[实用新型]自带冲水的CMP抛光装置抛光头及CMP抛光装置

说明书

本实用新型公开了一种自带冲水的CMP抛光装置抛光头，包括连接管、连接盘、负压管、陶瓷盘和喷淋装置；连接管连接在连接盘顶部；连接盘底部非中心位置设有两个以上的负压出口，负压管位于连接管内，负压管底部分支为两路上的负压分路、分别通向各负压出口；陶瓷盘为环状结构，陶瓷盘通过负压吸附在连接盘底部；喷淋装置包括输水管和第一升降机构，输水管位于连接管内侧，输水管的底部设有喷嘴，喷嘴穿出连接盘、但不超出陶瓷盘底部，第一升降机构与输水管连接、并驱动输水管相对连接管上下移动。上述装置实现了衬底在抛光的机械作用结束时，化学反应也能瞬间结束，最大限度的保留了衬底在抛光过程中形成的高质量表面状态；同时降低了后期处理的难度。

技术领域

本实用新型涉及一种自带冲水的CMP抛光装置抛光头及CMP抛光装置，属于晶片抛光技术领域。

背景技术

90年代兴起的化学机械抛光技术(CMP)是目前唯一可以实现全局平坦化的技术。从最早的硅片、蓝宝石晶片，然后到90年代末的砷化镓衬底、光伏太阳能锗衬底，再到目前在国内兴起的磷化铟、碳化硅、氮化镓衬底等，都用CMP技术来实现产品的平坦化。

伴随着CMP平坦化技术在半导体行业的普及，CMP设备也在不断地更新换代，以满足衬底日益严格平整度要求。不容忽视的是，除平整度要求以外，抛光后产品的表面质量也是同等重要。表面质量又分为产品表面的微观形貌和表面的洁净度，微观形貌影响沉底外延时化学气相沉积的晶格匹配度，表面洁净度影响抛光后衬底清洗的结果，最终影响外延效果。从90年代CMP技术新起开始，CMP设备不断的更新换代，对抛光程序的控制也越来越精准，抛光操作也越来越便捷。但仍然还是存在一些问题影响着抛光衬底最终质量。

众所周知的CMP技术是靠化学作用和机械作用双方达到平衡时，来实现衬底的平坦化和得到高质量的表面状态。在抛光过程中，可通过调节抛光机参数(如压力、转速、定盘温度等)和抛光液化学体系达到一定平衡，但是由于抛光结束时，设备停止施压和转动，而抛光垫内部与衬底表面仍吸附着大量的抛光液，此时衬底表面的化学反应仍在进行，这将抛光过程中建立的化学机械平衡打破，导致衬底表面微观形貌遭到破坏，同时因附着在衬底表面的抛光液没有被及时去除掉，导致其容易固化在衬底表面，很难通过后道的清洗去除，增加了清洗难度，而未被去除干净的抛光液会导致外延生长过程出现异常，影响最终器件性能。

实用新型内容

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种自带冲水的CMP抛光装置抛光头及CMP抛光装置，通过对抛光头结构的改进，在抛光步骤的机械作用结束时，可迅速结束掉衬底表面的化学反应，保障抛光过程中得到的高质量表面不被破坏。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种自带冲水的CMP抛光装置抛光头，包括连接管、连接盘、负压管、陶瓷盘和喷淋装置；

连接管连接在连接盘顶部；连接盘底部非中心位置设有两个以上的负压出口，负压管位于连接管内，负压管有两路以上，负压管与连接盘加上负压出口的数量相等、且一一对应，各负压管分别从连接盘的内侧穿过、通向其对应的负压出口；

陶瓷盘为环状结构，陶瓷盘可通过负压出口的负压吸附在连接盘底部；

喷淋装置包括输水管和第一升降机构，输水管位于连接管内侧，输水管的底部设有喷嘴，喷嘴穿出连接盘、但不超出陶瓷盘底部，第一升降机构与输水管连接、并驱动输水管相对连接管上下移动，在第一升降机构的驱动下，输水管底部的喷嘴可从陶瓷盘的内环穿出、并超出陶瓷盘底部。

一种CMP抛光装置，包括上述自带冲水的CMP抛光装置抛光头，还包括第二升降机构和真空吸附机构，连接管与第二升降机构连接、并在第二升降机构的驱动下升降；真空吸附机构与负压管连通、并控制负压管内负压。

使用时，将待抛光的衬底，胶贴在陶瓷盘底部，然后在抛光垫上抛光即可，抛光时，需要在抛光垫上滴加抛光液。