[发明专利]一种抛光垫修整方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种抛光垫修整方法。 

背景技术

随着集成电路(IC)制造技术的飞速发展，对硅片的加工精度和表面质量提出了更高的要求，而传统的抛光技术已不能满足要求。化学机械抛光(CMP)是目前唯一能够实现硅片局部和全局平坦化的实用技术和核心技术，正广泛地应用于IC制造中。抛光垫是化学机械抛光(CMP)系统中的主要耗材之一，抛光垫的结构和表面粗糙度对CMP过程中的硅片材料去除率和表面粗糙度有很大影响。但是抛光垫经过一段时间的使用后，表面会发生恶化从而降低抛光效果。因此，需要对抛光垫进行修整或调整，恢复其使用性能。 

美国专利US548631提出一种抛光垫修整装置(Device for conditioning polishing pads)，如图1所示，控制臂32连接压力筒36和修整器18。化学机械抛光时，支撑基座13上的研磨台11可沿A向转动，抛光垫15安装在研磨台11上并随之一起转动，控制臂32控制修整器18在抛光垫上水平移动，压力筒36可以垂直向下移动以改变对修整器18的下压力。 

美国专利US7300338提出一种金刚石材质的修整器研磨盘(CMP diamond conditioning disk)，如图2所示，金刚石材质的超硬研磨颗粒层24与非金属基板20(由氧化铝和石墨等形成)通过非金属粘合层22(由氧化铝和碳化硅等形成)粘合固定，上述器件结构嵌合在支撑基座26的凹槽28中构成了修整器研磨盘，修整器研磨盘通过支撑基座26的背面30连接到抛光垫修整装置的其它匹配结构上。 

目前结合上述抛光垫修整装置和金刚石材质的修整器研磨盘而形成的抛光垫修整装置应用非常广泛。但是抛光垫修整时，基本上采用对抛光垫修整装置设定恒定的下压力值(fixed conditioner down force)，对抛光垫表面各位置进行一 致性的修整，如图3所示，修整器定值修整抛光垫时，抛光垫使用时间(pad lifetime)越长，抛光的材料去除率(MRR)如晶圆氧化膜的去除率(Oxide RR)等越低，现有技术中通过不断增大修整器研磨盘的下压力可以稳定或增大MRR，如图4所示，但是由于抛光垫表面各位置的实际恶化情况不一，上述修整方法会造成抛光垫表面打磨不到位或者过打磨的现象，因此需要一种抛光垫修整方法，能针对抛光垫表面不同修整位置进行匹配性修整，提高抛光垫表面性能，延长抛光垫使用寿命。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种抛光垫修整方法，能针对抛光垫表面不同修整位置进行补偿修整，提高抛光垫表面性能，延长抛光垫使用寿命。 

为解决上述问题，本发明提出一种抛光垫修整方法，该方法包括如下步骤： 

抛光装置及修整器接入智能控制系统，所述智能控制系统包括测算单元、控制单元以及反馈单元； 

所述控制单元设定修整器的目标修整扭矩，得到修整器的目标修整参量，开始修整器对抛光垫的修整； 

所述测算单元测得修整器的实时修整扭矩和抛光过程的实时材料去除率； 

所述测算单元依据所述实时修整扭矩和实时材料去除率计算得到修整器的修整参量偏差； 

所述反馈单元将所述修整参量偏差反馈到控制单元； 

所述控制单元补偿所述修整参量偏差得到修整器新的目标修整参量，更新修整器对抛光垫的修整； 

循环进行所述测算单元测得修整器的实时修整扭矩和抛光过程的实时材料去除率及以后的操作，直至抛光过程结束。 

进一步的，所述修整器为金刚石修整器。 

进一步的，所述控制单元控制修整器沿水平方向左右移动或沿竖直方向上下移动。

进一步的，所述修整参量包括下压力、频率以及位置。 

进一步的，所述抛光过程包括对浅槽隔离结构、层间介质、镶嵌金属或高K金属栅极的抛光过程。 

根据本发明的另一面，提供一种应用于调整控制抛光垫修整器的智能控制系统，包括： 

测算单元，用于测量或计算修整器的相关参量以及抛光装置抛光过程中的材料去除率； 

控制单元，用于结合所述测算单元的信息对修整器设定修整参数，并控制和调节修整器对抛光垫的修整； 

反馈单元，用于反馈修整器对抛光垫的修整偏差信息给所述控制单元，使得所述控制单元及时补偿修整偏差，调整修整器对抛光垫的修整。