发明名称 一化学机械平面化制程中调节一抛光垫片之方法及装置
摘要 本发明揭露一种用于调节抛光垫片之方法及装置。该方法包括下列步骤:使一圆柱滚子相对于一移动中之抛光垫片作逆向移动,该圆柱滚子具有一研磨物质附着其上。可使该滚子藉由其与抛光垫片之接触而产生被动转动,亦可使该滚子作主动之往复运动,且在此同时,维持对抛光垫片所施之压力。该装置包括一圆柱滚子,附着于一或多个压力施力装置,该(等)压力施力装置系以机械方式连接于该滚子。
申请公布号 TW436374 申请公布日期 2001.05.28
申请号 TW088119569 申请日期 2000.01.24
申请人 蓝姆研究公司 发明人 麦可勒邦斯基;泰克修恩;安东尼S.梅尔;安德鲁J.纳格盖斯特;格林W.崔维斯
分类号 B24B7/24;B24B37/04;H01L21/304 主分类号 B24B7/24
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在半导体晶圆化学机械平面化制程中调节 一抛光垫片之装置,该装置包括: 一长形之垫片调节构件,该垫片调节构件系以可转 动之方式环绕一轴件而设置,该轴件具有一轴,大 致平行于该抛光垫片所在之平面; 一研磨物质,至少系沿该长形垫片调节构件之部份 外圆周而设置; 一压力施力系统,连接于该轴件,可对该长形垫片 调节构件施压,使其贴靠于该抛光垫片,该长形垫 片调节构件亦可自该抛光垫片移除;及 以马达,连接于该长形垫片调节构件,可在该压力 施力系统对该长形垫片调节构件施压、以使其贴 靠于该抛光垫片时,使该长形垫片调节构件之外圆 周以该轴件为轴、作转动式之往复运动。2.如申 请专利范围第1项之装置,其中该长形垫片调节构 件包括一圆柱滚子。3.如申请专利范围第1项之装 置,其中该压力施力系统包括一第一压力施力装置 ,附着于该轴件之第一端;及一第二压力施力装置, 附着于该轴件之第二端;其中该第一及第二压力施 力装置可保持该轴件大致与该抛光垫片所在之平 面平行。4.如申请专利范围第1项之装置,其中该马 达系位于该滚子之内部,该轴件系固定于一非转动 位置,且该马达可使该长形垫片调节构件绕该轴件 转动。5.如申请专利范围第1项之装置,其中该研磨 物质包括钻石粒。6.如申请专利范围第1项之装置, 其中该研磨物质包括钻石粒,设置于该长形垫片调 节构件其外圆周上之一长条中。7.如申请专利范 围第6项之装置,其中一刷子系在该长形垫片调节 构件上与该研磨物质相反之一侧上而纵向延伸于 该长形垫片调节构件之外圆周。8.如申请专利范 围第1项之装置,其中该第一及第二压力施力装置 均进一步包括一气压缸。9.如申请专利范围第1项 之装置,其中该第一及第二压力施力装置均进一步 包括一液压缸。10.如申请专利范围第1项之装置, 其中该第一及第二压力施力装置均进一步包括一 导螺丝引动器。11.如申请专利范围第1项之装置, 进一步包括一第一测力器,位于该第一压力施力装 置与该共轴轴件之第一端之间;及一第二测力器, 位于该第二压力施力装置与该共轴轴件之第二端 之间;藉此,该第一及第二测力器可分别提供一压 力回馈信号,回应该长形垫片调节构件其每一端施 予该抛光垫片之压力。12.如申请专利范围第11项 之装置,进一步包括: 一中央控制器,连通于该第一及第二测力器,可接 收来自每一测力器之压力回馈信号;及 第一及第二控制阀,该第一及第二控制阀可针对来 自该中央控制器之信号而作出反应,以分别控制一 压力施力装置。13.一种用于调节半导体晶圆抛光 装置中之抛光垫片之装置,该装置包括; 一滚子,其具有一第一端及一第二端,该滚子具有 一转动轴,其方向大至平行于该抛光垫片之一抛光 平面;一研磨物质,至少附着于该滚子之部份外圆 周;及 一压力控制系统,至少连接于该滚子之第一端及第 二端其中之一,其中该压力控制系统在该抛光垫片 之调节过程中可将该滚子施予该抛光垫片之压力 维持在所需之压力値。14.如申请专利范围第13项 之装置,进一步包括一可转动往复式马达,附着于 该滚子,可使该滚子之外圆周绕该滚子之转动轴作 转动式之往复运动。15.如申请专利范围第13项之 装置,其中该抛光垫片包括一线性抛光垫片。16.如 申请专利范围第15项之装置,其中该滚子之转动轴 系垂直于该线性抛光垫片之一运动方向。17.如申 请专利范围第13项之装置,进一步包括一滚子池,用 于淋洗该滚子并去除累积之残屑,该滚子池包括: 一盆,其具有一贮液槽及一开口,该开口之尺寸足 以容纳该滚子;及 一连杆总成,该连杆总成系以可移动之方式连接于 该滚子,藉此,该滚子池可朝向该滚子移动,亦可自 该滚子移开。18.如申请专利范围第17项之装置,其 中进一步包括一喷嘴,附着于该滚子池,且邻近该 贮液槽,该喷嘴可在该滚子位于该盆之上方时,对 该滚子喷洒一液体。19.如申请专利范围第13项之 装置,其中该压力控制系统包括: 一载重感测器,连接于该滚子,至少可产生一信号, 该信号系关于该抛光垫片施予该滚子之压力。20. 如申请专利范围第19项之装置,其中该载重感测器 进一步包括: 一第一测力器,附着于该滚子之第一端;及 一第二测力器,附着于该滚子之第二端。21.如申请 专利范围第20项之装置,其中该第一测力器系位于 一第一压力施力装置与该滚子之一共轴轴件之间, 该第二测力器则系位于一第二压力施力装置与该 滚子之共轴轴件之间。22.如申请专利范围第21项 之装置,其中该压力控制系统进一步包括一控制器 ,电连接于该第一及第二测力器,该控制器可针对 该第一测力器所产生之一第一信号作出反应,藉以 控制该第一压力施力装置之运作;该控制器可针对 该第二测力器所产生之一第二信号作出反应,藉以 控制该第二压力施力装置之运作;藉此,该滚子施 予整个抛光垫片之压力便可维持一固定之压力値 。23.一种应用于半导体晶圆化学机械平面化制程 中用于调节一抛光垫片之方法,该方法包括下列步 骤: 提供一抛光垫片调节器,该抛光垫片调节器包括一 滚子,其具有一研磨物质,该研磨物质至少系纵向 附着于该滚子之部份外圆周,该滚子之位置邻近于 该抛光垫片; 调整该滚子之方向,使该研磨物质面向该抛光垫片 ; 在该抛光垫片移动之同时,使该滚子相对于该抛光 垫片作逆向移动; 使该滚子绕该滚子之一转动轴、以一预定之转动 幅度作转动式之往复运动;及 在该地光垫片移动之同时、该滚子作往复运动之 过程中,维持该滚子与该垫片间之压力,以利该研 磨物质将过多之泥浆及残屑自该抛光垫片去除。 24.如申请专利范围第23项之方法,进一步包括下列 步骤: 将该滚子自该抛光垫片移开;将一滚子池置于该抛 光垫片调节器之下方;将该滚子降入该滚子池内; 及 使该滚子绕其转动轴转动,其中位于该滚子上之泥 浆及残屑将松脱。25.如申请专利范围第24项之方 法,进一步包括下列步骤: 将该滚子自该抛光垫片移开; 转动该滚子,直到一附着于该滚子之刷子对准该抛 光垫片之上方为止;及 降下该滚子,使其贴靠于该抛光垫片,藉以刷洗该 垫片。26.一种在半导体晶圆化学机械平面化制程 中调节一线性晶圆抛光装置上之一抛光垫片之装 置,该装置包括: 一圆柱滚子,该圆柱滚子系以可转动之方式连接于 一托架,该圆柱滚子具有一轴向长度,该轴向长度 至少等于抛光垫片之宽度; 一研磨物质,至少系内嵌于该圆柱滚子之部份外圆 周;及 一压力施力装置,附着于该托架,该压力施力装置 可在垂直于该滚子之一转动轴之方向上作移动调 整。27.如申请专利范围第26项之装置,其中该圆柱 滚子包括一可被动转动之圆柱滚子。28.如申请专 利范围第26项之装置,其中该压力訑力装置包括一 活塞与气缸总成。29.如申请专利范围第28项之装 置,至少进一步包括一导件,连接于该托架,该导件 可在一平行于该压力施力装置之方向上滑动。30. 如申请专利范围第26项之装置,其中该圆柱滚子包 括一转动轴,该转动轴大致平行于该抛光垫片,且 与该抛光垫片之速度向量形成一非垂直之角度。 31.一种在半导体晶圆化学机械平面化制程中调节 一线性晶圆抛光机上之一抛光垫片之方法,该方法 包括下列步骤: 提供一抛光垫片调节器,该抛光垫片调节器包括一 圆柱滚子,其具有一纵向转动轴; 将该抛光垫片调节器置于邻近该抛光垫片之位置, 其中该圆柱滚子之纵向转动轴大致平行于该抛光 垫片; 在该抛光垫片移动之同时,使该圆柱滚子相对于该 抛光垫片作逆向移动;及 维持该圆柱滚子施予该抛光垫片之压力。图式简 单说明: 第一图为一垫片调节装置较佳具体实例之透视图 。 第二图为第一图所示垫片调节装置之侧立面图。 第三图为第一图中垫片调节器其压力控制系统一 较佳压力控制图之示意图。 第四图为一侧视图,显示第一图中之垫片调节器与 一线性皮带抛光装置搭配使用之情形。 第五图为第四图抛光垫片调节器与线性皮带抛光 装置之顶视图。 第六图为第四图中抛光垫片调节器与线性皮带抛 光器之替选具体实例,其中包括一滚子池。 第七图为第六图中抛光垫片调节器与滚子池之透 视图。 第八图为一流程图,显示一调节抛光垫片之较佳方 法。 第九图为一抛光垫片调节器之替选具体实例。 第十图为第九图所示抛光垫片调节器之剖面图。 第十一图为一示意图,显示用于第九图中抛光垫片 调节器之下压力控制系统。 第十二图显示第九图中抛光垫片调节器之滚子与 于一抛光垫片之相对位置。 第十三图显示第九图中抛光垫片调节器之滚子与 于一抛光垫片之另一相对位置。
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