[发明专利]一种化学机械研磨设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造设备领域，涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

随着半导体器件高密度化，多层配线和与其相伴的层间绝缘膜形成、插入(plug)、镶嵌(damascene)等电极形成等的技术的重要性增大。与此相伴，这些层间绝缘膜、电极的金属膜的平坦化处理的重要性也增大。作为用于该平坦化处理的高效技术，被称为CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光)的研磨技术得到普及。

一般而言，CMP装置包括夹持半导体晶圆的研磨头、研磨垫、以及研磨台。半导体晶圆的CMP研磨具体而言为使用浆液，通过使半导体晶圆(以下简称为晶圆)与研磨垫相对运动，从而去除晶圆表面的层的突出部分，以使晶圆表面的层平坦化。

如图1所示，图1为现有化学机械研磨设备的结构示意图，包括固定连接的底座20和研磨液供给手臂10，研磨液供给手臂10用于向研磨垫上的晶圆喷射研磨液，如图1所示，底座20和研磨液供给手臂通过固定螺丝21连接。在研磨工艺过程中，研磨液供给手臂通常是固定在预设角度和位置向晶圆喷射研磨液。如需向调整研磨液供给手臂的角度和位置，通常需要将螺丝拧开，调整研磨液供给手臂至预设位置，再将螺丝拧紧。

由于在研磨过程中研磨液供给手臂的位置固定不变，导致研磨液喷射在晶圆上不够均匀，在调整研磨液供给手臂位置的过程中，由于手动调整，导致研磨液供给手臂的移动位置不够精确；因此，提供本领域技术人员亟需一种化学机械研磨设备，可以精确调整研磨液供给手臂的位置，保证研磨液均匀的喷射在晶圆表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种化学机械研磨设备，可以精确调整研磨液供给手臂的位置，保证研磨液均匀的喷射在晶圆表面。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种化学机械研磨设备，用于对晶圆待研磨表面进行研磨，包括研磨液供给手臂、底座、驱动装置以及位置锁定装置，其中，

所述研磨液供给手臂至少为一节，用于向晶圆表面提供研磨液，所述研磨液供给手臂一端设有喷射研磨液的喷嘴，另一端所述底座铰接；

所述底座用于支撑所述研磨液供给手臂，以带动所述喷嘴在晶片边缘与晶片中心之间做往复运动；

所述驱动装置安装于所述底座下方，用于驱动所述研磨液供给手臂在晶圆上方做水平往复运动；

所述位置锁定装置安装于所述底座上，用于锁定所述研磨液供给手臂的位置角度。

优选的，所述研磨液供给手臂上设有速度传感器以及移动路径传感器，所述速度传感器用于感测所述研磨液供给手臂的移动速度，所述移动路径传感器用于感测所述研磨液供给手臂的移动路径。

优选的，所述速度传感器以及移动路径传感器与控制单元连接，所述控制单元用于接收所述速度传感器以及移动路径传感器检测的数据，并通过驱动装置控制所述研磨液供给手臂的移动速度和移动路径。

优选的，所述驱动装置为步进电机或摆动气缸。

优选的，所述底座为圆柱体，其可绕自身竖直轴心线做旋转和升降运动。

优选的，所述研磨液供给手臂为2节或2节以上且呈线性依次铰接。

优选的，所述研磨液供给手臂上具有研磨液供给管道。

与现有的方案相比，本发明提供的化学机械研磨设备设置驱动装置以带动研磨液供给手臂运动至预设位置，在运动过程中，保证研磨液均匀、匀速的喷射至晶圆表面，到达预设位置后，也可通过位置锁定装置固定研磨液供给手臂的位置和角度，满足实际工艺的需要，本发明简化了繁琐的调控步骤，降低成本、简化结构、节约化学机械研磨设备的占地空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有化学机械研磨设备的结构示意图；

图2为本发明化学机械研磨设备优选实施例的结构示意图。

图中标号说明如下：

10、底座；20、机械臂；21、固定螺丝；30、机械腕；40、装载手；50、硅片；60、转动轴；70、晶圆；80、喷嘴。

具体实施方式