整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開的整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置，通過在抗腐蝕層的表面設置黏附層，可以使得研磨晶體更加牢固的嵌設于金屬設置層及抗腐蝕層中，從而有效防止研磨晶體脫落，避免研磨墊和晶圓被脫落的研磨晶體刮傷，從而提高晶圓的研磨工藝的穩定性；另外，將整理盤本體正面形狀設計成波浪狀，使得整理盤在接觸研磨墊時，可充分接觸研磨墊上的研磨液，提高了整理盤對研磨墊的整理效果，進一步提高了產品良率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及半導體【技術領域】，尤其涉及一種研磨盤、研磨墊整理器及研磨裝 置。 整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置
【背景技術】
[0002] 通常，在半導體工藝車間內所進行的CMP (化學機械研磨）工藝是一個復雜的工藝 過程，它是將晶圓表面與研磨墊的研磨表面接觸，然后，通過晶圓表面與研磨表面之間的相 對運動將晶圓表面平坦化，通常采用化學機械研磨設備，也稱為研磨裝置或拋光機臺來進 行化學機械研磨工藝。所述研磨裝置通常包括研磨頭，進行研磨工藝時，將要研磨的晶圓附 著在研磨頭上，該晶圓的待研磨面向下并接觸相對旋轉的研磨墊，研磨頭提供的下壓力將 該晶圓緊壓到研磨墊上，所述研磨墊是粘貼于平臺上，當該平臺在馬達的帶動下旋轉時，研 磨頭也進行相應運動；同時，研磨液通過研磨液供應管路輸送到研磨墊上，并通過離心力均 勻地分布在研磨墊上。研磨工藝所使用的研磨液一般包含有化學腐蝕劑和研磨顆粒，通過 研磨液中的化學腐蝕劑和所述待研磨表面所進行的化學反應生成較軟的容易被去除的材 料，然后通過研磨液中的研磨顆粒進行的機械摩擦將這些較軟的物質從被研磨晶圓的表面 去掉，達到全局平坦化的效果。
[0003] 在研磨過程中，研磨墊的表面容易出現污垢或表面磨壞現象，此時，需要同時用研 磨墊整理器（pad conditioner)對研磨墊進行清潔或是改善研磨墊表面狀況，以獲得更好 的研磨效果。
[0004] 現有的研磨裝置中，研磨墊整理器的整理盤如圖1所示，所述整理盤包括整理盤 本體11、金屬設置層12、若干研磨晶體13以及抗腐蝕層14,所述金屬設置層12固定設置于 所述整理盤本體11的背面（即下表面），所述研磨晶體13除尖部露出外其余部分嵌設于所 述金屬設置層12中，所述抗腐蝕層14涂敷于所述金屬設置層12的外表面。
[0005] 但是在實際使用中發現，整理盤上的研磨晶體13比較容易脫落，一方面，脫落的 研磨晶體13會刮傷研磨墊表面，使得晶圓的研磨效果不穩定；另一方面，脫落的研磨晶體 13還會刮傷晶圓表面，使得晶圓的良率進一步降低。
[0006] 因此，如何提供一種可以防止研磨晶體脫落的整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置 是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。 實用新型內容
[0007] 本實用新型的目的在于提供一種整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置，以解決現有 技術中的整理盤上的研磨晶體容易脫落于研磨墊表面，會刮傷研磨墊表面，使得晶圓的研 磨效果不穩定及可能會刮傷晶圓表面，使得晶圓的良率降低的問題。
[0008] 為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：
[0009] -種整理盤，包括整理盤本體、金屬設置層、若干研磨晶體、抗腐蝕層及黏附層；
[0010] 所述整理盤本體的正面為波浪狀； toon] 所述金屬設置層固定設置于所述整理盤本體的正面；
[0012] 所述抗腐蝕層設置于所述金屬設置層的表面；
[0013] 所述黏附層設置于所述抗腐蝕層的表面；
[0014] 所述研磨晶體設置于所述整理盤本體的正面，并依次穿過所述金屬設置層、所述 抗腐蝕層及所述黏附層。
[0015] 可選的，在所述的整理盤中，所述整理盤本體邊緣處于整理盤本體厚度最薄的位 置。
[0016] 可選的，在所述的整理盤中，所述研磨晶體采用金剛石。
[0017] 可選的，在所述的整理盤中，相鄰兩個研磨晶體的高度相差距離h為0.2mm? 0. 5mm〇
[0018] 可選的，在所述的整理盤中，所述黏附層為環氧樹脂層。
[0019] 可選的，在所述的整理盤中，所述整理盤本體采用鋼板。
[0020] 可選的，在所述的整理盤中，所述金屬設置層為鎳金屬層。
[0021] 可選的，在所述的整理盤中，所述抗腐蝕層選用鉻材料或鈀材料。
[0022] 本實用新型還公開了一種研磨墊整理器，包括用于整理研磨墊的整理盤和機械 臂，所述機械臂連接于所述整理盤的反面，其特征在于，所述整理盤采用如上所述的整理 盤。
[0023] 本實用新型還公開了一種研磨裝置，包括鋪設于研磨平臺的研磨墊、研磨頭以及 研磨墊整理器，所述研磨頭與所述研磨墊整理器分別設置于所述研磨墊上，其特征在于，所 述研磨墊整理器采用如上所述的研磨墊整理器。
[0024] 本實用新型提供的整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置，通過在抗腐蝕層的表面設 置黏附層，可以使得研磨晶體更加牢固的嵌設于金屬設置層及抗腐蝕層中，從而有效防止 研磨晶體脫落，避免研磨墊和晶圓被脫落的研磨晶體刮傷，從而提高晶圓的研磨工藝的穩 定性；另外，將整理盤本體正面形狀設計成波浪狀，使得整理盤在接觸研磨墊時，可充分接 觸研磨墊上的研磨液，提高了整理盤對研磨墊的整理效果，進一步提高了產品良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1是現有的整理盤的結構示意圖；
[0026] 圖2是本實用新型一實施例中研磨裝置的結構示意圖；
[0027] 圖3是本實用新型一實施例中研磨墊整理器的結構示意圖；
[0028] 圖4是本實用新型一實施例中整理盤的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的整理盤、研磨墊整理器及研磨裝 置作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優點和特征將更清楚。需 說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說 明本實用新型實施例的目的。
[0030] 請參閱圖2,圖2所示是本實用新型一實施例的研磨裝置的結構示意圖。本實施例 提供的研磨裝置，包括鋪設于研磨平臺上的研磨墊210、研磨頭220以及研磨墊整理器230， 所述研磨頭220與所述研磨墊整理器230分別設置于所述研磨墊210上。
[0031] 請參閱圖3,圖3所示是本實用新型一實施例的研磨墊整理器的結構示意圖，并請 結合圖2,本實施例提供的研磨墊整理器230,包括用于整理所述研磨墊210的整理盤231 和機械臂232,所述機械臂232通過轉動連接軸233連接于所述整理盤231的反面。
[0032] 請參閱圖4,圖4所示是本實用新型一實施例的整理盤的結構示意圖，并請結合圖 2和圖3,本實施例提供的整理盤231，包括整理盤本體21、金屬設置層22、若干研磨晶體 23、抗腐蝕層24及黏附層25 ;所述整理盤本體21的正面為波浪狀；所述金屬設置層22固 定設置于所述整理盤本體21的正面；所述抗腐蝕層24設置于所述金屬設置層22的表面； 所述黏附層25設置于所述抗腐蝕層24的表面；所述研磨晶體23設置于所述整理盤本體21 的正面，并依次穿過所述金屬設置層22、所述抗腐蝕層24及所述黏附層25。
[0033] 具體的，整理盤本體21的正面為波浪狀，依次設置于整理盤本體21上的金屬設置 層22、研磨晶體23、抗腐蝕層24及黏附層25的整體形貌均為波浪狀，在進行整理研磨墊 210工藝時，整理盤231與研磨墊210接觸時，較好的接觸研磨墊210表面的研磨液，使得整 理盤231具有較好的整理效果，進而提高了研磨墊對晶圓的研磨效果；此外，所述整理盤本 體21邊緣處于整理盤本體21厚度最薄的位置，避免在進行研磨墊210整理過程中對研磨 墊210造成的磨損。另外，通過在整理盤231的抗腐蝕層24的表面設置黏附層25,通過黏 附層25可以使得研磨晶體23更加牢固地嵌設于金屬設置層22及抗腐蝕層24中，從而有 效防止研磨晶體23脫落，避免研磨墊210和晶圓（未圖示）被脫落的研磨晶體23刮傷，從 而提1?晶圓的研磨工藝的穩定性，最終提1?廣品良率。
[0034] 較佳的，在本實施例中，所述研磨晶體23采用金剛石，并且相鄰兩個研磨晶體的 高度相差距離h為0. 2mm?0. 5mm。采用金剛石的研磨晶體23具有優異的物理化學性能： 高的硬度、高熱導率、高光學透過性能、高化學穩定性、寬禁帶寬度、負的電子親合性、高絕 緣性以及良好的生物兼容性等。相鄰兩個研磨晶體的高度相差距離可以較好的實現對研磨 墊210的整理，進一步提高了整理盤231的整理性能。
[0035] 優選的，所述整理盤本體21采用鋼板。
[0036] 優選的，所述金屬設置層24為鎳金屬層。
[0037] 優選的，所述抗腐蝕層24可以采用鈀材料（Pd)或鉻（Cr)材料。本實施例中，所 述抗腐蝕層24采用鉻材料。采用鉻材料或鈀材料的抗腐蝕層24具有耐磨性能好、抗沖擊 能力強、耐腐蝕性強等優點。
[0038] 較佳的，在本實施例中，所述黏附層25采用環氧樹脂。環氧樹脂泛指分子中含有 兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質量都不高。環 氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征，環氧基團可以位于分子鏈 的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的 固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。環氧樹脂的基本特 性如下：
[0039] 1)可常溫或中溫固化，固化速度適中；混合后粘度低、高透明度、工藝性佳；
[0040] 2)有一定的硬度和韌性，表面平整、光亮，無氣泡，附著力強，平坦性、耐溶劑性、抗 創性等等；
[0041] 3)適用溫度一般都在-50度至+150度；
[0042] 4)防水、耐油，耐強酸強堿。
[0043] 采用環氧樹脂的黏附層25具有如下優點：形式多樣，固化方便，粘附力強，收縮性 低，力學性能、電性能、化學穩定性，尺寸穩定性以及耐霉菌。因此，采用環氧樹脂的黏附層 25,可以直接把研磨晶體23牢固的黏附于金屬設置層22上，而且該黏附層25也不會容易 被研磨液腐蝕，另外，該黏附層25也不容易受到研磨盤與研磨墊相磨產生的高溫影響。
[0044] 較佳的，在涂該黏附層25時，在抗腐蝕層24的外表面加一層環氧樹脂，在每顆研 磨晶體23的表面及研磨晶體23與金屬設置層22及抗腐蝕層24相連接部分加上環氧樹脂， 使得研磨晶體23與金屬設置層22及抗腐蝕層24之間的間隙填充環氧樹脂。
[0045] 綜上，在本實用新型提供的整理盤、研磨墊整理器及研磨裝置中，通過在抗腐蝕層 的表面設置黏附層，可以使得研磨晶體更加牢固的嵌設于金屬設置層及抗腐蝕層中，從而 有效防止研磨晶體脫落，避免研磨墊和晶圓被脫落的研磨晶體刮傷，從而提高晶圓的研磨 工藝的穩定性；另外，將整理盤本體正面形狀設計成波浪狀，使得整理盤在接觸研磨墊時， 可充分接觸研磨墊上的研磨液，提高了整理盤對研磨墊的整理效果，進一步提高了產品良 率。
[〇〇46] 顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新 型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其 等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1. 一種整理盤，包括整理盤本體、金屬設置層、若干研磨晶體、抗腐蝕層及黏附層； 所述整理盤本體的正面為波浪狀； 所述金屬設置層固定設置于所述整理盤本體的正面； 所述抗腐蝕層設置于所述金屬設置層的表面； 所述黏附層設置于所述抗腐蝕層的表面； 所述研磨晶體設置于所述整理盤本體的正面，并依次穿過所述金屬設置層、所述抗腐 蝕層及所述黏附層。
2. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述整理盤本體邊緣處于整理盤本體 厚度最薄的位置。
3. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述研磨晶體采用金剛石。
4. 根據權利要求3所述的整理盤，其特征在于，相鄰兩個研磨晶體的高度相差距離h為 0· 2mm ?0· 5mm〇
5. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述黏附層為環氧樹脂層。
6. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述整理盤本體采用鋼板。
7. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述金屬設置層為鎳金屬層。
8. 根據權利要求1所述的整理盤，其特征在于，所述抗腐蝕層選用鉻材料或鈀材料。
9. 一種研磨墊整理器，包括用于整理研磨墊的整理盤和機械臂，所述機械臂連接于所 述整理盤的反面，其特征在于，所述整理盤采用如權利要求1-8中任意一項所述的整理盤。
10. -種研磨裝置，包括鋪設于研磨平臺的研磨墊、研磨頭以及研磨墊整理器，所述研 磨頭與所述研磨墊整理器分別設置于所述研磨墊上，其特征在于，所述研磨墊整理器采用 如權利要求9所述的研磨墊整理器。
【文檔編號】B24B37/34GK203887685SQ201420240864
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】唐強 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司