專利名稱：包含透射區(qū)域的拋光墊的制作方法
包含透射區(qū)域的拋光墊背景技術(shù)
化學(xué)-機械拋光(“CMP”)工藝用于制造微電子器件以在半導(dǎo)體晶片、場發(fā)射顯示器及許多其它微電子基板上形成平坦表面。例如，半導(dǎo)體器件的制造一般包括形成各種工藝層、對這些層的部分進行選擇性移除或圖案化、及在半導(dǎo)體基板表面上方沉積額外的工藝層以形成半導(dǎo)體晶片。舉例來說，這些工藝層可包括絕緣層、柵極氧化物層、導(dǎo)電層、及金屬或玻璃的層等。在晶片工藝的一些步驟中通常期望工藝層的最上部表面為平面的(即平坦的)，以用于沉積后續(xù)的層。CMP用于工藝層的平坦化，其中，將沉積的材料(如導(dǎo)電材料或絕緣材料)拋光以使晶片平坦化而用于后續(xù)的工藝步驟。
在基板表面的拋光中，對拋光工藝進行原位監(jiān)測經(jīng)常是有利的。對拋光工藝進行原位監(jiān)測的一種方法涉及使用具有孔或窗的拋光墊。所述孔或窗提供了入口，通過所述入口，光線可穿過以允許在所述拋光工藝期間通過光學(xué)檢測系統(tǒng)檢查所述基板表面。具有孔或窗的拋光墊是已知的且已經(jīng)用來拋光基板如半導(dǎo)體器件。例如，美國專利6，171，181公開了包含具有半透明區(qū)域和不透明區(qū)域的一體成型模塑制品的拋光墊。通過可流動的聚合物型材料的固化形成所述半透明區(qū)域，所述可流動的聚合物型材料最初是半透明的，使得一部分所述聚合物型材料在固化后保持其透明性。所述可流動的聚合物型材料區(qū)域的快速冷卻導(dǎo)致所述區(qū)域的固化，從而使得在所述區(qū)域中的所述材料的結(jié)晶最少化并提供無定形半透明區(qū)域。美國專利6，840，843公開了包含半透明區(qū)域的拋光墊，其中通過如下制備所述半透明區(qū)域:對多孔聚合物型拋光墊基板的區(qū)域進行壓制，從而提供所述半透明區(qū)域。
然而，所述孔或窗經(jīng)常具有不同于所述拋光墊其余部分的性能，例如孔隙率、硬度、耐磨性等。這些性能差異經(jīng)常導(dǎo)致基板的非均勻拋光。另外，孔或窗已典型地被設(shè)計成允許光線對目標基板和檢測器的最大透過。該事實沒有考慮到不同的基板和不同的檢測器可能需要用于最優(yōu)終端檢測的光的不同品 質(zhì)或數(shù)量。因此，本領(lǐng)域仍然需要改善的具有光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了包含光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊，其中，所述拋光墊包含:(a)包含第一區(qū)域和第二區(qū)域的拋光墊主體(本體，body)，其中所述第一區(qū)域是不透明的，其中所述第二區(qū)域是光學(xué)透射的，其中所述第二區(qū)域具有形成于其中的至少一個凹坑，以及(b)整合到所述至少一個凹坑中的至少一個半透明嵌入物，其中所述拋光墊主體包含第一多孔材料和所述至少一個半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。
本發(fā)明還提供了具有光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊的制備方法，包括以下步驟:(a)提供拋光墊主體，其中所述拋光墊主體包含第一多孔材料，(b)在所述拋光墊主體的至少一部分的拋光墊主體內(nèi)形成至少一個凹坑，(C)提供至少一個半透明嵌入物，其中所述半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料，和(d)將所述至少一個半透明嵌入物附著至所述凹坑以提供具有至少一個光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的拋光墊的橫截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的拋光墊的橫截面圖。圖3A-3C描繪了根據(jù)本發(fā)明一些實施方式的半透明窗的代表性表面紋理。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式的拋光墊的橫截面圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式的拋光墊的橫截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了包含光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊。所述拋光墊包含:(a)拋光墊主體，所述拋光墊主體包含第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域是不透明的，其中所述第二區(qū)域是光學(xué)透射的，其中所述第二區(qū)域具有·形成于其中的至少一個凹坑，以及(b)整合到所述至少一個凹坑中的至少一個半透明嵌入物，其中所述拋光墊主體包含第一多孔材料和所述至少一個半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。所述拋光墊可具有任何適當?shù)某叽?。典型地，所述拋光墊是圓形形狀的(其用于旋轉(zhuǎn)拋光工具中)或者制造成環(huán)狀線形帶(其用于線形拋光工具)。優(yōu)選地，拋光墊是圓形的。所述拋光墊主體可包含任何適當?shù)牟牧?。期望地，所述拋光墊主體包含聚合物樹月旨。所述聚合物樹脂可為任何適當?shù)木酆衔飿渲５湫偷?，所述聚合物樹脂選自熱塑性彈性體、熱固性聚合物、聚氨酯(例如熱塑性聚氨酯)、聚烯烴(例如熱塑性聚烯烴)、聚碳酸酯、水溶性聚合物如聚氧化乙烯、二醇、聚(乙烯醇)、可生物降解的聚合物如聚(乳酸)、聚(羥基丁酸酯)、可通過UV或Y輻射交聯(lián)的聚合物、聚硅酮、聚硅氧烷、聚乙烯醇、尼龍、彈性體橡膠、彈性體聚乙烯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚芳酰胺、聚亞芳基、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、它們的共聚物、以及它們的混合物。優(yōu)選地，所述聚合物樹脂是聚氨酯，更優(yōu)選是熱塑性聚氨酯。所述拋光墊主體可使用任何合適技術(shù)進行生產(chǎn)，其中的許多是本領(lǐng)域已知的。例如，可通過諸如鑄造和擠出的方法形成所述拋光墊主體。所述聚合物樹脂可為熱塑性材料，將其加熱至其發(fā)生流動的溫度并然后通過鑄造或擠出而成形為期望的形狀。所述聚合物樹脂可通過其天然構(gòu)造而提供多孔結(jié)構(gòu)。在其它實施方式中，可通過使用本領(lǐng)域已知的不同生產(chǎn)技術(shù)(如發(fā)泡、吹制等)來引入多孔結(jié)構(gòu)。提供包含閉孔氣孔(pore)的多孔結(jié)構(gòu)的代表性方法包括發(fā)泡法如超臨界流體(SCF)法、相轉(zhuǎn)化法、旋節(jié)線或雙模態(tài)分解法、或者壓縮氣體注入法，所有的這些是本領(lǐng)域公知的。提供包含開孔氣孔的多孔結(jié)構(gòu)的代表性方法包括對熱塑性聚合物如聚氨酯的顆粒進行燒結(jié)以提供開孔多孔結(jié)構(gòu)。所述墊包含含有第一區(qū)域和第二區(qū)域的主體，其中所述第一區(qū)域是不透明的，和其中所述第二區(qū)域是光學(xué)透射的。所述拋光墊主體的第一區(qū)域是多孔的且具有第一空隙體積。所述第一空隙體積是非零的且可為任何合適的非零空隙體積。例如，所述第一空隙體積可為5%或更大(例如10%或更大、或20%或更大、或30%或更大、或40%或更大)?？蛇x擇地，或者另外地，所述第一空隙體積可為70%或更小(例如，60%或更小、或50%或更小、或45%或更小、或40%或更小)。所述第一空隙體積可通過前述空隙體積的任意兩個進行界定。因此，舉例來說，所述第一空隙體積可為20%-70%、或20%-60%、或20%-50%、或25%_70%、或 25%-60%、或 25%-50%。
所述拋光墊主體的第一區(qū)域可具有任何適當?shù)钠骄讖?。例如，所述拋光墊主體的第一區(qū)域可具有500 μ m或更小的平均孔徑(例如，300 μ m或更小、或200 μ m或更小)。在一個優(yōu)選實施方式中，所述拋光墊主體的第一區(qū)域具有50 μ m或更小的平均孔徑(例如，40 μ m或更小、或30 μ m或更小)。在另一優(yōu)選實施方式中，所述拋光墊主體的第一區(qū)域具有 I μ m-20 μ m 的平均孔徑(例如，I μ m_15 μ m、或 I μ m_10 μ m)。
典型地，所述拋光墊主體的第一區(qū)域主要包含閉孔(即，氣孔)；然而，所述拋光墊主體的第一區(qū)域還可以包含開孔。優(yōu)選地，基于總空隙體積，所述拋光墊主體的第一區(qū)域包含5%或更多(例如，10%或更多)的閉孔。更優(yōu)選地，基于總空隙體積，所述拋光墊主體的第一區(qū)域包含20%或更多(例如，30%或更多，40%或更多，或50%或更多)的閉孔。
所述拋光墊主體的第二區(qū)域可為多孔的、基本上無孔的，或者完全無孔的。所述拋光墊主體的第二區(qū)域典型地具有小于所述拋光墊主體的第一區(qū)域的空隙體積的空隙體積。
所述拋光墊主體的第一區(qū)域是基本不透明或完全不透明的。在一個實施方式中，基本不透明或完全不透明的所述拋光墊主體的一部分被壓縮以形成所述拋光墊主體的光學(xué)透射的第二區(qū)域。這里所使用的術(shù)語“光學(xué)透射”是指使接觸所述拋光墊表面的至少一部分光透射的能力，而且，其可用來描述輕微、部分、基本上、以及完全半透明或透明的材料。所述拋光墊主體的至少一個第二區(qū)域優(yōu)選至少對具有390-3500nm波長的光、更優(yōu)選可見光、且最優(yōu)選來自激光光源(特別是用于與拋光墊一起使用的拋光設(shè)備中的激光光源)的可見光是光學(xué)透射的。
不希望受限于任何具體理論，認為在所述拋光墊主體中的孔(氣孔)導(dǎo)致穿過所述多孔結(jié)構(gòu)體的光發(fā)生散射，從而降低了所述拋光墊主體的半透明度或者使得所述拋光墊主體不透明。認為光散射程度是平均孔徑和平均孔體積的函數(shù)。還認為通過降低所述拋光墊主體在所壓縮區(qū)域中的孔隙率，所述拋光墊主體的壓縮降低了所述孔的光散射效應(yīng)。結(jié)果，與未壓縮的所述拋光墊主體(即所述拋光墊主體的第一區(qū)域)相比，所述壓縮區(qū)域(即所述拋光墊主體的第二區(qū)域)具有增大的光透射率(即降低的光散射程度和增大的半透明度)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，以該方式提供的半透明度至少部分地取決于所述多孔聚合物結(jié)構(gòu)體被壓縮至的程度(即所述多孔聚合物結(jié)構(gòu)體的孔隙率被降低至的程度)。例如，所述拋光墊主體可被壓縮為壓縮之前其厚度(即所述拋光墊主體的非壓縮厚度)的 10-50% (例如，20-40%)。
可以本領(lǐng)域已知的任何適當方式進行所述拋光墊主體的壓縮以形成至少一個凹坑。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，最有效的壓縮技術(shù)至少部分地取決于在所述拋光墊主體制造中所使用的具體聚合物。例如，可通過使用RF焊接技術(shù)、通過使用壓光輥、或者通過使用本領(lǐng)域已知的不同壓制機構(gòu)如印壓機、模壓機等來壓縮所述拋光墊主體。此外，加熱可以單獨使用或與其它壓縮技術(shù)一起使用，以獲得壓縮結(jié)構(gòu)體。例如，可將所述拋光墊主體加熱至接近、符合或超過其軟化或熔融溫度的溫度，加熱時間足以允許所述拋光墊主體的第二區(qū)域的孔在所述拋光墊主體構(gòu)造中所用聚合物的重量下發(fā)生坍塌?；蛘撸稍谑褂昧硪粔嚎s技術(shù)來壓縮所述拋光墊主體之前、期間或之后對所述拋光墊主體施加熱量。例如，RF焊接法可使用與兆赫區(qū)域中的射頻能量的施加相結(jié)合的模具，從而導(dǎo)致與所述模具接觸的拋光墊主體的加熱，以導(dǎo)致所述拋光墊主體的區(qū)域的壓縮。在另一實例中，可使用加熱壓機或加熱輥壓縮所述拋光墊主體，以壓縮所述拋光墊主體的區(qū)域。當將加熱與另一壓縮技術(shù)一起使用來壓縮所述拋光墊主體時，優(yōu)選將所述拋光墊主體加熱至接近、符合或超過所述拋光墊主體的軟化或熔融溫度的溫度。
在另一實施方式中，所述拋光墊主體的所述第二區(qū)域具有至少一個凹坑，其中所述至少一個凹坑在所述拋光墊主體的一個面(即一個表面)中形成?？赏ㄟ^使用任何適當方式(例如借助于拔根工具(rooter tool)),從所述墊的面除去墊材料來形成所述凹坑或凹坑區(qū)域。在一個實施方式中，通過安裝在計算機數(shù)控(CNC)刳刨機工作臺上的旋轉(zhuǎn)切割工具，從所述凹坑區(qū)域中除去材料。通過程序代碼控制切割的深度、凹坑的位置、切割工具的轉(zhuǎn)速和凹坑的平面度。在另一實施方式中，所述拋光墊主體的第二區(qū)域具有第一凹坑和第二凹坑，其中通過在所述拋光墊主體的相對的面上除去墊材料而形成所述第一和第二凹坑。
所述拋光墊包含至少一個整合到所述至少一個凹坑區(qū)域中的半透明嵌入物。所述半透明窗包含不同于在所述拋光墊主體制備中所使用的材料的多孔材料。所述半透明嵌入物可包含任何適當?shù)牟牧稀Ｆ谕?，所述半透明嵌入物包含聚合物樹脂。所述聚合物樹脂可為本文描述的用于所述拋光墊主體制備中的那些。優(yōu)選地，用于制備所述半透明嵌入物的所述聚合物樹脂是熱塑性聚合物。
圖1描述了本發(fā)明拋光墊的實施方式。嵌入物20整合到在所述拋光墊主體中的凹坑中，以形成透射區(qū)域。子墊30固定在拋光墊主體10的底面上。
可使用任何適當?shù)姆椒ㄖ苽渌霭胪该髑度胛铮绫疚拿枋龅挠脕碇苽渌鰭伖鈮|主體的方法中的任一種·。在優(yōu)選實施方式中，通過鑄造或擠出熱塑性聚合物樹脂(例如，熱塑性聚氨酯)、隨后進行壓縮氣體注入法來制備所述半透明嵌入物。例如，可擠出所述熱塑性聚合物樹脂以提供窗坯材料板，然后，使其在壓力室中經(jīng)受高壓二氧化碳，隨后加熱以導(dǎo)致所吸收的二氧化碳發(fā)生膨脹并使所述聚合物樹脂發(fā)泡。然后，將該嵌入物材料沖切成在所述拋光墊主體的面上的所述凹坑的最終形狀，并采用RF焊接整合到所述凹坑中。
所述半透明嵌入物具有非零的空隙體積。例如，所述半透明嵌入物的空隙體積可為1%或更大(例如，2%或更大、或3%或更大、或4%或更大、或5%或更大)?？蛇x擇地，或者另外地，所述半透明嵌入物的空隙體積可為25%或更小(例如，20%或更小、或15%或更小)。所述半透明嵌入物的空隙體積可通過前述空隙體積的任意兩個進行界定。因此，舉例來說，所述半透明嵌入物的空隙體積可為1%_25%、或1%-20%、或1%-15%、或1%-10%、或25%-60%、或25%-50%。
所述半透明嵌入物可具有任何適當?shù)钠骄讖?。例如，所述半透明嵌入物可包含具?0 μ m或更小(例如，40 μ m或更小、或30 μ m或更小)平均孔徑的孔。在優(yōu)選實施方式中，所述半透明嵌入物包含具有I U m-20 μ m(例如，I μ m_15 μ m、或I μ m-10 μ m)平均孔徑的孔。
典型地，所述半透明嵌入物主要包含閉孔(即，氣孔)；然而所述半透明嵌入物還可包含開孔。優(yōu)選地，基于總空隙體積，所述半透明嵌入物包含5%或更多(例如，10%或更多)的閉孔。更優(yōu)選地，基于總空隙體積，所述半透明嵌入物包含20%或更多(例如，30%或更多、40%或更多、或50%或更多)的閉孔。
可使用任何合適技術(shù)來將所述半透明嵌入物整合到所述至少一個凹坑中。合適技術(shù)的非限定性實例包括焊接技術(shù)和使用粘合劑。優(yōu)選地，通過使用焊接技術(shù)，更優(yōu)選地通過使用RF焊接或超聲波焊接，將所述半透明嵌入物整合到所述至少一個凹坑中。RF焊接涉及:對待焊接到所述拋光墊主體上的凹坑內(nèi)的半透明嵌入物進行定位，以及使用模具來指導(dǎo)所述焊接工藝。使兆赫級別的高頻波經(jīng)過所述材料，結(jié)果加熱所述各部分并且所述半透明嵌入物變得整合到所述凹坑中。超聲波焊接涉及使用高頻聲波來使包括凹坑中的半透明窗以及拋光墊主體的材料發(fā)生熔融，并從而導(dǎo)致所述材料流動到一起，使得所述半透明嵌入物變得整合到所述凹坑中。典型地，超聲波源是將高頻電信號轉(zhuǎn)化成千赫級別聲音的金屬發(fā)聲調(diào)諧裝置(例如，“喇叭”)，盡管可使用任何合適的超聲源。所述喇叭可為任何適當?shù)睦?，例如不銹鋼喇叭。那些喇叭可具有任何適當?shù)男螤罨驑?gòu)造，且優(yōu)選被機加工以具有與所述半透明嵌入物的形狀相似的形狀或甚至相同的形狀。在一些實施方式中，所述半透明嵌入物在所述拋光墊主體中的凹坑內(nèi)原位形成。在所述凹坑形成后，將所述半透明嵌入物的前體放置在所述凹坑中，并然后轉(zhuǎn)化為所述半透明嵌入物。例如，可將熱塑性聚氨酯顆粒放置于所述凹坑中，隨后加熱和/或壓縮例如使用RF焊接，以提供整合到所述凹坑中的燒結(jié)半透明嵌入物。在一些實施方式中，所述拋光墊包含整合到形成在所述拋光墊主體的相對的面中的凹坑內(nèi)的至少兩個半透明嵌入物，所述半透明嵌入物期望地彼此對準。在這些實施方式中，所述至少兩個半透明嵌入物可相·同或不同。所述至少兩個半透明嵌入物可包含相同或不同的聚合物樹脂。當所述至少兩個半透明嵌入物不同時，在所述拋光墊正面上的半透明嵌入物是多孔的，而與所述拋光墊正面相對的半透明嵌入物可為多孔的或者可為基本或甚至完全無孔的。圖2描述了包含兩個半透明嵌入物的本發(fā)明拋光墊的實施方式。半透明嵌入物20和40對準且整合到拋光墊主體10上的相對的凹坑中。子墊30固定在拋光墊主體10的底面上。在一些實施方式中，所述半透明嵌入物具有表面紋理。所述表面紋理促進了拋光組合物的橫向輸送，或者研磨劑顆粒穿過所述半透明窗的表面。可使用任何適當技術(shù)來提供所述表面紋理，其中一個實例是通過對所述半透明窗的表面進行壓紋。壓紋可提供如圖3A-3C中描繪的各種圖案。例如，可使用壓紋來產(chǎn)生如圖3A中描繪的酒窩(dimple)圖案、如圖3B中描繪的六邊形圖案、或如圖3C中描繪的反相(reversed)六邊形圖案。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可容易地想到其它合適的表面紋理圖案。可通過使用RF焊接工具，將表面紋理壓紋到所述半透明窗的表面中，所述RF焊接工具具有在用以將所述半透明窗整合到所述拋光墊主體內(nèi)的所述焊接工藝期間轉(zhuǎn)移至所述半透明窗表面的特征?；蛘?，可在整合到所述拋光墊主體之前，將表面紋理壓紋到所述半透明嵌入物的表面中。此外，在發(fā)泡半透明嵌入物的表面上的表面紋理的形成典型地導(dǎo)致了在所述半透明嵌入物內(nèi)的對應(yīng)于不同壓縮度的較高和較低的孔隙率區(qū)域的形成，其導(dǎo)致形成所述紋理圖案。所述半透明嵌入物的表面紋理可被設(shè)計以提供所需量的光透射。表面紋理的存在可導(dǎo)致入射的輻射束的更大光散射，因此，可選擇表面紋理的密度和類型以提供所需的光透射性能。此外，通過例如壓紋的所述半透明窗孔隙度的改變也可影響由孔導(dǎo)致的光散射。
所述半透明嵌入物任選地包含結(jié)合在所述半透明嵌入物中的可溶性顆粒。當存在所述可溶性顆粒時，其優(yōu)選分散遍及所述半透明嵌入物。在化學(xué)機械拋光期間，這樣的可溶性顆粒部分或完全溶于所述拋光組合物的液體載體中。典型地，所述可溶性顆粒是水溶性顆粒。例如，所述可溶性顆?？蔀槿魏魏线m的水溶性顆粒，例如選自如下材料的顆粒:糊精、環(huán)糊精、甘露醇、乳糖、羥丙基纖維素、甲基纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、無定形非交聯(lián)聚乙烯醇、無定形非交聯(lián)聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、水溶性感光樹脂、磺化聚異戊二烯、以及磺化聚異戊二烯共聚物。所述可溶性顆粒還可為水溶性無機顆粒，例如選自如下材料的顆粒:乙酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氯化鉀、溴化鉀、磷酸鉀、硝酸鎂、碳酸鈣和苯甲酸鈉。當所述可溶性顆粒溶解時，所述半透明窗可留下對應(yīng)于所述可溶性顆粒的尺寸的開孔。
在實施方式中，所述半透明嵌入物包含第一熱塑性聚合物和第二熱塑性聚合物，其中所述第一和第二熱塑性聚合物是不溶混的且在所述半透明嵌入物內(nèi)形成不同的相。所述半透明嵌入物的折射率取決于在其形成中所使用的所述熱塑性聚合物的折射率和它們的相對量，并可基于上述參數(shù)而改變。
所述半透明嵌入物可為任何適當?shù)男螤?、尺寸或結(jié)構(gòu)。例如，所述半透明嵌入物可具有圓形、橢圓形、長方形或正方形的形狀。當所述半透明嵌入物是橢圓或長方形形狀時，所述嵌入物典型地具有3cm-8cm的最大長度。當所述半透明嵌入物是圓形或正方形形狀時，所述半透明嵌入物典型地具有l(wèi)cm-4cm的直徑或?qū)挾?。所述半透明嵌入物典型地具?.lcm_5cm(例如，0.lcm_3cm、或 0.1 cm-1 cm)的厚度。
所述拋光墊可包含任何適當數(shù)量的半透明嵌入物。所述半透明嵌入物可布置在所述拋光墊主體的任何合適位置上。
在實施方式中，所述拋光墊進一步包含位于所述透射區(qū)域中的磨損指示器。所述磨損指示器合乎期望地對由拋光 設(shè)備產(chǎn)生的終點信號進行轉(zhuǎn)化以提供準備將所述拋光墊換為新拋光墊的通知。窗口磨損指示器典型地整合到所述墊的凹坑區(qū)域中，在所述凹坑區(qū)域和所述半透明嵌入物之間。適當?shù)哪p指示器的非限定性實例包括著色的熱塑性氨基甲酸酯(聚氨酯)層、偏振的熱塑性氨基甲酸酯層、包含熒光劑的熱塑性氨基甲酸酯層、具有獨特光透射性能的聚合物層、氧化層、包含熱致變色染料的聚合物、用來檢測窗漏洞的水分指示層、以及波長過濾層。圖4描繪了本發(fā)明拋光墊的實施方式，所述拋光墊包含整合到拋光墊主體10中的相對的半透明嵌入物20和40，其中磨損指示器50介于半透明嵌入物20和拋光墊10之間。子墊30固定在拋光墊10的底面上。
當所述拋光墊包含彼此相對放置且整合到形成在所述拋光墊主體的相對的面上的第一和第二凹坑中的兩個半透明嵌入物時，整合到所述拋光墊背面中的所述半透明嵌入物可與所述拋光墊的背面共平面、從所述拋光墊的背面凹進，或者，可延伸超出所述拋光墊的背面。延伸超出所述拋光墊的背面的半透明嵌入物描繪在圖5中。第一半透明嵌入物20整合到在拋光墊主體10的拋光表面上的第一凹坑中并與所述拋光表面共平面，而且，第二半透明嵌入物40整合到在所述拋光墊主體10的底面上的第二相對凹坑中并延伸超出拋光墊主體10的底面。在使用中，通過壓板(未示出)壓縮所述固定的子墊30允許所述壓板對所述第二半透明嵌入物40施加壓力。施加到所述第二半透明嵌入物40的壓力被傳遞至所述第一半透明嵌入物20，并且可有助于防止在第一半透明嵌入物20和正在拋光的基板之間形成氣囊。如圖1、2、4和5中所示，根據(jù)本發(fā)明的拋光墊可單獨使用或任選地可用作多層堆疊拋光墊的一層。例如，本發(fā)明的拋光墊可與子墊組合使用。所述子墊可為任何適當?shù)淖訅|。適當?shù)淖訅|包括聚氨酯泡沫體子墊、浸潰氈子墊、微孔聚氨酯子墊、或燒結(jié)氨基甲酸酯子墊。所述子墊典型地比本發(fā)明拋光墊軟且因此比所述拋光墊更可壓縮。在一些實施方式中，所述子墊是比所述拋光墊更硬和更不太可壓縮的。所述子墊包含用來露出所述拋光墊的透射區(qū)域的至少一個窗或孔。所述子墊任選地包含溝槽、通道、中空部分等。當本發(fā)明拋光墊與子墊組合使用時，典型地存在與所述拋光墊和所述子墊共延伸且位于它們之間的中間背襯層，例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。本發(fā)明的拋光墊具有拋光表面，所述拋光表面任選地進一步包含促進拋光組合物在拋光墊表面上的橫向輸送的溝槽、通道和/或穿孔。這樣的溝槽、通道或穿孔可具有任何適當?shù)膱D案，并可具有任何適當?shù)纳疃群蛯挾取Ｋ鰭伖鈮|可具有兩種或更多種不同的溝槽圖案。例如，可使用大溝槽和小溝槽的組合。所述溝槽可為傾斜溝槽、同心溝槽、螺旋形或圓形溝槽、XY交叉陰影線圖案的形式，且可在連通性上是連續(xù)或非連續(xù)的。優(yōu)選地，所述拋光墊具有至少包含通過標準墊修整方法產(chǎn)生的小溝槽的拋光表面。典型地，所述半透明窗未配置有用于所述拋光墊的相同溝槽、通道和/或穿孔。本發(fā)明進一步提供了拋光基板的方法，所述方法包括:(i)提供待拋光的基板，
(ii)使所述基板與包含本文所述的本發(fā)明拋光墊和拋光組合物的拋光體系接觸，和(iii)使用所述拋光體系磨除所述基板·的至少一部分以拋光所述基板。所述拋光組合物可為任何適當?shù)膾伖饨M合物。所述拋光組合物典型地包含含水載體、pH調(diào)節(jié)劑、以及任選的研磨劑。取決于正在拋光的工件類型，所述拋光組合物任選地可進一步包含氧化劑、有機酸、絡(luò)合劑、PH緩沖劑、表面活性劑、腐蝕抑制劑、消泡劑等。以下實施例進一步舉例說明本發(fā)明，但當然不應(yīng)解釋為以任何方式限制其范圍。實施例1該實施例證明了半透明嵌入物的紋理圖案對激光通過本發(fā)明拋光墊透射區(qū)域的透射百分數(shù)的影響。通過將多孔聚氨酯泡沫體拋光墊(D-200,Cabot Microelectronics, Aurora, IL)進行切割并使用刳刨工具在拋光表面?zhèn)壬闲纬砂伎觼碇苽錁悠贰Ｋ霭伎訛?0密耳深并形成為長方形(oblong)。所述拋光墊片材為53-56密耳厚。制備了具有55的Shore D硬度的熱塑性聚氨酯半透明嵌入物，在該半透明嵌入物的表面上形成有不同的紋理圖案。通過RF焊接法使用圖案化的鋁制工具形成所述紋理。通過對所述鋁制工具表面進行激光雕刻或通過化學(xué)蝕刻來形成所述圖案。通過Mold-TechInc.(Carol Stream, IL)制得所述工具圖案。然后，通過RF焊接,將所述半透明嵌入物整合到形成在所述拋光墊片材中的凹坑內(nèi)以形成用于測試的透射區(qū)域。將來自655nm激光源的激光引導(dǎo)通過每個正在測試的透射區(qū)域。使用型號1931-C的Newport光功率計(Newport Corporation, Irvine, CA)檢測透射的激光。所述測試的結(jié)果示于表I中。當描述紋理圖案時，給出了所述Mold-Tech工具的圖案編號作為參考。從所述數(shù)據(jù)可以看出，取決于選擇用于所述半透明嵌入物的圖案，可產(chǎn)生寬范圍的透射百分數(shù)數(shù)值。因此，可選擇不同的圖案化的嵌入物，和因此在拋光墊中形成不同的透射區(qū)域，以提供用以使得用于拋光應(yīng)用的終點檢測最優(yōu)化的最優(yōu)的透射百分數(shù)。
表I
權(quán)利要求
1.包含光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊，其中，所述拋光墊包含:(a)包含第一區(qū)域和第二區(qū)域的拋光墊主體，其中所述第一區(qū)域是不透明的，其中所述第二區(qū)域是光學(xué)透射的，其中所述第二區(qū)域具有形成于其中的至少一個凹坑，以及(b)整合到所述至少一個凹坑中的至少一個半透明嵌入物，其中所述拋光墊主體包含第一多孔材料和所述至少一個半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。
2.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述拋光墊主體包含第一熱塑性聚合物和所述至少一個半透明嵌入物包含不同于所述第一熱塑性聚合物的第二熱塑性聚合物。
3.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述半透明嵌入物包含第一熱塑性聚合物和第二熱塑性聚合物，和其中所述第一和第二熱塑性聚合物是不溶混的并在所述半透明窗內(nèi)形成不同的相。
4.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述半透明嵌入物進一步包含不同于所述第二多孔材料的材料的顆粒。
5.權(quán)利要求4的拋光墊，其中所述顆粒包含能溶于水的材料。
6.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述半透明嵌入物具有0.1%-10%的空隙體積。
7.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述半透明嵌入物具有帶有紋理的拋光表面。
8.權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述第二區(qū)域具有形成于其中的第一凹坑和第二凹坑，和其中所述第一凹坑具有整合到其中的第一半透明嵌入物，和所述第二凹坑具有整合到其中的第二半透明嵌入物。
9.權(quán)利要求8的拋光墊，其中包含所述第二凹坑的所述拋光墊主體的表面限定了平面，和其中所述第二半透明嵌入物的表面基本上與所述平面共平面。
10.權(quán)利要求8的拋光墊，其中包含所述第二凹坑的所述拋光墊主體的表面限定了平面，和其中所述第二半透明嵌入物的表面延伸超出所述平面。
11.具有光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊的制備方法，包括以下步驟: (a)提供拋光墊主體，其中所述拋光墊主體包含第一多孔材料， (b)在所述拋光墊主體內(nèi)形成至少一個凹坑， (C)提供至少一個半透明嵌入物，其中所述半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料，和 (d)將所述至少一個半透明嵌入物附著至所述凹坑以提供具有至少一個光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述拋光墊主體包含第一熱塑性聚合物和所述至少一個半透明嵌入物包含不同于所述第一熱塑性聚合物的第二熱塑性聚合物。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述半透明嵌入物包含第一熱塑性聚合物和第二熱塑性聚合物，和其中所述第一和第二熱塑性聚合物是不溶混的且在所述半透明嵌入物內(nèi)形成不同的相。
14.權(quán)利要求11的方法，其中所述半透明嵌入物進一步包含不同于所述第二多孔材料的材料的顆粒。
15.權(quán)利要求11的方法，其中，在將所述半透明嵌入物附著至所述凹坑之前，形成所述半透明嵌入物。
16.權(quán)利要求11的方法，其中通過如下形成所述半透明嵌入物:將所述半透明嵌入物的前體放置于所述凹坑內(nèi)，然后，將所述前體轉(zhuǎn)化成所述半透明嵌入物。
17.權(quán)利要求11的方法，其中在所述拋光墊主體內(nèi)形成凹坑的步驟包括使用選自加壓、加熱、射頻輻射、超聲波焊接、以及它們的組合的能量輸入。
18.權(quán)利要求11的方法，其中在所述拋光墊主體內(nèi)形成凹坑的步驟包括使用刳刨工具。
19.權(quán)利要求11的方法，其中將所述至少一個半透明嵌入物附著至所述凹坑的步驟包括使用選自溶劑粘合、加壓、加熱、射頻輻射、超聲波焊接、以及它們的組合的能量輸入。
20.權(quán)利要求11 的方法，其中所述半透明嵌入物具有帶有紋理的拋光表面。
全文摘要
本發(fā)明提供了包含光學(xué)透射區(qū)域的拋光墊，其中所述拋光墊包含拋光墊主體，所述拋光墊主體包含不透明的第一區(qū)域和光學(xué)透射的第二區(qū)域，其中，所述第二區(qū)域具有在所述拋光墊主體的至少一部分中形成的至少一個凹坑，而且，將至少一個半透明窗嵌入物整合到所述至少一個凹坑區(qū)域中。所述拋光墊主體和所述至少一個半透明窗嵌入物包含不同的多孔材料。
文檔編號H01L21/304GK103222034SQ201180055788
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者K.內(nèi)維爾, A.普拉薩德 申請人:嘉柏微電子材料股份公司