TW466150B - Non-abrasive conditioning for polishing pads - Google Patents

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Clinton O Fruitman
Mark Meloni
John Natalicio
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Speedfam Ipec Corp
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Description

466150 五、發明說明（l) 發明背景 1.技術領域 本發明一般關於利用化學機械式拋光技術對半導體晶 圓拋光，尤指其中所用拋光墊片表面之調理。 2.相關技藝背景 * 6 積體電路元件科技之進步’必須化學機械式拋光 (CMP)科技之進步，以提供更佳和更為一貫的表面平整方 法。在預備基材上製造此等元件（即CMOS、VLSI、ULSI、 微處理機、半導體記憶器、和相關科技），以及基材本身 之製備（原晶圓撤光）’需要高度平坦和均勻表面。為了 在基材表面達成此等商水準4平整性和均勻性，必須可靠 而一貫地進行其製法，拋光不足、拋光過度、不均勻和/ 或不平坦的表面’不能製成良品的微電子元件。 在CMP製作技術中’常連同轉動中拋光墊、直線拋光 帶、或轉動圓筒*使用游離磨劑化學漿液，與工件表面接 觸’將該表面拋光和平整r此等裝置之典型例載於 SpeedFam的美國專利第5, 329, 732號，揭示轉動拋光墊片 挺光機 ’Applied Mater i a Is 的 PCT申請案 97/20660，
揭示直線帶樾光機，以及Ebara Corporation和東芝股份 有限公司的美國專利第5, 643, 056號，揭示轉動圓筒拋光 機’前述專利之内容相關部份，於此列入參玫β 在如此已知拋光方法中’晶圓的一側附於晶圓座，而 晶圓的另一側被壓緊於拋光表面》—般而言，拋光表面包 括拋光塾片或帶，可由市售各種材料，諸如美國亞里桑納
五、發明說明（2) 州 Scottsdale 的 ，諸如氧化飾、 刺等水質膠體 择中，工件（ 威J：線移動） jgj #可繞其垂 上西擺動。在 #的磨粒和化 學揀腐钱，因 然而，此等 會#到工件表 因此，重點不 其要正確製造 ，包含使用新 _抛光方法之 #屬代替較硬 拋光表面時， 果。第^—種7G 磨 遞 動 晶 蟓 •組 都 〇 f 控 的 結 癍 6 % 揭 0 4 6 B 1' 5 Ο
Rode 1公司產銷吹氣聚胺酯形成。典型上 氧化鋁、發煙/沉澱氧化矽，或其他粒狀 磨漿’沉積在拋光表面上。在拋光或平整 例如矽晶圓）典型上是壓緊考動（例如專 中的拋光表面。此外，為改進拋光效果， 直抽線轉動和/或在抱光表面的内、外周 拋光表面和被拋光工件間施壓時，漿液内 學物’即對被拋光表面產生機械性磨光和 而從工件除去材料。 方法的嚴重缺點是，拋光表面的任何瑕蘇 面’導致工件的拋光平整性和均勻性遜色 只在此校正拋光表面因磨損引起的劣化， 使用前的表面。半導體科技的近來連績進 材料和降低尺寸幾何形，逼得需要更密切 規則性。尤其是在金屬連接件中使用鋼等 * 的鋁和鎢，當用到以目前已知方法調理過 往往產生不規則、不平坦和不均勻的拋光 件結構’即.歲潭隔離（STI )，亦有同樣難 般已知拋光的不4勻表面磨損和整塊變形，是導致 平捩和不均勻拋光結果的最重大原因。為免除此問題， 開發出多項方法，重新調理墊片的表面。此等方法主要 磨劑型’如SpeedFam的美Ρ專利第5,486，131號所載， 系攞動和轉動之塗佈磨劑的環總成。最常用的磨粒為金
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五、發明說明（3) 剛石，雖然其他許，「超磨」材料也用 ，
SuperNexus ’’ CBN -立體氮化蝴）。使用此 | 成 之強烈缺點是’使用磨粒本身〜在使用中=自調理 總成脱落》若此等磨粒埋人墊片巾，會導致到^件。由 於f粒較卫件表面層硬得多，到—次就會嚴“有效破壞 工件。此外，使用此等磨光總成來調理拋光表面，以控制 鋼、STI和其他結構的不均勻和不平坦拋 極不滿意。 通
由不均勻和不平坦拋光引起的二項最大問題是，凹陷 和侵蝕》在鋼波紋法中因習知CMP法導致的此等瑕疵，如 第1圓所示。簡言之’銅波紋法涉及氧化物層内形成的溝 和通路結構之充填過度，再將鋼材料拋光，在晶圓上形成 所需連接件和通路結構。如第1圖所示，在銅連接件特色 中得凹陷1 0，是由工件表面上接近底層氧化物特點3〇間銅 線不平坦表面（典型上為凹面）證實，若氧化物或阻止層 40不足以「阻止」CMP法過度拋光軟銅50，即會發生侵蝕 20°在拋光製程中形成的該項瑕疵，在微電子元件製作之 接績步驟’諸如照相平版印刷製程步驟中，會造成困難。 由此等瑕疵造成的其他重大問題，包含電路永久故障和完 全失效元件。銅處理中涉及的困難，以及該製程之監督方 法進一步資料，可參見IBM公司的美國專利5, 723, 874號， 其相關部份於此列入參玫。 有關凹陷和侵蝕之其他已知技術’包含模具結構/密 度變化、阻止層，以及改變遮蔽技術。然而’由於特殊設
第6頁 466150 t、發明說明（4) ~ ^規則或議題涉及成本大增，不可能調節模具結構。使用 另颛遮蔽技術亦增加製法之額外步驟’固而又增加成本和 複雜性。 目前已知技術在現有技藝狀態的軟質材料中校正凹陷 2其他不規則抛光法，不能令人滿意。除結果不能令人滿 意外’此等技術亦需使用成本奇高或複雜之方法。所以， ，需有消除此等缺陷之裝置和方法，容許在工件的全表面 摘1供更高度的平整程度和均勻性。 發明概述 · - 本發明主要目的’在於提供拋光令控制基材表面平整 性和均勻性之方法和裝置。 0 本發明另一目的，在於提供抛光墊片調理方法和裝 置。 本發明次一目的，在於提供改良控制拋光墊片表面之 微魬織和微凹凸，透過改良調理進行。 - 本發明又一目的’在於提供撤.光整片之調理，導致減 少拋光非均勻性並増加工件平整性》 ” 、 本發明再一目的’在於從調理裝置消除固定的磨粒，-通常為金剛石，在其脫落時會埋入拋光墊片内，對工件造 成刮傷或其他損害" 0 本發明又一目的’在於取消會磨損或刮傷墊片表面因 而打破和撕破拋光墊片的細胞體壁，造成工件不均勻性和 不平整性之墊片調理方法。 簡言之’本發明提供安裝在台架上的有刃切削工具，
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4 6 6 15 0 五、發明說明（5)
可供銑削、刨削或刮削拋光墊片之表面，利用規則平面方 式除去抛光塾片表面上的微組織特點，以改進拋光效能。 工具的切削刃以幾近平行方向與拋光墊片表面接觸，得以 高度控制下的「削片」，並從表面除去材料％工具安裝於 台架’運動工具進出接觸並跨越拋光表面。台架總成又具 有固定面參照，有位置上的反饋，消除脫出，並提供準確 表面輪廓》系統還可利用電腦控制，以供自動使用。 簡單銳.明 本發明特殊細_經由下述以及已知技藝和本發明之圖 ’即可更為明白。 第1囷為顯示凹陷和侵蝕的波紋結構之簡圖； 第2圖為利用習知磨光調理器所調理拋光墊片之顯微 表面組織例圖；
U 第3囷為利用習知磨光調理器所調理拋光墊片之顯微 表面組織理想圖； 第4圖為初製（新製、未用和尚未調理）拋光墊片之 顯微表面組織例圖； ^ 第5圖為利用本發明方法和裝置所調理拋光墊片之顯 微表面組織例圖；
第6圖為利用本發明方法和裝置所調理拋光墊片之顯 微表面蚯織理想圖； 第7圖為含有加設本發明的調理台架之平台總成透視 圖； 第8A圖為本發明切削工具總成之第一具體例；
466150 五、發明說明（6) 例之 第8B和8C闽分別為本發明切削工具總成第 側視囷和俯視圈。 較佳具體例之詳鈿銳.aq
本發明係關於拋光表面之改良方法和裝置，用以處理 工件表面。雖然工件可實際上包括需要控制整飾之裝置， 但本發明宜參照需控制下平坦且均勻表面整飾之半導體晶 圓加以說明。然而’精於此道之士均知本發明不限於任何 特殊工件、抛光表面（例如墊片、帶、搭接板等）或任何 特種工件表面整飾d技藝上已知此等拋光和搭接功能的操 作方法及進行裝置’故在此不予贅述。只有對使用本發明 直接相關的裝置具體例之部份加以說明。 本發明係對化學機械式拋光之際引起不規則拋光過程 的性質和肇因經科學研究的成果。各種改進拋光墊片表面 的組織和凹& ’使用顯微技術，以光束和電子射束（SEM 一 二次電子顯微術）加以探測。測定工件表面品質對改良墊 製備隨後差異相關關係和所得觀察。拋光墊片的表面變化 ’及表面瑕疵造成的困難和利用本發明校正的後續過程， 可參見第2和3圖、第4圖、及第5和6圖一系列之對比加以 說明》
參見第2和3圖，其中第2圖表示利用習用80網目磨擦 拋光環所調理搬光墊片例表面之高倍數放大圓。第3圖表 示第2圖所示表面之理想化圖。第2和3圖所示墊片胞孔， 表示磨擦調理過程於重整表面之際事實上已撕破和破壞胞 孔之晶胞壁《所得晶胞壁極粗，在微米尺寸規模。晶胞破
玉、發明說明（7) 裂以及隨後或同時撕破晶胞壁材料，於較薄位置，諸如二 相鄰晶胞間’比在有更多呈樹脂柱狀結構或粗面150的寿 晶胞（、3個或以上）匯合處，發生更為快速。此等小粗面 150在1〇毫米程度’以彈簧般的方式作用，並變形為鋼波. 紋結構’造成顯微（微米和次微米）程度的凹陷和不平坦 拋光^先前此種微組織粗糙度，未被注意或理解為與鋼拋 光中的凹陷和沖蝕問題有關。反而把凹陷和沖蝕問題歸因 於塾片整塊變形為工件的表面組織。所以，過去嘗試減少 此等不規則拋光’以致集中在調理環上使用更細網目磨劑-(400網目）之技術。雖然此等措施有些改進（凹陷14〇〇Α 對比1600A)，仍然令人报不滿意。 ¢3 第4圖表示典型的初製（未用、未經調理）墊片表面微 組織》明顯可見，雖然晶胞壁在製造中使用削片法而有塑 性扭曲’但双晶胞壁未像第2和3圖所示磨光調理墊片表面 那樣四魔或磨掉。更重要的是已發現在該初製墊片上拋光 之晶圓’顯示銅結構凹陷（12〇〇A)比用過或磨光調理過的 塾片（1600A)大減。可惜，對初製整片抛光，由於典型不 均勻削片，及墊片製程中產生表面造型或平整性不良，而 產生不良均勻.性。 第5圖表示利用本發明方法和裝置調理的拋光墊片例 表面之高倍數放大俯視圖》經如此調理的墊光墊顯微表面 組織之理想化圖，如第6圖所示。與第2和3圖所示磨光調 =表面相對的是，第5和6圖顯示高度平坦表面，有明確限 定的晶胞壁和多晶胞匯合點，而消除有碍平整性之粗面。 ^66150 五、發明說明（8) 此項有效調理從墊片微結構除去任何加載、上光或壓實之 碎屑，並以平坦方式塑造全部晶胞壁和晶胞間柱。此外， 本發明方法和裝置再切墊片類似初製表面，但以正確造漤 導致柱與晶胞壁共平面被砍或割斷。因此，塾片表面的絨 毛減少，而拋光工件的平整性獲得改進，因而得更高品質 的拋光工件。 本發明及其有刃切削工具各種形式之多項具艘例，進 行此等改進墊片調理操作，以致調理墊片產生更高品質而 較少凹陷或沖蝕的i件。墊片切削調理過程一般涉及使用 有刃工具’其中工具的切削刃以近乎平行導向與墊片接觸 ’並以對拋光墊片表面近乎平行相對運動，從墊片表面除 去薄層材料。上述削片或刮削運動，最好由刮刀繞幾乎蜜 直於拋光墊表面的軸線轉動而得β 0 第7圖表示本發明平台總成200和調理總成300之具體 例。平台總成200包含平台210，有平台表面220。平台總 成2〇〇安裝成在平台支持體260上，最好按反時鐘方向Α轉 動°具有拋光表面755的拋光墊片100，使用已知方法附設 於平台表面220。墊片100的表面755可塑造成增進拋光過 程；然而，以實質上平坦表面為佳，其特徵為表面不規則 性較少β拋光墊片1〇〇可包括各種材料，諸如聚胺酯、毛 毡、布等。 在較佳具體例中，拋光墊100直徑D1為25至40吋（以32 吁最好），厚度Τ1為〇.〇4至0.15吋（以0.050吋最好）。墊片 100亦包括多層，往往由不同材料形成（例如頂層為IC-
第11頁 4 6 615 0_____ 五、發明說明（9) 1000型材料’底層為Sub a IV型材料，二者均為美國亞里 桑納州Scottsdale的Rode 1公旬製品）〇位於平台總成200 懸空的調理台架總成300’包含Z軸作動器320，可升降徑 向擺動臂340 ’而調理工具700利用心軸740附設於臂340端 。馬達、直線作動器、球頭螺釘、液力機制，或其他類機 制’為技藝上公知者，均可用來控制調理工具700、臂340 和Z軸線（垂直於拋光表面）作動器320之運動。
在第8A所示較佳具體例中，墊片調理工具7〇〇包括複 數切刀710，有附設.於外売730之可再磨利或更換之銳刃 720。外壳含有徑孔740以供承接心轴742。心轴742最好附 設於外壳730，以提供外売730相對於心轴742繞平衡點760 作自由萬向平衡運動》切刀經由軸承750可運動自如地安 裝於總成，使切刀710可相對於外売730自由轉動。切刀 710亦可在驅動馬達作用下，配合繞其本身轴線770轉動。 為了最佳效能，切刀710各具有接近切刃之平坦面積780， 使切刀可「浮動」或自行調高。面積780的表面積，以及 從表面780至切刀710刃之偏差距離Doc (垂直於拋光墊片表 面測得），得以控制切削深度。距離Doc愈小，面積780的 表面積愈大，造成進入拋光墊表面的切削深度愈淺，條件 相反時’切削深度愈深。可為墊片調理器之最佳效能單獨 調節條件》總成的穩定性和效能，可藉降低平衡點760或 牢固安裝，進一步增進，以確保更高平整性。 在第8B和8C圖所示本發明另一較佳具趙_例中，.具有切 刃Ή6的單刃切削刀Π5安裝於聯結器745，後者不是安裝
第12頁 4 6 6 15 0 五、發明說明（10) 於心轴747，便是形成心軸747之一部份。刀71 5利用突緣 735和固定螺釘738固定於聯結器745 °刀715薄而可撓性或 剛硬性；而切刀715之刃Π6與拋光墊表面755形成小角α ，刀715以硬化、加塗、耐磨、耐蝕鋼構成為佳。然而， 1 切刀715亦可由陶瓷或諸如碳化鎢等適常材料形成。另外 ，刀715之刃716可形成扇形或鋸齒狀，以進一步控制刀 715之操作動態。刀715之扇形和/或鋸齒狀刃716可有固定 或可變間距輪廓（刃重複單位，即齒或扇之間隔），可根據 本發明操作參變數（·例如刀轉速，或施加壓力）選擇，亦可 設定鋸齒刃716之齒，以產生特殊鋸口。 另外，視特殊用途，以習知銑削或刨削型切削工具， 可得充分結果。適當類式、大小和造型的「端銑」、「面 銑」和「有孔切刀」，可從美國賓州Latrobe市的 Kennametal Inc.和伊利諾州 Rockford 市的 Ingersoll Mi 11 ing Machine Co.， Inc.購得。適當的刨削刀則日本 的JET設備工具公司、RB工業公司和Maki ta電機廠均有售 ，供應此類刀做為其設備的更換零件。 0 在上述較佳具體例操作中，作動器320縮回，降低臂 320和調理工具700，造成工具之切刃或刀，在使用者或拋 光機本身計算的控制視適當特定的力量下，與墊片表面接 觸β此項動作可在原位（在工件拋光之際）或移位（不拋光 時）時發生，並提供準確平坦或輪廓造型，以拋光墊片表 面。典型上，此力量應接近但稍微大於0，使工具可結合 墊片，無需除去過份材料。由於拋光墊的上層典型上為
第13頁 4 6 6-15 0
五、發明說明（11) ^ u ^ ^ 0. 050吋，重要的是只除去最少量材料，以延長墊片的便 用壽命6所以，切削冬較佳深度在0. 000至0· 005吋範圍’ 最好是0. 000.5至0. 〇〇02吋。由於必須準確控制，系統以反 饋和電腦，或厂程式規刻性邏輯控制器」（PL0)自動化設 計。
在調理之際，切削工具700橫越拋光墊片時’工具700 的「進料率」或相對於墊片表面755的相對速度宜在〇·〇至 1. Om/s範圍》此項運動以l-5cm/s最好。此項運動速率是 拋光表面與擺動臂“0和調理工具700的相對運動（轉動、 移動等）組合作用所提供。另外，此項運動可單獨由拋光 表面相對於固定調理工具的運動產生。 調理工具組件的切刀或刀轉動，得以進一步控制調理 功能。如上所述，刀可繞其軸線「自由飛轉」驅動。在繞 其軸線驅動時，較佳速率或轉動在〇至20, OOOrpm範圍内， 而以5, 00 0至10, 〇〇〇rpi範圍最好。最適用轉訴主要視刀的 設計（直徑、厚度、鋸口等）、銳利、進料率，及其他特點 而定。對刮削和刨削型切刀而言，速度愈快（5，〇 〇 〇至 10, 00 Or pin)和愈薄的刀愈好，然而對銑削型切刀而言，轉 速愈慢可達成愈佳結果。速度不夠會造成損壞和撕裂拋光 表面的微結構。此外，速度過大會導致拋光墊片材料溶 化。 在本發明另一具體例中，切削工具700的支持和運動 ，可由X-Y-Z直父二轴線台架（圖上未示）供應。台架控制 經由電腦或PLC系統提供’因應控制方略並加設反饋機制
^ ee i5〇 五、發明說明（12) 為之。利用適當馬達、直線作動器、球頭螺釘、液力機制 ，或技藝上已知之其他類似方法，提供與此等軸線協調之 運動。台架總成的適當組件來源，有美國伊利諾州 Schaumburg市THK美國公司’供應直線軌、球_螺釘、球. 頭角栓’以及相關零件和總成。機械組件之另一來源為紐 約州Port Washington市的Thomson工業公司，供應直線導 -件和軌道。運動控制系統、馬達、組件，可由維琴尼亞州 Radford市的Kollmorgen運動科技集團，亞里桑納州風風 城的 Rockwel 1 Automation/A1 Un-Brad ley 及西門子能量 _ 自動化公司，或伊利諾州Northbrook市的Yaskawa電機美 _ 國公司提供。 0 雖然本發明是在附圖脈絡中加以說明，但精於此道之 士均知本發明不限於圖示之特定形式，拋光裝置之設計和 配置可有各種其他改變、變化、增進，而不違所附.申請專 利範圍限定之本發明精神和範圍，例如，本發明是以半導 體晶圓抛光裝置為具體例，但須知本發明不限於任何特種 工件，諸如元件晶圓、硬碟或玻璃。此外，墊片銑削、刨 削或刮削用切削工具，以及他種台架結構，均可有其他具 體例。
D
4 6 6 1 5 0 圓式簡軍說明 第1圖為顯示凹陷和侵鈦的波紋結構之簡圖； 第2圓為利用習知磨光調理器所調理拋光墊片之顯微 表面組織例圖； 第3圖為利用習知磨光調理器所調理拋光墊片之顯微 1 表面組織理想圖； 第4圖為初製（新製、未用和尚未調理）拋光墊片之 顯微表面組織例圖； 第5圖為利用本發明方法和裝置所調理拋光墊片之顯 微表面組織例圖；· 第6圖為利用本發明方法和裝置所調理拋光墊片之顯 微表面組織理想圖； ， 第7圖為含有加設本發明的調理台架之平台總成透視 圖； 第8A圖為本發明切削工具總成之第一具體例； 第8B和8C圖分別為本發明切削工具總成第二具體例之 側視圖和俯視圖。 0
第16頁

Claims (1)

  1. 4 6 6 15 0 六、申請專利範困 1. 一種拋光表面之調理裝置，包括下列步称： 提供具有切刀之切削工具； .把該切削土具之切刃放在與該抛先表面呈實質上平· 行接觸；以及 將該切削工具和該搬光表面至少其一相對運動^使 該切刃從該拋光表面除去材料者。 2. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該切削工具和 該概光表面至少其一運動步驟，消除該拋光表面之脫出並 提供準確輪廓者。· 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該切削工具和 該拖光表面至少其一運動步称.，是以進料率在至1 m/s範圍内之相對速度進行者》 4. 如申請專利範圍第1項之方法，又包括轉動該切削 工具之步驟者。 5. —種拖光表面之調理裝置，包括： 心軸； 附設於該心轴之機架；以及 具有切刀之複數切削構件，以圓形幾何狀態安裝於 該機架’該複數切削構件各具有接近其切刃之平扫 容許該切削構件「浮動」和自行調高者。 平-面積 6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件係 可活動自如地經由軸承安裝於機架，使切削構件繞轴線轉 動者。 7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 第17·頁 466 150 六、申請專利範圍 該切刃係可、利者》 ' 87^T 利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 該切者 9,如申請專利範圍第6項之裝置，其中該t刀削構件可 利用驅動馬達相對於該機架確實轉動者。 I 0.如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 該切刃係扇形者。 11.如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 該切刃係鋸齒者。’ 1 2.如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 該切刃係鋸口者。 1 3.如申請專利範圍第5項之裝置，其中該切削構件之 該切刃至少其一具有的間距輪廓，係根據該切削構件的轉 速選擇者。 14. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該心軸係利用 平衡點附設於該機架者。 15. —種拋光表面之調理裝置，包括： 心軸；以及 安裝；該心軸之切刀，具有切刃，相對於拋光表面 形成9 0度角以下者。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之裝置，其中該刀之切刃係 . ________________ ·· . 可再磨利者。 > 17.如申請.專利範圍第15項之裝置，其中該刀係可更換 者。 第18頁 4 6 6 15 0 六、申請專利範圍 18. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該刀之切刃為 扇形者。 19. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該刀之切刃為 鋸齒者。 1 20. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該刀之切刃為 鋸口者。 21. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該刀之切刃具 有的間距輪廓係根據該刀的轉速選擇者。 2 2.如申請專利範圍第15項之裝置，其中該心轴係利用 驅動馬達繞其軸線轉動者。 ^ 23. —種拋光表面之調理裝置，包括： p 心軸； 附設於該心軸之切削工具；以及 控制工具，以控制該切削工具相對於該拋光表面之 立體位置和速度者。 24. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該切削工具立 . 體位置和速度之控制系統，包括從固定參照平面反饋位置 和速度者。 25. 如申請專利範圍第23項之裝置，其中該切削工具立 -體位置和速度之控制系統，包括擺動臂和Z軸線運動控制 一' . C 者。 2 6.如申請專利範圍第2 3項之裝置，其中該切削工具立 體位置和速度之控制系統，包括三軸線台架者。 27.如申請專利範圍第23項之裝置，其中該切削工具立
    第19頁 466150 六、申請專利範圍 體位置和速 度之控 請專利 度之控 加力接 29. —種工件平 成具有 28.如申 體位置和速 表面間所施 表面上拋光 為： 以切 質上平坦表 將工 30. 如申 括：該切削 ，結合該拋 31. 如申 括令該切削 制系統係電腦 範圍第2 3項之 制系統，包括 近零者" 整性和均勻性 晶胞結構之柔 化者。 裝置，其中該切削工具立 運動導致切削工具和拋光 改進方法，該工件在拋光 順材料，此方法包括步驟 削工具 面到顯 件拋光 請專利 工具之 光表面 請專利 工具和 調理該拋光表面，使該晶胞結構形成實 微程度；以及 者》 範圍第29項之 切刃以對該拋 者。 範圍第29項之 該拋光表面至 方法，其中該調理步驟包 光表面呈90度以下之角度 方法，其中該調理步驟包 少其一彼此相對運動者。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122428A (zh) * 2013-04-19 2015-12-02 应用材料公司 多盘化学机械抛光衬垫调节器与方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645046B1 (en) * 2000-06-30 2003-11-11 Lam Research Corporation Conditioning mechanism in a chemical mechanical polishing apparatus for semiconductor wafers
JP2002059356A (ja) * 2000-08-17 2002-02-26 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体ウェーハの研磨方法
DE112012002178T5 (de) 2011-05-20 2014-03-13 Shaw Industries Group, Inc. Musterschleifvorrichtung, System und Verfahren
US12325106B2 (en) 2018-10-31 2025-06-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Device for conditioning chemical mechanical polishing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198887A (en) * 1978-02-02 1980-04-22 Wilson Research & Development, Inc. Julienne cutter tool
US4401003A (en) * 1981-09-03 1983-08-30 Roto Form Sales Corp. Lead trimmer for printed circuit boards
JPS58184727A (ja) * 1982-04-23 1983-10-28 Disco Abrasive Sys Ltd シリコンウェ−ハの面を研削する方法
US4567802A (en) * 1984-10-22 1986-02-04 Witherspoon John K Mortise and bevel cutter
US5081051A (en) * 1990-09-12 1992-01-14 Intel Corporation Method for conditioning the surface of a polishing pad
MY114512A (en) * 1992-08-19 2002-11-30 Rodel Inc Polymeric substrate with polymeric microelements
JP3036348B2 (ja) * 1994-03-23 2000-04-24 三菱マテリアル株式会社 ウェーハ研磨パッドのツルーイング装置
US5486131A (en) * 1994-01-04 1996-01-23 Speedfam Corporation Device for conditioning polishing pads
JP2914166B2 (ja) * 1994-03-16 1999-06-28 日本電気株式会社 研磨布の表面処理方法および研磨装置
US5842912A (en) * 1996-07-15 1998-12-01 Speedfam Corporation Apparatus for conditioning polishing pads utilizing brazed diamond technology
IT1292718B1 (it) * 1997-04-24 1999-02-11 R P Srl Macchina levigatrice

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122428A (zh) * 2013-04-19 2015-12-02 应用材料公司 多盘化学机械抛光衬垫调节器与方法

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