专利名称：化学机械研磨设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学机械研磨设备。
背景技术：
目前，半导体制作工艺中，多个制作工艺都需要采用化学机械研磨设备对晶圆表 面做平坦化处理，比如，在互连线制作中，用于化学机械研磨金属铜，因此，化学机械研磨设 备是半导体制作工艺中比较重要的设备。现有的化学机械研磨设备通常都包括承载装置，传送装置以及研磨装置，参考附 图Ia所示，所述的承载装置包括承载台外罩104，以及位于承载台外罩内的承载台106，晶 圆105在进入晶圆研磨程序之前，就放 置在晶圆承载台104上。参考附图Ia所示，传送装置包括机械手臂101，研磨头102，晶圆卡环103，机械手 臂101连接在研磨头102正上方，带动所述的传送装置在承载装置和研磨装置之间移动；晶 圆卡环103设置于研磨头102的边缘，并且外边缘与研磨头的外边缘位置对应，用于抓取晶 圆，晶圆卡环103直径稍大于需抓取的晶圆直径。研磨头102的直径与承载台的直径相同。参考附图Ib所示，研磨装置包括研磨垫202和研磨转盘201。研磨垫202水平设 置于研磨转盘201正上方并连接在一起，研磨垫202的大小与研磨转盘201 —致，但远大于 所需研磨的晶圆105形状。参考附图Ia以及附图lb，当需要研磨的晶圆水平放置到承载台106中心后，机械 手臂101驱动研磨头102移动到晶圆105正上方，研磨头102垂直向下压住晶圆，使得晶圆 卡环103卡住晶圆105外沿，研磨头102夹取晶圆垂直向上离开承载台106。下一步研磨头 102移动到研磨转盘201的上方，而研磨转盘201始终处于旋转状态，研磨头102夹取晶圆 垂直向下压使得晶圆105与研磨转盘201表面的研磨垫202接触，研磨垫202由于研磨转 盘201的旋转使得晶圆表面的不规则部分被研磨。晶圆卡环103夹取晶圆时，所夹取的晶圆105嵌入晶圆卡环103，并且晶圆卡环 103和晶圆105与研磨垫202对应的面基本在同一水平面，所以当研磨头102垂直下压晶圆 105到研磨垫202研磨时，晶圆卡环103同样与研磨垫202摩擦接触。而晶圆卡环103采用 的是具有一定硬度的塑料材料，研磨垫202采用的是较软的聚合材料，所以晶圆卡环103与 研磨垫202摩擦接触时，研磨垫202发生形变。当研磨垫202形变时，晶圆卡环103的两侧 由于研磨会产生大量的聚合物微尘204而粘附在晶圆卡环103上，如图IC中位于晶圆卡环 两侧的203部位所示。因此，反复使用后，晶圆卡环103上的聚合物微尘增多使得再次卡取 的晶圆105表面发生刮伤并掉落大量微尘到晶圆表面，影响晶圆良率。
发明内容
本发明解决的技术问题是由于现有的化学机械研磨设备的晶圆卡环在长时间使 用后，晶圆卡环两侧会聚积大量的聚合材料微尘，导致晶圆卡环夹取晶圆时刮伤晶圆并给 晶圆表面带入微尘的缺陷。
为了克服上述问题，本发明提供一种化学机械研磨设备，包括承载装置，所述承载装置包括承载台外罩，所述承载台外罩的边缘开设有一个以上孔，所述孔中设置有清洗 喷嘴；可移动至承载装置正上方的传送装置，所述传送装置包括晶圆卡环，所述传送装置移 动至承载装置正上方时，清洗喷嘴的位置与晶圆卡环的位置对应。承载台外罩的形状与晶圆卡环都为圆形。可选的，所述孔或者清洗碰嘴的数量为6-8个。可选的，所述传送装置移动至承载装置正上方时，晶圆卡环的中心与承载台外罩 的中心重合。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点所述的化学机械研磨设备在承载台外罩的边缘对应晶圆卡环的位置增加若干个 开孔以及清洗碰嘴，便于清洗碰嘴在研磨头夹取晶圆动作完毕后对晶圆卡环清洗，避免了 由于研磨产生的聚合材料微尘粘附与晶圆卡环两侧导致的晶圆表面污染和刮伤。
图Ia为现有化学机械研磨设备的承载台结构示意图；图Ib为现有化学机械研磨设备的研磨转台使用示意图；图Ic为现有化学机械研磨设备的晶圆卡环导致研磨垫形变的放大图；图2a为本发明一实施例所提供的化学机械研磨设备的承载台及其承载台外罩的 俯视图；图2b为本发明一实施例所提供的化学机械研磨设备的使用示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的化学机械研磨设备作进一步详细说 明。根据下面的叙述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的 形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明提供一种化学机械研磨设备，参考附图2a以及附图2b所示，所述化学机械 研磨设备包括三部分承载装置，传送装置以及研磨装置。承载装置包括承载台外罩104，形状为圆环形；承载台106，位于承载台外罩104 中心；开孔301，开设于所述外罩104边缘表面上；清洗喷嘴302，开设在所有所述孔301的 正下方位置。可选的，所述开孔301的数量为6-8个。传送装置包括研磨头102，用于在研磨过程中下压晶圆105 ；晶圆卡环103，形状 为圆环形，晶圆卡环103直径稍大于需抓取的晶圆105直径，设置于研磨头102的边缘，并 且外边缘与研磨头102的外边缘位置对应；机械手臂101，用作控制研磨头102的转动，与 所示研磨头102固定连接，如附图Ia中所示，位于研磨头102的正上方。请参考图lb，研磨装置包括研磨转台201，在研磨过程中以旋转方式来研磨晶 圆；研磨垫202，由聚合材料制成，安装于研磨转台的上表面。如背景技术所述，所述晶圆卡环103用于夹取晶圆105在研磨垫202表面研磨，如 图Ic所示，研磨头102下压磨擦使得研磨垫202形变，粘附大量研磨粉末在卡环103表面， 在承载台外罩上表面开设若干个开孔301，在孔正下方设置对应的清洗碰嘴302，可清洗正上方对应晶圆卡环103，避免晶圆卡环103被研磨垫的聚合材料微尘污染，保护下片需研磨 的晶圆105，防止晶圆卡环103夹取时刮伤晶圆105表面，提高研磨的效果继续参考图2b，承载台直径Ll与所述晶圆卡环的内侧直径相同，承载台外罩的宽 度L2与晶圆卡环的h相等。而承载台外罩外侧直径L3与晶圆卡环的外侧直径大致相同。本说明书中，所述晶圆卡环的厚度h指的是晶圆卡环的外直径与内侧壁直径之 差。下面结合图2a和图2b，介绍本化学机械研磨设备的工作过程，当所需晶圆105需 要研磨时，机械手臂101带动研磨头102移动到承载台106正上方，研磨头102缓慢垂直下 压晶圆105并与晶圆105表面接触，同时晶圆卡环103卡住晶圆105外沿夹取晶圆105。夹 取完毕后，机械手臂101带动研磨头102上升并移动到始终处于高速旋转的研磨转台201 上方。研磨头102缓慢垂直向下，使得晶圆105表面接触研磨垫202摩擦开始研磨。而晶 圆卡环由于下压至研磨垫202的并与该研磨垫202摩擦及形变，粘附研磨垫表面的聚合材 料微尘。研磨完毕后，机械手臂101垂直向上带动研磨头102离开研磨转台，并移动到承载 台106上方，研磨头102将晶圆放置回承载台上，化学机械研磨的工序完成。下一步开始晶 圆卡环103清洗工序，研磨头102垂直向下，与承载台外罩104接触，承载台外罩104下方 内部的清洗清洗喷嘴302对准承载台外罩上表面对应的开孔301，由下往上喷射清洗液到 晶圆卡环103表面，清洗在研磨过程中由于晶圆卡环103下压研磨垫使该研磨垫202形变 而摩擦粘附的聚合物微尘。清洗完毕后，开始下一片的晶圆化学机械研磨流程。所述的晶圆卡环103清洗过程，避免了由于晶圆卡环103的两侧粘附大量的研磨 垫聚合材料微尘而污染晶圆表面，甚至刮伤晶圆表面，确保了晶圆良率。虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术 人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应 当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
一种化学机械研磨设备，其特征在于，包括承载装置，所述承载装置包括承载台外罩，所述承载台外罩的边缘开设有一个以上孔，承载台外罩内还具有与所述孔的位置对应的清洗喷嘴；可移动至承载装置正上方的传送装置，所述传送装置包括晶圆卡环，所述传送装置移动至承载装置正上方时，清洗喷嘴的位置与晶圆卡环的位置对应。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述承载台外罩以及晶圆 卡环的形状为圆形。
3.根据权利要求2所述的化学机械研磨设备，其特征在于，承载台外罩的直径与所述 晶圆卡环的直径相同。
4.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述传送装置移动至承载 装置正上方时，晶圆卡环的中心与承载台外罩的中心重合。
5.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述孔的数量为6-8个。
6.根据权利要求1或者5所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述清洗喷嘴的数量 为6-8个。
全文摘要
本发明提供一种化学机械研磨设备，包括承载装置，所述承载装置包括承载台外罩，所述承载台外罩的边缘开设有一个以上孔，承载台外罩内还具有与所述孔的位置对应的清洗喷嘴；可移动至承载装置正上方的传送装置，所述传送装置包括晶圆卡环，所述传送装置移动至承载装置正上方时，清洗喷嘴的位置与晶圆卡环的位置对应。所述的化学机械研磨设备在承载台外罩的边缘对应晶圆卡环的位置增加若干个开孔以及清洗碰嘴，便于清洗碰嘴在研磨头夹取晶圆动作完毕后对晶圆卡环清洗，避免了由于研磨产生的聚合材料微尘粘附与晶圆卡环两侧导致的晶圆表面污染和刮伤。
文档编号H01L21/304GK101941179SQ20091005450
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者闫大鹏 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司