一種研磨墊調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，該調(diào)節(jié)器包括：底板，底板內(nèi)設(shè)有第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置；第一渦卷結(jié)構(gòu)，第一渦卷結(jié)構(gòu)設(shè)置于底板的一端，并與第一調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第一渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；第二渦卷結(jié)構(gòu)，第二渦卷結(jié)構(gòu)套設(shè)于第一渦卷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且第二渦卷結(jié)構(gòu)與第二調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第二渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；其中，第一渦卷結(jié)構(gòu)為金剛石盤，第二渦卷結(jié)構(gòu)為溝槽清除刷，且溝槽清除刷表面具有若干突起。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝時(shí)，該研磨墊調(diào)節(jié)器可以有效的修復(fù)溝槽并清除鉆石顆粒和其它殘留物，從而有效的避免了晶圓被刮傷現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利說明】—種研磨墊調(diào)節(jié)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種研磨墊調(diào)節(jié)器。

【背景技術(shù)】
[0002]在大規(guī)模的集成電路制造領(lǐng)域中，化學(xué)機(jī)械研磨工藝日益成為生產(chǎn)工藝中非常重要的環(huán)節(jié)。化學(xué)機(jī)械研磨工藝中通過研磨液(Slurry)與晶圓表面材料的化學(xué)反應(yīng)以及晶圓表面與研磨墊(Pad)的機(jī)械研磨，使原來凹凸不平的晶圓表面變得平坦，以滿足半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。其中研磨墊和晶圓表面研磨一段時(shí)間后，會(huì)有一些鉆石顆粒和研磨下來的膜的殘留物在研磨墊上和溝槽(Groove)內(nèi)，這些都會(huì)影響研磨液在研磨墊上的均勻分布，進(jìn)而影響晶圓研磨的均勻性，現(xiàn)有技術(shù)中，使用已知的研磨墊調(diào)節(jié)器(AbrasivePad Condit1ner)處理后的研磨墊對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光,研磨墊在經(jīng)過多次調(diào)節(jié)修整后，其溝槽中會(huì)堆積有大型的聚集顆粒(Gather Particles),且溝槽的深度會(huì)減少,在使用研磨墊對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)，聚集顆粒會(huì)從變淺的溝槽中逸出，而移動(dòng)至研磨墊的表面與晶圓的表面之間。如此，這些聚集顆粒往往會(huì)在研磨的過程中在晶圓的表面造成刮傷，進(jìn)而嚴(yán)重影響晶圓質(zhì)量，增加了化學(xué)機(jī)械研磨工藝的成本。
[0003]目前來說，研磨墊調(diào)節(jié)器的作用模式分為運(yùn)動(dòng)型(ex-situ)和靜止型(in-situ)兩種，其中in-situ模式更為先進(jìn)。現(xiàn)有工藝中，OX和Cu機(jī)臺(tái)均采用in-situ模式，即在化學(xué)機(jī)械研磨工藝的過程中，同時(shí)運(yùn)行研磨墊調(diào)節(jié)器。另外W(金屬鎢)機(jī)臺(tái)目前只能采用ex-situ模式，即先運(yùn)行研磨墊調(diào)節(jié)器后，再進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，因?yàn)檠心ヒ壕哂泻軓?qiáng)的腐蝕性加上Wu自身的材料特性,容易造成研磨墊調(diào)節(jié)器表面的鉆石(Diamond)脫落,從而發(fā)生后續(xù)工藝中晶圓被刮傷的現(xiàn)象。
[0004]中國(guó)專利(CN103522167A)公開了一種研磨頭，包括晶圓吸附空間和限位環(huán)，所述限位環(huán)環(huán)繞設(shè)于所述晶圓吸附空間的外側(cè)，所述限位環(huán)的底部還設(shè)有研磨調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該發(fā)明還提供了一種研磨裝置，包括研磨墊和研磨頭，所述研磨頭放置于所述研磨墊上，所述研磨頭采用該發(fā)明提供的研磨頭。
[0005]上述專利通過環(huán)狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)研磨頭和調(diào)節(jié)器巧妙地結(jié)合在一起，將兩者的功能匯集到一個(gè)裝置中，既達(dá)到了固定晶圓的目的，也同時(shí)完成了對(duì)研磨液與鉆石顆粒的調(diào)節(jié)，以起到完善化學(xué)機(jī)械研磨工藝的效果，但是無(wú)法對(duì)鉆石顆粒和其他的殘留物及時(shí)的清除。
[0006]中國(guó)專利(CN1480989A)公開了一種化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)的調(diào)節(jié)器，其包括一調(diào)節(jié)盤，且調(diào)節(jié)盤具有一輸入面以及一輸出面；一管件，此管件的一端連接在調(diào)節(jié)盤的輸入面上；一高壓流體源，此高壓流體源連接在管件的另一端；以及多個(gè)噴嘴，配置在調(diào)節(jié)盤的輸出面上。
[0007]該專利在化學(xué)機(jī)械研磨過程中，利用高壓氣體或液體以調(diào)節(jié)研磨墊，避免研磨過程中脫落的鉆石顆粒及其他殘留物刮傷晶圓的情形，但是無(wú)法修復(fù)研磨墊的機(jī)械性摩擦帶來的表面缺陷，而且若發(fā)生調(diào)節(jié)器損壞則會(huì)影響到研磨液的工作均勻度，使其在后續(xù)的化學(xué)機(jī)械研磨工藝，不利于晶圓研磨的質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]針對(duì)上述存在的問題，本實(shí)用新型公開了一種研磨墊調(diào)節(jié)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因無(wú)法及時(shí)清除研磨墊表面和溝槽內(nèi)部的鉆石顆粒以及殘留物導(dǎo)致晶圓表面刮傷的缺陷。
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取如下具體技術(shù)方案:
[0010]一種研磨墊調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器包括:
[0011]一底板，所述底板內(nèi)設(shè)有第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置；
[0012]第一渦卷結(jié)構(gòu)，所述第一渦卷結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述底板的一端，并與所述第一調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第一渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；
[0013]第二渦卷結(jié)構(gòu)，所述第二渦卷結(jié)構(gòu)套設(shè)于所述第一渦卷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且所述第二渦卷結(jié)構(gòu)與所述第二調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第二渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；
[0014]其中，所述第一渦卷結(jié)構(gòu)為金剛石盤，所述第二渦卷結(jié)構(gòu)為溝槽清除刷，且所述溝槽清除刷表面具有若干突起。
[0015]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述金剛石盤和所述溝槽清除刷互不接觸。
[0016]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述第一調(diào)節(jié)裝置和所述第二調(diào)節(jié)裝置均包括一軸承和一氣缸控制回路。
[0017]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述研磨墊調(diào)節(jié)器設(shè)置于金屬鎢機(jī)臺(tái)中。
[0018]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，若干所述突起于所述溝槽清除刷表面均勻分布。
[0019]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述金剛石盤的材質(zhì)為不銹鋼。
[0020]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述溝槽清除刷的材質(zhì)為金剛石。
[0021]上述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其中，所述突起的材質(zhì)為尼龍。
[0022]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0023]本實(shí)用新型公開了一種研磨墊調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，使用時(shí)，可以通過控制該調(diào)節(jié)器設(shè)置在底板內(nèi)的兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置來完成該研磨墊調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)，換句話說，即通過調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)金剛石盤和溝槽清除刷的交替升降，使該研磨墊調(diào)節(jié)器及時(shí)地刷除掉落在研磨墊表面以及溝槽內(nèi)部的鉆石顆粒，從而避免晶圓的刮傷。此外，因研磨墊的溝槽對(duì)研磨液具有很強(qiáng)的抓取能力，清理后的研磨墊會(huì)使研磨液均勻的分布在研磨墊上，這樣就會(huì)增加化學(xué)機(jī)械研磨工藝的均勻性，因此該研磨墊調(diào)節(jié)器大大的延長(zhǎng)了研磨墊的使用壽命，降低了工藝制造的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]參考所附附圖，以更加充分的描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型范圍的限制。
[0025]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中研磨墊調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中金剛石盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中溝槽清除刷的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但是不作為本實(shí)用新型的限定。
[0029]一種研磨墊調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，該調(diào)節(jié)器包括:
[0030]一底板，該底板內(nèi)設(shè)有第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置；
[0031]第一渦卷結(jié)構(gòu)，該第一渦卷結(jié)構(gòu)設(shè)置于該底板的一端，并與該第一調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第一渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；
[0032]第二渦卷結(jié)構(gòu)，該第二渦卷結(jié)構(gòu)套設(shè)于上述的第一渦卷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且該第二渦卷結(jié)構(gòu)與該第二調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第二渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)；
[0033]其中，第一渦卷結(jié)構(gòu)為金剛石盤，第二渦卷結(jié)構(gòu)為溝槽清除刷，且溝槽清除刷表面具有若干突起。
[0034]在化學(xué)機(jī)械研磨的過程，伴隨著脫落在研磨盤表面的鉆石顆粒和晶圓脫落的膜等殘留物的產(chǎn)生，研磨墊的溝槽內(nèi)會(huì)附著部分殘留物及鉆石顆粒；從而影響研磨液在研磨墊上的均勻分布，且這些脫落的鉆石顆粒會(huì)導(dǎo)致研磨時(shí)晶圓發(fā)生刮傷，因此需要設(shè)計(jì)一種研磨墊調(diào)節(jié)器來解決上述技術(shù)問題。
[0035]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，具體的如圖1-3所示:
[0036]將上述的研磨墊調(diào)節(jié)器設(shè)置在改裝后的金屬鎢機(jī)臺(tái)(W機(jī)臺(tái))中(圖中未示出)，并位于研磨臺(tái)中的研磨墊上方用于清理鉆石顆粒和殘留物以及恢復(fù)研磨墊的溝槽，且改裝該研磨機(jī)臺(tái)所需要的成本較低，實(shí)用性強(qiáng)。
[0037]圖1為該研磨墊調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖。該研磨墊調(diào)節(jié)器包括底板1，該底板I的內(nèi)部設(shè)有第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置(圖中均未示出)，該第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置均包括一軸承和氣缸控制回路，并且該兩軸承和兩氣缸控制回路的工作狀態(tài)互不影響。該底板I靠近研磨墊的一端為一圓柱腔體構(gòu)形，并設(shè)置有第一渦卷結(jié)構(gòu)2，如圖1和2所示；該第一渦卷結(jié)構(gòu)2與上述第一調(diào)節(jié)裝置即其中一軸承和氣缸控制回路相連接以調(diào)節(jié)上述第一渦卷結(jié)構(gòu)2的升降狀態(tài)，進(jìn)而控制該研磨墊調(diào)節(jié)器的運(yùn)作狀態(tài)。在底板I的相同一端還設(shè)有第二渦卷結(jié)構(gòu)3，如圖1和3所示；該第二渦卷結(jié)構(gòu)3套設(shè)于上述的第一渦卷結(jié)構(gòu)內(nèi)，該第二渦卷結(jié)構(gòu)3與上述第二調(diào)節(jié)裝置即另一軸承和氣缸控制回路相連接以調(diào)節(jié)該第二渦卷結(jié)構(gòu)3的升降狀態(tài)，進(jìn)而控制該研磨墊調(diào)節(jié)器的運(yùn)作狀態(tài)。
[0038]其中，上述第一渦卷結(jié)構(gòu)2為金剛石盤，第二渦卷結(jié)構(gòu)3為溝槽清除刷，且該溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)表面具有若干均勻分布的突起。
[0039]優(yōu)選的，上述金剛石盤(第一渦卷結(jié)構(gòu)2)的材質(zhì)為不銹鋼。
[0040]優(yōu)選的，上述溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)的材質(zhì)為金剛石。
[0041]優(yōu)選的，該突起的材質(zhì)為尼龍。
[0042]當(dāng)然，該突起也可采用隨機(jī)分布方式或者其他分布方式分布于溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)的表面，只要在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，能夠起到對(duì)上述研磨墊的溝槽修復(fù)和清理鉆石顆粒、殘留物的作用，且不影響后續(xù)工藝中晶圓研磨的效果即可。
[0043]優(yōu)選的，上述溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)套設(shè)于上述金剛石盤(第一渦卷結(jié)構(gòu)2)內(nèi)，兩者互不接觸。
[0044]在化學(xué)機(jī)械研磨的過程中，因金屬鎢機(jī)臺(tái)自身的材料性質(zhì)和研磨液的強(qiáng)烈的腐蝕性質(zhì)容易造成金屬鎢機(jī)臺(tái)中研磨盤表面的鉆石顆粒的脫落，而且研磨盤對(duì)研磨墊研磨過程中也會(huì)造成其表面鉆石顆粒的脫落以及研磨墊研磨晶圓產(chǎn)生的膜的殘留物都會(huì)對(duì)后續(xù)的研磨工藝造成嚴(yán)重的影響，因此在進(jìn)行后續(xù)的研磨工藝之前先動(dòng)作研磨墊調(diào)節(jié)器后再研磨晶圓。
[0045]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，首先控制研磨墊調(diào)節(jié)器中與金剛石盤2連接的氣缸回路，該氣缸回路作用于相應(yīng)的軸承上使金剛石盤2處于下降狀態(tài)；然后控制與溝槽清除刷3連接的氣缸回路，并作用于相應(yīng)的軸承上使溝槽清除刷3處于上升狀態(tài)。通過控制該研磨墊調(diào)節(jié)器的此時(shí)的運(yùn)作狀態(tài)來刷除前續(xù)工藝中研磨墊研磨晶圓產(chǎn)生的殘留物，進(jìn)而增加了研磨液的分布均勻性，為后續(xù)的研磨工藝提供了良好工作環(huán)境。
[0046]其次，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝，通過控制研磨墊調(diào)節(jié)器中與金剛石盤(第一渦卷結(jié)構(gòu)2)連接的氣缸回路，該氣缸回路作用于相應(yīng)的軸承上使金剛石盤(第一渦卷結(jié)構(gòu)2)處于上升狀態(tài)；然后控制與溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)連接的另一氣缸回路，作用于相應(yīng)的軸承上使溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)處于下降狀態(tài)。通過控制該研磨墊調(diào)節(jié)器的此時(shí)的狀態(tài)，將溝槽中的脫落的鉆石顆粒以及其他研磨后的膜的殘留物清除出去，修復(fù)溝槽；由于修復(fù)后的溝槽對(duì)研磨液具有很強(qiáng)的抓取能力，便于研磨液均勻的分布在研磨墊中，從而可以更好的進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
[0047]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可通過控制設(shè)置在研磨墊調(diào)節(jié)器底板I內(nèi)的兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置來完成該研磨墊調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)金剛石盤(第一渦卷結(jié)構(gòu)2)和溝槽清除刷(第二渦卷結(jié)構(gòu)3)的交替升降，這樣既達(dá)到了恢復(fù)溝槽的同時(shí)并清除了溝槽內(nèi)部和研磨盤表面的鉆石顆粒以及研磨晶圓的膜的殘留物。因此，使用調(diào)節(jié)后的研磨墊調(diào)節(jié)器對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝時(shí)，能夠提供高且穩(wěn)定的研磨速率，且可有效地避免晶片上出現(xiàn)刮傷的情況。
[0048]綜上所述，本實(shí)用新型公開了一種研磨墊調(diào)節(jié)器，該裝置在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，通過分別控制底板內(nèi)兩軸承與氣缸控制回路進(jìn)而控制金剛石盤和溝槽清除刷的升降狀態(tài)，使該研磨墊調(diào)節(jié)器及時(shí)的刷除研磨墊表面以及溝槽內(nèi)部的殘留顆粒，避免晶圓的刮傷。因研磨墊的溝槽對(duì)研磨液具有很強(qiáng)的抓取能力，清理后的研磨墊會(huì)使研磨液均勻的分布在研磨墊上，這樣就會(huì)增加化學(xué)機(jī)械研磨工藝的均勻性。因此該研磨墊調(diào)節(jié)器大大的延長(zhǎng)了研磨墊的使用壽命，降低了工藝制造的成本，而且對(duì)該研磨墊調(diào)節(jié)器和研磨機(jī)臺(tái)做出的改裝成本耗費(fèi)較低，實(shí)用性較強(qiáng)。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及圖示內(nèi)容所做出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨墊調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器包括: 一底板，所述底板內(nèi)設(shè)有第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置； 第一渦卷結(jié)構(gòu)，所述第一渦卷結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述底板的一端，并與所述第一調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第一渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)； 第二渦卷結(jié)構(gòu)，所述第二渦卷結(jié)構(gòu)套設(shè)于所述第一渦卷結(jié)構(gòu)內(nèi)，且所述第二渦卷結(jié)構(gòu)與所述第二調(diào)節(jié)裝置相連接以調(diào)節(jié)該第二渦卷結(jié)構(gòu)的升降狀態(tài)； 其中，所述第一渦卷結(jié)構(gòu)為金剛石盤，所述第二渦卷結(jié)構(gòu)為溝槽清除刷，且所述溝槽清除刷表面具有若干突起。
2.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述金剛石盤和所述溝槽清除刷互不接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述第一調(diào)節(jié)裝置和所述第二調(diào)節(jié)裝置均包括一軸承和一氣缸控制回路。
4.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述研磨墊調(diào)節(jié)器設(shè)置于金屬鶴機(jī)臺(tái)中。
5.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，若干所述突起于所述溝槽清除刷表面均勻分布。
6.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述金剛石盤的材質(zhì)為不銹鋼。
7.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述溝槽清除刷的材質(zhì)為金剛石。
8.如權(quán)利要求1所述的一種研磨墊調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述突起的材質(zhì)為尼龍。
【文檔編號(hào)】B24B37/34GK203918744SQ201420300253
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】詹明松, 黃濤 申請(qǐng)人:武漢新芯集成電路制造有限公司