CN203887685U

CN203887685U - 整理盘、研磨垫整理器及研磨装置

Info

Publication number: CN203887685U
Application number: CN201420240864.6U
Authority: CN
Inventors: 唐强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2024-05-12

Abstract

本实用新型公开的整理盘、研磨垫整理器及研磨装置，通过在抗腐蚀层的表面设置黏附层，可以使得研磨晶体更加牢固的嵌设于金属设置层及抗腐蚀层中，从而有效防止研磨晶体脱落，避免研磨垫和晶圆被脱落的研磨晶体刮伤，从而提高晶圆的研磨工艺的稳定性；另外，将整理盘本体正面形状设计成波浪状，使得整理盘在接触研磨垫时，可充分接触研磨垫上的研磨液，提高了整理盘对研磨垫的整理效果，进一步提高了产品良率。

Description

整理盘、研磨垫整理器及研磨装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种研磨盘、研磨垫整理器及研磨装置。

背景技术

通常，在半导体工艺车间内所进行的CMP(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，也称为研磨装置或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。所述研磨装置通常包括研磨头，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，通过研磨液中的化学腐蚀剂和所述待研磨表面所进行的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过研磨液中的研磨颗粒进行的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。

在研磨过程中，研磨垫的表面容易出现污垢或表面磨坏现象，此时，需要同时用研磨垫整理器(pad conditioner)对研磨垫进行清洁或是改善研磨垫表面状况，以获得更好的研磨效果。

现有的研磨装置中，研磨垫整理器的整理盘如图1所示，所述整理盘包括整理盘本体11、金属设置层12、若干研磨晶体13以及抗腐蚀层14，所述金属设置层12固定设置于所述整理盘本体11的背面(即下表面)，所述研磨晶体13除尖部露出外其余部分嵌设于所述金属设置层12中，所述抗腐蚀层14涂敷于所述金属设置层12的外表面。

但是在实际使用中发现，整理盘上的研磨晶体13比较容易脱落，一方面，脱落的研磨晶体13会刮伤研磨垫表面，使得晶圆的研磨效果不稳定；另一方面，脱落的研磨晶体13还会刮伤晶圆表面，使得晶圆的良率进一步降低。

因此，如何提供一种可以防止研磨晶体脱落的整理盘、研磨垫整理器及研磨装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整理盘、研磨垫整理器及研磨装置，以解决现有技术中的整理盘上的研磨晶体容易脱落于研磨垫表面，会刮伤研磨垫表面，使得晶圆的研磨效果不稳定及可能会刮伤晶圆表面，使得晶圆的良率降低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种整理盘，包括整理盘本体、金属设置层、若干研磨晶体、抗腐蚀层及黏附层；

所述整理盘本体的正面为波浪状；

所述金属设置层固定设置于所述整理盘本体的正面；

所述抗腐蚀层设置于所述金属设置层的表面；

所述黏附层设置于所述抗腐蚀层的表面；

所述研磨晶体设置于所述整理盘本体的正面，并依次穿过所述金属设置层、所述抗腐蚀层及所述黏附层。

可选的，在所述的整理盘中，所述整理盘本体边缘处于整理盘本体厚度最薄的位置。

可选的，在所述的整理盘中，所述研磨晶体采用金刚石。

可选的，在所述的整理盘中，相邻两个研磨晶体的高度相差距离h为0.2mm～0.5mm。

可选的，在所述的整理盘中，所述黏附层为环氧树脂层。

可选的，在所述的整理盘中，所述整理盘本体采用钢板。

可选的，在所述的整理盘中，所述金属设置层为镍金属层。

可选的，在所述的整理盘中，所述抗腐蚀层选用铬材料或钯材料。

本实用新型还公开了一种研磨垫整理器，包括用于整理研磨垫的整理盘和机械臂，所述机械臂连接于所述整理盘的反面，其特征在于，所述整理盘采用如上所述的整理盘。

本实用新型还公开了一种研磨装置，包括铺设于研磨平台的研磨垫、研磨头以及研磨垫整理器，所述研磨头与所述研磨垫整理器分别设置于所述研磨垫上，其特征在于，所述研磨垫整理器采用如上所述的研磨垫整理器。

本实用新型提供的整理盘、研磨垫整理器及研磨装置，通过在抗腐蚀层的表面设置黏附层，可以使得研磨晶体更加牢固的嵌设于金属设置层及抗腐蚀层中，从而有效防止研磨晶体脱落，避免研磨垫和晶圆被脱落的研磨晶体刮伤，从而提高晶圆的研磨工艺的稳定性；另外，将整理盘本体正面形状设计成波浪状，使得整理盘在接触研磨垫时，可充分接触研磨垫上的研磨液，提高了整理盘对研磨垫的整理效果，进一步提高了产品良率。

附图说明

图1是现有的整理盘的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中研磨装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中研磨垫整理器的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中整理盘的结构示意图。

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整理盘、研磨垫整理器及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。

请参阅图2，图2所示是本实用新型一实施例的研磨装置的结构示意图。本实施例提供的研磨装置，包括铺设于研磨平台上的研磨垫210、研磨头220以及研磨垫整理器230，所述研磨头220与所述研磨垫整理器230分别设置于所述研磨垫210上。

请参阅图3，图3所示是本实用新型一实施例的研磨垫整理器的结构示意图，并请结合图2，本实施例提供的研磨垫整理器230，包括用于整理所述研磨垫210的整理盘231和机械臂232，所述机械臂232通过转动连接轴233连接于所述整理盘231的反面。

请参阅图4，图4所示是本实用新型一实施例的整理盘的结构示意图，并请结合图2和图3，本实施例提供的整理盘231，包括整理盘本体21、金属设置层22、若干研磨晶体23、抗腐蚀层24及黏附层25；所述整理盘本体21的正面为波浪状；所述金属设置层22固定设置于所述整理盘本体21的正面；所述抗腐蚀层24设置于所述金属设置层22的表面；所述黏附层25设置于所述抗腐蚀层24的表面；所述研磨晶体23设置于所述整理盘本体21的正面，并依次穿过所述金属设置层22、所述抗腐蚀层24及所述黏附层25。

具体的，整理盘本体21的正面为波浪状，依次设置于整理盘本体21上的金属设置层22、研磨晶体23、抗腐蚀层24及黏附层25的整体形貌均为波浪状，在进行整理研磨垫210工艺时，整理盘231与研磨垫210接触时，较好的接触研磨垫210表面的研磨液，使得整理盘231具有较好的整理效果，进而提高了研磨垫对晶圆的研磨效果；此外，所述整理盘本体21边缘处于整理盘本体21厚度最薄的位置，避免在进行研磨垫210整理过程中对研磨垫210造成的磨损。另外，通过在整理盘231的抗腐蚀层24的表面设置黏附层25，通过黏附层25可以使得研磨晶体23更加牢固地嵌设于金属设置层22及抗腐蚀层24中，从而有效防止研磨晶体23脱落，避免研磨垫210和晶圆(未图示)被脱落的研磨晶体23刮伤，从而提高晶圆的研磨工艺的稳定性，最终提高产品良率。

较佳的，在本实施例中，所述研磨晶体23采用金刚石，并且相邻两个研磨晶体的高度相差距离h为0.2mm～0.5mm。采用金刚石的研磨晶体23具有优异的物理化学性能：高的硬度、高热导率、高光学透过性能、高化学稳定性、宽禁带宽度、负的电子亲合性、高绝缘性以及良好的生物兼容性等。相邻两个研磨晶体的高度相差距离可以较好的实现对研磨垫210的整理，进一步提高了整理盘231的整理性能。

优选的，所述整理盘本体21采用钢板。

优选的，所述金属设置层24为镍金属层。

优选的，所述抗腐蚀层24可以采用钯材料(Pd)或铬(Cr)材料。本实施例中，所述抗腐蚀层24采用铬材料。采用铬材料或钯材料的抗腐蚀层24具有耐磨性能好、抗冲击能力强、耐腐蚀性强等优点。

较佳的，在本实施例中，所述黏附层25采用环氧树脂。环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂的基本特性如下：

1)可常温或中温固化，固化速度适中；混合后粘度低、高透明度、工艺性佳；

2)有一定的硬度和韧性，表面平整、光亮，无气泡，附着力强，平坦性、耐溶剂性、抗创性等等；

3)适用温度一般都在-50度至+150度；

4)防水、耐油，耐强酸强碱。

采用环氧树脂的黏附层25具有如下优点：形式多样，固化方便，粘附力强，收缩性低，力学性能、电性能、化学稳定性，尺寸稳定性以及耐霉菌。因此，采用环氧树脂的黏附层25，可以直接把研磨晶体23牢固的黏附于金属设置层22上，而且该黏附层25也不会容易被研磨液腐蚀，另外，该黏附层25也不容易受到研磨盘与研磨垫相磨产生的高温影响。

较佳的，在涂该黏附层25时，在抗腐蚀层24的外表面加一层环氧树脂，在每颗研磨晶体23的表面及研磨晶体23与金属设置层22及抗腐蚀层24相连接部分加上环氧树脂，使得研磨晶体23与金属设置层22及抗腐蚀层24之间的间隙填充环氧树脂。

综上，在本实用新型提供的整理盘、研磨垫整理器及研磨装置中，通过在抗腐蚀层的表面设置黏附层，可以使得研磨晶体更加牢固的嵌设于金属设置层及抗腐蚀层中，从而有效防止研磨晶体脱落，避免研磨垫和晶圆被脱落的研磨晶体刮伤，从而提高晶圆的研磨工艺的稳定性；另外，将整理盘本体正面形状设计成波浪状，使得整理盘在接触研磨垫时，可充分接触研磨垫上的研磨液，提高了整理盘对研磨垫的整理效果，进一步提高了产品良率。

显然，本领域的技术人员可以对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括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种整理盘，包括整理盘本体、金属设置层、若干研磨晶体、抗腐蚀层及黏附层；

所述整理盘本体的正面为波浪状；

所述金属设置层固定设置于所述整理盘本体的正面；

所述抗腐蚀层设置于所述金属设置层的表面；

所述黏附层设置于所述抗腐蚀层的表面；

2.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述整理盘本体边缘处于整理盘本体厚度最薄的位置。

3.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述研磨晶体采用金刚石。

4.根据权利要求3所述的整理盘，其特征在于，相邻两个研磨晶体的高度相差距离h为0.2mm～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述黏附层为环氧树脂层。

6.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述整理盘本体采用钢板。

7.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述金属设置层为镍金属层。

8.根据权利要求1所述的整理盘，其特征在于，所述抗腐蚀层选用铬材料或钯材料。

9.一种研磨垫整理器，包括用于整理研磨垫的整理盘和机械臂，所述机械臂连接于所述整理盘的反面，其特征在于，所述整理盘采用如权利要求1-8中任意一项所述的整理盘。

10.一种研磨装置，包括铺设于研磨平台的研磨垫、研磨头以及研磨垫整理器，所述研磨头与所述研磨垫整理器分别设置于所述研磨垫上，其特征在于，所述研磨垫整理器采用如权利要求9所述的研磨垫整理器。