CN202825547U

CN202825547U - 研磨垫整理盘

Info

Publication number: CN202825547U
Application number: CN 201220520662
Authority: CN
Inventors: 齐宝玉; 马智勇; 孙涛; 林先军
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-10-11

Abstract

本实用新型揭示了一种研磨垫整理盘，该研磨垫整理盘包括：包括固定装置、至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件；所述硬质刷包括刷毛和刷头，所述刷毛通过刷头固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件包括金刚石和连接件，所述金刚石通过所述连接件固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件位于所述硬质刷旁；所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离大于所述金刚石底端到所述固定装置上表面的距离0.1mm～5mm。本实用新型得到的研磨垫整理盘能有效地对研磨垫平整化并进行清理。

Description

研磨垫整理盘

技术领域

本实用新型涉及半导体机械研磨领域，特别是涉及一种研磨垫整理盘。

背景技术

随着超大规模集成电路ULSI(Ultra Large Scale Integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸(Feature Size)不断变小，只能采用多层布线技术利用芯片的垂直空间，为此，常需要对衬底进行表面平坦化(Planarization)处理。目前，在半导体工艺车间内采用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)工艺实现平坦化。化学机械研磨工艺的做法为：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表面之间的相对运动将晶圆表面平坦化，通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。所述研磨机台包括一化学机械研磨头，进行研磨工艺时，将要研磨的晶圆附着在研磨头上，该晶圆的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫，研磨头提供的下压力将该晶圆紧压到研磨垫上，所述研磨垫是粘贴于平台上，当该平台在马达的带动下旋转时，研磨头也进行相应运动；同时，研磨液通过研磨液供应管路输送到研磨垫上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫上。研磨工艺所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒，通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶圆的表面去掉，达到全局平坦化的效果。

当研磨过程中，研磨垫的刷毛会耗损变形，另外研磨垫的表面会堆积晶圆被磨除后的物质、以及研磨液中的微粒，因而将研磨垫表面上的微孔洞填满、堵塞，以致使得研磨垫失去抛光的能力，且堵塞在研磨垫表面的削屑或积物等颗粒，非常容易在晶圆表面形成刮伤。

因此，如何提供一种研磨垫整理盘，能有效地对研磨垫平整化并进行清理，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种研磨垫整理盘，有效地对研磨垫平整化并进行清理。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨垫整理盘，包括：固定装置、至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件；所述硬质刷包括刷毛和刷头，所述刷毛通过刷头固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件包括金刚石和连接件，所述金刚石通过所述连接件固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件位于所述硬质刷旁；所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离大于所述金刚石底端到所述固定装置上表面的距离0.1mm～5mm。

进一步的，所述研磨垫整理盘还包括弹性部件，所述弹性部件位于所述硬质刷和所述固定装置之间。

进一步的，所述弹性部件为若干弹性垫片或机械弹簧。

进一步的，所述硬质刷为一个，所述硬质刷位于所述固定装置下表面的中央。

进一步的，所述硬质刷的横截面形状为圆形、方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形。

进一步的，所述金刚石部件为一个且包围所述硬质刷。

进一步的，所述金刚石部件为两个以上且均匀分布于所述硬质刷周围。

进一步的，所述金刚石部件为一个，所述金刚石部件位于所述固定装置下表面的中央。

进一步的，所述金刚石部件的形状为圆形、方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形。

进一步的，所述硬质刷为一个，所述硬质刷为一个且包围所述金刚石部件。

进一步的，所述硬质刷为两个以上且均匀分布于所述硬质刷周围。

进一步的，所述硬质刷与所述金刚石部件均为两个以上且呈环形交替排列。

进一步的，所述硬质刷为两个以上且在同心圆上均匀分布，所述金刚石部件包围所述硬质刷。

进一步的，所述连接件与所述固定装置一体成型。

与现有技术相比，本实用新型提供的研磨垫整理盘具有以下优点：

1.本实用新型所述的研磨垫整理盘包含至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件，所述金刚石部件能修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化；所述硬质刷能清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

2.本实用新型所述的研磨垫整理盘中，还包括弹性部件，所述弹性部件能有效地调整所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离大于所述金刚石底端到所述固定装置上表面的距离的量，使得当所述刷毛被磨损时，所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离基本不变。

附图说明

图1为本实用新型中一实施例的研磨垫整理盘的仰视图；

图2a-图2c为本实用新型中一实施例的研磨垫整理盘的截面图；

图3为本实用新型中另一实施例的研磨垫整理盘的仰视图；

图4为本实用新型中再一实施例的研磨垫整理盘的仰视图；

图5为本实用新型中又一实施例的研磨垫整理盘的仰视图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的研磨垫整理盘进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于，提供一种研磨垫整理盘，该研磨垫整理盘包括至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件，所以所述研磨垫整理盘即能修复研磨垫的刷毛变形，从而时研磨垫平整化，又能清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

结合上述核心思想，本实用新型提供一种研磨垫整理盘，包括固定装置、至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件；所述硬质刷包括刷毛和刷头，所述刷毛通过刷头固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件包括金刚石和连接件，所述金刚石通过所述连接件固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件位于所述硬质刷旁；所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离大于所述金刚石底端到所述固定装置上表面的距离0.1mm～5mm。

以下列举所述研磨垫整理盘的几个实施例，以清楚说明本实用新型的内容，应当明确的是，本实用新型的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本实用新型的思想范围之内。

【第一实施例】

以下请参考图1，其为本实用新型中一实施例的研磨垫整理盘的结构的仰视图。本实用新型所述研磨垫整理盘中所述硬质刷120为一个，所述硬质刷120位于固定装置下表面的中央，硬质刷120的形状为圆形，所述金刚石部件110为一个，所述金刚石部件110为一个且包围所述硬质刷120。

如图2a所示，在本实施例中，包括固定装置101、一个硬质刷120和一个金刚石部件110。其中，所述硬质刷120包括刷毛121和刷头122，所述刷毛121通过刷头122固定于所述固定装置101的下表面，其中，刷毛121可以通过植入的方式嵌入刷头122。所述硬质刷120位于固定装置101下表面的中央，在本实施例中，硬质刷120的形状为圆形，如图1所示，但其它图形，如硬质刷120的横截面形状为方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形，亦在本实用新型的思想范围之内。

金刚石部件110为一个且包围所述硬质刷120，如图1所示。所述金刚石部件110包括金刚石111和连接件112，所述金刚石111通过所述连接件112固定于所述固定装置101的下表面，连接件112和固定装置101的材料可以相同，也可以不同，如图2a所示，当连接件112和固定装置101的材料相同时，连接件112与固定装置101可以一体成型，如图2c所示。

如图2a所示，刷毛121底端到固定装置101上表面的距离大于金刚石111底端到固定装置101上表面的距离，即刷毛121底端相对于金刚石111底端具有一突出量L，0.1mm≤L≤5mm，较佳的，L为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm。由于突出量L的存在，使得刷毛121底端突出于金刚石111底端，当对研磨垫进行整理时，刷毛121不仅能接触到研磨垫的表面，更能深入研磨垫的微孔洞，从而进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净。

在本实施例中，所述研磨垫整理盘还可以包括弹性部件131，如图2b所示，所述弹性部件131位于所述硬质刷120和所述固定装置110之间。加入的弹性部件131可以调节金刚石111与刷毛121的相对位置，当刚开始使用研磨垫整理盘时，刷毛121比较长，弹性部件131处于被压缩状态，当研磨垫整理盘使用一段时间后，刷毛121由于磨损而变短，弹性部件131逐渐恢复，从而推动硬质刷120向下移动，使刷毛121底端相对于金刚石111底端之间的突出量L一直存在。所述弹性部件131可以为若干弹性垫片，也可以为机械弹簧，只要具有弹性功能的器件，均在本实用新型的思想范围之内。

在本实施例中，该研磨垫整理盘中刷毛121底端到固定装置101上表面的距离大于金刚石111底端到固定装置101上表面的距离，当整理研磨垫时，金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。在本实施例可以选择性的在硬质刷120和固定装置110之间设置弹性部件131，弹性部件131的设置能更好的使刷毛121底端到固定装置101上表面的距离一直大于金刚石111底端到固定装置101上表面的距离。

【第二实施例】

本实用新型第二实施例为第一实施例的修改例，第二实施例在第一实施例的基础上，区别在于硬质刷120和金刚石部件110相对于固定装置101的位置互换，即金刚石部件110位于固定装置101下表面的中央，硬质刷120包围金刚石部件110，金刚石部件110的横截面形状可以为圆形、方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形，且研磨垫整理盘还可以包括弹性部件131。在第二实施例中，同样可以利用金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，并利用刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

【第三实施例】

本实用新型第三实施例为第一实施例的修改例。以下请参考图3，其为本实用新型中另一实施例的研磨垫整理盘的仰视图。在图中，相同的参考标号表示等同于图1中标号。

如图3所示，第三实施例在第一实施例的基础上，区别在于所述金刚石部件110为四个且均匀分布于所述硬质刷120周围，但金刚石部件110的个数并不限于四个，如两个、三个、五个、八个等亦在本本实用新型的思想范围之内。在第三实施例中，同样可以利用金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，并利用刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

【第四实施例】

本实用新型第四实施例为第三实施例的修改例，区别在于硬质刷120和金刚石部件110相对于固定装置101的位置互换，即金刚石部件110位于固定装置101下表面的中央，硬质刷120为四个且在同心圆上均匀分布，但硬质刷120的个数并不限于四个，如两个、三个、五个、八个等亦在本本实用新型的思想范围之内。在第四实施例中，同样可以利用金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，并利用刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

【第五实施例】

本实用新型第五实施例为第一实施例的修改例。以下请参考图4，其为本实用新型再一实施例的研磨垫整理盘的仰视图。在图中，相同的参考标号表示等同于图1中标号。

如图4所示，第五实施例在第一实施例的基础上，区别在于所述硬质刷120与所述金刚石部件110均为两个以上且呈环形交替排列，但本实施例并不限于图4所示的结构，如硬质刷120和金刚石部件110相对于固定装置101的位置互换。在第五实施例中，同样可以利用金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，并利用刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

【第六实施例】

本实用新型第六实施例为第一实施例的修改例。以下请参考图5，其为本实用新型又一实施例的研磨垫整理盘的仰视图。在图中，相同的参考标号表示等同于图1中标号。

如图5所示，第六实施例在第一实施例的基础上，区别在于所述硬质刷120为四个且在同心圆上均匀分布，所述金刚石部件110包围所述硬质刷120，但硬质刷120的个数并不限于四个，如两个、三个、五个、八个等亦在本本实用新型的思想范围之内。在第六实施例中，同样可以利用金刚石111修复研磨垫的变形，从而使研磨垫平整化，并利用刷毛121清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，并进一步的将微孔洞内的削屑或积物等颗粒清理干净，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。

应注意，本实用新型不限于上述六个实施例，硬质刷120和金刚石部件110的个数、相对于固定装置101的位置及分布均不做限制，如硬质刷120可以为两组，每组的硬质刷120均匀分布在不同的同心圆上，亦在本实用新型的思想范围之内。

综上所述，本实用新型所述研磨垫整理盘包括至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件，所以所述研磨垫整理盘即能修复研磨垫的刷毛变形，从而时研磨垫平整化，又能清理研磨垫的表面堆积的削屑或积物等颗粒，避免研磨垫对晶圆表面形成刮伤。与现有技术相比，本实用新型提供的研磨垫整理盘具有以下优点：

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种研磨垫整理盘，包括固定装置、至少一个硬质刷和至少一个金刚石部件；所述硬质刷包括刷毛和刷头，所述刷毛通过刷头固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件包括金刚石和连接件，所述金刚石通过所述连接件固定于所述固定装置的下表面；所述金刚石部件位于所述硬质刷旁；所述刷毛底端到所述固定装置上表面的距离大于所述金刚石底端到所述固定装置上表面的距离0.1mm～5mm。

2.如权利要求1所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述研磨垫整理盘还包括弹性部件，所述弹性部件位于所述硬质刷和所述固定装置之间。

3.如权利要求2所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述弹性部件为若干弹性垫片或机械弹簧。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷为一个，所述硬质刷位于所述固定装置下表面的中央。

5.如权利要求4所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷的横截面形状为圆形、方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形。

6.如权利要求5所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述金刚石部件为一个且包围所述硬质刷。

7.如权利要求5所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述金刚石部件为两个以上且均匀分布于所述硬质刷周围。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述金刚石部件为一个，所述金刚石部件位于所述固定装置下表面的中央。

9.如权利要求8所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述金刚石部件的形状为圆形、方形、椭圆形、三角形、十字形或不规则图形。

10.如权利要求9所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷为一个，所述硬质刷为一个且包围所述金刚石部件。

11.如权利要求9所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷为两个以上且均匀分布于所述硬质刷周围。

12.如权利要求1-3中任意一项所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷与所述金刚石部件均为两个以上且呈环形交替排列。

13.如权利要求1-3中任意一项所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述硬质刷为两个以上且在同心圆上均匀分布，所述金刚石部件包围所述硬质刷。

14.如权利要求1-3中任意一项所述的研磨垫整理盘，其特征在于，所述连接件与所述固定装置一体成型。