一种机械化学的研磨工装的制作方法

1.本实用新型涉及机械化学研磨领域，具体涉及一种机械化学的研磨工装。


背景技术：

2.晶圆作为溅射镀膜作业中的常用的溅射目标物，晶圆的表面性能通常会影响在溅射过程中所得镀膜的性能，其通常采用抛光或机械化学研磨等手段进行处理。
3.如cn109300773a公开了一种晶圆的表面处理方法，包括如下步骤：步骤一、提供一晶圆，在晶圆的表面积累有电荷；步骤二、对晶圆的表面进行光照处理，通过光照处理减少或消除晶圆表面积累的电荷；步骤三、对晶圆的正面进行化学溶液处理，利用光照处理后所述晶圆表面积累的电荷被减少或消除的特点消除化学溶液处理过程中在晶圆的正面形成缺陷。能在进行晶圆的正面化学溶液处理之前消除或减少晶圆正面积累的电荷，从而能防止在化学溶液处理过程中产生积累电荷和化学溶液的高能反应并从而消除由高能反应形成的缺陷，从而能提高产品的良率，具有工艺成本低的特点。
4.cn108807217a公开了一种晶圆表面处理装置及方法，所述晶圆表面处理装置包括工作台、脉冲激光器和水箱，所述工作台用于承载晶圆，所述晶圆具有表层结构，所述脉冲激光器产生激光束，所述水箱设有开口，所述水箱中的液体从所述开口中喷出，所述激光束经过所述开口与所述液体一起投射到所述表层结构上。该晶圆表面处理装置及方法，通过脉冲激光器产生激光束，激光束用来剥离晶圆上的表层结构，由水箱从其开口中喷出液体，通过液体冲刷带走附产物；在本实用新型中，由使激光束经过该开口与该开口中喷出的液体一起投射到晶圆的表层结构上，可实现在剥离表层结构的同时并冲刷带走附产物，经过晶圆表面处理可以形成可重复利用的晶圆，降低了生产成本。
5.cn107749392a公开了一种半导体晶圆的表面处理方法，包括以下步骤：(1)将半导体晶圆放置于具有反应气体的反应室中，反应气体与半导体晶圆表面上的氧化物进行反应形成反应产物，对半导体晶圆进行至少两次退火处理分解去除反应产物；(2)对半导体晶圆半导体层进行机械抛光，抛光工艺的抛光压力是20
‑
35kpa，清洗抛光后的表面，进行旋转甩干和烘干处理；(3)用显影液进行表面处理的方式为对半导体晶圆进行喷涂显影液，其包括进行旋转喷涂
‑
浸润
‑
旋转喷涂
‑
浸润的多次重复；(4)用去离子水对上述半导体晶圆进行至少两次清洗。
6.然而现有的研磨过程中，由于研磨垫在随着研磨的进行会逐渐发生偏心现象，进而导致所得晶圆的表面性能会出现区域性的差别，进而导致溅射镀膜所得镀膜的均一性较差，使得晶圆在处理后使用寿命显著减少。


技术实现要素：

7.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的之一在于提供一种机械化学的研磨工装，通过对真空吸盘和研磨垫配合结构的重新设计，解决了在研磨垫在机械化学研磨中存在的偏心问题，同时也使得研磨得到晶圆表面更加均一，使得晶圆在溅射镀膜后得到
的膜层具有良好的性能。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种机械化学的研磨工装，所述机械研磨真空吸盘工装包括真空吸盘、环形限位结构和研磨垫；
10.所述环形限位结构设置于所述真空吸盘上，以中心线为基准；
11.所述环形限位结构的外径等于所述真空吸盘的外径；
12.所述研磨垫的设置于所述环形限位结构内；
13.所述研磨垫的直径等于所述环形限位结构的内径；
14.与所述研磨垫对应的所述真空吸盘的表面上设置有第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；
15.所述第一凹槽的直径＜所述研磨垫的直径；
16.所述第二凹槽的直径＜所述第一凹槽的直径；
17.所述第三凹槽的直径＜所述第二凹槽的直径；
18.所述第一凹槽的深度＜所述第二凹槽的深度＜所述第三凹槽的深度；
19.所述第二凹槽的侧壁上设置有滚花花纹，所述花纹的深度为3
‑
5mm；
20.所述研磨垫的表面设置有与所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽相配合的凸起结构。
21.通过对真空吸盘和研磨垫配合结构的重新设计，解决了在研磨垫在机械化学研磨中存在的偏心问题，同时也使得研磨得到晶圆表面更加均一，使得晶圆在溅射镀膜后得到的膜层具有良好的性能。
22.本实用新型中，第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽的中心线相重合，所述研磨垫和环形限位结构及真空吸盘的中心线相重合。
23.本实用新型中，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽深度等同于所对应侧壁的高度。
24.本实用新型中，所述花纹的深度为3
‑
5mm，例如可以是3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.4mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm、4.8mm、4.9mm或5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
25.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一凹槽的直径为所述研磨垫直径的70
‑
73％，例如可以是70％、70.1％、70.2％、70.3％、70.4％、70.5％、70.6％、70.7％、70.8％、70.9％、71％、71.1％、71.2％、71.3％、71.4％、71.5％、71.6％、71.7％、71.8％、71.9％、72％、72.1％、72.2％、72.3％、72.4％、72.5％、72.6％、72.7％、72.8％、72.9％或73％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
26.作为本实用新型优选的技术方案，所述第二凹槽的直径为所述研磨垫直径的62
‑
65％，例如可以是62％、62.1％、62.2％、62.3％、62.4％、62.5％、62.6％、62.7％、62.8％、62.9％、63％、63.1％、63.2％、63.3％、63.4％、63.5％、63.6％、63.7％、63.8％、63.9％、64％、64.1％、64.2％、64.3％、64.4％、64.5％、64.6％、64.7％、64.8％、64.9％或65％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
27.作为本实用新型优选的技术方案，所述第三凹槽的直径为所述研磨垫直径的45
‑
50％，例如可以是45％、45.1％、45.2％、45.3％、45.4％、45.5％、45.6％、45.7％、45.8％、45.9％、46％、46.1％、46.2％、46.3％、46.4％、46.5％、46.6％、46.7％、46.8％、46.9％、47％、47.1％、47.2％、47.3％、47.4％、47.5％、47.6％、47.7％、47.8％、47.9％、48％、48.1％、458.2％、48.3％、48.4％、48.5％、48.6％、48.7％、48.8％、48.9％、49％、49.1％、49.2％、49.3％、49.4％、49.5％、49.6％、49.7％、49.8％、49.9％或50％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
28.作为本实用新型优选的技术方案，所述第一凹槽的深度为所述真空吸盘厚度的2
‑
3％，例如可以是2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
29.作为本实用新型优选的技术方案，所述第二凹槽的深度为所述真空吸盘厚度的3
‑
6％，例如可以是3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％、3.7％、3.8％、3.9％、4％、4.1％、4.2％、4.3％、4.4％、4.5％、4.6％、4.7％、4.8％、4.9％、5％、5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％或6％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
30.作为本实用新型优选的技术方案，所述第三凹槽的深度为所述真空吸盘厚度的7
‑
11％，例如可以是7％、7.1％、7.2％、7.3％、7.4％、7.5％、7.6％、7.7％、7.8％、7.9％、8％、8.1％、8.2％、8.3％、8.4％、8.5％、8.6％、8.7％、8.8％、8.9％、9％、9.1％、9.2％、9.3％、9.4％、9.5％、9.6％、9.7％、9.8％、9.9％、10％、10.1％、10.2％、10.3％、10.4％、10.5％、10.6％、10.7％、10.8％、10.9％或11％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
31.作为本实用新型优选的技术方案，所述花纹的深度为4
‑
4.5mm，例如可以是4mm、4.02mm、4.04mm、4.06mm、4.08mm、4.1mm、4.12mm、4.14mm、4.16mm、4.18mm、4.2mm、4.22mm、4.24mm、4.26mm、4.28mm、4.3mm、4.32mm、4.34mm、4.36mm、4.38mm、4.4mm、4.42mm、4.44mm、4.46mm、4.48mm或4.5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
32.作为本实用新型优选的技术方案，所述花纹为棱台形花纹。
33.作为本实用新型优选的技术方案，所述研磨垫与所述第一凹槽和所述第三凹槽相对应的侧面上设置有倒三角形花纹。
34.与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
35.通过对真空吸盘和研磨垫配合结构的重新设计，解决了在研磨垫在机械化学研磨中存在的偏心问题，同时也使得研磨得到晶圆表面更加均一，使得晶圆在溅射镀膜后得到的膜层具有良好的性能。进一步地，通过在特定位置增加花纹可以更加强化研磨垫和真空吸盘的同心效果，使得研磨效果进一步提升，进而使得溅射镀膜所得的膜层具有更加优异的性能。
附图说明
36.图1是本实用新型实施例1提供的机械化学的研磨工装中真空吸盘的剖视图；
37.图2是本实用新型实施例1提供的机械化学的研磨工装中真空吸盘的俯视图。
38.图中：1
‑
第一凹槽，2
‑
第二凹槽，3
‑
第三凹槽，4
‑
第二凹槽的侧壁。
39.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例
子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
40.为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
41.实施例1
42.本实施例提供了一种机械化学的研磨工装，如图1和图2所示，所述机械化学的研磨工装包括真空吸盘、环形限位结构和研磨垫；
43.所述环形限位结构设置于所述真空吸盘上，以中心线为基准；
44.所述环形限位结构的外径等于所述真空吸盘的外径；
45.所述研磨垫的设置于所述环形限位结构内；
46.所述研磨垫的直径等于所述环形限位结构的内径；
47.与所述研磨垫对应的所述真空吸盘的表面上设置有第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3；
48.所述第一凹槽1的直径＜所述研磨垫的直径；
49.所述第二凹槽2的直径＜所述第一凹槽1的直径；
50.所述第三凹槽3的直径＜所述第二凹槽2的直径；
51.所述第一凹槽1的深度＜所述第二凹槽2的深度＜所述第三凹槽3的深度；
52.所述第二凹槽的侧壁4上设置有滚花花纹，所述花纹的深度为4mm；
53.所述研磨垫的表面设置有与所述第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3相配合的凸起结构。
54.实施例2
55.本实施例提供了一种机械化学的研磨工装，所述机械化学的研磨工装包括真空吸盘、环形限位结构和研磨垫；
56.所述环形限位结构设置于所述真空吸盘上，以中心线为基准；
57.所述环形限位结构的外径等于所述真空吸盘的外径；
58.所述研磨垫的设置于所述环形限位结构内；
59.所述研磨垫的直径等于所述环形限位结构的内径；
60.与所述研磨垫对应的所述真空吸盘的表面上设置有第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3；
61.所述第一凹槽1的直径＜所述研磨垫的直径；
62.所述第二凹槽2的直径＜所述第一凹槽1的直径；
63.所述第三凹槽3的直径＜所述第二凹槽2的直径；
64.所述第一凹槽1的深度＜所述第二凹槽2的深度＜所述第三凹槽3的深度；
65.所述第二凹槽的侧壁4上设置有滚花花纹，所述花纹的深度为3mm；
66.所述研磨垫的表面设置有与所述第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3相配合的凸起结构。
67.所述第一凹槽1的直径为所述研磨垫直径的72％。
68.所述第二凹槽2的直径为所述研磨垫直径的62％。
69.所述第三凹槽3的直径为所述研磨垫直径的45％。
70.实施例3
71.本实施例提供了一种机械化学的研磨工装，所述机械化学的研磨工装包括真空吸盘、环形限位结构和研磨垫；
72.所述环形限位结构设置于所述真空吸盘上，以中心线为基准；
73.所述环形限位结构的外径等于所述真空吸盘的外径；
74.所述研磨垫的设置于所述环形限位结构内；
75.所述研磨垫的直径等于所述环形限位结构的内径；
76.与所述研磨垫对应的所述真空吸盘的表面上设置有第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3；
77.所述第一凹槽1的直径＜所述研磨垫的直径；
78.所述第二凹槽2的直径＜所述第一凹槽1的直径；
79.所述第三凹槽3的直径＜所述第二凹槽2的直径；
80.所述第一凹槽1的深度＜所述第二凹槽2的深度＜所述第三凹槽3的深度；
81.所述第二凹槽的侧壁4上设置有滚花花纹，所述花纹的深度为5mm；
82.所述研磨垫的表面设置有与所述第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3相配合的凸起结构。
83.所述第一凹槽1的直径为所述研磨垫直径的73％。
84.所述第二凹槽2的直径为所述研磨垫直径的65％。
85.所述第三凹槽3的直径为所述研磨垫直径的50％。
86.所述第一凹槽1的深度为所述真空吸盘厚度的2％。
87.所述第二凹槽2的深度为所述真空吸盘厚度的3％。
88.所述第三凹槽3的深度为所述真空吸盘厚度的7％。
89.实施例4
90.本实施例提供了一种机械化学的研磨工装，所述机械化学的研磨工装包括真空吸盘、环形限位结构和研磨垫；
91.所述环形限位结构设置于所述真空吸盘上，以中心线为基准；
92.所述环形限位结构的外径等于所述真空吸盘的外径；
93.所述研磨垫的设置于所述环形限位结构内；
94.所述研磨垫的直径等于所述环形限位结构的内径；
95.与所述研磨垫对应的所述真空吸盘的表面上设置有第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3；
96.所述第一凹槽1的直径＜所述研磨垫的直径；
97.所述第二凹槽2的直径＜所述第一凹槽1的直径；
98.所述第三凹槽3的直径＜所述第二凹槽2的直径；
99.所述第一凹槽1的深度＜所述第二凹槽2的深度＜所述第三凹槽3的深度；
100.所述第二凹槽的侧壁4上设置有滚花花纹，所述花纹的深度为4mm；
101.所述研磨垫的表面设置有与所述第一凹槽1、第二凹槽2和第三凹槽3相配合的凸
起结构。
102.所述第一凹槽1的直径为所述研磨垫直径的70％。
103.所述第二凹槽2的直径为所述研磨垫直径的63％。
104.所述第三凹槽3的直径为所述研磨垫直径的47％。
105.所述第一凹槽1的深度为所述真空吸盘厚度的3％。
106.所述第二凹槽2的深度为所述真空吸盘厚度的6％。
107.所述第三凹槽3的深度为所述真空吸盘厚度的11％。
108.所述花纹为棱台形花纹。
109.所述研磨垫与所述第一凹槽和所述第三凹槽相对应的侧面上设置有倒三角形花纹。
110.将上述机械化学的研磨工装应用于研磨时，由于对配合结构进行了改造，避免了研磨过程中研磨垫的偏心问题，即通过对真空吸盘和研磨垫配合结构的重新设计，解决了在研磨垫在机械化学研磨中存在的偏心问题，同时也使得研磨得到晶圆表面更加均一，使得晶圆在溅射镀膜后得到的膜层具有良好的性能。
111.申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
112.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
113.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
114.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。