一种化学机械研磨设备.pdf

本发明公开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，研磨液供给手臂至少为一节，用于向晶圆表面提供研磨液，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；底座用于支撑研磨液供给手臂，以带动喷嘴在晶片边缘与晶片中心之间做往复运动；驱动装置安装于所述底座下方，用于驱动研磨液供给手臂在晶圆上方做水平往复运动。本发明通过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。

1.  一种化学机械研磨设备，用于对晶圆待研磨表面进行研磨，其特征在于，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。

2.  根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，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。

3.  根据权利要求2所述的化学机械研磨设备，其特征在于，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。

4.  根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述驱动装置为步进电机或摆动气缸。

5.  根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，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。

6.  根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，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。

7.  根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨液供给手臂上具有研磨液供给管道。

一种化学机械研磨设备
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
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例及附图2对本发明的化学机械研磨设备进行详细说明。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。
如图2所示，本发明提供了一种化学机械研磨设备，用于对晶圆70待研磨表面进行研磨，包括研磨液供给手臂10、底座20、驱动装置30以及位置锁定装置40，其中，研磨液供给手臂10至少为一节，用于向晶圆70表面提供研磨液，研磨液供给手臂10一端设有喷射研磨液的喷嘴80，另一端底座20铰接；底座20用于支撑研磨液供给手臂10，以带动喷嘴80在晶片70边缘与晶片70中心之间做往复运动；驱动装置30安装于底座20下方，用 于驱动研磨液供给手臂10在晶圆70上方做水平往复运动；位置锁定装置40安装于底座20上，用于锁定研磨液供给手臂10的位置角度。
具体的，本实施例中，研磨液供给手臂10上设有速度传感器50以及移动路径传感器60，速度传感器50用于感测研磨液供给手臂10的移动速度，移动路径传感器60用于感测研磨液供给手臂10的移动路径。此外，速度传感器50以及移动路径传感器60与控制单元(图中未示出)连接，控制单元用于接收速度传感器50以及移动路径传感器60检测的数据，并通过驱动装置30控制研磨液供给手臂10的移动速度和移动路径。
本实施例中，驱动装置30优选为步进电机或摆动气缸，研磨液供给手臂10优选为2节或2节以上且呈线性依次铰接，如此，研磨液供给手臂10可做前后伸缩运动，此外，研磨液供给手臂10上具有研磨液供给管道为喷嘴80提供研磨液。
为进一步便于调节研磨液供给手臂10的位置，底座20为圆柱体，其可绕自身竖直轴心线做旋转和升降运动，底座20做旋转和升降运动由驱动装置30驱动。
综上所述，本发明提供的化学机械研磨设备设置驱动装置30以带动研磨液供给手臂10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40固定研磨液供给手臂10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。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。