一種研磨墊調(diào)整器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種研磨墊調(diào)整器，包括：研磨墊調(diào)整器手臂，以及藉由多根聯(lián)軸連接于所述研磨墊調(diào)整器手臂上的多個研磨盤；所述多根聯(lián)軸連接有用于分別控制各研磨盤的自轉(zhuǎn)的第一動力裝置、用于分別控制各研磨盤的升降的第二動力裝置，以及用于控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上移動的第三動力裝置。本實用新型的研磨墊調(diào)整器采用多個研磨盤，并以壓縮空氣分別控制研磨盤的升降，利用各研磨盤的研磨速率不同來調(diào)節(jié)研磨速率，使研磨速率保持穩(wěn)定，同時利用研磨盤的水平移動實現(xiàn)更大范圍的研磨墊表面修整及表面顆粒清潔工作，進(jìn)一步提高研磨的均勻性和研磨質(zhì)量。同時，研磨盤在整個生命周期中都能被充分利用，大大節(jié)約了資源和成本。
【專利說明】一種研磨墊調(diào)整器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種研磨墊調(diào)整器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著高科技電子消費(fèi)市場的迅速發(fā)展，晶圓制造行業(yè)要求越來越高的器件密度、越來越小的線寬，隨之而來，晶圓表面平坦程度的要求越來越高?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(ChemicalMechanical Polishing, CMP)是目前半導(dǎo)體制造行業(yè)最常用的晶圓表面平坦化處理方法，化學(xué)機(jī)械研磨通過化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)械研磨過程共同作用完成平坦化處理。
[0003]如圖1所示，化學(xué)機(jī)械研磨的主要設(shè)備包括:研磨墊調(diào)整器1、研磨臺2、研磨墊3 (Pad)、研磨液供給器4、研磨頭5。研磨墊3設(shè)置于研磨臺2上；研磨頭5的下端裝配有待研磨晶圓6,所述待研磨晶圓6與研磨墊3接觸；研磨液供給器4用于提供研磨液(Slurry)至研磨墊3表面；研磨墊調(diào)整器I的下端裝配有研磨盤11 (Disk),用于對研磨墊3的表面進(jìn)行修整，同時提高研磨液在所述研磨墊3上分布的均勻性；研磨液以一定的速率流到研磨墊3的表面，研磨頭5給待研磨晶圓6施加一定的壓力，使得待研磨晶圓6的待研磨面與研磨墊3產(chǎn)生機(jī)械接觸，在研磨過程中，研磨頭5、研磨墊調(diào)整器1、研磨臺2分別以一定的速度旋轉(zhuǎn)，通過機(jī)械和化學(xué)作用去除待研磨晶圓6表面的薄膜，從而達(dá)到待研磨晶圓6表面平坦化的目的。通常研磨墊3的表面具有許多助于研磨的凹凸結(jié)構(gòu)，因此研磨墊3的表面呈現(xiàn)I μ m?2 μ m的粗糙程度。一般化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備在研磨數(shù)片晶圓后，研磨墊3原先凹凸不平的表面將會變得平坦，以致研磨墊3的研磨能力降低，同時研磨的均勻性也得不到保障。同時，在研磨過程中待研磨晶圓6上被研磨掉的物質(zhì)會殘留在研磨墊3表面，同時，研磨液中的某些研磨液副料也會殘留在研磨墊3表面，這些顆粒狀的雜質(zhì)將使研磨特性發(fā)生改變，進(jìn)而影響研磨效果，使待研磨晶圓6表面存在劃痕。因此，需要時刻保持研磨墊3表面的粗糙程度一致，同時及時去除掉落在研磨墊3表面的殘留物質(zhì)。而研磨墊調(diào)整器I正是用于調(diào)節(jié)研磨墊3的，可使研磨墊3的表面恢復(fù)成凹凸不平的表面并保持其粗糙程度的穩(wěn)定性，同時刮除研磨墊3上的殘留物質(zhì)，確保研磨質(zhì)量。
[0004]研磨墊調(diào)整器I主要包括起支撐作用的研磨墊調(diào)整器手臂11以及用于保持研磨墊3表面粗糙度及去除研磨墊3表面殘留物質(zhì)的研磨盤12，控制所述研磨盤12旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(圖中未顯示)。如圖1所示，為了能將所述研磨墊調(diào)整器I的工作范圍擴(kuò)大至整個研磨墊3,需要所述研磨盤12在水平方向上往返移動，研磨效率低。如圖2所示，研磨盤12為一個圓盤，其表面鑲嵌有高硬度研磨件，正是這些高硬度磨件與研磨墊3表面的機(jī)械接觸使得研磨墊3表面保持一定的粗糙度。新研磨盤表面研磨件的表面比較鋒利，相應(yīng)地研磨速率也很快，但是隨著研磨盤使用時間的增加，如圖3所示，其高硬度研磨件會磨損，對于研磨墊3表面的修整效果將降低，研磨速率大受影響，同時，研磨盤12的表面附著有環(huán)狀的金屬殘渣，這些殘渣對于研磨均勻性產(chǎn)生影響。此外，新研磨盤的研磨速率快、舊研磨盤的研磨速率慢，勢必會造成生產(chǎn)過程中的研磨速率不穩(wěn)定，研磨的均勻性也得不到保障。而且，舊研磨盤的研磨速率慢，對于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)是很不利的，但是如果將磨損的舊研磨盤丟棄不用則會造成很大的資源浪費(fèi)。
[0005]因此，如何在研磨質(zhì)量高的基礎(chǔ)上盡量達(dá)到產(chǎn)量的最大化和成本的最低化已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實用新型的目的在于提供一種研磨墊調(diào)整器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中研磨速率不穩(wěn)定、研磨均勻性差、研磨質(zhì)量差、研磨效率低等問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種研磨墊調(diào)整器，所述研磨墊調(diào)整器至少包括:研磨墊調(diào)整器手臂，以及藉由多根聯(lián)軸連接于所述研磨墊調(diào)整器手臂上的多個研磨盤；所述多根聯(lián)軸連接有用于分別控制各研磨盤的自轉(zhuǎn)的第一動力裝置、用于分別控制各研磨盤的升降的第二動力裝置，以及用于控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上移動的第三動力裝置。
[0008]優(yōu)選地,所述研磨盤的數(shù)量不少于2個。
[0009]優(yōu)選地，各研磨盤為圓盤狀結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，所述第一動力裝置為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0011]優(yōu)選地，所述聯(lián)軸可實現(xiàn)伸展或收縮的伸縮桿。
[0012]更優(yōu)選地，所述第二動力裝置為壓縮空氣產(chǎn)生裝置，通過控制通入各聯(lián)軸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)來分別實現(xiàn)各聯(lián)軸的伸展或收縮，進(jìn)一步分別控制各研磨盤的升降。
[0013]優(yōu)選地，所述第三動力裝置為掃描電機(jī)。
[0014]優(yōu)選地，所述第三動力裝置控制所述研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上水平移動。
[0015]優(yōu)選地,所述研磨盤與研磨機(jī)臺、研磨頭的旋轉(zhuǎn)方向一致。
[0016]如上所述，本實用新型的研磨墊調(diào)整器，具有以下有益效果:
[0017]本實用新型的研磨墊調(diào)整器采用多個研磨盤，并以壓縮空氣分別控制研磨盤的升降，利用各研磨盤的研磨速率不同來調(diào)節(jié)研磨速率，使研磨速率保持穩(wěn)定，同時利用研磨盤的水平移動實現(xiàn)更大范圍的研磨墊表面修整及表面顆粒清潔工作，進(jìn)一步提高研磨的均勻性和研磨質(zhì)量。同時，研磨盤在整個生命周期中都能被充分利用，大大節(jié)約了資源和成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備示意圖。
[0019]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的新研磨盤示意圖。
[0020]圖3顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的舊研磨盤示意圖。
[0021]圖4顯示為本實用新型中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備示意圖。
[0022]元件標(biāo)號說明
[0023]I研磨墊調(diào)整器
[0024]11研磨墊調(diào)整器手臂
[0025]12研磨盤
[0026]121第一研磨盤
[0027]122第二研磨盤
[0028]123第三研磨盤
[0029]13第一動力裝置
[0030]14第二動力裝置
[0031]15第三動力裝置
[0032]2研磨臺
[0033]3研磨墊
[0034]4研磨液供給器
[0035]5研磨頭
[0036]6待研磨晶圓

【具體實施方式】
[0037]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0038]請參閱圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0039]如圖4所示，本實用新型提供一種研磨墊調(diào)整器I，所述研磨墊調(diào)整器I至少包括:研磨墊調(diào)整器手臂11，以及藉由多根聯(lián)軸連接于所述研磨墊調(diào)整器手臂11上的多個研磨盤；所述多根聯(lián)軸連接有用于分別控制各研磨盤的自轉(zhuǎn)的第一動力裝置13、用于分別控制各研磨盤的升降的第二動力裝置14，以及用于控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上移動的第三動力裝置15。
[0040]所述研磨盤為圓盤狀結(jié)構(gòu)，研磨盤的數(shù)量不少于2個，可以根據(jù)研磨要求進(jìn)行具體設(shè)定。如圖4所示，在本實施例中，所述研磨盤設(shè)定為3個，分別為第一研磨盤121、第二研磨盤122、第三研磨盤123。多個研磨盤的設(shè)計能有效提高研磨的效率。
[0041]如圖4所示，所述第一動力裝置13連接于所述第一研磨盤121、所述第二研磨盤122及所數(shù)第三研磨盤123，用于控制各研磨盤的自轉(zhuǎn)。所述第一動力裝置13可以是任何能夠控制研磨盤自轉(zhuǎn)的裝置，在本實施例中，所述第一動力裝置13為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。研磨盤通過自轉(zhuǎn)加速或減緩與研磨墊3之間的機(jī)械接觸,實現(xiàn)研磨速度的提高或減低,可通過控制研磨盤的自轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)研磨速率的控制。
[0042]如圖4所示，所述聯(lián)軸為具有密閉空間的伸縮桿，可實現(xiàn)伸展或收縮，以此可分別控制各研磨盤的升降。所述第二動力裝置14可以是任何能夠控制所述聯(lián)軸伸展或收縮的裝置，在本實施例中，所述第二動力裝置14為壓縮空氣產(chǎn)生裝置。所述壓縮空氣產(chǎn)生裝置藉由通氣管路將氣體分別通入所述聯(lián)軸中，各聯(lián)軸中的氣壓各不相同，當(dāng)通入負(fù)壓氣體時，聯(lián)軸收縮，對應(yīng)的研磨盤上升；當(dāng)通入正壓氣體時，聯(lián)軸伸展，對應(yīng)的研磨盤下降。通過壓縮空氣的氣壓大小給所述第一研磨盤121、所述第二研磨盤122及所數(shù)第三研磨盤123分別施加壓力以分別控制所述第一研磨盤121、所述第二研磨盤122及所數(shù)第三研磨盤123的升降，所述第一研磨盤121、所述第二研磨盤122及所數(shù)第三研磨盤123實現(xiàn)分離式升降，各研磨盤也可選擇不同的新舊程度，以此控制研磨盤與研磨墊3的接觸面積以及研磨速率，使得研磨速率穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)，進(jìn)而提高研磨的均勻性。
[0043]所述第三動力裝置15與至少一個研磨盤連接。如圖4所示,在本實施例中,所述第一研磨盤121及所述第三研磨盤123與所述第三動力裝置15連接，并受所述第三動力裝置的控制實現(xiàn)在所述研磨墊調(diào)整器手臂11上水平移動。所述第三動力裝置15可以為任何能夠控制研磨盤水平移動的裝置，在本實施例中，所述第三動力裝置15為掃描電機(jī)。所述第一研磨盤121及所述第三研磨盤123的水平移動可以增加所述第一研磨盤121及所述第三研磨盤123與所述研磨墊3之間的接觸面積,增大對研磨墊的修整面積。同時在對研磨墊3表面的微粒進(jìn)行清除時也能增大清潔面積，提高清潔效率。
[0044]所述研磨盤與研磨機(jī)臺2、研磨頭5的旋轉(zhuǎn)方向一致，可有效提高研磨的均勻性及穩(wěn)定性。
[0045]本實用新型的研磨墊調(diào)整器I具有多個研磨盤，本實施例中包括3個所述研磨盤，通過壓縮空氣分別控制各研磨盤的升降，以便于控制研磨的面積及速率，進(jìn)一步控制研磨速率在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，進(jìn)而提高研磨的均勻性。
[0046]本實用新型的研磨墊調(diào)整器I在進(jìn)行研磨墊3的修整時，裝配不同新舊程度的研磨盤，新研磨盤的研磨速率快、舊研磨盤的研磨速率慢，通過控制各研磨盤輪流做升降動作，來控制研磨速率的穩(wěn)定。在本實施例中，若研磨速率過慢，可利用2個舊的研磨盤(分別裝配于所述第一研磨盤121及所述第三研磨盤123的位置處)同時進(jìn)行所述研磨墊3的修整，也可以利用I個新的研磨盤(裝配于所述第二研磨盤122的位置處)進(jìn)行所述研磨墊3的修整；若研磨速率過快，可利用I個舊的研磨盤(裝配于所述第二研磨盤122的位置處)進(jìn)行所述研磨墊3的修整；具體使用研磨盤的數(shù)量、位置以及使用研磨盤的新舊程度根據(jù)研磨速率的要求進(jìn)行設(shè)定。通過不同新舊程度的研磨盤的組合可實現(xiàn)不同要求的研磨速率穩(wěn)定性，使研磨盤在整個生命周期中都能被充分利用，節(jié)約了資源和成本，同時可利用研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂11上的水平移動擴(kuò)大研磨面積。
[0047]本實用新型的研磨墊調(diào)整器I在進(jìn)行研磨墊3的清潔時，各研磨盤對所述研磨墊施加一定的力，在本實施例中，施加的力控制在O磅?5磅。然后旋轉(zhuǎn)各研磨盤以及所述研磨墊3 (研磨墊3通過研磨臺2的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn))，同時，所述第一研磨盤121及所述第三研磨盤123水平移動。可有效增大清潔面積、提高清潔效率。
[0048]綜上所述，本實用新型提供一種研磨墊調(diào)整器，所述研磨墊調(diào)整器至少包括:設(shè)置于研磨墊調(diào)整器手臂上的多個研磨盤，各研磨盤朝向于研磨墊；連接于各研磨盤并控制各研磨盤旋轉(zhuǎn)的第一動力裝置；連接于各研磨盤并控制各研磨盤升降的第二動力裝置，以及控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上移動的第三動力裝置。本實用新型的研磨墊調(diào)整器采用多個研磨盤，并以壓縮空氣分別控制研磨盤的升降，利用各研磨盤的研磨速率不同來調(diào)節(jié)研磨速率，使研磨速率保持穩(wěn)定，同時利用研磨盤的水平移動實現(xiàn)更大范圍的研磨墊表面修整及表面顆粒清潔工作，進(jìn)一步提高研磨的均勻性和研磨質(zhì)量。同時，研磨盤在整個生命周期中都能被充分利用，大大節(jié)約了資源和成本。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0049]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨墊調(diào)整器，其特征在于，所述研磨墊調(diào)整器至少包括:研磨墊調(diào)整器手臂，以及藉由多根聯(lián)軸連接于所述研磨墊調(diào)整器手臂上的多個研磨盤；所述多根聯(lián)軸連接有用于分別控制各研磨盤的自轉(zhuǎn)的第一動力裝置、用于分別控制各研磨盤的升降的第二動力裝置，以及用于控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上移動的第三動力裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述研磨盤的數(shù)量不少于2個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:各研磨盤為圓盤狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述第一動力裝置為旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述聯(lián)軸可實現(xiàn)伸展或收縮的伸縮桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述第二動力裝置為壓縮空氣產(chǎn)生裝置，通過控制通入各聯(lián)軸內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)來分別實現(xiàn)各聯(lián)軸的伸展或收縮，進(jìn)一步分別控制各研磨盤的升降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述第三動力裝置為掃描電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述第三動力裝置控制所述研磨盤在所述研磨墊調(diào)整器手臂上水平移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊調(diào)整器，其特征在于:所述研磨盤與研磨機(jī)臺、研磨頭的旋轉(zhuǎn)方向一致。
【文檔編號】B24B37/34GK204149007SQ201420599764
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】唐強(qiáng) 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司