[实用新型]化学机械研磨设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体器件加工工艺设备，尤其涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

随着超大规模集成电路(ULSI，Ultra Large Scale Integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸(Feature Size)不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但是多层布线技术的应用会造成硅片表面起伏不平，对图形制作及其不利。为此，需要对不规则的晶圆表面进行平坦化(Planarization)处理。目前，化学机械研磨法(CMP，Chemical Mechanical Polishing)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其在半导体制作工艺进入亚微米(Sub-micron)领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

化学机械研磨法(CMP)是一个复杂的工艺过程，它是通过晶圆和研磨垫之间的相对运动平坦化晶圆表面，其所用设备常称为化学机械研磨设备或化学机械抛光设备。研磨时，将需要研磨的晶圆的待研磨面向下固定在研磨头上，研磨头在研磨头带动装置的带动下，带动晶圆使晶圆的待研磨面接触相对旋转的研磨垫，研磨头提供的下压力将晶圆紧压至研磨垫上，当表面贴有研磨垫在电机的带动下旋转时，研磨头也进行相对转动。同时研磨液通过研磨液供应管(tube)输送到研磨垫上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫上，该研磨液中的化学成分与被研磨晶圆发生化学反应，将不溶物质转为易溶物质，然后通过机械摩擦将上述易溶物从被抛光晶圆表面去除，实现结合机械作用和化学作用将晶圆的表面材料去除，达到全局平坦化的效果。

在研磨过程中，研磨头下方固定晶圆，上方固定于研磨头带动装置下，在研磨头带动装置的带动下，将晶圆压于研磨垫上方。研磨头带动装置通过机械夹持件固定研磨头，然而由于研磨过程中研磨液中化学物质腐蚀以及研磨压力与摩擦力使机械夹持件非常容易损坏，则极易造成研磨头滑脱，造成晶圆磨损甚至破片，从而影响化学机械研磨的效率和晶圆成品率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种利用磁力固定研磨头带动装置与研磨头，从而减少研磨头滑脱，以提高化学机械研磨质量。

一种化学机械研磨设备，包括研磨头和位于研磨头上方的研磨头带动装置，所述研磨头上方固定设置第一磁体，所述研磨头带动装置设置第二磁体，所述第一磁体与所述第二磁体位置相对且磁性相反。

进一步的，所述第一磁体的形状为圆柱形，所述第二磁体的形状为圆环形，所述第二磁体的内径大于所述第一磁体的直径。

进一步的，所述第一磁体与所述第二磁体的形状均为平板形，所述第一磁体与所述第二磁体正对。

进一步的，所述第一磁体为永磁体，所述第二磁体为电磁体，所述电磁体在通电后所带磁性与所述永磁体的磁性相反。

进一步的，所述第一磁体与第二磁体均为电磁体，通电后所述第一磁体与所述第二磁体的磁性相反。

进一步的，所述电磁体包括铁芯和围绕所述铁芯的线圈，所述线圈由外部电源供电。

进一步的，所述研磨头带动装置还包括外罩，设置于所述外罩中的转动马达、转动杆和带动平台，所述转动马达通过转动杆与带动平台固定连接，所述第二磁体设置于所述带动平台下。

综上所述，所述化学机械研磨装置在研磨头带动装置与研磨头之间通过磁力固定连接，无需使用机械夹持件，以避免利用机械夹持件，减小腐蚀损伤，从而提高化学机械研磨质量。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中所述化学机械研磨设备的部分结构示意图。

图2为本实用新型第二实施例中所述化学机械研磨设备的部分结构示意图。

图3为本实用新型第二实施例中所述第一磁力与第二磁力结构俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。