[發明專利]用于化學機械研磨墊的調節的方法及設備

在審

• 申請號: 201380073189.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN105074881A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: R·巴賈杰;H·C·陳
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

技術領域

本發明的實施例一般是與調節用于研磨基板(例如半導體晶圓)的研磨墊有關。

背景技術

在集成電路與基板上其他電子元件的制造中，于該基板的特征側(亦即接受沉積表面)上沉積、或從該特征側上移除多層傳導性、半導性與介電材料。隨著材料層被依序沉積與移除，該基板的該特征側會變得不平坦而需要平坦化及/或研磨。平坦化與研磨是自該基板的該特征側移除先前所沉積的材料、以形成一概呈均勻、平坦或水平表面的程序。這些程序可用于移除不想要的表面拓撲與表面缺陷，例如粗糙的表面、聚集的材料、晶體晶格破壞、及刮傷。這些程序也可用于在基板上形成特征，通過移除用以填充這些特征的過剩沉積材料，并為后續的沉積與處理提供均勻或水平表面。

在研磨處理期間，墊片的研磨表面(接觸該基板的該特征側)經歷到變形。該變形包括使該研磨表面及/或該研磨表面的平面中的不均勻處變平滑，以及堵塞或阻擋該研磨表面中的孔洞(這些孔洞會削減墊片適當且有效自基板移除材料的能力)。為能在整個研磨表面上維持一致的粗糙度、孔隙度及/或大致平坦的輪廓，研磨表面的周期性調節是必須的。

一種用以調節研磨表面的方法是利用研磨調節盤，該研磨調節盤被壓抵于該研磨表面，同時旋轉及/或掃掠大部分的研磨表面。該調節盤(是鉆石顆粒或其他硬質材料)的研磨部分一般是切割至墊片表面中而于該研磨表面中形成溝槽、或者是粗化該研磨表面。然而，當該調節盤的旋轉及/或對該調節盤施加的向下力受到控制時，該研磨部分并不會均勻地切割至該研磨表面中，因而在該研磨表面上產生粗糙度差異。流體噴射系統已被用以代替研磨盤來調節該研磨墊，但是這些系統使用大量的流體，且在操作上是昂貴的。使用切割至該研磨表面中的光學裝置(例如激光)的其他系統也已被使用。然而，光學能量會與墊片上的研磨流體互相反應，導致流體沸騰而使該研磨表面中的孔洞破裂。利用前述每一種調節方法，整個研磨表面上的粗糙度并無法被適當地控制，因此在整個研磨表面上的粗糙度會是不均勻的。除此之外，由于切割動作不能直接被控制，墊片的使用壽命會減短。另外，這些調節裝置和系統的切割動作有時會在該研磨表面中產生較大的突點。雖然突點有利于研磨處理，但突點會在研磨期間斷裂松化，因而產生會導致基板中缺陷的碎片。

因此，需要一種可促進研磨墊的研磨表面均勻調節的方法和設備。

發明內容

提供了一種用于調節研磨墊的方法和設備。在一實施例中，提供了一種用于基板研磨處理的墊片調節裝置。該墊片調節裝置包括光學裝置，該光學裝置耦接至鄰近于研磨墊的研磨站的一部分，該光學裝置包括激光發射器，用以向該研磨墊的研磨表面發射光束，該光束具有與該研磨處理中所使用的研磨流體實質上不反應、但與該研磨墊反應的波長范圍。

在另一實施例中，提供了一種用于研磨基板的設備。該設備包括調節裝置，該調節裝置置放為鄰近于可旋轉平臺，該調節裝置用以發射入射光束，并使該入射光束相對于該研磨墊的研磨表面而移動，其中該調節裝置包括光學裝置，該光學裝置包括激光發射器，用以發射光束，該光束具有不被該研磨墊上所使用的研磨流體吸收、但與該研磨墊的材料反應的波長范圍。

在另一實施例中，提供了一種用于調節研磨墊的方法。該方法包括旋轉研磨墊，該研磨墊上配置有研磨流體；及以激光光束掃描該研磨墊，該激光光束具有對于該研磨流體為實質上透明的波長。

附圖說明

為使本發明的上述特征能被詳細理解，上述簡要記載的本發明的更具體內容可通過參照具體實施例來加以說明，其中有某些具體實施例描述于如附圖式中。然而，應注意如附圖式僅說明本發明的一般實施例，因此不可被視為對發明范疇的限制，因為本發明也允許有其他的等效實施例。

圖1為處理站的一實施例的部分截面圖，該處理站被配置以執行研磨處理。

圖2A為圖1的處理站的俯視平面圖。

圖2B為研磨墊的一部分的截面圖。

圖3為調節裝置的示意截面圖，該調節裝置具有光學裝置的一實施例，該光學裝置設置在調節頭中。

圖4是具有光學裝置的另一實施例的調節裝置的示意截面圖，該光學裝置設置在調節頭中。

圖5是具有光學裝置的另一實施例的調節裝置的示意截面圖，該光學裝置設置在調節頭中。

圖6是具有光學裝置的另一實施例的調節裝置的示意截面圖，該光學裝置設置在調節頭中。

圖7是調節裝置的另一實施例的示意截面圖。

圖8是處理平臺的部分截面圖，該圖繪示了調節裝置的另一實施例。