TW200919572A - Method of soft pad preparation to reduce removal rate ramp-up effect and to stabilize defect rate - Google Patents

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TW200919572A
TW200919572A TW097132993A TW97132993A TW200919572A TW 200919572 A TW200919572 A TW 200919572A TW 097132993 A TW097132993 A TW 097132993A TW 97132993 A TW97132993 A TW 97132993A TW 200919572 A TW200919572 A TW 200919572A
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soft
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conditioning
polishing pad
pad
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TW097132993A
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Stephen Jew
Jimin Zhang
Kuo-Lih Chang
Shih-Haur Shen
Wen-Chiang Tu
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Applied Materials Inc
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Description

200919572 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例一般涉及利用軟性研磨墊以 (例如I & ^ ^ ^ +導體晶圓)。 【先前技術】 在基板上製造積體電路 板之特徵結構(feature)侧 沉積有多層的導體、半導體 導體、半導體及介電材料層 接續地沉積及移除,基板之 要進行平坦化及/或研磨。平 構側上移除先前沉積之材料 的表面之步驟。該些步驟係 及其他電子元件之過程中,基 (即,沉積物承接表面)上會 及介電材料層,或者是將該些 自特徵結構側移除。當材料層 特徵結構側會變得不平垣而需 土一化及研磨為將基板之特徵結 以形成大致均勻、平坦或水平 可用於移除不期望的表面形貌 (topography )及表面缺陷,例如粗糙表面、結塊材料、 晶格破壞及到痕。該些步驟亦可用於在基板上形成特徵結
構’其係藉由將用於填充特徵結構之過多沉積材料移除, 並提供用於接續沉積及處理過程之均勻或水平之表面。 化學機械研磨為常用在高密度積體電路製造過程φ T之 一種處理’其係藉由在研磨流體存在下,移動基板的特徵 結構側與軟性研磨墊接觸而將沉積在半導體晶圓上之材料 層平坦化或研磨之。透過化學與機械作用之組合,而將與 研磨表面接觸之材料自基板特徵結構側移除。 軟性研磨塾通常用作為鋼CMP鑲嵌製程中的最終移 5 200919572 除步驟。軟性墊的使用壽命通常為低,且新軟 移除速率的初始效能低,並且需 (pre-conditioning )製程以使移除速率上升並 種預調理製程不但耗費時間且會影響製程的產 習知之預調理製程會降低研磨墊的使用壽命。 因此,該技術領域需要一種改良的墊磨合 方法,其能夠將新的軟性研磨塾之研磨表面最 時減少預調理時間。 【發明内容】 本.發明之實施例—般提供一種用 (pre-conditioning) —新的軟性研磨墊之方法 部分實施例中,係描述一種用於在軟性研磨墊 的方法及設備。 在一實施例中,係描述一種用於研磨一基 該方法包括:藉由將一軟性研磨墊朝一第一方 同時使該軟性研磨墊與朝一第二方向旋轉之一 調理盤接觸’而將該軟性研磨墊之一處理表面 將介於約1镑力(p0und_f0rce)〜約4碎力之 施加至該旋轉金剛石調理盤;以及移開該金剛 使其不與該軟性研磨墊之該旋轉處理表面接觸 包括·使一第一基板與該軟性研磨塾之該旋轉 觸’藉以在該第—基板上執行一研磨處理;移 板而使其離開該-軟性研磨墊之該旋轉處理表面 性墊之薄膜 要預調理 穩定之。此 量。再者, (break-in) 佳化,並同 於預調理 及設備。在 上處理基板 板的方法。 向旋轉,並 旋轉金剛石 進行調理; 間的一壓力 石調理盤而 。該方法亦 處理表面接 動該第一基 ;以朝該第 6 200919572 二方向旋轉之一刷型調理元件而調理該軟 轉處理表面;以及使一第二基板與該軟性 處理表面接觸,藉以在該第二基板上執行 在另一實施例中,係描述一種在研磨 一軟性研磨墊的方法。該方法包括:將一 至一平台,該軟性研磨墊之接觸角度為小 平台以一第一速度而朝一第一方向旋轉; 理盤而朝向該軟性研磨墊之一壓力,並同 一第二速度而朝一第二方向旋轉;以及將 軟性研磨塾。 在另一.實施例中,係描.述一種以一軟 基板的方法。該方法包括:將一新的且未 墊耦接至一平台;提供該平台旋轉運動; 〜約4磅力之向下力之下,將一旋轉調理 接觸;移開該旋轉調理盤而使其不與該軟 以及接著將一基板與該軟性研磨墊接觸, 執行一研磨處理。 【實施方式】 「第1圖」為具有適用於電化學機械 研磨之處理模組1 0 5的處理系統1 0 0之平 組105包括設置在一環境受控室188之第 第二處理站103及第三處理站106。處理i 之任一者可執行平坦化或研磨處理,以將 性研磨墊之該旋 研磨墊之該旋轉 一研磨處理。 一基板之前調理 軟性研磨墊耦接 於約 8 0 ° ;使該 提供施加至一調 時使該調理盤以 一流體施加至該 性研磨墊處理一 使用的軟性研磨 在介於約1碎力 盤與一研磨材料 性研磨墊接觸; 精以在該基板上 研磨及化學機械 面視圖。處理模 一處理站1 0 2、 b 1 02 ' 1 03 ' 1 06 材料自基板的特 7 200919572 徵結構側移除,而在特徵結構側上形成平坦表面。處理模 組1 0 5可以為處理系統的一部分,該處理系統例如購自加 州聖克拉拉之應用材料公司(Applied Materials, Inc.)的 REFLEXION®、REFLEXION® LK、REFLEXION® LK ECMPtm、MIRRA MESA®研磨系統,但亦可使用其他研磨 系統。亦可適用而受益於本發明所述之實施例的其他研磨 模組包括:使用其他類型之研磨墊、研磨帶、平坦化網狀 物(web )或其組合之研磨模組,或是將基板以旋轉、線 性或其他平面運動而相對於研磨表面移動之研磨模組。 舉例來說,第一處理站1 02可配置以執行電化學機械 平坦化(ECMP )處理,第二處理站103可執行第二ECMP 處理,以及第三處理站106可執行習知之化學機械研磨 (CMP)處理。應了解本發明並不受限於此配置型態,而 且所有的處理站102、103、106可適於使用CMP處理而移 除沉積在基板上的各個層。可選擇地,處理模組105可包 括適以執行CMP處理之二個站以及執行ECMP處理之另一 個站。在一處理的實施例中,基板係具有形成於其中的特 徵結構限定(feature definition),而阻障層係填充在特徵 結構限定中,並接著將導體材料設置在阻障層上,此基板 係藉由處理而將導體材料移除。上述之移除處理可以包括 在第一及第二處理站102、103中藉由ECMP處理之二步 驟,以及藉由習知CMP處理而在第三處理站106中處理阻 障層,藉以在基板上形成平坦化表面。 系統1 00中所描述的實施例包括一基座1 〇8,該基座 108係支撐處理站1 〇2、1 〇3、i 06、傳輸站1 1 〇以及旋轉架 8 具有二夾持器組件,各個夾持器組件具有氣動夾持 以夾住基板114的邊緣^傳輸機械手臂132將基板 輸入緩衝站124舉起,並旋轉夾持器及基板ιΐ4.
200919572 (carousel) 112。圖中所 + m ㈢r所不之調理裝置182係耦接 108’並可以在箭頭109所示之方向移動,藉以選擇 調理裝置182放置在各個處理站1〇2、ι〇3、上 輸站uo通常可協助藉由裝載機械手臂ιΐ6而將基 傳輸進出系統1〇〇。裝載機械手臂116 一般係將基 傳輸於傳輸站uo及界面12〇之間,其中界面12〇 潔模組122、計量裝置1G4及-或多個基板儲存架 傳輸站110包括一輸入緩衝站124、輸出緩衝 傳輸機械手臂132以及裝載杯組件128。裝載機械 將基板H4放置在輸入緩衝站124上。傳輸機械」 板U4 位在裝載杯組彳128上方,並接著將基板 降置於裝載杯組件128上。 旋轉架112支撐複數個承載頭19〇,各個承載 在處理過程中係保持住一基板i丨4。旋轉架i〗2將 190移動於傳輸站11〇及處理站1〇2、i〇31〇6之 轉架112係置中設置在基座1〇8上,並且包括複 138。各個臂138支擇—承載頭19〇β「第i圖」中 138係以虛線顯示,藉此可見傳輸站11〇及處理站 處理表面125。旋轉架m為可轉位的(indexable) 载頭190可以根據使用者所界定的順序而移動於 1 02、1 〇3、1 06及傳輪站}! 〇之間。 當基板114設置在處理站1〇2、ι〇3、ι〇6中時 至基座 性地將 方。傳 .板 11 4 板114 包括清 [18° ^ 126 ' 臂116 臂132 指狀物 114由 以將基 114下 頭 190 承載頭 間。旋 數個臂 的二臂 106的 ,則承 處理站 ,承載 9 200919572 頭190係保持住基板114’此係允許基板114在移動於站 之間並保持在相同的承載頭190上而接續地被處理。 為了協助對於處理系統1〇〇及在處理系統100上執行 的處理之控制,係將包括有中央處理單元(CPU ) 142、言己 憶體144及支援電路146之控制器140連接至研磨系統 1 00。CPU 1 42可以為用於控制壓力及設置在系統1 00上的 驅動裝置之工業設定的任何一種電腦處理器。記憶體144 係連接至CPU 142。記憶體144或電腦可讀取媒體可以為 容易獲得之記憶體的一或多種,例如隨機存取記憶體 (RAM )、唯讀記憶體(R0M )、軟碟、硬碟或其他任何形 式之數位存儲器(本地或遠端)。支援電路146係.連.接至 CPU 142’並採用習知方式支援處理器。該些電路包括高 速緩衝記憶體(cache )、電源供應器、時鐘電路、輸入/ 輸出電路、子系統及其他。 用以操作處理系統! 〇 〇及/或控制器1 4 〇之電源係由電 源供應器1 5 0所供應。如圖所示,電源供應器丨5 〇係連接 至研磨系統1 00的多個組件,該研磨系統丨〇〇包括傳輸站 110、界面120、裝載機械手臂116及控制器14〇。 第2圖」為處理站1 〇 6之一實施例的部分剖面視圖, 該處理站1 06係配置以執行習知之CMp處理。圖中所示之 調理裝置182及喷灑棒25 5係設置在軟性研磨墊226之處 理表面125上方。噴灑棒255包括複數個噴嘴258,該些 喷嘴258係配置以提供流體至軟性研磨墊226之半徑範圍 的至少一部分。關於噴灑棒2 5 5之描述可參照2 〇 〇 3年2 10 200919572 月6日公開之美國專利公開第2003/0027505號、2005年9 月6日公告之美國專利第6,939,2 1 0號以及2006年8月8 曰公告之美國專利第7,08 6,933號,在此將上述各案併入 以做為參考。 在一實施例中,軟性研磨墊2 2 6為新的或未使用’也 就是說,軟性研磨墊226之處理表面125並未研磨或接觸 任何基板。軟性研磨墊226包括至少一上表面,其由研磨 材料228構成,該研磨材料228具有複數個微觀孔 (microscopic p〇re )結構,軟性研磨墊226係耦接至平台 230’該平台230係旋轉安裝至基座108上。軟性研磨墊 2 26可以由其他層構成,例如子墊(sub paci )、應力緩衝層 (compliant layer )、加強層及黏著劑,該些其他層係位於 研磨材料228及平台230之間。軟性研磨墊226係藉由接 合物(binder)而可移除地設置在平台 230的上表面上, 該接合物例如壓感(pressure sensitive)黏著劑或緊固件, 其係配置以協助軟性研磨墊2 2 6之固定設置及替換。 喷灑棒2 5 5係圍繞著中線A而旋轉安裝至基座1 〇 8, 並提供導向處理表面125之流體260。流體260可以為化 學溶液、清潔溶液或其組合。舉例來說,流體260可以為 含磨料或不含磨料的研磨化合物,該化合物係適以幫助將 基板之特徵結構侧上的材料移除。還原劑和例如為過氧化 氫之氧化劑可加入流體260中。可選擇地,流體260可以 為清洗劑,例如去離子水(DIW ),其可用作為清洗或沖洗 以移除研磨材料228之副產物。在一選擇性實施例中,流 11 200919572 體260可用 面125之微 調理農 載件2 1 2, 2〇4。支撐才 108與支撐 圍繞中線B 可耦接於基 204圍繞中 站1 0 6而橫 選.擇性地使 旋轉。支撐 件212或頭 調理元 面。調理器 性地壓抵平 料2 2 8。同 230係圍繞 可以為研磨 磨蚀並增進 為刷型調理 適以被簡易 的盤。 在一實 於協助研磨表面125的調理,藉以開啟處理表 觀孔結構。 置182 —般包括耦接至頭组件202之調理器承 該頭組件202係藉由臂206而耦接至支撐構件 誇件204係穿設於處理站1〇6的基座108。基座 構件204之間設置有軸承,以利於支樓構件204 而相對於基座108旋轉。致動器(圖中未示) 座1 08與支撐構件204之間,以控制支撐構件 線B之旋轉定向,並使頭組件202相對於處理 向定位。支撐構件204可容設有驅動部件,以 調理元件208圍繞中線C而相對於處理墊226 構件204亦可提供流體導管以控制調理器承載 組件202之一者的垂直位置。 件208係耦接至調理器承載件212的底部表 承載件2 1 2係耦接至頭組件2 0 2,並可以選擇 台230,且同時圍繞中線c旋轉而調理研磨材 樣的’具有軟性研磨墊226設置在其上的平台 中線D而相對於基座108旋轉。調理元件208 盤’例如金剛石或陶瓷材料,此二者皆配置以 研磨材料228。可選擇地,調理元件208可以 盤’例如具有尼龍刷毛之盤。調理元件208係 的替換’以如使用者之期望而提供新的或不同 施例中,軟性研磨墊226為軟的應力缓衝墊材 12 200919572 料’例如常用於CMP中的以聚合物為基礎之墊材料。聚合 物材料可以為聚胺子酸g旨、聚碳酸醋、氟聚合物、PTFE、 PTFA、聚苯硫(pps )或其組合。墊材料可更包括開孔或 閉孔泡沫塑料聚合物、彈性體、氈、浸潰氈(impregnated felt)、塑膠或與製程化學物質相容的相似材料。在另—實 施例中,墊材料為浸潰於多孔塗層之氈材料。 在一實施例中,軟性研磨墊226為新的或未使用,其 厚度為約〇 · 3 8 m m〜約1 · 1 5 m m,例如為約〇 · 7 7 m m,且密 度為約0.25 g/cm3〜約0.8 g/cm3’例如為約ο」〗 g/cm3。 處於新的或未使用狀態之軟性研磨墊2 2 6亦包括介於約7 %-〜約21%之間的壓縮性(c〇mpressibility),例如為約 14%,以及介於約75%〜約1〇〇%之間的彈性,例如為約 92%。處於新的或未使用狀態之軟性研磨墊226亦包括介 於約4 MPa (兆帕)〜約12 MPa的拉伸模數(tensile modulus)(在1〇〇%伸長下;即100%模數),例如為約8 3 MPa’並存在有介於約4〇 shore A(蕭氏硬度)〜約8〇 Sh〇re A之間的硬度。在一實例中’硬度係介於約68 Shore A〜 74 Shore A之間,例如約7〇 Shore A。在另一實例中,軟 性研磨墊226之硬度為約63 ShoreA。 軟性研磨墊226之上表面包括複數個微觀孔結構,而 該些微觀孔結構在新的或未使用的狀態下並未完全開啟或 並未均勻開啟。在—實施例中,處於新的或未使用狀態下 之軟性研磨墊226包括介於約20μιη (微米)〜約6〇μιη之 間的平均孔尺寸,例如約40μιη,以及介於約丨0%〜約4〇 13 200919572 %之間的孔隙率或孔度(pore rate or por〇sity),例如 20%。處於新的或未使用狀態下之軟性研磨墊的 面亦包括介於約0.2 mm〜約i mm之間的毛厚度 thickness),例如約〇58mm。另外’軟性研磨墊 增進的親水性。在-實施例中,處於新的或未使用狀 之軟性研磨塾226的上表面勺杯秘 ^ 的上录面包括增進的可 (Wetabmty)’其接觸角度小於約80。,例如介於約 〜約4 6 ,例如為約3 8.2。。 —奴术詋,軟性研磨墊226包括處理表面125 理表面1 25包括如上述之微觀孔結構。該些孔結構 材料自基的特徵結構側移㊉。例如研磨化合物保 磨或移除力以及材料和流體的運輪之特性都會影響 率。為了促進材料自基板上之最佳移除,這些微觀 完全且均勻開啟,以提供相對高且穩定的移除速率 些孔結構為開啟時係有利於移除,其係藉由增進墊 濕性、維持墊表面粗糙度及分佈研磨化合物(例如由 化合物供應之磨料微粒)而達成。 當將新的軟性研磨墊裝設在平台上時,處理表面 淨的,但孔並未完全開啟。舉例來說,處理表面可以 起狀(embossed)及/或包括部分或完全地覆蓋孔之薄 薄膜。凸起或薄膜會導致部分的處理表面位於孔上方 蓋之’並且在移除之則仍會阻擔住至少部分的孔而造 均一的表面粗糖度及/或低墊表面可濕性《雖然軟性研 之處理表面係微不足道的,但預調理處理及/或研磨處 為約 上表 (nap 包括 態下 濕性 35 ° 該處 導致 、研 除速 必須 當這 面可 研磨 是乾 為凸 層或 並覆 成非 磨墊 理可 14 200919572 開始著手使用新的墊。在一方法中,新的軟性研磨墊可以 利用刷型調理裝置而預先進行調理,而其可能無法提供足 以實質開啟孔並最佳化處理表面的粗糙度。在另一方法 藉由在真實基板或測試基板(dummy substrate)上 執行研磨處理而不進行預調理,以使用新的軟性研磨墊, 而塾可以與研磨處理同時進行調理。在這些方法之任一者 中置在塾的處理表面令的孔會均勻地開啟,且在經過 丰又時間及數個基板之後,處理表面可最佳化,而此最佳 化可由穩定之平均移除速率來判別之。 為了促進平均移除速率能夠較快穩定,在此係描述一 種方法,其係使用粗糙(r〇ugh )調理元件而在處理基板之 月'J進仃一種墊調理方法。該方法促進平均移除速率增加, 並促使在較少數量之基板處理之後則可穩定平均移除速 率。該方法亦藉由增進的平均移除速率穩定來增加產量。 「第3圖」係繪示磨合方法300之—實施例的流程圖。 在示範14操作中’步驟31Q包括將_新的或未使用的軟性 研磨墊提供至平台。在—實施例中,軟性研磨纟(例如軟 性研磨墊226 )係藉由接合物而耦接至平台23〇 (「第2 圖」)。軟性研磨墊226可以為上述之任—種聚合物墊。在 步驟320耦接至平台230的軟性研磨墊226係以第一速 度而朝第一方向旋轉。在步驟33〇,調理元件係以第二速 度並相對於平台230之旋轉而以第二方向旋轉。第二方向 可以與第一方向才目同,《是與第一方向7同而使得墊226 與調理兀件208以相反方向旋轉。第二速度可以與第一速 15 200919572 度相同,或是兩者為不同。在步驟340,調理元件208係 可控地朝旋轉平台230及墊226推動。 在一實施例中,調理元件2 0 8包括粗糙接觸表面,例 如包括金剛石材料之接觸表面。調理元件2 0 8 —般為用於 . 調理硬的聚胺甲酸酯研磨墊之盤或元件。基於考量到粗糙 調理元件對墊表面的破壞,可能不使用粗糙調理元件來進 行軟性研磨墊的調理。可以在軟性研磨墊上使用刷(例如 f 為具有軟性刷毛的尼龍刷)達一段預定時間。然而,可使 用任何之粗糙調理元件,例如具有嵌設之金剛石或陶瓷微 粒、或金剛石微粒、多晶金剛石、金剛石矩陣或其組合的 調理元件。適用之金剛石盤係描述於美國專利申請序號第 1 1/77 5,533號(2007年7月10曰申請),在此將其併入以 做為參考。 在一實施例中,平台2 3 0係以第一速度而朝第一方向 旋轉,該第一速度例如介於約4 0 rpm〜約1 3 0 rpm,又例 如為約5 0 r p m〜約7 5 r p m。調理元件係以第二速度而朝第 \ 二方向旋轉,該第二速度例如介於約 60 rpm〜約 120 rpm,又例如為約9 0 rpm〜約1 1 0 rpm。第二方向可以與平 台之第一方向為相同方向,或是第二方向之旋轉方向可以 與平台之旋轉方向相反。步驟3 4 0包括對調理元件施加壓 力或向下力。向下壓力係介於約 0.1 lbf (磅力)〜約10 Ibf,例如為約0.5 lbf〜約8 lbf,又例如為約1 ·0 lbf〜約 3 lbf,該向下壓力可施加至頭組件202 (「第2圖」),而調 理元件係耦接至頭組件202。 16 200919572 選擇性步驟3 5 0係將來自喷灑棒2 5 5之清洗劑(rinse ) 施加至軟性研磨墊,而清洗劑可以為清潔流體’例如去離 子水及/或含有錯合劑之稀釋化學溶液,該錯合劑係配置以 避免在墊上產生金屬累積及污染。施加清洗劑之壓力係介 於約25 psi〜約90 psi,例如約40 pSi〜約60 psi。在一段 時間且執行步驟310〜340 (及選擇性步驟350)之後’孔 結構可以被最佳化,而研磨處理在步驟3 6 0開始’其係提 供基板並將基板與研磨表面接觸。可以在步驟310〜340 (及選擇性步驟3 5 0 )中使用調理元件 2 0 8 (例如金剛石 盤)。另一選擇是,在步驟3 60中’調理元件208可以用刷 型調理元件取代之。適合之刷型調理元件係描述於美國專 利申請序號第11/734,063號(2007年4月11曰申請),在 此將其併入以做為參考。 在一實施例中,如上述在步驟310〜340(及選擇性步 驟350)中執行之第一調理處理’其係執行磨合或預調理 處理,並且在軟性研磨墊的處理表面125上進行。在步驟 360之典型研磨處理中,基板係耗接至承載頭190 (「第1 圖」),而承載頭190係適以推動基板(圖中未示)的特徵 結構侧抵靠處理表面1 2 5。保持在承載頭1 9 0 (「第1圖」) 的基板一般係相對於旋轉平台2 3 〇而旋轉’且例如針對一 低向下力研磨處理而施加約0.6 psi〜約1.0 psi之向下力 至基板。 在一實施例中’於步驟360或步驟360之過程中,可 額外地且同時地(或使用者所界定之時間間隔)進行用以 17 200919572 維持或恢復(refresh)塾226之處理表面 處理。第二調理處理包括旋轉並可控制地 墊2 2 6而推動調理元件2 0 8,藉以調理並 226之處理表面1 25。第二調理處理可以巧 . 進行,其係在基板研磨處理停止時才進行 基板之前或之後。第二調理處理會清潔並 研磨副產物,例如先前移除的材.料、研磨 : 分以及處理表面1 2 5的減弱部分,其會阻j 第二調理處理係協助使孔結構最佳化 構以促進移除,第二調理處理係視需要 行,以維持最佳之處理表面1 2 5,並因此 除速率。如上方步驟350所述之高壓清洗 處理之前、過程中或之後進行。 用於執行預調理處理之金剛石調理元 性墊上,因為害怕粗糙盤表面對墊表面所 研磨墊226之處理表面125可以藉由上述 I… 而修飾至一粗糙度,且藉此所獲得之處理 藉由使用刷型調理元件及/或伴隨使用測 wafer )之廣泛調理所獲得之處理表面。(习 可在第一調理處理中伴隨使用測試晶圓以 率。然而,可減少使用測試晶圓之數量及 — 則可減少耗費之金錢、時間及其他因子。 「第4圖」為顯示二個新的軟性研磨 之比較圖4 0 0。曲線4 1 0代表在軟性研磨 1 2 5的第二調理 相對於軟性研磨 清潔軟性研磨墊 t 異位(ex-si iw) 調理,例如研磨 除去孔結構中的 化合物之消耗部 住一部分的孔。 ,且亦維持孔結 而持續或重複進 維持更穩定之移 可以在第二調理 件並不使用在軟 造成之破壞。新 之第一調理方法 表面1 25等同於 試晶圓 (dummy ί 一定為必要的) 達到目標移除速 研磨漿之消耗, 墊之預調理處理 墊上執行習知之 18 200919572 刷型 理。 450 縮減 其在 調理 之基 顯示 調理 用異 之效 程中 陷程 B之 之較 以及 之移 B代; 個晶 圓處, 似於: 調理法,曲線420代表使用金剛石調理器之預調理處 交點43 0、440代表各個墊之初始特性。以元件符號 所表不之括弧係·指達到初始特性之測試晶圓及時間的 情形。 「第5圖」顯不如上所述之金剛石盤預調理的圖5〇〇, 第一調理處理之後進行第二調理處理並伴隨異位之刷 Ox-diw brush contition)。點 510 代表大於 〇 18 μη1 板缺陷,點520代表大於〇·24 μιη之基板缺陷。圖5〇〇 利用預調理處理而在初始墊使用期的低缺陷數,該預 處理係使用金剛石調理元件以及在研磨處理過程中使 位刷調理。 「第6圖」係顯示來自喷灑棒之高壓清洗對於缺陷數 應的圖600。在基板處理之後以及在異位刷調理之過 ’增加高壓清洗以清潔墊表面係顯示出可以降低總缺 度。柱Α之缺陷數係在流速為約3.7 lpm下產生,柱 較低缺陷數則在流速約5 lpm下產生。而如柱C所示 低的缺陷數係在流速為約9 lpm下產生。 「第7圖」顯示使用已根據上述之方法而經過預調理 利用異位刷調理之補救性調理的軟性研磨墊隨著時間 除速率降低的圖700。符號A代表介電質移除,符號 良氧化物移除,以及符號C代表銅移除。在經過約300 圓之後’移除速率開始下降。移除速率在約500個晶 始降低至低於一特定層級’並需要替換,而此係近 他軟性墊之使用期。然而,根據上述之方法而使用 19 200919572 金剛石盤預調理會實現較快之初始移除速率,其不但節省 時間且會使花費最少化。 惟本發明雖以較佳實施例說明如上,然其並非用以限 定本發明,任何熟習此技術人員,在不脫離本發明的精神 和範圍内所作的更動與潤飾,仍應屬本發明的技術範疇。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述特徵更明顯易懂,可配合參考實施 例說明,其部分乃繪示如附圖式。須注意的是,雖然所附 圖式揭露本發明特定實施例,但其並非用以限定本發明之 精神與範圍,任何熟習此技藝者,當可作各種之更動與潤 飾而得等效實施例。 第1圖,繪示處理系統之一實施例的平面視圖。 第2圖,繪示處理站之一實施例的部分剖面視圖。 第3圖,繪示磨合方法之一實施例的流程圖。 第4圖,繪示二個新軟性墊之比較圖。 第5圖,繪示使用本發明之方法的缺陷程度之圖。 第6圖,繪示來自喷灑棒之高壓清洗對於缺陷程度之 效應。 第7圖,繪示在墊的使用期或接近使用期之移除速率 降低情形的圖。 為便於了解,圖式中相同的元件符號表示相同的元 件。某一實施例採用的元件當不需特別詳述而可應用到其 他實施例。 20 200919572 【主 要元 件 符 號說明】 100 系 統 102,1 03,1 06 處理站 104 計 量 裝 置 105 模 組 108 基 座 109 箭 頭 110 傳 輸 站 112 旋 轉 架 114 基 板 116 機 械 手 臂 118 儲 存 架 120 界 面 122 清 潔 模 組 124 ft 入 缓 衝站 125 處 理 表 面 126 輸 出 缓 衝站 128 組 件 132 機 械 手 臂 138 臂 140 控 制 器 142 中 央 處 理單元/CPU 144 記 憶 體 146 支 援 電 路 150 電 源 供 應器 182 調 理 裝 置 188 室 190 承 載 頭 202 頭 組 件 204 支 撐 構 件 206 臂 208 調 理 元 件 212 承 載 件 226 研 磨 墊 /處理墊 228 研 磨 材 料 230 平 台 255 噴 灑 棒 258 噴 嘴 260 流 體 A,B,C,D 中線 300 方 法 3 1 0,320,33 0,340,350,3 60 400 圖 步驟 21 200919572 410,420 曲線 430,440 交點 450 括弧 500 圖 5 1 0,520 點 700 圖 6 0 0 圖 22

Claims (1)

  1. 200919572 十、申請專利範圍: 1. 一種用於研磨一基板的方法,包括: 藉由將一軟性研磨墊朝一第一方向旋轉,並同時使該 軟性研磨墊與朝一第二方向旋轉之一旋轉金剛石調理盤接 觸,而調理(conditioning)該軟性研磨塾之一處理表面; 將介於約1碎力(pound-force)〜約4碎力之間的 一壓力施加至該旋轉金剛石調理盤; 移開該金剛石調理盤而使其不與該軟性研磨墊之該 旋轉處理表面接觸; 使一第一基板與該軟性研磨墊之該旋轉處理表面接 觸,藉以在該第一基板上執行一研磨處理; 移動該第一基板而使其離開該軟性研磨墊之該旋轉 處理表面; 以朝該第二方向旋轉之一刷型調理元件來調理該軟 性研磨墊之該旋轉處理表面;以及 使一第二基板與該軟性研磨墊之該旋轉處理表面接 觸,藉以在該第二基板上執行一研磨處理。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包括: 在使該第二基板與該軟性研磨墊接觸之步驟之前,清 洗(rinse )該軟性研磨塾。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第一方向與 23 200919572 該第二方向不同。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該軟性研磨墊 包括一親水性處理表面,該親水性處理表面之接觸角度係 小於約8 0 °。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該軟性研磨墊 係以約4 0 r p m〜約1 3 0 r p m之轉速而朝該第一方向旋轉。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該軟性研磨墊 係以約50 rpm〜約75 rpm之轉速而朝該第一方向旋轉。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該調理盤係以 約60rpm〜約120rpm之轉速而朝該第二方向旋轉。 k 8.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該使該調理盤 朝該第二方向旋轉之步驟包括在介於約 90 rpm〜約 1 1 0 rpm之間的一第二速度旋轉。 9 ·如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該清洗步驟係 在約2 5 p s i〜約9 0 p s i之間的壓力下提供。 1 0.如申請專利範圍第2項所述之方法,其中該清洗步驟係 24 200919572 在約4 0 p s i〜約6 0 p s i之間的壓力下提供。 1 1. 一種在研磨一基板之前調理一軟性研磨墊的方法,包 括: 將一軟性研磨墊耦接至一平台,該軟性研磨墊之接觸 角度為小於約8 0 ° ; 使該平台以一第一速度而朝一第一方向旋轉; 提供施加至一調理盤而朝向該軟性研磨墊之一壓 力,並同時使該調理盤以一第二速度而朝一第二方向旋 轉;以及 將一流體施加至該軟性研磨墊。 ^ 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之方法,其中該調理盤包 括一金剛石材料。 13. 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中該第一速度 為约50 rpm〜約75 rpm。 14. 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中該第二速度 為約90 rpm〜約110 rpm。 1 5.如申請專利範圍第1 1項所述之方法,其中該壓力為約 1碎力〜約4碎力。 25 200919572 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項所述之方法,其中該流體為在 壓力介於約40psi〜約60psi的去離子水。 - 17. —種以一軟性研磨墊處理一基板的方法,依序包括: 將一新的且未使用的軟性研磨墊耦接至一平台; 提供該平台旋轉運動; 在介於約1磅力〜約4磅力之向下力之下,將一旋轉 調理盤與一研磨材料接觸; 移開該旋轉調理盤而使其不與該軟性研磨墊接觸;以 及接著 將一基板與該軟性研磨墊接觸,藉以在該基板上執行 一研磨處理。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述之方法,其中該軟性研磨 ( 墊之接觸角度為小於約80°。 1 9.如申請專利範圍第1 7項所述之方法,其中該軟性研磨 墊之接觸角度為介於約3 5 °〜約4 6 °。 2 〇.如申請專利範圍第1 7項所述之方法,更包括: . 在該研磨處理之後,將該軟性研磨墊與一刷型調理器 接觸。 26
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