[发明专利]喷头装置

说明书

本发明揭示了一种喷头装置，包括：缓冲部、喷头本体、调节装置、电极及气泡隔离部件。缓冲部设有缓冲腔、进液端和出液端。喷头本体设有喷嘴、数个液体出口和与喷嘴相连接的顶盖。调节装置包括遮挡在数个液体出口上方并位于顶盖下方的遮挡部件及位于缓冲腔内的致动部件，致动部件与遮挡部件联动。遮挡部件和液体出口之间形成能调节的间隙，经缓冲部输出的液体的一部分由喷嘴输出，另一部分由间隙溢出，致动部件根据输入至缓冲部的液体的量的大小移动，致动部件与遮挡部件的联动调节间隙的大小以改变由间隙溢出的液体的量，使得由喷嘴输出的液体的量维持稳定。电极设置在缓冲腔的内壁并靠近缓冲部的出液端。气泡隔离部件与喷头本体连接并位于缓冲腔内，气泡隔离部件阻止电极处产生的气泡进入喷头本体的喷嘴。

技术领域

本发明涉及半导体设备零部件领域，尤其涉及一种能够输出具有稳定形貌的液体的喷头装置，该喷头装置适用于电化学抛光。

背景技术

在目前的半导体抛光工艺中，主要采用化学机械抛光(CMP)去除晶圆上多余的铜膜。化学机械抛光装置包括转台、布置于转台上的抛光垫、夹持晶圆的抛光头及抛光液供应管道。抛光时，一下压力作用于抛光头，从而使晶圆的待抛光面与抛光垫接触，抛光头带动晶圆旋转，晶圆的待抛光面与抛光垫之间有抛光液供应管道提供的抛光液，通过使晶圆相对抛光垫旋转，从而将晶圆上多余的铜膜去除。然而，为了进一步缩小半导体器件的特征尺寸，低K电介质材料或空气隙应用在半导体器件中，低K电介质材料或空气隙具有较弱的机械特性，化学机械抛光过程中作用在抛光头的下压力将会造成低K电介质材料的损坏，进而降低半导体器件的良率。

为了解决化学机械抛光存在的技术弊端，电化学抛光技术逐渐受到重视，电化学抛光由于只有抛光液与晶圆表面接触，因此能够无机械应力的去除晶圆上多余的铜膜，而不会对晶圆上的低K电介质层造成损害，从而提高半导体器件的制造良率，攻克了制造具有微小特征尺寸的半导体器件的技术瓶颈。在电化学抛光工艺中，抛光液通过喷头装置喷射至晶圆表面。目前的喷头装置无法控制从喷头装置喷射出的抛光液的形貌，当供应至喷头装置的抛光液的量出现波动时，从喷头装置喷射出的抛光液的形貌也会波动，从而无法精确控制铜膜的去除速率和去除均匀性。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题提供一种改进型的喷头装置，该喷头装置能够输出具有稳定形貌的液体并适用于电化学抛光工艺。

为实现上述目的，本发明提出一种喷头装置，包括缓冲部、喷头本体、调节装置、电极及气泡隔离部件。缓冲部设有缓冲腔、进液端和出液端。喷头本体固定在缓冲部的出液端，喷头本体设有喷嘴、数个液体出口和与喷嘴相连接的顶盖，喷头本体的喷嘴和数个液体出口分别与缓冲部的出液端连接。调节装置包括遮挡在数个液体出口上方并位于顶盖下方的遮挡部件和位于缓冲腔内的致动部件，致动部件与遮挡部件联动。遮挡部件和液体出口之间形成能调节的间隙，经缓冲部输出的液体的一部分由喷嘴输出，另一部分由间隙溢出，致动部件根据输入至缓冲部的液体的量的大小移动，致动部件与遮挡部件的联动调节间隙的大小以改变由间隙溢出的液体的量，使得由喷嘴输出的液体的量维持稳定。电极设置在缓冲腔的内壁并靠近缓冲部的出液端。气泡隔离部件与喷头本体连接并位于缓冲腔内，气泡隔离部件阻止电极处产生的气泡进入喷头本体的喷嘴。

在一个实施例中，遮挡部件包括遮盖、数对限位件、垫片和弹性件。遮盖设置在喷头本体的数个液体出口的上方并遮挡住该数个液体出口，遮盖设有数对限位孔。数对限位件穿过遮盖的数对限位孔并固定在喷头本体上，遮盖沿限位件上升或下降。垫片设置在遮盖与喷头本体之间，使得遮盖与喷头本体之间形成间隙。弹性件设置在遮盖与限位件的上端之间。

在一个实施例中，致动部件包括挡板和连接架。挡板设置在缓冲部的缓冲腔内并正对着缓冲部的进液端。连接架的一端与挡板连接，连接架的另一端与遮盖连接。

在一个实施例中，缓冲部的进液端通过一管阻消除部件连接到一脉冲供液装置。

在一个实施例中，管阻消除部件是回型管路，回型管路的一端连接到脉冲供液装置，回型管路的另一端连接到缓冲部的进液端。