[发明专利]一种研磨垫修整器及研磨垫修整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光设备及其使用方法，尤其涉及一种研磨垫修整器及研磨垫修整方法。

背景技术

随着半导体元件特征的尺寸逐渐缩小至深次微米的范围，为了确保原件的可靠度，在制作集成电路或其他电子装置时，提供极度平坦的晶片表面或基底表面是十分重要的。

在半导体工艺中，化学机械抛光法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是现今较常使用的全面性平坦化的技术。一般而言，在化学机械抛光的过程中，是在供应含有化学助剂(Reagent)与研磨颗粒的研浆(Slurry)的情况下，将被固定的晶片表面朝向转速受到控制的研磨垫上，通过晶片与研磨垫之间的相对运动来达成平坦化的目的。换言之，当晶片以按压的方式于研磨垫上转动时，晶片表面与研浆中的研磨颗粒会彼此接触而产生摩擦，如此会使得晶片表面产生耗损，而使其表面逐渐平坦。

然而，抛光垫属于易损件(Consumable Parts)，在进行一段时间的化学机械抛光工艺之后，研磨垫的表面会变得光滑化(Glazing)，且研磨垫上容易会有残留颗粒堆积聚集。这些颗粒有的是来自研浆中的研磨颗粒，有的则可能是来自晶片表面上被研磨去除的薄膜材料所生成的副产品(By-Product)。处于光滑化状态的的抛光垫不能保持抛光磨料，从而会显著降低抛光速率。因此，为了确保化学机械抛光工艺的质量，必须使用研磨垫修整器(Conditioner)使研磨垫回复适当的粗糙度，以维持研磨垫对晶片的研磨速率和稳定度。所述修整器包括修整臂、设置于修整臂下方的修整头和设置于修整头下方的修整轮(DiSk)，修整轮在修整头的带动下，压在抛光垫表面上，并以一定的速度转动，同时配合研磨液或者去离子水，完成抛光垫的修整。

图1为现有技术中研磨垫修整器修整研磨垫的剖面示意图。如图1所示，研磨垫100中形成有多个沟槽102，所述沟槽102是用来散布于研磨垫100上的研浆均匀分布在研磨垫100和待研磨晶片之间的。经过长时间的化学机械抛光后，研磨垫100上以及沟槽102底部会散布许多残留颗粒120。研磨垫修整器110包括修整头112，所述修整头上设有多个金刚石颗粒114组成，所述金刚石颗粒114固定于所述修整头112的底面表层，用以刮除研磨垫100的表面，当使用研磨垫修整器110修整研磨垫100时，研磨垫100与研磨垫修整器110沿着特定的方向转动，且二者之间在一定压力作用下，旋转的金刚石颗粒114对研磨垫100进行机械式摩擦，以移除研磨垫100表面上已变形区域，并使研磨垫100恢复对研磨浆的抓取能力。然而，金刚石颗粒114不仅价格昂贵，经常更换，成本巨大，并且研磨垫100在经过多次研磨垫修整器110修整处理后，研磨垫修整器100有所损耗，修整轮的金刚石颗粒114会发成脱落在研磨垫100上，当研磨垫100对晶圆进行研磨时，散落的金刚石颗粒114会被带入研磨垫100和晶圆之间，则对晶圆表面造成大刮痕损伤(Macro Scratch Defect)，大刮痕损伤会造成晶圆的大面积损伤，降低产率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种采用高压气体的研磨垫修整器，避免现有技术采用金刚石颗粒的修整器，进而避免在研磨过程中对晶圆的划伤，提高晶圆的产量，并且降低成本。

为解决上述问题，本发明提供一种研磨垫修整器，包括修整头和通气管路，所述修整头位于研磨垫上方，所述修整头与通气管路连通，所述修整头上设置有通气罩，所述通气罩上设置有多个出气孔，以向研磨垫喷射高压气体。

优选的，针对所述研磨垫修整器，所述修整头与所述研磨垫的距离为1.2～3cm。

进一步的，针对所述研磨垫修整器，所述修整头喷射出的高压气体为压缩空气。

进一步的，针对所述研磨垫修整器，所述修整头喷射出的高压气体在所述研磨垫上的压力为4.85～5.15PSI。

较佳的，针对所述研磨垫修整器，所述通气罩的直径为5～15cm。

较佳的，针对所述研磨垫修整器，所述通气罩的材质为硬质金属。

较佳的，针对所述研磨垫修整器，所述通气管路上设置有调压阀。

进一步的，所述研磨垫修整器还包括修整臂，所述修整头固定在修整臂的一端，所述通气管路固定在所述修整臂上，所述修整臂能够带动所述修整头在所述研磨垫上方水平摆动。

一种研磨垫修整方法，利用高压气体喷射研磨垫表面，以对研磨垫进行修整。

进一步的，针对所述的研磨垫修整方法，所述高压气体为压缩空气。