[发明专利]用于修整CMP垫的具有平且一致平面形貌的研磨工具及制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年7月16日提交的、名称为“用于修整CMP垫的具有平且一致表面形貌的研磨工具及制造方法”(“ABRASIVE TOOL WITH FLAT AND CONSISTENT SURFACE TOPOGRAPHY FOR CONDITIONING A CMP PAD AND METHOD FOR MAKING”)的美国临时专利申请序列号61/226,074，以及于2009年8月7日提交的、名称为“用于修整CMP垫的具有平且一致表面形貌的研磨工具以及制造方法”(“ABRASIVE TOOLWITH FLAT AND CONSISTENT SURFACE TOPOGRAPHY FOR CONDITIONING A CMP PAD AND METHOD FOR MAKING”)的美国临时专利申请序列号61/232,040的权益，将两者的内容通过引用整体地结合在此。

背景技术

本发明总体上涉及研磨工具并且更具体地涉及用于对一种化学机械抛光或化学机械平面化(CMP)的垫进行修整的、具有平且一致表面形貌的一种研磨工具，以及用于制造该工具的方法。

进行CMP工艺以便在不同的材料上(包括半导体晶片、玻璃、硬盘基底、蓝宝石晶片以及窗口、塑料等)产生平的(平面的)表面。典型地，CMP工艺包括使用一种聚合物垫(CMP垫)以及包含松散的磨料颗粒以及其他化学添加剂的一种浆料通过化学作用和机械作用两者来去除材料从而达到设计的尺寸、几何形状、以及表面特征(例如，平面度、表面粗糙度)。

在一个典型的CMP工艺期间，该CMP垫被抛光残余物上光了。这使得必需使用一种CMP修整器(也称为CMP整修器)来修整或整修该CMP垫从而消除该上光和残余物。消除上光和残余物允许该CMP垫递送稳定的抛光性能。

总体上，通过使用一种金属粘结剂将磨料颗粒固定在预成型件上从而产生了具有可以修整CMP垫的一个工作表面的研磨工具来制造一种CMP修整器。该工作表面的平整度和形貌可以指示CMP修整器对CMP垫进行修整的情况。具有在形貌上不平且一致的工作表面的CMP修整器将会切削和/或损坏该CMP垫。这种类型的形貌最终影响了该CMP工艺期间该CMP垫提供一致且均匀抛光的能力。另外，在其中使用CMP垫来抛光半导体晶片的应用中，一个被切削和/或损坏的垫将会影响从晶片形成的集成电路芯片的产率。

发明内容

在一个实施方案中，存在一种研磨工具，该研磨工具包括：通过金属粘结剂连接到一种低热膨胀系数(CTE)基底上的磨料颗粒，其中存在范围从约0.1μm/m-℃至约5.0μm/m-℃的总CTE失配，其中该总CTE失配是这些磨料颗粒和该金属粘结剂的CTE失配与该低CTE基底和该金属粘结剂的CTE失配之间的差值。

在一个第二实施方案中，存在一种形成研磨工具的方法，该方法包括：提供一种低热膨胀系数(CTE)基底作为一个预成型件；将一种金属粘结剂施加到该低CTE基底上；将磨料颗粒施加到该金属粘结剂上从而形成一种原始制造(as-made)的研磨工具，其中存在范围从约0.1μm/m-℃至约5.0μm/m-℃的一个总CTE失配，其中该总CTE失配是这些磨料颗粒和该金属粘结剂的CTE失配与该低CTE基底和该金属粘结剂的CTE失配之间的差值；在烘箱中将该原始制造的研磨工具干燥；并且在预定的烧制温度下在加热炉中对该原始制造的研磨工具进行烧制从而形成该研磨工具。

在一个第三实施方案中，存在对化学机械抛光(CMP)垫进行修整的一种方法，该方法包括：将该CMP垫的一个工作表面与一种研磨工具接触，其中该研磨工具包括通过一种金属粘结剂连接到一种低热膨胀系数(CTE)基底上的磨料颗粒，其中存在范围从约0.1μm/m-℃至约5.0μm/m-℃的总CTE失配，其中该总CTE失配是这些磨料颗粒和该金属粘结剂的CTE失配与该低CTE基底和该金属粘结剂的CTE失配之间的差值。

附图说明

图1是具有不平且不一致表面形貌的常规的研磨工具的图像；

图2是根据本发明的一个实施方案的研磨工具的图像；

图3是根据本发明的一个实施方案的扫描电子显微镜图像，显示了磨料颗粒与低热膨胀系数(CTE)基底结合的微结构；

图4是扫描电子显微镜图像，显示了图3中显示的磨料颗粒的更详细的微结构视图。

图5是由具有平且一致表面形貌的、低CTE基底制造的研磨工具的图像；

图6是由具有不平且不一致表面形貌的不锈钢基底制造的研磨工具的图像；