发明名称 研磨垫初始化方法使用于含镧(ceria)研磨液之化学机械研磨工具
摘要 一种化学机械研磨方法揭露一新式研磨垫使用含 SiO2为主的化学机械研磨液做初始化及条件化后以达到稳定状态,且完成初始化暨条件化的研磨垫续以含镧(CeO2)为主的研磨液研磨图案化的元件(比如半导体晶圆),以缩短初始化时间并消除含镧CeO2研磨液在化学机械研磨时经常发生的第一晶圆效应。
申请公布号 TWI286958 申请公布日期 2007.09.21
申请号 TW093135195 申请日期 2004.11.17
申请人 茂德科技股份有限公司 发明人 吴国俊;凯伦王
分类号 B24B37/04(2006.01);H01L21/304(2006.01) 主分类号 B24B37/04(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种使用于化学机械研磨(CMP)工具的研磨方法, 其中使用置入工具内之研磨垫与提供一或多种个 含(ceria)(CeO2)的研磨液或等效物以于置入工具内, 化学机械研磨所提供之物件,方法包括: (a)粗糙化该置入工具内研磨垫; (b)在CMP工具内提供一批样品工作物件; (c)使用一或多个置入工具内之样品工作物件结合 一个或多个含矽(SiO2)的CMP研磨液或等效物以初始 化研磨垫粗糙化; (d)移转一批非样品工作物件进入CMP工具,以及; (e)使用已初始化的研磨垫以及一个或多个内部移 转非样品工作物件结合一或多个含镧(CeO2)的CMP研 磨液或等效物以研磨一或多个内部移转非样品工 作物件。 2.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,该粗糙化 产生统计上均一分布的附加沟渠、通道、或其他 表面空隙以及/或凹陷均匀的定义一置入工具之研 磨垫工作表面,该空隙以及/或凹陷作用来承载与 移动该一或多个含镧(CeO2)的CMP研磨液。 3.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,其中该粗 糙化包括以粗糙化元件清刷研磨垫至少连续20次 。 4.如申请专利范围第3项所述之研磨方法,其中该粗 糙化包括以粗糙化元件清刷研磨垫至少连续50次 。 5.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,其中: 该批样品工作物件包括至少5个未图案化的半导体 晶圆; 该步骤使用约5组至少5个未图案化的半导体晶圆 以初始化研磨垫。 6.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,其中该批 非样品工作物件包括至少10个预图案化的半导体 晶圆。 7.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,其中更包 括: 在样品工作物件达到预设研磨时间以及/或预设研 磨循环数之后终结该初始化与该粗糙化研磨垫; 终结该一或多个研磨垫非样品工作物件之研磨以 回应一终点侦测。 8.如申请专利范围第1项所述之研磨方法,其中将被 粗糙化的研磨垫是未经该粗糙化的新垫。 9.一种研磨方法,包括: (a)置入新研磨垫到化学机械研磨(CMP)工具,该工具 使用一或多个含镧(CeO2)的CMP研磨液或相等物于欲 执行研磨化学机械研磨的非样品工作物件; (b)粗糙化置入之研磨垫; (c)移转一批样品工作物件到CMP工具; (d)使用一或多个移转之样品工作物件并结合一个 或多个含矽(SiO2)的CMP研磨液或相等物以初始研磨 垫粗糙化; (e)从该CMP工具移转下载一批样品工作物件; (f)移转一批非样品工作物件进入CMP工具,以及; (g)使用已初始化的研磨垫以及一个或多个该非样 品工作物件并结合一或多个含镧(CeO2)的CMP研磨液 或等效以研磨一或多个该移转非样品工作物件。 10.如申请专利范围第9项所述之研磨方法,其中:该 置入包括置入一未被粗糙化且具相当平坦表面的 新研磨垫。 11.如申请专利范围第9项所述之研磨方法,其中: 该粗糙化产生统计上均一分布的沟渠、通道、或 其他表面空隙以及/或凹陷均匀的定义在一置入工 具之研磨垫的工作表面,该空隙以及/或凹陷系用 来承载与移动该一或多个含镧(CeO2)的CMP研磨液。 12.如申请专利范围第9项所述之研磨方法,该粗糙 化包括以粗糙化元件清刷研磨垫至少连续20次。 13.如申请专利范围第9项所述之研磨方法,其中更 包括: 在该样品工作物件达到预设研磨时间以及/或预设 研磨循环数之后终结该条件化该粗糙化的研磨垫; 终结该一或多个研磨垫非样品工作物件之研磨以 回应一终点侦测。 14.如申请专利范围第13项所述之研磨方法,其中该 终点侦测包括一光学侦测,应力回馈侦测,温度侦 测;以及化学组成侦测其中之一。 15.一种化学机械研磨工具,包括: (a)一第一舱口以接收含矽的CMP研磨液; (b)一第二舱口以接收含镧(ceria)(CeO2)的CMP研磨液; (c)一第三舱口以接收一润湿液体; (d)一平台以接收或承载一研磨垫; (e)一自动研磨液输送器可选择性从第一、第二、 与第三舱口输送一或多种的液体注入研磨垫,以及 ; (f)一自动工作流程控制器让自动化研磨液输送器 在初始化一新研磨垫时运送含矽(SiO2)的研磨液,并 且该自动化研磨液输送器输送含镧(ceria)(CeO2)的CMP 研磨液且在后侵入条件化该新研磨垫阶段时用来 研磨非样品工作物件。 16.如申请专利范围第15项所述之化学机械研磨工 具,更包括: 一时间控制方法以及/或巡回次数计数方法以决定 含矽的研磨液的输送时间; 一终点侦测方法以决定当侦测到一终止研磨状态 时则相对的终止输送含镧(ceria)(CeO2)的研磨液。 17.一种指挥运转元件以运转可指挥的化学机械研 磨(CMP)工具,产生指示讯号让该CMP工具以执行研磨 方法,其中包括: (a)粗糙化一置入工具内之研磨垫; (b)移入一批样品工作物件于CMP工具内; (c)使用一或多个移入工具内之该样品工作物件并 结合一种或多种含矽(SiO2)的CMP研磨液或等效物以 起始研磨垫粗糙化; (d)移转一批非样品工作物件进入CMP工具,以及; (e)使用该已初始化研磨垫以及一个或多个该移转 非样品工作物件并结合一或多种含镧(CeO2)的CMP研 磨液或等效物以研磨一个或多个内部移转非样品 工作物件。 18.如申请专利范围第17项所述之指挥运转元件以 运转可指挥的化学机械研磨工具,其中该粗糙化产 生统计上均一分布的附加沟渠、通道、或其他表 面空隙以及/或凹陷均匀的定义一置入工具之研磨 垫工作表面,该空隙以及/或凹陷系用来承载与移 动该一或多个含镧(CeO2)的CMP研磨液。 19.如申请专利范围第17项所述之指挥运转元件以 运转可指挥的化学机械研磨工具,其中该粗糙化包 括以一粗糙化元件来清刷研磨垫至少连续20次。 20.如申请专利范围第17项所述之指示转运元件以 运转可指挥的化学机械研磨工具,其中该研磨方法 ,包括: 在初始化之前润湿与条件化该粗糙的研磨垫;以及 , 在使用该已初始化的研磨垫与一种或多种含镧(CeO 2)的CMP研磨液或等效物之前,润湿与条件化该已初 始化的研磨垫。 图式简单说明: 图1A绘示为概要之示意图描述使用研磨垫与含镧( CeO2)的研磨液研磨所提供的工作物件,与在新置入 的研磨垫侵入阶段使用含矽的CMP研磨液的工具元 件。 图1B绘示为概要之剖面图解释新研磨垫置入条件 化时介于研磨垫、研磨液、样品晶圆之间可能的 反应。 图2绘示为本发明执行研磨垫初始化及含镧(ceria)( CeO2)研磨液之研磨方法流程图。
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