[发明专利]研磨头装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种研磨头装置。

背景技术

20世纪70年代，多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中，此技术使芯片的垂直空间得到有效的利用，并提高了器件的集成度。但这项技术使得衬底表面不平整度加剧，由此引发的一系列问题(如引起光刻胶厚度不均进而导致光刻受限)严重影响了大规模集成电路(ULSI)的发展。

针对这一问题，业界先后开发了多种平坦化技术，主要有反刻、玻璃回流、旋涂膜层等，但效果并不理想。

80年代末，IBM公司将化学机械抛光(Chemical-Mechanical Planarization，CMP)技术进行了发展使之应用于衬底的平坦化，其在表面平坦化上的效果较传统的平坦化技术有了极大的改善，从而使之成为了大规模集成电路制造中有关键地位的平坦化技术。

化学机械抛光工艺使用具有研磨性和腐蚀性的抛光液，并配合使用抛光垫。抛光垫的尺寸通常比衬底要大。抛光垫和衬底被一个可活动的研磨头压在一起，衬底和抛光垫同时转动(通常是以相反的方向转)，但是它们的中心并不重合。在这个过程中衬底表面的材料和不规则结构都被除去，从而达到平坦化的目的。平坦化后的衬底表面使得干法刻蚀中的图样的成型更加容易。平滑的衬底表面还使得使用更小的金属图样成为可能，从而能够提高集成度。

参考图1，现有的研磨头通常包括：功能台100，所述功能台100包括基座101和吸附台102；设置于吸附台102表面的过渡膜103；包覆吸附台102和过渡膜103侧面的导向圈104。衬底105被吸附台102吸附在过渡膜103表面，并由导向圈104固定位置，导向圈104与衬底之间有一定的间隙106，所述间隙106用于调节衬底105的活动范围。

由于现有生产工艺的局限性，导向圈104与吸附台102存在第一空隙107以及导向圈104与过渡膜103存在第二空隙108，第一空隙107和第二空隙108导通且形成一条垂直通道，在化学机械抛光过程中，抛光液容易沿第一空隙107进入第二空隙108内，由于第一空隙107和第二空隙108都比较小，难以清理；风干的抛光液在第一空隙107和第二空隙108内形成结晶。在后续的化学机械抛光过程中，结晶的抛光液残留容易掉落在衬底表面，造成衬底表面形成刮痕或者在衬底表面造成污染。

发明内容

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

本发明解决的技术问题是避免抛光液残留掉落衬底表面，造成衬底表面形成刮痕或者在衬底表面造成污染。

为解决上述问题，本发明提供了一种研磨头装置，包括：功能台，所述功能台包括基座和吸附台，且所述吸附台位于所述基座表面；设置于吸附台表面的过渡膜；导向圈，所述导向圈包括连接部和密封部，且所述连接部位于所述密封部表面；所述连接部环绕吸附台侧面和过渡膜侧面；所述密封部包覆过渡膜的边缘。

可选的，所述密封部包覆过渡膜的边缘具体为所述密封部包覆过渡膜的下表面边缘20mm至50mm。

可选的，所述功能台形状是圆柱体、圆台体、立方体、长方体、不规则物体。

可选的，所述功能台材料为铁、钢、铜、耐磨合金、耐磨塑料或者陶瓷。

可选的，所述过渡膜形状为饼状。

可选的，所述导向圈材料选自耐磨塑料。

可选的，密封部与过渡膜之间的为横向接触且连接部与吸附台和过渡膜为纵向接触。

本发明还提供一种研磨头装置，包括：功能台，所述功能台包括基座和吸附台，且所述吸附台位于所述基座表面；设置于吸附台表面的过渡膜；导向圈，所述导向圈包括结合部和定位部，且所述结合部位于定位部表面；所述结合部绕吸附台侧面且与过渡膜的边缘表面接触；所述定位部环绕过渡膜侧面。

可选的，所述结合部绕吸附台侧面且与过渡膜的边缘表面接触具体为所述结合部包覆过渡膜的上表面边缘20mm至50mm。

可选的，所述功能台形状是圆柱体、圆台体、立方体、长方体、不规则物体。

可选的，所述功能台材料为铁、钢、铜、耐磨合金、耐磨塑料或者陶瓷。

可选的，所述过渡膜形状为饼状。

可选的，所述导向圈材料选自耐磨塑料。

可选的，所述结合部环绕吸附台侧面，与吸附台侧面纵向接触，结合部与所述过渡膜边缘横向接触；且所述定位部环绕过渡膜侧面，与过渡膜侧面纵向接触。