[实用新型]一种抛光垫修整器的制造设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抛光垫修整器的制造设备。

背景技术

晶圆制造过程中，化学机械抛光(CMP)是关键制程之一，CMP越平坦，能制造的线宽越细。随晶圆线宽的需求越来越细，对CMP的要求也越高。晶圆CMP工艺是利用多孔抛光垫及抛光液(内含研磨粒子)来抛光晶圆，抛光垫的孔洞有助于抛光液的流动，使晶圆抛光得更平坦，但抛光过程中的异物(抛光液中的研磨粒子、晶圆粒子)会逐步填满抛光垫孔洞，使抛光效能降低，因此抛光过程中需同时使用修整器对抛光垫修整以去除孔洞内的异物。

过去修整器是由矩阵排列的金刚石通过电镀法(electroplating)或钎焊法 (brazing)方式固定于一圆平板上，利用金刚石凸出的尖角来修整抛光垫，但此类工艺有许多缺陷，比如(1)电镀法对金刚石把持力较弱，金刚石容易脱落造成晶圆刮伤；(2)钎焊法虽对金刚石把持力明显较高，但因制作过程中产生的高温会破坏金刚石强度，使用时金刚石容易破裂，掉落的金刚石碎片亦会造成晶圆刮伤；(3)金刚石颗粒大小及形状有别，造成每颗金刚石凸出量不一致(高低差可达40μm)，使得只有约20％的金刚石能有效参与修整抛光垫，且个别修整器也存在一定程度的不稳定。

近期有种以陶瓷材料制成的修整器，将陶瓷粉末通过模具压制烧结成具三维结构化表面的圆锭，此结构化表面具有大量等凸出高的尖角，大幅改善过去尖角高度不一致的问题，但仍存在一些缺陷，如因尖角部分属于高深宽比的结构特征，在模具压制烧结工艺中因粉末与模具间存在摩擦力，压力无法传递至尖部，进而使尖部组织松散，在使用中导致尖部容易破裂，使晶圆刮伤。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抛光垫修整器的制造设备，采用该设备能够研磨出稳定的具有等高尖角的三维结构化表面的抛光垫修整器，提升尖部组织强度，解决现有修整器的陶瓷尖部组织松散的问题。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种抛光垫修整器的制造设备，包括一数控平面磨床，用于将陶瓷锭顶部研磨形成具有等高尖角的正四棱锥阵列；所述数控平面磨床采用V型砂轮对陶瓷锭进行研磨，所述数控平面磨床设置有用于修整V型砂轮的在线自动修整机构。

在进一步优选的技术方案中，所述在线自动修整机构包括一修整座和两个金刚石磨块，两个金刚石磨块对称固定在修整座的上部，两个金刚石磨块的工作面分别设置有一金刚石磨料层，两个金刚石磨料层之间形成V型夹角。

在进一步优选的技术方案中，所述数控平面磨床的工作台上设置有电磁吸盘，所述修整座安装在电磁吸盘的后部，所述电磁吸盘的上方吸附有用于固定放置陶瓷锭的磁性平板。

在进一步优选的技术方案中，所述磁性平板的尺寸为长120mm×宽120mm ×厚15mm。

在进一步优选的技术方案中，所述磁性平板的六面平面度和平行度达5μm，六面相互间垂直度达0.02mm。

在进一步优选的技术方案中，所述数控平面磨床还设置有用于驱动工作台左右移动的液压驱动机构、用于驱动工作台前后移动的前后电机驱动机构以及用于驱动V型砂轮上下移动的上下电机驱动机构。

在进一步优选的技术方案中，所述前后电机驱动机构和上下电机驱动的进给精度均为0.1μm。

在进一步优选的技术方案中，该制造设备还包括一等静压烧结装置，用于将陶瓷粉等静压烧结制成组织均匀致密的陶瓷锭。

在进一步优选的技术方案中，所述等静压烧结装置包括等静压成型机和烧结炉。

在进一步优选的技术方案中，该制造设备还包括一涂膜装置，用于将磨好的陶瓷锭尖端表面涂覆金刚石膜。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过该设备可以得到稳定的具有等高尖角的正四棱锥阵列表面的抛光垫修整器，可有效解决因模具直接压制的三维结构化表面尖部组织松散的问题，避免在使用中导致尖部容易破裂而使晶圆刮伤。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为电磁吸盘的俯视图。

图3为在线自动修整机构的俯视图。

图4为V型砂轮修整时的示意图。

图5为V型砂轮对陶瓷锭不同研磨深度的对比示意图一。

图6为V型砂轮对陶瓷锭不同研磨深度的对比示意图二。

图7为V型砂轮对陶瓷锭不同研磨深度的对比示意图三。

图8为抛光垫修整器的表面结构图。