研磨墊修整器及研磨裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種研磨墊修整器及研磨裝置，通過在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號探測器，當研磨墊修整器在進行修整作業(yè)時，扭力傳感器采集信號探測器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時所產(chǎn)生的壓力信號，之后將壓力信號顯示于監(jiān)測器上，由監(jiān)測器所顯示波形的狀態(tài)即可得知研磨墊的表面的狀況，根據(jù)研磨墊的表面的狀況可以獲知研磨墊修整器對研磨墊的修整情況，同時可以根據(jù)實際情況選擇更換研磨墊，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)獲知研磨墊的表面的狀況需要耗費大量的人力物力的問題，提高了進行化學機械研磨時產(chǎn)品的良率。
【專利說明】研磨墊修整器及研磨裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及集成電路設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種研磨墊修整器及研磨裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，集成電路制造工藝變得越來越復(fù)雜和精細。為了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸(Feature Size)不斷變小,芯片單位面積內(nèi)的元件數(shù)量不斷增加，平面布線已難以滿足元件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術(shù)利用芯片的垂直空間，進一步提高器件的集成密度。但多層布線技術(shù)的應(yīng)用會造成晶片表面起伏不平，對圖形制作極其不利。為此，常需要對晶片進行表面平坦化處理。目前，在平坦化技術(shù)中，優(yōu)先采用化學機械研磨(CMP)，因此化學機械研磨中所用到的研磨裝置也就成為了半導(dǎo)體工藝中重要的設(shè)備之一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，化學機械研磨中所用到的研磨裝置主要包括:研磨臺、設(shè)置于研磨臺上的研磨墊、設(shè)置于研磨墊上方的研磨頭及研磨墊修整器；其中所述研磨頭用于吸附固定晶圓，研磨墊修整器用于對研磨墊的表面定期地進行修整，從而維持研磨墊的研磨性能。
[0004]通常研磨墊修整器包括可拆裝的研磨盤，研磨盤表面固定有金剛石顆粒。當研磨墊修整器對研磨墊進行修整時，研磨盤表面的金剛石顆粒與研磨墊接觸，研磨墊修整器此時一邊以其軸向為中心旋轉(zhuǎn)，一邊按壓研磨墊的表面，并在該狀態(tài)下在研磨面上移動，會出現(xiàn)研磨墊的表面削損的現(xiàn)象，導(dǎo)致晶圓進行化學機械研磨時晶圓表面的平坦度變差等問題。為了解決上述問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員對研磨墊修整器進行了調(diào)整，通過對研磨墊修整器的轉(zhuǎn)速以及移動速度及其相對于研磨面的載荷等進行調(diào)整。
[0005]但是，為了評價由研磨墊修整器修整的研磨墊的表面的狀態(tài)，需要將研磨墊從研磨臺上剝下來測定其厚度。而且，若不對晶圓進行實際地研磨，就無法知曉研磨墊的表面的狀態(tài)，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在研磨墊修整過程中消耗了大量的人力和物力。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種研磨墊修整器及研磨裝置，以解決采用現(xiàn)有技術(shù)中的研磨墊修整器對研磨墊的修整時，想要獲知研磨墊的表面的狀態(tài)時需要將研磨墊從研磨臺上剝下來測定其厚度，且需要耗費晶圓進行實際研磨的現(xiàn)象，致使本領(lǐng)域技術(shù)人員在研磨墊修整過程中消耗了大量的人力、物力和財力。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種研磨墊修整器及研磨裝置，所述研磨墊修整器，包括:研磨盤、與所述研磨盤可拆卸連接的信號探測器及與所述信號探測器連接的監(jiān)測器；其中，所述信號探測器包括:摩擦力探頭及套接于所述摩擦力探頭上的扭力傳感器。
[0008]可選的，在所述的研磨墊修整器中，還包括:設(shè)置于所述信號探測器與所述監(jiān)測器之間且依次連接的信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器及信號濾波器。
[0009]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述研磨盤設(shè)置有安裝孔；所述安裝孔的孔壁上設(shè)置有螺紋。
[0010]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述信號探測器通過所述所述安裝孔與所述研磨盤連接。
[0011]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述摩擦力探頭包括固定桿及與所述固定桿連接的探測頭；所述探測頭呈球形，且所述探測頭的直徑小于所述安裝孔的直徑。
[0012]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述固定桿的一端的直徑等于所述安裝孔的直徑，且其側(cè)壁上設(shè)置有螺紋。
[0013]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述探測頭從所述研磨盤露出0.2mm?0.5mmο
[0014]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述探測頭為金屬探測頭。
[0015]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述探測頭為鉻探測頭。
[0016]本實用新型還提供一種研磨裝置，所述研磨裝置包括:研磨臺、設(shè)置于所述研磨臺上的研磨墊、設(shè)置于所述研磨墊上方的研磨頭及如上所述的研磨墊修整器。
[0017]在本實用新型所提供的研磨墊修整器及研磨裝置中，通過在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號探測器，當研磨墊修整器在進行修整作業(yè)時，扭力傳感器采集信號探測器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時所產(chǎn)生的壓力信號，之后將壓力信號顯示于監(jiān)測器上，由監(jiān)測器所顯示波形的狀態(tài)即可得知研磨墊的表面的狀況，根據(jù)研磨墊的表面的狀況可以獲知研磨墊修整器對研磨墊的修整情況，同時可以根據(jù)實際情況選擇更換研磨墊，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)獲知研磨墊的表面的狀況需要耗費大量的人力物力的問題，提高了進行化學機械研磨時產(chǎn)品的良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型一實施例中的研磨墊修整器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型一實施例中的研磨墊修整器中的信號探測頭的放大示意圖；
[0020]圖3是本實用新型一實施例中的研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖1-圖3，其中，
[0022]研磨墊修整器-1 ;研磨頭-2 ;研磨墊-3 ;研磨臺-4 ;研磨盤-10 ;信號探測器_11 ；摩擦力探頭-113 ;固定桿-111 ;探測頭-112 ;扭力傳感器-110 ;監(jiān)測器-13。

【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的研磨墊修整器及研磨裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0024]請參考圖3，其為本實用新型一實施例中的研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述研磨裝置包括:研磨臺4、設(shè)置于研磨臺4上的研磨墊3、設(shè)置于研磨墊3上方的研磨頭2及研磨墊修整器I。
[0025]請參考圖1，其為本實用新型一實施例中的研磨墊修整器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所示研磨墊修整器I包括:研磨盤10、與所述研磨盤10可拆卸連接的信號探測器11及與所述信號探測器11連接的監(jiān)測器13 ;其中，所述信號探測器11包括:摩擦力探頭113及套接于所述摩擦力探頭113上的扭力傳感器110。較佳的，信號探測頭可以在進行研磨盤10更換時拆卸下來安裝到新的研磨盤10上，實現(xiàn)反復(fù)使用，節(jié)省了不必要的損耗，降低了成本。
[0026]其中，所述研磨墊修整器還包括:設(shè)置于所述信號探測器11與所述監(jiān)測器13之間且依次連接的信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器及信號濾波器。具體的，所述信號轉(zhuǎn)換器用于將扭力傳感器110所傳輸?shù)膲毫π盘栟D(zhuǎn)換為可以在監(jiān)測器13上顯示的電信號；具體為信號線貫穿摩擦力探頭113并與其上套接的扭力傳感器110連接，從而將經(jīng)過處理后的壓力信號引出至監(jiān)測器顯示；信號放大器的設(shè)置是處于人性因素的考慮，若電信號過小，可以進一步通過信號放大器將其放大，便于直觀的顯示及后續(xù)對波形數(shù)據(jù)的對比分析；信號濾波器用于對經(jīng)信號放大器輸出的信號進行濾波處理，從而去除放大后的電信號中的干擾信號，提高電信號的精準度，使其更具有參考價值。
[0027]本實用新型中的研磨墊修整器的工作原理如下:
[0028]當研磨墊修整器I在修整研磨墊3時，摩擦力探頭113與研磨墊3接觸，由于研磨墊3與研磨墊修整器I之間有相對運動，因此摩擦力探頭113會受到研磨墊3的摩擦，此時套接與所述摩擦力探頭113上的扭力傳感器110可以采集到摩擦力探頭113所受到的摩擦力，并將摩擦力以壓力信號的形式依次傳輸給信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器及信號濾波器，此時的壓力信號先后進行信號轉(zhuǎn)換及信號放大的處理后輸出放大的電信號，經(jīng)過濾波處理的放大的電信號再傳輸至監(jiān)測器13顯示。
[0029]本實施例中，由監(jiān)測器13所顯示波形的狀態(tài)可得知研磨墊3的表面的狀況，這里的波形的狀態(tài)為波形的周期及振幅。由于研磨墊3上設(shè)置有用于容納研磨液的凹槽，因此摩擦力探頭113在接觸研磨墊3做相對運動時會相互摩擦，這里說的起伏情況就是指凹槽的分布情況，若研磨墊3上的凹槽經(jīng)過長期的使用已有磨損，此時在監(jiān)測器13上的波形的周期就會變?。徊ㄐ蔚恼穹鶆t是指摩擦力探頭113與研磨墊3之間的摩擦力，而兩者之間的摩擦力也是由于研磨墊3上的凹槽的狀況所決定的，例如當研磨墊3上的凹槽已經(jīng)完全磨平，此時摩擦力則趨近于零，波形的振幅也趨近于零。根據(jù)監(jiān)測器所顯示的波形可以及時的獲知研磨墊3的表面的狀況，從而可以獲知研磨墊修整器I對研磨墊3的修整情況，可以根據(jù)實際情況選擇更換研磨墊3，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)獲知研磨墊3的表面的狀況需要耗費大量的人力物力的問題，提高了進行化學機械研磨時產(chǎn)品的良率。
[0030]進一步地，所述研磨盤10設(shè)置有安裝孔；所述安裝孔的孔壁上設(shè)置有螺紋；所述信號探測器11通過所述所述安裝孔與所述研磨盤10連接。
[0031]請參考圖2，其為本實用新型一實施例中的研磨墊修整器I中的信號探測頭的放大示意圖。如圖2所示,所述摩擦力探頭113包括固定桿111及與所述固定桿111連接的探測頭112 ;所述探測頭112呈球形，且所述探測頭112的直徑小于所述安裝孔的直徑；所述固定桿的一端的直徑等于所述安裝孔的直徑，且其側(cè)壁上設(shè)置有螺紋。通過將固定桿的一端的側(cè)壁設(shè)置的螺紋與所述安裝孔的孔壁上所設(shè)置的螺紋相配合，即可實現(xiàn)信號探測頭11與研磨盤10之間的拆卸，較好的保證兩者之間的裝配的穩(wěn)固性的同時，在研磨盤進行更換時，還可以將信號探測頭拆下來再次使用。其中，所述探測頭112從研磨盤10露出0.2_?0.5mm。為了減輕探測頭112對研磨墊3的表面的磨損，將所述探測頭112設(shè)置為球形，此外還將所述探測頭相對研磨盤10的研磨面(研磨盤的研磨面即為研磨盤在應(yīng)用時與研磨墊接觸的表面)露出的距離進行限定，較佳的實現(xiàn)了在研磨墊修整器I修整研磨墊3的同時，還對研磨墊3的表面的狀況進行了實時的監(jiān)測。
[0032]優(yōu)選實施例中，所述探測頭112為金屬探測頭，更優(yōu)選的，所述探測頭112為鉻探測頭。較好的防止探測頭在實際應(yīng)用時，受到較大的磨損，導(dǎo)致不必要的耗材及更換。
[0033]綜上，在本實用新型所提供的研磨墊修整器及研磨裝置中，通過在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號探測器，當研磨墊修整器在進行修整作業(yè)時，扭力傳感器采集信號探測器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時所產(chǎn)生的壓力信號，之后將壓力信號顯示于監(jiān)測器上，由監(jiān)測器所顯示波形的狀態(tài)即可得知研磨墊的表面的狀況，根據(jù)研磨墊的表面的狀況可以獲知研磨墊修整器對研磨墊的修整情況，同時可以根據(jù)實際情況選擇更換研磨墊，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)獲知研磨墊的表面的狀況需要耗費大量的人力物力的問題，提高了進行化學機械研磨時產(chǎn)品的良率。
[0034]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨墊修整器，其特征在于，包括:研磨盤、與所述研磨盤可拆卸連接的信號探測器及與所述信號探測器連接的監(jiān)測器；其中，所述信號探測器包括:摩擦力探頭及套接于所述摩擦力探頭上的扭力傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨墊修整器，其特征在于，還包括:設(shè)置于所述信號探測器與所述監(jiān)測器之間且依次連接的信號轉(zhuǎn)換器、信號放大器及信號濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述研磨盤設(shè)置有安裝孔；所述安裝孔的孔壁上設(shè)置有螺紋。
4.如權(quán)利要求3所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述信號探測器通過所述安裝孔與所述研磨盤連接。
5.如權(quán)利要求4所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述摩擦力探頭包括固定桿及與所述固定桿連接的探測頭；所述探測頭呈球形，且所述探測頭的直徑小于所述安裝孔的直徑。
6.如權(quán)利要求5所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述固定桿的一端的直徑等于所述安裝孔的直徑，且其側(cè)壁上設(shè)置有螺紋。
7.如權(quán)利要求5所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述探測頭從所述研磨盤露出0.2mm ?0.5mm0
8.如權(quán)利要求5所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述探測頭為金屬探測頭。
9.如權(quán)利要求8所述的研磨墊修整器，其特征在于，所述探測頭為鉻探測頭。
10.一種研磨裝置，其特征在于，包括:研磨臺、設(shè)置于所述研磨臺上的研磨墊、設(shè)置于所述研磨墊上方的研磨頭及權(quán)利要求1-9中任一項所述的研磨墊修整器。
【文檔編號】B24B37/04GK204076016SQ201420478974
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】吳科, 魏紅建 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司