利用研磨垫整理装置整理研磨垫的方法制造方法及图纸

一种研磨垫整理装置，适用于研磨半导体晶片的化学机械研磨设备中，其特征在于，包括：　　　　一研磨垫，具有一相反电极设置于该研磨垫内；　　　　一研磨垫整理器，具有一研磨盘及一研磨支撑架，且该研磨垫整理器内设置有一电极；以及　　　　一偏压产生器，用于施加一偏压于该相反电极及电极间以于该研磨盘与该研磨垫间产生一电场以吸附或吸引带电荷粒子。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨半导体晶片的化学机械研磨设备，且特别有关于一种研磨半导体晶片的化学机械研磨设备中用于整理研磨垫的研磨垫整理装置及其整理研磨垫的方法。
技术介绍
化学机械研磨法可提供一半导体晶片表面全面性平坦化的解决方法，随着超大规模集成电路(ULSI)集成度的提升、制造的复杂化，经常需要在半导体晶片表面形成绝缘层如二氧化硅等材料以及金属层如钨或铜等材料，进而形成一多重内导线的结构，以提升集成电路组件的电性表现。然而关于平坦化的技术，目前只有借助化学机械研磨法才能使上述绝缘层与金属层间达到全面性平坦化的效果。而化学机械研磨法是利用一模块化的化学机械研磨机设备，一般而言包含四个组成模块；分别是半导体晶片搬运(wafer handling)、研磨抛光(polishing)、研浆传递(slurry delivery)以及控制系统(control system)。半导体晶片搬运模块为一自动化的机械工具，熟练的操作搬运至研磨抛光模块的半导体晶片盒(wafer cassette)。研磨抛光模块包括数个研磨头(polishing head)，分别设置于称为旋转木马(carousel)的机械定位器上。一研磨头拾起一半导体晶片并传递至一抛光研磨垫(polishing pad)被抛光研磨。当半导体晶片被抛光研磨完成时，研磨浆传递模块驱散整齐流动的研磨浆溶液。研磨浆溶液为研磨料，机械式地磨损半导体晶片表面用以移除不需要的材料。随着机台处理完毕的半导体晶片数目增加，研磨抛光模块内的研磨垫因为重复抛光研磨半导体晶片而变得平滑时，通过研磨垫整理装置可再次使研磨垫粗糙化。此外，因为研磨图案及研磨抛光头压力可造成崎岖不平地磨损，研磨垫整理装置也具有维持研磨垫水平的功能。通过使用研磨垫整理装置研磨突出研磨垫高度的面积，使研磨垫保持水平。图1概要地显示一现有技术的研磨垫整理装置，适用于一研磨半导体晶片材料的化学机械研磨设备110内，其中包括用于整理位于研磨平台150上的研磨垫14的研磨垫整理器160，此外还包括用以注流研磨浆溶液于研磨垫14上研磨浆输送管路180。研磨垫整理器160中包括了研磨器支撑架170以及研磨盘171以整理研磨垫14以及去除研磨垫物质，如研磨掉的半导体晶片材料及残留在研磨垫14的研磨浆溶液的研磨颗粒，其中研磨盘171为含有钻石粒子的不锈钢盘。于现有技术中，用于整理研磨垫的研磨垫整理器160，仅采用研磨盘171以整理研磨垫14及去除研磨垫物质，如研磨掉的半导体晶片材料及残留在研磨垫14上的研磨浆溶液的研磨颗粒。研磨垫整理器160无法有效移去在研磨垫14上带电荷的微小粒子例如为氧化物、金属及残留在研磨垫14内的研磨浆的研磨颗粒。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种研磨垫整理装置与利用其整理研磨垫的方法，上述研磨垫整理装置中包括一研磨垫整理器，其具有一研磨盘及一研磨支撑架并具有一电极附加在研磨盘外或以研磨盘为电极，以及一相反电极设置于研磨垫内，并通过一偏压产生器以施加一偏压于上述两电极之间，以于研磨垫及研磨盘间产生一电场。通过此电场使研磨盘吸引及吸附带电荷粒子，而带电荷粒子来自于研磨掉的半导体晶片材料及残留在研磨垫上的研磨浆溶液内的研磨颗粒。而利用本专利技术的研磨垫整理器整理研磨垫的方法包括转动一内设置有一相反电极的研磨垫；转动具有一研磨盘及一研磨支撑架的一研磨垫整理器，于研磨垫整理器内设置有一电极；以研磨垫整理器的上研磨盘接触研磨垫，以整理研磨垫；以及施加一偏压于上述相反电极及电极间以产生一电场使得研磨盘吸附或吸引带电荷粒子。附图说明图1现有技术中适用于化学机械研磨设备中的研磨垫整理装置； 图2本专利技术实施例中适用于化学机械研磨设备中的研磨垫整理装置。其中，附图标记说明如下14--研磨垫；110、210--化学机械研磨设备；150、250--研磨平台；160、260--研磨垫整理器；170、270--研磨器支撑架；171、271--研磨盘；180、280--研磨浆输送管路；272--电极；273--相反电极；274--偏压产生器。具体实施例方式为让本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下如图2中所示，本专利技术实施例中的适用于研磨半导体晶片的化学机械研磨设备中的研磨垫整理装置。首先提供一化学机械研磨设备210，于此化学机械研磨设备210内具有研磨垫14，其设置于研磨平台250上，并可配合一半导体晶片载具(未显示)的使用以用于化学机械研磨半导体晶片。此外，于研磨垫14内设置有一相反电极273，而于研磨垫14上还设置了研磨浆输送管路280用以注入研磨浆溶液(例如作为研磨颗粒的SiO2或Al3O4及研磨化学物及水所组成的研磨浆溶液，pH值介于pH2-12)于研磨垫14上，而研磨垫整理器260中则设置有研磨器支撑架270及用以整理(scrub)研磨垫14并去除研磨垫物质的研磨盘271，此研磨盘271例如为含有钻石粒子的不锈钢盘。于研磨垫整理器260内也设置有一电极272，电极272可附加于研磨盘271外或以研磨盘271为电极272。此外另设置有一偏压产生器274以施加一偏压(介于0.5-5.0volts)于相反电极273与电极272间以于研磨垫14及研磨盘271间产生一电场。研磨盘271通过此电场以吸引及吸附带电荷粒子，此带电荷粒子例如为研磨掉的半导体晶片材料及残留在研磨垫14上的研磨浆溶液中的研磨颗粒。再者，利用本专利技术的研磨垫整理器260整理研磨垫14的方法，其步骤如下转动研磨平台250以转动设置有相反电极273于内的研磨垫14；转动具有研磨支撑架270及研磨盘271的研磨垫整理器260，而研磨垫整理器260内设置有一电极272；以研磨垫整理器260的研磨盘271接触研磨垫14，以整理研磨垫14；以及通过偏压产生器274施加一偏压于相反电极273及电极272间以产生一电场使得研磨盘271吸附或吸引带电荷粒子。此外，如果选择SiO2或Al3O4为研磨颗粒悬浮于pH2-6研磨浆溶液中，根据胶体化学理论，SiO2或Al3O4研磨颗粒将带正电荷。如果使用上述研磨浆溶液去研磨金属膜层，SiO2/Al3O4研磨颗粒及金属膜研磨物两者都带正电荷。因此，当偏压产生器274施加一负偏压于相反电极273与电极272间的电极272上，带正电荷粒子则被吸引及吸附到研磨盘271上。反之，如果选择SiO2或Al3O4为研磨颗粒悬浮于pH9-12研磨浆溶液中，根据胶体化学理论，SiO2或Al3O4研磨颗粒将带负电荷。如果使用上述研磨浆溶液去研磨氧化膜层，SiO2/Al3O4研磨颗粒及氧化膜研磨物两者都带负电荷。因此，当偏压产生器274施加一正偏压于相反电极273与电极272间的电极272上，带正电荷粒子则被吸引及吸附到研磨盘271上。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本专利技术，任何本领域的技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，可作各种的等效更动与润饰，因此本专利技术的保护范围以权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨垫整理装置，适用于研磨半导体晶片的化学机械研磨设备中，其特征在于，包括一研磨垫，具有一相反电极设置于该研磨垫内；一研磨垫整理器，具有一研磨盘及一研磨支撑架，且该研磨垫整理器内设置有一电极；以及一偏压产生器，用于施加一偏压于该相反电极及电极间以于该研磨盘与该研磨垫间产生一电场以吸附或吸引带电荷粒子。2.如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于，该化学机械研磨设备还包括一半导体晶片载具及一转动研磨平台，以用于化学机械研磨一半导体晶片。3.如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于，还包括一研磨浆输送管路，用于注入一研磨浆溶液于该研磨垫上。4.如权利要求3所述的研磨垫整理装置，其特征在于，该研磨浆溶液包括(a)SiO2或Al3O4及(b)研磨化学物及(c)水，其中该研磨浆溶液的pH值介于pH2-12。5.如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于，该研磨盘设置于该研磨垫整理器上，且该研磨盘为一含有钻石粒子的不锈钢盘。6.如权利要求1所述的研磨垫整理装置，其特征在于，于该研磨垫内设置的该相反电极及于该研磨垫整理器内设置的该电极间所施加的该偏压介于0.5-5.0volts。7.一种利用研...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪永泰，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：