发明名称 抛光盘调整头用之CVD钻石镀覆基板与其制法
摘要 提供一种平坦基板抛光,与化学-机械-平面化仪器用的抛光盘调整头,其已显示能加倍用于半导体晶圆制程中平面化和/或抛光氧化物和金属外层的抛光盘可用寿命,并于抛光盘的寿命期间提供更多的均匀抛光。抛光盘调整头(24)包括适合的基板(26)、平均分布于基板(26)表面上的钻石砂砾(28)、以及长在钻石砂砾(28)和基板(26)上的CVD钻石(30),如此钻石砂砾(28)变成包装于CVD钻石(30)中,并黏结于基板(26)的表面。
申请公布号 TW411302 申请公布日期 2000.11.11
申请号 TW087111057 申请日期 1998.07.08
申请人 SP公司 发明人 杰瑞W.西玛
分类号 B24D11/00 主分类号 B24D11/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种抛光仪器,其抛光盘调整头包括:基板、实质上平均分布于该基板上的单层钻石砂砾、以及长在所得之砂砾覆盖基板上的化学气相沈积钻石外层,以将该钻石砂砾包装并黏结于该表面。2.如申请专利范围第1项的仪器,其中该基板表面上钻石砂砾之独立颗粒分开的距离,不小于1/2的平均颗粒直径。3.如申请专利范围第1项的仪器,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围。4.如申请专利范围第1项的仪器,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约35微米至约70微米的范围。5.如申请专利范围第3项的仪器,其中以每平方公厘约0.1至约50颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。6.如申请专利范围第4项的仪器,其中以每平方公厘约1至约30颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。7.如申请专利范围第3项的仪器,其中在散布该钻石砂砾之后,且在化学气相沈积该钻石外层之前,将平均直径小于1微米的一层钻石砂砾均匀分布于基板的暴露表面上。8.如申请专利范围第1项的仪器,其中所得的碟乃黏结于一背层。9.如申请专利范围第1项的仪器,其中该钻石砂砾是以高度均匀的方式,分布于该基板的暴露表面上。10.如申请专利范围第9项的仪器,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该砂砾源以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。11.如申请专利范围第10项的仪器,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。12.如申请专利范围第9项的仪器,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该基板以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。13.如申请专利范围第12项的仪器,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。14.一种抛光仪器,其抛光盘调整头包括:基板、长在该基板上之化学气相沈积钻石中间层、实质上平均分布于该钻石中间层上的单层钻石砂砾、以及长在所得之砂砾覆盖钻石中间层上的化学气相沈积钻石外层,以将该钻石砂砾包装并黏结于该中间层。15.如申请专利范围第14项的仪器,其中该基板表面上钻石砂砾之独立颗粒分开的距离,不小于1/2的平均颗粒直径。16.如申请专利范围第14项的仪器,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围。17.如申请专利范围第14项的仪器,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约35微米至约70微米的范围。18.如申请专利范围第16项的仪器,其中以每平方公厘约0.1至约50颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。19.如申请专利范围第17项的仪器,其中以每平方公厘约1至约30颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。20.一种抛光仪器,其抛光盘调整头包括:具有第一面和第二面的基板、实质上平均分布于该第一和第二面上的单层钻石砂砾、以及长在所得之砂砾覆盖第一和第二面上的化学气相沈积钻石外层,以将该钻石砂砾包装并黏结于该两面。21.一种制作抛光盘调整头的方法,其包括的步骤有:(a)于基板的整个暴露表面上,平均分布单层的合成钻石砂砾,其平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围,达到每平方公厘约1至约50颗的平均砂砾密度;(b)将所得之砂砾覆盖基板,置入热丝化学气相沈积反应器中;(c)藉由丝充电至约1800℃至2800℃的温度范围,将该砂砾覆盖基板加热至约600℃至约1100℃的沈积温度;(d)藉由在不大于100托耳的压力下,将约0.1%至约10%的碳氢化合物而其余为氢气的气态混合物,通入该反应器中,而在砂砾覆盖基板的暴露表面上,化学气相沈积一致多晶的钻石外层;以及(e)再覆盖具有砂砾覆盖之基板的抛光盘调整头,使之包装于厚度至少约10%砂砾大小的多晶钻石中。22.如申请专利范围第21项的方法,其中该基板表面上钻石砂砾之独立颗粒分开的距离,不小于1/2的平均颗粒直径。23.如申请专利范围第21项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围。24.如申请专利范围第21项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约35微米至约70微米的范围。25.如申请专利范围第23项的方法,其中以每平方公厘约0.1至约50颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。26.如申请专利范围第24项的方法,其中以每平方公厘约1至约30颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。27.如申请专利范围第23项的方法,其中在散布该钻石砂砾之后,且在化学气相沈积该钻石外层之前,将平均直径小于1微米的一层钻石砂砾均匀分布于基板的暴露表面上。28.如申请专利范围第27项的方法,其中所得的碟乃黏结于一背层。29.如申请专利范围第21项的方法,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该砂砾源以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。30.如申请专利范围第29项的方法,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。31.如申请专利范围第30项的方法,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该基板以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。32.如申请专利范围第31项的方法,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。33.如申请专利范围第21项的方法,其中该暴露表面最初由有图案的盾在选定的区域加以保护,以避免该钻石砂砾到达保护区域,并允许该钻石砂砾以高度均匀的方式分布于该基板的暴露表面上。34.一种制作抛光盘调整头的方法,其包括的步骤有:(a)将一基板置入热丝化学气相沈积反应器中;(b)藉由丝充电至约1800℃至2800℃的温度范围,将基板加热至约600℃至约1100℃的沈积温度;(c)藉由在不大于100托耳的压力下,将约0.1%至约10%的碳氢化合物而其余为氢气的气态混合物,通入该反应器中,而在该基板的暴露表面上,化学气相沈积一层一致多晶的钻石;(d)于该多晶钻石层的整个暴露表面上,平均分布单层的合成钻石砂砾,其平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围,达到每平方公厘约0.1至约50颗的平均砂砾密度;(e)将所得之砂砾覆盖基板,置入热丝化学气相沈积反应器中;(f)藉由丝充电至约1800℃至2800℃的温度范围,将该砂砾覆盖基板加热至约600℃至约1100℃的沈积温度;(g)藉由在不大于100托耳的压力下,将约0.1%至约10%的碳氢化合物而其余为氢气的气态混合物,通入该反应器中,而在砂砾覆盖基板的暴露表面上,化学气相沈积一致多晶的钻石外层;以及(h)再覆盖具有砂砾覆盖之基板的抛光盘调整头,使之包装于厚度至少约10%砂砾大小的多晶钻石中。35.如申请专利范围第34项的方法,其中该基板表面上钻石砂砾之独立颗粒分开的距离,不小于1/2的平均颗粒直径。36.如申请专利范围第34项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围。37.如申请专利范围第34项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约35微米至约70微米的范围。38.如申请专利范围第36项的方法,其中以每平方公厘约0.1至约50颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。39.如申请专利范围第37项的方法,其中以每平方公厘约1至约30颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。40.如申请专利范围第36项的方法,其中在散布该钻石砂砾之后,且在化学气相沈积该钻石外层之前,将平均直径小于1微米的一层钻石砂砾均匀分布于基板的暴露表面上。41.如申请专利范围第40项的方法,其中所得的碟乃黏结于一背层。42.如申请专利范围第34项的方法,其中该暴露表面最初由有图案的盾在选定的区域加以保护,以避免该钻石砂砾到达保护区域,并允许该钻石砂砾以高度均匀的方式分布于该基板的暴露表面上。43.如申请专利范围第42项的方法,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该砂砾源以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。44.如申请专利范围第43项的方法,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。45.如申请专利范围第42项的方法,其中使用空气分散步骤,使钻石砂砾均匀地分布,其藉由将砂砾以控制的速率,从距该暴露表面上固定的高度落入移动的气流中,当该基板以与气流实质上直交的方向移动的同时,在横越该暴露表面的侧向上把砂砾分散开。46.如申请专利范围第45项的方法,其中该基板旋转90度,然后接着该空气分散步骤,并重复此一程序多次。47.一种制作抛光盘调整头的方法,其包括的步骤有:(a)于基板第一面的整个暴露表面上,平均分布单层的合成钻石砂砾,其平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围,达到每平方公厘约1至约50颗的平均砂砾密度;(b)将所得之基板置入热丝化学气相沈积反应器中;(c)藉由丝充电至约1800℃至2800℃的温度范围,将该砂砾覆盖基板加热至约600℃至约1100℃的沈积温度;(d)藉由在不大于100托耳的压力下,将约0.1%至约10%的碳氢化合物而其余为氢气的气态混合物,通入该反应器中,而在砂砾覆盖面的暴露表面上,化学气相沈积一数多晶的钻石外层;(e)冷却该基板;(f)于该基板第二面的整个暴露表面上,平均分布单层约合成钻石砂砾,其平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围,达到每平方公厘约1至约50颗的平均砂砾密度;(g)重复步骤(b)到(e);以及(h)再覆盖具有砂砾覆盖该基板两面的抛光盘调整头,使之每面包装于厚度至少约10%砂砾大小的多晶钻石中。48.如申请专利范围第47项的方法,其中该基板表面上钻石砂砾之独立颗粒分开的距离,不小于1/2的平均颗粒直径。49.如申请专利范围第47项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约15微米至约150微米的范围。50.如申请专利范围第47项的方法,其中钻石砂砾的平均颗粒大小是在约35微米至约70微米的范围。51.如申请专利范围第47项的方法,其中以每平方公厘约0.1至约50颗的密度,将该砂砾均匀分布于该基板表面上。图式简单说明:第一图举例说明根据本发明的一种CMP仪器;第二图举例说明根据先前技艺的一种抛光盘调整头之截面图;第三图举例说明根据本发明的一种具体实施例的抛光盘调整头之截面图;第四图举例说明根据本发明另一种具体实施例的抛光盘调整头之截面图;第五图A举例说明根据本发明又一种具体实施例的抛光盘调整头之截面图;第五图B举例说明显示于第五图A的抛光体调整头之详细截面图;第六图举例说明根据本发明另一种具体实施例的抛光盘调整头之截面图;第七图举例说明用于根据本发明另一种具体实施例之已图案化的盾之俯视图;第七图A举例说明晶圆上的第七图之已图案化的盾;第八图举例说明第七图A之已图案化的盾之截面图,以及晶圆上钻石砂砾的分布。
地址 美国