研磨垫修整装置及研磨垫修整方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种研磨垫修整装置及研磨垫修整方法，所述研磨垫修整装置包括驱动装置、连杆、用于修整研磨垫的调整头以及用于清洁研磨垫的清洁头，所述连杆的两端分别与驱动装置和调整头连接，所述清洁头套设于连杆上并与驱动装置连接，所述清洁头能够在驱动装置驱动下沿连杆的轴向运动，以穿过调整头上的通孔清洁研磨垫，使得研磨垫上的研磨液结晶以及反应副产物能够得到及时清理，减少了晶圆表面划伤缺陷的形成，提高了产品良率。所述研磨垫修整方法在调整头修整研磨垫后，不但可以利用研磨垫修整装置上自带的清洁头对研磨垫进行及时清洁，而且研磨垫修整装置也无需同时做修整和清洁研磨垫的动作，提高了清洁效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种研磨垫修整装置及研磨垫修整方法。
技术介绍
在晶圆制造过程中，随着集成度的增加、半导体器件工艺尺寸的缩小，光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求相应的越来越高，其中，化学机械研磨(CMP，ChemicalMechanicalPolishing)是一种常见的用于使晶圆表面平坦化的工艺手段，其是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术。由于CMP能较为精确并均匀的将晶圆研磨至需要的厚度和平坦度，因此，在半导体器件制作过程中起到了越来越重要的作用。如图1和图2所示，现有的CMP装置包括多个研磨站100，每个研磨站100包括表面承载有研磨垫102的旋转工作台101、研磨臂103和位于研磨臂103一端的研磨头104；在对晶圆110进行研磨时，所述研磨头104利用研磨臂103以抽真空的方式吸附晶圆110的背面，并带动晶圆110旋转，同时，所述研磨臂103可以对晶圆110施加压力，使晶圆110的正面压在研磨垫102上，以使晶圆110的正面与研磨垫102相互接触以进行研磨，其中，所述研磨垫102与研磨头104顺着同一方向旋转，与此同时，所述研磨液106通过研磨液供应管路喷洒在研磨垫102上，以使晶圆110的表面平坦化。由于CMP制程是将晶圆110的表面与研磨垫102的研磨表面接触，然后，通过晶圆110表面与研磨垫102的研磨表面之间的相对运动将晶圆110表面平坦化。因此，所述研磨垫102的研磨表面的平整度对于晶圆110表面形态的控制是至关重要的。为了调整研磨垫102的研磨表面的平整度，目前，通常利用研磨垫修整器(PadConditioner)105，来调整研磨垫102的平整度，其中，所述研磨垫修整装置105包括调整臂105-1以及连接于调整臂105-1一端的调整头105-2，所述调整头105-2通过调整臂105-1压抵研磨垫102的研磨表面并修整研磨垫102，以使研磨垫102的研磨表面的平整状态符合工艺要求。在现有的化学机械研磨过程中，晶圆发生比例最高的一种表面缺陷就是划伤。专利技术人发现，大多数情况下，研磨液结晶以及或反应副产物是造成晶圆表面划伤的最主要原因。一方面，化学机械研磨机台连续研磨时间过长(通常约30～45个小时)，研磨垫上的研磨液会发生结晶，具体的，所述研磨液结晶的微观形态如图3a和图3b中虚线圈内所示，继而在后续晶圆的研磨过程中，研磨垫会因为其自身携带的研磨液结晶，而对后续的晶圆表面造成划伤。另一方面，化学机械研磨过程中化学腐蚀作用产生的反应副产物也容易导致晶圆表面划伤。若不及时清除研磨垫上的研磨液结晶以及反应副产物，这些研磨液结晶以及反应副产物会导致晶圆表面产生划伤，降低产品的良率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种研磨垫修整装置及研磨垫修整方法，以及时清除研磨垫上的研磨液结晶以及反应副产物，从而使研磨垫时刻保持最佳清洁状态，进而降低晶圆表面划伤缺陷发生的比例，提高产品的良率。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种研磨垫修整装置，包括驱动装置、连杆以及用于修整研磨垫的调整头，所述连杆的一端与所述驱动装置连接，所述连杆的另一端与所述调整头连接，其特征在于，所述研磨垫修整装置还包括用于清洁所述研磨垫的清洁头，所述清洁头套设于所述连杆上并与所述驱动装置连接，所述调整头上设置有通孔，所述清洁头能够在所述驱动装置驱动下沿所述连杆的轴向运动，以穿过所述调整头上的通孔清洁所述研磨垫。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述清洁头包括气囊、底座以及设置在所述底座面向所述研磨垫的表面上的多个毛刷，所述气囊和所述底座套设于所述连杆上，并且，所述气囊的一端与所述连杆固定连接，所述气囊的另一端与所述底座背向所述研磨垫的表面固定连接。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述底座为一圆盘，所述多个毛刷阵列分布在所述底座面向所述研磨垫的表面上。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述连杆包括相互连接的第一连杆以及第二连杆，所述驱动装置与所述第一连杆连接，所述调整头与所述第二连杆连接，所述清洁头套设于所述第二连杆上。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述第二连杆为一异型轴。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述研磨垫修整装置还包括与所述连杆连接的横臂，所述驱动装置通过所述横臂和所述连杆带动所述调整头与所述清洁头转动和摆动，以对所述研磨进行修整或清洁。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述调整器圆盘面向所述研磨垫的表面上设置有多个弧形沟槽。可选的，在所述的研磨垫修整装置中，所述多个毛刷中，每个毛刷包括多根刷毛。此外，本专利技术还提供了一种如上所述研磨垫修整装置之研磨垫修整方法，所述调整头修整所述研磨垫后，所述清洁头在所述驱动装置驱动下沿所述连杆的轴向运动，以穿过所述调整头上的通孔清洁所述研磨垫。可选的，在所述的研磨垫修整方法中，所述调整头修整所述研磨垫的过程包括：所述驱动装置控制所述连杆带动所述调整头向下运动，以使所述调整头压抵所述研磨垫表面并修整所述研磨垫；以及所述驱动装置控制所述连杆带动所述调整头向上运动以远离所述研磨垫。可选的，在所述的研磨垫修整方法中，所述调整头修整所述研磨垫时，所述驱动装置还控制所述连杆带动所述调整头转动和摆动。可选的，在所述的研磨垫修整方法中，所述清洁头清洁所述研磨垫时，所述驱动装置还控制所述连杆带动所述清洁头转动和摆动。可选的，在所述的研磨垫修整方法中，所述调整头修整所述研磨垫之前，所述驱动装置还控制所述清洁头沿所述连杆向下运动，以使所述清洁头接近所述研磨垫。综上所述，本专利技术提供的研磨垫修整装置及研磨垫修整方法具有以下有益效果：第一、本专利技术的研磨垫修整装置，通过设置套设于连杆上并与驱动装置连接的清洁头，使得清洁头能够在驱动装置驱动下沿连杆的轴向运动，以穿过调整头上的通孔清洁研磨垫，进而使得研磨垫上的研磨液结晶以及反应副产物能够得到及时清理，减少了晶圆表面划伤缺陷的形成，提高了产品的良率；第二、所述清洁头采用气囊、底座以及设置在底座面向研磨垫的表面上的多个毛刷，所述气囊和底座均套设于连杆上，并且气囊的两端分别与连杆和底座背向研磨垫的表面固定连接，使得气囊能够带动底座沿连杆的轴向运动，结构简单，设置方便，使用成本低；第三、本专利技术的研磨垫修整方法采用上述研磨垫修整装置，并利用调整头修整研磨垫后，所述清洁头在驱动装置驱动下沿连杆轴向运动，以穿过调整头上的通孔清洁研磨垫，使得研磨垫修整后，不但可以通过研磨垫修整装置自带的清洁头对研磨垫进行及时清洁，而且研磨垫修整装置也无需同时做修整和清洁研磨垫的动作，提高了研磨垫的清洁效率。附图说明图1为现有的研磨站的立体结构示意图；图2为图1所示研磨站的正视结构示意图；图3a为现有的研磨液结晶的一微观形态图；图3b为现有的研磨液结晶的另一微观形态图；图4为本专利技术实施例的研磨垫修整装置的正视结构示意图；图5为图4所示研磨垫修整装置的立体结构示意图；图6为本专利技术实施例的清洁头的立体结构示意图；图7为本专利技术实施例的调整头的立体结构示意图；图8为本专利技术优选实施例的研磨垫修整装置的正视结构示意图；图9为本专利技术实施例的异型轴的立体结构示意图；图10为图7所示调整头背向研磨垫一侧的俯视图；图11为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫修整装置，包括驱动装置、连杆以及用于修整研磨垫的调整头，所述连杆的一端与所述驱动装置连接，所述连杆的另一端与所述调整头连接，其特征在于，所述研磨垫修整装置还包括用于清洁所述研磨垫的清洁头，所述清洁头套设于所述连杆上并与所述驱动装置连接，所述调整头上设置有通孔，所述清洁头能够在所述驱动装置驱动下沿所述连杆的轴向运动，以穿过所述调整头上的通孔清洁所述研磨垫。

【技术特征摘要】
1.一种研磨垫修整装置，包括驱动装置、连杆以及用于修整研磨垫的调整头，所述连杆的一端与所述驱动装置连接，所述连杆的另一端与所述调整头连接，其特征在于，所述研磨垫修整装置还包括用于清洁所述研磨垫的清洁头，所述清洁头套设于所述连杆上并与所述驱动装置连接，所述调整头上设置有通孔，所述清洁头能够在所述驱动装置驱动下沿所述连杆的轴向运动，以穿过所述调整头上的通孔清洁所述研磨垫。2.如权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述清洁头包括气囊、底座以及设置在所述底座面向所述研磨垫的表面上的多个毛刷，所述气囊和所述底座套设于所述连杆上，并且，所述气囊的一端与所述连杆固定连接，所述气囊的另一端与所述底座背向所述研磨垫的表面固定连接。3.如权利要求2所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述底座为一圆盘，所述多个毛刷阵列分布在所述底座面向所述研磨垫的表面上。4.如权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述连杆包括相互连接的第一连杆以及第二连杆，所述驱动装置与所述第一连杆连接，所述调整头与所述第二连杆连接，所述清洁头套设于所述第二连杆上。5.如权利要求4所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述第二连杆为一异形轴。6.如权利要求1所述的研磨垫修整装置，其特征在于，所述研磨垫修整装置还包括与所述连杆连接的横臂，所述驱动装置通过所述横臂和所述连杆带...

【专利技术属性】
技术研发人员：弓艳霞，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31