圆盘的区段设计的制作方法

1.本发明大体上涉及用于制造半导体的设备。更具体来说，本发明涉及一种用于化学机械平坦化(cmp)的垫修整器。


背景技术：

2.化学机械平坦化或化学机械抛光(cmp)可为用于半导体装置的制造工艺的部分。在cmp期间，经由抛光垫及抛光浆料从晶片衬底移除材料。cmp可任选地包含一或多种化学试剂。随着时间流逝，抛光垫可变得缠结且充满碎屑。垫修整器可用来重新修整抛光垫。


技术实现要素：

3.本发明大体上涉及用于制造半导体的设备。更具体来说，本发明涉及一种用于化学机械平坦化(cmp)的垫修整器。
4.揭示一种用于化学机械平坦化(cmp)组合件的垫修整器。所述垫修整器包含衬底，所述衬底具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面。多个突起在垂直于所述第一表面的方向上远离所述第一表面突出。所述多个突起经布置成多个行。所述多个行中的第一行从所述多个行中的第二行偏移。
5.还揭示一种化学机械平坦化(cmp)垫修整器组合件。所述cmp垫修整器组合件包含：背板，其具有第一背板表面；及多个垫修整器，其经固定到所述第一背板表面。所述多个垫修整器中的每一者包含衬底，所述衬底具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面。多个突起在垂直于所述第一表面的方向上远离所述第一表面突出。所述多个突起经布置成多个行。所述多个行中的第一行从所述多个行中的第二行偏移。
附图说明
6.参考附图，所述附图形成本发明的一部分，且说明其中可实践本说明书中所描述的系统及方法的实施例。
7.图1a是根据实施例的垫修整器组合件的俯视图。
8.图1b是根据实施例的沿线1b
‑
1b截取的图1a的垫修整器组合件的截面视图。
9.图2是根据实施例的图1a中的多个垫修整器中的一者的俯视图。
10.图3是根据另一实施例的图1a中的多个垫修整器中的一者的俯视图。
11.类似参考数字通篇表示类似部件。
具体实施方式
12.本发明大体上涉及用于制造半导体的设备。更具体来说，本发明涉及一种用于化学机械平坦化(cmp)的垫修整器。
13.图1a是根据实施例的垫修整器组合件10的俯视图。图1b是根据实施例的沿线1b
‑
1b截取的垫修整器组合件10的截面视图。垫修整器组合件10通常可用于重新修整cmp中使
用的抛光垫。
14.垫修整器组合件10包含具有第一背板表面20的背板15。在实施例中，背板15可具有圆盘形。在实施例中，背板15可替代地被称为圆盘形固持器15或类似物。在实施例中，第一背板表面20可替代地被称为第一背板表面20。背板15具有直径d。在实施例中，直径d可在3英寸或约3英寸到13英寸或约13英寸之间。应明白，这个范围是实例且根据本说明书中的原理，实际直径d可超出所陈述范围。背板15可由不锈钢、塑料或类似物制成。
15.背板15具有与第一背板表面20相对的第二背板表面25(图1b)。背板15的第二背板表面25可包含用于将垫修整器组合件10的背板15固定到cmp工具的一或多个安装结构(未展示)。在实施例中，第二背板表面25可替代地被称为安装表面25。一或多个安装结构可为磁性、卡扣配合、孔径(例如，用于螺钉、螺栓或类似物)或类似物。背板15可由与cmp工艺化学品及浆料化学兼容或化学钝化的材料制成。
16.多个垫修整器30经固定到第一背板表面20。下文参考图2及3更详细地展示及描述多个垫修整器30的实施例。应明白，图1a中未按比例绘制垫修整器30。
17.垫修整器组合件10包含通过粘合剂35固定到第一背板表面20的垫修整器30。在实施例中，合适粘合剂可包含但不限于环氧树脂、胶带粘合剂或类似物。
18.垫修整器30可包含芯40及一或多个额外层。在实施例中，芯40可经由粘合剂35固定到背板表面20。芯40可为例如多孔碳化硅或类似物。表面层45经安置在芯40上。在实施例中，表面层45可为经由例如化学气相沉积工艺添加到芯40的碳化硅表面层。表面层45包含硬化层55。硬化层55可为例如经由例如化学气相沉积添加到表面层45的金刚石涂层。(例如，经由激光器或类似物)蚀刻表面层45及硬化层55以产生多个表面特征50。多个表面特征50在垫修整器30上提供研磨表面。因而，当重新修整用于cmp工具的抛光垫时，表面特征50接触抛光垫。在实施例中，芯40及表面层45可被统称为衬底。
19.多个垫修整器30中的每一者通常提供研磨区。当使用垫修整器组合件10重新修整cmp中使用的抛光垫时，研磨区共同接触所述抛光垫。研磨区通常由多个接触表面界定。
20.垫修整器30的各种特征可取决于使用垫修整器组合件10重新修整的抛光垫的应用来配置。例如，垫修整器30的相对大小；垫修整器30的数目；垫修整器30上的特征密度；垫修整器30上的特征的深度；其合适组合；或类似物可基于待要重新修整的抛光垫的应用来选择。
21.垫修整器30各自具有长度l及宽度w。在实施例中，长度l与宽度w的比率可从0.2或约0.2到1或约1。长度l及宽度w可为0.1英寸或约0.1英寸到3英寸或约3英寸。应明白，这些范围是实例且根据本说明书的原理，实际长度l、宽度w及相应比率可变动超出所陈述范围。在所说明实施例中，当从俯视图观看时，垫修整器30为大体上正方形。如本说明书中所使用，“大体上正方形”意指经受制造公差或类似物的正方形。即，垫修整器30的长度l及宽度w基本上同样经受制造公差或类似物。在另一实施例中，垫修整器30的几何形状可为除正方形以外的形状。垫修整器30可包含圆角及倒角边缘以例如最小化材料的累积且例如减少起因于这个累积的刮擦。在实施例中，垫修整器30可为矩形或类似物。
22.在所说明实施例中，展示四个垫修整器30。可维持四个垫修整器30之间的间隔，使得在所有垫修整器30当中绕背板15的弧长a相等。在实施例中，可选择四个垫修整器30之间的间隔，使得在所有垫修整器30当中弧长a不相等。
23.垫修整器30的数目可变动。例如，在实施例中，可在背板15上包含四个以上垫修整器30。替代地，根据实施例，可在背板15上包含少于四个垫修整器30。在实施例中，垫修整器30的最小数目可为三个。即使当垫修整器30的数目变动超出所说明实例时，也可维持垫修整器30之间的间隔，使得在垫修整器30当中绕背板15的弧长a保持相等。替代地，绕背板15的弧长a可在垫修整器30当中变动，使得弧长a中的至少一者不等于弧长a中的另一者。
24.多个垫修整器30中的每一者包含在垂直于第一背板表面20的方向上远离第一背板表面20突出的多个突起。下文根据图2及3论述垫修整器30的更多细节。
25.表面特征50可为圆锥形、截头圆锥形、其组合或类似物。可选择表面特征50的其它几何形状。在所说明实施例中，表面特征50在垂直于第二背板表面25的方向上从背板15延伸达距第一背板表面20的距离p。另外，表面特征50中的每一者在远离第二背板表面25的方向上从蚀刻表面部分60延伸距离h。距离h及距离p可变动。可基于例如垫修整器组合件10的应用(例如，将经由垫修整器组合件10重新修整的特定抛光垫)选择距离h及p。距蚀刻表面部分60的距离h可在表面特征50当中变动。例如，表面特征50中的第一者可从蚀刻表面部分60延伸第一距离h，而表面特征50中的第二者可从蚀刻表面部分60延伸第二距离，所述第二距离与第一距离h不同。在实施例中，距离h从15μm或约15μm变动到100μm或约100μm。在实施例中，表面特征50各自延伸相同距离h，使得接触表面65是基本上平坦的。
26.在其中表面特征50是截头圆锥形的实施例中，接触表面65可基本上平行于背板15的第一背板表面20。在实施例中，接触表面65可为表面特征50的圆锥形形式的尖端。在此实施例中，跨表面特征50的圆锥形形式的尖端的平面可基本上平行于背板15的第一背板表面20。在其中在表面特征50当中距离h非均匀的实施例中，接触表面65可不平坦且可不平行于背板15的第一背板表面20。依据特征尖端直径及几何形状，接触表面65可为平坦的且平行于第一背板表面20。如果特征尖端直径相对小于50μm或约50μm，那么接触表面65的形状可为大体上圆形。当使用垫修整器组合件10来重新修整抛光垫时，接触表面65是与抛光垫的接触点。如本文中所使用，基本上平坦是经受制造公差或类似物的平坦。
27.图2是根据实施例的多个垫修整器30中的一者的示意性俯视图。为了简化本描述，多个垫修整器30中的一者将被称为垫修整器30a。
28.垫修整器30a包含多个表面特征50。在实施例中，多个表面特征50具有均匀几何形状。即，表面特征50中的每一者在几何上相同。这可能经受例如制造公差或类似物。在另一实施例中，多个表面特征50可在几何上不同(即，非均匀几何形状)。
29.多个表面特征50经提供成多个行及多个列。多个行中的两者被标记为r1、r2，且多个列中的两者被标记为c1、c2。为了简化所述图，未标记其余行及列。在所说明实施例中，存在九行的表面特征50且存在19列的表面特征50。表面特征50的行的数目及列的数目可变动。在所说明实施例中，表面特征50的列的数目大于表面特征50的行的数目。在实施例中，这可颠倒，使得表面特征50的行的数目大于表面特征50的列的数目。在实施例中，表面特征50的行的数目可与表面特征50的列的数目相同。下文参考图3展示及描述此实施例。
30.行r1中的表面特征50从行r2中的表面特征50偏移。在所说明实施例中，偏移被展示为距离o。距离o代表列之间的间隔。即，距离o等于表面特征50的列c1与列c2之间的间隔。行内的表面特征50之间的间隔被展示为距离s。在所说明实施例中，距离s代表水平间隔且距离v代表垂直间隔(相对于页面)。距离s及距离v在图2中相同。在实施例中，距离s及距离v
可变动。在实施例中，距离s及距离v可跨垫修整器30a的整个表面非均匀。
31.距离o可高达距离s的一半或约距离s的一半。在所说明实施例中，距离o可在从0.1s到0.5s的范围内。在实施例中，距离o是0.5s。
32.展示角度θ，其表示行r2与行r1中的表面特征50之间的角度。角度θ可随着行r1与r2之间的偏移变动而变动。在实施例中，θ可在从10
°
或约10
°
到60
°
或约60
°
的范围内或更特定来说，θ可在从35
°
或约35
°
到55
°
或约55
°
的范围内。在实施例中，角度θ是45
°
或约45
°
。较小角度θ代表行r1中的表面特征50与行r2中的表面特征50之间的较大偏移，而相对较大角度θ代表行r1中的表面特征50与行r2中的表面特征50之间的较小偏移。
33.表面特征50在修整器垫30a中的密度可变动。例如，如果距离s、距离v或其组合减小，那么修整器垫30a可包含额外表面特征50。相反，如果距离s、距离v或其组合增加，那么修整器垫30a可包含较少表面特征50。在实施例中，表面特征50的密度可在从0.10/mm2或约0.10/mm2到25/mm2或约25/mm2的范围内或更特定来说，表面特征50的密度可在从0.25/mm2或约0.25/mm2到15/mm2或约15/mm2的范围内。
34.单个行(例如，rl)中的表面特征50相对于页面在水平方向上对准。表面特征50的行(例如，r1及r2)基本上彼此平行。如本说明书中所使用，“基本上平行”意指经受制造公差或类似物的平行。单个行(例如，r1)中的表面特征50均匀地隔开(距离s)。
35.单个行(例如，c1)中的表面特征50相对于页面在垂直方向上对准。表面特征的列(例如，c1及c2)基本上彼此平行。在所说明实施例中，行之间的间隔(例如，距离v)及列之间的间隔(例如，距离o)跨修整器垫30a恒定。单个列(例如，c1)中的表面特征50均匀地隔开(距离v)。在实施例中，行之间的间隔(例如，距离v)及列之间的间隔(例如，距离o)可跨修整器垫30a非恒定。在实施例中，单个列(例如，c1)中的表面特征50可具有变动间隔(即，非均匀地隔开(距离v))。
36.列、行或列及行两者可具有可变间隔。在实施例中，列的数目与行的数目的比率是从0.2或约0.2到1或约1。
37.图3是根据另一实施例的多个垫修整器30中的一者的示意性俯视图。为了简化本描述，多个垫修整器30中的一者将被称为垫修整器30b。垫修整器30b具有与图2的垫修整器30a中的表面特征50的密度不同的表面特征50的密度。
38.垫修整器30b包含多个表面特征50。在实施例中，多个表面特征50具有均匀几何形状。即，表面特征50中的每一者在几何上相同。这可能经受例如制造公差或类似物。在另一实施例中，多个表面特征50可在几何上不同(即，非均匀几何形状)。
39.多个表面特征50经提供成多个行及多个列。多个行中的两者被标记为r1、r2且多个列中的两者被标记为c1、c2。为了简化所述图，未标记其余行及列。在所说明实施例中，存在九行的表面特征50。表面特征50的行的数目可变动。
40.行r1中的表面特征50从行r2中的表面特征50偏移。在所说明实施例中，偏移被展示为距离o。距离o代表列之间的间隔。即，距离o等于表面特征50的列c1与列c2之间的间隔。行内的表面特征50之间的间隔被展示为距离s。在所说明实施例中，距离s代表水平间隔且距离v代表垂直间隔(相对于页面)。距离s及距离v在图3中相同。在实施例中，距离s及距离v可变动。在实施例中，距离s及距离v可跨垫修整器30b的整个表面非均匀。
41.距离o可高达距离s的一半或约距离s的一半。
42.展示角度θ，其表示行r2与行r1中的表面特征50之间的角度。角度θ可随着行r1与r2之间的偏移变动而变动。在实施例中，θ可在从10
°
或约10
°
到60
°
或约60
°
的范围内或更特定来说，θ可在从35
°
或约35
°
到55
°
或约55
°
的范围内。在实施例中，角度θ是45
°
或约45
°
。较小角度θ代表行r1中的表面特征50与行r2中的表面特征50之间的较大偏移，而相对较大角度θ代表行r1中的表面特征50与行r2中的表面特征50之间的较小偏移。
43.表面特征50在修整器垫30b中的密度可变动。例如，如果距离s、距离v或其组合减小，那么修整器垫30b可包含额外表面特征50。相反，如果距离s、距离v或其组合增加，那么修整器垫30b可包含较少表面特征50。在实施例中，表面特征50的密度可在从0.10/mm2或约0.10/mm2到25/mm2或约25/mm2的范围内或更特定来说，在从0.25/mm2或约0.25/mm2到15/mm2或约15/mm2的范围内。
44.在所说明实施例中，距离t及距离u：从第一行中的表面特征50到第二行中的表面特征50(其从第一表面特征50偏移)量测是t，且从第三行中的表面特征50到第二行中的表面特征50量测是u。根据另一实施例，在所说明图中距离u及t相等，但可变动，使得距离不相等。
45.方面
46.应注意，方面1到13中任一方面可与方面14到22中任一方面组合。
47.方面1.一种用于化学机械平坦化(cmp)组合件的垫修整器，其包括：衬底，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；及多个突起，其在垂直于所述第一表面的方向上远离所述第一表面突出，其中所述多个突起经布置成多个行，其中所述多个行中的第一行从所述多个行中的第二行偏移。
48.方面2.根据方面1所述的垫修整器，其中所述多个突起包含均匀几何形状。
49.方面3.根据方面2所述的垫修整器，其中所述多个突起包含圆锥形及截头圆锥形中的一者。
50.方面4.根据方面1到3中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个突起均匀地隔开。
51.方面5.根据方面1到4中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个突起由具有金刚石涂覆切割表面的碳化硅形成。
52.方面6.根据方面1到5中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个突起的密度是从0.10/mm2或约0.10/mm2到25/mm2或约25/mm2，或从0.25/mm2到15/mm2或约15/mm2。
53.方面7.根据方面1到6中任一方面所述的垫修整器，其中从所述衬底的突起距离是从15μm或约15μm到100μm或约100μm。
54.方面8.根据方面1到7中任一方面所述的垫修整器，其中所述偏移是从10
°
或约10
°
到60
°
或约60
°
，或从35
°
或约35
°
到55
°
或约55
°
。
55.方面9.根据方面1到8中任一方面所述的垫修整器，其中所述偏移是45
°
或约45
°
。
56.方面10.根据方面1到9中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个突起的所述第一行中的突起的数目与所述多个突起的所述第二行中的突起的数目不同。
57.方面11.根据方面1到10中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个行中的行的数目与所述行中的突起的数目不同。
58.方面12.根据方面1到11中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个突起一体地形
成在所述衬底中。
59.方面13.根据方面1到12中任一方面所述的垫修整器，其中所述多个行中的所述第一行包含与所述多个列的数目相同的数目的突起。
60.方面14.一种化学机械平坦化(cmp)垫修整器组合件，其包括：背板，其具有第一背板表面；及多个垫修整器，其经固定到所述第一背板表面，所述多个垫修整器中的每一者包括：衬底，其具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；及多个突起，其在垂直于所述第一表面的方向上远离所述第一表面突出，其中所述多个突起经布置成多个行，其中所述多个行中的第一行从所述多个行中的第二行偏移。
61.方面15.根据方面14所述的组合件，其中所述多个垫修整器绕所述背板周向地隔开。
62.方面16.根据方面14或15所述的组合件，其中所述多个垫修整器中的每一者是相同的。
63.方面17.根据方面14到16中任一方面所述的组合件，其中所述多个突起包含均匀几何形状。
64.方面18.根据方面15所述的组合件，其中所述多个突起是圆锥形及截头圆锥形中的一者。
65.方面19.根据方面14到18中任一方面所述的组合件，其中所述多个突起均匀地隔开。
66.方面20.根据方面14到19中任一方面所述的组合件，其中所述多个突起由具有通过化学气相沉积形成的金刚石涂覆切割表面的碳化硅形成。
67.方面21.根据方面14到20中任一方面所述的组合件，其中所述多个突起的密度是从0.10/mm2或约0.10/mm2到25/mm2或约25/mm2，或从0.25/mm2或约0.25/mm2到15/mm2或约15/mm2。
68.方面22.根据方面14到21中任一方面所述的组合件，其中所述偏移是45
°
或约45
°
。
69.本说明书中所使用的术语意在描述特定实施例且并非意在进行限制。除非另有明确指示，否则术语“一”、“一个”及“所述”也包含复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises及/或comprising)”指定存在所陈述特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件，但不排除存在或添加一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件。
70.关于前文描述，应理解，可在不脱离本发明的范围的情况下，尤其是在所采用的构造材料以及部件的形状、大小及布置方面进行详细改变。本说明书及所描述实施例仅是实例性的，其中本发明的真实范围及精神由随附权利要求书指示。