[發(fā)明專利]研磨墊修整方法、研磨墊修整裝置及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610802247.4
• 申請(qǐng)日: 2016-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN106239356B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳盈同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 詠巨科技有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/34
• 分類號(hào): B24B37/34;B24B37/04;B24B53/017;B24B53/14
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及研磨墊修整方法、研磨墊修整裝置及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，屬于研磨墊修整技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在化學(xué)機(jī)械研磨制程(chemical mechanical polishing；CMP)中，通常會(huì)利用研磨墊配合研磨漿料來平坦化晶圓表面。研磨墊系為一由高分子聚合而成的軟墊。在微觀下，研磨墊的結(jié)構(gòu)體內(nèi)是一種多孔性的微結(jié)構(gòu)，而研磨墊表面具有許多絨毛。當(dāng)研磨墊連續(xù)研磨數(shù)片晶圓之后，在化學(xué)機(jī)械研磨制程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物將會(huì)附著于研磨墊的表面，甚至嵌入其表面的微孔洞內(nèi)，造成孔洞填塞，或者是黏附于絨毛中，而使絨毛傾倒，進(jìn)而造成研磨墊的拋光能力大幅下降。因此，當(dāng)研磨墊使用一段時(shí)間之后，須利用研磨墊修整器于研磨墊上沿著徑向(Radial)來回的擺動(dòng)，并配合研磨墊自身的旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生新的絨毛結(jié)構(gòu)，并清除化學(xué)機(jī)械研磨制程中所附著的殘留物。

另外，隨著芯片尺寸縮小，對(duì)晶圓表面平坦度的要求也越來越高。若是位于研磨墊表面的絨毛高低落差太大，突起的絨毛極有可能會(huì)刮傷晶圓表面，而被稱為殺手纖毛(killer Asperities)。因此，這些殺手纖毛也必須通過研磨墊修整器去除。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，在已知的技術(shù)中，修整器10的工作表面100上會(huì)設(shè)有多個(gè)刃部100a，以切除在研磨墊11表面上的過長的絨毛11s，即殺手纖毛。然而，當(dāng)研磨墊修整器10的刃部100a接觸到這些絨毛11s時(shí)，由于絨毛11s的材質(zhì)較軟且易彎曲，導(dǎo)致絨毛11s不易被刃部100a切除，而仍殘留于研磨墊11的表面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種研磨墊修整方法、研磨墊修整裝置及使用其的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。

一種研磨墊修整方法，其包括：

先硬化位于一研磨墊的一拋光面上的一待修整區(qū)內(nèi)的多個(gè)軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)；以及

利用一修整器切削位于所述待修整區(qū)內(nèi)的被硬化的多個(gè)所述軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)，以修整所述研磨墊的所述拋光面。

其中，硬化位于所述待修整區(qū)內(nèi)的多個(gè)所述軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)的步驟是通過急速冷凍來完成；所述急速冷凍是在所述待修整區(qū)內(nèi)噴灑一冷凍劑；所述冷凍劑為液態(tài)氮、液態(tài)氧、干冰或是冷媒。

其中，利用所述修整器修整所述研磨墊的所述拋光面時(shí)，所述研磨墊通過一轉(zhuǎn)軸以產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，且噴灑所述冷凍劑的步驟與利用所述修整器修整所述拋光面的步驟是沿著同一方向同步進(jìn)行。

其中，在噴灑所述冷凍劑的步驟中，還進(jìn)一步包括：沿著所述研磨墊的一徑向方向移動(dòng)，并且連續(xù)地或間歇地噴灑所述冷凍劑在所述研磨墊的所述拋光面上，在噴灑所述冷凍劑的步驟中，還進(jìn)一步包括：在所述研磨墊的一徑向方向上連續(xù)地或間歇地噴灑所述冷凍劑于所述研磨墊的所述拋光面上。

一種研磨墊修整裝置，其包括：

一修整器，其用以修整一研磨墊的一拋光面；以及

一拋光面處理單元，其設(shè)置于所述研磨墊的上方，其中，在所述修整器修整所述拋光面上的一待修整區(qū)之前，先利用所述拋光面處理單元硬化位于所述待修整區(qū)內(nèi)的多個(gè)軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)。

其中，所述拋光面處理單元包括一用于供應(yīng)一冷凍劑的供應(yīng)單元以及一與所述供應(yīng)單元互相連通的噴嘴，且所述供應(yīng)單元所供應(yīng)的所述冷凍劑通過所述噴嘴以噴灑在所述待修整區(qū)；還包括一移動(dòng)臂及一能自轉(zhuǎn)地連接于所述移動(dòng)臂的自轉(zhuǎn)軸；所述拋光面處理單元設(shè)置于所述移動(dòng)臂上，且所述修整器通過所述自轉(zhuǎn)軸以設(shè)置于移動(dòng)臂上，以使得所述拋光面處理單元與所述修整器兩者通過所述移動(dòng)臂以同步移動(dòng)；所述拋光面處理單元與所述修整器相鄰，當(dāng)所述研磨墊通過一轉(zhuǎn)軸以朝一自轉(zhuǎn)方向自轉(zhuǎn)時(shí)，所述拋光面處理單元與所述修整器沿著所述自轉(zhuǎn)方向依序設(shè)置。

一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其包括：

一載臺(tái)，其連接于一轉(zhuǎn)軸以產(chǎn)生自轉(zhuǎn)；

一研磨墊，其設(shè)置于所述載臺(tái)上，所述研磨墊具有一拋光面；以及

一研磨墊修整裝置，其包括：

一修整器，其設(shè)置于所述研磨墊上，用以修整所述拋光面；以及

一拋光面處理單元，其設(shè)置于所述研磨墊的上方，其中，在所述修整器通過所述拋光面上的一待修整區(qū)之前，先利用所述拋光面處理單元硬化位于所述待修整區(qū)內(nèi)的多個(gè)軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)。

其中，所述拋光面處理單元包括一用于供應(yīng)一冷凍劑的供應(yīng)單元以及一與所述供應(yīng)單元互相連通的噴嘴，且所述供應(yīng)單元所供應(yīng)的所述冷凍劑通過所述噴嘴以噴灑在所述待修整區(qū)；還包括一清潔單元，其通過噴灑一清潔液，以清洗所述研磨墊并使所述研磨墊的所述待修整區(qū)內(nèi)被硬化的多個(gè)所述軟質(zhì)微結(jié)構(gòu)解凍。