DE60110922T2

DE60110922T2 - Abrichtvorrichtung für polierkissen und verfahren zu dessen anwendung

Info

Publication number: DE60110922T2
Application number: DE60110922T
Authority: DE
Inventors: M. Joh BOYD; A. Katrina MIKHAYLICH
Original assignee: Lam Research Corp
Current assignee: Lam Research Corp
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2021-09-22
Also published as: WO2002028596A1; TW565487B; KR20030067674A; EP1322449A1; US6800020B1; DE60110922D1; AU2001294685A1; JP2004511090A; EP1322449B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Systeme und Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP) zum Verbessern der Leistungsfähigkeit und der Effektivität von CMP-Vorgängen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung CMP-Systeme, die ein bandförmiges Abrichtmedium zum Abrichten der Oberflächen eines Kissens verwenden.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen besteht ein Bedarf, CMP-Vorgänge durchzuführen, einschließlich Polieren, Glanzschleifen und Wafer-Reinigen. Typischerweise sind Bauelemente mit integrierten Schaltkreisen in Form von Strukturen mit mehreren Ebenen aufgebaut. Auf der Substratebene sind Transistorbauelemente mit Diffusionsbereichen gebildet. Auf anschließenden Ebenen sind metallisierte Verbindungsleitungen ausgebildet und mit den Transistorbauelementen elektrisch verbunden, um das gewünschte Funktionsbauelement zu erhalten. Wie allgemein bekannt ist, sind strukturierte leitende Schichten von anderen leitenden Schichten durch dielektrische Materialien, wie zum Beispiel Siliziumdioxid, isoliert. Auf jeder metallisierten Ebene und/oder der zugehörigen dielektrischen Schicht besteht die Notwendigkeit, das Metall und/oder das dielektrische Material zu planarisieren. Ohne Planarisierung wird die Fertigung von zusätzlichen metallisierten Schichten, bedingt durch die größeren Schwankungen in der Oberflächentopographie, erheblich schwieriger.
Bei anderen Anwendungen werden metallisierte Leitungsstrukturen in dem dielektrischen Material gebildet, und dann werden Metall-CMP-Vorgänge durchgeführt, um die überschüssige Metallisierung zu entfernen.
CMP-Systeme umfassen typischerweise Band-, Umlauf- oder Bürstenstationen, in denen Bänder, Kissen oder Bürsten verwendet werden, um eine oder beide Seiten eines Wafers zu polieren, glanzzuschleifen oder zu schrubben. Ein Aufschlämmmaterial wird verwendet, um den CMP-Vorgang zu vereinfachen und zu verstärken. Das Aufschlämmmaterial wird üblicherweise auf eine sich bewegende Bearbeitungsfläche, beispielsweise ein Band, ein Kissen, eine Bürste und ähnliches, aufgebracht und sowohl auf der Bearbeitungsfläche als auch auf der Oberfläche des Halbleiter-Wafers verteilt, der poliert, glanzgeschliffen oder auf andere Weise mit dem CMP-Vorgang bearbeitet werden soll. Die Verteilung wird im Allgemeinen durch eine Kombination aus der Bewegung der Bearbeitungsfläche, der Bewegung des Halbleiter-Wafers und der zwischen dem Halbleiter-Wafer und der Bearbeitungsfläche erzeugten Reibung bewirkt.
1 zeigt ein beispielhaftes CMP-System 100 nach dem Stand der Technik. Das CMP-System 100 von 1 ist ein System vom Bandtyp, das so bezeichnet wird, weil die Bearbeitungsfläche ein endloses Polierkissen 108 ist, das auf zwei Trommeln 114 angeordnet ist, die das Polierband 108 in einer Drehrichtung bewegen, wie sie von den Richtungspfeilen 116 für die Polierkissenrotation angedeutet ist. Auf einem Träger 104 ist ein Wafer 102 angeordnet. Der Träger 104 wird in Richtung 106 gedreht. Der sich drehende Wafer 102 wird dann gegen das rotierende Polierkissen 108 gedrückt. Einige CMP-Verfahren erfordern die Aufwendung einer erheblichen Kraft F. Zum Stabilisieren des Polierkissens 108 und um eine feste Oberfläche vorzusehen, gegen die der Wafer 102 gedrückt wird, ist eine Platte 112 vorgesehen. Ein Aufschlämmmaterial 118, das typischerweise aus einer wässrigen Lösung mit darin verteilten abrasiven Partikeln (z.B. SiO₂, Al₂O₃, CeO₃ usw.) besteht, wird dem Wafer 102 vorgeschaltet zugeführt. Der Vorgang des Schrubbens, Polierens und Glanzschleifens der Oberfläche des Wafers kann entweder unter Verwendung eines Polierkissens mit nicht fixiertem Schleifmittel oder unter Verwendung eines Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel durchgeführt werden. Die Konditionierung der Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel unterscheidet sich aufgrund der unterschiedlichen Charakteristika in gewissem Umfange von der Konditionierung der Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel. Nachstehend werden kurze Beschreibungen der Konditionierung von Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel und von Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel gegeben.
Die Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel bestehen aus porösen oder faserigen Materialien und festen abrasiven Partikeln, die in Form einer wässrigen Lösung (auch als Aufschlämmung bekannt) in das System eingebracht werden. Wie in 1 gezeigt ist, wird die Konditionierscheibe 122 der Konditionieranordnung 110 gegen die Oberfläche des Polierkissens 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel gedrückt, nachdem der Wafer 102 mit dem Polierkissen 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel poliert worden ist, so dass die Rückstände entfernt werden, die aus abrasiven Partikeln der Aufschlämmung und aus von dem Wafer 102 entfernten Partikeln bestehen (und die die poröse Oberfläche des Kissens 108 verstopfen). Wie in der Querschnittsansicht einer Konditionieranordnung 110 in 1A-1 gezeigt ist, umfasst die Oberfläche einer Konditionierscheibe 122 einen diamantbesetzten Bereich 124. Das Polierkissen 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel wird konditioniert, indem die Konditionierscheibe 122 und damit der diamantbesetzte Bereich 124 entlang einer Führungsschiene 123 und damit über die Polierfläche des Polierkissens 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel bewegt werden. Bei CMP-Systemen mit Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel entfernt die Konditionierscheibe 122 dementsprechend partikelförmige Materialien und die anhaftenden Materialien der Aufschlämmung von der Oberfläche des Polierkissens 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel, so dass das Polierkissen 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel gereinigt und aufgeraut wird und eine frische Schicht des Polierkissens mit nicht fixiertem Schleifmittel freigelegt wird.
Normalerweise können Konditionierscheiben mit unterschiedlichen Größen verwendet werden, um die Oberfläche des Polierkissens 108 mit nicht fixiertem Schleifmittel zu konditionieren. Weiterhin können die Konditionierscheiben abrasive Partikel in verschiedenen Größen aufweisen, da einige Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel eine Konditionierung mit besonders feinen abrasiven Partikeln erfordern. Ein Beispiel für abrasive Partikel wird durch diamantbesetzte Bereiche definiert, die auf den Trägerscheiben unter Verwendung verschiedener Verbindungstechnologien fixiert sind. Ein allgemeines Problem bei der Verwendung von diamantbesetzten Bereichen zum Konditionieren der Polierkissen mit nicht fixiertem Schleifmittel besteht jedoch darin, dass Diamanten aus den diamantbesetzten Bereichen herausfallen. Wie in 1A-2 gezeigt ist, fallen Diamanten 124' aus einem diamantbesetzten Bereich 124 durch starken Verschleiß der Konditionierscheibe 122 heraus. Weiterhin tritt das Herausfallen der Diamanten 124' unabhängig von der Größe der Trägerscheiben 122 und der Größe der Diamanten 124' im diamantbesetzten Bereich 124 sowie unabhängig von der zum Fixieren der diamantbesetzten Bereiche 124 auf den Konditionierscheiben 122 verwendeten Technologie auf. Die heraus gefallenen Diamanten 124' könnten auf dem Polierkissen 108 verbleiben, könnten während des Poliervorganges zwischen dem Polierkissen 108 und dem Wafer 102 festgehalten werden und könnten die Oberfläche des zu polierenden Wafers 102 zerkratzen.
Eine weitere Herausforderung bei der Verwendung von Konditionierscheiben mit diamantbesetzten Bereichen besteht darin, diamantbesetzte Bereiche mit sehr kleinen Diamanten instand zu halten. Sogar nach einer kurzen Einsatzzeit der Konditionierscheibe lösen sich diese Diamanten leicht. Sogar kleine Diamanten, die während des Polierens lose auf einem Kissen liegen, können dazu führen, dass die Oberfläche des Halbleiter-Wafers stark verkratzt wird. Dies kann zu elektrischen Kurzschlüssen in den elektronischen Schaltkreiselementen führen und kann den Ausfall einiger Elemente auf dem Wafer zur Folge haben. Hierdurch wird die Produktionsausbeute erheblich reduziert. Aus diesem Grunde sollten Konditionierscheiben oft ersetzt werden, um starken Verschleiß zu vermeiden. In jedem dieser Fälle wird die Rate, mit der die Partikel und die anhaftende Aufschlämmung entfernt werden, durch das Herausfallen der Diamanten 124' und den intensiven Verschleiß der Konditionierscheibe reduziert. Die Gesamtzahl der Defekte und das feine Zerkratzen der Wafer während des CMP-Vorganges werden durch die Partikel und die Aufschlämmung ebenfalls erhöht. Darüber hinaus ist das Ersetzen der kompletten Konditionierscheibe sehr unpraktisch und zeitraubend. Zusätzlich muss das CMP-System abgeschaltet werden, um den Ersatz der kompletten Konditionierscheibe oder der heraus gefallenen Diamanten zu ermöglichen, so dass der Gesamtdurchsatz des CMP-Systems verringert wird.
Ein spezieller Typ eines Polierkissens, der eine Konditionierung durch besonders feine abrasive Materialien erfordert, ist ein Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel. 1B-1 zeigt ein Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel mit einer fixierten abrasiven Polierschicht. Mehrere dreidimensionale zylindrische Vorsprünge, die als "Säulen" 108' bezeichnet werden, erstrecken sich über die Oberfläche dieser Art von Polierkissen und sind darin eingebettet. Jede Säule 108' kann einen Durchmesser von ungefähr 200 Mikrometern und eine Höhe von ungefähr 40 Mikrometern aufweisen. Die Querschnittsansicht des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel von 1B-2 zeigt, dass jede Säule 108' eine Vielzahl von abrasiven Partikeln 108a enthält. Weiterhin ist auf dem Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel eine Vielzahl von Bereichen 108b gezeigt, die die Säulen voneinander trennen. Dementsprechend wird der Wafer 102 bei CMP-Systemen, bei denen Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel verwendet werden, durch die an dem polierenden Übergangsbereich auftretende Reibung zwischen den eingebetteten abrasiven Partikeln 108a und der Oberfläche des Wafers 102 poliert.
Weiterhin kann bei einigen CMP-Systemen mit fixiertem Schleifmittel zusätzliches Aufschlämmmaterial auf den polierenden Übergangsbereich aufgebracht werden, um den Planarisiervorgang zu verbessern und zu beschleunigen. Wie in 1B-3 gezeigt ist, besteht jede Säule 108' mit fixiertem Schleifmittel aus einer polymeren Matrix mit einer gewünschten Härte, und die abrasiven Partikel 108a sind in jede der Säulen 108' eingebettet (d.h. fixiert). Damit die Säule 108' ihre Polierarbeit auf dem Halbleitersubstrat (d.h. dem Wafer 102) durchführen kann, muss eine oberste Schicht 111 der polymeren Matrix entfernt werden, um frische eingebettete Partikel 108a des fixierten Schleifmittels freizulegen, die dann in Kontakt mit der Oberfläche des Wafers 102 gebracht werden können. Das Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel muss daher konditioniert werden, so dass die polymere Schicht 111 vom oberen Ende der Säulen 108' entfernt wird, um frische fixierte abrasive Partikel 108a freizulegen. Demgemäß bezweckt die Konditionierung des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel ein "Abrichten" des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel, indem frische abrasive Partikel freigelegt werden. Das Konditionieren des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel, das durch das Entfernen der obersten Schicht 111 der polymeren Matrix der Säulen des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel erfolgt, um frische Partikel des fixierten Schleifmittels freizulegen, wird nachfolgend als "Abrichten" bezeichnet.
Das Abrichten des Polierkissens 108 mit fixiertem Schleifmittel wird gegenwärtig durch die Bewegung der topographischen Strukturmerkmale des Wafers 102 erreicht. Wie in 1B-4 dargestellt ist, drückt der Träger 104 den Wafer 102 gegen das Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel. In 1B-4 sind weiterhin die Kanten einer Vielzahl von topographischen Strukturmerkmalen 102a dargestellt. Durch die Reibung zwischen dem Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel und den Strukturmerkmalen 102a des Wafers, kommen die Kanten der topographischen Strukturmerkmale 102a in Kontakt mit der obersten Schicht 111 der polymeren Matrix, so dass die oberste Schicht 111 der polymeren Matrix der Säulen 108' entfernt wird, wodurch frische abrasive Partikel 108a freigelegt werden. Dies führt dazu, dass das Abrichten des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel und damit der chemisch-mechanische Poliervorgang vom topographischen Muster des Wafers abhängig sind. Genauer gesagt, ist das Abrichten des Polierkissens 108 mit fixiertem Schleifmittel von der Größe der Strukturmerkmale 102a relativ zu den Säulen 108a und von der Anzahl der Kanten der Strukturmerkmale 102a abhängig, die sich über einen bestimmten Zeitraum quer über jede der Säulen 108a bewegen. In Situationen, in denen die Abmessungen der Wafermerkmale 102a klein sind, wird das Polierkissen 108 mit fixiertem Schleifmittel daher sehr schnell konditioniert. In Situationen, in denen die Breite der Wafermerkmale 102a mehr als ungefähr 10 μm beträgt, wird das Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel jedoch mit einer erheblich niedrigeren Geschwindigkeit konditioniert. Die Abhängigkeit der Geschwindigkeit, mit der die oberste Schicht der polymeren Matrix der Säulen des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel entfernt wird, von der Größe und/oder der Dichte der Strukturmerkmale des Wafers kann daher eine wichtige Rolle spielen, wenn bei der Durchführung von chemisch-mechanischen Poliervorgängen von der Verwendung von Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel abgeraten wird.
Eine Lösung des Problems könnte darin bestehen, das Abrichten des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel aus dem Polierschritt beim chemisch-mechanischen Polieren auszukoppeln. Bei einer derartigen Situation kann das Abrichten des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel durch die Verwendung eines externen Abrichtmediums erreicht werden, das besonders feine abrasive Partikel aufweist, die den Strukturmerkmalen ähnlich sind, die häufig auf der Oberfläche von zu polierenden Wafern zu finden sind. Die Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel weisen Träger aus Mylar und abrasive Partikel auf, die erheblich kleiner als 1 μm sind und die vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 0,1 μm aufweisen. Es können Diamantscheiben gefertigt werden, die Diamanten aufweisen, die klein genug sind, um schonende Konditionierarbeiten an den oben genannten Kissen mit fixiertem Schleifmittel durchzuführen. Die Herstellung derartiger Diamantabrichtscheiben ist jedoch nicht lohnenswert, da die Diamantabrichtscheiben relativ schnell verschleißen und damit ihre Effektivität verlieren. Die Diamantabrichtscheiben müssen daher bereits dann ausgetauscht werden, nachdem das Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel erst einige Wafer poliert hat. Indem die Diamantabrichtscheiben weiterhin komplett gegen frische Scheiben ausgetauscht werden müssen, ist es erforderlich, das CMP-System abzuschalten, so dass die Durchsatzleistung verringert wird. Darüber hinaus kann der Vorgang des Austauschens sehr zeitraubend und arbeitsintensiv sein.
Angesichts der vorstehenden Ausführungen besteht auf dem Gebiet ein Bedarf an einer Konditionieranordnung zur Verwendung bei chemisch-mechanischen Poliersystemen, die eine Konditionierung eines Polierkissens, das zum Polieren der Oberflächen eines Wafers verwendet wird, ermöglicht, wobei die Konditionieranordnung preiswerter gewartet werden kann und nach der Verwendung effektiver wiederhergestellt werden kann, wenn das Konditioniermaterial die Effektivität des Konditioniervorganges herabsetzt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein gesprochen, erfüllt die vorliegende Erfindung diese Anforderungen, indem sie eine Vorrichtung und damit zusammenhängende Verfahren bereitstellt, um die Polierfläche eines Polierkissens effektiv zu konditionieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Abrichtvorrichtung für Polierkissen zur Verwendung in einer Vorrichtung für das chemisch-mechanische Polieren gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Die CMP-Vorrichtung ist vorzugsweise so konstruiert, dass sie ein Abrichtmedium aufweist, das preiswerter instand zu halten ist und das nach Verlust seiner Effektivität beim Konditionieren effizienter gewartet werden kann. In bevorzugten Ausführungsformen ist das Abrichtmedium zwischen einer Zufuhrwalze und einer Aufnahmewalze angeordnet. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung auf zahlreiche Arten durchgeführt werden kann. Mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
In einer Ausführungsform ist eine Konditioniervorrichtung für ein Polierkissen zur Verwendung in einer Vorrichtung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) offenbart. Die Konditioniervorrichtung für ein Polierkissen umfasst ein bandförmiges Abrichtmedium mit einer Kontaktfläche, die zwischen einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt definiert ist. Der erste Punkt ist zum zweiten Punkt beabstandet. Das bandförmige Abrichtmedium ist so ausgebildet, dass es über einem Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel platziert werden kann, so dass die Kontaktfläche des bandförmigen Abrichtmediums gegen die abrasive Polierfläche des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel gedrückt werden kann. Die Konditioniervorrichtung für Polierkissen weist weiterhin eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte auf, die so ausgebildet ist, dass sie gegen eine Beaufschlagungsfläche des bandförmigen Abrichtmediums gedrückt werden kann.
Die Vorteile der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zahlreich. Besonders erwähnenswert ist, dass ein Vorrat des Konditioniermediums zwischen einer Zufuhrwalze und einer Aufnahmewalze in einem Bandführungssystem anstelle einer scheibenartigen oder linearen Kissenkonditioniervorrichtung zur Verfügung steht. Somit kann der Austausch verbrauchter Abschnitte des Konditioniermediums gegen frische Abschnitte des Konditioniermediums unter Anwendung eines nur minimalen Aufwandes und in einer bedeutend kürzeren Zeitspanne durchgeführt werden. Weiterhin kann das Konditioniermedium leicht und schnell erneut zugeführt werden, so dass die erforderliche Zeitspanne minimiert wird, während der das chemisch-mechanische Poliersystem abgeschaltet werden muss, wodurch sich nur minimale Auswirkungen auf die Durchsatzleistung des Systems ergeben. Darüber hinaus ermöglichen die programmierbaren Anzeigemerkmale der Vorrichtung und der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßige Konditionierung des Kissens, bezogen auf die Zeit, was weiterhin die Instabilität des Konditioniermaterials des Standes der Technik durch Abnutzung vermeidet, den Anfall von Fehlern verringert und die gesamte Lebensdauer des Kissens erhöht. Zusätzlich verbessert die vorliegende Erfindung insgesamt das feine Zerkratzen und Beschädigen beim CMP-Vorgang. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sorgt besonders für eine im Wesentlichen gleichförmige Abrichtgeschwindigkeit bei Ausführungsformen, bei denen ein im Wesentlichen feines abrasives Abrichten der Polieroberflächenschichten eines Polierkissens erwünscht ist, ungeachtet der Dichte oder der Größe der Topographiemerkmale des Wafers. Die wichtigste Tatsache ist, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beim Einsatz von Technologien mit fixierten Schleifmitteln sehr wirkungsvoll sind.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die in beispielhafter Weise die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen sofort verstanden werden, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.
1 zeigt ein beispielhaftes CMP-System gemäß dem Stand der Technik.
1A-1 ist eine Querschnittsansicht eines diamantbesetzten Bereiches einer Konditionieranordnung gemäß dem Stand der Technik.
1A-2 ist eine Querschnittsansicht einer Konditionieranordnung gemäß dem Stand der Technik, bei der Diamanten heraus gefallen sind.
1B-1 ist eine Draufsicht auf ein abrasives Polierkissenmedium gemäß dem Stand der Technik.
1B-2 ist eine Querschnittsansicht eines abrasiven Polierkissenmediums gemäß dem Stand der Technik, die eine Vielzahl von Säulen zeigt, die eine Vielzahl von abrasiven Partikeln aufweisen.
1B-3 ist eine Querschnittsansicht eines abrasiven Polierkissenstreifens gemäß dem Stand der Technik, die eine polymere Matrix und darin eingebettete abrasive Partikel für eine Vielzahl von Säulen zeigt.
1B-4 ist eine Querschnittsansicht beim Konditionieren eines Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel gemäß dem Stand der Technik durch die Bewegung eines Wafers mit topographischen Strukturmerkmalen.
2A-1 zeigt ein bandförmiges CMP-System, bei dem eine bandförmige Abrichtanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2A-2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung, die die relativen Positionen einer Zufuhrwalze, einer Aufnahmewalze und eines Abrichtmediums gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt.
2A-3 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, die eine Zufuhrwalze und eine Aufnahmewalze zeigt, wobei die Zufuhrwalze einen Vorrat des Abrichtmediums aufweist.
2B-1 ist eine Darstellung eines bandförmiges CMP-Systems, bei dem eine bandförmige Abrichtanordnung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2B-2 ist eine Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3A ist eine Darstellung eines bandförmigen CMP-Systems, bei dem sich eine Abrichtanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung quer über ein Polierkissen bewegt.
3B ist eine Darstellung eines CMP-Systems des Rotationstyps gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Abrichtanordnung eine Polierscheibe abrichtet, indem sie sich von einer Mitte der Scheibe zu einem Rand der Scheibe und von dem Rand der Scheibe zur Mitte der Scheibe bewegt.
4A zeigt eine Abrichtanordnung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Gehäuse untergebracht ist und bei der eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte in rechteckiger Form vorgesehen ist.
4B zeigt eine Abrichtanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Gehäuse untergebracht ist und bei der ein Druck ausübendes Beaufschlagungselement in Form einer Walze vorgesehen ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden Ausführungsformen einer Kissen-Konditioniervorrichtung zur Verwendung beim chemisch-mechanischen Polieren beschrieben, die eine effiziente Konditionierung der Oberflächenschichten von Polierkissen ermöglichen. Die Konditioniervorrichtung ist vorzugsweise mit einem Konditioniermedium versehen, das kostengünstiger instand zu halten ist und effizienter gewartet werden kann, wenn das Konditioniermedium seine Effektivität beim Konditionieren verliert. Das Konditioniermaterial ist vorzugsweise in Form eines Konditioniermediums vorgesehen, das zwischen einer Zufuhrwalze und einer Aufnahmewalze angeordnet ist. Diese Konfiguration wird hier als "Bandführungs-System" bezeichnet. In bevorzugten Ausführungsformen wird eine Abrichtvorrichtung gegen ein Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel gedrückt, um polymeres Matrixmaterial von den Säulen des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel zu entfernen, so dass frische Partikel des fixierten Schleifmittels freigelegt werden.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten angeführt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Für einen Fachmann ist es jedoch selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne einige oder ganz ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind weitläufig bekannte Verfahrensschritte nicht im Einzelnen beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise undeutlich zu machen.
2A-1 zeigt ein bandförmiges chemisch-mechanisches Poliersystem (CMP) 200a, bei dem eine bandförmige Abrichtanordnung 210 gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In dem CMP-System 200a rotiert ein auf zwei Walzen 214 angeordnetes endloses Polierkissen 208 in der Drehrichtung 216 des Polierkissens. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Polierkissen 208 um ein Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass das Polierkissen 208 in anderen Ausführungsformen jede beliebe Art von Polierkissen sein kann (z.B. konventionelle CMP-Polierkissen, ungeachtet der Tatsache, ob dieses Polierkissen ein weiches Polierkissen oder ein hartes Polierkissen ist).
Weiterhin ist in 2A-1 eine Platte 212 gezeigt, die unter dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel angeordnet ist, um eine feste Unterlage mit einem Luftlager oder einem Wasserlager vorzusehen, auf der ein Wafer angeordnet werden kann. Die Platte 212 ist weiterhin so ausgebildet, dass sie das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel stabilisiert, wenn es sich in der Drehrichtung 216 des Polierkissens dreht. Auf der Oberfläche des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel ist weiterhin ein Bearbeitungsbereich 244 für den Wafer gezeigt, um den Polier-Übergangsbereich zwischen dem Wafer und dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel zu kennzeichnen. In dieser Ausführungsform ist die als Bandführungsanordnung ausgebildete Abrichtanordnung 210 über dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel angeordnet. Wie dargestellt ist, ist die Kontaktfläche zwischen der Abrichtanordnung 210 und dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel dem Bearbeitungsbereich 244 für den Wafer vorangestellt. Somit ist die Abrichtanordnung 210 so ausgebildet, dass sie die Oberfläche des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel abrichtet, bevor das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel die Oberflächenschichten des zu polierenden Wafers poliert, so dass die Polierleistung des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel optimiert wird.
Weiterhin sind in einer bandartigen Abrichtanordnung 210 des CMP-Systems 200a eine Zufuhrwalze 232a und eine Aufnahmewalze 232b gezeigt, die in dieser Ausführungsform so ausgebildet sind, dass sie über dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel platziert werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zufuhrwalze 232a und die Aufnahmewalze 232b symmetrisch einander gegenüberliegend angeordnet, so dass die Breite der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b im Wesentlichen über und parallel zu den Rändern des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel angeordnet ist. Die Zufuhrwalze 232a ist so ausgebildet, dass sie eine Rolle des Abrichtmediums 234 trägt und das Abrichtmedium 234 der Aufnahmewalze 232b in der Bewegungsrichtung 242 des Abrichtmediums zuführt, die ihrerseits so ausgebildet ist, dass sie das Abrichtmedium 234 aufnimmt.
Der lineare Abstand zwischen der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b und damit die Kontaktfläche zwischen dem Abrichtmedium 234 und dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er bzw. sie im Wesentlichen der Breite des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel entspricht. In dieser Ausführungsform sind die Zufuhrwalze 232a und die Aufnahmewalze 232b so ausgebildet, dass sie ungefähr eine Breite W₂₃₃ von ungefähr 4 mm bis ungefähr 100 mm aufweisen. Vorzugsweise beträgt die Breite der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b jedoch ungefähr 8 mm bis ungefähr 25 mm, mit einer besonders bevorzugten Breite von 15 mm.
Über dem Abrichtmedium 234 ist eine Druckbeaufschlagungsplatte 236 angeordnet, die so ausgebildet ist, dass sie Druck auf das Abrichtmedium 234 ausübt, wodurch das Abrichtmedium 234 gegen das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel gedrückt wird. Ein Stabilisierungselement 240, das einen Betätigungsarm 238 aufweist, ist so ausgebildet, dass es den erforderlichen Druck auf die Druckbeaufschlagungsplatte 236 ausübt, um zu verhindern, dass die Druckbeaufschlagungsplatte 236 auf der Oberfläche des Abrichtmediums 234 verrutscht. In dieser Ausführungsform ist die Größe der Druckbeaufschlagungsplatte 236 vorzugsweise so gewählt, dass sie im Wesentlichen gleich der Kontaktfläche zwischen dem Abrichtmedium 234 und dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel ist. Zusätzlich ist die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 so ausgebildet, dass sie unter Verwendung verschiedener Mecha nismen auf das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel herunter gedrückt oder vom Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel abgehoben wird, wobei die Mechanismen so ausgebildet sind, dass sie sich selbst ausrichten, so dass eine gleichmäßige Verteilung des Druckes erzielt werden kann (z.B. hydraulische Mechanismen, pneumatische Mechanismen, Federmechanismen usw.). Weiterhin kann die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 aus jedem beliebigen Material hergestellt sein (z.B. aus rostfreiem Stahl, Kunststoff usw.).
Obwohl die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Rechtecks hat, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Druckbeaufschlagungsplatte 236 jede beliebige Form haben kann, solange ihre Funktion, das Abrichtmedium 234 auf das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel herunterzudrücken, gewährleistet ist.
2A-2 ist eine Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung 210 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Positionen einer Zufuhrwalze 232a, einer Aufnahmewalze 232b und eines Abrichtmediums 234 relativ zu einem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel sind klar dargestellt. Wie gezeigt ist, werden zunächst die Zufuhrwalze 232a, die Aufnahmewalze 232b und das Abrichtmedium 234 über dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel platziert. Weiterhin ist eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 gezeigt, die oberhalb des Abrichtmediums 234 angeordnet ist. Wenn ein Betätigungsarm 238 die Druckbeaufschlagungsplatte 236 nach unten drückt, werden die Druckbeaufschlagungsplatte 236 und das Abrichtmedium 234 nach unten geschoben, so dass das Abrichtmedium 234 gegen das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel gedrückt wird, wodurch das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel abgerichtet wird, wenn es sich in einer Drehrichtung 216 des Kissens bewegt.
Eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung 210 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 2A-3 dargestellt. Wie gezeigt ist, wird ein gewisser Abschnitt eines Abrichtmediums 234 einer Aufnahmewalze 232b zugeführt. Nachdem ein Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel eine bestimmte Anzahl von Wafern poliert hat, verliert der Abschnitt des Abrichtmediums 234, der in Kontakt mit dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel gekommen ist und der hier als Kontaktfläche des Abrichtmediums 234 bezeichnet wird, seine Abricht-Effektivität und muss ausgetauscht werden. Dann wird der benutzte Abschnitt des Abrichtmediums 234 gegen einen unbenutzten Abschnitt des Abrichtmediums 234 mittels der Zufuhrwalze 232a, die das Abrichtmedium 234 unter Verwendung einer programmierbaren Geschwindigkeit zuführt, ersetzt. Für jede CMP-Anwendung können diese Zufuhrparameter in Abhängigkeit von der Größe der abrasiven Partikel und vom Bereich des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel, der poliert werden soll, optimiert werden. Weiterhin kann die Zuführung dadurch erfolgen, dass ein frischer Abschnitt des Abrichtmediums 234 über der gesamten Breite des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel platziert wird. Als Alternative kann die Abrichtanordnung 210, für den Fall, dass nur ein kleiner Abschnitt des Abrichtmediums 234 ersetzt werden muss, so programmiert werden, dass nur ein kleiner Abschnitt des Abrichtmediums 234 zugeführt wird. Wenn das Abrichtmedium 234 zugeführt wird, werden die benutzten Abschnitte des Abrichtmediums 234 von der Aufnahmewalze 232b aufgenommen. Wenn der Vorrat des Abrichtmediums 234 auf der Zufuhrwalze 232a vollständig aufgebraucht ist, kann es gegen eine neue Rolle des Abrichtmediums 234 einfach ausgetauscht werden. Der Vorgang des erneuten Versorgens der Zufuhrwalze 232a mit dem Abrichtmedium 234 für das Kissen ist weder zeitraubend noch arbeitsintensiv. Es ist sehr wichtig, das die CMP-Vorrichtung gegebenenfalls weniger oft und für eine wesentlich kürzere Zeitspanne ausgeschaltet werden muss, wodurch sich nur minimale Auswirkungen auf die Durchsatzleistung der Maschine ergeben.
In 2A-3 ist eine abrasive Schicht 234' des Abrichtmediums 234 vereinfacht dargestellt. Das Abrichtmedium 234 wird so von der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b aufgenommen, dass die abrasive Schicht 234' des Abrichtmediums 234 außen liegt. Wenn der Betätigungsarm 238 daher die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 auf das Abrichtmedium 234 drückt, wird die abrasive Schicht 234' des Abrichtmediums 234 dadurch mit dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel in Kontakt gebracht. Die abrasive Schicht 234' ist so ausgebildet, dass sie eine Vielzahl von abrasiven Partikeln aufweist, die Einheiten bilden, so dass die abrasiven Einheiten in Kontakt mit dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel kommen, wodurch das polymere Material von den Säulen des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel entfernt wird und so frische abrasive Partikel auf den Säulen freigelegt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die durchschnittliche Größe der abrasiven Einheiten der abrasiven Schicht 234' so bemessen, dass sie ungefähr im Bereich von wenigen Mikrometern liegt. Die abrasiven Einheiten können aus Diamanten oder jedem anderen abrasiven Material gebildet werden, solange sie ihre Funktion, Polymermaterial oder unerwünschte Partikel zu entfernen, ausüben können.
Die Ausführungsform von 2B-1 zeigt eine Abrichtanordnung 210 eines bandartigen CMP-Systems 200b gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein auf zwei Trommeln 214 angeordnetes Polierkissen 208 rotiert in der Drehrichtung 216 des Kissens. In dieser Ausführungsform ist das Polierkissen 208 vorzugsweise ein Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel. Ein kreisförmiger Wafer-Bearbeitungsbereich 244 ist auf der Oberseite des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel gebildet und stellt den polierenden Übergangsbereich zwischen dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel und dem zu polierenden Wafer dar. In dieser Ausführungsform sind eine Zufuhrwalze 232a und eine Aufnahmewalze 232b über dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel angeordnet und so ausgebildet, dass sie sich in der Bewegungsrichtung 242 des Abrichtmediums drehen. In dieser Ausführungsform sind die Breiten der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b vorzugsweise so bemessen, dass sie im Wesentlichen gleich der Breite des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel sind. Die Zufuhrwalze 232a und die Aufnahmewalze 232b sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen parallel zu den Trommeln 214 angeordnet sind.
Weiterhin ist eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 dargestellt, die auf der Oberseite des Abrichtmediums 234 angeordnet ist, um das Abrichtmedium 234 zu stabilisieren, wenn das Abrichtmedium 234 nach unten auf das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel gedrückt wird. Wie dargestellt ist, ist die Kontaktfläche des Abrichtmediums 234 in dieser Ausführungsform dem polierenden Übergangsbereich zwischen dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel und dem zu polierenden Wafer vorangestellt. Folglich wird das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel abgerichtet, bevor es den Wafer-Bearbeitungsbereich 244 erreicht, wodurch sichergestellt wird, dass eine ausreichende Menge von abrasiven Einheiten im polierenden Übergangsbereich zur Verfügung steht. Wie eindeutig dargestellt ist, kann die Abrichtanordnung 210 in dieser Ausführungsform so ausgebildet sein, dass die Kontaktfläche des Abrichtmediums 234 in Abhängigkeit vom Umfang des erforderlichen Abrichtens des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel variieren kann. Die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 und damit die Kontaktfläche des Abrichtmediums 234 für das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel hat jedoch vorzugsweise eine Breite W₂₃₇ von ungefähr 4 mm bis ungefähr 100 mm, wobei eine Breite W₂₃₇ der Druckbeaufschlagungsplatte 236 von ungefähr 12 mm besonders bevorzugt ist. 2B-2 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Abrichtanordnung 210, die die Flexibilität beim Einsatz einer Abrichtanordnung zeigt, wenn die Kontaktfläche des Abrichtmediums 234 wesentlich kleiner ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Zeitspanne begrenzt, mit der jeder vorgegebene Bereich des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel abgerichtet wird, so dass die Gefahr eines unerwünschten zu starken Abrichtens oder zu schwachen Abrichtens des Polierkissens 208 mit fixiertem Schleifmittel wesentlich reduziert wird.
Das Ausführungsbeispiel von 3A zeigt ein bandartiges CMP-System 200c, bei dem eine Abrichtanordnung 210' gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgebildet ist, dass sie sich quer über ein Polierkissen 208 bewegt. Das Polierkissen 208 des CMP-Systems 200c ist auf Trommeln 214 angeordnet, und ist vorzugsweise ein Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel. Wie gezeigt ist, sind eine Zufuhrwalze 232a, eine Aufnahmewalze 232b und ein Abrichtmedium 234 so ausgebildet, dass sie über dem Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel angeordnet sind. In dieser Ausführungsform sind die Längen der Zufuhrwalze 232a, der Aufnahmewalze 232b und einer Druck ausübende Beaufschlagungsscheibe 236' der Abrichtanordnung 210' so bemessen, dass sie kleiner als die Breite des Polierkissens 208 sind. In der bevorzugten Ausführungsform betragen die Längen der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b ungefähr 12 mm bis ungefähr 75 mm. Da sich die Abrichtanordnung 210' in der Bewegungsrichtung 239 quer über das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel bewegt, ist es weiterhin bevorzugt, dass die Druckbeaufschlagungsplatte 236' die Form einer Scheibe hat. Der Durchmesser der Druckbeaufschlagungsscheibe 236' ist hierbei vorzugsweise gleich den Längen der Zufuhrwalze 232a und der Aufnahmewalze 232b. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Druckbeaufschlagungsscheibe 236' ungefähr 12 mm bis ungefähr 75 mm, vorzugsweise hat sie einen Durchmesser von ungefähr 25 mm. Weiterhin beträgt die Dicke der Druck ausübenden Beaufschlagungsscheibe 236' von ungefähr 2 mm bis ungefähr 30 mm. Selbstverständlich können auch andere scheibenartige Formen, rechteckige Formen, quadratische Formen und ähnliches eingesetzt werden, solange die gewünschte Konditionierung erreicht wird.
Auf ähnliche Weise zeigt das Ausführungsbeispiel von 3B ein CMP-System 200c' des Rotationstyps, bei dem eine Abrichtanordnung 210' so ausgebildet ist, dass eine Polierscheibe 208' abgerichtet wird. in dieser Ausführungsform ist die Abrichtanordnung 210' so ausgebildet, dass sie sich in der Bewegungsrichtung 250 von der Mitte der Polierscheibe 208' zum Rand der Polierscheibe 208' sowie vom Rand der Polierscheibe 208' zur Mitte der Polierscheibe 208' bewegt. Vorzugsweise ist die Polierscheibe 208' des CMP-Systems 200c' als Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel ausgebildet.
Eine Abrichtanordnung 210 gemäß der Ausführungsform von 4A ist so ausgebildet, dass sie eine Zufuhrwalze 232a und eine Aufnahmewalze 232b aufweist, wobei ein Abrichtmedium 234 von der Zufuhrwalze 232a zur Aufnahmewalze 232b in einer Bewegungsrichtung 242 des Abrichtmediums bewegt wird. Die Zufuhrwalze, die Aufnahmewalze und das Abrichtmedium 234 sind so ausgebildet, dass sie über dem Polierkissen 208 platziert werden können. In dieser Ausführungsform ist das Polierkissen 208 als Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel ausgebildet. Wie dargestellt ist, ist ein Betätigungsarm 238 vorgesehen, um Druck auf eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte 236 auszuüben, so dass sie nach unten auf das Abrichtmedium 234 gedrückt wird, was dazu führt, dass das Abrichtmedium 234 gegen das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel gedrückt wird. In dieser Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Zufuhrwalze 232a, die Aufnahmewalze 232b, das Abrichtmedium 234, der Betätigungsarm und die Druckbeaufschlagungsplatte 236 der Abrichtanordnung 210 von einem Gehäuse 252 aufgenommen werden, wodurch verhindert wird, dass die Abrichtanordnung 210 durch Tropfen, Wasser, Spritzer usw. verschmutzt wird. Weiterhin ist die Abrichtanordnung 210 auf einem Behälter 256 montiert, der einen Druckregler 254 aufweist. Der Behälter 256 und damit die Abrichtanordnung 210 rotieren in der Drehrichtung 262. Somit richtet die Abrichtanordnung 210 das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel ab, während sie sich dreht und sich über das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel bewegt, so dass frische abrasive Partikel freigelegt werden.
In einer anderen Ausführungsform, die in 4B dargestellt ist, ist ein Druck ausübendes Beaufschlagungselement 236'' in Form einer Walze vorgesehen. Wie dargestellt ist, kann das Druckbeaufschlagungselement 236'' somit jede beliebige Form aufweisen, solange seine Funktion, nach unten auf das Abrichtmedium 234 und auf das Polierkissen 208 mit fixiertem Schleifmittel zu drücken, gewährleistet ist.
Obwohl diese Erfindung zum besseren Verständnis in näheren Einzelheiten beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass gewisse Änderungen und Modifikationen innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können. Zum Beispiel beziehen sich die hier beschriebenen Ausführungsformen in erster Linie auf das Konditionieren von Wafern; es ist jedoch selbstverständlich, dass die Konditioniervorgänge zum Konditionieren jeder beliebigen Art von Substrat geeignet sind. Weiterhin beziehen sich die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele insbesondere auf das Abrichten von Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel, es ist jedoch selbstverständlich, dass die Konditioniervorgänge zum Konditionieren aller Arten von Polierkissen gut geeignet sind. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind daher als beschreibend und nicht als einschränkend anzusehen, und die Erfindung soll nicht auf die dort beschriebenen Einzelheiten beschränkt werden, sondern kann innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Konditioniervorrichtung für Polierkissen zur Verwendung in einer Vorrichtung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP), mit einem Polierkissen (208) mit fixiertem Schleifmittel, das so ausgebildet ist, dass es sich kontinuierlich bewegt und eine abrasive Polierfläche aufweist, wobei die abrasive Polierfläche eine Vielzahl von Säulen aus einem polymeren Matrixmaterial aufweist, wobei die Konditioniervorrichtung für das Polierkissen folgendes umfasst: – ein bandförmiges Abrichtmedium (234) mit einer Kontaktfläche, die zwischen einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt definiert ist, wobei der erste Punkt zum zweiten Punkt beabstandet ist, wobei das bandförmige Abrichtmedium so ausgebildet ist, dass es über dem Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel platziert werden kann, so dass die Kontaktfläche des bandförmigen Abrichtmediums gegen die abrasive Polierfläche des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel gedrückt wird, gekennzeichnet durch: – eine Druck ausübende Beaufschlagungsplatte (236), die so ausgebildet ist, dass sie gegen eine Beaufschlagungsfläche des bandförmigen Abrichtmediums gedrückt werden kann, die zur Kontaktfläche entgegengesetzt angeordnet und zwischen der ersten Position und der zweiten Position definiert ist.
Vorrichtung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) mit einer Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des bandförmigen Abrichtmediums (234) die abrasive Polierfläche des Polierkissens (208) mit fixiertem Schleifmittel abrichtet, indem eine Menge des polymeren Matrixmaterials vom oberen Ende der Säulen der abrasiven Polierfläche des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel abgetragen wird, wodurch eine frische Oberfläche des fixierten Schleifmittels freigelegt wird.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: – eine Zufuhrwalze (232a), die geeignet ist, über dem fixierten Schleifmittel des Polierkissens platziert zu werden, wobei die Zufuhrwalze so gestaltet ist, dass sie einen Vorrat des bandförmigen Abrichtmediums (234) aufweist, und wobei die Zufuhrwalze ungefähr bei dem ersten Punkt angeordnet ist; und – eine Aufnahmewalze (232b), die geeignet ist, über dem fixierten Schleifmittel des Polierkissens platziert zu werden, wobei die Aufnahmewalze so gestaltet ist, dass sie zumindest einen linearen Abschnitt des bandförmigen Abrichtmediums aufnimmt, und wobei die Aufnahmewalze ungefähr bei dem zweiten Punkt angeordnet ist.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: – ein Stabilisierungselement (240), um die Druck ausübende Beaufschlagungsplatte (236) in kontrollierter Weise gegen die gegenüberliegende Oberfläche des bandförmigen Abrichtmediums zu drücken, um auf diese Weise das bandförmige Abrichtmedium gegen das Polierkissen mit fixiertem Schleifmittel zu drücken und ein kontrolliertes Abrichten zu bewirken.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Ansprach 4, wobei das Stabilisierungselement (240) einen Betätigungsarm (238) aufweist.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 1, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt so ausgebildet sind, dass sie vor einem Wa fer-Bearbeitungsbereich, der auf der abrasiven Polierfläche des Polierkissens (208) mit fixiertem Schleifmittel definiert ist, angeordnet sind.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 3, wobei das Abrichtmedium (234), die Zufuhrwalze (232a) und die Aufnahmewalze (232b) ein Bandführungssystem darstellen.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 7, wobei das Bandführungssystem so ausgebildet ist, dass es sich in einer Bewegungsrichtung (242) zwischen einem ersten Rand des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel und einem zweiten Rand des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel sowie in einer Bewegungsrichtung zwischen dem zweiten Rand des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel und dem ersten Rand des Polierkissens mit fixiertem Schleifmittel bewegt.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 7, wobei das Bandführungssystem weiterhin umfasst: ein Gehäuse (252) zum Umschließen des Bandführungssystems.
Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse (252) drehbar ausgebildet ist.
Vorrichtung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) mit einer Konditioniervorrichtung für Polierkissen nach Anspruch 1, wobei das Polierkissen (208) mit fixiertem Schleifmittel so ausgebildet ist, dass es sich um ein umlaufendes Kissen oder ein bandförmiges Kissen handelt.