CN203245722U

CN203245722U - 研磨调整装置及化学机械研磨装置

Info

Publication number: CN203245722U
Application number: CN 201320260048
Authority: CN
Inventors: 唐强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Corp; Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-05-14

Abstract

本实用新型提供了一种研磨调整装置及化学机械研磨装置。所述研磨调整装置，包括一研磨调整臂，另外，还包括分别位于所述研磨调整臂两端的两个金刚石圆盘。所述化学机械研磨装置，包括：一研磨垫；以及所述研磨调整装置，所述研磨调整装置位于所述研磨垫的上方。采用本实用新型的化学机械研磨装置，可以有效提高研磨调整效果，将研磨过程中所产生的残留浆料以及研磨颗粒及时清除出去，避免了残留浆料以及研磨颗粒的大量堆积，从而降低了对晶片的刮伤和划痕等缺陷的发生。

Description

研磨调整装置及化学机械研磨装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种研磨调整装置及化学机械研磨装置。

背景技术

IC制造工艺中的平坦化技术已成为与光刻和刻蚀同等重要且相互依赖的不可缺少的关键技术之一。化学机械研磨（ChemicalMechanicalPoilshing，CMP）工艺便是目前最有效、最成熟的平坦化技术。化学机械研磨系统是集清洗、干燥、在线检测、终点检测等技术于一体的化学机械平坦化技术。

图1所示为当前主流CMP装置的俯视图，CMP装置100包括研磨头（Polishinghead）101、置于研磨平台上面的研磨垫（Pad）102、浆料传送装置（Slurrydelivery）103以及研磨垫调整装置（PadConditioner）104。其中，研磨头101上装有待化学机械研磨的晶片，在一定下压力的作用下，晶片表面薄膜与研磨垫102以及浆料相互作用实现化学机械抛光，研磨头101相对研磨垫102在其径向方向上做直线运动以及自身的圆周运动；浆料传送装置103用于提供研磨时所需要的浆料，其中浆料是CMP过程中一种关键的材料，研磨不同的薄膜选择不同的浆料，它对CMP的速度、抛光质量有很大的影响；研磨垫102通常由多孔、有弹性的聚合物制成，具有一定硬度、耐用性、可再生性、多孔性和填充性，能够在吸收研磨浆料并在夹具的压力下输送到晶片表面。在研磨垫102和研磨头101相互作用的使用过程中，研磨垫102的表面会吸收一些残留的浆料和研磨颗粒而变得平滑，平滑后的研磨垫102会导致对晶片的研磨速率下降。为了保持研磨垫102的粗糙度，利用研磨垫调整装置104重新调整研磨垫102的表面、去除研磨过程中残留的浆料和研磨颗粒，并将浆料传送装置103提供的新浆料重新分布均匀。

所述研磨调整装置为金刚石圆盘，图2为所述金刚石圆盘的俯视图，通过金刚石圆盘与研磨垫之间的研磨作用，将填充在研磨垫表面内的残留的浆料和研磨颗粒打磨去除掉，使研磨垫的表面恢复一定的粗糙度，从而保持对晶片具有一定的研磨速度。但是，上述包括金刚石圆盘的研磨调整装置在去除研磨垫中间留下残留浆料和研磨颗粒效果并不理想，没有去除的残留浆料和研磨颗粒会在晶片薄膜表面形成刮伤和划痕等缺陷。因此，有必要开发一种研磨调整装置提高对研磨垫的研磨调整效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨调整装置及化学机械研磨装置，以解决现有技术中的研磨调整效果不佳而导致刮伤和划痕等缺陷发生的问题，从而达到提高良率的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨调整装置，包括一研磨调整臂，另外，还包括分别位于所述研磨调整臂两端的两个金刚石圆盘。

可选的，所述研磨调整装置还包括一研磨调整马达，与所述两个金刚石圆盘连接，所述研磨调整马达带动所述两个金刚石圆盘旋转。

可选的，所述研磨调整装置还包括一压力调整器，与所述两个金刚石圆盘相连接。

可选的，所述研磨调整装置还包括一上下控制器，与所述研磨调整臂相连接。

相应的，本实用新型还提供一种化学机械研磨装置，包括：

一研磨垫；以及

所述研磨调整装置，所述研磨调整装置位于所述研磨垫的上方。

可选的，所述化学机械研磨装置还包括一研磨头，所述研磨头固定于所述研磨调整臂上，并位于所述两个金刚石圆盘之间。

可选的，所述化学机械研磨装置还包括一研磨头马达，与所述研磨头相连接，并带动所述研磨头旋转。

可选的，在所述化学机械研磨装置中，所述上下控制器将所述研磨调整臂下压，并带动所述两个金刚石圆盘下压至与所述研磨垫的表面接触。

可选的，在所述化学机械研磨装置还包括另一压力调整器，与所述研磨头连接。

可选的，所述化学机械研磨装置还包括位于所述研磨垫上方的浆料传送装置。

本实用新型所提供的化学机械研磨装置，包括一研磨垫和一研磨调整装置，所述研磨调整装置位于所述研磨垫的上方，所述研磨调整装置包括研磨调整臂，和分别位于所述研磨调整臂两端的两个金刚石圆盘。相对于现有技术中的一个金刚石圆盘的设置，本实用新型增加了一个金刚石圆盘，可以有效提高研磨调整效果，可以将研磨头与研磨垫在研磨过程中所产生的残留浆料以及研磨颗粒及时清除出去，避免了残留浆料以及研磨颗粒的大量堆积，从而降低了对晶片的刮伤和划痕等缺陷的发生。

附图说明

图1为现有技术中的化学机械研磨装置的俯视图；

图2为现有技术中的金刚石圆盘的俯视图；

图3为本实用新型实施例一的研磨调整装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的化学机械研磨装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二的化学机械研磨装置的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的研磨调整装置及化学机械研磨装置作进一步详细说明。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。

实施例一

如图3所示，本实施例提供的研磨调整装置200包括一研磨调整臂201、两个金刚石圆盘202和一研磨调整马达203，所述两个金刚石圆盘202分别位于所述研磨调整臂201两端的，所述研磨调整马达203与所述金刚石圆盘202连接，用于带动所述两个金刚石圆盘202旋转。另外，所述研磨调整马达203还可以带动研磨调整臂201旋转，在研磨调整臂201的旋转可以带动位于其两端的两个金刚石圆盘202在以研磨调整臂201的臂长为直径的圆周上旋转，两个金刚石圆盘202在跟随研磨调整臂201在圆周上旋转的同时，也在以其自身的圆周上做自转。

所述两个金刚石圆盘202在上述旋转运动过程中，其旋转运动所覆盖的范围相对于只有一个金刚石圆盘的研磨调整装置所能覆盖的范围要大的多，因此，其研磨调整的效果可以得到明显改善。

继续参考图3，优选的，研磨调整装置200包括上下控制器204和一压力调整器205。其中，所述上下控制器204与所述研磨调整臂201相连接，用于控制所述研磨调整臂201的上升和下降，所述压力调整器205与所述两个金刚石圆盘202相连接，用于调整两个金刚石圆盘202的下压力。

实施例二

如图4所示，本实施例提供的化学机械研磨装置300包括一研磨垫301、研磨调整装置200和研磨头302。其中，所述研磨垫301位于一旋转平台303上，所述旋转平台303可以带动所述研磨垫301旋转；所述研磨调整装置200位于所述研磨垫301的上方；所述研磨头301固定于所述研磨调整臂201上，并且位于所述两个金刚石圆盘202之间。所述研磨头302还连接一研磨头马达304，所述研磨头马达304能够带动所述研磨头302旋转。所述研磨头301用于固定一待磨晶片400，并将所述晶片400以预定下压力抵压至研磨垫301表面。

继续参考图4，当要对待磨晶片400进行研磨时，所述上下控制器204将所述研磨调整臂201下压，并带动所述两个金刚石圆盘202下压至与所述研磨垫301的表面接触，同时带动研磨头302下压并将待磨晶片400下压至与所述研磨垫301的表面接触。通过调整压力调整器205可以调节两个金刚石圆盘202的下压力。另外，研磨头302还连接另一压力调整器305，通过调整另一压力调整器305可以调节待磨晶片400的下压力。

结合图4和图5，在所述化学机械研磨装置300工作时，所述研磨垫301、研磨头302、所述研磨调整臂201以及两个金刚石圆盘202都开始旋转，其中，路径R1是研磨头302的旋转路径，路径R2是研磨调整臂201的旋转路径，路径R3是金刚石圆盘202的旋转路径，金刚石圆盘202在路径R3上旋转的同时，也跟随研磨调整臂201在路径R2上旋转。从图5中，可以看出，所述研磨调整臂201的旋转路径R2是包围了所述研磨头302的旋转路径R1的，因此研磨头302与所述研磨垫301相互作用所产生的副产品以及残留的颗粒物会及时的被金刚石圆盘202从研磨头302附近清除出去，避免了副产品以及残留的颗粒物在研磨头302附近大量堆积，从而降低了副产品以及残留的颗粒物对固定在研磨头302上的晶片400的刮伤和划痕等缺陷，降低了不良率的发生。

继续参考图4和图5，所述化学机械研磨装置300还包括一浆料传送装置306，所述浆料传送装置306可以将CMP过程中所需要的浆料307传送至研磨垫301的表面，当研磨垫301旋转时，可以将浆料307带到研磨调整装置200的两个金刚石圆盘202下，通过两个金刚石圆盘202的自身旋转以及研磨调整臂201的旋转，可以及时的请新注入的浆料307及时的、均匀的带到研磨头302的下面，保证了晶片400与研磨垫301之间始终保持有新的均匀的浆料307，提高了研磨效果。

另外，在本实施例中，化学机械研磨装置300还将研磨头302与所述研磨调整装置200集成在一起，相对节约了空间。

综上所述，在所述研磨调整装置中，通过增加一个金刚石圆盘，并将两个金刚石圆盘分别设置于研磨调整臂的两端，有效的扩大了研磨调整的范围，提高了研磨调整的效果。进一步的，在所述化学机械研磨装置中，将研磨头集成在研磨调整臂上，并将研磨头设置于所述两个金刚石圆盘之间，使得研磨调整臂的旋转路径完全包围了研磨头的旋转路径，因此CMP过程中所产生的副产品以及残留的颗粒物会及时的被金刚石圆盘从研磨头附近清除出去，避免了副产品以及残留的颗粒物在研磨头附近大量堆积，降低了副产品以及残留的颗粒物对晶片的刮伤和划痕等缺陷，从而降低了对晶片的刮伤和划痕等缺陷的发生。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种研磨调整装置，包括一研磨调整臂，其特征在于，还包括分别位于所述研磨调整臂两端的两个金刚石圆盘。

2.如权利要求1所述的研磨调整装置，其特征在于，还包括一研磨调整马达，与所述两个金刚石圆盘连接，所述研磨调整马达带动所述两个金刚石圆盘旋转。

3.如权利要求1所述的研磨调整装置，其特征在于，还包括一压力调整器，与所述两个金刚石圆盘相连接。

4.如权利要求1所述的研磨调整装置，其特征在于，还包括一上下控制器，与所述研磨调整臂相连接。

5.一种化学机械研磨装置，包括一研磨垫，其特征在于，还包括：

如权利要求1至4中任一项所述的研磨调整装置，所述研磨调整装置位于所述研磨垫的上方。

6.如权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括：

一研磨头，所述研磨头固定于所述研磨调整臂上，并位于所述两个金刚石圆盘之间。

7.如权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括一研磨头马达，与所述研磨头相连接，并带动所述研磨头旋转。

8.如权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述上下控制器将所述研磨调整臂下压，并带动所述两个金刚石圆盘下压至与所述研磨垫的表面接触。

9.如权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括另一压力调整器，与所述研磨头连接。

10.如权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括位于所述研磨垫上方的浆料传送装置。