[发明专利]抛光垫修整器及其制造方法、抛光垫修整装置及抛光系统

说明书

技术领域

本发明属于化学机械抛光（CMP）技术领域，特别是涉及一种抛光垫修整器及其制造方法、包含该抛光垫修整器的抛光垫修整装置以及包含该抛光垫修整装置的抛光系统。

背景技术

化学机械抛光（CMP）技术是半导体晶片表面加工的关键技术之一，并用于集成电路制造过程的各阶段表面平整化，近年来得到广泛应用。在化学机械抛光过程中，抛光垫（polishing pad）具有储存、运输抛光液、去除加工残余物质、传递机械载荷及维持抛光环境等功能。随着化学机械抛光过程的不断进行，抛光垫的物理及化学性能会发生变化，表现为抛光垫表面产生残余物质，微孔的体积缩小、数量减少，表面粗糙度降低，表面发生分子重组现象，形成一定厚度的釉化层，导致抛光速率和抛光质量的降低。因此，必须对抛光垫进行适当的修整，适当的修整不仅可以改善抛光效果，还可以提高抛光垫的使用寿命、降低抛光成本。

现有最广泛应用的修整工具是金刚石修整器，图1是现有一种金刚石修整器的剖面结构示意图，如图1所示，修整器1包含基体2及固结在基体2研磨面S上的金刚石研磨颗粒3，其中研磨面S为平面，在进行修整时该平面与抛光垫表面平行。在利用修整器1对抛光垫进行修整的过程中，修整器1同时作转动及往复运动，且修整器1以一定压力压在抛光垫表面，使得金刚石研磨颗粒3与抛光垫表面接触并对抛光垫进行切削，从而实现对抛光垫表面进行研磨修整，使抛光垫表面得到所需粗糙度。

修整器1上的金刚石研磨颗粒3是影响修整效果的一个重要因素。金刚石研磨颗粒3为天然金刚石研磨颗粒。天然金刚石研磨颗粒形状不规则且大多带有尖锐的棱角T，在修整抛光垫时天然金刚石研磨颗粒的棱角T朝向抛光垫，因此金刚石研磨颗粒3的切削研磨效果较好。但是，由于天然金刚石研磨颗粒形状比较不规则，因此在受到撞击时容易断裂，进而对硅片造成划伤。

为了解决这个问题，现有技术又研究出了另一种修整器1，如图2所示，修整器1中的金刚石研磨颗粒3为高压制成的人工单晶金刚石研磨颗粒，高压制成的人工单晶金刚石研磨颗粒通常比较完整、内部缺陷少、形状比较规则，因此抗断裂强度高，可以大幅减少硅片因金刚石研磨颗粒3破碎而被划伤的情形发生。但是，在修整抛光垫时由于金刚石研磨颗粒3是平面P1朝向抛光垫，导致金刚石研磨颗粒3的切削研磨效果不佳。

发明内容

本发明解决的问题是：现有抛光垫修整器上的研磨颗粒无法兼备切削研磨效果好及不易断裂的优点。

为了解决上述问题，本发明提供了一种抛光垫修整器，包括：

研磨颗粒，所述研磨颗粒形状规则且为多面体；

基体，具有研磨面，所述研磨面的表面粗糙度大小使得所述研磨面凹凸不平，所述研磨颗粒固结在所述研磨面上，至少部分所述研磨颗粒嵌入研磨面的凹部内；

凹部内至少部分所述研磨颗粒的棱角背向所述研磨面。

可选的，所述研磨面的表面粗糙度大小为100μm至300μm。

可选的，所述研磨颗粒为正八面体、正十二面体、正二十面体、棱柱或棱台。

可选的，所述研磨面的原始表面为平面；

或者，所述研磨面的原始表面包括：相连的边缘研磨面和中央研磨面，所述边缘研磨面环绕在中央研磨面的周围，所述中央研磨面为平面，且所述中央研磨面高于边缘研磨面；

所述原始表面为研磨面进行粗糙度加工处理之前的面。

可选的，所述边缘研磨面为凸形弧面；

或者，所述边缘研磨面由多个面相连而成，所述多个面包括：至少一个凸形弧面，和至少一个不与所述中央研磨面平行的平面。

可选的，当所述边缘研磨面为凸形弧面时，所述边缘研磨面与中央研磨面相切；

当所述边缘研磨面由多个面相连而成时，所述边缘研磨面与中央研磨面相连的面为：与中央研磨面相切的凸形弧面。

可选的，所述弧面为圆弧面。

可选的，所述基体还具有非研磨面，所述非研磨面低于研磨面；

所述研磨面呈环状分布在所述基体上，且所述研磨面在非研磨面所在平面上的投影将非研磨面包围起来。

可选的，当所述研磨面的原始表面包括相连的边缘研磨面和中央研磨面时，所述边缘研磨面包括内边缘研磨面及外边缘研磨面，所述中央研磨面位于内边缘研磨面和外边缘研磨面之间。

可选的，所述基体呈圆盘状。

可选的，所述研磨颗粒为金刚石颗粒或立方氮化硼颗粒。

另外，本发明还提供了一种抛光垫修整器的制造方法，包括：

提供基体和研磨颗粒；