[实用新型]化学机械研磨设备

说明书

本实用新型提供了一种化学机械研磨设备。该化学机械研磨设备包括传输机构、载板、研磨装置以及设置于载板上的研磨液供液装置，载板用于装载待处理晶片，载板或研磨装置设置于传输机构上。该化学机械研磨设备通过传输机构实现了晶片的连续研磨生产，单台设备产能成倍提升，十分便于大批量连续生产应用。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

在半导体制造领域，化学机械研磨是实现晶圆或衬底的平坦化与抛光的主要工艺，一般而言，化学机械研磨工艺是通过晶圆或衬底与设备的研磨垫相接触并加入研磨液，利用相对运动达到平坦化与抛光的目的。

目前半导体领域使用的化学机械研磨设备大多是圆盘式研磨台，研磨装置主要包括：研磨台、设置于研磨台上的研磨垫、设置于研磨垫上方的研磨头及研磨垫修整器。其中，研磨头用来吸附固定晶圆或衬底晶片，研磨垫用于与晶片接触研磨。通俗来讲，通用的研磨设备大多为上下两个圆盘进行旋转研磨。此外还有一些带式研磨设备，一般上盘仍为研磨头，用来吸附晶片，而将通常的下研磨盘改为类似传送带的机构，通过两端马达的水平转动，带动研磨带进行研磨。

此类传统的研磨设备均采用晶片正面朝下的研磨方式，通过研磨头施加的下压力，将晶片压在下方的研磨垫上，由二者的相对运动实现化学机械研磨。由于上下盘尺寸的限制，一般每一批次所能研磨的晶片数量有限，而且晶圆尺寸越大，每批次的研磨数量越小，比如对于12英寸的晶片，大多每次只能研磨一片，即便对于可以放置多个研磨头的大尺寸设备而言，每批次能够研磨的片数一般也不会超过15片。因此，传统研磨设备不利于实现晶片大批量研磨抛光和产线大批量连续生产。

同时，根据化学机械研磨的工艺理论，在研磨过程中同时存在化学腐蚀作用与机械去除作用。研磨垫处于下盘的研磨设备，经过一段时间的使用，在化学腐蚀与机械压力的作用下，研磨垫表面的微观粗糙结构，如凸起、纹理、沟槽等会逐渐变得平坦，研磨抛光下来的碎屑以及研磨液中的浆料也将会慢慢填入研磨垫中，随着使用时间延长，研磨垫表面将发硬发亮，形成釉面，变得打滑，无法继续进行抛光。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种化学机械研磨设备，以解决现有技术中无法实现晶片批量研磨和连续生产的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种化学机械研磨设备，包括传输机构、载板、研磨装置以及设置于载板上的研磨液供液装置，载板用于装载待处理晶片，载板或研磨装置设置于传输机构上。

进一步地，研磨装置包括：研磨盘，设置在载板的上方，研磨盘上设置有研磨垫，研磨垫用于研磨待处理晶片；第一驱动组件，与研磨盘连接，用于驱动研磨盘向下移动使其对装载在载板上的待处理晶片施加压力；第二驱动组件，与研磨盘连接，用于驱动研磨盘旋转。

进一步地，第一驱动组件包括：气缸连杆，与研磨盘连接，用于控制研磨盘移动；压力气缸，与气缸连杆连接，用于通过气缸连杆控制研磨盘对待处理晶片施加压力。

进一步地，第一驱动组件还包括连接装置，连接装置设置在气缸连杆和研磨盘之间，且气缸连杆与连接装置的接触面为弧面。

进一步地，研磨盘的下表面的边缘为曲面。

进一步地，曲面的弧度为5°～10°。

进一步地，载板和研磨盘分别为沿传输机构的传输方向依次设置的多个，第二驱动组件用于控制相邻研磨盘之间的旋转方向相同或相反。

进一步地，化学机械研磨设备还包括清洗水喷射装置，沿传输机构的传动方向设置在研磨液供液装置下游，用于向载板喷射清洗水。

进一步地，化学机械研磨设备还包括压力监测控制装置，压力监测控制装置与研磨盘电连接，用于实时监测研磨过程中的实际压力并进行自动调节。