CMP垫调整器及用于制造CMP垫调整器的方法技术

本发明专利技术涉及一种供化学机械抛光（CMP）垫用的调整器，CMP垫使用于一种属于半导体装置制造过程的一部分的CMP制程。特别地，本发明专利技术涉及一种CMP垫调整器，该CMP垫调整器中，切割尖端的构造即使在使用不同种类的研磨浆时及在调整器的压力有改变时，也能使抛光垫的磨耗度的改变并不大。本发明专利技术还涉及一种用于制造CMP垫调整器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CMP垫调整器及用于制造CMP垫调整器的方法
本专利技术涉及一种供化学机械抛光(CMP)垫用的调整器，CMP垫使用于一种属于半导体装置制造过程的一部分的CMP制程。特别地，本专利技术涉及一种CMP垫调整器及其制造方法，所述CMP垫调整器中，切割尖端的构造即使在使用不同种类的研磨浆时及在调整器的压力有改变时，也能使抛光垫的磨耗度的改变并不大。
技术介绍
在半导体设备中使用的CMP技术用于平坦化形成在半导体晶圆上的薄膜，例如绝缘层或金属层。一种使用CMP的平坦化制程通过以下方式实现:将抛光垫装设在旋转平台上，且利用载体来保持待抛光晶圆，而当研磨浆被提供至垫上时，平台与载体在施加压力至保持晶圆的载体的状态下受到相对于彼此的运动，从而抛光晶圆。因此，在供平坦化用的CMP制程中，横越过工作件(例如晶圆)的表面的移除率(亦SP，抛光均匀性)的均匀性被认为是重要的。在各种用以增加抛光均匀性的因素中，抛光垫表面状态也可能被收录作为一重要的定量因素。抛光垫的较佳表面状态可通过调整抛光垫(包括使用调整器切割变形的垫的表面)而达成，以便使抛光垫的磨损或阻塞的毛细孔以及抛光垫所减少的平滑度恢复至其原始的状态。在此，调整过程通过使用具有研磨器(例如钻石)的垫调整器，可使抛光垫表面状态被最佳化成具有保持研磨浆的高能力的初始状态，所述研磨器被设置成与抛光垫接触以刮掉或摩擦抛光垫的表面。或者，这个过程的作用可恢复抛光垫保持研磨浆的能力，并能维持抛光垫的抛光能力。同时，使用于CMP制程的研磨浆的实施例可大体包括氧化物研磨浆、钨(W)研磨浆以及铜(Cu)研磨浆。这些研磨浆可不同地影响CMP制程中的垫，因其抛光微粒的种类、形状及尺寸与添加物的种类及数量不同。另外，改变垫材料及施加至与垫接触的CMP垫调整器的压力的情况，可能导致使用于CMP制程中的垫具有不同的效果。因此，即使当使用相同的CMP垫调整器时，垫的磨耗度可能依据研磨浆的种类、垫的材料及压力变化而改变。在调整时，由于所使用的调整器应该适应于研磨浆、垫及压力变化，因此为导出适合于如上所述条件的CMP调整器，许多具有各种规格的产品应被评估，以推论适当的CMP垫调整器，这被视为麻烦的。尤其在现有技术的CMP垫调整器中，钻石电镀型垫调整器具有下述问题。即，在制备时，用以抛光的钻石微粒具有各种形状，包括立方体形状、八面体形状、立方体-八面体形状等，而即使使用具有预定形状的钻石时，因其会不拘方位地装设，使其难以控制突出的钻石的高度，由此无法同等地控制与垫接触的钻石的面积，从而难以计算与垫接触的钻石的面积。这意味着无法预测施加至与调整器中的垫接触的各个钻石微粒的压力，从而使其难以预测调整性能。另外，如韩国专利第10-0387954号记载的一种CVD (化学气相沉积)垫调整器，其包括基板，以及使用CVD沉积在基板上的钻石层，所述基板具有以一定的高度从其表面向上突出的多个截头多角锥。因此形成的CVD垫调整器可在预定压力下使用，但是尽管如此，根据在调整时压力的改变，垫磨损率(PWR)增加或减少的程度非常大，抛光垫的调整在不稳定的PWR的状态下不被好好地执行。因此，记载于上述专利现有技术的CVD调整器具有很大的问题，因为垫磨损率的改变程度因施加至圆盘的负载的改变而变大，且可能适合于研磨浆的种类的圆盘的压力范围也是很大的。
技术实现思路
本专利技术人为解决上述现有技术的诸多缺陷及问题，其努力研究的结果，完成了本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供一种CMP垫调整器，该CMP垫调整器具有在为调整设置的任何工作条件下能够稳定使用的最佳构造，并能使垫磨损率因为选自于研磨浆的种类、垫的材料以及压力变化中的一个或多个的结果而改变的程度是小的。本专利技术的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器的制造方法，其中CMP垫调整器可能被设计成具有一种构造，该构造可使垫磨损率通过只执行几个测试来代替几百个测试而被估算，从而有效地生产一种CMP垫调整器，以达到较优的生产力与产品质量。本专利技术的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器及其制造方法，相较于现有技术的CMP垫调整器，CMP垫调整器被设计成用以使其寿命较长，且使垫粗糙度维持恒定的时间段延长。本专利技术的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器及其制造方法，在CMP垫调整器中，切割尖端的尺寸与数目决定成能使垫磨损率在施加至切割尖端的预定压力的范围内维持恒定，从而控制切割尖端的磨耗度的速率，由此使调整器的使用寿命最大化并调整调整器的使用寿命。本专利技术的目的并未受限于上述，且本领域技术人员将从下述说明而明显理解到未被提及的其它目的。为了实现上述目的，本专利技术提供一种CMP垫调整器，该CMP垫调整器包括:基板；以及多个切割尖端，该多个切割尖端从基板表面向上突出且彼此隔开，其中所述切割尖端具有一种构造，该构造中切割尖端的上表面是平行于基板表面的平面，并且在调整时，施加至每一个所述切割尖端的平均压力的范围是从0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea。在较佳实施例中，切割尖端的上部形成为:使切割尖端的外表面位于相对于切割尖端的上表面呈87?93°的角度，此外表面是由切割尖端的上表面的外周缘连接至位于切割尖端的上表面下方5?50 μ m的位置的切割尖端剖面的外周缘所定义。在较佳实施例中，切割尖端包括多个凸部及切割部，该切割部从所述凸部延伸并与凸部一体形成或与凸部分开形成，其中当所述凸部与切割部彼此分开形成时，形成于凸部上表面的切割部包括钻石层，该钻石层使用CVD而使钻石沉积至凸部的上表面上而形成。在较佳实施例中，在CMP垫调整器的寿命周期期间，使用CMP垫调整器之前的所述切割尖端的上表面面积与CMP垫调整器使用后的所述切割尖端的上表面面积之间的差异在10%以内。在较佳实施例中，每一个所述切割尖端的上表面面积为25?10000 μ m2。在较佳实施例中，垫粗糙度在调整期间维持在2?10 μ m的范围内。此外，本专利技术提供一种如上所述的CMP垫调整器的制造方法，包括:将在调整期间施加至与垫接触的每一个切割尖端的平均压力确定在0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea的范围内；依据所述确定的平均压力，确定多个切割尖端的尺寸与数目，所述切割尖端形成为从基板的表面向上突出；以及依据确定的所述切割尖端的尺寸与数目，在所述基板上形成所述切割尖％5。在较佳实施例中，将从所述基板的表面向上突出形成的多个切割尖端的尺寸与数目由以下方程式I所决定。[方程式I]Pe= (D/As) +TPe:施加至每一个切割尖端的平均压力D:负载As:所有切割尖端的上表面面积的总和T:切割尖端的数目在较佳实施例中，在基板上形成切割尖端包括一体地或分开地形成所述基板与凸部，该凸部具有从包括圆柱形形状、多棱柱体形状、截头圆锥体形状及截头角锥形状中选择的任意一种形状；以及通过使用CVD使钻石沉积在所述基板与凸部的表面上，从而形成包括钻石层的切割部。在一较佳实施例中，在形成切割尖端已经完成的状态下，所述切割尖端的上部形成为:使所述切割尖端的外表面相对于切割尖端的上表面呈87?93°的角度，所述外表面是由切割尖端的上表面的外周缘连接至位于所述切割尖端的上表面下方5?50 μ m的位置的所述切割尖端剖面的外周缘所定义。在较佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMP垫调整器，包括：基板；以及多个切割尖端，该多个切割尖端从所述基板的表面向上突出且相互隔开，其中所述切割尖端具有一种构造，该构造为所述切割尖端的上表面是平行于所述基板的表面的平面，以及在调整时，施加至各个所述切割尖端的平均压力的范围从0.001lbf/cm2/ea至0.2lbf/cm2/ea。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.17 KR 10-2011-00463051.一种CMP垫调整器，包括: 基板；以及 多个切割尖端，该多个切割尖端从所述基板的表面向上突出且相互隔开， 其中所述切割尖端具有一种构造，该构造为所述切割尖端的上表面是平行于所述基板的表面的平面，以及 在调整时，施加至各个所述切割尖端的平均压力的范围从0.0Ollbf/cmVea至0.21bf/cm2/eaD2.根据权利要求1所述的CMP垫调整器，其中所述切割尖端的上部形成为，使所述切割尖端的外表面相对于所述切割尖端的上表面成87~93°的角度，所述外表面是由所述切割尖端的所述上表面的外周缘连接至位于所述切割尖端的所述上表面下方5~50 μ m的位置的所述切割尖端剖面的外周缘所定义。3.根据权利要求1所述的CMP垫调整器，其中所述切割尖端包括多个凸部及切割部，该切割部从所述凸部延伸并与所述凸部一体形成或与所述凸部分开形成，其中当所述凸部与所述切割部分开形成时，形成于所述凸部的上表面的切割部包括钻石层，该钻石层通过使用化学气相沉积而使钻石沉积至所述凸部的上表面上而形成。4.根据权利要求1所述的CMP垫调整器，其中所述CMP垫调整器的使用寿命周期期间，使用所述CMP垫调整器之前的所述切割尖端的上表面面积与使用所述CMP垫调整器之后的所述切割尖端的上表面的面积之间的差异在10%以内。5.根据权利要求4所述的CMP垫调整器，其中所述切割尖端的上表面面积为25~10000 μ m2。6.根据权利要求1所述的CMP垫调整器，其中垫粗糙度在所述调整期间维持在2~10 μ m的范围内。7.一种用于制造CMP垫调整器的方法，该CMP垫调整器为根据权利要求1至6中任意一项所述的CMP垫调整器，该方法包括: 将在调整期间施加至与垫接触的各个切割尖端的平均压力确定在从0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea的范围内； 依据所述确定的平均压力，确定多个所述切割尖端的尺寸与数目，所述切割尖端形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世珖，金渊澈，李周翰，崔在光，夫在弼，
申请(专利权)人：二和钻石工业股份有限公司，
类型：
国别省市：