CN105842255B - 抛光层分析器和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种抛光层分析器，其中所述分析器经配置以检测聚合薄片中的宏观不均匀性且将所述聚合薄片分类成可接受或待检。

Description

抛光层分析器和方法
技术领域
本发明大体上涉及制造化学机械抛光垫的领域。具体来说，本发明是针对一种抛光层分析器和相关方法。
背景技术
在集成电路和其它电子装置的制造中，多个导电、半导电和介电材料层沉积在半导体晶片的表面上或由其去除。薄的导电、半导电和介电材料层可以通过多种沉积技术沉积。现代加工中的常见沉积技术包括也称为溅镀的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)和电化学镀敷(ECP)。
因为材料层依序沉积和去除，所以晶片的最上表面变得非平坦的。因为后续半导体加工(例如，金属化)需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化适用于去除非所期望的表面形状和表面缺陷，如粗糙表面、聚结材料、品格损坏、刮痕和被污染的层或材料。
化学机械平面化或化学机械抛光(CMP)是一种用以平面化衬底(如半导体晶片)的常见技术。在常规CMP中，晶片安装在载具组件上并且与CMP设备中的抛光垫接触安置。载具组件向晶片提供可控压力，将其抵靠抛光垫按压。通过外部驱动力使垫相对于晶片移动(例如旋转)。与此同时，在晶片与抛光垫之间提供化学组合物(“浆料”)或其它抛光溶液。因此，通过对垫表面和浆料进行化学和机械作用对晶片表面抛光并且使其成平面。
在美国专利第5,578,362号中，莱因哈特(Reinhardt)等人揭示所属领域中已知的示例性抛光垫。莱因哈特的抛光垫包含整体中分散有微球的聚合基质。一般来说，掺合微球并且与液体聚合材料混合并且转移到模具用于固化。接着将模制物品切片形成抛光层。令人遗憾的是，以此方式形成的抛光层可呈现非所需缺陷，当并入到抛光垫中时，所述缺陷可引起用其抛光的衬底的缺陷。
帕克(Park)等人在美国专利第7,027,640号中揭示一种用于解决与化学机械抛光垫的抛光层中的可能缺陷有关的问题的确证方法。帕克等人揭示一种用于检测或检查用于执行晶片化学机械抛光的垫上的缺陷的设备，其包含：垫驱动装置，其用于将垫装载在其上且移动垫；相机，其面向垫安装以将垫的图像转换成电信号且输出经转换电信号；数字图像数据采集装置，其用于将从相机传输的电信号转换成数字信号；以及图像数据处理单元，其用于处理图像数据且检测垫上的缺陷，其中所述图像数据处理单元基于任一点上的图像数据计算光的一个或多个定量特征值，所述数据获自所述图像数据获取装置，并且将垫上的以下位置判断为缺陷，其中通过组合一个或多个所获取的定量特征值获得的层级值与从垫的正常表面获得的层级值之间的差异大于预定值。
然而，帕克等人描述的设备和方法设计成使用反射光检查准备好抛光配置中的完成的化学机械抛光垫。具体来说，使用反射光检查化学机械抛光垫和并入到此类垫中的抛光层具有显著缺点。使用反射光鉴别并入的抛光层中的表面下缺陷的能力有限，所述缺陷不接近于抛光层的表面。尽管如此，因为使用化学机械抛光垫，抛光层的表面逐渐磨损。因此，远离指定化学机械抛光垫的抛光层的表面的缺陷在垫使用寿命期间开始变得逐渐更接近抛光表面。另外，准备好抛光配置中的化学机械抛光垫常规地包括改良抛光层的抛光表面以促进抛光衬底(例如凹槽、穿孔)，其使用帕克等人所述的灰度阶改善复杂自动缺陷检测。
因此，仍需要使用具有强化抛光层缺陷鉴别功能的自动检查装置和方法制造具有抛光层的低缺陷化学机械抛光垫的改良方法。
发明内容
本发明提供一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；且，其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析。
本发明提供一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；定序器；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置，其耦接到所述光检测器；以及图像数据处理单元，其耦接到所述数字图像数据采集装置；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析；其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取所述多个夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
本发明提供一种用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法，其包含：提供多个聚合薄片，其中所述多个聚合薄片中的每一聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面为实质上平行的；提供抛光层分析器，其包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的来自所述多个聚合薄片的单一聚合薄片；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置；以及图像数据处理单元；使所述多个聚合薄片与所述多个夹盘配对以提供多个薄片化夹盘；其中所述多个薄片化夹盘中的每一薄片化夹盘包含通过所述固持区域固持到其上的相关聚合薄片，使得所述相关聚合薄片的所述冲击表面抵着所述顶部表面平坦固持；在所述光源与所述光检测器之间一次一个地传送所述多个薄片化夹盘；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述透射光具有至少一种可检测特性；其中所述至少一种可检测特性包括所述透射光的强度；其中所述透射光的所述强度通过所述光检测器转换成电信号；其中来自所述光检测器的所述电信号通过所述数字图像数据采集装置转换成数字信号；以及其中来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号通过所述图像数据处理单元处理，其中所述图像数据处理单元经配置以检测宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检；以及其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
附图说明
图1为聚合薄片的透视图的描述。
图2为聚合薄片的透视图的描述。
图3为抵着夹盘的顶部表面平坦固持的聚合薄片的透视图的描述。
图4为沿着图3中的线203-203截取的夹盘的俯视平面图的描述。
图5为沿着图4中的线B-B截取的截面图。
图6为沿着图4的线C-C截取的截面图。
图7为并入聚合薄片作为抛光层的化学机械抛光垫的横截面剖视图的描述。
具体实施方式
本发明的方法提供成品(准备好使用)化学机械抛光垫的显著质量提高。本发明的方法大大提高使用由聚合物微元件复合物形成的聚合薄片的化学机械抛光垫制造的质量控制方面，所述复合物包含聚合物和分散于聚合物中的多种微元件，其通过首先检查聚合薄片以鉴别可接受薄片与多种聚合薄片并且映射待检薄片的透射表面以帮助聚焦目测含有宏观不均匀性的待检薄片的部分来进行。以此方式，大大减轻了操作人员疲劳(即操作人员不需要耗费长久小时盯着聚合薄片来定位宏观不均匀性)。因此，使能够提高操作人员焦点来引入最大价值(即评估聚合薄片中的具体不均匀性来判断适用性)。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“聚(氨基甲酸酯)”涵盖(a)由(i)异氰酸酯与(ii)多元醇(包括二醇)的反应形成的聚氨基甲酸酯；以及(b)由(i)异氰酸酯与(ii)多元醇(包括二醇)与(iii)水、胺或水与胺的组合的反应形成的聚(氨基甲酸酯)。
如本文中和所附权利要求书中所用的关于具有透射表面(14)和冲击表面(17)的聚合薄片(20)的术语“平均聚合薄片厚度，TS-平均”意思是在垂直于透射表面(14)的平面(28)的方向中测量的从聚合薄片(20)的透射表面(14)到冲击表面(17)的聚合薄片(20)的厚度TS的平均值。(参见图1-2)。
如本文中和所附权利要求书中所用的关于具有与作为抛光层(120)并入并且具有抛光表面(114)的聚合薄片界接的子垫(125)的化学机械抛光垫(110)的术语“平均基层厚度，TB-平均”意思是在垂直于抛光表面(114)的方向中测量的从子垫(125)的底部表面(127)到子垫(125)的顶部表面(126)的子垫(125)的厚度TB的平均值。(参见图7)。
如本文中和所附权利要求书中所用的关于具有作为抛光层(120)并入并且具有抛光表面(114)的聚合薄片的化学机械抛光垫(110)的术语“平均总厚度，TT-平均”意思是在垂直于抛光表面(114)的方向中测量的从抛光表面(114)到子垫(125)的底部表面(127)的化学机械抛光垫(110)的厚度TT的平均值。(参见图7)。
如本文中和所附权利要求书中关于聚合薄片(20)所用的术语“实质上圆形截面”意思是投射到聚合薄片(20)的透射表面(14)的平面(28)上的从中心轴A到聚合薄片(20)的外周长(15)的聚合薄片(20)的最长半径r比投射到聚合薄片(20)的透射表面(14)的平面(28)上的从中心轴A到聚合薄片(20)的外周长(15)的聚合薄片(20)的最短半径r长≤20％。(参见图1和2)。
如本文中和所附权利要求书中关于聚合薄片(20)所用的术语“实质上平行”意思是与聚合薄片(20)的冲击表面(17)的平面(30)垂直的中心轴A(以及与其平行的任何线)将与透射表面(14)的平面(28)以角度γ交叉；其中角度γ在89与91°之间。(参见图1和2)。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“实质上平滑”意思是表面平整到±0.001mm。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“实质上平面”意思是所提及表面平面到±0.001mm。
如本文中和所附权利要求书中关于抵着夹盘的中央透明部分的顶部表面固持的聚合薄片所用的术语“实质上平坦”意思是聚合薄片的透射表面平坦到±1mm。
如本文中和所附权利要求书中关于夹盘(200)的中央透明部分(220)所用的术语“实质上圆形”意思是圆度≥0.6的外围边缘(235)。(参见图3-6)。
如本文中和所附权利要求书中关于夹盘(200)的中央透明部分(220)所用的术语“基本上圆形”意思是外围边缘(235)的圆度≥0.9。(参见图3-6)。
如本文中和所附权利要求书中关于夹盘(200)的固持区域(240)的构造的材料所用的术语“刚性材料”意思是在本文中其预定用途的条件下构造不变形的材料。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“宏观不均匀性”意思是聚合薄片的透射表面上的局部区域被聚合薄片的透射表面上的相邻区域包围，其中通过所述局部区域传播的所检测的光强度比通过相邻区域传播的所检测的光强度高或低≥0.1％光检测器的可检测强度范围的量；以及其中所述局部区域涵盖的透射表面的一部分足够大以在透射表面的平面中封闭直径为15.875mm的圆形。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“密度缺陷”指的是微元件浓度相对于聚合薄片的周围区域显著降低的聚合薄片中的宏观不均匀性。密度缺陷相较于聚合薄片的周围区域展现显著较高的透明度(即较高的透射光的检测强度)。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“气孔”指的是纳入空气导致与聚合薄片的周围区域相比透明度显著较高(即透射光的检测强度较高)的聚合薄片中的宏观不均匀性。
如本文中和所附权利要求书中所用的术语“纳入缺陷”指的是具有外来污染物导致与聚合薄片的周围区域相比透明度显著较低(即透射光的检测强度较低)的聚合薄片中的宏观不均匀性。
优选地，本发明的抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分(优选地，其中所述中央透明部分为正圆柱形透明部分)(220)，其具有顶部表面(225)、底部表面(230)和外围边缘(235)；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；(优选地，其中所述外围边缘实质上为圆形；更优选地，其中所述外围边缘基本上为圆形)；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域(240)，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域(240)包含接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽(250)连通以便于向所述多个同心凹槽(250)施加真空；其中所述接触表面(245)与所述中央透明部分(220)的所述顶部表面(225)实质上平面；其中所述多个同心凹槽(250)具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P(优选地，其中W＜1/2P；更优选地，其中W＜1/3P；最优选地，其中W＜1/4P)；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分(220)的所述顶部表面(225)实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；且，其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析。(参见图3-6)。
优选地，所述暗匣经设计以固持、储存和分配多个夹盘。更优选地，所述暗匣经设计以固持、储存和分配多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘与聚合薄片相关，使得所述聚合薄片抵着其中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦固持。优选地，所述暗匣具有固持至少10个具有相关聚合薄片的夹盘(更优选地，至少15个具有相关聚合薄片的夹盘；更优选地，至少20个具有相关聚合薄片的夹盘；最优选地，至少30个具有相关聚合薄片的夹盘)的设计容量。暗匣设计容量使得操作人员能够将多个具有相关聚合薄片的夹盘装载到自动检查系统中。一旦将所述多个具有相关聚合薄片的夹盘装载到暗匣中，操作人员即能够接着执行其它任务，同时自动检查系统处理相关聚合薄片且将其分类成可接受或待检。
优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其围绕所述中央透明部分(220)的所述外围边缘(235)；其中所述固持区域(240)具有接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中每一同心凹槽(250)具有一对侧壁(255)和基底(253)。更优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其围绕中央透明部分(220)的外围边缘(235)；其中所述固持区域(240)具有接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中每一同心凹槽(250)具有一对侧壁(255)和基底(253)；其中每一侧壁(255)实质上垂直于所述接触表面(245)。
优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其围绕中央透明部分(220)的外围边缘(235)；其中所述固持区域(240)具有接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽(250)连通以便于向所述多个同心凹槽(250)施加真空；且其中每一同心凹槽(250)具有至少一个与其连通的真空孔口(260)以便当聚合薄片(20)抵着所述固持区域(240)安置时在其中抽真空。(参看图3)。更优选地，每一同心凹槽(250)具有4到20个真空孔口(260)。最优选地，每一同心凹槽(250)具有4到20个沿着每一同心凹槽(250)的基底(253)均匀分布的真空孔口(260)。优选地，每一真空孔口(260)在同心凹槽(250)的基底(253)中具有开口(265)。优选地，同心凹槽(250)的基底(253)中的每一开口(265)具有直径为D的圆形横截面；其中0.75*W≤D≤W(优选地，其中0.9*W≤D≤W；更优选地，其中0.95*W≤D≤W；最优选地，其中D＝W)。
优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)；其中所述固持区域(240)由刚性材料构筑。优选地，固持区域(240)由选自由以下各者组成的群组的材料构筑：金属；石材(例如花岗石和大理石)；陶瓷材料；和硬质塑料(例如脂肪族聚酰胺，如尼龙(Nylon)6-6)。更优选地，固持区域(240)由选自由金属合金组成的群组的材料构筑。更优选地，固持区域(240)由金属合金构筑，其中所述金属合金选自由以下各者组成的群组：铝合金、碳合金(例如工具钢)、铁合金、镍合金(例如不锈钢(如304不锈钢、316不锈钢)；(Hastelloy为海恩斯国际公司(Haynes International，Inc.)的注册商标且涵盖多种耐腐蚀含镍金属合金。)(如Hastelloy-C))和钛合金。最优选地，固持区域(240)由金属合金构筑，其中所述金属合金为不锈钢(例如304不锈钢、316不锈钢)。
优选地，每一夹盘(200)具有中央透明部分(220)，其中所述中央透明部分(220)对于光源发射的光束的透射率≥90％。更优选地，每一夹盘(200)具有中央透明部分(220)，其中所述中央透明部分(220)对于波长为440到490nm的光的透射率≥90％。
优选地，每一夹盘(200)具有由选自玻璃、石英和塑料的材料制成的中央透明部分(220)。更优选地，每一夹盘(200)具有由选自玻璃和石英的材料制成的中央透明部分(220)。最优选地，每一夹盘(200)具有由玻璃制成的中央透明部分(220)。
优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其中所述固持区域(240)为环形区。
优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其中所述固持区域(240)进一步包含从中央透明部分(220)的外围边缘(235)沿着底部表面(230)的一部分延伸的突出部分(247)。更优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其中所述固持区域(240)进一步包含从中央透明部分(220)的外围边缘(235)沿着底部表面(230)的一部分延伸的突出部分(247)，且其中所述中央透明部分(220)用粘着剂固定到固持区域(240)的突出部分(247)上。(参见图5-6)。
所述多个夹盘中的每一夹盘(200)经配置以固持抵着所述中央透明部分(220)的所述顶部表面(225)实质上平坦的聚合薄片(20)；其中所述聚合薄片(20)(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面(14)、冲击表面(17)和介于所述透射表面(14)与所述冲击表面(17)之间的厚度TS；其中所述透射表面(14)与所述冲击表面(17)实质上平行。优选地，每一聚合薄片(20)的平均厚度TS-平均为500到5,000μm(优选地，750到4,000μm；更优选地，1,000到3,000μm；最优选地，1,200到2,100μm)。优选地，每一聚合薄片(20)的平均半径r平均为20到100cm(更优选地，25到65cm；最优选地，40到60cm)。(参见图1-3)。
优选地，每一聚合薄片(20)包含聚合物微元件复合物；其中所述聚合物微元件复合物包含：聚合物和多种微元件；且其中所述多种微元件分散于所述聚合物中。优选地，所述聚合物微元件复合物包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件以图案形式分散于所述聚合物中。更优选地，所述聚合物微元件复合物包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件以选自由均匀图案和梯度图案组成的群组的图案形式分散于所述聚合物中。最优选地，所述聚合物微元件复合物包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件均匀地分散于所述聚合物中。优选地，所述聚合物微元件复合物使用液体预聚物制备，其中所述多种微元件分散于所述液体预聚物中；以及其中所述液体预聚物接着固化以形成聚合物。
优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物聚合以形成选自以下各者的材料：聚(氨基甲酸酯)、聚砜、聚醚砜、尼龙、聚醚、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸聚合物、聚脲、聚酰胺、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯亚胺、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚烯烃、聚丙烯酸(烷基)酯、聚甲基丙烯酸(烷基)酯、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚酮、环氧树脂、硅酮、由乙烯丙烯二烯单体形成的聚合物、蛋白质、多糖、聚乙酸酯以及前述中的至少两个的组合。优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物聚合以形成包含聚(氨基甲酸酯)的材料。更优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物聚合以形成包含聚氨基甲酸酯的材料。最优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物聚合(固化)以形成聚氨基甲酸酯。
优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物包含含有聚异氰酸酯的材料。更优选地，用于制备聚合物微元件复合物的液体预聚物包含聚异氰酸酯(例如二异氰酸酯)与含羟基物质的反应产物。
优选地，用于制备聚合物微元件复合物的聚异氰酸酯选自双4，4′-环己基-异氰酸亚甲酯；二异氰酸环己酯；异佛尔酮二异氰酸酯；二异氰酸六亚甲酯；丙烯-1，2-二异氰酸酯；四亚甲基-1，4-二异氰酸酯；1，6-六亚甲基-二异氰酸酯；十二烷-1，12-二异氰酸酯；环丁烷-1，3-二异氰酸酯；环己烷-1，3-二异氰酸酯；环己烷-1，4-二异氰酸酯；1-异氰酸酯基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷；二异氰酸环己烯酯甲酯、二异氰酸六亚甲酯的三异氰酸酯；二异氰酸2，4，4-三甲基-1，6-己烷酯的三异氰酸酯；二异氰酸六亚甲酯的脲二酮；二异氰酸乙烯酯；二异氰酸2，2，4-三甲基六亚甲酯；二异氰酸2，4，4-三-甲基六亚甲酯；二异氰酸二环己基甲烷酯；以及其组合。最优选地，用于制备聚合物微元件复合物的聚异氰酸酯为脂肪族的且具有少于14％未反应的异氰酸酯基。
优选地，本发明所用的含羟基物质为多元醇。示例性多元醇包括例如聚醚多元醇、羟基封端的聚丁二烯(包括部分和完全氢化衍生物)、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇以及其混合物。
优选多元醇包括聚醚多元醇。聚醚多元醇的实例包括聚四亚甲基醚乙二醇(“PTMEG”)、聚乙烯丙二醇、聚氧基丙二醇以及其混合物。烃链可具有饱和或不饱和键以及经取代或未经取代的芳香族基团和环状基团。优选地，本发明的多元醇包括PTMEG。适合聚酯多元醇包括(但不限于)聚己二酸乙二醇酯二醇；聚己二酸丁二酯二醇；聚己二酸乙二酯丙二酯二醇；邻苯二甲酸-1，6-己二醇酯；聚(己二酸六亚甲酯)二醇；以及其混合物。烃链可具有饱和或不饱和键，或经取代或未经取代的芳香族基团和环状基团。适合的聚己内酯多元醇包括(但不限于)1，6-己二醇起始的聚己内酯；二乙二醇起始的聚己内酯；三羟甲基丙烷起始的聚己内酯；新戊二醇起始的聚己内酯；1，4-丁二醇起始的聚己内酯；PTMEG起始的聚己内酯；以及其混合物。烃链可具有饱和或不饱和键，或经取代或未经取代的芳香族基团和环状基团。适合的聚碳酸酯包括(但不限于)聚邻苯二甲酸酯碳酸酯和聚(碳酸六亚甲酯)二醇。
优选地，用于制备聚合物微元件复合物的所述多种微元件选自气泡、空心聚合材料(即微球)、液体填充的空心聚合材料、水溶性材料(例如环糊精)和不溶性相材料(例如矿物油)。优选地，用于制备聚合物微元件复合物的所述多种微元件为微球，如聚乙烯醇、果胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚羟基醚丙烯酸酯、淀粉、顺丁烯二酸共聚物、聚氧化乙烯、聚氨基甲酸酯、环糊精以及其组合(例如来自瑞典(Sweden)松兹瓦尔(Sundsvall)的阿克苏诺贝尔公司(Akzo Nobel)的ExpancelTM)。微球可经化学改性以通过例如支化、阻断和交联来改变溶解度、溶胀和其它特性。优选地，微球的平均直径小于150μm，并且更优选的平均直径小于50μm。最优选地，微球的平均直径小于15μm。注意，微球的平均直径可改变且为不同大小或可使用不同微球48的混合物。微球的最优选材料为丙烯腈和偏二氯乙烯(例如获自阿克苏诺贝尔公司的)的共聚物。
用于制备本发明的聚合物微元件复合物的液体预聚物任选地进一步包含固化剂。优选固化剂包括二胺。适合聚二胺包括伯胺和仲胺。优选聚二胺包括(但不限于)二乙基甲苯二胺(“DETDA”)；3，5-二甲基硫基-2，4-甲苯二胺和其异构体；3，5-二乙基甲苯-2，4-二胺和其异构体(例如3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺)；4，4′-双-(仲丁氨基)-二苯基甲烷；1，4-双-(仲丁氨基)-苯；4，4′-亚甲基-双-(2-氯苯胺)；4，4′-亚甲基-双-(3-氯-2，6-二乙基苯胺)(“MCDEA”)；聚四亚甲氧醚-二-对氨基苯甲酸酯；N，N′-二烷基二氨基二苯基甲烷；对，对′-亚甲基二苯胺(“MDA”)、间苯二胺(“MPDA”)；亚甲基-双2-氯苯胺(“MBOCA”)；4，4′-亚甲基-双-(2-氯苯胺)(“MOCA”)；4，4′-亚甲基-双-(2，6-二乙基苯胺)(“MDEA”)；4，4′-亚甲基-双-(2，3-二氯苯胺)(“MDCA”)；4，4′-二氨基-3，3′-二乙基-5，5′-二甲基二苯基甲烷；2，2′，3，3′-四氯二氨基二苯基甲烷；丙二醇二-对氨基苯甲酸酯；以及其混合物。优选地，二胺固化剂选自3，5-二甲基硫基-2，4-甲苯二胺和其异构体。
固化剂也可以包括二醇、三醇、四醇以及羟基封端的固化剂。适合的二醇、三醇和四醇基团包括乙二醇；二乙二醇；聚乙二醇；丙二醇；聚丙二醇；较低分子量聚四亚甲基醚乙二醇；1，3-双(2-羟基乙氧基)苯；1，3-双-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]苯；1，3-双-{2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙氧基}苯；1，4-丁二醇；1，5-戊二醇；1，6-己二醇；间苯二酚-二-(β-羟基乙基)醚；氢醌-二-(β-羟基乙基)醚；以及其混合物。优选的羟基封端的固化剂包括1，3-双(2-羟基乙氧基)苯；1，3-双-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]苯；1，3-双-{2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙氧基}苯；1，4-丁二醇；以及其混合物。羟基封端的固化剂和二胺固化剂可包括一种或多种饱和、不饱和、芳香族和环状基团。另外，羟基封端的固化剂和二胺固化剂可包括一种或多种卤素基团。
优选地，本发明的抛光层分析器进一步包含：定序器；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置，其耦接到所述光检测器；以及图像数据处理单元，其耦接到所述数字图像数据采集装置；其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取所述多个夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
优选地，所述定序器经配置以装载且获取来自所述暗匣的夹盘。优选地，所述定序器经配置以一次一个地装载且获取来自所述暗匣的夹盘。优选地，所述定序器进一步经配置以将具有相关聚合薄片的夹盘一次一个地输送到插入在光源与光检测器之间的位置；且将具有相关聚合薄片的夹盘一次一个地传回到所述暗匣中。优选地，所述定序器包括至少一个线性马达。更优选地，所述定序器包括至少一个线性标度分辨率≤1μm的线性马达。
优选地，所述光源发射光束。优选地，由光源发射的光束展现出包括选自可见区、紫外区和红外区中的至少一者的波长的发射光谱。优选地，所述光源选自宽带来源(例如白光源)和窄带来源(例如窄带蓝光源)。更优选地，所述光源为窄带蓝光源。更优选地，所述光源为发射光束的窄带蓝光源，其中所述光束展现出具有460到490nm(优选地，460到480nm；更优选地，460到470；最优选地，463到467nm)的峰值波长和≤50nm(优选地，≤40nm；更优选地，≤35nm；最优选地，≤30nm)的半高全宽强度FWHM的发射光谱。所属领域普通技术人员能够选择适当光源来提供发射光谱在所期望的区域的光束。优选地，在本发明的方法中，自动检查系统包含光源，其中光源为发光二极管。
优选地，光检测器能够转换来自光束的透射光的至少一种可检测特性，所述透射光传播通过所述厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。更优选地，光检测器能够转换来自光束的所述透射光的强度，所述透射光传播通过厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。最优选地，光检测器能够转换来自光束的所述透射光的强度和波长光谱，所述透射光传播通过厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。优选地，光检测器为将入射在其上的所述透射光的至少一种可检测特性转换成电信号的光电转换装置。优选地，光检测器为电荷耦合装置(CCD)阵列。优选地，所用电荷耦合装置(CCD)选自单色和彩色CCD。更优选地，光检测器包含至少5个(最优选地至少8个)光电转换装置的阵列。最优选地，光检测器包含至少8个电荷耦合装置(CCD)图像传感器的阵列，其分辨率≤20μm(优选地≤16μm)并且视野≥100mm(优选地≥120mm)。
优选地，数字图像数据采集装置将数字信号转换成光检测器的电信号输出。在所属领域中众所周知适于与本发明一起使用的数字图像数据采集装置。
包含聚合物微元件复合物的聚合薄片的不均匀组成性质使得假设标准薄片不实用。也就是说，此类聚合薄片中存在多种无害生产伪影使得与标准值的简单灰度比较对用于检查作为抛光层并入化学机械抛光垫中的聚合薄片的自动系统无效。
适于与本发明一起使用的一般目的和特殊目的图像数据处理单元在所属领域中是众所周知的。优选地，用于本发明的自动检查系统中的图像数据处理单元包含耦接到非易失性数据存储单元的中央处理单元。
优选地，中央处理单元进一步耦接到一种或多种用户输入界面控制器(例如鼠标、键盘)和至少一个输出显示器。
优选地，图像数据处理单元经配置以检测聚合薄片中的宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检。优选地，通过图像数据处理单元基于质量控制准则选单将聚合薄片分类成可接受或待检。制造聚合薄片期间可能出现多种缺陷，包括例如密度缺陷、气孔缺陷和纳入缺陷。应注意，这些缺陷中的任一个或组合视透射表面的受影响部分的大小而定可构成聚合薄片中的宏观不均匀性。应注意，多种缺陷类型将不同地呈现给光检测器。对于密度缺陷和气孔，有缺陷区域将比聚合薄片的周围区域更透明。对于纳入缺陷，有缺陷的区域将比聚合薄片的周围区域不透明。此类缺陷是否可接受将取决于许多条件，包括例如并入聚合薄片的化学机械抛光垫将执行抛光任务的衬底。某些衬底比其它衬底更精密，并且因此需要更紧密控制针对其抛光制造的打算用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的均匀性。
优选地，在本发明的抛光层分析器中，图像数据处理单元优选进一步经配置以在非易失性存储器中制造和存储至少一个待检薄片的图谱，其中待检薄片的群体包括至少一个待检薄片并且其中至少一个待检薄片含有至少一个检测到的宏观不均匀性；其中定位至少一个检测到的宏观不均匀性的位置。
优选地，在本发明的抛光层分析器中，图像数据处理单元优选进一步经配置以在非易失性存储器中制造和存储至少一个待检薄片的图谱，其中待检薄片的群体包括至少一个待检薄片并且其中至少一个待检薄片含有至少一个检测到的宏观不均匀性；其中定位至少一个检测到的宏观不均匀性的位置；并且其中分析器进一步包含显示器；其中选定薄片的图像呈现于显示器上。显示器上呈现的选定薄片的图像可为选定薄片的整个透射表面的图像。优选地，选定薄片的图像为至少一个检测到的宏观不均匀性的放大的部分图像。优选地，显示器上呈现的选定薄片的部分图像包括全部宏观不均匀性和选定薄片的透射表面的周围区域。优选地，显示器上呈现的选定薄片的部分图像可经放大以提高所呈现图像的细节以便于目测选定薄片。
优选地，本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法包含：提供多个聚合薄片，其中所述多个聚合薄片中的每一聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面为实质上平行的；提供抛光层分析器，其包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的来自所述多个聚合薄片的单一聚合薄片；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置；以及图像数据处理单元；使所述多个聚合薄片与所述多个夹盘配对以提供多个薄片化夹盘；其中所述多个薄片化夹盘中的每一薄片化夹盘包含通过所述固持区域固持到其上的相关聚合薄片，使得所述相关聚合薄片的所述冲击表面抵着所述顶部表面实质上平坦固持；在所述光源与所述光检测器之间一次一个地传送所述多个薄片化夹盘；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述透射光具有至少一种可检测特性；其中所述至少一种可检测特性包括所述透射光的强度；其中所述透射光的所述强度通过所述光检测器转换成电信号；其中来自所述光检测器的所述电信号通过所述数字图像数据采集装置转换成数字信号；以及其中来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号通过所述图像数据处理单元处理，其中所述图像数据处理单元经配置以检测宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检；以及其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，所述抛光层分析器包含经设计以固持、储存和分配多个薄片化夹盘的暗匣。优选地，所述暗匣经设计以固持、储存和分配多个薄片化夹盘，其中每一薄片化夹盘包含通过所述固持区域固持到其上的结合的聚合薄片，使得所述结合的聚合薄片的冲击表面抵着所述顶部表面实质上平坦固持。优选地，所述暗匣具有用于固持至少10个薄片化夹盘(更优选地，至少15个薄片化夹盘；更优选地，至少20个薄片化夹盘；最优选地，至少30个薄片化夹盘)的设计容量。暗匣设计容量使得操作人员能够向抛光层分析器装载多个薄片化夹盘。一旦将所述多个薄片化夹盘装载到所述暗匣中，操作人员即能够接着执行其它任务，同时所述抛光层分析器将与所述多个夹盘配对的所述多个聚合薄片分类成可接受或待检。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，所述多个夹盘中的每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其围绕所述中央透明部分(220)的所述外围边缘(235)；其中所述固持区域(240)具有接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中每一同心凹槽(250)具有一对侧壁(255)和基底(253)。更优选地，每一夹盘(200)具有固持区域(240)，其围绕中央透明部分(220)的外围边缘(235)；其中所述固持区域(240)具有接触表面(245)、多个同心凹槽(250)和多个真空孔口(260)；其中每一同心凹槽(250)具有一对侧壁(255)和基底(253)；其中每一侧壁(255)实质上垂直于所述接触表面(245)。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，所述抛光层分析器进一步包含定序器；其中所述定序器经配置以装载且获取来自所述暗匣的薄片化夹盘。优选地，所述定序器经配置以一次一个地装载且获取来自所述暗匣的薄片化夹盘。优选地，定序器进一步经配置以一次一个地将薄片化夹盘输送到插入在光源与光检测器之间的位置；且将所述薄片化夹盘一次一个地传回到所述暗匣中。优选地，所述定序器包括至少一个线性马达。更优选地，所述定序器包括至少一个线性标度分辨率≤1μm的线性马达。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，所述抛光层分析器进一步包含：定序器，其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取薄片化夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述薄片化夹盘的所述中央透明部分且冲击在结合的聚合薄片的所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，所述光源发射光束。优选地，由光源发射的光束展现出包括选自可见区、紫外区和红外区中的至少一者的波长的发射光谱。优选地，所述光源选自宽带来源(例如白光源)和窄带来源(例如窄带蓝光源)。更优选地，所述光源为窄带蓝光源。更优选地，所述光源为发射光束的窄带蓝光源，其中所述光束展现出具有460到490nm(优选地，460到480nm；更优选地，460到470；最优选地，463到467nm)的峰值波长和≤50nm(优选地，≤40nm；更优选地，≤35nm；最优选地，≤30nm)的半高全宽强度FWHM的发射光谱。所属领域普通技术人员能够选择适当光源来提供发射光谱在所期望的区域的光束。优选地，在本发明的方法中，自动检查系统包含光源，其中光源为发光二极管。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，光检测器能够转换来自光束的透射光的至少一种可检测特性，所述透射光传播通过所述厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。更优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，光检测器能够转换来自光束的所述透射光的强度，所述透射光传播通过厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。最优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，光检测器能够转换来自光束的所述透射光的强度和波长光谱，所述透射光传播通过厚度TS并且从聚合薄片的透射表面传出。优选地，光检测器为将入射在其上的所述透射光的至少一种可检测特性转换成电信号的光电转换装置。优选地，光检测器为电荷耦合装置(CCD)阵列。优选地，所用电荷耦合装置(CCD)选自单色和彩色CCD。更优选地，光检测器包含至少5个(最优选地至少8个)光电转换装置的阵列。最优选地，光检测器包含至少8个电荷耦合装置(CCD)图像传感器的阵列，其分辨率≤20μm(优选地≤16μm)并且视野≥100mm(优选地≥120mm)。
数字图像数据采集装置将数字信号转换成光检测器的电信号输出。在所属领域中众所周知适于与本发明一起使用的数字图像数据采集装置。
包含聚合物微元件复合物的聚合薄片的不均匀组成性质使得假设标准薄片不实用。也就是说，此类聚合薄片中存在多种无害生产伪影使得与标准值的简单灰度比较对用于检查作为抛光层并入化学机械抛光垫中的聚合薄片的自动系统无效。
适于与本发明一起使用的一般目的和特殊目的图像数据处理单元在所属领域中是众所周知的。优选地，用于本发明方法的自动检查系统中的图像数据处理单元包含耦接到非易失性数据存储单元的中央处理单元。
优选地，中央处理单元进一步耦接到一种或多种用户输入界面控制器(例如鼠标、键盘)和至少一个输出显示器。
优选地，图像数据处理单元经配置以检测聚合薄片中的宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检。优选地，通过图像数据处理单元基于质量控制准则选单将聚合薄片分类成可接受或待检。制造聚合薄片期间可能出现多种缺陷，包括例如密度缺陷、气孔缺陷和纳入缺陷。应注意，这些缺陷中的任一个或组合视透射表面的受影响部分的大小而定可构成聚合薄片中的宏观不均匀性。应注意，多种缺陷类型将不同地呈现给光检测器。对于密度缺陷和气孔，有缺陷区域将比聚合薄片的周围区域更透明。对于纳入缺陷，有缺陷的区域将比聚合薄片的周围区域不透明。此类缺陷是否可接受将取决于许多条件，包括例如并入聚合薄片的化学机械抛光垫将执行抛光任务的衬底。某些衬底比其它衬底更精密，并且因此需要更紧密控制针对其抛光制造的打算用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的均匀性。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，其中所述待检薄片的群体包括至少一个待检薄片并且其中至少一个待检薄片含有至少一个检测到的宏观不均匀性；所述图像数据处理单元优选地进一步经配置以在非易失性存储器中制造和存储至少一个待检薄片的图谱，其中定位至少一个检测到的宏观不均匀性的位置。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，其中所述待检薄片的群体包括至少一个待检薄片并且其中至少一个待检薄片含有至少一个检测到的宏观不均匀性；所述方法进一步包含：从所述待检薄片的群体选出选定薄片；其中所述图像数据处理单元优选地进一步经配置以在非易失性存储器中制造和存储至少一个待检薄片的图谱，其中定位至少一个检测到的宏观不均匀性的位置。
优选地，在本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法中，其中所述待检薄片的群体包括至少一个待检薄片并且其中至少一个待检薄片含有至少一个检测到的宏观不均匀性；所述方法进一步包含：从所述待检薄片的群体选出选定薄片；其中所述图像数据处理单元优选地进一步经配置以在非易失性存储器中制造和存储至少一个待检薄片的图谱，其中定位至少一个检测到的宏观不均匀性的位置；且其中所述抛光层分析器进一步包含：显示器；其中所述选定薄片的图像呈现在所述显示器上。显示器上呈现的选定薄片的图像可为选定薄片的整个透射表面的图像。优选地，选定薄片的图像为至少一个检测到的宏观不均匀性的放大的部分图像。优选地，显示器上呈现的选定薄片的部分图像包括全部宏观不均匀性和选定薄片的透射表面的周围区域。优选地，显示器上呈现的选定薄片的部分图像可经放大以提高所呈现图像的细节以便于目测选定薄片。优选地，本发明的方法进一步包含：对选定薄片进行目测，其中通过显示器上呈现的选定薄片的图像促进目测；以及(i)基于目测将选定薄片重新分类成可接受，其中选定薄片接着添加到可接受薄片的群体；或(ii)基于目测将选定薄片分类成有缺陷的，其中选定薄片接着添加到有缺陷薄片的群体。
优选地，本发明的用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法进一步包含：处理至少一个可接受薄片以形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中所述抛光层(120)经调适用于抛光衬底；其中所述处理包含：通过以下各者中的至少一者形成抛光表面(114)：(a)在可接受薄片中机械加工至少一个凹槽以形成抛光凹槽图案，和(b)形成至少经由可接受薄片的厚度Ts延伸的穿孔。更优选地，所述方法进一步包含：处理至少一个可接受薄片以形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中所述抛光层(120)经调适用于抛光衬底；其中所述处理包含通过在可接受薄片中机械加工至少一个抛光凹槽形成抛光凹槽图案来形成抛光表面(114)。最优选地，所述方法进一步包含：处理至少一个可接受薄片以形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中所述抛光层(120)经调适用于抛光衬底；其中所述处理包含通过在可接受薄片中机械加工至少一个抛光凹槽形成抛光凹槽图案来形成抛光表面(114)；其中所述抛光凹槽图案经调适用于抛光所述衬底。(参见图7)。
优选地，本发明的方法提供优选调适成绕中心轴(112)旋转的化学机械抛光垫(110)。(参见图7)。优选地，至少一个抛光凹槽被安排成形成抛光表面(114)，使得在抛光期间在垫(110)围绕中心轴(112)旋转时，至少一个抛光凹槽扫过所述衬底。优选地，至少一个抛光凹槽选自弯曲抛光凹槽、线性抛光凹槽和其组合。优选地，至少一个抛光凹槽的深度≥10密耳(优选地，10到150密耳)。优选地，至少一个抛光凹槽形成抛光凹槽图案，所述抛光凹槽图案包含具有以下组合的至少两个抛光凹槽：选自≥10密耳、≥15密耳和15到150密耳的深度；选自≥10密耳和10到100密耳的宽度；和选自≥30密耳、≥50密耳、50到200密耳、70到200密耳和90到200密耳的间距。
优选地，作为抛光层(120)并入到化学机械抛光垫(110)中的聚合薄片含有并入其中的＜1ppm的研磨粒子。
优选地，在本发明的方法中，处理至少一个可接受薄片，其进一步包含：提供具有顶部表面(126)和底部表面(127)的子垫(125)；提供粘着剂(123)(优选地，其中粘着剂选自压敏粘着剂、热熔粘着剂和接触粘着剂中的至少一个；更优选地，其中粘着剂选自压敏粘着剂和热熔粘着剂；最优选地，其中粘着剂为热熔粘着剂)；以及使用粘着剂(123)将子垫(125)的顶部表面(126)层压到抛光层(120)的底表面(117)。(参见图7)。
优选地，在本发明的方法中，处理至少一个可接受薄片形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中抛光层(120)调适成用于抛光衬底，其进一步包含：提供施加于子垫(125)的底部表面(127)的压敏性压板研磨剂层(170)。
优选地，在本发明的方法中，处理至少一个可接受薄片形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中抛光层(120)调适成用于抛光衬底，其进一步包含：提供施加于子垫(125)的底部表面(127)的压敏性压板研磨剂层(170)；以及提供施加于压敏性压板研磨剂层(170)上的离型衬垫(175)，其中压敏性压板研磨剂层(170)插入子垫(125)的底部表面(127)与离型衬垫(175)之间。(参见图7)。
某些抛光应用所期望的为将子垫(125)并入到本发明的化学机械抛光垫(110)中。所属领域的技术人员将知道选择适当构造材料和用于预期抛光方法的子垫(125)的子垫厚度TB。优选地，子垫(150)具有≥15密耳(更优选30到100密耳；最优选30到75密耳)的平均子垫厚度TB-平均。
优选地，粘着剂(123)选自由以下各者组成的群组：压敏粘着剂、反应性热熔粘着剂、接触粘着剂以及其组合。更优选地，粘着剂(123)选自由以下各者组成的群组：压敏粘着剂和反应性热熔粘着剂。最优选地，粘着剂(123)为反应性热熔粘着剂。
优选地，在本发明的方法中，处理至少一个可接受薄片形成化学机械抛光垫(110)的抛光层(120)；其中抛光层(120)调适成用于抛光衬底，其进一步包含：提供至少一个额外层(未示出)，其与抛光层(120)和压敏性压板研磨剂层(170)界接并且插入其之间。至少一个额外层(未示出)可使用额外层粘着剂(未示出)并入到化学机械抛光垫(110)中。额外层粘着剂可选自压敏粘着剂、热熔粘着剂、接触粘着剂以及其组合。优选地，额外层粘着剂为热熔粘着剂或压敏粘着剂。更优选地，额外层粘着剂为热熔粘着剂。
优选地，本发明的方法提供化学机械抛光垫(110)，其经特定设计以帮助抛光选自磁性衬底、光学衬底和半导体衬底中的至少一个的衬底。优选地，聚合薄片调适成用于抛光选自以下中的至少一个的衬底：磁性衬底、光学衬底和半导体衬底(更优选半导体衬底；最优选半导体晶片)。

Claims (9)

1.一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：
暗匣；和
多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：
(a)包含：
中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和
固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W<P；且
(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；
定序器；
光源，其中所述光源发射光束；
光检测器；
数字图像数据采集装置，其耦接到所述光检测器；以及
图像数据处理单元，其耦接到所述数字图像数据采集装置；
其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；
其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析；且，
其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取所述多个夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
2.根据权利要求1所述的抛光层分析器，其中所述定序器进一步经配置以将所述多个夹盘传回所述暗匣。
3.根据权利要求2所述的抛光层分析器，其中所述多个夹盘包括至少10个夹盘。
4.根据权利要求1所述的抛光层分析器，其进一步包含：
便于目测所述多个聚合薄片的显示器。
5.一种用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法，其包含：
提供多个聚合薄片，其中所述多个聚合薄片中的每一聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面为实质上平行的；
提供抛光层分析器，其包含：
暗匣；和
多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：
(a)包含：
中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和
固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W<P；且
(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的来自所述多个聚合薄片的单一聚合薄片；
光源，其中所述光源发射光束；
光检测器；
数字图像数据采集装置；以及
图像数据处理单元；
使所述多个聚合薄片与所述多个夹盘配对以提供多个薄片化夹盘；其中所述多个薄片化夹盘中的每一薄片化夹盘包含通过所述固持区域固持到其上的相关聚合薄片，使得所述相关聚合薄片的所述冲击表面抵着所述顶部表面实质上平坦固持；
在所述光源与所述光检测器之间一次一个地传送所述多个薄片化夹盘；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；
其中所述透射光具有至少一种可检测特性；
其中所述至少一种可检测特性包括所述透射光的强度；
其中所述透射光的所述强度通过所述光检测器转换成电信号；
其中来自所述光检测器的所述电信号通过所述数字图像数据采集装置转换成数字信号；以及
其中来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号通过所述图像数据处理单元处理，其中所述图像数据处理单元经配置以检测宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检；以及
其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含：
从所述待检薄片的群体选出选定薄片。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述抛光层分析器进一步包含：
显示器；
其中所述选定薄片的图像呈现在所述显示器上。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含：
对所述选定薄片进行目测，其中所述目测通过在所述显示器上呈现所述选定薄片的所述图像来促进；以及
(i)基于所述目测将所述选定薄片重新分类成可接受，其中所述选定薄片接着添加到所述可接受薄片的群体；或(ii)基于所述目测将所述选定薄片分类成有缺陷的，其中所述选定薄片接着添加到有缺陷薄片的群体。
9.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含：
通过在可接受薄片中机械加工至少一个凹槽形成凹槽图案来形成抛光表面；其中所述凹槽图案调适成用于抛光衬底；以及
将所述可接受薄片并入到化学机械抛光垫中作为所述抛光层。
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