專利名稱：識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體地說涉及化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝，更具體地說涉及一種識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法、以及采用了該識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的化學(xué)機(jī)械研磨方法。
背景技術(shù)：
在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，化學(xué)機(jī)械研磨細(xì)磨墊的修整工具(例如Nylon Brush)用于去除研磨墊上的雜質(zhì)材料，并保持研磨墊表面潔凈(新鮮)，從而保持硅片表面薄膜在研磨過程中的去除速度以及研磨速度的平坦度。
圖1示意性地示出了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括研磨墊1 (具體地說例如是高分子多孔材質(zhì)的軟墊)，上面刻有溝槽，便于研磨液的分布，研磨時，硅片背面加壓，正面接觸研磨墊進(jìn)行研磨；修整部件2，其主要由金剛石修整器組成，在每研磨完一片硅片后，用于對研磨墊進(jìn)行清理修整工作；以及研磨頭3，其主要用于固定硅片，并對硅片背面施壓。
在化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備對硅片進(jìn)行研磨的過程中，，研磨劑4通過管路流在研磨墊上，在研磨過程中起到潤滑作用，并且研磨劑4也可與所研磨的硅片起適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，提高研磨去除速度。
并且，研磨墊1包括主墊11，主墊11主要是用作金屬鎢(W)的研磨。除此之外，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括細(xì)磨墊(buffer pad) 12，細(xì)磨墊12是獨(dú)立于研磨墊1的一個獨(dú)立的系統(tǒng)，主要是用作鎢研磨完之后的細(xì)研磨，主要是對氧化硅進(jìn)行細(xì)磨。一般，細(xì)磨墊具有圓形和瓦形兩種形狀。
化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備一般具有其上的溝槽橫豎相交的圓形細(xì)磨墊(如圖1所示)， 但是，有一些化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備(例如m^ra工具)具有其上的溝槽橫豎相交的U型細(xì)磨墊(如圖2所示)。這種U型細(xì)磨墊從開始使用以來，偶爾會發(fā)生研磨速率平坦度偏高的問題。
因此，希望能夠盡早地及時識別出當(dāng)前化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能，從而希望能夠提供一種快速識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法、以及采用了該識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的化學(xué)機(jī)械研磨方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法， 其包括為研磨墊提供U型細(xì)磨墊；使修整部件僅僅沿固定修整方向在所述U型細(xì)磨墊上進(jìn)行修整；測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度；以及根據(jù)U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度判斷化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能。
優(yōu)選地，在上述識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法中，所述測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的步驟包括在所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分上放置測量重塊，該測量重塊W的重量已知；測量所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分在沿固所述定修整方向上的長度、 以及所述U型細(xì)磨墊由于所述測量重塊的重量而下壓的深度；以及根據(jù)所述長度以及所述深度計算U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。
優(yōu)選地，在上述識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法中，所述U型細(xì)磨墊上具有橫豎相交的溝槽。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法中，彎曲強(qiáng)度代表了修整方向上的溝槽數(shù)量，修整方向上的溝槽數(shù)量能影響的研磨的平坦度，所以細(xì)磨墊的彎曲強(qiáng)度可以用來識別或者說預(yù)測將其用于研磨時，研磨速率的平坦度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的一種化學(xué)機(jī)械研磨方法。
由于采用了根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明第二方面的化學(xué)機(jī)械研磨方法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法所能實現(xiàn)的有益技術(shù)效果。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中
圖1示意性地示出了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖2示意性地示出了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的U型細(xì)磨墊的設(shè)備結(jié)構(gòu)。
圖3和圖4示意性地示出了 U型細(xì)磨墊的具體細(xì)節(jié)。
圖5和圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的一個具體示例。
需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明可針對類似于m^ara CMP機(jī)臺之類的CMP設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明所改進(jìn)的類似m^ara CMP機(jī)臺之類的CMP設(shè)備具有主磨墊(磨W)和細(xì)磨墊(磨氧化硅)，兩個是相對獨(dú)立的部分，本發(fā)明的技術(shù)方案可針對細(xì)磨墊做改進(jìn)，其中m^ara CMP機(jī)臺的細(xì)磨墊又有兩種形狀，U形和圓形；這種U形細(xì)磨墊上有X和Y方向上的溝槽，溝槽圍成了一個一個的小方格(一般是長方形)，這些溝槽都是制造時通過滾輪在X和Y方向上碾壓出來的，由于形變的原因，導(dǎo)致上面的小方格都是長方形的。而此種細(xì)磨墊一直存在在研磨使用過程中平坦度不好的問題(即在此種細(xì)磨墊上研磨的硅片，研磨速率的均勻性不好)。
針對這種問題，本發(fā)明的發(fā)明人有利地發(fā)現(xiàn)細(xì)磨墊的彎曲強(qiáng)度與使用過程中的研磨速率均勻性有很強(qiáng)的相關(guān)性，因為這種U形細(xì)磨墊使用時修整器只對其一個方向做修整，修整方向(圖2的X方向)的彎曲強(qiáng)度大小(抗彎強(qiáng)度)意味著修整方向上的溝槽數(shù)量多少，因此設(shè)計人員可以通過測試彎曲強(qiáng)度(即抗彎強(qiáng)度)來預(yù)測它的研磨速率均勻性， 彎曲強(qiáng)度小(越易彎曲)，使用后的研磨速率均勻性越好。
更具體地說，圖2示意性地示出了化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的U型細(xì)磨墊的設(shè)備結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，細(xì)磨墊12為U型細(xì)磨墊，其上的溝槽在相互垂直的X和Y方向上橫豎相交；修整部件2沿著箭頭所示的研磨方向(具體地說為X方向)在細(xì)磨墊12上進(jìn)行修離iF. ο
圖3示出了細(xì)磨墊12的局部放大示圖，其中具體示出了細(xì)磨墊上的局部的溝槽寬窄不意。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了一種識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法。根據(jù)本發(fā)明實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法包括測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的步驟，以及根據(jù)U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度判斷化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的步驟。這是因為，上述彎曲強(qiáng)度代表了修整方向上的溝槽數(shù)量(即，修整方向的彎曲強(qiáng)度大小意味著修整方向上的溝槽數(shù)量多少)，修整方向上的溝槽數(shù)量能影響的研磨的平坦度，所以細(xì)磨墊的彎曲強(qiáng)度可以用來識別或者說預(yù)測將其用于研磨時，研磨速率的平坦度。
具體地，圖5和圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的一個具體示例，其中圖5示出了俯視圖，圖6示出了側(cè)視圖。
如圖5和圖6所示，可在細(xì)磨墊12的彎曲部分上放置測量重塊W，該測量重塊W的重量已知，隨后測量細(xì)磨墊12的彎曲部分在沿固所述定修整方向上的長度以及細(xì)磨墊12 由于測量重塊W的重量而下壓的深度；然后則可根據(jù)細(xì)磨墊12的彎曲部分的長度以及細(xì)磨墊12由于測量重塊W的重量而下壓的深度計算U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。
具體地說，例如，如圖6所示，其中示出了一個示例，在該示例中，細(xì)磨墊12的彎曲部分在沿固所述定修整方向上(示圖的橫向)的長度為13cm，細(xì)磨墊12由于測量重塊W的重量而下壓的深度為6. 5cm。由于測量重塊W的重量已知，因此根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出U 型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。由于根據(jù)上述數(shù)據(jù)來計算U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的方法是公知的，因此在此省略具體計算過程。
由此，彎曲強(qiáng)度代表了修整方向(X方向)上的溝槽數(shù)量，修整方向(X方向)上的溝槽數(shù)量能影響的研磨的平坦度，所以細(xì)磨墊的彎曲強(qiáng)度可以用來識別或者說預(yù)測將其用于研磨時，研磨速率的平坦度。
因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法包括測試U 型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的步驟。從而可根據(jù)U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度判斷化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能。
從而，根據(jù)本發(fā)明實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法可以通過測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度來識別細(xì)磨墊的平坦度性能，即在細(xì)磨墊上研磨后的芯片的均勻性。
雖然以具體示例說明了測量U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，可以采用其它合適的方法來測量U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，本發(fā)明還提供了一種采用了根據(jù)本發(fā)明上述實施例的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法的化學(xué)機(jī)械研磨方法。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法，其特征在于包括 為研磨墊提供U型細(xì)磨墊；使修整部件僅僅沿固定修整方向在所述U型細(xì)磨墊上進(jìn)行修整； 測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度；以及根據(jù)U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度判斷化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善研磨平坦度的方法，其特征在于，所述測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的步驟包括在所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分上放置測量重塊，該測量重塊W的重量已知； 測量所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分在沿所述固定修整方向上的長度、以及所述U型細(xì)磨墊由于所述測量重塊的重量而下壓的深度；以及根據(jù)所述長度以及所述深度計算U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善研磨平坦度的方法，其特征在于，所述U型細(xì)磨墊上具有橫豎相交的溝槽。
4.一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于采用了根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的識別化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能的方法包括為研磨墊提供U型細(xì)磨墊；使修整部件僅僅沿固定修整方向在所述U型細(xì)磨墊上進(jìn)行修整；測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度；以及根據(jù)U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度判斷化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨性能。所述測試U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度的步驟包括在所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分上放置測量重塊，該測量重塊W的重量已知；測量所述U型細(xì)磨墊的彎曲部分的長度、以及所述U型細(xì)磨墊由于所述測量重塊的重量而下壓的深度；以及根據(jù)所述長度以及所述深度計算U型緩沖墊的彎曲部分的抗彎強(qiáng)度。
文檔編號B24B37/04GK102554768SQ201210030428
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者張澤松, 李協(xié)吉, 李志國, 程君 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司