研磨垫整理装置及研磨垫整理方法制造方法及图纸

一种研磨垫整理装置，包括支撑臂和修正盘，其特征在于：所述支撑臂上还安装有吸附器，所述吸附器包含磁性收集体，所述修正盘上镶有由不锈钢材料制成的颗粒，且所述磁性收集体与所述颗粒中一个为磁体，另一个为磁体或磁性材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种研磨垫整理装置及 研磨垫整理方法。
技术介绍
随着超大规模集成电路ULSI(Ultra Large Scale Integration)的飞速发 展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，对晶片表面的平整度要 求也越来越严格。而现在广泛应用的多层布线技术会造成晶片表面起伏 不平，对图形制作极其不利，为此，需要对晶片进行平坦化(Planarization) 处理，使每一层都具有较高的全局平整度。目前，化学机械研磨法(CMP， Chemical Mechanical Polishing)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其在半 导体制作工艺进入亚微米(sub-micron)领域后，化学机械研磨已成为一项 不可或缺的制作工艺技术。化学机械研磨法(CMP)是通过晶片和研磨头之间的相对运动来平 坦化晶片表面的。图l为现有的化学机械研磨设备的结构示意图，如图l 所示，化学机械研磨时，通过转动的研磨头101将晶片102以一定的压力 压置于旋转的转盘104上的研磨垫103上，混有极小磨粒的研磨液105通过 研磨液输送管106滴落于研磨垫103上，并在研磨垫103的传输和旋转离心 力的作用下，均匀分布于其上，在晶片102和研磨垫103之间形成一层流 体薄膜，流体中的化学成分与晶片产生化学反应，将不溶物质转化为易 溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学反应物从晶片表面去除， 溶入流动的流体中带走，从而获得光滑无损伤的平坦化表面。其中，粘附在转盘104上表面的研磨垫103是在CMP中决定研磨速率 和平坦化能力的一个重要部件，其对研磨工艺的稳定性、重复性及均匀 性都有重大影响。研磨垫通常用聚亚胺脂(Polyurethaneresin)制成，其 表面粗糙且具有孔洞，在进行CMP时，大部分研磨产生的颗粒会被流动的流体带走，然而仍有少部分的颗粒会渐渐累积在研磨垫的孔洞中，使 得研磨垫表面愈来愈不粗糙，研磨速率降低，造成CMP工艺的不稳定， 并使研磨垫快速耗损。因此，需要有一个研磨垫整理装置，其用于将研 磨垫表面的颗粒移除，并修复研磨垫，使研磨垫恢复粗糙的表面，以确 保研磨工艺更为稳定。通常所用的研磨垫整理装置如图l所示，由支撑臂108和^修正盘107组成。图2为现有的化学机械研磨设备的工作情况示意图，如图2所示，化 学机械研磨时，研磨液通过研磨液输送管203滴落于研磨垫201上；研磨 垫201与研磨头202分别沿图中所示的方向211和212进行转动，对晶片进 行平坦化处理；研磨垫整理装置通过支撑臂204带动修正盘205沿图中213 所示方向往返运动，同时，修复盘205还进行图中214所示的旋转运动， 以实现对研磨垫的整理和修复。现有的研磨垫整理装置的修正盘往往镶有金刚石颗粒，图3为现有的 研磨垫整理装置的修正盘剖面图，如图3所示，其由本体301和金刚石颗 粒302组成，且该金刚石颗粒302通过中间层303镶于本体301上，其的分 布可以是散乱分布、环状分布或均匀分布等方式。用于镶嵌颗粒302的中 间层303可以是利用焊接方式固定颗粒的镍层，也可以是利用热压烧结的 方式固定颗粒的陶瓷粉末等。但是，在研磨过程中，无论是以哪种方式 镶于修正盘上的金刚石颗粒302,都常会因应力的关系而从修正盘上脱 落，该脱落的颗粒残留于研磨垫中，会在晶片表面形成表面擦痕(Scratch), 这些擦痕易在金属间引起短路或开路现象，降低产品的成品率。图4为现有的说明表面擦痕引起金属间短路的示意图，如图4所示， 因为晶片表面存在的擦痕401,造成了连接孔402和403之间电短路。为了 减少研磨后晶片表面的擦痕，除了通常采用的对研磨工艺进行改进，对 研磨垫进行维护外，还需要对由修正盘脱落至研磨垫中的颗粒进行去除。了一种研磨垫整理装置，其的修正盘采用了在本体上配置一层部分相稳 定化金属氧化层，再在该层上分布金刚石颗粒的方法形成。该装置利用 部分相稳定化金属氧化层具有的抗酸腐蚀等特性，达到延长修正盘寿命， 避免金刚石颗粒脱落的目的。但是采用该方法仅能起到降低金刚石颗粒 脱落几率的作用，并不能确保没有金刚石颗粒脱落于研磨垫中。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以改善现有的 化学机械研磨过程中因修正盘上的颗粒脱落而导致的划伤晶片的现象。本专利技术提供的一种研磨垫整理装置，包括支撑臂和修正盘，其中， 所述支撑臂上还安装有吸附器，所述吸附器包含磁性收集体，所述修正 盘上镶有由不锈钢材料制成的颗粒，且所述磁性收集体与所述颗粒中一 个为》兹体，另一个为》兹体或i兹性材沣牛。其中，所述颗粒由磁化后的马氏体铬不锈钢磁体或马氏体铬镍不锈 钢磁体制成，所述磁性收集体由铁、钴、镍合金中的一种制成。其中，所述不锈钢磁体由马氏体铬不锈钢磁体或马氏体铬镍不锈钢 ;兹体制成，所述磁性收集体为磁体。其中，所述吸附器还包括与所述支撑臂相连接的底座，所述底座的 下表面安装有所述磁性收集体，且所述磁性收集体与所述研磨垫间保持 一定间距。其中，所述吸附器还包括与所述支撑臂相连接的底座，所述底座的 上表面安装有所述磁性收集体，且所述底座与所述研磨垫间保持一定间 距。此时，还可以在所述吸附器的底座的下表面，与所述^f兹性收集体对 应的位置安装有粘附体。其中，所述吸附器的磁性收集体直接安装于所述支撑臂上，且所述 磁性收集体与所述研磨垫间保持一定间距。其中，所述磁性收集体安装于所述支撑臂的下表面。其中，所述吸附器安装于所述支撑臂靠近研磨垫中心的一边，且其 与所述支撑臂间的夹角在10。至90。之间。其中，所述吸附器的磁性收集体的形状可以为圆弧形，且相对于所 述吸附器而言，所述圆弧形的圆心与所述修正盘在同 一侧。其中，所述吸附器的形状可以为条形。本专利技术具有相同或相应^^支术特征的一种研磨垫的整理方法，包括步骤利用镶有不锈钢颗粒的修正盘对所述研磨垫进行整理和修复；利用与所述不锈钢颗粒之间具有磁吸引力的磁性收集体吸附脱落 于研磨垫内的所述不锈钢颗粒。其中，利用镶有不锈钢颗粒的修正盘对所述研磨垫进行整理和修 复，包括步骤令研磨垫旋转；令研磨垫整理装置的支撑臂沿所述研磨垫径向往返运动；令与所述支撑臂相连的所述研磨垫整理装置的修正盘进行与所述 研磨垫同向的旋转。其中，所述磁性收集体与所述支撑臂相连，并随所述支撑臂一起沿 所述研磨垫径向进行往返运动。其中，在所述支撑臂进行往返运动的过程中，与所述支撑臂相连的 所述修正盘最多会有半个盘面运动至所述研磨垫外。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的研磨垫整理装置，将用于整理和修复研磨垫的修正盘上镶 的传统的金钢石颗粒改为不锈钢颗粒，再在支撑臂上安装与颗粒间具有 磁吸引力的吸附器，该吸附器可以将脱落于研磨垫内的不锈钢颗粒吸附出来。避免了现有的研磨垫整理装置中颗粒脱落于研磨垫后划伤晶片的 现象，提高了生产的成品率。本专利技术的研磨垫整理方法，先利用镶有不锈钢颗粒的修正盘对研磨 垫进行整理和修复；再利用与不锈钢颗粒之间具有磁吸引力的磁性收集 体吸附脱落于研磨垫内的所述不锈钢颗粒。避免了因修正盘上颗粒脱落 于研磨垫而损伤晶片的现象。附图说明图1为现有的化学机械研磨设备的结构示意图； 图2为现有的化学机械研磨设备的工作情况示意图； 图3为现有的研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫整理装置，包括支撑臂和修正盘，其特征在于：所述支撑臂上还安装有吸附器，所述吸附器包含磁性收集体，所述修正盘上镶有由不锈钢材料制成的颗粒，且所述磁性收集体与所述颗粒中一个为磁体，另一个为磁体或磁性材料。

【技术特征摘要】
1、一种研磨垫整理装置，包括支撑臂和修正盘，其特征在于所述支撑臂上还安装有吸附器，所述吸附器包含磁性收集体，所述修正盘上镶有由不锈钢材料制成的颗粒，且所述磁性收集体与所述颗粒中一个为磁体，另一个为磁体或磁性材料。2、 如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述颗粒 由磁化后的马氏体铬不锈钢磁体或马氏体铬镍不锈钢磁体制成。3、 如权利要求2所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述磁性 收集体由铁、钴、镍合金中的一种制成。4、 如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述不锈 钢磁体由马氏体铬不锈钢磁体或马氏体铬镍不锈钢磁体制成。5、 如权利要求4所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述磁性 收集体为磁体。6、 如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述吸附 器还包括与所述支撑臂相连接的底座，所述底座的下表面安装有所述磁 性收集体，且所述磁性收集体与所述研磨垫间保持一定间距。7、 如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述吸附 器还包括与所述支撑臂相连接的底座，所述底座的上表面安装有所述磁 性收集体，且所述底座与所述研磨垫间保持一定间距。8、 如权利要求7所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述吸附 器的底座的下表面，与所述^f兹性收集体对应的位置还安装有粘附体。9、 如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于所述吸附 器的磁性收集体直接安装于所述支撑臂上，且所述磁性收集体与所述研 磨垫间保持一定间距。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，
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：31