[实用新型]研磨头和研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术，尤其涉及一种研磨头和研磨装置。 

背景技术

化学机械平坦化(chemical mechanical polish，CMP)技术是半导体制造业中常用的平坦化技术。如图1所示，化学机械平坦化工艺所使用的化学机械研磨装置包括研磨平台(platen)、粘附于所述研磨平台上的研磨垫(pad)11、研磨头(polishing head)12和研磨液输送管13，所述研磨液输送管13设置在所述研磨头12的一侧，即所述研磨液输送管13与所述研磨头12分开设置。进行化学机械研磨时，所述研磨平台旋转，带动所述研磨垫11一起旋转(如图1中的粗箭头所示)，所述研磨液输送管13向所述研磨垫11喷射研磨液，并通过所述研磨垫11旋转产生的离心力使所述研磨液均匀地分布在所述研磨垫11上，所述研磨头12吸附住要研磨的晶圆，并将所述晶圆的待研磨面压在所述研磨垫11的研磨表面上，所述研磨头12带动所述晶圆一起旋转(如图1中的细箭头所示)，通过所述晶圆的待研磨面与所述研磨垫11的研磨表面之间的相对运动将所述晶圆的待研磨面平坦化。 

图2所示为所述研磨头12的结构示意图，所述研磨头12具有本体120，所述本体120靠近所述研磨垫11的一端设有膜(membrane)121，所述膜121用于吸附要研磨的晶圆20，所述晶圆20的边沿被定位环122包围，所述定位环122固定在所述本体120靠近所述研磨垫11的一端，用于限定所述晶圆20的位置，所述本体120远离所述研磨垫11的一端设有连接杆123，所述连接杆123旋转，带动所述本体120、定位环122和晶圆20一起旋转(如图2中的箭头所示)，所述定位环122的内侧壁与所述晶圆20的边沿之间设有3～6mm的间隙125。所述定位环122接触所述研磨垫11的面上设有槽，所述研磨垫11的研磨表面上设有槽，所述研磨液输送管13提供的研磨液通过所述研磨垫11的槽以 及所述定位环122的槽输送到所述晶圆20的待研磨面与所述研磨垫11的研磨表面之间。 

现有技术中，研磨液经过的路径较长，因此，在研磨制程中，有一些研磨液并不能输送到所述晶圆20的待研磨面与所述研磨垫11的研磨表面之间，造成浪费，通常来说，研磨液的价格比较贵，研磨液的浪费大大提高了半导体器件的制造成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨头和研磨装置，可节省研磨液的用量，降低半导体器件的制造成本。 

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种研磨头，包括本体、膜、定位环、环形槽、液体喷嘴和液体输送管；所述膜吸附住待研磨晶圆，所述定位环的内侧壁与所述待研磨晶圆的边沿之间设有间隙；所述环形槽设置在所述本体远离所述研磨垫的一端；所述液体喷嘴设置在所述环形槽靠近所述本体的一端，所述液体喷嘴穿过所述本体、在所述间隙内伸出；所述液体输送管设置在所述本体上方。 

上述研磨头，其中，所述液体输送管包括研磨液输送管和去离子水输送管，所述去离子水输送管设置在所述研磨液输送管的一侧。 

上述研磨头，其中，所述研磨液输送管的出口以及所述去离子水输送管的出口位于所述环形槽的正上方。 

上述研磨头，其中，所述研磨液输送管的出口以及所述去离子水输送管的出口位于所述环形槽内。 

上述研磨头，其中，所述液体喷嘴在所述间隙内伸出并靠近所述定位环的内侧壁。 

上述研磨头，其中，所述液体喷嘴分布在所述环形槽的半圆周上。 

上述研磨头，其中，所述液体喷嘴均匀分布在所述环形槽的半圆周上。 

本实用新型提供的另一技术方案是，一种研磨装置，包括研磨平台、粘附于所述研磨平台上的研磨垫、以及上述研磨头。 

本实用新型的研磨头和研磨装置，在研磨头的本体上设置环形槽，在所述 环形槽靠近所述本体的一端设置液体喷嘴，所述液体喷嘴在定位环与待研磨晶圆之间的间隙内伸出，所述环形槽内盛装的液体通过所述液体喷嘴从所述间隙内喷射出，再流到所述待研磨晶圆的待研磨面与研磨垫的研磨表面之间，大大缩短了研磨液流经的路径，可减少研磨液的浪费，节省研磨液的用量，降低半导体器件的制造成本； 

本实用新型的研磨头和研磨装置，研磨头的液体输送管包括研磨液输送管和去离子水输送管，在研磨制程中，由所述研磨液输送管向研磨制程提供研磨液，研磨制程结束后，由所述去离子水输送管提供去离子水清洗环形槽、液体喷嘴和定位环，去除残留的研磨液，可避免残留的研磨液对后续工艺造成不良影响。 

附图说明

本实用新型的研磨头和研磨装置由以下的实施例及附图给出。