起伏的垫修整器及其使用方法技术

一种具有研磨盘（１２）和起伏盘（１０）的垫修整器以及使用该垫修整器的方法。起伏盘（１０）具有至少一个凸出部分（２６）和至少一个凹进部分（２８）。研磨盘（１２）可释放地固定到凹进部分（２８）的至少一部分上，以形成起伏研磨表面（１６）。起伏盘（１０）允许改变垫修整器，以用于多种工艺和各种工件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于修整抛光垫的垫修整器。抛光垫可以配置成用于抛光各种材料，包括例如塑料、玻璃和半导体晶片。更特别地，本专利技术涉及一种带有起伏表面的垫修整器。
技术介绍
在制造期间，用于半导体制造的半导体晶片通常经历很多的处理步骤，包括沉积、形成花纹和蚀刻步骤。在生产工程研究国际机构的年鉴(1990/2/39卷)pp.621-635中发表的“硅的研磨加工”中，Tonshoff等报告了用于半导体晶片的这些制造步骤的细节。在每个制造步骤中，经常需要或希望改变或精制晶片的暴露表面，以为后续的制作或制造步骤做好准备。例如，在沉积步骤后，晶片表面上的沉积材料或层通常在另外的沉积或后续处理进行之前需要进行其它的处理。又例如，在蚀刻步骤后，通常需要在晶片的刻蚀表面区域上的层中沉积导电材料或绝缘材料。在每个步骤中，通常希望实现预定水平的表面均一性。还希望去除表面缺陷，比如凹坑和刮痕。这种表面不规则会影响半导体器件的性能，或在后续处理步骤期间引发问题。改变或精制晶片的暴露表面的一个方法包括用包含分散在液体中的多个松散的研磨颗粒的浆料处理晶片表面。通常，该浆料涂覆到抛光垫上，然后靠在垫上移动晶片表面，以去除或弄走晶片表面上的材料。浆料也可以包含与晶片表面起化学反应的剂。这种处理通常称作化学-机械平整化或抛光(CMP)处理。CMP处理的变化采用通常带有无研磨料工作流体的固定研磨件作为抛光垫。CMP的一个问题是，为了获得所希望的晶片表面形貌，必须小心地监视处理。抛光垫的使用历程可能会例如影响抛光效果。在CMP期间，用于研磨泥浆类型的CMP作业的抛光垫的表面变得非常光滑，从而不能容纳或分配研磨浆料以及其它不能以满意的速率和均一性抛光。修整抛光垫表面，使它维持在用于CMP的正常形式。其它工艺使用的抛光垫也需要修整。例如，用于玻璃和塑料抛光的抛光垫需要修整。在某些应用中，抛光垫可能包含研磨料。例如，美国专利No.5,958,794(Bruxvoort等)公开了一种用于抛光晶片的固定研磨件。抛光垫用通常被称为垫修整器的研磨件来修整。在重复修整步骤后，垫修整器最终被耗尽。当垫修整器变得不能以满意的速率和均一性修整抛光垫时，它就被耗尽了。因此，如果其使用寿命可以延长，就会增加垫修整器的价值。在重复修整作业后，抛光垫也变得耗尽，需要更换。在抛光垫更换期间，CMP设备无法利用，生产减少。侵蚀性太大以及磨耗抛光垫太快的垫修整器也会牺牲生产。大多数研磨件，包括垫修整器在内，都只能为一个工艺和一种工件进行优化。例如，如果所选择的垫修整器侵蚀性太大以及磨耗抛光垫太快，可替代使用带有较低的切削率的另一垫修整器。但是，一批用于各种工件的各种垫修整器的管理，导致制造环境的复杂性，增加了库存成本。因此，如果它可以为多个工艺以及各种工件进行优化，也会增加垫修整器的价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于修整抛光垫的研磨件。更特别地，本专利技术涉及一种带有起伏表面的垫修整器，起伏表面可以增加垫修整器的使用寿命。起伏表面也允许改变垫，以用于多种工艺和各种抛光垫。在一个方面，本专利技术提供一种具有研磨盘和起伏盘的垫修整器。研磨盘具有修整抛光垫的研磨表面。起伏盘具有紧邻研磨盘的起伏表面。起伏盘具有形成起伏表面的至少一个凸出部分和至少一个凹进部分。研磨盘可释放地固定到凹进部分的至少一部分上，以形成起伏研磨表面。在另一个方面，本专利技术提供一种具有起伏板和背衬板的起伏盘。选择起伏板的材料和尺寸，使得研磨盘比起伏盘更柔韧。在另一个方面，本专利技术提供一种带有可以转换角度(index)的研磨表面的起伏的垫修整器。研磨盘可相对于起伏盘旋转，以对起伏的研磨表面进行转换角度。研磨盘在其基板上具有一些分度孔(indexinghole)，起伏盘具有一些基板安装孔。研磨盘用一个或多个可拆除的紧固件可释放地固定到起伏盘上。在某些实施例中，分度孔的数量至少是基板安装孔的数量的两倍。在另一个方面，本专利技术提供一种带有有花纹的起伏表面的起伏盘。有花纹的起伏表面具有例如台阶花纹。还提供了用于修整抛光垫的方法。该方法包括使抛光垫与具有起伏研磨层的研磨件相接触。相对于抛光垫移动研磨件，以改变垫的表面。在本专利技术的另一个方面，提供的该方法包括对垫修整器的研磨表面进行转换角度。研磨表面可以通过相对于起伏盘转动研磨盘至第二可释放固定位置而转换角度。上述的概要目的不在于描述本专利技术披露的各个实施例或每个实施。下面的附图和详细说明更特别是作为说明性的实施例的例子。附图说明图1是示例性垫修整器的透视图；图2是示例性起伏盘的透视图；图3是附着有研磨盘的示例性起伏盘的截面侧视图；图4是带有两组分度孔的示例性起伏盘的底侧视图；图5是随时间变化的累计切削率的曲线图；和图6是随使用持续时间变化的切削率的曲线图。具体实施例方式在整个申请中，适用下列定义“起伏”表面指不平的表面。起伏表面包括凸出部分和凹进部分。起伏表面可具有花纹，或者是不规则的。“有花纹的起伏表面”是带有可识别的图样或构造的起伏表面。有花纹的起伏表面包括例如波纹、螺旋形和台阶。当起伏表面以正弦曲线状的式样从凸出部分转变为凹进部分时，就形成了波纹花纹。正弦曲线垂直于表面形成，通常绕表面中心跟随半径。除了凸出部分和凹进部分具有平的区域外，台阶花纹类似于波纹花纹。当凸出表面形成绕表面中心的螺旋形时，形成了螺旋形花纹。有花纹的起伏表面可以包括其它花纹，包括例如方格盘、波尔卡圆点、条纹等等。术语“偏移量”用于指在凸出部分的中心上的平面与在起伏表面的凹进部分的中心上的平面之间的距离。例如，如果起伏表面具有基本上平的表面，其两个柱面在平的表面之上延伸2mm，以便各柱面的中心轴垂直于平的表面，起伏表面的偏移量为2mm。偏移量可以在这里所述的起伏盘的表面或者在研磨表面上测量。术语“抛光垫”用来指诸如聚合体薄片、泡沫、纤维织物的材料或者用于在摩擦抛光工艺中改变工件的表面的固定研磨件。抛光工艺通常能减少工件表面上的刮痕或凹坑的深度。抛光垫典型地与工作流体一起使用，其可以用研磨浆料，也可以不用研磨浆料。垫修整器改变抛光垫的表面，抛光垫又改变工件的表面。本专利技术提供一种具有起伏表面的垫修整器。使带有起伏盘的垫修整器变形，形成了起伏表面。起伏盘允许使用者调整垫修整器的研磨性质。例如，如果所选择的垫修整器的切削率随着所选择的垫修整器和抛光垫的表面接触面积的增加而增加，可变形垫修整器以减少它的切削率。垫修整器的类型和变形程度调整了垫修整器的研磨性质。相反地，在其它构造中，切削率可随着垫修整器从具有基本上平的表面转变为具有起伏表面而增加。图1显示了起伏的垫修整器的一个实施例。如图1所示，起伏的垫修整器包括起伏盘10、基板14和研磨层12。研磨层12具有研磨表面16。研磨层12可以构成包括带有固定到背衬上的研磨表面16的背衬。与背衬一起构成的研磨层12可以消除对基板14的需要。研磨表面16是适于修整抛光垫的纹理表面。例如，研磨表面可包括研磨颗粒和基体材料，如美国专利No.6,123,612(Goers)所述，该专利在此引入作为参考。本领域已知的其它技术，包括电镀、烧结和铜焊，也可以用于将研磨颗粒附着到背衬上，以形成研磨表面。根据所指定的应用选择研磨颗粒的尺寸和类型。适合的研磨颗粒包括，例如熔融氧化铝、陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垫修整器，其包括：研磨盘，所述研磨盘包括研磨表面和与所述研磨表面相对的第二表面；和起伏盘，所述起伏盘具有紧邻所述研磨盘的所述第二表面的起伏表面，所述起伏盘包括至少一个凸出部分和至少一个凹进部分；其中，所述研磨盘可 释放地固定到所述凹进部分的至少一部分上，以形成起伏研磨表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里M帕尔姆格伦，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]