[發明專利]一種用于化學機械拋光的研磨墊調整裝置

無效

• 申請號: 200810037311.X
• 申請日: 2008-05-13
• 公開（公告）號: CN101579837A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 周維娜;趙鐵軍;劉庚申;王懷鋒
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B24B29/00
• 分類號: B24B29/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本發明涉及化學機械拋光技術領域，具體涉及一種用于化學機械拋光的研磨墊調整裝置。

背景技術

IC制造工藝中平坦化技術已成為與光刻和刻蝕同等重要且相互依賴的不可缺少的關鍵技術之一。而化學機械拋光(CMP)工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術。化學機械拋光系統是集清洗、干燥、在線檢測、終點檢測等技術于一體的化學機械平坦化技術。是集成電路(IC)向微細化、多層化、平坦化、薄型化發展的產物，是集成電路進入0.13μm以下技術節點，由φ200mm晶圓向φ300mm晶圓過渡、提高生產效率、降低成本、晶圓全局平坦化必備技術。

圖1所示為當前主流CMP設備的結構的俯視圖，它主要包括研磨頭(Polishing?head)30、置于研磨平臺上面的研磨墊(Pad)40、漿料傳送裝置(Slurry?delivery)20以及研磨墊調整裝置(Pad?Conditioner)11。其中研磨頭30中裝有需要化學機械研磨的硅片，在一定下壓力(Down?force)的作用下，硅片表面薄膜與研磨墊40以及漿料相互作用實現化學機械拋光，研磨頭30相對研磨墊40做直線運動以及自身的圓周運動；漿料傳送裝置20主要用來提供研磨時所需要的漿料，其中漿料是CMP過程中一種關鍵的材料，研磨不同的薄膜選擇不同的漿料，它對CPP的速度、拋光質量有很大的影響；研磨墊40通常由多孔、有彈性的聚合物制成，具有一定硬度、耐用性、可再生性、多孔性和填充性，能夠在吸收研磨漿料并在夾具的壓力下輸送到硅片表面，根據不同的CMP要求，我們可以選擇不同的研磨墊40。在研磨墊40和研磨頭30相互作用的使用過程中，研磨墊40會變得平滑，研磨墊調整裝置11主要是用于重新調整研磨墊表面、去除使用過的漿料并重新均勻分布漿料傳送裝置提供的新漿料。

通常在CMP過程中，由于材料、工藝等問題會引起在硅片薄膜表面形成刮痕、表面粒子等缺陷。例如，在芯片氧化物表面造成刮痕后，銅會填入刮痕內，這種銅的細金屬絲常常只有在顯微鏡下才看得到，這會導致短路或是相互影響而導致可靠性下降。其中由于在研磨墊調整裝置工作的過程中去除使用過的漿料的作用效果不明顯，也可以導致CMP的最終缺陷，這主要是因為，在先一次的研磨墊和研磨頭相互作用后，會在研磨墊中間留下殘留漿料及顆粒。當前研磨墊調整裝置主要包括一個如圖2所示的金剛石圓盤，在工作過程中通過調整研磨調整裝置的下壓力，從而調整金剛石圓盤與研磨墊之間的作用，從而達到研磨調整裝置的功能。當前主要存在的問題是：這中包括金剛石圓盤的研磨調整裝置在去除研磨墊中間留下殘留漿料及顆粒作用不明顯；并且主要是通過加強施加下壓力的方法來優化去除研磨墊中殘留的漿料及顆粒，這種方法會影響研磨速率的均勻性并降低研磨墊的使用壽命。

發明內容

本發明提供一種化學機械拋光設備中使用的研磨墊調整裝置，在CMP過程中，能有效去除研磨墊中殘余漿料及其殘余顆粒，從而減少CMP過程中形成于芯片表面的缺陷，并延長研磨墊的使用壽命。

本發明所公開的一種用于化學機械拋光的研磨墊調整裝置，研磨墊調整裝置包括金剛石圓盤以及能與金剛石圓盤同步運動的刷子。

較佳地，所述刷子位于金剛石圓盤的周圍。

所述金剛石圓盤和刷子可以連接成為一體，不可拆卸；金剛石圓盤和刷子也可以為分離的兩個部件，通過螺紋等連接件把兩者連接在一起。

研磨墊調整裝置中的刷子與金剛石圓盤同步做相對于研磨墊的機械運動，所述刷子主要與金剛石圓盤一起運動時去除分布于研磨墊中的殘余漿料及其顆粒等。

所述研磨墊調整裝置還包括還一個連接于所述刷子和所述金剛石圓盤的壓力調整器，用于調整研磨墊與金剛石圓盤、刷子之間的壓力。

所述研磨墊調整裝置也還可以是包括連接于所述刷子的壓力調整器和另一個連接于所述刷子的所述金剛石圓盤的壓力調整器，分別用于調整研磨墊與刷子、研磨墊與金剛石圓盤之間的壓力。

本發明在研磨墊調整裝置的金剛石圓盤周圍附加增加一個刷子，使本發明的研磨墊調整裝置在作與研磨墊之間的相對運動時，金剛石圓盤和刷子作同步運動，能夠重新調整研磨墊表面，去除使用過的漿料并重新均勻分布漿料傳送裝置提供的新漿料。同時，附加的刷子還能夠更加有效地去除研磨墊中殘余漿料及其殘余顆粒，從而減少CMP過程中形成于芯片表面的缺陷，并延長研磨墊的使用壽命。

附圖說明

圖1為常用CMP裝置結構圖；

圖2為研磨墊調整裝置中的金剛石圓盤；

圖3為研磨墊調整裝置的金剛石圓盤和刷子的XY平面視圖；