專利名稱：拋光墊及其形成的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體晶片的拋光，并特別涉及一種方法用以連接晶片拋光墊的各部分以形成較大的組合墊，該墊是平面的并防止拋光流體的泄漏。
半導(dǎo)體晶片一般由單晶棒制造，例如硅晶棒，將其切成各個晶片。每個晶片要經(jīng)受許多工藝操作以便于集成電路裝置的裝配并改進其容量、性能和可靠性。一般，這些操作減小晶片的厚度、去掉由切片操作造成的損壞和形成平的和反射的表面。半導(dǎo)體晶片的化學(xué)—機械式拋光是一種晶片表面平面化的技術(shù)。其一般涉及用一拋光墊在溶液中摩擦一晶片以產(chǎn)生一極平的、高度反射的和無損傷的表面，其中所述溶液包含一種磨料和化學(xué)物，例如膠質(zhì)氧化硅和堿性蝕刻劑。
為了使半導(dǎo)體晶片的制備產(chǎn)量最高，用拋光機來同時拋光許多晶片。拋光機一般將15與30之間的晶片固定于夾頭中，各夾頭相對于旋轉(zhuǎn)的圓形轉(zhuǎn)臺或工作臺運動，轉(zhuǎn)臺上覆蓋一拋光墊。一連串拋光溶液或稀漿發(fā)放在墊的表面上同時墊緊壓住晶片。單面拋光機具有一個工作臺用以拋光晶片的一面，而雙面拋光機具有兩個工作臺以同時拋光晶片的上面和下面。工作臺一般用鑄鐵制成，而拋光墊一般用浸漬聚酯氈的聚氨酯制成，其厚度在1.5和2.0mm之間。拋光墊用粘合襯料粘附到工作臺表面上。工作臺和拋光墊必須是極平的以確保拋光的晶片也是極平的。在拋光的過程中，晶片夾頭和工作臺在一預(yù)定的時間內(nèi)相互相反方向旋轉(zhuǎn)，一般持續(xù)時間為50分鐘。
具有較大尺寸的工作臺的拋光機能夠拋光較大數(shù)量的晶片，從而相對于較小的工作臺提高產(chǎn)量。硅片制造廠采用具有直徑如2000mm那樣大的工作臺的拋光機。然而，拋光墊制造廠一般不生產(chǎn)直徑大于約1500mm的圓形墊，也不生產(chǎn)大到足以由其切成2000mm直徑的圓的矩形墊。因此，必須將較小的部分拋光墊連接在一起以形成較大尺寸的組合墊。一般，將兩半圓形的墊在沿一直徑上的接縫處連接起來以形成圓形的組合墊。
不幸的是，各部分墊連接在一起的接縫產(chǎn)生泄漏。拋光稀漿可以通過未完全密封的接縫處的縫隙進入墊與工作臺接觸的下面。稀漿的濕度導(dǎo)致工作臺表面迅速氧化。形成鐵銹并污染稀漿，經(jīng)常在稀漿中擴散而通過接縫回到墊的前面，在那里鐵銹降低墊的壽命并造成晶片上的鐵污染，其顯著地降低晶片表面的質(zhì)量。
一個可能的解決方案是用粘合涂料如噴涂的密封劑密封接縫，以便防止稀漿通過縫隙并接觸工作臺。密封劑對拋光墊附加上外來材料，其不是均勻分布的，形成局部隆起和不規(guī)則的墊柔性區(qū)域而降低墊的有效平面度和隨后降低用該墊拋光的晶片的平面度。因此用粘合涂料密封接縫是個不適當(dāng)?shù)慕夥ā?

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的若干目的和特征當(dāng)中可以指出的是，提供一種方法用于將各拋光墊連接在一起以形成拋光機用的較大的墊，該拋光機完成硅片的化學(xué)—機械式拋光；提供這樣一種方法，其形成沿整個墊是均勻平坦的拋光墊；提供這樣一種方法，其形成一拋光墊而不用粘合涂料；提供這樣一種方法，其防止晶片受鐵的污染；提供至少由兩鄰接的拋光墊形成的一個拋光墊用于覆蓋拋光機的較大的工作臺；以及提供這樣一種方法和拋光墊，它們是經(jīng)濟的。
概括地說，本發(fā)明的方法用于將第一拋光墊與第二拋光墊連接在一起以形成拋光機用的較大的墊，該拋光機完成硅片的化學(xué)—機械式拋光，該方法包括將第一拋光墊放在一表面上并將第二墊放在該表面上使第二墊的一部分蓋在第一墊的一部分上面，形成一搭接區(qū)域。將第一和第二墊在搭接區(qū)域內(nèi)切穿以形成第一墊上的第一切邊和第二墊上的第二切邊。第一和第二切邊的形狀是互補的。使第一切邊與第二切邊接合，并在第一和第二切邊處將第一墊連接于第二墊。
在另一方面，本發(fā)明用于覆蓋對硅片完成化學(xué)—機械式拋光的拋光機的工作臺之組合拋光墊由至少兩個鄰接的拋光墊形成。組合墊包括由拋光材料構(gòu)成的第一墊和第二墊，其中第一墊是平面的并具有至少一個斜切的邊緣并沿該邊緣的全長傾斜一大體上不變的角度，第二墊是平面的并具有至少一個斜切的邊緣并沿該邊緣的全長傾斜一大體上不變的角度。第二墊的斜切邊緣的角度以互補的方式匹配第一墊的斜切邊緣的角度，兩斜切的邊緣在總體上面對面接合并在一接縫處連接在一起。組合墊的一表面連續(xù)通過接縫。
本發(fā)明的其他目的和特征由下文將更為清楚并部分地指出。
附圖簡述

圖1為本發(fā)明的組合拋光墊的平面圖，用于覆蓋對硅片完成化學(xué)—機械式拋光的拋光機之工作臺。
圖2為本發(fā)明的方法中的總形狀為半圓形的第一部分墊的平面圖，用于與一第二墊連接。
圖3為一搭接切成第一和第二墊的局部視圖。
各附圖中相同的標(biāo)號表示相同的部分。
優(yōu)選實施例詳述現(xiàn)在參照附圖，特別是圖1，總體用10表示由兩個鄰接的部分墊形成的組合墊用以覆蓋對硅片完成化學(xué)一機械式拋光的拋光機之工作臺。該拋光墊10是平面的并且大體上成形為圓環(huán)12的形式，在其覆蓋工作臺時與工作臺(未示出)的形狀合適地對齊。墊10的外徑14接近工作臺的外徑，并且墊的內(nèi)徑16接近工作臺的內(nèi)徑。當(dāng)在存在拋光流體的情況下墊10摩擦晶片時其拋光硅片，一般與此同時工作臺和晶片相互沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。
墊10是一組合墊，由在一接縫18處連接第一部分墊20和第二部分墊22形成。在該優(yōu)選的實施方案中，將第一和第二部分墊20、22在基本上沿圓環(huán)12的直徑28定位的接縫18處連接起業(yè)。然而，可以設(shè)想該組合墊10可以由任何數(shù)目任何形狀的部分墊形成以便形成接近工作臺形狀的一個組合墊。在該優(yōu)選的實施方案中，各部分墊均由拋光材料構(gòu)成，例如浸漬聚酯氈的聚氨酯，其厚度在1.5和2.0mm之間。一般，各墊的下面涂有粘合襯料，其上覆蓋一覆蓋物例如玻璃狀紙，去掉覆蓋物就露出粘合劑。
部分墊20、22具有半圓環(huán)24的總形狀，如圖2中所示，其具有通過直徑28延伸的較窄的帶條26，限定半圓形狀的一端。如果部分墊20、22設(shè)置成圖2中所示的矩形形狀30或其他的非半圓形狀，則將墊用刀或銳利的工具切成要求的半圓形狀24。實踐中，已發(fā)現(xiàn)墊10的初始尺寸稍大于工作臺的是有利的。對于2000mm直徑的墊，帶條26超過半圓24的直徑28延伸約40mm，半圓24的外徑32比工作臺直徑大約25mm，并且半圓的內(nèi)徑34比工作臺的內(nèi)徑小約6mm。
部分墊20、22在接縫18處的連接是本發(fā)明用于將各部分墊連接在一起以形成較大的組合墊10的方法中的關(guān)鍵部分。該方法從將第一部分墊放在工作臺的一表面上開始。將第一墊細(xì)心地定位在工作臺上以使墊20的半圓24與工作臺的圓對齊。將第一墊20通過以下方法固定于工作臺，即通過逐步抬起墊的各小部分，去掉一部分玻璃狀紙以露出粘合劑，并將墊的該部分放到工作臺上同時細(xì)心地避免墊與工作臺之間的縫隙或氣泡。在采用一輥子或用手將該墊慢慢地緊壓在工作臺上以后第一墊20就粘合于工作臺。不壓第一墊20的超過直徑28延伸并限定半圓24的端部的小帶條26，以便該帶條不粘合于工作臺。第二墊22放在工作臺的表面上，與工作臺對齊并按照圖1所示定位以使第二墊的一部分蓋在第一墊20的一部分上面，形成一搭接區(qū)域36。在該實施例中，對于2000mm直徑的墊10將墊20、22的尺寸確定成和定位成使搭接區(qū)域36的寬度在50和80mm之間。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以設(shè)想其他尺寸的搭接區(qū)域。細(xì)心地去掉覆蓋第二墊22的粘合襯料的玻璃狀紙，露出粘合劑以便在用如第一墊20同樣的方式將該墊緊壓在工作臺上以后使第二墊粘合于工作臺。不壓第二墊22在搭接區(qū)域36的那部分，以便該部分不粘合于工作臺。墊20、22的內(nèi)外圓周修整成與工作臺的內(nèi)外圓周相一致。
用銳利的刀或其他切削工具將第一和第二墊20、22在搭接區(qū)域36內(nèi)切開。切割步驟大體上在一直線上沿圓環(huán)12的直徑28并且相對于工作臺表面成一不變的傾斜角38來進行。形成第一切割線40，其沿搭接的墊20、22的一半延伸如圖1中所示，并且形成第二切割線42，其與第一切割線對齊并沿各墊的另一半延伸。一般使用一直尺或?qū)蚬ぞ邅韼椭篌w上切割直線。各切割線40、42將第一墊20的一片和同時將第二墊22的一片切離留下的各墊尺寸，各切去的片接近等于在通過切割的搭接區(qū)域36內(nèi)的帶條26。一般，對于2000mm直徑的墊切去的各片的寬度在25和38mm之間。
切割各墊的步驟在第一墊20上形成第一切邊44而在第二墊22上形成第二切邊46。在切割過程中切削工具相對于表面保持大體上不變的傾斜角38，從而在切割的全長以不變的角度38形成第一切邊44和第二切邊46。如圖3中所示，第一和第二切邊44、46的形狀是互補的，因為各切邊是由同一切割操作形成的，并且各切邊在總體上是相互對齊的。在該優(yōu)選的實施方案中，傾斜角38相對于墊10的平面在45°和60°之間以形成斜切的邊緣44和46。
傾斜角38的方位選擇性地選成使邊緣44、46離開墊10上拋光流體的前進方向48傾斜。工作臺和墊沿第一方向(例如順時針方向)旋轉(zhuǎn)，而晶片夾頭和拋光流體一起沿第二方向(例如反時針方向)旋轉(zhuǎn)，其與第一方向相反。切割的步驟是在刀具沿第一方向傾斜切割時完成的(即一切邊從墊的前面的拋光面50大體上沿第一方向向工作臺延伸。)第一和第二切邊44、46離開拋光流體的預(yù)期前進方向48傾斜以便防止流體在第一與第二切邊之間通過。因此，第一和第二切邊40、42在相互相反的方向形成。
切開以后，去掉各切去的片，并使切邊44、46接合。將第一和第二墊20、22緊壓在工作臺的表面上，同時將第一和第二切邊44、46壓在一起，并待一定時間。在該優(yōu)選的實施方案中，通過施加至少約1500dN的力將墊20、22壓住一到兩小時的時間以便緊緊地使第一墊粘合于第二墊。以這種方式一個墊的聚氨酯和聚酯自然地與另一墊的同樣材料粘合在一起。對于雙面拋光機，將墊20、22壓在一起的步驟一般通過操作拋光機使上工作臺緊壓在下工作臺上來實現(xiàn)。對于單面拋光機，將墊20、22丈夫在一起的步驟可以通過將一拋光塊或其他工具緊壓在墊和工作臺上來完成。
實際上，由這種方法形成的接縫18在組合墊10上是看不見的。組合墊10沒有任何涂敷的粘合材料，并且該墊是密封的從而防止了拋光流體和鐵銹通過切邊。墊10具有連續(xù)通過接縫的拋光表面50，該表面是均勻平坦的并可以將晶片拋光到高的表面質(zhì)量和極高的平面度。
對于雙面拋光機，將該方法完成至少一次以形成覆蓋下工作臺的拋光墊10，并且再重復(fù)至少一次以形成覆蓋上工作臺的拋光墊10，從而形成兩工作臺的墊。對于上工作臺，部分墊20、22放在下工作臺上使粘合面向上。剝?nèi)ゲＡ罴埍Ｗo襯料以后，降下上工作臺直到部分墊20、22粘合于上工作臺為止。類似于對工作臺的方法進行切割，但沿大體上向上的方向進行切割。
根據(jù)以上所述，應(yīng)該看出達(dá)到了本發(fā)明的若干目的并獲得了其他一些有利的結(jié)果。
由于在以上所述內(nèi)容中可以做出各種改變而并不偏離本發(fā)明的范圍，以上描述中包括的和附圖中所示的全部內(nèi)容之意圖應(yīng)該理解為是示例性的而無限定的意思。
權(quán)利要求
1.用于將第一拋光墊與第二拋光墊連接在一起以形成拋光機用的較大的墊之方法，該拋光機完成硅片的化學(xué)—機械式拋光，該方法包括將第一拋光墊放在一表面上；將第二墊放在該表面上使第二墊的一部分蓋在第一墊的一部分上面，形成一搭接區(qū)域；在搭接區(qū)域內(nèi)切穿第一和第二墊以形成第一墊上的第一切邊和第二墊上的第二切邊，第一和第二切邊的形狀是互補的；使第一和第二切邊接合；以及將第一墊在第一和第二切邊處連接于第二墊。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用一切削工具完成切割步驟，該切割工具在切割過程中相對于表面保持一大體上不變的傾斜角，從而對切割的全長以不變的角度形成第一切邊和第二切邊。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以傾斜角為銳角來完成切割步驟，沿大體上與第二方向相反的第一方向進行切割，該第二方向為在拋光機操作過程中期望拋光流體在表面上流動的方向，從而使第一和第二切邊離開第二方向傾斜以便防止拋光流體在第一和第二切邊之間通過。
4.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，傾斜角相對于表面在45°與60°之間。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將第一和第二墊緊壓在表面上一定時間的步驟以使第一墊上的第一切邊與第二墊上的互補的第二切邊粘合成平面的形式而不用任何涂敷的襯料，從而將兩墊連接在一起。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，緊壓的步驟是在施加至少約1500dN的力待至少約一小時的時間時完成的。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將該方法完成至少一次以形成覆蓋雙面拋光機的下表面的拋光墊，并且再重復(fù)至少一次以形成覆蓋拋光機的上表面的拋光墊，從而形成拋光機的兩表面用的墊。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，放置第一拋光墊的步驟包括將第一墊連接于表面，并且放置第二拋光墊的步驟包括將第二墊總體上鄰接于第一墊連接于該表面。
9.覆蓋對硅片完成化學(xué)—機械式拋光的拋光機的工作臺之組合拋光墊，該組合墊由至少兩個鄰接的拋光墊形成，該組合墊包括由拋光材料構(gòu)成的第一墊，該第一墊是平面的并具有至少一個斜切的邊緣并沿該邊緣的全長傾斜一大體上不變的角度；以及由拋光材料構(gòu)成的第二墊，該第二墊是平面的并具有至少一個斜切的邊緣并沿該邊緣的全長傾斜一大體上不變的角度，該角度互補于第一墊的斜切邊緣的角度；兩斜切的邊緣在總體上面對面接合并在一接縫處連接在一起，組合墊的一表面連續(xù)通過接縫。
10.按照權(quán)利要求9所述的拋光墊，其特征在于各斜切的邊緣粘合在一起而其接縫沒有任何涂敷的粘合材料。
11.按照權(quán)利要求9所述的拋光墊，其特征在于各斜切的邊緣是相互對齊的。
12.按照權(quán)利要求9所述的拋光墊，其特征在于，所述第一墊和第二墊總體上成形為圓環(huán)形狀，所述接縫基本上位于圓的一直徑上。
13.按照權(quán)利要求9所述的拋光墊，其特征在于所述第一墊和第二墊由聚氨酯和聚酯制成。
全文摘要
用于將第一拋光墊(20)與第二拋光墊(22)連接在一起以形成拋光機用的較大的墊(10)之方法,該拋光機完成硅片的化學(xué)－機械式拋光。該方法包括將第一拋光墊(20)放在一表面上并將第二墊(22)放在該表面上使第二墊(22)的一部分蓋在第一墊(20)的一部分上面,形成一搭接區(qū)域(36)。將第一和第二墊(20、22)在搭接區(qū)域內(nèi)切穿以形成第一墊(20)上的第一切邊(44)和第二墊(22)上的第二切邊(46),第一和第二切邊(44、46)的形狀是互補的。使第一和第二切邊(44、46)接合,并將第一墊(20)在第一和第二切邊(44、46)處連接于第二墊(22)。
文檔編號B24B37/00GK1341049SQ00803969
公開日2002年3月20日 申請日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月18日
發(fā)明者國強·D·張, 拉爾夫·V·沃格爾格桑, 格雷戈里·波茨, 亨利·F·?？?申請人:Memc電子材料有限公司