专利名称：一种用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制备技术领域，更确切的说，本发明涉及一种用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置。
背景技术：
晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography) 技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高，所以平坦化技术已成为与光刻和刻蚀同等重要且相互依赖的不可缺少的关键技术之一。而化学机械抛光(CMP)工艺便是目前最有效、最成熟的平坦化技术。化学机械抛光系统是集清洗、干燥、在线检测、终点检测等技术于一体的化学机械平坦化技术，是集成电路向微细化、多层化、平坦化、薄型化发展的产物，是集成电路提高生产效率、降低成本、晶圆全局平坦化必备技术。化学机械研磨是一个移除制程，它借着结合化学反应和机械研磨达到其目的。并且使用它在半导的薄膜体制程中，利用它来剥除薄膜使得表面更加平滑和更加平坦。它也被用在半导体的金属化制程中，用来移除在其表面大量的金属薄膜以在介电质薄膜中形成联机的栓塞或是金属线。并且当晶圆从单晶硅晶棒被切下来后，就有很多的制程步骤被用来准备平坦的、光亮的以及无缺陷的晶圆表面以满足集成电路的制程所需，而化学机械研磨制程通常被用在晶圆生产的最后一道步骤，它可以使晶圆平坦化，并且可以从表面完全消除晶圆锯切步骤所引起的表面缺陷。当硅单晶棒被锯成薄片，在锯开的过程中在晶圆的两面会留有锯痕，必须除去，晶圆然后放在一抛光板上，用蜡和真空固定住，抛光板再放在抛光机上将晶圆一面磨成像镜子一样，才可以开始进入制作集成电路与组件的制程。但是在化学机械研磨过程中，晶圆很容易被固体磨料抛光垫、研磨颗粒以及被研磨下的废料颗粒刮伤，从而影响到晶圆的平坦化效率和良率。美国专利US6254460 所公开的 Fixed Abrasive Polishing Pad 提供了一种采用固定研磨料在研磨垫上实现化学机械研磨的方法。但是该技术不能均勻分布研磨过程中的去离子水等液体，亦无法及时去除研磨过程中产生的废料颗粒，由于该些缺陷，易使得晶圆被刮伤。基于上述问题，有必要研发新的化学机械研磨装置。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，该装置包括研磨转盘、下层垫，其特征在于，所述装置还至少包括
软刷系统；其中，所述研磨转盘上方依下而上设有下层垫和固定磨料抛光垫，所述固定磨料抛光垫通过传动装置设置于下层垫上方，并且固定磨料抛光垫可以通过传动装置在下层垫上方传送移动；所述软刷系统所包含的软刷与所述固定磨料抛光垫的上表面接触，用于清除在化学机械研磨过程中固定磨料抛光垫表面所产生的研磨颗粒。上述的装置，其中，所述的固定磨料抛光垫上布有Si0、Ce0、AW、TaO或MnO类材质制成的研磨颗粒。上述的装置，其中，所述研磨颗粒的粒径为lO-lOOOnm。上述的装置，其中，所述软刷系统的刷毛在工作时接触于研磨垫上，其他时间不接触研磨垫。上述的装置，其中，所述软刷系统连接有电机，所述电机控制所述软刷的运动轨迹、速度、频率及刷毛对于研磨垫的压力。上述的装置，其中，所述载具的下端设有凹槽，所述凹槽尺寸与晶圆尺寸相配。本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，优点在于
1.本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置与原有化学机械研磨工艺融合，降低晶圆在化学机械研磨过程中被颗粒刮伤的机率。2.本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置有效降低了使用固定磨料抛光垫的化学机械研磨工艺的难度。3.本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置降低了使用固定磨料抛光垫的化学机械研磨过程中对化学机械研磨剂的要求。4.本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置提高了晶圆的良率。本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。图1是本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置以及其他配套设备的结构示意图。
具体实施例方式参见图1所示，在本发明用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置以及其他配套设备，包括
研磨转盘2、固定磨料抛光垫4、载具7、化学机械研磨剂输送系统9以及软刷5 ；其中， 所述研磨转盘2上方依下而上设有下层垫3和固定磨料抛光垫4，所述研磨转盘2下连有转轴1，所述固定磨料抛光垫4通过传动轴10及传动轴11相对固定于下层垫3的上方；所述载具7设置于所述固体磨料抛光垫4的上方，载具7末端设有柄8且下端设有凹槽，凹槽用于持有晶圆6 ；依研磨转盘2转动方向，所述载具7前设有化学机械研磨剂输送系统9 ；所述载具7后方设有软刷5，软刷5末端连有控制电机。当晶圆6被放入载具7之后，由柄8与其相连的机构控制载具的位置，向下推至合适的高度，使晶圆6与固定磨料抛光垫4的表面相接处，输送固定研磨抛光垫4的表面布有 SiO2 CeO2材质制成的研磨颗粒，且载具7能被移至研磨转盘2上方的其他任意位置。随后开启化学机械研磨剂输送系统9并转动转轴1以带动研磨转盘2转动。当研磨转盘2转动后，与之相固定的下层垫3与固定磨料抛光垫4 一并转动，化学机械研磨开始，在固定磨料抛光垫4与化学机械研磨剂输送系统9流出的化学机械研磨剂的作用下，将晶圆6的不平整表面研磨抛光，同时软刷5将研磨的废料颗粒清理掉以防止废料残留在固定磨料抛光垫 4的表面将晶圆6刮伤。与软刷5相连的电机控制软刷的运动轨迹、速度、清扫频率以及对固定磨料抛光垫4的压力等以达到最佳的清理效果。当固定磨料抛光垫4上的被磨平后，转动传动轴10与传动轴11，使未被使用的固定磨料抛光垫4移至下层垫3的上方以继续化学机械研磨操作。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，例如，本案中的研磨颗粒为Si02&Ce02，基于本发明精神，上述材质还可用其他物质的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。 因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。作为一个实施方式，其中所选用的材质、条件都是一定的，构成一个完整的技术方案。所以在涉及到选用材料等问题上，不得使用“或”这类不确定的词语。关于材料的选用，已在权利要求书中阐明，可以得到保护。
权利要求
1.一种用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，该装置包括研磨转盘、下层垫，其特征在于，所述装置还至少包括软刷系统；其中，所述研磨转盘上方依下而上设有下层垫和固定磨料抛光垫，所述固定磨料抛光垫通过传动装置设置于下层垫上方，并且固定磨料抛光垫可以通过传动装置在下层垫上方传送移动；所述软刷系统所包含的软刷与所述固定磨料抛光垫的上表面接触，用于清除在化学机械研磨过程中固定磨料抛光垫表面所产生的研磨颗粒。
2.根据权利要求1所述的用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，其特征在于，所述的固定磨料抛光垫上布有SiO、CeO, A10、TaO或MnO类材质制成的研磨颗粒。
3.根据权利要求2所述的用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，其特征在于，所述研磨颗粒的粒径为lO-lOOOnm。
4.根据权利要求1所述的用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，其特征在于，所述软刷系统的刷毛接触于研磨垫上。
5.根据权利要求1所述的用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，其特征在于，所述软刷系统连接有电机，所述电机控制所述软刷的运动轨迹、速度、频率及刷毛对于研磨垫的压力。
6.根据权利要求1所述的用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置，其特征在于，所述载具的下端设有凹槽，所述凹槽尺寸与晶圆尺寸相配。
全文摘要
本发明涉及一种半导体制备技术领域，更确切的说，本发明涉及一种用于改善晶圆表面被固定磨料抛光垫刮伤的装置。该装置包括研磨转盘、下层垫，其特征在于，所述装置还至少包括软刷系统；其中，所述研磨转盘上方依下而上设有下层垫和固定磨料抛光垫，所述固定磨料抛光垫通过传动装置设置于下层垫上方，并且固定磨料抛光垫可以通过传动装置在下层垫上方传送移动；所述软刷系统所包含的软刷与所述固定磨料抛光垫的上表面接触，用于清除在化学机械研磨过程中固定磨料抛光垫表面所产生的研磨颗粒。本发明降低了使用固定磨料抛光垫的化学机械研磨工艺的难度及化学机械研磨过程中对化学机械研磨剂的要求；提高了晶圆的良率。
文档编号B24B37/34GK102416596SQ20111013853
公开日2012年4月18日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者张守龙, 白英英, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司