Cmp墊調整器及用於製造cmp墊調整器的方法
2023-05-25 09:31:31 2
Cmp墊調整器及用於製造cmp墊調整器的方法
【專利摘要】本發明涉及一種供化學機械拋光（CMP）墊用的調整器，CMP墊使用於一種屬於半導體裝置製造過程的一部分的CMP製程。特別地，本發明涉及一種CMP墊調整器，該CMP墊調整器中，切割尖端的構造即使在使用不同種類的研磨漿時及在調整器的壓力有改變時，也能使拋光墊的磨耗度的改變並不大。本發明還涉及一種用於製造CMP墊調整器的方法。
【專利說明】CMP墊調整器及用於製造CMP墊調整器的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種供化學機械拋光(CMP)墊用的調整器，CMP墊使用於一種屬於半導體裝置製造過程的一部分的CMP製程。特別地，本發明涉及一種CMP墊調整器及其製造方法，所述CMP墊調整器中，切割尖端的構造即使在使用不同種類的研磨漿時及在調整器的壓力有改變時，也能使拋光墊的磨耗度的改變並不大。
【背景技術】
[0002]在半導體設備中使用的CMP技術用於平坦化形成在半導體晶圓上的薄膜，例如絕
緣層或金屬層。
[0003]一種使用CMP的平坦化製程通過以下方式實現:將拋光墊裝設在旋轉平臺上，且利用載體來保持待拋光晶圓，而當研磨漿被提供至墊上時，平臺與載體在施加壓力至保持晶圓的載體的狀態下受到相對於彼此的運動，從而拋光晶圓。
[0004]因此，在供平坦化用的CMP製程中，橫越過工作件(例如晶圓)的表面的移除率(亦SP，拋光均勻性)的均勻性被認為是重要的。在各種用以增加拋光均勻性的因素中，拋光墊表面狀態也可能被收錄作為一重要的定量因素。
[0005]拋光墊的較佳表面狀態可通過調整拋光墊(包括使用調整器切割變形的墊的表面)而達成，以便使拋光墊的磨損或阻塞的毛細孔以及拋光墊所減少的平滑度恢復至其原始的狀態。
[0006]在此，調整過程通過使用具有研磨器(例如鑽石)的墊調整器，可使拋光墊表面狀態被最佳化成具有保持研磨漿的高能力的初始狀態，所述研磨器被設置成與拋光墊接觸以刮掉或摩擦拋光墊的表面。或者，這個過程的作用可恢復拋光墊保持研磨漿的能力，並能維持拋光墊的拋光能力。
[0007]同時，使用於CMP製程的研磨漿的實施例可大體包括氧化物研磨漿、鎢(W)研磨漿以及銅(Cu)研磨漿。這些研磨漿可不同地影響CMP製程中的墊，因其拋光微粒的種類、形狀及尺寸與添加物的種類及數量不同。另外，改變墊材料及施加至與墊接觸的CMP墊調整器的壓力的情況，可能導致使用於CMP製程中的墊具有不同的效果。
[0008]因此，即使當使用相同的CMP墊調整器時，墊的磨耗度可能依據研磨漿的種類、墊的材料及壓力變化而改變。在調整時，由於所使用的調整器應該適應於研磨漿、墊及壓力變化，因此為導出適合於如上所述條件的CMP調整器，許多具有各種規格的產品應被評估，以推論適當的CMP墊調整器，這被視為麻煩的。
[0009]尤其在現有技術的CMP墊調整器中，鑽石電鍍型墊調整器具有下述問題。即，在製備時，用以拋光的鑽石微粒具有各種形狀，包括立方體形狀、八面體形狀、立方體-八面體形狀等，而即使使用具有預定形狀的鑽石時，因其會不拘方位地裝設，使其難以控制突出的鑽石的高度，由此無法同等地控制與墊接觸的鑽石的面積，從而難以計算與墊接觸的鑽石的面積。這意味著無法預測施加至與調整器中的墊接觸的各個鑽石微粒的壓力，從而使其難以預測調整性能。[0010]另外，如韓國專利第10-0387954號記載的一種CVD (化學氣相沉積)墊調整器，其包括基板，以及使用CVD沉積在基板上的鑽石層，所述基板具有以一定的高度從其表面向上突出的多個截頭多角錐。因此形成的CVD墊調整器可在預定壓力下使用，但是儘管如此，根據在調整時壓力的改變，墊磨損率(PWR)增加或減少的程度非常大，拋光墊的調整在不穩定的PWR的狀態下不被好好地執行。因此，記載於上述專利現有技術的CVD調整器具有很大的問題，因為墊磨損率的改變程度因施加至圓盤的負載的改變而變大，且可能適合於研磨漿的種類的圓盤的壓力範圍也是很大的。
【發明內容】
[0011]本發明人為解決上述現有技術的諸多缺陷及問題，其努力研究的結果，完成了本發明。
[0012]因此，本發明的目的是提供一種CMP墊調整器，該CMP墊調整器具有在為調整設置的任何工作條件下能夠穩定使用的最佳構造，並能使墊磨損率因為選自於研磨漿的種類、墊的材料以及壓力變化中的一個或多個的結果而改變的程度是小的。
[0013]本發明的另一目的是用以提供一種CMP墊調整器的製造方法，其中CMP墊調整器可能被設計成具有一種構造，該構造可使墊磨損率通過只執行幾個測試來代替幾百個測試而被估算，從而有效地生產一種CMP墊調整器，以達到較優的生產力與產品質量。
[0014]本發明的另一目的是用以提供一種CMP墊調整器及其製造方法，相較於現有技術的CMP墊調整器，CMP墊調整器被設計成用以使其壽命較長，且使墊粗糙度維持恆定的時間段延長。
[0015]本發明的另一目的是用以提供一種CMP墊調整器及其製造方法，在CMP墊調整器中，切割尖端的尺寸與數目決定成能使墊磨損率在施加至切割尖端的預定壓力的範圍內維持恆定，從而控制切割尖端的磨耗度的速率，由此使調整器的使用壽命最大化並調整調整器的使用壽命。
[0016]本發明的目的並未受限於上述，且本領域技術人員將從下述說明而明顯理解到未被提及的其它目的。
[0017]為了實現上述目的，本發明提供一種CMP墊調整器，該CMP墊調整器包括:基板；以及多個切割尖端，該多個切割尖端從基板表面向上突出且彼此隔開，其中所述切割尖端具有一種構造，該構造中切割尖端的上表面是平行於基板表面的平面，並且在調整時，施加至每一個所述切割尖端的平均壓力的範圍是從0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea。
[0018]在較佳實施例中，切割尖端的上部形成為:使切割尖端的外表面位於相對於切割尖端的上表面呈87?93°的角度，此外表面是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方5?50 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義。
[0019]在較佳實施例中，切割尖端包括多個凸部及切割部，該切割部從所述凸部延伸並與凸部一體形成或與凸部分開形成，其中當所述凸部與切割部彼此分開形成時，形成於凸部上表面的切割部包括鑽石層，該鑽石層使用CVD而使鑽石沉積至凸部的上表面上而形成。
[0020]在較佳實施例中，在CMP墊調整器的壽命周期期間，使用CMP墊調整器之前的所述切割尖端的上表面面積與CMP墊調整器使用後的所述切割尖端的上表面面積之間的差異在10%以內。
[0021]在較佳實施例中，每一個所述切割尖端的上表面面積為25?10000 μ m2。
[0022]在較佳實施例中，墊粗糙度在調整期間維持在2?10 μ m的範圍內。
[0023]此外，本發明提供一種如上所述的CMP墊調整器的製造方法，包括:將在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定在0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea的範圍內；依據所述確定的平均壓力，確定多個切割尖端的尺寸與數目，所述切割尖端形成為從基板的表面向上突出；以及依據確定的所述切割尖端的尺寸與數目，在所述基板上形成所述切割尖％5。
[0024]在較佳實施例中，將從所述基板的表面向上突出形成的多個切割尖端的尺寸與數目由以下方程式I所決定。
[0025][方程式I]
[0026]Pe= (D/As) +T
[0027]Pe:施加至每一個切割尖端的平均壓力
[0028]D:負載
[0029]As:所有切割尖端的上表面面積的總和
[0030]T:切割尖端的數目
[0031]在較佳實施例中，在基板上形成切割尖端包括一體地或分開地形成所述基板與凸部，該凸部具有從包括圓柱形形狀、多稜柱體形狀、截頭圓錐體形狀及截頭角錐形狀中選擇的任意一種形狀；以及通過使用CVD使鑽石沉積在所述基板與凸部的表面上，從而形成包括鑽石層的切割部。
[0032]在一較佳實施例中，在形成切割尖端已經完成的狀態下，所述切割尖端的上部形成為:使所述切割尖端的外表面相對於切割尖端的上表面呈87?93°的角度，所述外表面是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於所述切割尖端的上表面下方5?50 μ m的位置的所述切割尖端剖面的外周緣所定義。
[0033]在較佳實施例中，所述切割尖端的上表面面積為25?10000 μ m2。
[0034]在較佳實施例中，所述切割尖端系形成包括圓柱形形狀或多稜柱體形狀的柱狀形狀中，並且所述切割尖端的表面包括鑽石薄膜塗層。
[0035]在較佳實施例中，當所述切割尖端的上表面面積為25?625 μ m2時，形成2680?190000個切割尖端，當所述切割尖端的上表面面積為625?2500 μ m2時，形成1340?38000個切割尖端，當所述切割尖端的上表面面積為2500?10000 μ m2時，形成670?19000個切割尖端。
[0036]在較佳實施例中，施加至所述切割尖端的臨界壓力範圍依據所述切割尖端的上表面面積而進行調整，並能使施加至每一個切割尖端的壓力在不需要改變墊磨損率的情況下進行調節，從而調整CMP墊調整器的使用壽命。
[0037]本發明具有如下有益效果。
[0038]具體而言，根據本發明的CMP墊調整器，可提供一種在為調整設置的任何工作條件下也能夠穩定地使用的最佳構造，從而使墊磨損率因選自於研磨漿的種類、墊的材料以及壓力變化中的一個或多個的結果而改變的程度是小的。
[0039]另外，在根據本發明的CMP墊調整器的製造方法中，CMP墊調整器可被設計成具有一種構造，該構造可使墊磨損率通過只執行幾個測試代替幾百個測試而被估算，從而有效地生產CMP墊調整器，以達到較優的生產力與產品質量。
[0040]另外，在根據本發明的CMP墊調整器及其製造方法中，相較於現有技術的CMP墊調整器，產品的使用壽命較長，且可延長墊粗糙度的維持恆定的時間段。
[0041]另外，根據本發明，切割尖端的面積所需要的墊的表面粗糙度與碎屑尺寸可以改變，同時將拋光墊的程度維持恆定。
[0042]另外，可計算出需要均勻地保持每種研磨漿的墊磨損率的施加至尖端的平均壓力。當設定尖端的面積時，能夠由此設計出所需要的尖端的數目。
[0043]此外，在施加至切割尖端的平均壓力在0.001?0.21bf/cm2/ea的範圍內的狀況下，施加至切割尖端的壓力可在不改變墊磨損率的情況下進行調整，從而改變切割尖端的磨耗度的速率，並能使調整器的使用壽命在墊磨損率維持恆定時延長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]圖1至圖3為顯示基於研磨漿的種類測量依據本發明的實施例1至實施例11的CMP墊調整器I至11的墊磨損率的結果以及對比例I與對比例2比較的CMP墊調整器I與
2的PWR的結果的圖表；以及
[0045]圖4為顯示基於調整時間測量依據本發明的實施例4的CMP墊調整器4的墊磨損率與墊粗糙度的結果的圖表。
【具體實施方式】
[0046]在本發明所使用的專門用語儘可能是目前廣泛使用的一般專門用語，但是在特定情況下，可包括由 申請人:所選擇的任意專門用語，其意思的解釋應考慮於本發明說明書所說明或使用的意思，而非只使用這種專門用語的名稱。
[0047]以下，將參照附圖詳細說明本發明的最佳實施例。
[0048]然而，本發明並未受限於此，且可能以其它形式體現。在本說明中，相同的參考數字用以表示相同的或類似構件。
[0049]本發明的技術特徵是提供一種CMP墊調整器及其製造方法，CMP墊調整器包括基板及多個從基板的表面向上突出且彼此隔開的切割尖端，其中當切割尖端的上表面是形成平行於基板的表面時，可計算出在調整時施加至每一個切割尖端的平均壓力，並可根據實驗決定最佳平均壓力範圍，對其而言，墊磨損率因選自於研磨漿的種類、墊的材料以及壓力變化中的一個或多個的結果而改變的程度是小的，由此獲得一種在為調整設置的任何工作條件下能夠穩定使用的最佳構造。
[0050]S卩，在CMP墊調整器設計成使施加至每一個切割尖端的壓力設定在0.001?0.21bf/cm2/ea的範圍內的狀況下，即使當選自於研磨漿的種類、墊的材料以及壓力變化中的一個或多個被徹底改變時，PWR的改變的程度可能顯著地減少，如經過實驗所證明的。
[0051]因此，根據本發明的CMP墊調整器包括基板；及多個切割尖端，該切割尖端從基板的表面向上突出且彼此隔開，其中所述切割尖端的構造為一種切割尖端的上表面是平行於基板的表面的平面，而在調整時施加至每一個切割尖端的平均壓力在0.001?0.2Ibf/cm2/ea的範圍內的構造。[0052]當依此方式確定施加至CMP墊調整器的每一個切割尖端的平均壓力時，切割尖端應形成為即使它們在調整期間被磨損，也能使施加至每一個切割尖端的平均壓力維持幾乎恆定。因此，切割尖端的上部優選地形成為:使切割尖端的外表面相對於切割尖端的上表面成87?93°的角度，所述外表面是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方5?50 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義。
[0053]根據實驗，當切割尖端的構造是以使在CMP墊調整器的使用壽命周期期間，使用CMP墊調整器之前的切割尖端的上表面面積與使用CMP墊調整器使用之後的切割尖端的上表面面積的差異在10%以內時，從延長CMP墊調整器的壽命以及使PWR的改變的程度最小化的角度看，可獲得最好的結果。
[0054]根據本發明，包括在CMP墊調整器中的每一個切割尖端的上表面面積最好是25?10000 μ m2，且切割尖端的總高度可以是100 μ m以下。
[0055]在具有本發明的構造的CMP墊調整器中，不管所使用的研磨漿種類為何，相較於使用鑽石微粒的現有的調整器，PWR在調整期間均勻地維持在2?10倍，且墊粗糙度在調整期間也維持在2?10 μ m，從而顯現較優的產品特性。
[0056]此外，根據本發明的CMP墊調整器的製造方法包括:將在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定在0.001?0.21bf/cm2/ea的範圍內；依據所確定的平均壓力，確定多個切割尖端的尺寸與數目，所述切割尖端將從所述基板的表面向上突出形成；以及按照確定的切割尖端的尺寸與數目，在所述基板上形成切割尖端。
[0057]在此，將從所述基板的表面向上突出形成的多個切割尖端的尺寸與數目由以下方程式I所決定。
[0058][方程式I]
[0059]Pe= (D/As) +T
[0060]Pe:施加至每一個切割尖端的平均壓力
[0061]D:負載(施加至CMP墊調整器的總壓力)
[0062]As:所有切割尖端的上表面面積的總和
[0063]T:切割尖端的數目
[0064]如此，切割尖端的尺寸由切割尖端的上表面面積及切割尖端的高度所決定。因高度並不影響切割尖端的平均壓力，從而可以是現有的CMP墊調整器的已知的高度。例如切割尖端的總高度可能是100 μ m以下。
[0065]另外，本發明中，切割尖端的尺寸可能被設定為，以使墊粗糙度與墊的碎屑尺寸在墊磨損率(μ m/hr)維持恆定時仍有改變。每一個切割尖端的上表面面積最好是25?10000 μ m2,其根據實驗而確定。如果切割尖端的上表面面積小於25 μ m2,則施加至每個切割尖端的負載可以增加，從而使尖端可能在使用期間損壞，由此不宜地刮擦晶圓。相反地，如果切割尖端的上表面面積超過10000 μ m2，則切割尖端可能大於墊毛細孔，從而不會摩擦墊且可能阻塞墊毛細孔，由此不能有效地執行調整。
[0066]同時在本發明中，用以通過使用調整器(其中切割尖端的高度及形狀是一樣的)拋光預定數量的墊的變量可以以下述方程式2表示。
[0067][方程式2]
[0068]Pw=Pe X T[0069]Pw:墊磨損率
[0070]Pe:每個尖端所施加的平均壓力
[0071]T:切割尖端的數目
[0072]當切割尖端的上表面面積為25?625 μ m2時，在0.001?0.21bf/cm2/ea的平均壓力範圍內，由方程式2所計算出的用於在預定位準下表示墊磨損率所需要的切割尖端的數目為2680?190000。同樣地，當切割尖端的面積在625?2500 μ m2時，切割尖端的數目為1340?38000，而當切割尖端的面積為2500?10000 μ m2時，尖端的數目為670?190000，
以使能夠獲得在預定位準下的墊磨損率。
[0073]S卩，在進行拋光墊時，表面粗糙度與碎屑尺寸可以依據切割尖端的面積而改變，從而可不同地設定切割尖端的面積，以適合於CMP製程的需求。確定切割尖端的面積能夠確定切割尖端的數目。
[0074]如上所述，當待形成於基板上的切割尖端的尺寸與數目依此方式被確定時，基板與多個凸部(具有選自於圓柱形形狀、多稜柱體形狀、截頭圓錐體形狀及截頭角錐形狀中的任何一種形狀)可以通過使用通常用於CMP調整器的材料而彼此一體形成或彼此分開形成，然後，鑽石通過使用CVD而沉積在基板與凸部的表面上，從而形成包括鑽石層的切割部。
[0075]實施例1
[0076]在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.001，並且切割尖端的尺寸與數目在9磅的負載下通過使用上述[方程式l]Pe= (D/As) +T而確定，從而使CMP墊調整器I如下所述地製造。
[0077]首先，具有4英寸直徑的圓盤形基板與19000個凸部一體形成，所述凸部具有截頭四角形角錐形狀，凸部的上表面具有50 μ m的寬度和長度以及70 μ m的高度。
[0078]接著，鑽石通過使用CVD而沉積在基板與凸部的表面上，從而形成包括鑽石層的切割部。更明確而言，設置於凸部上的切割部形成為，使得在包括凸部與切割部的切割尖端中(已完成其形成)，切割部的外表面相對於切割尖端的上表面成大約90°的角度，從而構成切割尖端的上部，其中所述外表面由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方10 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義。
[0079]實施例2
[0080]CMP墊調整器2在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.03，並且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面的大約89°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方10 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0081 ] 因此所製造出的CMP墊調整器2的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，並且切割尖端的總數為3450個。
[0082]實施例3
[0083]CMP墊調整器3在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸每一個切割尖端平均壓力確定為0.05，並且切割尖端上部相對於切割尖端的上表面的大約91°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方10 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0084]因此所製造出的CMP墊調整器3的切割尖端的上表的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為2700個。
[0085]實施例4
[0086]CMP墊調整器4在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，除了在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.07以外。
[0087]因此所製造出的CMP墊調整器4的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為2275個。
[0088]實施例5
[0089]CMP墊調整器5在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.09，且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面大約89°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由連接切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方10 μ m的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0090]因此所製造出的CMP墊調整器5的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為2000個。
[0091]實施例6
[0092]CMP墊調整器6在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.11，且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面大約91°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方IOym的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0093]因此所製造出的CMP墊調整器6的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為1800個。
[0094]實施例7
[0095]CMP墊調整器7在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，除了在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.13以外。
[0096]因此所製造出的CMP墊調整器7的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為1670個。
[0097]實施例8
[0098]CMP墊調整器8在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.15，且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面大約89°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方IOym的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0099]因此所製造出的CMP墊調整器8的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為1550個。
[0100]實施例9
[0101]CMP墊調整器9在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.165，且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面大約91°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方IOym的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0102]因此所製造出的CMP墊調整器9的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m，而切割尖端的總數為1475個。
[0103]實施例10
[0104]CMP墊調整器10在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，除了在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.18以外。
[0105]因此所製造出的CMP墊調整器10的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m,而切割尖端的總數為1415個。
[0106]實施例11
[0107]CMP墊調整器11在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，以下情況除外，在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.2，且切割尖端的上部相對於切割尖端的上表面大約89°的角度，具體言之，切割尖端的上部就是由切割尖端的上表面的外周緣連接至位於切割尖端的上表面下方IOym的位置的切割尖端剖面的外周緣所定義的外表面。
[0108]因此所製造出的CMP墊調整器11的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m,而切割尖〗而的總數為1340個。
[0109]對比例I
[0110]對比的CMP墊調整器I在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，除了在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.0005以外。
[0111]因此所製造出的對比的CMP墊調整器I的切割尖端的上表面的寬度與長度都是50 μ m,而切割尖端的總數為26800個。
[0112]對比例2
[0113]對比較的CMP墊調整器2在與實施例1相同的條件下以相同的方式製造，除了在調整期間施加至與墊接觸的每一個切割尖端的平均壓力確定為0.22以外。
[0114]因此所製造出的對比的CMP墊調整器2的切割尖端的上表面的寬度與長度兩者都是50 μ m，而切割尖端的總數為1280個。
[0115]測試例I
[0116]執行測試以依據研磨漿來測量實施例1至11的CMP墊調整器I至11與對比的CMP墊調整器I與2的PWR。具體言之，在通過使用鎢研磨漿且在9磅的負載下的調整過程期間，在施加至CMP墊調整器的每一個切割尖端的平均壓力下觀察到PWR的改變的程度。結果顯示於圖1中。[0117]測試例2
[0118]除了使用氧化物研磨漿以外，執行與測試例I相同的測試。結果顯示於圖2中。
[0119]測試例3
[0120]除了使用銅研磨漿以外，執行與測試例I相同的測試。結果顯示於圖3中。
[0121]從顯示測試例I至3的結果的圖1至3可清楚地理解到，即使當使用不同的研磨漿時，在施加至CMP墊調整器的每一個切割尖端的平均壓力落在0.0Ol~0.21bf/cm2/ea的範圍內的條件下，PWR即墊磨損率設定為等於或小於100，以便於能知道調整過程有效地被執行。尤其如果平均壓力小於0.0Ollbf/cmVea，則墊磨損率接近於零。相反地，如果平均壓力超過0.21bf/cm2/ea,則墊磨損率可能變成大於100 μ m/hr,由此使得將這種墊調整器不可能應用至調整過程。
[0122]因此，為了使依據研磨漿種類的PWR的改變程度最小化，依據本發明的施加至CMP墊調整器的每一個切割尖端的平均壓力必須落在0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea的範圍內。
[0123]測試例4
[0124]為了評估依據調整時間的墊磨損率與墊粗糙度的改變，調整過程通過使用實施例4的CMP墊調整器4且在與測試例I相同的條件下執行持續50小時。結果顯示於以下表1與圖4中。
[0125]從顯示測試例4結果的表1與圖4可清楚地理解到，當使用本發明的CMP墊調整器持續至少一段預定時間時，PWR與墊粗糙度被維持在幾乎與初始值相同的位準。
[0126]表1
[0127]
【權利要求】
1.一種CMP墊調整器，包括: 基板；以及 多個切割尖端，該多個切割尖端從所述基板的表面向上突出且相互隔開， 其中所述切割尖端具有一種構造，該構造為所述切割尖端的上表面是平行於所述基板的表面的平面，以及 在調整時，施加至各個所述切割尖端的平均壓力的範圍從0.0Ollbf/cmVea至0.21bf/cm2/eaD
2.根據權利要求1所述的CMP墊調整器，其中所述切割尖端的上部形成為，使所述切割尖端的外表面相對於所述切割尖端的上表面成87~93°的角度，所述外表面是由所述切割尖端的所述上表面的外周緣連接至位於所述切割尖端的所述上表面下方5~50 μ m的位置的所述切割尖端剖面的外周緣所定義。
3.根據權利要求1所述的CMP墊調整器，其中所述切割尖端包括多個凸部及切割部，該切割部從所述凸部延伸並與所述凸部一體形成或與所述凸部分開形成，其中當所述凸部與所述切割部分開形成時，形成於所述凸部的上表面的切割部包括鑽石層，該鑽石層通過使用化學氣相沉積而使鑽石沉積至所述凸部的上表面上而形成。
4.根據權利要求1所述的CMP墊調整器，其中所述CMP墊調整器的使用壽命周期期間，使用所述CMP墊調整器之前的所述切割尖端的上表面面積與使用所述CMP墊調整器之後的所述切割尖端的上表面的面積之間的差異在10%以內。
5.根據權利要求4所述的CMP墊調整器，其中所述切割尖端的上表面面積為25~10000 μ m2。
6.根據權利要求1所述的CMP墊調整器，其中墊粗糙度在所述調整期間維持在2~10 μ m的範圍內。
7.一種用於製造CMP墊調整器的方法，該CMP墊調整器為根據權利要求1至6中任意一項所述的CMP墊調整器，該方法包括: 將在調整期間施加至與墊接觸的各個切割尖端的平均壓力確定在從0.0011bf/cm2/ea至0.21bf/cm2/ea的範圍內； 依據所述確定的平均壓力，確定多個所述切割尖端的尺寸與數目，所述切割尖端形成為從基板的表面向上方突出；以及 按照確定的所述切割尖端的尺寸與數目，在所述基板上形成所述切割尖端。
8.根據權利要求7所述的方法，其中將形成為從所述基板的表面向上突出的多個所述切割尖端的尺寸與數目由以下方程式I所決定。 [方程式I]
Pe= (D/As) +T Pe:施加至每個所述切割尖端的平均壓力 D:負載 As:所有所述切割尖端的上表面面積的總和 T:切割尖％5的數目
9.根據權利要求7所述的方法，其中在所述基板上形成所述切割尖端包括: 一體地或分開地形成所述基板與凸部，該凸部具有從圓柱形形狀、多稜柱體形狀、截頭圓錐體形狀及截頭角錐形狀中選擇的任何一種形狀；以及 通過使用化學氣相沉積使鑽石沉積在所述基板與所述凸部的表面上，從而形成包括鑽石層的切割部。
10.根據權利要求7所述的方法，其中在形成所述切割尖端已經完成的狀態下，所述切割尖端的上部形成為使所述切割尖端的外表面相對於所述切割尖端的上表面成87~93°的角度，所述外表面是由所述切割尖端的上表面的外周緣連接至位於所述切割尖端的上表面下方5~50 μ m的位置的所述切割尖端剖面的外周緣所定義。
11.根據權利要求7所述的方法，其中所述切割尖端的上表面面積為25~10000μ m2。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述切割尖端形成為一種包括圓柱形形狀或多稜柱體形狀的柱狀形狀，而所述切割尖端的表面包括鑽石薄膜塗層。
13.根據權利要求11所述的方法，其中當所述切割尖端的上表面面積為25~625μ m2時，形成2680~190000個所述切割尖端，當所述切割尖端的上表面面積為625~2500 μ m2時，形成1340~38000個所述切割尖端，當所述切割尖端的上表面面積為2500~10000 μ m2時，形成670~19000個所述切割尖端。
14.根據權利要求11所述的方法，其中施加至所述切割尖端的臨界壓力範圍依據所述切割尖端的上表面面積而進行調整，以能使施加至每一個所述切割尖端的壓力在不需要改變墊磨損率的情況下進行調節，從而調整CMP墊調整器的使用壽命。
【文檔編號】H01L21/304GK103534790SQ201280023632
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月15日 優先權日:2011年5月17日
【發明者】李世珖, 金淵澈, 李周翰, 崔在光, 夫在弼 申請人:二和鑽石工業股份有限公司