[发明专利]化学机械研磨设备中的金刚石修整器的修整能力识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地说涉及化学机械研磨(CMP)工艺，更具体地说涉及一种化学机械研磨设备中的金刚石修整器的修整能力识别方法。

背景技术

在化学机械研磨工艺中，化学机械研磨金刚石修整工具(diamond dresser)用于去除研磨垫上的杂质材料，并保持研磨垫表面洁净(新鲜)，从而保持硅片表面薄膜在研磨过程中的去除速度以及研磨速度的平坦度。

图1示意性地示出了化学机械研磨设备的结构。如图1所示，化学机械研磨设备包括：研磨垫1(具体地说例如是高分子多孔材质的软垫)，上面刻有沟槽，便于研磨液的分布，研磨时，硅片背面加压，正面接触研磨垫进行研磨；修整部件2，其主要由金刚石修整器组成，在每研磨完一片硅片后，用于对研磨垫进行清理修整工作；以及研磨头3，其主要用于固定硅片，并对硅片背面施压。

在化学机械研磨设备对硅片进行研磨的过程中，，研磨剂4通过管路流在研磨垫上，在研磨过程中起到润滑作用，并且研磨剂4也可与所研磨的硅片起适当的化学反应，提高研磨去除速度。

金刚石修整器的修整能力是化学机械研磨工艺的一个关键参数。金刚石修整器的修整能力会影响到去除率、终点检查、以及研磨垫使用寿命。在使用或测试一种金刚石修整器时，监控和识别其修整能力对于化学机械研磨制程工程师去控制工艺参数和研磨垫的使用寿命都非常重要。

由此，在现有技术中，通过对量测被修整器修整后的研磨垫的厚度变化来推算修整器的切削能力，这种切削能力可间接表征该修整器的修整能力。

更具体地说，在现有技术中，利用公式“修整工具切削速率＝(研磨垫初始厚度-研磨垫剩余厚度)/研磨垫寿命”计算修整工具切割速率。

但是，这样计算出来的切削能力在很多情况下与该修整器的使用过程中的实际表现并不完全匹配，所以根据上述计算识别出来的金刚石修整器的修整能力并不能精确地表示实际的金刚石修整器的修整能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够精确地表示实际的金刚石修整器的修整能力的化学机械研磨设备中的金刚石修整器的修整能力识别方法。

由此，本发明提供了一种化学机械研磨设备中的金刚石修整器的修整能力识别方法，其包括：在利用金刚石修整器对所述化学机械研磨设备的研磨垫进行一次修整后，利用所述化学机械研磨设备对多片硅片进行连续的研磨；测量所述多片硅片的研磨速度，并得出所述多片硅片速度变化的趋势线；此后，根据所得到的趋势线识别金刚石修整器的修整能力。

根据本发明的化学机械研磨设备中的金刚石修整器的修整能力识别方法能够快速地精确地表示实际的金刚石修整器的修整能力。

优选地，化学机械研磨设备包括：研磨垫、修整部件，以及研磨头。

进一步优选地，所述研磨垫是高分子多孔材质的软垫，其上面刻有沟槽，便于研磨液的分布；在研磨时，硅片背面加压，正面接触研磨垫进行研磨。

进一步优选地，修整部件是镶嵌有人工金刚石修整器的不锈钢圆盘，用于对所述研磨垫进行表面清理作用。

进一步优选地，所述研磨头用于固定硅片，并对硅片背面施压。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了化学机械研磨设备的结构。

图2示意性地示出了硅片的研磨速度与硅片研磨速度变化的趋势线。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

参见图1，化学机械研磨设备包括：研磨垫1、研磨部件2，以及研磨头3。

其中，研磨垫1具体地说例如是高分子多孔材质的软垫，其上面刻有沟槽，便于研磨液的分布；在研磨时，硅片背面加压，正面接触研磨垫进行研磨。

修整部件2例如是镶嵌有人工金刚石的不锈钢圆盘，主要作用是对研磨垫进行表面清理作用。研磨部件2主要由金刚石修整器组成。

研磨头3主要用于固定硅片，并对硅片背面施压。

研磨剂4通过管路流在研磨垫上，在研磨过程中起到润滑作用，并且研磨剂4也可与所研磨的硅片起适当的化学反应，提高研磨去除速度。