[发明专利]化学机械平坦化垫的修整器及其相关方法

说明书

本发明描述含有经高精度塑形的表面的研磨表面及垫修整器，包含可用于修整化学机械处理CMP垫的垫修整器，及其相关方法。

相关申请案的交叉参考

本申请案根据35 USC 119主张2018年5月17日申请的第62/672,938号美国临时专利申请案的权益，所述专利申请案的揭示内容的全文出于全部目的借此以引用的方式并入本文中。

技术领域

以下描述涉及用于制备研磨表面的方法、装置及设备，包含在用于修整化学机械平坦化垫(CMP垫)的垫修整器中有用的研磨表面，所述化学机械平坦化垫(CMP垫)用于制造例如半导体或数字存储器工件的微电子装置或存储器衬底。

背景技术

电子装置、微电子装置及数据存储产业依赖于用于制备微电子及存储器装置产品的工艺中组件的经高度平坦化或抛光的表面的化学机械平坦化(CMP)技术。这些类型的产品的实例是：现代电子、微电子、磁性及光学装置，其包含依赖于硅或另一半导体材料的微处理器及其它集成电路；数字(例如，固态及硬盘)存储器装置；光学材料及装置；及各种其它商业及消费型电子物品。如已知，化学机械平坦化是用于平坦化或抛光经处理以用作这些类型的产品中的一者的功能组件的工件的表面的工艺。工件(也称为“衬底”)可为工艺中微电子、半导体、存储器存储装置或光学装置或衬底等。

针对典型CMP工艺，必须通过“修整”接触工件的CMP垫的表面而制备所述表面以供初始使用。CMP垫由聚合物材料制成，所述聚合物材料在内部包含小空隙或气泡，但在原始及未使用条件下，包含在垫的两个相对主表面中的每一者处的基本上固体聚合物材料的薄外层。在CMP垫的使用的开始，必须移除在表面处的非多孔(固体)材料的薄层以暴露在化学机械平坦化期间使用的垫的内部(多孔)部分。为了移除薄固体外表面层，使用垫修整器(或“修整器”)以研磨地移除表面处的固体材料以暴露具有气泡或空隙的内部聚合物材料。

在此初始修整步骤之后，CMP垫可用于处理工件。在CMP垫的使用时段内，归因于在化学机械处理期间发生的材料在表面处的磨损及积累，CMP垫表面的质量降级或以其它方式变得较不有效且必须定期刷新(即，“修整”)。在使用CMP垫以处理微电子装置工件期间，在存在含有研磨粒子及化学材料的浆液的情况下在接触工件的同时移除抛光垫。在于化学机械平坦化期间使用时，CMP垫的表面变得磨损或以其它方式受可在垫表面处积累的研磨及化学材料影响。结果可为“垫施釉(pad glazing)”，此降低CMP垫表面用于移除材料以平坦化或抛光工件表面的有效性。另外，在持续使用的情况下，CMP垫的表面可经历不均匀磨损，此导致非所要表面不规则。变得有必要修整所使用CMP垫的表面以将表面恢复到有用形式。恢复垫表面的工艺被称为垫修整。修整CMP垫可在垫的初始使用之前执行(以移除外部固体层)、在抛光工艺期间执行(原位修整)或在抛光步骤之间执行(非原位修整)。CMP垫的修整对于将CMP垫的表面制备或恢复到具有包含允许垫表面以所设计及所预期方式起作用的摩擦性质及表面纹理的性质的表面是有必要的。

CMP垫修整器的许多实例及种类是众所周知的且可在市场上购得。最低限度地，垫修整器(也称为“修整器”)包含至少一个研磨表面，在CMP垫的表面与研磨表面接触时，使用垫修整器的研磨表面与CMP垫的表面之间的移动，所述研磨表面可修正(true)并整修(dress)CMP垫的表面。实例垫修整器可包含在修整器的一个面上的研磨表面，且其它实例可包含在两个相对面上的研磨表面。优选修整器可经设计以适配于CMP工具的载体的开口内以允许在修整CMP垫表面的步骤期间将修整器放置于载体中(代替工件)。与这些考虑一致，制造、销售或使用大量各种不同类型的垫修整器以调节与应用到不同类型的工件的CMP步骤相关联的CMP垫。

发明内容