[发明专利]以水枪辅助执行化学机械抛光处理程序的方法及其系统

说明书

优先权

本案主张于2009年5月14日提出申请的美国第61/178,380号专利临时申请案，并将该案整合于本文中做为参考。

技术领域

本发明是关于一种以化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)处理一工件的方法与系统。因此，本发明涉及化学与材料科学的领域。

背景技术

许多工业使用如化学机械抛光(CMP)装置等研磨工具来对某些工件进行抛光。详细而言，电脑制造工业重度依赖CMP处理程序来抛光晶圆、陶瓷、硅、玻璃、石英、半导体以及金属。此种抛光处理程序通常是令以例如聚氨酯等耐用有机材质制造的抛光垫进行旋转并且研磨晶圆。该抛光垫搭配使用一化学浆料，该化学浆料包含有能够破坏晶圆材质的化学特性，并且具有能物理性侵蚀晶圆表面的多个研磨粒子。持续在旋转的CMP抛光垫上添加前述浆料，兼具化学与机械双重力施加于晶圆上以令晶圆被抛光为所想要的型态。

对于能达到抛光品质的一项极为重要的因素是研磨颗粒在抛光垫上的分布状态。抛光垫顶面通过纤维或是小孔洞来固定研磨颗粒，这些纤维或是小孔洞提供充足的摩擦力来避免研磨颗粒因为抛光垫旋转时产生的离心力而被抛离。因此，保持抛光垫顶面尽可能具有弹性、保持纤维尽可能呈垂直状态，并且尽可能确保有充足的开放孔洞来容纳新添入的研磨颗粒，是非常重要的。

其中一个关于保持抛光垫表面的问题在于：抛光时由工件、研磨浆和修整碟等处产生的碎屑碎屑修整器的碎屑堆积。这些堆积的碎屑造成抛光垫顶面的「釉化」或是「硬化」，使纤维纠结倾倒，并使得抛光垫表面越来越无法固定浆料上的研磨颗粒。此效应严重减少抛光垫的整体抛光效能。此外，抛光垫上用来固定浆料的孔洞逐渐的堵塞住，且抛光垫抛光表面的整体粗糙度被削弱且变的纠结。可使用一CMP抛光垫修整器，通过「结合」或是「切割」抛光垫表面来使抛光垫表面复原。此修复方法即为俗称对CMP抛光垫进「修整(dressing)」或是「修整(conditioning)」的方法。可使用许多类型的装置与处理程序来达到前述的修整目的。其中一种此类装置即是具有诸如多个钻石颗粒等超研磨结晶颗粒的碟盘，前述超研磨结晶颗粒是附加在碟盘的一金属基质表面上。

发明内容

因此，本发明提供自一种方法与系统，该方法与系统是在CMP抛光垫处理程序中，自一CMP抛光垫上移除污染物或是碎屑。在一方面，举例而言，本发明提供一种在CMP处理程序中自一CMP抛光垫表面上移除碎屑的方法。此一方法可包含：旋转一具有一抛光表面的CMP抛光垫，；以及将一CMP抛光垫修整器压向该CMP抛光垫的抛光表面，其中该CMP抛光垫具有耦合于CMP抛光垫上的多个超研磨颗粒，且所述多个超研磨颗粒被定向朝向该CMP抛光垫。该方法可进一步包含：喷洒一具有充足力量的液体喷射注(Jet)到该CMP抛光垫的抛光表面上来驱除该CMP抛光垫的抛光表面上的碎屑。

可使用各种液体来驱除抛光垫抛光表面上的碎屑。在一方面，举例而言，该液体可为水。应了解的是，亦可使用任何相容于该CMP处理程序的液体。此外，该一体可包含一物质来增进驱除碎屑的处理程序。在一方面，举例而言，该液体可包含研磨颗粒。

此外，该液体喷射注可在CMP抛光垫相对CMP抛光垫修整器具有各种配置或是方向的状态下，来喷洒在该CMP抛光垫上。在一方面，举例而言，该喷射的液体可喷洒在相邻于该CMP抛光垫修整器的CMP抛光垫的抛光面积的一区域上。可考虑CMP抛光垫与CMP抛光垫修整器的各种相邻配置方式，包括CMP抛光垫相邻CMP抛光垫修整器的前边缘(Leading Edge)，相邻CMP抛光垫修整器的后边缘(Trailing Edge)，相邻CMP抛光垫修整器的侧边缘(Side edge)。此外，在某些方面，该CMP修整器可具有一开口以供液体喷射注喷射穿过该开口而喷洒接触该CMP抛光垫。举例而言，该CMP抛光垫修整器可为一环状元件而在该环状元件上贯穿形成有一中心开口区域，该中心开放区域可供液体喷射注穿过。

可使用各种方法提供该液体喷射注。在某些方面，该液体喷射注可为连续喷洒在CMP抛光垫表面上。在另一方面，该液体喷射注可依据一脉冲图形(Pulse Pattern)进行间歇性喷洒。