多区域垫修整盘制造技术

本发明专利技术提供了一种被配置为修整化学机械抛光工具的抛光垫的包括多个区域的垫修整盘，该多个区域包括基于该多个区域的定位而选择性地接合抛光垫的切削元件。本发明专利技术还提供了用于在化学机械抛光（CMP）过程中修整抛光垫相关的化学机械抛光工具和方法。

Multi area pad trimming plate

【技术实现步骤摘要】
多区域垫修整盘相关申请的交叉引用本申请要求于2018年09月26日提交的名称为“具有多个区域的垫修整盘（PadConditioningDiskwithMultipleZones）”的美国临时申请No.62/737,078的权益和优先权。
本专利技术涉及垫修整盘，并且更具体地涉及与化学机械抛光工具一起使用的多区域垫修整盘。
技术介绍
化学机械抛光或平坦化（CMP）是一种用于硅晶片和其他衬底的抛光工艺，该工艺利用抛光垫上的抛光液及其化学和研磨剂，结合化学和机械效果，用于去除表面的多余材料和用于获得所需的厚度的具有光滑和平坦的表面的硅晶片和其他衬底。成功的CMP所用的抛光垫需要最佳的表面孔隙率，并且由于表面随时间退化而趋于失去表面孔隙率。抛光垫修整盘是CMP技术用于建立、维护和重新创建抛光垫的最佳表面孔隙率的关键要素。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种被配置为修整化学机械抛光工具的抛光垫的垫修整盘，其包括多个区域，该多个区域包括基于该多个区域的定位而选择性地接合抛光垫的切削元件。在示例性实施例中，该多个区域能够相对于彼此移动。在示例性实施例中，该多个区域能够相对于彼此移动，使得该多个区域中的第一区域的切削元件在化学机械抛光过程中与抛光垫接触，而该多个区域中的第二区域的切削元件不与抛光垫接触。在示例性实施例中，该多个区域的第一区域包括具有一定形状、大小、分布和密度的颗粒金刚石，并且该多个区域的第二区域包括被涂覆在纹理化表面上的化学气相沉积（CVD）金刚石膜。在示例性实施例中，每个区域的切削元件是形状、大小、分布、密度和结构相同的金刚石或类金刚石膜，或者每个区域的切削元件是形状、大小、分布、密度和结构不同的金刚石。在示例性实施例中，连接装置可操作地连接该多个区域，并且有助于该多个区域之间的独立运动。在示例性实施例中，在垫修整盘的第一位置中，第一区域是凹陷的，并且第二区域的切削元件接触抛光垫，并且在第二位置中，第一区域在朝向抛光垫的方向上自第二区域突出，并且第一区域的切削元件接触抛光垫。在示例性实施例中，垫修整盘通过可动连接件被连接至化学机械抛光工具的垫修整器臂，致动器促使第一区域与至少另一个区域之间的独立运动。在示例性实施例中，第一区域通过第一可动连接件被连接至化学机械抛光工具的垫修整器臂，第二区域通过第二可动连接件被连接至垫修整器臂。沿Z轴致动第一可动连接件中的至少一个以促使第一区域相对于第二区域的垂直独立运动，沿Z轴致动第二可动连接件以促使第二区域相对于第一区域的垂直独立运动。在示例性实施例中，该多个区域是以下中的至少一种：圆形、环形、径向饼形、螺旋形筋、矩形或三角形切割区（cutouts）以及模。另一方面涉及一种化学机械抛光工具，其包括：被放置在台板上的抛光垫，该抛光垫被配置为用于抛光衬底；抛光液输送臂，该抛光液输送臂被配置为在垫修整过程中输送抛光液；以及修整器组件，该修整器组件包括：被连接到化学机械抛光工具的机器底座的垫修整器臂，及被连接到垫修整器臂的垫修整盘，垫修整盘具有相至少两个区域，其对于彼此被激活以选择性地接合抛光垫。在示例性实施例中，该至少两个区域每个区域包括切削元件，该切削元件形状、大小、分布、密度和结构相同或形状、大小、分布、密度和结构不同。在示例性实施例中，化学机械抛光工具包括激活和停用区域转换的元件。在示例性实施例中，垫修整器臂包括被连接至垫修整组件的相应区域的两个或多个独立机构。另一个方面涉及一种用于在化学机械抛光过程中修整抛光垫的方法，该方法包括：选择性地激活具有多个区域的垫修整盘中的选定区域，该多个区域中的每个区域具有用于修整抛光垫的切削元件，其中用于修整抛光垫的区域的选择取决于多个因素，以及向垫修整盘施加下压力，使选定区域的切削元件与抛光垫接触，但其他区域的切削元件不与抛光垫接合。在示例性实施例中，该多个因素包括抛光配方、抛光项目、化学机械抛光工具的使用时间、由化学机械抛光工具抛光的多个晶片的间隔、定义的计划表、抛光垫的最优表面孔隙度和来自动态反馈系统的反馈。在示例性实施例中，该因素是来自动态反馈系统的反馈，该反馈包括晶片的性能、晶片与抛光垫之间的摩擦和/或抛光垫的粗糙度测量。在示例性实施例中，选择用于修整抛光垫的区域的因素是修整的类型，修整的类型是原位修整时期或异位修整时期，进一步地，其中在异位修整期间，选定区域的切削元件与抛光垫接合，而另一区域的切削元件与抛光垫脱离，并且在原位修整期间，选定区域的切削元件与抛光垫脱离接合，而另一区域的切削元件与抛光垫接合。在示例性实施例中，选择用于修整抛光垫的区域的因素是化学机械抛光过程是否处于磨合阶段或晶片加工阶段，进一步地，其中在磨合阶段，选定区域的切削元件与抛光垫接合，而另一区域的切削元件与抛光垫脱离，并且在晶片加工阶段，选定区域的切削元件与抛光垫脱离，而另一区域的切削元件与抛光垫接合。在示例性实施例中，选择用于修整抛光垫的区域的因素是修整类型，修整的类型是原位修整或异位修整。在示例性实施例中，基于该多个因素中的一个或多个因素的改变，选择性地激活垫修整盘的不同区域。选择性地激活不同区域包括致动垫修整器臂的可动连接件以调节选定区域相对于该不同区域的位置。结合附图，根据以下详细公开，将更容易理解和充分理解构造和操作的前述特征和其他特征。附图说明将参考以下附图详细描述一些实施例，其中相同的附图标记表示相同的构件，其中：图1A示出了根据本专利技术实施例的CMP系统的俯视示意图；图1B示出了根据本专利技术实施例的图1A中的CMP系统的剖视图；图2示出了根据本专利技术实施例的具有在第一位置选择性地接合抛光垫的多个区域的垫修整盘的示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的具有在第二位置选择性地接合抛光垫的多个区域的垫修整盘的示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的具有多个区域的垫修整盘的示意图，该多个区域具有不同类型的切削元件；图5示出了根据本专利技术实施例的具有多个区域的垫修整盘的示意图，该多个区域具有与图4相比位置改变的不同类型的切削元件；图6示出了根据本专利技术实施例的具有同心区域的垫修整盘的第一位置的透视图；图7示出了根据本专利技术实施例的图6的垫修整盘的底视图；图8示出了根据本专利技术实施例的图6的垫修整盘的侧视图；图9示出了根据本专利技术实施例的图7中A-A向的剖视图；图10示出了根据本专利技术实施例的图6的垫修整盘的第二位置的透视图；图11示出了根据本专利技术实施例的图10的垫修整盘的底视图；图12示出了根据本专利技术实施例的图10的垫修整盘的侧视图；图13示出了根据本专利技术实施例的图11中A-A向的剖视图；图14示出了根据本专利技术实施例的在第一位置的被可操作地连接至垫修整器臂的垫修整盘的示意图；图15示出了根据本专利技术实施例的图14的顶视图；图16示出了根据本专利技术实施例的在第二位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垫修整盘，其被配置为修整化学机械抛光工具的抛光垫，所述垫修整盘包括：/n多个区域，其包括基于所述多个区域的定位而选择性地与所述抛光垫接合的切削元件。/n

【技术特征摘要】
20180926 US 62/737,0781.一种垫修整盘，其被配置为修整化学机械抛光工具的抛光垫，所述垫修整盘包括：
多个区域，其包括基于所述多个区域的定位而选择性地与所述抛光垫接合的切削元件。


2.如权利要求1所述的垫修整盘，其特征在于，所述多个区域能够相对于彼此移动，使得所述多个区域中的第一区域的切削元件在化学机械抛光过程中与所述抛光垫接合，而所述多个区域中的第二区域的切削元件不与所述抛光垫接合。


3.如权利要求1所述的垫修整盘，其特征在于，所述切削元件是形状、大小、分布、密度和/或结构相同或不同的金刚石或类金刚石膜，或者至少一个切削元件是刷子。


4.如权利要求1所述的垫修整盘，其特征在于，所述多个区域的第一区域包括具有一定形状、大小、分布和密度的颗粒金刚石，并且所述多个区域的第二区域包括被涂覆在纹理化表面上的化学气相沉积（CVD）金刚石膜。


5.一种化学机械抛光工具，包括：
被放置在台板上的抛光垫，所述抛光垫被配置为用于抛光衬底；
抛光液输送臂，所述抛光液输送臂被配置为在垫修整过程中输送抛光液；及
修整器组件，所述修整器组件包括：
被连接至所述化学机械抛光工具的机器底座的垫修整器臂，及
被连接至所述垫修整器臂的垫修整盘，所述垫修整盘具有至少两个区域，其相对于彼此被激活以用于选择性地与所述抛光垫接合。


6.如权利要求5所述的化学机械抛光工具，其特征在于，所述化学机械抛光工具包括激活和停用区域转换的元件和机构。


7.一种用于在化学机械抛光过程中修整抛光垫的方法，所述方法包括：
选择性地激活具有多个区域的垫修整盘中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦·D·蔡，卢克·S·蔡，
申请(专利权)人：坎纳钻石技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US