研磨垫修整器及研磨装置的制造方法

文档序号:10360174阅读:586来源:国知局
研磨垫修整器及研磨装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种研磨垫修整器及研磨装置。
【背景技术】
[0002]20世纪70年代,多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中,此技术使芯片的垂直空间得到有效的利用,并提高了器件的集成度。但这项技术使得衬底表面不平整度加剧,由此引发的一系列问题(如引起光刻胶厚度不均进而导致光刻受限)严重影响了大规模集成电路(ULSI)的发展。
[0003]针对这一问题,业界先后开发了多种平坦化技术,主要有反刻、玻璃回流、旋涂膜层等,但效果并不理想。80年代末,IBM公司将化学机械研磨(Chemi ca1-Mechani caIPlanarizat1n,CMP)技术进行了发展使之应用于衬底的平坦化,其在表面平坦化上的效果较传统的平坦化技术有了极大的改善,从而使之成为了大规模集成电路制造中有关键地位的平坦化技术。
[0004]现有技术中,化学机械研磨中所用到的研磨装置主要包括:研磨台、设置于研磨台上的研磨垫、设置于研磨垫上方的研磨头及研磨垫修整器;其中所述研磨头用于吸附固定晶圆,研磨垫修整器用于对研磨垫的表面定期地进行修整,从而维持研磨垫的研磨性能。
[0005]通常研磨垫修整器包括可拆装的研磨盘,研磨盘表面固定有金刚石颗粒。当研磨垫修整器对研磨垫进行修整时,研磨盘表面的金刚石颗粒与研磨垫接触,研磨垫修整器此时一边以其轴向为中心旋转,一边按压研磨垫的表面,并在该状态下在研磨面上移动。但是,在上述研磨垫修整过程中,研磨的残留颗粒去除的速度较慢,出现研磨垫边缘削损的现象,导致晶圆进行化学机械研磨时晶圆表面的平坦度变差等问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种研磨垫修整器及研磨装置,以解决采用现有技术中的研磨垫修整修整研磨垫过程中,研磨的残留颗粒去除的速度较慢,出现研磨垫边缘削损的现象,导致产品良率低的问题。
[0007]为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种研磨垫修整器,所述研磨垫修整器,包括:
[0008]研磨盘;
[0009]第一驱动单元,用于在晶圆进行化学机械研磨时,驱动所述研磨盘进行旋转运动,同时将所述研磨盘按压于研磨垫表面,并沿所述研磨垫表面的边缘至中心进行往复直线运动;
[0010]第二驱动单元,用于在晶圆进行化学机械研磨后,驱动所述研磨盘进行旋转运动,同时将所述研磨盘按压于研磨垫表面,并沿所述研磨垫表面进行多次中心至边缘的直线运动。
[0011]可选的,在所述的研磨垫修整器中,在晶圆进行化学机械研磨后,所述研磨盘位于所述研磨垫表面的边缘时,所述第二驱动单元控制所述研磨盘离开所述研磨垫表面。
[0012]可选的,在所述的研磨垫修整器中,还包括贯穿所述研磨盘径向的移动轴,所述研磨盘在所述第一驱动单元或所述第二驱动单元的控制下沿所述移动轴的轴向移动。
[0013]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第一驱动单元包括一旋转驱动器,所述旋转驱动器与所述研磨盘连接以驱动所述研磨盘进行旋转运动。
[0014]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第一驱动单元还包括一直线驱动器,所述直线驱动器与所述研磨盘连接以驱动所述研磨盘沿所述研磨垫表面的边缘至中心进行往复直线运动。
[0015]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第二驱动单元包括一旋转驱动器,所述旋转驱动器与所述研磨盘连接以驱动所述研磨盘进行旋转运动。
[0016]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第二驱动单元还包括一直线驱动器,所述直线驱动器与所述研磨盘连接以驱动所述研磨盘沿所述研磨垫表面进行多次中心至边缘的直线运动。
[0017]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第一驱动单元工作时,所述研磨盘按压于研磨垫表面的压力为4.85psi?5.15psi,所述研磨盘的旋转速度为25rpm/min?30rpm/min0
[0018]可选的,在所述的研磨垫修整器中,所述第二驱动单元工作时,所述研磨盘按压于研磨垫表面的压力为5.I5psi?5.35psi,所述研磨盘的旋转速度为30rpm/min?35rpm/min0
[0019]相应的,本实用新型提供一种研磨装置,所述研磨装置包括:研磨台、设置于所述研磨台上的研磨垫、设置于所述研磨垫上方的研磨头及上述研磨垫修整器。
[0020]在本实用新型所提供的研磨垫修整器中,研磨垫修整器包括研磨盘;第一驱动单元,用于在晶圆进行化学机械研磨时,驱动所述研磨盘进行旋转运动,同时将所述研磨盘按压于研磨垫表面,并沿所述研磨垫表面的边缘至中心进行往复直线运动;第二驱动单元,用于在晶圆进行化学机械研磨后,驱动所述研磨盘进行旋转运动,同时将所述研磨盘按压于研磨垫表面,并沿所述研磨垫表面进行多次中心至边缘的直线运动进行往复。由于本申请的研磨垫修整器在晶圆进行化学机械研磨时和化学机械研磨后采用不同的工作状态,较为快速的去除研磨垫上的残留颗粒,有效的改善研磨垫的修整效果,避免残留颗粒对后续晶圆研磨的影响,提尚了广品良率。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型一实施例中研磨垫修整器的结构示意图;
[0022]图2是本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨时,研磨装置的主视图;
[0023]图2a是本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨时,研磨装置的俯视图;
[0024]图3是本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨后,研磨装置的主视图;
[0025]图3a是本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨后,研磨装置的俯视图。
[0026]图中:研磨垫修整器10;第一驱动单元11;第二驱动单元12;研磨盘13;移动轴14;研磨台20;研磨垫30;研磨头40;研磨液供应管路50;残留颗粒60。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的研磨垫修整器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0028]请参考图2及图3,图2为本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨时,研磨装置的主视图;图3为本实用新型一实施例中晶圆进行化学机械研磨后,研磨装置的主视图。如图2及图3所示,研磨装置包括:研磨台20、设置于所述研磨台20上的研磨垫30、设置于所述研磨垫30上方的研磨头40及研磨垫修整器10。
[0029]请参考图1,其为本实用新型一实施例中研磨垫修整器的结构示意图。如图1所示,所述研磨垫修整器10包括:研磨盘13;第一驱动单元11,用于在晶圆进行化学机械研磨时,驱动所述研磨盘13进行旋转运动,同时将所述研磨盘13按压于研磨垫30表面,并沿所述研磨垫30表面的边缘至中心进行往复直线运动进行往复;第二驱动单元12,用于在晶圆进行化学机械研磨后,驱动所述研磨盘13进行旋转运动,同时将所述研磨盘13按压于研磨垫30表面,并沿所述研磨垫30表面进行多次中心至边缘的直线运动。其中,在晶圆进行化学机械研磨后,所述研磨盘13位于所述研磨垫30表面的边缘时,所述第二驱动12单元控制所述研磨盘13离开所述研磨垫30表面,从而实现研磨盘沿所述研磨垫30表面进行多次中心至边缘的直线运动,以清理研磨垫13上的残留颗粒。
[0030]进一步地,所述研磨垫修整器10还包括贯穿所述研磨盘13径向的移动轴14,所述研磨盘13在所述第一驱动单元11或所述第二驱动单元12的控制下沿所述移动轴14的轴向移动,从而实现研磨盘13相对于研磨垫30表面具体位置的变化。
[0031]具体的,所述第一驱动单元11包括一旋转驱动器和一直线驱动器,所述旋转驱动器与所述研磨盘13连接,以驱动所述研磨盘13进行旋转运动;所述直线驱动器与所述研磨盘13连接,以驱动所述研磨盘13沿所述研磨垫30表面的边缘至中心进
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