[發(fā)明專利]區(qū)域壓力調(diào)整拋光盤

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110347807.9
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102501187A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭隱彪;陳梅云;王振忠;鄭茂江
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: B24D13/00
• 分類號: B24D13/00;B24B37/26
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械拋光工具，尤其是涉及一種用于化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的區(qū)域壓力調(diào)整拋光盤。

背景技術(shù)

集成電路(IC)制造是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，是推動國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化發(fā)展最主要的高新技術(shù)之一。發(fā)達(dá)國家國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值增長部分的65％與IC工業(yè)相關(guān)([1]孫禹輝，康仁科，郭東明，等.化學(xué)機(jī)械拋光中的硅片夾持技術(shù)[J].半導(dǎo)體技術(shù)，2004，29(4)：10-14)。近年來，半導(dǎo)體芯片不斷朝向體積小、電路密集度高、速度快和能耗低方向發(fā)展，集成電路的線寬設(shè)計由0.35μm縮減到現(xiàn)在的0.25μm與0.18μm，組件內(nèi)的金屬層數(shù)也由3～4層向更多層邁進(jìn)([2]修樹東，倪忠進(jìn)，陳茂軍，等.化學(xué)機(jī)械拋光的研究進(jìn)展[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2008，21(6)：10-13)。目前，CMP加工所面臨的主要問題是隨著硅片尺寸的不斷增大，其表面厚度變化誤差值(TTV)也隨之增加。整體厚度誤差產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，其中主要的影響因素有拋光壓力和拋光液的分布不均、拋光墊的局部磨損較快以及硅片與拋光墊之間的相對速度不一致等。這些影響因素中，工作載荷分布不均勻在其中影響最大。從當(dāng)前的國外研究來看，

解決工作載荷分布不均勻這一問題主要通過設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)努力使載荷分布完全均勻和采用補償性多區(qū)域壓力調(diào)整技術(shù)([3]顏重光，等.TPMS專用傳感器模塊技術(shù)剖析[J].電子設(shè)計應(yīng)用，2006，(11)：28-31)。日本的Une和Kunyoo([4]UNE?A，KUNYOO?P，MOCHIDA?M，et?al.Character-istics?of?a?vacuum?pin?chuck?for?ArF?laser?lithography[J].Microelectronic?Engineering?2002，61-62(1-3)：113-121)采用和上述兩家公司相同的設(shè)計思想，創(chuàng)造性地提出了一種新型的真空吸盤，這種真空吸盤的平坦化效果比傳統(tǒng)的吸盤高幾倍，這樣高的平整能力來自于其巨大的吸附面積。。Sakamoto等人([5]SAKAMOTO?E，EBINUMA?R.Vacuum?chuck[P].U.S.Patent：5,374,829，1994)的設(shè)計與該吸盤類似，但他們使用的圓柱銷尺寸更大而數(shù)量較少，在圓柱銷上加了彈性圈，防止了圓柱銷對硅片的劃傷。上述幾種吸盤在設(shè)計思想上都是追求載荷分布的完全均勻，這對于中小尺寸的硅片加工是比較實用的。在工作壓力與材料去除率之間對應(yīng)關(guān)系的模型建立方面，Cook和Yu等人([6]Cook.Polishing?pads?and?methods?for?their?use[P].U.S.Patent：5,489,233，1996；[7]Yu，et?al.Polishing?pad?for?chemical-mechanical?polishing?of?a?semiconductor?substrate[P]U.S.Patent：5,441,598，1995提出了薄膜與硅片的接觸模型，Luo和Dornfeld基于化學(xué)機(jī)械拋光中兩實體接觸的磨損機(jī)理細(xì)致地研究了材料去除率的影響因素。臺灣國立大學(xué)一些研究人員對加工中吸盤和薄膜變形進(jìn)行了有限元分析。這些相關(guān)研究為進(jìn)一步研究和優(yōu)化吸盤的區(qū)域背壓調(diào)整功能提供了理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)拋光中整體拋光盤壓力單點控制而導(dǎo)致的拋光壓力分布不均等問題，提供一種區(qū)域壓力調(diào)整拋光盤。

本發(fā)明設(shè)有壓電傳感器、拋光盤、滑塊滑槽副、聚氨酯拋光片和圓夾盤；所述拋光盤上設(shè)有至少2個圓環(huán)并分割成扇形塊，所述扇形塊上設(shè)有滑塊滑槽副，每個扇形塊表面貼有2片聚氨酯拋光片，在2片聚氨酯拋光片之間設(shè)有用于放置壓電傳感器的向內(nèi)的凹槽；用于固定扇形塊的圓夾盤設(shè)在拋光盤的外沿。

拋光盤分割為多個扇形塊，可根據(jù)工件口徑大小，組合相應(yīng)尺寸的壓力調(diào)整結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)區(qū)域壓力控制。

本發(fā)明的工作原理如下：