[發(fā)明專利]研磨裝置及利用該裝置改善化學(xué)機(jī)械研磨均勻度的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310630339.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103737479A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁弋;朱也方
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: B24B37/00
• 分類號: B24B37/00;B24B37/34
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種研磨裝置及利用該裝置改善化學(xué)機(jī)械研磨均勻度的方法。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有裝備中，扣環(huán)是利用粘合劑與研磨頭的圓環(huán)鋼圈粘結(jié)起來，而圓環(huán)鋼圈則利用螺絲固定在研磨頭上，以進(jìn)行的化學(xué)繼續(xù)研磨工藝（Chemical?MechanicalPolishing，CMP），這種設(shè)計方式雖然會增加研磨的穩(wěn)定性，但不足之處是扣環(huán)固定死，無法移動，而由于研磨機(jī)臺的扣環(huán)屬于耗材，在化學(xué)機(jī)械研磨過程中，會被逐步摩擦消耗，相應(yīng)的其厚度會隨著使用時間的增加逐漸減薄，進(jìn)而導(dǎo)致扣環(huán)與膜片的相對高度減少。?

其中，上述扣環(huán)與膜片的相對高度減小，會在相同研磨壓力下，致使研磨墊變形效果改變，使得晶圓邊緣處所受壓力增大，最終增加晶圓邊緣研磨速率，影響整片晶圓的研磨均勻度。?

目前，為解決上述因為扣環(huán)與膜片的相對高度減小，而導(dǎo)致的整片晶圓的研磨均勻度的降低的問題，一般是通過限制扣環(huán)的使用時間，即在扣環(huán)使用到一定時間后，便更換新的扣環(huán)來保證化學(xué)機(jī)械研磨的研磨均勻度。?

但是，經(jīng)常的更換扣環(huán)會導(dǎo)致生產(chǎn)的成本過高，且不能從根本上解決問題，而由于扣環(huán)在使用過程中，扣環(huán)厚度的損耗難以監(jiān)控，致使扣環(huán)的使用時間難以精確量化，給化學(xué)機(jī)械研磨制程中，調(diào)節(jié)研磨均勻度帶來了非常大的負(fù)面影響。?

中國專利（公開號：CN103317419A）記載了一種研磨裝置，用于面板的研磨，該研磨裝置包括：研磨帶，夾持所述面板的上表面和下表面，以同時研磨所述面板的兩面；帶傳動機(jī)構(gòu)，將所述研磨帶進(jìn)行傳動；帶按壓機(jī)構(gòu)，用于將所述研磨帶按壓于所述面板的上表面和下表面。本發(fā)明的研磨裝置，只使用一根研磨帶對面板的上表面和下表面同時進(jìn)行研磨，減少一次研磨周期耗用的研磨帶數(shù)量，節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且一根研磨帶同時轉(zhuǎn)動，使得研磨帶對面板的上表面和?下表面施加均勻的力，提高面板的兩表面的平整度。?

中國專利（公開號：CN102380820A）記載了一種研磨設(shè)備，其能夠使同心加壓區(qū)之間的邊界區(qū)域中的壓力分布連續(xù)地變化并且均勻地研磨工件。研磨設(shè)備包括:研磨頭，其用于保持工件；研磨板，其具有研磨面，研磨面附著有研磨布；以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其用于使研磨頭相對于研磨板移動。研磨頭包括：保持板，其具有環(huán)狀側(cè)壁；彈性片構(gòu)件，其被固定到保持板的邊緣，彈性片構(gòu)件具有能夠?qū)⒐ぜ旱窖心グ宓难心ゲ忌系牡酌妫粔毫κ遥?guī)定壓力的流體被供給到壓力室以對彈性片構(gòu)件加壓，壓力室形成于保持板的底面和彈性片構(gòu)件的頂面之間；密封環(huán)，其將壓力室同心地分隔為多個分室，密封環(huán)具有傾斜地接觸彈性片構(gòu)件的密封唇；及流體供給部，其用于將流體分別供給到多個分室。?

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的問題，本發(fā)明揭示了一種研磨裝置，其中，所述研磨裝置包括：?

具有研磨頭的研磨機(jī)臺，所述研磨頭的下表面上設(shè)置有卡槽，一包括有扣環(huán)的粘結(jié)體卡接于所述卡槽中，且該卡槽內(nèi)側(cè)側(cè)壁的外表面上固定設(shè)置有膜片；?

其中，所述卡槽的底部開設(shè)有一貫穿所述研磨頭的通孔，通過所述通孔向所述卡槽中充入氣體，以調(diào)整所述扣環(huán)與所述膜片的相對高度。?

上述的研磨裝置，其中，所述粘結(jié)體還包括一圓環(huán)鋼圈，所述扣環(huán)固定在所述圓環(huán)鋼圈上形成所述粘結(jié)體。?

上述的研磨裝置，其中，所述研磨裝置還包括一充氣設(shè)備，該充氣設(shè)備通過所述通孔向所述卡槽中充入氣體，以使所述粘結(jié)體向下滑動。?

本發(fā)明還提供了一種改善化學(xué)機(jī)械研磨均勻度的方法（A?method?for?improving?uniformity?of?CMP），其中，用上述的研磨裝置進(jìn)行化學(xué)繼續(xù)研磨工藝，所述方法包括：?

S1：利用所述研磨裝置進(jìn)行一段時間的研磨工藝后，所述粘結(jié)體中的扣環(huán)被消耗掉一部分，使得所述扣環(huán)與所述膜片之間的相對高度無法滿足研磨工藝需求；?

S2：于所述通孔中通入氣體，使得所述粘結(jié)體向下滑動，并于所述卡槽中形?成空腔；?

S3：調(diào)整所述空腔中的氣壓，使得所述粘結(jié)體中的扣環(huán)與所述膜片之間的相對高度在所述研磨工藝需求的范圍內(nèi)，并繼續(xù)進(jìn)行研磨工藝。?

上述的改善化學(xué)機(jī)械研磨均勻度的方法，其中，所述方法還包括：?

S4：當(dāng)所述扣環(huán)與所述膜片的相對高度無法滿足研磨工藝需求時，循環(huán)重復(fù)上述步驟S1～S3，直至所述膜片不能使用為止。?