CN111571444A - 研磨垫修整装置 - Google Patents

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杨涛
张月
卢一泓
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Abstract

本发明提供一种研磨垫修整装置，包括：调节臂；以及两个或两个以上修整盘，与所述调节臂连接；所述两个或两个以上修整盘分别用于对所述研磨垫不同区域的表面进行修整。本发明的研磨垫修整装置采用多个修整盘对研磨垫的表面进行修整，能够对整个研磨垫的表面进行持续修整，提高工艺的再现性和散布性，并且能够延长研磨垫的使用周期。

Description

研磨垫修整装置
技术领域
本发明涉及化学机械研磨技术领域，尤其涉及一种研磨垫修整装置。
背景技术
在半导体器件研磨过程中，研磨垫在研磨一定数量的半导体器件后会逐渐变的光滑，如果继续以这种状态进行研磨，会影响半导体器件的工艺特性。为了使研磨垫具有与初期相似的状态，需要采用修整盘修复研磨垫表面，使研磨垫表面重新变为粗糙状态。修复研磨垫表面的过程叫做研磨垫的修整过程。
现有技术中，修整盘的尺寸比研磨垫和研磨头的尺寸明显偏小，在研磨垫的修整过程中难以实现研磨垫的持续修整，对工艺的再现性和散布性容易造成不良的影响。
发明内容
本发明提供的研磨垫修整装置，能够对研磨垫进行持续修整，确保工艺的再现性和散布性。
本发明提供、一种研磨垫修整装置，包括：
调节臂；以及
两个或两个以上修整盘，与所述调节臂连接；所述两个或两个以上修整盘分别用于对所述研磨垫不同区域的表面进行修整。
可选地，所述两个或两个以上的修整盘线性排列于所述调节臂上。
可选地，所述两个或两个以上修整盘沿所述调节臂的延伸方向所覆盖的区域的长度等于或小于所述研磨垫的半径。
可选地，进一步包括一旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述两个或两个以上的修整盘传动连接，以驱动所述修整盘旋转。
可选地，进一步包括两个或两个以上的旋转驱动机构，所述两个或两个以上的修整盘与所述两个或两个以上的旋转驱动机构一一对应传动连接，各所述旋转驱动机构分别用于驱动对应的修整盘旋转。
可选地，所述旋转驱动机构为电机，所述修整盘与所述电机通过皮带或齿轮传动连接。
可选地，进一步包括两个或两个以上气体加压机构，所述两个或两个以上的修整盘与所述两个或两个以上的气体加压机构连接，各所述气体加压机构分别用于给各修整盘进行加压。
可选地，所述气体加压机构为气动膜片。
可选地，进一步包括介质管道，所述介质管道设置在所述调节臂上，所述气动膜片通过所述介质管道供应气体。
可选地，进一步包括摆动驱动机构，所述调节臂与所述摆动驱动机构连接，所述摆动驱动机构用于驱动所述调节臂在预定角度内摆动运动。
本发明的研磨垫修整装置采用多个修整盘对研磨垫的表面进行修整，多个修整盘能够覆盖更大的范围，最优的情况下，多个修整盘能够覆盖研磨垫半径的范围，从而能够对整个研磨垫的表面进行持续修整，提高工艺的再现性和散布性，并且能够延长研磨垫的使用周期。同时，每个修整盘对所述研磨垫对应区域的表面性能进行修整，不同的修整盘可依据对应的所述研磨垫区域的表面特性调节不同的转速或者下压压力，从而能够对不同的区域采用不同的修整工艺，从而能够提高晶圆的均匀性。
附图说明
图1为本发明研磨垫修整装置一实施例的俯视示意图；
图2为本发明研磨垫修整装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
本发明实施例提供一种研磨垫修整装置，如图1所示，包括：调节臂1，设置在研磨垫3的上方；两个或两个以上修整盘2，与调节臂1连接；两个或两个以上修整盘分别用于对研磨垫3不同区域的表面进行修整。
在工作过程中，研磨头4是用来固定晶圆并驱动晶圆在研磨垫3上进行研磨，当研磨垫3需要进行修整时，采用上述的两个或者两个以上的修整盘2对研磨垫3进行修整，然后再通过清洗装置5对研磨渣进行清洗，从而使研磨垫3的表面性能恢复至初始状态。由于采用了多个修整盘，可以依据不同区域的修整要求，对不同的修整盘设置不同的修整参数。因此，本实施例不仅能够通过多个修整盘覆盖更大的修整区域，还能够对不同的修整区域设置不同的修整参数。
作为本实施例的可选实施方式，上述的两个或两个以上的修整盘2线性排列，这种排列方式能够最为简单和直观的确认每个修整盘2对应的修整区域，能够尽可能的减少在调节臂在摆动过程中造成的相邻两个修整盘之间的修整区域的重叠。作为本实施例的另一可选方式，上述的两个或两个以上的修整盘2可以采用交错的方式排列，这种方式能够减少由于相邻两个修整盘2之间的间隙造成的修整区域之间的间隙。
作为本实施例的可选实施方式，两个或两个以上修整盘2沿调节臂1的轴线覆盖的距离等于或小于研磨垫3半径，由于研磨垫3在使用和修整过程中是处于旋转状态的，采用上述的覆盖距离，能够使上述的两个或两个以上的修整盘2在工作过程中覆盖整个研磨垫，从而提高修整效率。
作为本实施例的可选实施方式，如图2所示，每个修整盘2与一旋转驱动机构7传动连接，各旋转驱动机构7分别用于驱动对应的修整盘2旋转。每个修整盘2通过单独的旋转驱动机构7进行驱动，从而，能够单独调节每个修整盘2的旋转，使每个修整盘2采用不同的旋转参数对研磨垫3进行修整。可选地，旋转驱动机构7为电机，修整盘与电机通过皮带或齿轮传动连接。
作为本实施例的可选实施方式，继续如图2所示，每个修整盘2与一气体加压机构6连接，各气体加压机构6分别用于给对应的修整盘2加压。每个修整盘2通过单独的气体加压机构6进行加压，从而，能够单独调节每个修整盘2的压力，在研磨垫2的修整过程中，向每个修整盘2提供不同的下压力参数。可选地，气体加压机构6为气动膜片。可选地，气动膜片通过介质管道(图中未示出)供应气体，介质管道设置在调节臂上。
作为本实施例的可选实施方式，调节臂1与摆动驱动机构(图中未示出)连接，摆动驱动机构用于驱动调节臂1在预定角度内摆动运动。由于两个或两个以上的修整盘2之间不可避免的会存在间隔，为了对整个研磨垫3的表面进行修整，需要使调节臂1具有一定的摆动角度。由于本方案具有两个或两个以上的修整盘2，因此，所需的摆动角度远小于现有单个修整盘的摆动角度。
本实施例的研磨垫修整装置采用多个修整盘2对研磨垫3的表面进行修整，多个修整盘能够覆盖更大的范围，最优的条件下，能够覆盖研磨垫的半径范围，从而能够对整个研磨垫3的表面进行持续修整，提高工艺的再现性和散布性，并且能够延长研磨垫的使用周期。同时，每个修整盘3对研磨垫对应区域的表面性能进行修整，不同的修整盘3可依据对应的研磨垫区域的表面特性调节不同的转速或者下压压力，从而能够对不同的区域采用不同的修整工艺，从而能够提高晶圆的均匀性。
本发明实施例还提供一种研磨垫修整装置，与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，两个或两个以上的修整盘与旋转驱动机构传动连接，旋转驱动机构用于驱动修整盘旋转。本实施例中，采用一个旋转驱动机构驱动两个或两个以上的修整盘，作为可选的方式，旋转驱动机构可以与每个修整盘通过可变传动比的传动机构传动连接，这样，在修整盘的工作过程中可以通过调节每个传动机构的传动比来调节每个修整盘的旋转参数。作为另一种可选的方式，还可以预先依据研磨垫不同区域的性能分布的规律，确定旋转驱动机构对每个修整盘的传动比，从而使旋转驱动机构对每个修整盘随时间的传动比固定，但旋转驱动机构对多个修整盘的传动比可以不同。
本实施例同样也能够单独控制每个修整盘的旋转参数，也能够对研磨垫的不同区域进行不同的修整。具有与上一实施例相同的技术效果。
如下为一种优选的具体实施方式：
在调节臂上安装四个修整盘，四个修整盘的直径之和与研磨垫的半径相等或略小于研磨垫的半径，将四个修整盘在调节臂上线性排列安装，这样，当调节臂指向研磨垫的中心时，四个修整盘能够完全覆盖研磨垫的一个半径的范围。
四个修整盘与四个旋转驱动机构一一对应的驱动连接，旋转驱动机构可以采用电机，这样，每一个电机驱动一个修整盘旋转，通过四个电机分别驱动四个修整盘，每个电机设定不同的旋转参数，即可驱动每个修整盘以不同的旋转参数旋转。
四个修整盘与四个气体加压机构一一对应的驱动连接，气体加压机构可以采用气动膜片，这样，每一个气动膜片向一个修整盘加压，通过为不同的气动膜片设置不同的参数，可以为不同的修整盘提供不同的下压力。
调节臂通过一个摆动驱动机构驱动，在调节臂摆动时，带动修整盘进行摆动，从而能够消除由于相邻两个修整盘之间的间隙引起的修整区域的间隙。为了在消除修整区域之间间隙的同时尽可能的避免修整盘之间的修整区域重合，本实施方式中的调节臂的摆动范围远远小于现有技术中的调节臂的摆动范围。
在上述的具体实施方式中，采用四个修整盘，覆盖较大的范围，能够对整个研磨垫的表面进行持续修整，提高工艺的再现性和散布性，并且能够延长研磨垫的使用周期。同时，每个修整盘对研磨垫对应区域的表面性能进行修整，不同的修整盘可依据对应的研磨垫区域的表面特性调节不同的转速或者下压压力，从而能够对不同的区域采用不同的修整工艺，从而能够提高晶圆的均匀性。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种研磨垫修整装置，其特征在于，包括：
调节臂；以及
两个或两个以上修整盘，与所述调节臂连接；所述两个或两个以上修整盘分别用于对所述研磨垫不同区域的表面进行修整。
2.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述两个或两个以上的修整盘线性排列于所述调节臂上。
3.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述两个或两个以上修整盘沿所述调节臂的延伸方向所覆盖的区域的长度等于或小于所述研磨垫的半径。
4.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，进一步包括一旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述两个或两个以上的修整盘传动连接，以驱动所述修整盘旋转。
5.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，进一步包括两个或两个以上的旋转驱动机构，所述两个或两个以上的修整盘与所述两个或两个以上的旋转驱动机构一一对应传动连接，各所述旋转驱动机构分别用于驱动对应的修整盘旋转。
6.根据权利要求4或5所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述旋转驱动机构为电机，所述修整盘与所述电机通过皮带或齿轮传动连接。
7.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，进一步包括两个或两个以上气体加压机构，所述两个或两个以上的修整盘与所述两个或两个以上的气体加压机构连接，各所述气体加压机构分别用于给各修整盘进行加压。
8.如权利要求7所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述气体加压机构为气动膜片。
9.如权利要求8所述的研磨垫修整装置，其特征在于，进一步包括介质管道，所述介质管道设置在所述调节臂上，所述气动膜片通过所述介质管道供应气体。
10.根据权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，进一步包括摆动驱动机构，所述调节臂与所述摆动驱动机构连接，所述摆动驱动机构用于驱动所述调节臂在预定角度内摆动运动。
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