[发明专利]化学机械研磨抛光垫修整器及其制造方法

说明书

本发明提供一种化学机械研磨抛光垫修整器及其制造方法，化学机械研磨抛光垫修整器包含一底部基板：一中间层，设置在该底部基板上，该中间层包括一中空部以及一围绕该中空部的环状部，该环状部具有多个凸块；以及一钻石膜，设置在该中间层上，并对应该中间层的该凸块而形成多个研磨凸起；其中，该研磨凸起的一顶面具有一图案化结构，且该顶面具有一介于2至20之间的中心线平均粗糙度(Ra)。

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨抛光垫修整器，尤指一种兼具良好切屑能力与移除能力的化学机械研磨抛光垫修整器、以及其制造方法。

背景技术

在半导体晶圆的制造过程中，为了让晶圆的表面达到平坦化的目标，常使用化学机械研磨工艺，利用固定在一旋转台的研磨垫接触并对晶圆进行研磨。但研磨所产生的碎屑及研磨浆料会累积在研磨垫的孔洞中，日积月累下使研磨垫产生耗损也降低研磨效果。因此，常使用修整器来移除研磨垫中残留的碎屑和研磨浆料。

现有的化学机械研磨抛光垫修整器大略分为两类：一类采用钻石颗粒作为研磨材料，另一类则是以化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)沉积钻石膜作为研磨材料。

就上述利用化学气相沉积法沉积钻石膜来作为研磨材料的该化学机械研磨抛光垫修整器而言，现有技术中，如中国台湾专利公开号200948533提供的化学机械研磨抛光垫调节件，是将CVD钻石涂层涂覆在由陶瓷材料与较佳为未反应的碳化物形成材料所组成的基材上，且其调节件具有一个可预料或不可预料的凸面特征结构，以协助调节件的使用。上述的凸面特征结构包括同心环、不连续或交错同心环、螺旋、不连续螺旋、矩形、不连续矩形等。

另，申请人在先前提出的中国台湾专利申请号105124293中提供一种化学机械研磨抛光垫修整器，包含一底部基板、一中间基板、以及一研磨层，该中间基板设置在该底部基板上，且该中间基板包括一中空部、一围绕该中空部的环形部、以及至少一远离该底部基板而自该环形部凸出的凸出环，该凸出环包括沿着一环带区域相隔排列的多个凸块，该凸块沿着该中间基板的径向延伸，而一钻石层设置在该中间基板上，顺应该凸块形成多个研磨凸起，该研磨凸起可具有一平坦顶面亦可具有一粗糙顶面。

又如中国台湾专利公开号201249595提供的化学机械平坦化研磨垫整理器，包括具有第一组突起以及第二组突起的基板，该第一组突起具有第一平均高度且该第二组突起具有不同于第一平均高度的第二平均高度，且该第一组突起以及该第二组突起的顶部均具有一层多晶钻石。在此申请案的说明书中提到其第一组突起中一个或多个突起的远程表面可具有不规则或粗糙表面且第二组突起中各突起的远程表面可具有不规则或粗糙表面，但在其他实施例中，第一组突起中一个或多个突起的顶部可具有平坦表面，且第二组突起中各突起的顶部可具有平坦表面。

上述以CVD钻石膜作为研磨材料的化学机械研磨抛光垫修整器可进一步结合研磨颗粒，如本案申请人在先前提出的中国台湾专利公开号201630689即揭示一种化学机械研磨修整器，其包含一基座，该基座的表面划分为呈现同心圆的一中心表面以及一外围表面，该中心表面内凹成为一内凹部，该外围表面则环绕中心表面并内凹形成多个装设孔，且有多个滑块设在外围表面并散布在装设孔之间，各滑块具有一滑块修整面，除此之外，该化学机械研磨修整器还有多个修整柱对应地设置在该装设孔中，该修整柱包含一柱体与一装设在该柱体顶面的磨料。

在上述前案中，譬如中国台湾专利公开号200948533仅提到在基材上形成该凸面特征结构；而中国台湾专利申请号105124293、中国台湾专利公开号201249595、以及201630689虽然揭示其研磨凸起可具有一粗糙顶面，但并未对该粗糙顶面多加定义或描述，仅中国台湾专利公开号201249595在说明书中略提到其粗糙度或不规则表面可至少部分归因于来自经转变为碳化硅的多孔石磨基板的粗糙度；再者，该顶面的粗糙与否仅为实施时的一种态样，在其他实施例中，亦可为一平坦顶面。显然，该研磨凸起的顶面型态并非上述前案的技术重点所在。