[发明专利]研磨头及研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造中的化学机械研磨技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨中的研磨头及研磨装置。

背景技术

化学机械研磨（CMP）作为芯片加工中必不可少的一道工艺，不仅在晶圆制备阶段被采用，而且在晶圆加工工艺过程中也被用来做晶圆表面整体平整化。化学机械研磨法主要是利用机械式研磨原理，配合研磨液中的化学助剂与芯片表面高低起伏不定的轮廓加以磨平的平坦化技术。一般若各种制程的参数控制合适，化学机械研磨可提供被研磨表面达到94%以上的平坦度，但随着半导体行业的发展，集成电路制造业发展迅速，化学机械研磨作为芯片加工中不可缺少的一道工艺也面临着越来越高的挑战。

请参考图1，其为现有的化学机械研磨装置的示意图。现有化学机械研磨装置包括：研磨平台101、研磨垫102、研磨头104和调节器105，所述调节器105的底部设有钻石106，晶圆103吸附在所述研磨头104的底部。请参考图2，其为现有的研磨头104的仰视示意图，所述研磨头104的底部设有槽107与平滑表面108，从而方便研磨液的流通。

在研磨过程中，研磨平台101开始旋转，研磨垫102随之旋转，垂直方向按住研磨头104，其作用在于固定晶圆103，使得晶圆103能够得到研磨，调节器105的存在一方面可以使得研磨液的分布更均匀，另一方面在其底部设有钻石106，可以利用钻石106的硬度特点将沉积的研磨颗粒打碎，使其得到均匀的分布。

在现有的研磨过程中，研磨的残渣不易疏通，容易沉积影响研磨的效果，同样的，研磨的残渣也很容易沉积在调节器105底部的钻石106上，从而使得钻石106不能有效地打碎研磨颗粒，同时也会影响调节器105使研磨液均匀分布的功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，在化学机械研磨装置中，提供一种成本更低、功能更多元的研磨头及研磨装置的技术问题。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种研磨头，包括晶圆吸附空间和限位环，所述限位环环绕设于所述晶圆吸附空间的外侧，所述限位环的底部还设有研磨调节机构。

所述研磨调节机构包括若干设置于所述限位环底部的外凸的研磨晶体

所述限位环的底部内缘设有凸环。

所述限位环的底部设有环形槽，所述环形槽绕设于所述凸环的外侧且位于所述研磨晶体的内侧。

所述凸环上设有若干个通孔，所述通孔连通所述环形槽与所述晶圆吸附空间。

若干个所述通孔在所述凸环上均匀分布。

所述限位环的底部外缘设有斜坡。

所述限位环的底部设有若干个导流槽，所述导流槽呈直线形，所述导流槽连接所述环形槽与所述斜坡。

若干个所述导流槽环绕着所述凸环均匀分布。

所述导流槽与所述凸环的半径方向形成固定的夹角。

本发明还提供了一种研磨装置，包括研磨垫和研磨头，所述研磨头放置于所述研磨垫上，所述研磨头采用本发明提供的一种研磨头。

本发明通过环状结构的设计将传统研磨头和调节器巧妙地结合在一起，将两者的功能汇集到一个装置中，并且在其表面设置了所述环形槽、导流槽、斜坡等，进一步提高了研磨液、研磨颗粒、研磨残渣的流通性，大大提高了研磨的工艺的质量和效率，极大地节省了工艺的成本，本发明既达到了固定晶圆的目的，也同时完成了对研磨液与研磨颗粒的调节，解决了所要解决的技术问题，提供一种成本更低、功能更多元的研磨头。

附图说明

图1为现有技术中的化学机械研磨装置的结构示意图；

图2为现有技术中的化学机械研磨装置中的研磨头的仰视示意图；

图3为本发明一种研磨头的一实施例的剖面示意图；

图4为本发明一种研磨头的一实施例的仰视示意图。

图中，101-研磨平台；102-研磨垫；103-晶圆；104-研磨头；105-调节器；106-钻石；107-槽；108-平滑表面；

201-研磨垫；202-晶圆吸附空间；203-晶圆；204-凸环；205-研磨晶体；206-斜坡；207-环形槽；208-导流槽；209-限位环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。