[发明专利]垫片状态化刮扫力矩模式化以达成恒定移除率

说明书

背景

发明领域

本发明的具体实施例大体而言是关于一种用于调整电化学机械处理系统中的抛光表面的方法。

相关技术的描述在半导体器件制造中，层与结构通过各种处理而沉积与形成在半导体基板上。化学机械抛光(CMP)是一种广泛使用的处理，通过化学机械抛光，抛光垫片与抛光溶液结合而以平坦化基板，或维持平坦度以接收后续层的方式来移除过剩材料。随着时间过去，抛光垫片的有效性会因压力、摩擦、和热同产生自处理淤浆的颗粒、自基板(或从垫片本身)移除的材料、等等相结合而消减，以于垫片上形成硬质、相对平滑表面。此效应一般称为“磨光(glazing)”。为了在已经发生磨光之后增进抛光垫片的有效性，抛光垫片可周期性地进行调整。垫片调整一般涉及了研磨调整盘来擦洗抛光垫片，以移除在垫片表面上的任何累积抛光副产物及/或翻新抛光垫片的表面。抛光垫片表面的调整可以是在以新的抛光垫片进行抛光之前进行，在抛光程序中进行以维持及/或加强表面粗糙度与抛光垫片表面的移除率，或在抛光之后进行，以为待抛光的新基板制备抛光垫片表面。

一般都知道调整盘的有效性会因为盘体与垫片磨耗而随时间降低。因此，抛光垫片的有效性会随时间而浮动，因而随不同基板产生非均匀结果。因此，需要一种改良方法来调整抛光垫片，以增进抛光垫片在调整盘寿命内的性能。

发明内容

本发明的具体实施例提供了用于调整抛光垫片的方法。在一具体实施例中，一种用于调整抛光垫片的方法包含：对调整盘施加向下力，该向下力推进该调整盘抵住该抛光垫片；测量使该调整盘刮扫该抛光垫片所需的力矩；通过比较所测量的力矩与模式化力轮廓(MFP，model force profile)，以确定向下力的变化量；以及响应于所确定的变化量，调整该调整盘施抵该抛光垫片的向下力。

在另一具体实施例中，一种用于调整抛光垫片的方法包含：施加向下力，以推进调整盘抵住抛光垫片；测量该调整盘接触该抛光垫片所产生的摩擦力；比较所测量的摩擦力与模式化力轮廓(MFP)，以确定向下力的变化量；以及响应于所测量的摩擦力与该MFP间的比较，调整所施加的向下力。

在又一具体实施例中，一种以调整盘调整抛光垫片的设备包含：平台，该平台用以支撑该抛光垫片；调整头，该调整头用以固定该调整盘；向下力致动器，该向下力致动器可用于以使该调整头对该抛光垫片施以向下力的方式来移动该调整头；臂体，该臂体耦接至该调整头，以支撑该调整头于该平台上方；刮扫致动器，该刮扫致动器耦接至该臂体且可用于使该调整头刮扫该平台；以及刮扫力矩传感器，该刮扫力矩传感器可用于在该调整盘接触于该抛光垫片时，测量为使该调整头刮扫该平台所需的力矩。

附图简要说明

为使本发明的上述特征可以被详细了解，本发明的更特定描述(简要说明于上文)可参照具体实施例而得知，这些具体实施例说明于所附图式中。

图1为示例CMP系统的截面图，该CMP系统可用于实施本发明的具体实施例。

图2为图1的CMP系统的顶视图。

图3为垫片调整方法的一具体实施例的流程图。

为助于了解，尽可能使用了相同的元件符号来代表图式中相同的元件。应知一具体实施例中的元件与特征可有利地并入其他具体实施例中，无需进一步的说明。

然而，应注意如附图式仅说明了本发明的示例性具体实施例，因此不应被视为对本发明范畴的限制，因为本发明可允许其他的等效具体实施例。

具体描述

本发明的具体实施例与CMP抛光垫片的性能有关。本公开中的具体实施例提供了基于调整臂体刮扫力矩以及抛光垫片与调整盘间摩擦力之间的关系来控制CMP抛光器的方法与设备。具体实施例包含了一种用于调整由调整盘施加至抛光垫片的向下力的方法，该方法是基于测量力与模式化力轮廓间的差异而进行调整以改善处理结果。应知本发明的可实现使用调整器刮扫力矩来监看抛光器性能的构想可即时地应用，及/或在基板被抛光同时调整抛光垫片(即原位调整)时应用、当抛光垫片在基板抛光中被调整(即区外调整)时应用，或在上述情况的任何组合时应用。

图1为根据本发明特定构想的示例CMP系统的一具体实施例的截面图。如图1所示，该CMP系统包含抛光器100，抛光器100具有机械基座130、抛光流体传送臂体190、置于平台102上的抛光垫片104、抛光头106、调整器套件122、以及控制器152。机械基座130支撑平台102、抛光流体传送臂体190与调整器套件122。平台102支撑抛光头106。