抛光垫的制作方法

专利名称：抛光垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及抛光垫，并尤其涉及用于研磨需要非常高的加工精度的加 工对象例如半导体晶片、半导体衬底和玻璃衬底的表面的抛光垫。
背景技术：
在制造半导体器件例如LSI器件的过程中，例如在硅晶片上形成不同 类型的薄层包括金属层和绝缘层的叠层结构，以〗更制造半导体衬底。在此 制造过程期间，每个薄层的表面被平面化。作为将每个薄层的表面平面化 的一种主要方法，已知化学机械抛光法(下文被称为"CMP")。根据 CMP法，可使用合成树脂材料或其发泡材料制成的薄盘形抛光垫，并且在 晶片和垫之间提供包含微粒和合适类型的液体的浆，同时使抛光垫和晶片 (半导体村底)进行相对旋转，以进行抛光。为了实现高集成、高精度的半导体器件，需要生产多层具有极细线路 的复杂图案。为此，CMP法要求确保抛光精度，即抛光整个晶片表面使之 具有很精确的平面化的能力。近年来半导体器件中可见的越来越高的电路 密度对CMP法中的抛光精度以及抛光效率提出了更高的要求。为了确保这种先进的抛光精度和平面化能力，如公知的，抛光垫需要 根据垫和晶片的材料、所要求的抛光精度等具有一定的弹性。即，通过使 抛光垫具有一定的弹性，抛光垫的表面能够适应于晶片表面上的凹凸不规 则，从而可提高抛光精度。但是，抛光垫实际用于抛光的一个表面(加工 面)要求坚硬，以便确保抛光垫的耐久性和抛光效率，从而难以使抛光垫 具有足够的弹性。简而言之，对于具有传统结构的抛光垫，仍非常难以在 足以满足要求的程度上获得"抛光精度"和"抛光效率
尤其在超大规模集成电路(LSI)的领域，在晶片上形成的线路的金 属互连或喷镀金属(具有金属线的线条图案)( > 夕7k線)宽度非常窄即 O.ljLim或更小，并且抛光以2%或更小的均匀度进行。另外，最近使用软 金属例如铜和金进行金属喷镀已经进入针对实际应用的研究阶段。鉴于上 文，需要对抛光垫进行进一步的改进以便使抛光精度和抛光效率达到令人 满意的程度。鉴于上述问题，已经提出一种多层抛光垫(见专利文献No.l)。这种 多层抛光垫总体具有多层结构，其中由刚性足以实现加工处理层所需的物 理特性的材料制成的正面层和由弹性材料例如树脂浸渍的压缩纤维材料制 成的背面层结合在一起。即，背面层将具有弹性而正面层将确保抛光效率， 从而可实现"抛光精度"和"抛光效率"。但是，这种多层抛光垫具有难以制造的问题，以及在层之间的界面可 能剥离的问题。因此，该多层抛光垫仍具有改进的空间。另 一方面，专利文献No.2 (JP-A-2001-18165)公开了由一种材料制成 的单层抛光垫，其中在背面形成直线凹槽以便补充不足的弹性。根据此抛 光垫，可通过在垫背面内的凹槽开口机械地提高垫的弹性，从而此抛光垫 能够通过给定的弹性提高抛光精度，同时通过其正面保持抛光效率。与多 层抛光垫不同，这种抛光垫不存在难以制造的问题以及界面剥离的问题。但是，专利文献No.2内公开的抛光垫具有一些固有问题，并且难以实 际应用。即，专利文献No.2内公开的传统抛光垫具有以下问题(1) - (4): (问题1)根据抛光垫的材料，难以通过仅在垫的背面内形成凹槽来 实现足够的弹性。具体地，如果在垫的背面形成多个凹槽以便具有希望的 弹性，则没有形成凹槽的背面的表面积会非常小。这使得难以确保足够的 紧靠旋转压板(y，歹7)的结合面积。因此，在垫的背面内可能形成的凹槽的数量是有限的。(问题2)为了补偿抛光垫的仅由在背面上形成凹槽而会显不足的弹 性，还可在垫的正面内形成凹槽。但是，在抛光垫的正面和背面上形成凹
槽会使得抛光垫的制造非常复杂，导致担心生产效率急剧下降。(问题3)在其中正面和背面根据模制条件等相互区分开的抛光垫的 情况下， 一旦在垫的正面和背面上形成凹槽，则难以将正面和背面相互区 分开。因此，抛光垫会颠倒地放置在板上，从而可能导致抛光不足。(问题4)在抛光垫的背面上形成凹槽会导致抛光垫紧靠旋转压板的 结合面积减小凹槽的开口面积。另外，当如在CMP法中使用浆等进行抛 光加工时，浆可能散布在抛光垫的背面的较大范围上。结果，抛光垫可能 与旋转压板等发生剥离。(专利文献No.l) JP 11-156701A(专利文献No.2) JP 2001-18165A发明内容本发明的提出是为了解决上述问题，因此本发明的一个目标是提供具 有新颖结构的抛光垫，该抛光垫适合于多种非常精确的抛光加工包括CMP 法。本发明的如权利要求1、 5、 10和13中限定的方面目的尤其在于有效 地解决上述问题2和问题4。本发明的如权利要求2中限定的方面目的尤其在于有效地解决上述问 题3和问题4。本发明的如权利要求3-9和11-13中的任何一个限定的一方面目的尤 其在于有效地解决上述问题1和问题4。下文将说明已经被提出以试图实现本发明的这些目的中的至少一个的 本发明的模式。下面的模式中使用的每个元素可适用于任何其它可能的组 合。应理解，本发明的原理或技术特征并不局限于本发明的下列模式以及 技术特征的组合，而是可根据整个说明书和附图内公开的本发明的概念识 别，或者本领域的那些技术人员根据本公开可认识到。
本发明的第一模式提供了一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使 其背面结合在抛光设备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使 其正面在加工对象例如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于以相同的横截面形状、相同的径向间距和相同数量在抛光垫的正面和 背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个环形凹槽。在根据第一模式构造的抛光垫中，不仅抛光垫的背面而且正面都形成 有凹槽，从而除了背面上的凹槽之外还可通过正面上的凹槽提高抛光垫的 弹性。这样可由于垫的弹性而使抛光精度提高，同时由于垫基板的材料本 身的刚性而很好地保持抛光效率。具体地，抛光垫的提高的弹性可通过正 面上的凹槽实现，而无需大大增加或扩大背面上的凹槽。因此，可有效地 确保垫的背面紧靠旋转压板的结合面积。此外，在如第一模式中限定的抛光塾中，抛光垫的正面和背面上的凹 槽形成具有相同横截面形状和相同径向间距，这样可在相同条件下在垫的 正面和背面上进行切槽加工。因此，可通过简单的机械结构和操作控制有 效地进行抛光垫加工。另外，在如第一模式限定的抛光垫中，在背面上形成的凹槽是环形凹 槽。因此，当抛光垫放置在抛光设备的安装面例如旋转压板上时，背面上 的凹槽形成与外部区域基本封闭地密封的中空空间，而没有在抛光垫的外 周面内开口。因此，如果在抛光处理时将研磨液体(浆)供给垫正面，则 有效防止液体侵入垫背面和安装面例如旋转板之间。这可有效地防止抛光 垫脱离抛光设备或在抛光设备上移位。在用于抛光垫的垫基板的正面和背面没有差别的情况下，本发明的第 一模式能够提供这样的抛光垫，即该抛光垫的形成有凹槽的两个侧面可被 任意使用。根据此抛光垫，即使抛光垫颠倒地安装在抛光设备上，仍可完 全消除由此导致的可能的缺陷。因此，与其中操作员需要区别正面和背面 的情况相比，操作员的工作量可减小。在根据第一模式的抛光垫中，在正 面上形成的环形凹槽仅需在径向节距(匕-少f")或相邻凹槽之间的径向间 距方面与在背面上形成的环形凹槽相同，但是位于正面和背面上的这些凹
槽不需要位于相同的位置。例如，正面上的环形凹槽和背面上的环形凹槽 可沿径向方向偏离。不管正面和背面上的环形凹槽的位置相同或不同，都 可有效地发挥本发明的如第 一模式限定的优点。本发明的第二模式提供了 一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使 其背面结合在抛光设备的支承面上来安装在抛光设备上，并且适于通过使 其正面在加工对象例如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个环形凹槽， 同时在抛光垫的正面上形成相互平行的多个直线凹槽，这些直线凹槽至少 沿一个方向延伸。在根据第二模式构造的抛光垫中，类似于本发明的第一模式，可由于 在正面和背面上形成的凹槽而有利地实现抛光效率，同时可由于合适的弹 性而提高抛光精度。另外，还可防止研磨液体侵入紧靠抛光设备的安装侧 (抛光垫的背面)。另外，在如第二模式限定的抛光垫中，分别在正面和背面上形成外观 形状明显相互不同的凹槽。因此，当抛光垫安装在抛光设备上时，可有效 地将正面和背面区分开，从而提高操作效率，并且可容易且更加确定地防 止发生垫颠倒安装。本发明的第三模式提供了 一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使 其背面结合在抛光设备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使 其正面在加工对象例如半导体晶片上进行抛光操作，该抛光垫的特征在于多个背面环形凹槽，同时在抛光垫的正面上相隔预定的径向间距围绕抛光 垫的中心轴线形成多个正面环形凹槽，4吏得沿径向方向在背面环形槽或正 面环形槽中的一种环形凹槽中的相邻环形凹槽之间设置正面环形凹槽或背 面环形凹槽中的另一种环形凹槽中的至少一个。在根据第三模式构造的抛光垫中，类似于本发明的第一模式，可由于 在正面和背面上形成的凹槽而有利地实现抛光效率，同时可由于合适的弹 性而提高抛光精度。另外，还可防止研磨液体侵入紧靠抛光设备的安装侧(抛光垫的背面)。此外，通过指定正面环形凹槽和背面环形凹槽之间沿径向方向的位置性，这样可进一步提高抛光精度。本发明的第四模式提供了根据第三模式的抛光垫，其中正面环形凹槽 和背面环形凹槽以相同的径向间隔形成，并且每个正面环形凹槽位于背面 环形凹槽的对应的相邻环形凹槽之间沿径向方向的中央部分。在根据第四模式构造的抛光垫中，每个正面环形凹槽设置成位于背面 环形凹槽的相邻环形凹槽之间的径向中央部分，从而正面的与加工对象接 触的一部分背靠在抛光垫的背面上形成的背面环形凹槽。因此，当抛光垫 受到沿其厚度方向施加在其上的负荷时，抛光垫的正面和背面上位于相邻 环形凹槽之间的部分将发生剪切变形，从而即使垫的材料相同，抛光垫仍可发挥有效的弹性。本发明的第五模式提供了根据第四模式的抛光垫，其中抛光垫具有根 据第一模式的结构。本发明的第六模式提供了根据第三模式的抛光垫，其中背面环形凹槽 的预定径向间距小于正面环形凹槽的径向间距。在本发明的根据第六模式的抛光垫中，由于背面环形凹槽以小于正面 环形凹槽的径向间距的预定径向间距形成，所以可通过背面环形凹槽有效 地实现抛光垫的弹性。这样可在均匀性和平面性方面有利地以高精度进行 抛光处理。具体地，通过减小背面环形凹槽的径向间距一与更有可能影响 抛光垫和抛光性能的正面相比这不太可能影响抛光性能等一一可进一步提 高垫的弹性，同时可有效地保持抛光性能。本发明的第七模式提供了根据第三到第六模式中的任何一个的抛光 垫，其中背面环形凹槽和正面环形凹槽中的一种环形凹槽中的每一个的深 度尺寸以及沿径向位于所述一种环形凹槽中的相邻凹槽之间的另一种环形凹槽中的每一个的深度尺寸的总和大于垫的整个厚度尺寸。在根据第七模式构造的抛光垫中，可扩大垫的正面和背面上的由凹槽
的内面限定的自由表面积。这使得即使垫的材料相同仍可进一步提高抛光 垫的弹性。本发明的第八模式提供了根据第三到第六模式中的任何一个的抛光 垫，其中每个背面环形凹槽的深度尺寸与每个正面环形凹槽的深度尺寸的 总和小于垫的整个厚度尺寸。在根据本模式构造的抛光垫中，可以较大的自由度设计正面和背面环 形凹槽而无需考虑相互位置、大小等。这样可容易地实现由背面上的凹槽本发明的第九模式提供了 一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使 其背面结合在抛光设备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使 其正面在加工对象例如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个背面环形凹 槽，并且该多个背面环形凹槽中的每一个是具有基本恒定的横截面形状在 整个周长上沿周向延伸的倾斜凹槽，其中内周面或外周面以基本恒定的倾 斜角相对于中心轴线倾斜，同时相互平行。在根据第九模式构造的抛光垫中，背面环形凹槽形成为倾斜凹槽，从量。结果，抛光垫的弹性可进一步有效地提高。此外，由于每个背面环形 凹槽都是环形的，所以如果其受到剪切变形，则变形的方向完全均衡。这 样可防止抛光面沿特定方向变形，从而抛光垫能够具有非常好的弹性，同 时保持稳定的抛光面精度。另外，类似于第一模式中的抛光垫，根据第九模式的抛光垫具有可防 止研磨液体侵入抛光设备上的磨损侧(抛光垫的背面)的优点。本发明的第十模式提供了根据第九模式的抛光垫，其中抛光垫具有根 据第一到第七模式中的任何一个的结构。本发明的第十一模式提供了一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过 使其背面结合在抛光设备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过 使其正面在加工对象例如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征
在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个背面环形 凹槽，而在抛光垫的正面上形成多个正面凹槽，每个正面凹槽是倾斜凹槽， 该倾斜凹槽的两个侧壁的内面基本相互平行地倾斜。在根据第十一模式构造的抛光垫中，类似于本发明的第一模式，由于 在正面和背面上形成的凹槽而有利地确保抛光效率，同时可由于合适的弹 性而提高抛光精度。另夕卜，可防止研磨液体侵入在抛光设备上的磨损侧(抛 光垫的背面)。此外，在尤其根据第十一模式构造的抛光垫中，正面凹槽形成为倾斜 凹槽，这样可在沿抛光垫的厚度方向输入外部负荷期间在抛光垫变形时提 供剪切分量。因此，抛光垫的弹性进一步有效地提高。本发明的第十二模式提供了根据第十一模式的抛光垫，其中抛光垫具 有根据第一到第十模式中的任何一个的结构。本发明的第十三模式提供了根据第 一到第十二模式中的任何一个的抛 光垫，其中在抛光垫的背面上形成的多个环形凹槽中的每一个具有宽度尺 寸B、深度尺寸D和径向节距P，它们被如下地限定0.005mm^BS3.0mm O.lmm S D ^ 2.0mm 0.1mm^P^5.0mm在根据第十三模式构造的抛光垫中，通过将背面上形成的环形凹槽的 每个尺寸限定在上述范围内，可确保在安装时抛光垫紧靠抛光设备的结合 面积，同时进一步提高对抛光垫所要求的弹性。如从上述说明可理解，根据第一、第八、第九和第十三模式中的任何 一个构造的抛光垫能够解决现有技术中的问题(问题2和4)。根据第二模式构造的抛光垫能够解决现有技术中的问题(问题3和4 )。根据第三到第八以及第十一到第十三才莫式中的任何一个构造的抛光垫 能够解决现有技术中的问题(问题l和4)。


图l是示出根据本发明的一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图2是处于安装在抛光设备上的状态下的图1内所示的抛光垫的垂直 剖-f见图；图3是#^据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图4是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图5是示出根据本发明的一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图6是图5内所示的抛光垫的仰视图；图7是处于安装在抛光设备上的状态下的图5内所示的抛光垫的垂直 剖i见图；图8是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图9是^L据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图IO是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图11是# 据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图12是根据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图13是才艮据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图14是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图15是才艮据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图16是根据本发明的一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图17是图16内所示的抛光垫的仰视图；图18是处于安装在抛光设备上的状态下的图16内所示的抛光垫的垂 直剖^L图；图19是根据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图20是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图21是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图22是根据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图23是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图24是^^据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图25是根据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图；图26是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图27是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图28是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图29是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图30是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图31是根据本发明的另一个实施例构造的抛光塾的垂直剖视图 图32是^^据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图33是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图34是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图35是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图36是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图37是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图38是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图39是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图40是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图41是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图42是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图43是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图44是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图45是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图46是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图47是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图48是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图49是根据本发明的另一个实施例构造的抛光塾的垂直剖视图 图50是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图51是^L据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图52是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图 图53是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图
图54是根据本发明的一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图55是处于安装在抛光设备上的状态下的图54内所示的抛光垫的垂 直剖^L图；图56是处于安装在抛光设备上的状态下的图54内所示的抛光垫的垂 直剖^L图；图57是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图58是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图59是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图60是根据本发明的另 一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图61是根据本发明的另一个实施例构造的抛光塾的垂直剖视图； 图62是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图63是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图； 图64是示出根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图65是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图66是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图67是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图68是示出才艮据本发明的一个实施例构造的抛光垫的俯视图； 图69是处于安装在抛光设备上的状态下的图68内所示的抛光垫的垂 直剖视图；图70是处于安装在抛光设备上的状态下的图68内所示的抛光垫的垂 直剖视图；图71是根据本发明的另一个实施例构造的抛光垫的垂直剖视图。 附图标记10:抛光垫；14:正面；16:正面凹槽；18:中心轴线；20:背面； 22:背面凹槽；36:正面凹槽；38:背面凹槽；40:正面内侧壁面；42: 正面外侧壁面；44:背面内侧壁面；46:背面外侧壁面；48:抛光垫；50: 正面凹槽；74:抛光垫；98:抛光垫；100:抛光垫；110:抛光垫；112:
抛光垫。
具体实施方式
为了更具体地说明本发明，下文将参照附图更详细地说明本发明的实施例。首先参照图1和2，其示出根据如权利要求1-13中的任何一个限定的 本发明一个实施例构造的抛光垫10。更具体地，抛光垫10由总体上具有恒定的厚度尺寸T的薄盘形垫基 板12构成。垫基板12有利地由刚性发泡或不发泡合成树脂材料、刚性橡 胶材料、纺织材料、无机材料或其它可能的材料形成。在本实施例中，垫 基板12例如由发泡聚氨脂形成。垫厚度尺寸没有被具体限制，并且可不仅 根据垫M 12的材料而且根据被抛光的晶片的材料、所要求的抛光精度等 合适地选择。垫基板12的一个表面即正面14具有正面凹槽16，该凹槽作为在该正 面上形成以《更围绕垫基板12的中心轴线18沿周向延伸并在正面14内开口 的正面环形凹槽。如图1所示，正面凹槽16由多个圆形凹槽16、 16、 16…构成，每个 圆形凹槽围绕作为其曲率中心的中心轴线18延伸但是具有不同的曲率半径。另一方面，类似于正面14，垫基板12的另一个表面即背面20具有背 面凹槽22，该凹槽作为在该背面上形成以围绕垫I^112的中心轴线18沿 周向延伸并在背面20内开口的背面环形凹槽。在本实施例中，背面凹槽 22由多个圆形凹槽22、 22、 22...构成，每个圆形凹槽的构造均与正面凹槽 16相同。在本实施例中，正面凹槽16的凹槽深度Dt、凹槽宽度Bt和径向节距 分别与背面凹槽22的凹槽深度Db、凹槽宽度Bb和径向节距Pt相同，并 且正面凹槽16的形成位置和背面凹槽22的形成位置沿径向方向彼此相同。对于此设置，在垫基板12的正面14上形成的正面凹槽16和在垫M 12的背面20上形成的背面凹槽22彼此具有相同的构型。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属(少夕》線)的形状和材料、所要 求的抛光精度等，来选择正面凹槽16和背面凹槽22的各个尺寸的具体设 计值，并且这些设计值没有被具体限制。但是，优选地，正面凹槽和背面 凹槽16、 22的值例如凹槽宽度Bt、 Bb，深度Dt、 Db和径向节距Pt、 Pb 可落在以下的范围内。[对于大致为圆形的周向凹槽I<formula>formula see original document page 17</formula>更优选地，所述值可落在以下范围内。<formula>formula see original document page 17</formula> (更优选地，<formula>formula see original document page 17</formula>应理解，如果正面和背面凹槽16、 22的凹槽宽度Bt、 Bb过小，则正 面凹槽16将会被抛光残渣等阻塞，从而不能确保稳定的效果，并且难以通 过正面和背面凹槽16、 22确保足够的弹性。另一方面，如果正面和背面凹 槽16、 22的凹槽宽度Bt、 Bb过大，则正面凹槽16的边缘部分(开口边 缘)会相对于晶片的接触压力增大，从而在抛光期间咬入工件，使得难以 实现稳定的抛光。另外，通过正面和背面凹槽16、 22产生过大的弹性，导 致抛光精度可能变差。如果正面和背面凹槽16、 22的凹槽深度Dt、 Db过小，则抛光垫10 的正面14的刚性将大得以至于在正面14不能有效地发挥抛光垫10的弹 性，从而趋于难以进行精确地抛光。另外，难以利用正面和背面凹槽16、 22使抛光垫具有足够的弹性。另一方面，如果正面和背面凹槽16、 22的
凹槽深度Dt、 Db过大，则不仅垫难以制造，而且抛光垫10的正面14将 容易变形并且存在粘滑的危险，因而抛光将不一致。另外，抛光垫10将由 于正面和背面凹槽16、 22使其具有过大的弹性而可能使抛光精度变差。如果正面和背面凹槽16、 22的径向节距Pt、 Pd过小，则抛光垫10 难以制造，并且抛光垫10的正面和背面14、 20易于变形或者容易被损坏， 使得难以实现一致的抛光。如果另一方面正面和背面凹槽16、 22的径向节 距Pt、 Pd过大，难以使抛光垫10具有足够的弹性，这使得难以实现所希 望的抛光精度。在本实施例中，正面凹槽16的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度 Db之和(即(Dt+Db)的总值)小于垫基板12的厚度T。更具体地，在 本实施例中，厚度T将落在以下范围内。0.5mm^T^10.0mm更优选地，该值将落在以下范围内。如上所述的具有正面14和背面20的抛光垫10用于以传统方式抛光晶 片等。更具体地，如图3所示，例如，抛光垫10设置在抛光设备的旋转板 (支承板)24的支承面上，并且通过空气负压吸引、双面粘接或其它装置 压接在旋转板上。接下来，在抛光垫IO围绕其中心轴线18旋转时，晶片 26紧靠正面14设置以便抛光。通常，在此抛光处理期间，类似于传统方 式，将研磨液体(下文被称为"浆")30提供到相对面即抛光垫10的正 面14和晶片26的加工面28上，同时使晶片26本身围绕其中心轴线旋转。 浆30例如纟皮从抛光垫10的中央部分附近提供到抛光垫10的正面14上， 以便由于抛光垫10围绕中心轴线18旋转而生成的离心力的作用而在抛光 垫10的表面上散布。根据本实施例构造的抛光垫10能够解决选自如上所述的现有技术中 的问题(问题l)，(问题2)，(问题3)。即，通过不仅在背面20上设置背面凹槽22而且在正面14上设置正面 凹槽16，能够不仅通过背面凹槽22而且通过正面凹槽16改进抛光垫10 的弹性。因此，可由于垫基板12的材料自身的刚性而有利获得抛光效率， 并且还可由于弹性而提高抛光精度。此外，由于在正面14上形成的正面凹槽16以及在背面20上形成的背 面凹槽22在横截面形状、径向间距以及形成的凹槽的数量上大致相同，所 以与其中正面和背面凹槽具有不同形状的情况相比，凹槽加工更容易进行。 因此，加工设备的维护和管理容易。此外，由于正面14的形状和材料几乎与背面20相同，所以根据垫相在将抛光垫10安装在旋转板(支承板)24的支承面上时不需要区分抛光 垫10的正面/背面。因此，能够实现高精度抛光的抛光垫10可被容易和可 靠地安装，同时避免其正面和背面之间错放。另外，背面凹槽22是沿周向延伸的圆环形槽。这使得可有效地防止提 供给正面14的浆30沿垫的外周面被引入背面20。此设置可防止出现例如 抛光垫10离开旋转板24或者抛光垫10在旋转板24上移位的问题，使得 可非常稳定地进行抛光处理。另夕卜，通过将背面凹槽22的凹槽宽度Bb、深度Db和径向节距Pb设 置在给定范围内，可确保抛光垫10具有足够的弹性，同时可在背面20和 旋转板24之间获得足够的粘接力，从而实现高可靠性。此外，正面凹槽16的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db的总 和(即(Dt+Db)的总值)小于垫皿12的厚度。这使得可使抛光垫10 具有合适的弹性同时保持足够的刚性，从而可有利地实现抛光精度。首先参照图3和4,其示出根据如权利要求1、 9、 10、 11、 12和13 中的任何一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫32、 34。为了简短 和简化，在下面的实施例中将使用与第 一 实施例内使用的标号相同的标号 来指示对应的部件，并且将不再重复说明这些部件。更具体地，在构成抛光垫32、 34的垫基板12的正面14上形成正面凹 槽36,该凹槽作为由多个同心地沿周向延伸的环形凹槽构成的正面凹槽。 同样，在垫基板12的背面20上形成背面凹槽38，该凹槽作为由多个同心
地沿周向延伸的环形凹槽构成的背面凹槽。在此实施例中，正面凹槽36形成为相对于垫基板的中心轴线18倾斜 给定角度的倾斜槽。更具体地，每个正面凹槽36的内周面40 (下文被称 为"正面内侧壁面，，)和每个正面凹槽的36的外周面42(下文,皮称为"正 面外侧壁面")均制成为相对于中心轴线18倾斜给定角度at的斜面。简 而言之，在本实施例的正面凹槽36中，正面内侧壁面40和正面外侧壁面 42是相互平行的面，并且正面凹槽36不仅沿其周向而且沿其深度方向在 整个正面凹槽36上具有基本恒定的宽度尺寸Bt。在如图3所示的抛光垫 32内，正面凹槽36—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴线18以沿垫 基板12的直径方向斜向外开口。在如图4所示的抛光垫34内，正面凹槽 36—朝向其开口一逐渐接近中心轴线18以沿垫基板12的直径方向斜向内 开口。根据本实施例，背面凹槽38形成为相对于垫基板的中心轴线倾斜给定 角度的倾斜凹槽。更具体地，每个背面凹槽38的内周面44 (下文被称为 "背面内侧壁面，，)和每个背面凹槽的38的外周面46 (下文被称为"背 面外侧壁面")均制成为相对于中心轴线18倾斜给定角度ab的斜面。简 而言之，在本实施例的背面凹槽38中，背面内侧壁面44和背面外侧壁面 46是相互平行的面，并且背面凹槽38不仅沿周向而且沿深度方向在整个 背面凹槽38上具有基本恒定的宽度尺寸Bb。在如图3所示的抛光垫32内， 背面凹槽38—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴线18以沿垫基板12 的直径方向斜向外开口。在如图4所示的抛光垫34内，背面凹槽38—朝 向其开口 一逐渐接近中心轴线18以沿垫M 12的直径方向斜向内开口 。在本实施例中，正面凹槽36和背面凹槽38在深度Dt、 Db，凹槽宽度 Bt、 Bb，径向节距Pt、 Pb和倾斜角at、 ab方面彼此相等，并且它们在正 面14和背面20上具有相同的形状。因此，本实施例中的抛光垫32、 34 在正面14和背面20具有相同形状。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度
等，来选择正面凹槽36和背面凹槽38的各个尺寸的具体设计值，并且这 些设计值没有被具体限制。但是，优选地，正面凹槽和背面凹槽36、 38 的值例如凹槽宽度Bt、 Bb,深度Dt、 Db和径向节距Pt、 Pb可落在以下 的范围内。[对于大致为圆形的周向凹槽I 0.005mm ^ Bt=Bb ^ 3.0mm 0.1 mm ^ Dt=Db ^ 2.0mm O.lmm ^ Pt=Pb ^ 10.0mm -50o〇at=ab^50。 更优选地，值可落在以下范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^ Bt-Bb ^ 2.0mm (更优选地，0.005mm〇Bt=Bb^ 1.0mm) O.lmm ^ Dt=Db ^ 1.0mm 0.2mm ^ Pt=Pb ^ 2.0mm -450〇at=ab^45。 如果正面内侧和外侧壁面40、 42 (背面内侧和外侧壁面44、 46)的倾 斜角at、 ab过小，则抛光垫32、 34难以具有足够的弹性，导致垫可能发 生故障。另一方面，如果正面内侧和外侧壁面40、 42(背面内侧和外侧壁 面44、 46)的倾斜角at、 ab过大，则垫难以制造。另外，正面凹槽36(背 面凹槽38)的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫32、 34具有不稳定的表 面压力分布或不足的耐久性。才艮据本实施例构造的抛光垫32、 34能够解决选自如上所述的现有技术 中的问题(问题l)，(问题2)和(问题4)。具体地，由于正面凹槽36 和背面凹槽38形成为相对于中心轴线18倾斜的倾斜凹槽，所以抛光垫32、 34可有效地具有较大的弹性。 [实施例B参照图5-7,其示出根据如权利要求2或13中限定的本发明的一个实
施例构造的抛光垫48。更具体地，抛光垫48由总体上具有恒定的厚度尺寸T的薄盘形垫基 板12构成。垫基板12有利地由刚性发泡或不发泡合成树脂材料、刚性橡 胶材料、纺织材料、无机材料或其它可能的材料形成。在本实施例中，垫 基板12例如由发泡聚氨脂形成。垫厚度尺寸没有被具体限制，并且可不仅 根据垫基板12的材料而且根据被抛光的晶片的材料、所要求的抛光精度等 合适地选择。如图5所示，垫基板12的一个表面即正面14具有正面凹槽50，该凹 槽作为由多个沿一个直径方向沿直线延伸同时相互平4亍、将在正面14内开 口的凹槽50、 50、 50...构成的直线凹槽。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择正面凹槽50的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，正面凹槽50的值例如凹槽宽度Bt，深度Dt和 径向节距Pt可落在以下的范围内。[对于直线凹槽0.005mm^Bt^5.0mm 0.1mm^Dt^2.0mm 0.1mm^Pt舀60.0mm更优选地，该值可落在以下范围内。[对于直线凹槽0.005mmSBt^3.0mm 0.1mm^Dt^l.0mm 0.2mm^Pt^l0.0mm即，如果凹槽宽度Bt过小，则难以实现由正面凹槽50提供的浆流控 制操作，并且正面凹槽50易于^皮抛光残渣等阻塞，并且不容易获得一致的 效果。另一方面，如果凹槽宽度Bt过大，则由正面凹槽50实现的抛光垫 48的弹性会过大。另外，正面凹槽50的边缘部分(开口边缘)相对于晶
片的接触压力增大，容易在抛光期间咬入工件，^f吏得难以实现一致的抛光。如果正面凹槽50的凹槽深度Dt过小，则抛光垫48的正面14的刚性 将大得以至于不能在正面14有效地发挥抛光垫48的弹性，从而难以进行 精确地抛光。另一方面，如果正面凹槽50的凹槽深度Dt过大，则会由于 正面凹槽50而^f吏抛光垫48具有过大的弹性。另外，抛光垫48将难以制造， 并且其正面14将容易变形，并且存在粘滑的危险，从而抛光易于不一致。如果正面凹槽50的径向节距Pt过小，则抛光垫难以制造，并且抛光 垫48的正面14易于变形或者被损坏，使得难以实现一致的抛光。如果另 一方面正面凹槽50的径向节距Pt过大，则难以实现希望的抛光精度，导 致抛光效率变低。另一方面，垫基板12的另一个表面即背面20具有多个背面凹槽22， 该凹槽是在背面上形成、围绕塾^1的中心轴线18沿周向延伸并且在背面 20内开口的背面环形凹槽。在本实施例中，如图6所示，背面凹槽22由 围绕中心轴线18同轴地延伸且具有彼此不同的曲率半径的多个圆形凹槽 22、 22、 22…构成。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽22的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽22的值例如凹槽宽度Bb，凹槽深度 Db和径向节距Pb可落在以下的范围内。对于大致为圆形的周向凹槽0.005mm ^ Bb ^ 3.0mm O.lmm ^ Db ^ 2.0mm 0.1mm^Pb^5.0mm更优选地，该值可落在以下范围内。[对于大致为圆形的周向凹槽0.005mm ^ Bb ^ 2.0mm (更优选地，0.005mm^Bb^l.0mm)<formula>formula see original document page 24</formula>即，如果背面凹槽22的凹槽宽度和深度Bb、 Db过小，则难以使抛光 垫46具有足够的弹性，从而难以实现所希望的抛光精度。另一方面，如果 背面凹槽22的凹槽宽度和深度Bb、 Db过大，则抛光垫48的正面14将具 有过大的弹性，导致抛光精度可能变差。如果背面凹槽22的径向节距Pb过小，则垫难以制造并且将易于损坏， 从而难以实现一致的抛光。如果另一方面背面凹槽22的径向节距Pb过大， 则构成背面凹槽22的圆形凹槽22的数量减小。因此，在抛光垫48的正面 14上的弹性将才艮据抛光垫48的径向位置改变，这使得难以有效地进行均 匀的抛光。正面凹槽50和背面凹槽22的底面可具有多种形状，该形状包括曲面 和平坦面，但是并不局限于特定形状。在本实施例中，正面凹槽50和背面 凹槽22的底面是垂直于抛光垫48的中心轴线18的平坦面。通过使正面和 背面凹槽50、 22的底面形成为平行于抛光垫48的表面，则可在正面和背 面凹槽50、 22的底壁部分之间有效地获得间隙，从而使得即使正面和背面 凹槽50、 22的有效深度很大仍可确保垫有非常好的刚性。此外，正面凹槽50的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db之和 (Dt+Db)的总值)小于垫基板12的厚度T。更具体地，在本实施例中， 厚度T将落在以下范围内。<formula>formula see original document page 24</formula>更优选地，该值将落在以下范围内。<formula>formula see original document page 24</formula>如上所述的具有正面14和背面20的抛光垫48用于以传统方式抛光晶 片等。更具体地，如图7所示，例如，抛光垫48设置在抛光设备的旋转板 (支承板)24的支承面上，并且通过空气负压吸引、双面粘接或其它装置 压接在旋转板上。接下来，在抛光垫48围绕其中心轴线18旋转时，晶片 26紧靠正面14设置以便抛光。通常，在此抛光处理期间，类似于传统方
式，将研磨液体(浆)30提供到相对面即抛光垫48的正面14和晶片26 的加工面28上，同时使晶片26本身围绕其中心轴线旋转。浆30例如被从 抛光垫48的中央部分附近提供到抛光垫48的表面上，以便由于抛光垫48 围绕中心轴线18旋转生成的离心力的作用而在抛光垫48的表面上散布。根据本实施例构造的抛光垫48能够解决选自如上所述的现有技术中 的问题(问题1)，(问题3 )和(问题4 )。即，在本实施例中，正面凹槽50在抛光垫48的正面14上沿直线延伸， 而背面凹槽22在背面20上沿周向延伸。抛光垫48的正面14和背面20 可通过观看容易地区分开。因此，抛光垫48可牢固地安装，同时可避免上 下颠倒地安装。此外，背面凹槽22是沿周向延伸的圆环形凹槽。这样可有效地防止提 供在正面14上的浆30被沿垫的外周面引入背面20。此设置可防止发生例 如抛光垫离开旋转板24或者抛光垫在旋转板24上移位的问题，从而可非 常可靠地进行抛光处理。另夕卜，通过将背面凹槽22的凹槽宽度Bb、深度Db和径向节距Pb设 置在给定范围内，可使抛光垫48具有足够的弹性，同时在背面20和旋转 板24之间获得足够的结合力，从而实现高可靠性。此外，正面凹槽50的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db之和 (即(Dt+Db)的总值)小于垫基仗12的厚度。这可使得抛光垫48具有 合适的弹性，同时保持足够的刚性，从而可有利地实现抛光精度。接下来参照图8和9，其示出根据如权利要求2、 9、 10和13中的任 何一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫52、54。为了简短和简化， 在下面的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相 应部件，并且将不再重复说明这些部件。垫14112的一个表面即正面14具有正面凹槽50，该凹槽作为由沿一 个直径方向沿直线延伸且相互平行并且在正面14内开口的多个凹槽形成 的直线凹槽。另一方面，垫基板12的另一个表面即背面20上形成多个背面凹槽38，
该背面凹槽围绕垫12的中心轴线18沿周向延伸且在背面20内开口 。 在此实施例中，背面凹槽38由围绕中心轴线18同心地延伸且具有彼此不 同的曲率半径的多个圆形凹槽38、 38、 38…构成。在本实施例中，背面凹槽38形成为相对于垫基板的中心轴线18倾斜 给定角度的倾斜凹槽。更具体地，每个背面凹槽38的内周面44 (下文被 称为"背面内侧壁面")和每个背面凹槽的38的外周面46 (下文被称为 "背面外侧壁面")均制成为相对于中心轴线18倾斜给定角度ocb的斜面。 简而言之，在本实施例的背面凹槽38中，背面内侧壁面44和背面外侧壁 面46是相互平行的面，并且背面凹槽38不仅沿其周向而且沿其深度方向 在整个背面凹槽38上具有基本恒定的宽度尺寸Bb。在如图8所示的抛光 垫52内，背面凹槽38—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴线18以沿 垫基板12的直径方向斜向外开口。在如图9所示的抛光垫54内，背面凹 槽38—朝向其开口 一逐渐接近中心轴线18以沿垫基板12的直径方向斜向 内开口。可通过综合考虑垫14112的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽38的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽38的值例如凹槽宽度Bb，凹槽深度 Db和径向节距Pb可落在以下的范围内。 0.005mm ^ Bb ^ 3.0mm O.lmm S Db ^ 2.0mm 0.1mm^PbS5.0mm -50° ^ ab^50° 更优选地，值可落在以下范围内。 0.005mm ^ Bb ^ 2.0mm (更优选地，0.005mm^Bb舀1.0mm) 0.1mm^Db舀1.0mm 0.2mm ^ Pb ^ 2.0mm<formula>formula see original document page 27</formula>如果背面内侧和外侧壁面44、 46的倾斜角ab过小，则抛光垫52、 54 难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果背面内侧和 外侧壁面44、 46的倾斜角ocb过大，则垫难以制造。另外，背面凹槽38 的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫52、 54具有不稳定的表面压力分布或 不足的耐久性。根据本实施例构造的抛光垫52、 54能够解决选自如上所述的现有技术 中的问题(问题l)，(问题2)、(问题3)和(问题4)。接下来参照图10和11，其示出根据如权利要求2、 11、 12和13中的 任何一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫56、 58。为了简短和筒示相应部件，并且将不再重复说明这些部件。垫基板12的一个表面即正面14具有正面凹槽60，该凹槽作为由沿一 个直径方向沿直线延伸且相互平行并且在正面14内开口的多个凹槽形成 的直线凹槽。在本实施例中，正面凹槽60形成为相对于垫基板12的中心轴线(即 平行于中心轴线18的直线)具有恒定倾斜角的倾斜凹槽。更具体地，每个 正面凹槽60的内周面62 (下文^L称为"正面内侧壁面")和每个正面凹 槽的60的外周面64 (下文被称为"正面外侧壁面")均制成为相对于中 心轴线18倾斜给定角度at (即a片与平行于中心轴线18的直线的交角) 的斜面。简而言之，在本实施例的正面凹槽60中，正面内侧壁面62和正 面外侧壁面64是相互平行的面，并且正面凹槽60不仅沿其周向而且沿其 深度方向在整个正面凹槽60上具有基本恒定的宽度尺寸Bt。在如图10所 示的抛光垫56内，正面凹槽60—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴 线18以沿垫M 12的直径方向斜向外开口。在如图11所示的抛光垫58 内，正面凹槽60—朝向其开口 一逐渐接近中心轴线18以沿垫基板12的直 径方向斜向内开口。
可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择正面凹槽60的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，正面凹槽60的值例如凹槽宽度Bt，凹槽深度 Dt、径向节距Pt以及倾斜角ott可落在以下的范围内。[对于直线凹槽I0.005mm ^ Bt ^ 5.0mm 0.1mm^Dt^2.0mm-30° ^ ott^30。 更优选地，该值可落在以下范围内。 [对于直线凹槽
0.005mm ^ Bt ^ 3.0mm O.lmm ^ Dt S l.Omm 0.2mm^Pt舀10.0mm -30。 ^ ott"00 或10° ^ oct舀30。 如果正面内侧和外侧壁面62、 64的倾斜角oct过小，则抛光垫56、 58 难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果正面内侧和 外侧壁面62、 64的倾斜角oct过大，则垫难以制造。另外，正面凹槽60 的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫56、 58具有不稳定的表面压力分布或 不足的耐久性。另一方面，垫14112的另一个表面即背面20具有多个背面凹槽22， 该背面凹槽由围绕中心轴线18同心地延伸且在背面20内开口的多个圆形 凹槽22、 22、 22…形成。根据本实施例构造的抛光垫56、 58能够解决选自如上所述的现有技术 中的问题(问题l)，(问题3)和(问题4)。接下来参照图12-15，其示出根据如权利要求2、 9、 10、 11、 12和13中的任何一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫66、 68、 70和72。 为了简短和简化，在下面的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相 同的标号以指示相应部件，并且将不再重复il明这些部件。更具体地，在抛光垫66、 68、 70和72中，正面14具有由多个沿一个 直径方向直线延伸的倾斜凹槽构成的正面凹槽60,而背面20具有由多个 沿周向延伸的倾斜凹槽构成的背面凹槽38。在抛光垫66中，如图12所示，正面凹槽60形成为沿直径方向斜向外 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向内开口。在抛光垫68中，如图13所示，正面凹槽60形成为沿直径方向斜向内 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向外开口。在抛光垫70中，如图14所示，正面凹槽60形成为沿直径方向斜向外 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向外开口。在抛光垫72中，如图15所示，正面凹槽60形成为沿直径方向斜向内 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向内开口。根据本实施例构造的抛光垫66、 68、 70和72能够解决选自如上文提 到的现有技术中的问题(问题l)、(问题2)、(问题3)和(问题4)。[实施例C]接下来参照图16-18，其示出根据由权利要求l、 3、 4、 5、 8和13中 的任何一个限定的本发明的一个实施例构造的抛光垫74。更具体地，抛光垫74由总体上具有恒定的厚度尺寸T的薄盘形垫基 板12构成。垫基板12有利地由刚性发泡或不发泡合成树脂材料、刚性橡 胶材料、纺织材料、无机材料或其它可能的材料形成。在本实施例中，垫 基板12例如由发泡聚氨脂形成。垫厚度尺寸没有^皮具体限制，并且可不仅 根据垫14112的材料而且根据被抛光的晶片的材料、所要求的抛光精度等 合适地选择。垫基板12的一个表面即正面14具有正面凹槽16，该凹槽作为在该正 面上形成的、由多个围绕垫基板12的中心轴线18沿周向延伸且在正面14 内开口的环形凹槽构成的正面环形凹槽。
如图16所示，在此实施例中，正面凹槽16由多个圆形凹槽16、 16、 16...构成，每个圆形凹槽围绕作为其曲率中心的中心轴线18延伸，但是具 有彼此不同的曲率半径。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择正面凹槽16的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，正面凹槽16的值例如凹槽宽度Bt，凹槽深度 Dt和径向节距Pt可落在以下的范围内。[对于大致为圆形的周向凹槽l0.005mm^Bt^3.0mm 0.1mm^Dt^2.0mm O.lmm^Pt^lO.Omm更优选地，该值可落在以下范围内。对于大致为圆形的周向凹槽0.005mm刍Bt^2.0mm (更优选地，0.005mm舀Bt^l.0mm) 0.1mm^Dt^l.0mm 0.2mm舀Pt^2.0mm即，如果正面凹槽16的凹槽宽度Bt过小，则正面凹槽16易于被抛光 残渣等阻塞，从而不容易获得一致的效果，并且难以足够地实现。另一方 面，如果正面凹槽16的凹槽宽度Bt过大，则正面凹槽16导致抛光垫74 的弹性过大。另外，正面凹槽16的边缘部分(开口边缘)相对于晶片的接 触压力增大，容易在抛光期间咬入工件，使得难以实现一致的抛光。如果正面凹槽16的凹槽深度Dt过小，则抛光垫74的正面14的刚性 将大得以至于不能在正面14上有效地发挥抛光垫74的弹性，从而难以进 行精确地抛光。另一方面，如果正面凹槽16的凹槽深度Dt过大，则会由 于正面凹槽16而4吏抛光垫74具有过大的弹性，不仅抛光垫74将难以制造， 并且抛光垫74的正面14将易于变形，并且存在粘滑的危险，从而抛光会
不一致。如果正面凹槽16的径向节距Pt过小，则抛光垫难以制造，并且抛光 垫74的正面14易于变形或者祐j员坏，4吏得难以实现一致的抛光。如果另 一方面正面凹槽16的径向节距Pt过大，则会导致抛光精度和抛光效率变差。另一方面，垫基板12的另一个表面即背面20具有背面凹槽22，该凹 槽作为由围绕垫a 12的中心轴线18沿周向延伸并且在背面20内开口的 圆形凹槽构成的背面环形凹槽。如图17所示，在本实施例中，背面凹槽22由多个圆形凹槽22、 22、 22...构成，每个该圆形凹槽围绕作为其曲率中心的中心轴线18延伸且具有 彼此不同的曲率半径。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽22的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽22的值例如凹槽宽度Bb,深度Db 和径向节距Pb可落在以下的范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽l 0.005mm ^ Bb ^ 3.0mm 0.1mm^Db^2.0mm 0.1mm舀Pb^5.0mm 更优选地，该值可落在以下范围内。 l对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^ Bb ^ 2.0mm (更优选地，0.005mm^Bb舀1.0mm) O.lmm ^ Db〇l.Omm 0.2mm S Pb S 2.0mm 即，如果背面凹槽22的凹槽宽度和深度Bb、 Db过小，则难以4吏抛光 塾74具有足够的弹性，从而难以实现希望的抛光精度。另一方面，如果背 面凹槽22的凹槽宽度和深度Bb、 Db过大，则抛光垫74的正面14将具有 过大的弹性，导致抛光精度可能变差。如果背面凹槽22的径向节距Pb过小，则垫难以制造并且将易于损坏， 从而难以实现一致的抛光。如果另 一方面背面凹槽22的径向节距Pb过大， 则构成背面凹槽22的圆形凹槽22的数量减小。因此，在抛光垫74的正面 14上的弹性将才艮据抛光垫74的径向位置改变，这使得难以有效地进行均 勻的抛光。正面凹槽16和背面凹槽22的底面可具有多种形状，该形状包括曲面 和平坦面，但是并不局限于特定形状。在本实施例中，正面凹槽16和背面 凹槽22的底面是垂直于抛光垫74的中心轴线18的平坦面。通过使正面和 背面凹槽16、 22的底面形成为平行于抛光垫74的表面，则可在正面和背 面凹槽16、 22的底壁部分之间有效地获得间隙，从而即使正面和背面凹槽 16、 22的有效深度较大仍可确保垫具有非常好的刚性。此夕卜，正面凹槽16的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db之和 小于垫基板12的厚度T。此设置将使得抛光垫74具有合适的弹性，从而 可提高抛光精度。在本实施例中，厚度T将落在以下范围内。0.5mm^T^10.0mm更优选地，该值将落在以下范围内。1.0mm^T^3.0mm在本实施例中，正面凹槽16和背面凹槽22形成为具有特定的相互位 置关系。如详细说明的，每个正面凹槽16在沿径向方向位于相邻的背面凹 槽22、 22之间的位置在正面14侧形成。在本实施例中， 一个正面凹槽16 在位于相邻背面凹槽22、 22之间的径向中夬部分处在正面14侧形成。同 样， 一个背面凹槽22在位于相邻正面凹槽16之间的径向中央部分处在背 面20侧形成。即，正面凹槽16和背面凹槽22沿直径方向相互偏离，并且 在垫基板12的正面和背面上沿直径方向轮流出现。如上所述地具有正面14和背面20的抛光垫74用于以传统方式抛光晶 片等。更具体地，如图18所示，例如，抛光垫74设置在抛光设备的旋转
板(支*) 24的支承面上，并且通过空气负压吸引、双面粘接或其它装 置压接在旋转板上。接下来，在抛光垫74围绕其中心轴线18旋转时，晶 片26紧靠正面14设置以便抛光。通常，在此抛光过程期间，类似于传统 方式，将研磨液体(浆)30提供到相对面即抛光垫74的正面14和晶片26 的加工面28上，同时还使晶片26本身围绕其中心轴线旋转。浆30例如被 从抛光垫74的中央部分附近提供到抛光垫74的表面上，以便由于抛光垫 74围绕中心轴线18旋转生成的离心力的作用而围绕抛光垫74的表面散 布。根据本实施例构造的抛光垫74能够解决选自如上所述的现有技术中 的问题(问题l)，(问题2)和(问题4)。即， 一旦在抛光垫74的正面14 (接触面)的与加工对象即将被抛光 的部件接触的一部分上施加表面压力，则施加在该接触面上的负荷会沿轴 向向下的方向传递。在本实施例中，在正面14侧上限定接触面的一部分与 背面20侧上的背面凹槽22—起形成，从而提供了弹性。因此，抛光垫74 将发生弹性变形以^t消除施加在其接触面上的负荷。即，通过形成背面凹 槽，可在正面上具有希望的弹性，同时可获得足够的背面20紧靠旋转板(支 承板)24的结合面积。这使得可进行具有高平面性和均匀性的抛光处理。此外，由于分别在抛光垫74的正面14和背面20上形成的正面凹槽 16和背面凹槽22包括沿周向延伸的圆形凹槽，所以这些凹槽可容易地制 造，从而提高抛光垫的生产效率。此外，背面凹槽22是沿周向延伸的环形凹槽。这使得可有效地防止提 供在正面14上的浆30被沿垫的外周面引导到背面20内，此设置可防止发 生例如抛光垫74离开旋转板24或者抛光垫74在旋转板24上移位的问题， 从而可非常可靠地进行抛光加工。另夕卜，通过将背面凹槽22的凹槽宽度Bb、深度Db和径向节距Pb设 置在给定范围内，可使抛光垫74具有足够的弹性，同时在背面20和旋转 板24之间实现足够的结合力，从而实现高可靠性。此外，正面凹槽16的凹槽深度Dt和背面凹槽22的深度Db之和(即(Dt+Db )的总值)小于垫基板12的厚度。这可使得抛光垫74具有合适 的弹性，同时保持足够的刚性，从而可有利地实现抛光精度。接下来参照图19和20，其示出根据如权利要求3、 4、 8和11-13中的 任何一个限定的本发明的另一个实施例构造的抛光垫76、 78。为了简短和 简化，在下面的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以 指示相应部件，并且将不再重复说明这些部件。垫14112的一个表面即正面14具有正面凹槽36,该凹槽由围绕垫基 板12的中心轴线18沿周向延伸并且在正面14内开口的多个圆形凹槽36、 36、 36...形成。在本实施例中，正面凹槽36形成为相对于垫基板12的中心轴线(即 平行于中心轴线18的直线)具有恒定倾斜角的倾斜凹槽。更具体地，每个 正面凹槽36的内周面40 (下文净皮称为"正面内侧壁面")和每个正面凹 槽的36的外周面42 (下文被称为"正面外侧壁面")均制成为相对于中 心轴线18倾斜给定角度ott (即oc片与平行于中心轴线18的直线的交角) 的斜面。简而言之，在本实施例的正面凹槽36中，正面内侧壁面40和正 面外侧壁面42是相互平行的面，并且正面凹槽36不仅沿其周向而且沿其 深度方向在整个正面凹槽36上具有基本恒定的宽度尺寸Bt。在如图19所 示的抛光垫76内，正面凹槽36—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴 线18，以沿垫14112的直径方向斜向外开口。在如图20所示的抛光垫78 内，正面凹槽36—朝向其开口 一逐渐接近中心轴线18以沿垫基板12的直 径方向斜向内开口。可通过综合考虑垫Ul 12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择正面凹槽36的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，正面凹槽36的值例如凹槽宽度Bt，凹槽深度 Dt、径向节距Pt以及倾斜角at可落在以下的范围内。[对于大致为圆形的周向凹槽0.005mm ^ Bt舀3.0mm
O.lmm舀Dt舀2.0mm O.lmm舀Pt ^ 10.0mm -30° ^ ctt^30° 更优选地，该值可落在以下范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^ Bt ^ 2.0mm (更优选地，0.005mm^Bt^l.0mm) 0.1mm^Dt舀1.0mm 0.2mm^Pt^2.0mm -30° ^oct〇-10° 或10。 ^ oct^30。 如果正面内侧和外侧壁面40、 42的倾斜角cct过小，则抛光垫76、 78 难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果正面内側和 外侧壁面40、 42的倾斜角oct过大，则垫难以制造。另外，正面凹槽36 的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫76、 78具有不稳定的表面压力分布或 不足的耐久性。另一方面，垫^12的另一个表面即背面20具有多个背面凹槽22， 该背面凹槽由围绕垫基板的中心轴线18沿周向延伸且在背面20内开口的 多个圆形凹槽22、 22、 22…形成。在本实施例中，背面凹槽22由围绕中 心轴线18同心地延伸并且具有彼此不同的曲率半径的多个圆形凹槽22、 22、 22…构成。根据本实施例构造的抛光垫76、 78能够解决选自如上所述的现有技术 中的问题(问题1)和(问题4 )。接下来参照图21和22,其示出根据如权利要求3、 4、 8、 9、 10和13 中的任何一个限定的本发明的另一个实施例构造的抛光垫80、 82。更具体地，垫gl2的一个表面即正面14具有正面凹槽16，该凹槽 由多个圆形凹槽16、 16、 16...构成，每个圆形凹槽围绕作为曲率中心的中 心轴线18延伸但是具有互不相同的曲率半径，并且将在正面14内开口。 另一方面，垫Ml2的另一个表面即背面20具有多个背面凹槽38， 该背面凹槽由围绕垫J4l的中心轴线18沿周向延伸且在背面20内开口的 多个圆形凹槽形成。在此实施例中，背面凹槽38由围绕中心轴线18同轴 地延伸且具有彼此不同的曲率半径的多个圆形凹槽38、 38、 38…构成。在本实施例中，背面凹槽38形成为相对于垫a的中心轴线18 (即 平行于中心轴线18的直线)倾斜恒定倾斜角的倾斜凹槽。更具体地，每个 背面凹槽38的内周面44 (下文蜂皮称为"背面内侧壁面")和每个背面凹 槽38的外周面46 (下文被称为"背面外侧壁面")均制成为相对于中心 轴线18倾斜给定角度ott(即oct-与平行于中心轴线18的直线的交角)的 斜面。简而言之，在本实施例的背面凹槽38中，背面内侧壁面44和背面 外侧壁面46是相互平行的面，并且背面凹槽38不仅沿其周向而且沿其深 度方向在整个背面凹槽38上具有基本恒定的宽度尺寸Bt。在如图21所示 的抛光垫80内，背面凹槽38—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴线 18以沿垫基板12的直径方向斜向外开口。在如图22所示的抛光垫82内， 背面凹槽38—朝向其开口一逐渐接近中心轴线18以沿垫M 12的直径方 向斜向内开口 。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽38的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽38的值例如凹槽宽度Bb,凹槽深度 Db和径向节距Pb可落在以下的范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽l 0.005mm ^ Bb ^ 3.0mm 0.1mm^Db^2.0mm 0.1mm舀Pb舀5.0mm -50。 ^ ccb^50。 更优选地，该值可落在以下范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^Bb^ 2.0mm (更优选地，0.005mm ^Bb舀1.0mm)O.lmm^DbS 1.0mm0.2mm = Pb ^ 2.0mm-45° ^ab^画20。 或20。 ^ab^45。如果背面内侧和外侧壁面44、 46的倾斜角ab过小，则抛光垫80、 82 难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果背面内侧和 外侧壁面44、 46的倾斜角ab过大，则垫难以制造。另外，背面凹槽38 的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫80、 82具有不稳定的表面压力分布或 不足的耐久性。根据本实施例构造的抛光垫80、 82能够解决选自如上所述的现有技术 中的问题(问题l)，(问题2)和(问题4)。接下来参照图23和24，其示出根据如权利要求3、 4和8-13中的任何 一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫84和86。为了简短和简化， 在下面的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相 应部件，并且将不再重复说明这些部件。更具体地，在抛光垫84、 86中，正面14具有由多个围绕中心轴线18 作为其曲率中心同心地延伸的圆形倾斜凹槽构成的正面凹槽36，而背面20 具有由多个围绕中心轴线18作为其曲率中心沿周向且同心地延伸的倾斜 凹槽构成的背面凹槽38。在如图23所示的抛光垫84中，正面凹槽36形成为沿直径方向斜向外 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向内开口。在如图24所示的抛光垫86中，正面凹槽36形成为沿直径方向斜向内 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向外开口。根据本实施例构造的抛光垫84、 86能够解决选自如上文提到的现有技 术中的问题(问题l)、(问题2)和(问题4)。参照图25和26，其示出根据如权利要求l、 3、 4、 5和8-13中的任何
一个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫88、卯。为了简短和简化， 在下面的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相 应部件，并且将不再重复说明这些部件。更具体地，在抛光垫88、卯中，正面14具有由多个围绕中心轴线18 作为其曲率中心沿周向且同心地延伸的倾斜凹槽构成的正面凹槽36，而背 面20具有由多个围绕中心轴线18作为其曲率中心沿周向且同心地延伸的 倾斜凹槽构成的背面凹槽38。在如图25所示的抛光垫88中，正面凹槽36形成为沿直径方向斜向外 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向外开口。在如图26所示的抛光垫90中，正面凹槽36形成为沿直径方向斜向内 开口，而背面凹槽38形成为沿直径方向斜向内开口。根据本实施例构造的抛光垫88、卯能够解决选自如上文提到的现有技 术中的问题(问题l)、(问题2)和(问题4)。接下来参照图27，其示出根据如权利要求3、 8和13中的任何一个限 定的本发明的另一实施例构造的抛光垫92。为了简短和简化，在下面的实 施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相应部件，并 且将不再重复说明这些部件。更具体地，在抛光垫92中，垫基板12的一个表面即正面14具有正面 凹槽16,该正面凹槽围绕垫基板12的中心轴线18形成并且在正面14内 开口，而垫基板12的背面20具有多个背面凹槽22，该凹槽围绕中心轴线 18形成并且在背面20内开口。在本实施例中，背面凹槽22的径向节距Pt小于正面凹槽16的径向节 距Pb。更具体地，背面凹槽22的径向节距基本是正面凹槽16的2倍，从 而背面凹槽22的数量大于正面凹槽16的数量。根据本实施例构造的抛光垫92能够解决选自如上所述的现有^t术中 的问题(问题l)和(问题4)。在图27所示的抛光垫92中，正面凹槽和背面凹槽形成为正面凹槽16 和背面凹槽22,它们均由相对于中心轴线无倾斜角的圆形凹槽形成。可选
择地，如图28-33中所示，在每个实施例中，正面凹槽可形成为由相对于 中心轴线倾斜的倾斜凹槽构成的正面凹槽36。同样，如图30-35中所示， 背面凹槽可形成为由相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽构成的背面凹槽38。接下来参照图36，其示出根据如权利要求3、 6、 8和13中的任何一 个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫94。为了简短和简化，在下面 的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相应部 件，并且将不再重复说明这些部件。更具体地，在抛光垫94中，垫基板12的一个表面即正面14具有正面 凹槽16,该正面凹槽围绕垫m 12的中心轴线18形成并且在正面14内 开口，而垫^4112的背面20具有多个背面凹槽22，该凹槽围绕中心轴线 18形成并且在背面20内开口。在本实施例中，背面凹槽22的径向节距Pb大于正面凹槽16的径向 节距Pt。更具体地，背面凹槽22的径向节距基本是正面凹槽16的二分之 一，从而背面凹槽22的数量大于正面凹槽16的数量。通过此设置，可有效地实现由在背面20上形成的背面凹槽22 4吏抛光 塾94具有弹性。根据本实施例构造的抛光垫94能够解决选自如上所述的现有技术中 的问题(问题l)和(问题4)。在图36所示的抛光垫94中，正面凹槽形成为正面凹槽16，该凹槽由 相对于中心轴线无倾斜角的圆形凹槽形成。可选择地，如图37-44所示， 在每个实施例中，正面凹槽可形成为由相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽形 成的正面凹槽36。通过此设置，抛光垫具有根据权利要求11的结构，从 而可有效地解决如上所述的现有^L术中的问题(问题l)和(问题4)。在图36所示的抛光垫94中，背面凹槽形成为背面凹槽22,该凹槽由 相对于中心轴线无倾斜角的圆形凹槽形成。可选择地，如图39-44所示， 在每个实施例中，背面凹槽可形成为由相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽形 成的背面凹槽38。通过此设置，抛光垫具有根据权利要求9的结构，从而 除了如.
效地解决(问题2)。接下来参照图45，其示出根据如权利要求3、 4、 7和13中的任何一 个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫96。为了简短和简化，在下面 的实施例中将使用与前面实施例内使用的标号相同的标号以指示相应部 件，并且将不再重复说明这些部件。更具体地，在抛光垫96中，垫基板12的正面14具有围绕垫基板12 的中心轴线18形成的且在正面14内开口的正面凹槽16，而垫基板12的 背面20具有多个围绕中心轴线18形成且在背面20内开口的背面凹槽22。此外，正面凹槽16的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db的总 和(即(Dt+Db)的总值)大于垫J4112的厚度T。这使得可有效地使抛 光垫96具有较大的弹性。根据本实施例构造的抛光垫96能够解决选自如上文提到的现有技术 中的问题的(问题1)和(问题4 )。在图45所示的抛光垫96中，正面凹槽形成为由相对于中心轴线无倾 斜角的圆形凹槽构成的正面凹槽16。可选择地，如图46-51所示，在每个 实施例中，正面凹槽可形成为由相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽构成的正 面凹槽36。通过此设置，抛光垫具有根据权利要求11的构造，从而可有 效地解决如上所述的现有技术中的问题中的(问题l)和(问题4)。在图45所示的抛光垫96中，背面凹槽形成为由相对于中心轴线无倾 斜角的圆形凹槽构成的背面凹槽22。可选择地，如图48-53所示，在每个 实施例中，背面凹槽可形成为由相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽构成的背 面凹槽38。通过此设置，抛光垫具有根据权利要求9的构造，从而除了如决(问题2)。实施例D接下来参照图54-56，其示出根据由权利要求9或13限定的本发明的 另一实施例构造的抛光垫98、 100。更具体地，每个抛光垫98、 100由总体上具有恒定的厚度尺寸T的薄 盘形垫基板12构成。垫M 12有利地由刚性发泡或不发泡合成树脂材料、 刚性橡胶材料、纺织材料、无机材料或其它可能的材料形成。在本实施例 中，垫基板12例如由发泡聚氨脂形成。垫厚度尺寸没有被具体限制，并且 可不仅根据垫I4112的材料而且根据被抛光的晶片的材料、所要求的抛光 精度等合适地选择。垫基板12的一个表面即正面14形成为没有形成凹槽的平坦面。 另一方面，垫基敗12的另一个表面即背面20具有多个背面凹槽38, 该凹槽由围绕垫141的中心轴线18沿周向延伸的并且将在背面20内开口 的多个圆形凹槽构成。在此实施例中，如图54所示，背面凹槽38由多个圆形凹槽38、 38、 38…构成，每个圆形凹槽围绕中心轴线18同心地延伸且具有彼此不同的曲 率半径。在本实施例中，背面凹槽38形成为相对于垫基板12的中心轴线18 倾斜恒定倾斜角的倾斜凹槽。更具体地，如图55、 56的放大纵向剖视图中 所示的，每个背面凹槽38的内周面44 (下文被称为"背面内侧壁面") 和每个背面凹槽的38的外周面46 (下文被称为"背面外侧壁面")均制 成为相对于中心轴线18倾斜给定角度otb (即ocb-与平行于中心轴线18 的直线的交角)的斜面。简而言之，在图57、 58内所示的背面凹槽38中， 背面内侧壁面44和背面外侧壁面46是相互平行的面，并且背面凹槽38 不仅沿其周向而且沿其深度方向在整个背面凹槽38上具有基本恒定的宽 度尺寸Bb。在如图55所示的抛光垫98内，背面凹槽38—朝向其开口一 逐渐接近中心轴线18以沿垫M 12的直径方向斜向内开口。在如图56 所示的抛光垫IOO内，背面凹槽38—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心 轴线18以沿垫M 12的直径方向斜向外开口。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽38的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽38的值例如凹槽宽度Bb，凹槽深度
Db和径向节距Pb可落在以下的范围内。对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^Bb^ 3.0mm 0.1mm^Db舀2.0mm O.lmm舀Pb舀5.0mm -50°舀otb〇50° 更优选地，该值可落在以下范围内。 [对于大致为圓形的周向凹槽
0.005mm ^Bb^ 2.0mm (更优选地，0.005mm ^Bb^ 1.0mm) 0.1mm ^ Db〇1.0mm 0.2mm ^Pb^ 2.0mm -45° ^ ab"O。 或20。〇ctb^450 即，如果背面凹槽38的凹槽宽度Bb和凹槽深度Db过小，则难以使 抛光垫98、 IOO具有足够的弹性，从而难以实现希望的抛光精度。另一方 面，如果背面凹槽38的凹槽宽度Bb和凹槽深度Db过大，则每个抛光垫 98、 100的背面20将具有过大的弹性，导致抛光精度可能变差。如果背面凹槽38的径向节距Pb过小，则垫难以制造并且将易于损坏， 从而难以实现一致的抛光。如果另一方面背面凹槽38的径向节距Pb过大， 则构成背面凹槽38的圆形凹槽38、 38、 38…的数量减小。因此，在每个 抛光垫98、 100的背面20上的弹性将根据抛光垫98、 IOO各自的径向位置 改变，这使得难以有效地进行均匀的抛光。如果背面内侧和外侧壁面44、 46的倾斜角ab过小，则抛光垫98、 100 难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果背面内侧和 外侧壁面44、 46的倾斜角ocb过大，则垫难以制造。另外，背面凹槽38 的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫98、 IOO具有不稳定的表面压力分布 或不足的耐久性。
背面凹槽38的底面可具有多种形状，该形状包括曲面和平坦面，但是 并不局限于特定形状。在本实施例中，背面凹槽38的底面是垂直于抛光垫 98、 100的中心轴线18的平坦面。通过^f吏背面凹槽38的底面形成为平行 于抛光垫98、 100的表面，可在背面凹槽38的底壁部分之间有效地获得间 隙，从而即使背面凹槽38的有效深度很大仍可确保垫具有非常好的刚性。如上所述的具有正面14和背面20的抛光垫98、 100中的每一个均用 于以传统方式抛光晶片等。更具体地，如图55、 56所示，例如，抛光垫 98、 100中的每一个设置在抛光设备的旋转板(支承板)24的支承面上， 并且通过空气负压吸引、双面粘接或其它装置压接在旋转板上。接下来， 在抛光垫98、 100各围绕其中心轴线18旋转时，晶片26紧靠正面14设置 以便抛光。通常，在此抛光过程期间，类似于传统方式，将研磨液体(浆) 30提供到相对面即抛光垫98、 100的正面14和晶片26的加工面28上， 同时还使晶片26本身围绕其中心轴线旋转。浆30例如被从抛光垫98、 100 的中央部分附近提供到抛光垫98、 IOO的表面上，以便由于抛光垫98、 100 围绕中心轴线18旋转生成的离心力的作用而在抛光垫98、 100的表面上散 布。根据本实施例构造的抛光垫98、 100中的每一个能够解决选自如上述 所述的问题的(问题2)和(问题4)。即，通过将背面凹槽38形成为相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽，则可 有效地获得由于在抛光垫98、 100上形成凹槽而使该抛光垫具有弹性，使 得确实可实现多种需要的性能。另外，由于凹槽是倾斜的，所以通过使用 环形倾斜凹槽，可有效地防止垫基板12由于施加在与待加工的物体接触的 接触面(加工面)上的负荷而沿一个方向发生剪切弹性变形。这使得可支 承待加工的物体例如晶片，该物体同时可被沿垂直于轴线的方向固定地定 位，从而可稳定地进行高精度的抛光。另夕卜，背面凹槽38是沿周向延伸的环形凹槽。这使得可有效地防止提 供到正面14上的浆30被沿垫的外周面引入背面20。此设置可防止发生例 如抛光垫98、 100离开旋转板24或者抛光垫在旋转板24上移位的问题，
从而可非常可靠地进行抛光处理。另外，通过将背面凹槽38的凹槽宽度Bb、深度Db和径向节距Pb、 倾斜角ocb设置在给定范围内，可使抛光垫98、 100具有足够的弹性，同 时在背面20和旋转板24之间获得足够的结合力，从而实现高可靠性。在本实施例中，正面14是没有形成凹槽的平坦面，但是可在该正面凹 槽上形成如图57-60和图2-4、 8-15、 18-49和61-67的多种形状。更具体 地，可使用由围绕中心轴线18作为曲率中心沿周向延伸的多个圆形凹槽构 成的正面凹槽16;由沿一个直径方向直线延伸的多个直线凹槽构成的正面 凹槽50;由相对于中心轴线18 (平行于中心轴线18的直线)倾斜给定倾 斜角的多个圆形凹槽构成的正面凹槽36;由相对于中心轴线18 (平行于中 心轴线18的直线)倾斜给定倾斜角的多个直线倾斜凹槽构成的正面凹槽 60;如图64所示由沿相互垂直的两个直径方向延伸的多个直线凹槽构成的 正面凹槽102;如图65所示具有由环形凹槽构成的正面凹槽16(36)和由 直线凹槽构成的正面凹槽50 (60)的正面凹槽104;如图66所示弯曲以1更 沿Z字形延伸的正面凹槽106;以及如图67所示的从中心轴线18放射状 延伸的正面凹槽108。如从前面的说明可理解的，图3、 4、 10-15、 21-26、 30-35、 41-44以 及48-53中所示的各个实施例包括本发明的权利要求9限定的结构，并且 将解决选自如上文相对于本实施例提到的现有技术中的问题的(问题2) 和(问题4)。[实施例E接下来参照图68-70，其示出根据如权利要求11、 12和13中的任何一 个限定的本发明的另一实施例构造的抛光垫IIO、 112。更具体地，每个抛光垫110、 112由总体上具有恒定的厚度尺寸T的 薄盘形垫基板12构成。垫基板12有利地由刚性发泡或不发泡合成树脂材 料、刚性橡胶材料、纺织材料、无机材料或其它可能的材料形成。在本实 施例中，垫基板12例如由发泡聚氨脂形成。垫厚度尺寸没有被具体限制， 并且可不仅根据垫基fel 12的材料而且根据被抛光的晶片的材料、所要求的
抛光精度等合适地选择。更具体地说明，在构成抛光垫110、 112的垫基仗12的正面14上，形 成由围绕中心轴线18形成且在正面14内开口的多个圆形凹槽构成的正面 凹槽36。在此实施例中，如图68所示，正面凹槽36由多个圆形凹槽36、 36、 36...构成，每个圆形凹槽围绕中心轴线18延伸且具有彼此不同的曲率半径。在本实施例中，正面凹槽36形成为相对于垫M的中心轴线18倾斜 给定角的倾斜凹槽。更具体地，每个正面凹槽36的内周面40 (下文被称 为"正面内侧壁面，，)和每个正面凹槽的36的外周面42 (下文4皮称为"正 面外侧壁表面")均制成为相对于中心轴线18倾斜给定角度cxt的斜面。 简而言之，在本实施例的正面凹槽36中，正面内侧壁面40和正面外侧壁 面42是相互平行的面，并且正面凹槽36不仅沿其周向而且沿其深度方向 在整个正面凹槽36上具有基本恒定的宽度尺寸Bt。在如图69所示的抛光 垫IIO内，正面凹槽36—朝向其开口一朝外径侧逐渐远离中心轴线18以 沿垫基板12的直径方向斜向外开口。在如图70所示的抛光垫112内，正 面凹槽36—朝向其开口 一逐渐接近中心轴线18以沿垫基板12的直径方向 斜向内开口。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择正面凹槽36的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，正面凹槽36的值例如凹槽宽度Bt，深度Dt、 径向节距Pt以及倾斜角oct可落在以下的范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm^Bt舀3.0mm 0.1mm^Dt^2.0mm O.lmm^Pt^lO.Omm -30° S at^30。
更优选地，该值可落在以下范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽0.005mm舀Bt^2.0mm(更优选地，0.005mm舀Bt舀1.0mm) 0.1mm^Dt^l.0mm 0.2mm^Pt^2.0mm -30° ^ ctt舀-100 或10。舀at^30。 即，如果正面凹槽36的凹槽宽度Bt过小，则正面凹槽36易于被抛光 残渣等阻塞，从而不容易获得一致的效果。另一方面，如果正面凹槽36 的凹槽宽度Bt过大，则正面凹槽36导致抛光垫110、 112的弹性过大。另 外，正面凹槽36的边缘部分(开口边缘)相对于晶片的接触压力将增大， 容易在抛光期间咬入工件，使得难以实现一致的抛光。如果正面凹槽36的凹槽深度Dt过小，则抛光垫110、 112的正面14 的刚性将大得以至于不能在正面14上有效地发挥抛光垫110、 112的弹性， 从而难以进^f亍精确的抛光。另一方面，如果正面凹槽36的凹槽深度Dt过 大，则不仅抛光垫IIO、 112将难以制造，并且抛光垫IIO、 112的正面14 将易于变形，并且存在粘滑的危险，从而抛光易于不一致。如果正面凹槽36的径向节距Pt过小，则抛光垫难以制造，并且抛光 垫IIO、 112的正面14易于变形或者被损坏，使得难以实现一致的抛光。 如果另一方面正面凹槽36的径向节距Pt过大，则会导致抛光精度和抛光 效率变差。如果正面内侧和外侧壁面40、 42的倾斜角oct过小，则抛光垫110、 112难以具有足够的弹性，导致垫可能发生故障。另一方面，如果正面内 侧壁和外侧壁面40、 42的倾斜角at过大，则垫难以制造。另外，正面凹 槽36的侧壁部分的强度变低，导致抛光垫IIO、 112的不稳定的表面压力 分布或者不足的耐久性。另一方面，垫M 12的另一个表面即背面20具有围绕垫M 12的中
心轴线18沿周向延伸的并且在背面20内开口的背面凹槽22。在此实施例中，背面凹槽22由多个圆形凹槽22、 22、 22…构成，每 个圆形凹槽围绕中心轴线18作为其曲率中心延伸，但是具有彼此不同的曲 率半径。可通过综合考虑垫基板12的材料、厚度尺寸和外径尺寸以及被抛光的 晶片的材料、在晶片上沉积的喷镀金属的形状和材料、所要求的抛光精度 等，来选择背面凹槽22的各个尺寸的具体设计值，并且这些设计值没有被 具体限制。但是，优选地，背面凹槽22的值例如凹槽宽度Bb，深度Db 和径向节距Pb可落在以下的范围内。 [对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm ^ Bb〇3.0mm 0.1 mm ^ Db S 2.0mm 0.1mm^Pb^5，0mm 更优选地，该值可落在以下范围内。对于大致为圆形的周向凹槽
0.005mm^Bb舀2,0mm(更优选地，0.005mm^Bb^l.0mm) 0.1mm^Db^l.0mm 0.2mm^Pb芸2.0mm 即，如果背面凹槽22的凹槽宽度Bb和深度Db过小，则难以4吏抛光 垫110、 112具有足够的弹性，从而难以实现所要求的抛光精度。另一方面， 如果背面凹槽22的凹槽宽度Bb和深度Db过大，则每个抛光垫IIO、 112 的背面20将具有过大的弹性，导致抛光精度可能变差。如果背面凹槽22的径向节距Pb过小，则垫难以制造并且将易于损坏， 从而难以实现一致的抛光。如果另 一方面背面凹槽22的径向节距Pb过大， 则构成背面凹槽22的圆形凹槽22、 22、 22…的数量减小。因此，在每个 抛光垫110、 112的背面20上的弹性将根据抛光垫110、 112的径向位置改 变，这使得难以有效地进行均匀的抛光。
正面凹槽36和背面凹槽22的底面可具有多种形状，该形状包括曲面 和平坦面，但是并不局限于特定形状。在本实施例中，正面凹槽36和背面 凹槽22的底面是垂直于抛光垫110、 112的中心轴线18的平坦面。通过使 正面和背面凹槽36、 22的底面形成为平4于于抛光垫110、 112的表面，可 在正面和背面凹槽22的底壁部分之间有效地获得间隙，从而即使正面和背 面凹槽36、 22的有效深度很大仍可确保垫有非常好的刚性。此外，正面凹槽36的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db之和 (Dt+Db)小于垫基板12的厚度T。在本实施例中，厚度T将落下以下范 围内。0.5mm^T^10.0mm更优选地，该值将落在以下范围内。 l.Omm舀T ^ 3.0mm如上所述的具有正面14和背面20的抛光垫110、 112中的每一个均用 于以传统方式抛光晶片等。更具体地，如图69、 70所示，例如，抛光垫 110、 112设置在抛光设备的旋转板(支承板)24的支承面上，并且通过空 气负压吸引、双面粘接或其它装置压接在旋转板上。接下来，在抛光垫110、 112围绕其中心轴线18旋转时，晶片26紧靠正面14设置以便抛光。通常， 在此抛光过程期间，类似于传统方式，将研磨液体(浆)30提供到相对面 即抛光垫IIO、 112中的每一个的正面14和晶片26的加工面28上，同时 还使晶片26本身围绕其中心轴线旋转。浆30例如被从抛光垫110、 112 的中央部分附近提供到抛光垫110、 112各自的表面上，以便由于抛光垫 110、 112围绕中心轴线18旋转生成的离心力的作用而在抛光垫110、 112 的表面上散布。根据本实施例构造的抛光垫110、 112能够解决选自如上述所述的问题 的(问题l)和(问题4)。即，通过不仅在背面20上设置背面凹槽22而且在正面14上设置正面 凹槽36,可有效地提供抛光垫110、 112的弹性。另外，通过将正面凹槽 36形成为相对于中心轴线倾斜的倾斜凹槽，则可有效地获得由于在抛光垫 110、 112上形成凹槽而使该抛光垫具有弹性，使得确实可实现多种需要的性能。另夕卜，背面凹槽22是沿周向延伸的环形凹槽。这使得可有效地防止提 供到正面14上的浆30被沿垫的外周面引入背面20。此设置可防止发生例 如抛光垫IIO、 112离开旋转板24或者抛光垫110、 112在旋转板24上移 位的问题，从而可非常可靠地进行抛光处理。图3、 4、 10-15、 19、 20、 23-26、 28-33、 37-42、 46-53、 59， 60和63 中所示的实施例包括如本发明的权利要求11限定的结构，并且将具有如上 所述的本发明的优点。即，由于凹槽是倾斜的，所以通过将正面凹槽36形成为相对于中心轴 线倾斜的倾斜凹槽，则可有效地防止垫基板12由于施加在与待加工的物体 接触的接触面(加工面)上的负荷而沿一个方向发生剪切弹性变形。这4吏 得可支承待加工的物体例如晶片，该物体同时可被沿垂直于轴线的方向固 定地定位，从而可稳定地进行高精度的抛光。另外，正面凹槽36和背面凹槽22的值，例如凹槽宽度Bb、深度Db 和径向节距Pb设置在上述给定范围内。这可使抛光垫IIO、 U2具有足够 的弹性，同时在背面20和旋转板24之间确保足够的结合力，从而实现高 可靠性。此外，正面凹槽36的凹槽深度Dt和背面凹槽22的凹槽深度Db之和 (即(Dt+Db)的总值)小于垫a 12的厚度。这可使抛光垫110、 112 具有合适的弹性，同时保持足够的刚性，从而可有利地实现抛光精度。尽管上文仅为了例证作用详细说明了本发明的优选实施例，但是应理 解本发明并不局限于所示实施例的细节。例如，在图4-60所示的实施例即在实施例B、 C和D中，正面14上 形成的正面凹槽的凹槽宽度Bt、深度Dt、径向节距Pt和倾斜角oct可与背 面上形成的背面凹槽的凹槽宽度Bb、深度Db、径向节距Pb和倾斜角ocb 不同。更具体地，如图63所示，具有不同凹槽深度的正面凹槽36和背面 凹槽38可组合使用。此外，如图62所示，具有不同凹槽深度的正面凹槽 16和背面凹槽22可组合使用。此外，如图63所示，具有不同倾斜角的正 面凹槽16和背面凹槽22可组合使用。在如图5-15中所示的每个实施例即抛光垫的实施例B中，正面14上 形成的正面凹槽具有多种形状而不局限于所示实施例中示出的任何一种形 状。更具体地，适宜使用如图64所示的由沿两个正交的直径方向延伸的直 线凹槽构成的格子状的正面凹槽102，以及如图65所示的由沿周向延伸的 圆形凹槽和沿直线延伸的直线凹槽组合构成的正面凹槽104。在上述各个实施例中，正面凹槽16、 36、 50、 60以及背面凹槽22、 38的底面均形成为平行于正面14和背面20延伸的平坦面。如图71所示， 可使用曲面。
除了抛光硅晶片等之外，所示实施例中公开的抛光垫可优选地用于抛 光玻璃衬底。还应理解，本发明可具有本领域的那些技术人员可想到的多种其它的 改变、修改和改进，而不会背离本发明的如下文的权利要求限定的精神和 范围。
权利要求
1.一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使其背面结合在抛光设备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使其正面在加工对象例如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于以相同的横截面形状、相同的径向间距和相同数量在抛光垫的正面和背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个环形凹槽。
2. —种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使其背面结合在抛光设 备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使其正面在加工对象例 如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个环形凹槽， 同时在抛光垫的正面上形成相互平行的多个直线凹槽，这些直线凹槽至少 沿一个方向延伸。
3. —种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使其背面结合在抛光设 备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使其正面在加工对象例 如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上相隔预定的径向间距围绕抛光垫的中心轴线同心地 形成多个背面环形凹槽，同时在抛光垫的正面上相隔预定的径向间距围绕 抛光垫的中心轴线形成多个正面环形凹槽，使得沿径向方向在背面环形槽 或正面环形槽中的一种环形凹槽中的相邻环形凹槽之间设置正面环形凹槽 或背面环形凹槽中的另一种环形凹槽中的至少一个。
4. 根据权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，该正面环形凹槽和 背面环形凹槽以相同的径向间距形成，并且每个正面环形凹槽位于背面环 形凹槽的对应的相邻环形凹槽之间的沿径向方向的中央部分。
5. 根据权利要求4所述的抛光垫，其特征在于，该抛光垫具有根据 权利要求l所述的结构。
6. 根据权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，该背面环形凹槽以 小于正面环形凹槽的径向间距的预定径向间距形成。
7. 根据权利要求3-6中的任何一项所述的抛光垫，其特征在于，背 面环形凹槽和正面环形凹槽中的一种环形凹槽中的每一个的深度尺寸与沿 径向位于所述一种环形凹槽的相邻环形凹槽之间的另 一种环形凹槽中的每 一个的深度尺寸的总和大于该抛光垫的整个深度尺寸。
8. 根据权利要求3-6中的任何一项所述的抛光垫，其特征在于，每 个背面环形凹槽的深度尺寸与每个正面环形凹槽的深度尺寸的总和小于该 抛光塾的整个厚度尺寸。
9. 一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使其背面结合在抛光设 备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使其正面在加工对象例 如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个背面环形凹 槽，并且该多个背面环形凹槽中的每一个是具有基本恒定的横截面形状在 整个周长上沿周向延伸的倾斜凹槽，其中内周面或外周面以基本恒定的倾 斜角相对于中心轴线倾斜并且相互平行。
10. 根据权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，该抛光垫具有根据 权利要求1-8中的任何一项所述的结构。
11. 一种薄盘形的抛光垫，该抛光垫适于通过使其背面结合在抛光设 备的支承面上而安装在抛光设备上，并且适于通过使其正面在加工对象例 如半导体晶片上来进行抛光操作，该抛光垫的特征在于在抛光垫的背面上围绕抛光垫的中心轴线同心地形成多个环形凹槽， 而在抛光垫的正面上形成多个正面凹槽，每个正面凹槽是倾斜凹槽，该倾 斜凹槽的两个侧壁的内面基本相互平行地倾斜。
12. 根据权利要求11所述的抛光垫，其特征在于，该抛光垫具有根 据权利要求1-10中的任何一项所述的结构。
13. 根据权利要求1-12中的任何一项所述的抛光垫，其特征在于，在 抛光垫的背面上形成的多个环形凹槽中的每一个具有宽度尺寸B、深度尺 寸D和径向节距P，这些尺寸被如下地限定0.005mm^B^3.0mm <formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
提供了一种具有新颖结构的抛光垫，该抛光垫可应用于非常精确的各种抛光加工例如CMP法。在抛光垫的背面(20)上形成沿周向延伸的环形背面凹槽(22)。
文档编号B24B37/20GK101119829SQ20058004829
公开日2008年2月6日 申请日期2005年12月19日 优先权日2004年12月29日
发明者铃木辰俊 申请人:东邦工程株式会社;井上株式会社