[发明专利]抛光垫修整装置和抛光垫修整方法

说明书

本发明涉及一种抛光垫修整装置和抛光垫修整方法，该抛光垫修整装置包括：抛光垫修整器，包括转动轴、以及安装于转动轴上的修整盘，修整盘具有用于对抛光垫的表面进行修整的修整面、以及连通到修整面的开孔；光形貌检测器，具有结合于转动轴中且连通到开孔的光路通道，用于在修整盘修整抛光垫的表面时同时检测抛光垫的表面形貎，从而，在抛光垫修整过程中，能够实时监测抛光垫的表面磨损情况，进而能够基于监测到的抛光垫表面磨损情况确定抛光垫的真实寿命，以提高抛光垫修整效率，从而获得最大抛光垫寿命。

【技术领域】

本发明涉及化学机械抛光技术领域，具体涉及一种抛光垫修整装置和抛光垫修整方法。

【背景技术】

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，简称“CMP”)是目前最有效、最成熟的平坦化技术，被广泛应用于半导体制造中。抛光垫是CMP技术中的主要耗材之一，在经过一段时间的抛光后，由于其表面变得光滑，甚至釉面，会降低抛光过程的材料去除率和抛光均匀性，因此，需要在抛光过程中使用抛光垫修整器对抛光垫进行实时修整，以使抛光垫维持所需的粗糙度，确保其使用功能。但是，用抛光垫修整器维持粗糙度加速了抛光垫磨损，因而缩短了抛光垫的寿命。

目前，一般通过晶圆计数或累计小时数来计算抛光垫的寿命，并在抛光垫寿命终止时停止对抛光垫的修整，同时更换新的抛光垫，以保持CMP性能的稳定性。但是，这种通过晶圆计数或累计小时数来计算抛光垫寿命的方法并不能反映抛光垫真实的磨损情况，且计算得到的抛光垫寿命往往短于抛光垫的真实寿命，故存在抛光垫修整效率低、以及无法获得最大抛光垫寿命的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种抛光垫修整装置和抛光垫修整方法，以提高抛光垫修整效率，从而获得最大抛光垫寿命。

为了解决上述问题，本发明提供了一种抛光垫修整装置，该抛光垫修整装置，包括：抛光垫修整器，包括转动轴、以及安装于转动轴上的修整盘，修整盘具有用于对抛光垫的表面进行修整的修整面、以及连通到修整面的开孔；光形貌检测器，具有结合于转动轴中且连通到开孔的光路通道，用于在修整盘修整抛光垫的表面时同时检测抛光垫的表面形貎。

其中，抛光垫修整装置还包括：抛光垫表面冲洗器，包括高压气源和连通到修整面的气路通道，气路通道结合于转动轴中，抛光垫表面冲洗器用于将高压气源提供的气体经由气路通道引导至抛光垫的表面，以对抛光垫的表面进行高压气体冲洗。

其中，光路通道和/或气路通道在垂直于修整面的方向上贯穿转动轴，且气路通道连通到与光路通道连通的开孔。

其中，光形貌检测器包括光源、光学传感器、以及信号处理电路，其中，光源安装于光路通道的一端，且光路通道的另一端与开孔背离修整面的一端连通；光学传感器与信号处理电路电连接，当修整盘修整抛光垫的表面时，修整面与抛光垫的表面接触，光源发出的光线经由光路通道和开孔照射至抛光垫的表面并产生干涉条纹，光学传感器接收干涉条纹，并将干涉条纹转化为对应的电信号，再将电信号传给信号处理电路；信号处理电路接收电信号，并将电信号转换为表面形貌信息，以实现对抛光垫表面形貌的检测。

其中，光源为高频闪烁白光源，产生干涉条纹的两束光为高频闪烁白光源发出的发射时间相邻的两束光。

其中，高频闪烁白光源的闪烁频率在10000Hz以上。

其中，光学传感器集成在光路通道内。

其中，修整盘与转动轴的端部连接，具有旋转中心，且开孔位于旋转中心处。

其中，抛光垫修整器包括第一驱动件，第一驱动件与转动轴相连，以通过转动轴驱动修整盘围绕旋转中心旋转、下压使修整面与抛光垫的表面接触、或上升使修整面与抛光垫的表面分开。

其中，抛光垫修整器包括第二驱动件，第二驱动件用于当修整盘修整抛光垫的表面时驱动修整盘在抛光垫的表面上按照预设修整轨迹移动。