TWI824695B - 用以提升研磨拋光性能之研磨墊修整裝置、製造修整裝置的方法、修整的方法及研磨的方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於研磨墊之修整裝置，包括：裝置本體；形成於該裝置本體上之研磨層；以及形成於該研磨層上之金屬玻璃層。本發明復提供一種製造修整裝置的方法、一種修整的方法及一種研磨的方法。據此，經具金屬玻璃層之修整裝置處理的研磨墊可有效地降低晶圓的粗糙度，並展現優異且穩定的材料移除率。
Description
本發明係關於一種修整裝置，特別係關於一種包含金屬玻璃層之修整裝置。
在半導體製程中，可使用多層化技術，來減少金屬內連導線的長度，從而降低金屬內連導線的電阻值並提高電子元件的處理速度，並使用化學機械平坦化(Chemical-Mechanical Planarization，CMP)製程，利用研磨液所提供之化學反應以及晶圓在研磨台上所承受之機械研磨，將晶圓上突起的介電層或氧化層予以去除。
然而，在化學機械平坦化製程中，還存在如何增加材料移除效率、提高晶圓研磨品質及延長研磨墊之使用壽命等問題。由於修整裝置
對研磨墊的修整行為會對於研磨墊的耗損有所影響，進而導致晶圓品質變差，例如：晶圓粗糙度增加及材料移除率不穩定等。
有鑑於此，亟需一種改良的修整裝置，以使晶圓在經由化學機械平坦化製程後，能有效地降低晶圓粗糙度，並獲得穩定的材料移除率。
本發明提供一種修整裝置，包括：裝置本體；研磨層，形成於該裝置本體上；以及金屬玻璃層，形成於該研磨層上。由於金屬玻璃具有優異的機械及化學特性，例如：高強度、高耐腐蝕性及低摩擦係數等，本發明之修整裝置的使用壽命因而獲得提升。
於本發明的一具體實施態樣中，前述修整裝置可為一種用於研磨墊之修整裝置。
於本發明的一具體實施態樣中，前述修整裝置的研磨層包括複數研磨顆粒。
於本發明的一具體實施態樣中，形成該複數研磨顆粒之材質包括選自石墨、石墨烯、類鑽石、鑽石、氧化鋁、碳化矽、碳化硼、碳化鎢、氮化鋁、氮化鎵、氮化硼所組成群組之至少一者。
於本發明的一具體實施態樣中，形成該金屬玻璃層之材質包括選自鋯基金屬玻璃合金及鉬基金屬玻璃合金所組成群組之至少一者。
於本發明的一具體實施態樣中，該鋯基金屬玻璃合金可為由式(I)表示之合金，式(I)：ZrxM1 yM2 zM3 (100-x-y-z)。
於本發明的一具體實施態樣中，上述式(I)中，M1、M2及M3之任一者可為選自Cu(銅)、Al(鋁)、Ni(鎳)、W(鎢)、Pd(鈀)、
Mo(鉬)、Si(矽)、Ta(鉈)、Co(鈷)、B(硼)或Y(釔)，M1、M2及M3為彼此不同。
於本發明的一具體實施態樣中，上述式(I)中，x可為介於50至70，例如50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70。
於本發明的一具體實施態樣中，上述式(I)中，y可為介於15至35，例如15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35。
於本發明的一具體實施態樣中，上述式(I)中，z可為介於1至20，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
於本發明的一具體實施態樣中，該鋯基金屬玻璃合金可包括由ZraCubAlcNi(100-a-b-c)表示之合金，其中，a可為介於50至70、介於52至68、介於55至65、或介於57至63，b可為介於15至35、介於17至33、介於20至30、介於22至28，c可為介於1至20、介於1至15、介於1至10或介於3至8。
於本發明的一具體實施態樣中，該鋯基金屬玻璃可包括Zr60Cu25Al10Ni5。
於本發明的一具體實施態樣中，該鉬基金屬玻璃合金可包括由式(II)表示之合金，式(II)：MomM4 nM5 pM6 qM7 (100-m-n-p-q)。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述式(II)中，M4、M5、M6及M7之任一者可為選自Zr(鋯)、Cu、Al、Ni、W、Pd、Si、Ta、Co、B或Y，M4、M5、M6及M7為彼此不同。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述式(II)中，m可為介於35至55，例如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54或55。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述式(II)中，n可為介於15至35，例如15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述式(II)中，p可為介於1至20，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述式(II)中，q可為介於1至20，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。
於本發明的一具體實施態樣中，該鉬基金屬玻璃合金可包括由ModSieTafCogY(100-d-e-f-g-h)表示之合金，其中，d可為介於35至55、介於37至53、介於40至50或介於42至48，e可為介於15至35、介於17至33、介於20至30或介於22至28，f可為介於1至20、介於3至18、介於5至15或介於7至13，g可為介於1至20、介於3至18、介於5至15或介於7至13。
於本發明的一具體實施態樣中，該鉬基金屬玻璃合金可包括Mo45Si28Ta10Co12Y5。
於本發明的一具體實施態樣中，該複數研磨顆粒具有1至100μm、5至55μm、15至45μm、16至44μm、17至43μm、18至42μm、19至41μm、20至40μm、21至39μm、22至38μm、23至37μm、24
至36μm、25至35μm、26至34μm、27至33μm、28至32μm、29至31μm或30μm的粒徑。
於本發明的一具體實施態樣中，該金屬玻璃層的厚度可為10至500nm、20至500nm、30至500nm、40至500nm、50至500nm、60至500nm、70至500nm、80至500nm、90至500nm、100至500nm、100至400nm、110至390nm、120至380nm、130至370nm、140至360nm、150至350nm、160至340nm、170至330nm、180至320nm、190至310nm或200至300nm。
本發明復提供一種製造修整裝置的方法，包括：提供具有研磨層之裝置本體，其中，該研磨層形成於該裝置本體上；以及藉由磁控濺鍍製程形成金屬玻璃層於該研磨層上。
於本發明的一具體實施態樣中，前述製造修整裝置的方法可製造用於研磨墊之修整裝置。
於本發明的一具體實施態樣中，該磁控濺鍍製程係使用高功率脈衝磁控濺鍍(HIPIMS)系統進行。
於本發明的一具體實施態樣中，在該磁控濺鍍製程進行期間，係設定該高功率脈衝磁控濺鍍系統的操作條件下包括150至240sccm的氬氣流量、3至4mTorr的工作壓力、1.5至3.5kW的濺鍍功率、500至1500V的脈衝電壓、120至180A的脈衝電流及20至40min的鍍膜時間。
本發明另提供一種修整的方法，包括：提供研磨墊；以及在該研磨墊處於旋轉的狀態下，以前述修整裝置來修整(dressing)該研磨墊，以提供經修整之研磨墊，其中，該研磨墊的轉速係30至50rpm、31至49
rpm、32至48rpm、33至47rpm、34至46rpm、35至45rpm、36至44rpm、37至43rpm、38至42rpm、39至41rpm或40rpm。
於本發明的一具體實施態樣中，以前述修整裝置來修整該研磨墊所花費的時間可為5至20分鐘，例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20分鐘。
於本發明的一具體實施態樣中，該經修整之研磨墊的表面形貌包括核心部、突出波峰部及突出波谷部，該突出波峰部係從該核心部向上突出，該突出波谷部係從該核心部向下凹陷，其中，該突出波峰部可具有10至15、10至14、10至13、10至12、11至15、11至14、11至13、12至15、13至15、10、11、12、13、14或15的Spk值，該核心部具有10至15、10至14、10至13、10至12、11至15、11至14、11至13、12至15、13至15、10、11、12、13、14或15的Sk值，該突出波谷部具有5至15、5至10、5至9、5至8、5至7、6至10、6至9、7至10、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15的Svk值。
於本發明的一具體實施態樣中，前述修整的方法復包括在修整該研磨墊之前，在該研磨墊處於旋轉的狀態下，修正(truing)該研磨墊。
於本發明的一具體實施態樣中，在修正該研磨墊期間，研磨墊的轉速可為30至100rpm、40至90rpm、50至80rpm、60至80rpm、65至75rpm、70至80rpm、72至78rpm、74至76rpm、76至78rpm、72至76rpm、70rpm、71rpm、72rpm、73rpm、74rpm、75rpm、76rpm、77rpm、78rpm、79rpm或80rpm。
於本發明的一具體實施態樣中，修正該研磨墊之步驟所花費的時間可為50至100分鐘，例如50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、
75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100分鐘。
進一步而言，經本發明的包含金屬玻璃層之修整裝置修整及修整處理的研磨墊可於後續的化學機械平坦化製程中，減少晶圓受到的衝擊，從而有效地使經研磨之氧化矽晶圓達成更高的粗糙度值下降百分比，即，晶圓品質較好。
具體而言，本發明復提供一種研磨的方法，包括：使用本發明修整之方法提供之經修整之研磨墊在該研磨墊之轉速係60至80rpm的條件下研磨晶圓。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述研磨的方法中的修整研磨墊期間，研磨墊的轉速可為30至50rpm、31至49rpm、32至48rpm、33至47rpm、34至46rpm、35至45rpm、36至44rpm、37至43rpm、38至42rpm、39至41rpm或40rpm、30rpm、31rpm、32rpm、33rpm、34rpm、35rpm、36rpm、37rpm、38rpm、39rpm、40rpm、41rpm、42rpm、43rpm、44rpm、45rpm、46rpm、47rpm、48rpm、49rpm或50rpm。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述研磨的方法中的研磨晶圓期間，研磨墊的轉速可為30至100rpm、40至90rpm、50至80rpm、60至80rpm、65至75rpm、70至80rpm、72至78rpm、74至76rpm、76至78rpm、72至76rpm、70rpm、71rpm、72rpm、73rpm、74rpm、75rpm、76rpm、77rpm、78rpm、79rpm或80rpm。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述研磨的方法中使用本發明修整之方法提供之經修整之研磨墊研磨晶圓所花費的時間可為1至10分鐘，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10分鐘。
於本發明的一具體實施態樣中，在上述研磨的方法中使用本發明修整之方法提供之經修整之研磨墊研磨晶圓的次數可為1至10次，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10次。
綜上所述，本發明之一目的在於藉由金屬玻璃鍍層的使用提升研磨拋光性能，以解決許多技術問題。詳言之，本發明之修整裝置能使氧化矽晶圓在化學機械平坦化製程中達成較一致的薄膜研磨效率，即，具有穩定的材料移除率。此外，本發明之另一目的在於藉由金屬玻璃鍍層延長修整裝置及研磨墊的壽命。有利地，藉由金屬玻璃層的鍍覆，本發明之修整裝置的耐磨耗性能獲得顯著提升。又，有利地，本發明之修整裝置不僅可避免裝置本體被研磨液腐蝕，亦可保護用於固定修整裝置中研磨層所包含之研磨顆粒的合金焊料。又，有利地，可多次使用具有金屬玻璃層的本發明之修整裝置修整研磨墊，以長期維持研磨墊的研磨效率，因而延長研磨墊的使用壽命。
圖1係用於說明負荷面積率與高度的對應關係的曲線的示意圖。
圖2係用於說明負荷面積率與高度的對應關係的曲線的示意圖。
圖3係用於說明負荷面積率與高度的對應關係的曲線的示意圖。
本文中，用語「金屬玻璃」係指以非晶質(amorphous)型態存在的金屬。
本文中，用語「負荷曲線」係指根據ISO25178的規範測量物體表面形貌，所得到的用於表現從0%至100%之負荷面積率與高度的對應關係的曲線。負荷面積率係表示所測得特定高度以上的區域剖面積占物體總表面的比率。舉例而言，如圖1所示，Smr(c)表示特定高度c以上的區域的負荷面積率。
本文中，用語「Smr1」係指區分突出波峰部與核心部的負荷面積率。
本文中，用語「Smr2」係指區分突出波谷部與核心部的負荷面積率。
本文中，用語「等價直線」定義如下。如圖2所示，沿著負荷曲線中負荷面積率之差為40%處畫出割線，從負荷面積率0%開始移動，割線斜率最平緩的位置即為負荷曲線的中央部分。等價直線係指相對於中央部分，縱軸方向的標準差平方和最小的直線，如圖3所示。
本文中，用語「核心部」係指等價直線中負荷面積率0%至100%範圍所對應的高度範圍部分，如圖3所示。
本文中，用語「Sk」係用於描述核心部高度差的參數，如圖3所示。
本文中，用語「突出波峰部」係指從核心部向上突出的部分，如圖3所示。
本文中，用語「Spk」係用於描述突出波峰部高度差的參數，如圖3所示。
本文中，用語「突出波谷部」係指從核心部向下凹陷的部分，如圖3所示。
本文中，用語「Svk」係用於描述突出波谷部高度差的參數，如圖3所示。
本文中，用語「Sa」係指所屬技術領域中所理解的表面算術平均高度之粗糙度。
本文中，用語「Ra」係指所屬技術領域中所理解的算術平均粗糙度。
本文中，用語「Rq」係指所屬技術領域中所理解的均方根粗糙度。
本文中，用語「Rz」係指所屬技術領域中所理解的最大高度粗糙度。
本文中，用語「修正(truing)」係指使用砂紙處理研磨墊所進行的製程，其中，砂紙較佳為鑽石砂紙，但不限於此。藉由修正，可使多組研磨墊具備相同基準值以上的表面粗糙值及相似的表面形貌。
本文中，用語「修整(dressing)」係指使用修整裝置處理研磨墊進行的製程。藉由修整，可更新研磨墊的表面狀態以提升其工作性能。
本文中，用語「研磨(polishing)」係指從加工物件上精確地移除預定量的材料以產生預期的尺寸、形狀或表面形貌的製程。此外，本文中，用語「研磨」及用語「拋光」之間彼此可互換使用。
本文中，用語「研磨裝置」係指執行研磨製程的機台、工具、設備、零組件或零件。舉例而言，研磨裝置可為拋光機台、研磨機台、研磨墊或研磨頭，但不限於此。
製備例1和2：鍍覆薄膜金屬玻璃之鑽石碟
以塊材金屬合金之形態，提供第一靶材和第二靶材。詳言之，第一靶材為Zr基合金靶材，第二靶材為Mo基合金靶材。更進一步而言，第一靶材的組成包括Zr60Cu25Al10Ni5，第二靶材的組成包括Mo45Si28Ta10Co12Y5。此外，第一靶材和第二靶材均從Jiangyin Entret Coating Technology Co.,Ltd.China商業購得。
提供從KINIK購得且型號為1-PDA34L-2FN之鑽石碟基材，其包括本體及研磨層，且該研磨層包括複數鑽石研磨顆粒。對該鑽石碟基材，分別使用第一靶材和第二靶材進行磁控濺鍍。具體而言，藉由使用高功率脈衝磁控濺鍍系統，以180sccm的氬氣流量、3.8mTorr的工作壓力、2.5kW的濺鍍功率、1200V的脈衝電壓、170A的脈衝電流、8.68cm的濺鍍距離(即，靶材與基材之間的距離)、0.86rpm的基板轉速、3.6rpm的載台自轉速及30min的濺鍍時間，使用第一靶材進行濺鍍，以在鑽石碟基材上形成Zr基合金薄膜金屬玻璃之鍍覆層，其具有約200nm的厚度；另以180sccm的氬氣流量、3.8mTorr的工作壓力、2.5kW的濺鍍功率、1300V的脈衝電壓、140A的脈衝電流、8.68cm的濺鍍距離、0.86rpm的基板轉速、3.6rpm的載台自轉速及35min的濺鍍時間，使用第二靶材進行濺鍍，以在鑽石碟基材上形成Mo基合金薄膜金屬玻璃(TFMG，即對應本所述的金屬玻璃層)之鍍覆層，其具有約200nm至300nm的厚度。
藉此，提供製備例1和2的修整裝置，其中，製備例1為包括Zr基合金金屬玻璃鍍覆層及鑽石碟基材之積層結構之修整裝置；製備例2為包括Mo基合金金屬玻璃鍍覆層及鑽石碟基材之積層結構之修整裝置。
製備例3：鍍覆薄膜金屬玻璃之鑽石碟
製備例3與製備例1大致相同，不同之處在於製備例3僅提供從KINIK購得且型號為1-PDA34L-2FN之鑽石碟作為修整裝置，而未對鑽石碟施加薄膜金屬玻璃鍍覆。
實施例1
首先，提供研磨墊，本實施例使用無溝槽研磨墊(購自帆宣科技，型號為IC 1000 polyurethane)。根據表2所示之修正(truing)參數，對研磨墊施加修正製程，以確保研磨墊具有預定基準值以上的表面粗糙度。然後，藉由購自HAMAI且型號為HS-720C HS-720C的研磨機台，根據表2所示之修整(dressing)參數，以製備例1之修整裝置，進一步對這些研磨墊進行修整製程，以延長研磨墊的有效工作時間，並維持研磨墊的表面粗糙度。接著，使用購自Keyence且型號為CL-P015N的搖臂式彩色共軛焦顯微鏡，藉由包括40rpm的研磨平台轉速(platen rotation speed)、1°/S的搖臂掃描速度(swing-arm sweep speed)、15次的搖臂週期之參數以及搖臂經研磨墊外緣至內緣之往復式測量路徑，量測研磨墊表面多點位置處的粗糙度Ra、Rq及Rz後，計算所測得多點位置的粗糙度之平均值，並將計算結果記錄於表3；量測研磨墊多點位置處的Spk、Sk及Svk值，並計算所測得多點位置的Spk、Sk及Svk各自的平均值，並將計算結果記錄於表4。
提供購自磊拓科技且型號為TEOS oxide wafer的40mm×40mm的多個氧化矽晶圓。使用上述研磨機台及表2所示之浸溼(rinse)參數及化學機械研磨(CMP)參數，對研磨裝置與研磨墊進行浸溼製程，並以上述研磨墊對4組(3片/組)氧化矽晶圓進行第一次化學機械研磨製
程。隨後，使用購自Taylor Hobson且型號為CCI MP之綠光干涉儀，量測每片氧化矽晶圓之粗糙度Sa，計算每組氧化矽晶圓之平均粗糙度，並將計算結果紀錄於表6。
然後，以上述研磨墊對這些氧化矽晶圓進行第二次化學機械研磨製程，並使用該綠光干涉儀，量測每片氧化矽晶圓之粗糙度，計算每組氧化矽晶圓之平均粗糙度，並將計算結果紀錄於表6；以及使用購自J.A.Woollam且型號為M-2000VI之橢圓偏光儀，測量各氧化矽晶圓的薄膜厚度，並通過薄膜移除厚度計算而得材料移除率，計算各組氧化矽晶圓之平均材料移除率，並將計算結果紀錄於表7。
實施例2
實施例2與實施例1大致相同，不同之處在於實施例2使用製備例2提供的修整裝置。
實施例3
實施例3與實施例2大致相同，不同之處在於實施例3提供的研磨墊具有溝槽(購自帆宣科技，型號為IC 1000 polyurethane pad with x-y type groove)。此外，實施例3復使用該搖臂式彩色共軛焦顯微鏡，於單片研磨墊表面取多處量測位置測量溝槽深度，並藉由溝槽深度變化計算拋光墊修整移除率。上述溝槽量測及修整移除率的結果記錄於表5，其中，半徑係指各量測位置與研磨墊幾何中心的距離。
比較例1
比較例1與實施例1大致相同，不同之處在於比較例1使用製備例3提供的修整裝置。
比較例2
比較例2與實施例3大致相同，不同之處在於比較例2使用製備例3提供的修整裝置。
如表1所示，係詳細整理製備例1至3、實施例1至3、比較例1和2構成項目。
表1
實施例1至3及比較例1和2之各製程的操作參數，係詳列如表2所示。
表2
實施例1至3及比較例1和2之經修整研磨墊的粗糙度，係詳列如表3所示。
表3
由表3結果可知，與經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的無溝槽研磨墊相比，經鍍覆TFMG之鑽石碟修整的無溝槽研磨墊，皆具有較低之Ra及Rq值。如下文所示，藉由無溝槽研磨墊的低粗糙度，可減緩後續CMP
製程對晶圓的衝擊，進而使晶圓具有較高的粗糙度下降百分比，以提供高品質的晶圓。
此外，與經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的有溝槽研磨墊相比，經鍍覆TFMG之鑽石碟修整的有溝槽研磨墊，皆具有較低之粗糙度值。因此，藉由TFMG低摩擦係數之特性，可使經鍍覆TFMG之鑽石碟接觸的有溝槽研磨墊產生較低的粗糙度值，使晶圓在後續CMP製程時受到的影響較小，從而獲得較低的粗糙度值，以提升晶圓之品質。
實施例1至3及比較例1和2之研磨墊的Spk、Sk及Svk，係詳列如表4所示。為清楚說明Spk、Sk及Svk值與研磨墊各種特性的對應關係，將研磨晶圓期間的研磨墊表面形貌由表至裡依序定義為包括反應區、傳輸區及儲存區。反應區特性決定研磨墊的材料移率能力，而且反應區對應研磨墊表面的突出波峰部，是研磨墊的粗糙面中最突出也是最先被磨耗的區域。由於Spk係用於描述突出波峰部高度差的參數，故Spk可對應研磨墊的材料移率能力。儲存區特性決定研磨墊的研磨液儲存能力，而且儲存區對應研磨墊表面的突出波谷部。由於Svk係用於描述突出波谷部高度差的參數，故Svk可對應研磨墊的研磨液儲存能力。傳輸區特性決定研磨墊的工作時間，而且傳輸區對應研磨墊表面的核心部。受壓的晶圓使接觸到的突出波峰部變形或被磨耗後，晶圓與核心部直接地接觸，使得核心部的上層區段可協助反應區進行材料的移除，核心部的下層區段可連結儲存區。由於Sk係用於描述核心部高度差的參數，故Sk可對應研磨墊的工作時間。簡言之，Spk可顯示材料移除率，Sk可顯示工作時間，而Svk可顯示研磨液儲存能力。
表4
由表4結果可知，與經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的研磨墊相比，經鍍覆TFMG之鑽石碟修整的研磨墊皆具有較低之Spk平均值及具有較低的材料移除率(參照下文表7)，由此可證Spk值與材料移除率呈正相關。意即，經鍍覆TFMG之鑽石碟確實能將研磨墊表面修整至理想的Spk
值以有利於後續得到所欲的研磨結果。此外，Spk、Sk及Svk值之間的差異並不大。
實施例3及比較例2之研磨墊的溝槽深度及修整移除率，係詳列如表5所示。
表5
由表5結果可知，與經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的研磨墊相比，經鍍覆鉬基TFMG之鑽石碟修整的研磨墊，其溝槽深度之變化較少，即，拋光墊之溝槽損耗較少。由此足證，與一般鑽石碟修整的研磨墊相比，經由本案鍍覆TFMG之鑽石碟修整的拋光墊，具有更長之使用時間。
此外，如表4結果所示，研磨墊的低修整移除率不僅不會影響晶圓經CMP製程後之材料移除性能，還可有效地降低晶圓粗糙度，從而提升晶圓品質。
實施例1至3及比較例1和2之氧化矽晶圓的粗糙度，係詳列如表6所示。
表6
由表6結果可知，與使用經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓相比，使用經鍍覆TFMG之鑽石碟修整的研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓，具有較高的粗糙度下降率。
實施例1至3及比較例1和2之氧化矽晶圓的材料移除率，係詳列如表7所示。
表7
由表7結果可知，與使用經未鍍覆TFMG之鑽石碟修整的無溝槽研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓相比，使用經鍍覆TFMG之鑽石碟修整的無溝槽研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓，具有較小的偏差值，即，展現較穩定的材料移除率。
此外，使用鍍覆鉬基TFMG之鑽石碟修整的無溝槽研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓，具有較一致之材料移除率，可為CMP製程提供穩定的材料移除效果，藉此更有利於推估氧化矽晶圓表面的殘留材料量，例如，殘留薄膜厚度。
再者，使用鍍覆鉬基TFMG之鑽石碟修整的有溝槽研磨墊進行CMP製程的氧化矽晶圓，亦具有較低的偏差值，即，具有優異的材料移除率一致性。由此可知，不論是使用鍍覆TFMG之鑽石碟對有溝槽或無溝槽的研磨墊進行修整製程，該有溝槽或無溝槽的研磨墊皆可使所屬技術領域中具有通常知識者容易地在後續的CMP製程中得知氧化矽晶圓的薄膜厚度。
Claims (13)
- 一種用於研磨墊之修整裝置，包括：裝置本體；研磨層，形成於該裝置本體上；以及金屬玻璃層，形成於該研磨層上，其中，形成該金屬玻璃層之材質包括選自鋯基金屬玻璃合金及鉬基金屬玻璃合金所組成群組之至少一者。
- 如請求項1所述之修整裝置，其中，該研磨層包括複數研磨顆粒，且形成該複數研磨顆粒之材質包括選自石墨、石墨烯、類鑽石、鑽石、氧化鋁、碳化矽、碳化硼、碳化鎢、氮化鋁、氮化鎵、氮化硼所組成群組之至少一者。
- 如請求項1所述之修整裝置，其中，該鋯基金屬玻璃合金係由式(I)表示之合金，該鉬基金屬玻璃合金係由式(II)表示之合金：ZrxM1 yM2 zM3 (100-x-y-z) 式(I)，在式(I)中，M1、M2及M3之任一者係選自Cu、Al、Ni、W、Pd、Mo、Si、Ta、Co、B或Y，M1、M2及M3係彼此不同，x介於50至70，y介於15至35，z介於1至20，MomM4 nM5 pM6 qM7 (100-m-n-p-q) 式(II)，在式(II)中，M4、M5、M6及M7之任一者係選自Zr、Cu、Al、Ni、W、Pd、Si、Ta、Co、B或Y，M4、M5、M6及M7係彼此不同，m介於35至55，n介於15至35，p介於1至20，q介於1至20。
- 如請求項1所述之修整裝置，其中，該鋯基金屬玻璃合金包括由ZraCubAlcNi(100-a-b-c)表示之合金，該鉬基金屬玻璃合金包括由ModSieTafCogY(100-d-e-f-g-h)表示之合金，其中，a介於50至70，b介於15 至35，c介於1至20，d介於35至55，e介於15至35，f介於1至20，g介於1至20。
- 如請求項3所述之修整裝置，其中，該鋯基金屬玻璃合金包括Zr60Cu25Al10Ni5，該鉬基金屬玻璃合金包括Mo45Si28Ta10Co12Y5。
- 如請求項1所述之修整裝置，其中，該複數研磨顆粒具有1至100μm的粒徑。
- 如請求項1所述之修整裝置，其中，該金屬玻璃層具有10至500nm的厚度。
- 一種製造修整裝置的方法，包括：提供具有研磨層之裝置本體，其中，該研磨層形成於該裝置本體上；以及藉由磁控濺鍍製程形成金屬玻璃層於該研磨層上，其中，形成該金屬玻璃層之材質包括選自鋯基金屬玻璃合金及鉬基金屬玻璃合金所組成群組之至少一者。
- 如請求項8所述之方法，其中，該磁控濺鍍製程係使用高功率脈衝磁控濺鍍(HIPIMS)系統進行，且在該磁控濺鍍製程進行期間，係設定該高功率脈衝磁控濺鍍系統的操作條件包括7至10cm的濺鍍距離、150至240sccm的氬氣流量、3至4mTorr的工作壓力、1.5至3.5kW的濺鍍功率、500至1500V的脈衝電壓、120至180A的脈衝電流及20至40min的鍍膜時間。
- 一種修整的方法，包括：提供研磨墊；以及在該研磨墊處於旋轉的狀態下，以請求項1所述之修整裝置修整該研磨墊5至20分鐘，以提供經修整之研磨墊， 其中，該研磨墊的轉速係30至50rpm。
- 如請求項10所述之方法，其中，該經修整之研磨墊的表面形貌包括核心部、突出波峰部及突出波谷部，該突出波峰部係從該核心部向上突出，該突出波谷部係從該核心部向下凹陷，其中，該突出波峰部具有10至15的Spk值，該核心部具有10至15的Sk值，該突出波谷部具有5至15的Svk值。
- 如請求項10所述之方法，復包括在修整該研磨墊之前，在該研磨墊處於旋轉的狀態下，修正該研磨墊50至100分鐘，其中，在修正該研磨墊期間，該研磨墊的轉速係60至80rpm。
- 一種研磨的方法，包括：使用如請求項1所述之修整的方法提供之經修整之研磨墊在該研磨墊轉速係60至80rpm的條件下研磨晶圓1至10分鐘。
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