[发明专利]改进抛光垫结构的抛光机

说明书

本发明涉及抛光机，具体涉及改进抛光垫结构的抛光机，用于使半导体器件制造工艺中晶片的凹凸表面平坦化。

在半导体器件的制造领域中，近来化学机械抛光(缩写为CMP)已用于抛光晶片表面的突出部分，以平面化晶片表面。

为了进行所述CMP，例如可以使用图3所示的抛光机。该现有技术的抛光机主要包括旋转表面板3，在其上表面上被覆有包括上抛光网(web)1和下抛光网2的抛光垫，抛光液供料装置6，用于将含有抛光粉(磨料)7的抛光液提供到上抛光网1，和用于支撑晶片5并与晶片5紧密接触的晶片支架4。

旋转表面板3具有与电机3M结合的中心轴3S，由此驱动旋转表面板3沿方向“A”旋转。另一方面，晶片支架4具有与包括在未显示的驱动机构内的电机4M结合的中心轴4S，由此驱动晶片支架4在方向“B”内旋转，也在方向“C”内移动。这里，为简化附图在图中省略了方向“C”内移动晶片支架4的装置，是由于对本领域中的技术人员来说示出的抛光机是众所周知的。采用这种安排，晶片5和上抛光网1可以相互滑动接触，也可以相互分离。

为了使用以上提到的抛光机实际抛光晶片，首先，晶片5由晶片支架4紧密接触地保持住，并与晶片支架4一起旋转。另一方面，旋转表面板3旋转，含有抛光粉7的抛光液由抛光液供料装置6提供到抛光网1上。在这种条件中，晶片5与上抛光网1滑动接触，抛光粉7介于晶片5和上抛光网1之间。由此，晶片5被抛光。这里，上抛光网由硬材料形成，所以晶片5的凹凸不平的表面平面化。另一方面，下抛光网由软材料形成，目的是跟随晶片起伏的同时尽可能地抛光晶片。

具体地，为了得到良好的抛光平面化且不损伤晶片5，由可控制到预定硬度的发泡聚氨基甲酸乙酯形成的抛光薄片可用做上抛光网1。另一方面，为了跟随晶片的起伏，由聚氨基甲酸乙酯纤维形成的无纺织物用做下抛光网2。

当无纺织物如上面提到的用做下抛光网2时，含有抛光粉7的抛光液的水分不可避免地通过露出的下抛光网2的边缘端部2E浸到下抛光网2中，结果是下抛光网2的硬度降低，如图4所示，晶片5的周边部分的抛光速率大于晶片5的中心部分的抛光速率。下面参考图5介绍为什么会发生该现象。

参考图5，由于旋转表面板3的旋转，上抛光网1和下抛光网2相对于晶片5在对应于旋转表面板3的圆周方向的方向“D”内移动。结果如图5所示，由于与上抛光网1的摩擦，首先与上抛光网1接触的晶片5的周边部分5E压入上抛光网1内。此时，如果下抛光网2内含水，由于下抛光网2的硬度已变低，压入量变大。结果，晶片5与上抛光网1倾斜，由此负荷集中在晶片的周边部分5E，因此，抛光速率在晶片的周边部分5E变大。

为了克服该问题，日本专利申请待审公开No.JP-A-08241878(JP-A-08241878的英文摘要可由日本专利局得到并且JP-A-08241878英文摘要的内容也整体上作为参考引入本申请)提议一种图6所示的抛光垫。所述提议的抛光垫特征在于下抛光网2A具有许多相互分离的方形立柱，面积大于方形立柱的上表面的上抛光网块1A粘附到方形立柱的上表面，由此上抛光网块1A的檐形成在下抛光网块2A的方形立柱上。这种结构意在均匀地抛光晶片。

然而，由于上抛光网块1A之间存在空隙，水不可避免地浸到下抛光网块2A内，由此下抛光网块2A的硬度改变，因此抛光特性不可避免地变化。

因此，本发明的一个目的是提供一种能克服以上提到的现有技术的问题的抛光机。

本发明的另一个目的是提供一种带改进的抛光垫结构的抛光机，通过防止水浸入下抛光垫内得到稳定的抛光特性。

根据本发明通过以下配置的抛光机可以获得本发明的以上和其它的目的；晶片要抛光的表面与分布在旋转表面板上的抛光垫滑动接触，同时将抛光液提供到抛光垫上，为了抛光晶片要抛光的表面，其中，抛光垫至少包括一个下抛光网，由较软材料形成并被覆在旋转表面板的表面上，和一个上抛光网，由较硬的材料形成并且以不透水的方式完全覆盖整个下抛光网，以防止包括在抛光液中的水浸入到下抛光网内。

在抛光机的一个实施例中，上抛光网大于下抛光网，并且上抛光网的周边部分粘附到旋转表面板的周边部分，下抛光网没有介于旋转表面板和上抛光网的周边部分之间，由此下抛光网完全由上抛光网和旋转表面板不透水地密封。

具体地，上抛光网的周边部分用一个中间粘附介质粘附到旋转表面板的周边部分，使得在上抛光网的的周边部分和旋转表面板的周边部分之间不存在下抛光网，并且粘附层介于至少上抛光网和旋转表面板之间。优选粘附层具有防水特性。最好粘附层为双面覆粘附剂的防水胶带。