TW201116364A

TW201116364A - Multiple-sided CMP pad conditioning disk

Info

Publication number: TW201116364A
Application number: TW099126088A
Authority: TW
Inventors: Mark L Bubnick; Namola, Jr
Original assignee: Abrasive Tech Inc
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2011-05-16
Also published as: KR101156862B1; KR20110015402A; US20110097977A1

Description

201116364 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及與工件（例如半導體晶片）的拋光相關的方法和設備，更具體地說，涉及在這種方法中使用的、用於修整和復原拋光墊的改進式圓盤或者其他形狀的基底〇 [先前技術3 [0002] 積體電路的生產包括商品質半導體晶片的製造。在該行業已知的是，要求在晶片的至少一側有具備較高精度的 ^ 平面度的表面，以確保實現合適性能的目標。由於電路元件的尺寸減小，且所包括的微結構的複雜度增加，對高精度表面品質的要求也增加了。 [0003] 通過對半導體晶片進行拋光或者平坦化，在半導體晶片上形成高精度表面。在這個過程中，拋光墊在研磨漿的作用下抵置在晶片的表面上旋轉。研磨漿的化學成分與被拋光的晶片上的一種或多種特殊材料發生反應，並在將這些材料部分從晶片的表面移除的過程中輔助研磨。 ίί 典型的研磨墊包括吹制的聚氨酯基材料，例如 Rohm&Haas公司的1C和GS系列研磨墊。在待研磨的工件 (半導體晶片）的材料的基礎上，確定研磨墊的硬度和密度特徵。

[0004] 以下專利對化學機械拋光（在此處以及行業内被稱為CMP )進行了廣泛的討論：Arai等人，1989年2月授權的專利號為4, 805, 348的美國專利；Arai等人，1 992年3月授權的專利號為5, 099, 614的美國專利；Kar 1 srud等人 099126088 表單編號A0101 第4頁/共49頁 0993367773-0 201116364 ，1994年7月授權的專利號為5,329, 732的美國專利； Karlsr时等人，1 996年3月授權的專利號為5 498, 的美國專利；Karlsrud等人，1 996年3月授權的專利號為5, 98, 199的美國專利；Cesna等人，1996年1月授權的專利鱿為5,486，131的美國專利；以及Holzapfel等人，1998年12月1日授權的專利號為5, 842, 912的美國專利。所有上述專利通過引用合併於此。 [0005] Ο

G 在CMP工藝中繼續使用抛光墊的過程中，由於本領域被稱為拋光墊鈍化”的原因，將材料從晶片移除的比率逐漸下降。此外，在繼續使用時，拋光墊的表面通常會經歷不均勻的磨損，這將會導致不斯望續不規則表面。因此有必要重新修整（知正和磨'.光:）抛光整.，通過使抛光墊暴路於其上具有合適的切割元件的拋光墊修整表面 (例如％轉圓盤的平坦表面），使拋光塾恢復到期望的工作狀態。拋光墊的這種校正和磨光可以在晶片拋光過程中（被稱為原位置修整）完成，如在Karisruc[等人的 1996年1〇月29日授權的專利號為5, 569, 〇62的美國專利中所描述的。但是，這樣的修整也可以在拋光步驟之間 (被稱為原位置外修整）完成，如在Cesna等人的1996 年1月23曰授權的專利號為5, 486, 131的美國專利中所描述的’這些專利通過引用合併於此。 [0006] 拋光塾的重新修整使拋光墊的表面恢復到合適的摩擦係數’從而允許即將被繼續使用的拋光墊能在晶片上提供期望的平整表面。重新修整也允許將拋光漿有效地傳輸到晶片表面，從而對被拋光的半導體晶片進行最有效和 099126088 表單編號A0101 第5頁/共49頁 0993367773-0 201116364 最精確的平坦化。 [0007] [0008] “ 31的抛光祕整器包括覆蓋有單層研磨微粒的不鱗鋼圓盤。這個圓盤安裝在旋轉馬達上，當覆蓋有研磨微粒的表面旋轉時’該表面正對著⑽塾。鑽石微粒或者立方氮化爛微粒都疋優選的研磨劑。由於它們的耐磨性，經、稱為超硬研磨冑。這些超硬研磨劑微粒通過電鑛、燒結或者銅焊工藝固定到修整圓盤上。釺焊工藝（ razing pr〇Cess)是優選的，因為可以在微粒與基底之間形成更強的粘結，與電鍍的修整圓盤相比微粒松脫和自由落下的可能性更小。如果研磨微粒自由落下，並嵌入到拋光墊中或者暴露於待研磨的晶片，晶片表面可忐發生顯著的變形或者磨損’這導致晶片不能使用。這樣的情況表明損失了上千美元的時間和勞力。使用單層釺焊粘結的鑽石的修整圓盤（例如Abrasive Techn〇l〇gy，Inc. of Lewis Center，Ohio製造的那些）被認為是非常有效的，相比現有技術中使用其他 #結媒介的修整圓盤，特別是在鑽石研磨微粒抵抗過早脫落方面有了改進。用於恢復使用過的CMP拋光墊的現有技術使用—側帶有鑽石表面、相反的一侧帶有安裝表面修'整圓盤，該安裝表面用於將修整圓盤連接到修整驅動機構》 [0009] 099126088 用於研磨（例如雙側研磨）的某些裝置，可能會與用於恢復使用過的CMP墊的裝置相關聯。這樣的裝置由Lap Master或者其他廠家製造，插在相對旋轉的滾筒之間，並在相對旋轉的過程中浮動。這樣的裝置不會像CMP重新表單蝙號AOlOi 第6頁/共49頁 0993367773-0 201116364 修整圓盤在典型的CMP重新修整工藝中那樣被直接驅動，這是由於CMP拋光墊修整一次僅修整表面的一侧。CMP墊並不像在研磨工藝（lapping pr〇cess)中那樣用於拋光表面的兩側。 [0010] [0011] ο [0012] ❹ [0013] 因此’需要一種修整圓盤，減少使用的材料量，從而減少修整圓盤的成本，而不會有任何的性能減退。【發明内容】本發明提供了一種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具。在優選實施例中，本發明包括基底’該基底優選地是具有圓形周緣的圓盤。在優選實施例中’圓盤的圓形周緣帶有至少兩個斜面，這兩個斜面彼此之間有一失角。该圓盤具有第一充分平垣的表面，第一研磨劑例如單層鑽石微粒通過例如釺焊附著在該表面上。第二研磨劑以類似的方式附著在相反的第二充分平坦的表面上。因此這種配置形成了兩個相反的、充分平坦的研磨表面，它們在不同的時間被用於重新修整被用過的CMp拋光墊。基部’用於將該工具驅動地連接到可被旋轉驅動的機器 ’具有從基部表面延伸的圓形肩部。該基部的肩部直徑優選地完全等於圓盤的圓形周緣的直徑。圓形肩部容納圓盤的周緣的至少—部分，最優選地，容納周緣的一個斜面。緊固件’例如螺釘或者磁鐵，將圓盤安裝到基部上。第 —研磨劑朝向遠離基部的方向，第二研磨劑與基部表面 099126088

表單編號A010I 第7頁/共49頁 0993367773-0 [0014] 201116364 相互間隔’因此第二研磨劑或者基部表面之間不會有因接觸而造成的磨損。 [_在優«施财，環具有卿域，該環形主體帶有圓形肩部定義出-孔。該孔的直徑小於圓盤的周緣的直徑以防止整個圓盤通過孔。環形肩部的直徑完全等於圓盤的周緣的直徑’環形肩部容納圓盤的周緣的至少」分。闺緊詩，㈣敎或者錢，„安裝縣部上，使得圓盤通過夹持力被保持在環和基部之間。夾持力優選地僅通過環形肩部和基部料施加到圓㈣周緣上。第一研磨劑從環上的孔伸出，第二研磨劑與基部表面相互間隔’因此第二研磨劑或者基部表面之間不會相接觸而造成的磨損。 [0017]

因此，在本發明的—個實施例中，基部上安裝有圓盤，其令圓盤的兩個相反側具有研磨劑。當—側上的研磨劑接近或達到其使料命時，圓盤會晃動。®盤可以通過緊固裝置安裝到基部，該緊固裝置可包括任何有用的緊固件。在優選實施例中，緊固裝置包括稍微比圓盤大的環’它帶有可供D盤上的研磨職出通過的孔，該圓盤被夾持«和基部⑶。在—_定”_中，該圓盤具有周緣’該周緣優選地與環和基部接觸，從而避免了與圓盤的研磨部分安裝接觸。圓盤的周緣、以及基部和環的容納表面對齊’並將圓盤保持。 [0018] 因此除了別的優點和改進之處外，本發明有效地為每個 099126088 表單編號A0101 第8頁/共49頁 0993367773-0 201116364 圓盤提供了兩個有用的研磨劑修整表面，來代替現有行業標準習慣中的一個表面。【實施方式】 [0019] G [0020] 〇在描述附圖所示的本發明的優選實施例時，為了簡潔起見，將會採用特定的術語。但是，本發明並不受限於所選擇的特定術語，應當理解為，每個特定的術語包括以類似的方式實現類似目的的所有技術等同方案。例如，經常使用詞語“連接”或者類似的術語。它們不限於直接連接，而是包括通過其他元件的連接，其中這樣的連接被本技術領域的人員認為是等同的。 '::忠：：.： -。本發明的優選實施例包括在圖1-10中示出的以下主要部件。支架10包括基部20、以及連接到基部20的環30。基部20被設計成與驅動機構（未圖示）相連，例如可旋轉的驅動馬達。環3 0使用緊固件（例如，螺釘或者磁鐵）剛性地且牢固地連接到基部2〇上。圓盤4〇安裝在環3〇和基部20之間，且優選地通過位於圓盤4〇的周緣上的、以及環30或者基部20上的結構以繁密、不可旋轉的連接保持在合適的位置，該結構互鎖以防止圓盤4〇和支架1〇的相對運動。用這種方式，圓盤40牢固地保持在支架1〇上的合適位置，可被旋轉地驅動，因此在圓盤4〇和支架ι〇之間基本沒有相對旋轉運動。這允許圓盤表面被放置得與CMP抛光塾接觸，以修整拋光塾，這也是該設備的目的所在。拋光墊修整基底，例如特別是圓盤4〇，在圖2、3和5中最清楚地示出，具有大致為平面的雜，帶有兩個相反的 099126088 表單編號Α0101 第9頁/共49頁 0993367773-0 [0021] 201116364 完全為平面的主面42和44。圓盤的主面42和44優選地平行，且由於以下將會明顯的原因，完全是平的。在平面的主面42和44上，以常規的方式（例如釺焊、電鍍或者黏附，如通過引用合併於此的美國專利所描述的或者如慣例所知的）附著有研磨劑，優選常規的超硬研磨劑，例如鑽石、立方氮化硼、金剛砂、氧化鋁或者任何其他的超硬研磨劑。研磨微粒優選大約3〇至350微米，這取決於圓盤將會被用於哪一種CMP。因此，這些微粒在圖示中不能直接可見。研磨劑可以形成圖案，可以覆蓋主面 42和44的大部分表面，或者僅覆蓋一小部分，例如形成一環形圈的研磨劑的情況下〇因此，主面4 2和4 4的表面的至少一部分被單層研磨劑覆蓋’使得主面42和4 4能夠在旋轉過程中研磨放置得與其接觸的任何工件表面。 [0022] [0023] [0024] 由於圓盤40可以被用作CMP墊修整圓盤，主面42和44被研磨劑覆蓋的部分並沒有延伸到圓盤40的周緣。相反，根據行業實踐’在研磨劑徑向的最外側邊緣與圓盤4 〇的最外側周緣之間形成較小的間隙。圓盤40優選地由較強的抗腐蝕材料製成，例如不錄鋼、鈦、陶瓷或者塑膠’且具有堅實的厚度，屬於5. 0mm的級別’以防止使用時的變形。圓盤40的直徑可以屬於 10. 5cm的級別。這些尺寸和材料都是為了進行說明而舉的例子；圓盤的尺寸和材料並不是臨界值，可以根據使用的例子而不同。優選地’基部20和環30也由不銹鋼或者與周圍組件相互相容的任何其他材料製成。最佳如圖6中所顯示，圓盤的周緣45優選地帶有斜面，形 099126088 表單蝙號A0101 第10頁/共49頁 0993367773-0 201116364 成三個圓形面46、48和49，這些面圍繞圓盤4〇的周圍延伸，且彼此之間形成夾角。兩個面46和48之間的相對角度α並不是臨界的，但是優選地位於大約9〇度的範圍内。圓形面46和48優選地相對於圓盤40的面42、44和49呈大約45度的夾角，面49相對於主面42和44呈大約9〇度的角。這些角可以顯著不同。例如’角度α可以從9 〇度開始變化，預期角度α可以從大約至少30度變化到大约ι8〇度。〇 [0025]當角度α是180度時’周緣45是平的；也就是，周緣45形成單個彎曲的圓形表面’與圓盤的主面42和44呈9〇度角。雖然這個實施例沒有示出,但是達樣的圓盤的構造類似於常規的硬幣。在圖24所示的另一锢選擇性圓盤34〇中 ’胃緣採用其_形狀。圓盤的周緣可以是任何非垂直的形狀，它凸出來以允許進行夾緊，對於採用某些緊固裝置，垂直的形狀是有用的。事實上 ’允許本發明執行在此描述的功能的任何形狀都可以代 Ο 替此處描述的周緣形狀。 [0026]圖1所示的基部20具有圓柱形結構。這是優選的，但並不是必需的’對於本領域的普通技術人員來說，报明顯，基部20可以是可被旋轉_的任何形狀，優選被高速旋轉驅動’而沒有不協調，也沒有對周圍的結構有負面影響。基#20具有第一端22，其中形成空間，例如螺孔23 ，：^允卉方便地連接驅動機構，如傳統的驅動機構。在行業内所使用的典型CMP修整機構的例子是Ebarra

Technologies售賣的AMAT Mirra和反射工具以及CMP 099126088 表單編號A0101 第頁/共49頁 0993367773-0 201116364 機器。本技術領域的普通技術人員可以理解，可以對基部和/或驅動機構進行修改，從而採用其他的驅動機構來進行代替。基部20優選地使用與孔23螺合的螺釘（未圖示）安裝到驅動機構上，雖然對於本技術領域的普通技術人員來說，很明顯，可以採用其他的緊固件，包括但不限於，徑向緊握轴的常規工具“卡盤”，磁性連接、或者被壓縮然後膨脹到環形槽中的0形環。 [0027] 基部的第二端24 (見圖3和圖4)，與驅動裝置所安裝的基部的第一端22相對’且具有第一表面25，第一表面25 優選地是充分平坦的表面。肩部26與基部20形成整體（見圖8)，雖然它可以作為單獨的工件安裝在第一表面25 上。肩部26具有向内的表面2.8 ’該表面28與第'一表面25 呈大約45度的角。向内的表面28的尺寸、形狀和方向使得它與圓盤的周緣45的斜角表面46鄰接，如圖8所示。 [0028] 環30具有圓形主體31，主體31上形成通孔35。通孔35由徑向向内延伸的肩部36形成’該肩部36在圖8中最清楚地示出。肩部36具有表面38，以大約45度角朝向表面39。通孔35在肩部36徑向最内側的邊緣之間延伸，優選地，其直徑稍微小於圓盤40的直徑，圓盤40不能完全通過通孔35。 [0029] 環30通過至少一個緊固件安裝到基部2〇，例如螺釘32、 33和34 ’如圖1所示。螺釘32-34延伸通過對準的孔，在環30和基部2〇之間延伸，其例子是圖8所示的孔50。當環 3〇安裝到基部20時，如圖8詳細所示，圓盤40被失持在環 30和基部20之間，現在將進行描述。 099126088 表單編號A0101 第12頁/共49頁 201116364 [0030] Ο 優選地，當圓盤40被夾持在基部20和環30之間時，在三個主體之間接觸的表面是位於圓盤40的周緣的那些表面 ’如圖8清楚地所示。因此’主體20的表面28與圓盤4〇的表面46緊密鄰接。環30的表面38對圓盤40的表面48施加相反的鄰接力《環30和基部20對圓盤40的周緣表面的夹持力使圓盤4 0保持在牢固配合的位置，使得當支架1 〇被旋轉驅動時，在預期的條件下，圓盤40不會相對於支架 4〇運動。此外’圓盤40的傾斜周緣45與基部20和環3〇的互補表面配合，保證即使圓盤40最初沒有停留在這樣的位置，環30至基部20的連接也會促使圓盤40的斜角表面抵靠著相鄰接的表面滑動，直至圓盤4〇 “找到，，位於兩個結構之間的、使得圓盤4〇盡可能靠近基部2〇的相對位置。 [0031] ❹ 圓盤40還被鍵57限制’不能相對於支架1〇旋轉，鍵57延伸到分別形成於環30和圓盤40的周緣45中（參見圖6、7 和10)對準的凹口37和47中。如圖9所示，凹口37和47 彼此對準，形成與鍵57形狀完全相同的空間。鍵57優選地稍微小於凹口 47，稍微大於凹口 37，使得鍵57插入凹口 37並憑藉摩擦力保持在其中。鍵57因此保持連接到環 30 ’且一旦凹口 47與鍵57的突出部分對準，就延伸到圓盤40的凹口47中。接下來可以從基部20和環30上手動抬起圓盤40 ’將圓盤40移除。應當理解’雖然本發明示出了單個鍵57，也可以使用一個以上這樣的鍵，且鍵的形狀可以與圖不的不同。例如，鍵可以是圓形、矩形、三角形、楔形或者任何其他合 099126088 表單.編號Α0101 第13頁/共49頁 0993367773-0 [0032] 201116364 適的形狀。在轉性的實施财，鍵57被對圓盤本身有強烈引力的磁鐵代替’或者被安裝在圓盤上的結構或者另-種結構代替，該結構中工件施加到圓盤4〇上的任何預料中的旋轉力都不足以引起相對運動。剛在圓盤的主面42與基部20的表面25之間形成間隙6〇 (圖 8) °間隙60防止圓盤的主面42上的研磨劑接觸基部2〇上的表面25、從而導致這兩部分之間的磨損。此外，圓盤的主面44穿過環30的孔35突出，並延伸通過環3〇的最端面39，如圖8最詳盡地所示。圓盤的主面44延伸通過環表面39，可防止環3〇接觸即將被圓盤的主面44上的研磨劑修整的表面。 [0034] 在優選實施例中’本發明以以下方式運行。基部2〇安裝到驅動機器上，圓盤40放置在環30中。環30和圓盤4〇放置在基部20下方（凹口 47對準凹口 37,且鍵5 7插入凹口 37和47 ’如在此所描述的），螺釘32-34插入並擰緊在孔中。一旦擰緊，圓盤40被夾持在環30和基部2〇之間，且斜角的外周面46和48分別相抵於基部20和環3〇的斜面 28和38。 [0035] —旦圓盤40被安裝到支架10，支架1〇和圓盤4〇就旋轉。旋轉的圓盤的主面44正對一個或多個CMP拋光墊，且CMP 墊被修整為常規形狀。一旦圓盤的主面44上的研磨劑達到預定程度的磨損，旋轉機器停機，通過移除螺軒3 2 - 3 4 並將環30和圓盤40從基部20上手動拉出（通常為其組合 )，將環30從基部20上移除。一旦將環30和圓盤4〇從基部2 0上移除，就可以簡單地將圓盤4 0從環3 0上拉出，來 099126088 表單編號 A0101 第 14 頁/共 49 頁 0993367773-0 201116364 將圓盤40手動地從環30上移除。 [0036] 接下來被移除的圓盤40被翻動使得磨損的主面44朝向& 部20 ’且嶄新的圓盤主面42朝向遠離基部2〇的方向。去然’如果必要的話，整個設備，包括圓盤，可以首先被清潔。在一個預期的實施例中，薄膜、塗層或者指示圓盤主面是否已經使用過的其他指示元件被固定在今表面 Ο 上’可以立即識別圓盤主面42是否已經被用過。圓盤的凹口 47舆凹口 37和鍵57對準，接下來環3〇以與它之前的連接相同的方式、重新連接到基部20上》這在圓盤主面 44和基部表面25之間形成與間隙60基本相同的間隙。支架10和圓盤40旋轉，圓盤主面42生對一個或多個CMp拋光墊’使得CMP墊可以被重新修整。 [0037]

G 本發明在任何時間都只允許使用圓盤4〇的一個研磨面。這是因為，當圓盤4〇被旋轉並與工件接觸時，支架Μ — 全覆蓋了圓盤40的所有其他面。此外，由於間隙6〇，使用一個研磨面對相反的研磨面只有很小的或者沒有影響，因為沒有使用的研磨面或者其相鄰的結構只有很小或者幾乎沒有磨損。 [0038] 從此處的描述可以明顯得知，可以對此處描述的優選結構或者方法做出各種替換。例如，用於將環3 〇安裝到基部20上的緊固件優選螺釘，因為螺釘方便使用普通的工具多次將圓盤40從基部20上移除並進行更換。但是，也可以使用其他可移除的緊固件來代替螺釘32-34，包括但不限於磁性緊固件、鉚釘、夾具和用於將環緊固到基部的專用結構 '或者這些的組合或者等同物。類似地，雖 099126088 表單編號A0101 第15頁/共49頁 0993367773-0 201116364 然基座20在圖示中通過直器上’但是本技術領域的人^的螺,23連接到驅動機式同樣可以被簡單的螺紋卡盤瞭冑&樣的緊固方上、t 失鉗、以及其他緊固方式代替。此外’可增加密封纟士了〜構，以防止研磨漿漏入支架1〇。例如，可壓縮的〇形環或者背面㈣性的塑膠墊圈可以被插人環3G和基部2〇之間、圓跑味基㈣之間、以及其他結構之間。闺此外，圓盤40、環30和基部2G的㈣可以從圖19所干的優選實施例進行修改。例如，基部的截面可以是正方形或者三㈣’而不是圓形。類似地’環和圓盤可以有不同的形狀，優選地用於適應相協作的組件的形狀且允許支架和圓盤的旋轉’而沒有過多的振動。 [0040] 本發明的一個直接的優點在於’它被製造得在材料和尺寸上與現有的一側圓盤非常類似，因此可以被用於現有的機器’但是它的兩側都有研磨劑，而不只是—側。這允許後續使用圓盤的第二侧，而不會增加下層基底（圓盤）的材料成本。類似地，研磨裝置在使用後必須被丟棄或者再利用的部分只有直接正對被摩擦表面的那些元件。由於支架10是可以再使用的，從長遠來說成本低於常規的一側圓盤。 [0041] 本發明的另一個優點是減少了更換圓盤所需要的時間。不必將支架10從驅動支架10的機器上移除。相反，支架保持在驅動器上’移除少數幾個小螺釘，接下來在圓盤旋轉以暴露未使用側以後進行更換。此外，當需要在任何支架上暴露新的研磨面時’其中該支架採用帶有未使 099126088 表單編號A0101 第16頁/共49頁 201116364 [0042] Ο [0043] ο [0044] 099126088 用研磨面的圓盤，可以完成更換而不必^位另一個圓盤。相反，嶄新的圓盤被保留在支架1〇上^ 還可以構思使用其他基底形狀來代替只有兩側的圓盤。例如，可以構思不銹鋼立方體，它具有六個平面側，並位於兩個和六個研磨面之間。每一側具有延伸至靠近其邊緣的單層超硬研磨劑。基部具有方形的肩部抵靠該立方體。方形ί哀被安裝到基部上，該方形環帶有圍繞孔的類似肩部，該孔紐小於立方體的每—侧，從而將立方體夾持到基部上。基部、環和立方體被安裝到一裝置上 ’該裝置使得這個組合旋轉，且立方體的突出表面磨擦工件。-旦達到特定的磨損點’立方體被移除並移動，通過移除環並在立方體移動後更換環來與環上的孔暴露立方體的不同的未使用研磨面。可選擇的其他形狀也是可以考慮的。基底的每-側的研磨特徵優選地是完全相同的。但是，也可以構思-側上的研磨劑與相反侧上的研磨劑務微不同或者完全不同。此外’對於多侧基底，每—側都可不同’使得例如每種研磨劑都可用於辑上的拋光程式的 -部分。在所構思的例子中，首先使用粗研磨劑，然後使用更細的研磨劑，最後使用更細的研磨劑。本發明的另-個選擇性的實施例在圖u_18中示出。在圖 U中，支架H0包括基部12〇、以及連接到基部12〇的環 130。基部120被設計成與驅動機構（未圖示）相連例如可旋轉的驅動馬達。環130使用緊固件（例如，螺釘或者磁鐵）岡m地且牢固地連接到基部12〇上。圓盤14〇安表單編號A0101 第17頁/共49頁 0993367773-0 201116364 裝在環130上，且優選地通過位於圓盤14〇的周緣上的、以及和環130或者基部12〇上的結構以緊冑、不可旋轉的連接保持在合適的位置，該結構互鎖以防止圓盤14〇和支架110的相對運動。用這種方式，圓盤14〇牢固地保持在支架110上的合適位置，可被旋轉地驅動，因此在圓盤 140和基部120之間基本沒有相對旋轉運動。 _] ID盤140與此處所示和所描述的圓盤4〇完全相同。圖叫示的基部120優選地具有完全為圓柱形的配置。基部η。具有第-端122(見圖12)，第_端122形成允許方便地連接驅動機構的空間（例如螺孔），如常規的那種。基部120優選地以常規方式連接到驅動機構。 _6]基部的第二端124(見圖12)，與驅動機構所安裝的基部的第一端122相對，且具有第一表面125，第一表面125 優選地是充分平坦的表面。環13〇具有圓形主體，主體上形成通孔。孔由肩部136形成，肩部136形成正對圓盤 140的周緣的圓盤形空間。環13〇的肩部126與肩部136相對，並在二者之間形成凹槽，在使用過程中，圓盤14〇的周緣插入凹槽。孔135在肩部136徑向最内側的邊緣之間延伸，優選地，其直徑稍微小於圓盤14〇的直徑，使得圓盤140不能完全通過孔135。因此，環13〇的肩部126和 136形成抵靠圓盤140的周緣的表面，這與圖卜1〇所示實施例中的肩部26和36非常類似。但是由於肩部126和136 不忐相對於彼此移動，沒有類似的可調節夾緊，且該環必須有可分離的部分，以允許插入和移除圓盤14〇。 [0047]環130通過至少一個緊固件安裝到基部12〇，例如螺釘 099126088 表單編號A0101 第18頁/共49頁 201116364 132和134，如圖11所示。優選地，當圓盤140被安裝到環130上時，只在三個主體之間接觸的表面是位於圓盤 140的周緣的那些表面，如圖卜10的實施例所示。為了將圓盤140安裝到環130中，例如可通過將緊固件從兩部分 130a和130b的端部中的空間内移除，來將第一部分i3〇a (參見圖15和16)與第二部分130b分離。因此，第二部分130b可以永久地安裝到基部12〇上，圓盤14〇滑到肩部 136和126所形成的凹槽中’第一部分130a滑過圓盤14〇 ❹ [0048] 的端部，接下來緊固件132和134被固定在基部120和環 130之間。圓盤140還被鍵157限制，不能相對於支架11〇旋轉，鍵 15 7延伸到形成於環13 〇和圓盤U 0的周緣中（參見圖i 3 、17和18)對準的凹口中。在圓盤的主面142與基部12〇的表面125之間形成間隙160 (圖12)。間隙16〇防止圓盤的主面142上的研磨劑接觸基部12〇上的表面ία從而導致這兩部分之間的磨損◊因此，支架1 1〇與圖丨_1〇的實 ❹ [0049] 施例具有許多相同的特徵，從而論證了本發明的實施例的可變性。本發明的另一個選擇性實施例在圖丨9_23中示出。支架 210與驅動機構相連，這與此處公開的其他實施例相同，且支架210具有通過緊固裝置（例如螺釘232和234 )與基部220連接的圓盤240，如圖21所示。當然，也可以使用其他的緊固件和緊固裝置來代替螺釘232_234，包括但不限於磁鐵、壓入配合式插腳、鉚釘、夾具或者這些的組合。例如，所構思的組合包括圓盤和基部之間的磁力 099126088 表單編號A0101 第19頁/共49頁 0993367773-0 201116364 吸引、以及從基部延伸到圓盤的對應空間内以防止相對旋轉的一個或多個驅動插腳的組合。基部表面225優選為平面，形成於基部220的-端。第-圓盤容納表面形成於從表面225延伸出的肩部236上。第二圓盤容納表面形成於相反的肩部226上。在圓盤240的周緣上、以及中央區域250和研磨面252之間的過渡處形成互補表面。 [0050] 當圓盤240安裝到基部220上時，這些互補表面允許基部 220的肩部236和226接觸圓盤240沒有研磨微粒的部分。因此，當螺釘232和233被擰緊抵置圓盤24〇的中央區域 250時，圓盤240的相對側抵靠基部220，但是在研磨面和基部表面225之間形成間隙。當然，圓盤24〇的周緣不必形成斜面。相反’周緣可以與圓盤的主面呈9〇度角。 [0051] 本發明的另一個選擇性的實施例在圖25-28中示出。在圖 25中’支架410包括基部420、以及連接到基部42〇的環 430。基部420被設計成與驅動機構（未圖示）相連。環 430使用緊固件（例如，螺釘或者磁鐵未圖示）剛性地且牛固地連接到基部420上。圓盤440安裝在環430上 ’且優選地通過位於圓盤440的周緣上的、以及環430或者基部420上的結構以緊密、不可旋轉的連接保持在合適的位置’該結構互鎖以防止圓盤440和支架410的相對運動。用這種方式，圓盤440牢固地保持在支架41〇上的合適位置，可被旋轉地驅動，因此在圓盤440和基部420之間基本沒有相對旋轉運動。除了周緣以外，圓盤4 4 〇與此處所示和描述的圓盤40完全相同。 [0052] 最佳如圖25和26中所顯示，圓盤440的周緣445帶有斜面 099126088 表單編號A0101 第20頁/共49頁 0993367773-0 201116364 [0053] Ο [0054] Ο ’形成三個圓形面446、448和449，這些面圍繞圓盤440 的周圍延伸，且彼此之間形成夾角。兩個面446和448之間的相對角度並不是臨界的，但是優選地位於大約9〇度的範圍内。面446和448優選地相對於圓盤440的相對圓盤面442、444以及周緣表面449呈大約45度的夾角。此外’面449相對於面442和444呈大約90度的角。和上述實施例一樣’這些夾角可以顯著不同。優選地，圖25所示的基部420具有圓柱形結構。基部420 具有第一端，其中形成空間，例如蜾孔，這允許方便地連接驅動機構’如傳統的驅動機構。基部420優選地使用常規方式安裝到驅動機構上《基部的端部424 (見圖25 ) ’與驅動機構所安裝的基部的端部相對，具具有第一表面425，第一表面425優選地是充分平坦的表面。環430具有圓形主體’主體上形成通孔。孔由肩部436形成’肩部436形成抵靠圓盤440的周緣445的圓盤形空間。肩部436形成在使甩中插入凹槽的肋條，該凹槽形成於圓盤440的周緣（如圖25所示）。環430上的孔在肩部 4 3 6的徑向最内側邊緣之間延伸，優選地，其直徑稍微小於圓盤440的直徑’使得圓盤44〇不能完全通過該孔。因此，肩部436形成與圓盤440的周緣445相抵對的表面，這與圖卜10所示的實施例中的肩部26和36非常類似。但是，沒有與圖1 -10所示的實施例類似的可調節夾緊，環 430必須有可調部分’以允許圓盤440的插入和移除。環430通過至少一個緊固件安裝到基部42〇，例如螺釘（未圖示）。優選地，當圓盤440被安裝到環430上時，只 099126088 表單編號Α0101 第21頁/共49頁 0993367773-0 [0055] 201116364 在二個主體之間接觸的表面是位於圓盤440的周緣的那些表面，如圖卜10的實施例所示。為了將圓盤440安裝到環 430中’例如可通過將緊固件從兩部分430a和430b的端部中的空間内移除，來將第-部分430a (參見圖28)與第一部分430b分離。因此，第二部分43〇b可以永久地（或者可移除地）安裝到基部420上，圓盤440滑到環的第 —部分43〇b中’第—部分130a滑過圓盤440的端部，接下來緊固件被固定在基部420和環430之間。 [0056] [0057] [0058] [0059] 圓盤440還被鍵457限制，不能相對於支架41〇旋轉，鍵伸到$成於環“ο和圓盤mo的周緣中對準的凹口中。在圓盤的主面442與基部420的表面425之間形成間隙460 (圖25)。間隙460防止圓盤的主面442上的研磨劑接觸基部420上的表面425從而導致這兩部分之間的磨損。結合附圖的詳細描述主要用於描述本發明的優選實施例 ’並不用於表示構造或者利用本發明的唯一形式。描述列出了實施本發明以及所示實施例的設計、功能、裝置以及方法。但是，應當理解，可以通過位於本發明的精神和範圍内的不同實施例來完成相同或者等同的功能和特徵，且可採用各種修改’而不脫離本發明或者後附的申請專利範圍的範圍。【圖式簡單說明】圖1是本發明的優選實施例的俯視圖；圖2是本發明的優選實施例的仰視圖； 099126088 表單編號A0101 第22頁/共49頁 0993367773-0 201116364 [0060]圖3是圖1和圖2中的實施例沿著圖1中的線3-3的截面圖 [0〇61]圖4是圖3的實施例的透視圖； [0062] 圖5是本發明的優選圓盤的透視圖； [0063] 圖6是圖5的圓盤的放大圖； [0064] 圖7是本發明的優選環的透視圖； [0065] 圖8是圖3所示的本發明的優選實施例的被包圍部分的側面放大圖；〇 [0066] 圖9是將基部移除、顯示圓盤和環上的凹口的透視圖； [0067] 圖1〇是圖9所示的本發明的禱視p，示出了完整的鍵在e 口中的位置’由於是截面圖只;;示出;;了凹认的一部分。 [0068] 圖11是本發明的選擇性實施例的透視圖； [0069] 圖12是圖11的實施例沿著線12-12的側視圖； [0070] 圖13是圖11的實施例沿著線12-12的透視圖；〇 [0071] 圖14是圖11的實施例沿著線14-14:的側視圖； [0072] 圖15是圖14的裝置的透視圖’為了圖示的目的移除了幾個工件； [0073] 圖16是圖15的裝置的示意圖，移除了其他的工件.

[0074] 圖17是圖11的裝置的視圖，為了圖示的目的移除了幾個工件； [0075] 圖18是圖17的裝置的示意圖，移除了其他的工件. 099126088 表單編號A0101 第23頁/共49頁 201116364 [0076] 圖19是本發明的選擇性實施例的透視圖； [0077] 圖20是圖19的實施例從下側的透視圖； [0078] 圖21是圖20的實施例沿著線21-21的截面圖； [0079] 圖22是圖20的實施例沿著線21-21的透視圖； [0080] 圖23是圖22的實施例的透視圖，為了圖示的目的移除了幾個工件； [0081] 圖24是本發明的選擇性實施例的透視圖； [0082] 圖25是本發明的選擇性實施例的側視圖； [0083] 圖26是圖25的實施例的另一個侧視圖，為簡潔起見，部分被移除； [0084] 圖27是圖25所示實施例的下半部分的透視圖。【主要元件符號說明】 [0085] 支架 10、110、210、410 基部20、120、220、420 第一端22、122 第二端24、124 第一表面25、125、425 肩部26 表面28 螺孔23 環30 、 130 、 430 主體31 螺釘32、33、34、132、134 ' 232 ' 233 ' 234 孔35 、 135 肩部36、126、136、226、 236 > 436 凹口 37 表面3 8、3 9 表單編號A0101 第24頁/共49頁 0993367773-0 099126088 圓盤40、140、240、340、主面42、44、142、442、 440 444 周緣45、345、445 凹口 47 圓形面46、48、49、446、 448、449 孔50 鍵57、157、457 間隙60、160、460 第一部分 130a、430a 第二部分 130b、430b 基部表面225 中央區域250 研磨面252 端部424 201116364 ❹ 099126088 表單編號A0101 第25頁/共49頁 0993367773-0

Claims

201116364 七、申請專利範圍： 1 · 一種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具，包括： (a) 基底’該基底具有周緣、其上安裝有第一研磨劑的第一充分平坦的主面、以及與第一充分平坦的主面朝向相反且其上安裝有第二研磨劑的至少第二充分平坦的主面； (b) 基部’驅動連接到可被旋轉驅動的機器上，所述基部具有基部表面；以及 U)至少-個^件’賴述基底安裝到所述基部上，使得第—研磨劑與所述基部表面相互間隔，從而在所述基卩表面與所述第二研磨劑之間形成間隙，且第—研磨劑朝向遠離所述基邹的方向。 2 .根據申晴專利範圍第1項所述的修整工具，其中所述至少個緊固件安裝在所述基底和基部的巾央區域，其中所述基底的中央區域上沒有研磨劑。八根據申δ月專利範圍第2項所述的修整工具，其中所述至少一個緊固件穿過所述基底伸入所述基部。根據申β月專利範圍第i項所述的修整工具，其中所述基底疋帶有圓形周緣的圓盤。 .根據申请專利範圍第4項所述的修整工具，其中，所述至少一個緊固件將-環安裝到所述基部，通過施加到所述圓盤的夹持力使所述圓盤保持在所述環和所述基部之間，所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，所述孔的直徑小於所，圓盤的直徑’所述基部具有第—基底形狀的空間，其中安裝所述基底，且所述環具有第二基底形狀的空間，其中 099126088 A草·蝙號A0101 第26頁/共49頁 0993367773-0 201116364 安裝所述圓盤。根據申請專利範圍第5項所述的修整工具，其中，所述第一基底形狀的空間由從所述基底表面延伸的圓形肩部形成，肩部直徑完全等於圓盤的圓形周緣的直徑，且容納圓盤的周緣的至少一部分。 Ο 根據申請專利範圍第6項所述的修整工具，其中所述第二基底形狀的空間由環主體形成，所述環主體具有形成孔的圓形肩部，所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環肩部的直徑完全等於圓盤的周緣的直徑，且容納圓盤的周緣的至少一部分。根據申請專利範圍第7項所述的修整工具，其中所述至少一個緊固件將所述環安裝到所述基部上，通過所述環肩部和所述基部肩部施加給所述圓盤的周緣的夾持力，將所述圓盤保持在所述環和所述基部之間。根據申請專利範圍第8項所述的修整工具，其中還包括鍵，〇 1〇. 插入形成於所述圓盤、以及所述環和基部中的至少一者上的凹口，用於防止所述圓盤與所述基部的相對運動。根據申請專利範圍第4項所述的修整工具，其中所述至少一個緊固件將環安裝到所述基座，環上的凹槽形成第一和第二基底形狀的空間，使所述圓盤保持在所述環中，所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，該孔小於所述圓盤。 11 . 根據申請專利範圍第10項所述的修整工具，其中所述第一基底形狀的空間由所述環上形成的第一圓形肩部定義，第一肩部的直徑完全等於圓盤的圓形周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的至少一部分，其中所述第二基底形狀的空間由所述環上形成的與第一圓形肩部相對的第二圓形肩部定 099126088 表單編號Α0101 第27頁/共49頁 0993367773-0 201116364 義，且所述第二圓形肩部形成有直徑小於所述圓盤的圓形周緣的直徑的孔，所述第二圓形肩部的直控完全等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的至少一部分。 12 ·根射料職韻述祕紅具，其巾所述環還包括第-環部分和第二環部分，所述第一環部分可移除地安裝到所述第二環部分以用於容納所述圓盤。 13 .根據申請專利範圍第12項所述的修整工具，還包括鍵，插入形成於所述®盤和所述環上的凹口中，用於防止所述圓盤與所述基部的相對運動。 14. -種用於將已經用過的CMp拋光墊恢復至可工作狀態的改進型修整工具，包括：圓盤，具有圓形周緣、以及其上黏附有第-研磨劑的第-充分平坦的主面；以及驅動安裝裝置，用於驅動地連接到可被旋轉驅動的機器，所述改進包括： (a)所述圓盤具有相反的第二充分平坦的表面，其上黏附有第一研磨劑，從而形成兩個相反的完全平坦的研磨面 (b) 基部，所述驅動安裝裝置形成於所述基部上，所述基部具有從與所述驅動安裝裝置相反的基部表面上延伸出的圓形肩部，基部肩部的直徑完全等於所述圓盤的圓形周緣的直徑且容納所述圓盤的周緣的至少一部分； (c) 環，具有環主體，該環主體具有形成孔的圓形肩部 ’所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環的肩 P直心^元王等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的至少一部分；以及 099126088 (d )至少一個緊固件’將所述環安裝到所述基部，通過表單編號A0101 第28頁/共49頁 0993367773- 201116364 15 . 16 . Ο 17 . 〇 099126088 所述環的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的夹持力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間，其中所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，所述第二研磨劑與所述基部表面相互間隔。根據申請專利範圍第14項所述的修整工具，其中所述至少一個緊固件將所述環安裝到所述基部，通過所述環的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的夾持力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間。根據申請專利範圍第15項所述的修整工具，還包括鍵，插入形成於所述圓盤、以及所述環和基部中的至少一者上的凹口，用於防止所述圓盤與所述基部的相對運動。一種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具，包括： (a) 圓盤，具有圓形周緣、其上黏附有第一研磨劑的第一充分平坦的表面、以及其上黏附有第二研磨劑的相反的第二充分平坦的表面，從而形成兩個相反的完全平坦的研磨面，所述圓形周緣包括第一表面和第二表面； (b) 基部，驅動連接到可被旋轉驅動的機器上，所述基部具有從基部表面上延伸出的圓形肩部，肩部直徑完全等於所述圓盤的圓形周緣的直徑且容納所述圓盤的周緣的第一表面；（c)環，具有環主體，該環主體具有形成孔的圓形肩部，所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環的肩部直徑完全等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的第二表面；以及 (d)至少一個緊固件，將所述環安裝到所述基部，通過所述環的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的夾持表單編號A0101 第29頁/共49頁 0993367773-0 201116364 力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間，其中所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，所述第二研磨劑與所述基部表面相互間隔。 18 .根據申請專利範圍第17項所述的修整工具，其中所述至少一個緊固件將所述環安裝到所述基部，通過所述環的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的爽持力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間。 19 .根據申請專利範圍第18項所述的修整工具，還包括鍵，插入形成於所述圓盤、以及所述環和基部中的至少一者上的凹口，用於防止所述圓盤與所述基部的相對運動。 20 . —種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具，包括： (a) 基底，具有周緣、其上安裝有第一研磨劑的第一充分平坦的主面、以及其上安裝有第二研磨劑的相反的第二充分平坦的表面； (b) 基部，驅動連接到可被旋轉驅動的機器上，所述基部具有基部表面；以及 (c) 用於將所述基底安裝到所述基部的裝置，所述裝置將所述基底安裝到所述基部使得所述第二研磨劑與所述基座表面相互間隔以在所述基座表面和第二研磨劑之間形成一間隙，所述第一研磨劑朝向遠離所述基部的方向。 21 .根據申請專利範圍第20項所述的修整工具，其中所述基底是帶有圓形周緣的圓盤。 22 . —種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的方法，所述方法包括： (a)將基部驅動連接到可被旋轉驅動的機器上，所述基 099126088 表單編號A0101 第30頁/共49頁 0993367773-0 201116364 部具有從基部表面上延伸出的圓形肩部，肩部直徑完全等於所述圓盤的圓形周緣的直徑； (b)將圓盤的圓形周緣抵置於所述基部的肩部，所述圓盤具有其上黏附有第一研磨劑的第一充分平坦的主面、以及其上黏附有第二研磨劑的相反的第二充分平坦的表面， Ο 從而形成兩個相反的完全平坦的研磨面；以及 (C)將環安裝到所述基座，所述環具有環主體，該環主體具有形成孔的圓形肩部，所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環的肩部直徑完全等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的至少一部分； (d )通過所述環的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的夾持力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間，其中所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，所述第二研磨劑與所述基部表面相互間隔。 23 . ο 24 . 根據申請專利範圍第22項所述的方法，還包括將鍵插入形成於所述圓盤、以及所述環和基部中的至少一者上的凹口，用於防止所述圓盤與所述基部的相對運動。一種用於將已經用過的C Μ P拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具，包括： (a) 圓盤，具有圓形周緣、其上黏附有第一研磨劑的第一充分平坦的主面、以及其上黏附有第二研磨劑的相反的第二充分平坦的表面，從而形成兩個相反的完全平坦的研磨面，所述圓形周緣包括第一表面和第二表面，第一表面朝向弟-一表面， (b) 基部，驅動連接到可被旋轉驅動的機器上，所述基部具有從基部表面上延伸出的圓形肩部，肩部直徑完全等 099126088 表單編號A0101 第31頁/共49頁 0993367773-0 201116364 於所述圓盤的圓形周緣的直徑且容納所述圓盤的周緣的第表面，（C)環，具有環主體，該環主體具有形成孔的圓形肩部，所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環的肩部直徑完全等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的第二表面；以及 (d)至少一個緊固件，將所述環安裝到所述基部，使所述圓盤域在所述環和所述基紅間，其巾所述第__研磨劑從所述環上的孔伸出，所述第二研磨劑與所述基部表面相互間隔。 25 . 099126088 一種用於將已經用過的CMP拋光墊恢復至可工作狀態的修整工具的支架，所述支架包括:（a)基部，驅動連接到可破旋轉驅動的機器上，所逃基部具有從基部表面上延伸出的圓形肩部，用於容納圓盤，所述圓盤具有： (i)圓形周緣，包括第一表面和第二表面； (11 )其上黏附有第一研磨劑的第一充分平坦的表面；以及 (ui)其上黏附有第二研磨劑的相反的第二充分平坦的表面，從而形成兩個相反的完全平坦的研磨面，肩部直揸完全等於所述圓盤的圓形周緣的直徑，用於容納所述圓盤的周緣的第一表面； (b)環，具有環主體’該環主體具有形成孔的圓形肩部，所述孔的直徑小於所述圓盤的周緣的直徑，所述環的肩部直徑完全等於所述圓盤的周緣的直徑並容納所述圓盤的周緣的第二表面；以及 (c)至少—個緊固件，將所述環安裝到所述基部，通過所述％的肩部和基座的肩部施加到所述圓盤的周緣的夾持 0993367773-0 表單編號ΑΟίοι 第32頁/共49頁 ' 201116364 力，將所述圓盤夾持在所述環和所述基座之間，其中所述第一研磨劑從所述環上的孔伸出，所述第二研磨劑與所述基部表面相互間隔。 Ο 099126088 表單編號A0101 第33頁/共49頁 0993367773-0