[实用新型]一种研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种研磨装置。

背景技术

随着高科技电子消费市场的迅速发展，晶圆制造行业要求越来越高的器件密度、越来越小的线宽，随之而来，晶圆表面平坦程度的要求越来越高。化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是目前半导体制造行业最常用的晶圆表面平坦化处理方法，化学机械研磨通过化学反应过程和机械研磨过程共同作用完成平坦化处理。

如图1所示，化学机械研磨的主要设备包括：研磨垫调整器1、研磨台2、研磨垫3(Pad)、研磨液供给器4、研磨头5。研磨垫3设置于研磨台2上；研磨头5的下端装配有待研磨晶圆6，所述待研磨晶圆6与研磨垫3接触；研磨液供给器4用于提供研磨液(Slurry)至研磨垫3表面；研磨垫调整器1的下端装配有研磨盘12(Disk)，用于对研磨垫3的表面进行修整，同时提高研磨液在所述研磨垫3上分布的均匀性；研磨液以一定的速率流到研磨垫3的表面，研磨头5给待研磨晶圆6施加一定的压力，使得待研磨晶圆6的待研磨面与研磨垫3产生机械接触，在研磨过程中，研磨头5、研磨垫调整器1、研磨台2分别以一定的速度旋转，通过机械和化学作用去除待研磨晶圆6表面的薄膜，从而达到待研磨晶圆6表面平坦化的目的。通常研磨垫3的表面具有许多助于研磨的凹凸结构，因此研磨垫3的表面呈现1μm～2μm的粗糙程度。一般化学机械研磨设备在研磨数片晶圆后，研磨垫3原先凹凸不平的表面将会变得平坦，以致研磨垫3的研磨能力降低，同时研磨的均匀性也得不到保障。同时，在研磨过程中待研磨晶圆6上被研磨掉的物质会残留在研磨垫3表面，同时，研磨液中的某些研磨液副料也会残留在研磨垫3表面，这些颗粒状的杂质将使研磨特性发生改变，进而影响研磨效果。因此，需要时刻保持研磨垫3表面的粗糙程度一致，同时及时去除掉落在研磨垫3表面的残留物质。而研磨垫调整器1正是用于调节研磨垫3的，可使研磨垫3的表面恢复成凹凸不平的表面并保持其粗糙程度的稳定性，同时刮除研磨垫3上的残留物质，确保研磨质量。

研磨垫调整器1主要包括起支撑作用的研磨垫调整器手臂11以及用于保持研磨垫3表面粗糙度及去除研磨垫3表面残留物质的研磨装置12，如图2所示，所述研磨装置12为一个圆盘状的研磨盘12，其表面镶嵌有高硬度研磨件，正是这些高硬度磨件与研磨垫3表面的机械接触使得研磨垫3表面保持一定的粗糙度。新研磨盘表面研磨件的表面比较锋利，相应地研磨速率也很快，但是随着研磨盘使用时间的增加，其高硬度研磨件会磨损，其对于研磨垫3表面的修整效果将降低，研磨速率大受影响。新研磨盘的研磨速率快、旧研磨盘的研磨速率慢，势必会造成生产过程中的研磨速率不稳定，研磨的均匀性也得不到保障。此外，旧研磨盘的研磨速率慢，对于大规模的工业生产是很不利的，但是如果将磨损的旧研磨盘丢弃不用则会造成很大的资源浪费。

因此，如何在不影响研磨速率的情况下，尽量降低成本已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种研磨装置，用于解决现有技术中研磨速率不稳定、均匀性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种研磨装置，所述研磨装置至少包括：盘状内研磨盘；套设于所述内研磨盘外侧的环状外研磨盘；所述内研磨盘连接于控制所述内研磨盘升降的第一伸缩装置的下端；所述外研磨盘连接于控制所述外研磨盘升降的第二伸缩装置的下端；所述第一伸缩装置的上端连接于控制所述内研磨盘自转的第一电机，所述第二伸缩装置的上端连接于控制所述外研磨盘自转的第二电机。

优选地，所述内研磨盘为圆盘状结构，所述外研磨盘为圆环状结构。

优选地，所述内研磨盘的外径与所述外研磨盘的内径一致。

优选地，所述第一伸缩装置及所述第二伸缩装置为具有密闭空间的中空伸缩轴、所述第二伸缩装置套设于所述第一伸缩装置的外侧。

更优选地，所述第一伸缩装置及所述第二伸缩装置分别通过通气管路与压缩空气产生装置实现连接，通过通入气体的压强不同分别实现所述第一伸缩装置及所述第二伸缩装置的伸展或收缩。

优选地，所述内研磨盘及所述外研磨盘分别包括基盘及设置于所述基盘下表面的磨件。

更优选地，所述内研磨盘及所述外研磨盘的基座材质为钢。

更优选地所述内研磨盘及所述外研磨盘的磨件材质为金刚石。

优选地，所述第一伸缩装置及所述第二伸缩装置的材质为不锈钢。

优选地，所述内研磨盘及所述外研磨盘旋转方向一致。