[发明专利]识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法

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识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法、以及采用了该识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法的化学机械研磨方法。

背景技术

在化学机械研磨工艺中，化学机械研磨细磨垫的修整工具(例如Nylon Brush)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。

并且，研磨垫1包括主垫11，主垫11主要是用作金属钨(W)的研磨。除此之外，化学机械研磨设备还包括细磨垫(buffer pad)12，细磨垫12是独立于研磨垫1的一个独立的系统，主要是用作钨研磨完之后的细研磨，主要是对氧化硅进行细磨。一般，细磨垫具有圆形和瓦形两种形状。

化学机械研磨设备一般具有其上的沟槽横竖相交的圆形细磨垫(如图1所示)，但是，有一些化学机械研磨设备(例如Ebara工具)具有其上的沟槽横竖相交的U型细磨垫(如图2所示)。这种U型细磨垫从开始使用以来，偶尔会发生研磨速率平坦度偏高的问题。

因此，希望能够尽早地及时识别出当前化学机械研磨设备的研磨性能，从而希望能够提供一种快速识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法。

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，提供一种识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法、以及采用了该识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法的化学机械研磨方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法，其包括：为研磨垫提供U型细磨垫；使修整部件仅仅沿固定修整方向在所述U型细磨垫上进行修整；测试U型缓冲垫的弯曲部分的抗弯强度；以及根据U型缓冲垫的弯曲部分的抗弯强度判断化学机械研磨设备的研磨性能。

优选地，在上述识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法中，所述测试U型缓冲垫的弯曲部分的抗弯强度的步骤包括：在所述U型细磨垫的弯曲部分上放置测量重块，该测量重块W的重量已知；测量所述U型细磨垫的弯曲部分在沿固所述定修整方向上的长度、以及所述U型细磨垫由于所述测量重块的重量而下压的深度；以及根据所述长度以及所述深度计算U型缓冲垫的弯曲部分的抗弯强度。

优选地，在上述识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法中，所述U型细磨垫上具有横竖相交的沟槽。

在根据本发明第一方面的识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法中，弯曲强度代表了修整方向上的沟槽数量，修整方向上的沟槽数量能影响的研磨的平坦度，所以细磨垫的弯曲强度可以用来识别或者说预测将其用于研磨时，研磨速率的平坦度。

根据本发明的第二方面，提供了采用了根据本发明的第一方面的识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法的一种化学机械研磨方法。

由于采用了根据本发明第一方面所述的识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法，因此，本领域技术人员可以理解的是，根据本发明第二方面的化学机械研磨方法同样能够实现根据本发明的第一方面的识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法所能实现的有益技术效果。

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示意性地示出了化学机械研磨设备的U型细磨垫的设备结构。

图3和图4示意性地示出了U型细磨垫的具体细节。

图5和图6示意性地示出了根据本发明实施例的识别化学机械研磨设备的研磨性能的方法的一个具体示例。

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