一種研磨盤(pán)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種研磨盤(pán)裝置，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，所述裝置包括：研磨盤(pán)主體，其表面設(shè)置有凸出的且頂部位于同一高度處的若干鉆石，所述鉆石部分嵌入所述研磨盤(pán)主體的表面；固定環(huán)，沿所述研磨盤(pán)主體的邊緣環(huán)繞設(shè)置，且所述固定環(huán)的頂部與若干所述鉆石的頂部位于同一高度；真空導(dǎo)管，所述真空導(dǎo)管的管口設(shè)置于所述研磨盤(pán)主體的表面上。其中，在對(duì)晶圓進(jìn)行研磨的過(guò)程中，固定環(huán)將脫落的鉆石顆粒固定于固定環(huán)內(nèi)，并通過(guò)真空導(dǎo)管將鉆石顆粒排入到與吸盤(pán)連接的研磨機(jī)臺(tái)的排水口中，防止了研磨盤(pán)上脫落的鉆石顆粒與晶圓表面接觸導(dǎo)致晶圓刮傷。
【專利說(shuō)明】一種研磨盤(pán)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體集成電路制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種研磨盤(pán)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在大規(guī)模集成電路的制造領(lǐng)域中，化學(xué)機(jī)械研磨工藝是一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程，它是將晶圓表面與研磨墊的研磨表面接觸，然后，通過(guò)晶圓表面與研磨墊的摩擦使原來(lái)凹凸不平的晶圓表面變得平坦，研磨盤(pán)的作用在于使研磨墊在研磨的過(guò)程中始終保持粗糙度，以保持研磨速率的穩(wěn)定，目前業(yè)界所采用的研磨盤(pán)(如圖1A-1B)是在不銹鋼板材上黏附細(xì)小的鉆石顆粒的方法制備，在與研磨墊接觸研磨的過(guò)程中有掉落的風(fēng)險(xiǎn)，掉落在研磨墊上的鉆石顆粒與晶圓表面接觸，容易在晶圓表面形成刮傷，最終導(dǎo)致短路和良率下降，并且通常會(huì)造成產(chǎn)品的報(bào)廢，現(xiàn)有技術(shù)只是在化學(xué)機(jī)械研磨結(jié)束前后，利用高壓水流對(duì)研磨墊進(jìn)行清洗，沖洗掉研磨過(guò)程中可能產(chǎn)生的雜質(zhì)顆粒，防止在后續(xù)的研磨過(guò)程中對(duì)晶圓造成刮傷。但對(duì)于化學(xué)機(jī)械研磨過(guò)程中，由于研磨盤(pán)的鉆石脫落造成的晶圓刮傷，目前暫無(wú)有效的方法。
[0003]中國(guó)專利(CN1479351A)公開(kāi)了一種無(wú)刮傷化學(xué)機(jī)械研磨工藝，使用含有二氧化硅研磨粒的研磨劑研磨基底上的待研磨層，并且于接近研磨步驟完成之前加入可縮小研磨粒的溶液，以避免晶片表面被刮傷。
[0004]通過(guò)上述專利的方法，避免了晶圓刮傷，但是對(duì)于機(jī)械研磨的鉆石顆粒刮傷晶圓這一現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，上述方法并不能起到效果，而且暫時(shí)并沒(méi)有效的辦法。
[0005]中國(guó)專利(CN203125323U)公開(kāi)了一種研磨裝置及研磨墊整理器，所述研磨墊整理器用于整理研磨墊，包括整理機(jī)構(gòu)、連接機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)連接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述整理機(jī)構(gòu)在研磨墊上繞研磨墊的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，整理機(jī)構(gòu)包括滾筒和若干研磨晶體，若干研磨晶體設(shè)置于滾筒的外圓周面上，整理機(jī)構(gòu)能夠相對(duì)所述連接機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)將研磨晶體設(shè)置于滾筒上作為整理機(jī)構(gòu)，相比現(xiàn)有的將研磨晶體設(shè)置于整理盤(pán)上的結(jié)構(gòu)，可以減少研磨晶體整體和研磨墊的接觸面積，從而有效防止研磨晶體脫落，避免研磨墊和晶圓被脫落的研磨晶體刮傷，從而提高產(chǎn)品良率。此外，由于滾動(dòng)的滾筒更加容易甩掉攜帶的研磨殘留物，故可以減少研磨殘留物的堆積，從而進(jìn)一步提高研磨墊的整理效果。
[0006]上述專利通過(guò)對(duì)研磨晶體的設(shè)置減少了晶體的脫落程度，從而減少了晶圓被刮傷的幾率，但是研磨晶體與研磨墊的接觸面積較小，所以研磨效果并不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種研磨盤(pán)裝置，該研磨盤(pán)裝置實(shí)現(xiàn)了防止在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，研磨盤(pán)裝置上脫落的鉆石顆粒造成晶圓的刮傷的發(fā)生，從而大大提高了產(chǎn)品的良率，降低了成本。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種研磨盤(pán)裝置，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，其特征在于，所述裝置包括:
[0010]一研磨盤(pán)主體，其表面設(shè)置有凸出的且頂部位于同一高度處的若干鉆石，所述鉆石部分嵌入所述研磨盤(pán)主體的表面；
[0011]一固定環(huán)，沿所述研磨盤(pán)主體的邊緣環(huán)繞設(shè)置，且所述固定環(huán)的頂部與若干所述鉆石的頂部位于同一高度；
[0012]一真空導(dǎo)管，所述真空導(dǎo)管的管口設(shè)置于所述研磨盤(pán)主體的表面上。
[0013]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，每個(gè)所述鉆石暴露部分的主視圖均為三角形。
[0014]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，所述研磨盤(pán)主體包括一基板。
[0015]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，所述真空導(dǎo)管與一研磨機(jī)臺(tái)的排水口連接。
[0016]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，所述真空導(dǎo)管的管口位于所述研磨盤(pán)主體的中心處。
[0017]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，所述固定環(huán)的材質(zhì)為一塑料。
[0018]上述的一種研磨盤(pán)裝置，其中，所述塑料為聚苯硫醚。
[0019]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的一種研磨盤(pán)裝置，通過(guò)在研磨盤(pán)邊緣加裝一圈固定環(huán)，使在研磨盤(pán)裝置上脫落的鉆石顆粒被聚攏在固定環(huán)內(nèi)，阻止其與晶圓表面的接觸，在研磨盤(pán)裝置對(duì)研磨墊清理之后，并與研磨墊分離之前，用真空導(dǎo)管將固定環(huán)內(nèi)的脫落的鉆石顆粒吸走，并通過(guò)真空導(dǎo)管將吸出的鉆石顆粒排入到與真空導(dǎo)管連接的研磨機(jī)臺(tái)的排水口中，從而有效的防止了研磨盤(pán)掉落的鉆石顆粒與晶圓表面接觸，達(dá)到減少晶圓刮傷的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說(shuō)明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0022]圖1A是現(xiàn)有技術(shù)中研磨盤(pán)裝置側(cè)視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖1B是現(xiàn)有技術(shù)中研磨盤(pán)裝置俯視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨工藝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3A是本發(fā)明中一種研磨盤(pán)裝置側(cè)視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3B是本發(fā)明中一種研磨盤(pán)裝置俯視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明中一種研磨盤(pán)裝置運(yùn)作方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明提供一種研磨盤(pán)裝置，可應(yīng)用于技術(shù)節(jié)點(diǎn)為90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、大于等于130nm以及小于等于22nm的工藝中；可應(yīng)用于以下技術(shù)平臺(tái)中:Logic、Memory、RF、HV、Analog/Power、MEMS> CIS、Flash、eFlash。
[0029]一種研磨盤(pán)裝置，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，其特征在于，所述裝置包括:
[0030]一研磨盤(pán)主體，其表面設(shè)置有凸出的且頂部位于同一高度處的若干鉆石，所述鉆石部分嵌入所述研磨盤(pán)主體的表面；
[0031]一固定環(huán)，沿所述研磨盤(pán)主體的邊緣環(huán)繞設(shè)置，且所述固定環(huán)的頂部與若干所述鉆石的頂部位于同一高度；
[0032]一真空導(dǎo)管，所述真空導(dǎo)管的管口設(shè)置于所述研磨盤(pán)主體的表面上。
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0034]如圖3A-3B所示，本實(shí)施例中的研磨盤(pán)裝置包括一研磨盤(pán)主體2，該研磨盤(pán)主體2的上表面嵌入有若干鉆石1，該若干鉆石I的頂部均位于同一高度。在研磨盤(pán)主體2的邊緣環(huán)繞設(shè)置一個(gè)固定環(huán)3，該固定環(huán)3是一種聚苯硫醚塑料，并且該固定環(huán)3的頂部與若干鉆石I的頂部高度均相同，以至于保證完全將化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，從鉆石上脫落的顆粒聚攏在固定環(huán)3內(nèi)。該裝置中還包括一個(gè)真空導(dǎo)管4，該真空導(dǎo)管4的管口設(shè)置于所述研磨盤(pán)主體2的表面，且與該研磨盤(pán)主體2的表面位于同一平面內(nèi)，在本實(shí)施例中，該研磨盤(pán)主體2的平面圖形優(yōu)選為圓形，且該真空導(dǎo)管4的管口優(yōu)選設(shè)置在該研磨盤(pán)主體2的圓心位置處。
[0035]在本實(shí)施例中，上述的研磨盤(pán)主體中包括一基板21，若干鉆石I通過(guò)該基板21固定于研磨盤(pán)主體2中。上述的真空導(dǎo)管4還連接到一研磨機(jī)臺(tái)的排水口。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨工藝(如圖2)相同，本實(shí)施例中將研磨盤(pán)裝置放置于一研磨墊5的上方，且位于該研磨墊中線6的一側(cè)，待進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的晶圓7放置于該研磨墊中線6的另一側(cè)。
[0037]在研磨盤(pán)裝置與研磨墊5進(jìn)行研磨的過(guò)程中，研磨盤(pán)裝置在水平面內(nèi)繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，且研磨墊5在水平面內(nèi)也繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選的，該研磨裝置與該研磨墊5的旋轉(zhuǎn)方向相反，以起到在清理研磨墊5后，使研磨墊5的表面粗糙程度得以改善，優(yōu)選的，在清理研磨墊的過(guò)程中，該研磨盤(pán)裝置在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)還相對(duì)于研磨墊5進(jìn)行水平方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0038]上述研磨盤(pán)裝置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的范圍大于晶圓7的直徑且不超過(guò)研磨墊5的半徑，以保證在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，研磨墊5與晶圓7接觸的表面在研磨盤(pán)裝置清理研磨墊5的范圍之內(nèi)，便于研磨墊5研磨晶圓7時(shí)，對(duì)晶圓7有較好的研磨效果，優(yōu)選的晶圓7的旋轉(zhuǎn)方向與研磨墊5旋轉(zhuǎn)方向相反。
[0039]如圖4所示，在清理研磨墊5之前，將研磨盤(pán)裝置中的設(shè)置有鉆石的一面朝下設(shè)置，使得該研磨盤(pán)裝置中的固定環(huán)3與研磨墊5緊密接觸，然后使研磨盤(pán)裝置與研磨墊5接觸進(jìn)行清理，由于固定環(huán)3與若干鉆石I平齊，所以在整個(gè)過(guò)程中始終保持固定環(huán)3中的脫落的鉆石顆粒在固定環(huán)3內(nèi)，使其避免與晶圓7接觸造成晶圓7損傷，當(dāng)研磨結(jié)束之后且在研磨盤(pán)裝置與研磨墊5分離之前，開(kāi)啟研磨盤(pán)裝置中的真空導(dǎo)管4，將脫落的鉆石顆粒吸起并通過(guò)真空導(dǎo)管4將其排入到與其連接的研磨機(jī)臺(tái)的排水口中。
[0040]綜上所述，本發(fā)明提供的一種研磨盤(pán)裝置，通過(guò)在研磨盤(pán)邊緣加裝一圈固定環(huán)，使在研磨盤(pán)裝置上脫落的鉆石顆粒被聚攏在固定環(huán)內(nèi)，阻止其與晶圓表面的接觸，在研磨盤(pán)裝置對(duì)研磨墊清理之后，并與研磨墊分離之前，用真空導(dǎo)管將固定環(huán)內(nèi)的脫落的鉆石顆粒吸走，并通過(guò)真空導(dǎo)管將吸出的鉆石顆粒排入到與真空導(dǎo)管連接的研磨機(jī)臺(tái)的排水口中，從而有效的防止了研磨盤(pán)掉落的鉆石顆粒與晶圓表面接觸，達(dá)到減少晶圓刮傷的效果。
[0041]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說(shuō)明后，各種變化和修正無(wú)疑將顯而易見(jiàn)。因此，所附的權(quán)利要求書(shū)應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨盤(pán)裝置，應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，其特征在于，所述裝置包括: 一研磨盤(pán)主體，其表面設(shè)置有凸出的且頂部位于同一高度處的若干鉆石，所述鉆石部分嵌入所述研磨盤(pán)主體的表面； 一固定環(huán)，沿所述研磨盤(pán)主體的邊緣環(huán)繞設(shè)置，且所述固定環(huán)的頂部與若干所述鉆石的頂部位于同一高度； 一真空導(dǎo)管，所述真空導(dǎo)管的管口設(shè)置于所述研磨盤(pán)主體的表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，每個(gè)所述鉆石暴露部分的主視圖均為三角形。
3.如權(quán)利要求1所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，所述研磨盤(pán)主體包括一基板。
4.如權(quán)利要求1所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，所述真空導(dǎo)管與一研磨機(jī)臺(tái)的排水口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，所述真空導(dǎo)管的管口位于所述研磨盤(pán)主體的中心處。
6.如權(quán)利要求1所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，所述固定環(huán)的材質(zhì)為一塑料。
7.如權(quán)利要求6所述的一種研磨盤(pán)裝置，其特征在于，所述塑料為聚苯硫醚。
【文檔編號(hào)】B24B37/11GK104440516SQ201410163591
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】趙正元, 李虎, 張守龍 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司