[发明专利]化学机械研磨机台

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种化学机械研磨机台。

背景技术

在由晶片制造出半导体组件的过程中，晶片表面平坦化十分重要，平坦的表面对于浅沟槽隔离(STI)层、层间介质层(ILD)、金属层间介电层(IMD)而言皆相当重要，所述平坦化工艺中中最常用的是化学机械研磨(CMP)。

如图1所示，传统的化学机械研磨机台包括基座100、位于基座100上的一个或多个研磨垫101、清洁头加载/载出装置102(HCLU，head clean load/unload)、位于基座100上方的旋转头单元103以及旋转头单元103上的研磨头104。

所述基座100上还为每个研磨垫101设有研磨垫调整器105和研磨浆供给器106，所述研磨垫调整器105扫过研磨垫101以调整研磨垫101的表面，所述研磨浆供给器106为研磨垫101表面提供研磨浆。

旋转头单元103包括多个研磨头104，所述研磨头104分别固定在旋转杆107上，所述旋转杆107由位于旋转单元框架内的驱动装置(图中未示)来带动旋转，研磨头104托住晶片且对晶片加压，使晶片紧贴研磨垫101上表面以完成晶片的平坦化。

如图2所示，所述清洁头加载/载出装置102包括加载杯108(load cup)、位于加载杯108内的基架109(pedestal)以及位于加载杯108内用于定位基架109上晶片的对心部件110，所述加载杯108用以分别将晶片加载至研磨垫101上与从研磨垫101上将晶片载出，所述清洁头加载/载出装置102还包括位于基架109上表面以及位于加载杯内基架109外侧的喷淋装置116。所述喷淋装置116用于清洗晶片，还可以清洗旋转头单元103上的研磨头104。所述加载杯108和基架109都设有升降机构(图中未示)，如图3所示，所述对心部件110包括对心部件气缸111以及与对心部件气缸111联动的卡位部件112。

随着时间的推移，所述对心部件气缸111的伸缩杆113伸缩长度以及所述对心部件气缸111动作速度的变化，使得对心部件110的对心效果变差，化学机械研磨机台装载晶圆时会经常发生晶圆装载不到研磨头上，或是装载的不是很好，导致后续研磨过程中发生问题，所以需要调整对心部件气缸。然而，由于清洁头加载/载出装置102上的对心部件气缸111的调节空间小，工作人员需要将对心部件气缸111拆下来调整后再安装回去；再者，所述对心部件气缸111的伸缩杆113长度很不容易调节，需调试多次，且成功率不高；同时，由于所述对心部件气缸111一路靠气体(气压)来控制活动，另一路靠弹簧117来控制活动，对心部件气缸111通气体后伸缩杆113联动卡位部件112对基架109上的晶片进行对心，通过弹簧117的恢复力复位伸缩杆113联动卡位部件112松开基架109上的晶片，随着时间的推移，弹簧的斥力势必减弱，进而造成跟最初对心部件气缸111的气压不平衡，所以，要保持对心部件气缸111有很好的对心效果，要换掉对心部件气缸111，从而化学机械研磨机台生产成本高且效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学机械研磨机台，提高对心部件的对心效果，以提高效率节省成本。

本发明的技术解决方案是一种化学机械研磨机台，包括基座、位于基座上的研磨垫和清洁头加载/载出装置、位于基座上方的旋转头单元以及固定于旋转头单元上并用于将晶片托住并下压至研磨垫上研磨的研磨头，其特征在于：所述清洁头加载/载出装置包括用于将待研磨的晶片加载至研磨垫上以及将研磨垫上研磨好的晶片载出的加载杯、位于加载杯内并用于承载晶片的基架以及位于加载杯内并用于定位基架上晶片的对心部件；所述对心部件包括对心部件气缸以及与对心部件气缸联动的卡位部件，所述对心部件气缸的进气管上设有一调节气压的阀体，通过所述阀体调节所述卡位部件对基架上晶片的对心。

作为优选：所述对心部件气缸包括伸缩杆和弹簧，所述对心部件气缸驱动伸缩杆联动所述卡位部件定位晶片，所述对心部件气缸通过弹簧复位伸缩杆联动所述卡位部件以使所述卡位部件松开晶片。

作为优选：所述阀体为手动阀。

作为优选：所述清洁头加载/载出装置还包括位于基架上表面以及位于加载杯内的基架外侧的喷淋装置。

作为优选：所述清洁头加载/载出装置还包括分别用于升降加载杯和基架的升降气缸。

作为优选：所述基座上还设有研磨垫调整器和研磨浆供给器，所述研磨垫调整器用以调整研磨垫，所述研磨浆供给器提供基座中研磨垫表面研磨浆的供给。