CN113478392A - 一种钻石整理器及具有其的研磨机台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体研磨工具技术领域，具体涉及一种钻石整理器及具有其的研磨机台。一种钻石整理器，包括：本体；支撑结构，设于所述本体上，且与所述本体滚动连接，所述支撑结构具有弧形承载面，所述弧形承载面上设有多个容纳腔；多个金刚石，分别固定在相应的所述容纳腔中，且部分暴露在外。本发明提供了一种打磨效率高，对研磨垫的清洁效果好的钻石整理器及具有其的研磨机台。
Description
技术领域
本发明涉及半导体研磨工具技术领域，具体涉及一种钻石整理器及具有其的研磨机台。
背景技术
化学机械平坦化(CMP)是一种常见于半导体制程中的技术，化学机械平坦化系使用机械力搭配化学腐蚀对加工过程中的晶圆或其他半导体元件的表面进行平坦化处理。在半导体的化学机械平坦化制程中，常见的技术系利用研磨垫接触晶圆或是其他半导体元件的表面，以对晶圆或是其他半导体元件利用机械力进行研磨，在研磨的同时一并搭配化学腐蚀的研磨液使用，以通过化学反应与物理机械力来移除晶圆或其他半导体元件表面的杂质或不平坦结构。
随着5G的逐步应用，它所具有的超高速率、超低延时、超高密度等优点，使物联网、人工智能、无人驾驶等新兴技术迅猛发展。这就要求生产5G技术的芯片具有高效率，低能耗等特点。随着半导体芯片制造技术的发展，200mm及以上晶圆的化学机械平坦化工艺在芯片生产中的作用和要求也就越来越高。这对CMP研磨机台的性能要求也是越来越严格，包括效率、稳定性等参数。目前困扰CMP晶圆研磨的各种缺陷包括大划伤、小划伤和表面不良等，这些缺陷可以是由外界掉入，在研磨过程中由于耗材损耗而掉到研磨工艺中的研磨副产物形成的结晶等造成。这些副产物会随着钻石整理器在研磨垫上的打磨而清除，但是随着钻石整理器和研磨垫使用时间的增加，两者之间的摩擦力降低，打磨效率随之降低，清洁效果变差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的钻石整理器随着使用时间的延长，打磨效率降低，影响对研磨垫的清洁效果的缺陷，从而提供一种打磨效率高，对研磨垫的清洁效果好的钻石整理器及具有其的研磨机台。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钻石整理器，包括：
本体；
支撑结构，设于所述本体上，且与所述本体滚动连接，所述支撑结构具有弧形承载面，所述弧形承载面上设有多个容纳腔；
多个金刚石，分别固定在相应的所述容纳腔中，且部分暴露在外。
可选地，多个金刚石与所述弧形承载面之间形成的夹角大小不同。
可选地，多个容纳腔呈行列分布，且处于同一列的金刚石与所述弧形承载面之间形成的夹角相同，相邻两列的金刚石与所述弧形承载面之间形成的夹角不同。
可选地，相邻两个所述容纳腔之间的距离相等。
可选地，所述支撑结构为圆柱体。
可选地，所述支撑结构包括轴承和设于所述轴承中的滚轴，所述容纳腔成型在所述滚轴的侧壁上。
可选地，金刚石通过烧结、电镀、浇注或焊接方式固定在所述容纳腔中。
可选地，所述支撑结构沿所述本体的运动方向设有多个。
可选地，相邻两个所述支撑结构之间的距离相等。
本发明还提供了一种研磨机台，包括所述的钻石整理器。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的钻石整理器，多个金刚石分别固定在具有弧形承载面的支撑结构的相应容纳腔中，且支撑结构与本体滚动连接。这样在钻石整理器对研磨垫进行清洁时，钻石整理器与研磨垫相互作用，支撑结构随之在研磨垫上往复滚动，由于金刚石本身为不规则的形状，因此在支撑结构滚动时，金刚石不同的表面就会与研磨垫接触，从而延长了钻石整理器的使用寿命，提高了打磨效率，保证了对研磨垫的清洁效果。
2.本发明提供的钻石整理器，多个金刚石与弧形承载面之间形成的夹角大小不同。这样增大了钻石整理器在清洁时与研磨垫的摩擦力，进一步提高了清洁效果。
3.本发明提供的钻石整理器，支撑结构包括轴承和设于轴承中的滚轴，容纳腔成型在滚轴的侧壁上。滚轴具有一定的承压能力，且强度较大，钻石整理器对研磨垫进行清洁时，圆柱体的滚轴运动更加方便，使得多个金刚石的不同表面交替与研磨垫接触，清洁效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的钻石整理器的结构示意图；
图2为支撑结构的第一种实施方式的示意图；
图3为支撑结构的第二种实施方式的示意图。
附图标记说明：
1、本体；2、金刚石；3、轴承；4、滚轴；5、容纳腔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
当钻石整理器在研磨垫上进行清洁时，由于力和反作用力的存在，在钻石整理器和研磨垫的接触面上会产生摩擦力，随着使用时间的延长，钻石整理器和研磨垫的接触面粗糙度下降，两者之间的摩擦力随之降低，钻石整理器对研磨垫的清洁效果就会越来越差。
为此，本申请提出如图1和2所示的钻石整理器的一种具体实施方式，包括本体1、设于本体1上的支撑结构和固定在支撑结构上的多个金刚石2。
支撑结构与所述本体1滚动连接，本体运动时，支撑结构相对本体1往复滚动。所述支撑结构具有弧形承载面，所述弧形承载面上设有多个容纳腔5，容纳腔5由弧形承载面向内凹陷形成，形状与金刚石2形状一致，大小略小于金刚石2的大小。具体的，所述支撑结构为圆柱体，包括轴承3和设于所述轴承3中的滚轴4，轴承3固定在本体1上，滚轴4的两端分别安装在两个轴承3上，且可在受到外力作用时在研磨垫上滚动。滚轴4的侧壁凸出本体1表面设置，且在所述滚轴4的侧壁上成型有多个所述容纳腔5。多个金刚石2分别固定在相应的所述容纳腔5中，且部分暴露在外，以方便对研磨垫进行打磨。金刚石2可以采用烧结、电镀、浇注或焊接方式中任一种镶嵌在所述容纳腔5中。
为了提高研磨效果，如图2所示，多个金刚石2与所述弧形承载面之间形成的夹角大小不同，即金刚石2不同的表面暴露在外。且相邻两个所述容纳腔5之间的距离相等，即多个金刚石2在滚轴4上等间距排布，方便加工。
为进一步提高研磨效果，所述支撑结构沿所述本体1的运动方向设有多个。相邻两个所述支撑结构之间的距离相等。这样增大了钻石整理器与研磨垫的接触面积，提高了研磨效率。
作为替代的实施方式，支撑结构还可以为与本体1滚动连接的球体或椭球体。
作为替代的实施方式，如图3所示，多个容纳腔5呈行列分布，且处于同一列的金刚石2与所述弧形承载面之间形成的夹角相同，相邻两列的金刚石2与所述弧形承载面之间形成的夹角不同。
作为替代的实施方式，多个金刚石2与弧形承载面之间形成的夹角均相同，即所有的金刚石2均朝同一方向镶嵌在滚轴上。
作为替代的实施方式，相邻两个所述容纳腔5之间的距离不相等。
还提供了一种研磨机台，包括所述的钻石整理器。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种钻石整理器，其特征在于，包括：
本体(1)；
支撑结构，设于所述本体(1)上，且与所述本体(1)滚动连接，所述支撑结构具有弧形承载面，所述弧形承载面上设有多个容纳腔(5)；
多个金刚石(2)，分别固定在相应的所述容纳腔(5)中，且部分暴露在外。
2.根据权利要求1所述的钻石整理器，其特征在于，多个金刚石(2)与所述弧形承载面之间形成的夹角大小不同。
3.根据权利要求1所述的钻石整理器，其特征在于，多个容纳腔(5)呈行列分布，且处于同一列的金刚石(2)与所述弧形承载面之间形成的夹角相同，相邻两列的金刚石(2)与所述弧形承载面之间形成的夹角不同。
4.根据权利要求1－3任一项所述的钻石整理器，其特征在于，相邻两个所述容纳腔(5)之间的距离相等。
5.根据权利要求1－4任一项所述的钻石整理器，其特征在于，所述支撑结构为圆柱体。
6.根据权利要求5所述的钻石整理器，其特征在于，所述支撑结构包括轴承(3)和设于所述轴承(3)中的滚轴(4)，所述容纳腔(5)成型在所述滚轴(4)的侧壁上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钻石整理器，其特征在于，金刚石(2)通过烧结、电镀、浇注或焊接方式固定在所述容纳腔(5)中。
8.根据权利要求1-7任一项所述的钻石整理器，其特征在于，所述支撑结构沿所述本体(1)的运动方向设有多个。
9.根据权利要求8所述的钻石整理器，其特征在于，相邻两个所述支撑结构之间的距离相等。
10.一种研磨机台，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的钻石整理器。
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