[发明专利]研磨垫及研磨垫使用寿命监测方法

说明书

本发明提供能实时监测使用状况并能第一时间获得达到使用寿命的信息的研磨垫及研磨垫的使用寿命监测方法。研磨垫(1)包括：厚度方向的一个面为研磨面的基材(20)；形成于基材(20)的研磨面一侧并朝向研磨面开口的沟槽(21)；以及形成于基材(20)的研磨面一侧、朝向研磨面开口、垂直于研磨面的至少一个截面在距离窗口(22)的底部一定高度处的宽度是高度的增函数或减函数的窗口(22)。在使研磨垫(1)旋转来进行研磨加工时，对窗口(22)的截面在研磨面处的宽度进行监测，当窗口(22)的截面在研磨面处的宽度随着研磨面的磨损量的增加而达到宽度临界值时，判断为研磨垫(1)达到使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种用于化学机械研磨的研磨垫、以及研磨垫的使用寿命监测方法。

背景技术

作为在例如半导体晶圆、场发射显示器等微电子衬底上形成平坦表面的方法，化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)在半导体工业领域正得到广泛应用。

在CMP处理中，通常采用研磨垫和研磨液同时通过化学腐蚀和机械力研磨对晶圆表面进行平滑处理。在CMP设备中，研磨垫通常使用聚亚胺脂等多孔性材料制成，其表面形成有有助于研磨液流过研磨垫表面的沟槽。在使用中，在对若干片晶圆进行研磨后，研磨垫表面的沟槽有可能会被磨平，这会导致研磨垫失去保持研磨液的能力，研磨速率会下降，同时还会使晶圆表面产生划伤。因此，需要对研磨垫设置使用寿命。

以往，利用研磨垫的使用时间(Time)或研磨晶圆计数(Count)来定义研磨垫的使用寿命。例如，图6是表示现有的用于研磨垫使用寿命监测的研磨垫使用状况统计表。如图6所示，针对各个工艺类型分别对研磨垫1～3的使用时间和研磨晶圆计数进行统计，当使用时间或研磨晶圆计数超过预先规定的临界值时，例如在BSI/AP工艺中研磨垫3的使用时间超过临界值30小时而达到了32.3小时的情况下，判定为该研磨垫达到使用寿命而做报废处理。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在现有的利用使用时间和研磨晶圆计数来定义研磨垫使用寿命的方法中，由于生产时的偏差以及工作环境等的不同，即使是同一批次生产的研磨垫，在经过相同的使用时间或研磨了相同数量的晶圆后，其磨损情况也各不相同。例如，对于虽然使用时间或研磨晶圆计数超过了临界值但实际还未达到使用寿命的研磨垫，容易因过早报废而造成浪费。另一方面，对于虽然使用时间和研磨晶圆计数均未达到临界值但实际已提前达到了使用寿命的研磨垫，容易因达到使用寿命后仍继续用于研磨晶圆而导致晶圆发生异常甚至报废。因此，需要一种能在进行研磨作业的过程中实时监测研磨垫状况的方法。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能实时监测使用状况并能第一时间获得达到使用寿命的信息的研磨垫、以及研磨垫的使用寿命监测方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决本发明的问题，本发明的一个方面所涉及的研磨垫的特征在于，包括：基材，该基材的厚度方向的一个面为研磨面；沟槽，该沟槽形成于所述基材的所述研磨面一侧，朝向所述研磨面开口；以及窗口，该窗口形成于所述基材的所述研磨面一侧，朝向所述研磨面开口，所述窗口的垂直于所述研磨面的至少一个截面在距离所述窗口的底部一定高度处的宽度是所述高度的增函数或减函数。

本发明的另一方面所涉及的研磨垫使用寿命监测方法的特征在于，在使所述研磨垫旋转来进行研磨加工时，对所述窗口的所述截面在所述研磨面处的宽度进行监测，当所述窗口的所述截面在所述研磨面处的宽度随着所述研磨面的磨损量的增加而达到宽度临界值时，判断为所述研磨垫达到使用寿命。

发明效果

根据本发明所涉及的研磨垫及研磨垫使用寿命监测方法，能实时监测研磨垫的使用状况，并能第一时间获得达到研磨垫使用寿命的信息，因此，能防止研磨垫过早报废，降低成本，并能减少因达到使用寿命的研磨垫被继续使用而在研磨时突发异常事件的概率，减少晶圆报废的风险。