TW467803B - Improved CMP polishing PAD - Google Patents

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A7 B7 五、發明說明（） 發明领域： 本發明係關於用來研磨基材的設備。更特別的是，本 發明係關於具有順應性表面，而可改良基材之研磨—致 性的平台/研磨整（platen/p〇lishing pad)組件。 發明背景： 在積禮電路與其他電子元件的製造過程中，許多的導 電、半導電與介電物質層在基材上沈積和移除。通常需 要研磨基材表面’以移除高的地形差異、表面缺陷 '刮 痕或欣埋的顆粒。一種常見的研磨製程被稱之為化學機 械研磨（CMP)，其係用來改善在基材上形成之電子元件的 品質與可靠度。 典型地’該研磨製程需要在製程期間導入化學研磨 聚’以促進較高的移除率與基材上不同薄膜之間的選擇 性。通常，該研磨製程需要在研磨漿或其他液體介質存 在下’控制壓力、溫度和研磨整的轉速，使基材緊靠著 研磨墊。一種用來執行CMP的研磨系統是來自應用材料 股份有限公司的米拉（Mirra)CMp系統，其在美國專利編 號5，73 8,5 74且標題為「化學機械研磨之連續處理系統」 的專利中有圖示與描述，而此系統在此被用來做參考。 CMP的重要目的是要達成基材表面均勻的平坦性。均 句的平坦性包括均勻地從基材表面移除物質，以及移除 已沈積在基材表面的非均句層。成功的也需要片與 片之間的加工再現性。因此，所要達成的均句性不只是 第3頁 (請先閲讀背面之#j意事項再填寫本頁) -d--------訂------—線^—u· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 公 / Λ SJ < V & \ 4 Λ Λ 4 6 7 8 0 3 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（) 對於單一基材，對於同一批處理的一連_基材亦然》 基材的平坦性大幅受限於CMP設備的結構，以及諸 如研磨漿和研磨墊此_消耗品的組成》特別是，較佳的 結構考慮到研磨裝置的剛性（或堅硬性）和順應性（或彈性） 之間的平衡，特別是研磨墊的堅硬性和順應性。通常， 堅硬性是必須的，以確保晶粒内（within-die)的一致性， 然而足夠的順應性提供了基材内（within-substrate)的一致 性。基材内的一致性係指不論基材形狀和/或其表面地形 差異為何，CMP設備可移除橫跨基材直徑之特徵的能力。 晶粒内的一致性係指不論尺寸和特徵的密度為何，CMP 設備可移除晶粒内之特徵的能力々 傳統的研磨系統典型地包含具有研磨墊置於其上的平 台。此技藝目前強烈建議使用一個以上的研磨墊來提供 研磨墊的順應性，以改善基材内與晶粒内兩者的結果》 例如，兩塊研磨整被典型地組裝成一疊，其可稱為「複 合式研磨墊V複合式研磨墊常包含堅硬研磨墊（rigid pad) 與順應研磨整（compliant pad)的组合s典型的研磨設備_1〇 包含金屬平台12，具有複合式研磨墊14裝設在其上， 如第1圖所示。複合式研磨墊14和平台12兩者通常是 圊盤形而且直徑相等=頂（上層的）研磨墊16與基材接觸 來執行研磨過程，然而底（下層的）研磨墊18固定在可旋 轉平台12之平滑的上層裝設面，以提供座面給頂研磨墊 16。黏著劑20，例如一種感壓（pressure sensitive)式黏著 劑（P S A)，供給在研磨墊1 6、1 8的背面，使研磨墊彼此 第4耳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSXA4規格（210 X 297公釐) (請先閲讀背面之迮意事項再填寫本頁) --c.k--------tr---------線 ο· 6 7 80 3 Α7 Β7 五、發明說明（） (請先閱璜背面之注$項再填寫本頁> 黏結並黏接至平台12^頂研磨墊16典型地由聚胺基甲 酸乙酯所製成，而底研磨墊18典型地由聚酯類所製成， 而在聚胺基甲酸乙酯樹脂存在下，會感覺聚酯類較硬。 亦可利用具有不同原料組成、且為工業上所知的其他研 磨塾。 一般而言’頂研磨塾16最好比較順應的底研磨整· 18 為硬，以提供足夠堅硬的研磨表面》典型地，堅硬性提 供較佳的晶粒内一致性，而需要一些順應性以確保基材 内的一致性》具有適當比例的堅硬性與順應性的研磨墊 組合，能在基材表面達成好的平坦性與一致性。此外， 基材上的研磨外觀，能藉由改變上下層研磨墊之一者或 兩者的厚度來改變或修飾》改變厚度而組成不變，能在 堅硬性與順應性方面更改複合式研磨墊的特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 然而，許多問題與傳統複合式或堆疊式研磨墊的結構 有關。與複合式研磨墊有關的.一個問題就是個別研磨墊 彼此互相依賴。例如，施加在上層研磨整的壓力會傳送 到下層研磨墊。因為上層研磨墊通常是壓縮性有限的堅 硬物質，所以藉著其位置的平移或位移來消解壓力*因 此，由於上層研磨墊的撓曲，使下層研磨塾遭受到壓力。 施加在下層研磨墊的壓力，藉著壓縮下層研磨墊而被吸 收。下層研磨墊的總壓縮體積，至少部分與該物質的壓 缩性有關β然而*因為壓，縮無法被完全侷限在歷力的起 源區域，下層研磨墊沿著外加壓力的邊緣會有變形。就 剪力而言，由於下層研磨墊之質量壓縮和再分配，這種 第s頁 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6 7 80 3 A7 ________B7__ 五、發明說明（） (清先閲婧背面之沒Ϊ項再填窝本頁) 變形會導致在下層研磨塾上產生漣漪或波紋，非常像剪 力施加在地毯或小毛毯上的效果。在操作過程中，該波 施加合力於上層研磨整，導致研磨不均勻並且會損害原 先欲將基材平坦化的目的° . 複合式研磨墊的另一個問題是，在堆疊中的每一個添 加層，如研磨墊和黏著劑層，扮演影響該堆疊整雜之剛 性、壓縮性和/或順應性之變化（variation)的來源。層數 愈多或甚至是研磨墊厚度差異愈大，變化的可.能性就愈· 大。因此，使用複合式研磨墊的的研磨裝置，常無法將 所要求的研磨結果遍及眾多基材。特別是，塵縮性的變 化' 基材内一致性的減少、下層研磨墊不受控制的濕潤、 以及研磨墊與研磨墊的變化，導致許多的製程變因》此 外，當頂研磨墊被已知用來調節研磨墊的製程磨損時， 平坦性會改變。因為頂研磨墊厚度降低，所以平坦性隨 著在該研磨墊研磨的基材數增加而下降。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一種解決方式是降低複合式研磨墊的層數。因此，CMP 的目標是移除底研磨墊，並將頂研磨墊直接固定在平台 的上表面。底研磨墊的移除亦排除了對一層黏著劑的需 求。然而，已發現排除底研磨墊和直接將研磨墊裝設在 平台上，得到一種極度堅硬的研磨墊/平台組件，會損害 此種組件的順應性β剛性是將堅硬的頂研磨墊，與無順 應性的平台表面直接接合的後果；此平台典型地由鋁、 陶變、花崗岩或其他材料所組_成β .因此，需要一種能排除傳統底研磨墊的問題，而且在 笫6頁 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210* 297公« ) 4 6 7 80 3 A7 B7 五、發明說明（ 研磨過程中提供足夠的順應性及剛性之研磨墊/平台組 件。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 發明概述： 本發明大趙上提供用來研磨基材的裝置，其能增加研 磨塾的順應性並改善基材與晶粒的一致性。該設備更合 適於併入化學機械研磨系統β 本發明一方面提供研磨墊組件，其有圖案的下表面定 義出突起區與凹陷區，突起區提供將研磨墊組件裝設在 平台上的裝設面’而凹陷區則提供能容納該研磨墊組件 之順應性程度所需的體積》 本發明另一方面提供包含研磨墊並且有許多突出物位 於其上的研磨塾組件β研磨墊最好有大於突出物之第二 流體靜力學係數的第一流趙靜力學係數。該研磨墊提供 所的堅硬度’而突出物則提供所需的可壓縮度。 本發明另一方面提供包含研磨墊並有許多突出物位於 其上的研磨墊組件。該突出物最好是間隔地配置在研磨 墊上，彼此孤立’並定義出平台裝設面。該突出物定義 出許多相交的溝槽，這些溝槽最好每一端都延伸至研磨 整的周圍。 本發明另一方面提供具有研磨表面與囷案表面的研磨 墊，該圖案表面由在研磨.签中形成的許多通道所定義。 该通道最好是以平行無相交的路徑延伸，而終止於研磨 墊周圍。每一條該通道係由底部及一對相向的側壁所定 笋7頁 '本紙張尺度適用中國㈤家標準<CNS)A4規格（210x 297分釐巧 ' " f锋先閲靖背面之迮意事項再赛寫本買) k

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T 4 8 7 80 3 A7 B7 經 濟 部 智 慈 財 產 局 員 工 消 f 合 作 社 印 製 五、發明說明（ 義。最好該側壁的一頭逐漸變得尖細，而與底壁形成一 角度，使得該通道定義出許多細長且傾斜的突出物》 本發明另一方面尚提供具有研磨表面與圖案表面的研 磨墊。該圖案表面由在研磨墊中形成的多數通道所定義。 該通道最好以兩個實質上呈正交的方向延伸而終止於研 磨墊周圍9該通道定義出許多孤立且傾斜的突出物，該 突出物以空間相隔的關係被間隔地配置在研磨整上。該 孤立且傾斜的突出物最好以共同的方向傾斜。在另一個 實施例中，該突出物的傾斜方向可能多於一種以上。 本發明另一方面尚提供具有研磨塾組件置於其上的平 台。該研磨墊組件的一面以圖案定義出突起區和凹入區。 突起區對平台提供了裝設面，而當研磨墊組件接觸基材 時，凹入區提供了容納該研磨塑組件所需之順應性與彈 性程度的禮積《凹入區的一部份最好延伸至研磨整組件 之周圍’因而在平台與研磨塾組件之間形成與研磨墊環 境連通的路徑。 本發明另一方面尚提供具有研磨墊組件置於其上的平 台β該研磨墊組件包含研磨墊’並且有許多突出物位於 其上9該突出物最好間隔地配置在研磨墊上，彼此孤立， 並定義出具有平台裝設至該處的裝設面β該突出物定義 出許多相交的溝槽，這些溝槽最好每一端都延伸至研磨 墊的周園。 本發明另一方面尚提供具有研磨墊置於其上的平台。 該研磨墊包含研磨表面在第一邊，圓案表面在第二邊。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) Μ ----訂---------線C - 467803 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 該圖案表面由在研磨墊中所形成的許多通道所定義。該 通道最好以平行無相交的路徑延伸，並且終止於研磨墊 周圍。每一條通道由底部與一對相向的側壁所定義。最 好該侧壁的一頭逐漸變得尖細，而與底壁形成一角度， 使得該通道疋義出.許.多細長且傾斜的突出物。該細長且 傾斜之突出物的外表面，對平台提供了裝設面。 本發明另一方面尚提供具有研磨墊置於其上·的平台。 該研磨墊包含研磨表面與圖案表面，該圖案表面由在研 磨墊中形成的許多通道所定義。該通道最好以兩個實質 上呈正交的方向延伸而終止於研磨墊周園。該通道定義 出許多孤立且傾斜的突出物，該突出物以空間相隔的關 係被間隔地配置在研磨墊上。該孤立且傾斜的突出物最 好以共同的方向傾斜。在另一個實施例中，該突出物的 傾斜方向可能多於一種以上。該孤立且傾斜之突出物的 外表面*對平台提供了裝設面。 圖示餹蕈說明： 因此，獲得並且能詳細地瞭解上文所列舉之本發明 之特徵、優點與目的的方法’也就是能簡要地總結上文 的本發明較特別之描述’可藉由參考附囷中所說明的實 抱例而獲得。 然而需注意的是’因為本發明可承認其他相同有效 的實施例，所以附囷僅說明本發明的典型實施例而不能 視為其範圍的限制》 本紙張尺度適用尹國®家標準<CNS)A4規格（210 Χ的7公釐） ----ί έ----<t--------訂---------線v)_ (請先閱tt背面之注意事項再填窵本頁) 467803 A7 B7 五、發明說明（） 第1圖是平台與複合式研磨墊组件的概要側視圖〇 第2圖是CMP系統的概要圖。 第3圖是研磨站的概要圖β 第4囷是研磨墊的下視圖。 第5圖是位於平台上之第4圖中研磨整的概要側視 圖。/ 第6圖是第4圖之研磨塾的部分剖面圖。 第7圖是另一實施例之研磨墊的下視囷。 第8圖_是第7囷的研磨塾的部分剖面圖。 第9囷是另一實施例之研磨整的下視圖。 第10圖是第9圖的研磨塾的部分剖面圖a 圖號對照說明： <請先閲續背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 10 研磨設備 12 平台 14 複合式研磨墊 16 頂（上層的）研磨墊 18 底（下層的）研磨墊 20 黏著劑 30 CMP系統 32 研磨站 34 裝填.站 36 研磨頭 37 研磨頭位移機構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 467803 Α7 Β7 五、發明說明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 38 基材傳送區 40 基材檢查站 41 平台 42 基材 44 研磨堡· 45 研磨墊組件 46 馬達 50 、 52 ' 56 箭頭 54 ' 化學供應系統 60 突出物 62 溝槽 64 裝設面 100 研磨整 102 通道 103 研磨表面 104 裝設面 106 . 底壁 108 侧壁 . 110 突出物 112 基底 120 研磨整 122 通道. 124 突出物 126 底壁 (请先閱讀背面之迮意事項再填窝本頁) 、裝

! — 1 訂- - ---—II 亨11貫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X ϋ) 7 80 3

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較佳會施例詳述： 本發明大體上係關於具有撓曲區形成於其中的研磨 墊β該撓曲區最好有出口以允許與研磨墊環境相通。在 一實施例中，該撓曲區包爹突起的裝設部分與凹入的位 移部分，其中突起部分定義出平台的裝設面。在另一實 施例中，撓曲區包含一個或多個穿越研磨墊的通道9研 磨塾的上表面定義出研磨表面，其下表面則提供裝設面 用來將研磨墊穩固於平台》 為了清晰且容易描述，以下敘述係主要關於CMp系 統β然而，本發明同時也可應用於利用研磨塾與平台組 件以研磨或清潔基材的其他製程。 第2圖疋C Μ Ρ系統3 0的概要圖’如加州聖克拉拉的 應用材料股份有限公司的米拉（Mirra)CMP系統。該系統 包含三個研磨站32與一個裝填.站34。四個研磨頭36是 " ' -------------—-----............. 可以轉動式地裝設在位於研磨站32與裝填站34上方的 研磨頭位移機構37"前端基材傳送區38置於CMP系統 旁，雖然傳送區38可能是一分離的元件，但仍被视為是 CMP系統的一部份。基林檢查站40位於基材傳送區38 中’使得基材處理前和/或後的檢查能導入系統30。 典型地，基材係裝載於裝填站34的研磨頭36上，再 拜M2頁 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 公釐）

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -.Λ、裝------- 訂-----!線' 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4 6 7 80 3 A7 _______B7 五、發明說明（） 旋轉通過二個研磨站32〇每個研磨站32都包含具有研 磨或清潔#裝設於其上的旋轉平台41。一種製程順專.包 括在前兩站的研磨墊’以及第三站的清潔墊，俾能在研 磨製程末端清潔基材。在此循環的末端，基材回到前端 基材傳送區38’再從裝填站34取出另一塊基材進行處 理p 第3圖是研磨站32與具有本發明優點的研磨頭36的 概要圖。研磨站32包含一繫牢於可轉動平台41的上表 面之研磨墊組件45 ·研磨墊組件45可利用由諸如新澤 西州組阿克的羅得（Rodel)股份有限公司之製造商，所供 應之任何商業上可獲得的研磨墊，並最好由塑膠或泡沫 橡膠所組成，例如下文所詳述之聚胺基甲酸乙酯。平台 41與馬達46或其他適合之驅動機構耦合，使平台41能 做旋轉的移動。在操作期間，平台41繞著中心軸X，以 Vp的速度旋轉，平台41可以順時鐘或是逆時鐘方向旋 轉。第3圖亦顯示裝設在研磨站32上方之研磨頭36* 研磨頭36支持基材42以進行研磨。研磨頭36可包含真 空型式的機構，用來將基材42.倚著研磨頭36固定。操 作時，真$夾具（vacuum chuck)在基材42表面的後方產 生負真空作用力吸引並支持基材42»研磨頭36典型地 包含在真空狀態下（至少在開始時）支持基材42的空穴（来 顯示）。一旦基材42繫牢於此空穴並置於研磨墊組件45 之上時，即可卸除真空。之後，研磨頭36在基材後方施 用一被控制之壓力到基材42的背面，如箭頭48所示， 笫13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

467803 A7 _B7 五、發明說明（ 迫使基材42靠著研磨墊組件45，以促進基材表面的研 磨》研磨頭位移機構37以速度Vs，依順時鐘或逆時鐘 方向旋轉研磨頭36與基材42’並且最好與平台41同向。 研磨頭位移機構37亦最好依箭頭50和52所示之方向移 動研磨頭36，而沿徑向橫越平台41。 參考第3圖’ CMP系統亦包括化學供應系統54，用 來將所需成分的化學研磨漿導至研磨墊。在某些應用上， 研磨漿提供一種能促進基材表面之研磨的研磨材料，並 且最好是由固體的鋁或是矽所形成之化合物β操作時， 化學供應系統54以選定的速率將化學研磨漿導至研磨墊 組件45，如箭頭56所示。在其他應用上，可將具研磨 作用之粒子置於研磨墊組件45之上，僅需要輸送如去離 子水之液體至研磨墊組件45的研磨表面* 第4與第5圖分別顯示本發明研磨墊組件45之較佳 實施例的底视圖與側視圖。研磨墊組件45包含一圖案表 面用以裝設在平台41上。通常，圖案表面中有特徵在此 形成，定義突起區與凹入區β在第4圖與第5囷顯示之 實施例中，突起區由位於研磨墊.44之上的許多突出物60 所構成，而凹入區則是由突出物60所定義之許多相交的 溝槽62所構成。較特別的是，凹入區由兩組平行之等距 離正交的溝槽62所構成。每一道溝槽62從一邊穿過斫 磨墊44之下表面至另一邊。最好是不封住或阻塞溝槽62 的任一端。然而，本發明亦仔細考慮具有阻塞之溝槽的 實施例。 第14貫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 2较公釐〉 (諳先閱讀背面之注意事項再赛寫本買> ---------訂---------線广 經 濟 部 智 慧 財 產 局 貝 工 消 费 合 作 社 印 製 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 467803 Α7 Β7 五、發明說明（） 參考第5囷，其顯示置於平台41之上的研磨墊組件45 的側視囷。突起區，或突出物60，定義一平台裝設面。 突出物60最好是沿著共同面a，配合提供幾近平坦的装 設面64與平台41接合。如上所述，溝槽62最好沿著其 長度在某點上開孔。因此，溝槽62提供平台41與研磨 整44之間溝通的路徑，其提供了開口至研磨整組件45 的周圍環境，如第5圖所示。 參考第6圖，其顯示研磨墊組件45詳細的部分剖面 圖》突出物60位於研磨墊44的下表面，並定義獨立的 突起或島狀物，均勻地配置在研磨墊44。突出物60最 好是厚度相同，而且彼此等間隔。在第 6圈所顯示之實 施例‘中，突出物60定義了溝槽深度γ與溝槽寬度δ。γ與δ 的大小將在下.文做更詳細的討論。 最好是根據其相對於上層研磨墊44的壓縮性來選擇 突出物60。操作時，施加在研磨墊44的壓力會作用在 突出物60。該壓力導致突出物60壓縮並且做彈性變形。 當突出物60受此壓力作用到達向外突起的程度時，有效 的溝槽寬度δ減小但未消失》因此，突出物6 0之間的溝 槽寬度δ ，最好足夠允許突出物60獨立地對外加壓力做 出反應’而不致因其間的接觸而影響到相鄰的突出物60。 該外加壓力藉由突出物60與溝槽62的合作而緩和，並 未導致研磨墊44產生波緣或漣漪。因此，該壓力被侷限 在起源點的局部區域’而不像傳统研磨替的情況般地被 傳送至研磨墊44的周圍區域。 第15頁 本紙張尺度適財闕家標準（CNSM4規格(210 X 2纟7公釐) — (清先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------線/ 467803 A7 ___B7 五、發明說明（） 圖案表面的大小可以改變，以便達到所需之順應性與 剛性的比例。通常’裝設面64約為下表面的總面積20 %至95%之間，但是可根據研磨墊的厚度、彈性係數以 及外加的研磨壓力而改變β在第4圖至第6圖所示之特 定具體實施例中，其具有直徑约20英吋的研磨墊組件 45,與厚度在〇,〇2〇至0.125英吋之間的研磨墊44，而 突出物60的剖面大小大约是025英吋（寬度）χ〇.25英叫· (長度）》再者’溝槽深度γ(顯示在第6圖）最好介於〇.0050 至0.080英吋之間，若大约在〇 〇1〇至〇 〇32英吋之間會 更好’而溝槽寬度δ(顯示在第6圖）則最好介於〇 〇62至 0.75英吋之間’若大約在0.125至〇.3 75英吋之間會更好。 通常·，當上層研磨墊44的厚度增加時.，溝槽寬度s最好 也增加。研磨整· 44的剛性通常是研磨墊44之厚度與彈 性係數的函數。彈性係數或厚度的增加會導致剛性增加 而順應性減少。所以，為了保持所需之所磨勢的撓曲度 或柔軟度’溝槽寬度δ最好分別隨著研磨塾厚度或彈性係 數的增減而增加或減少。另外’研磨塾組件45的直徑可 改變以容納任一種基材大小，例如1〇〇nm、200mm或 300mm的基材。因此，溝槽62與突出物60的相關大小 也隨之改變。 用來建構研磨墊組件4 5的材料，可依據所需之剛性 與順應性程度而改變。在較佳實施例中，上層研磨整44 由塑膠或諸如聚胺基甲酸乙Sg的泡沫橡膠所組成，突出 物60則由可均勻壓縮的塑膠、泡沫橡膠或是橡膠所組 第16置 本紙張尺度適用中囤國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐> (請先閲讀背面之沒意事項再填窝本頁) k I ί I 訂 - ---111 « 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 7 803 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（) 成。一種用起來有效的研磨墊是羅得股份有限公司出品 的蘇巴四型（Suba IV)。研磨墊44與突出物60可互相裝 設’並且可利用傳統的黏著劑，如感壓式黏著劑，裝設 至平台。 研磨墊44與突出物60之材料的選擇，大部分取決於 其各自的流體靜力學係數·流體靜力學係數係測量在靜 壓力P且形狀不變之下，對體積改變的抵抗能力。流體 靜力學係數K等於（Ρν)/(Δν)，其中P是施加在一層的流 體靜力學壓力（假定該層起始於無壓力狀態），而（ν)/(Δν) 則是體積的應變。 相對於研磨墊45，該突出物60的流體靜力學係數最 好較低。因此’當壓縮壓介於2 psi到20psi時，突出物 的流體靜力學係數在lpsi壓縮壓之下約小於4〇〇psi。 當壓縮壓介於2 psi到2 Opsi時，研磨整44的流體靜力 學係數在lpsi壓縮壓之下約大於400psi。突出物60的 低流體靜力學係數’允許突出物6 〇能彈性地變形；而研 磨墊44的高流體靜力學係數，能提升跨越基材上之高點 的能力而將其平坦化至同一高度。因此’研磨整44與突 出物60的合作，能達成晶粒内與基材内兩者的〜致性。 發明者已發現本發明可利用改變研磨墊之設計的優 點’此等設計包含具有平滑表面、有溝槽的研磨表面、 有排孔的研磨表面以及其他類似等等。該被使用的特殊 研磨墊並不限制本發明。一種被普遍使用的研磨墊是來 自羅得股份有限公司之有排孔的IC 1 〇〇〇，其允許流體穿 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 κ 2於公楚） (諳先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .C袭—-----訂------.—線- C. 4 6 7 803 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 越過研磨墊。在使用這種有排孔之研磨墊的地方，研磨 墊組件.45的溝槽62最好沿著其長度在某點上開孔，如 第4圖與第5圖所示。如此，溝槽62提供了平台41與 研磨墊44之間的通道’其提供了開口至研磨墊組件45 的周圍環境。在溝槽與周圍環境隔離之.處，例如溝槽由 被平台圈在底部的同心圓所組成的地方，當基材被推動 而緊靠著研磨墊時，一個部分真空的情況可能在溝槽中 產生，使得隨後要將基材從研磨墊移開變得較如因難β 藉由建構如第4圈與第5囷所示的溝槽62，使溝槽62 保持與周遭環境等壓而允許基材容易從研磨墊44移開； 此處，採用了有排孔之研磨墊，是因為該排孔與溝槽62 相通·，可避免在研磨墊與基材之間產生真空。此外，溝 槽62也可能哿助研磨墊44從平台41移開。 第7圖與第8圖顯示本發明的另一實施例。在第7圖 中，研磨墊100的下視圖顯示有許多通道102在其中形 成。該通道102彼此平行地延伸，並且終止於研磨整1〇〇 的周圍。因此’每一條通道102定義出一個獨立且不相 交的路徑。研磨墊100的下表面對平台定義出裝設面 104，而上表面則定義出研磨表面1〇3(顯示在第8圖）。 藉由提供一黏著劑至裝設面104再將研磨塾1〇〇緊靠研 磨墊100，可使研磨墊1〇〇被固定至平台。 第8圖是研磨墊1〇〇的部分剖面圖，顯示通道丨〇2的 細部。每一條通道102係由底壁1 〇6與一對相向的側壁 108所定義"侧壁1〇8以共同的方向傾斜β侧壁1〇8最 第18贯 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 κ 297公爱） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) · ----- I I 訂·！--I I--. 467803 A7 B7 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（ 好與底壁106形成角度θ’使得通道102定義出許多細長 且傾斜的突出物110，從研磨墊丨〇〇的基底U2伸出。第 8囷亦顯示了通道寬度α(由底壁所決定）、通遒高度β>：ί 及傾斜的突出物110之寬度λ。 選擇研磨墊1 0 0的材質與大小，有助於剛性與順應性 二者。研磨墊100最好由具有高流體靜力學係數的材料 所組成’如羅得股份有限公司出品的1C 1 000。尺寸大小 可根據諸如壓縮性、剛性等等的材料特性而改變。然而， 一般而言，對於一個20英吋的研磨塾來說，角度θ最好 介於約〇度到60度之間，而通道寬度α最好介於約〇.〇62 英吋到0.375英叶之間，通道深度(3最妤介於約0.010英 吋到_ 0.050英吋之間，而傾斜的突出物11〇之寬度λ則介 於約0.0 1 0英叶到0.75英吋之間· 通常，增加角度Θ可使研磨墊1〇〇對於外加壓力有較 大的順應性。相反地，降低角度Θ可提供較大的剛性。因 此，可以根據特殊的應用來選擇角度Θ。 由於研磨塾100是直接附加在平台上，因此消除了習 知技藝（如以上參考第1圖的.討論）t對於中間研磨塾 (intermediate pad(s))的需求。再者，研磨墊所需之順應 性，之前是藉由使用底研磨墊來達成，現在則是由研磨 塾之獨特特性（features)的作用所提供。所磨墊〖〇〇的主 體’主要是由基底11 2 _成，而有足夠的剛性（堅硬性）， 而通道102與許多細長且傾斜的突出物11〇，允許適當 比例之研磨墊的順應性（彈性）來容納基材正在改變的地 本纸張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） {椅先閲璜背面之注意事項再填寫本頁}

c.ft--------訂---------線 V 46 7 803 A7 B7 五、發明說明（） 形（topography)。 雖然第7圖顯示以單一方向延伸的平行通道’在另一 實施例中卻包含多方向且相交的通道。第9圖顯示了本 發明之研磨墊120的另一種實施例，其具有在兩個實質 上正交的方向上形成之通道122。通道122定義出許多 孤立且傾斜之突出物 124，以空間相隔的關係被間隔地 配置在研磨墊120之上a該孤立且傾斜之突出物124係 以共同之方向傾斜，如第9圖所示之X方向在另一實 施例中，突出物124可能以多於一種的方向傾斜’例如 X與y方向。第10圖顯示研磨墊120的剖面圖，研磨墊 120具有研磨表面130在第一邊，而許多孤立且傾斜之 突出.物124在第二邊《每一條通道122係由底壁126與 一對相向之側壁1 2 8所定義。侧壁1 2 8係朝共同的方向 變得尖細。最妤侧壁128與底壁126形成角度Θ，使得相 交的通道122定義出許多孤立且傾斜的突出物124，從 研磨墊120的基底134伸出。第10圖亦顯示了通道寬度 α、通道高度β以及傾斜的突出物124之寬度λ。孤立且傾 斜的突出物124之剖面輪廓，太體上與第8圖的細長且 傾斜的突出物110相同。因此，以上參考第8圖所述之 尺寸大小（α、β及λ)可同等應用至第9圖與第10圖的實 施例。 研磨塾100、120個別.的的上層研磨表面1 0 3、13 0， 可以是任何一種傳統的設計。因此，雖然第8與第1〇圏 顯示大趙上光滑或平面的研磨表面103、130，但有特別 第20頁 本紙張尺度適用國國家標準（CNS)A4規格（210 X 2_97公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) '裝--------訂---------線Λν-· \ϊ/ 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 4 6 7 80 3 A7 B7 五、發明說明（） 結構和/或有排孔的研磨表面之優點也可被利用。 必須明瞭的是’例如頂、底、上層、下層、在下方、 在上方 '背面以及其他類似等等的名稱，是相對的名稱 而且並不打算被限制。在基材能以不同的方位被處理之 處，考慮採用其他的結構。 雖然上文係直接針對本發明之較佳實施例，但此發明 的其他或更進一步之實施例可被設計而不達背其基本範 圍，其範圍由以下申請專利範困所決定。 (諝先閲讚背面之注意事項再填寫本頁) ! ! I I 訂-1 — Ili - Λ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第21頁 本紙張尺度適用肀國國家標準<CNS)A4規格（210 X 2扣公釐）

Claims (1)

1. 0988¾ ABC° 4 6 7 803 六'申請專利範圍 1. 一種基材研磨墊，其具有研磨表面在第一邊而圖案表 面在第二邊，該圖案表面至少包含： 請 先 閲 婧 背 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 (a) —或多個可定義出裝設面的突起部分；以及 (b) 由該一或多個突起部分所定義之凹入區。 2. 如申請專利範圍第1項所述之基材研磨墊，其中該凹 入區係包含許多溝槽。 3. 如申請專利範園第1項所述之基材研磨墊，其中該凹 入區至少有一部份延伸至基材研磨墊的周園。 4. 如申請專利範園第1項所述之基材研磨墊，其中基材 研磨墊的材質係包含聚胺基甲酸乙酯。. 5. 如申請專利範圍第I項所述之基材研磨墊，其中該一 或多個突起部分的材質係包含可塑的泡沫橡膠》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第1項所述.之基材研磨墊，其中該一 或多個突起部分的材質係選自塑膠、泡沫橡膠、橡膠 或其之任何組合。 7. 如_請專利範圍第1項所述之基材研磨墊，其中該一 或多個突起部分的材質係包含第一種材料，而該研磨 表面的材質係包商第二種材料。 第22頁 本紙張尺度適用t國@家標準（CNS)A4規格咖χ 297公爱7" 467803 C8 DS 六、申請專利範圍 (請先閱靖背面之注意事項再填寫本頁} 8. 如申請專利範圍第i項所述之基材研磨墊，其中該一 或多個突起部分包含孤立之突出物。 9. 如申請專利範圍第！項所述之基材研磨墊’其中該一 或多個突起部分在第—塵縮壓之下有第一流體靜力學 係數，而該研磨表甸在第一壓縮壓之下有第二流體靜 力學係數。 10. 如申請專利範圍第9項所述之基材研磨墊，其中該第 一流體靜力學係數小於該第二流體靜力學係數。 11. 如申請專利範圍第9項所述之基材研磨墊，其中當第 一壓縮壓介於2 pSi到20 psi時，在lpsi第一壓縮壓 之下’該第一流體靜力學係數約个於400 psi’而且在 lpsi第一蹙,壓之下，該第二流體靜力學係數約大於 400 psi。 經 濟 部 智 慈 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 12. —種基材研磨墊，其具有研磨表面在第一邊而囷案表 面在第二邊’該圖案表面包含可定義出凹入區與突起 之裝設面的許多通道。 13. 如申請專利範園第12項所述之基材研磨墊，其中該 許多通道至少有一部份延伸至基材研磨墊的周圍，以 第23贯 本紙張尺度適用f國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） 0^838 ^Βα° 467803 六、 申請專利範圍 允許流體在該許多通道的部分以及基材研磨墊的環境 之間流通β 14. 如申請專利範圍第12項所迷之基材研磨墊，其中該 許多通道係被集中（concentrically)配置* 15. 如申請專利範圍第12項所述之基材研磨整’其中該 基材研磨塾的材質係包含聚胺基甲酸已宙曰 16. 如申請專利範圍第12項所述之基材研磨塾’其中該 圖案表面係包含可塑的泡沫橡膠。 17. 如申請專利範圍第i2項所述之基材研磨墊’其中該 許多通道包含許多非相交的路徑，其形成於基材研磨 整中、並定義出細長且傾-斜之突出物。 18 ‘如申請專利範圍第12項所述之基材研磨墊，其中該 許多通道包含許多相交的路徑，其形成於基材研磨墊 中’並定義出孤立且傾斜之突出物。 19.如申請專利範圍第12項所述之基材研磨墊，其中該 許多通道的每一條通道，係由底壁以及在基材研磨墊 中形成且一頭逐漸尖細的側壁所定義。 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 χ 297公釐） (請先閱讀背*之注意事項再填寫本頁) 衣 ---I If--訂 ----III--線- Ύ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 467803 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 {請先閲靖背面之注幸：#項再填寫本頁) 20·如申請專利範園第19項所述之基材研磨墊，其中該 每個一頭逐漸尖細的側壁以及底壁，可形成介於〇度 到60度之間的角度。 21· —種用來研磨基材的裝置，包含： (a) —可旋轉的平台；以及 (b) —配置在平台上的研磨墊，其包含研磨表面在第 一邊以及有闽案的撓曲表面在第二邊。 22. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，更包含： (a) 與該可旋轉之平台耦合的馬達；以及 (b) —個或多個研磨頭，其係面向可旋轉之平台，以 可旋轉的方式裝設。 23. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中該研磨表 面的材質係包含第一種材料，而該有囷案的撓曲表面 的材質則包含第二種材料。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 24. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中該研磨墊 之材質係包含聚胺基甲酸乙酯。 2 5.如申請專利範圍第21,項所述之裝置*其中該有囷案 的撓曲表面之材質係包含可塑的泡沫橡膠。 第25頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 467803 AS B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 26. 如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中該有圖案 的掩曲表面與該平台定義出許多通道。 27. 如申請專利範園第21項所述之裝置，其中該許多通 道至少有一部份延伸至研磨墊的周圍，以允許流體在 該許多通道的部分以及研磨整的環境之間流通β 28. 如申請專利範園第21項所述之裝置，其中該有圖案 的撓曲表面包含許多傾斜的突出物。 2 9,如申請專利範園第21項所述之裝置，其中該有圖案 的換曲表面包含： (a) —或多個孤立的突起部分，其係配置在研磨墊上 並且定義出平台上的裝設面； (b) 由該一或多個孤立的突起部分所定義之凹入區。 3 0.如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該一或多 個孤立的突起部分的材質係係包含第一種材料，而該 研磨表面的材質係包含第二種材料。 31.如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該一或多 個孤立的突起部分之材質包含塑膠、泡沫橡膠或橡膠， 而該研磨墊之材質則包含聚胺基甲酸乙醋。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Βϋ — bill· --------訂---------線 i j----- i I 罗26頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 2取公茇> 4 6 7 803 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印規 六、申請專利範圍 32. 如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該一或多 個孤立的突起部分在第一壓縮壓之下有第一流體靜力 學係數’而該研磨塾在第一壓縮壓之下有第二流禮靜. 力學係數。 33. 如申請專利範圍第32項所述之裝置，其中該第一流 體靜力學係數小於該第二流體靜力學係數β 34. 如申請專利範圍第29項所述之裝置，其中該凹入區 包含許多溝槽^ 35_如申請專利範圍第21項所述之裝置，其中該有圖案 的撓曲表面包含許多在研磨墊中形成之非相交的路 徑。 36. 如申請專利範圍第35項所述之裝置，其中該研磨整 的材質係包含聚胺基甲酸乙酯。 37. 如_請專利範圍第35項所述之裝置，其中該許多非 相交的路徑至.少有一部份延伸至研磨墊的周圍，以允 許流體在該許多非相交的路徑的部分以及研磨墊的環 境之間流通 3 8.如申請專利範園第35項所述之裝置，其中該許多非 第27肓. 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -b. 裝·ί·—ί — 訂 _ii !線， Ji 4 6 7 8 0 3 as B〇 C8 D8 六、申請專利範圍 相交的路徑之每一條路徑，係由底壁以及在基材研磨 整中形成，且一頭逐漸尖細的侧壁所定義。 3 9 ·如申請專利範圍第3 8項所述之裝置，其中該每個一 頭逐漸尖細的侧壁以及底壁，形成介於〇度到60度之 間的角度3 I — I r,--I I I -----1--^------I!線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 萆28頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）