專利名稱：化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造領域，具體地說涉及化學機械研磨(CMP)工藝，更具體地說涉及一種化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法。
背景技術：
在化學機械研磨工藝中，化學機械研磨金剛石修整工具(diamond dresser)用于去除研磨墊上的雜質材料，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機械研磨設備的結構。如圖1所示，化學機械研磨設備包括研磨墊1 (具體地說例如是高分子多孔材質的軟墊)，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。在化學機械研磨設備對硅片進行研磨的過程中，，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的化學反應，提高研磨去除速度。金剛石修整器的修整能力是化學機械研磨工藝的一個關鍵參數。金剛石修整器的修整能力會影響到去除率、終點檢查、以及研磨墊使用壽命。在使用或測試一種金剛石修整器時，監控和識別其修整能力對于化學機械研磨制程工程師去控制工藝參數和研磨墊的使用壽命都非常重要。由此，在現有技術中，通過對量測被修整器修整后的研磨墊的厚度變化來推算修整器的切削能力，這種切削能力可間接表征該修整器的修整能力。更具體地說，在現有技術中，利用公式“修整工具切削速率=(研磨墊初始厚度-研磨墊剩余厚度)/研磨墊壽命”計算修整工具切割速率。但是，這樣計算出來的切削能力在很多情況下與該修整器的使用過程中的實際表現并不完全匹配，所以根據上述計算識別出來的金剛石修整器的修整能力并不能精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法。由此，本發明提供了一種化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法，其包括在利用金剛石修整器對所述化學機械研磨設備的研磨墊進行一次修整后，利用所述化學機械研磨設備對多片硅片進行連續的研磨；測量所述多片硅片的研磨速度，并得出所述多片硅片速度變化的趨勢線；此后，根據所得到的趨勢線識別金剛石修整器的修整能力。根據本發明的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法能夠快速地精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力。優選地，化學機械研磨設備包括研磨墊、修整部件，以及研磨頭。進一步優選地，所述研磨墊是高分子多孔材質的軟墊，其上面刻有溝槽，便于研磨液的分布；在研磨時，硅片背面加壓，正面接觸研磨墊進行研磨。進一步優選地，修整部件是鑲嵌有人工金剛石修整器的不銹鋼圓盤，用于對所述研磨墊進行表面清理作用。進一步優選地，所述研磨頭用于固定硅片，并對硅片背面施壓。
結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中圖1示意性地示出了化學機械研磨設備的結構。圖2示意性地示出了硅片的研磨速度與硅片研磨速度變化的趨勢線。需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構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有相同或者類似的標號。
具體實施例方式為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。參見圖1，化學機械研磨設備包括研磨墊1、研磨部件2，以及研磨頭3。其中，研磨墊1具體地說例如是高分子多孔材質的軟墊，其上面刻有溝槽，便于研磨液的分布；在研磨時，硅片背面加壓，正面接觸研磨墊進行研磨。修整部件2例如是鑲嵌有人工金剛石的不銹鋼圓盤，主要作用是對研磨墊進行表面清理作用。研磨部件2主要由金剛石修整器組成。研磨頭3主要用于固定硅片，并對硅片背面施壓。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的化學反應，提高研磨去除速度。在現有技術的金剛石修整器的修整能力識別方法中，研磨墊1每研磨一片硅片， 修整部件2中的金剛石修整器都要對研磨墊進行一次修整處理，這樣來保持研磨墊新鮮的表面，從而維持穩定的研磨速度和平坦度。這樣，不僅浪費時間，使得成本很高，而且更重要的是不能精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力。與現有技術的金剛石修整器的修整能力識別方法不同的是，本發明實施例所采用的方法是對研磨墊1僅僅總的進行一次修整，然后對多片硅片進行連續的研磨，通過測量這些硅片的研磨速度，得出這些硅片速度變化的趨勢線；即，在對多個硅片進行連續的研磨的過程中，肯定存在一個速度下降的“趨勢”，這個趨勢就表明了對研磨墊一次修整后，研磨墊新鮮表面的穩定時間，也就反應出了修整器的修整能力。更具體地說，在根據本發明實施例的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整
4能力識別方法中，在利用金剛石修整器對化學機械研磨設備的研磨墊1進行一次修整后， 對多片硅片進行連續的研磨；并測量這些硅片的研磨速度，得出這些硅片速度變化的趨勢線；此后，根據所得到的趨勢線識別金剛石修整器的修整能力。由此，根據本發明實施例的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法能夠快速地精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力。出于示例的目的，圖2示意性地示出了硅片的研磨速度與硅片研磨速度變化的趨勢線。其中，橫坐標表示硅片數量，縱坐標表示去除速度。圖2中的三條曲線Dresser A、Dresser B、以及Dresser C代表三種不同金剛石修整器一次修整之后，對多片硅片進行連續的研磨，通過測量這些硅片的研磨速度(即去除速度)，得出這些硅片研磨速度變化的趨勢線。如圖2所示，針對曲線Dresser A(趨勢線)的金剛石修整器在第10個硅片處理之后去除速率突然急速下降；針對曲線Dresser B (趨勢線)的金剛石修整器對第8個硅片的去除速度突然下降，隨后對第9個硅片的去除速度又突然回升，并緊接著又快速下降；針對曲線Dresser C(趨勢線)的金剛石修整器的去除速度基本上緩慢地下降。由此，可以識別出，針對曲線Dresser A(趨勢線)的金剛石修整器對研磨墊1的修整能力會在一個穩定的處理期(維持研磨墊新鮮表面的穩定時間)后突然下降；針對曲線Dresser B (趨勢線)的金剛石修整器對研磨墊1使研磨墊新鮮表面不穩定，由此其修整能力會有較大的波動；而針對曲線Dresser C (趨勢線)的金剛石修整器使研磨墊新鮮表面逐漸不新鮮，其對研磨墊1的修整能力緩慢下降。可以理解的是，雖然本發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明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術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，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法，其特征在于包括 在利用金剛石修整器對所述化學機械研磨設備的研磨墊進行一次修整后，利用所述化學機械研磨設備對多片硅片進行連續的研磨；測量所述多片硅片的研磨速度，并得出所述多片硅片速度變化的趨勢線；此后，根據所得到的趨勢線識別金剛石修整器的修整能力。
2.根據權利要求1所述的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法， 其特征在于，化學機械研磨設備包括研磨墊、修整部件，以及研磨頭。
3.根據權利要求2所述的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法， 其特征在于，所述研磨墊是高分子多孔材質的軟墊，其上面刻有溝槽，便于研磨液的分布； 在研磨時，硅片背面加壓，正面接觸研磨墊進行研磨。
4.根據權利要求2所述的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法， 其特征在于，修整部件是鑲嵌有人工金剛石修整器的不銹鋼圓盤，用于對所述研磨墊進行表面清理作用。
5.根據權利要求2所述的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法， 其特征在于，所述研磨頭用于固定硅片，并對硅片背面施壓。
全文摘要
根據本發明的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法包括在利用金剛石修整器對所述化學機械研磨設備的研磨墊進行一次修整后，利用所述化學機械研磨設備對多片硅片進行連續的研磨；測量所述多片硅片的研磨速度，并得出所述多片硅片速度變化的趨勢線；此后，根據所得到的趨勢線識別金剛石修整器的修整能力。根據本發明的化學機械研磨設備中的金剛石修整器的修整能力識別方法能夠快速地精確地表示實際的金剛石修整器的修整能力。
文檔編號B24B49/18GK102501174SQ20111034206
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者張澤松, 李協吉, 李志國, 石強, 程君 申請人:上海宏力半導體制造有限公司