研磨液傳送臂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種研磨液傳送臂，是在半導(dǎo)體制造工藝中的CMP過程中，由于研磨生成物累積在拋光墊上，降低了研磨工藝的穩(wěn)定性。本發(fā)明在傳統(tǒng)研磨液傳送臂上加裝尼龍排刷，在研磨過程中，研磨生成物能被尼龍排刷及時清理，保持拋光墊的粗糙度，提高工藝性能。
【專利說明】 研磨液傳送臂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是指CMP設(shè)備的研磨液傳送臂。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP:Chemical Mechanical Planarization),是一種表面全局平坦化技術(shù)，或稱拋光。通過硅片和一個拋光頭之間的相對運動來平坦化硅片表面。CMP設(shè)備如圖1所示，硅片和拋光頭6之間具有磨料，即研磨液，是精細(xì)研磨顆粒和化學(xué)品的混合物，研磨液由傳送臂I噴灑于鋪設(shè)在可旋轉(zhuǎn)的研磨臺5上的拋光墊上，研磨臺與拋光頭同時旋轉(zhuǎn)，打磨硅片，同時打磨盤4旋轉(zhuǎn)打磨拋光墊以保持拋光墊的表面粗糙度。圖2是傳統(tǒng)的研磨液傳送臂示意圖，顯示了正視圖及俯視圖，由傳送臂I及位于傳送臂I 一端部的噴頭2組成。拋光墊具有一定的粗糙度以承載研磨液，拋光頭壓緊硅片在拋光墊上相對運動，對硅片進(jìn)行研磨。研磨過程中，產(chǎn)生的研磨顆粒物會累積在拋光墊上。圖4所示為對拋光墊的表面進(jìn)行區(qū)域劃分，劃分為中心、中間以及邊緣區(qū)域。對應(yīng)各區(qū)域，進(jìn)行的顯微圖片如圖5所示。研磨產(chǎn)生的顆粒物覆蓋在拋光墊上，拋光墊各區(qū)域表面的凹坑被顆粒物填充，如圖6所示，拋光墊表面陰影區(qū)域面積較大，拋光墊的粗糙度降低，使拋光墊承載研磨液的能力降低。
[0003]圖7顯示的是使用傳統(tǒng)的研磨液傳送臂的硅片各部研磨速率圖，在曲線中部，呈現(xiàn)下降的趨勢，這是由于研磨生成物堆積在此處，降低了該區(qū)的研磨液量，使研磨的速率降低。理想的研磨速率曲線以水平線為最佳，說明硅片各部位的研磨速率均等，均一性好。為保持較好的研磨效果，需要將硅片表面累積物及時清除。
[0004]在現(xiàn)有的CMP工藝中，一種方法是通過每次研磨后的去離子水沖洗來去除拋光墊表面的顆粒，但這種方法受限于去離子水的水壓、沖洗時間及沖洗范圍，去除顆粒的效果不是很理想，往往在研磨墊的表面會形成結(jié)晶，影響研磨速率的穩(wěn)定性和均一性。另一種方法是通過帶刷子的打磨盤來打磨拋光墊表面，但這種方法因為不能保持拋光墊表面足夠的粗糙度，而使拋光墊失去承載研磨液的能力。從而影響了研磨速率及研磨均一性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種研磨液傳送臂，能及時清理拋光墊上的研磨顆粒物，保持拋光墊的粗糙度。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明所述的研磨液傳送臂，懸伸于可旋轉(zhuǎn)的研磨臺上，其支撐部位于研磨臺之外，研磨臺上鋪設(shè)拋光墊，研磨液傳送臂包含傳送臂，噴頭及排刷；
[0007]傳送臂，為一長條硬桿，其正視角度是呈矩形，俯視則具有一彎折處，使傳送臂彎折為具有一定角度的兩區(qū)段，一段為固定在研磨臺區(qū)域外設(shè)備上的支撐段，另一段為懸浮在研磨臺上方的懸空段；
[0008]噴頭，位于懸空段的頂端，伸出方向沿區(qū)段長度方向并向拋光墊傾斜，用于向拋光墊噴灑研磨液；[0009]排刷，固定裝設(shè)于傳送臂的懸空段上，其刷毛與拋光墊接觸。
[0010]進(jìn)一步地，所述排刷的刷毛材質(zhì)為尼龍。
[0011]進(jìn)一步地，所述排刷的長度為20cm，高為5mm，排刷整體厚度為1cm。
[0012]進(jìn)一步地，所述排刷是裝設(shè)于傳送臂的懸空段下方順著研磨臺旋轉(zhuǎn)方向的一側(cè)。
[0013]本發(fā)明所述的研磨液傳送臂，通過在傳送臂上裝設(shè)一尼龍排刷，能隨著研磨臺的轉(zhuǎn)動及時清洗拋光墊表面，將研磨顆粒物清除，保持拋光墊的表面粗糙度，使拋光墊保持良好的研磨液承載能力，提高研磨速率的均一性及穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是CMP設(shè)備的研磨示意圖；
[0015]圖2是傳統(tǒng)的研磨液傳送臂；
[0016]圖3是本發(fā)明研磨液傳送臂；
[0017]圖4是拋光墊表面外觀示意圖；
[0018]圖5是拋光墊使用傳統(tǒng)研磨液傳送臂研磨后的表面外觀顯微圖；
[0019]圖6是拋光墊使用傳統(tǒng)研磨液傳送臂研磨后的表面粗糙度檢測圖；
[0020]圖7是使用傳統(tǒng)研磨液傳送臂的研磨速率傾向圖；
[0021]圖8是拋光墊使用本發(fā)明研磨液傳送臂研磨后的表面外觀顯微圖；
[0022]圖9是拋光墊使用本發(fā)明研磨液傳送臂研磨后的表面粗糙度檢測圖；
[0023]圖10是使用本發(fā)明研磨液傳送臂的研磨速率傾向圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]I是傳送臂，2是噴頭，3是尼龍排刷，4是打磨頭，5是研磨臺，6是拋光頭，A是正視圖，B是俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明所述的研磨液傳送臂，懸伸于可旋轉(zhuǎn)的研磨臺上，其支撐部位于研磨臺之夕卜，研磨臺上鋪設(shè)有拋光墊，所述研磨液傳送臂包含傳送臂1，噴頭2及排刷3，如圖3所示:
[0027]所述傳送臂1，為一長條硬桿，其正視角度是呈矩形，俯視則具有一彎折處，使傳送臂彎折為具有一定角度的兩區(qū)段，一段為固定在研磨臺區(qū)域外設(shè)備上的支撐段，另一段為懸浮在研磨臺上方的懸空段；
[0028]所述噴頭2，位于懸空段的頂端，伸出方向沿區(qū)段長度方向并向拋光墊傾斜，用于向研磨臺噴灑研磨液；
[0029]所述排刷3，固定裝設(shè)于傳送臂I的懸空段下方順著研磨臺旋轉(zhuǎn)方向的一側(cè)，其刷毛與研磨臺接觸。刷毛材質(zhì)為尼龍，所述排刷3的長度為20cm，高為5mm，排刷整體厚度為Icm0
[0030]以上為本發(fā)明所述的研磨液傳送臂的結(jié)構(gòu)組成，在實際工藝中的使用效果，首先參考圖8，使用本發(fā)明研磨液傳送臂后的拋光墊表面顯微圖片，與圖5形成對比，在相對應(yīng)的區(qū)域，拋光墊表面的研磨顆粒物明顯減少，拋光墊上空洞增多，經(jīng)過表面粗糙度檢測，如圖9所示，黑色陰影區(qū)域減少，表示拋光墊粗糙度得以提高。
[0031]在研磨速率的穩(wěn)定性上，請參考圖10，為使用本發(fā)明研磨液傳送臂后的研磨速率曲線，硅片各區(qū)域的研磨速率較均衡，曲線的整體趨勢是呈水平，起伏波動小，提高了研磨的均一性及穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種研磨液傳送臂，懸伸于可旋轉(zhuǎn)的研磨臺上，其支撐部位于研磨臺之外，研磨臺上鋪設(shè)拋光墊，其特征在于:研磨液傳送臂包含傳送臂，噴頭及排刷； 傳送臂，為一長條硬桿，其正視角度是呈矩形，俯視則具有一彎折處，使傳送臂彎折為具有一定角度的兩區(qū)段，一段為固定在研磨臺區(qū)域外設(shè)備上的支撐段，另一段為懸浮在研磨臺上方的懸空段； 噴頭，位于懸空段的頂端，伸出方向沿區(qū)段長度方向并向拋光墊傾斜，用于向拋光墊噴灑研磨液； 排刷，固定裝設(shè)于傳送臂的懸空段上，其刷毛與拋光墊接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨液傳送臂，其特征在于:所述排刷的刷毛材質(zhì)為尼龍。
3.如權(quán)利要求1所述的研磨液傳送臂，其特征在于:所述排刷的長度為20cm，高為5mm,排刷整體厚度為1cm。
4.如權(quán)利要求1所述的研磨液傳送臂，其特征在于:所述排刷是裝設(shè)于傳送臂的懸空段下方順著研磨臺旋轉(zhuǎn)方向的一側(cè)。
【文檔編號】B24B57/02GK103659581SQ201210325693
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】蔡晨, 張震宇 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司