專利名稱：化學機械研磨設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種化學機械研磨設備。
背景技術：
化學機械研磨(CMP)是一個通過化學反應過程和機械研磨過程共同作用的工藝。請參考圖1所示的現(xiàn)有技術一個實施例的化學機械研磨設備的結構示意圖。在化學機械研磨工藝過程中，自端口 6流出的研磨液以一定的速率流到研磨墊3的表面，研磨頭5在半導體襯底4的背面施加一定的壓力，使得半導體襯底4的正面緊貼研磨墊3，研磨頭3帶動半導體襯底4和研磨墊3同方向旋轉，使半導體襯底4的正面與研磨墊3產(chǎn)生機械摩擦。在研磨過程中通過一系列復雜的機械和化學作用去除半導體襯底4的表面的一層薄膜，從而達到半導體襯底4平坦化的目的。請參考圖2，為圖1所示的化學機械研磨設備的俯視結構示意圖。在進行化學機械研磨工藝時，在研磨墊3和研磨頭5的半導體襯底4 (請結合圖1)之間進行相對轉動，研磨液自端口 6流出，所述端口 6相對于研磨墊3和研磨頭5位置固定。由于在化學機械研磨工藝過程中研磨墊3繞中心自轉，研磨墊3表面的研磨液受到離心力的影響會向研磨墊3的邊緣遷移。且越靠近研磨墊3的邊緣，研磨液的遷移速率越快。姚蔚峰等在《化學機械拋光墊溝槽形狀的研究及展望》中指出如果研磨液在研磨墊3向外遷移速率過快 ，會降低研磨液的利用率，導致研磨墊3和半導體襯底4 (參考圖1)的正面之間不能充分散熱而引起接觸點過熱，同時研磨液的分布均勻性也變差，引起研磨性能變差，從而對化學機械研磨工藝造成負面影響。為提高研磨液的利用率，本領域技術人員對現(xiàn)有的化學機械研磨設備進行了改進，請參考圖3所示的現(xiàn)有技術的又一實施例的化學機械設備的俯視結構示意圖。在進行化學機械研磨工藝過程中，研磨墊30和研磨頭50之間進行相對運動，端口 60相對研磨墊30和研磨頭50固定，在端口 60位于研磨墊30上方的部分設置了弧形出口 70，所述弧形出口 70上有多個研磨液流出孔(圖中未標出)，該弧形出口 70能夠使研磨液在較短的遷移距離內均勻地流入研磨頭50，同時也提高了研磨液的利用率。但是由于弧形出口 70的位置相對于研磨墊30和研磨頭50的位置是固定的，而在實際化學機械研磨過程中，研磨頭50除了進行轉動以外，與研磨墊30之間還會有相對的滑動，這就意味著端口 60與研磨頭50的相對距離不可能保持不變。當端口 60與研磨頭50距離最遠時，研磨液遷移到研磨頭50的距離也最遠，此時有更多的研磨液在到達研磨頭50之前背離心力甩出研磨墊30，造成更多的浪費。因此，需要對現(xiàn)有的化學機械設備的結構進行改進，以提高研磨液的利用率。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例解決的問題是提供了一種化學機械研磨設備，提高了研磨液利用率。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學機械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進行旋轉運動，所述研磨頭能相對所述研磨墊進行相對滑動，所述相對滑動方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向平行于所述第一直線方向?？蛇x地，所述端口與研磨頭一起相對于所述研磨墊進行同步滑動，所述端口與研磨墊之間的相對距離固定?？蛇x地，所述端口的遠離研磨頭和研磨墊的一端設置有導軌，所述端口可沿所述導軌進行滑動，所述導軌的方向與所述第一直線方向平行。可選地，所述端口位于所述研磨墊的后方，所述后方為所述研磨頭與所述研磨墊之間的轉動方向的后方。可選地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出?？蛇x地，所述弧形出口的形狀為圓弧形，所述弧形出口上設置有多個研磨液流出孔?？蛇x地，所述弧形出口的半徑不小于研磨頭半徑?？蛇x地，所述弧形出口的半徑為所述研磨頭半徑的1-1.5倍?？蛇x地，所述弧形出口中設置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個?？蛇x地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米。與現(xiàn)有技術相 比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明提供的化學機械研磨設備的端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向與研磨頭相對研磨墊進行相對滑動的方向平行，從而使得在化學機械研磨工藝過程中，所述端口與研磨頭之間的位置關系相對固定，從而兩者之間的距離相對固定，使得研磨液到達研磨頭下方的襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達半導體襯底表面，減小了研磨液在化學機械研磨工藝過程中由端口遷移至半導體襯底過程中因為離心力而背離研磨墊的數(shù)量，提高了研磨液的利用率；進一步優(yōu)化地，所述端口位于所述研磨墊的后方，保證了研磨液能被研磨墊帶到研磨頭和研磨頭下方的半導體襯底表面；進一步優(yōu)化地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性；進一步優(yōu)化地，所述弧形出口中的研磨液流出孔的數(shù)目為4-16個，改善了研磨液的分布的均勻性；進一步優(yōu)化地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米，保證了化學機械研磨工藝過程中，端口與研磨頭之間同步滑動。


圖1是現(xiàn)有技術一個實施例的化學機械研磨設備的結構示意圖；圖2是圖1的化學機械研磨設備的俯視結構示意圖；圖3是現(xiàn)有技術的又一實施例的化學機械研磨設備的結構示意圖4是本發(fā)明的一個實施例的化學機械研磨設備的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學機械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進行旋轉運動，所述研磨頭能相對所述研磨墊進行相對滑動，所述相對滑動方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向平行于所述第一直線方向。下面結合具體的實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術方案，請參考圖4所示的本發(fā)明一個實施例的化學機械研磨設備的結構示意圖。研磨墊100上方設置有研磨頭200,所述研磨頭200用于夾持半導體襯底(未圖不),在化學機械研磨工藝過程中所述研磨頭200能夠與研磨墊100之間進行相對轉動，所述相對轉動的方向如圖所示，作為一個實施例，所述研磨墊100和研磨頭200能夠沿逆時針方向進行相對轉動。所述研磨墊100和研磨頭200之間的相對轉動使得研磨頭200上夾持的半導體襯底與研磨墊100之間形成相對摩擦。所述研磨頭200與研磨墊100之間還沿平行于第一直線方向的方向進行相對滑動。作為本本發(fā)明的一個實施例，端口 300與研磨頭200 —起相對于所述研磨墊100進行同步滑動，所述端口 300與研磨墊100之間的相對距離固定。使得研磨液到達研磨頭200下方的半導體襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達半導體襯底表面，減小了研磨液在化學機械研磨工藝過程中由端口 300遷移至半導體襯底過程中因為離心力而背離研磨墊100的數(shù)量，提高了研磨液的利用率。作為本發(fā)明的可選擇的實施例，所述端口 300的遠離研磨頭200和研磨墊100的一端設置有導軌500，所述端口 300可沿所述導軌500進行滑動，所述導軌500的方向與所
述第一直線方向平行。 所述端口 300位于研磨墊100上方的一端具有弧形出口 400，研磨液自所述弧形出口 400流出。研磨液自所述弧形出口 400流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性。進一步地，所述弧形出口 400的形狀為圓弧形，所述弧形出口上設置有多個研磨液流出孔。作為優(yōu)選的實施例，所述弧形出口 400中設置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個，這樣可保證研磨液均勻流出。本實施例中，所述弧形出口 400的半徑不小于研磨頭200的半徑，優(yōu)選地，所述弧形出口 400的半徑為所述研磨頭200半徑的1-1.5倍。所述端口 300與研磨頭200之間的距離范圍為5_15厘米。所述端口 300之間的距離為:端口 300的最靠近研磨頭200的一側與研磨頭200的朝向端口 300的一側之間的距離。本實施中，弧形出口 400與研磨頭200之間的距離為5-15厘米，能夠保證化學機械研磨工藝過程中，端口 300以及弧形出口 400能夠與研磨頭200之間同步滑動。綜上，本發(fā)明提供的化學機械研磨設備的端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向與研磨頭相對研磨墊進行相對滑動的方向平行，從而使得在化學機械研磨工藝過程中，所述端口與研磨頭之間的位置關系相對固定，從而兩者之間的距離相對固定，使得研磨液到達研磨頭下方的襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達半導體襯底表面，減小了研磨液在化學機械研磨工藝過程中由端口遷移至半導體襯底過程中因為離心力而背離研磨墊的數(shù)量，提高了研磨液的利用率；進一步優(yōu)化地，所述端口位于所述研磨墊的后方，保證了研磨液能被研磨墊帶到研磨頭和研磨頭下方的半導體襯底表面；進一步優(yōu)化地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性；進一步優(yōu)化地，所述弧形出口中的研磨液流出孔的數(shù)目為4-16個，改善了研磨液的分布的均勻性；進一步優(yōu)化地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米，保證了化學機械研磨工藝過程中，端口與研磨頭之間同步滑動。雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范 圍為準。
權利要求
1.一種化學機械研磨設備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學機械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進行旋轉運動，所述研磨頭能相對所述研磨墊進行相對滑動，所述相對滑動方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導體襯底之間提供研磨液，其特征在于，所述端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向平行于所述第一直線方向。
2.如權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述端口與研磨頭一起相對于所述研磨墊進行同步滑動，所述端口與研磨墊之間的相對距離固定。
3.如權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述端口的遠離研磨頭和研磨墊的一端設置有導軌，所述端口可沿所述導軌進行滑動，所述導軌的方向與所述第一直線方向平行。
4.如權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述端口位于所述研磨墊的后方。
5.如權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出。
6.如權利要求5所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述弧形出口的形狀為圓弧形，所述弧形出 口上設置有多個研磨液流出孔。
7.如權利要求6所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述弧形出口的半徑不小于研磨頭半徑。
8.如權利要求7所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述弧形出口的半徑為所述研磨頭半徑的1-1.5倍。
9.如權利要求6所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述弧形出口中設置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個。
10.如權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備，包括研磨墊、研磨頭和端口，在化學機械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進行旋轉運動，所述研磨頭能相對所述研磨墊進行相對滑動，所述相對滑動方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對研磨墊進行相對滑動，該相對滑動的方向平行于所述第一直線方向。本發(fā)明提供的化學機械研磨設備，提高了研磨液利用率。
文檔編號B24B57/02GK103223638SQ201310156820
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權日2013年4月28日
發(fā)明者鄧鐳 申請人:上海華力微電子有限公司