專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體集成工藝設(shè)備，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件特征的尺寸逐漸縮小至深次微米的范圍，為了確保元件的可靠度，在制作集成電路或其他電子裝置時(shí)，提供極度平坦的晶片表面或基底表面是十分重要的。在半導(dǎo)體工藝中，化學(xué)機(jī)械研磨法(Chemical Mechanical Polishing, CMP，化學(xué)機(jī)械拋光法)是現(xiàn)今較常使用的全面性平坦化的技術(shù)。一般而言，在化學(xué)機(jī)械拋光的過程中，是在供應(yīng)含有化學(xué)助劑(Reagent)與研磨顆粒的研漿(Slurry)的情況下，將待研磨的晶片固定表面朝向轉(zhuǎn)速受到控制的研磨墊上，通過晶片與研磨墊之間的相對運(yùn)動(dòng)來達(dá)成平坦化的目的。換言之，當(dāng)晶片以按壓的方式于研磨墊上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，晶片表面與研磨漿中的研磨顆粒會(huì)彼此接觸而產(chǎn)生摩擦，如此會(huì)使得晶片表面產(chǎn)生耗損，而使其表面逐漸平坦。在現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中的研磨頭抓取晶圓在位于研磨臺上方的研磨墊上進(jìn)行研磨，研磨墊上同時(shí)有研磨墊修整器對研磨墊進(jìn)行修整，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了提高研磨效率和研磨質(zhì)量，通常在一個(gè)研磨臺上同時(shí)研磨三個(gè)甚至三個(gè)以上晶圓。隨著晶圓的尺寸越來越大，晶圓做到18英寸、24英寸甚至更大，則研磨墊的尺寸需要做到45英寸、 60英寸甚至更大，則不僅是研磨設(shè)備的空間占有面積越來越大，同時(shí)研磨墊制作難度加大， 且損壞率提高，致使成本不斷提高。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視圖。如圖1所示，在同一平臺21上設(shè)置多個(gè)研磨臺22，同時(shí)進(jìn)行多組化學(xué)機(jī)械研磨，以提高化學(xué)機(jī)械研磨效率，每組化學(xué)機(jī)械研磨均包括設(shè)置在研磨臺22上方的研磨墊(未圖示)，研磨液供應(yīng)管27及研磨墊修整器25， 研磨頭M抓取晶圓10并帶動(dòng)晶圓10在研磨墊上放進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨?，F(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備占地面積非常大，且由于面積越來越大，制造成本提高并極易損壞，影響生產(chǎn)效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種占地面積小，節(jié)約成本的多層立體化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨臺支架；至少兩個(gè)研磨臺，由下至上分層設(shè)置于所述研磨臺支架中，每一所述研磨臺上表面設(shè)置有研磨墊，下表面設(shè)置有支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；晶圓帶動(dòng)裝置，一端設(shè)置于所述研磨臺支架上，另一端固定晶圓。進(jìn)一步的，所述研磨臺支架上還設(shè)置有若干間隔板，設(shè)置于不同的研磨臺之間。進(jìn)一步的，所述支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備包括支撐架、轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、以及設(shè)置于所述支撐架和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)帶，所述支撐架支撐于所述研磨臺下方，所述轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于所述研磨臺支架中。進(jìn)一步的，所述晶圓帶動(dòng)裝置包括機(jī)械臂和設(shè)置于所述機(jī)械臂一端的研磨頭，所述機(jī)械臂的另一端連接于所述研磨臺支架上，所述研磨頭下方固定所述晶圓。進(jìn)一步的，所述研磨頭下方還設(shè)置有研磨頭加壓裝置。進(jìn)一步的，所述機(jī)械臂位于研磨頭的一端還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。進(jìn)一步的，還包括晶圓升降裝置，設(shè)置于所述研磨臺支架旁。進(jìn)一步的，還包括研磨墊修整器，所述研磨墊修整器一端固定于所述研磨臺上，另一端位于所述研磨墊上方。進(jìn)一步的，還包括研磨液供應(yīng)管，其管口位于研磨墊上方。綜上所述，本實(shí)用新型提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備設(shè)置兩個(gè)以上研磨臺，所述兩個(gè)以上研磨臺由下至上分層設(shè)置于研磨臺支架上，且每個(gè)研磨臺上均對應(yīng)設(shè)置有研磨墊、用于帶動(dòng)晶圓移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的晶圓帶動(dòng)裝置，以及用于帶動(dòng)研磨臺轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，從而將現(xiàn)有技術(shù)中在同一平面的研磨臺上同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)以上晶圓的研磨，改變?yōu)樵诓煌叨鹊难心ヅ_上進(jìn)行研磨，從而減小了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的占地面積，降低了成本并提高生產(chǎn)效率。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視圖。圖2為本實(shí)用新型中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本實(shí)用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)例時(shí)，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對本實(shí)用新型的限定。圖2為本實(shí)用新型中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨臺支架200，所述研磨臺支架200用于支撐研磨臺201及其相應(yīng)的研磨設(shè)備；至少兩個(gè)研磨臺201，所述研磨臺201由下至上分層設(shè)置于所述研磨臺支架200中，每一所述研磨臺201上表面均設(shè)置有研磨墊，下表面設(shè)置有支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，由支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備固定支撐研磨臺201 ；晶圓帶動(dòng)裝置，所述晶圓帶動(dòng)裝置一端設(shè)置于所述研磨臺支架200上，另一端固定晶圓100。其中，支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備包括支撐架204、轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)202、以及設(shè)置于所述支撐架204和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)202之間的轉(zhuǎn)動(dòng)帶203，在本實(shí)施例中，最底層的轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)202固定于研磨臺支架 200底部或側(cè)臂上，非最底層的轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)202則固定于所述研磨臺支架200的側(cè)壁上，轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)202通過轉(zhuǎn)動(dòng)帶203帶動(dòng)支撐架204轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)研磨臺201以一定的速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，晶圓帶動(dòng)裝置包括機(jī)械臂206和設(shè)置于所述機(jī)械臂206 —端的研磨頭207， 所述機(jī)械臂206的另一端設(shè)置于所述研磨臺支架200上，所述研磨頭207下方固定晶圓 100 ；優(yōu)選的，研磨頭固定晶圓的上方還設(shè)置有研磨頭加壓裝置(未圖示)，所述研磨頭加壓裝置用于在研磨過程中控制晶圓100與研磨臺201之間的壓力，提高研磨效率；較佳的，研磨頭100上還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(未圖示)，所述旋轉(zhuǎn)馬達(dá)位于晶圓100上方，帶動(dòng)晶圓100 轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述研磨臺支架上還設(shè)置有若干間隔板208，設(shè)置于不同的研磨臺201之間。優(yōu)選的，間隔板208的面積大于研磨臺201的面積，從而防止在研磨過程中，上一層的研磨臺201濺出的研磨液及化學(xué)液體濺落至下一層研磨臺，影響下一層研磨臺的研磨效果。進(jìn)一步的，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括晶圓升降裝置210，所述晶圓升降裝置 210設(shè)置于所述研磨臺支架200旁，用于升降晶圓。在本實(shí)施例中，所述升降裝置設(shè)置升降臺，晶圓放置于升降臺后，升降臺帶動(dòng)晶圓上升或下降，進(jìn)入不同的高度進(jìn)行研磨。進(jìn)一步的，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括研磨墊修整器200，所述研磨墊修整器 200與研磨臺201 —一對應(yīng)，所述研磨墊修整器200的一端固定于研磨臺201上，另一端位于研磨墊上方，所述研磨墊修整器200在研磨墊進(jìn)行研磨過程中，對研磨墊進(jìn)行修整，從而提高研磨效率。進(jìn)一步的，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括研磨液供應(yīng)管205，所述研磨液供應(yīng)管 205的數(shù)量與研磨臺201的數(shù)量相應(yīng)，例如每個(gè)研磨臺201對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)研磨液供應(yīng)管 205，每個(gè)研磨液供應(yīng)管205的管口位于研磨墊上方，用于供應(yīng)晶圓與研磨墊之間研磨的研磨液。在本實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，研磨臺的數(shù)量為三個(gè)，相應(yīng)的，研磨墊、 研磨墊修整器208、研磨液供應(yīng)管205的數(shù)量也為三個(gè)。綜上所述，本實(shí)用新型提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備設(shè)置兩個(gè)以上研磨臺，多個(gè)研磨臺由下至上分層設(shè)置于研磨臺支架上，且每個(gè)研磨臺上均對應(yīng)設(shè)置有研磨墊、用于帶動(dòng)晶圓移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的晶圓帶動(dòng)裝置，以及用于帶動(dòng)研磨臺轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，從而將現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)以上晶圓同時(shí)在同一平面的研磨臺上進(jìn)行研磨，兩個(gè)以上晶圓在不同高度的研磨臺上進(jìn)行研磨，減小了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的占地面積，降低了成本并提高了生產(chǎn)效率。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，包括研磨臺支架；至少兩個(gè)研磨臺，由下至上分層設(shè)置于所述研磨臺支架中，每一所述研磨臺上表面設(shè)置有研磨墊，下表面設(shè)置有支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；晶圓帶動(dòng)裝置，一端設(shè)置于所述研磨臺支架上，另一端固定晶圓。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨臺支架上還設(shè)置有若干間隔板，設(shè)置于不同的研磨臺之間。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備包括支撐架、轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)、以及設(shè)置于所述支撐架和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)帶，所述支撐架支撐于所述研磨臺下方，所述轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置于所述研磨臺支架中。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述晶圓帶動(dòng)裝置包括機(jī)械臂和設(shè)置于所述機(jī)械臂一端的研磨頭，所述機(jī)械臂的另一端連接于所述研磨臺支架上，所述研磨頭下方固定所述晶圓。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨頭下方還設(shè)置有研磨頭加壓裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述機(jī)械臂位于研磨頭的一端還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括晶圓升降裝置，設(shè)置于所述研磨臺支架旁。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括若干研磨墊修整器，與所述研磨臺一一對應(yīng)，所述研磨墊修整器一端固定于所述研磨臺上，另一端位于對應(yīng)研磨墊上方。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括與研磨臺數(shù)量相應(yīng)的若干研磨液供應(yīng)管，其管口位于對應(yīng)研磨墊上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨臺支架；至少兩個(gè)研磨臺，由下至上分層設(shè)置于所述研磨臺支架中，每一所述研磨臺上表面設(shè)置有研磨墊，下表面設(shè)置有支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；晶圓帶動(dòng)裝置，一端設(shè)置于所述研磨臺支架上，另一端固定晶圓。本實(shí)用新型提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備設(shè)置兩個(gè)以上研磨臺，多個(gè)研磨臺由下至上分層設(shè)置于研磨臺支架上，且每個(gè)研磨臺上均對應(yīng)設(shè)置有研磨墊、用于帶動(dòng)晶圓移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的晶圓帶動(dòng)裝置，以及用于帶動(dòng)研磨臺轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，從而將現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)以上晶圓同時(shí)在同一平面的研磨臺上進(jìn)行研磨，兩個(gè)以上晶圓在不同高度的研磨臺上進(jìn)行研磨，從而減小了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的占地面積，降低了成本。
文檔編號B24B37/00GK202053156SQ201120092538
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者唐強(qiáng), 金嵩 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司