專利名稱：具有振蕩式路徑凹槽網(wǎng)絡(luò)的拋光墊的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及化學(xué)機械拋光領(lǐng)域。更具體來說，本發(fā)明涉及具有設(shè)計用來控制拋光介質(zhì)在被拋光制品上的滯留時間的凹槽網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)機械拋光墊。
在集成電路和其他電子器件的制造中，在半導(dǎo)體晶片的表面上沉積多層導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和介電材料，或者將多層導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和介電材料從半導(dǎo)體晶片的表面上蝕刻除去。導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和介電材料的薄層可通過許多種沉積技術(shù)沉積?，F(xiàn)代晶片處理中常規(guī)的沉積技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD，也稱為濺射)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)和電化學(xué)鍍敷(ECP)。常規(guī)的蝕刻技術(shù)包括濕法和干法的各向同性蝕刻和各向異性蝕刻等。
隨著各材料層按照順序被沉積和蝕刻，晶片的最上層表面變得不平坦。由于隨后的半導(dǎo)體加工(例如光刻)要求該晶片具有平坦表面，所以需要對晶片進行平面化。平面化適合于除去不希望有的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面、成團材料、晶格損壞、劃痕和被污染的層或材料。
化學(xué)機械平面化，即化學(xué)機械拋光(CMP)是一種用來對半導(dǎo)體晶片之類的工件進行平面化的常規(guī)技術(shù)。在使用雙軸旋轉(zhuǎn)拋光機的常規(guī)CMP中，在支架組件上安裝有晶片支架或拋光頭。所述拋光頭固定著晶片，使晶片定位在與拋光機中拋光墊的拋光層相接觸的位置。所述拋光墊的直徑大于被平面化晶片的直徑的兩倍。在拋光過程中，拋光墊和晶片各自圍繞其中心旋轉(zhuǎn)，同時使晶片與拋光層相接觸。所述晶片的旋轉(zhuǎn)軸通常相對于拋光墊的旋轉(zhuǎn)軸偏移一段大于晶片半徑的距離，使得拋光墊的旋轉(zhuǎn)在拋光墊的拋光層上掃出一個環(huán)形的“晶片軌跡”。晶片軌跡內(nèi)邊界和外邊界之間的徑向距離限定了該晶片軌跡的寬度。當(dāng)晶片僅進行旋轉(zhuǎn)運動的時候，所述晶片軌跡的寬度通常等于晶片的直徑。所述支架組件在晶片和拋光墊之間提供了可控制的壓力。在拋光過程中，例如在晶片軌跡內(nèi)邊界以內(nèi)，靠近拋光墊旋轉(zhuǎn)軸的位置施與新鮮的拋光介質(zhì)。該拋光介質(zhì)由內(nèi)邊界進入晶片軌跡，流入晶片和拋光墊之間的間隙，與晶片表面相接觸，并從晶片軌跡靠近拋光墊邊緣的外邊界離開晶片軌跡。由于拋光墊旋轉(zhuǎn)對拋光介質(zhì)造成的離心力，所述拋光介質(zhì)基本是沿徑向向外的方向運動的。通過拋光層和拋光介質(zhì)對晶片表面的化學(xué)作用和機械作用，晶片表面得到拋光并變平。
在拋光介質(zhì)中使用反應(yīng)劑的常規(guī)CMP處理中，當(dāng)拋光介質(zhì)在拋光墊的晶片軌跡內(nèi)與晶片表面接觸的時候，反應(yīng)劑與被拋光晶片上的結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用，例如銅冶金，從而形成反應(yīng)產(chǎn)物。隨著施用的拋光介質(zhì)由晶片軌跡的內(nèi)邊界流向外邊界，拋光介質(zhì)暴露于晶片表面的時間(滯留時間)增加。拋光介質(zhì)與晶片材料的相互作用使得沿拋光墊半徑測得的拋光介質(zhì)中反應(yīng)劑和反應(yīng)產(chǎn)物的相對比例有變化。晶片軌跡內(nèi)邊界附近的拋光介質(zhì)具有較高的反應(yīng)劑比例(非常像新鮮的拋光介質(zhì))，晶片軌跡外邊界附近的拋光介質(zhì)具有較低的反應(yīng)劑比例和較高的反應(yīng)產(chǎn)物比例(非常像用過的拋光介質(zhì))。
在晶片上任意特定位置進行的拋光受到反應(yīng)劑和反應(yīng)產(chǎn)物相對比例的影響。在其它因素相同的情況下，特定區(qū)域內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物相對量的增加通常會加快或減緩該區(qū)域的拋光速率。為了在整個晶片上達到獲得平坦化表面所需的拋光速率，僅僅控制在特定徑向區(qū)域向晶片提供的拋光介質(zhì)的量是不夠的。相反地，晶片應(yīng)當(dāng)均勻地暴露于包含不同濃度的反應(yīng)劑和反應(yīng)產(chǎn)物的拋光介質(zhì)。遺憾的是，已知的CMP系統(tǒng)和相關(guān)的拋光墊通常無法以能夠為反應(yīng)產(chǎn)物確保適當(dāng)?shù)臏魰r間的方式分布拋光介質(zhì)。
已知在拋光墊中提供向外延伸的凹槽，這些凹槽或者增大寬度、或者增大深度、或者二者兼有，以減緩施加到拋光墊上的漿液的徑向流速。Burke等人在美國專利第5,645,469中描述了這種凹槽式樣。盡管在第′469號專利中所述的凹槽試樣能夠在一定程度上減緩漿液的徑向流速，但是該專利是使用直的徑向延伸的凹槽做到這一點的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明一個方面中，涉及用來拋光制品的拋光墊，該拋光墊包括具有旋轉(zhuǎn)軸和多個凹槽的拋光層，所述多個凹槽中的每一個凹槽都包括(a)相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的第一部分，(b)在轉(zhuǎn)變位與所述第一部分連通的振蕩部分。
在本發(fā)明另一方面中，涉及一種使用具有旋轉(zhuǎn)軸的拋光墊和拋光介質(zhì)拋光制品的方法，該方法包括以下步驟
a.提供具有從旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的凹槽的拋光墊；b.使拋光墊與制品的表面相接觸；c.使所述拋光墊和制品進行相對的旋轉(zhuǎn)，使得拋光墊的軌跡接觸該制品；d.使拋光介質(zhì)以一種方式在拋光墊和制品表面之間、在凹槽內(nèi)流動，使得拋光介質(zhì)到達轉(zhuǎn)變點之前均為第一滯留時間，在此轉(zhuǎn)變點處，滯留時間以階躍函數(shù)的形式增加至第二滯留時間，使得拋光介質(zhì)在達到轉(zhuǎn)變點之后，沿振蕩路徑流動。
在本發(fā)明另一方面中，涉及一種用來拋光制品的拋光墊，所述拋光墊包括具有旋轉(zhuǎn)軸和多個凹槽的拋光部分，所述多個凹槽中的每個凹槽包括a.相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的第一部分；b.相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的第二部分，所述第二部分在轉(zhuǎn)變位與所述第一部分連通，設(shè)計成通過使拋光介質(zhì)沿振蕩路徑流動而減緩拋光介質(zhì)向外的流動。
附圖簡述

圖1是用于本發(fā)明的雙軸拋光機的一部分的透視圖。
圖2是本發(fā)明拋光墊一個實施方式的俯視圖，圖中透視地顯出了被拋光晶片的輪廓。
圖3是圖2所示拋光墊的一部分的放大俯視圖。
圖4是本發(fā)明拋光墊另一實施方式的俯視圖，圖中透視地顯示出了被拋光晶片的輪廓。
圖5是本發(fā)明拋光墊另一實施方式的俯視圖，圖中透視地顯示了被拋光晶片的輪廓。
發(fā)明詳述參見圖1，本發(fā)明涉及一種可用于對晶片32或其它工件進行平面化的化學(xué)機械拋光(CMP)器30的拋光墊20。除非所用的上下文明顯地另有說明，晶片32也應(yīng)包括其它工件。如下文所述，設(shè)計拋光墊20，以最優(yōu)化用于CMP處理的拋光介質(zhì)的滯留時間，以提高晶片32平面化的均勻性。在本文中，術(shù)語“拋光介質(zhì)”表示其最廣義的含義，包括但不限于在使用CMP拋光機對制品進行平面化時所用的任何漿液或其它材料。術(shù)語“拋光介質(zhì)”可包括初始加入CMP拋光機的新鮮拋光介質(zhì)，以及由于拋光過程而使得組成已經(jīng)隨時間變化的拋光介質(zhì)。這些變化可包括例如拋光介質(zhì)中所含反應(yīng)產(chǎn)物的增加和反應(yīng)劑的減少，或者拋光介質(zhì)中所含磨料的特性的改變。
在詳細(xì)描述拋光墊20之前，首先簡要描述拋光機30。拋光機30可包括在其上安裝拋光墊20的臺板34。臺板34可通過臺板驅(qū)動器(未顯示)圍繞旋轉(zhuǎn)軸36旋轉(zhuǎn)。晶片32可由晶片支架38所支承，所述晶片支架38可圍繞與臺板34的旋轉(zhuǎn)軸36平行，并與之隔開的旋轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)。晶片支架38可具有裝有萬向接頭的連接(未顯示)，使得晶片32可以具有與拋光墊20輕微不平行的取向，在此情況下，旋轉(zhuǎn)軸36和40可以非常輕微地傾斜。晶片32包括被拋光的表面42，該表面42朝向拋光墊20，在拋光過程中被平面化。晶片支架38可以被支架支承組件(未顯示)所支承，該組件適于在拋光過程中使晶片32旋轉(zhuǎn)，并提供向下的作用力F，將被拋光的表面42壓向拋光墊20，使得在被拋光表面和拋光墊之間存在所需的壓力。拋光機30還可包括用來向拋光墊20輸送拋光介質(zhì)46的拋光介質(zhì)入口44。拋光介質(zhì)44通常應(yīng)置于旋轉(zhuǎn)軸36處或旋轉(zhuǎn)軸36附近，以最優(yōu)化拋光墊20的效果，但是這種設(shè)置并非拋光墊操作的必需要求。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，拋光機30可包括其它的部件(未顯示)，例如系統(tǒng)控制器、拋光介質(zhì)存儲和分配系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、淋洗系統(tǒng)和用來控制拋光過程各方面的各種控制裝置，例如(1)用來控制晶片32和拋光墊20中一者或二者的轉(zhuǎn)速的速度控制器和選擇器；(2)用來改變向拋光墊輸送拋光介質(zhì)46的速率和位置的控制器和選擇器；(3)用來控制向晶片和拋光墊之間施加的力F的大小的控制器和選擇器，(4)以及用來控制晶片旋轉(zhuǎn)軸40相對于拋光墊旋轉(zhuǎn)軸36的位置的控制器、調(diào)節(jié)器和選擇器，等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解這些部件如何構(gòu)建，以及如何運行，因此無需詳細(xì)解釋這些內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員便可理解和實施本發(fā)明。盡管拋光墊20可以在上述拋光機30之類的拋光機中有效地工作，但是該拋光墊也可用于其它拋光機。
在拋光過程中，拋光墊20和晶片32圍繞它們各自的旋轉(zhuǎn)軸36和40旋轉(zhuǎn)，拋光介質(zhì)46從拋光介質(zhì)入口44分散到旋轉(zhuǎn)的拋光墊上。拋光介質(zhì)46在拋光墊20上鋪展開來，包括進入晶片32下表面和拋光墊之間的間隙中。拋光墊20和晶片32通常以0.1-150rpm的轉(zhuǎn)度旋轉(zhuǎn)，但是并非必須如此。通常通過選擇力F的大小，使得晶片32和拋光墊20之間達到0.1-15psi(0.7-103千帕)的所需壓力，但是并非必須如此。
拋光墊20具有拋光層50，該拋光層用來與半導(dǎo)體晶片32(處理過的或未處理的)或其它工件，例如玻璃、平板顯示器或信息存儲磁盤等制品接觸，從而在拋光介質(zhì)46或其它拋光介質(zhì)的存在下對工件的待拋光表面進行拋光。為了方便起見，在下文中使用術(shù)語“晶片”和“拋光介質(zhì)”而不失其普遍性。
下面來看圖1-3，拋光墊20包括凹槽網(wǎng)絡(luò)60，設(shè)計該凹槽網(wǎng)絡(luò)60以增加由于拋光介質(zhì)46中的反應(yīng)劑與被拋光晶片32的部分之間的相互作用形成的反應(yīng)產(chǎn)物在凹槽網(wǎng)絡(luò)中的滯留時間。拋光墊20包括由假想的徑向外部圓周64和假想的徑向內(nèi)部圓周66限定的晶片軌跡62。晶片軌跡62是拋光墊20實際拋光晶片32的部分。外部圓周64通常位于拋光墊20周邊68的徑向內(nèi)側(cè)，內(nèi)部圓周66通常位于拋光墊旋轉(zhuǎn)軸36的徑向外側(cè)。
凹槽網(wǎng)絡(luò)60包括多個凹槽70，其有助于將拋光介質(zhì)46沿徑向向外快速地輸送到拋光墊20的周邊68。凹槽70包括第一部分72，該第一部分具有由旋轉(zhuǎn)軸36基本沿徑向向外延伸的主軸72′。出于本說明書的目的，主軸72′表示當(dāng)凹槽70從旋轉(zhuǎn)軸36附近的區(qū)域向周邊68延伸時的中線。在本文中，“基本沿徑向”包括精確地沿徑向發(fā)散到與軸向呈30°角發(fā)散的情況。第一部分72沿其主軸通常為直的結(jié)構(gòu)。第一部分72中的凹槽70的寬度和深度可根據(jù)所需的拋光性能、所提供凹槽的數(shù)量、所需的拋光介質(zhì)滯留時間和其它因素變化。在拋光墊20的一些示例性實施方式中，第一部分72中的凹槽70的寬度為5-50密耳(0.127-1.27毫米)，深度為10-50密耳(0.254-1.27毫米)。
通常形成的第一部分72使得其徑向內(nèi)端73(圖3)沿徑向位于內(nèi)部圓周66以內(nèi)，位于較靠近旋轉(zhuǎn)軸36的位置。內(nèi)端73的確切位置將受拋光介質(zhì)入口44的位置影響，通常需要將內(nèi)端73置于拋光介質(zhì)入口沿徑向的外部。但是這種相對位置并非必需的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過經(jīng)驗決定內(nèi)端73相對于拋光介質(zhì)入口44最佳的相對位置。在圖3中，以透視圖的形式顯示出了拋光介質(zhì)入口44的合適位置。這種定位僅應(yīng)視作例舉性的，而不是限制性的。
凹槽70還包括沿徑向位于第一部分72以外的振蕩部分74。第一部分72在轉(zhuǎn)變點76與振蕩部分74連通，與所述振蕩部分液體連通。如圖2和圖3所示，振蕩部分74具有正弦曲線構(gòu)型，隨著其從旋轉(zhuǎn)軸36向外延伸，其振幅可以增大。作為一種替代或另外的特征，振蕩部分74可以設(shè)計成隨著從旋轉(zhuǎn)軸36向外延伸，其正弦曲線構(gòu)型的頻率增大。出于本說明書的目的，頻率表示沿凹槽70主軸72′每單位距離的周期數(shù)。頻率與振蕩部分74的波長成反比，波長表示振蕩部分74沿主軸72′延伸一個周期的距離。盡管在許多應(yīng)用中不是優(yōu)選的，但是在一些情況下可適當(dāng)?shù)貙σ粋€或多個凹槽70的振蕩部分74的一些部分進行設(shè)計，使得在從旋轉(zhuǎn)軸36沿軸向向外延伸的同時，振幅和頻率中的一者或二者發(fā)生變化。例如，振幅、頻率以及振幅和頻率的組合可以沿從旋轉(zhuǎn)軸36向外的方向減少或增加。振蕩部分74的振幅和頻率的變化通常是線性的，但是本發(fā)明包括階躍函數(shù)和其它非線性變化。根據(jù)在旋轉(zhuǎn)軸36和周邊68之間進行的測定，振蕩部分74的波長通常小于且經(jīng)常顯著小于拋光墊20的半徑。拋光墊20可任選地包括一些不含與凹槽70連通的振蕩部分74的凹槽。
在拋光墊20的一個示例性實施方式中，根據(jù)在轉(zhuǎn)變點76和振蕩部分沿徑向最靠外的部分之間進行的測定，振蕩部分74的振幅增大了0.1-2.0英寸(2.54-50毫米)。在此實施方式中，根據(jù)沿凹槽72的主軸72′在轉(zhuǎn)變點76和振蕩部分徑向最靠外部分之間進行的測定，振蕩部分74的頻率每厘米增加0.1-1個周期。振幅和頻率取決于凹槽70的尺寸(寬度和深度)。
對于許多應(yīng)用，如圖2和圖3所示，凹槽70在限定振蕩部分74的正弦曲線中的峰和谷的部分具有平滑彎曲的構(gòu)型。但是在一些應(yīng)用中，可以在峰和谷部分提供尖銳的轉(zhuǎn)變，使得振蕩部分74具有鋸齒狀構(gòu)型。
振蕩部分74具有從旋轉(zhuǎn)軸36向外延伸的主軸75。主軸75可以基本上沿徑向從旋轉(zhuǎn)軸36向外延伸。在本文中，“基本沿徑向”包括主軸75完全沿徑向發(fā)散至沿與徑向成30°夾角的方向發(fā)散的情況。通常第二部分74的主軸75具有基本筆直的構(gòu)型，但是振蕩部分的主軸也可具有彎曲的構(gòu)型。
如圖2和圖3所示，振蕩部分74中的凹槽70可具有恒定的寬度。但是本發(fā)明并不限于這種情況。凹槽70可具有沿凹槽長度變化的寬度。另外，可通過改變振蕩部分74中的凹槽深度來影響滯留時間。在本發(fā)明一示例性的實施方式中，凹槽在第二部分74中具有均勻的寬度，在最大寬度點，寬度為70-100密耳(1.78-2.54毫米)。在許多應(yīng)用中，需要將凹槽70的寬度從轉(zhuǎn)變點76處的寬度逐漸增大到最大寬度點的寬度。凹槽70的最大寬度點通常位于外部圓周64，如果需要的話，寬度可以隨著凹槽繼續(xù)沿徑向朝著周邊68向外延伸而減小。
振蕩部分74可沿徑向朝外延伸到周邊68、外部圓周64、或沿徑向位于外部圓周64內(nèi)部的點。拋光介質(zhì)46的所需滯留時間將會是對振蕩部分74終止位置的主要影響因素，但是其它的設(shè)計和操作標(biāo)準(zhǔn)也會影響這些定位。
當(dāng)振蕩部分74終止于周邊68沿徑向的內(nèi)部時，可能需要提供與振蕩部分74流體連通的周邊部分78。周邊部分78缺少振蕩部分74的振蕩路徑結(jié)構(gòu)。周邊部分78可以相對于旋轉(zhuǎn)軸36筆直地沿徑向向外延伸向周邊68，可以是筆直的，但是沿與從旋轉(zhuǎn)軸36延伸出的半徑成一角度的方向向外延伸，或者可以以彎曲的方式向外延伸向周邊。盡管經(jīng)常需要周邊部分78，但是周邊部分是凹槽網(wǎng)絡(luò)60的一個任選的特征。
通常對于所有的凹槽，凹槽70的轉(zhuǎn)變點76與旋轉(zhuǎn)軸36間隔的徑向距離是相同的。例如，參見圖3，第一部分721的轉(zhuǎn)變點761位于與旋轉(zhuǎn)軸36具有徑向距離R1的位置，所述R1與第一部分722的轉(zhuǎn)變點762距旋轉(zhuǎn)軸36的徑向距離R2相等。制造中的變化會造成轉(zhuǎn)變點76與旋轉(zhuǎn)軸36間隔的距離有略微的差異。另外，在一些情況下，可能需要改變一些凹槽70的變換點76的位置。通常，轉(zhuǎn)變點76位于內(nèi)部圓周66沿徑向外部的位置，但是在一些情況下，可能也需要將轉(zhuǎn)變點76止于內(nèi)部圓周66的徑向內(nèi)部。通常，轉(zhuǎn)變點76與旋轉(zhuǎn)軸36相隔的距離等于旋轉(zhuǎn)軸36和晶片32的旋轉(zhuǎn)軸40之間距離的5-50％。
再參見圖1-3，下面將討論拋光墊20的使用和操作。如上所述，拋光墊20適于與包含磨料、反應(yīng)劑和(使用一段時間后得到的)反應(yīng)產(chǎn)物的拋光介質(zhì)46一起使用。例如，通過拋光介質(zhì)入口44在旋轉(zhuǎn)軸36附近引入拋光介質(zhì)46，然后通過拋光墊20的旋轉(zhuǎn)使拋光介質(zhì)具有離心力，使其沿徑向向外流動。拋光介質(zhì)46基本上在凹槽70的第一部分72中沿徑向向外流動，但是少量拋光介質(zhì)也可在凹槽之間的區(qū)域向外輸送。
當(dāng)拋光介質(zhì)46接觸晶片32時，拋光介質(zhì)中的反應(yīng)劑與晶片上的結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用，例如銅冶金，從而形成反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)拋光介質(zhì)46的化學(xué)性質(zhì)，與反應(yīng)劑發(fā)生相互作用的晶片32的結(jié)構(gòu)的組成，以及其它的因素，所述反應(yīng)產(chǎn)物會減緩或加快拋光速率。相對于拋光介質(zhì)46在第一部分72中的運動，振蕩部分74通過使拋光介質(zhì)沿振蕩路徑移動，減緩了拋光介質(zhì)沿徑向向外的運動。這種拋光介質(zhì)46路徑的變化通常會在轉(zhuǎn)變點76很快地發(fā)生，即以階躍函數(shù)的形式發(fā)生。換而言之，通常是在拋光介質(zhì)46沿徑向從轉(zhuǎn)變點76向外流動的時候，拋光介質(zhì)的滯留時間立刻增大。但是如果對于某些應(yīng)用需要較慢的轉(zhuǎn)變，可以通過使轉(zhuǎn)變點76附近的振蕩部分74的一些部分具有非常緩和的曲率，隨著從旋轉(zhuǎn)軸36向外移動，增大其振幅和頻率，從而很容易地進行調(diào)節(jié)。
通過增加拋光介質(zhì)46在沿與振蕩部分74相交的半徑的任意特定位置的滯留時間，拋光介質(zhì)46中的反應(yīng)劑和反應(yīng)產(chǎn)物暴露于晶片32的時間通常要長于本領(lǐng)域已知凹槽式樣的情況。已知拋光墊中的凹槽結(jié)構(gòu)通常不會通過使拋光介質(zhì)沿振蕩路徑流動而減緩拋光介質(zhì)沿徑向向外的運動。由于上文所述的反應(yīng)產(chǎn)物對拋光速率的影響，當(dāng)使用會生成反應(yīng)產(chǎn)物的拋光介質(zhì)組合物的時候，很難對被拋光的晶片進行均勻的平面化。
在決定振蕩部分74的最佳構(gòu)型，轉(zhuǎn)變點76的最佳定位，附加的非振蕩凹槽與具有振蕩部分74的凹槽的任選組合，以及設(shè)計拋光墊20的其它方面的時候，設(shè)計目標(biāo)是提供能夠使晶片32的平整度最大化的拋光介質(zhì)46在整個晶片軌跡62上的滯留時間分布。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，可以通過評價拋光介質(zhì)46的化學(xué)性質(zhì)及其與晶片32的相互作用，考慮和分析晶片中所含的材料，對拋光墊20進行計算機模擬，以及經(jīng)驗性地采用具有上述不同設(shè)計特征的圓形拋光墊，來達成該設(shè)計目標(biāo)。
下面來看圖1和圖4，在本發(fā)明另一實施方式中，提供了具有另一種凹槽網(wǎng)絡(luò)160的拋光墊120。凹槽網(wǎng)絡(luò)160包括多個凹槽170，每個凹槽具有第一部分172，振蕩部分174，以及轉(zhuǎn)變點176，所述第一部分172在轉(zhuǎn)變點176與振蕩部分174連通。凹槽170的第一部分172與凹槽的振蕩部分174流體連通。
第一部分172與第一部分72不同，不是從旋轉(zhuǎn)軸36沿徑向向外延伸的。相反，第一部分172具有起始于其內(nèi)端173或內(nèi)端173附近的彎曲構(gòu)型。如圖4所示，第一部分172可以在內(nèi)部圓周66以內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸36呈螺旋構(gòu)型纏繞，在進入晶片軌跡62之后，保持其彎曲構(gòu)型。圖4所示的第一部分172的彎曲程度僅是示例性的，并不對第一部分可能的構(gòu)型構(gòu)成限制。關(guān)于這一點，第一部分172可僅略微地偏離由旋轉(zhuǎn)軸36向外延伸的徑向，可具有略大的曲率(例如通過提供較小的曲率半徑和/或較大的長度)，或者可以如圖4所示發(fā)生顯著的彎曲。另外，第一部分172可以在內(nèi)端173和轉(zhuǎn)變點176之間具有非彎曲部分。
振蕩部分174與上文所述的振蕩部分74相同。關(guān)于這一點，振蕩部分174可具有筆直的構(gòu)型，沿其主軸相對于旋轉(zhuǎn)軸36徑向向外延伸，或者可以相對于徑向偏離高達30°。振蕩部分174通常向外延伸超過外部圓周64，終止于周邊168附近或周邊168處，但是本發(fā)明包括使振蕩部分終止于外部圓周64以內(nèi)。在一些情況下，需要在凹槽170的徑向外端提供周邊部分178。周邊部分178可與上文所述的周邊部分78相同。
如上所述，轉(zhuǎn)變點176通常是(但不一定)與旋轉(zhuǎn)軸36徑向等間隔的。這種結(jié)構(gòu)與上文所述凹槽70的轉(zhuǎn)變點76的相對位置相同，因而本發(fā)明包括如上文關(guān)于凹槽70的討論那樣，在制造時偏離這些相等的間距，還包括故意設(shè)計的變化。與凹槽70一樣，凹槽170通常盡可能致密地設(shè)置于拋光墊160上，但是凹槽的這種設(shè)置并不是必需的。關(guān)于這一點，預(yù)期凹槽網(wǎng)絡(luò)160中的凹槽170比圖4所示更密。對于許多應(yīng)用，需要如圖4所示，將轉(zhuǎn)變點176置于相對靠近內(nèi)部圓周66的位置。但是轉(zhuǎn)變點176的設(shè)置會很大程度地被轉(zhuǎn)變點176位置的變化對晶片32拋光造成影響程度的經(jīng)驗性檢驗所影響。
在操作中，拋光墊120的凹槽170通過與上述凹槽70基本相同的方式控制凹槽中拋光介質(zhì)46內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物的滯留時間。具體來說，振蕩部分174通過使拋光介質(zhì)沿振蕩路徑流動而減緩了拋光介質(zhì)46沿徑向向外的流動。如上文關(guān)于凹槽70所述，凹槽170的確切結(jié)構(gòu)通常會受拋光介質(zhì)46的化學(xué)性質(zhì)、晶片32的組成以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它因素的影響。
下面來看圖1和圖5，在本發(fā)明另一實施方式中，提供了具有另一種凹槽網(wǎng)絡(luò)260的拋光墊220。凹槽網(wǎng)絡(luò)260包括多個凹槽270，每個凹槽具有與上述第一部分72類似的第一部分272，其不同之處在于其沿著大部分(如果不是全部的)的主軸彎曲。各凹槽270還包括與振蕩部分74類似的振蕩部分274，其不同之處在于，振蕩部分274是彎曲的。該彎曲可以沿振蕩部分274的一部分或全部主軸延伸。凹槽270的第一部分272與凹槽的振蕩部分274流體連通，并且在轉(zhuǎn)變點276與第二部分連通。凹槽270可任選地包括周邊部分278，該周邊部分278可與上述周邊部分78相同。與凹槽70相同，拋光墊260上的凹槽270通常盡可能地密，但是本發(fā)明也包括凹槽密度小于最大密度的情況。
在操作中，拋光墊220的凹槽270依照與上述凹槽70相同的方式控制凹槽中拋光介質(zhì)46內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物的滯留時間。如上文關(guān)于凹槽70所述，凹槽270的確切構(gòu)型通常會受拋光介質(zhì)46的化學(xué)性質(zhì)、晶片32的組成以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它因素的影響。
權(quán)利要求
1.一種用來拋光制品的拋光墊，該拋光墊包括a.具有旋轉(zhuǎn)軸和多個凹槽的拋光部分，所述多個凹槽中的每個凹槽包括i.相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的第一部分；ii.在一轉(zhuǎn)變位與所述第一部分連通的振蕩部分。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述多個凹槽的轉(zhuǎn)變位與旋轉(zhuǎn)軸等間隔。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述第一部分具有彎曲的構(gòu)型。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述振蕩部分具有正弦曲線構(gòu)型，所述正弦曲線構(gòu)型具有頻率和振幅，沿從旋轉(zhuǎn)軸向外延伸并與振蕩部分相交的半徑進行測定，該正弦曲線構(gòu)型的頻率和振幅中的一種或兩種發(fā)生變化。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述振蕩部分具有相對于旋轉(zhuǎn)軸沿徑向延伸的主軸。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述振蕩部分的至少一部分具有呈彎曲構(gòu)型的主軸。
7.一種使用具有旋轉(zhuǎn)軸的拋光墊和拋光介質(zhì)拋光制品的方法，該方法包括以下步驟a.提供具有從旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的凹槽的拋光墊；b.使所述拋光墊接觸制品的表面；c.使拋光墊和制品相對旋轉(zhuǎn)，使得拋光墊的軌跡接觸制品；d.使拋光介質(zhì)以一種方式在拋光墊和制品表面之間、在凹槽內(nèi)流動，使得拋光介質(zhì)在到達轉(zhuǎn)變點之前，具有第一滯留時間，在轉(zhuǎn)變點處，滯留時間以階躍函數(shù)增大到第二滯留時間，所述拋光介質(zhì)在達到轉(zhuǎn)變點之后，沿振蕩路徑流動。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二滯留時間大于第一滯留時間。
9.一種用來拋光制品的拋光墊，該拋光墊包括a.具有旋轉(zhuǎn)軸和多個凹槽的拋光部分，所述多個凹槽中的各個凹槽包括i.相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的第一部分；ii.具有相對于旋轉(zhuǎn)軸向外延伸的主軸的第二部分，所述第二部分在轉(zhuǎn)變位與第一部分連通，設(shè)計成通過使拋光介質(zhì)沿振蕩路徑流動而減緩拋光介質(zhì)的向外流動。
10.如權(quán)利要求9所述的拋光墊，其特征在于，所述第二部分具有以下的至少一種情況寬度在所述轉(zhuǎn)變位增大，深度在轉(zhuǎn)變位減小。
全文摘要
一種用來拋光晶片(32)或其它制品的拋光墊(20)，該拋光墊具有設(shè)計用來增加拋光介質(zhì)(46)在拋光墊上的滯留時間的凹槽網(wǎng)絡(luò)(60)。所述凹槽網(wǎng)絡(luò)具有第一部分(72)和振蕩部分(74)，所述第一部分基本沿徑向向外延伸，振蕩部分起始于轉(zhuǎn)變點(76)，設(shè)計成用來減慢拋光介質(zhì)沿徑向向外的流動。
文檔編號B24B37/04GK1956819SQ200580017036
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者C·L·埃爾穆蒂, R·V·帕拉帕思 申請人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司