[發(fā)明專利]CMP裝置用擋圈及其制造方法、以及CMP裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580048970.8
• 申請日: 2005-04-12
• 公開（公告）號: CN101137464A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 一住連努
• 申請（專利權(quán)）人: 日本精密電子株式會社
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;H01L21/304
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以化學(xué)機(jī)械的方式研磨晶片的CMP(ChemicalMechanical?Polishing：化學(xué)機(jī)械研磨)裝置，特別涉及配設(shè)(安裝)在CMP裝置的保持頭內(nèi)而包圍晶片外周的擋圈。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體設(shè)備的高集成化、高性能化的發(fā)展，水平方向(平面上)的尺寸變小，并且使垂直方向的構(gòu)造微細(xì)化和多層化。而且為了實(shí)現(xiàn)這樣的微細(xì)化和多層化，半導(dǎo)體基板(硅基板等)的平面度(平坦度)需要較高。因此，在晶片的階段要求提高平面度，作為對應(yīng)這樣的要求的技術(shù)，一般使用CMP裝置。

該CMP裝置例如由可旋轉(zhuǎn)的研磨盤(platen)、配置在該研磨盤上的研磨墊、保持晶片并將其按壓在研磨墊上的保持頭、以及漿液供給噴嘴等構(gòu)成。再者，保持頭由包圍晶片外周的擋圈、例如按壓晶片的上表面的彈性體膜、由該彈性體膜、擋圈和頭主體包圍的空氣室、和向該空氣室供給加壓用空氣的空氣供給路徑等構(gòu)成。并且，擋圈包圍晶片的外周而防止晶片的飛出，并且按壓研磨墊的研磨面(表面)，使研磨晶片的研磨墊的研磨面平坦化、微細(xì)化(均衡化)。因此，需要使擋圈的按壓面(按壓研磨墊的面)的表面粗糙度較小。

另一方面，這樣的擋圈由于按壓研磨墊，所以其按壓面自身受研磨墊研磨而消耗。因此，必須定期地更換擋圈，但如果擋圈的按壓面的表面粗糙度較大，則不能得到規(guī)定的研磨性能、即晶片的平面度。因此，在更換了擋圈的情況下，在開始產(chǎn)品晶片(作為產(chǎn)品生產(chǎn)的晶片)的研磨之前，需要進(jìn)行新安裝的擋圈的適應(yīng)研磨。也就是說，需要將新的擋圈安裝在CMP裝置的保持頭上、研磨幾十片的模擬晶片(適應(yīng)用晶片)、在確認(rèn)得到了適當(dāng)?shù)难心バ阅芎箝_始產(chǎn)品晶片的研磨。并且，在這樣的適應(yīng)研磨中需要較多的時間和勞動，成為使晶片的生產(chǎn)開工率降低的原因。

根據(jù)這樣的情況，為了縮短適應(yīng)研磨所需要的時間，為人所知的有對擋圈的按壓面進(jìn)行表面加工，將其加工為規(guī)定的平滑度的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。也就是說，該擋圈通過使其按壓面的表面粗糙度以最大高度(Rmax)計為0.8μm以下，可以不需要適應(yīng)研磨。

但是，對晶片要求的平面度很高，如上述專利文獻(xiàn)1所述的擋圈不能滿足這樣高的平面度。也就是說，在按壓面的表面粗糙度以最大高度計為0.8μm左右時，不能使研磨墊的研磨面良好地(達(dá)到高水平)平坦化、微細(xì)化，即使采用這樣的研磨墊研磨晶片，也不能得到很高的平面度。因此，實(shí)際上需要與以往同樣的長時間的適應(yīng)研磨。再者，在上述專利文獻(xiàn)1中記載的表面粗糙度之中，最小的值以最大高度計為0.6μm，在這樣的粗糙程度下，與0.8μm的情況同樣，需要長時間的適應(yīng)研磨的情況沒有變化。另外，在上述專利文獻(xiàn)1中，通過使按壓面的表面粗糙度以最大高度計為0.8μm以下，提高了研磨速率和研磨速率的面內(nèi)均勻性，但并不能表示出研磨速率能夠以怎樣的速度(mm/min)研磨晶片，并沒有表示能夠?qū)⒕心檩^高的平面度。

再者，通過CMP裝置研磨的晶片的平面度受擋圈的材質(zhì)和其按壓面的表面粗糙度影響。也就是說，通過確定擋圈的材質(zhì)和其按壓面的表面粗糙度，能夠?qū)⒕心檩^高的平面度。但是，在上述專利文獻(xiàn)1中，對于擋圈的材質(zhì)并沒有記載，而且對于怎樣的材質(zhì)的擋圈、可以通過使其按壓面的表面粗糙度以最大高度計為0.8μm以下而不需要適應(yīng)研磨也是不清楚的。

如上所述，在上述專利文獻(xiàn)1中記載的擋圈及其公開內(nèi)容中，當(dāng)然不能使適應(yīng)研磨不再需要，實(shí)際上也不能將適應(yīng)研磨所需的時間抑制在最小限度內(nèi)。

專利文獻(xiàn)1：特開2002-126995號公報

發(fā)明內(nèi)容

于是，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)際上能夠?qū)⑦m應(yīng)研磨所需的時間抑制在最小限度內(nèi)的擋圈及其制造方法。

為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1所述的發(fā)明涉及一種CMP裝置用擋圈，其在具備配置在研磨盤上的研磨墊、和保持晶片并將其按壓在研磨墊上的保持頭，從而對晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的CMP裝置中，配設(shè)在保持頭內(nèi)，以環(huán)狀包圍晶片的外周，并且按壓研磨墊的研磨面，所述CMP裝置用擋圈的特征在于：由工程塑料材料構(gòu)成，使按壓研磨墊的研磨面的按壓面的表面粗糙度以粗糙度算術(shù)平均偏差值(算術(shù)平均粗糙度)計為0.01μm以下。

技術(shù)方案2所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1所述的CMP裝置用擋圈，其特征在于：在位于按壓面的背面的擋圈的背面上形成有被保持部，對按壓面進(jìn)行研磨加工。