[发明专利]抛光垫修整器

说明书

技术领域

本发明是有关一种用于修整或者调节一化学机械抛光(CMP)垫的器具，尤其是有关具有复合式超硬材料的修整器。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是制作晶片时的精密抛光工艺，用以抛光陶瓷晶片、硅晶片、玻璃晶片、石英晶片及金属晶片等各种晶片。抛光过程通常必须使该晶片紧靠一个不断旋转的抛光垫，并使用一种化学研磨液。该抛光垫可由聚亚安酯的耐用有机物质所制造的；该化学研磨液包含超细磨粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液。该研磨液不断地被添加至该旋转的抛光垫，借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对该晶片表面的抛光，使晶片表面全面平坦化，以便设计的精微电路图案经由曝光及显影工艺能完整的布于该晶片上。对于达到抛光品质，重要的是在整个抛光垫上所述磨粒的分布情况。

该抛光垫由其研磨端的多个纤维或者小孔隙抓持所述磨粒。该抛光垫必须提供足够大的摩擦力，以防止所述磨粒因该抛光垫的回转运动所施加的离心力而被甩离该抛光垫。因此，使该抛光垫的研磨端必须尽可能保持柔软、尽可能使所述纤维保持直立、及确保有足够可用于抓持新添加的磨粒的小孔隙是重要的。

然而，该抛光垫表面在研磨过程中会产生一个问题，该问题是来自该抛光垫、该研磨液及该晶片的抛光碎屑堆积。此堆积会导致该抛光垫顶部“釉化”或硬化、使所述纤维缠结，而使得该抛光垫表面不易抓持研磨液的磨粒。这些影响显著降低了该抛光垫的全面抛旋光性能，而使得该晶片的抛光表面的整体粗糙度降低且极为不均。利用一修整器对该抛光垫表面进行“精梳”与“裁剪”，使其得以恢复。此过程被称为“修整”(Dressing)或者“调整”(Conditioning)该抛光垫。

有各种用于修整或者调节一化学机械抛光(CMP)垫的修整器的专利技术，例如中国台湾专利I300024揭示的具塑料基座的陶瓷研磨垫修整器及其制造方法；中国台湾专利I290337揭示的修整晶片研磨垫的修整器及其制造方法；中国台湾专利I264345揭示的化学机械研磨修整器；中国台湾公开专利200837823揭示的化学机械抛光垫调整器及其相关方法，及下述多个专利技术。

中国台湾公告专利411302揭示的一种平坦基板抛光，与化学-机械-平面化仪器用的抛光盘调整头，能加倍用于半导体晶片工艺中平面化和/或抛光氧化物和金属外层的抛光盘可用寿命，并于抛光盘的寿命期间提供更多的均匀抛光。抛光盘调整头包括适合的基板、平均分布于基板表面上的钻石砂砾、以及以化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)长在钻石砂砾和基板上的CVD钻石，如此钻石砂砾变成包装于CVD钻石中，并粘结于基板的表面。其中，化学气相沉积是指以真空沉积过程所沉积的材料，包括从反应性气态前驱材料做活化沉积，以及从气态前驱材料做电浆、微波、DC或RF电浆电弧喷射沉积。

美国专利US6,818,029揭示的一种用于抛光垫的修整器及其制法(Conditioner for polishing pad and method for manufacturing the same)，该修整器包括一基材，该基材的至少一边具有多个等高几何纹路的突出物；及一切割部，该切割部具有同一厚度的钻石层，该钻石层实质上形成于该基材具有突出物一边的全部表面；几何纹路的突出物具有一平坦的上表面，或该上表面可包括多条由小凹沟形成的小几何纹路突出物。

中国台湾公开专利200821093揭示的钻石修整器，具有：圆板状的修整器基板；和被设置于该修整器基板上，且由环状凹沟隔开的同心带状的多个钻石砥粒粘接部。该钻石砥粒粘接部的表面，经由粘接层粘接有钻石砥粒。在各钻石砥粒粘接部上，各自粘接有不同种类的钻石砥粒。

中国台湾公开专利200400866揭示的复合式修整片，包含：一基底，其用于支撑修整材料；该基底具有一研磨区段，用于切割该抛光垫的抛光表面；及一聚合体区段，用于处理该抛光垫的抛光表面，该聚合体区段在第一位置中操作，且仅以该聚合体区段与该抛光垫的抛光表面接触，并且在第二位置中操作，且仅以该研磨区段与该抛光垫的抛光表面接触。