研磨墊修整器及研磨裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種研磨墊修整器及研磨裝置，通過(guò)在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號(hào)探測(cè)器，當(dāng)研磨墊修整器在進(jìn)行修整作業(yè)時(shí)，扭力傳感器采集信號(hào)探測(cè)器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時(shí)所產(chǎn)生的壓力信號(hào)，之后將壓力信號(hào)顯示于監(jiān)測(cè)器上，由監(jiān)測(cè)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(duì)研磨墊的修整情況，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)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(fèi)大量的人力物力的問(wèn)題，提高了進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)產(chǎn)品的良率。
【專利說(shuō)明】研磨墊修整器及研磨裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(lái)越復(fù)雜和精細(xì)。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(jìn)一步提高器件的集成密度。但多層布線技術(shù)的應(yīng)用會(huì)造成晶片表面起伏不平，對(duì)圖形制作極其不利。為此，常需要對(duì)晶片進(jìn)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(xué)機(jī)械研磨(CMP)，因此化學(xué)機(jī)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(xué)機(jī)械研磨中所用到的研磨裝置主要包括:研磨臺(tái)、設(shè)置于研磨臺(tái)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(duì)研磨墊的表面定期地進(jìn)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(dāng)研磨墊修整器對(duì)研磨墊進(jìn)行修整時(shí)，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(shí)一邊以其軸向?yàn)橹行男D(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(dòng)，會(huì)出現(xiàn)研磨墊的表面削損的現(xiàn)象，導(dǎo)致晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)晶圓表面的平坦度變差等問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)研磨墊修整器進(jìn)行了調(diào)整，通過(guò)對(duì)研磨墊修整器的轉(zhuǎn)速以及移動(dòng)速度及其相對(duì)于研磨面的載荷等進(jìn)行調(diào)整。
[0005]但是，為了評(píng)價(jià)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(tái)上剝下來(lái)測(cè)定其厚度。而且，若不對(duì)晶圓進(jìn)行實(shí)際地研磨，就無(wú)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(guò)程中消耗了大量的人力和物力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)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(duì)研磨墊的修整時(shí)，想要獲知研磨墊的表面的狀態(tài)時(shí)需要將研磨墊從研磨臺(tái)上剝下來(lái)測(cè)定其厚度，且需要耗費(fèi)晶圓進(jìn)行實(shí)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(guò)程中消耗了大量的人力、物力和財(cái)力。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)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(hào)探測(cè)器及與所述信號(hào)探測(cè)器連接的監(jiān)測(cè)器；其中，所述信號(hào)探測(cè)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(hào)探測(cè)器與所述監(jiān)測(cè)器之間且依次連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大器及信號(hào)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(hào)探測(cè)器通過(guò)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(cè)頭；所述探測(cè)頭呈球形，且所述探測(cè)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(cè)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(cè)頭為金屬探測(cè)頭。
[0015]可選的，在所述的研磨墊修整器中，所述探測(cè)頭為鉻探測(cè)頭。
[0016]本實(shí)用新型還提供一種研磨裝置，所述研磨裝置包括:研磨臺(tái)、設(shè)置于所述研磨臺(tái)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(shí)用新型所提供的研磨墊修整器及研磨裝置中，通過(guò)在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號(hào)探測(cè)器，當(dāng)研磨墊修整器在進(jìn)行修整作業(yè)時(shí)，扭力傳感器采集信號(hào)探測(cè)器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時(shí)所產(chǎn)生的壓力信號(hào)，之后將壓力信號(hào)顯示于監(jiān)測(cè)器上，由監(jiān)測(cè)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(duì)研磨墊的修整情況，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)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(fèi)大量的人力物力的問(wèn)題，提高了進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)產(chǎn)品的良率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的研磨墊修整器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的研磨墊修整器中的信號(hào)探測(cè)頭的放大示意圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)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(tái)-4 ;研磨盤-10 ;信號(hào)探測(cè)器_11 ；摩擦力探頭-113 ;固定桿-111 ;探測(cè)頭-112 ;扭力傳感器-110 ;監(jiān)測(cè)器-13。

【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的研磨墊修整器及研磨裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0024]請(qǐng)參考圖3，其為本實(shí)用新型一實(shí)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(tái)4、設(shè)置于研磨臺(tái)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(qǐng)參考圖1，其為本實(shí)用新型一實(shí)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(hào)探測(cè)器11及與所述信號(hào)探測(cè)器11連接的監(jiān)測(cè)器13 ;其中，所述信號(hào)探測(cè)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(hào)探測(cè)頭可以在進(jìn)行研磨盤10更換時(shí)拆卸下來(lái)安裝到新的研磨盤10上，實(shí)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(hào)探測(cè)器11與所述監(jiān)測(cè)器13之間且依次連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大器及信號(hào)濾波器。具體的，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換器用于將扭力傳感器110所傳輸?shù)膲毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換為可以在監(jiān)測(cè)器13上顯示的電信號(hào)；具體為信號(hào)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(guò)處理后的壓力信號(hào)引出至監(jiān)測(cè)器顯示；信號(hào)放大器的設(shè)置是處于人性因素的考慮，若電信號(hào)過(guò)小，可以進(jìn)一步通過(guò)信號(hào)放大器將其放大，便于直觀的顯示及后續(xù)對(duì)波形數(shù)據(jù)的對(duì)比分析；信號(hào)濾波器用于對(duì)經(jīng)信號(hào)放大器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波處理，從而去除放大后的電信號(hào)中的干擾信號(hào)，提高電信號(hào)的精準(zhǔn)度，使其更具有參考價(jià)值。
[0027]本實(shí)用新型中的研磨墊修整器的工作原理如下:
[0028]當(dāng)研磨墊修整器I在修整研磨墊3時(shí)，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(duì)運(yùn)動(dòng)，因此摩擦力探頭113會(huì)受到研磨墊3的摩擦，此時(shí)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(hào)的形式依次傳輸給信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大器及信號(hào)濾波器，此時(shí)的壓力信號(hào)先后進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換及信號(hào)放大的處理后輸出放大的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波處理的放大的電信號(hào)再傳輸至監(jiān)測(cè)器13顯示。
[0029]本實(shí)施例中，由監(jiān)測(cè)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(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)相互摩擦，這里說(shuō)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(guò)長(zhǎng)期的使用已有磨損，此時(shí)在監(jiān)測(cè)器13上的波形的周期就會(huì)變??；波形的振幅則是指摩擦力探頭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(dāng)研磨墊3上的凹槽已經(jīng)完全磨平，此時(shí)摩擦力則趨近于零，波形的振幅也趨近于零。根據(jù)監(jiān)測(cè)器所顯示的波形可以及時(shí)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(duì)研磨墊3的修整情況，可以根據(jù)實(shí)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(fèi)大量的人力物力的問(wèn)題，提高了進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)產(chǎn)品的良率。
[0030]進(jìn)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(hào)探測(cè)器11通過(guò)所述所述安裝孔與所述研磨盤10連接。
[0031]請(qǐng)參考圖2，其為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的研磨墊修整器I中的信號(hào)探測(cè)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(cè)頭112 ;所述探測(cè)頭112呈球形，且所述探測(cè)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(guò)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(shí)現(xiàn)信號(hào)探測(cè)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(shí)，在研磨盤進(jìn)行更換時(shí)，還可以將信號(hào)探測(cè)頭拆下來(lái)再次使用。其中，所述探測(cè)頭112從研磨盤10露出0.2_?0.5mm。為了減輕探測(cè)頭112對(duì)研磨墊3的表面的磨損，將所述探測(cè)頭112設(shè)置為球形，此外還將所述探測(cè)頭相對(duì)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(shí)與研磨墊接觸的表面)露出的距離進(jìn)行限定，較佳的實(shí)現(xiàn)了在研磨墊修整器I修整研磨墊3的同時(shí)，還對(duì)研磨墊3的表面的狀況進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。
[0032]優(yōu)選實(shí)施例中，所述探測(cè)頭112為金屬探測(cè)頭，更優(yōu)選的，所述探測(cè)頭112為鉻探測(cè)頭。較好的防止探測(cè)頭在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，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(shí)用新型所提供的研磨墊修整器及研磨裝置中，通過(guò)在研磨盤上設(shè)置有可拆卸連接的信號(hào)探測(cè)器，當(dāng)研磨墊修整器在進(jìn)行修整作業(yè)時(shí)，扭力傳感器采集信號(hào)探測(cè)器中的摩擦力探頭與研磨墊接觸時(shí)所產(chǎn)生的壓力信號(hào)，之后將壓力信號(hào)顯示于監(jiān)測(cè)器上，由監(jiān)測(cè)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(duì)研磨墊的修整情況，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)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(fèi)大量的人力物力的問(wèn)題，提高了進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)產(chǎn)品的良率。
[0034]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動(dòng)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(hào)探測(cè)器及與所述信號(hào)探測(cè)器連接的監(jiān)測(cè)器；其中，所述信號(hào)探測(cè)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(hào)探測(cè)器與所述監(jiān)測(cè)器之間且依次連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大器及信號(hào)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(hào)探測(cè)器通過(guò)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(cè)頭；所述探測(cè)頭呈球形，且所述探測(cè)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(cè)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(cè)頭為金屬探測(cè)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(cè)頭為鉻探測(cè)頭。
10.一種研磨裝置，其特征在于，包括:研磨臺(tái)、設(shè)置于所述研磨臺(tái)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(xiàng)所述的研磨墊修整器。
【文檔編號(hào)】B24B37/04GK204076016SQ201420478974
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司