200911457 九、發明說明： 本發明為2007年1月31日申請現為審查中之美國專 利申请案第11/700,490號之部分延續申請案。 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而&係關於化學機械研磨（CMp)領域。更 斗寸疋5之，本發明係關於具有減少漿液消耗之溝槽的化學 機械研磨墊。 【先前技術】 —在半導體晶圓上製造積體電路及其他電子裝置時，係 將複數層的^电材料、半導電材料及介電材料沉積於晶圓 上並自晶㈣刻此等材料。此等材料的薄層可藉由許多沉 積技術來沉積。近代晶圓加工常用的沉積技術包含物理氣 相沈積（PVD)(亦稱為濺鑛）、化學氣相沈積（cvd)、電裝輔 助型化學氣相沈積（pECVD)以及電化學電鍍 (e Whemieal plating)。f見的餘刻技純括濕式與乾式 之等向性與非等向性蝕刻等技術。 隨著該等材料層的相繼沉積熱刻，晶圓的表面變^ 2坦。由於後續的半導體加工（例如光微影技術）要求！ SU具有平坦表面，因此f要週期性地將晶圓平坦化 ^匕可有效移除非所欲之表面形貌以及表面缺陷，例如_ 料。 日格Μ、刮細及受污染的層或相 化學機械平坦化或化學嫵 乂化予機械研磨（CMP)為—錄用 平坦化半導體晶圓及其他工件白…/ 種用 牛的吊見技術。於使用雙轴 94206 5 200911457 轉研磨機之習用CMP中，θ问i 載具組合件(a—)上。研；是研磨頭係安裝於 Λ 員係固持晶圓並將晶圓定你 成與该研磨機中之研磨墊的 比欲平坦化之晶圓的直徑大#曰相接觸。研磨塾的直徑 執β曰问产，— 仫大兩倍以上。於研磨期間，研磨 研磨;卡心圓圓心旋轉，同時該晶圓與該 移一：大轉軸係相對於研磨墊的旋轉軸偏 的研磨層上;軌:义的旋轉在該墊 .〇 日日圓軌跡。當晶圓只是旋轉移動 ::圓軌跡的寬度係相當於晶圓的直徑。然而，於某此 雙轴研磨機中，晶圓在Φ 曰曰w在垂直於其旋轉軸的平面上擺動。在 ^。兄下’晶圓執跡的寬度比晶圓的直徑寬—個量，該 量相^於導因於擺動的位移。載具組合件於晶圓與研磨墊 之間提供可控制的I力。於研磨期間，漿液或其他研磨介 :於：磨墊上流動，.並流入介於晶圓與研磨層之間的間 隙日日圓表面係藉由該研磨層與該表面上之研磨介質的化 學與機械作用而研磨及平坦化。 越來越多研究係致力於CMP期間於研磨層、研磨介 質與晶圓表面之間的交互作用’以使研磨墊之設計最佳 化夕這些年來，大部分的研磨墊開發在本質上係依據經驗。 許多研磨表面或研磨層的設計係著重在提供這些層各式空 隙圖案與溝槽排列（arrangement)，該等空隙圖案及溝槽排 列被旦稱能增加漿液利用性及研磨均勻性。這些年來，極 少數不同的溝槽與空隙的圖案及排列被付諸於實行。先前 技術的溝槽圖案包含放射狀、同心圓形、笛卡爾格網 94206 6 200911457 (Cartesian grid)及螺旋狀等圖案。先前技術的溝槽配置 (configuration)包含··在所有溝槽中，所有溝槽的寬度及深 度皆相同的配置，以及溝槽的寬度及深度在各溝槽間有變 化的配置。 然而，該等溝槽圖案及配置卻忽略了與具有主動晶圓 载具環（active wafer carrier ring)之CMp研磨機相關的漿 液之使用。不同於早期的CMP研磨設備，該等載具環係 獨立地面向（confront)研磨表面，且其比欲研磨之晶圓處於 顯著較高的墨力下。該等因素時常會於晶圓前緣產生刮刀 作用（squeegee effect)，其中，於墊結構上之大多數液體 '如水液會被載具環刮除。此種潛在可利用之漿液的 才貝失可遮會降低研磨製程的效能及可預測性，同時造成萝 程成本顯著增加。目前，可自AppHed Materials, Inc.，s_a
Cha，California購得之若干晶圓載具係具有載具環，豆係 包含可藉由使額外的聚液進入晶圓表面下方的區域而降低 刮刀作用之溝槽。 雖然研磨墊具有廣泛種類的溝槽圖案，但該等溝槽圖 執=效月匕於各圖案間以及於各研磨製程間彼此不同。研磨 /又汁者仍持續尋求可使研磨塾較先前的研磨塾設計更具 效此且更為有用的溝槽圖案。 【發明内容】 之;明之—態樣中，係提供一種與載具環結合使用 之研磨墊，該載 研磨墊之Μ 個載具溝槽以及相對於該 表，當該研磨墊及載具環用於在研磨介質存在 94206 7 200911457 下研磨磁性、光學及半 ^ ^ S M a -- V體基材之至少一者時，該至少— •個載具溝槽具有相對.^ .磨塾具有延伸自言亥研磨墊中衣之丄方位（〇nematl〇n)，該研 度，該研磨墊包括I: 半徑且該半徑具有-長 磨介質存在下研磨磁性該研磨層係配置以用於在研 # 呵谐磁性、光學及半導體基材之至少一者， 該研磨層包含在 ^ 有 研&間具有城研磨執跡之BJ形研磨表 f ^個墊溝槽，該墊溝槽在該研磨軌跡中具有 谷性溝槽形狀，且該載具相容性溝槽形狀之至少一 沿該研磨塾半徑長戶1Γ 溝槽形狀在 、又之至父一個位置與該研磨墊半徑呈正 刀該載具相容性漠揭花；&么 專槽形狀係以該至少一個載具溝槽之方 2為函數而決定，因此於研磨期間當該 槽在該載具環之前緣上時，該至少-個載具溝槽在 準。h冓槽开/狀之複數個位置與該至少一個墊溝槽對 於本發明之另一態樣中，係提供一種設計成與载具環 2之研磨墊，該載具環具有至少一個載具溝槽以及相對 =該研料H當料磨墊及載具環歸在研磨介質 存在下研磨磁性、光學及半導體基材之至少—者時， 少-個载具溝槽具有相對於該載具環之方位，該研磨塾具 自該研磨墊中心之半徑且該半徑具有一長度，該研 墊匕括.研磨層，該研磨層係配置以用於在研磨介質疒 t研磨錄、光學及半導縣材之至少—者，該研磨層子 已3在研磨期間具有環狀研磨軌跡之圓形研磨表面；以及 94206 8 200911457 ΐ少該塾溝槽組具有兩個或更多個墊溝 •或更多個墊溝槽之各去係形成於该研磨層中且該兩個 _性溝槽二溝槽形狀，且該載 且該載具相容性溝槽形狀在 >:二 :=研磨墊…，《及二 =;: 以該至少-個载具别緣設置時，在該研磨軌跡中 样m备盥兮 "方位作為函數的該载具相容性溝 槽形狀係與該至少一個載具溝槽對準。 於本發明之又一態樣中，係提供 環併用之旋轉研磨塾的方法 载具 =及相對於該研磨墊之前緣载當::=;= :=磨:至質存在下研磨磁性、光學及半導體基材J 夕者4,該至少一個载具溝槽具有相對於該载具環 立’該研磨墊具有延伸自該研磨墊中 有-長度，該方法包括：以該至少一個具 為函數來決定該載具相容性溝槽形狀，使得< =作 至少一個載具溝槽沿該載具環之前緣設;^且= 性溝槽形狀係實質上與該至少一個载具溝槽對準載= 該旋轉研磨墊中形成至少一個墊溝槽，該塾溝槽且有载且 相谷性溝槽形狀，且至少一部分之該載具相容性 ： 為輻射狀或弧形幸畐射狀，以及該載具相容性溝槽形^沿 =研磨塾半控長度之至少一個位置與該研磨塾半徑呈: 94206 9 200911457 【實施方式】 照圖式，第1圖說明了依據本發明所製造之 • 1 〇 〇之一個且辦也，丨,__ ^ .計以配合相對庫之各2戶斤論述’研磨塾100係經特別設 ^之各別载具104(例如晶圓載具），载具1〇4 ，具有包含複數個載具溝槽112之載具環108，該载 112於研磨期間係面對於㈣禮㈣該研磨塾且: 言，研磨墊10〇包含 又，、體而 置成Mm ，該等塾溝槽係配 厂溝槽m配合，因此，當研磨墊於载具ι〇4下 ’可使研磨介質(未顯示)，例如漿液，更易於到 達所欲研磨之物件，例如半導體晶圓12〇。 ^於^ 軸以載具溝槽112之間的配合係以下述二;在塾 “«⑽及载具1Q4分別朝預定方向；: 轉時，該等墊溝槽及载CarrUr^ 係互相對準。為達本曰延者别緣124之至少一部分 針准W 達本明書之目的.，墊溝槽及載具溝槽之 、T lgnment)係指研磨期間的瞬間狀況，其中 ，載具環溝槽全長(跨越其至少部分寬度)與研磨塾= 二;自載具環外部之研磨墊表面至載具環内部二 動::使得自載具環外部穿越至^ 槽時之高；用高度大於僅單獨存在戴具溝 .., 墊溝槽〗16與载具溝槽112之對準有埒从 準時將有之流動通道之橫跨载具環⑽的： 槽容積二:由:二兩上溝:對準時會使各別溝槽之溝 性幾何形（賴何形適合於載具環⑽上之載 94206 10 200911457 的各種不同幾何形)係詳細說明於下。然而，在說明墊溝槽 U6、-以及ΐ他例不性具體實施例中的其他類似溝槽之幾何 形何生之刖’係於下文中先行說明研磨墊剛的部分物理 麥a第2圖及第1圖，如第2圖所見，研磨墊100復 可包含具有研磨表面132之研磨層128。於一個實施例中， 研磨層128可藉由背層136支稽，背層可與研磨層128 一體成形或可與研磨们28分別地形A。研磨塾HK)业型 具有圓盤形狀，因此研磨表面132具有同心圓圓心、 ㈣㈣* center)及環形外周邊袖c*。咖p L40。該外周邊140可位於距〇 一個徑向距離處，如以i ^長度所例示說明者。至少載具相容性溝槽 广具有輻射狀或弧形輻射狀。為達本說明書之目 的狀或弧形輻射狀在沿研磨塾刚半徑 至少一個位置係與研磨塾1⑻半徑、呈正切。研磨層128 可:任何適用於研磨待研磨物件之材料所構成，待研磨物 ” 5疋、、件’尤其例如折射透鏡、反射透鏡、平 面反射盗或透明平面物件等。研 括各種聚合物塑料，尤其諸如聚胺醋、聚丁二= 酷以及聚丙稀酸f酿（poiymethyi :之 目的係用於說明而非用於設限。 )寺此專M例之 面13Γ冓：？：以多種適當方式之任-種排列於研磨表 面132。於一個貫施例中，塾溝物可藉由環繞著同心 94206 11 200911457 = 複單：種溝槽形狀而形成，例如以固定的傾斜 由」個貫施例中，如第1圖所示，墊溝槽116可 二、一種溝槽組144環繞著同心圓圓心。以例如固定的 ==排列而形成。於—個實施例中，溝槽組⑷ =數固各別的墊溝槽116，該等墊溝槽ιΐ6共有相似 之圓：本：部延伸不同的量。應可理解，由於研磨墊_ 开:本貝，所以自鄰近該墊之同心圓圓心。處延 ^於或到達於㈣之外周邊且具有固定傾斜 :t槽:::間的間隔會自然地朝該墊之外周邊增大。： 在若更均句之溝槽化’當該間隔超過特定量時’ 之研提μ有較多'但較短的塾溝槽116 居塾100。應可輕易理解， 心㈣成數種溝槽組144。而要可城同心圓圓 者可參：第2圖及第1圖，複數個墊溝槽116之各 等而形成;I適ΐ方式例如藉由研磨⑽lling)、鎿模（mGlding) 细饮二、、：研磨層132中。複數個墊溝槽116之各者可如 俨：形成為具有截面形狀148者，以符合特定群组之 ^準进於:個實施例中，複數個墊溝槽n6之各者可具有 ^、面形狀，例如溝槽截面形狀14 個實施例中，夂埶准祕m)於另一 而變化。於又-個 之截面形狀148可沿溝槽長度 間可彼此不同Λ施例中，截面形狀148在各塾溝槽116 1ΔΛ 冋。於再—個實施例中，若提供複數個溝梓紐 144’則截面形狀148在各 冓槽、'且 藝之人士將瞭同。熟諸此技 、眘解5又计者於製作墊溝槽116之截面形狀148 94206 12 200911457 %所使用的廣泛種類截面形狀。 ::第3圖’所提供之各墊溝槽n6(第〗圖)係具有以 /、’ g 112之配置（configuration)作為函數而定義的 具相容性溝槽形狀152。於高標準，载具相容 =㈣咖對應之溝槽116的方向、位置及輪廊 稷」固點！56來定義。各點156可藉由自轴(如水平軸 160)置起之局部溝槽角度0〇〇cal以贈^ &喻幻以及自 同0圓^ 〇里起之墊半來定義。於一個實施例中， 載^相容性溝槽形狀152可由研磨表面132之完整或實質 上完整的徑向長度(即‘)來定義。於另一個實施例；貝 載具相容性溝槽形狀152可由待研磨物件（例如晶圓⑽） 之相對位置來定義。於又一個實施例中，載具相容性溝槽 形狀152可定義於研磨表面132上的研磨執跡164之一部 伤内亦即於研磨期間與晶圓12〇或其他待研磨物件面對 之，域，磨執跡164可由内側邊界164a及外側邊界祕 來定義。熟諸此項技藝之人士可輕易瞭解，雖然内侧邊界 及外侧邊界164a、164b主要為圓形，但該等邊界在研磨 機提供研磨物件及/或研㈣1〇〇㈣運動或震盈運動的 情況下可能會呈波浪狀。 如上述，载具相容性溝槽形狀152可以載具溝槽Μ] 之方位（orientation)作為函數決定，載具溝槽112之方位可 考慮以與軸（如水平軸160)形成局部角度之方式定向於 ，體環108上。在此情況下，載具溝们12係依所示予以 定向，其中，載具溝槽112a之局部角度0。為〇。、載具溝 94206 13 200911457 :二局部Λ”為45。以及載具溝槽心之局部角 示中轉载呈此項技蟄之人士可輕易理解如何決定圖 方2的局部角度^。具有其他載具溝槽 同方式i定载具環之載具溝槽局部角度^可輕易地依相 溝样且有載刀、所有、或各個載具溝槽112 (該載具 7有載體㈣性溝槽形狀152)的各點可 分。描述，該載具角度^係參 又 型地^疋轉中心^對载具半徑（所測量之角。血 108之外徑。载八+徑尤代表載具環 具半徑4可另代#^人士可輕易理解’載 位置(例如，如第3圖疋:〇至載具if< 108上另-個 環的内秤)之㈠…、1、裱108的中間寬度或載具 M之役向距離（radial distance)。 典型地’但非必須地，. 载具環108上。n 槽可對稱地排列於 間存在卩肖度^及載具角度^之 之局部角例Γ舉例而言，當相對於水平轴⑽ 式βΓ為時’載具角仏通常可以下列方程 方程式{1} 此外’塾半徑r可以徑向 善曰丄 η距離及、载具半徑^及載具 0C作為函數表示’如下列方程式2所示。 94206 14 200911457 r = +K ~2JUtc cos(^c +π) 方程式{2} 接著，局部角度可由藉由結合方程式 半徑，、載具半徑（及徑向距離β作為函數 ^ 下列方程式3。 阳心成 9C =sin~'J1- r~R2-Rc ~2RR~~ \2 方程式{3} 如上述，载具相容性溝槽形狀152之目栌 1〇4及研磨墊100於研磨期 二田载具 …在沿其長度之不同點與丄 的載具溝槽U2對準。依此方式， 、· 4上 藉由載具溝槽112高度之 4槽知掠彼此時， 116的總高;二 可使相對應之各別墊溝槽 叼〜同度有效地增加。於此實施 ^ 槽形狀152與载具環⑽之前緣124上的溝 對準可猎由使局部溝槽角度0相等於载 =之 成。總體而言，此相等可藉由針對局部溝許又^而達 4 所：鄉—rediaI — tan民 dr ,^ 方程式{4} 增加步驟可藉由將局部溝槽角度0由 心w積分至外周g丨4f) 秩％半禮 籍八在 而完成’以形成連續溝样勅、皆 積分係以-系列的點（r '射曰軌道。赴 必）（未頦不）提供載具相 94206 15 200911457 Π6^ 全長；依據Ϊ =據方程式5而決定’亦即，各墊溝槽之 長糸依據弟3圖之載具相容性溝槽形狀152而決定。 2RR. „2 . d2 dr «-VTv- 2RR.
+R2 -R h~u2 L+VT-i 方程式{5} 其中 R2+ir :: 圖°兄明了依據上述關於第1圖之研磨墊100 、_。大體…二:二兩種载具相容性研磨塾 、靜❹體貫施例說明了載具相容性 勹二： 3對應之個別溝槽，且該等具體實施例係由 包含相對於水平軸16。具有不同於45。之局部角度 具溝槽之例不性載具環所產生。 又C、 :弟4及5圖之具體實施例中 〇 具溝槽212之載具環暮該載 -2 160具有〇。之均—月邺&^ 仰蜀'於水十軸 而士（第5旧 角度就所說明之載具溝槽212 t):利用方程式5決定之相對應的载具相容性 載I咖欠216係顯示於第5圖。依據上述之一般原則，告 =二及研磨塾叫月第4圖所示之方向2 田 載具相容性溝槽形妝？】 疋得τ 可用以決定複數個墊溝槽220(第 Γ載且2塾溝槽22°將與載具環规之前緣= 的載具溝槽216對車。可4- η 了I易理解的是，第4圖之墊溝槽 94206 16 200911457 組220為以固定的傾斜角度環繞 .=槽形…結果(第5圖)。當然。 溝槽22。之間的間隔。該等額外的溝槽可包)含 5不u 3载具相容性溝槽形狀216。 須注意的是，如同第丨圖之墊 溝槽220沿爱全+且右恭 〜 ^ 弟圖之墊 ，、、有载相谷性溝槽形狀216。當鈥， (見第二實， ^巧。另—個實施例為：具有㈣槽·载具溝槽對準之 ^相且谷性溝槽形狀216係橫跨至少5〇%之研磨執跡。例 載，、相谷性溝槽形狀216可橫跨至少卿或8咐 ==況'若有任何各墊溝槽220之該部份(具 :溝槽开/狀216之以輻射狀向内及向外溝槽部分)的話，可 相欲之任何形狀。研磨塾2〇〇的其他物理方面可相同於 上文中有關研磨墊100所討論的物理方面。 參照第6及7圖，此具體實施例之载具3〇4包含 载具溝槽犯之載具環3〇8，該載具溝槽犯相對於ς平 二 160具有_45。之均一局部角㈣…亦即，局部角度 4 1圖所示者近乎相反。就所說明之载具溝槽312而士， ，用方程式5決定之相對應的載具相容性溝槽形狀316°係 續示於第7圖。再次地’依據上述之一般原則，載具相容 性溝槽形狀316可用以決定複數個墊溝槽32〇(第6圖），者 載具304及研磨墊300以第6圖所示之方向328旋轉時田 94206 17 200911457 該複數個墊溝槽脸&& 溝槽316對準。可具環谓之前緣324上的載具 . 輕易理解的是，第6圖之墊溝_組320 為以固定的傾斜角产淨 槽，、且320 u 玎月度堯研磨墊300而重複#呈相& w·、# 槽形狀316所得的㈣m 里知戟具相谷性溝 , 的、，，口果（弟7圖）。當然，在其他且體實施 例中，可如所欲提供額相 他，、體貝把 相鄰執澧# 彳—奴短的溝槽（未顯示）以縮小 1::且，之間的間隔。該等額外的溝槽可包含或不 已δ載具相谷性溝槽形狀316。 須注意的是，如同篦 溝槽咖沿1好且有圖之墊溝槽116，帛6圖之塾 ,^ /、長具有载具相容性溝槽形狀316。當缺， 在其他具體實施例中Kg ^ '、 ^ _ 、 ’，，、須如此。例如，可能希望研磨軌跡 ::丄：元？4)僅中間三分之二含有載具相容性溝槽 . ;此~況下，若有任何各墊溝槽320之該部份（呈 有溝槽形狀316之以亲5射壯Λβ t _ 、 #田射狀向内及向外之溝槽部分）的 ^可為所欲之任何形狀。研磨塾細的其他物理方面可 目同於上文中有關研磨墊刚所討論的物理方面。 f ϋ言，上述方程式5以基於载具環之前緣上的載 :溝槽之正確位置來決定適#載具相容㈣槽形狀之基 石疋。因此，方程<5提供高度正確的載具相容性溝槽形狀。 然而’須注意的是财其他絲決定符合要求的載具相容 !·生溝槽形狀之替代財法，使該载具相容性溝槽形狀達到 下述所欲之結果：經由載具環之前緣來增加到達待研磨物 =的研磨介質量。例如，回頭參照第3圖，#載具溝槽自 剧緣，124映射至水平軸⑽冑’例如，如映射之载具溝槽 U2a、112b’、112c’、112d’ ’替代性載具相容性溝槽形狀 94206 18 200911457 (未顯示）可依據該等載具溝枰 心接化以一 彳日112之方位而大致決定。於 此替代性方法中，墊半徑r i卞k r —般係以徑向 徑&及载具角度必。作為函數奈一丄⑽離a载具+ 數表不，如下列方程式6所乔。 广=i? + cos < 方程式{6} 接著’局部角度0C可藉由 ^ „ 積由、、、口合方程式1及2,以墊半 徑r、載具半徑九及徑向距離及 程式7所示。 乍為函數表不’如下列方 9C ==—+oos' 4
-R 足 在此替代性方法中，局部、、冓 式{7} P溝軋角度0由（9横跨丰名 ‘積分至外周邊14G而以—系列的點卜幻(未顯 不出載具相容性溝槽形狀’如下列方程式8所定義Γ Φ^) (r-R)-Ph. dr --及 ' ..I R.
{r~R)-¥R ^ 方程式{8} 弟8至13圖說明了依撼|_、+、 ㈤一 據上述關於第1圖之研磨墊. 所蛹述的一般原則而製備的其 /ΙΛΛ^ 他一種载具相容性研磨 400、500、600，該等研磨墊美於 唧靨蝥基於載具環之前緣上的載且 槽之映射位置而具有载具相容性 八 梦日μ — ,，再h形狀。一般而言， 荨具體貧施例說明了载具相容性 別、、^ ^ a 谷性溝槽形狀以及相對應之 ㈣槽’且μ具體實施例係由例示之載具 回頭參照圖式，第8及9圖㈣了具㈣具綱^ 94206 19 200911457 體實施例，該载具404包含且 -4⑽，該戴具溝槽相對：之戴具環 .部角度I就所說明之裁具溝二=。…局 .決定的相對應之載具相純料 ^方耘式8 •圖。再者，依據上述之一般原則，载幻6係顯示於第9 可用以決定複數個塾溝槽42〇(第δ圖相;^冓:形狀川 墊彻以第_斤示之方向4 及研磨 420將與载具環4〇8 ^該獲數個墊溝槽 可法-且^ 緣4上的载具溝槽416對準。 可輕易理解的是，第8圖之歸槽組 料 角度環繞研磨墊400而重複载 ^固疋的傾斜 圖）所得的結果。當，，在溝槽形狀416(第9 田…、在其他具體實施例中， 供額外的但較短的溝槽（未 ΟΒ 1木，”、貝不）乂‘小相鄰墊溝挿490令 間的間隔。該等額外的溝槽可包含 曰 之 槽形狀416。 匕3載具相容性溝 須注意的是，如同第〗圖之墊溝槽 溝槽420沿J:全具且古染曰+ — 弟8圖之墊 产甘从 二長^有载具相谷性溝槽形狀416。當然， 在/、他具體實施例中無須如此。例 …、 ㈣圖，元件164)僅中間三分之八：：希望研磨執跡 抑站41 A L 一之—3有載具相容性溝槽 瓜狀 ^此情況下，若有各墊溝槽420之該部份（且右 溝槽形狀416之輻芬—欲 ofM刀（具有 之季田射狀向内及向外之溝槽部分）的話， 所：：任何形狀。研磨墊4〇〇的其他物理方面可相同於上 文中有關研磨墊100所討論的物理方面。 、 於第10及11圖之具體實施例中，载具5〇4包含 載具#槽之載具環508，該載具溝槽512相對於ς平 94206 20 200911457 3= Γ ·45。之均—局部角度θ。。就所說明之載-溝# 2(弟U圖)而言，利用方程式截： 容性溝槽形狀516係顯示於第u圖。2對應之載具相 則’載具相容性溝槽形狀51 \ ；^之一般原 WO(第H)圖），當载且5〇4及研应^用以決疋硬數個塾溝槽 ’田秋八3υ4及研磨墊5〇〇以 一 =向528旋轉時，該複數個墊溝槽52〇將與載具^ 月|J緣524上的載具溝槽516對準。 f 圖之墊、、蓋掸如t易理解的是，第1 〇 鮮截且/ 1為以固定的傾斜角度環繞研磨墊500而 ί =: = :Γ6所得的結果(…)。當 溝上 可如所欲提供額外的但較短的 冓才日（未』不）以縮小相鄰墊溝槽52〇之 外的溝槽可包…_具__^16,額 葉样=意Γ，如同第1圖之墊溝槽116,第圖之塾 2 520沿其全長具有载具相容性溝槽形狀516。當秋， 在^他具體實施例中無須如此。例如，可軌 (見弟3圖，科164)僅中間三分之 =磨軌跡 形狀5 i 6。於此情況下，若有各墊溝槽$ 2 〇之該9^性= ^形狀516之輻射狀向内及向外之溝槽部分)的話%為 文中：:::：。研磨墊5°〇的其他物理方面可相同於二 文中有關研磨墊100所討論的物理方面。 例，二圖說明了其他具有载具604的具體實施 載I:: 載具溝槽612之载具環_，該 I、溝槽612相對於水伟⑽具有4 θ。。就所說明之载具溝槽-而言，利用方二：：： 94206 21 200911457 =對應之載具相容性溝槽形狀616係顯示於第 者’依據上述之-般原則，載具 σ再 以決定複數個塾溝槽620(第12圖），者可用 _以第I:圖所示之方向628旋：;载複 608 ^-^ , 轉才該叙數個墊溝槽620 :載““〇8之則緣624上的載具溝槽6 易理解的是，第圖之墊溝槽組62 7 環繞研磨墊600而舌，此 马以固疋的傾斜角度 果(第^ ^ 形狀616所得的結 f 回）u，在其他具體實施例中，可如 =外的但較短的溝槽（未顯⑽縮小 門 =r額外的溝槽可包含或不包含载具二: 溝槽===:=16’第…墊 .^ 啕戰具相谷性溝槽形狀610。當鈇， 第=體實施例中無須如此。例如，可能希望研磨執跡 f狀弟66圖，元件164胸間三分之二含有載具相容性溝槽 、=’若有各墊溝《 620之該部份（具有
溝槽形狀616之輕射壯a # β a aL ^射狀向内及向外之溝槽部分）的話，可為 ::之任何形狀。研磨墊_的其他物理方面可相同於上 文中有關研磨墊100所討論的物理方面。 第14及15圖係依據方程式5之具體實 ^00與載具環谓之間具有部分對準之具體實施例。研 I 7〇〇包合?旻數組溝槽72〇，該等溝槽72〇具有不同長 =加整個研磨墊之溝槽密度的一致性。更具體而言， 溝才曰720係終止於自研磨墊7〇〇之中心、〇算起不同的徑 94206 22 200911457 向距離處，以提供一致性並防止該等溝槽於接近中心^ •重疊。、研磨期間，在塾溝槽720及载具溝槽712之間1 -生下述二種狀況：第一，若干墊溝槽72〇a變成與载具溝 槽712A完全對準·签- 武5目 、 720益斜准.Γ二 右干載具溝槽7i2B與墊溝槽 ,'、，，、、卞，及第二，若干墊溝槽72〇B與載具溝槽Μ] 無對準。當研磨墊700及載具環7〇8朝方向728旋轉時， 各載具溝槽712會週期性地在與墊溝槽72〇對準及與塾、、盖 槽72G無對準間切換。此具體實施例之功效在於：當至^ -個溝# 72G與至少—個載具環溝槽712對準日寺，係允^ 漿液流動部分的增加。除了使用沿溝槽長度具有完全準 之此具體實施例外，此塾溝槽_載具溝槽配置亦可與 槽長度僅部分對準之具體實施例（例如由方程式^生 一起使用。 玍） 執及17圖係依據方程式5之具體實施例說明研磨 墊”载具環808之間具有完全的週期性對準之且體 ，施例。研磨墊_包含複數組溝槽82〇，該等溝槽咖I 有不同長度以增加整個研磨墊之溝槽密度的一致性。= 體而言，墊溝槽82(Μ系終止於自研磨墊8〇〇之中 : 广:二::離處，以提供-致性並防止該等溝槽於接‘ 之間會發生下述兩種狀況：第…所有载具、 變成與塾溝槽完全對準；然後，所有载呈溝样= 與塾溝槽82G全無對準。當研㈣及載具環_朝方 向828旋轉時，所有载具溝槽812皆週期性地在與墊溝槽 94206 23 200911457 二與墊!槽820同時無對準間切換。此具體 :士工》於.當所有載具溝槽812與墊溝槽82〇對 A ’係允許漿液流動週期性的或間歇性的增加。此且體 =i可在不連接之間隔中加強裝液流經所有前緣載具溝 9 此漿液進入(Slurr"喂ess)模式可在使用下述漿液 巾具有❹：«減學品在若干化 予副產物存在下可更有利於操作，或週期性的升溫可促進 增加化學活性或反應動力學。除了❹ 完全對準之此具體實施例外，此墊溝槽載具溝槽配置亦可 與沿墊溝槽長度僅部分料之具體實施例（例如由方程心 所產生）一起使用。 第18圖祝明適合與研磨墊904併用而用於研磨物件 (如晶圓9〇8)之研磨機刚，該研磨墊904可為第1至13 圖之:磨墊 1(Κ)、20〇、300、400、、_、、8〇〇 中之一者，或本發明所揭露之其他研磨墊。研磨機9〇〇可 包f平台912’研磨墊9〇4係裝設於平台912上。平台912 可藉由平台傳動器（未顯示）而繞著轉轴Μ旋轉。研磨機 9〇0可進一步包含晶圓载具920,晶圓載具920係繞著轉軸 A2旋轉並在研磨期間支撐晶圓9〇8,其中，該轉轴μ係 平仃於平台912之轉軸A1且與平台912之轉軸A1間隔 開。阳圓載具920可以環架式連結（gimbaled linkage)(未顯 不）為其4寸徵’該環架式連結允許晶圓9〇8呈現與研磨墊 904之研磨表面924非常輕微的不平行之態樣，在此情況 下軺軸Al、A2可相對於彼此呈非常輕微的歪斜。晶圓 24 94206 200911457 908包含研磨表面92δ，該研磨表面咖面向於研磨表面 924並於研磨期間被平坦化。晶圓載具92〇可由載具支产 組合件（未顯示）支撐，該載具支撐組合件被調整成Ϊ旋^ 晶圓9〇8並提供向下的力F，以將研磨表面924餘3 磨墊9〇4而於研磨期間使研磨表面與墊之間存在所欲之愿 力。研磨機9〇〇亦可句冬腺 似之研磨介質人=2。_介質936供給至研磨表面 熟諳技藝之人士應瞭解，研磨機9〇〇可包含其他組件 (未顯/不）’諸如系統控制器、研磨介質之貯存及配送系統、 力口熱系統:清洗系統以及用以控制研磨製程之各種態樣的 種控制器’如：⑴用於控制晶圓908與研磨墊904中之 者或兩者之旋轉速度的速度控制器及選擇器；⑺用於 ，研磨介f 936輸送至墊之速率及位置的控制器及選擇 益二(3)用於控制施加於晶圓與研磨塾間之力f的強度的控 制益及選擇器’以及（4)用於控制晶圓的轉軸A2相對於墊 ㈣軸A1之位置的控制器、致動器及選擇器等。熟諳技 ^之人f應瞭解如何建構及實施該等組件，因此無需詳加 解釋，熟悉該項技藝者即可瞭解並實施本發明。 於研磨期間，研磨墊9〇4及晶圓908係分別繞其轉軸 Μ、A2旋轉，且研磨介質936係由研磨介質入口 932配 运至旋轉的研磨墊上。研磨介質州散佈於整個研磨表面 924,包含晶圓9〇8與研磨墊9〇4之間的間隙。研磨墊卯* 及晶=908係典型地，但非必須地’ m rPm至750 rpm 之選定速度旋轉。力F的強度係典型地’但非必須地，選 94206 25 200911457 擇能使晶圓9〇8與研磨墊9〇4之間產生〇. i㈣至工$ 至103 kPa)之所欲壓力者。該載具溝槽_塾溝槽對準可 基材移動速率實質的增加。相較於使用與載具溝槽 性對準之圓形溝槽所達到的移動速率，此移動速率^力 係允許操作者使用較少的漿液來達到相同的移日σ 【圖式簡單說明】 ' ' 第1圖為於具溝槽化載具（grooved cerrier)存在下，依 據本發明所製造之研磨墊的俯視示意圖。 第2圖為第1圖之研磨墊沿第丨圖之2_2線的放大 面圖。 取 第3圖為說明第丨圖之研磨墊與溝槽化载| 何形之俯視示意圖。 、，再 第4圖為依據本發明所製造之另一研磨墊的 土 圖，係顯示一個溝槽。 ^ 第5圖為第4圖之研磨墊的平面圖，係顯示該 (之完整構形（f〇rmati〇n)。 第6圖為依據本發明所製造之另一研磨墊的 立 圖，係顯示一個溝槽。 不心 第7圖為第6圖之研磨墊的平面圖，係顯 之完整構形。 ^研磨墊 第8圖為依據本發明所製造之另一研磨墊之俯視厂、立 圖，係顯示一個溝槽。 '現示思 第9圖為第8圖之研磨墊的平面圖，係 之完整構形。 这研磨墊 94206 26 200911457 研磨墊的俯視示 ，係顯示該研磨 研磨墊的俯视示 ’係顯示該研磨 第圖為依據本發明所製造之又一 忍圖，係顯示一個溝槽。 第11圖為第10圖之研磨墊的平面圖 墊之完整構形。 第12圖為依據本發明所製造之再一 思圖，係顯不一個溝槽。 第13圖為第12圖之研磨墊的平面圖 墊之完整構形。
立第圖為依據本發明所製造之又一研磨墊的俯視示 意圖’係顯示部分之墊_載具溝槽對準。 第15圖為第14圖之研磨墊的部分放大圖，係說明部 分之墊-載具溝槽對準。 第16圖為依據本發明所製造之再一研磨墊，係顯示完 整之墊-載具溝槽對準..。 第17圖為第16圖之研磨墊的部分放大圖，係說明完 整之墊-載具溝槽對準。 第18圖為依據本發明之研磨系統的示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300、400、500、600、700、800、904 研磨墊 104、204、304、404、504、604 載具 108、208、308、408、508、608、708、808 載具環 112、112a、112b、112c、212、312、412、512、612、712、 712A、712B、812 載具溝槽 116、220、320、420、520、620、720、720A、720B、820、 27 94206 200911457 820A 墊溝槽 120 半導體晶圓 128 研磨層 132、 '924、928研磨表面 136 背層 140 環形外周邊 144 溝槽組 148 截面形狀 148a 溝槽截面形狀 152、 216 、 316 、 416 、 516 、616 载具相容性溝槽形狀 156 點 160 水平車由 164 研磨執跡 164a 内側邊界 164b 外側邊界 124、 224 、 324 、 424 、 524 、624 前緣 228、 328 、 428 、 528 、 628 、728、 828 方向 900 研磨機 908 晶圓 912 平台 920 晶圓載具 932 研磨介質入〇 936 研磨介質 A1、 A2 轉軸 F 力 Dpad 研磨墊旋轉方向 D Carrier .載具旋轉方向 Rpad 研磨塾半經 〇 1 V 同心圓圓心 Φ ' Θ c局部角度 Φ 0 載具角度 O’ 載具旋轉中心 R 徑向距離 R〇 載具半徑 r 墊半徑 94206 28