抛光液分配装置的制作方法

文档序号:14927731发布日期:2018-07-13 17:29阅读:297来源:国知局

本实用新型涉及半导体制造领域,尤其涉及一种抛光液分配装置。



背景技术:

在当今快速发展的半导体制造工业中,化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是平整和抛光半导体衬底从而去除半导体表面上方多余材料的有利方法。

化学机械抛光涉及抛光垫,并包括机械部件和化学部件。化学机械抛光的原理是:将待抛光的晶圆固定在抛光头的最下面,将抛光垫放置在研磨盘上,抛光时,旋转的抛光头以一定的压力压在旋转的抛光垫上,由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液通过抛光液分配装置滴落在抛光垫上,并在晶圆表面和抛光垫之间流动,然后抛光液在抛光垫的传输和离心力的作用下,均匀分布其上,在晶圆和抛光垫之间形成一层抛光液液体薄膜。抛光液中的化学成分与晶圆表面材料产生化学反应,将不溶的物质转化为易溶物质,或者将硬度高的物质进行软化,然后通过磨粒的微机械摩擦作用将这些化学反应物从晶圆表面去除,溶入流动的液体中带走,即在化学成膜和机械去膜的交替过程中实现平坦化的目的。从化学机械抛光的原理可以看出,其关键在于分配到抛光垫上的抛光液被传送到抛光垫的晶圆抛光位置,并在抛光垫表面均匀分布。

在现有技术中,由于抛光液的落点不同,导致抛光液在抛光垫上的分布也会存在明显差异,进而在化学机械抛光过程中影响晶圆的形貌。目前,虽然可以通过在抛光液分配装置上额外增加抛光液喷管口来改变抛光液的落点,使得抛光液在抛光垫上的分布得到一定程度的改善,但是,该改善效果并不显著,抛光液分布不均匀的情况仍然存在。



技术实现要素:

本实用新型提供一种抛光液分配装置,用以解决在现有的化学机械抛光工艺中抛光液在抛光垫表面分布不均匀的问题。

为了解决上述问题,本实用新型提供了一种抛光液分配装置,包括传输臂,所述传输臂包括相互连通的第一分配臂和第二分配臂;所述第二分配臂嵌套于所述第一分配臂内部,且能够沿所述第一分配臂的轴向进行伸缩运动,以调整所述传输臂的长度。

优选的,所述第二分配臂采用弹性材料制作而成。

优选的,所述第一分配臂和所述第二分配臂均为直线型管状结构。

优选的,所述传输臂还包括与所述第二分配臂连通的第三分配臂;所述第三分配臂嵌套于所述第二分配臂内部,且能够沿所述第二分配臂的轴向进行伸缩运动。

优选的,所述第三分配臂呈弧形管状结构,且所述第三分配臂采用弹性材料制作而成。

优选的,所述第三分配臂为直线型管状结构,所述第一分配臂、所述第二分配臂、所述第三分配臂同轴设置;所述第一分配臂的长度大于所述第二分配臂的长度,且所述第二分配臂的长度大于所述第三分配臂的长度。

优选的,所述抛光液分配装置还包括驱动电机,所述驱动电机连接所述第二分配臂,用以驱动所述第二分配臂沿所述第一分配臂的轴向进行伸缩运动。

优选的,所述抛光液分配装置还包括控制器,所述控制器连接所述驱动电机,用于向所述驱动电机发送控制信号,以控制所述第二分配臂延伸出所述第一分配臂的长度。

优选的,所述第一分配臂包括旋转端和与所述旋转端相对的第一末端;所述第一分配臂能够围绕所述旋转端在一预设范围内转动,所述第一末端设置有第一分配口,所述第二分配臂位于所述第一末端。

优选的,所述第二分配臂包括与所述第一分配臂连接的连接端和与所述连接端相对的第二末端;所述第二末端设置有第二分配口。

本实用新型提供的抛光液分配装置,通过设置能够进行伸缩运动的第二分配臂以调整传输臂的长度,从而实现对抛光液落点位置的充分调节,增加抛光液落点位置,进而使得抛光液分布薄弱区域得到补偿,实现抛光液在抛光垫表面的均匀分布。

附图说明

附图1是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置的结构示意图;

附图2是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置在使用过程中的结构示意图;

附图3A-3C是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置中的第二分配臂处于三个不同位置时的结构示意图;

附图4是本实用新型第二具体实施方式的抛光液分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的抛光液分配装置的具体实施方式做详细说明。

第一具体实施方式

本具体实施方式提供了一种抛光液分配装置,附图1是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置的结构示意图,附图2是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置在使用过程中的结构示意图。

如图1所示,本具体实施方式提供的抛光液分配装置,包括传输臂,所述传输臂包括相互连通的第一分配臂11和第二分配臂12;所述第二分配臂12嵌套于所述第一分配臂11内部,且能够沿所述第一分配臂11的轴向进行伸缩运动,以调整所述传输臂的长度。所述传输臂用于将抛光液从外界传输至抛光垫表面,以对待抛光的晶圆进行抛光处理。

在实际的应用过程中,如图2所示,所述传输臂位于所述抛光垫14上方,所述传输臂中的第二分配臂12能够沿图中双向箭头的方向进行伸缩运动,从而调整抛光液15在抛光垫上的落点位置,以实现抛光液在流场中的均匀分布。

为了进一步提高化学机械抛光的效率,优选的,所述抛光液分配装置还包括驱动电机,所述驱动电机连接所述第二分配臂12,用以驱动所述第二分配臂12沿所述第一分配臂11的轴向进行伸缩运动。更优选的,所述抛光液分配装置还包括控制器,所述控制器连接所述驱动电机,用于向所述驱动电机发送控制信号,以控制所述第二分配臂12延伸出所述第一分配臂11的长度。

优选的,如图1所示,所述第一分配臂11和所述第二分配臂12均为直线型管状结构。采用这种结构,更容易对抛光液15的落点位置进行定位,提高化学机械抛光的效率。

附图3A-3C是本实用新型第一具体实施方式的抛光液分配装置中的第二分配臂处于三个不同位置时的结构示意图。本领域技术人员可以根据实际需要设置第二分配臂12延伸出所述第一分配臂11的长度,本具体实施方式对此不作限定,此处仅以三个位置为例进行说明。图3A是第二分配臂12能够自所述第一分配臂11延伸出的最大长度位置;图3C是第二分配臂12完全收纳于所述第一分配臂11内部时的状态,此时,所述第二分配臂12自所述第一分配臂11延伸出的长度为0;图3B是第二分配臂12自所述第一分配臂11延伸出一预设长度时的位置,所述预设长度小于所述最大长度。采用这种方式,用户可以根据需要,自由调节所述第二分配臂12的延伸距离,进而实现对传输臂长度的调整,使得抛光液的落点可以位于所述抛光垫上的不同位置,即实现对抛光液在抛光垫上落点位置的调整。其中,所述第一分配臂11和所述第二分配臂12可以采用刚性材料制作而成,也可以采用弹性材料制作而成。为了使得所述第二分配臂12更容易、更高效的收纳于所述第一分配臂11内部,优选的,所述第二分配臂12采用弹性材料制作而成。这样一来,所述第二分配臂12可以通过弹性形变收纳于所述第一分配臂11内部,减少对第一分配臂11内部空间的占用,提高空间利用率。

如图3A所示,优选的,所述第一分配臂11包括旋转端112和与所述旋转端112相对的第一末端113;所述第一分配臂11能够围绕所述旋转端112在一预设范围内转动,所述第一末端113设置有第一分配口111,所述第二分配臂12位于所述第一末端113。更优选的,所述第二分配臂12包括与所述第一分配臂11连接的连接端和与所述连接端相对的第二末端;所述第二末端设置有第二分配口121。当所述传输臂处于图3A和图3B所示的位置时,抛光液自所述第二分配臂12上的第二分配口121滴落;当所述传输臂处于图3C所示的位置时,抛光液自所述第一分配臂11上的第一分配口111滴落。

为了增大传输臂长度的调节范围,同时实现对传输臂长度更精准的调节,优选的,所述传输臂还包括与所述第二分配臂12连通的第三分配臂13;所述第三分配臂13嵌套于所述第二分配臂12内部,且能够沿所述第二分配臂12的轴向进行伸缩运动。本领域技术人员还可以根据实际需要设置多个分配臂,下一分配臂嵌套于上一分配臂内部,且能够沿上一分配臂的轴向进行伸缩运动。为了简化制造工序,更优选的,所述第三分配臂13为直线型管状结构,所述第一分配臂11、所述第二分配臂12、所述第三分配臂13同轴设置;所述第一分配臂11的长度大于所述第二分配臂12的长度,且所述第二分配臂12的长度大于所述第三分配臂13的长度。通过设置不同长度的分配臂,可以实现对传输臂长度的分步调节,例如先通过所述第二分配臂12延伸出所述第一分配臂11的长度,对所述传输臂的总长度进行粗调;再通过所述第三分配臂13延伸出所述第二分配臂12的长度,对所述传输臂的总长度进行细调,以对所述抛光液15在抛光垫14上的落点位置进行精准定位,从而有针对性的对抛光垫14上抛光液15分布薄弱的区域进行补偿。

本具体实施方式提供的抛光液分配装置,通过设置能够进行伸缩运动的第二分配臂以调整传输臂的长度,从而实现对抛光液落点位置的充分调节,增加抛光液落点位置,进而使得抛光液分布薄弱区域得到补偿,实现抛光液在抛光垫表面的均匀分布。

第二具体实施方式

本具体实施方式提供了一种抛光液分配装置,附图4是本实用新型第二具体实施方式的抛光液分配装置的结构示意图。对于与第一具体实施方式相同之处,在此不再赘述,本具体实施方式主要叙述与第一具体实施方式的不同之处。

本具体实施方式的抛光液分配装置,包括传输臂,所述传输臂包括相互连通的第一分配臂21和第二分配臂22;所述第二分配臂22嵌套于所述第一分配臂21内部,且能够沿所述第一分配臂21的轴向进行伸缩运动,以调整所述传输臂的长度。为了增大传输臂长度的调节范围,同时实现对传输臂长度更精准的调节,优选的,如图4所示,所述传输臂还包括与所述第二分配臂22连通的第三分配臂23;所述第三分配臂23嵌套于所述第二分配臂22内部,且能够沿所述第二分配臂22的轴向进行伸缩运动。优选的,所述第三分配臂23呈弧形管状结构,且所述第三分配臂23采用弹性材料制作而成。通过采用弧形结构的第三分配臂,工作人员可以根据需要更好的调整抛光液的落点位置;而且,通过采用弹性材料制作第三分配臂,使得弧形的第三分配臂在弹性压缩力的作用下收纳于所述第二分配臂内部,当所述第三分配臂从所述第二分配臂内部延伸出时,所述第三分配臂又可在弹性恢复力的作用下恢复其弧形形状。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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