DE102005002167B4 - Gerilltes Polierkissen - Google Patents

Gerilltes Polierkissen Download PDF

Info

Publication number
DE102005002167B4
DE102005002167B4 DE102005002167A DE102005002167A DE102005002167B4 DE 102005002167 B4 DE102005002167 B4 DE 102005002167B4 DE 102005002167 A DE102005002167 A DE 102005002167A DE 102005002167 A DE102005002167 A DE 102005002167A DE 102005002167 B4 DE102005002167 B4 DE 102005002167B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polishing
grooves
angle
boundary line
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102005002167A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005002167A1 (de
Inventor
Gregory P. Muldowney
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc, Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Publication of DE102005002167A1 publication Critical patent/DE102005002167A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005002167B4 publication Critical patent/DE102005002167B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/003Indoor unit with water as a heat sink or heat source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023Mounting details thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S451/00Abrading
    • Y10S451/921Pad for lens shaping tool

Abstract

Polierkissen (104), das zum Polieren von mindestens einem aus magnetischen Substraten, optischen Substraten und Halbleitersubstraten geeignet ist, umfassend:
(a) eine Polierschicht (108) mit einem Polierbereich (164), welcher in zumindest eine erste Zone (Z1), eine zweite Zone (Z2) und eine dritte Zone (Z3) unterteilt ist, der durch eine erste Grenzlinie (168), die durch eine Trajektorie eines ersten Punktes (L1) auf dem Polierkissen (104) definiert ist, und zweite Grenzlinie (172) definiert ist, die durch eine Trajektorie eines zweiten Punkts (L2) auf dem Polierkissen (104) definiert ist, wobei die zweite Grenzlinie (172) von der ersten Grenzlinie (168) beabstandet ist;
(b) eine Vielzahl erster großwinkliger Rillen (156), die jeweils zumindest teilweise in dem Polierbereich (164) in der Nähe der ersten Grenzlinie (168) in der dritten Zone (Z3) enthalten sind und an einem Schnittpunkt mit der ersten Grenzlinie (168) einen Winkel mit dem tangentialen Geschwindigkeitsvektor des Wafers (112) von 45° bis 135° aufweisen;...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet des Polierens. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf ein Polierkissen mit einem Rillenmuster zur Verringerung von Aufschlämmungsvermischungsschlieren in den Rillen gerichtet.
  • Bei der Herstellung integrierter Schaltungen und anderer elektronischer Vorrichtungen wird eine Vielzahl von Schichten an leitenden, halbleitenden und dielektrischen Materialien auf eine Oberfläche eines Halbleiterwafers abgeschieden und von dieser Oberfläche abgeätzt. Dünne Schichten leitender, halbleitender und dielektrischer Materialien können durch etliche Abscheidungstechniken abgeschieden werden. Übliche Abscheidungstechniken in der modernen Waferverarbeitung beinhalten PVD-Abscheidung (physical vapor deposition), auch als Sputtering bekannt, CVD-Abscheidung (chemical vapor deposition), Plasma-unterstützte CVD-Abscheidung (PECVD); (plasma-enhanced chemical vapor deposition) und elektrochemisches Galvanisieren. Übliche Ätztechniken beinhalten unter anderem isotropes und anisotropes Nass- und Trockenätzen.
  • Sind Schichten der Materialien sequentiell abgeschieden und geätzt, wird die oberste Oberfläche des Wafers uneben. Da es eine nachfolgende Halbleiterbearbeitung (z. B. Photolithographie) erfordert, dass der Wafer eine glatte Oberfläche aufweist, ist es notwendig, den Wafer zu planarisieren. Planarisieren ist zur Entfernung einer unerwünschten Oberflächentopographie und unerwünschter Oberflächendefekte, wie raue Oberflächen, agglomerier te Materialien, Kristallgitterschäden, Kratzer und kontaminierter Schichten oder Materialien, nützlich.
  • Chemisch-mechanisches Planarisieren oder chemisch-mechanisches Polieren (CMP) ist eine übliche Technik, die zur Planarisierung von Werkstücken, wie Halbleiterwerfern, verwendet wird. Beim herkömmlichen CMP unter Verwendung eines Doppelachsen-Rotationspolierers wird ein Waferträger oder Polierkopf an einer Trägerbaugruppe befestigt. Der Polierkopf hält den Werfer und positioniert ihn in Kontakt mit einer Polierschicht eines Polierkissens der Poliervorrichtung. Das Polierkissen weist einen Durchmesser von mehr als dem doppelten Durchmesser des Werfers auf, der planarisiert wird. während des Polierens rotieren sowohl das Polierkissen als auch der Werfer um ihren konzentrischen Mittelpunkt, während der Werfer mit der Polierschicht im Eingriff befindlich ist. Die Rotationsachse des Werfers ist um einen Abstand, der größer ist als der Radius des Werfers, relativ zur Rotationsachse des Polierkissens versetzt, so dass die Rotation des Kissens eine ringförmige "Waferspur" auf der Polierschicht des Kissens ausstreicht. Wenn die einzige Bewegung des Werfers eine Rotationsbewegung ist, ist die Breite der Waferspur gleich dem Durchmesser des Werfers. Bei einigen Doppelachsen-Poliervorrichtungen wird der Werfer jedoch in einer Ebene senkrecht zu seiner Rotationsachse oszilliert. In diesem Fall ist die Breite der Waferspur um einen Betrag größer als der Durchmesser des Werfers, der der Verschiebung aufgrund der Oszillation entspricht. Die Trägerbaugruppe sorgt für einen kontrollierbaren Druck zwischen dem Werfer und dem Polierkissen. Während des Polierens fließt eine Aufschlämmung oder ein anderes Poliermedium auf das Polierkissen und in den Spalt zwischen dem Werfer und der Polierschicht. Die Waferoberfläche wird durch chemische und mechanische Wirkung der Polierschicht und der Aufschlämmung an der Oberfläche poliert und planarisiert.
  • Die Wechselwirkung zwischen Polierschichten, Polieraufschlämmungen und Waferoberflächen während der CMP-Behandlung wird im Zuge des Bestrebens nach einer Optimierung von Designs von Polierkissen untersucht. Die meisten Entwicklungen auf dem Gebiet der Polierkissen im Verlauf der Jahre waren empirischer Natur. Viele der Designs von Polieroberflächen oder -schichten waren darauf fokussiert, diese Schichten mit verschiedenen Mustern an Freiräumen und Netzwerken von Rillen zu versehen, die die Ausnutzung der Aufschlämmung und die Einheitlichkeit des Polierens fördern sollen. Mit den Jahren sind etliche verschiedene Rillen- und Freiraummuster und Konfigurationen realisiert worden. Diese Rillenmuster beinhalten unter anderem radiale, konzentrisch kreisförmige, kartesianisch gitterförmige und kartesianisch spiralförmige. Darüber hinaus beinhalten diese Rillenkonfigurationen Konfigurationen, in denen die Breite und Tiefe aller Rillen unter allen Rillen einheitlich sind, und Konfigurationen, in denen die Breite und Tiefe der Rillen von einer Rille zu einer anderen variiert.
  • Einige Entwickler von Rotations-CMP-Kissen haben Kissen mit Rillenkonfigurationen entwickelt, die zwei oder mehr Rillenkonfigurationen enthalten, die sich auf Basis von einem oder mehreren Radialabständen vom Mittelpunkt des Kissens von einer Konfiguration zu einer anderen ändern. Diese Kissen sollen für ein überlegenes Leistungsverhalten, unter anderem hinsichtlich der Einheitlichkeit des Polierens und des Ausnutzens der Aufschlämmung, sorgen. Beispielsweise beschreiben Osterheld et al. in der US-Patentschrift Nr. 6 520 847 einige Kissen mit drei konzentrischen, ringförmigen Bereichen, die jeweils eine Konfiguration an Rillen enthalten, die von den Konfigurationen der anderen beiden Bereiche verschieden ist. In verschiedenen Ausführungsformen variieren diese Konfigurationen auf verschiedene Arten. Arten, in denen die Konfigurationen variieren, beinhalten Variationen in der Anzahl, der Querschnittsfläche, den Zwischenräumen und der Art der Rillen.
  • Obwohl Kissenentwickler bereits CMP-Kissen entwickelt haben, die zwei oder mehr Rillenkonfigurationen enthalten, die sich voneinander in verschiedenen Zonen der Polierschicht unterscheiden, ziehen diese Entwicklungen die Wirkung der Rillenkonfiguration auf die Vermischungsschlieren nicht direkt in Betracht, die in den Rillen auftreten. 1 zeigt eine graphi sche Darstellung 10 des Verhältnisses einer neuen Aufschlämmung zu einer alten Aufschlämmung zu einem Zeitpunkt während des Polierens innerhalb des Spalts (dargestellt durch den kreisförmigen Bereich 14) zwischen einem Wafer (nicht gezeigt) und einem herkömmlichen Rotationspolierkissen 18 mit kreisförmigen Rillen 22. Für die Zwecke dieser Beschreibung kann eine "neue Aufschlämmung" als eine Aufschlämmung betrachtet werden, die sich in Richtung der Rotation des Polierkissens 18 bewegt, und eine "alte Aufschlämmung" kann als eine Aufschlämmung betrachtet werden, die bereits am Polieren beteiligt gewesen ist und durch die Rotation des Wafers in dem Spalt gehalten wird.
  • In der graphischen Darstellung 10 enthält der Bereich 26 der neuen Aufschlämmung im Wesentlichen nur neue Aufschlämmung, und der Bereich 30 der alten Aufschlämmung enthält im Wesentlichen nur alte Aufschlämmung zu einem Zeitpunkt, zu dem das Polierkissen 18 in Richtung 34 rotiert und der Wafer in Richtung 38 rotiert. Ein Mischbereich 42, in dem die neue Aufschlämmung und die alte Aufschlämmung miteinander vermischt werden, wodurch ein Konzentrationsgradient erzeugt wird (dargestellt durch Bereich 42), wird zwischen dem Bereich 26 der neuen Aufschlämmung und dem Bereich 30 der alten Aufschlämmung gebildet. Fluiddynamische Computersimulationen zeigen, dass aufgrund der Rotation des Wafers eine unmittelbar an den Wafer angrenzende Aufschlämmung in eine Richtung getrieben werden kann, die von der Rotationsrichtung 34 des Kissens verschieden ist, wohingegen eine etwas vom Wafer entfernte Aufschlämmung zwischen "schroffen" oder rauen Elementen an der Oberfläche des Polierkissens 18 gehalten wird und in stärkerem Maße davon abgehalten wird, in eine Richtung getrieben zu werden, die sich von Richtung 34 unterscheidet. Die Wirkung der Waferrotation tritt am deutlichsten in kreisförmigen Rillen 22 an Positionen auf, in denen die Rillen einen kleinen Winkel gegenüber der Rotationsrichtung 38 des Wafers aufweisen, weil die Aufschlämmung in den Rillen nicht zwischen irgendwelchen Schroffheiten gehalten wird und leicht durch die Waferrotation entlang der Länge der kreisförmigen Rillen 22 getrieben wird. Die Wirkung der Waferrotation tritt in den kreisförmigen Rillen 22 an Positionen weniger deutlich her vor, an denen die Rillen transversal zur Rotationsrichtung 38 des Wafers verlaufen, weil die Aufschlämmung nur entlang der Breite der Rille getrieben werden kann, innerhalb der sie anderweitig beschränkt ist.
  • Vermischungsschlieren, die den gezeigten Vermischungsschlieren 46 ähnlich sind, treten auch in Rillenmustern auf, die sich von kreisförmigen Mustern unterscheiden, z. B. in den oben angeführten Rillenmustern. Wie bei dem kreisförmig gerillten Kissen aus 1, treten die Vermischungsschlieren bei jedem dieser alternativen Rillenmuster am deutlichsten in Bereichen hervor, in denen die Rotationsrichtung des Wafers am stärksten an den Rillen oder gegebenenfalls an den Rillensegmenten des Kissens ausgerichtet ist. Vermischungsschlieren können sich aus einer Reihe von Gründen, z. B. nicht-einheitliches Polieren und erhöhte Fehlerhaftigkeit, nachteilig auf das Polieren auswirken. Dementsprechend besteht ein Bedarf für Entwicklungen von CMP-Polierkissen, die zumindest teilweise unter Berücksichtigung des Auftretens von Vermischungsschlieren und der Effekte, die derartige Schlieren auf das Polieren ausüben, optimiert sind.
  • US 6 120 366 A offenbart ein chemisch-mechanisches Polierkissen, welches eine Vielzahl von ringförmigen Rillen und eine Vielzahl von stromlinienförmigen Rillen aufweist, welche gemäß den Prinzipien der Hydrodynamik ausgebildet sind. Die stromlinienförmigen Rillen des Polierkissens verteilen die Aufschlämmung gleichmäßig auf dem Polierkissen.
  • US 2002/0083577 A1 offenbart ein Polierelement, welches in seiner Polieroberfläche eine Vielzahl von spiralförmigen Rillen aufweist. Während des Polierens einer Waferoberfläche dreht sich die Polieroberfläche und eine Pumpwirkung entsteht an den spiralförmigen Rillen durch die Zentrifugalkraft, welche durch die Drehung des Polierelements erzeugt wird, so dass schädliche Partikel großen Durchmessers und Schleifpartikel zusammen mit der Polierflüssigkeit durch die spiralförmigen Rillen in Richtung des äußeren peripheren Abschnitts des Polierelements abgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein Polierkissen mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsformen des Polierkissens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Unter einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Polierkissen zur Verfügung gestellt, das zum Polieren von wenigstens einem aus magnetischen Substraten, optischen Substraten und Halbleitersubstraten geeignet ist, das das Folgende umfasst: (a) eine Polierschicht mit einem Polierbereich, welcher in zumindest eine erste Zone, eine zweite Zone und eine dritte Zone unterteilt ist, der durch eine erste Grenzlinie, die durch eine Trajektorie eines ersten Punktes auf dem Polierkissen definiert ist, und zweite Grenzlinie definiert ist, die durch eine Trajektorie eines zweiten Punkts auf dem Polierkissen definiert ist, wobei die zweite Grenzlinie von der ersten Grenzlinie beabstandet ist; (b) eine Vielzahl erster großwinkliger Rillen, die jeweils zumindest teilweise in dem Polierbereich in der Nähe der ersten Grenzlinie in der dritten Zone enthalten sind und an einem Schnittpunkt mit der ersten Grenzlinie einen Winkel mit dem tangentialen Geschwindigkeitsvektor des Wafers von 45° bis 135° aufweisen; (c) eine Vielzahl zweiter großwinkliger Rillen, die jeweils zumindest teilweise in dem Polierbereich in der Nähe der zweiten Grenzlinie in der ersten Zone enthalten sind und an einem Schnittpunkt mit der zweiten Grenzlinie einen Winkel mit dem tangentialen Geschwindigkeitsvektor des Wafers von 45° bis 135° aufweisen; und (d) mindestens eine kleinwinklige Rille, die in dem Polierbereich in der zweiten Zone und zwischen der Vielzahl an ersten großwinkligen Rillen und der Vielzahl an zweiten großwinkligen Rillen enthalten ist und bezüglich des Verlaufs der ersten Grenzlinie und der zweiten Grenzlinie einen Winkel von –30° bis 30° aufweist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Teildraufsicht/graphische Teildarstellung, die die Bildung von Vermischungsschlieren in dem Spalt zwischen einem Wafer und einem Polierkissen mit einem kreisförmigen Rillenmuster nach dem Stand der Technik veranschaulicht;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer zweiachsigen Poliervorrichtung, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
  • 3A ist eine schematische Draufsicht eines Rotationspolierkissens gemäß der vorliegenden Erfindung; 3B ist eine schematische Draufsicht eines alternativen Rotationspolierkissens gemäß der vorliegenden Erfindung; 3C ist eine schematische Draufsicht eines anderen alternativen Rotationspolierkissens gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 ist eine teilweise schematische Draufsicht eines Polierkissens vom Gürtel-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht 2 die primären Merkmale einer zweiachsigen CMP-Poliervorrichtung 100, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Poliervorrichtung 100 beinhaltet im Allgemeinen ein Polierkissen 104 mit einer Polierschicht 108, um es mit einem Gegenstand in Eingriff zu bringen, wie z. B. Halbleitersubstraten, einschließlich einem Halbleiterwafer 112 (verarbeitet oder unverarbeitet); optischen Substraten, einschließlich Glas und Flachbildschirmen; und Substraten zum Speichern von magnetischer Information, einschließlich Nickelscheiben, um das Polieren der polierten Oberfläche 116 des Werkstücks in der Gegenwart einer Aufschlämmung 120 oder eines anderen Poliermediums zu bewirken. Aus Gründen der Einfachheit werden die Begriffe "Wafer" und "Aufschlämmung" nachfolgend ohne Verlust an Allgemeinheit verwendet. Zusätzlich beinhalten die Begriffe "Poliermedium" und "Aufschlämmung", wie sie in dieser Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, verwendet werden, Partikel-enthaltende Polierlösungen und keine Partikel-enthaltende Polierlösungen, z. B. Schleifmittel-freie Lösungen und Polierlösungen mit Reaktivflüssigkeit.
  • Wie es nachstehend detailliert erörtert wird, beinhaltet die vorliegende Erfindung das Bereitstellen eines Polierkissens 104 mit einer Rillenanordnung (siehe beispielsweise Rillenanordnung 144 aus 3A), die die Bildung von Vermischungsschlieren verhindert oder die Größe der Vermischungsschlieren verringert, die in dem Spalt zwischen dem Wafer 112 und dem Polierkissen 104 während des Polierens auftreten. Wie in den voranstehenden Ausführungen zum Stand der Technik erörtert worden ist, treten Vermischungsschlieren in dem Spalt auf, in dem eine neue Aufschlämmung eine alte Aufschlämmung ersetzt, und sie treten in den Bereichen am stärksten hervor, in denen die Rotationsrichtung des Wafers 112 am stärksten an den Rillen oder gegebenenfalls an den Rillensegmenten des Polierkissens 104 ausgerichtet ist.
  • Die Poliervorrichtung 100 kann eine Platte 124 beinhalten, an der das Polierkissen 104 befestigt ist. Die Platte 124 ist um eine Rotationsachse 128 durch einen Plattenantrieb (nicht gezeigt) rotierbar. Der Wafer 112 kann durch einen Waferträger 132 gestützt sein, der um eine Rotationsachse 136 parallel zu und beabstandet von der Rotationsachse 128 der Platte 124 rotierbar ist. Der Waferträger 132 kann eine kardanisch aufgehängte Verbindung (nicht gezeigt) aufweisen, die es erlaubt, dass der Wafer 112 eine Lage annimmt, die zur Polierschicht 108 nicht ganz parallel ist. In diesem Fall können die Rotationsachsen 128, 136 sehr wenig schief zueinander sein. Der Wafer 112 enthält die polierte Oberfläche 116, die der Polierschicht 108 gegenüberliegt und während des Polierens planarisiert wird. Der Waferträger 132 kann durch ein Trägerstützbauteil (nicht gezeigt) gestützt sein, das zur Rotation des Wafers 112 angepasst ist und für eine nach unten gerichtete Kraft F sorgt, die die polierte Oberfläche 116 gegen die Polierschicht 108 drückt, so dass während des Polierens ein gewünschter Druck zwischen der polierten Oberfläche und der Polierschicht besteht. Die Poliervorrichtung 100 kann auch einen Aufschlämmungseinlass 114 zur Zufuhr der Aufschlämmung 120 auf die Polierschicht 108 enthalten.
  • Wie es für den Fachmann ersichtlich ist, kann die Poliervorrichtung 100 andere Komponenten (nicht gezeigt) enthalten, wie eine Systemsteuerung, eine Aufschlämmungslagervorrichtung und ein Verteilsystem, ein Heizsystem, ein Spülsystem und verschiedene Kontrollvorrichtungen zur Kontrolle unterschiedlicher Aspekte des Polierprozesses, wie: (1) Geschwindigkeitskontrollvorrichtungen und -wahlvorrichtungen für eine oder beide Rotationsgeschwindigkeiten des Wafers 112 und des Polierkissens 104; (2) Kontrollvorrichtungen und Wahlvorrichtungen zum Variieren der Rate und des Orts der Abgabe der Aufschlämmung 120 auf das Kissen; (3) Kontrollvorrichtungen und Wahlvorrichtungen zur Kontrolle der Größe der Kraft F, die zwischen dem Wafer und dem Kissen angelegt wird, sowie (4) Kontrollvorrichtungen, Stellvorrichtungen und Steuervorrichtungen zur Kontrolle der Lage der Rotationsachse 136 des Wafers relativ zur Rotationsachse 128 des Kissens, unter anderem. Dem Fachmann wird ersichtlich, wie diese Komponenten konstruiert und implementiert sind, so dass ihre detaillierte Erläuterung dafür nicht notwendig ist, dass der Fachmann die vorliegende Erfindung versteht und durchführt.
  • Während des Polierens werden das Polierkissen 104 und der Wafer 112 um ihre jeweiligen Rotationsachsen 128, 136 rotiert, und die Aufschlämmung wird aus dem Aufschlämmungseinlass 140 auf dem rotierenden Polierkissen verteilt. Die Aufschlämmung 120 breitet sich auf der Polierschicht 108, einschließlich des Spalts unterhalb des Wafers und dem Polierkissen 104, aus. Das Polierkissen 104 und der Wafer 112 werden typischerweise, aber nicht notwendigerweise, mit gewählten Geschwindigkeiten zwischen 0,1 UpM und 150 UpM rotiert. Die Kraft F liegt typischerweise, aber nicht notwendigerweise, in einer Größenordnung, die so gewählt ist, dass ein gewünschter Druck von 0,1 psi bis 15 psi (6,9 bis 103 kPa) zwischen dem Wafer 112 und dem Polierkissen 104 hervorgerufen wird.
  • 3A zeigt in Verbindung mit dem Polierkissen 104 von 2 ein Rillenmuster 144, das, wie oben angemerkt, die Bildung von Vermischungsschlieren (Elemente 46 in 1) verhindert oder die Größe der Vermischungsschlieren innerhalb der Rillen 148, 152, 156, die in der Polierschicht 108 des Kissens vorliegen, verringert. Allgemein ist es das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Konzept, Rillen 148, 152, 156 bereitzustellen, die an allen Positionen auf der Polierschicht 108 oder an möglichst vielen Positionen einen großen Winkel gegenüber den tangentialen Geschwindigkeitsvektoren des Wafers 112 aufweisen. Wenn die Rotationsachse 136 des Wafers 112 mit der Rotationsachse 128 des Polierkissens 104 zusammenfällt, wäre das ideale Rillenmuster gemäß der vorliegenden Erfindung eines, bei dem die Rillen von der Rotationsachse des Kissens strahlenförmig wegführen. Jedoch ist die Situation bei zweiachsigen Poliervorrichtungen, z. B. der in 2 gezeigten Poliervorrichtung 100, durch den Versatz 160 zwischen den Rotationsachsen 128, 136 des Polierkissens 104 und des Wafers 112 komplizierter.
  • Dennoch ist es möglich, ein Polierkissen, z. B. das Kissen 104, zur Verwendung mit einer zweiachsigen Poliervorrichtung zu entwickeln, das sich dem idealen Rillenmuster annähert, das möglich ist, wenn das Polieren in dem Fall durchgeführt wird, dass die Rotationsachsen 136, 128 des Wafers 112 und des Kissens zusammenfallen. Als ein Ergebnis des Versatzes 160 (1) zwischen den Rotationsachsen 128, 136 verursacht der Vorgang des Polierens, dass das Polierkissen 104 einen Polierbereich 164 herausstreicht (üblicherweise im Zusammenhang mit dem Planarisieren von Halbleiterwafern als "Waferspur" bezeichnet), der durch eine innere Grenzlinie 168 und eine äußere Grenzlinie 172 definiert ist, die jeweils durch eine Trajektorie eines Punkts auf dem Polierkissen 104 definiert sind. Für Rotationspolierkissen stellen die innere Grenzlinie 168 und die äußere Grenzlinie 172 Kreise dar. Im Allgemeinen ist der Polierbereich 164 der Bereich der Polierschicht 108, der der polierten Oberfläche (nicht gezeigt) des Wafers 112 während des Polierens gegenübersteht, wenn das Polierkissen 104 relativ zum Wafer rotiert wird. In der gezeigten Ausführungsform ist das Polierkissen 104 zur Verwendung mit der Poliervorrichtung 100 aus 2 ausgestaltet, wobei der Wafer 112 in einer festen Position relativ zum Kissen rotiert wird. Dementsprechend ist der Polierbereich 164 kreisförmig und besitzt eine Breite W zwischen den inneren und äußeren Grenzlinien 168, 172, die gleich dem Durchmesser der polierten Oberfläche des Wafers 112 ist. In einer Ausführungsform, in der der Wafer 112 nicht nur rotiert, sondern auch in einer zur Polierschicht 108 parallelen Richtung oszilliert, wäre der Polierbereich 164 typischerweise ebenfalls ringförmig, jedoch wäre die Breite W zwischen den inneren und äußeren Grenzlinien 168, 172 größer als der Durchmesser der polierten Oberfläche 112 des Wafers, was sich durch die Einhüllung der Oszillation erklärt.
  • Die innere Grenzlinie 168 des Polierbereichs 164 definiert einen zentralen Bereich 176, in dem eine Aufschlämmung (nicht gezeigt) oder ein anderes Poliermedium während des Polierens auf das Polierkissen 104 aufgebracht werden kann. In einer Ausführungsform, in der der Wafer 112 nicht nur rotiert, sondern auch in einer zur Polierschicht 108 parallelen Richtung oszilliert wird, kann der zentrale Bereich 176 außerordentlich klein sein, wenn sich die Einhüllung der Oszillation zum oder annähernd zum Mittelpunkt des Polierkissens 104 erstreckt. In diesem Fall kann die Aufschlämmung oder das andere Poliermedium an einer Position außerhalb des Mittelpunkts auf das Kissen aufgetragen werden. Die äußere Grenzlinie 172 des Polierbereichs 164 wird typischerweise vom äußeren peripheren Rand 180 des Polierkissens 104 radial nach innen liegen, kann jedoch alternativ koextensiv mit diesem Rand sein.
  • Beim Entwickeln des Rillenmusters 144 in einer Weise, die die Anzahl der Häufigkeiten, in denen die Rotationsrichtung 184 des Wafers 112 an den Rillen 148, 152, 156 oder Segmenten davon ausgerichtet ist, reduziert oder minimiert, ist es nützlich, die Geschwindigkeit des Wafers an vier Positionen L1, L2, L3, L4, in Betracht zu ziehen, zwei entlang einer Linie 188, die sich durch die Rotationsachsen 128, 136 des Polierkissens 104 und des Wafers erstrecken, und zwei entlang eines kreisförmigen Bogens 190, der mit der Rotationsachse des Kissens konzentrisch ist und sich durch die Rotationsachse des Wafers erstreckt. Dies ist deshalb der Fall, weil diese Positionen vier Geschwindigkeitsvektorextrema des Wafers 112 relativ zur Rotationsrichtung 192 des Polierkissens 104 darstellen. Die Position L1 stellt nämlich die Position dar, in der ein Geschwindigkeitsvektor V1 des Wafers 112 der Rotationsrichtung 192 des Polierkissens 104 im Wesentlichen direkt entgegengesetzt ist und den größten Betrag in diese Richtung besitzt, die Position L2 die Position darstellt, in der ein Geschwindigkeitsvektor V2 des Wafers im Wesentlichen in derselben Richtung wie die Rotationsrichtung des Kissens ist und den größten Betrag in diese Richtung besitzt, und die Positionen L3 und L4 die Positionen darstellen, in denen die jeweiligen Geschwindigkeitsvektoren V3 und V4 des Wafers große Winkel zur Rotationsrichtung des Kissens aufweisen und den größten Betrag in derartige Richtungen besitzen. So ist es an den Positionen L1–L4 der Fall, dass die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien zur Annäherung an das oben erörterte ideale Rillenmuster angewendet werden können.
  • Wie es leicht zu verstehen ist, führt eine Betrachtung der Geschwindigkeitsvektoren V1–V4 des Wafers an diesen vier Positionen L1–L4 im Allgemeinen zur Aufteilung des Polierbereichs 164 in drei Zonen, wobei die Zone Z1 der Position L1 entspricht, die Zone Z2 den beiden Positionen L3 und L4 entspricht und die Zone Z3 der Position L2 entspricht. Die Breite W der Waferspur kann in einer gewünschten Art und Weise unter den Zonen Z1–Z3 aufgeteilt werden. Beispielsweise kann den Zonen Z1 und Z3 jeweils ein Viertel der Breite W zugeteilt werden, und der Zone Z3 kann die Hälfte der Breite W zugeteilt werden. Eine andere Aufteilung wäre unter anderem, dass z. B. jeder der Zonen Z1, Z2 und Z3 jeweils ein Drittel von W zugeteilt wird. Vorzugsweise poliert das Polierkissen 104 einen Halbleiterwafer mit einer Vielzahl an ersten großwinkligen Rillen der Zone Z1, einer Vielzahl an zweiten großwinkligen Rillen der Zone Z3 und der Zone Z2 mit mindestens einer kleinwinkligen Rille, die gleichzeitig an den Halbleiterwafer für zumindest einen Teil des Polierens angrenzen.
  • Die Anwendung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien, d. h., der Bereitstellung von Rillen 148, 152, 156, die große Winkel zu den Geschwindigkeitsvektoren des Wafers 112 zur Zone Z1 auf Basis des Geschwindigkeitsvektors an der Position L1 aufweisen, zeigt, dass die radialen Rillen 148 wünschenswerterweise in der Zone Z1 liegen. Dies ist deshalb der Fall, weil der Geschwindigkeitsvektor V1 zu den radialen Rillen 148 im Wesentlichen senkrecht ist. Es wird angemerkt, dass sich die Rillen 148 über die innere Grenzlinie 168 hinaus in Richtung auf oder bis zur Rotationsachse 128 erstrecken können. Wie verstanden werden kann, sind die radialen Rillen 148 senkrecht zur inneren Grenzlinie 168 des Polierbereichs 164. Es wird angemerkt, dass die Rillen 148 nicht wirklich radial sein müssen. Stattdessen kann jede Rille 148 mit der inneren Grenzlinie 168 einen von 90° verschiedenen Winkel α bilden. Im Allgemeinen stellt der Winkel α einen großen Winkel dar, vorzugsweise im Bereich von 45° bis 135°, bevorzugter 60° bis 120°, und am stärksten bevorzugt innerhalb des Bereichs von 75° bis 105°. Zusätzlich wird angemerkt, dass jede Rille 148 nicht linear sein muss, sondern eher unter anderem kurvenförmig, zickzackförmig, wellenförmig oder sägezahnförmig sein kann. Im Allgemeinen wird der Winkel α für zickzackförmige, wellenförmige, sägezahnförmige und ähnliche Rillen von der querverlaufenden Mittellinie der Rille eher im globalen als im lokalen Sinne gemessen, d. h., vom Mittelpunkt der Rille als Durchschnitt über einige Einheiten der sich wiederholenden Form (Wellen- oder Zickzack-Einheiten) genommen.
  • Die Anforderungen an die Zone Z3 relativ zu den Rillen 156 sind im Wesentlichen dieselben wie die Anforderungen an die Zone Z1, wobei der primäre Unterschied darin besteht, dass der Geschwindigkeitsvektor V2 an der Position L2 der entgegengesetzte Geschwindigkeitsvektor an der Position L1 ist. Dementsprechend können die Rillen 156 wie die Rillen 148 der Zone Z1 radial unter Bildung eines Winkels β von 90° bezüglich der äußeren Grenzlinie 172 sein. Jedoch müssen die Rillen 156 wie die Rillen 148 nicht wirklich radial sein. Stattdessen kann jede Rille 152 einen von 90° verschiedenen Winkel β mit der äußeren Grenzlinie 172 bilden. Im Allgemeinen stellt der Winkel β einen großen Winkel dar, vorzugsweise im Bereich von 45° bis 135°, bevorzugter 60° bis 120°, und am stärksten bevorzugt innerhalb des Bereichs von 75° bis 105°. Zusätzlich muss jede Rille 156 wie die Rillen 148 nicht linear sein, sondern kann vielmehr unter anderem kurvenförmig, zickzackförmig, wellenförmig oder sägezahnförmig sein. Ebenso wie bei den Rillen 148 kann der Winkel β für zickzackförmige, wellenförmige, sägezahnförmige und ähnliche Rillen 156 von einer Linie aus gemessen werden, die im Allgemeinen die querverlaufende Mitte der Rille im globalen Sinne als Durchschnitt über mehrere Einheiten der sich wiederholenden Form genommen darstellt.
  • Die Geschwindigkeitsvektoren V3 und V4 des Wafers 112 in der Zone Z2 sind senkrecht zu den Geschwindigkeitsvektoren V1 bzw. V2 in den Zonen Z1 bzw. Z3. Damit die Rillen 152 in der Zone Z2 einen großen Winkel bezüglich der Geschwindigkeitsvektoren V3 und V4 aufweisen, können diese Rillen parallel zu den inneren und äußeren Grenzlinien 168, 172 des Polierbereichs 164 sein oder einen kleinen Winkel dazu aufweisen. In diesem Zusammenhang bildet vorzugsweise jede Rille 152 einen kleinen Winkel γ von –30° bis 30°, und bevorzugter –15° bis 15°, entweder mit der inneren Grenzlinie 168 oder der äußeren Grenzlinie 172. Sind die Rillen 152 nicht parallel zu den inneren und äußeren Grenzlinien 168, 172 (und zueinander), können sie alle, wie es in 3A gezeigt ist, einheitlich voneinander beabstandet sein, müssen dies aber nicht. Wenn es gewünscht wird, können die Rillen 152 oder Teile davon einander in entgegengesetzten Richtungen unter Bildung eines rhomboiden Gitters (nicht gezeigt) oder eines anderen Musters überkreuzen, wie es nachfolgend in Verbindung mit 3B erörtert wird.
  • Sich jeweils Entsprechende der Rillen 148, der Rillen 152 und der Rillen 156 können miteinander, wie gezeigt, unter Bildung kontinuierlicher Kanäle (von denen einer in 3A hervorgehoben und durch das Bezugszeichen 196 gekennzeichnet ist), die sich von einer Position in der Nähe der Rotationsachse 128 und durch den Polierbereich 164 und darüber hinaus erstrecken, ver bunden sein, müssen dies aber nicht. Die Bereitstellung von kontinuierlichen Kanälen 196, wie gezeigt, kann sich günstig auf die Ausnutzung der Aufschlämmung auswirken und das Spülen von Polierablagerungen und die Abfuhr von Wärme unterstützen. Jede Rille 148 kann mit einer jeweils Entsprechenden der Rillen 152 an einem ersten Übergang 200 verbunden sein, und gleichermaßen kann jede Rille 152 zu einer jeweils Entsprechenden der Rillen 156 an einem zweiten Übergang 204 verbunden sein. Jeder der ersten und zweiten Übergänge 200, 204 kann graduell, z. B. die gezeigten, gekrümmten Übergänge, oder abrupt, z. B. dort, wo die Verbundenen von den Rillen 148, 152, 156 einen spitzen Winkel miteinander bilden, sein, wie es zur Anpassung auf ein spezielles Design gewünscht wird.
  • Obwohl der Polierbereich 164 als in drei Zonen Z1–Z3 unterteilt beschrieben worden ist, wird der Fachmann leicht erkennen, dass der Polierbereich, wenn es gewünscht wird, in eine größere Anzahl an Zonen unterteilt werden kann. Jedoch kann das Verfahren des Anlegens der Rillen, z. B. der Rillen 148, 152, 156, in jeder der Zonen, ungeachtet der Anzahl der vorgesehenen Zonen, dasselbe sein. D. h., in jeder Zone kann die Orientierung/können die Orientierungen der Rillen darin so gewählt sein, dass sie einen großen Winkel bezüglich eines Geschwindigkeitsvektors (ähnlich den Geschwindigkeitsvektoren V1–V4) an einer entsprechenden Position (ähnlich den Positionen L1–L4) aufweist/aufweisen.
  • Beispielsweise können zwei zusätzliche Zonen (nicht gezeigt), eine zwischen den Zonen Z1 und Z2 und eine zwischen den Zonen Z2 und Z3, wie folgt angefügt werden: Vier zusätzliche Positionen für vier zusätzliche Geschwindigkeitsvektoren können zunächst unter Verwendung zweier zusätzlicher Kreisbögen (jeweils ähnlich dem Kreisbogen 190) bestimmt werden, die jeweils zur Rotationsachse 128 des Polierkissens 104 konzentrisch sind. Einer der zusätzlichen Bögen kann eine derartige Lage aufweisen, dass er die Linie 188 in der Mitte zwischen der Position L1 und der Rotationsachse 136 des Wafers 112 schneidet, und der andere kann eine derartige Lage aufweisen, dass er die Linie 188 in der Mitte zwischen der Rotationsachse des Wafers und der Position L2 schneidet. Die zusätzlichen Positionen für die Geschwindigkeitsvektoren könnten dann so gewählt werden, dass sie die vier Punkte sind, in denen die beiden neuen Kreisbögen den äußeren peripheren Rand 180 des Wafers 112 schneiden. Die beiden zusätzlichen Zonen würden dann den beiden zusätzlichen Kreisbögen in einer Weise entsprechen, die der Entsprechung der Zone Z2 zu dem Kreisbogen 190 ähnlich ist und den Positionen Z3 und Z4 entspricht. Die zusätzlichen Geschwindigkeitsvektoren des Wafers 112 könnten dann für die vier zusätzlichen Positionen bestimmt werden, und neue Rillen könnten relativ zu den zusätzlichen Geschwindigkeitsvektoren, wie oben erörtert, relativ zu den Rillen 148, 152, 156 orientiert werden.
  • Die 3B und 3C zeigen jeweils ein Polierkissen 300, 400, die jeweils ein Rillenmuster 302, 402 aufweisen, das im Allgemeinen eine Variation des Rillenmusters 154 aus 3A ist, das von den zugrundeliegenden Konzepten der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. 3B zeigt die Zonen Z1' und Z3' als jeweils teilweise Rillen 304, 308 enthaltend, die jeweils im Allgemeinen radial sind und jeweils einen großen Winkel bezüglich der entsprechenden inneren und äußeren Grenzlinien 312, 316 des Polierbereichs 320 aufweisen, jedoch in einander entgegengesetzte Richtungen gekrümmt sind. Natürlich können die Rillen 312, 316 andere Formen und Orientierungen aufweisen, wie die Formen und Orientierungen, die oben in Verbindung mit 3A erörtert worden sind. 3B zeigt auch Zone Z2', als eine einzige spiralförmige Rille 324 enthaltend, wobei die Rille an einem beliebigen Punkt entlang ihrer Länge einen kleinen Winkel bezüglich der inneren und äußeren Grenzlinien 312, 316 aufweist (und auch einen großen Winkel bezüglich der Rillen 304, 308). Es ist leicht ersichtlich, dass das Rillenmuster 302 erfindungsgemäß Rillen 304, die einen großen Winkel bezüglich dem Geschwindigkeitsvektor V1' aufweisen, Rillen 308, die einen großen Winkel bezüglich dem Geschwindigkeitsvektor V2' aufweisen, und eine Rille 324 vorsieht, die einen großen Winkel bezüglich den Geschwindigkeitsvektoren V3' und V4' aufweist, um die Bildung und das Ausmaß von Vermischungsschlieren zu unterdrücken, die sich in diesen Rillen während des Polierens bilden. Die Breite W' kann in beliebiger geeigneter Weise in die Zonen Z1'–Z3' unterteilt werden, beispielsweise ein Viertel W'/ein Halb W'/ein Viertel W' oder jeweils ein Drittel W', unter anderem.
  • Wie es oben bezüglich 3A erwähnt worden ist, kann die Zone Z2 Rillen 152 oder Teile davon enthalten, die einander kreuzen. Dies kann man sich leicht im Zusammenhang mit der spiralförmigen Rille 324 aus 3B vergegenwärtigen. Beispielsweise kann die Zone Z2' zusätzlich zur gezeigten, entgegen dem Uhrzeigersinn gerichteten, spiralförmigen Rille 324 auch eine ähnliche im Uhrzeigersinn gerichtete, spiralförmige Rille (nicht gezeigt) enthalten, die notwendigerweise die entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete, spiralförmige Rille an vielen Positionen kreuzen muss.
  • 3C zeigt die Zonen Z1'' und Z3'' als jeweils teilweise Rillen 404, 408 enthaltend, die im Allgemeinen jeweils radial sind und einen großen Winkel bezüglich den entsprechenden inneren und äußeren Grenzlinien 412, 416 des Polierbereichs 420 aufweisen. Natürlich können die Rillen 404, 408 andere Formen und Orientierungen aufweisen, wie die oben in Verbindung mit 3A erörterten Formen und Orientierungen. Weiterhin zeigt 3C eine Zone Z2'' als eine Vielzahl an kreisförmigen Rillen 424 enthaltend, die jeweils parallel zu den inneren und äußeren Grenzlinien 412, 416 sind. Wie in den 3A und 3B ist es leicht ersichtlich, dass das Rillenmuster 402 erfindungsgemäß Rillen 404, die einen großen Winkel bezüglich des Geschwindigkeitsvektors V1'' aufweisen, Rillen 408, die einen großen Winkel bezüglich des Geschwindigkeitsvektors V2'' aufweisen, und Rillen 412 vorsieht, die einen großen Winkel bezüglich der Geschwindigkeitsvektoren V3'' und V4'' aufweisen, um die Bildung und das Ausmaß von Vermischungsschlieren zu unterdrücken, die sich in diesen Rillen während des Polierens bilden. Die Breite W'' kann in Zonen Z1''–Z3'' in einer beliebigen geeigneten Weise unterteilt werden, beispielsweise ein Viertel W''/ein Halb W''/ein Viertel W'' oder jeweils ein Drittel W'', unter anderem.
  • 4 veranschaulicht die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem kontinuierlichen Polierkissen 500 vom Gürtel-Typ. Wie die Rotationspolierkissen 104, 300, 400, die voranstehend im Zusammenhang mit den 3A3C erörtert worden sind, beinhaltet das Polierkissen 500 aus 4 einen Polierbereich 504, der durch eine erste Grenzlinie 508 und eine zweite Grenzlinie 512 definiert ist, die voneinander durch einen Abstand W'' beabstandet sind, der gleich dem Durchmesser der polierten Oberfläche (nicht gezeigt) des Wafers 516 oder größer als dieser ist, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Wafer zusätzlich zur Rotation während des Polierens oszilliert wird oder nicht. Für Kissen vom Gürtel- und Bahn-Typ stellen die innere Grenzlinie 168 und die äußere Grenzlinie 172 gerade Linien dar. Ebenfalls ähnlich zu den Rotationspolierkissen 104, 300, 400, kann der Polierbereich 504 in drei Zonen Z1''', Z2''' und Z3''' unterteilt werden, die entsprechende Rillen 520, 524, 528 mit Orientierungen oder Orientierungen und Formen enthalten, die auf Basis der Richtung von bestimmten aus den Geschwindigkeitsvektoren des Wafers 516 ausgewählt sind, z. B. der Geschwindigkeitsvektoren V1''', V2''', V3''' und V4''', die sich jeweils an den Positionen L1''', L2''', L3''' bzw. L4''' befinden. Die Breite W''' des Polierbereichs 504 kann auf die Zonen Z1''', Z2''' und Z3''' in der bezüglich 3A voranstehend erörterten Art und Weise aufgeteilt werden.
  • Mit der Ausnahme, dass die Form des Polierbereichs 504 von der Form des Polierbereichs von 3A (linear im Gegensatz zu kreisförmig) verschieden ist und dass die Positionen L3''' und L4''' der Geschwindigkeitsvektoren V3''' und V4''' von den Stellen L3 und L4 aus 3A in einer ähnlichen Art und Weise verschieden sind, sind die Prinzipien, die der Auswahl der Orientierungen der Rillen 520, 524, 528 zugrunde liegen, im Wesentlichen dieselben, wie sie voranstehend bezüglich 3A erörtert worden sind. Es ist nämlich wünschenswert, dass die Rillen 520 in Zone Z1''' einen großen Winkel bezüglich des Geschwindigkeitsvektors V1''' aufweisen, dass die Rillen 524 in Zone Z2''' einen großen Winkel bezüglich der Geschwindigkeitsvektoren V3''' und V4''' aufweisen und dass die Rillen 528 in Zone Z3''' einen großen Winkel bezüglich des Geschwindigkeitsvektors V2''' aufweisen. Diesen Ansprüchen kann in der gleichen Weise genügt werden, wie es voranstehend bezüglich der Rotationspolierkissen 104, 300, 400 erörtert worden ist, d. h. durch Rillen 520, die einen großen Winkel bezüglich der ersten Grenzlinie 508 des Polierbereichs 504 aufweisen, durch Rillen 524, die parallel zur ersten und zweiten Grenzlinie 508, 512 sind oder einen kleinen Winkel zu diesen aufweisen, und durch Rillen 528, die einen großen Winkel bezüglich der zweiten Grenzlinie 512 aufweisen.
  • Im Allgemeinen kann diesen Zielen genügt werden, indem die Rillen 520 einen Winkel α' mit der ersten Grenzlinie 508 von etwa 60° bis 120°, bevorzugter etwa 75° bis 105°, bilden, die Rillen 520 einen Winkel β' mit der ersten oder zweiten Grenzlinie 508, 512 von etwa –30° bis 30°, bevorzugter –15° bis 15°, bilden, und die Rillen 528 einen Winkel γ' mit der zweiten Grenzlinie 512 von etwa 60° bis 120°, bevorzugter etwa 75° bis 105°, bilden. Es wird angemerkt, dass, obwohl die Rillen 520, 524, 528 miteinander unter Bildung kontinuierlicher Kanäle verbunden sind, dies nicht so sein muss. Vielmehr können die Rillen 520, 524, 528 diskontinuierlich sein, z. B. in der Weise der Rillen 424 aus 3C. Beim Umsetzen der kreisförmigen Rillen 424 aus 3C auf das Polierkissen 500 vom Gürtel-Typ aus 4 würden die Rillen 524 in der Zone Z2''' linear und parallel zu den ersten und zweiten Grenzlinien 508, 512 werden. Sind die Rillen 520, 524, 528 jedoch miteinander verbunden, können die Übergänge abrupt (wie gezeigt) oder gradueller sein, z. B. ähnlich den ersten und zweiten Übergängen 200, 204 aus 3A.

Claims (10)

  1. Polierkissen (104), das zum Polieren von mindestens einem aus magnetischen Substraten, optischen Substraten und Halbleitersubstraten geeignet ist, umfassend: (a) eine Polierschicht (108) mit einem Polierbereich (164), welcher in zumindest eine erste Zone (Z1), eine zweite Zone (Z2) und eine dritte Zone (Z3) unterteilt ist, der durch eine erste Grenzlinie (168), die durch eine Trajektorie eines ersten Punktes (L1) auf dem Polierkissen (104) definiert ist, und zweite Grenzlinie (172) definiert ist, die durch eine Trajektorie eines zweiten Punkts (L2) auf dem Polierkissen (104) definiert ist, wobei die zweite Grenzlinie (172) von der ersten Grenzlinie (168) beabstandet ist; (b) eine Vielzahl erster großwinkliger Rillen (156), die jeweils zumindest teilweise in dem Polierbereich (164) in der Nähe der ersten Grenzlinie (168) in der dritten Zone (Z3) enthalten sind und an einem Schnittpunkt mit der ersten Grenzlinie (168) einen Winkel mit dem tangentialen Geschwindigkeitsvektor des Wafers (112) von 45° bis 135° aufweisen; (c) eine Vielzahl zweiter großwinkliger Rillen (148), die jeweils zumindest teilweise in dem Polierbereich (164) in der Nähe der zweiten Grenzlinie (172) in der ersten Zone (Z1) enthalten sind und an einem Schnittpunkt mit der zweiten Grenzlinie (172) einen Winkel mit dem tangentialen Geschwindigkeitsvektor des Wafers (112) von 45° bis 135° aufweisen; und (d) mindestens eine kleinwinklige Rille (152), die in dem Polierbereich (164) in der zweiten Zone (Z2) und zwischen der Vielzahl an ersten großwinkligen Rillen (156) und der Vielzahl an zweiten großwinkligen Rillen (148) enthalten ist und bezüglich des Verlaufs der ersten Grenzlinie (168) und der zweiten Grenzlinie (172) einen Winkel von –30° bis 30° aufweist.
  2. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei das Polierkissen (104) ein Rotations-Polierkissen (104) ist.
  3. Polierkissen (104) nach Anspruch 2, wobei jede der Vielzahl an ersten großwinkligen Rillen (156) und jede der Vielzahl an zweiten großwinkligen Rillen (148) im Wesentlichen radial bezüglich der Rotationsachse (128) des Polierkissens (104) sind.
  4. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine kleinwinklige Rille (152) eine spiralförmige Rille ist.
  5. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, das des Weiteren eine Vielzahl an kleinwinkligen Rillen (324) umfasst, wobei jede der Vielzahl an kleinwinkligen Rillen (324) eine jeweils Entsprechende der Vielzahl an ersten großwinkligen Rillen (304) mit einer jeweiligen Entsprechenden der Vielzahl an zweiten großwinkligen Rillen (308) verbindet.
  6. Polierkissen (104) nach Anspruch 2, das des Weiteren eine Vielzahl der kleinwinkligen Rillen (324) umfasst, wobei jede der Vielzahl der kleinwinkligen Rillen (324) kreisförmig ist.
  7. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei das Polierkissen (104) ein linearer Gürtel ist.
  8. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der ersten großwinkligen Rillen (156) am Schnittpunkt mit der ersten Grenzlinie (168) und in der dritten Zone (Z3) einen Winkel von 60° bis 120° aufweisen; und die Vielzahl der zweiten großwinkligen Rillen (148) am Schnittpunkt mit der zweiten Grenzlinie (172) und in der ersten Zone (Z1) einen Winkel von 60° bis 120° aufweisen.
  9. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der ersten großwinkligen Rillen (156) am Schnittpunkt mit der ersten Grenzlinie (168) und in der dritten Zone (Z3) einen Winkel von 75° bis 105° aufweisen; und die Vielzahl der zweiten großwinkligen Rillen (148) am Schnittpunkt mit der zweiten Grenzlinie (172) und in der ersten Zone (Z1) einen Winkel von 75° bis 105° aufweisen.
  10. Polierkissen (104) nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine kleinwinklige Rille (152) einen Winkel von –15° bis 15° hinsichtlich des Verlaufs der ersten Grenze (168) und in der zweiten Zone (Z2) aufweist.
DE102005002167A 2004-01-30 2005-01-17 Gerilltes Polierkissen Expired - Fee Related DE102005002167B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/769,395 2004-01-30
US10/769,395 US6955587B2 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Grooved polishing pad and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005002167A1 DE102005002167A1 (de) 2005-08-18
DE102005002167B4 true DE102005002167B4 (de) 2008-09-18

Family

ID=34750437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005002167A Expired - Fee Related DE102005002167B4 (de) 2004-01-30 2005-01-17 Gerilltes Polierkissen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6955587B2 (de)
JP (1) JP4820555B2 (de)
KR (1) KR101120528B1 (de)
CN (1) CN100508132C (de)
DE (1) DE102005002167B4 (de)
FR (1) FR2865676B1 (de)
TW (1) TWI337565B (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7704125B2 (en) 2003-03-24 2010-04-27 Nexplanar Corporation Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
US7377840B2 (en) * 2004-07-21 2008-05-27 Neopad Technologies Corporation Methods for producing in-situ grooves in chemical mechanical planarization (CMP) pads, and novel CMP pad designs
US9278424B2 (en) 2003-03-25 2016-03-08 Nexplanar Corporation Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
US8864859B2 (en) 2003-03-25 2014-10-21 Nexplanar Corporation Customized polishing pads for CMP and methods of fabrication and use thereof
JP2005177897A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Nec Electronics Corp 研磨方法および研磨装置と半導体装置製造方法
US6974372B1 (en) * 2004-06-16 2005-12-13 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad having grooves configured to promote mixing wakes during polishing
US6958002B1 (en) * 2004-07-19 2005-10-25 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad with flow modifying groove network
US7131895B2 (en) * 2005-01-13 2006-11-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. CMP pad having a radially alternating groove segment configuration
US7182677B2 (en) * 2005-01-14 2007-02-27 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing pad for controlling polishing slurry distribution
TWI385050B (zh) * 2005-02-18 2013-02-11 Nexplanar Corp 用於cmp之特製拋光墊及其製造方法及其用途
US7300340B1 (en) * 2006-08-30 2007-11-27 Rohm and Haas Electronics Materials CMP Holdings, Inc. CMP pad having overlaid constant area spiral grooves
US7311590B1 (en) 2007-01-31 2007-12-25 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad with grooves to retain slurry on the pad texture
US7520798B2 (en) * 2007-01-31 2009-04-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad with grooves to reduce slurry consumption
US9180570B2 (en) 2008-03-14 2015-11-10 Nexplanar Corporation Grooved CMP pad
TWI449597B (zh) * 2008-07-09 2014-08-21 Iv Technologies Co Ltd 研磨墊及其製造方法
US8062103B2 (en) * 2008-12-23 2011-11-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate groove pattern
US8057282B2 (en) * 2008-12-23 2011-11-15 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate polishing method
TWI535527B (zh) * 2009-07-20 2016-06-01 智勝科技股份有限公司 研磨方法、研磨墊與研磨系統
KR101232787B1 (ko) * 2010-08-18 2013-02-13 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드
JP6012719B2 (ja) 2012-05-07 2016-10-25 信越半導体株式会社 円板形ワーク用外周研磨装置
US9108293B2 (en) * 2012-07-30 2015-08-18 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing layer pretexturing
TWI589404B (zh) * 2013-06-28 2017-07-01 聖高拜磨料有限公司 基於向日葵圖案之經塗佈的研磨製品
TWI599447B (zh) 2013-10-18 2017-09-21 卡博特微電子公司 具有偏移同心溝槽圖樣之邊緣排除區的cmp拋光墊
US10857648B2 (en) 2017-06-14 2020-12-08 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings Trapezoidal CMP groove pattern
US10777418B2 (en) * 2017-06-14 2020-09-15 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, I Biased pulse CMP groove pattern
US10857647B2 (en) 2017-06-14 2020-12-08 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings High-rate CMP polishing method
US10861702B2 (en) 2017-06-14 2020-12-08 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings Controlled residence CMP polishing method
US10586708B2 (en) 2017-06-14 2020-03-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Uniform CMP polishing method
CN115070606B (zh) * 2022-06-30 2023-11-14 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 一种用于对硅片进行抛光的抛光垫和抛光设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120366A (en) * 1998-12-29 2000-09-19 United Microelectronics Corp. Chemical-mechanical polishing pad
US20020083577A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Hiroo Suzuki Polishing member and apparatus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2326014A1 (fr) * 1975-09-29 1977-04-22 Guiset Jacques Vetement de protection contre les rayonnements nocifs
JPS6254666A (ja) * 1985-08-29 1987-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 研摩定盤
US6273806B1 (en) * 1997-05-15 2001-08-14 Applied Materials, Inc. Polishing pad having a grooved pattern for use in a chemical mechanical polishing apparatus
US5921855A (en) 1997-05-15 1999-07-13 Applied Materials, Inc. Polishing pad having a grooved pattern for use in a chemical mechanical polishing system
US5990012A (en) 1998-01-27 1999-11-23 Micron Technology, Inc. Chemical-mechanical polishing of hydrophobic materials by use of incorporated-particle polishing pads
JPH11216663A (ja) 1998-02-03 1999-08-10 Sony Corp 研磨パッド、研磨装置および研磨方法
US6315857B1 (en) 1998-07-10 2001-11-13 Mosel Vitelic, Inc. Polishing pad shaping and patterning
JP2000094303A (ja) * 1998-09-24 2000-04-04 Hitachi Ltd 研磨方法およびその装置
JP2000237950A (ja) * 1999-02-18 2000-09-05 Nec Corp 半導体ウェハーの研磨パッド及び半導体装置の製造方法
US6328632B1 (en) 1999-08-31 2001-12-11 Micron Technology, Inc. Polishing pads and planarizing machines for mechanical and/or chemical-mechanical planarization of microelectronic substrate assemblies
US20020068516A1 (en) * 1999-12-13 2002-06-06 Applied Materials, Inc Apparatus and method for controlled delivery of slurry to a region of a polishing device
US6241596B1 (en) * 2000-01-14 2001-06-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for chemical mechanical polishing using a patterned pad
KR20020022198A (ko) 2000-09-19 2002-03-27 윤종용 표면에 비 선형 트랙이 형성된 연마 패드를 구비하는화학적 기계적 연마 장치
JP2002217143A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Fujitsu Ltd 研磨方法及び研磨装置
KR20030015567A (ko) * 2001-08-16 2003-02-25 에스케이에버텍 주식회사 웨이브 형태의 그루브가 형성된 화학적 기계적 연마패드
KR100646702B1 (ko) * 2001-08-16 2006-11-17 에스케이씨 주식회사 홀 및/또는 그루브로 형성된 화학적 기계적 연마패드
US6648743B1 (en) * 2001-09-05 2003-11-18 Lsi Logic Corporation Chemical mechanical polishing pad
JP2003209077A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Mitsubishi Electric Corp Cmp装置及び半導体装置
US6783436B1 (en) * 2003-04-29 2004-08-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad with optimized grooves and method of forming same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120366A (en) * 1998-12-29 2000-09-19 United Microelectronics Corp. Chemical-mechanical polishing pad
US20020083577A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Hiroo Suzuki Polishing member and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP4820555B2 (ja) 2011-11-24
TWI337565B (en) 2011-02-21
US6955587B2 (en) 2005-10-18
DE102005002167A1 (de) 2005-08-18
CN1647894A (zh) 2005-08-03
FR2865676B1 (fr) 2006-12-29
TW200536666A (en) 2005-11-16
CN100508132C (zh) 2009-07-01
FR2865676A1 (fr) 2005-08-05
US20050170757A1 (en) 2005-08-04
KR101120528B1 (ko) 2012-03-06
JP2005224937A (ja) 2005-08-25
KR20050078232A (ko) 2005-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005002167B4 (de) Gerilltes Polierkissen
DE102005023469A1 (de) Polierkissen, das Nuten aufweist, die konfiguriert sind, um Mischwirbel während eines Polierens zu fördern
DE102008004874B4 (de) Polierkissen mit Rillen zum Halten einer Aufschlämmung auf der Kissentextur
DE69919230T2 (de) Verfahren zur oberflächenmodifizierung von einem strukturierten wafer
DE102007040546A1 (de) CPM-Kissen mit ungleichmäßig beabstandeten Rillen
DE102005059545A1 (de) CMP Kissen, das eine überlappende abgestufte Rillenanordnung aufweist
DE102007040540A1 (de) CMP-Kissen mit überlagerten Spiralrillen mit konstanter Fläche
DE602004007598T2 (de) Polierkissen mit Rillenanordnung zur Minderung des Schlammverbrauchs
DE19723060C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren
DE60109170T2 (de) Polierkissen mit rillenmuster und deren anwendungsverfahren
DE4317750A1 (de) Vorrichtung zum Planarisieren von Halbleiterplättchen
DE3112019C2 (de)
DE102005059547A1 (de) CMP Polierkissen, das Rillen angeordnet aufweist, um eine Verwendung eines Poliermediums zu verbessern
DE102006000766A1 (de) CMP Kissen, das eine radial abwechselnde Rillensegmentkonfiguration aufweist
DE102006016312B4 (de) Radial ausgerichtetes Polierkissen und Verfahren zum Polieren
DE19715460C2 (de) Haltevorrichtung und Halteringvorrichtung zum Polieren eines Werkstücks
DE19626396B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung und zum Schleifen von Siliziumscheiben
DE69830944T2 (de) Polierkissen mit Rillenmuster zur Verwendung in einer chemisch-mechanischen Poliervorrichtung
DE69813678T2 (de) Kombinierter Polieraufschlämmungspender und Spülarm
DE69937181T2 (de) Polierschleifscheibe und substrat polierverfahren mit hilfe dieser schleifscheibe
DE69729590T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten eines Poliertuches
DE4105145C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Planarisieren der Oberfläche eines Dielektrikums
DE10132504C1 (de) Verfahren zur beidseitigen Material abtragenden Bearbeitung von Halbleiterscheiben und seine Verwendung
DE60306785T2 (de) Polierkissen
DE60201515T2 (de) Polierscheibe mit endpunkterfassungsöffnung

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: MUELLER-BORE & PARTNER, PATENTANWAELTE, EUROPEAN PAT

8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: ROHM AND HAAS ELECTRONIC MATERIALS CMP HOLDINGS, I

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee