[实用新型]化学机械研磨机台

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨机台。

背景技术

晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高。化学机械研磨或化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，以下简称CMP)是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术，其综合了化学腐蚀作用和机械去除作用。

化学机械研磨技术综合了化学研磨和机械研磨的优势。单纯的化学研磨，表面精度较高，损伤低，完整性好，不容易出现表面/亚表面损伤，但是研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面型面精度，研磨一致性比较差。单纯的机械研磨，研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高，但是容易出现表面层/亚表面层损伤，表面粗糙度值比较低。化学机械研磨吸收了两者各自的优点，可以在保证材料去除效率的同时，获得较完美的表面，得到的平整度比单纯使用这两种研磨要高出1-2个数量级，并且可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。

上述化学机械研磨技术CMP的实施须依赖于大型的操作机台即化学机械研磨机台比如应用材料公司(Applied Materials Inc，以下简称AMAT)LK机台。无论是那种具体的化学机械研磨机台，其大致包括：研磨头、研磨台、研磨垫(Pad)、研磨头清洗及晶圆装卸单元(head clean load/unload，以下简称HCLU)，研磨台上固定有研磨垫，研磨头上的晶圆载具(一般为真空吸盘)吸取住半导体晶圆，而研磨头清洗及晶圆装卸单元head clean load/unload，以下简称HCLU用来清洗研磨头、装(卸)载晶圆。现有的CMP工艺研磨过程一般是：研磨头被施加一定压力，同时研磨液(slurry)在研磨垫和晶圆之间流动，在研磨垫的高速旋转下，研磨液slurry与晶圆表面发生摩擦从而起到研磨、表面平坦的效果。由于晶圆在研磨过程中仅利用一晶圆载具吸取住，因此常发生晶圆因机台异常而脱离晶圆载具的情况，亦即滑片(Wafer slip out)，并由于高速旋转的作用力，滑片后的晶圆常与机台碰撞而破损无法使用，这对于造价昂贵的晶圆而言，在成本上一大损失。为预防晶圆在研磨过程中滑片的情况，半导体厂商系在晶圆载具侧边装置一晶圆滑片监测器(Wafer slip out sensor，一般为光学感应器)来监测晶圆的状态，当晶圆自晶圆载具滑出时，晶圆滑片监测器便发出讯号通知机台停止一切做动工作，并将晶圆载具与研磨垫清理器上提与归位，以避免芯片与机台碰撞而造成破损。

同时，在研磨过程中使用的化学研磨液slurry有比较容易结晶的特性，会在安装和控制研磨头的上盖板(UPA cover)、交错底盖板(Cross bottom cover)上形成大量的研磨液slurry结晶，在生产的过程中研磨液slurry结晶脱落会对晶圆造成刮伤(scratch)，因此，现有CMP工艺还采取两种补救措施，一种是：将研磨头清洗装置设置为多个自动喷水清洗装置，无论CMP机台在跑货(run货)还是待机的状态下，都会自动喷水，从而除去研磨液结晶，但是这种自动清洗技术在除去研磨液结晶的同时会导致交错底盖板内部产生严重积水的现象；另一种是：对CMP机台做定期维护，定期维护时通常用高压水枪对研磨头进行冲洗，冲洗过程中难免会造成水流进机台的上盖板和交错底盖板内部，形成积水。请参考图1，由于晶圆滑片监测器所连接的I/O信号控制面板一般直接安装在交错底盖板的底部上，其面板平铺在交错底盖板的底部平面上，该安装位置非常不合理，且机台内部也没有任何保护装置可以将该I/O信号控制面板与积水隔绝，因此当这些积水进入交错盖板内部时，很容易引起I/O信号控制面板进水短路，而造成晶圆滑片监测器wafer slipped out sensor误报警，影响机台的跑货，降低机台的工作效率，且每次更换新的I/O信号控制面板也会引入很大的成本。

因此，需要一种新的CMP研磨机台，以避免上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化学机械研磨机台，能够避免机台的定期维护和研磨过程中的自动清洗产生的积水进入交错盖板内部，造成晶圆滑片监测器所连接的信号控制面板的电路短路的问题，进而保证化学机械研磨机台的正常工作，降低生产成本。

为解决上述问题，本实用新型提供一种化学机械研磨机台，包括：

研磨台，以一方向旋转；

研磨垫，设于所述研磨台上；