CN107900909A - 一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法，应用于化学机械研磨机，其中，化学机械研磨机包括一研磨垫修整盘，化学机械研磨机内部设置有研磨垫，研磨垫修整盘连接驱动装置；具体方法如下：步骤S1，于研磨垫修整盘的外缘增加一备用修整盘，备用修整盘与研磨垫设有预定距离；步骤S2，预先设定研磨垫修整盘的使用周期；步骤S3，研磨垫修整盘的使用周期到期，则驱动装置发出反馈信号；步骤S4，电脑端控制备用修整盘落下与研磨垫接触。本发明的技术方案有益效果在于：公开了一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘，旨在实现提高研磨垫修整盘的利用率，并且延长使用寿命，减少修整盘的调制频率，提高生产效率，进而减少了经济损失。

Description

一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘。

背景技术

在大规模集成电路的制造领域中，化学机械研磨工艺是一个复杂的工艺过程，它是将晶圆表面与研磨垫的研磨表面接触，然后，通过晶圆表面与研磨垫的摩擦使原来凹凸不平的晶圆表面变得平坦。化学机械研磨的主要部件有研磨头、固定环、研磨台、研磨垫、研磨液供给装置、修整盘以及清洗装置等。

目前，研磨垫修整盘是化学机械研磨过程中一种很重要的消费品。研磨垫修整盘由一块圆饼型金属盘表面均匀镶嵌一层细小的金刚石，利用金刚石硬度高，耐磨性好的特点，在化学机械研磨过程中重新建立粗糙的衬垫表面，使得研磨垫以高的形貌选择性获得表面平坦化。但当研磨垫修整盘被消耗至一定程度时，其表面金刚石被磨得比较光滑，研磨垫与修整盘之间的摩擦力就会减小，修整盘对研磨垫的修整作用下降，因此不能继续使用，需要更换新的修整盘，为此降低了研磨利用率及生产效率，并且增加了经济负担。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在实现提高研磨垫修整盘的利用率，并且延长使用寿命的延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘。

具体技术方案如下：

一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法，应用于化学机械研磨机，其中，所述化学机械研磨机包括一研磨垫修整盘，所述化学机械研磨机内部设置有研磨垫，所述研磨垫修整盘连接驱动装置；

具体方法如下：

步骤S1，于所述研磨垫修整盘的外缘增加一备用修整盘，所述备用修整盘与所述研磨垫设有预定距离；

步骤S2，预先设定所述研磨垫修整盘的使用周期；

步骤S3，所述研磨垫修整盘的使用周期到期，则所述驱动装置发出反馈信号；

步骤S4，电脑端控制所述备用修整盘落下与所述研磨垫接触。

优选的，所述步骤S1中，所述备用修整盘为环形结构。

优选的，所述备用修整盘面向所述研磨垫的一面设置有凸出的若干金刚石。

优选的，若干所述金刚石的顶部位于同一高度。

优选的，所述步骤S1中，所述预定距离大于所述金刚石的高度。

优选的，所述步骤S3中，所述驱动装置电连接所述电脑端。

优选的，所述电脑端控制所述备用修整盘上下移动。

一种研磨垫修整盘，应用上述所述的方法，其中包括：

修整盘本体，与所述研磨垫接触，沿预定路径进行旋转；

备用修整盘，设置于所述修整盘本体的外缘；

研磨臂，可移动地设置于所述备用修整盘的上方；

驱动装置，连接所述研磨臂未连接所述备用修整盘的一端。

一种化学机械研磨机，其中包括上述所述的研磨垫修整盘。

本发明的技术方案有益效果在于：公开了一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法及研磨垫修整盘，旨在实现提高研磨垫修整盘的利用率，并且延长使用寿命，减少修整盘的调制频率，提高生产效率，进而减少了经济损失。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法的流程示意图；

图2是本发明的一种较优的实施例中，关于备用修整盘的侧视图；

图3是本发明的一种较优的实施例中，关于研磨垫修整盘的爆炸图；

图4是本发明的实施例中，关于时间-摩擦力参数对应的曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法，应用于化学机械研磨机，其中，化学机械研磨机包括一研磨垫修整盘1，化学机械研磨机内部设置有研磨垫10，研磨垫修整盘1连接驱动装置14；

具体方法如下：

步骤S1，于研磨垫修整盘的外缘增加一备用修整盘，备用修整盘与研磨垫设有预定距离；

步骤S2，预先设定研磨垫修整盘的使用周期；

步骤S3，研磨垫修整盘的使用周期到期，则驱动装置发出反馈信号；

步骤S4，电脑端控制备用修整盘落下与研磨垫接触。

通过上述延长研磨垫修整盘使用寿命的方法的技术方案，如图1所示，首先预先设定研磨垫修整盘1的使用周期，使用周期对应一定摩擦力参数F；

进一步地，于研磨垫修整盘1的外缘增加一备用修整盘12，表面状态发生变化，引起修整盘本体10与研磨垫11之间的摩擦力发生变化，当研磨垫修整盘1的使用周期到期，则驱动装置14发出反馈信号，将反馈信号通过制造数据收集(Fabrication data collect，FDC)系统采集信号并传递信号给电脑端，电脑端控制备用修整盘12落下与研磨垫10接触。

需要说明的是，上述制造数据收集(Fabrication data collect，FDC)系统为现有的半导体制造工艺中采用的数据采集和处理系统，在此不再赘述。上述驱动装置可以作为上述FDC系统的数据采集端，以将研磨垫修整盘1的使用周期参数采集到FDC系统中。

在一种较优的实施例中，如图2所示，步骤S1中，备用修整盘12为环形结构。

在一种较优的实施例中，备用修整盘12面向研磨垫的一面设置有凸出的若干金刚石120。

在一种较优的实施例中，若干金刚石120的顶部位于同一高度。

在一种较优的实施例中，步骤S1中，预定距离大于金刚石120的高度。

具体地，在本实施例中，备用修整盘12面向研磨垫的一面设置有凸出的若干金刚石120，并且所有金刚石120的顶部位于同一高度处。利用金刚石硬度高，耐磨性好的特点，给研磨垫11进行摩擦修整，摩擦切削将研磨垫11表面老化部分去除，露出新鲜的表面。

在一种较优的实施例中，步骤S3中，驱动装置14电连接电脑端。

在一种较优的实施例中，电脑端控制备用修整盘12上下移动。

需要说明的是，电脑端电连接驱动装置及如何控制备用修整盘12上下移动，已在本技术领域广泛应用，在此不再赘述。

一种研磨垫修整盘1，应用上述方法，其中包括：

修整盘本体10，与研磨垫11接触，沿预定路径进行旋转；

备用修整盘12，设置于修整盘本体10的外缘；

研磨臂13，可移动地设置于备用修整盘12的上方；

驱动装置14，连接研磨臂13未连接备用修整盘12的一端。

具体地，本实施例中，如图3所示，修整盘本体10与研磨垫11接触，沿预定路径进行旋转，以达到修整盘本体10与研磨垫11产生摩擦的作用；

进一步地，在修整盘本体10与研磨垫11进行研磨的过程中，修整盘本体10在水平面内绕其转动轴旋转，且研磨垫11在水平面内也绕其转动轴进行旋转；

进一步地，修整盘本体10与研磨垫11的旋转方向相反，以起到在清理研磨垫11后，使研磨垫11的表面粗糙程度得以改善，在清理研磨垫11的过程中，修整盘本体10在旋转的同时还相对于研磨垫11进行水平方向上的往复运动；

进一步地，驱动装置14连接研磨臂13未连接修整盘本体10的一端，用于驱动研磨臂13带动修整盘本体10相对于研磨垫11进行水平方向上的往复运动，驱动装置14可以是伺服电机、气缸等；

进一步地，研磨垫修整盘1的使用周期到期，则驱动装置14发出反馈信号，电脑端控制备用修整盘12落下与研磨垫11接触。

一种化学机械研磨机，其中包括上述所述的研磨垫修整盘1。

在本发明的一种较优的实施例中，如图4所示，经过驱动装置14测试研磨垫11的电流，根据摩擦力与电流之间的对应关系，经过晶圆马拉松测试的结果，预先设定研磨垫修整盘1的使用周期定义为n小时，以n小时作为更换周期；

进一步地，研磨垫修整盘1的使用周期到期，此时驱动装置14发出反馈信号，并且通过制造数据收集(Fabrication data collect，FDC)系统收集信号，并且传递信号给电脑端，电脑端控制环形修整盘12落下与研磨垫11接触。

需要说明的是，对于不同的研磨垫修整盘1，材料及功率的不同，预先设定的使用寿命，及摩擦力与电流之间的对应关系不同，需要具体问题具体分析。

具体地，90nm记忆体芯片或者65nm记忆体芯片或者45nm记忆体芯片的生成，采用此方法，备用修整盘12的金刚石120表面与研磨垫11之间的摩擦力就会弥补中间摩擦力的不足，使得整体摩擦力增加，增加研磨垫11修整盘1的使用寿命。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种延长研磨垫修整盘使用寿命的方法，应用于化学机械研磨机，其特征在于，所述化学机械研磨机包括一研磨垫修整盘，所述化学机械研磨机内部设置有研磨垫，所述研磨垫修整盘连接驱动装置；

具体方法如下：

步骤S1，于所述研磨垫修整盘的外缘增加一备用修整盘，所述备用修整盘与所述研磨垫设有预定距离；

步骤S2，预先设定所述研磨垫修整盘的使用周期；

步骤S3，所述研磨垫修整盘的使用周期到期，则所述驱动装置发出反馈信号；

步骤S4，电脑端控制所述备用修整盘落下与所述研磨垫接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述备用修整盘为环形结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备用修整盘面向所述研磨垫的一面设置有凸出的若干金刚石。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若干所述金刚石的顶部位于同一高度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述预定距离大于所述金刚石的高度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述驱动装置电连接所述电脑端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电脑端控制所述备用修整盘上下移动。

8.一种研磨垫修整盘，应用上述权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，包括：

修整盘本体，与所述研磨垫接触，沿预定路径进行旋转；

备用修整盘，设置于所述修整盘本体的外缘；

研磨臂，可移动地设置于所述备用修整盘的上方；

驱动装置，连接所述研磨臂未连接所述备用修整盘的一端。

9.一种化学机械研磨机，其特征在于，包括权利要求8所述的研磨垫修整盘。