[实用新型]研磨头结构及化学机械研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体装置领域，特别涉及一种研磨头结构及化学机械研磨装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互联层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。二十世纪80年代，由IBM公司首创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效方法。

化学机械研磨技术兼具机械式研磨与化学式研磨两种作用，可以使整个晶圆表面达到平坦化，以便于后续进行薄膜沉积等工艺。在进行CMP的过程中，通过研磨头将待研磨的晶圆压在研磨垫上并带动晶圆旋转，而研磨垫则以相反的方向旋转。在进行研磨时，通过研磨液输送装置将所需要的研磨液添加到晶圆与研磨垫之间，然后，随着研磨垫和待研磨晶圆之间的高速运转，待研磨晶圆表面的反应产物被不断地剥离，反应产物随着研磨浆料被带走。待研磨晶圆的新表面又会发生化学反应，反应产物再被剥离出来，这样循环往复，在机械研磨和化学腐蚀的共同作用下，使晶圆表面平坦化。

但是在不断的机械研磨过程中，研磨所产生的颗粒或结晶会附着在化学机械研磨装置上，进而会影响研磨效果，因此，在研磨一片或多片晶圆之后，通常需要对机械研磨所产生的颗粒或结晶进行冲洗。在冲洗过程中，在研磨头的外壳上不可避免的会有水残留，而之后进行化学机械研磨，在吸附晶圆时，外壳上的水会不定时的流到研磨垫上，会造成研磨液的不定时稀释，进而对研磨效果造成影响。

因此，如何避免研磨头外壳上的水对研磨液的影响是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨头结构及化学机械研磨装置，及时排除研磨头外壳上的水，提高化学机械研磨的研磨效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨头结构，包括研磨头以及位于所述研磨头顶部的外壳，在所述外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口。

优选的，多个所述导流孔连通至一个所述通道。

优选的，多个所述导流孔在所述外壳的上表面上均匀分布。

优选的，所述导流孔在所述外壳的上表面上排列成多个同心的环形。

更优选的，最外层的所述环形上的每一所述导流孔均与所述环形的中心形成一连线，每一所述连线与剩余的所述环形的交点处均设置有一所述导流孔，位于同一所述连线上的所述导流孔连通至一个所述通道。

优选的，所述导流孔所在的方向与水平面具有一第一夹角，所述第一夹角大于0度，且小于等于90度。

优选的，所述通道所在的方向与水平面具有一第二夹角，所述第二夹角小于所述第一夹角。

优选的，每个所述通道出口处均设置有文丘里管。

优选的，所述文丘里管中间窄两端宽，在窄位置处设置有开口，从所述文丘里管的一端通入有压缩气体。

优选的，所述文丘里管与所述通道相垂直，且所述通道出口对应于所述文丘里管窄位置处的开口。

优选的，在所述导流孔及通道中均设置有导流管。

相应的，本实用新型还提供一种化学机械研磨装置，包含上述的研磨头结构。

与现有技术相比，本实用新型所提供的研磨头结构及化学机械研磨装置，在外壳的上表面设置有多个导流孔，在所述外壳内设置有多个通道，在所述外壳的侧壁上设置有多个通道出口；所述通道导通所述导流孔和所述通道出口；在对化学机械研磨装置进行清洗之后，残留在研磨头外壳上的水能够通过导流孔及通道流至研磨垫上，经过处理之后再开始进行化学机械研磨，从而避免了在研磨过程中外壳上的水流到研磨垫上对研磨液造成影响，从而提高了研磨的效果；并且，由于外壳上的水能够及时的排出，从而防止在研磨过程中外壳上水的流出带来的结晶或颗粒，减少了由此产生的划伤等不良。

附图说明

图1是发明人所熟知的化学机械研磨装置的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例所提供的研磨头结构的截面图。

图3是本实用新型一实施例所提供的研磨头结构的俯视图。

图4是本实用新型一实施例所提供的研磨头结构中文丘特管的结构示意图。

具体实施方式