• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明係關於一種供CMP(化學機械拋光)墊用之調整器，CMP墊係使用於一種屬於半導體裝置之製造之一部分之CMP製程。本發明特別是有關於一種CMP墊調整器及其製造方法，於CMP墊調整器中，切割尖端之構造即使在使用不同種類的研漿時及在調整器之壓力有改變時，係能使拋光墊之磨耗度之改變並不大。
    公开号:TW201302385A
    申请号:TW101117365
    申请日:2012-05-16
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Seh-Kwang Lee；Youn-Chul Kim；Joo-Han Lee；Jae-Kwang Choi；Jae-Phil Boo
    申请人:Ehwa Diamond Ind Co Ltd；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    化學機械拋光墊調整器及其製造方法
    本發明係關於一種供CMP(化學機械拋光)墊用之調整器，CMP墊係使用於一種屬於半導體裝置之製造之一部分之CMP製程。本發明特別是有關於一種CMP墊調整器及其製造方法，於CMP墊調整器中，切割尖端之構造即使在使用不同種類的研漿時及在調整器之壓力有改變時，係能使拋光墊之磨耗度之改變並不大。
    在半導體設備中有用的CMP技術係用於平坦化形成於半導體晶圓上之一薄膜，例如絕緣層或金屬層。
    一種使用CMP之平坦化製程係以下述方式被實現：將一拋光墊裝設至一旋轉平台之上，且利用一載體來保持一待拋光之晶圓，而當一研漿被提供至墊上時，平台與載體於施加壓力至保持晶圓之載體之狀態下係受到相對於彼此之運動，從而拋光晶圓。
    在供平坦化用之CMP製程中，橫越過一工作件(例如晶圓)之表面之移除率(亦即，拋光均勻性)之均勻性被認為是重要的。在各種用以增加拋光均勻性之因素之間，拋光墊之表面狀態可能被收錄作為一重要的定量因素。
    拋光墊之較佳表面狀態可能藉由調整拋光墊(包括使用一調整器切割變形墊之表面)而達成，以便使拋光墊之磨損或阻塞的毛細孔與拋光墊之減少的平滑度恢復至其原始的狀態。
    如此，調整過程藉由使用具有一研磨器(例如鑽石)之一墊調整器，可使拋光墊之表面狀態被最佳化成具有一高能力以保持研漿之一初始狀態，研磨器係被置成與拋光墊接觸以刮到或摩擦拋光墊之表面。或者，這個過程之作用可恢復拋光墊之能力以保持研漿，俾能可維持拋光墊之拋光能力。
    同時，使用於CMP製程之一研漿之例子可包含一氧化物研漿、一鎢(W)研漿以及一銅(Cu)研漿。這些研漿可不同地影響CMP製程中之墊，其乃因為就拋光微粒之種類、形狀及尺寸與添加物之種類及數量而論，它們是不同的。又，改變墊之材料與施加至與墊接觸之CMP墊調整器之壓力的情況，可能導致對使用於CMP製程中之墊具有不同的效應。
    因此，即使當使用相同的CMP墊調整器時，墊之磨耗度可能依據研漿之種類、墊之材料及壓力的改變而改變。在調整之時，因為所使用之調整器應該適合於一研漿、一墊及壓力的改變，所以許多具有各種規格之產品應被評估以推論適當的CMP墊調整器，這被視為麻煩的。
    尤其在習知之CMP墊調整器之間，一鑽石電鍍型墊調整器具有下述問題。具體言之，用以拋光之鑽石微粒在製備之時可具有各種形狀，包含立方體形狀、八面體形狀、立方體-八面體形狀等，而即使當使用具有一預定形狀之鑽石時，其不拘方位被裝設，藉以使其難以控制伸出之鑽石之高度，且藉以使與墊接觸之鑽石之面積無法同等地被控制，從而難以計算與墊接觸之鑽石之面積。這意味著施加至與調整器中之墊接觸之各個鑽石微粒之壓力無法被預測，從而使其難以預測調整性能。
    又，韓國專利第10-0387954號揭露一種CVD墊調整器，其包含一基板，以及使用CVD沈積於其上之一鑽石層，基板具有以一定的高度從其表面朝上伸出之複數個截頭多角錐。因此形成的CVD墊調整器可能在預定壓力之下被使用，但是儘管如此，拋光墊之調整並非在不穩定之PWR(墊磨損率)之狀態下被好好地執行，依據在調整之時的壓力改變，PWR的增加或減少之程度不宜很大。因此，揭露於上述專利之習知CVD調整器是有問題的，其乃因為PWR的改變程度與施加至圓盤之負載的改變成比例地變大，且可能適合於研漿之種類之圓盤之壓力範圍亦是很大的。
    因此，本案發明人已努力解決發生在相關技藝之缺陷及問題，其在本發明中達到最高潮。
    因此，本發明之一個目的係提供一種CMP墊調整器，其具有一種在為調整設置之任何工作條件之下允許穩定使用之最佳構造，俾能使PWR因為選自於研漿之種類、墊之材料以及壓力的改變之間的一個或多個的結果而改變之程度是小的。
    本發明之另一目的係用以提供一種CMP墊調整器之製造方法，其中CMP墊調整器可能被設計成具有一種構造，其可使PWR藉由只執行一些測試來代替幾百個測試而被估計，從而有效地產生一種CMP墊調整器，藉以達到較優的生產力與產品品質。
    本發明之又另一目的係用以提供一種CMP墊調整器，相較於習知之CMP墊調整器及其製造方法，其係被設計成用以使其之壽命較長，且使墊粗糙度被維持固定的一段時間延長。
    本發明之又另一目的係用以提供一種CMP墊調整器及其製造方法，在CMP墊調整器中，切割尖端之尺寸與數目係被決定成能使PWR在施加至切割尖端之預定壓力之一範圍內被維持固定，從而控制切割尖端之磨耗度之速率，藉以使調整器之一使用壽命最大化並調整調整器之使用壽命。
    本發明之目的並未受限於上述，且熟習本項技藝者將從下述說明而明顯理解到未被提及之其他目的。
    為了達成上述目的，本發明提供一種CMP墊調整器，包含：一基板；以及複數個切割尖端，從基板之一表面朝上伸出且彼此隔開，其中切割尖端具有一構造，於其中其之一上表面係為平行於基板之表面之一平面，以及在調整之時，施加至每一個切割尖端之一平均壓力之範圍從0.001 lbf/cm2/ea至0.2 lbf/cm2/ea。
    在一較佳實施例中，切割尖端之上部係被形成為：使切割尖端之一外表面位於相對於切割尖端之上表面呈87~93°之一角度，此外表面係由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方5~50μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    在一較佳實施例中，切割尖端包含多個凸部及一切割部，其從凸部延伸並與凸部一體形成或與凸部分開形成，其中當凸部與切割部彼此分開形成時，形成於凸部之一上表面上之切割部包含一鑽石層，其藉由使用CVD而使鑽石沈積至凸部之上表面上而形成。
    在一較佳實施例中，在CMP墊調整器之使用之前的切割尖端之上表面之一面積與在CMP墊調整器之一使用壽命之後的切割尖端之上表面之一面積之間的一差異，遍及CMP墊調整器之壽命係在10%之內。
    在一較佳實施例中，每一個切割尖端之上表面之面積係為25~10000μm2。
    在一較佳實施例中，墊粗糙度係在調整期間被維持於2~10μm之範圍內。
    此外，本發明提供一種如上所示之CMP墊調整器之製造方法，包含：將在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之一平均壓力決定成是在從0.001 lbf/cm2/ea至0.2 lbf/cm2/ea之範圍內；依據被決定之平均壓力，決定複數個切割尖端之尺寸與數目，這些切割尖端欲被形成以從一基板之一表面朝上伸出；以及依據被決定之切割尖端之尺寸與數目，在基板上形成切割尖端。
    在一較佳實施例中，欲被形成以從基板之表面朝上伸出之複數個切割尖端之尺寸與數目係由以下之方程式1所決定。
    [方程式1]Pe=(D/As)÷T
    Pe：施加至每一個切割尖端之平均壓力
    D：一負載
    As：所有切割尖端之一上表面之面積之總和
    T：切割尖端之數目
    在一較佳實施例中，在基板上形成切割尖端包括一體地或分開地形成此基板與多個凸部，其具有選自於一圓柱形形狀、一多稜柱體形狀、一截頭圓錐體形狀及一截頭角錐形狀之間的任何一種形狀；以及藉由使用CVD使鑽石沈積在基板與凸部之一表面上，從而形成包含一鑽石層之一切割部。
    在一較佳實施例中，在已完成形成之切割尖端中，切割尖端之上部係被形成為：使切割尖端之一外表面相對於切割尖端之上表面呈87~93°之一角度，此外表面係由連接切割尖端之一上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方5~50μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    在一較佳實施例中，切割尖端之上表面之面積係為25~10000μm2。
    在一較佳實施例中，切割尖端係形成於一種包含一圓柱形形狀或一多稜柱體形狀之柱狀形狀中，而切割尖端之一表面包含一鑽石薄膜塗層。
    在一較佳實施例中，當切割尖端之上表面之面積係為25~625μm2時，形成2680~190000個切割尖端，而當其之面積係為625~2500μm2時，形成1340~38000個切割尖端，而當其之面積係為2500~10000μm2時，形成670~19000個切割尖端。
    在一較佳實施例中，施加至切割尖端之一臨界壓力範圍係依據切割尖端之上表面之面積而被調整，俾能使施加至每一個切割尖端之壓力在不需要改變PWR的情況下被控制，從而調整CMP墊調整器之一使用壽命。
    本發明可顯現較優的效果如下。
    具體而言，在依據本發明之一CMP墊調整器中，可提供在為調整設置之任何工作條件之下可穩定地使用之一最佳構造，從而使PWR因為選自於研漿之種類、墊之材料以及壓力的改變之間的一個或多個的結果而改變之程度是小的。
    又，在一種依據本發明之CMP墊調整器之製造方法中，一CMP墊調整器可被設計成具有一構造，其可使PWR藉由只執行一些測試代替幾百個測試而被估計，從而有效地產生CMP墊調整器，藉以達到較優的生產力與產品品質。
    又，在依據本發明之CMP墊調整器及其製造方法中，相較於一習知之CMP墊調整器，產品之壽命可以是較長的，且墊粗糙度被維持固定的一段時間可被延長。
    又，依據本發明，切割尖端之面積所需要之一墊之表面粗糙度與碎屑尺寸可以改變，同時將拋光一墊之程度維持固定。
    再者，可計算出需要均勻地保持每種研漿之PWR之施加至尖端之平均壓力。當設定尖端之面積時，可能藉此設計所需要的尖端之數目。
    此外，在施加至切割尖端之平均壓力落在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之範圍內的狀況下，施加至切割尖端之壓力可在不改變PWR的情況下被調整，藉以改變切割尖端之磨耗度之速率，俾能使調整器之一使用壽命在PWR被維持固定時可被延長。
    於本發明所使用之專門用語儘可能是目前廣泛被使用的一般專門用語，但是在特定情況下，可包含由申請人所選擇的任意專門用語，其意思的解釋應考量於本發明說明書所說明或使用之意思，而非只使用這種專門用語之名稱。
    以下，將同時參見附圖而詳細說明本發明之實施例。
    然而，本發明並未受限於此，且可能以其他形式被具體化。遍及此說明，相同的參考數字係用以表示相同的或類似的元件。
    本發明之一項技術特徵係用以提供一種CMP墊調整器及其製造方法，CMP墊調整器包含一基板及複數個從基板之表面伸出且彼此隔開之切割尖端，於其中當切割尖端之上表面係形成平行於基板之表面時，可計算出在調整之時施加至每一個切割尖端之平均壓力，並可根據實驗決定一最佳平均壓力範圍，對其而言，PWR因為選自於研漿之種類、墊之材料以及壓力的改變之間的一個或多個的結果而改變之程度是小的，藉以達到一種在為調整設置之任何工作條件之下允許穩定使用之最佳構造。
    具體言之，在CMP墊調整器係被設計成使施加至其之每一個切割尖端之壓力被設定在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之範圍內的狀況下，即使當選自於研漿之種類、墊之材料以及壓力的改變之間的一個或多個被徹底改變時，PWR的改變之程度可能顯著地減少，如實驗上經過證明的。
    因此，依據本發明之CMP墊調整器包含一基板；及複數個切割尖端，從基板之表面朝上伸出且彼此隔開，其中切割尖端之一構造係為一種切割尖端之上表面係為一平行於基板之表面之平面，而在調整之時施加至每一個切割尖端之平均壓力落在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之範圍內的構造。
    當依此方式決定施加至CMP墊調整器之每一個切割尖端的平均壓力時，切割尖端應被形成即使它們在調整期間被磨損，亦能使施加至每一個切割尖端之平均壓力被維持幾乎固定。因此，切割尖端之上部較好是被形成為：使切割尖端之一外表面相對於切割尖端之上表面之87~93°之一角度，此外表面係由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方5~50μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    根據實驗，當切割尖端之構造係以使在CMP墊調整器之使用之前的切割尖端之上表面之一面積與在CMP墊調整器之一使用壽命之後的切割尖端之上表面之一面積之間的一差異遍及CMP墊調整器之壽命在10%之內，從延長CMP墊調整器之壽命以及使PWR的改變之程度最小化的角度看，可獲得最好的結果。
    依據本發明之包含在CMP墊調整器中之每一個切割尖端之上表面之面積最好是25~10000μm2，且切割尖端之總高度可能是100μm或更少。
    在具有本發明之構造之CMP墊調整器中，不管所使用之研漿之種類為何，PWR相較於使用鑽石微粒之一習知之調整器係在調整期間均勻地被維持2~10倍，且墊粗糙度在調整期間亦被維持於2~10μm，從而顯現較優的產品特性。
    此外，依據本發明之CMP墊調整器之製造方法包括：將在調整期間施加至與此墊接觸之每一個切割尖端之一平均壓力決定成是在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之範圍內；依據被決定之平均壓力，決定複數個切割尖端之尺寸與數目，這些切割尖端欲被形成以從基板之表面朝上伸出；以及依據被決定之切割尖端之尺寸與數目，在基板上形成這些切割尖端。
    於此，複數個欲被形成以從基板之表面朝上伸出之切割尖端之尺寸與數目係由以下之方程式1所決定。
    [方程式1]Pe=(D/As)÷T
    Pe：施加至每一個切割尖端之平均壓力
    D：一負載(施加至CMP墊調整器之總壓力)
    As：所有切割尖端之上表面之面積之總和
    T：切割尖端之數目
    如此，切割尖端之尺寸係由切割尖端之上表面之面積及其高度所決定。高度並不影響切割尖端之平均壓力，從而可能是一習知之CMP墊調整器之已知的高度。舉例而言，切割尖端之總高度可能是100μm或更少。
    又在本發明中，切割尖端之尺寸可能被設定，以使墊粗糙度與墊之碎屑尺寸在PWR(μm/hr)被維持固定時仍有改變。每一個切割尖端之上表面之面積最好是25~10000μm2，其係根據實驗而決定。如果切割尖端之上表面之面積小於25μm2，施加至每個切割尖端之負載可能增加，從而使尖端可能在使用期間損壞，藉以不宜地刮擦接觸一晶圓。相反地，如果其面積超過10000μm2，切割尖端可能大於墊毛細孔，從而不會摩擦此墊且可能阻塞墊毛細孔，藉以使有效地執行調整成為不可能。
    同時在本發明中，用以藉由使用調整器(於其中切割尖端之高度及形狀是一樣的)拋光一預定數量之墊之變數可能以下述方程式2表示。
    [方程式2]Pw=Pe×T
    Pw：墊磨損率
    Pe：每個尖端所施加之平均壓力
    T：切割尖端之數目
    當切割尖端之上表面之面積係為25~625μm2時，在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之平均壓力範圍內，表示於由方程式2所計算出的一預定位準下之PWR所需要的切割尖端之數目係為2680~190000。同樣地，當切割尖端之面積係為625~2500μm2時，切割尖端之數目係為1340~38000，而當其面積係為2500~10000μm2時，尖端之數目係為670~190000，俾能獲得於一預定位準下之PWR。
    在拋光此墊之時，表面粗糙度與碎屑尺寸可能依據切割尖端之面積改變，從而可能不同地設定切割尖端之面積，俾能適合於CMP製程之需求。決定切割尖端之面積允許切割尖端之數目被決定。
    當待形成於基板上之切割尖端之尺寸與數目係依此方式被決定時，一基板與複數個凸部(其具有選自於一圓柱形形狀、一多稜柱體形狀、一截頭圓錐體形狀及一截頭角錐形狀之間的任何一種形狀)可能藉由使用通常用於一CMP調整器之材料而彼此一體形成或彼此分開形成，然後，鑽石係藉由使用CVD而沈積在基板與凸部之表面上，從而形成包含一鑽石層之一切割部。
    例子1
    在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.001，而切割尖端之尺寸與數目係在9磅之負載之下，藉由使用[方程式1]Pe=(D/As)÷T而決定，從而使一CMP墊調整器1如下所述地被製造出。
    具體言之，具有4吋之直徑之一圓盤形基板係與19000個凸部一體形成，這些凸部具有一截頭四角形角錐形狀，其上表面具有50μm之寬度與長度以及70μm之高度。
    接著，鑽石係藉由使用CVD而沈積在基板與凸部之表面上，從而形成包含一鑽石層之一切割部。更明確而言，設置於凸部上之切割部係被形成，俾能在包含凸部與切割部之切割尖端中(已完成其之形成)，使切割部之一外表面相對於切割尖端之上表面成大約90°之一角度，從而構成切割尖端之上部，其中此外表面係由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    例子2
    一CMP墊調整器2係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.03以及切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約89°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器2之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為3450。
    例子3
    一CMP墊調整器3係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.05以及切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約91°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器3之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為2700。
    例子4
    一CMP墊調整器4係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.07以外。
    因此所製造出之CMP墊調整器4之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為2275。
    例子5
    一CMP墊調整器5係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.09，且切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約89°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器5之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為2000。
    例子6
    一CMP墊調整器6係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.11，且切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約91°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器6之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1800。
    例子7
    一CMP墊調整器7係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.13以外。
    因此所製造出之CMP墊調整器7之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1670。
    例子8
    一CMP墊調整器8係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.15，且切割尖端之上部位於相對於切割尖端之上表面之大約89°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器8之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1550。
    例子9
    一CMP墊調整器9係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.165，且切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約91°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器9之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1475。
    例子10
    一CMP墊調整器10係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.18以外。
    因此所製造出之CMP墊調整器10之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1415。
    例子11
    一CMP墊調整器11係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.2，且切割尖端之上部係位於相對於切割尖端之上表面之大約89°之角度以外，具體言之，切割尖端之上部就是一外表面，其由連接切割尖端之上表面之一外周緣至位於切割尖端之上表面下方10μm之一位置的切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    因此所製造出之CMP墊調整器11之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為1340。
    比較例1
    一比較的CMP墊調整器1係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.0005以外。
    因此所製造出之比較的CMP墊調整器1之切割尖端之上表面之寬度與長度都是50μm，而切割尖端之總數係為26800。
    比較例2
    一比較的CMP墊調整器2係在與例子1相同的條件之下以相同的方式被製造，除了在調整期間施加至與一墊接觸之每一個切割尖端之平均壓力係被決定成為0.22以外。
    因此所製造出之比較的CMP墊調整器2之切割尖端之上表面之寬度與長度兩者都是50μm，而切割尖端之總數係為1280。
    測試例1
    執行一測試以依據研漿來測量例子1至11之CMP墊調整器1至11與比較的CMP墊調整器1與2之PWR。具體言之，在藉由使用一鎢研漿且在9磅之負載之下的調整過程期間，觀察到在施加至CMP墊調整器之每一個切割尖端之平均壓力之下的PWR之改變的程度。結果係顯示於圖1中。
    測試例2
    除了使用一氧化物研漿以外，執行與測試例1相同的測試。結果係顯示於圖2中。
    測試例3
    除了使用一銅研漿以外，執行與測試例1相同的測試。結果係顯示於圖3中。
    從顯示測試例1至3之結果之圖1至3可清楚地理解到，即使當使用不同的研漿時，PWR係在施加至CMP墊調整器之每一個切割尖端之平均壓力落在0.001~0.2 lbf/cm2/ea之範圍內的條件之下被設定等於或小於100，俾能知道調整過程有效地被執行。尤其如果平均壓力小於0.001 lbf/cm2/ea，則PWR接近零。相反地，如果平均壓力超過0.2 lbf/cm2/ea，則PWR可能變成大於100μm/hr，藉以使得將這種墊調整器應用至調整過程成為不可能。
    因此，為了使依據研漿之種類之PWR的改變之程度最小化，依據本發明之施加至CMP墊調整器之每一個切割尖端之平均壓力必須落在從0.001 lbf/cm2/ea至0.2 lbf/cm2/ea之範圍內。
    測試例4
    為了評估依據調整時間之PWR與墊粗糙度的改變，調整過程係藉由使用例子4之CMP墊調整器4且在與測試例1相同的條件之下被執行持續50小時。結果係顯示於以下之表1與圖4中。
    從顯示測試例4之結果之表1與圖4可清楚地理解到，可知道在使用本發明之CMP墊調整器持續至少一段預定時間時之PWR與墊粗糙度是被維持至幾乎與初始值相同的位準。

    雖然在圖4中，記錄的最長時間只有30小時，如表1所示，但即使在使用快速磨損鑽石之鎢研漿時，可知道PWR即使在50小時之後仍被維持固定。
    再者，雖然表1與圖4只呈現使用CMP墊調整器4之結果，但可知道CMP墊調整器1至3與5至11維持幾乎與在CMP墊調整器4中相同的數值。
    如上所述，本發明之CMP墊調整器可提供一種最佳構造，其允許在任何關於調整之工作條件之下的穩定使用，其乃因為依據研漿之種類的PWR之改變與壓力的改變之程度非常小，如經過證明的。
    雖然為了說明的目的已揭露本發明之較佳實施例，但熟習本項技藝者將明白在不背離如於附屬的申請專利範圍所揭露之本發明之範疇與精神之下，可能作出各種修改、添加及替換。
    圖1至圖3係為顯示測量依據本發明之例子1至11之CMP墊調整器1至11之PWR以及比較例1與2之比較的CMP墊調整器1與2之PWR之結果圖，取決於研漿之種類；以及圖4係為顯示測量依據本發明之例子4之CMP墊調整器4之PWR與墊粗糙度之結果圖，取決於調整時間。
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] 一種化學機械拋光(CMP)墊調整器，包含：一基板；以及複數個切割尖端，從該基板之一表面朝上伸出且彼此隔開，其中該等切割尖端具有一種構造，於其中其之一上表面係為平行於該基板之該表面之一平面，以及在調整之時，施加至各該切割尖端之一平均壓力之範圍從0.001 lbf/cm2/ea至0.2 lbf/cm2/ea。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之化學機械拋光墊調整器，其中該等切割尖端之一上部係被形成為使該等切割尖端之一外表面相對於該等切割尖端之該上表面成87~93°之角度，該外表面係由連接該等切割尖端之該上表面之一外周緣至位於該等切割尖端之該上表面下方5~50μm之一位置之該等切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之化學機械拋光墊調整器，其中該等切割尖端包含多個凸部及一切割部，其從該等凸部延伸並與該等凸部一體形成或與該等凸部分開形成，其中當該等凸部與該切割部係彼此分開形成時，形成於該等凸部之一上表面上之該切割部包含一鑽石層，其藉由使用化學氣相沈積而使鑽石沈積至該等凸部之該上表面上而形成。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之化學機械拋光墊調整器，其中在該CMP墊調整器之使用之前的該等切割尖端之該上表面之一面積與在該CMP墊調整器之一使用壽命之後的該等切割尖端之該上表面之一面積之間的一差異，遍及該CMP墊調整器之壽命係在10%之內。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之化學機械拋光墊調整器，其中該等切割尖端之該上表面之該面積係為25~10000μm2。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之化學機械拋光墊調整器，其中一墊粗糙度係在調整期間被維持於2~10μm之範圍內。
    [7] 一種製造方法，用以製造如申請專利範圍第1至6項中之任一項之該CMP墊調整器，該製造方法包含以下步驟：將在調整期間施加至與一墊接觸之各該切割尖端之一平均壓力決定成是在從0.001 lbf/cm2/ea至0.2 lbf/cm2/ea之範圍內；依據被決定之該平均壓力，決定複數個切割尖端之尺寸與數目，該等切割尖端欲被形成以從一基板之一表面朝上伸出；以及依據被決定之該等切割尖端之尺寸與數目，在該基板上形成該等切割尖端。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中欲被形成以從該基板之該表面朝上伸出之該複數個切割尖端之尺寸與數目係由以下之方程式1所決定。[方程式1]Pe=(D/As)÷T Pe：施加至各該切割尖端之一平均壓力D：負載As：所有該等切割尖端之一上表面之面積之一總和T：切割尖端之數目
    [9] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中在該基板上形成該等切割尖端之步驟包含：一體地或分開地形成該基板與多個凸部，其具有選自於一圓柱形形狀、一多稜柱體形狀、一截頭圓錐體形狀及一截頭角錐形狀之間的任何一種形狀；以及藉由使用化學氣相沈積使鑽石沈積在該基板與該等凸部之一表面上，從而形成包含一鑽石層之一切割部。
    [10] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中在已經完成形成之該等切割尖端中，該等切割尖端之一上部係被形成為使該等切割尖端之一外表面相對於該等切割尖端之一上表面成87~93°之角度，該外表面係由連接該等切割尖端之該上表面之一外周緣至位於該等切割尖端之該上表面下方5~50μm之一位置的該等切割尖端之一剖面之一外周緣所定義。
    [11] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該等切割尖端之該上表面之一面積係為25~10000μm2。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中該等切割尖端係形成為一種包含一圓柱形形狀或一多稜柱體形狀之柱狀形狀，而該等切割尖端之一表面包含一鑽石薄膜塗層。
    [13] 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中當該等切割尖端之該上表面之該面積係為25~625μm2時，形成2680~190000個切割尖端，而當其之該面積係為625~2500μm2時，形成1340~38000個切割尖端，而當其之該面積係為2500~10000μm2時，形成670~19000個切割尖端。
    [14] 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中施加至該等切割尖端之一臨界壓力範圍係依據該等切割尖端之該上表面之該面積而被調整，俾能使施加至各該切割尖端之壓力在不需要改變一墊磨損率的情況下被控制，從而調整該CMP墊調整器之一使用壽命。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI535530B|2016-06-01|化學機械拋光墊調整器製造方法
    KR101091030B1|2011-12-09|감소된 마찰력을 갖는 패드 컨디셔너 제조방법
    TW200821092A|2008-05-16|Conditioning disk having uniform structures
    US20150290768A1|2015-10-15|Chemical mechanical polishing conditioner capable of controlling polishing depth
    Kim et al.2011|Novel CVD diamond-coated conditioner for improved performance in CMP processes
    JP2007268666A|2007-10-18|Ｃｍｐパッドコンディショナー
    KR20090014530A|2009-02-11|반도체 웨이퍼 폴리싱장치의 패드콘디셔너 및 그 패드콘디셔너 제조방법
    US20200312671A1|2020-10-01|Methods for processing semiconductor wafers having a polycrystalline finish
    KR101211138B1|2012-12-11|연약패드용 컨디셔너 및 그 제조방법
    JP2008238389A|2008-10-09|Ｃｍｐパッドコンディショナ
    JP2006272543A|2006-10-12|軟質材加工用切削工具
    KR101808150B1|2017-12-12|Cmp 패드 컨디셔너
    KR20150058127A|2015-05-28|Cmp 패드 컨디셔너
    KR20120128540A|2012-11-27|Ｃｍｐ 패드 컨디셔너
    JP2010173016A|2010-08-12|半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置
    KR101177558B1|2012-08-27|Ｃｍｐ 패드 컨디셔너 및 그 제조방법
    KR101070394B1|2011-10-06|컨디셔닝 압력변화 비민감성 ｃｖｄ 패드 컨디셔너 제조방법 및 그 방법으로 제조된 압력변화 비민감성 ｃｖｄ 패드 컨디셔너
    JP6939752B2|2021-09-22|シリコンウェーハのヘリカル面取り加工方法
    JP2005161440A|2005-06-23|パッドコンディショナー
    KR101178281B1|2012-08-29|감소된 마찰력을 갖는 패드 컨디셔너
    JP2009233770A|2009-10-15|研磨パッド調節器および研磨パッド調節方法
    WO2018118047A1|2018-06-28|Conditioning disks to condition semiconductor wafer polishing pads
    JP2010125588A|2010-06-10|半導体研磨布用コンディショナー及びその製造方法
    JP2008246617A|2008-10-16|軟質材加工用回転工具
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    WO2012157936A3|2013-03-21|
    WO2012157936A2|2012-11-22|
    US20140094101A1|2014-04-03|
    JP2014514971A|2014-06-26|
    DE112012002093T5|2014-07-10|
    TWI535530B|2016-06-01|
    CN103534790A|2014-01-22|
    CN103534790B|2016-07-06|
    TWI623383B|2018-05-11|
    KR101144981B1|2012-05-11|
    US9314901B2|2016-04-19|
    TW201618901A|2016-06-01|
    JP2016172318A|2016-09-29|
    JP6260802B2|2018-01-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    CN104681685A|2013-11-28|2015-06-03|亚世达科技股份有限公司|发光二极管装置及灯具|
    TWI573659B|2013-08-22|2017-03-11|荏原製作所股份有限公司|研磨墊之表面粗糙度測定方法、cmp方法、研磨墊之表面粗糙度測定裝置|US5486131A|1994-01-04|1996-01-23|Speedfam Corporation|Device for conditioning polishing pads|
    KR100387954B1|1999-10-12|2003-06-19| 휴네텍|연마패드용 컨디셔너와 이의 제조방법|
    US6439986B1|1999-10-12|2002-08-27|Hunatech Co., Ltd.|Conditioner for polishing pad and method for manufacturing the same|
    US6500054B1|2000-06-08|2002-12-31|International Business Machines Corporation|Chemical-mechanical polishing pad conditioner|
    US6910951B2|2003-02-24|2005-06-28|Dow Global Technologies, Inc.|Materials and methods for chemical-mechanical planarization|
    US20140120724A1|2005-05-16|2014-05-01|Chien-Min Sung|Composite conditioner and associated methods|
    US7150677B2|2004-09-22|2006-12-19|Mitsubishi Materials Corporation|CMP conditioner|
    US7258708B2|2004-12-30|2007-08-21|Chien-Min Sung|Chemical mechanical polishing pad dresser|
    KR100847121B1|2006-12-28|2008-07-18|주식회사 실트론|패드 연마용 컨디셔너 및 이를 포함하는 화학 기계적연마장치|
    JP2008244337A|2007-03-28|2008-10-09|Consortium For Advanced Semiconductor Materials & Related Technologies|Ｃｍｐ方法|
    CN101983116B|2007-08-23|2012-10-24|圣戈班磨料磨具有限公司|用于下一代氧化物/金属cmp的优化的cmp修整器设计|
    US8257150B2|2008-02-29|2012-09-04|Tokyo Seimitsu Co., Ltd.|Pad dresser, polishing device, and pad dressing method|
    JP2010069612A|2008-08-20|2010-04-02|Mitsubishi Materials Corp|半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置|
    JP2010125588A|2008-12-01|2010-06-10|Mitsubishi Materials Corp|半導体研磨布用コンディショナー及びその製造方法|
    JP2010125587A|2008-12-01|2010-06-10|Mitsubishi Materials Corp|半導体研磨布用コンディショナー及びその製造方法|
    JP2010173016A|2009-01-29|2010-08-12|Mitsubishi Materials Corp|半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置|
    CN101870086A|2009-04-27|2010-10-27|三菱综合材料株式会社|Cmp修整器及其制造方法|
    JP2011020182A|2009-07-13|2011-02-03|Shingijutsu Kaihatsu Kk|パッド・コンディショニングに適した研磨工具及びこれを用いた研磨方法|
    JP2011091198A|2009-10-22|2011-05-06|Hitachi Chem Co Ltd|半導体基板の研磨装置及びこの研磨装置を用いた、半導体基板の研磨方法|
    JP6133218B2|2011-03-07|2017-05-24|インテグリス・インコーポレーテッド|化学機械平坦化パッドコンディショナー|JP2016519852A|2013-04-19|2016-07-07|アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ|多重ディスク化学機械研磨パッドコンディショナー及び方法|
    CN106463379B|2014-03-21|2019-08-06|恩特格里斯公司|具有细长切割边缘的化学机械平坦化垫调节器|
    US10430719B2|2014-11-25|2019-10-01|Stream Mosaic, Inc.|Process control techniques for semiconductor manufacturing processes|
    WO2018063242A1|2016-09-29|2018-04-05|Intel Corporation|Chemical-mechanical planarizationpad conditioner brush-and-abrasive hybrid for multi-step, preparation- and restoration-conditioning process of cmp pad|
    KR20190036941A|2017-09-28|2019-04-05|삼성전자주식회사|화학적 기계적 연마 방법 및 반도체 장치의 제조 방법|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    KR1020110046305A|KR101144981B1|2011-05-17|2011-05-17|Ｃｍｐ 패드 컨디셔너 및 상기 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 제조방법|
    [返回顶部]