[实用新型]化学机械研磨装置

说明书

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨装置。所述化学机械研磨装置，包括研磨垫和修整组件；所述研磨垫包括同轴设置的多个区域，且多个区域沿所述研磨垫的径向方向自中心向边缘分布；所述修整组件包括修整盘，用于对多个区域一一采用多种不同的修整盘转速进行修整，且所述修整盘转速沿自所述研磨垫的中心向边缘的方向依次减小。本实用新型有效避免了修整盘在修整研磨垫的过程中，因沿所述研磨垫径向方向上的切线速度不一致而导致的修整后研磨垫厚度不均匀的问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨装置。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是一个通过化学反应过程和机械研磨过程共同作用的工艺。研磨过程中研磨头施加一定的压力在晶圆背面使晶圆正面紧贴研磨垫。同时，研磨头带动晶圆和研磨垫同方向旋转，使晶圆正面与研磨垫产生机械摩擦。在研磨过程中，通过一系列复杂的机械和化学作用去除晶圆表面的一层薄膜，从而达到晶圆平坦化的目的。

但是随着化学机械研磨过程的不断进行，研磨垫的物理及化学性能会发生变化，表现为研磨垫表面产生残余物质，微孔的体积缩小、数量减少，表面粗糙度降低，表面发生分子重组现象，形成一定厚度的釉化层，导致研磨速率和研磨质量的降低。因此，必须对研磨垫进行适当的修整，磨蚀该研磨垫的表面并开孔，且在研磨垫的表面上创建微凸物，即以物理方式穿透该研磨垫表面的多孔层。

典型的修整器一般是金刚石修整器，包括基底以及固结在基底研磨面上的金刚石颗粒，在进行修整时研磨面与研磨垫表面平行。在利用修整器对研磨垫进行修整的过程中，修整器同时作转动及围绕一固定点在一预设范围内的往复摆动，且修整器以一定压力压在研磨垫表面，使得金刚石研磨颗粒与研磨垫表面接触并对研磨垫进行切削，从而实现对研磨垫表面的研磨修整，使得研磨垫表面得到所需的粗糙度。

但是，在实际的修整过程中，由于修整盘在研磨垫表面径向方向上的切线速度不同，导致经修整后研磨垫表面高度不均匀，即修整后的研磨垫从中心到边缘的磨损程度逐渐增加。在化学机械研磨的过程中，高度不均匀的研磨垫会使得晶圆的表面形貌变差，影响晶圆产品的整体质量。

因此，如何提高研磨垫厚度的均匀性，以改善化学机械研磨的效果，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种化学机械研磨装置，用于解决经现有的研磨垫修整器修整后研磨垫厚度不均匀的问题，以改善化学机械研磨的效果，提高晶圆产品的质量。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种化学机械研磨装置，包括研磨垫和修整组件；所述研磨垫包括同轴设置的多个区域，且多个区域沿所述研磨垫的径向方向自中心向边缘分布；所述修整组件包括修整盘，用于对多个区域一一采用多种不同的修整盘转速进行修整，且所述修整盘转速沿自所述研磨垫的中心向边缘的方向依次减小。

优选的，多个区域包括一圆形区域以及多个环形区域；所述圆形区域位于所述研磨垫的中心，多个环形区域与所述圆形区域同心设置且围绕所述圆形区域的外周分布。

优选的，所述修整组件还包括存储器；所述存储器连接所述修整盘，用于存储与多个区域一一对应的多种修整盘转速。

优选的，所述修整组件还包括第一传感器和控制器；所述第一传感器连接所述控制器，用于检测所述修整盘与所述研磨垫中心之间的距离；所述控制器连接所述修整盘，用于根据所述修整盘与所述研磨垫中心之间的距离确定修整盘所处区域，并控制修整盘以相应的修整盘转速进行研磨。

优选的，所述修整组件还包括修整臂；所述修整臂包括相对端的第一末端和第二末端，所述第二末端连接所述修整盘，用于围绕所述第一末端在一预设角度范围内进行往复运动。

优选的，所述控制器连接所述修整臂，用于调整所述修整臂作往复运动的速度。