CN103659581A - 研磨液传送臂 - Google Patents

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蔡晨
张震宇
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种研磨液传送臂，是在半导体制造工艺中的CMP过程中，由于研磨生成物累积在抛光垫上，降低了研磨工艺的稳定性。本发明在传统研磨液传送臂上加装尼龙排刷，在研磨过程中，研磨生成物能被尼龙排刷及时清理，保持抛光垫的粗糙度，提高工艺性能。

Description

研磨液传送臂
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是指CMP设备的研磨液传送臂。 
背景技术
化学机械平坦化（CMP：Chemical Mechanical Planarization），是一种表面全局平坦化技术，或称抛光。通过硅片和一个抛光头之间的相对运动来平坦化硅片表面。CMP设备如图1所示，硅片和抛光头6之间具有磨料，即研磨液，是精细研磨颗粒和化学品的混合物，研磨液由传送臂1喷洒于铺设在可旋转的研磨台5上的抛光垫上，研磨台与抛光头同时旋转，打磨硅片，同时打磨盘4旋转打磨抛光垫以保持抛光垫的表面粗糙度。图2是传统的研磨液传送臂示意图，显示了正视图及俯视图，由传送臂1及位于传送臂1一端部的喷头2组成。抛光垫具有一定的粗糙度以承载研磨液，抛光头压紧硅片在抛光垫上相对运动，对硅片进行研磨。研磨过程中，产生的研磨颗粒物会累积在抛光垫上。图4所示为对抛光垫的表面进行区域划分，划分为中心、中间以及边缘区域。对应各区域，进行的显微图片如图5所示。研磨产生的颗粒物覆盖在抛光垫上，抛光垫各区域表面的凹坑被颗粒物填充，如图6所示，抛光垫表面阴影区域面积较大，抛光垫的粗糙度降低，使抛光垫承载研磨液的能力降低。 
图7显示的是使用传统的研磨液传送臂的硅片各部研磨速率图，在曲线中部，呈现下降的趋势，这是由于研磨生成物堆积在此处，降低了该区的研磨液量，使研磨的速率降低。理想的研磨速率曲线以水平线为最佳，说明硅片各部位的研磨速率均等，均一性好。为保持较好的研磨效果，需要将硅片表面累积物及时清除。 
在现有的CMP工艺中，一种方法是通过每次研磨后的去离子水冲洗来去除抛光垫表面的颗粒，但这种方法受限于去离子水的水压﹑冲洗时间及冲洗范围，去除颗粒的效果不是很理想，往往在研磨垫的表面会形成结晶，影响研磨速率的稳定性和均一性。另一种方法是通过带刷子的打磨盘来打磨抛光垫表面，但这种方法因为不能保持抛光垫表面足够的粗糙度，而使抛光垫失去承载研磨液的能力。从而影响了研磨速率及研磨均一性。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种研磨液传送臂，能及时清理抛光垫上的研磨 颗粒物，保持抛光垫的粗糙度。 
为解决上述问题，本发明所述的研磨液传送臂，悬伸于可旋转的研磨台上，其支撑部位于研磨台之外，研磨台上铺设抛光垫，研磨液传送臂包含传送臂，喷头及排刷； 
传送臂，为一长条硬杆，其正视角度是呈矩形，俯视则具有一弯折处，使传送臂弯折为具有一定角度的两区段，一段为固定在研磨台区域外设备上的支撑段，另一段为悬浮在研磨台上方的悬空段； 
喷头，位于悬空段的顶端，伸出方向沿区段长度方向并向抛光垫倾斜，用于向抛光垫喷洒研磨液； 
排刷，固定装设于传送臂的悬空段上，其刷毛与抛光垫接触。 
进一步地，所述排刷的刷毛材质为尼龙。 
进一步地，所述排刷的长度为20cm，高为5mm，排刷整体厚度为1cm。 
进一步地，所述排刷是装设于传送臂的悬空段下方顺着研磨台旋转方向的一侧。 
本发明所述的研磨液传送臂，通过在传送臂上装设一尼龙排刷，能随着研磨台的转动及时清洗抛光垫表面，将研磨颗粒物清除，保持抛光垫的表面粗糙度，使抛光垫保持良好的研磨液承载能力，提高研磨速率的均一性及稳定性。 
附图说明
图1是CMP设备的研磨示意图； 
图2是传统的研磨液传送臂； 
图3是本发明研磨液传送臂； 
图4是抛光垫表面外观示意图； 
图5是抛光垫使用传统研磨液传送臂研磨后的表面外观显微图； 
图6是抛光垫使用传统研磨液传送臂研磨后的表面粗糙度检测图； 
图7是使用传统研磨液传送臂的研磨速率倾向图； 
图8是抛光垫使用本发明研磨液传送臂研磨后的表面外观显微图； 
图9是抛光垫使用本发明研磨液传送臂研磨后的表面粗糙度检测图； 
图10是使用本发明研磨液传送臂的研磨速率倾向图。 
附图标记说明 
1是传送臂，2是喷头，3是尼龙排刷，4是打磨头，5是研磨台，6是抛光头，A 是正视图，B是俯视图。 
具体实施方式
本发明所述的研磨液传送臂，悬伸于可旋转的研磨台上，其支撑部位于研磨台之外，研磨台上铺设有抛光垫，所述研磨液传送臂包含传送臂1，喷头2及排刷3，如图3所示： 
所述传送臂1，为一长条硬杆，其正视角度是呈矩形，俯视则具有一弯折处，使传送臂弯折为具有一定角度的两区段，一段为固定在研磨台区域外设备上的支撑段，另一段为悬浮在研磨台上方的悬空段； 
所述喷头2，位于悬空段的顶端，伸出方向沿区段长度方向并向抛光垫倾斜，用于向研磨台喷洒研磨液； 
所述排刷3，固定装设于传送臂1的悬空段下方顺着研磨台旋转方向的一侧，其刷毛与研磨台接触。刷毛材质为尼龙，所述排刷3的长度为20cm，高为5mm，排刷整体厚度为1cm。 
以上为本发明所述的研磨液传送臂的结构组成，在实际工艺中的使用效果，首先参考图8，使用本发明研磨液传送臂后的抛光垫表面显微图片，与图5形成对比，在相对应的区域，抛光垫表面的研磨颗粒物明显减少，抛光垫上空洞增多，经过表面粗糙度检测，如图9所示，黑色阴影区域减少，表示抛光垫粗糙度得以提高。 
在研磨速率的稳定性上，请参考图10，为使用本发明研磨液传送臂后的研磨速率曲线，硅片各区域的研磨速率较均衡，曲线的整体趋势是呈水平，起伏波动小，提高了研磨的均一性及稳定性。 

Claims (4)

1.一种研磨液传送臂，悬伸于可旋转的研磨台上，其支撑部位于研磨台之外，研磨台上铺设抛光垫，其特征在于：研磨液传送臂包含传送臂，喷头及排刷；
传送臂，为一长条硬杆，其正视角度是呈矩形，俯视则具有一弯折处，使传送臂弯折为具有一定角度的两区段，一段为固定在研磨台区域外设备上的支撑段，另一段为悬浮在研磨台上方的悬空段；
喷头，位于悬空段的顶端，伸出方向沿区段长度方向并向抛光垫倾斜，用于向抛光垫喷洒研磨液；
排刷，固定装设于传送臂的悬空段上，其刷毛与抛光垫接触。
2.如权利要求1所述的研磨液传送臂，其特征在于：所述排刷的刷毛材质为尼龙。
3.如权利要求1所述的研磨液传送臂，其特征在于：所述排刷的长度为20cm，高为5mm，排刷整体厚度为1cm。
4.如权利要求1所述的研磨液传送臂，其特征在于：所述排刷是装设于传送臂的悬空段下方顺着研磨台旋转方向的一侧。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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