[发明专利]化学机械研磨垫的双重修整系统及相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨垫修整器，特别是一种将化学机械研磨垫修整器分为去釉化修整器及粗糙成形修整器的组合。

背景技术

迄今，半导体工业每年花费超过十亿美元制造必须具有非常平坦且光滑表面的硅晶圆。已有许多的技术用以制造光滑且具平坦表面的硅晶圆。其中最常见的工艺称为化学机械研磨(CMP)，其包括一结合研磨液的研磨垫的使用。在所有CMP工艺中最重要的是于研磨晶圆的均匀度、IC线路的光滑性、产率的移除速率、CMP经济性的消耗品寿命等方面实现高性能程度。

发明内容

本发明提供了用于修整化学机械研磨垫的双重修整系统及其相关方法。在本发明的一种实施方式中，例如，一修整化学机械研磨垫的方法可包括：一去釉化修整器，其作用于一化学机械研磨垫的工作表面，利用该去釉化修整器对该化学机械研磨垫的该工作表面进行去釉化；一粗糙成形修整器，其作用于该化学机械研磨垫的工作表面，利用该粗糙成形成修整器对该化学机械研磨垫的该工作表面进行粗糙化。在一种实施方式中，该化学机械研磨垫的工作表面在进行粗糙化前，基本上已完全地去釉化。在另一种实施方式中，该化学机械修整器研磨垫的全部工作表面在进行粗糙化前，基本上已完全地去釉化。在又一种实施方式中，对该工作表面的工作表面去釉化以及进行粗糙化可同时发生于工作表面的不同及分散区域，直到整个或几乎整个工作表面被修整完成。

各种去釉化技术，及被认为在本发明的范畴中的任何技术皆可考虑。在一非限制本发明的例子中，该化学机械研磨垫的工作表面去釉化包括刮除该化学机械研磨垫的工作表面的厚度。因此，该工作表面所具有的刚硬的或釉化层的部分将被刮除。去釉化可通过各种方法而完成，例如，利用多个刀片元件结合的去釉修整器以刮除该工作表面的一定厚度。

各种粗糙成形技术皆可考虑，及在本发明的范畴中的任何技术皆被考虑。在一非限制本发明的例子中，粗糙化可以多个超研磨颗粒结合的粗糙成形修整器于该化学机械研磨垫的工作表面上形成。该多个超研磨颗粒可为任何能够于该工作表面上进行粗糙化的形态/方向性。在一种实施方式中，该超研磨颗粒是单层超研磨颗粒的排列，在该单层的超研磨颗粒的最高突出尖点及次高突出尖点间的突出距离差异小于或等于约20微米，且该单层超研磨颗粒的最高1％突出尖点间的突出距离差异为约80微米或更小。

在另一种实施方式中，该方法可包括于去釉化过程中，使一清洁喷洒器(cleansing spray)作用于该工作表面。在一种实施方式中，该清洁喷洒器是一水刀(water jet)。此外，在某些实施方式中，该方法可包括于去釉化期间，使一吸力作用于该工作表面以去除来自该化学机械研磨垫在去釉化期间所释出的碎屑。

在又一种实施方式中，该方法可包括于去釉过程中，振动该去釉化修整器及对应的该化学机械研磨垫的至少一或两者；或于进行粗糙化期间，振动该粗糙成形修整器及对应的该化学机械研磨垫的至少一或两者。在一具体实施方式中，该振动是超声波振动。

此外，本发明另外包括一种修整化学机械研磨垫的系统。在一种实施方式中，所述系统可包括一去釉化修整器设置用于一化学机械研磨垫，以及一粗糙成形修整器设置用于该化学机械研磨垫，其中，该去釉化修整器及该粗糙成形修整器能够各自独立修整该化学机械研磨垫。在一种实施方式中，该系统还可包括一平台(platen)以支撑并旋转该化学机械研磨垫，其中该平台的设置是用于该去釉化修整器及该粗糙成形修整器。

以上概括地描述了本发明各种特征，下面将更进行更加详细的描述，以便于更加了解本发明，以理解本发明的技术方案的优越处。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一修整器系统的示意图；

图2是本发明一个实施例的一修整器系统的示意图；

图3是本发明一个实施例的一修整器系统的示意图；

图4是本发明一实施例的一化学机械修整器研磨垫修整器的示意图。

【主要元件符号说明】

12化学机械研磨垫

14去釉化修整器

15工作表面

16粗糙成形修整器

18平台

32液体喷洒系统

34清洁喷洒剂

36吸引装置

42超研磨颗粒

44基质层

46突出距离差异

47最高突出尖点

48次高突出尖点

具体实施方式