TWI426979B - 具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法 - Google Patents

具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI426979B
TWI426979B TW097101746A TW97101746A TWI426979B TW I426979 B TWI426979 B TW I426979B TW 097101746 A TW097101746 A TW 097101746A TW 97101746 A TW97101746 A TW 97101746A TW I426979 B TWI426979 B TW I426979B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
polishing pad
grinding
polishing
vertical portion
groove
Prior art date
Application number
TW097101746A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200902229A (en
Inventor
葛列格里Ｐ 莫唐尼
Original Assignee
羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司
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 羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 filed Critical 羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司
Publication of TW200902229A publication Critical patent/TW200902229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI426979B publication Critical patent/TWI426979B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法
一般而言，本發明係關於化學機械研磨(CMP)之領域。更特定而言，本發明係針對具有減少漿液消耗量之溝槽的CMP墊。
於在半導體晶圓上製造積體電路及其他電子元件時，將複數層的導電、半導電及介電材料沉積於晶圓上且自晶圓蝕刻此等材料。此等材料的薄層可藉由許多沉積技術來沉積。近代晶圓加工所常用的沉積技術包括物理氣相沈積(PVD)(亦稱為濺鍍)、化學氣相沈積(CVD)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD)以及電化學電鍍(electrochemical plating)。常見的蝕刻技術包括濕式與乾式之等向性與非等向性蝕刻等技術。
由於材料層係相繼地沉積與蝕刻，晶圓的表面變成非平坦。由於後續的半導體加工(例如微影技術)要求晶圓具有平坦表面，因此需要週期性地平坦化晶圓。平坦化可有效移除非所欲之表面地形以及表面缺陷，例如粗糙表面、結塊材料、晶格損害、刮傷以及受污染的層或材料。
化學機械平坦化或化學機械研磨(CMP)為一種用於平坦化半導體晶圓及其他工件的常見技術。於使用雙軸旋轉研磨機之習用CMP中，晶圓載具或是研磨頭係安裝於載具組合件(assembly)上。研磨頭固持晶圓並將其定位成與該研磨機中之研磨墊之研磨層相接觸。研磨墊具有大於欲 平坦化晶圓之直徑之兩倍的直徑。於研磨期間，研磨墊及晶圓繞著它們各自的圓心旋轉，同時該晶圓與該研磨層卡合。該晶圓的旋轉軸係相對於研磨墊的族轉軸偏移一段大於該晶圓半徑的距離，以使得該墊的旋轉在該墊的研磨層上掃出環狀的“晶圓路徑”。當晶圓的移動只是旋轉時，晶圓路徑的寬度相等於晶圓的直徑。然而於某些雙軸研磨機中，晶圓在垂直於其旋轉軸的平面上擺動。在這種情況下，晶圓路徑的寬度比晶圓的直徑寬一個量，該量相當於導因於擺動的位移。載具組合件於晶圓與研磨墊間提供可控制的壓力。於研磨期間，漿液或其他研磨介質於研磨墊上流動，並進入介於晶圓與研磨層間的間隙。晶圓表面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。
有關CMP期間於研磨層、研磨介質與晶圓表面間的交互作用的研究越來越多，以努力使研磨墊之設計最佳化。這些年以來，大部分的研磨墊開發本質上係依據經驗。研磨表面或研磨層的設計中有許多係著重在提供這些層各式空洞圖案及溝槽排列，該等被宣稱能增加漿液利用性及研磨均勻性。這些年來，極少數不同的溝槽及空洞的圖案及排列被付諸於實行。先前技術的溝槽圖案包括放射狀、同心圓形、笛卡爾格網及螺旋等圖案。先前技術的溝槽配置包括所有溝槽的寬度及深度在所有溝槽中皆相同的配置，以及溝槽的寬度及深度在各溝槽間會有變化的配置。
事實上，大部分的溝槽圖案係依據漿液如何回應溝槽 特徵(舉例而言，如溝槽曲率及溝槽的橫截面)而流動的推測性判斷。這些特徵在「影響被配送漿液於旋轉研磨機所致動之向心力下之遷移」上經常扮演必要的角色。隨著溝槽方位由較呈圓周方向形改變為較呈徑向，被配送漿液的向外遷移增加。徑向溝槽，例如，藉由作用如同引導液體完全地離開研磨墊之通道，可造成被配送漿液的最大徑向流出。此流出使得在研磨墊與晶圓表面間的接觸點產生過量熱，引起諸如研磨性能不良及墊磨損較大之問題，而對研磨過程有負面的影響。
雖然研磨墊具有廣泛種類的溝槽圖案，這些溝槽圖案的有效性在各圖案彼此之間及各研磨過程彼此之間有所不同。研磨墊的設計持續尋求可使研磨墊比先前研磨墊設計更為有效且有用的溝槽圖案。
於本發明的一個態樣中，提供一種與研磨介質一起使用之研磨墊，其於使用期間具有藉由研磨墊之旋轉所賦予之理想軌道，該研磨墊包括：研磨層，其被配置成於研磨介質存在下能研磨磁性基板、光學基板及半導體基板中之至少一者，該研磨層包括於研磨期間具有環狀研磨路徑的圓形研磨表面；以及至少一個溝槽，其形成於該研磨層中且具有位於該研磨路徑內之垂直部分，該垂直部分具有一長度且沿著該整個長度被定形成沿著該垂直部分與理想流體軌道呈垂直。
於本發明的另一個態樣中，提供一種研磨墊，其包 括：研磨層，其被配置成於研磨介質存在下能研磨磁性基板、光學基板及半導體基板中之至少一者；以及至少一個溝槽，其形成於該研磨層中且具有位於該研磨路徑內之垂直部分，該垂直部分具有一長度且依照下述方程式定形：
其中ro 為起自研磨墊之圓心之初始徑向位置，以及θ為該軌道角度於本發明的再一個態樣中，提供一種製造與研磨介質一起使用之旋轉研磨墊之方法，該方法包括：決定研磨介質之軌道；決定形成於該旋轉研磨墊中之溝槽的溝槽形狀及溝槽方位，該溝槽形狀及該溝槽方位係以該研磨介質之軌道之函數來決定；以及於該旋轉研磨墊中形成複數個具有該溝槽形狀以及該溝槽方位之溝槽。
現請參考第1圖及第3圖，其例示根據本發明揭露內容製造之研磨墊100的一具體例。如下所討論，研磨墊100係以阻止研磨介質(未顯示)，例如漿液，往外遷移之傾向的方式而設計，該往外遷移之傾向係導因於使用期間藉由研磨墊100的旋轉而加諸於研磨介質之向心力。通常，研磨墊100包括研磨表面104，研磨表面104含有複數個溝槽108，各溝槽具有至少部分依照流體軌道116(第3圖)的函數所決定之溝槽形狀112(第3圖)，其中該流體軌道116係界定於使用期間，當研磨墊旋轉時，研磨介質於不存在溝槽108下移動的平均路徑。更特定而言，溝槽形狀 112之全部或一部分及其相對於研磨墊100之旋轉方向的方位係選擇能使對應的個別溝槽108可與流體軌道116呈垂直者。因此，與流體軌道116呈垂直之溝槽108或其部分對於流經研磨表面104以及流出研磨墊100之研磨介質提供顯著的阻礙作用，藉此，增加墊上研磨介質的停留時間。所增加之停留時間可使研磨介質之消耗量降低，以及因此降低操作成本。溝槽108之各種例示性幾何圖案的細節描述於下。
參考第1圖以及參考第2圖，研磨墊100可包括研磨層120(第2圖)，其形成研磨表面104。於一個實施例中，研磨層120可由背層124所支撐，背層124可與研磨層120一體成形，或是與研磨層120分開形成。再參考第1圖，研磨墊100典型具有圓盤形狀，使得研磨表面104具有圓心O 以及環形外周邊128。該外周邊128可位於距O 之徑向距離處，如以半徑R PAD 所例示說明者。研磨層120可由任何適於研磨待研磨物件之材料所構成，待研磨物件例如為：半導體晶圓、磁性媒體物件(例如，電腦硬碟驅動器的碟片)；或是光學儀器，尤其例如折射鏡、反射鏡、平面反射器或或透明平面物件。研磨層120的例示性材料包括(僅係為了舉例的而非用於設限)各種聚合物塑膠，諸如聚胺酯、聚丁二烯、聚碳酸酯以及聚丙烯酸甲酯等。
該複數個溝槽108之各個可以任何適當的方式，例如藉由研磨(milling)、鑄造(molding)等形成於研磨層120中。於一個實施例中，此等溝槽108係彼此分開地形成， 且以固定的節距角(angular pitch)環繞圓心O 之方式重複地排列。此外，此等複數溝槽108之各個如期望可形成為具有溝槽橫截面形狀132(第2圖)者，以符合特定群組之設計標準。於一個實施例中，複數個溝槽108之各個可具有矩形橫截面形狀，例如以溝槽橫截面形狀132a所示者。於另一個實施例中，各溝槽108可具有隨著其長度改變之溝槽橫截面132。於再一個實施例中，橫截面形狀132可於各溝槽108間變化。那些在本領域中具有通常知識者，將能理解設計者可將廣泛且各式之溝槽橫截面形狀132之應用提供給研磨墊，例如研磨墊100。
參考第3圖，若研磨表面104為流體排斥性，例如，疏水性，且不包括任何阻礙流體移動之溝槽108或其他結構，則所述之流體軌道116為流體(例如水)在研磨墊旋轉之影響下移行的理想化軌道。下列數學衍算式是依據該理想化軌道。然而，公知由於對於該理想化軌道所未慮及之各種因子，諸如研磨介質黏度及表面張力，所以研磨介質於真實墊表面上的真實軌道與理想軌道有所差異。因此，流體軌道116也代表當給定的研磨介質回應由研磨墊100及該墊的旋轉所賦予之物理力時該介質的真實軌道。然而，為簡化對構成本揭露內容之概念的解釋，下文僅詳述用於理想的未受阻軌道的數學運算式。這非表示本揭露內容僅涵蓋根據下列數學運算式所示之溝槽形狀。相反地，不論這些軌道是否由下列理想軌道數學模組所界定，本揭露內容意欲涵蓋對等的無溝槽墊於旋轉期間的真實流體軌 道。
為了方便起見，流體軌道116可藉由複數個具有指示徑向位置r 及軌道角度θ 之極坐標之點，例如點136(r ,θ )，而界定。此等點界定當理想化研磨介質在研磨墊100之角速度Ω p 的影響下於研磨表面104上往外移動時其所形成之圖案。於此例中，當研磨介質相對於圓心O 之徑向位置r增加時，流體軌道116之角位移△θ 改變。
一般而言，當相對於圓心O 之徑向位置r 增加時，研磨介質持續加速。當介質自圓心O 往外移動時，流體軌道116與研磨介質之角速度v r 有關。如同方程式1所示，當測得之起自圓心O 之徑向位置r 隨著時間t而改變時，角速度v r 改變。
可容易體會當研磨墊100以固定角速度Ω p 旋轉時所賦予研磨介質之向心力，將導致研磨介質沿著其研磨表面104向外移動時產生一加速度a (再次，為了簡化數學模組，假設為無溝槽、平滑及具流體排斥性)。加速度a 係以方程式2表示。
此加速度隨著起自圓心O 之徑向位置之增加而增加。增加的加速度導致角速度v r 增加，該角速度v r 可藉由將方程式2積分並使用初始角速度值v r ＝0(如同在未提供初始角速 度v r 下將研磨介質配送於研磨表面104上所發生者)來決定。結果顯示於下述方程式3：v r =r Ω p 2 t 方程式{3}
徑向位置r隨著時間t 之變化可藉由組合方程式1及3來描述，如同方程式4所示者。其可被分離並積分以提供方程式5所示之結果，其中C為積分常數。
再者，如同方程式6及7所示，徑向位置r 的變化與所測得之角位移△θ 隨著時間t之變化有關。
如同方程式8所示，可將此方程式，即方程式7加以整理並採用邊界條件「當r =r o 時，△θ =0」，以界定隨著徑向位置r 的改變，角位移△θ 的變化。由方程式8所描述之角位移△θ 的變化可提供：當相對於圓心O 之徑向位置r 增加時，在連續加速下研磨介質於旋轉的理想化研磨表面104上向外移動的圖案。
如同方程式9所示，角位移△θ 的變化通常亦可以徑向位置r 表示，例如r=r(θ )。於一個實施例中，這個方程式大致估計當理想化研磨介質自由地橫越研磨表面104時，在不考慮黏度及表面張力的影響下，理想化研磨介質之路徑，即流體軌道116。
鑑於上述內容，如同上述方程式8和9所定義者，一決定研磨墊100(第1圖)之各溝槽108之溝槽形狀的方法係使得各溝槽至少有顯著部分與流體軌道呈垂直。以這種方式，溝槽108將被定形成如上述藉由與移動的各式圖案反向而阻礙研磨介質的移動。
欲決定與流體軌道116呈垂直之溝槽形狀(例如溝槽形狀112)之方程式，知道流體軌道的斜率將有所助益。通常，流體軌道116的斜率s (以極坐標的函數θ =θ (r)來表示)係如方程式10所示。
方程式8之流體軌道116的微分方程式(方程式10)可用於決定軌道116的斜率s (方程式12)。
為了呈垂直，溝槽形狀112的斜率s ＊ 必須使得流體軌道116之所有點上之斜率s 與斜率s ＊ 的乘積為－1。因此，由方程式13所定義之與流體軌道116呈垂直之溝槽形狀112的斜率s ＊ 如下：
由方程式13所界定之溝槽形狀112的斜率可與方程式10合用於決定垂直曲線的微分方程式(方程式14)。然後，可藉由分離與積分方程式14得到垂直軌道θ ＊ ＝θ ＊ (r)(方程式15)。
如方程式16所示，藉由以方程式15解出r ，垂直軌道也可以r＊ ＝r＊ (θ )表示。
參考第3圖，也參考第1圖，一旦建立溝槽形狀112(第3圖)使得在溝槽108長度的至少一部分與對應流體軌道116呈垂直，如需要可以環繞研磨墊100圓周之方式重複設置溝槽，例如，第1圖所示者。雖然若各溝槽由研磨墊100的中心部分延伸至墊的外周邊可使研磨介質的保留性 達到最佳，但在某些具體例中，期望溝槽中與流體軌道呈垂直之部分少於其全長，亦即，溝槽與流體軌道形成介於45與135度的局部角度。不過，一般而言，期望各溝槽之垂直部分延伸通過晶圓路徑寬度之至少50%，如第1圖中之140所示。舉例來說，第1圖所示之各溝槽108沿著其全長與流體軌道116呈垂直。
為了例示說明上述之原則，第4至7圖顯示另外的研磨墊200、300，其例示說明藉由使用此等原則而製造之多個其他溝槽設計中之兩個。首先參考第4圖與第5圖，研磨墊200包括複數個溝槽204(第5圖)，各包括內部部分204A，其係在未考慮流體軌道208(第4圖)下被定形且具有揭示於美國專利第6,783,436號(「具有最佳化溝槽之研磨墊及其製法」,於2004年8月31日授與Muldowney)之優點，該美國專利以參考文獻方式併入本文。複數個溝槽204(第5圖)之各個也包括外部部分204B，其係定形成與流體軌道呈垂直。於這個例子中，複數個溝槽204的各內部部分204A由靠近研磨墊200之圓心O 之一點延伸至位於半徑R1 (第4圖)之點，於此例半徑R1 約為墊的半徑的三分之一。各溝槽204之垂直外部部分204B係由半徑R1 上之對應各點延伸至半徑R2 ，於此例中R2 為研磨墊200的全長半徑。如第5圖所示，晶圓路徑212的寬度W 的約五分之四包括溝槽的垂直外部部分204B。
接著參考第6圖及第7圖，研磨墊300包括被配置成與第5圖之溝槽204相反的複數個溝槽304。也就是說， 非使溝槽之垂直部分自大致非垂直部分徑向地向外，而係使研磨墊300(第7圖)的各溝槽304的內部部分304A定形成與流體軌道308(第6圖)呈垂直，且軌道的外部部分304B係在未考量是否與流體軌道垂直下被定形且具有揭示於上述美國專利第6,783,436號之優點。於此例中，垂直內部部分304A由靠近研磨墊300之圓心O 且位於半徑R1 '之點延伸至位於半徑R2 '之點，於此例中半徑R2 '約為墊的全長半徑的三分之二。對應的各非刻意垂直外部部分304B係由位於半徑R2 '的點延伸至研磨墊300的外周邊。由第7圖清楚可見，晶圓路徑312的寬度W' 的約三分之二含有溝槽304之垂直內部部分304A。
如熟習本技術人士所可體會，雖然第5圖之溝槽204之非刻意垂直內部部分204A以及第7圖之溝槽304之非刻意垂直外部部分304B以螺旋形呈現，但非必然需要如此。舉例來說，於其他具體例中，螺旋形的溝槽可以其他形狀或方位的溝槽替代，例如直線狀且徑向、微曲狀且徑向、z字狀且徑向、z字狀且圓周方向、波浪狀且徑向，此等僅為少數幾例。溝槽的非刻意垂直部分也可為其他較簡單的溝槽圖案例如笛卡兒格網的覆蓋物，或格網及圓形或螺旋形圖案的覆蓋物。另外，其他具體例可具有溝槽之其他整體配置。例如，某些具體例可為第5圖及第7圖之研磨墊200、300的混合體。亦即，其他具體例可包括溝槽，此等溝槽各具有被定形成與相關流體軌道呈垂直之中心部分，以及未刻意與流體軌道呈垂直之內部部分及外部部分。
第8圖例示說明適於與研磨墊404一起使用之研磨機400，研磨墊404可為第1圖至第7圖之研磨墊100、200、300中之一，或是本揭露內容所述的其他研磨墊，以用於研磨物件，例如晶圓408。研磨機400可包括平台412，於其上安裝研磨墊404。平台412可藉由平台驅動器(未顯示)而繞旋轉軸A1旋轉。研磨機400可進一步包括晶圓載具420，該晶圓載具420於研磨期間繞著與旋轉軸A1平行且與旋轉軸A1相隔之旋轉軸A2旋轉，且支撐晶圓408。晶圓載具420以環架式連結(gimbaled linkage)(未顯示)為其特徵，該環架式連結允許晶圓408採取與研磨墊404之研磨表面424些微不平行之態樣，在這種情況下，旋轉軸A1與A2彼此間可能呈現非常輕微的歪斜。晶圓408包括研磨表面428，其面向研磨表面424且於研磨期間被平坦化。晶圓載具420可由載體支撐組合件(未顯示)來支撐，該載體支撐組合件被調整成可旋轉晶圓408且提供向下的力F，以將研磨表面424壓抵研磨墊404而使得研磨期間研磨表面與墊之間存在所需的壓力。研磨機400也可包括將研磨介質436供給至研磨表面424之研磨介質入口432。
如熟習本領域人士所了解，研磨機400可包括其他構件(未顯示)，例如系統控制器、研磨介質之儲存及配送系統、加熱系統、清洗系統以及各種用以控制研磨加工之各種態樣的控制系統，例如：(1)用於控制晶圓408與研磨墊404之旋轉速度中之一者或兩者之速度控制器及選擇器；(2)改變研磨介質436輸送至墊之速率及位置的控制器 及選擇器；(3)施加於晶圓與研磨墊間之力的強度的控制器及選擇器，以及(4)用於控制晶圓的旋轉軸A2相對於墊的旋轉軸A1之位置的控制器、致動器及選擇器。熟習本技術者了解這些構件如何建構及實施，因此，該等之詳細說明對於熟習本技術者要了解及實施本發明而言並無需要。
於研磨期間，研磨墊404及晶圓408係繞著它們各自的旋轉軸A1、A2旋轉，且研磨介質436係由研磨介質入口432配送於旋轉的研磨墊上。研磨介質436遍及整個研磨表面424，包括介於晶圓408與研磨墊404間的間隙。研磨墊404與晶圓408典型地，但非必須地，以0.1 rpm至850 rpm之選定旋轉速度旋轉。力F的強度，典型地，但非必須地，係選擇能使晶圓408與研磨墊404之間產生0.1 psi至15 psi(6.9至103 kPa)之所欲壓力者。
100、200及300、404‧‧‧研磨墊
104‧‧‧研磨表面
108、204、304‧‧‧溝槽
112‧‧‧溝槽形狀
116、208、308‧‧‧流體軌道
120‧‧‧研磨層
124‧‧‧背層
132,132a‧‧‧溝槽橫截面形狀
128‧‧‧外周邊
136‧‧‧點(r ,θ )
140‧‧‧晶圓路徑之寬度
204A、304A‧‧‧溝槽之內部部分
204B、212、304B‧‧‧溝槽之外部部分
312‧‧‧晶圓路徑
400‧‧‧研磨機
408‧‧‧晶圓
412‧‧‧平台
420‧‧‧晶圓載具
424‧‧‧研磨表面
432‧‧‧研磨介質入口
436‧‧‧研磨介質
A1‧‧‧平台之旋轉軸
A2‧‧‧晶圓載具之旋轉軸
F‧‧‧力
O‧‧‧圓心
RPAD ‧‧‧研磨墊之半徑
W及W’‧‧‧晶圓路徑的寬度
Ω p ‧‧‧研磨墊之角速度
第1圖為根據本發明製造之研磨墊的平面圖；第2圖為沿著第1圖之線2－2之研磨墊的平面放大橫截面圖；第3圖為第1圖之研磨墊的上視示意圖，其例示相對於理想流體軌道，墊上溝槽之一之形狀；第4圖為根據本發明製造之另一研磨墊的平面示意圖，其例示墊上溝槽之一的形狀；第5圖為第4圖之研磨墊的平面圖，其顯示該研磨墊之完全形成時之形態；第6圖為根據本發明製造之又一研磨墊的平面示意 圖，其例示墊上溝槽之一的形狀；第7圖為第6圖之研磨墊的平面圖，其顯示該研磨墊之完全形成時之形態；以及第8圖為根據本發明製造之研磨系統的示意圖。
100‧‧‧研磨墊
104‧‧‧研磨表面
108‧‧‧溝槽
128‧‧‧外周邊
140‧‧‧晶圓路徑之寬度
RPAD ‧‧‧研磨墊之半徑
Ω p ‧‧‧研磨墊之角速度

Claims (10)

  1. 一種與研磨介質一起使用的研磨墊，其於使用期間具有藉由該研磨墊之旋轉所賦予之理想軌道，該研磨墊包括：(a)研磨層，其被配置成於研磨介質存在下能研磨磁性基板、光學基板與半導體基板中之至少一者，該研磨層包括於研磨期間具有環狀研磨路徑的圓形研磨表面；以及(b)至少一個溝槽，其形成於該研磨層中且具有位於該研磨路徑內之垂直部分，該垂直部分具有一長度且沿著該整個長度被定形成沿著該垂直部分與理想流體軌道呈垂直。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中，該研磨路徑具有一寬度且該垂直部分橫跨該寬度的至少50%。
  3. 如申請專利範圍第2項之研磨墊，其中，該垂直部分橫跨該研磨路徑之該寬度的至少75%。
  4. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其包括複數個溝槽，該複數個溝槽係部分地藉由將該垂直部分以環繞該研磨表面圓周的方式重複配置來界定。
  5. 如申請專利範圍第4項之研磨墊，其中，該複數個溝槽係部分地藉由將該垂直部分以固定的節距角環繞該研磨表面圓周之方式重複配置來界定。
  6. 如申請專利範圍第1項之研磨墊，其中，該垂直部分的該形狀係由下述方程式所界定： 其中，ro 為起自該研磨墊之圓心之初始徑向位置，而θ為該軌道角度。
  7. 一種研磨墊，包括：(a)研磨層，其被配置成於研磨介質存在下能研磨磁性基板、光學基板及半導體基板中之至少一者；以及(b)至少一個溝槽，其形成於研磨層中且具有位於研磨路徑範圍內之垂直部分，該垂直部分具有一長度且依照下述方程式定形 其中，ro 為起自該研磨墊之圓心之初始徑向位置，而θ為該軌道角度。
  8. 如申請專利範圍第7項之研磨墊，其中，該研磨表面於研磨期間包括具有一寬度之研磨路徑，且該垂直部分橫跨該寬度的至少50%。
  9. 如申請專利範圍第7項之研磨墊，包括複數個溝槽，該複數個溝槽係部分地藉由將該垂直部分以固定的節距角環繞該研磨表面圓周之方式重複配置來界定。
  10. 一種製造與研磨介質一起使用之旋轉研磨墊之方法，包括：決定該研磨介質的軌道；決定形成於該旋轉研磨墊中之溝槽的溝槽形狀及溝槽方位，該溝槽形狀及該溝槽方位係以該研磨介質之軌道之函數來決定；以及 於該旋轉研磨墊中形成複數個具有該溝槽形狀及該溝槽方位之溝槽，其中，該溝槽之該溝槽形狀及該溝槽方位與該研磨介質的軌道呈垂直。
TW097101746A 2007-01-31 2008-01-17 具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法 TWI426979B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/700,346 US7311590B1 (en) 2007-01-31 2007-01-31 Polishing pad with grooves to retain slurry on the pad texture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200902229A TW200902229A (en) 2009-01-16
TWI426979B true TWI426979B (zh) 2014-02-21

Family

ID=38863240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097101746A TWI426979B (zh) 2007-01-31 2008-01-17 具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7311590B1 (zh)
JP (1) JP2008207322A (zh)
KR (1) KR20080071933A (zh)
CN (1) CN101234481B (zh)
DE (1) DE102008004874B4 (zh)
FR (1) FR2912075A1 (zh)
TW (1) TWI426979B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9180570B2 (en) 2008-03-14 2015-11-10 Nexplanar Corporation Grooved CMP pad
US8057282B2 (en) * 2008-12-23 2011-11-15 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate polishing method
US8062103B2 (en) * 2008-12-23 2011-11-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate groove pattern
KR101232787B1 (ko) * 2010-08-18 2013-02-13 주식회사 엘지화학 연마 시스템용 연마 패드
CN102744676A (zh) * 2012-07-26 2012-10-24 上海宏力半导体制造有限公司 用于化学机械研磨的研磨垫以及化学机械研磨设备
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
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
KR102630261B1 (ko) 2014-10-17 2024-01-29 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 애디티브 제조 프로세스들을 이용한 복합 재료 특성들을 갖는 ｃｍｐ 패드 구성
JP6940495B2 (ja) 2015-10-30 2021-09-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 所望のゼータ電位を有する研磨用物品を形成するための装置及び方法
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
CN112654655A (zh) 2018-09-04 2021-04-13 应用材料公司 先进抛光垫配方
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ
CN114473857B (zh) * 2021-12-29 2023-03-14 湖北鼎汇微电子材料有限公司 一种抛光垫及半导体器件的制造方法
CN114918824A (zh) * 2022-06-29 2022-08-19 万华化学集团电子材料有限公司 一种具有径向微沟槽的抛光垫

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002144219A (ja) * 2000-08-31 2002-05-21 Rodel Nitta Co 研磨パッド及びその研磨パッドを用いた被加工物の研磨方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2345255B (en) * 1998-12-29 2000-12-27 United Microelectronics Corp Chemical-Mechanical Polishing Pad
US6241596B1 (en) * 2000-01-14 2001-06-05 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for chemical mechanical polishing using a patterned pad
US6749485B1 (en) * 2000-05-27 2004-06-15 Rodel Holdings, Inc. Hydrolytically stable grooved polishing pads for chemical mechanical planarization
US6679769B2 (en) * 2000-09-19 2004-01-20 Rodel Holdings, Inc Polishing pad having an advantageous micro-texture and methods relating thereto
CN100356515C (zh) * 2002-04-03 2007-12-19 东邦工程株式会社 抛光垫及使用该垫制造半导体衬底的方法
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
US7125318B2 (en) 2003-11-13 2006-10-24 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing pad having a groove arrangement for reducing slurry consumption
US6843709B1 (en) 2003-12-11 2005-01-18 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for reducing slurry reflux
US6843711B1 (en) 2003-12-11 2005-01-18 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc Chemical mechanical polishing pad having a process-dependent groove configuration
US6955587B2 (en) 2004-01-30 2005-10-18 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc Grooved polishing pad and method
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
US7059949B1 (en) 2004-12-14 2006-06-13 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. CMP pad having an overlapping stepped groove arrangement
US7059950B1 (en) 2004-12-14 2006-06-13 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. CMP polishing pad having grooves arranged to improve polishing medium utilization
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
TW200720017A (en) * 2005-09-19 2007-06-01 Rohm & Haas Elect Mat Water-based polishing pads having improved adhesion properties and methods of manufacture
US7234224B1 (en) * 2006-11-03 2007-06-26 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Curved grooving of polishing pads

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002144219A (ja) * 2000-08-31 2002-05-21 Rodel Nitta Co 研磨パッド及びその研磨パッドを用いた被加工物の研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008207322A (ja) 2008-09-11
FR2912075A1 (fr) 2008-08-08
CN101234481B (zh) 2011-03-23
DE102008004874B4 (de) 2016-03-10
KR20080071933A (ko) 2008-08-05
CN101234481A (zh) 2008-08-06
DE102008004874A1 (de) 2008-08-14
US7311590B1 (en) 2007-12-25
TW200902229A (en) 2009-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI426979B (zh) 具有使漿液保留於研磨墊紋路之溝槽之研磨墊及其製造方法
US7520798B2 (en) Polishing pad with grooves to reduce slurry consumption
KR101327626B1 (ko) 오버레이된 일정한 면적의 나선형 홈을 갖는 ｃｍｐ 패드
KR101680376B1 (ko) 고속 홈 패턴
TWI400139B (zh) 具有不均勻間隔之溝槽的ｃｍｐ墊
KR101107636B1 (ko) 프로세스 의존성 홈 구조를 갖는 화학 기계식 연마 패드
KR101601281B1 (ko) 고속 연마 방법
KR101120528B1 (ko) 홈이 형성된 연마 패드와 연마 방법
US7108597B2 (en) Polishing pad having grooves configured to promote mixing wakes during polishing
JP4949677B2 (ja) 重複する段差溝構造を有するｃｍｐパッド
EP1533076A1 (en) Polishing pad having a groove arrangement for reducing slurry consumption
US7059950B1 (en) CMP polishing pad having grooves arranged to improve polishing medium utilization
US7520796B2 (en) Polishing pad with grooves to reduce slurry consumption