TW410185B - Abrasive dresser for polishing disc of chemical-mechanical polisher - Google Patents

Description

_410185 B7_ 五、發明說明（1 ) (發明之領域） (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關於使用於硏磨磨盤之硏磨用修整器詳述之 ，即對於平坦之旋轉自如之磨盤之盤面供給化學硏磨劑以 •硏磨（磨光）該磨盤上之晶圓等之被硏磨物之化學•機械 磨光機之，上述磨盤之硏磨修整器。特別是使之，在於與 上述磨盤之接觸部成爲面接觸，以資減輕使用時之磨耗以 圖延長壽命，同時可以提高該磨盤之硏磨效率之化學•機 械磨光機之磨盤之硏磨修整器。 (有關於本技術） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 近年來在於積體電路等之半導體製品之製造上，隨應 於積體電路之容量之增大化之要求，電路之積體度乃逐漸 在提高中，而隨著它而電路之層間之絕緣膜也愈來愈薄。 隨著此種要求，如第7圖所示，已開始採用在於矽基板1 上，隨著配線之圖樣形成配線溝2，以此狀態而在矽基板 1之全表面形成鋁等之金屬層3，而硏磨此金屬層3以資 只在上述配線溝2內留存金屬層3由而形成平坦的配線圖 樣，而將這些積層3多層以資製造積體電路之技術。 第8圖表示，在上述之積體電路之製造時，使$於硏 磨形成於矽基板1之全表面之配線用之金屬層3時所使用 之化學•機械磨光機（下面簡稱CMP ( Chemical Machanical Polsher ))之-磨盤4之斷面圓。如第8圖所示 ，此磨盤4乃在平盤狀之基台5上粘貼平坦之硏磨墊6而 構成。並且例如在酸等之化學硏磨劑上混合微細之硏磨劑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） -4- 410185 A7 B7__ 五、發明說明（2 ) <請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) ，將此硏磨劑供給於上述磨盤4之硏磨墊6之表面，旋轉 該磨盤4而保持於保持具7之矽基板1之金屬層3接觸於 上述硏磨墊6之表面，於是以化學硏磨劑及硏磨材來硏磨 •上述金屬層3。 另一方面，上述磨盤4之硏磨墊6也會在於硏磨上述 金屬層3時會磨耗，由而無法維持硏磨墊之平坦度，因此 在於上述CMP上，具備有用於硏磨該硏磨墊6用之硏磨 裝置。於是以具備於該硏磨裝置之硏磨修整器而可以硏磨 上述硏磨墊6。 第9圖係表示以往之硏磨修整器8之中央橫斷面圖。 該硏磨修整器8乃例如以規定之寬度地隆起了該圓形之平 盤狀之底層構件9之外周部，而在該隆起部1 0之表面略 均一的分佈鑽石磨粒等之硏磨磨粒’而予以固著形成硏磨 面1 1而構成。 並且如第1 0圖所示，以保持具1 2保持上述硏磨修 整器8，令上述磨盤4旋轉，而將保持於該保持具1 2之 硏磨修整器8之硏磨面11由上方而接觸於該硏磨墊6之 表面由而硏磨上述磨盤4之硏磨墊6之表面。此時如圖中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之箭示P地，對於保持具1 2之中心部施加加工壓力，而 . 將上述硏磨修整器8之硏磨面11由上方而壓接於磨盤4 之硏磨墊6時，即由該硏磨面1 1之推壓力而上述硏磨墊 6乃由其彈性而以稍微沈下狀態地變形’並且藉由此硏磨 硏磨墊6來維持該硏磨墊6之表面之平坦度，同時實施墊 表面之淸淨。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- A7 B7 410185 五、發明說明（3 ) 惟在如此之以往之硏磨墊8上，如第9圖所示，上述 硏磨面1 1之斷面形狀乃被形成爲平坦面，所以如第1 〇 圖所示地由上方將硏磨修整器8之硏磨面1 1壓接於磨盤 _ 4之硏磨墊6時，雖然能以，以規定寬度地在於外周部形 成爲圓卷形狀之硏磨面1 1之全面來推壓硏磨墊6，惟由 此推壓所放之硏磨墊6之沉下變形係在於上述硏磨面11 之最外周部而成爲最大，所以硏磨面1 1之對於硏磨墊6 之接觸壓力乃在最外周部而成爲最大，結果而言，由上述 最外周部之輪廓線之圓而變成爲線接觸之狀態。 由此原因，只有分佈固著於上述硏磨面1 1之最外周 部之硏磨磨粒，強有力的壓接於硏磨墊6而實施硏磨，所 以只有固著於最外周部之硏磨磨粒很快的磨耗β而分佈於 上述硏磨面11之內周部之硏磨磨粒即對於硏磨墊6不具 有足夠之接觸壓力而對於硏磨硏磨墊6不太會有助力。因 此固著於硏磨面11之最外周之硏磨磨粒所磨耗之硏磨修 整器8即無法使用於硏磨墊6之硏磨，不得不換新的硏磨 修整器8。 換言之硏磨修整器8之壽命很短，而無法以一個硏磨 修整器8而硏磨多數枚數之磨盤4之硏磨墊6，致使磨盤 • · 4之硏磨效率之低落。 (發明之槪說） 本發明係對處於上述之問題，提供一種在於與磨盤之 接觸部而能成爲面接觸，由而減輕使用時之磨耗，以圖延 --I J1--；---— I— ---------I r-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- A7 B7 410185 五、發明說明（4 ) 長壽命，同時可以提高該磨盤之硏磨效率之化學·機械磨 光機之磨盤用修整器爲目的。 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了達成上述目的的本發明之化學*機械磨光機之磨 _盤之硏磨修整器及，主要係用於硏磨，對於平坦而旋轉可 能之磨盤之盤面供給化學硏磨劑，而在該磨盤上而硏磨被 硏磨物之表面之化學•機械磨光機之上述磨盤者，而以規 定之寬度將平盤狀之底層構件之外周部之表面予以隆起， 而略均一的分佈硏磨磨粒以資形成硏磨面而成之硏磨修整 器中，其特徵爲， 將上述硏磨面之斷面形狀形成爲凸形之圓弧狀曲面者 0 由而結果而言，在於與化學•機械磨光機之磨盤之接 觸得成爲面接觸，同時可以防止在硏磨修整器之使用時， 硏磨面之只有一部份很快的磨耗之情形，由而可以使硏磨 修整器長壽命化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，對於上述磨盤之硏磨磨粒之固著係以金屬電著來 固著亦可以。由而可以使上述硏磨磨粒之固著更容易且可 以使之很牢固也。 再者，對於上述磨盤之硏磨磨粒之固著係以，¥於化 學硏磨劑具有耐性之接著劑來接著亦可以，由而可以防止 由於化學硏磨劑所致之硏磨磨粒之剝落。 再者，上述硏磨磨粒也可以採用鑽石磨粒來形成，此 時由於鑽石磨粒係材質硬同時對於化學硏磨劑也有高的抗 性所以很適合於硏磨上述磨盤也。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 A7 410185 B7 _ 五、發明說明（5 ) (合宜之實施例之詳細說明） <請先Μ讀背面之注i項再填寫本頁) 第1圖係表示本發明之化學機械磨光機之磨盤用硏磨 修整器之中央橫斷面圖。係第2圖之A — A線斷面圖，第 _ 2圖係表示上述硏磨修整器之平面圖。此硏磨修整器1 5 乃在於，對於平坦且旋轉自如之磨盤之盤面上供給化學硏 磨劑，由而在該磨盤上硏磨晶片等之被硏磨物之表面之化 學機械磨光機（上述稱「CMP」）上，用於硏磨上述磨 盤者。 首先參照第5圖及第6圖說明CMP 1 6之槪要。第 5圖中裝載處1 7係爲了裝載晶圓卡匣（不圖示）而設之 場處。該晶片卡匣係收納有如第7圖所示之矽基板1上， 形成有金屬層3之處理前之晶圓1 3。洗淨處1 8乃爲了 對於運送臂1 9接交上述晶圓1 3之用而設之場所，上述 運送臂1 9係在洗淨處1 8而吸著晶圓1 3等而予以支持 ，而在圖中旋轉於箭示方向而運送至後述之各位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 初級台板2 0乃實際地將上述晶圓1 3之金屬層3予 以硏磨之場所如第8圖所示，設有平坦且旋轉自如之磨盤 4，而在其表面粘貼有硏磨墊6，又爲了抑制溫度，配設 有冷却裝置等（不圖示）。 . 墊面硏磨台2 1係使用於上述初級台板2 0之硏磨墊 6之表面者。在上述修整器2 2之先端係如第6圖所示， 介著位置調節具2 3而旋轉自如地安裝有本發明之硏磨修 整器1 5。並且上述墊面硏磨台2 1係以修整器臂2 2之 基端部爲支點而可迴旋於箭示B - B >方向，又墊面修整 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -8- 410185 A7 B7_;__ 五、發明說明（6 ) 台2 1係不是迴旋於上述箭示B - B /方向而是使修整器 2 2平行移動於橫方向之構成亦可以 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 漿液供給噴嘴2 4係，將pH高之硝酸等之酸之化學 _硏磨劑混合了硏磨材之漿液供給於初級台板2 0上之硏磨 墊6之噴嘴者。 初級台板2 5係旋轉自如之平坦之平台。爲了洗淨在 上述初級台板2 0上之硏磨而附著於處理對象之晶圓1 3 之表面之硏磨劑等之用而設者。純水供給噴嘴2 6係對於 此初級台板2 0之表面供給噴嘴者。 終站2 7係由運送臂1 9接受在上述終級台板2 5上 經洗滌後之晶圓1 3而暫時地放置之場所，卸貨站2 8乃 爲了載置收納了上述處理後之晶圓1 3之晶圓卡匣之用而 設之場所。又，洗滌處1 8及終站2 7係設置於自裝載站 1 7至卸貨站2 8之晶圓1 3之運送路徑之中途。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下面參照第1圖〜第3圖說明，用於硏磨在於上述構 成之CMP 1 6中之磨盤4之硏磨墊6 (參照第8圖）之 硏磨修整器1 5。此硏磨修整器1 5之全體構成係，如第 2圖所示，將例如圓形之平盤狀之底層構件2 9之外周部 ，如第1圖所示地以規定之寬度地予以隆起，而在itj:隆起 部3 0之表面略均一地分佈鑽石磨粒等之硏磨磨粒予以固 著，形成硏磨面3 1而構成。 上述底層構件2 9係以矽來形成或以對於化學硏磨劑 具有優異之耐性之電木等之樹脂所形成。又在此底層構件 2 9之中心部開設有規定之內徑之孔3 2。此孔3 2係爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 410185 a7 ____B7_ 五、發明說明（7 ) 了防止上述底層構件2 9之全體之變形而蹺變之用。 {請先閲讀背面之注項:寫本頁) 再者，在於上述隆起部3 0之硏磨面3 1之圓周方向 ，係有如第2圖所示，形成有以規定之間隔的輻射狀之延 伸之凹溝3 3、3 3......。此凹溝3 3、3 3、...... 。乃當以硏磨修整器1 5來硏磨設於上述初級台板2 0之 磨盤4之硏磨墊6時，由第3圖所示之漿液供給噴嘴2 4 而將酸之化學硏磨劑混合了硏磨材之漿液供給於上述硏磨 墊6上時，使漿液之自然的由隆起部3 0之圓周外側而進 入於中心側，使由上述硏磨修整器1 5之硏磨之很順暢的 實施者。 再者，硏磨磨粒之固著於上述隆起部3 0之表面係使 用鎳等之金屬之金屬電著，而將鑽石磨粒等略均一的分佈 等予以固著形成硏磨面31。或使用玻璃接著劑樹脂接著 劑等等對於化學硏磨劑具有耐性之接著劑，而在上述隆起 部3 0之表面略均一地分佈鑽石磨粒等而予以接著也可以 ，由而在隆起部3 0之表面可形成硏磨面3 1也。 又，以金屬來實施對於上述硏磨面3 1之硏磨磨粒之 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 固著時，即可以將該硏磨磨粒之固著容易且牢固也，又以 對於化學硏磨劑具有耐性之接著劑來接著上述硏磨面31 *. 之硏磨磨粒之固著時，可以防止由於化學硏磨劑之硏磨磨 粒之剝落也。又，使用鑽石磨粒爲上述硏磨磨粒時，由於 鑽石磨粒係材質硬同時對於化學硏磨劑之耐性強，最適合 於硏磨上述磨盤4之硏磨墊6者。 並且在本發明中，如第3圖所示，上述硏磨面3 1之 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 410185 五、發明說明（s ) 斷面形狀係被形成爲凸形之圓弧狀曲面。即在第3圖中， 上述隆起部3 0之斷面形狀係被形成爲具有規定之半徑之 凸形之圓弧狀曲面，在此凸形之圓弧狀曲面之隆起部3 0 •之表面即以上述之金屬電著或對於化學劑而具有耐性之接 著劑而固著了硏磨磨粒3 4而形成了硏磨面3 1。由而該 硏磨面31之斷面形狀也被加工成爲凸形之圓弧狀曲面。 使用如上述構成之硏磨修整器而硏磨第5圖及第6圖 所示之設於初級台板2 0之磨盤4之硏磨墊6時，即如第 4圖所示，以設於第6圖所示之修整器臂2 2之先端之位 置調節具2 3之保持具1 2來保持上述硏磨修整器1 5， 而使上述磨盤4旋轉*將該保持於保持具1 2之硏磨修整 器1 5之硏磨面3 1由上方而接觸於硏磨墊6之表面，由 而硏磨該硏磨墊6之表面。 此時對於保持具1 2之中心部，如箭示P地施加加工 壓力，而由上方將上述硏磨修整器1 5之硏磨面3 1壓接 於磨盤4之硏磨墊6，即由該硏磨面3 1之推壓力而上述 硏磨墊6乃由其彈形而變形爲稍微沈下之狀態，由於本發 明中上述硏磨面31之斷面形狀係被形成爲凸形之圓弧狀 曲面，所以如第4圖所示首先只將該圓弧狀曲面之頂部接 觸於硏磨墊6之表面，隨著壓接力之變大，硏磨墊6變形 而硏磨面3 1與硏磨墊6之接觸加深，同時接觸部份會擴 大至上述圓弧狀曲面之頂部之兩側方。 並且當上述硏磨面31之以規定之壓接力而壓接於硏 磨墊6之表面之狀態時，該硏磨墊6之表面乃變形爲做照 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 項 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - A7 4101S5 _B7___ 五、發明說明（9 ) 於硏磨面3 1之凸形之圓弧狀曲面之形狀，而以該圓弧狀 曲面之頂部爲中心之有擴大面之寬度來接觸，結果而言’ 在硏磨面31與硏磨墊6之接觸中可獲得面接觸之狀態。 由此而分佈固著於上述硏磨面3 1之硏磨磨粒3 4乃 以某一具有擴大之寬度地分佈固著者而對於硏磨墊6而以 狀態來接觸，可以防止只有一部分之很快磨耗之情形，可 以延長硏磨修整器1 5之壽命。又可延長該硏磨修整器 1 5之更換時間。以一個硏磨修整器1 5而可矽磨多片之 磨盤4之硏磨墊6而可提高磨盤4之硏磨效率。再者由於 與上述磨盤4之面接觸而很好實施磨盤4之硏磨，可提高 磨盤本身之平坦度。及防止阻塞，由而可延長磨盤之壽命 也。 圖式之簡單說明 第1圖係表示本發明之化學•機械磨光機之磨盤用硏 磨修整器之中央斷面圖。乃第2圖之A — A線斷面圖。 第2圖係表示上述硏磨修整器之平面圖。 第3圖係表示上述硏磨修整器之隆起部及硏磨面之擴 大斷面圖。 •» 第4圖係表示上述硏磨修整器之使用狀態之斷面說明 圖。 第5圖係表示上述硏磨修整器之化學·機械磨光機之 平面圖。 第6圖係表示上述化學*機械磨光機之要部之斜視圖 - ----!------ I------^--111 — 11 r I 一 <請先閱讀背面之注意事項务填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4101S5 A7 ___B7____ 五、發明說明（1〇 ) ο 第7圖係表示上述化學·機械磨光機所硏磨之矽基板 之斷面圖。 第8圖係表示上述化學·機械磨光機所硏磨之狀態之 斷面說明圖。 第9圖係表示以往之硏磨修整器之中央斷面圖。 第10圓係表示以往之硏磨修整器之使用狀態之斷面 說明圖。 主要元件對照表 1 矽基板 2 配線溝 3 金屬層 4 硏磨機 5 基台 6 硏磨墊 7 保持具 8 硏磨修整器 9 底層基材 1 0 隆起部 11 硏磨具 12 _保持具 1 3 晶圓 15 硏磨修整器 16 C Μ P (化學 •機械磨光機） 17 裝載處 18 洗滌處 *. 19 運送臂 2 0 初級台板 2 1 墊面硏磨台 2 2 修整器臂 2 3 位置調整具 2 4 漿液供給噴嘴 2 5 終級台板 2 6 純水供水噴嘴 2 7 終站 2 8 卸貨站 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐） •13- I I I I I j .1 ί I I I alllllflf —'- (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 410185 a? _B7 五、發明說明（11 ) 9 底層構件 3 0 隆起部 1 硏磨面 3 2 孔 3 凹溝 3 4 硏磨磨粒 111 —---.— 111 -------1 訂--I----I f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用t ® 1準（Ch S)A4規格<210 X 297公釐） -14-

Claims (1)

1. A8B8C8D8 410185 六、申請專利範圍 1 . 一種化學•機械磨光機之磨盤之硏磨修整器，主 要係用於硏磨，對於平坦而旋轉可能之磨盤之盤面供給化 學硏磨劑，而在該磨盤上而硏磨被硏磨物之表面之化學· 機械磨光機之上述磨盤者，而以規定之寬度將平盤狀之底 層構件之外周部之表面予以隆起，而略均一的分佈硏磨磨 粒以資形成硏磨面而成之硏磨修整器中，其特徵爲， 將上述硏磨面之斷面形狀形成爲凸形之圓弧狀曲面者 C 2 ·如申請專利範圍第1項所述之化學•機械磨光機 之磨盤之硏磨修整器，其中對於上述磨盤之硏磨磨粒之固 著係以金屬電著來固著者。 3 .如申請專利範圍第1項所述之化學•機械磨光機 之磨盤之硏磨修整器，其中對於上述磨盤之硏磨磨粒之固 著係以，對於化學硏磨劑具有耐性之接著劑來接著者° 4 .如申請專利範圍第1項或2、3項所述之化學· 機械磨光機之磨盤之硏磨修整器，其中上述硏磨粒係鑽石 磨粒者。 1111!* i----I *--I I I I I ^ * — — — — — — 1^ (諳先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -15-