[實用新型]一種研磨墊調整器

有效

• 申請號: 201420599764.2
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN204149007U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 唐強
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B24B37/34
• 分類號: B24B37/34
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本實用新型涉及半導體制造領域，特別是涉及一種研磨墊調整器。

背景技術

隨著高科技電子消費市場的迅速發展，晶圓制造行業要求越來越高的器件密度、越來越小的線寬，隨之而來，晶圓表面平坦程度的要求越來越高?；瘜W機械研磨(Chemical?Mechanical?Polishing，CMP)是目前半導體制造行業最常用的晶圓表面平坦化處理方法，化學機械研磨通過化學反應過程和機械研磨過程共同作用完成平坦化處理。

如圖1所示，化學機械研磨的主要設備包括：研磨墊調整器1、研磨臺2、研磨墊3(Pad)、研磨液供給器4、研磨頭5。研磨墊3設置于研磨臺2上；研磨頭5的下端裝配有待研磨晶圓6，所述待研磨晶圓6與研磨墊3接觸；研磨液供給器4用于提供研磨液(Slurry)至研磨墊3表面；研磨墊調整器1的下端裝配有研磨盤11(Disk)，用于對研磨墊3的表面進行修整，同時提高研磨液在所述研磨墊3上分布的均勻性；研磨液以一定的速率流到研磨墊3的表面，研磨頭5給待研磨晶圓6施加一定的壓力，使得待研磨晶圓6的待研磨面與研磨墊3產生機械接觸，在研磨過程中，研磨頭5、研磨墊調整器1、研磨臺2分別以一定的速度旋轉，通過機械和化學作用去除待研磨晶圓6表面的薄膜，從而達到待研磨晶圓6表面平坦化的目的。通常研磨墊3的表面具有許多助于研磨的凹凸結構，因此研磨墊3的表面呈現1μm～2μm的粗糙程度。一般化學機械研磨設備在研磨數片晶圓后，研磨墊3原先凹凸不平的表面將會變得平坦，以致研磨墊3的研磨能力降低，同時研磨的均勻性也得不到保障。同時，在研磨過程中待研磨晶圓6上被研磨掉的物質會殘留在研磨墊3表面，同時，研磨液中的某些研磨液副料也會殘留在研磨墊3表面，這些顆粒狀的雜質將使研磨特性發生改變，進而影響研磨效果，使待研磨晶圓6表面存在劃痕。因此，需要時刻保持研磨墊3表面的粗糙程度一致，同時及時去除掉落在研磨墊3表面的殘留物質。而研磨墊調整器1正是用于調節研磨墊3的，可使研磨墊3的表面恢復成凹凸不平的表面并保持其粗糙程度的穩定性，同時刮除研磨墊3上的殘留物質，確保研磨質量。

研磨墊調整器1主要包括起支撐作用的研磨墊調整器手臂11以及用于保持研磨墊3表面粗糙度及去除研磨墊3表面殘留物質的研磨盤12，控制所述研磨盤12旋轉的電機(圖中未顯示)。如圖1所示，為了能將所述研磨墊調整器1的工作范圍擴大至整個研磨墊3，需要所述研磨盤12在水平方向上往返移動，研磨效率低。如圖2所示，研磨盤12為一個圓盤，其表面鑲嵌有高硬度研磨件，正是這些高硬度磨件與研磨墊3表面的機械接觸使得研磨墊3表面保持一定的粗糙度。新研磨盤表面研磨件的表面比較鋒利，相應地研磨速率也很快，但是隨著研磨盤使用時間的增加，如圖3所示，其高硬度研磨件會磨損，對于研磨墊3表面的修整效果將降低，研磨速率大受影響，同時，研磨盤12的表面附著有環狀的金屬殘渣，這些殘渣對于研磨均勻性產生影響。此外，新研磨盤的研磨速率快、舊研磨盤的研磨速率慢，勢必會造成生產過程中的研磨速率不穩定，研磨的均勻性也得不到保障。而且，舊研磨盤的研磨速率慢，對于大規模的工業生產是很不利的，但是如果將磨損的舊研磨盤丟棄不用則會造成很大的資源浪費。

因此，如何在研磨質量高的基礎上盡量達到產量的最大化和成本的最低化已成為本領域技術人員亟待解決的問題。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種研磨墊調整器，用于解決現有技術中研磨速率不穩定、研磨均勻性差、研磨質量差、研磨效率低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種研磨墊調整器，所述研磨墊調整器至少包括：研磨墊調整器手臂，以及藉由多根聯軸連接于所述研磨墊調整器手臂上的多個研磨盤；所述多根聯軸連接有用于分別控制各研磨盤的自轉的第一動力裝置、用于分別控制各研磨盤的升降的第二動力裝置，以及用于控制至少一個研磨盤在所述研磨墊調整器手臂上移動的第三動力裝置。

優選地，所述研磨盤的數量不少于2個。

優選地，各研磨盤為圓盤狀結構。

優選地，所述第一動力裝置為旋轉電機。

優選地，所述聯軸可實現伸展或收縮的伸縮桿。

更優選地，所述第二動力裝置為壓縮空氣產生裝置，通過控制通入各聯軸內的氣體的壓強來分別實現各聯軸的伸展或收縮，進一步分別控制各研磨盤的升降。

優選地，所述第三動力裝置為掃描電機。

優選地，所述第三動力裝置控制所述研磨盤在所述研磨墊調整器手臂上水平移動。

優選地，所述研磨盤與研磨機臺、研磨頭的旋轉方向一致。