研磨设备制造技术

本发明专利技术提供了一种研磨设备，包括基座，具有相对的第一面和第二面，所述第一面呈圆形，用于吸附晶圆的下表面；第一驱动机构，与所述第二面连接，用于驱动所述基座绕所述第一面圆心处的垂线旋转；研磨件，呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直；研磨垫，覆盖于所述研磨件的侧面；第二驱动机构，与所述研磨件连接，用于驱动所述研磨件绕轴线旋转。所述研磨设备中，所述研磨件呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直，所述研磨垫覆盖于所述研磨件的侧面，使得所述研磨垫作用于晶圆表面的线速度相同，从而能够更好的控制晶圆表面的平整度，且不需要复杂的分区研磨头，减少设备的成本以及控制难度。

【技术实现步骤摘要】
研磨设备
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种研磨设备。
技术介绍
随着大规模集成电路的发展，器件的特征尺寸不断缩小，发展出了多层布线技术，而随着布线层数的增加，对全局平坦化的要求催生出化学机械研磨工艺。现有的化学器械研磨工艺设备如图1和图2所示，包括研磨头11、晶圆研磨垫12、研磨液输送管13和修整盘14，所述研磨头11装载晶圆15，使得晶圆15正面朝下被压在所述晶圆研磨垫12上，所述所述研磨头在晶圆15背面试压，且所述研磨头11和所述晶圆研磨垫12均进行旋转，从而带动晶圆15在所述晶圆研磨垫12上进行研磨，并且所述研磨液输送管13输送研磨液，所述修整盘14对所述晶圆研磨垫12表面进行修正，以辅助对晶圆15的表面进行研磨。现有的化学器械研磨工艺设备中，由于研磨头和晶圆研磨垫均采用圆周方式运动，晶圆表面的各个位置相对晶圆研磨垫的线速度存在差异，造成晶圆表面研磨速率的不一致，从而导致晶圆表面的平整度不易控制，从而影响产品的良率。而为了相对较好的控制晶圆表面的平整度，现有技术中将研磨头分为3个区、5个区、7个区甚至8个区，而为了更好的控制这些分区的压力，设备的硬件增加，耗材也变的更加复杂，导致设备的投入和使用成本增加，并且由于分区更加细密，每个分区的尺寸缩小，各区之间的影响也越来越大，从而导致设备的控制难度不断增加。因此，有必要提供一种新型的研磨设备以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种研磨设备，能够更好的控制晶圆表面的平整度，减少设备的成本以及控制难度。为实现上述目的，本专利技术的所述研磨设备，包括：基座，具有相对的第一面和第二面，所述第一面呈圆形，用于吸附晶圆的下表面；第一驱动机构，与所述第二面连接，用于驱动所述基座绕所述第一面圆心处的垂线旋转；研磨件，呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直；研磨垫，覆盖于所述研磨件的侧面；第二驱动机构，与所述研磨件连接，用于驱动所述研磨件绕轴线旋转；其中，所述第一驱动机构和/或所述第二驱动机构上还设有升降机构，所述升降机构用于驱动所述基座和所述研磨件相互远离或靠近。本专利技术的有益效果在于：所述研磨件呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直，所述研磨垫覆盖于所述研磨件的侧面，使得所述研磨垫作用于晶圆表面的线速度相同，从而能够更好的控制晶圆表面的平整度，且不需要复杂的分区研磨头，减少设备的成本以及控制难度。优选地，所述研磨设备还包括修整盘，用于对所述研磨垫进行修整。进一步优选地，所述修整盘的一面设有多个凸起，且所述凸起的顶点均与所述研磨垫的表面贴合，且至少一条所述凸起的顶点的连线与所述研磨件的轴线的垂直面相交。优选地，所述第一面朝上，所述基座的外围设有研磨液保留件，所述研磨液保留件朝向所述第一面延伸以形成环绕所述第一面的沟槽。其有益效果在于：可以避免研磨液马上流失，提高研磨液的利用率。优选地，所述研磨设备还包括真空泵，所述第一面上设有至少一组真空吸孔，所述真空吸孔均通过管道与所述真空泵连接，其中，一组所述真空吸孔包括至少一个真空吸孔。其有益效果在于：便于吸附晶圆。进一步优选地，一组所述真空吸孔中的每个真空吸孔到所述第一面圆心处的距离均相同，且一组所述真空吸孔中相邻两个真空吸孔与所述第一面圆心连线所形成的角均相同。其有益效果在于：便于对晶圆施加均匀的力，避免晶圆受力不均而发生翘曲。进一步优选地，所述第一面上设有三组真空吸孔，所述三组真空吸孔包括第一组真空吸孔、第二组真空吸孔和第三组真空吸孔，所述第一组真空吸孔靠近于所述第一面的圆心，所述第三组真空吸孔靠近于所述第一面的边缘，所述第二组真空吸孔设置于所述第一组真空吸孔和所述第三组真空吸孔的中间，且到所述第一组真空吸孔和所述第三组真空吸孔的距离相同。其有益效果在于：减少真空吸孔的数量，且能够对晶圆施加均匀的力，避免晶圆受力不均而发生翘曲。优选地，所述研磨件任一底面的圆心与所述第一面的圆心的连接线垂直于所述第一面。其有益效果在于：避免了所述研磨件对晶圆圆心处过渡研磨。优选地，所述第一面的直径与晶圆的直径大小相同。其有益效果在于：便于吸附晶圆，避免晶圆晃动。进一步优选地，所述研磨件轴线方向的长度大于所述第一面的半径。其有益效果在于：保证晶圆旋转一周后，晶圆的表面全部被研磨。进一步优选地，所述研磨件底面的直径大于所述第一面的直径。其有益效果在于：所述研磨件转动时所带来的线速度较大，可以提高研磨速率。进一步优选地，所述研磨件的旋转速度大于所述基座的旋转速度。其有益效果在于：有利于使所述研磨垫在晶圆表面得到一致的线速度。进一步优选地，所述研磨件的最大旋转速度为400转/分，所述基座的最大旋转速度为40转/分。进一步优选地，所述研磨件对所述底座施加的最大压力为30psi。优选地，所述研磨设备还包括沿所述研磨件轴线方向设置的研磨液输送管路，所述研磨液输送管路的长度大于或等于所述研磨件轴线方向的长度，且所述研磨液输送管路上均匀的开设有多个研磨液滴孔。其有益效果在于：便于向所述研磨垫上滴加充足的研磨液。进一步优选地，所述研磨液滴孔处研磨液滴落到所述研磨垫的距离小于5cm。其有益效果在于：便于研磨液在滴落过程中，因下落高度过高而发生飞溅。进一步优选地，所述研磨件绕轴线逆时针旋转时，所述研磨液输送管路设置于所述轴线的左上方。其有益效果在于：便于研磨液在滴落过程中，因研磨液与所述研磨垫的相对运动方向相反而发生飞溅。进一步优选地，所述研磨件绕轴线顺时针旋转时，所述研磨液输送管路设置于所述轴线的右上方。其有益效果在于：便于研磨液在滴落过程中，因研磨液与所述研磨垫的相对运动方向相反而发生飞溅。附图说明图1为现有技术中化学器械研磨工艺设备结构示意图；图2为现有技术中化学器械研磨工艺设备的俯视图；图3为本专利技术研磨设备的结构示意图；图4为本专利技术第一驱动机构的结构示意图；图5为本专利技术固定部的结构示意图；图6为本专利技术一些实施例中真空吸孔的排布示意图；图7为本专利技术研磨设备的俯视图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。针对现有技术存在的问题，本专利技术的实施例提供了一种研磨设备，参照图3和图7，所述研磨设备包括：基座21，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨设备，其特征在于，包括：/n基座，具有相对的第一面和第二面，所述第一面呈圆形，用于吸附晶圆的下表面；/n第一驱动机构，与所述第二面连接，用于驱动所述基座绕所述第一面圆心处的垂线旋转；/n研磨件，呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直；/n研磨垫，覆盖于所述研磨件的侧面；/n第二驱动机构，与所述研磨件连接，用于驱动所述研磨件绕轴线旋转；/n其中，所述第一驱动机构和/或所述第二驱动机构上还设有升降机构，所述升降机构用于驱动所述基座和所述研磨件相互远离或靠近。/n

【技术特征摘要】
1.一种研磨设备，其特征在于，包括：
基座，具有相对的第一面和第二面，所述第一面呈圆形，用于吸附晶圆的下表面；
第一驱动机构，与所述第二面连接，用于驱动所述基座绕所述第一面圆心处的垂线旋转；
研磨件，呈圆柱状，轴线与所述第一面圆心处的垂线相交且垂直；
研磨垫，覆盖于所述研磨件的侧面；
第二驱动机构，与所述研磨件连接，用于驱动所述研磨件绕轴线旋转；
其中，所述第一驱动机构和/或所述第二驱动机构上还设有升降机构，所述升降机构用于驱动所述基座和所述研磨件相互远离或靠近。


2.根据权利要求1所述的研磨设备，其特征在于，还包括修整盘，用于对所述研磨垫进行修整。


3.根据权利要求2所述的研磨设备，其特征在于，所述修整盘的一面设有多个凸起，所述凸起的顶点均与所述研磨垫的表面贴合，且至少一条所述凸起的顶点的连线与所述研磨件的轴线的垂直面相交。


4.根据权利要求1所述的研磨设备，其特征在于，所述第一面朝上，所述基座的外围设有研磨液保留件，所述研磨液保留件朝向所述第一面延伸以形成环绕所述第一面的沟槽。


5.根据权利要求1所述的研磨设备，其特征在于，还包括真空泵，所述第一面上设有至少一组真空吸孔，所述真空吸孔均通过管道与所述真空泵连接，其中，一组所述真空吸孔包括至少一个真空吸孔。


6.根据权利要求5所述的研磨设备，其特征在于，一组所述真空吸孔中的每个真空吸孔到所述第一面圆心处的距离均相同，且一组所述真空吸孔中相邻两个真空吸孔与所述第一面圆心连线所形成的角均相同。


7.根据权利要求6所述的研磨设备，其特征在于，所述第一面上设有三组真空吸孔，所述三组真空吸孔包括第一组真空吸孔、第二组真空吸孔和第三组真空吸孔，所述第一组真空吸孔靠近于所述第一面的圆心，所述第三组真空吸孔靠近于所述第一面的边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭名君，
申请(专利权)人：群福电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31