專利名稱：具有在拋光時促進混合尾跡的凹槽結(jié)構(gòu)的拋光墊座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及拋光領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及一種具有凹槽結(jié)構(gòu)的拋光墊座，這種結(jié)構(gòu)在拋光時增強或促進混合尾跡。
背景技術(shù)：
在制造集成電路或其他電子裝置時，要在半導(dǎo)體晶片的表面沉積多層導(dǎo)電的、半導(dǎo)電的和介電材料，并在表面進行蝕刻?？梢圆捎枚鄠€沉積技術(shù)中的任何一項技術(shù)沉積這些薄層材料。現(xiàn)代晶片工藝中常用的技術(shù)包括物理汽相沉積(PVD)，也稱為濺射、化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子強化化學(xué)汽相沉積(PECVD)和電鍍。常用的蝕刻技術(shù)包括濕的和干的各向同性及各向異性蝕刻。
因為這些材料層是連續(xù)沉積和蝕刻，晶片的最外表面是不平的。因為連續(xù)的半導(dǎo)體工藝(例如照相平版印刷)要求晶片有平坦的表面，晶片必須進行平整。這種平整可有效除去不希望的表面形貌及表面缺陷，如粗糙表面、材料結(jié)塊、晶格損傷、刮傷，以及夾雜層或夾雜材料。
化學(xué)機械平整，或化學(xué)機械拋光(CMP)是一種平整工藝，如半導(dǎo)體晶片的常用技術(shù)。在使用雙軸轉(zhuǎn)動拋光機的常規(guī)化學(xué)機械拋光中，一個載片器，或拋光頭，安裝在承載裝置上。這個拋光頭保持晶片，并使它與拋光機內(nèi)拋光墊座的拋光層接觸。拋光墊座的直徑比被平整的晶片的直徑大兩倍。拋光時，拋光墊座和晶片都繞各自的中心轉(zhuǎn)動，同時，晶片與拋光層接合。晶片的轉(zhuǎn)動軸線與拋光墊座轉(zhuǎn)動軸線偏置，偏置距離大于晶片的半徑，因此，墊座的轉(zhuǎn)動在其拋光層上掃出一個環(huán)形“片跡”。當晶片的運動僅為轉(zhuǎn)動時，這個片跡的寬度等于晶片的直徑。然而，在某些雙軸拋光機中，晶片在垂直于其轉(zhuǎn)動軸線的一個平面內(nèi)振蕩。在這種情況，片跡寬度大于晶片直徑，大出的量即為振蕩造成的位移。承載裝置在晶片和拋光墊座之間提供一個可控壓力。拋光時，一種拋光劑，或其他拋光介質(zhì)流到拋光墊座上，并進入晶片和拋光層之間的間隙。拋光層和拋光劑對表面的化學(xué)和機械作用，使晶片表面拋光并被平整。
人們正在對化學(xué)機械拋光期間拋光層、拋光介質(zhì)和晶片表面之間的相互作用進行更多的研究，致力于使拋光墊座設(shè)計最佳化。事實上，這些年來拋光墊座的大多數(shù)發(fā)展都是經(jīng)驗的。拋光底層的拋光面或拋光層的許多設(shè)計集中在按要求為拋光層提供各種花樣的空洞和/或凹槽網(wǎng)絡(luò)，以增強拋光劑的利用和拋光均勻性。近年已經(jīng)實現(xiàn)了不少不同的凹槽和空洞花樣及結(jié)構(gòu)。其中重要的凹槽花樣包括徑向的，同心圓，笛卡兒網(wǎng)格和螺線?，F(xiàn)有技術(shù)的凹槽結(jié)構(gòu)包括所有凹槽的寬度和深度均勻，凹槽的寬度和深度彼此不同的凹槽結(jié)構(gòu)。
轉(zhuǎn)動化學(xué)機械拋光墊座的一些設(shè)計人員已經(jīng)設(shè)計了具有這種凹槽結(jié)構(gòu)的拋光墊座，也就是包括按從拋光墊座中心起一個或幾個距離彼此互不相同的兩個或多個凹槽結(jié)構(gòu)。據(jù)稱這些拋光墊座具有優(yōu)良的拋光均勻性和拋光劑利用性。授予Osterheld等人的美國專利No.6520847公開了具有三個同心環(huán)形區(qū)的幾種拋光墊，每個環(huán)形區(qū)都有一個不同于另兩個區(qū)結(jié)構(gòu)的凹槽結(jié)構(gòu)。在不同的實施例中，這些結(jié)構(gòu)按不同的方式變化。結(jié)構(gòu)變化方式包括凹槽數(shù)量變化，橫截面積變化，間距變化及類型變化。
雖然至今已經(jīng)設(shè)計了在拋光層不同區(qū)域包括彼此不同的兩個或多個凹槽結(jié)構(gòu)的化學(xué)機械拋光墊座，但是這些設(shè)計沒有直接考慮凹槽結(jié)構(gòu)對在凹槽中產(chǎn)生的混合尾跡的影響。圖1示出了在拋光期間在晶片(未示出)和常規(guī)轉(zhuǎn)動的具有圓環(huán)形凹槽22的拋光墊座18之間的間隙(用圓環(huán)形區(qū)14表示)即時的新拋光劑與舊拋光劑之比的圖形10。為便于說明，“新拋光劑”可以看作是正在拋光墊座18轉(zhuǎn)動方向運動的拋光劑，“舊拋光劑”可以看作是已經(jīng)參與拋光并被晶片轉(zhuǎn)動而保持在間隙內(nèi)的拋光劑。
在圖形10中，當拋光墊座18沿方向34轉(zhuǎn)動，而晶片沿方向38轉(zhuǎn)動時，新拋光劑區(qū)26即時基本上只含有新拋光劑，舊拋光劑區(qū)30基本上只含有舊拋光劑。中間形成一個混合區(qū)42，新舊拋光劑在此區(qū)42相互混合，因此，產(chǎn)生在新拋光劑區(qū)26和舊拋光劑區(qū)30之間的一個濃度梯度(用區(qū)42表示)。計算的流體動力模擬表明，由于晶片的轉(zhuǎn)動，緊鄰晶片的拋光劑可以在不同于墊座轉(zhuǎn)動方向34的一個方向被驅(qū)動，而從晶片排除的拋光劑則保持在拋光墊座18表面的“不平處”或粗糙元件中，更強烈地阻擋在不同于方向34的方向被驅(qū)動。晶片轉(zhuǎn)動的影響在與晶片轉(zhuǎn)動方向38平行或接近平行的圓環(huán)形凹槽22位置處最為明顯，因為這種凹槽中的拋光劑不能保持在任何不平處，并且容易被晶片沿圓環(huán)形槽22長度方向的轉(zhuǎn)動而驅(qū)動。晶片的轉(zhuǎn)動的影響在與晶片轉(zhuǎn)動方向38成橫交方向圓環(huán)形凹槽22位置處不太明顯，因為這種拋光劑只能在凹槽的寬度方向被驅(qū)動，而在其他方向受到限制。
類似于圖示混合尾跡46的尾跡可在不同于圓環(huán)形花樣的凹槽花樣中發(fā)生，如上述的凹槽花樣。與圖1的圓環(huán)形凹槽的墊座18一樣，在其他的每一種凹槽花樣中，混合尾跡都在其晶片轉(zhuǎn)動方向最對準墊座的凹槽或凹槽段的區(qū)域最為明顯。在許多化學(xué)機械拋光應(yīng)用中并不希望混合尾跡，因為，就活性化學(xué)物種的更新和熱量的排除來說，在尾跡區(qū)都比在緊鄰每個凹槽的墊座的非凹槽區(qū)進行得緩慢。然而，在其他應(yīng)用中，混合尾跡可能非常有益，因為它們?yōu)閺暮谋M化學(xué)物種到新鮮化學(xué)物種，從反應(yīng)熱區(qū)到反應(yīng)冷區(qū)提供更加平穩(wěn)的過渡。如果沒有尾跡，這種過渡可能非常急劇，并使晶片下各點的拋光狀態(tài)發(fā)生明顯變化。因此，化學(xué)機械拋光墊座的設(shè)計必須最佳化，即至少部分地應(yīng)以考慮混合尾跡的產(chǎn)生，以及這類尾跡對拋光的影響為基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種適宜對磁性基片、光學(xué)基片和半導(dǎo)體基片中的至少一種基片進行拋光的拋光墊座，包括(a)一個具有拋光區(qū)的拋光層，其拋光區(qū)由一個第一邊界和一個第二邊界確定，第一邊界相應(yīng)于拋光墊座上一個第一點的軌跡，第二邊界由拋光墊座上一個第二點的軌跡限定，兩個邊界相互隔開；(b)至少一個第一小角度凹槽，這個凹槽至少一部分包含在緊鄰第一邊界的拋光區(qū)內(nèi)，并在緊接第一邊界的一個點相對于第一邊界形成一個-40°到40°的角；(c)至少一個第二小角度凹槽，這個凹槽至少一部分包含在緊接第二邊界的拋光區(qū)內(nèi)，并在緊接第二邊界的一個點相對于第二邊界形成一個-40°到40°的角；(d)多個大角度凹槽，每一個都包含在拋光區(qū)內(nèi)，并至少位于一個第一小角度凹槽和至少一個第二小角度凹槽之間，每一個大角度凹槽都相對于每一個第一邊界和第二邊界形成一個45°到135°的角。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種拋光磁性基片、光學(xué)基片或半導(dǎo)體基片的方法，包括用一種拋光介質(zhì)和上述的拋光墊座進行拋光的步驟。


圖1是一個局部平面視圖/局部標繪圖，圖示出在晶片和先有技術(shù)的具有圓環(huán)形凹槽的拋光墊座之間的間隙形成混合尾跡；圖2是適于本發(fā)明使用的一個雙軸拋光機一部分的透視圖；圖3A是本發(fā)明一種轉(zhuǎn)動拋光墊座的一個平面視圖；圖3B是本發(fā)明另一種轉(zhuǎn)動拋光墊座的一個平面視圖；圖3C是本發(fā)明再一種轉(zhuǎn)動拋光墊座的一個平面視圖；圖4是本發(fā)明一種帶式拋光墊座的一個局部平面視圖。
具體實施例方式
再次參考附圖，圖2總體上圖示了適于本發(fā)明使用的一種雙軸化學(xué)機械拋光(CMP)的拋光機100的主要特點。拋光機100總的包括一個具有拋光層108的拋光墊座104，用于接合工件，如(處理或未處理過的)半導(dǎo)體晶片112或其他加工件，如玻璃、平面顯示器或磁信息儲存盤等，以便在拋光劑或其他拋光介質(zhì)存在的情況下實現(xiàn)工件表面116(后文稱為“拋光表面”)的拋光。為方便起見，下面使用術(shù)語“晶片”和“拋光劑”不失去上位概念。此外，在本說明書及權(quán)利要求書使用時，術(shù)語“拋光介質(zhì)”和“拋光劑”包括含顆粒的拋光液和不含顆粒的溶液，如無磨料和活性液體拋光液。
如下面詳細討論的那樣，本發(fā)明包括提供一種具有凹槽結(jié)構(gòu)(例如圖3A的凹槽結(jié)構(gòu)144)的拋光墊座104，用于在拋光時在晶片112和拋光墊座104之間的間隙發(fā)生的強化混合尾跡的形成或增大混合尾跡的尺寸。如在前面背景部分討論的那樣，混合尾跡在新拋光劑替代舊拋光劑的間隙中發(fā)生，并且，視情況而定，在晶片112轉(zhuǎn)動方向正好對準拋光墊座104凹槽，或凹槽段的區(qū)域最為明顯。
拋光機100可以包括一個用于安裝拋光墊座104的臺板124。通過一個臺板驅(qū)動器(未示出)的驅(qū)動，臺板124可繞一個轉(zhuǎn)動軸線128轉(zhuǎn)動。晶片112被一個載片器132支撐，載片器132繞與臺板124轉(zhuǎn)動軸線128平行且保持間距的一個轉(zhuǎn)動軸線136轉(zhuǎn)動。載片器132的特點是一個萬向接頭連接(未示出)，使晶片112呈與拋光層108略微不平行的一種姿態(tài)，在這種情況，轉(zhuǎn)動軸線128和136也相互略微偏斜。晶片112包括一個面向拋光層108的待拋光表面116，在拋光時被平整。載片器132由一個承載支撐裝置(未示出)支持，該承載支撐裝置轉(zhuǎn)動晶片112并提供一個向下的力F把被拋光表面116壓靠到拋光層108上，因此，在拋光時，被拋光表面與拋光層之間存在一個所需要的壓力。拋光機100也可包括一個拋光劑入口140，用于向拋光層108供應(yīng)拋光劑120。
如本專業(yè)技術(shù)人員會明白，拋光機100可以包括其他組件(未示出)，如系統(tǒng)控制器、拋光劑儲存和分散系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、以及用于控制拋光工藝各個方面的各種控制器，如(1)用于晶片112和拋光墊座104其中之一或兩者的轉(zhuǎn)速的速度控制器和選擇器；(2)用于改變拋光劑120傳輸?shù)綁|座的速率和位置的控制器和選擇器；(3)用于控制施加到晶片和墊座之間的力F的量值的控制器和選擇器；(4)用于控制晶片轉(zhuǎn)動軸線136相對于墊座轉(zhuǎn)動軸線128的位置的控制器，致動器和選擇器等。本專業(yè)技術(shù)人員知道如何構(gòu)成和實現(xiàn)這些組件，因此，沒有必要對這些組件進行詳細說明，技術(shù)人員就可以掌握和實施本發(fā)明。
拋光時，拋光墊座104和晶片112繞各自的轉(zhuǎn)動軸線128，136轉(zhuǎn)動，拋光劑120從拋光劑入口分散到轉(zhuǎn)動的拋光墊座上。拋光劑120在拋光層108上散布開，包括在晶片112和拋光墊座104之間的間隙散布開。拋光墊座104和晶片112一般，但不是必須，以在0.1-150r/m(轉(zhuǎn)/分)之間的選定的速率轉(zhuǎn)動。力F一般，但不是必須，是以在晶片112和拋光墊座104間產(chǎn)生0.1-15PSI(6.9-103kPa)的壓力而選定的一個數(shù)值。
圖3A示出與圖2拋光墊座104有關(guān)的一種凹槽結(jié)構(gòu)144，如前所述，這種結(jié)構(gòu)強化混合尾跡(圖1中的元件46)的形成，增加拋光層108中凹槽148，152，156內(nèi)混合尾跡的尺寸。一般地說，本發(fā)明的基本概念是在拋光層108上的所有位置，或盡可能多或可行的位置，提供與晶片112切向速度矢量平行或接近平行的凹槽148，152，156。如果晶片112轉(zhuǎn)動軸線136與拋光墊座104轉(zhuǎn)動軸線128重合，則本發(fā)明理想的凹槽花樣應(yīng)該是凹槽與拋光墊座的轉(zhuǎn)動軸線同心。然而，在雙軸拋光機中，如圖2所示的拋光機100，由于拋光墊座104和晶片112的轉(zhuǎn)動軸線128，136有一個偏移160，情況較為復(fù)雜。
盡管如此，仍然可以設(shè)計出一種供雙軸拋光機使用的，并且具有接近于晶片112和墊座104轉(zhuǎn)動軸線136，128重合進行拋光的理想凹槽花樣的拋光墊座，例如墊座104。作為轉(zhuǎn)動軸線128，136間偏移160(圖2)的結(jié)果，拋光作用使拋光墊座104掃出一個由內(nèi)邊界168和外邊界172限定的拋光區(qū)164(在半導(dǎo)體晶片平整領(lǐng)域稱為“片軌跡”)。一般地說，拋光區(qū)164是在拋光墊座104相對于晶片轉(zhuǎn)動進行拋光時，拋光層108面對晶片112被拋光表面(未示出)的那一部分。在所示實施例中，拋光墊座104設(shè)計用于圖2的拋光機100，晶片112在一固定位置相對于墊座轉(zhuǎn)動。因此，拋光區(qū)104呈環(huán)形，在內(nèi)外邊界168，172之間有一寬度W，且這個寬度等于晶片112被拋光表面的直徑。在晶片112不但轉(zhuǎn)動而且在平行于拋光層108的方向振蕩的一個實施例中，其拋光區(qū)164通常仍是環(huán)形，但內(nèi)外邊界168，172間的寬度W大于晶片112被拋光表面的直徑，以考慮振蕩包跡線。內(nèi)外邊界168，172一般都可以認為是在墊座繞轉(zhuǎn)動軸線128轉(zhuǎn)動時拋光墊座104上的相應(yīng)點的軌跡所確定的。也就是說，內(nèi)邊界168可以認為是由拋光墊座104的拋光層108上最接近轉(zhuǎn)動軸線128的一個點的圓形軌跡確定，而外邊界172一般可以認為是由拋光層上離轉(zhuǎn)動軸線128遠端的一個點的圓形軌跡確定。
拋光區(qū)164內(nèi)邊界168限定了一個中心區(qū)176，拋光時，拋光劑(未示出)，或其他拋光介質(zhì)，由此提供到拋光墊座104上。在晶片112不但轉(zhuǎn)動而且在平行于拋光層108的方向振蕩的實施例中，如果振蕩包跡線伸展到或接近于拋光墊座104的中心，則中心區(qū)176非常小，在這種情況拋光劑，或其他拋光介質(zhì)，可以在非中心位置提供到墊座上。拋光區(qū)164外邊界172一般在徑向上位于拋光墊座104外周邊180的內(nèi)部，但也可與這個周邊共同延伸。
在按使晶片112轉(zhuǎn)動方向184對準凹槽148，152，156的位置數(shù)量最多的這種方式設(shè)計的凹槽花樣144中，考慮在L1，L2，L3，L4這四個位置的晶片的速度是有效的，其中兩個位置沿穿過拋光墊座104和晶片轉(zhuǎn)動軸線128，136的一根線188，另外兩個沿與墊座轉(zhuǎn)動軸線同心的，并穿過晶片轉(zhuǎn)動軸線延伸一個圓弧190。這是因為相對于拋光墊座104轉(zhuǎn)動方向192來說，這些位置代表晶片112的四個速度矢量極值。也就是說，位置L1代表其晶片112速度矢量V1與拋光墊座104轉(zhuǎn)動方向192基本相反、且在這個方向數(shù)值最大的位置，位置L2代表其晶片112速度矢量V2與墊座轉(zhuǎn)動方向基本相同、且在這個方向數(shù)值最大的位置，位置L3和L4代表晶片的速度矢量V3和V4基本垂直于墊座轉(zhuǎn)動方向、且在這些方向具有數(shù)值最大的位置。在位置L1-L4，可以應(yīng)用本發(fā)明的原理，因此，接近上述的理想凹槽花樣。
很容易了解到，在四個位置L1-L4晶片112的速度矢量V1-V4的考慮通常導(dǎo)致把拋光區(qū)164分為三個區(qū)段，區(qū)段Z1相應(yīng)于位置L2，區(qū)段Z2相應(yīng)于位置L3和L4，區(qū)段Z3相應(yīng)于位置L1。拋光區(qū)164的寬度W通?？梢匀魏嗡蟮姆绞椒峙湓趨^(qū)段Z1-Z3中。例如，樞段Z1和Z3每一個可分配四分之一的寬度W，而區(qū)段Z2占有二分這一的寬度W。還有其他的分配方案，如區(qū)段Z1，Z2和Z3各占三分之一的寬度。
應(yīng)用本發(fā)明的基本原理，即，把平行于或近平行于速度矢量V1-V4的凹槽148，152，156提供到基于位置L2速度矢量的區(qū)段Z1，表明，在Z1區(qū)段，凹槽148是在所希望的周向，或近于周向。這是因為，當它們是周向，即圓形結(jié)構(gòu)時，速度矢量V2應(yīng)平行于凹槽148。應(yīng)注意凹槽148不必真是圓形。寧可每個凹槽148與外邊界172，或其同心線形成角度β。一般地說，角β優(yōu)選地在-40°到+40°范圍，更優(yōu)選地在-30°到+30°范圍，更加優(yōu)選地在-15°到+15°范圍。此外應(yīng)注意，每個凹槽148在區(qū)段Z1內(nèi)不必具有光滑連續(xù)的彎曲部分，而可以是直線、Z形、波形或鋸齒形等。一般地說，對于每個Z形、波形、鋸齒形的凹槽148，角β通常經(jīng)由代表凹槽橫向重心的一根線測量。
相對于凹槽156的區(qū)段Z3的要求基本上與區(qū)段Z1的要求相同，主要差別是位置L1的速度矢量V1與位置L2的速度矢量V2是反向的。因此，凹槽156和區(qū)段Z1的凹槽148一樣，可以是周向的，因此與內(nèi)邊界168平行。和凹槽148一樣，凹槽156也不必是真實的圓周，而可以與內(nèi)邊界168，或其一個同心線形成一個非零的角α。一般地說，角α優(yōu)選地在-40°到+40°范圍，更優(yōu)選地在-30°到+30°范圍，更加優(yōu)選地在-15°到+15°范圍。如果需要，每個凹槽156可以從拋光區(qū)164延伸到與轉(zhuǎn)動軸線128重合的一個點，或接近于此的一個點，這樣，在拋光墊座104近中心區(qū)施加拋光介質(zhì)時，有利于這種介質(zhì)的分配。此外，和凹槽148一樣，每個凹槽156不必是光滑連續(xù)的曲線，而可以是直線、Z形、波形、鋸齒形等。和凹槽148一樣，對于Z形、波形、鋸齒形或類似形狀的每個凹槽156，角α可由一般代表這個槽橫向重心的一根線測量。
區(qū)段Z2的晶片112速度矢量V3和V4分別垂直于區(qū)段Z3和Z1的速度矢量V1和V2。為使Z2區(qū)的凹槽152平行或近平行于速度矢量V3和V4，這些凹槽可以垂直于或近垂直于拋光區(qū)164的內(nèi)外邊界168，172，即，相對于拋光墊座104轉(zhuǎn)動軸線成徑向或近徑向。在這種連接中，每個凹槽152最好與內(nèi)邊界168，或外邊界172形成一個角γ，角γ優(yōu)選地為45°到135°，更優(yōu)選地60°到120°，更加優(yōu)選地為75°到105°。
各相應(yīng)的凹槽148，152和156可以，但也可不必相互連接，形成一個始于轉(zhuǎn)動軸線128并穿過或超越拋光區(qū)164延伸的連續(xù)通道(圖3A示出其中一個通道，標號為196)。所示的連續(xù)通道196對拋光劑的利用有利，有助于沖洗拋光碎屑和散熱。每個凹槽148可以在第一過渡段200的連接到各相應(yīng)的凹槽152，同樣，每個凹槽152可以在第二過渡段204連接到各相應(yīng)的凹槽156。根據(jù)特定設(shè)計的要求，第一和第二過渡段200，204可以是平緩的，如圖示的彎曲過渡段，或者可以是突變的，例如，各凹槽148，152，156相互連接成銳角。
雖然已經(jīng)說明拋光區(qū)164分為三個區(qū)段Z1-Z3，但很容易知道，這個拋光區(qū)可按要求分為更多的區(qū)段。然而，不管區(qū)段數(shù)量如何，布置這些凹槽，例如凹槽148，152，156的方法與上述區(qū)段Z1-Z3的方法基本相同。就是說，在每個新出現(xiàn)的區(qū)段中，其凹槽取向可以選擇為平行于或近平行于相應(yīng)位置(與位置L1-L4類似)上的晶片速度矢量(類似于速度矢量V1-V4)。
例如，兩個附加區(qū)段，可以按下述把一個添加到區(qū)段Z1和Z2之間，把另一個添加到區(qū)段Z2和Z3之間。首先，用兩個均與拋光墊座104轉(zhuǎn)動軸線128同心的圓弧(類似于圓弧190)確定與四個附加速度矢量相應(yīng)的四個附加位置。一個附加圓弧可以定位在位置L1和晶片112轉(zhuǎn)動軸線136之間的中點與線188相交，另一個附加圓弧可以定位在晶片轉(zhuǎn)動軸線與位置L2之間的中點與線188相交。因此，可以選定速度矢量的附加位置為這兩個新圓弧與晶片112外周邊208相交的四個點。兩個附加區(qū)段對應(yīng)于這兩個附加圓弧，類似于區(qū)段Z2對應(yīng)于圓弧190和相應(yīng)位置L3，L4。然后確定在這四個附加位置的晶片112的速度矢量，并按有關(guān)凹槽148，152，156的上述討論，確定相對于附加速度矢量取向的新凹槽。
圖3B和3C分別示出具有凹槽花樣302，402的拋光墊座300，400，凹槽花樣302，402基本上是符合本發(fā)明基本概念的圖3A凹槽花樣144的改型。圖3B示出分別局部包含單個凹槽304，308的區(qū)段Z1′和Z3′，這種凹槽基本上是螺旋形并大體上平行于拋光區(qū)320相應(yīng)內(nèi)外邊界312和316中的一個。當然，凹槽304，308也可有其他形狀和取向，如圖3A中討論的形狀和取向。圖3B示出包含許多一般呈徑向的彎曲凹槽324的區(qū)段Z2′，在這個區(qū)段任何一點，每個凹槽基本上垂直于內(nèi)外邊界312，316(也基本上垂直凹槽304，308)。很容易看到，在按照本發(fā)明的凹槽花樣302中，其凹槽304基本上平行于速度矢量V1′，凹槽308基本上平行于速度矢量V2′，凹槽324基本上平行于速度矢量V3′和V4′，因此，在拋光時強化了混合尾跡的形成和伸展。寬度W′可按任何方式分配到區(qū)段Z1′-Z3′中，如每個區(qū)段分別為1/4W′/1/2W′/1/4W′，或者每個區(qū)段為1/3W′，等。
值得注意的是，根據(jù)區(qū)段Z1′和區(qū)段Z3′中的凹槽304，308的結(jié)構(gòu)，可以添加一個或幾個附加凹槽到這些區(qū)段，并因此分別與凹槽304，308相交。這在圖3B的螺旋凹槽304，308的情況可能很容易實現(xiàn)。例如，除所示的反對針方向螺旋凹槽304，308外，在區(qū)段Z1′和Z3′也可包含類似的順時針方向螺旋凹槽(未示出)，它們必須在許多位置與反時針螺旋凹槽相交。
圖3C示出拋光墊座400中的區(qū)段Z1″，它含有許多基本呈螺旋形的凹槽404。這種凹槽404結(jié)構(gòu)，以類似于圖3A凹槽148的方式，強化區(qū)段Z1″內(nèi)混合尾跡的形成和伸展。圖3C也示出拋光墊座400中的區(qū)段Z3″，它含有環(huán)形和與拋光墊座同心的圓形凹槽408。如同螺旋凹槽404結(jié)構(gòu)強化區(qū)段Z1″內(nèi)形成混合尾跡的能力一樣，這種圓形凹槽408結(jié)構(gòu)也強化區(qū)段Z3″內(nèi)形成混合尾跡的能力。當然，凹槽404，408可以有其他形狀和取向，如在圖3A討論的形狀和取向。
圖3C也示出了含有許多基本上垂直于內(nèi)外邊界412，416的徑向凹槽424的區(qū)段Z2″。與圖3A，圖3B一樣，很容易看到，在按照本發(fā)明的凹槽花樣402中，凹槽408基本上平行于速度矢量V1″，凹槽404基本上平行于速度矢量V2″，凹槽424基本上平行于速度矢量V3″和V4″，因此在拋光時強化了在這些凹槽中混合尾跡的形成和伸展。厚度W″要按任何適當?shù)姆绞椒峙涞絽^(qū)段Z1″-Z3″中，如每個區(qū)段分別含1/4W″/1/2W″/1/4W″，或每個區(qū)段含1/3W″，等。
圖4示出本發(fā)明的連續(xù)帶式拋光墊座500。如同在圖3A-3C中討論的轉(zhuǎn)動式拋光墊座104，300，400一樣，圖4中的拋光墊座500包括一個由相互隔開的第一和第二邊界508，512確定的拋光區(qū)504，根據(jù)拋光時其晶片除轉(zhuǎn)動外是否發(fā)生振蕩的情況，兩邊界隔開的寬度W等于或大于晶片516被拋光面(未示出)的直徑。與轉(zhuǎn)動拋光墊座104，300，400類似，拋光區(qū)504可以分為分別包含相應(yīng)凹槽520，524，528的三個區(qū)段Z1，Z2和Z3，這些凹槽的取向，或取向及形狀，根據(jù)晶片516的某個速度矢量的方向選定，如分別在位置L1，L2，L3和L4的速度矢量V1，V2，V3和V4。拋光區(qū)504的寬度W可以按在圖3A中討論的方式分配到區(qū)段Z1，Z2和Z3。
除開拋光區(qū)504形狀不同于圖3A拋光區(qū)164形狀(為不同于圓形的直線)，以及圖4中的位置L3和L4以同樣方式不同于圖3A的位置L3和L4外，凹槽520，524，528取向的選擇原理與在圖3A中討論的基本相同。就是說，希望區(qū)段Z1中的凹槽520平行或近平行于速度矢量V1，區(qū)段Z2中的凹槽524平行或近平行于速度矢量V3和V4，區(qū)段Z3中的凹槽528平行或近平行于速度矢量V2。這些要求可以按有關(guān)轉(zhuǎn)動拋光墊座104，300，400所討論的方式得到滿足，即使凹槽520平行或基本平行于拋光區(qū)504第一邊界508，使凹槽524垂直或基本垂直于第一和第二邊界508，512，使凹槽528平行或基本平行于第二邊界512。
一般地說，這些目標可以由凹槽520與第一邊界形成一個角α′，凹槽524與第一和第二邊界508，512形成一個角γ′，凹槽528與第二邊界512形成一個角β而滿足；角α′約為-40°到+40°，更優(yōu)選地在-30°到+30°范圍，更加優(yōu)選地在-15°到+15°；角γ′約為45°到135°，優(yōu)選地為60°到120°，更加優(yōu)選地為75°到105°；角β′約為-40°到+40°，優(yōu)選地為-30°到+30°范圍，更優(yōu)選地為-15°到+15°范圍。應(yīng)注意，雖然凹槽520，524，528相互連接形成連續(xù)通道，但這不是必要的。凹槽520，524，528可相互是斷續(xù)的，例如按照圖3C中凹槽424那樣的方式。把圖3C中的徑向凹槽424轉(zhuǎn)換到圖4的帶式拋光墊座500中，那么，區(qū)段Z2的凹槽524應(yīng)是直線的，并垂直于第一和第二邊界508，512。然而，如果凹槽520，524，528相互連接，其過渡區(qū)可能是突變(如圖所示)或漸變的，例如，與圖3A的第一和第二過渡區(qū)200，204那樣。
權(quán)利要求
1.一種適宜對磁性基片、光學(xué)基片和半導(dǎo)體基片中的至少一種基片進行拋光的拋光墊座，包括(a)一個具有拋光區(qū)的拋光層，其拋光區(qū)由一個第一邊界和一個第二邊界確定，第一邊界相應(yīng)于拋光墊座上一個第一點的軌跡，第二邊界由拋光墊座上一個第二點的軌跡限定，兩個邊界相互隔開；(b)至少一個第一小角度凹槽，這個凹槽至少一部分包含在緊鄰第一邊界的拋光區(qū)內(nèi)，并在緊接第一邊界的一個點相對于第一邊界形成一個-40°到40°的角；(c)至少一個第二小角度凹槽，這個凹槽至少一部分包含在緊接第二邊界的拋光區(qū)內(nèi)，并在緊接第二邊界的一個點相對于第二邊界形成一個-40°到40°的角；(d)多個大角度凹槽，每一個都包含在拋光區(qū)內(nèi)，并至少位于一個第一小角度凹槽和至少一個第二小角度凹槽之間，每一個大角度凹槽都相對于每一個第一邊界和第二邊界形成一個45°到135°的角。
2.按照權(quán)利要求1所述的這種拋光墊座，其特征在于這種拋光墊座是一種可繞一個轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動拋光墊座。
3.按照權(quán)利要求2所述的拋光墊座，其特征在于至少一個第一小角度凹槽和至少一個第二小角度凹槽是螺旋形凹槽。
4.按照權(quán)利要求2所述的拋光墊座，其特征在于許多第三凹槽中的每一個相對于這種轉(zhuǎn)動拋光墊座的轉(zhuǎn)動軸線是沿徑向的。
5.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊座，其特征在于它還包括許多第一小角度凹槽，每一個這種小角度凹槽都分別與多個大角度凹槽中相應(yīng)的一個連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的拋光墊座，其特征在于還包括多個第二小角度凹槽，每一個大角度凹槽都在一個第一端連接到多個第一小角度凹槽中相應(yīng)的一個，并在一個第二端連接到多個第二小角度凹槽中相應(yīng)的一個。
7.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊座，其特征在于這種拋光墊座是直線帶式的。
8.按照權(quán)利要求1所述的拋光墊座，其特征在于至少一個小角度凹槽在緊接第一邊界的一個點形成一個60°至120°的角，至少一個第二小角度凹槽在緊接第二邊界的一個點形成一個60°到120°的角。
9.一種拋光磁性基片、光學(xué)基片或半導(dǎo)體基片的方法，包括使用一種拋光介質(zhì)和權(quán)利要求1所述的拋光墊座對基片進行拋光的步驟。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于拋光墊座拋光一半導(dǎo)體晶片，至少一個第一小角度凹槽、至少一個第二小角度凹槽和多個大角度凹槽至少在拋光的一部分同時鄰接所述的半導(dǎo)體晶片。
全文摘要
一種用于拋光晶片(112，516)或其他工件的拋光墊座(104，300，400，500)。這種拋光墊座包括一個含有多個凹槽(148，152，156)(304，308，324)(404，408，424)(520，524，528)的拋光層(108)，這些凹槽的取向基本上平行于晶片的一個或幾個相應(yīng)的速度矢量(V1－V4)(V1′－V4′)(V1″－V4″)(V1″′－V4″′)。這些平行取向在拋光時促使在這些凹槽中的拋光介質(zhì)(120)形成混合尾跡。
文檔編號B24D11/00GK1712187SQ200510077948
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月16日
發(fā)明者G·P·馬爾多尼 申請人:Cmp羅姆和哈斯電子材料控股公司