研磨头结构及化学机械研磨装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种研磨头结构及化学机械研磨装置，在外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口；在对化学机械研磨装置进行清洗之后，残留在研磨头外壳上的水能够通过导流孔及通道流至研磨垫上，经过处理之后再开始进行化学机械研磨，从而避免了在研磨过程中外壳上的水流到研磨垫上对研磨液造成影响，从而提高了研磨的效果；并且，由于外壳上的水能够及时的排出，从而防止在研磨过程中外壳上水的流出带来的结晶或颗粒，减少了由此产生的划伤等不良。

Grinding head structure and chemical mechanical grinding device

The utility model provides a grinding head structure and chemical mechanical polishing device, a plurality of guide holes arranged on the upper surface of the shell, in the shell is provided with a plurality of channels, in the case of the side wall is provided with a plurality of outlet; the conduction channel and the diversion hole the channel exit; after cleaning in the device of chemical mechanical polishing, grinding head shell residue in the water can be through the guide hole and channel flow to the polishing pad, after processing before chemical mechanical polishing, so as to avoid in the process of grinding on the shell of the water flow to the polishing pad for polishing liquid caused effect, thereby improving the grinding effect; and, since the housing on the water can be discharged, thereby preventing outflow in the grinding process of the shell caused by crystal or granule water, reduce the resulting The scratch is bad.

【技术实现步骤摘要】
研磨头结构及化学机械研磨装置
本技术涉及半导体装置领域，特别涉及一种研磨头结构及化学机械研磨装置。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互联层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。二十世纪80年代，由IBM公司首创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效方法。化学机械研磨技术兼具机械式研磨与化学式研磨两种作用，可以使整个晶圆表面达到平坦化，以便于后续进行薄膜沉积等工艺。在进行CMP的过程中，通过研磨头将待研磨的晶圆压在研磨垫上并带动晶圆旋转，而研磨垫则以相反的方向旋转。在进行研磨时，通过研磨液输送装置将所需要的研磨液添加到晶圆与研磨垫之间，然后，随着研磨垫和待研磨晶圆之间的高速运转，待研磨晶圆表面的反应产物被不断地剥离，反应产物随着研磨浆料被带走。待研磨晶圆的新表面又会发生化学反应，反应产物再被剥离出来，这样循环往复，在机械研磨和化学腐蚀的共同作用下，使晶圆表面平坦化。但是在不断的机械研磨过程中，研磨所产生的颗粒或结晶会附着在化学机械研磨装置上，进而会影响研磨效果，因此，在研磨一片或多片晶圆之后，通常需要对机械研磨所产生的颗粒或结晶进行冲洗。在冲洗过程中，在研磨头的外壳上不可避免的会有水残留，而之后进行化学机械研磨，在吸附晶圆时，外壳上的水会不定时的流到研磨垫上，会造成研磨液的不定时稀释，进而对研磨效果造成影响。因此，如何避免研磨头外壳上的水对研磨液的影响是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种研磨头结构及化学机械研磨装置，及时排除研磨头外壳上的水，提高化学机械研磨的研磨效果。为解决上述技术问题，本技术提供一种研磨头结构，包括研磨头以及位于所述研磨头顶部的外壳，在所述外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口。优选的，多个所述导流孔连通至一个所述通道。优选的，多个所述导流孔在所述外壳的上表面上均匀分布。优选的，所述导流孔在所述外壳的上表面上排列成多个同心的环形。更优选的，最外层的所述环形上的每一所述导流孔均与所述环形的中心形成一连线，每一所述连线与剩余的所述环形的交点处均设置有一所述导流孔，位于同一所述连线上的所述导流孔连通至一个所述通道。优选的，所述导流孔所在的方向与水平面具有一第一夹角，所述第一夹角大于0度，且小于等于90度。优选的，所述通道所在的方向与水平面具有一第二夹角，所述第二夹角小于所述第一夹角。优选的，每个所述通道出口处均设置有文丘里管。优选的，所述文丘里管中间窄两端宽，在窄位置处设置有开口，从所述文丘里管的一端通入有压缩气体。优选的，所述文丘里管与所述通道相垂直，且所述通道出口对应于所述文丘里管窄位置处的开口。优选的，在所述导流孔及通道中均设置有导流管。相应的，本技术还提供一种化学机械研磨装置，包含上述的研磨头结构。与现有技术相比，本技术所提供的研磨头结构及化学机械研磨装置，在外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口；在对化学机械研磨装置进行清洗之后，残留在研磨头外壳上的水能够通过导流孔及通道流至研磨垫上，经过处理之后再开始进行化学机械研磨，从而避免了在研磨过程中外壳上的水流到研磨垫上对研磨液造成影响，从而提高了研磨的效果；并且，由于外壳上的水能够及时的排出，从而防止在研磨过程中外壳上水的流出带来的结晶或颗粒，减少了由此产生的划伤等不良。附图说明图1是专利技术人所熟知的化学机械研磨装置的结构示意图。图2是本技术一实施例所提供的研磨头结构的截面图。图3是本技术一实施例所提供的研磨头结构的俯视图。图4是本技术一实施例所提供的研磨头结构中文丘特管的结构示意图。具体实施方式请参考图1所示，其为专利技术人所熟知的化学机械研磨装置的结构示意图。如图1所示，所述化学机械研磨装置包括研磨头11、研磨垫12、研磨液输送管13以及修正装置14。其中，所述研磨垫12置于承载台上(图1中未示出)。所述研磨液输送管13与修正装置14分别通过相应的连接装置(图1中未示出)固定在整个化学机械研磨装置的侧壁或底部。在研磨过程中，首先，将待研磨晶圆(图1中未示出)置于所述研磨头11和所述研磨垫12之间，并通过所述研磨头11来吸附所述待研磨晶圆。然后，通过所述研磨液输送管13输送所需的研磨液，所述研磨液置于所述待研磨晶圆和所述研磨垫12之间。接着，通过与所述化学机械研磨装置相应的控制装置(图1中未示出)来驱动器工作。具体的，通过所述研磨头11对所述待研磨晶圆产生一个向下的压力，使所述待研磨晶圆与所述研磨垫12相接触，并使所述研磨头11和所述研磨垫12以同方向(如图1所示为逆时针方向)不同转速进行转动；同时，通过所述研磨液输送管13在所述研磨垫12和待研磨晶圆之间围绕所述待研磨晶圆的周边输送所需的研磨液，从而对所述待研磨晶圆进行化学机械研磨。在不断的机械研磨过程中，研磨所产生的颗粒或结晶会附着在化学机械研磨装置上，进而会影响研磨效果，因此，在研磨一片或多片晶圆之后，通常需要对机械研磨所产生的颗粒或结晶进行冲洗。在冲洗过程中，在研磨头11的外壳上不可避免的会有水残留，而冲洗之后进行化学机械研磨，在研磨头11吸附待研磨晶圆时，外壳上的水会不定时的流到研磨垫上，会造成研磨液的不定时稀释，进而对研磨效果造成影响。专利技术人经过研究，对研磨头进行设计，提出了一种研磨头结构及化学机械研磨装置，通过在研磨头的外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口；在对化学机械研磨装置进行清洗之后，残留在研磨头上的水能够通过导流孔及通道流至研磨垫上，然后再开始进行化学机械研磨，从而避免了在研磨过程中外壳上的水对研磨液的影响，从而提高了研磨的效果。以下结合附图和具体实施例对本技术提供的一种研磨头结构及化学机械研磨装置进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。请参考图2，图2为本技术一实施例所提供的研磨头结构的截面图。如图2所示，本技术提供一种研磨头结构，包括研磨头100以及位于所述研磨头100顶部的外壳200，在所述外壳200的上表面设置有多个导流孔210，在所述外壳200内设置有多个通道220，在所述外壳200的侧壁上设置有多个通道出口230；所述通道220导通所述导流孔210和所述通道出口230。所述晶圆(图2中未示出)放置于所述研磨头100的底部。多个所述导流孔210可以连通至一个所述通道220，例如，2个、3个、4个或更多个导流孔210连通至一个所述通道220。本实施例中，3个所述导流孔210连通至一个所述通道220。在本实施例中，多个所述导流孔210在所述外壳200的上表面上均匀分布。优选的，所述导流孔210在所述外壳200的上表面上排列成多个同心的环形240，如图3所示，其为本技术一实施例所提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨头结构，包括研磨头以及位于所述研磨头顶部的外壳，其特征在于，在所述外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口。

【技术特征摘要】
1.一种研磨头结构，包括研磨头以及位于所述研磨头顶部的外壳，其特征在于，在所述外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口。2.如权利要求1所述的研磨头结构，其特征在于，多个所述导流孔连通至一个所述通道。3.如权利要求1所述的研磨头结构，其特征在于，多个所述导流孔在所述外壳的上表面上均匀分布。4.如权利要求3所述的研磨头结构，其特征在于，所述导流孔在所述外壳的上表面上排列成多个同心的环形。5.如权利要求4所述的研磨头结构，其特征在于，最外层的所述环形上的每一所述导流孔均与所述环形的中心形成一连线，每一所述连线与剩余的所述环形的交点处均设置有一所述导流孔，位于同一所述连线上的所述导流孔连通至一个所述通道。6.如权利要求1所述的研磨头结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯庆安，张连伯，马冬，邱云光，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12