專利名稱：延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要是關(guān)于一種修整或調(diào)整一化學(xué)機械拋光(CMP)墊的方法。因此，本發(fā) 明涉及化學(xué)和材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化學(xué)機械拋光(CMP)是有效的平整化制程，其是用于制造陶瓷、硅、玻璃、石英以 及金屬的晶圓的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，包括層間介電層(inter-level dielectric, ILD)和鑲嵌金屬 化(Damascene metallization)的制程。這種拋光制程通常需要將晶圓抵靠在由耐久性有 機物質(zhì)諸如聚胺基甲酸酯(polyurethane)的旋轉(zhuǎn)拋光墊上。含有能夠破碎晶圓物質(zhì)的化 學(xué)品的研磨漿被引入拋光墊上，所述的研磨漿額外還包括能以物理性方式侵蝕晶圓表面的 研磨顆粒。所述的研磨漿持續(xù)地施加于旋轉(zhuǎn)的CMP拋光墊上，可同時施加化學(xué)和機械力的 雙重作用于晶圓上，使得晶圓能以想要的方式被拋光。 研磨顆粒在整個拋光墊表面上的分布情形是達成研磨品質(zhì)的重要因素。拋光墊的 頂部通常憑借如纖維或小孔所提供的摩擦力機制來容納所述的顆粒，所述的纖維或小孔能 提供摩擦力，其足以防止所述的顆粒因拋光墊旋轉(zhuǎn)運動所產(chǎn)生的離心力而被甩出所述的拋 光墊。因此，盡可能保持拋光墊的頂部的彈性與可直立起纖維的狀態(tài)，且確保有足夠的開孔 以容納新的研磨顆粒都是相當(dāng)重要的。 由于來自工作件與研磨漿的碎屑累加情形，使得維持拋光墊頂部狀態(tài)成為一個 難題，因為這種累加會使拋光墊頂部變得光滑(glazing)或硬化(hardening),因此使 所述的拋光墊不太能夠自流動的研磨漿流中容納新的研磨顆粒，此情形嚴(yán)重地減少拋光 墊整體的拋光效果，因此會憑借各種不同的裝置進行梳理(combing)或切削(cutting) 拋光墊頂部以試圖恢復(fù)拋光墊頂部，此步驟即為CMP拋光墊的修整(dressing)或調(diào)整 (conditioning);且為此目的，許多形態(tài)的裝置與方法已被使用，其中一種裝置是一個具有 復(fù)數(shù)個結(jié)合于一表面或基座的超研磨顆粒(如鉆石)的圓盤。 新的修整盤具有尖銳且可切割所述的CMP拋光墊表面的超研磨顆粒，使所述的 CMP拋光墊表面具有密集且深的表面粗糙度。所述的研磨漿有效地被保留在這些深的表面 粗糙度，使晶圓有相當(dāng)高的拋光速率。然而，持續(xù)使用后，在修整盤中的所述的超研磨顆粒 開始磨損，且其尖端開始逐漸鈍化；所述的鈍化的超研磨顆粒便無法深入地進入CMP拋光 墊表面所需的深度，且當(dāng)超研磨顆粒尖端受磨損后，會使切割槽變得更寬。此磨損效應(yīng)造成 寬、稀疏且淺的表面粗糙度，使用此種修整盤調(diào)整的CMP拋光墊無法有效地保留研磨漿，因 此降低了晶圓的拋光速率。在修整盤上的超研磨顆粒會持續(xù)磨損，直到它們被壓入拋光墊 中，而非切割；并且切割效率低的修整盤會產(chǎn)生碎屑，且集結(jié)在CMP拋光墊表面上，產(chǎn)生不 均勻的拋光，且增加晶圓的刮痕。 有鑒于此，目前仍在尋找用于建構(gòu)CMP拋光墊修整器盤的方法，以達到最大的效 能以及使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種延長化學(xué)機械拋光修整器的有效使用壽命的方法，以延長 修整器壽命。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括 —種延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，該化學(xué)機械拋光墊修整器用 于修整化學(xué)機械拋光墊，所述的修整器具有一基座以及復(fù)數(shù)設(shè)置在所述的基座上的超研磨 顆粒，其特征在于，所述的方法包括 憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊； 憑借測量所述的拋光墊、修整器或其組合的機械性質(zhì)而測定超研磨顆粒的磨損 (wear); 憑借改變所述的拋光墊和修整器之間與超研磨顆粒的磨損有關(guān)的壓力和機體轉(zhuǎn) 速(RPM)而適應(yīng)該機械性質(zhì)測量值，以延長修整器壽命。 其中所述的測量的機械性質(zhì)是選自于由以下所組成的群組摩擦力、聲波放射 性(acoustic emission)、溫度、拋光墊反射性、拋光墊撓曲性(flexibility)、拋光墊彈性 (elasticity)及其組合。 其中改變所述的壓力和RPM包括逐漸增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和 RPM。 其中所述的壓力和/或RPM隨時間的逐漸增加為非線性指數(shù)(e鄧onential)增 加。 其中改變所述的壓力和RPM包括自動增加所述的壓力以適應(yīng)所增加的超研磨顆 粒的磨損。 其中該延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法還包括以一實質(zhì)上平行于 所述的拋光墊的工作表面的方向振動至少一元件，該元件選自于拋光墊、修整器、被所述的 拋光墊拋光的晶圓或任何其組合，以使在拋光墊、修整器、晶圓或其組合上的機械應(yīng)力最小 化。 其中所述的修整器是以橫向、圓形、橢圓形或隨機運行且實質(zhì)上平行于所述的 CMP拋光墊的工作表面而振動。
其中所述的振動僅為平行于所述的拋光墊的工作表面的方向。
其中所述的振動頻率為大于15kHz的超音波頻率。
其中所述的振動為持續(xù)性的。
其中所述的振動為擴散的(diffused)。 其中當(dāng)所述的化學(xué)機械拋光墊的表面呈現(xiàn)減少的平均表面粗糙度密度、平均表 面粗糙度深度、平均表面粗糙度寬度、平均表面粗糙度長度或其組合時，所述的壓力和RPM 增加。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案還包括 —種延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，該化學(xué)機械拋光墊修整器用 于修整化學(xué)機械拋光墊，所述的修整器具有一基座以及復(fù)數(shù)設(shè)置在所述的基座上的超研磨 顆粒，其特征在于，所述的方法包括 憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；
以一實質(zhì)上平行于所述的拋光墊的工作表面的方向振動選自于拋光墊、修整器、 被所述的拋光墊拋光的晶圓或任何其組合的元件，以使在拋光墊、修整器、晶圓或其組合上 的機械應(yīng)力最小化；以及 改變所述的拋光墊和修整器之間的壓力和機體轉(zhuǎn)速(RPM)，包括當(dāng)修整器在使用 時隨著時間以非線性的方式逐漸增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和RPM，以延長修 整器壽命，其中當(dāng)化學(xué)機械拋光墊表面出現(xiàn)磨損，所述的壓力和RPM是增加的。
其中還包括測定超研磨顆粒的磨損(wear)。 其中測定超研磨顆粒的磨損(wear)包括測量所述的拋光墊、修整器或其組合的 機械性質(zhì)。 其中測量機械性質(zhì)是選自于由以下所組成的群組摩擦力、聲波放射性 (acoustic emission)、溫度、拋光墊反射性、拋光墊撓曲性(flexibility)、拋光墊彈性 (elasticity)及其組合。
其中測定超研磨顆粒尚包括檢測一經(jīng)修整的化學(xué)機械拋光墊表面。
其中當(dāng)所述的化學(xué)機械拋光墊的表面呈現(xiàn)降低的平均表面粗糙度密度、平均表
面粗糙度深度、平均表面粗糙度寬度、平均表面粗糙度長度或其組合時，所述的壓力和RPM增加。
其中測定超研磨顆粒尚包括基于修整器的使用而估計超研磨顆粒磨的磨損。
其中所述的振動是在大于15千赫(KHz)的超音波頻率下僅以平行所述的拋光墊 的工作表面的方向進行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是能夠延長修整器壽命。


圖1是超研磨顆粒顯示幾乎無磨損的照片；
圖2是超研磨顆粒顯示些微磨損的照片； 圖3是描述本發(fā)明一實施例的超研磨顆粒，并描述所述的超研磨顆粒產(chǎn)生的可能 的(potential)切割圖案; 圖4是描述本發(fā)明一實施例隨時間的研磨速率和缺陷計數(shù)的范例。
附圖標(biāo)記說明10-超研磨顆粒；12-表面粗糙度；14-CMP拋光墊；6_磨損；18-表
面粗糙度；20-嚴(yán)重磨損；22-表面粗糙度；30-拋光速率；32-缺陷數(shù)量。
具體實施例方式
在本發(fā)明被揭示和敘述之前，必須了解的是以下所敘述以及揭示的發(fā)明并無意限 制本發(fā)明制作步驟和材料，而是延伸至所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所能推想到的等效制 作步驟以及材料，而以下說明中使用專有名詞的目的是在敘述特定實施例，也非對本發(fā)明 有任何的限制。 值得注意的是在本說明書及其申請專利范圍所使用的單數(shù)型態(tài)字眼如"一"、"所 述的"和"其"，都僅為先行詞，除非在上下文中清楚明白的指示為單數(shù)，不然這些單數(shù)型態(tài) 的先行詞也包括復(fù)數(shù)對象，因此，舉例來說，如一 "研磨顆粒"或一 "拋光墊"包括一或多個 這種研磨顆?；驋伖鈮|。
6
定義 以下是在本發(fā)明的說明以及專利范圍中所出現(xiàn)的專有名詞的定義。在此所述的"超研磨顆粒(superabrasive particle)"、以及"研磨顆粒
(abrasiv印article)"、"微粒(grit)"或類似用語是指超硬晶體或多晶物質(zhì)或物質(zhì)的混合
物，包括但不限制于鉆石、多晶鉆石(PCD)、立方氮化硼(cBN)以及多晶立方氮化硼(PcBN)。
再者，"超石開磨顆粒(superabrasive particle)，，、"石開磨顆粒(abrasiv印article)，，、"微粒
(grit)"、"鉆石"、"多晶鉆石"、"立方氮化硼"和"多晶立方氮化硼"的用語能夠互換使用。"超硬(superhard)"與"超研磨(superabrasive)"可互換使用，且是指具有大約
4000Kg/mn^或更大的維氏硬度(Vicker's hardness)的結(jié)晶或多晶材料，或此等材料的混
合物。此等材料可包括但不限制于鉆石以及立方氮化硼(cBN)，以及在所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通
技術(shù)人員已知的其他材料。雖然超研磨材料呈現(xiàn)強烈的惰性，因此難以與其形成化學(xué)鍵，但
是已知如鉻以及鈦的特定反應(yīng)元素能夠在相當(dāng)?shù)臏囟认屡c超研磨材料起化學(xué)反應(yīng)。 在此所述的"基座(substrate)"是指具有可讓研磨顆粒結(jié)合的表面的CMP拋光墊
修整器的基本部分(base portion)，所述的基本部分可為任何形狀、厚度或材料，其包括但
不限制于金屬、合金、陶瓷及其混合物。 在此所述的"工作表面(working surface)"是指一 CMP拋光墊修整器的表面，其 是在操作時面對或接觸CMP拋光墊。 在此所述的"引導(dǎo)邊緣(leading edge)"是指CMP拋光墊修整器的邊緣，其基于 CMP拋光墊移動的方向、拋光墊移動的方向或以上二者的前側(cè)邊緣。值得注意的是在一些情 形中，所述的引導(dǎo)邊緣可考慮不僅包圍修整器邊緣的具體區(qū)域，還可包括從實際邊緣些微 向內(nèi)延伸的部分修整器。在一態(tài)樣中，所述的引導(dǎo)邊緣可能位于沿著CMP拋光墊修整器的 外側(cè)邊緣。在另一態(tài)樣中，所述的CMP拋光墊修整器可能配置以具有研磨顆粒的圖案，所述 的研磨顆粒是提供在CMP拋光墊修整器工作表面的中央或內(nèi)部的至少一有效引導(dǎo)邊緣，換 句話說，所述的修整器的中央或內(nèi)部可被配置以提供與所述的修整器外側(cè)邊緣的引導(dǎo)邊緣 一樣的功能性結(jié)果。 在此所述的"尖端部"是指任何晶體會形成的狹窄部份，其是包括但不限制于角 落、脊部、邊緣、方尖區(qū)(obelisk)以及任何凸部。 在此所述的"壓力(pressure)"是指施加于一 CMP拋光墊修整器和一 CMP拋光墊 之間的力，因此關(guān)于增加或減少壓力是指施加于修整器和拋光墊之間力的不同而導(dǎo)致壓力 的增加或減少。 在此所述的"機體轉(zhuǎn)速(RPM)"是指在修整操作中，CMP拋光墊和CMP拋光墊修整器 之間相對運動所測量的每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)。所以一或多個在運動的拋光墊以及修整器都可被 考慮在內(nèi)。因此關(guān)于增加或減少RPM是指施加于修整器和拋光墊之間力的不同而導(dǎo)致RPM 的增加或減少。 在此所述的"修整操作(dressing operation)"是指當(dāng)修整器施壓且自動修整拋 光墊的期間。 在此所述的"振動(vibrate)"是指以實質(zhì)上水平地以前后或從一側(cè)至另一側(cè)迅速 移動的方式震蕩一物體。振動可依照振動程式而為連續(xù)性、間歇式、持續(xù)性變化等。因此， 一 CMP拋光墊、一 CMP拋光墊修整器、晶圓或一具超研磨顆粒的CMP拋光墊修整器的能夠以想要的頻率振動以獲得最適化的拋光效能。 在此所述的"超音波(ultrasonic)"是指能夠以高于人耳可聽到的頻率而振動的 任何能量。例如，這種頻率是高于約15， 000赫茲(Hz)，或換句話說是高于每秒鐘約15， 000 的循環(huán)(cycle)。 在此所述的"實質(zhì)上地(substantially)"，當(dāng)使用于關(guān)于材料的量或數(shù)量或其特 定的特性時是指足以提供意欲提供的材料或特性的效果的數(shù)量?？稍试S的誤差的實際程度 在一些情形中必須依照特定內(nèi)容來判斷。 在此所述的"大約(about)"是可在邊界值"高一些"或"低一些"的數(shù)值，以用于 提供一數(shù)值范圍的邊界值的彈性。 這里所述的復(fù)數(shù)個物品、結(jié)構(gòu)元件、組成元素和/或材料，基于方便可出現(xiàn)在一般 的常見列舉中，然而這些列舉可解釋為列舉中的單一構(gòu)件單獨或個別地被定義，因此，這樣 列舉中的單一構(gòu)件不能視為任何單獨基于在一般族群中無相反表示的解釋的相同列舉中 實際上相等的其他構(gòu)件。 濃度、數(shù)量以及其他數(shù)值上的資料可是以范圍的形式來加以呈現(xiàn)或表示，而需要 了解的是這種范圍形式的使用僅基于方便性以及簡潔，因此在解釋時，應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膹椥裕?不僅包括在范圍中明確顯示出來以作為限制的數(shù)值，同時也可包含所有個別的數(shù)值以及在 數(shù)值范圍中的次范圍，如同每一個數(shù)值以及次范圍被明確地引述出來一般。例如一個數(shù)值 范圍"約1到約5"應(yīng)該解釋成不僅僅包括明確引述出來的大約1到大約5，同時還包括在 此指定范圍內(nèi)的每一個數(shù)值以及次范圍，因此，包含在此一數(shù)值范圍中的每一個數(shù)值，例如 2、3以及4，或例如l-3、2-4以及3-5等的次范圍等。 此相同原則適用于僅有引述一數(shù)值的范圍中，再者，這樣的闡明應(yīng)該能應(yīng)用于無
論是一范圍的幅度或所述的特征中。
本發(fā)明 如同先前所述，CMP拋光墊修整器是用于修整CMP拋光墊，以移除臟污或碎屑，并 且恢復(fù)拋光墊表面的粗糙度。表面粗糙度對于CMP拋光墊的功能很重要，它們能保留研磨 漿并且將其導(dǎo)向(channel)要被拋光的材料，當(dāng)CMP具有深且密的表面粗糙度以保留研磨 漿時，會達到較高的拋光速率。如圖l所示，尖銳的超研磨顆粒(如鉆石)能夠在CMP拋光 墊上切割出這種理想的表面粗糙度，其可使研磨漿的保留度最大化，且因此提供高速拋光。 當(dāng)使用修整器時，埋設(shè)的超研磨顆粒開始因時間磨損，且其尖端和邊緣如圖2所示會變鈍 且圓滑(rounded)。磨損的超研磨顆粒較不能有效率地切割所述的CMP拋光墊，使得在拋光 墊表面所產(chǎn)生的表面粗糙度變淺、更寬且稀疏。圖3為示意圖，描述超研磨顆粒的磨損和在 CMP拋光墊上的切割圖案的后續(xù)影B向，當(dāng)超研磨顆粒磨損，修整器的切割圖案會改變，尖銳 的超研磨顆粒10在所述的CMP拋光墊14表面切割深的表面粗糙度12 ;當(dāng)超研磨顆粒開始 磨損16，適當(dāng)深度的表面粗糙度18被切割至所述的CMP拋光墊表面14 ;當(dāng)超研磨顆粒開始 嚴(yán)重磨損20，會切割出非常淺的表面粗糙度22 ;所述的超研磨顆粒最后變得磨損以至于其 無法在切割和/或清里，而僅能與拋光墊表面摩擦。所述的拋光墊的表面變硬且有碎屑覆 蓋，會增加刮蝕以及晶圓或其他工作表面損耗的速率，因此，當(dāng)超研磨顆粒磨損，所述的CMP 拋光墊的拋光速率會隨時間而下降。如圖4所示，當(dāng)所述的CMP拋光墊修整器的使用時間 越長，拋光速率30會下降，而缺陷數(shù)量32則增加(圖4)。
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本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)依照修整器的超研磨顆粒磨損的程度而改變CMP拋光墊修整器施 加于所述的CMP拋光墊的力量，所述的修整器的使用壽命會延長。例如，在超研磨顆粒磨損 時增加CMP拋光墊修整器以及CMP拋光墊之間的力量會增加所述的修整器的使用壽命；憑 借增加壓力和/或RPM，超研磨顆粒會壓得更深入拋光墊中，因此增加切割效率。除此之外， 這種壓力和/或RPM的增加也能夠讓超研磨顆粒接觸拋光墊表面的部分更大，不會太突出 修整器表面的超研磨顆粒在增加壓力和/或RPM時接觸并修整所述的拋光墊，當(dāng)嚴(yán)重磨損 的超研磨顆粒將有助于損壞晶圓時，能考慮在所述的超研磨顆粒完全磨損之前增加壓力和 /或RPM。因此，在一態(tài)樣中，是提供用于修整一 CMP拋光墊，且延長一具有基座和復(fù)數(shù)設(shè)置 在所述的基座上的超研磨顆粒的CMP拋光墊修整器的使用壽命的方法，所述的方法可尚包 括憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；憑借測量所述的拋光墊、修整器或其組 合的機械性質(zhì)而測定超研磨顆粒的磨損(wear);憑借改變所述的拋光墊和修整器之間與 超研磨顆粒的磨損有關(guān)的壓力和機體轉(zhuǎn)速(RPM)而回應(yīng)該機械性質(zhì)測量值，以延長修整器 壽命。 目前的實務(wù)傾向于提供對于所述的CMP拋光墊具有固定壓力以及RPM的修整器， 通常壓力在修整器的整個使用壽命中約為101bs。同樣地，目前修整的機器只能施加固定的 壓力，且要求所述的機器必須停止運轉(zhuǎn)，以重新設(shè)定壓力。而相反的是，本發(fā)明的態(tài)樣中由 于涉及超研磨顆粒實際或預(yù)期的磨損，所以考慮增加CMP拋光墊和修整器之間的壓力和/ 或RPM，憑借增加所施加的壓力，所述的超研磨顆粒的尖端會更深入地切入所述的CMP拋光 墊表面，而仍然保持在切割的狀態(tài)。并無特定結(jié)合任何理論，相信增加與超研磨顆粒磨損有 關(guān)的壓力和/或RPM能增加工具的使用壽命，因為增加的壓力和/或RPM能夠抵消(offset) 這種磨損。值得注意的是，無論所施加的壓力的多寡，若能在超研磨顆粒變的太鈍以至于無 法穿進拋光墊之前完成施加力量的增加是最有效的。壓力和/或PRPM或應(yīng)力的增加程度 能憑借檢驗切割圖案、檢驗超研磨顆粒、估計超研磨顆粒的磨損等，輕易地由所屬技術(shù)領(lǐng)域 中普通技術(shù)人員所決定。所施應(yīng)力的量也會依照修整器的尺寸、修整器的機械特性以及所 執(zhí)行的拋光的種類而決定，雖然有了這些變數(shù)，但所述的壓力和/或RPM究竟要調(diào)整多少仍 無法得知而付諸實現(xiàn)，但是在所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員一旦得知本發(fā)明揭示的內(nèi)容后 就能為了特定的拋光制程而快速地測定壓力和/或RPM所需的變數(shù)。但是在一特定態(tài)樣 中，在CMP拋光墊和CMP拋光墊修整器之間的壓力和/或RPM會增加約1%至約100% ;在 另一特定態(tài)樣中，所述的壓力和/或RPM會增加約1%至約50% ;在又一特定態(tài)樣中，所述 的壓力和/或RPM會增加約1 %至約20% ;在再一特定態(tài)樣中，所述的壓力和/或RPM會增 加約1%至約10% ;再在另一特定態(tài)樣中，所述的壓力和/或RPM的增加會小于約5% ;又 在一特定態(tài)樣中，所述的壓力和/或RPM的增加會大于約100%。應(yīng)該了解的是，改變所述的壓力和/或RPM也包括降低所述的壓力和/或RPM，特
別是那些具有幾乎沒有或完全沒有磨損的超研磨顆粒的修整器。尖銳的超研磨顆粒常常切
進CMP拋光墊的深度比所需要保持研磨漿的深度還深，這種"過分修整(overdressing)"使
得超研磨顆粒磨損的太快。當(dāng)超研磨顆粒太尖銳時，憑借降低拋光墊和修整器之間的壓力
和/或RPM，讓所述的顆粒的整體磨損降低，以使得修整器的壽命更加延長。 CMP拋光墊修整器和CMP拋光墊之間壓力和/或RPM增加的時機和程度可幫助測
定超研磨顆粒的磨損程度。各種測定超研磨顆粒磨損程度的方法都能考慮，而其都被視為在本發(fā)明的范疇內(nèi)，這種測定可為實際的測定或是基于計算或假設(shè)磨損的圖案而估計的。 因此，當(dāng)超研磨顆粒的磨損正在發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生而被測定，則可據(jù)此改變在CMP拋光墊修 整器和CMP拋光墊之間所施的應(yīng)力或壓力和/或RPM，以在所述的CMP拋光墊表面保持更適 當(dāng)?shù)谋砻娲植诙刃蛻B(tài)(如深度、寬度、密度等)。 在本發(fā)明的一態(tài)樣中，測定超研磨顆粒磨損的范圍可包括檢驗一已修整的CMP拋 光墊表面，切入所述的CMP拋光墊表面的深度、寬度、密度等能提供所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技 術(shù)人員對于所述的超研磨顆粒磨損程度的一些指示。此檢驗方法的一個優(yōu)點就是不用將修 整器從拋光裝置移除就能估計超研磨顆粒的磨損，這種檢驗可人為地以肉眼觀察而可伴隨 著放大裝置或其他能夠清楚表現(xiàn)出所述的CMP拋光墊表面結(jié)構(gòu)的方式，也可不需要這些即 可完成；檢驗也可自動化地通過視覺影像或機械測量方法完成。 如上所述，在本發(fā)明的另一態(tài)樣中，測定超研磨顆粒的磨損能憑借測量所述的 拋光墊、修整器或其組合的機械性質(zhì)而執(zhí)行，所測量的機械性質(zhì)是選自于由以下所組成 的群組摩擦力、聲波放射性(acoustic emission)、溫度、拋光墊反射性、拋光墊撓曲性 (flexibility)、拋光墊彈性(elasticity)以及其組合。因此，在一態(tài)樣中，所測量的機械 性質(zhì)為摩擦力；在另一態(tài)樣中，所測量的機械性質(zhì)為聲波放射性。又在另一態(tài)樣中，所測量 的機械性質(zhì)為溫度；在又一態(tài)樣中，所測量的機械性質(zhì)為拋光墊反射性；尚在一態(tài)樣中，所 測量的機械性質(zhì)為拋光墊撓曲性；再在一態(tài)樣中，所測量的機械性質(zhì)為拋光墊彈性。
實際上表面粗糙度的圖案的任何態(tài)樣能用來評估所述的超研磨顆粒磨損的程度， 并促使壓力和/或RPM的改變。憑借改變切割壓力和/或RPM以改進至少一表面粗糙度 的圖案的特性，研磨漿能更有效地保持在所述的CMP拋光墊的表面，且更均勻地分布，也可 促進拋光速度，并增加修整器的使用壽命。在一態(tài)樣中，當(dāng)所述的CMP拋光墊表面的平均表 面粗糙度密度降低時，所述的壓力和/或RPM就會增加，而這種降低的密度是起因于寬度增 加、長度縮短等因素，其也可能會導(dǎo)致超研磨顆粒無法有效切割。鈍的超研磨顆粒只能間歇 式地切割所述的CMP拋光墊表面，致使其上的表面粗糙度降低。 在另一態(tài)樣中，當(dāng)所述的CMP拋光墊表面呈現(xiàn)降低的平均表面粗糙度深度時，則 所述的壓力和/或RPM會增加。當(dāng)所述的超研磨顆粒開始變鈍，其不再具有能夠切割深的 表面粗糙度的尖銳尖端以及邊緣。憑借增加切割壓力和/或RPM，所述的超研磨顆粒會更朝 所述的CMP拋光墊表面壓入，且更均勻的分布，因此能夠切割較深的表面粗糙度以保留更 多研磨槳。 在又一態(tài)樣中，當(dāng)所述的CMP拋光墊表面的平均表面粗糙度寬度減少時，所述的 壓力和/或RPM就會增加。如上所述，當(dāng)所述的超研磨顆粒磨損，其尖端和邊緣變的圓滑且 平順，而當(dāng)尖端和邊緣逐漸磨損而消失，這些顆粒開始切割較寬的表面粗糙度，而反映為目 前磨損的表面。雖然增加所述的壓力和/或RPM無法將寬度縮小至鈍化前的表面粗糙度寬 度的程度，但其能夠切割出更深的表面粗糙度，因此在拋光時可保留住更大量的研磨漿。
再在一態(tài)樣中，當(dāng)所述的CMP拋光墊表面呈現(xiàn)降低的平均表面粗糙度長度時，則 所述的壓力和/或RPM會增加。當(dāng)所述的超研磨顆粒的尖端和邊緣磨損時，其傾向于使所 述的CMP拋光墊表面局部變形，而非在其上切割出表面粗糙度，因此，磨損的超研磨顆粒傾 向于間歇性切割以及彎曲(deflect)所述的表面，而發(fā)生平均長度的表面粗糙度減少的情 況。憑借增加超研磨顆粒下壓的壓力和/或RPM，延伸其切割深度，而增加在拋光墊表面的
10表面粗糙度的平均長度。 除此之外，若所述的CMP拋光墊表面的表面粗糙度更深、更寬、更長或更密集，即所需要用來保留研磨漿的特征，降低所述的拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM可減緩超研磨顆粒的磨損程度，并因此延長所述的修整器的使用壽命。 另一測定超研磨顆粒磨損程度的方法可包括檢測至少一部分設(shè)置在修整器表面的超研磨顆粒。雖然直接檢測超研磨顆粒的情況必須將修整器從所述的CMP拋光墊表面移開，但這種檢測可提供修整器表面比只有觀察工具的切割圖案更精確的評估。在此評估之后，所述的修整器施加于所述的CMP拋光墊表面的壓力和/或RPM能夠?qū)?yīng)于所觀察的超研磨顆粒的磨損量而改變。 在測定超研磨顆粒磨損程度的另一種方法包括基于修整器的使用而估計超研磨顆粒磨的磨損。隨著時間，所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員能夠基于先前CMP拋光墊修整器的磨損圖案而估計超研磨顆粒磨損的圖案，在很多情形中，這樣的估計方法由于其具成本效益的特性所以證實是有幫助的。憑借估計超研磨顆粒磨損圖案而改變所述的CMP拋光墊修整器和所述的拋光墊表面的壓力和/或RPM，能避免適應(yīng)停止拋光程序的要求就能檢測所述的CMP拋光墊表面或在修整器中的超研磨顆粒的情形。 各種改變CMP拋光墊修整器和拋光墊表面的壓力和/或RPM的方法都能考慮，且所有方法都應(yīng)視為在本發(fā)明的范疇內(nèi)。例如，在一態(tài)樣中，改變所述的壓力和/或RPM包括手動調(diào)整。當(dāng)在修整器上的超研磨顆粒已被測定為磨損，則所述的壓力和/或RPM就能考慮以手動方式改變，因此抵銷這種磨損的情形，這種手動改變會發(fā)生在觀察所述的拋光墊表面的表面粗糙度、檢測在修整器上超研磨顆粒的狀況或根據(jù)修整器的使用而估計磨損量之后。 也能考慮自動化改變在所述的CMP拋光墊修整器和所述的拋光墊表面的壓力和/或RPM。各種自動化改變的方法都可行，包括依照超研磨顆粒磨損的觀察結(jié)果、超研磨顆粒磨損的估計、超研磨顆粒磨損的預(yù)測等而自動改變，此可包括在自動增加之后超研磨顆粒所觀測的磨損情形的通知；或者，當(dāng)所使用的修整器達到超研磨顆粒磨損的估計程度準(zhǔn)點，則可增加所述的壓力和/或RPM。在一態(tài)樣中，能利用電腦自動控制改變所述的壓力和/或RPM，此電腦控制可容許增高的壓力和/或RPM被施加于大量且須被拋光的晶圓上，因此，在一態(tài)樣中，當(dāng)所述的超研磨顆粒尖銳時，所述的壓力和/或RPM在開始時能憑借非常小的增加量而增加，并在其開始鈍化后逐漸憑借較大的量來增加。例如，所述的壓力和/或RPM在最初500片晶圓被拋光時增加約1%，再在接下來的500片晶圓被拋光時增加5%，又在接下來的500片晶圓被拋光時增加10%等。在另一態(tài)樣中，電腦控制能為各個接續(xù)的晶圓增加所述的壓力和/或RPM，以更有效地延長所述的拋光墊的使用壽命。 其他壓力和/或RPM的增加方法可包括增加所述的壓力和/或RPM而無關(guān)實際或估計磨損的情形。在一態(tài)樣中，當(dāng)修整器在使用時，在所述的拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM可依時間而逐漸增加，例如，在一態(tài)樣中，在所述的拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM是隨修整操作而增加。在一些情形中，當(dāng)所述的拋光墊正在修整晶圓時，且修整器是間歇性修整所述的拋光墊，則所述的壓力和/或RPM是在正在進行拋光的一或多個修整操作之后增加；所述的壓力和/或RPM也能在修整器的各修整操作后增加；在另一態(tài)樣中，所述的壓力和/或RPM可在修整操作時增加。如此則能致使在修整器正接觸并主動修整所述
11的拋光墊時，增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM。又在另一態(tài)樣中，在拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM會在一晶圓拋光完成后增加。所述的壓力和/或RPM可在一組數(shù)量的晶圓拋光之后增加，或可在拋光各晶圓之后增加。 逐漸增加所述的壓力和/或RPM的各種非限制性的范例包括線性增力B、非線性增加、指數(shù)或?qū)?shù)增加、階梯式增加等。所述的方法提供無需要求檢測或估計步驟以確認(rèn)超研磨顆粒的磨損的優(yōu)點，除此之外，壓力和/或RPM能夠預(yù)先在磨損情形之前增加。在此情況下，能憑借預(yù)先改變而增加一 CMP拋光墊修整器的使用壽命，而非依照超研磨顆粒磨損的結(jié)果改變壓力和/或RPM。 各種改變壓力和/或RPM的方法也可包括自動偵測現(xiàn)象，如上所述可為超研磨顆粒磨損的特定標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)在修整器上的超研磨顆粒開始變得鈍且圓滑時，在修整器與拋光墊之間的摩擦力會增加。在一態(tài)樣中，這種因為超研磨顆粒變鈍而導(dǎo)致的磨擦力增加可被偵測，且在拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM會為了補償而增加。
在另一實施例中，延長一用于修整化學(xué)機械拋光墊且具有一基座和復(fù)數(shù)設(shè)置在其上的超研磨顆粒的化學(xué)機械拋光墊修整器的壽命的方法包括憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；其中拋光墊、修整器、被所述的拋光墊拋光的晶圓或任何其組合的元件以一實質(zhì)上平行于所述的拋光墊的工作表面的方向振動，以使拋光墊、修整器、晶圓或其組合上的機械應(yīng)力最小化；以及改變在拋光墊和修整器之間的壓力和/或RPM，包括當(dāng)修整器在使用時隨著時間以非線性的方式逐漸增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和RPM，以延長修整器壽命，其中當(dāng)化學(xué)機械拋光墊表面出現(xiàn)磨損時，所述的壓力和RPM是增加的。
除了改變壓力和/或RPM之外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在規(guī)律的調(diào)整周期中給予一CMP拋光墊修整器的研磨顆粒相當(dāng)?shù)恼駝幽軠p少賦予超研磨顆粒的拖曳系數(shù)(dragcoefficient)，進而能帶給CMP拋光墊和修整器本身許多好處。例如，減少的拖曳系數(shù)可產(chǎn)生具有實質(zhì)上高度一致的CMP拋光墊表面粗糙度以及具有實質(zhì)上深度一致的CMP拋光墊的槽或溝。除此之外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)具有這種性質(zhì)的CMP拋光墊有更可預(yù)期的拋光速率，并且能促進更高品質(zhì)的被修整的晶圓。其他來自減少的拖曳系數(shù)的優(yōu)點是CMP拋光墊能具有延長的使用壽命以及減少所述的超研磨顆粒的磨損。 振動所述的CMP裝置(包括任何部分的CMP拋光墊、CMP拋光墊修整器或晶圓)也減少材料的滯滑(Stick-Slip)效應(yīng)，也就是說振動彼此相互接觸的拋光墊、修整器和/或晶圓能減少可能有害的接觸。通常材料會傾向于彼此貼附(源于磨擦力的因素)之后再松脫，在大多數(shù)移動的應(yīng)用中，此效應(yīng)并非不利、具損害性或甚至是個妨礙，然而，在處理具有這種對于厚度和表面變異性有高度耐受性的材料時，這些滯滑效應(yīng)會非常不利。包括更為有效地拋光和修整，而振動的CMP且在兩個制程中能夠因為減少的滯滑而都會有較少的撕裂和變形，更能借著振動讓研磨漿(若完全使用時)消耗減少而增加此制程的效能，所述的振動能讓研磨槳顆粒在被移除前被使用更多次，并減少滯滑效應(yīng)的結(jié)果。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述的顆粒的振動式移動能有效促進所述的顆粒的磨損，也促進一 CMP拋光墊的復(fù)原性質(zhì)，就功能上來說，振動能降低拋光墊材料的量以及與所述的超研磨顆粒接觸的頻率。當(dāng)所述的超研磨顆粒以超音速振動并切割至所述的CMP拋光墊中，材料一致的部份會在所述的超研磨顆粒的兩側(cè)被取代，因此產(chǎn)生均勻的表面粗糙度高度，以促進晶圓的均勻拋光。此外，最小化的拖曳系數(shù)能憑借于一修飾(grooming)程序中限制與所述的
12CMP拋光墊材料接觸的量而降低磨損，并延長所述的超研磨顆粒的使用壽命。
因此，降低CMP拋光墊顆粒上的拖曳系數(shù)的方法，能使CMP拋光墊表面粗糙度產(chǎn)生具有實質(zhì)上均勻高度和具有均勻深度的槽。均勻的高度和深度能憑借施加與修整器顆粒特定的振動而產(chǎn)生。特別地是，所述的顆粒能以橫向、圓形、橢圓形或其他隨機且實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊的工作表面的運行而振動。在本發(fā)明的一態(tài)樣中，所述的顆粒為橫向振動，即邊對邊(side to side)，使得拖曳情形因為與拋光墊接觸量的減少而能夠減少。已知當(dāng)顆粒實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊的工作表面振動，而非垂直地振動或垂直于所述的拋光墊的工作表面，更能使拖曳量明顯地減少，因此，能夠獲得很多CMP拋光墊以及修整器的優(yōu)點，使得表面粗糙度尺寸均勻化和最小化。 振動器或振動來源可放置在CMP裝置的各種位置，所述的振動器可接合在CMP拋光墊的任何位置，以一實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊工作表面的方向產(chǎn)生振動。例如包括結(jié)合或耦接于所述的CMP拋光墊的側(cè)邊或周圍、結(jié)合至所述的CMP拋光墊底面的任何部分(即在工作表面反向側(cè)的拋光墊基座)、結(jié)合至所述的CMP拋光墊的側(cè)邊，包括以任何型態(tài)結(jié)合至所述的CMP拋光墊(即桿體、襯里(backing))等。同樣地，結(jié)合至所述的CMP拋光墊修整器可結(jié)合至所述的基座的側(cè)邊、所述的工作表面的周圍、所述的修整器的底面、在桿體或其他包裝物等。結(jié)合至晶圓可以憑借裝置(如護環(huán))結(jié)合至晶圓，或憑借任何在所屬技術(shù)領(lǐng)域熟知的技術(shù)直接結(jié)合至晶圓。 在本發(fā)明中，所述的CMP拋光墊修整器或CMP拋光墊至少有一耦接于所述的修整器的振動器，其是設(shè)置在能夠以一實質(zhì)上平行于與所述的CMP拋光墊修整器接合的CMP拋光墊工作表面的方向振動所述的修整器。雖然需要復(fù)數(shù)振動器讓超研磨顆粒得到適當(dāng)?shù)恼駝樱部蓛H以一振動器能耦接于所述的CMP拋光墊修整器。伴隨振動器的使用，所述的振動器能在所述的CMP拋光墊修整器的超研磨顆粒上產(chǎn)生振動，而后減少拖曳系數(shù)。所述的振動器可為任何能夠產(chǎn)生在此所述有益的振動的類型?？墒褂萌魏坞娮?機械式驅(qū)動系統(tǒng)以產(chǎn)生想要的振動，根據(jù)本發(fā)明的一態(tài)樣，所述的振動器可為具有壓電材料的變送器(transducer)，或者，所述的振動器可為具有導(dǎo)電電線的線圈的螺線管(solenoid)，這些實施例并無特別的限制，其他振動器型態(tài)都能使用。在其他實施例中，復(fù)數(shù)振動器(如超音波變送器、螺線管或其組合)能耦接于所述的修整器位于以實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊工作表面的方向振動所述的修整器和顆粒的位置。所述的振動可為方向性集中或擴散。除此之外，能憑借放大器而放大振動或憑借阻尼板(如壓克力板)而減弱振動。在一些態(tài)樣中，所述的振動可被方向性地控制，包括能夠使用前后方向、圓形、正方形、八邊形、矩形、三角形或其他簡單或復(fù)雜的方向性振動運動(movement)與圖案。 可用多在一個的振動器。在一實施例中，所述的振動器可設(shè)計而產(chǎn)生對稱的振動，而達到共振。在另一實施例中，從復(fù)數(shù)振動源來的振動為非對稱的，因此產(chǎn)生的變化性可跨越所述的拋光墊和/或晶圓。 一部分的拋光墊有最小消耗量是有利的，因此所述的振動在此區(qū)域中會被加強，使得所述的拋光墊外觀有平坦的效果。這種設(shè)計能平衡拋光墊的使用，且有助于使晶圓呈現(xiàn)更均勻的厚度或更平坦的表面。 本發(fā)明所使用的頻率范圍約從lKHz至約lOOOKHz ;功率范圍可從約IW至約IOOOW。如先前所述，賦予所述的CMP拋光墊修整器的超研磨顆粒的振動來自于振動器或振動方式(如壓電變送器)，在使用時，除了先前所述的方向之外，所述的CMP拋光墊修整器或CMP拋光墊能夠以實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊的工作表面進行橫向、圓形、橢圓形或隨意動作的振動；或者，所述的振動可完全以平行所述的CMP拋光墊的工作表面的方向進行。所述的壓電變送器適合以大于約15KHz的超音波頻率振動所述的顆粒，通常高于人耳所能聽到的頻率(即高于約每秒15，000次)會被視為超音波。在一實施例中，所述的振動器能以約20KHz的頻率震蕩所述的顆粒。 在又一實施例中，所述的超音波振動可大大地促進在所述的CMP拋光墊上分散研磨漿的程序。研磨漿顆粒(那些作為部分研磨漿以在CMP制程中提供幫助或那些已將要研磨的物體移除的顆粒)傾向于反向影響所述的拋光制程。這些顆粒能建立在部分的CMP拋光墊，并且刮蝕欲被拋光的物體(如晶圓)。超音波振動能分散研磨漿顆粒，并提供機械動力以更有效地移除硬化(glazed)材料以及碎屑。 在本發(fā)明的另一實施例中，所述的振動器能被調(diào)整為控制所述的超研磨顆粒振動運動，以及各顆粒的拖曳系數(shù)，以獲得最適化的拋光過程?？刂苹蛘{(diào)整超音波波長的振動頻率、振幅或二者能改變所使用的CMP拋光墊修整器的拋光效能，特別的是，較高的頻率能產(chǎn)生具有較高突起和/或較深的槽的表面粗糙度；或者增加所述的超音波振動的振幅也會影響表面粗糙度的尺寸，而能產(chǎn)生讓更多研磨漿進入所述的拋光墊表面的表面粗糙度，因此增加系統(tǒng)整體的拋光效能。實際上，控制所述的振動頻率以及振幅會改變各修飾(grooming)的超研磨顆粒的拖曳系數(shù)，進而改變各表面粗糙度的尺寸，能實施這種實施例而使各種應(yīng)用獲得最理想的拋光效能。例如，對于易碎的晶圓表面的氧化層最理想的拋光需要增加頻率以及減少振幅；另一方面，降低振動頻率與增加振幅能更有效地拋光晶圓上的金屬層(如銅電路)。再者，當(dāng)其他聚氨酯型材料使用于形成一CMP拋光墊，且其在拋光墊修整程序中呈現(xiàn)不同反應(yīng)時，控制振動特性是必須的。 在一實施例中，所述的振動能為持續(xù)性的或間歇式的。除此之外，所述的振動能作為復(fù)數(shù)步驟中的一部分而被執(zhí)行，或者作為一個在拋光程序中的特定時間選擇不同振動參數(shù)的程序(program)，所述的振動參數(shù)包括但不限制于頻率、振幅和來源；通常大的振幅能產(chǎn)生較快的移除速度，但伴隨著較大的損壞可能性，而高頻率低振幅能夠較慢地拋光，且伴隨著較佳的研磨效果。因此，能夠合理得知一個拋光程序開始在大的振幅，而后改變?yōu)楦哳l率低振福的振動能有助于于較快的時間內(nèi)產(chǎn)生已拋光材料，且比使用一組振動參數(shù)具有較佳的研磨效果。所述的程序能夠持續(xù)性地改變，如從大的振幅隨著時間改變?yōu)樾〉恼穹?，或者能夠隨著相異以及不同的階段而改變，如從大振幅立即改變?yōu)樾≌穹?，而在此改變進行中可有或無暫停時間。 舉例來說，在移除銅的情況下，能控制所述的CMP程序在一開始銅表面還很粗糙的時候以高振幅低頻率快速地移除，而后當(dāng)端點接近則立即(ramped down)轉(zhuǎn)換至高頻率低振幅，例如當(dāng)在銅層下的氮化鉭屏障層暴露出來的時候。再者，所述的振動參數(shù)能夠依照特定條件的協(xié)調(diào)性而修飾，例如研磨漿的添加、研磨漿的粘度、新的晶圓、不同的晶圓類型、新的或不同的拋光墊調(diào)整器或修整器、以及其他能夠反應(yīng)影響拋光墊情況的變數(shù)。在另一態(tài)樣中，所述的振動可產(chǎn)生至少部分CMP拋光墊的溫度增加至少約5°C ;在另一實施例中，溫度增加至少20°C。除此之外，當(dāng)本發(fā)明使用各種壓力、RPM以及振動的方法能在延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命方面產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。 需要了解的是以上所述的組成以及方法都僅是在描述本發(fā)明的較佳實施例，許多
14改變以及不同的排列也可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下被在本領(lǐng)域具通常知 識者所設(shè)想出來，而申請范圍也涵蓋上述的修飾和排列。
權(quán)利要求
一種延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，該化學(xué)機械拋光墊修整器用于修整化學(xué)機械拋光墊，所述的修整器具有一基座以及復(fù)數(shù)設(shè)置在所述的基座上的超研磨顆粒，其特征在于，所述的方法包括憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；憑借測量所述的拋光墊、修整器或其組合的機械性質(zhì)而測定超研磨顆粒的磨損(wear)；憑借改變所述的拋光墊和修整器之間與超研磨顆粒的磨損有關(guān)的壓力和機體轉(zhuǎn)速(RPM)而適應(yīng)該機械性質(zhì)測量值，以延長修整器壽命。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的測量的機械性質(zhì)是選自于由以下所組成的群組摩擦力、聲波放射性(acoustic emission)、溫度、拋光墊反射性、拋光墊撓曲性(flexibility)、拋光墊彈性(elasticity) 及其組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于改變所述的壓力和RPM包括逐漸增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和RPM。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的壓力和/或RPM隨時間的逐漸增加為非線性指數(shù)(e鄧onential)增加。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于改變所述的壓力和RPM包括自動增加所述的壓力以適應(yīng)所增加的超研磨顆粒的磨損。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于該延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法還包括以一實質(zhì)上平行于所述的拋光 墊的工作表面的方向振動至少一元件，該元件選自于拋光墊、修整器、被所述的拋光墊拋光 的晶圓或任何其組合，以使在拋光墊、修整器、晶圓或其組合上的機械應(yīng)力最小化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的修整器是以橫向、圓形、橢圓形或隨機運行且實質(zhì)上平行于所述的CMP拋光墊的 工作表面而振動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在于所述的振動僅為平行于所述的拋光墊的工作表面的方向。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的振動頻率為大于15kHz的超音波頻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在于所述的振動為持續(xù)性的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的振動為擴散的(diffused)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在于當(dāng)所述的化學(xué)機械拋光墊的表面呈現(xiàn)減少的平均表面粗糙度密度、平均表面粗糙度深度、平均表面粗糙度寬度、平均表面粗糙度長度或其組合時，所述的壓力和RPM增加。
13. —種延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，該化學(xué)機械拋光墊修整器用于修整化學(xué)機械拋光墊，所述的修整器具有一基座以及復(fù)數(shù)設(shè)置在所述的基座上的超研磨顆粒，其特征在于，所述的方法包括憑借所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；以一實質(zhì)上平行于所述的拋光墊的工作表面的方向振動選自于拋光墊、修整器、被所 述的拋光墊拋光的晶圓或任何其組合的元件，以使在拋光墊、修整器、晶圓或其組合上的機 械應(yīng)力最小化；以及改變所述的拋光墊和修整器之間的壓力和機體轉(zhuǎn)速(RPM)，包括當(dāng)修整器在使用時隨 著時間以非線性的方式逐漸增加所述的拋光墊和修整器之間的壓力和RPM，以延長修整器 壽命，其中當(dāng)化學(xué)機械拋光墊表面出現(xiàn)磨損，所述的壓力和RPM是增加的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于還包括測定超研磨顆粒的磨損(wear)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于測定超研磨顆粒的磨損(wear)包括測量所述的拋光墊、修整器或其組合的機械性質(zhì)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特 征在于測量機械性質(zhì)是選自于由以下所組成的群組摩擦力、聲波放射性(acoustic emission)、溫度、拋光墊反射性、拋光墊撓曲性(flexibility)、拋光墊彈性(elasticity) 及其組合。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于測定超研磨顆粒尚包括檢測一經(jīng)修整的化學(xué)機械拋光墊表面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于當(dāng)所述的化學(xué)機械拋光墊的表面呈現(xiàn)降低的平均表面粗糙度密度、平均表面粗糙度深 度、平均表面粗糙度寬度、平均表面粗糙度長度或其組合時，所述的壓力和RPM增加。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于測定超研磨顆粒尚包括基于修整器的使用而估計超研磨顆粒磨的磨損。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的延長化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，其特征在 于所述的振動是在大于15千赫(KHz)的超音波頻率下僅以平行所述的拋光墊的工作表面 的方向進行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種延長一化學(xué)機械拋光墊修整器的使用壽命的方法，包括利用所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；憑借測量所述的拋光墊、修整器或其組合的機械性質(zhì)而測定超研磨顆粒的磨損；憑借改變所述的拋光墊和修整器之間與超研磨顆粒的磨損有關(guān)的壓力和機體轉(zhuǎn)速而適應(yīng)該機械性質(zhì)測量值，以延長修整器壽命。另外，一方法可包括以所述的修整器修整所述的化學(xué)機械拋光墊；以一實質(zhì)上平行于所述的拋光墊的工作表面的方向振動選自于拋光墊、修整器、晶圓或其組合的元件；以及當(dāng)修整器在使用時以非線性的方式隨著時間改變所述的拋光墊和修整器之間的壓力和/或機體轉(zhuǎn)速，以延長修整器壽命，其中當(dāng)化學(xué)機械拋光墊表面出現(xiàn)磨損，所述的壓力和RPM是增加的。
文檔編號H01L21/302GK101767315SQ200910222620
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者宋健民 申請人:宋健民