CN202952160U - 一种化学机械抛光修整器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种化学机械抛光修整器，所述修整器至少包括：圆盘和设置于圆盘上的磨料颗粒；所述磨料颗粒在圆盘上呈间隔排列；所述磨料颗粒分别以不同预定高度凸出所述圆盘的表面；所述磨料颗粒为金刚石颗粒。本实用新型提供的化学机械抛光修整器通过对圆盘上的大小金刚石颗粒间隔排列设计，优化了圆盘硬件结构，使金刚石颗粒在抛光过程中不易脱落或断裂，延长修整器的寿命，增强污垢的去除率，并且避免晶片刮伤，增大晶片产率。该化学机械抛光修整器结构简单，操作方便， 适用于工业化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体制造领域，特别是涉及一种化学机械抛光修整器。
背景技术
在半导体工艺流程中，化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）是非常重要的一道工序，有时也称之为化学机械平坦化（Chemical Mechanical Planarization，CMP）。所谓化学机械抛光，它是采用化学与机械综合作用从半导体硅片上去除多余材料，并使其获得平坦表面的工艺过程。具体来说，这种抛光方法通常是将芯片压于一高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光剂和研磨颗粒的抛光浆料的作用下通过抛光垫与晶片的相互摩擦达到平坦化的目的。由此看来，抛光垫表面性能的好坏直接会影响抛光的质量。在化学机械抛光过程中，被抛光下来的碎屑以及抛光垫表面的抛光浆料会慢慢地填入抛光垫中，时间一长，抛光垫表面将发硬发亮，形成釉面，变得打滑，无法再进行抛光。因而，对抛光垫表面的保养是抛光工艺中必不可少的步骤，否则会影响晶片抛光的质量。
如图1所示是传统的化学机械抛光垫修整器，用于对抛光垫表面进行修磨调整。该修整器为一旋转圆盘1A，在其表面固定有尺寸均一的超硬磨料颗粒2A--金刚石，用此带有金刚石颗粒的圆盘1A来对抛光垫表面进行机械式摩擦梳理，使抛光垫上的碎屑去除，从而使抛光垫恢复良好的抛光性能。但是由于金刚石的脆性，摩擦过程中金刚石受到很大的作用力，很容易从圆盘1A上断裂或者脱落至抛光垫上，如图2所示，这样不仅缩短了修整器的寿命，还将会造成晶片的刮伤，减少晶片的产率，增大成本支出。
因此，提供一种改进型化学机械抛光修整器是本领域技术人员需要解决的课题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种化学机械抛光修整器，用于解决现有技术中化学机械抛光修整器上金刚石颗粒易于脱落或断裂、抛光垫上浆料去除率低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种化学机械抛光修整器，所述修整器至少包括：圆盘和设置于圆盘上的磨料颗粒；所述磨料颗粒在圆盘上呈间隔排列；所述磨料颗粒分别以不同预定高度凸出所述圆盘的表面。
优选地，所述修整器还包括与所述圆盘相连接且用于提供所述圆盘运动作用力的动力臂。
优选地，所述圆盘上设置有用于容置所述磨料颗粒且具有预定图形的栅格。
优选地，所述预定图形为圆形。
优选地，所述磨料颗粒具有背向圆盘的尖点。
优选地，所述磨料颗粒以焊接方式固定于圆盘上。
优选地，所述磨料颗粒之间的中心距离为4~6μm。
优选地，所述磨料颗粒包括大磨料颗粒和小磨料颗粒，所述大磨料颗粒的尺寸范围为7~9μm；所述小磨料颗粒的尺寸范围为5~7μm；所述大磨料颗粒的预定高度为2~2.5mm；所述小磨料颗粒的预定高度为1.5~2mm。
优选地，所述磨料颗粒为金刚石颗粒。
优选地，所述圆盘材料为不锈钢。
如上所述，本实用新型的化学机械抛光修整器，具有以下有益效果：通过对圆盘上的大小金刚石颗粒间隔排列设计，优化了圆盘硬件结构，使金刚石颗粒在抛光过程中不易脱落或断裂，延长了修整器的寿命，增强污垢的去除率，并且避免晶片刮伤，增大晶片的产率，减小成本支出。
附图说明
图1显示为传统的化学机械抛光修整器的示意图。
图2显示为传统的化学机械抛光修整器上部分金刚石颗粒脱落后的示意图。
图3显示为本实用新型化学机械抛光修整器的圆盘示意图
图4显示为本实用新型化学机械抛光修整器的金刚石颗粒分布示意图。
图5显示为本实用新型化学机械抛光修整器工作示意图。
元件标号说明
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图3至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图4所示，本实用新型提供一种化学机械抛光修整器，所述修整器至少包括：圆盘1和磨料颗粒2。
所述圆盘1上设置有用于容置磨料颗粒2且具有预定图形的栅格11，如图3所示，所述预定图形的形状根据所容置的磨料颗粒2的形状而定，优选的，所述预定图形为圆形。所述圆盘1具有上表面和与所述上表面对应的下表面。其中，栅格11是处于所述圆盘的下表面，且栅格11间距预定为可使磨料颗粒2间产生所需间隔的距离。
所述圆盘1由金属材料制成。本实施例中，所述圆盘1的材料为不锈钢。
所述磨料颗粒2设置于所述圆盘1上。作为一种优选的结构，所述磨料颗粒2设置在圆盘1上的栅格11中。进一步地，所述磨料颗粒2以焊接的方式固定于圆盘1上的栅格11中，当然，固定磨料颗粒2的方式并不限于焊接，包括任何能使磨料颗粒2稳固粘附于圆盘1上的固定方式。
进一步地，所述磨料颗粒2在圆盘1上呈间隔排列，如图4所示。作为本实用新型的一个优化的结构，将磨料颗粒2分为大磨料颗粒21和小磨料颗粒22，所述大磨料颗粒21的尺寸范围为7~9μm，小磨料颗粒22的尺寸范围为5~7μm。
当在圆盘1上制作好所需尺寸的栅格11后，即可将分拣好的大小磨料颗粒2填充于各栅格11中，较优地，每一个栅格11仅能容纳一粒磨料颗粒2，所述磨料颗粒2之间的中心距离为4~6μm。如图5所示，这些磨料颗粒2分别以不同预定高度凸出所述圆盘1的表面，所述大磨料颗粒21凸出圆盘表面的预定高度为2~2.5mm，小磨料颗粒22的预定高度为1.5~2mm。
需要说明的是，所述磨料颗粒2包括任何形状，作为本实施例优选的实施方式，磨料颗粒2具有背向圆盘1的尖点，以便更有效地对抛光垫表面进行修理调整。所述磨料颗粒2为超硬材料，优选地，所述磨料颗粒2为金刚石颗粒。
所述修整器还包括一动力臂3，所述动力臂3与前述圆盘1相连接且用于提供圆盘1运动的作用力，动力臂3位于圆盘1的上表面，如图5所示。
作为一种更优化的结构，可以在金刚石颗粒的表面涂敷一防腐层（未予以图示），用于防止金刚石表面受到污染，清洗方便，延长金刚石的使用寿命。
为了详细描述本实用新型的化学机械抛光修整器的工作效果，请再参考图5。将圆盘1压于需要修理的抛光垫4上，使金刚石磨料颗粒2与抛光垫4紧密接触，所述抛光垫4具有凹槽41，抛光工艺中进行晶圆抛光的泥浆5及污垢填塞在所述凹槽41及抛光垫4的表面。本实用新型的修整器具有大小两种金刚石磨料颗粒2排列，大金刚石磨料颗粒21具有较高的凸出高度，能够伸入抛光垫4的凹槽41中，更好地清理凹槽41中的泥浆5；小金刚石磨料颗粒22则具有较低的凸出高度，可以用来梳理抛光垫4表面的泥浆，从而使抛光垫表面的泥浆均匀平整，进而达到较好的泥浆去除率。另外，高低两层金刚石结构更稳固，使金刚石在清理的整个过程中不易脱落或断裂。
综上所述，本实用新型提供一种化学机械抛光修整器，该化学机械抛光修整器通过对圆盘上的大小金刚石颗粒的间隔排列设计，优化了圆盘硬件结构，使金刚石颗粒在抛光过程中不易脱落或断裂，延长了修整器的寿命，增强污垢的去除率，并且避免晶片刮伤，增大晶片的产率，减小成本支出。该化学机械抛光修整器结构简单，操作方便，适用于工业化生产。
所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种化学机械抛光修整器，其特征在于，所述修整器至少包括：圆盘和设置于圆盘上的磨料颗粒；所述磨料颗粒在圆盘上呈间隔排列；所述磨料颗粒分别以不同预定高度凸出所述圆盘的表面。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述修整器还包括与所述圆盘相连接且用于提供所述圆盘运动作用力的动力臂。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述圆盘上设置有用于容置所述磨料颗粒且具有预定图形的栅格。
4.根据权利要求2所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述预定图形为圆形。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述磨料颗粒具有背向圆盘的尖点。
6.根据权利要求1或4所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述磨料颗粒以焊接方式固定于圆盘上。
7.根据权利要求5述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述磨料颗粒之间的中心距离为4~6μm。
8.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述磨料颗粒包括大磨料颗粒和小磨料颗粒，所述大磨料颗粒的尺寸范围为7~9μm；所述小磨料颗粒的尺寸范围为5~7μm；所述大磨料颗粒的预定高度为2~2.5mm；所述小磨料颗粒的预定高度为1.5~2mm。
9.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述磨料颗粒为金刚石颗粒。
10.根据权利要求1所述的化学机械抛光修整器，其特征在于：所述圆盘材料为不锈钢。
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