[发明专利]CMP垫调整器及用于制造CMP垫调整器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种供化学机械抛光（CMP）垫用的调整器，CMP垫使用于一种属于半导体装置制造过程的一部分的CMP制程。特别地，本发明涉及一种CMP垫调整器及其制造方法，所述CMP垫调整器中，切割尖端的构造即使在使用不同种类的研磨浆时及在调整器的压力有改变时，也能使抛光垫的磨耗度的改变并不大。

背景技术

在半导体设备中使用的CMP技术用于平坦化形成在半导体晶圆上的薄膜，例如绝缘层或金属层。

一种使用CMP的平坦化制程通过以下方式实现：将抛光垫装设在旋转平台上，且利用载体来保持待抛光晶圆，而当研磨浆被提供至垫上时，平台与载体在施加压力至保持晶圆的载体的状态下受到相对于彼此的运动，从而抛光晶圆。

因此，在供平坦化用的CMP制程中，横越过工作件（例如晶圆）的表面的移除率（亦即，抛光均匀性）的均匀性被认为是重要的。在各种用以增加抛光均匀性的因素中，抛光垫表面状态也可能被收录作为一重要的定量因素。

抛光垫的较佳表面状态可通过调整抛光垫（包括使用调整器切割变形的垫的表面）而达成，以便使抛光垫的磨损或阻塞的毛细孔以及抛光垫所减少的平滑度恢复至其原始的状态。

在此，调整过程通过使用具有研磨器（例如钻石）的垫调整器，可使抛光垫表面状态被最佳化成具有保持研磨浆的高能力的初始状态，所述研磨器被设置成与抛光垫接触以刮掉或摩擦抛光垫的表面。或者，这个过程的作用可恢复抛光垫保持研磨浆的能力，并能维持抛光垫的抛光能力。

同时，使用于CMP制程的研磨浆的实施例可大体包括氧化物研磨浆、钨（W）研磨浆以及铜（Cu）研磨浆。这些研磨浆可不同地影响CMP制程中的垫，因其抛光微粒的种类、形状及尺寸与添加物的种类及数量不同。另外，改变垫材料及施加至与垫接触的CMP垫调整器的压力的情况，可能导致使用于CMP制程中的垫具有不同的效果。

因此，即使当使用相同的CMP垫调整器时，垫的磨耗度可能依据研磨浆的种类、垫的材料及压力变化而改变。在调整时，由于所使用的调整器应该适应于研磨浆、垫及压力变化，因此为导出适合于如上所述条件的CMP调整器，许多具有各种规格的产品应被评估，以推论适当的CMP垫调整器，这被视为麻烦的。

尤其在现有技术的CMP垫调整器中，钻石电镀型垫调整器具有下述问题。即，在制备时，用以抛光的钻石微粒具有各种形状，包括立方体形状、八面体形状、立方体-八面体形状等，而即使使用具有预定形状的钻石时，因其会不拘方位地装设，使其难以控制突出的钻石的高度，由此无法同等地控制与垫接触的钻石的面积，从而难以计算与垫接触的钻石的面积。这意味着无法预测施加至与调整器中的垫接触的各个钻石微粒的压力，从而使其难以预测调整性能。

另外，如韩国专利第10-0387954号记载的一种CVD（化学气相沉积）垫调整器，其包括基板，以及使用CVD沉积在基板上的钻石层，所述基板具有以一定的高度从其表面向上突出的多个截头多角锥。因此形成的CVD垫调整器可在预定压力下使用，但是尽管如此，根据在调整时压力的改变，垫磨损率（PWR）增加或减少的程度非常大，抛光垫的调整在不稳定的PWR的状态下不被好好地执行。因此，记载于上述专利现有技术的CVD调整器具有很大的问题，因为垫磨损率的改变程度因施加至圆盘的负载的改变而变大，且可能适合于研磨浆的种类的圆盘的压力范围也是很大的。

发明内容

本发明人为解决上述现有技术的诸多缺陷及问题，其努力研究的结果，完成了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种CMP垫调整器，该CMP垫调整器具有在为调整设置的任何工作条件下能够稳定使用的最佳构造，并能使垫磨损率因为选自于研磨浆的种类、垫的材料以及压力变化中的一个或多个的结果而改变的程度是小的。

本发明的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器的制造方法，其中CMP垫调整器可能被设计成具有一种构造，该构造可使垫磨损率通过只执行几个测试来代替几百个测试而被估算，从而有效地生产一种CMP垫调整器，以达到较优的生产力与产品质量。

本发明的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器及其制造方法，相较于现有技术的CMP垫调整器，CMP垫调整器被设计成用以使其寿命较长，且使垫粗糙度维持恒定的时间段延长。

本发明的另一目的是用以提供一种CMP垫调整器及其制造方法，在CMP垫调整器中，切割尖端的尺寸与数目决定成能使垫磨损率在施加至切割尖端的预定压力的范围内维持恒定，从而控制切割尖端的磨耗度的速率，由此使调整器的使用寿命最大化并调整调整器的使用寿命。