[發明專利]研磨工具

無效

• 申請號: 00126965.8
• 申請日: 2000-07-14
• 公開（公告）號: CN1285261A
• 公開（公告）日: 2001-02-28
• 發明（設計）人: 高橋務;下前直樹;赤田幸治
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: B24D5/00
• 分類號: B24D5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊松齡

本發明涉及一種研磨工具，尤其涉及如用來使用于拋光的墊保持良好狀態的那種電解沉積的研磨工具，拋光墊由CMP設備用來拋光如半導體晶片那樣的材料表面。

日本專利申請NoH11-3518及H11-236175用作本發明申請的參考文件。

通常的一種設備展示于圖17，它作為CMP(化學機械拋光機設備)的一個實例用化學及機械方式拋光半導體晶片(以后只是說晶片)的表面，晶片是從硅晶錠上切下的。

要求晶片在拋光設備的精度下進行高精度無瑕疵的拋光。CMP的拋光機理是以由細硅石粉末等提供的機械作用(分散的粒子)及結合由堿性液體產生的腐蝕作用的機械化學拋光方法兩種因素為基礎的。在圖17所示的CMP設備1中，拋光墊4安裝在盤狀工作臺3上，工作臺3與回轉中心軸2連接，拋光勢4由例如用作拋光的硬尿烷組成，一可繞自身軸線轉動的晶片安裝架5被相對于墊4安裝在與墊4中心軸2偏心的一個位置上。

晶片安裝架5是盤狀的，其直徑比墊4小、用來安裝晶片6。晶片6被安置在晶片安裝架5與墊4之間，晶片6的表面就被墊4的一側面拋光，晶片就以這種研磨方法進行精加工。

在拋光時，作為一實例如上所述的細硅石粉末構成的分散顆粒被用作拋光劑。此外，為了有腐蝕作用，也可以將如由堿性液體混合的漿料S施加于墊4上。漿料S可以在被夾持在晶片安裝架5內的晶片6與墊4之間流動，晶片6亦可以與晶片安裝架5一起轉動，與此同時，墊還可以環繞自己的軸心線轉動。結果使晶片6的一表面被墊4拋光。在墊4的例如由硬尿烷組成的、拋光晶片6的表面上，設置有保持漿料S的許多精細的形成層，晶片6則由被保持在這些形成層中的漿料拋光。

但是，如果留在形成層中的漿料太多就會產生一種不足，即對晶片6的拋光能力會下降，而且會由于拋光晶片6而使墊的拋光表面的平度降低，結果使晶片6的拋光精度降低。

因此，如圖17所示，從較早的一個時期以來，在CMP設備1中設置一墊修整器8，從而使墊4的該表面被重磨(修整)。墊修整器8的結構為：在回轉軸9上通過臂10安裝一個電沉積輪11，回轉軸9安置在回轉工作臺3的外部。回轉墊4的表面被用電沉積輪11的雙向擺動來拋光。電沉積輪11通過臂10環繞回轉軸9的轉動而轉動。結果使墊4表面的平面度等被恢復或保持。

如圖18所示，電沉積輪11由磨粒層13構成，層13的頂面在一圓平板狀基板12上呈平板環狀。而且如圖19中所示，作為一個實例的磨粒層13是由分布和固定在基板12上的一種超級磨粒14如金剛石構成的，磨粒是通過電解沉積工藝經一金屬電鍍物15被分布、固定的。在磨粒層13中，夾持超級磨粒14的金屬電鍍物15構成大體平的形狀，超級磨粒14的從金屬電鍍物15突出的頂端大約也置于同一平面中。

通過這種方法，在電解沉積輪11被用作墊修整器8的情況中，如果在墊4上放置了太多量的由精細形成層保持的拋光晶片6用的漿料，電解沉積輪11處理墊4的性能就會變壞，因此而使墊4的平面度變得不太好，即使在墊修整進行后也是這樣。因此，就產生一個缺點：墊4表面(加工側面)的調整還不夠充分。

因此，在墊4的修整用其頂面大體上是平的并由超級磨粒組成的電解沉積輪來進行的情況下，在用電解沉積輪11拋光時，輪11與墊幾乎整個表面接觸，由此而使墊4的形成層被拋光。其結果是使墊4的敞開部份被閉合，漿料的容納處也就失去，因而使墊4加工側面對晶體6的拋光能力下降。

上述介紹過的問題就產生了。

此外，在用輪11拋光墊4的情況中，輪11在如圖20所示那樣，至少在相當于墊4半徑的范圍內對墊4的頂面進行拋光。在雙向擺動的情況下，環狀磨粒層13的每個部份的拋光區域沿平行于墊4運動方向的長度被固定。亦即是說，在圖18(A)中，假定：沿大體上平行于墊4回轉方向P的a方向之磨粒層13的拋光區域(長度)是L₁，與之相似，相應于b方向的拋光長度是L₂，相應于C方向的長度為L₃。因此，相應于a方向的拋光長度為2×L₁，相應于b方向的長度為2×L₂，相應于c方向的長度為2×L₃。在回轉方向的角部方向上的每個拋光長度(區域)，變成2×L₁＜2×L₂＜2×L₃。