高效率抛光垫刻整与梳理装置的制作方法

本实用新型涉及一种抛光垫修整器，特别是涉及一种高效率抛光垫刻整与梳理装置。

背景技术：

化学机械研磨是半导体器械制造工艺中的一种技术，其利用化学腐蚀及机械力对加工过程中的硅晶圆或其他衬底材料进行平坦化处理，故又被称作化学机械平坦化。在化学机械研磨技术尚未问世前，曾有反刻、玻璃回流、旋涂膜层等平坦化技术，但效果并不理想，直到80年代末期，IBM公司发展化学机械研磨技术，使表面平坦化达到更为精细的处理，奠定其于大规模集成电路制造中关键的地位。

化学机械研磨是结合化学蚀刻与机械研磨的加工方法，其主要分为抛光与修整两个部分。

抛光是由一个用来进行芯片研磨的抛光平台，及一个用来固定芯片的承载器握柄与一个供应抛光液的装置所组成，首先承载器利用真空将芯片吸住并且施加压力于铺有一层抛光垫的抛光平台上，藉由芯片承载器及抛光平台两者同方向旋转所产生的相对运动进行抛光加工，在抛光的同时，于芯片表面与抛光垫两者之间加入抛光研磨液，抛光研磨液内含研磨粒及化学药液具有润滑及侵蚀的作用，使芯片表面凸出部分加以移除，达到全面性平坦化的目标。

刻整与梳理是指利用镶嵌入有数千颗以上的钻石磨粒的钻石修整器对抛光垫表面进行自转或来回摆动，以清除抛光后的废屑(梳理)及于抛光垫表面刻出沟纹(刻整)，提升抛光垫对晶圆的摩擦阻力，进而维持抛光速率与保持晶圆干净。

为了在抛光垫寿命期间获得稳定的化学机械研磨性能，会使用钻石修整器刻整抛光垫表面的纹理常态，并梳理去除抛光副产品(如磨屑)。然而请参阅图1，其为现有技术中的一种抛光垫修整器结构示意图，抛光垫修整器是以钻石磨粒A烧结或黏着于金属基材B的表面所制成。由于钻石磨粒A裸露于金属基材B表面，其高度、外观形状及尺寸不一致，使得钻石磨粒A可利用率非常低，造成钻石修整器刻整效果不佳，以及被抛光工作物抛光移除率偏低及移除后的表面均匀度不佳。

此外，由于该钻石磨粒A是以随机数的状态分布于抛光垫修整器上，或是约略的矩阵分布，其间所形成的供抛光后的废屑排出的沟槽的宽度与深度不一，而且，沟槽到一半可能被其他钻石磨粒A所阻挡，造成凹槽无法头尾贯通。此状况会造成废屑卡在沟槽中，而无法顺利被排出，也就是梳理的效果与效率是不好的。

因此如何制造具有均一性、高效率与效果的刻整与梳理、提升化学机械抛光制程良率与可靠度的抛光垫修整器，实为一重要课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高效率抛光垫刻整与梳理装置，可以达到提高被抛光工作物抛光移除率，及提高被抛光工作物移除后的表面均匀度，达成提升整体化学机械抛光制程良率与可靠度的抛光良率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效率抛光垫刻整与梳理装置，包含：

一载盘；以及

一刻整层，设置于该载盘；该刻整层具有复数个交错设置的凹沟，使该刻整层具有复数个呈规则排列的凸部，各凸部概呈等高，且各凹沟概呈等深。

该刻整层可选择以硬度大于待抛光物及研磨粒的硬度的单一材料所构成，例如：蓝宝石、碳化硅、氮化铝与其他类似的材料；经过加工该刻整层之后，使该刻整层具有复数个交错设置且具有斜边的凹沟，且各该凹沟的底面为一个平面。各该凹沟具有复数个沿一第二方向延伸的凹沟，该第一方向与该第二方向的夹角能够为垂直，该第一方向凹沟与该第二方向凹沟形成具有侧面斜边的凸部，该等凸部呈四边形，且经由该呈等高的凸部，得到更佳的抛光垫刻整效果。经由为直线延伸头尾贯通的概呈等深，宽度一致的凹沟，得到更佳的抛光垫梳理效果。

本实用新型的高效率抛光垫刻整与梳理装置可以达到提高被抛光物抛光移除率，及提高被抛光工作物移除后的表面均匀度，达成提升整体化学机械抛光制程良率与可靠度的抛光良率。

附图说明

图1为现有技术的抛光垫刻整与梳理装置。

图2为本实用新型于一较佳实施例的平面图。

图3为图2中沿3-3剖线的剖面图。

图4为本实用新型于另一较佳实施例的平面图。

图5为本实用新型于又一较佳实施例的剖面图。

附图中符号标记说明：

A为钻石磨粒；B为金属基材；10为载盘；20为刻整层；21为凹沟；211为斜边；22 为凸部；221为上表面；P为尖端；L为深度；W1为宽度；W2为宽度；H为高度；X为第一方向；Y为第二方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2及图3，本实用新型为一种高效率抛光垫刻整与梳理装置，包含：

一载盘10；以及

一刻整层20，设置于该载盘10，该刻整层20可选择以硬度大于待抛光物及研磨粒的硬度的单一材料所构成，例如：蓝宝石、碳化硅、氮化铝与其他类似的材料；利用加工该刻整层20之后，使该刻整层20具有复数个交错设置且具有斜边211的凹沟21，且各该凹沟21的底面为一个平面。该等凹沟21概呈直线延伸，且其深度L概呈相同、宽度W1也概呈相同，使该刻整层20具有复数个呈规则排列的凸部22，每一个凸部22具有一上表面221，各该凸部22的上表面221为概呈等高H且宽度W2概呈一致，且各该凸部22的侧面具有斜边211，其中该等凹沟21具有复数个沿一第一方向X延伸的第一凹沟21；该等凹沟21具有复数个沿一第二方向Y延伸的凹沟21，该第一方向X与该第二方向Y的夹角能够为垂直，使该等凸部22呈四边形。请参阅图4，在另一个实施例中，该第一方向X与该第二方向Y的夹角不等于90°，使该等凸部22呈菱形。

图5显示另一种实施态样，各该凸部22为一尖端P，且各该尖端P是由各该凸部22的斜边211延伸的相交点，且该等尖端P概呈等高。

本实用新型所提供的该等凸部22主要是与刻整部份有关，提供该等凸部22高度、宽度一致且呈规则排列，相对于习用装置的钻石磨粒具有高低不一的问题，如此可大幅改善有效率的问题，以使抛光的效果与效率大幅提高。另外要特别提出说明的是，该等凸部22的高度与宽度可配合待抛光物及所使用的研磨粒的粒径大小而调整，如此可使抛光的效果与效率进一步提高。

再者，本实用新型所提供的该等凹沟21主要是与梳理部份有关，藉由该等直线延伸的凹沟21，可使抛光后所产生的废屑，可顺利地沿着该等凹沟21而被排出，此点对于后续的刻整与抛光程序的效果与效率有极大的帮助。另外要特别提出说明的是，该等凹沟21的宽度与 深度可配合待抛光物于抛光后所产生的废屑程度以及所使用研磨粒做调整，以期使抛光后所产生的废屑可顺利地被排出。

综上所述，本实用新型提供了高度H、宽度W2一致且呈规则排列的凸部22以及宽度W1、深度L一致且头尾贯通的凹沟21，让抛光垫能够提供高抛光效率与高抛光效果。而且，本实用新型的结构简单、容易加工，实具有产业竞争价值，特此提出申请。

上述各实施例及附图仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本实用新型的保护范围内。