化學機械研磨機臺制造技術

本實用新型專利技術提供一種化學機械研磨機臺，包括研磨臺、研磨墊、研磨液輸送裝置、研磨頭裝置以及研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，所述研磨頭裝置設置有紅外發(fā)射器，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元設有與紅外發(fā)射器相對應的所述校準測試用標記，當紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光線照射到校準測試用標記上時，研磨頭裝置與研磨頭清洗及晶圓裝卸單元對準。通過紅外發(fā)射器和校準測試用標記點對點的位置校準，非常直觀、簡便的去校準研磨頭裝置至研磨頭清洗及晶圓裝卸單元的位置，可以最大程度的保證研磨頭裝置至研磨頭清洗及晶圓裝卸單元的位置不存在偏差，大大提升了化學機械研磨機臺的裝機與修機效率，從而保證化學機械研磨機臺的正常工作以及產(chǎn)品質量。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及半導體制造
，尤其涉及一種化學機械研磨機臺。
技術介紹
晶圓制造中，隨著制程技術的升級、導線與柵極尺寸的縮小，光刻(Lithography)技術對晶圓表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越來越高。化學機械研磨或化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing，以下簡稱CMP)是目前機械加工中唯一可以實現(xiàn)表面全局平坦化的技術，其綜合了化學腐蝕作用和機械去除作用。化學機械研磨技術綜合了化學研磨和機械研磨的優(yōu)勢。單純的化學研磨，表面精度較高，損傷低，完整性好，不容易出現(xiàn)表面/亞表面損傷，但是研磨速率較慢，材料去除效率較低，不能修正表面型面精度，研磨一致性比較差。單純的機械研磨，研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高，但是容易出現(xiàn)表面層/亞表面層損傷，表面粗糙度值比較低。化學機械研磨吸收了兩者各自的優(yōu)點，可以在保證材料去除效率的同時，獲得較完美的表面，得到的平整度比單純使用這兩種研磨要高出1-2個數(shù)量級，并且可以實現(xiàn)納米級到原子級的表面粗糙度。上述化學機械研磨技術CMP的實施須依賴于大型的操作機臺即化學機械研磨機臺比如應用材料公司(AppliedMaterials Inc，以下簡稱AMAT)LK機臺。圖1顯示一種傳統(tǒng)CMP裝置90，包括:研磨頭polish head、研磨臺(未圖示)、研磨墊(Pad，未圖示)、研磨頭清洗及晶圓裝卸單元(head clean load/unload，以下簡稱HCLU)，研磨臺上固定有研磨墊，研磨頭清洗及晶圓裝卸單元HCLU設置在研磨臺上，包括加載杯clean cup通過設置于中心、用氣缸驅動的升降臺，將晶圓加載至研磨墊上與從研磨墊上將晶圓載出。現(xiàn)有的CMP工藝研磨過程一般是:研磨頭吸取住晶圓且對晶圓朝向研磨墊的表面加壓，同時研磨液(slurry)在研磨墊和晶圓之間流動，在研磨墊的高速旋轉下，研磨液slurry與晶圓表面發(fā)生摩擦從而起到研磨、表面平坦的效果。目前的CMP機臺端還未有任何裝置可以校準polish head至HCLU的位置，技術人員只能借助內六角扳手等小工具，通過手動量測、肉眼去比對的方式來校準，該校準過程一般是:首先將 polish cross head 旋轉至 HCLU(HCLU:head load/unload wafer 組件)上方，將HCLU上升至中間位置，用內六角扳手去比對polish head與HCLU之間的間隙大小，哪邊間隙大了就將polish head向該方向進行微調，直至polish head外圍一圈與HCLU之間的間隙大小均衡時，即可判斷polish head至HCLU位置校準完成。這種校準方式下，在校準該位置時完全沒有任何標準，只能是去憑借個人的工作經(jīng)驗去調整著polish head至HCLU的位置。由于每個技術人員工程師在校準polish head至HCLU位置時都存在著較大的差異，以至于每個CMP機臺的polish head至HCLU的位置都存在著各自的差異，特別是一些工作經(jīng)驗比較少的技術人員工程師在校準head至HCLU位置時容易產(chǎn)生偏差，導致發(fā)生HCLU在載入晶圓或者載出晶圓時出現(xiàn)晶圓載入/載出失敗的誤報警現(xiàn)象，以及晶圓加載不到位而使得晶圓在研磨過程中出現(xiàn)滑片或者研磨質量不高的問題，嚴重影響了 CMP機臺的跑貨產(chǎn)能以及產(chǎn)品質量。因此，需要一種新的CMP研磨機臺，以避免上述缺陷。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于提供一種化學機械研磨機臺，能夠非常直觀、簡便的去校準研磨頭至研磨頭清洗及晶圓裝卸單元的位置，大大提升了 CMP機臺的裝機與修機效率，保證化學機械研磨機臺的正常工作以及產(chǎn)品質量。為解決上述問題，本技術提供一種化學機械研磨機臺，包括:研磨臺，以一方向旋轉；研磨墊，設于所述研磨臺上；研磨液輸送裝置，置于所述研磨墊上方而未與研磨墊相接觸并輸送研磨液至所述研磨墊上；研磨頭裝置，設置在研磨臺上方，用于在研磨過程中吸取住晶圓且對晶圓朝向研磨墊的表面加壓，包括用于與下述的研磨頭清洗及晶圓裝卸單元位置對準的紅外發(fā)射器；研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，設置在研磨臺上，將待研磨晶圓加載至研磨墊上與從研磨墊上將晶圓載出，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元的上表面設有用于研磨頭清洗及晶圓裝卸單元與研磨頭裝置進行位置對準的校準測試用標記，研磨頭清洗及晶圓裝卸單元處于與研磨頭裝置對準的位置時，所述紅外發(fā)射器的紅外線照射到所述校準測試用標記。進一步的，所述紅外發(fā)射器至少包括一個設置在研磨頭裝置朝向研磨臺的表面中心位置的紅外發(fā)射器，所述校準測試用標記包括至少一個設置在所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元的中心位置的標記。進一步的，所述校準測試用標記為紅色圓圈。進一步的，所述化學機械研磨機臺還包括放置在所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元上且與所述研磨頭裝置對準的校準測試用晶圓，所述校準測試用晶圓的中心設置有所述校準測試用標記。進一步的，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元包括加載杯，所述加載杯設置于其中心位置的升降臺，將待研磨晶圓加載至研磨墊上與從研磨墊上將晶圓載出，所述校準測試用標記設置在所述加載杯的中心或升降臺的中心。進一步的，所述化學機械研磨機臺還包括:紅外接收器，設置在所述校準測試用標記處，用于接收所述紅外發(fā)射器的紅外線，并根據(jù)接收紅外線的強度確定紅外發(fā)射器的紅外線照射到所述校準測試用標記。進一步的，所述化學機械研磨機臺還包括:研磨墊調節(jié)器，置于所述研磨墊上，用于刮平所述研磨墊的表面且去除研磨墊上的雜質。進一步的，所述化學機械研磨機臺還包括:去離子水自動清洗裝置，對準研磨墊設置，用于自動清洗研磨墊。進一步的，所述化學機械研磨機臺還包括設置于研磨頭裝置上的固定環(huán)，所述固定環(huán)在晶圓研磨時，與研磨墊相接觸。進一步的，所述研磨墊為多個。與現(xiàn)有技術相比，本技術提供的化學機械研磨臺，包括研磨臺、研磨墊、研磨液輸送裝置、研磨頭裝置以及研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，所述研磨頭裝置設置有紅外發(fā)射器，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元設有與紅外發(fā)射器相對應的所述校準測試用標記，當紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光線照射到校準測試用標記上時，研磨頭裝置與研磨頭清洗及晶圓裝卸單元對準。通過紅外發(fā)射器和校準測試用標記點對點的位置校準，非常直觀、簡便的去校準polish head至HCLU的位置，可以最大程度的保證polish head至HCLU的位置不存在偏差，大大提升了 CMP機臺的裝機與修機效率，從而保證化學機械研磨機臺的正常工作以及產(chǎn)品質量。【附圖說明】圖1為現(xiàn)有技術中的一種化學機械研磨機臺的交錯底蓋板部分的結構示意圖；圖2為本技術具體實施例的化學機械研磨機臺的結構示意圖；圖3為本技術具體實施例的紅外發(fā)射器與研磨頭裝置的安裝示意圖；圖4為本技術具體實施例的紅外發(fā)射器、校準測試用標記與研磨頭裝置、HCLU的安裝示意圖。【具體實施方式】本技術的特征在于，對原來的化學機械研磨機臺進行改裝，在研磨頭裝置上增加用于校準的紅外發(fā)射器，在HCLU上設置校準測試用標記，通過移動研磨頭裝置，當紅外發(fā)射器上發(fā)射出的紅外線對射到校準測試用標記的中心點位置時，便完成了對研磨頭裝置至HCLU的位置校準。由于研磨頭裝置與HCLU都是同心圓的結構，本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種化學機械研磨機臺，其特征在于，包括：研磨臺，以一方向旋轉；研磨墊，設于所述研磨臺上；研磨液輸送裝置，置于所述研磨墊上方而未與研磨墊相接觸并輸送研磨液至所述研磨墊上；研磨頭裝置，設置在研磨臺上方，用于在研磨過程中吸取住晶圓且對晶圓朝向研磨墊的表面加壓，包括用于與下述的研磨頭清洗及晶圓裝卸單元位置對準的紅外發(fā)射器；研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，設置在研磨臺上，將待研磨晶圓加載至研磨墊上與從研磨墊上將晶圓載出，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元上表面設有用于研磨頭清洗及晶圓裝卸單元與研磨頭裝置進行位置對準的校準測試用標記，研磨頭清洗及晶圓裝卸單元處于與研磨頭裝置對準的位置時，所述紅外發(fā)射器的紅外線照射到所述校準測試用標記。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：宋愷，張弢，蔣德念，
申請(專利權)人：上海華力微電子有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31