具有同心或大致同心多邊形槽圖案的拋光墊的制作方法
【專利摘要】描述了具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的拋光墊。還描述了制造具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的方法。
【專利說明】具有同心或大致同心多邊形槽圖案的拋光墊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例屬于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)、特別是具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的拋光墊的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)-機(jī)械平面化或化學(xué)-機(jī)械拋光(通常簡寫為CMP)是一種在半導(dǎo)體制作中用于使半導(dǎo)體晶片或其它襯底平面化的技術(shù)。
[0003]該工藝與拋光墊和直徑典型地大于晶片的擋圈相結(jié)合地使用研磨和腐蝕性的化學(xué)漿狀物(通常稱為膠質(zhì))。拋光墊和晶片由動態(tài)拋光頭迫壓在一起并由塑料擋圈保持在適當(dāng)位置。在拋光期間動態(tài)拋光頭旋轉(zhuǎn)。該方法有助于材料的移除并趨于使任何不規(guī)則的形貌平坦，從而使晶片平直或平坦。該方法對于設(shè)置晶片以形成另外的電路元件可能是必要的。例如，可能需要該方法來使整個表面位于光刻系統(tǒng)的景深內(nèi)，或基于其位置選擇性地去除材料。對于最近的低于50納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)，典型的景深要求低至埃級。
[0004]材料去除的過程并非僅僅是像砂紙?jiān)谀静纳夏菢拥难心ス尾吝^程。漿體中的化學(xué)制品也與待去除的材料反應(yīng)和/或弱化待去除的材料。磨料加速了該弱化過程并且拋光墊有助于從表面擦除反應(yīng)后的材料。除在漿體技術(shù)中的進(jìn)步外，拋光墊還對日益復(fù)雜的CMP操作起到重要作用。
[0005]然而，在CMP墊技術(shù)的進(jìn)化中需要另外的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施例包括具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的拋光墊。
[0007]在一實(shí)施例中，一種用于拋光襯底的拋光墊包括拋光主體。該拋光主體具有拋光表面和背面。拋光表面具有包括同心或大致同心的多邊形的槽圖案。槽圖案不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽。
[0008]在另一實(shí)施例中，一種制作用于拋光襯底的拋光墊的方法包括在成型模的基部中將預(yù)聚物/預(yù)聚合物與固化劑混合以形成混合物。使成型模的蓋移動到混合物中。所述蓋上設(shè)置有包括同心或大致同心的多邊形的突起圖案。突起圖案不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向突起。在所述蓋被布置在混合物中的情況下，使混合物至少部分地固化以形成包括拋光表面的模制均質(zhì)拋光主體，所述拋光表面中設(shè)置有與蓋的突起圖案對應(yīng)的槽圖案。
[0009]在另一實(shí)施例中，一種用于拋光襯底的拋光墊包括拋光主體。該拋光主體具有拋光表面和背面。該拋光表面具有槽圖案，該槽圖案包括正交于拋光表面的半徑的離散線段/節(jié)段/部段并且形成同心或大致同心的多邊形布置的一部分但不是全部。
[0010]在另一實(shí)施例中，一種用于拋光襯底的拋光墊包括拋光主體。該拋光主體具有拋光表面和背面。該拋光表面具有包括嵌套的不完整多邊形的槽圖案，在所述不完整多邊形之間具有連續(xù)性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1示出了設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的同心圓形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0012]圖2示出了設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0013]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0014]圖4A不出了設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0015]圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0016]圖4C示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的在接連/相繼的多邊形之間具有徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0017]圖5A示出了用于設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的同心圓形槽圖案的圓形槽的軌跡的自上至下的平面圖。
[0018]圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心多邊形槽圖案的多邊形槽的軌跡的自上至下的平面圖。
[0019]圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心十二邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0020]圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心八邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0021]圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有旋轉(zhuǎn)相繼多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0022]圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有交替的旋轉(zhuǎn)相繼多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0023]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有偏離的中心的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0024]圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有中斷的非多邊形槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0025]圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的多邊形槽圖案的自上至下的平面圖，其中一個多邊形具有與另一個多邊形不同數(shù)量的邊。
[0026]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖，所述圖案被局部透明(LAT)區(qū)域和/或指示區(qū)域中斷。
[0027]圖11A-11F示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于制作拋光墊的操作的剖視圖。
[0028]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有變形的相繼多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0029]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的在具有同心多邊形的大體外觀的不完整多邊形之間具有連續(xù)性的槽圖案的自上至下的平面圖。[0030]圖14A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有不帶轉(zhuǎn)折部位的同心多邊形的大體外觀的線段槽圖案的自上至下的平面圖。
[0031]圖14B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有每隔一個邊缺失一個邊的大體外觀的線段槽圖案的自上至下的平面圖。
[0032]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的與具有同心多邊形槽圖案的拋光墊兼容的拋光設(shè)備的等軸側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本文中描述了具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的拋光墊。在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，諸如具體的拋光墊組合物和設(shè)計(jì)，以便提供對本發(fā)明的實(shí)施例的透徹理解。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見的是，本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在另一些情形中，未詳細(xì)描述公知的加工技術(shù)，諸如與漿體和拋光墊組合以執(zhí)行半導(dǎo)體襯底的CMP有關(guān)的細(xì)節(jié)，以便不會不必要地使本發(fā)明的實(shí)施例難以理解。此外，應(yīng)理解的是，圖中所示的各種實(shí)施例是說明性的表示且不一定按比例繪制。
[0034]用于在CMP操作中拋光襯底的拋光墊通常包括其中形成有物理槽的至少一個表面。所述槽可以布置成平衡用于拋光襯底的適量表面積，同時提供用于在CMP操作中使用的漿體的儲器。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于一系列同心多邊形的槽圖案被描述為用于拋光墊的拋光表面。作為示例，直徑為約20英寸的拋光墊具有帶基于同心的十邊形槽的槽圖案的拋光表面。
[0035]本文描述的槽圖案對于使用漿體在CMP操作中拋光襯底可以提供益處，或者與現(xiàn)有技術(shù)拋光墊相比可以有利于使用漿體在CMP操作中拋光襯底。例如，文中描述的槽圖案的優(yōu)點(diǎn)可以包括:(a)隨著拋光墊旋轉(zhuǎn)并且單獨(dú)的槽向內(nèi)和向外徑向平移，基于漿體的拋光過程跨被拋光襯底的改善的均化，(b)對于帶有徑向槽的墊，拋光墊上改善的漿體保持。下文例如分別結(jié)合圖5B和2更詳細(xì)地描述這兩種概念。
[0036]本發(fā)明的基本實(shí)施例包括基于形成類似的多邊形的一系列槽的槽圖案，所述多邊形全部具有同一個中心點(diǎn)，并且全部以角度0 (角0為零)對齊，使得它們的直線段平行并且它們的角以徑向方式對齊。嵌套的三角形、方形、五邊形、六邊形等全部都被認(rèn)為包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)?？梢源嬖谧畲髷?shù)量的直線段，高于該數(shù)量多邊形將變成大致圓形。優(yōu)選實(shí)施例可以包括將槽圖案限制為多邊形具有的邊的數(shù)量小于這樣的直線段數(shù)量。這種方案的一個原因可以是改善拋光效益的均化，所述拋光效益否則可能隨著每個多邊形的邊數(shù)增加并接近圓形而削弱。另一實(shí)施例包括具有同心多邊形的槽圖案，所述同心多邊形具有與拋光墊中心不在同一個位置的中心。
[0037]更復(fù)雜的實(shí)施例可以包括具有定向成相對于彼此具有小的角度0的同心多邊形的槽圖案。該小角度9可以相對于墊在拋光工具上的旋轉(zhuǎn)方向是正的或負(fù)的。這樣的實(shí)施例可以提供從拋光墊的中心到邊緣形成柔和螺旋的直線角度的視覺印象(參見下文對圖7A的描述)。這樣的圖案還可以在拋光墊周圍隨后形成拋光區(qū)域時提供變化的區(qū)域?qū)挾取＿@樣一個歪斜的槽圖案可以獲得拋光性能和漿體保持的更多優(yōu)勢。
[0038]傳統(tǒng)拋光墊通常具有同心的圓形槽圖案。例如，圖1示出了設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的同心圓形槽圖案的自上至下的平面圖。[0039]參照圖1,拋光墊100包括具有拋光表面102和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面102具有同心圓104的槽圖案。該槽圖案還包括從最內(nèi)部的圓到最外部的圓連續(xù)的多個徑向槽106，如圖1所示。這樣一個槽圖案的潛在缺點(diǎn)始終關(guān)于本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0040]具有徑向槽的拋光墊可能在襯底的拋光過程中加劇漿體損失。例如，圖2示出設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0041]參照圖2,拋光墊200包括具有拋光表面202和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面202具有同心多邊形的槽圖案。例如，在一實(shí)施例中，同心多邊形的槽圖案是同心十二邊形204的槽圖案，如圖2所示。然而，該槽圖案還包括從最內(nèi)部多邊形206到最外部多邊形208連續(xù)的多個徑向槽210。
[0042]與圖2相比，且如下文在圖3中舉例說明的，本發(fā)明的實(shí)施例包括不存在從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形圖案。通過不包括這樣的徑向槽，相對于具有這樣的徑向槽的墊而言可以改善拋光墊上的漿體保持。例如，這樣的連續(xù)徑向槽可以起排漿渠道的作用，從而在漿體用于拋光過程中之前有效從拋光墊排掉該漿體。
[0043]在本發(fā)明的一方面，一種拋光墊可以制作成具有拋光表面，該拋光表面上具有同心的多邊形槽圖案。作為示例，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0044]參照圖3,拋光墊300包括具有拋光表面302和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面302具有同心多邊形的槽圖案。例如，在一實(shí)施例中，同心多邊形的槽圖案是同心十二邊形304的槽圖案，如圖3所示。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，每個同心多邊形具有相同數(shù)量的邊。例如，在一個實(shí)施例中，每個同心多邊形具有十二條邊。與圖2的拋光墊相比，該槽圖案不具有從最內(nèi)部多邊形306到最外部多邊形308連續(xù)的徑向槽。如上所述，在一實(shí)施例中，缺乏從最內(nèi)部多邊形306到最外部多邊形308連續(xù)的徑向槽有助于將漿體保持在拋光墊300的拋光表面上。更具體地，在一個實(shí)施例中，該槽圖案不具有任何徑向槽，如圖3所示。
[0045]應(yīng)理解，拋光墊300的外緣可能無法容納完整的多邊形。然而，可能需要在拋光墊300的最外側(cè)包括槽。例如，在一實(shí)施例中，在拋光墊300的邊緣處或其附近包括一個或多個殘缺的多邊形320，如圖3所示。
[0046]在本發(fā)明的另一方面，拋光墊可以制作成具有拋光表面，該拋光表面上具有同心多邊形槽圖案以及從同心的最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形不連續(xù)的一個或多個徑向槽。這樣一個徑向槽的設(shè)置可以作為標(biāo)記被包括在內(nèi)以指示拋光墊的特征，或者可以為了非常局部的漿體傳送而被包括在內(nèi)。另外，這樣一個徑向槽可以作為墊制作過程的人工制品而存在。
[0047]為了比較，圖4A不出了設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊400A的拋光表面410中的具有從最內(nèi)部多邊形406到最外部多邊形408連續(xù)的徑向槽404的同心多邊形槽圖案402的自上至下的平面圖。這樣一個墊結(jié)合圖2詳細(xì)描述。同樣通過比較，圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊400B的拋光表面414中的不帶徑向槽的同心多邊形槽圖案412的自上至下的平面圖。這樣一個墊結(jié)合圖3詳細(xì)描述。[0048]反而，圖4C不出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊400C的拋光表面428中的在相繼的多邊形之間具有徑向槽422、424、426的同心多邊形槽圖案420的自上至下的平面圖。因而，在一實(shí)施例中，該槽圖案還包括同心多邊形的兩個相繼多邊形之間的徑向槽。在一個實(shí)施例中，徑向槽在僅兩個緊鄰的多邊形之間延伸，諸如徑向槽422。在另一實(shí)施例中，徑向槽延伸超出兩個緊鄰的多邊形，諸如徑向槽422。在另一實(shí)施例中，與徑向槽422和424形成對照，徑向槽在多邊形的與角部相對的邊定位，諸如徑向槽426。
[0049]通過設(shè)置同心多邊形槽圖案，與同心圓相比，隨著拋光墊旋轉(zhuǎn)并且單獨(dú)的槽向內(nèi)和向外徑向平移，可以跨拋光后的襯底實(shí)現(xiàn)拋光過程的改善的均化。作為示例，圖5A示出了用于設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的同心圓形槽圖案的圓形槽的軌跡的自上至下的平面圖。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心多邊形槽圖案的多邊形槽的軌跡的自上至下的平面圖。
[0050]參照圖5A，隨著拋光墊500A沿著設(shè)置在傳統(tǒng)拋光墊的拋光表面中的同心圓形槽圖案的圓形槽506旋轉(zhuǎn)，軌跡502A跨越拋光后的襯底504A。軌跡502A在圓形槽506上保持固定，從而限制襯底504A經(jīng)受來自圓形槽506的拋光過程的表面量。相比之下，隨著拋光墊500B沿著設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的同心多邊形槽圖案的多邊形槽508旋轉(zhuǎn)，軌跡502B跨越拋光后的襯底504B。對于多邊形槽508，軌跡502B向內(nèi)和向外徑向平移，從而增加襯底504B的經(jīng)受來自多邊形槽506的拋光過程的表面量。
[0051]在本發(fā)明的另一方面，同心多邊形圖案中的每個多邊形的面數(shù)可以根據(jù)拋光墊的具體應(yīng)用以及尺寸而變化。作為示例，圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊600A的拋光表面中的同心十二邊形槽圖案602A的自上至下的平面圖。圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊600B的拋光表面中的同心八邊形槽圖案602B的自上至下的平面圖。
[0052]在一實(shí)施例中，每個多邊形的邊數(shù)由拋光墊的直徑或待通過拋光墊拋光的襯底的直徑?jīng)Q定。例如，在一個實(shí)施例中，拋光墊的直徑為約30英寸，襯底的直徑為約12英寸，并且同心多邊形為同心十六邊形。在另一實(shí)施例中，拋光墊的直徑為約20英寸，襯底的直徑為約8英寸，并且同心多邊形為同心十邊形。在一實(shí)施例中，最外部多邊形的每個邊的長度大致在待拋光的襯底的直徑長度的50-60%的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，文中設(shè)想的拋光墊用于拋光具有約450毫米的直徑的襯底。
[0053]多個同心多邊形如果未互相偏離的話可能由于在多邊形的邊對齊的位置意外地去除大量漿體而誘發(fā)雨水槽效應(yīng)。替代的是，在本發(fā)明的另一方面，相繼的多邊形可以相對于彼此旋轉(zhuǎn)。例如，圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有旋轉(zhuǎn)后的相繼多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有交替的/反復(fù)的旋轉(zhuǎn)相繼多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0054]作為示出以上概念的比較，再參照圖3，在一實(shí)施例中，同心多邊形的每個多邊形不具有相對于其相繼/相鄰多邊形的旋轉(zhuǎn)度。然而，參照圖7A，拋光墊700A具有帶有旋轉(zhuǎn)的相繼多邊形702A的同心多邊形槽圖案。也就是說，在一實(shí)施例中，同心多邊形的一個或多個多邊形702A相對于其相繼多邊形具有一定度數(shù)的旋轉(zhuǎn)。在一個實(shí)施例中，該一個或多個多邊形相對于相繼多邊形順時針旋轉(zhuǎn)，如圖7A所示。在一替代實(shí)施例中，一個或多個多邊形相對于相繼多邊形逆時針旋轉(zhuǎn)。參照圖7B，在另一方面，旋轉(zhuǎn)是交錯的，使得多邊形704相對于其緊鄰的多邊形706旋轉(zhuǎn)，但相對于其下一個多邊形708不具有旋轉(zhuǎn)度。在一實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)度由槽圖案中的同心多邊形的總數(shù)決定。在一個實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)度這樣來選擇:使得最內(nèi)部多邊形通過所選擇的多邊形形狀的一面的一轉(zhuǎn)逐漸歪斜至最外部多邊形。例如，在一個非常具體的實(shí)施例中，30英寸拋光墊包括100個同心十邊形。每個相繼的十邊形相對于其前一個十邊形沿相同方向旋轉(zhuǎn)0.36度。
[0055]在另一方面，槽圖案的同心多邊形的中心無需在拋光墊的中心。例如，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有偏離的中心的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0056]作為示出以上概念的比較，再參照圖3，在一實(shí)施例中，同心多邊形的中心位于拋光墊的中心處。然而，參照圖8，同心多邊形槽圖案802設(shè)置在拋光墊800的拋光表面中。同心多邊形的中心804偏離拋光墊800的中心806。這樣一種布置對于某些具體的襯底設(shè)計(jì)或拋光過程可能是實(shí)用的。
[0057]應(yīng)理解，拋光墊800的外緣可能無法容納完整的多邊形。然而，可能需要在拋光墊800的最外側(cè)包括槽。例如，在一實(shí)施例中，在拋光墊800的邊緣處或其設(shè)置有一個或多個部分多邊形820和/或一個或多個殘缺的多邊形822，如圖8所示。
[0058]在另一方面，同心多邊形圖案可能被非多邊形槽中斷。例如，圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有中斷的非多邊形槽的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0059]參照圖9A，拋光墊900A具有同心多邊形902的槽圖案。一個或多個非多邊形槽906中斷同心多邊形902的圖案。例如，同心多邊形902和904通過非多邊形槽906分離。在一實(shí)施例中，每個非多邊形槽906的中心位于同心多邊形902的中心處，如圖9A所示。在一實(shí)施例中，非多邊形槽是圓形的，同樣如圖9A所示。
[0060]在另一方面，同心多邊形圖案不需要包括全部具有相同的邊數(shù)的多邊形。例如，圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的多邊形槽圖案的自上至下的平面圖，其中一個多邊形具有與另一個多邊形不同數(shù)量的邊。
[0061]參照圖9B，拋光墊900B具有同心多邊形910的槽圖案。一個同心多邊形具有與另一同心多邊形不同數(shù)量的邊。例如，多邊形910具有12條邊，多邊形912具有10條邊，多邊形914具有8條邊，且多邊形916具有6條邊。在一實(shí)施例中，最外部多邊形具有最內(nèi)部多邊形多的邊，如圖9B所示。該布置可以實(shí)現(xiàn)比在隨著接近拋光墊的中心而為每個多邊形使用相同數(shù)量的邊的情況下將實(shí)現(xiàn)的邊長更長的邊長。通過隨著接近拋光墊的中心而保留更長的邊長，可以隨著拋光后的襯底在拋光墊周圍改變位置而實(shí)現(xiàn)更均勻的拋光過程。
[0062]在一實(shí)施例中，本文中描述的拋光墊如拋光墊300、400B、400C、500B、600A、600B、700A、700B、800、900A或900B適合于拋光襯底。該襯底可以是用于半導(dǎo)體制造行業(yè)中的襯底，例如具有設(shè)置在其上的器件或其它層的有機(jī)硅襯底。然而，該襯底可以是比如但不限于用于MEMS器件、分劃板或太陽能模塊的襯底。因此，對如本文中所用的“用于拋光襯底的拋光墊”的提及意圖涵蓋這些和有關(guān)的可能性。
[0063]本文中描述的拋光墊，例如拋光墊300、400B、400C、500B、600A、600B、700A、700B、800、900A或900B，可以由熱固性聚氨酯材料的均質(zhì)拋光主體組成。在一實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體由熱固性封閉單元聚氨酯材料組成。在一實(shí)施例中，術(shù)語“均質(zhì)”用來指出熱固性封閉單元聚氨酯材料的成分遍及拋光主體的整個組成是一致的。例如，在一實(shí)施例中，術(shù)語“均質(zhì)的”不包括由例如浸潰氈或多層不同材料的組合物(復(fù)合材料)組成的拋光墊。在一實(shí)施例中，術(shù)語“熱固性材料”用來指不可逆地固化的聚合材料，例如材料前體通過固化不可逆地變成難熔、不溶解的聚合物網(wǎng)絡(luò)。例如，在一實(shí)施例中，術(shù)語“熱固性材料”不包括由例如“熱固性塑料”材料或“熱塑性塑料”一這些材料由當(dāng)加熱時變成液體而當(dāng)充分冷卻時恢復(fù)高玻璃態(tài)的聚合物組成一組成的拋光墊。應(yīng)指出的是，由熱固性材料制成的拋光墊典型地由在化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)而形成聚合物的較低分子量前體制成，而由熱塑性材料制成的墊典型地通過加熱預(yù)先存在的聚合物而導(dǎo)致相變以使得拋光墊在物理過程中形成而制成。聚氨酯熱固性聚合物可以基于它們穩(wěn)定的熱和機(jī)械性質(zhì)、耐化學(xué)環(huán)境性能和耐磨趨勢而被選擇用于制作本文中描述的拋光墊。
[0064]在一實(shí)施例中，本文中描述的拋光墊如拋光墊300、400B、400C、500B、600A、600B、700A、700B、800、900A或900B包括模制均質(zhì)拋光主體。術(shù)語“模制/模塑”用來指出均質(zhì)拋
光主體在成型模中形成，如下文結(jié)合圖11A-11F更詳細(xì)地描述。在一實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體在修整和/或拋光時具有大致在1-5微米均方根的范圍內(nèi)的拋光表面粗糙度。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體在修整和/或拋光時具有約為2.35微米均方根的拋光表面粗糙度。在一實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體在25攝氏度下具有大致在30-120兆帕(MPa)的范圍內(nèi)的儲能模量。在另一實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體在25攝氏度下具有大致小于30兆帕(MPa)的儲能模量。
[0065]在一實(shí)施例中，本文中描述的拋光墊如拋光墊300、400B、400C、500B、600A、600B、700A、700B、800、900A或900B包括其中具有多個封閉單元孔的拋光主體。在一個實(shí)施例中，多個封閉單元孔為多種致孔劑/多個致孔物(porogen)。例如，術(shù)語“致孔劑”可以用來指具有“中空”中心的微米級或納米級球形或大致球形顆粒。中空中心未充填固體材料，而是可包括氣態(tài)或液態(tài)芯部。在一個實(shí)施例中，多個封閉單元孔由遍及拋光墊的均質(zhì)拋光主體(例如，作為其中的另一成分)分布的預(yù)膨脹和充氣的EXPANCEL?組成。在一具體實(shí)施例中，EXPANCEL?充填有戊烷。在一實(shí)施例中，多個封閉單元孔的其中每一個都具有大致在10-100微米范圍內(nèi)的直徑。在一個實(shí)施例中，多個封閉單元孔包括彼此離散的孔。這與可通過孔道互相連接的開放單元孔(諸如對于同一塊海綿中的孔而言的情形)相反。在一個實(shí)施例中，各封閉單元孔包括物理殼體，諸如如上所述的致孔劑/致孔物的殼體。然而，在另一實(shí)施例中，封閉單元孔的其中每一個都不包括物理殼體。在一實(shí)施例中，多個封閉單元孔遍及均質(zhì)拋光主體的熱固性聚氨酯材料基本均勻地分布。
[0066]在一實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體是不透明的。在一實(shí)施例中，術(shù)語“不透明”用來指允許約10%或以下的可見光通過的材料。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體大部分是不透明的，或完全由于包括遍及均質(zhì)拋光主體的均質(zhì)熱固性、封閉單元聚氨酯材料的濁化(opacifying)潤滑劑(例如,作為附加成分位于其中)而完全不透明。在一具體實(shí)施例中，濁化潤滑劑是諸如但不限于以下材料的材料:氮化硼、氟化鈰、石墨、氟化石墨、硫化鑰、硫化鈮、云母、硫化鉭、二硫化鎢或聚四氟乙烯/特氟隆。
[0067]均質(zhì)拋光主體的尺寸確定可以根據(jù)應(yīng)用變化。不過，可以使用某些參數(shù)來制造拋光墊，包括與常規(guī)加工設(shè)備或甚至與常規(guī)化學(xué)機(jī)械加工操作兼容的這種均質(zhì)拋光主體。例如，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，均質(zhì)拋光主體具有大致在0.075英寸至0.130英寸的范圍內(nèi)、例如大致在1.9-3.3毫米的范圍內(nèi)的厚度。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體具有大致在20英寸至30.3英寸的范圍內(nèi)例如大致在50-77厘米的范圍內(nèi)并且可能大致在10英寸至42英寸的范圍內(nèi)例如大致在25-107厘米的范圍內(nèi)的直徑。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體具有大致在6%-36%總空隙體積并且可能大致在15%-35%總空隙體積的范圍內(nèi)的孔密度。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光(主體)由于包括多個孔而如上所述具有封閉單元式的孔隙度。在一個實(shí)施例中，均質(zhì)拋光主體具有約2.5%的壓縮率。在一個實(shí)施例中,均質(zhì)拋光主體具有大致在每立方厘米0.70-1.05克的范圍內(nèi)的密度。
[0068]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，帶有其上具有同心多邊形槽圖案的拋光表面的拋光墊還包括設(shè)置在拋光墊中的局部透明(LAT)區(qū)域。例如，圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊1000的拋光表面1002中的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖，該圖案被局部透明(LAT)區(qū)域和/或指示區(qū)域中斷。具體而言，LAT區(qū)域1004設(shè)置在拋光墊1000的拋光主體中。如圖10所示，LAT區(qū)域1004中斷同心多邊形1010的槽圖案。在一實(shí)施例中，LAT區(qū)域1004設(shè)置在拋光墊1000的均質(zhì)拋光主體中并與其共價結(jié)合。轉(zhuǎn)讓給NexPlanarCorporation的、2010年9月30日提交的美國專利申請12/895，465中描述了合適的LAT區(qū)域的示例。
[0069]在另一實(shí)施例中，帶有其上具有同心多邊形槽圖案的拋光表面的拋光墊還包括用于與例如渦電流檢測系統(tǒng)聯(lián)用的檢測區(qū)域。例如，再參照圖10，拋光墊1000的拋光表面1002包括指示區(qū)域1006，該指示區(qū)域指示設(shè)置在拋光墊1000的背面中的檢測區(qū)域的位置。在一個實(shí)施例中，指示區(qū)域1006以第二槽圖案1008中斷同心多邊形1010的槽圖案，如圖10所示。轉(zhuǎn)讓給NexPlanar Corporation的、2010年9月30日提交的美國專利申請12/895，465中描述了合適的渦電流檢測區(qū)域的示例。
[0070]在本發(fā)明的另一方面，具有同心多邊形槽圖案的拋光墊可以在模制過程中制作。例如，圖11A-11F示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于制作拋光墊的操作的剖視圖。
[0071]參照圖11A，提供了成型模1100。參照圖11B，使預(yù)聚物1102和固化劑1104混合以在成型模1100中形成混合物1106，如圖1IC所示。在一實(shí)施例中，使預(yù)聚物1102和固化劑1104混合包括分別使異氰酸酯(isocyanate)和芳香族二胺(aromatic diamine)化合物混合。在一個實(shí)施例中，該混合還包括向預(yù)聚物1102和固化劑1104添加濁化潤滑劑以最終能提供不透明的模塑均質(zhì)拋光主體。在一具體實(shí)施例中，濁化潤滑劑是諸如但不限于以下材料的材料:氮化硼、氟化鈰、石墨、氟化石墨、硫化鑰、硫化鈮、云母、硫化鉭、二硫化鎢或聚四氟乙烯/特氟隆。
[0072]在一實(shí)施例中，拋光墊前體混合物1106用來最終形成由熱固性、封閉單元聚氨酯材料組成的模制均質(zhì)拋光主體。在一個實(shí)施例中，拋光墊前體混合物1106用來最終形成硬墊并且僅使用單一類型的固化劑。在另一實(shí)施例中，拋光墊前體混合物1106用來最終形成軟墊并且使用主、次固化劑的組合。例如，在一具體實(shí)施例中，預(yù)聚物包括聚氨酯前體，主固化劑包括芳族二胺化合物，且次固化劑包括具有醚鍵的化合物。在一特定實(shí)施例中，聚氨酯前體是異氰酸酯，主固化劑是芳香族二胺，且次固化劑是諸如但不限于聚丁二醇、氨基-官能化乙二醇或氨基-官能化聚氧丙烯的固化劑。在一實(shí)施例中，預(yù)聚物、主固化劑和次固化齊[J具有100份預(yù)聚物、85份主固化劑和15份次固化劑的近似摩爾比率。應(yīng)理解的是，該比率的變化可用來為拋光墊提供不同的硬度值，或基于預(yù)聚物以及第一和第二固化劑的特定性質(zhì)。
[0073]參照圖11D，成型模1100的蓋1108下降到混合物1106中。在圖1lD中，在上方示出了蓋1108的自上至下的平面圖，而在下方示出了沿著a-a’軸線的剖面。在一實(shí)施例中，蓋1108上設(shè)置有包括同心多邊形的突起圖案/突起型式1110。突起圖案1110不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向突起。突起圖案1110用來在形成于成型模1100中的拋光墊的拋光表面中壓印槽圖案。在一具體實(shí)施例中，突起圖案1110不具有徑向突起。
[0074]應(yīng)理解的是，本文中所述的描述降下成型模1100的蓋1108的實(shí)施例僅需實(shí)現(xiàn)成型模1100的蓋1108和基部的合攏。也就是說，在一些實(shí)施例中，成型模1100的基部朝成型模的蓋1108上升，而在另一些實(shí)施例中，成型模1100的蓋1108在基部朝蓋1108上升的同時朝成型模1100的基部降下。
[0075]參照圖11E，混合物1106固化以在成型模1100中提供模制的均勻拋光主體1112。混合物1106在壓力下加熱(例如，在蓋1108就位的情況下)以提供模制均質(zhì)拋光主體1112。在一實(shí)施例中，成型模1100中的加熱包括在存在蓋1108的情況下至少部分地固化，蓋1108將混合物1106在200-260華氏度的范圍內(nèi)的溫度和在每平方英寸2-12磅的范圍內(nèi)的壓力下封閉在成型模1100中。
[0076]參照圖11F，拋光墊(或在需要進(jìn)一步的固化的情況下拋光墊前體)與蓋1108分離并從成型模1100被移除，以提供分散的模制均質(zhì)拋光主體1112。在圖1lF中，在下方示出了模制均質(zhì)拋光主體1112的自上至下的平面圖，而在上方示出了沿著b-b’軸線的剖面。應(yīng)指出的是，通過加熱的進(jìn)一步固化可能是理想的并且可通過將拋光墊置于爐中并加熱來執(zhí)行。因而，在一個實(shí)施例中，使混合物1106固化包括首先在成型模1100固化且接著在爐中進(jìn)一步固化。無論哪種方式，最終都提供了拋光墊，其中拋光墊的模制均質(zhì)拋光墊1112具有拋光表面1114和背面1116。在一實(shí)施例中,模制均質(zhì)拋光主體1112由熱固性聚氨酯材料和設(shè)置在熱固性聚氨酯材料8中的多個封閉單元孔組成。模制均質(zhì)拋光主體1112包括其中設(shè)置有與蓋1108的突起圖案1110對應(yīng)的槽圖案1120。槽圖案1120可以是如上文例如關(guān)于圖 3、4B、4C、5B、6A、6B、6A、6B、7A、7B、8、9A 和 9B 所述的槽圖案。
[0077]在一實(shí)施例中，再參照圖11B，該混合還包括向預(yù)聚物1102和固化劑1104添加大量致孔劑1122以在最終形成的拋光墊中提供封閉單元孔。因而，在一個實(shí)施例中，每一個封閉單元孔都具有物理殼體。在另一實(shí)施例中，再參照圖11B，該混合還包括向預(yù)聚物1102和固化劑1104中或向由它們形成的產(chǎn)品中注入氣體1124，以在最終形成的拋光墊中提供封閉單元孔。因而，在一個實(shí)施例中，每一個封閉單元孔都不具有物理殼體。在一組合實(shí)施例中，該混合還包括向預(yù)聚物1102和固化劑1104提供大量致孔劑1122，以提供第一部分的封閉單元孔，該第一部分封閉單元孔中的每一者都具有物理殼體，并且還向預(yù)聚物1102和固化劑1104中或向由它們形成的產(chǎn)品中注入氣體1124，以提供第二部分的封閉單元孔，該第二部分封閉單元孔中的每一者都不具有物理殼體。在又一實(shí)施例中，預(yù)聚物1102是異氰酸酯且該混合還包括向預(yù)聚物1102和固化劑1104添加水(H2O)以提供其中每一者都不具有物理殼體的封閉單元孔。
[0078]因而，可以就地形成本發(fā)明的實(shí)施例中設(shè)想的槽圖案。例如，如上所述，可使用壓縮模制過程來形成帶具有同心多邊形圖案的有槽拋光表面的拋光墊。通過使用模制過程，可以實(shí)現(xiàn)墊內(nèi)非常均勻的槽尺寸。此外，可以產(chǎn)生極易復(fù)制的槽尺寸以及非常光滑、清潔的槽表面。其它優(yōu)點(diǎn)可以包括減少的缺陷和微劃痕以及更大的可用槽深度。
[0079]本文中描述的同心多邊形槽圖案的單獨(dú)的槽在每個槽上的任意給定點(diǎn)可以深約4至約100密爾。在一些實(shí)施例中，槽在每個槽上的任意給定點(diǎn)深約10至約50密爾。槽可以具有均勻深度、不同深度或其任意結(jié)合。在一些實(shí)施例中，槽全部具有均勻深度。例如，同心多邊形圖案的槽可以全部具有相同深度。在一些實(shí)施例中，同心多邊形圖案的一部分槽可以具有一定均勻深度，而同一圖案的其它槽可以具有不同均勻深度。例如，槽深度可以隨著距拋光墊中心的距離增加而增加。然而，在一些實(shí)施例中，槽深度隨著距拋光墊的中心的距離增加而減小。在一些實(shí)施例中，均勻深度的槽與不同深度的槽交替。
[0080]本文中描述的同心多邊形槽圖案的單獨(dú)的槽在每個槽上的任意特定點(diǎn)可以寬約2至約100密爾。在一些實(shí)施例中，槽在每個槽上的任意給定點(diǎn)處寬約15至約50密爾。槽可以具有均勻?qū)挾取⒖勺儗挾然蚱淙我饨Y(jié)合。在一些實(shí)施例中，同心多邊形圖案的槽全部具有均勻?qū)挾取Ｈ欢?，在一些?shí)施例中，同心多邊形圖案的一部分槽具有一定均勻?qū)挾?，而同一圖案的其它槽具有不同均勻深度。在一些實(shí)施例中，槽寬度隨著距拋光墊的中心的距離增加而增加。在一些實(shí)施例中，槽寬度隨著距拋光墊的中心的距離增加而減小。在一些實(shí)施例中，均勻?qū)挾鹊牟叟c可變寬度的槽交替。
[0081]根據(jù)前述深度和寬度尺寸，本文中描述的同心多邊形槽圖案的單獨(dú)的槽可以具有均勻體積、可變體積或其任意結(jié)合。在一些實(shí)施例中，槽全部具有均勻體積。然而，在一些實(shí)施例中,槽體積隨著距拋光墊的中心的距離增加而增加。在另一些實(shí)施例中,槽體積隨著距拋光墊的中心的距離增加而減小。在一些實(shí)施例中，均勻體積的槽與可變體積的槽交替。
[0082]本文中描述的同心多邊形槽圖案的槽可以具有從約30至約100密爾的節(jié)距。在一些實(shí)施例中，槽具有約125密爾的節(jié)距。對于圓形拋光墊，槽節(jié)距是沿著圓形拋光墊的半徑測量的。在CMP帶中，槽節(jié)距是從CMP帶的中心到CMP帶的邊緣測量的。槽可以具有均勻節(jié)距、不同節(jié)距或其任意結(jié)合。在一些實(shí)施例中，槽全部具有均勻節(jié)距。然而，在一些實(shí)施例中，槽節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而增加。在另一些實(shí)施例中，槽節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而減小。在一些實(shí)施例中，一個扇段中的槽的節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而變化，而相鄰扇段中的槽的節(jié)距保持均勻。在一些實(shí)施例中，一個扇段中的槽的節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而增加，而相鄰扇段中的槽的節(jié)距以不同比率增加。在一些實(shí)施例中，一個扇段中的槽的節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而增加，而相鄰扇段中的槽的節(jié)距隨著距拋光墊的中心的距離增加而減小。在一些實(shí)施例中，均勻節(jié)距的槽與不同節(jié)距的槽交替。在一些實(shí)施例中，均勻節(jié)距的槽的扇段與不同節(jié)距的槽的扇段交替。
[0083]應(yīng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例還可以包括非精確同心的多邊形的組合。在這樣的實(shí)施例中，提供了逐漸增大的多邊形，但每個單獨(dú)的多邊形的中心無需一定與前一個或下一個多邊形的中心精確地對齊。不過，這樣的接近同心或大致同心的多邊形被認(rèn)為包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
[0084]還應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括多邊形，其中對于單獨(dú)的多邊形而言，或者邊長不盡相同，邊之間的角度不盡相同，或者兩者兼有。作為示例，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有畸變的/變形的多邊形的同心多邊形槽圖案的自上至下的平面圖。
[0085]參照圖12，拋光墊1200包括具有拋光表面1202和背面(未示出)的拋光主體。拋光表面1202具有同心變形多邊形的槽圖案。例如，在一實(shí)施例中，同心多邊形的槽圖案是同心的變形的十二邊形1204的槽圖案，如圖12所示。由于多邊形變形，因此應(yīng)理解，拋光墊1200的外緣可能無法容納完整的多邊形。然而，可能需要在拋光墊1200的最外側(cè)包括槽。例如，在一實(shí)施例中，在拋光墊1200的邊緣處或其附近包括一個或多個部分多邊形1220，如圖12所示。
[0086]應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括提供同心多邊形的總體感覺或外觀的“開放”或不完整的多邊形的具有連續(xù)性(例如，具有螺旋效果)的槽圖案。例如，圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的在具有同心多邊形的大體外觀的不完整多邊形之間具有連續(xù)性的槽圖案的自上至下的平面圖。
[0087]參照圖13,拋光墊1300包括具有拋光表面1302和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面1302具有槽圖案，該槽圖案在不完整的多邊形1304之間具有連續(xù)性。其間具有連續(xù)性的不完整多邊形1304的總體布置提供了同心多邊形的大體外觀。該布置也可以描述為不完整多邊形的螺旋布置和連續(xù)卻不完整的多邊形的嵌套布置。
[0088]拋光表面1302在一實(shí)施例中可以僅包括其間具有連續(xù)性的不完整多邊形1304。例如，該連續(xù)圖案可以在拋光表面1302的中心處或其附近開始并且可以在拋光表面1302的外區(qū)域處或其附近終止。然而，在另一實(shí)施例中，拋光表面1302的僅一部分包括帶其間具有連續(xù)性的不完整多邊形1304的槽圖案。例如，再參照圖13，連續(xù)圖案1304例如在位置1306開始離開拋光表面1302的中心并例如在位置1308結(jié)束離開拋光表面1302的外區(qū)域。
[0089]在一實(shí)施例中，包括其間具有連續(xù)性的嵌套不完整多邊形1304的圖案的槽圖案提供了同心十二邊形的大體外觀，如圖13所示。該圖案并非正式的同心多邊形圖案，這是因?yàn)槎噙呅尾煌暾?未完成。在這樣一種布置中，徑向槽可以沿或不沿不完整多邊形的半徑布置。在一實(shí)施例中，不完整多邊形如多邊形1310也可被包括在該圖案中，例如，在其間具有連續(xù)性的不完整多邊形1304的內(nèi)部，或在其間具有連續(xù)性的不完整多邊形1304的外部，或兩者兼有，如圖13所示。在一實(shí)施例中，包括多于一個其間具有連續(xù)性的嵌套不完整多邊形圖案，例如，被第二較大的其間具有連續(xù)性的嵌套不完整多邊形圖案包圍的第一較小的其間具有連續(xù)性的嵌套不完整多邊形圖案。在另一實(shí)施例中，每個相繼的不完整多邊形被漸變式而不是梯段式接近(梯段式接續(xù)在圖13中示出)。在這樣一個實(shí)施例中，圖案的軌跡順循真正的螺旋的軌跡，其中圖案的半徑隨著圖案從最內(nèi)部起點(diǎn)變化至最外部終結(jié)點(diǎn)在不完整多邊形的每個轉(zhuǎn)折位置處增大。
[0090]因此,再參照圖13,在一實(shí)施例中,拋光墊包括具有拋光表面和背面的拋光主體。該拋光表面具有槽圖案，該槽圖案包括其間具有連續(xù)性的不完整多邊形。在一個實(shí)施例中，該槽圖案不具有徑向槽。在一個實(shí)施例中，該槽圖案具有沿著拋光表面的半徑的徑向槽。
[0091]還應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括具有提供同心多邊形的總體感覺或外觀的離散線段的組合的槽圖案。例如，圖14A示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有不帶轉(zhuǎn)折部位的同心多邊形的大體外觀的線段槽圖案的自上至下的平面圖。
[0092]參照圖14A,拋光墊1400A包括具有拋光表面1402和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面1402具有離散線段1404的槽圖案。離散線段1404的總體布置提供了同心多邊形的大體外觀。例如，在一實(shí)施例中，離散線段1404的槽圖案提供了同心十二邊形的大體外觀，如圖14A所示。該圖案并非正式的同心多邊形圖案，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)折部位(例如，位置1406)被去除。在這樣一種布置中，徑向槽可以沿著或不沿著轉(zhuǎn)折部位否則將位于其中的半徑設(shè)置。在一個實(shí)施例中，該圖案與在圖2中示出并結(jié)合圖2描述的圖案的不同之處在于，徑向槽未接觸離散線段。在一實(shí)施例中，不完整多邊形如多邊形1408也可以被包括在該圖案中。
[0093]在另一示例中，圖14B示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置在拋光墊的拋光表面中的具有每隔一個邊缺失一個邊的同心多邊形的大體外觀的線段槽圖案的自上至下的平面圖。
[0094]再參照圖14B,拋光墊1，400B包括具有拋光表面1452和背面(未不出)的拋光主體。拋光表面1452具有離散線段1454的槽圖案。離散線段1454的總體布置提供了同心多邊形的大體外觀。例如，在一實(shí)施例中，離散線段1454的槽圖案提供了同心十二邊形的大體外觀，如圖14B所示。該圖案并非正式的同心多邊形圖案，這是因?yàn)槊扛粢粋€邊有一個邊(例如，位置1456)從每個多邊形被去除。在這樣一種布置中，徑向槽可以沿著或不沿著被省略的邊所在的半徑設(shè)置。在一個實(shí)施例中，徑向槽不接觸離散線段。在另一實(shí)施例中，每個第二邊僅有在轉(zhuǎn)折部位之間的一段或一部分被去除，從而留下多對離散線段，每一對通過轉(zhuǎn)折部位聯(lián)接。
[0095]因而，再參照圖14A和14B,在一實(shí)施例中，拋光墊包括具有拋光表面和背面的拋光主體。該拋光表面具有槽圖案，該槽圖案包括正交于拋光表面的半徑的離散線段并且形成同心或大致同心的多邊形布置結(jié)構(gòu)的一部分，而不是形成完整的同心或大致同心的多邊形布置。在一個實(shí)施例中，同心或大致同心的多邊形布置的一部分省略了來自一個或多個多邊形的一個或多個轉(zhuǎn)折部位。在一個實(shí)施例中，同心或大致同心的多邊形布置的一部分省略了來自一個或多個多邊形的一個或多個邊。在一個實(shí)施例中，槽圖案不具有徑向槽。在一個實(shí)施例中，槽圖案具有沿著拋光表面的半徑但不與多個離散線段接觸的徑向槽。
[0096]應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例還可以包括非精確地垂直于拋光表面的半徑的離散線段。在這樣的實(shí)施例中，離散線段形成一個(但是是非完整的)同心或大致同心的多邊形布置，但與對應(yīng)的半徑之間的相對關(guān)系成非精確的90度，而是或許偏離90度達(dá)一度至幾度的若干分之一。不過，這樣的接近正交或大致正交的離散線段被認(rèn)為包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
[0097]本文中描述的拋光墊可適合于供各種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備使用。作為示例，圖15示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的與具有同心多邊形槽圖案的拋光墊兼容的拋光設(shè)備的等軸側(cè)視圖。
[0098]參照圖15，拋光設(shè)備1500包括壓板1504。壓板1504的頂面1502可用來支承具有同心或大致同心的多變槽圖案的拋光墊。壓板1504可構(gòu)造成提供主軸旋轉(zhuǎn)1506和滑塊振動/振蕩1508。樣品托架1510用來在使用拋光墊對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行拋光的過程中將例如半導(dǎo)體晶片1511保持在適當(dāng)位置。樣品托架1510還由懸掛機(jī)構(gòu)1512支承。包括漿體給料1514以用于在半導(dǎo)體晶片的拋光前和拋光過程中向拋光墊的表面提供漿體。還可設(shè)置修整單元1590，并且在一個實(shí)施例中，該修正單元1590包括用于修正拋光墊的金剛石梢端。
[0099]因此，已公開具有同心或大致同心的多邊形槽圖案的拋光墊。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，用于拋光半導(dǎo)體襯底的拋光墊包括拋光主體。該拋光主題具有拋光表面和背面，該拋光表面具有包括同心或大致同心多邊形的槽圖案。該槽圖案不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形連續(xù)的徑向槽。在一個實(shí)施例中，每個多邊形具有相同邊數(shù)，邊數(shù)由拋光墊的直徑或襯底的直徑?jīng)Q定。在一個實(shí)施例中，槽圖案不具有徑向槽。
【權(quán)利要求】
1.一種用于拋光襯底的拋光墊，所述拋光墊包括: 具有拋光表面和背面的拋光主體，所述拋光表面具有包括同心或大致同心的多邊形的槽圖案，所述槽圖案不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形的連續(xù)的徑向槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，每個所述多邊形具有相同的邊數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拋光墊，其中，所述邊數(shù)由所述拋光墊的直徑或所述襯底的直徑?jīng)Q定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋光墊，其中，所述拋光墊的直徑為約30英寸，所述襯底的直徑為約12英寸，并且所述多邊形為十六邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋光墊，其中，所述拋光墊的直徑為約20英寸，所述襯底的直徑為約8英寸，并且所述多邊形為十邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋光墊，其中，最外部多邊形的每條邊的長度大致在所述襯底的直徑的長度的50%-60%的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，所述槽圖案不具有徑向槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，所述槽圖案還包括所述同心或大致同心的多邊形中兩個相繼的多邊形之間的徑向槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，所述同心或大致同心的多邊形中每個多邊形相對于其相繼的多邊形不具有旋轉(zhuǎn)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的拋光墊，其中，一個或多個所述多邊形相對于其相繼的多邊形具有一旋轉(zhuǎn)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拋光墊，其中，所述旋轉(zhuǎn)度由所述槽圖案中的同心或大致同心的多邊形的總數(shù)決定。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拋光墊，其中，所述一個或多個多邊形相對于所述相繼的多邊形順時針旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拋光墊，其中，所述一個或多個多邊形相對于所述相繼的多邊形逆時針旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊,其中，多邊形是同心的，并且同心多邊形的中心位于所述拋光墊的中心處。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，多邊形是同心的，并且同心多邊形的中心偏離所述拋光墊的中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，所述槽圖案還包括中斷同心多邊形的一個或多個圓形槽，多邊形是同心的，并且每個圓形槽的中心位于同心多邊形的中心處。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，一個多邊形具有與另一多邊形不同的邊數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的拋光墊，其中，最外部多邊形具有比最內(nèi)部多邊形更多的邊。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，一個或多個多邊形變形。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，還包括: 設(shè)置在所述拋光主體中的局部透明(LAT)區(qū)域，所述LAT區(qū)域中斷所述槽圖案。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，所述拋光表面還包括指示設(shè)置在所述拋光墊的背面中的檢測區(qū)域的位置的指示區(qū)域，所述指示區(qū)域中斷所述槽圖案。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中，所述拋光主體為包括熱固性聚氨酯材料的均質(zhì)拋光主體。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊,其中,所述拋光主體為模制的拋光主體。
24.一種制作用于拋光襯底的拋光墊的方法，所述方法包括: 使預(yù)聚物與固化劑在成型模的基部中混合以形成混合物； 使所述成型模的蓋移動到所述混合物中，所述蓋上設(shè)置有包括同心或大致同心的多邊形的突起圖案，所述突起圖案不具有從最內(nèi)部多邊形到最外部多邊形的連續(xù)的徑向突起；以及，在所述蓋設(shè)置在所述混合物中的情況下， 使所述混合物至少部分地固化以形成包括拋光表面的模制均質(zhì)拋光主體，所述拋光表面中設(shè)置有與所述蓋的所述突起圖案對應(yīng)的槽圖案。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，形成所述模制均質(zhì)拋光主體包括形成熱固性聚氨酯材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述混合還包括向所述預(yù)聚物和所述固化劑添加多個致孔物以在所述模制均質(zhì)拋光主體中形成多個封閉單元孔，每個所述封閉單元孔具有物理殼體。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述混合還包括將氣體注入所述預(yù)聚物和所述固化劑中，或注入由它們形成的產(chǎn)品中，以在所述模制均質(zhì)拋光主體中形成多個封閉單元孔，每個封閉單元孔不 具有物理殼體。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，使所述預(yù)聚物和所述固化劑混合包括使異氰酸酯和芳族二胺化合物混合。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述混合還包括向所述預(yù)聚物和所述固化劑添加濁化潤滑劑以形成不透明的模制均質(zhì)拋光主體。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，使所述混合物固化包括首先在所述成型模中部分地固化，然后在爐中進(jìn)一步固化。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述突起圖案不具有徑向突起。
32.一種用于拋光襯底的拋光墊，所述拋光墊包括: 具有拋光表面和背面的拋光主體，所述拋光表面具有槽圖案，所述槽圖案包括垂直或大致垂直于所述拋光表面的半徑的多個離散線段。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的拋光墊，其中，垂直或大致垂直于所述拋光表面的半徑的多個離散線段形成同心或大致同心的多邊形布置的一部分，而不是形成完整的同心或大致同心的多邊形布置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的拋光墊，其中，所述同心或大致同心的多邊形布置的一部分省略了來自一個或多個多邊形的一個或多個轉(zhuǎn)折部位。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的拋光墊，其中，所述同心或大致同心的多邊形布置的一部分省略了來自一個或多個多邊形的一個或多個邊。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的拋光墊，其中，所述槽圖案不具有徑向槽。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的拋光墊，其中，所述槽圖案具有沿著所述拋光表面的半徑的徑向槽，所述徑向槽不與所述多個離散線段接觸。
38.一種用于拋光襯底的拋光墊，所述拋光墊包括:具有拋光表面和背面的拋光主體，所述拋光表面具有槽圖案，所述槽圖案包括嵌套的不完整多邊形，在所述嵌套的不完整多邊形之間具有連續(xù)性。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的拋光墊，其中，所述槽圖案不具有徑向槽。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的拋光墊，其中，所述槽圖案具有沿著所述拋光表面的半徑的徑向 槽。
【文檔編號】B24B37/26GK103429389SQ201280013062
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月26日
【發(fā)明者】W·C·阿里森, D·斯科特, A·W·辛普森 申請人:內(nèi)克斯普拉納公司