[实用新型]研磨液手臂以及化学机械研磨设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种研磨液手臂以及化学机械研磨设备。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的尺寸日益减小，平面布线已难以满足半导体器件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，进一步提高半导体器件的集成密度。由于多层互连或填充深度比较大的沉积过程导致了晶片表面过大的起伏，引起光刻工艺聚焦的困难，使得对线宽的控制能力减弱，降低了整个晶片上线宽的一致性。为此，需要对不规则的晶片表面进行平坦化处理。目前，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半导体制作工艺进入亚微米领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

化学机械研磨是一个复杂的工艺过程，通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、多个研磨头、罩设在所述多个研磨平台上的盖子、去离子水管路、研磨液管路以及多个研磨液手臂。

具体请参考图1和图2，其中，图1为现有的研磨液手臂的立体示意图，图2为现有的研磨液手臂的剖面示意图。所述研磨液手臂10包括：壳体11，研磨液喷嘴12以及第一清洗喷嘴13，所述研磨液喷嘴12与研磨液管路30连通，所述第一清洗喷嘴13与去离子水管路20连通，所述第一清洗喷嘴13用于在化学机械研磨后，向研磨垫喷洒去离子水，以去除研磨垫上的研磨残留物。

进行化学机械研磨时，可将要研磨的晶片附着在化学机械设备的研磨头上，该晶片的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫，研磨头提供的下压力将该晶片紧压到研磨垫上，所述研磨垫是粘贴于所述研磨平台(platen)上，当该研磨平台旋转时，研磨头也进行相对运动。同时，研磨液通过研磨液手臂的研磨液喷嘴输送到研磨垫上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫上，化学机械研磨所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒，通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶片的表面去掉，达到全局平坦化的效果。

在化学机械研磨过程中，需要使用大量的研磨液，并旋转研磨平台和研磨头，必然会有部分研磨液被甩出，因此，现有的化学机械研磨设备利用盖子罩设在多个研磨平台上，对该化学机械研磨设备整体进行了封闭保护，避免研磨液飞溅到工作人员身上。但是，这些研磨液将会溅落在盖子的内壁上，而现有的化学机械研磨设备并未设置清洗盖子的清洗装置，只能依靠工作人员手动清洗所述盖子。一旦工作人员由于疏忽未及时清理盖子上的研磨液，将会形成研磨液的结晶体，而这些结晶体在后续研磨过程中，极有可能掉落到研磨头以及研磨垫上，从而在晶片表面产生划痕(scratch)等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种研磨液手臂，所述研磨液手臂可自动清洗盖子，防止盖子上残留的研磨液形成结晶体并在晶片表面产生划痕。

本实用新型的另一目的在于，提供一种化学机械研磨设备，以解决现有的化学机械研磨设备无法自动清洗盖子上残留的研磨液的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨液手臂，所述研磨液手臂设置在化学机械研磨设备中，所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路以及研磨液管路，所述研磨液手臂包括：壳体，至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴以及至少一个第二清洗喷嘴，所述研磨液喷嘴与所述研磨液管路连通，所述第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于壳体上并与去离子水管路连通，所述第二清洗喷嘴的方向与盖子的方向相对应，以使所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗所述盖子。

可选的，在所述研磨液手臂中，所述壳体包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空间，所述第一清洗喷嘴设置在所述第一壁上，所述第二清洗喷嘴设置在所述第二壁上。

可选的，在所述研磨液手臂中，所述第二清洗喷嘴与水平方向的夹角在30度至75度之间。

可选的，在所述研磨液手臂中，还包括第一去离子水支路和设置在第一去离子水支路上的第一阀，所述第一去离子水支路设置在所述容置空间内，所述第一清洗喷嘴通过第一去离子水支路与去离子水管路连通。

可选的，在所述研磨液手臂中，还包括第二去离子水支路和设置在第二去离子水支路上的第二阀，所述第二去离子水支路设置在所述容置空间内，所述第二清洗喷嘴通过第二去离子水支路与去离子水管路连通。

可选的，在所述研磨液手臂中，所述第二清洗喷嘴的数量为2～5个。