[实用新型]研磨头及研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种研磨头及研磨装置。

背景技术

20世纪70年代，多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中，此技术使 芯片的垂直空间得到有效的利用，并提高了器件的集成度。但这项技术也使得 衬底表面不平整度加剧，由此引发的一系列问题(如引起光刻胶厚度不均进而 导致光刻受限)严重影响了大规模集成电路(ULSI)的发展。

针对这一问题，业界先后开发了多种平坦化技术，主要有反刻、玻璃回流、 旋涂膜层等，但效果并不理想。80年代末，IBM公司将化学机械抛光 (Chemical-MechanicalPlanarization，CMP)技术进行了发展使之应用于衬底的平 坦化，其在表面平坦化上的效果较传统的平坦化技术有了极大的改善，从而使 之成为了大规模集成电路制造中有关键地位的平坦化技术。

化学机械抛光工艺使用具有研磨性和腐蚀性的抛光液，并配合使用研磨垫。 研磨垫的尺寸通常比晶圆要大。研磨垫和晶圆被一个可活动的研磨头压在一起， 晶圆和研磨垫同时转动(通常是以相反的方向转)，但是它们的中心并不重合。在 这个过程中晶圆表面的材料和不规则结构都被除去，从而达到平坦化的目的。 平坦化后的晶圆表面使得干法刻蚀中的图样的成型更加容易。平滑的晶圆表面 还使得使用更小的金属图样成为可能，从而能够提高集成度。

现有的研磨头通常包括：基座、吸附机构及密封圈，所述密封圈设置于所 述基座和所述吸附机构之间，并将两者连接；其中密封圈由弹性材料制成的环 形圈，所述环形圈的内径边缘套接于靠近所述吸附机构的所述基座上，所述环 形圈的外径边缘套接于靠近所述基座的所述吸附机构上，以将基座和吸附机构 通过密封圈间接连接。研磨头实际工作时，吸附机构中吸附有晶圆，基座在驱 动器的驱动下转动，在密封圈的传递作用下带动吸附机构转动，使得吸附机构 中吸附的晶圆相对研磨垫旋转完成对晶圆的平坦化处理。这里，密封圈的作用 主要是调整压力大小及保持基座和吸附机构之间的密封，此外，由研磨头工作 的原理可知，密封圈还起到将基座的旋转力传递给吸附机构的媒介作用。

但是，上述结构的研磨头需要定期更换，以确保研磨效果，主要是因在密 封圈传递传动力时，吸附机构旋转时的扭矩作用于密封圈上，密封圈长期承受 扭矩会出现破裂的现象，影响密封圈的密封性，进而影响研磨头的工作性能， 导致研磨的产品良率下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨头及研磨装置，以解决由于研磨头的 密封圈易破裂，使得密封圈的密封性下降，导致研磨头的工作性能下降，需要 定期更换研磨头的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨头，所述研磨头，包括：

基座、吸附机构及设置于所述基座和吸附机构之间并与两者连接的密封圈， 其特征在于，还包括至少一个主动部件和至少一个被动部件，所述主动部件固 定于所述基座上，所述被动部件固定于所述吸附机构上，所述主动部件跟随所 述基座进行旋转运动，并推动所述被动部件进行旋转运动，以带动所述吸附机 构进行旋转运动。

可选的，在所述的研磨头中，所述被动部件为磁铁杆，所述主动部件包括 壳体和磁铁，所述磁铁套接于所述壳体中并沿所述壳体做伸缩运动。

可选的，在所述的研磨头中，所述磁铁的自由端与所述磁铁杆的自由端的 极性相同。

可选的，在所述的研磨头中，所述磁铁的自由端与所述磁铁杆的自由端的 极性不同。

可选的，在所述的研磨头中，所述主动部件和所述被动部件均为磁铁杆。

可选的，在所述的研磨头中，所述主动部件的自由端与所述被动部件的自 由端的极性相同。

可选的，在所述的研磨头中，所述主动部件的自由端与所述被动部件的自 由端的极性不同。

可选的，在所述的研磨头中，所述主动部件和所述被动部件均为永磁铁杆。

可选的，在所述的研磨头中，所述主动部件水平固定于所述基座上，所述 被动部件竖直固定于所述吸附机构上，所述主动部件推动所述被动部件进行旋 转运动时，所述主动部件的自由端与所述被动部件的自由端相交叠。