CN111482892A - 循环使用的抛光垫 - Google Patents

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Abstract

提供了一种循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫包括上层垫和辅助垫。上层垫包括第一表面和与第一表面背对的第二表面。第一表面具有多个第一凹槽，第二表面具有多个第二凹槽。上层垫还包括连接第一凹槽和第二凹槽的连接体。辅助垫与上层垫的第二表面接触。每个第一凹槽的深度小于每个第二凹槽的深度。

Description

循环使用的抛光垫
本申请要求于2019年1月29日提交的第10-2019-0011257号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
发明构思的示例实施例涉及一种循环使用的抛光垫。
背景技术
在集成电路器件的制造中，化学机械抛光(CMP)工艺正被用于确保在诸如半导体晶圆、玻璃等的基底的表面上以及在基底上形成的各种膜的表面上所需的全局平坦化程度。在CMP工艺中使用的抛光垫以附着到抛光台上的状态与基底接触，以使基底的表面的不平整部分平坦化。抛光垫是高度影响基底的平整度的消耗部件。然而，抛光垫目前在已被使用一次之后被作为工业废料来处理。因此，为了降低成本和减少环境污染，期望循环使用/再利用使用过的抛光垫。
发明内容
发明构思的示例实施例旨在提供一种对使用过的抛光垫进行有效地循环使用的方法以及一种通过该方法循环使用的抛光垫。
根据示例实施例，提供了一种循环使用的抛光垫，该抛光垫包括：上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽并与第一表面背对的第二表面以及连接多个第一凹槽和多个第二凹槽的连接体；以及辅助垫，接触上层垫的第一表面。多个第一凹槽中的每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于多个第二凹槽中的每个第二凹槽的深度，并且辅助垫具有对应于预定水平的厚度。
根据示例实施例，提供了一种循环使用的抛光垫，该抛光垫包括：上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽并与第一表面背对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的连接体；以及辅助垫，与上层垫的第一表面接触。多个第一凹槽中的每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于多个第二凹槽中的每个第二凹槽的深度，多个第一凹槽和多个第二凹槽具有弧形形状。辅助垫具有对应于预定水平的厚度。
根据示例实施例，提供了一种循环使用的抛光垫，该抛光垫包括：上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽并与第一表面背对的第二表面以及连接多个第一凹槽和多个第二凹槽的连接体；辅助垫，位于上层垫下方并与第一表面接触；以及下层垫，位于辅助垫下方。每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于每个第二凹槽的深度，辅助垫具有对应于预定水平的厚度。
附图说明
图1是示出根据发明构思的示例实施例的用于制造循环使用的抛光垫的磨损的抛光垫的一部分的剖视图。
图2是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫的一部分的剖视图。
图3和图4是用于描述根据发明构思的示例实施例的使抛光垫循环使用的方法的剖视图。
图5是示出根据发明构思的示例实施例的用于制造循环使用的抛光垫的包括窗的磨损的抛光垫的一部分的剖视图。
图6A和图6B、图7A至图7C以及图8A至图8C是用于描述当循环使用图5中所示的抛光垫时形成辅助垫的方法的剖视图。
图9是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫的一部分的剖视图。
图10和图11是用于描述根据发明构思的示例实施例的使抛光垫循环使用的方法的剖视图。
图12A和图12B、图13A至图13C以及图14A至图14C是用于描述当循环使用根据发明构思的示例实施例的包括窗的抛光垫时形成辅助垫的方法的剖视图。
图15是示意性地示出根据发明构思的示例实施例的用于使用循环使用的抛光垫对基底进行剖光的抛光设备的主要部分的局部剖切透视图。
图16至图19是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫的一部分的剖视图。
具体实施方式
图1是示出根据发明构思的示例实施例的用于制造循环使用的抛光垫的磨损的抛光垫100的一部分的剖视图。因为磨损的抛光垫100已经在抛光工艺期间被使用，所以磨损的抛光垫100是在被循环使用之前具有磨损的抛光表面的抛光垫。
磨损的抛光垫100包括上层垫110。上层垫110包括具有多个第一凹槽112的抛光表面114，并且包括与抛光表面114相对的底表面116。第一凹槽112支持在抛光垫100的表面上的大的浆料流。第一凹槽112可以在用其执行抛光工艺(例如，化学机械抛光工艺)之后具有从初始深度(例如，大约0.8mm至大约1.0mm)减小预定水平的深度。例如，包括在磨损的抛光垫100中的凹槽的深度可以是大约0.2mm，但是发明构思不限于此。例如，上层垫110可以由多孔聚氨酯材料制成或包括多孔聚氨酯材料，并且可以包括支持细流的孔，但是发明构思不限于此。
在一些示例实施例中，磨损的抛光垫100还可以包括支撑层120。支撑层120可以包括第一粘合层122、下层垫124和第二粘合层126。下层垫124可以由相对于用于按压基底的力具有稳定性的材料制成，并且可以通过对该力进行缓冲来均匀地支撑上层垫110。下层垫124的示例可以包括：由聚氨酯泡沫形成或包括聚氨酯泡沫的下层垫；由浸渍毡形成或包括浸渍毡的下层垫；由多微孔聚氨酯形成或包括多微孔聚氨酯的下层垫；由烧结的氨基甲酸乙酯形成或包括烧结的氨基甲酸乙酯的下层垫；以及由聚烯烃泡沫形成或包括聚烯烃泡沫的下层垫。下层垫124可以具有比上层垫110的硬度低的硬度。另外，下层垫124可以具有比上层垫110的压缩性高的压缩性。
第一粘合层122可以设置在上层垫110与下层垫124之间，以便将下层垫124附着到上层垫110。第二粘合层126可以设置在下层垫124与抛光设备的板或台之间，以便将抛光垫100固定到抛光设备。第一粘合层122和第二粘合层126可以包括压敏粘合剂(PSA)或热熔粘合剂(HMA)。例如，PSA可以是包含聚丙烯酸组分、环氧组分、橡胶组分等的粘合剂，或者可以是其中粘合剂材料施用到衬底(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或毡)的两侧的双面压敏粘合带，但是发明构思不限于此。例如，HMA可以是固化的反应性热熔粘合剂，但是发明构思不限于此。
在这里公开的示例实施例中，示出了其中第一粘合层122或第二粘合层126用作上层垫110与下层垫124之间或抛光垫100与台之间的附着部的情况，但是发明构思不限于此。在各种示例实施例中，任何合适的方法(例如，焊接、卡扣(snap-fastening)等)也可以用于附着部。
图2是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫200的一部分的剖视图。
循环使用的抛光垫200包括上层垫110'和附加垫或辅助垫(或补充垫)211。上层垫110'是通过对图1中所示的磨损的抛光垫100的上层垫110进行再加工/循环使用而获得的垫。上层垫110'包括具有多个第一凹槽112的第一表面114、具有多个第二凹槽212的第二表面214以及将第一凹槽112连接到第二凹槽212的连接体216。连接体216可以在第一凹槽112或第一表面114与第二凹槽212或第二表面214之间延伸。第一凹槽112可以设置在连接体216的一侧中，第二凹槽212可以设置在连接体216的另一侧中。第二表面214与第一表面114背对。上层垫110'的第一表面114与图1的磨损的抛光垫100的抛光表面114相同，上层垫110'的第二表面214构成循环使用的抛光垫200的新抛光表面。
根据示例实施例，第一凹槽112可以与图1的磨损的抛光垫100的第一凹槽112相同，并且每个第一凹槽112的深度可以从初始深度(例如，大约0.8mm至大约1.0mm)减小预定水平。在下文中，从初始深度减小的预定水平可以被称为“深度减小水平”。根据示例实施例，第二凹槽212是在图1的上层垫110中新形成的凹槽。每个第一凹槽112的深度可以小于每个第二凹槽212的深度。第一凹槽112和第二凹槽212可以具有矩形形状。例如，第一凹槽112的侧表面和第二凹槽212的侧表面可以分别基本上垂直于第一表面114和第二表面214，并且第一凹槽112的底表面和第二凹槽212的底表面可以分别形成为平行于第一表面114和第二表面214。在图2中，第一凹槽112和第二凹槽212可以形成为未对准或交错，但在一些示例实施例中，第一凹槽112和第二凹槽212可以形成为彼此基本对准。另外，第二凹槽212可以形成有不同于第一凹槽112的图案的图案。例如，第一凹槽112的宽度和第一凹槽112之间的间隔可以不同于第二凹槽212的宽度和第二凹槽212之间的间隔。
在一些示例实施例中，辅助垫211形成为与第一表面114接触。辅助垫211可以填充第一表面114的第一凹槽112的内侧或体积。辅助垫211直接结合到上层垫110'的第一表面114。表述“直接结合”意味着一个垫与另一个垫直接接触而没有任何中间层(例如，PSA)。例如，可以通过在模具中在第一表面114上注入辅助垫211组合物并使其成型来形成辅助垫211。在一些示例实施例中，辅助垫211可以由与上层垫110'的材料相同或相似的材料制成。例如，辅助垫211组合物可以包括氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂。在一些示例实施例中，辅助垫211可以由与上层垫110'的材料不同的材料制成。
在一些示例实施例中，辅助垫211可以形成为具有对应于第一凹槽112的深度减小水平的厚度。随着抛光工艺的进行，抛光垫100的抛光表面磨损，并且每个凹槽的深度从初始深度逐渐减小。辅助垫211可以形成为补充抛光垫100的减小的厚度。在一些示例实施例中，辅助垫211可以形成为使得上层垫110'和辅助垫211的总厚度至少等于或至少基本上等于在使用前的上层垫110的厚度。
在一些示例实施例中，循环使用的抛光垫200还可以包括支撑层220。支撑层220可以包括第一粘合层222、下层垫224和第二粘合层226。第一粘合层222、下层垫224和第二粘合层226分别对应于包括在图1的支撑层120中的第一粘合层122、下层垫124和第二粘合层126。
在下文中，将参照图3和图4来描述使磨损的抛光垫循环使用以产生抛光垫200的方法，该剖光垫200与图2的示例实施例中的剖光垫200相同。下面将参照图2描述。图3和图4是用于描述根据发明构思的示例实施例的使抛光垫循环使用的方法的剖视图。
参照图3，在磨损的抛光垫(例如，图1的抛光垫100)的上层垫110上形成辅助垫211。在一些示例实施例中，在上层垫110的具有多个第一凹槽112的第一表面114上形成辅助垫211。在其中多个第一凹槽112具有减小预定深度减小水平的深度的示例实施例中，将辅助垫211形成为具有对应于预定深度减小水平的厚度。例如，考虑到抛光垫100的厚度的工作范围，可以形成辅助垫211，使得磨损的上层垫110和辅助垫211的总厚度T至少等于或至少基本上等于在使用前的抛光垫100的上层垫110的厚度。例如，辅助垫211和上层垫110的总厚度T可以在从大约1mm至大约3mm的范围，但是发明构思不限于此。在一些示例实施例中，可以对诸如辅助垫211的顶表面的表面211a进行切割或切片，使得辅助垫211的厚度被调节为具有期望的厚度。
根据一些示例实施例，将在被循环使用之前的上层垫110设置在模具的基体中。在一些示例实施例中，向上层垫110的位于上层垫110中或上层垫110上的抛光表面注入辅助垫211组合物。此后，可以使注入的辅助垫211组合物固化以形成辅助垫211。在一些示例实施例中，辅助垫211组合物包括氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂。异氰酸酯化合物可以用于制备氨基甲酸乙酯类预聚物。固化剂可以包括胺化合物和醇化合物中的一种或更多种化合物。例如，固化剂可以包括从由芳族胺、脂族胺、芳族醇和脂族醇组成的组中选择的一种或更多种化合物。固体发泡剂可以是热膨胀微胶囊，并且可以是具有大约5μm至大约200μm的平均颗粒尺寸的微球结构。在一些示例实施例中，固体发泡剂的平均颗粒尺寸可以在从大约10μm至大约60μm的范围。在一些示例实施例中，固体发泡剂的平均颗粒尺寸可以在从大约25μm至大约45μm的范围。
在一些示例实施例中，将氨基甲酸乙酯类预聚物和固化剂混合，然后彼此反应以形成固体聚氨酯，其被制造为片材等。氨基甲酸乙酯类预聚物的异氰酸酯端基可以与固化剂的胺基、醇基等反应。在这种情况下，固体发泡剂可以均匀分散在原料中以形成孔，并且不参与氨基甲酸乙酯类预聚物和固化剂的反应。在模具中完成氨基甲酸乙酯类预聚物和固化剂的反应，从而可以获得如图3所示的其中上层垫110和辅助垫211被结合的结构。根据一些示例实施例，上层垫110和辅助垫211的组合可以是沿着模具的形状固化的块状物形式的模制产品。可以通过对辅助垫部分进行适当地切片或切割来将上层垫110和辅助垫211的组合加工为用于制造抛光垫的片材等。
在一些示例实施例中，当将辅助垫211组合物注入到模具中时，也可以注入惰性气体。惰性气体可以在氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂的混合和反应过程中形成辅助垫211的孔。例如，惰性气体可以包括从由氮气、氩气和氦气组成的组中的选择的一种或更多种气体，但是发明构思不限于此，惰性气体可以是不参与辅助垫211组合物的反应的任何气体。
再次参照图3，可以在上层垫110的第一表面114上直接形成辅助垫211。在一些示例实施例中，辅助垫211的材料的原子可以被交联键合到上层垫110的材料的原子，或者可以与上层垫110的材料的原子共用电子，使得辅助垫211的材料的原子和上层垫110的材料的原子可以沿着第一表面114共价键合。上述键合不同于机械结合(诸如使用螺钉、钉子、胶水或其它粘合剂的一体化结合)。在一些示例实施例中，辅助垫211可以沿着上层垫110的第一表面114被静电结合(例如，范德华相互作用)，而不是共价键合。
根据一些示例实施例，当图1的磨损的抛光垫100包括支撑层120时，在形成图3中描述的辅助垫211之前从上层垫110的底表面116去除支撑层120。可以使用任何合适的聚合物去除方法来去除支撑层120。例如，可以利用诸如研磨的物理方法或使用诸如甲苯的溶剂的化学方法来去除支撑层120。在一些示例实施例中，在去除支撑层120之后，可以清洁用过的上层垫110的底表面116。
根据一些示例实施例，还可以在形成辅助垫211之前对上层垫110的第一凹槽112执行清洁。清洁可以防止可能由存在于凹槽中的异物引起的上层垫110与辅助垫211之间的第一表面114的损耗。可以使用物理方法、干法、湿法或化学方法来执行清洁。例如，物理方法包括刷擦洗等，干法包括空气吹洗、龙卷风清洁(tornado cleaning)、等离子体清洁等，湿法包括水喷射、束流喷射(stream jetting)、气泡水喷射、超声波清洁、兆声清洗等，而化学方法包括稀氢氟酸(HF)清洁、缓冲氧化物蚀刻(BOE)清洁、硫酸过氧化物混合物(SPM)清洁、铵过氧化物混合物(APM)清洁、盐酸过氧化物混合物(HPM)清洁等，但发明构思不限于此。
参照图3和图4，在上层垫110的与磨损的上层垫110的第一表面114背对的底表面116中形成作为多个新凹槽的第二凹槽212。在一些示例实施例中，在将图3的结构上下颠倒的状态下，可以在上层垫110的底表面116上形成第二凹槽212。例如，当辅助垫211和上层垫110的总厚度T为大约2mm时，第二凹槽212可以具有距底表面116大约0.8mm至大约1.0mm的深度，但发明构思不限于此。在一些示例实施例中，第二凹槽212可以具有相同的深度或不同的深度。
再加工或循环使用的上层垫110'与辅助垫211的厚度比T1:T2可以在从大约4:4至大约7:1、大约4:4至大约6:2、或大约4:4至大约5:3的范围。例如，上层垫110'的厚度T1可以定义为从第二表面214的突出表面到第一表面114的突出表面的距离。例如，辅助垫211的厚度T2可以被定义为从第一表面114的突出表面到辅助垫211的与第一表面114背对的表面211a的距离。然而，厚度比T1:T2不限于此，并且可以是根据磨损的抛光垫100的上层垫110的磨损程度的任何合适的比。
根据一些示例实施例，在形成第二凹槽212之后，可以将下层垫(例如，图2的下层垫224)进一步附着到辅助垫211的与第一表面114背对的表面211a。例如，可以使用粘合剂(例如，图2的第一粘合层222)将下层垫224附着到辅助垫211。
图5是示出根据发明构思的示例实施例的用于制造循环使用的抛光垫的包括窗530的磨损的抛光垫500的一部分的剖视图。
在一些示例实施例中，如图5的示例实施例中所示，为了在抛光工艺期间检测抛光终点，抛光垫500还可以包括设置在上层垫510中的窗530。窗530可以容纳在上层垫510的开口518中。窗530可以具有宽度W1，并且可以延伸为穿过上层垫510。
窗530可以是透光层或透明层，透光层或透明层设置在无论抛光垫500的平移运动的位置如何都可以确保基底的可见性的位置处。例如，当窗530与基底相邻时，为了确定抛光终点，光束通过窗530被光源投射到基底。抛光终点检测器可以用于接收从基底反射的光并检测抛光终点。例如，抛光终点检测器可以通过以下方式来确定抛光终点：通过利用反射光的测量强度来检测意味着新层的暴露的基底反射率的突然变化；或者通过利用干涉测量原理计算从外层(例如，透明氧化物层)去除的基底的厚度。在示例中，抛光终点检测器可以通过以下方式来确定抛光终点：监视反射光的光谱，并且通过将测量光谱的顺序与来自库的参考光谱进行匹配并确定与参考光谱的索引值对应的线性函数达到目标值的点来检测目标光谱；或者监视预定终点标准的信号。在一些示例实施例中，光源和抛光终点检测器可以位于抛光设备内部。
根据图5中所示的示例实施例，窗530具有与开口518基本相同的形状。在一些示例实施例中，窗530可以具有圆形形状、椭圆形形状、正方形形状、矩形形状或任何其他形状。除了凹槽512之外，窗530的第一表面532也可能在抛光工艺期间被磨损。窗530的第一表面532可以与邻近其的上层垫510的第一表面514基本相同(例如，共面)，或者可以根据窗530的材料相对于第一表面514凹陷或凸出。根据示例实施例，上层垫510的第一表面514是上层垫510的磨损的抛光表面。
在一些示例实施例中，磨损的抛光垫500还可以包括支撑层520。支撑层520可以包括第一粘合层522、下层垫524和第二粘合层526。第一粘合层522、下层垫524和第二粘合层526分别对应于包括在图1的支撑层120中的第一粘合层122、下层垫124和第二粘合层126。根据图5中所示的示例实施例，窗530通过第一粘合层522固定。然而，发明构思不限于此，窗530可以通过任何适当的方法(例如，焊接、卡扣等)固定。开口528形成为穿过支撑层520。窗530的第二表面534可以通过开口528至少部分地暴露。窗530的第二表面534的至少一部分可以与开口528连通。在一些示例实施例中，开口528的宽度W2可以小于窗530的宽度W1。
图6A和图6B、图7A至图7C以及图8A至图8C是用于描述当循环使用图5中所示的抛光垫500时形成附加垫或辅助垫(或补充垫)611a和611b的方法的剖视图。
根据一些示例实施例，可以在上层垫510的第一表面514上形成附加垫或辅助垫，并且不从磨损的上层垫510去除窗530。
在图6A的示例实施例中，在窗530的至少一个表面532a上形成辅助垫611a，窗530预先设置在被循环使用之前的上层垫510中。例如，至少一个表面532a可以包括窗530的上表面，或者可以包括窗530的上表面和从上表面延伸的四个侧表面。窗530的至少一个表面532a可以与上层垫510的第一表面514形成连续或基本连续的表面。辅助垫611a可以与窗530的与上层垫510的第一表面514形成连续或基本连续的表面的至少一个表面532a直接接触。根据示例实施例，只要辅助垫611a由不透明材料制成，包括在被循环使用之前的抛光垫500中的窗530就不能用作循环使用的抛光垫500中的窗530。可以在上层垫510的底表面516上形成新的凹槽，并且可以对邻近底表面516的窗530的表面进行适当地加工以与新形成的抛光层匹配。上述方法应用于下面的示例实施例。
在图6B的示例实施例中，辅助垫611b包括开口612，在被循环使用之前的上层垫510中预先设置的窗530的一个表面532b(例如，窗530的上表面)通过开口612被至少部分暴露。窗530的表面532b的至少一部分可以与开口612连通。如图6B中所示，窗530的表面532b也可以与第一表面514形成连续或基本连续的表面。在一些示例实施例中，开口612的宽度W3可以小于或等于窗530的宽度W1。在一些示例实施例中，当下层垫524附着到图6B的辅助垫611b的暴露表面(或与第一表面514背对的表面)时，将下层垫524形成为使辅助垫611b的开口612的至少一部分暴露。例如，开口528(图5)可以与开口612对准。根据示例实施例，检测抛光终点所施加的光可以通过开口612和窗口530到达基底。
根据一些示例实施例，在从使用过的上层垫510去除窗530之后，可以在上层垫510的第一表面514上形成辅助垫611b。
参照图7A至图7C，可以去除预先设置在上层垫510中的现有窗530，并且新窗730可以位于在其中去除了现有窗530的部分或空间720处。例如，新窗730的高度可以是至少从上层垫510的底表面516到形成有附加垫或辅助垫711的水平的距离。可以将辅助垫711形成为从上层垫510的第一表面514至少到新窗730的端部或高度。例如，如图7B中所示，可以使磨损的上层垫510和新窗730位于模具中，并且可以在第一表面514的除了新窗730之外的剩余部分上形成辅助垫711。新窗730延伸以穿过上层垫510和辅助垫711。
根据示例实施例，将新窗730包括在用于形成图7C的垫结构的聚合物基质中，使得新窗730与垫结构集成。在一些示例实施例中，当将下层垫524(图5)附着到图7C的辅助垫711的暴露表面或顶表面711a(或与第一表面514背对的表面)上时，将下层垫524形成为暴露新窗730的至少一部分。例如，可以将下层垫524形成为暴露新窗730的表面，该表面与辅助垫711的与第一表面514背对的表面711a形成连续或基本连续的表面(例如，共面表面)。例如，可以将开口528(图5)与窗730对准。
参照图8A至图8C，在一些示例实施例中，可以在上层垫510的第一表面514上形成附加垫或辅助垫(或补充垫)811的同时填充其中去除了先前设置在上层垫510中的窗530的部分或空间(例如，图7A的部分720)。在形成穿过上层垫510和辅助垫811的开口820之后，可以将新窗830插入开口820中。例如，插入的窗830可以具有等于或基本上等于图8C的垫结构的总厚度的高度。在一些示例实施例中，还可以将新窗830的至少一部分通过其暴露的下层垫524附着到图8C的辅助垫811的暴露表面上。例如，可以将开口528(图5)与新窗830对准。例如，可以通过下层垫524暴露新窗830的与辅助垫811的背对第一表面514的表面811a形成连续或基本连续表面(例如，共面表面)的表面。
在一些示例实施例中，如图8A中所示，在形成辅助垫811以填充其中去除了现有窗530的部分之后，可以不插入新窗830。在这种情况下，辅助垫811延伸以穿过上层垫510。可以在图8A的垫结构的底表面516上形成新的凹槽，并且不插入新窗830，使得可以产生无窗的循环使用的抛光垫500。
图7B、图7C和图8C的新窗730和830可以由具有高透光率的材料制成。例如，新窗730和830可以是或包括具有大约1％或更高的透光率的聚合物树脂。新窗730和830可以是透明的。
图9是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫900的一部分的剖视图。
循环使用的抛光垫900包括上层垫110a'和附加垫或辅助垫(或补充垫)911。上层垫110a'是通过再加工/循环使用图1中所示的磨损的抛光垫100的上层垫110而获得的垫。上层垫110a'包括与辅助垫911接触的第一表面114a以及具有多个第二凹槽912的第二表面914。第二表面914与第一表面114a背对。根据示例实施例，第二凹槽912是新形成在图1的磨损的上层垫110中的凹槽，并构成循环使用的抛光垫900的新抛光表面。
在一些示例实施例中，上层垫110a'可以是在去除包括在磨损的抛光垫100的上层垫110中的第一凹槽112之后形成第二凹槽912的结果。例如，可以通过研磨去除第一凹槽112，但是发明构思不限于此。在一些示例实施例中，上层垫110a'的第一表面114a可以是图1的上层垫110的底表面116。在一些示例实施例中，上层垫110a'的第一表面114a可以是其中图1的第一凹槽112被去除的表面(例如，第一表面114a可以是平面的)。
在一些示例实施例中，辅助垫911形成为与第一表面114a接触。辅助垫911直接结合到上层垫110a'的第一表面114a。表述“直接结合”意味着一个垫与另一个垫直接接触而没有任何中间层(例如，PSA)。例如，可以通过在模具中在第一表面114a上注入辅助垫911组合物并使其成型来形成辅助垫911。在一些示例实施例中，辅助垫911可以由与上层垫110a'的材料相同或相似的材料制成。例如，辅助垫911组合物可以包括氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂。在一些示例实施例中，辅助垫911可以由与上层垫110a'的材料不同的材料制成。
在一些示例实施例中，循环使用的抛光垫900还可以包括支撑层920。支撑层920可以包括第一粘合层922、下层垫924和第二粘合层926。第一粘合层922、下层垫924和第二粘合层926分别对应于包括在图1的支撑层120中的第一粘合层122、下层垫124和第二粘合层126。
在下文中，将参照图10和图11来描述使磨损的抛光垫循环使用以产生与图9的示例实施例中的抛光垫900相同的抛光垫900的方法。图10和图11是用于描述根据发明构思的示例实施例的使抛光垫900循环使用的方法的剖视图。根据图10和图11的示例实施例的循环使用的方法与根据图3和图4的示例实施例的循环使用方法基本相同或相似，并且还包括在被循环使用之前从抛光垫去除凹槽的步骤。
根据一些示例实施例，从图1的上层垫110的具有多个第一凹槽112的第一表面114去除第一凹槽112。参照图10，在一些示例实施例中，在去除了第一凹槽112的上层垫110a上形成附加垫或辅助垫(或补充垫)911。例如，可以在图1的被循环使用之前的上层垫110的底表面116上形成辅助垫911，或者可以在去除了图1的第一凹槽112的表面上形成辅助垫911。在其中被去除的第一凹槽112具有减小预定深度减小水平的深度的示例实施例中，将辅助垫911形成为具有与预定深度减小水平和每个第一凹槽112的深度的总和对应的厚度。在一些示例实施例中，可以将辅助垫911形成为使得其中去除了第一凹槽112的上层垫110a和辅助垫911的总厚度T至少等于或至少基本上等于使用前的抛光垫的上层垫的厚度。
例如，辅助垫911和上层垫110a的总厚度T可以在从大约1mm至大约3mm的范围，但是发明构思不限于此。在一些示例实施例中，可以对辅助垫911的表面911a进行切割或切片，从而将辅助垫911的厚度调节为具有期望的厚度。
根据一些示例实施例，将上层垫110a设置在模具的基体中。在一些示例实施例中，朝向位于模具中的上层垫110a的表面114a注入辅助垫911组合物，表面114a可以是平坦表面。此后，可以使注入的辅助垫911组合物固化以形成辅助垫911。在一些示例实施例中，辅助垫911组合物包括氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂。其描述与以上参照图3描述的相同。
根据一些示例实施例，上层垫110a和辅助垫911的组合可以是沿着模具的形状固化的块状物形式的模制产品。可以通过对辅助垫部分进行适当地切片或切割来将上层垫110a和辅助垫911的组合加工为用于制造抛光垫的片材等。
在一些示例实施例中，当将辅助垫911组合物注入到模具中时，也可以注入惰性气体。惰性气体可以在氨基甲酸乙酯类预聚物、固化剂和固体发泡剂的混合和反应过程中形成辅助垫911的孔。例如，惰性气体可以包括从由氮气、氩气和氦气组成的组中的选择的一种或更多种气体，但是发明构思不限于此，惰性气体可以是不参与辅助垫911组合物的反应的任何气体。
再次参照图10，可以在上层垫110a的第一表面114a上直接形成辅助垫911。在一些示例实施例中，辅助垫911的材料的原子可以被交联键合到上层垫110a的材料的原子，或者可以与上层垫110a的材料的原子共用电子，使得辅助垫911的材料的原子和上层垫110a的材料的原子可以沿着第一表面114a共价键合。上述键合不同于机械结合(诸如使用螺钉、钉子、胶水或其它粘合剂的一体化结合)。在一些示例实施例中，辅助垫911可以沿着上层垫110a的第一表面114a被静电结合(例如，范德华相互作用)，而不是共价键合。
根据一些示例实施例，当图1的磨损的抛光垫100包括支撑层120时，在图1的上层垫110的第一凹槽112被去除之前从上层垫110的底表面116去除支撑层120。可以使用任何合适的聚合物去除方法来去除支撑层120。例如，可以利用诸如研磨的物理方法或使用诸如甲苯的溶剂的化学方法来去除支撑层120。在一些示例实施例中，在去除支撑层120之后，可以清洁使用过的上层垫110的底表面116。根据一些示例实施例，在去除上层垫110的第一凹槽112和形成辅助垫911之前，还可以对上层垫110a的将要形成辅助垫911的第一表面114a执行清洁。清洁可以防止可能由异物引起的上层垫110a与辅助垫911之间的第一表面114a的损耗。
参照图10和图11，在上层垫110a的与辅助垫911和上层垫110a之间的第一表面114a背对的一个表面116a中形成作为多个新凹槽的第二凹槽912。在一些示例实施例中，在图10的结构上下颠倒的状态下，可以在上层垫110a的表面116a中形成第二凹槽912。例如，当辅助垫911和上层垫110a的总厚度T为大约2mm时，第二凹槽912可以具有距表面116a大约0.8mm至大约1.0mm的深度，但发明构思不限于此。在一些示例实施例中，第二凹槽912可以具有相同的深度或不同的深度。
再加工或循环使用的上层垫110a'与辅助垫911的厚度比T3:T4可以在从大约4:4至大约1:7、大约4:4至大约2:6或大约4:4至大约3:5的范围。例如，上层垫110a'的厚度T3可以被定义为从第二表面914的突出表面到第一表面114a的距离。例如，辅助垫911的厚度T4可以被定义为从第一表面114a到辅助垫911的与第一表面114a背对的表面911a的距离。然而，厚度比T3:T4不限于此，并且可以是根据磨损的抛光垫100的上层垫110的磨损程度的任何合适的比。
根据一些示例实施例，在形成第二凹槽912之后，还可以将下层垫(例如，图9的下层垫924)附着到辅助垫911的与第一表面114a背对的表面911a。例如，可以使用粘合剂(例如，图9的第一粘合层922)将下层垫附着到辅助垫911。
在一些示例实施例中，参照图9至图11描述的使抛光垫循环使用的方法还可以应用于上层垫中包括窗的抛光垫。当被循环使用之前的抛光垫包括窗时，也可以将窗的一部分与磨损的抛光垫100的第一凹槽112一起去除，使得窗的一个表面可以位于与去除了第一凹槽112的表面相同的水平或基本相同的水平。
图12A和图12B、图13A至图13C以及图14A至图14C是用于描述当循环使用根据发明构思的示例实施例的包括窗的抛光垫时形成附加垫或辅助垫(或补充垫)的方法的剖视图。在图12A和图12B、图13A至图13C以及图14A至图14C中，上层垫1210、1310和1410处于从其去除了第一凹槽112的状态。
根据一些示例实施例，可以在上层垫的表面上形成附加垫或辅助垫(或补充垫)，并且不从磨损的上层垫去除窗。
在图12A的示例实施例中，在去除了磨损的抛光垫100的第一凹槽112的上层垫1210上以及在预先设置在循环使用之前的上层垫1210中的窗1230的一个表面1232a上形成附加垫或辅助垫(或补充垫)1211a。窗1230的表面1232a可以与上层垫1210的一个表面1214形成连续或基本连续的表面。辅助垫1211a可以与窗1230的与上层垫1210的表面1214形成连续或基本连续的表面的表面1232a直接接触。根据示例实施例，只要辅助垫1211a由不透明材料制成，包括在循环使用之前的抛光垫100中的窗1230就不能用作循环使用的抛光垫中的窗。可以在上层垫1210的与表面1214背对的一个表面1216中形成新的凹槽，并且可以适当地加工窗1230的邻近表面1216的表面以与新形成的抛光层匹配。
在图12B的示例实施例中，附加垫或辅助垫(或补充垫)1211b包括开口1212，预先设置在循环使用之前的上层垫1210中的窗1230的一个表面1232b通过开口1212被至少部分暴露。窗1230的表面1232b的至少一部分可以与开口1212连通。如图12B中所示，窗1230的表面1232b也可以与上层垫1210的表面1214形成连续或基本连续的表面。在一些示例实施例中，开口1212的宽度W5可以小于或等于窗1230的宽度W4。在一些示例实施例中，当将下层垫附着到图12B的辅助垫1211b的暴露表面(或与辅助垫1211b和上层垫1210之间的表面1214背对的表面)时，将下层垫形成为暴露辅助垫1211b的开口1212的至少一部分。例如，可以将开口528(图5)与开口1212对准。根据示例实施例，检测抛光终点所施加的光可以通过开口1212和窗1230到达基底。
根据一些示例实施例，可以在从使用过的上层垫去除窗之后在上层垫的表面上形成辅助垫。
参照图13A至图13C，可以去除先前设置在上层垫1310中的现有窗1230，并且可以使新窗1330位于在其中去除了现有窗1230的部分或空间1320处。例如，新窗1330的高度可以是至少从上层垫1310的底表面1316到形成有附加垫或辅助垫(或补充垫)1311的水平的距离。可以将辅助垫1311形成为从上层垫1310的一个表面1314至少到新窗1330的高度。例如，可以使上层垫1310和新窗1330位于模具中，如图13B中所示，并且可以在表面1314的除新窗1330之外的剩余部分上形成辅助垫1311。新窗1330延伸以穿过上层垫1310和辅助垫1311。
根据示例实施例，使新窗1330包括在用于形成图13C的垫结构的聚合物基质中，使得新窗1330与垫结构一体化。在一些示例实施例中，当将下层垫附着到图13C的辅助垫1311的暴露表面(或与辅助垫1311和上层垫1310之间的表面1314背对的表面)上时，将下层垫形成为使新窗1330的至少一部分暴露。例如，可以将下层垫形成为使新窗1330的与辅助垫1311的与表面1314背对的表面1311a形成连续或基本连续的表面的表面暴露。例如，可以将开口528(图5)与窗1330对准。可以在上层垫1310的与表面1314背对的底表面1316上形成新的凹槽。
参照图14A至图14C，在一些示例实施例中，可以在上层垫1410的一个表面1414上形成附加垫或辅助垫(或补充垫)1411同时填充其中去除了先前设置在上层垫1410中的窗的部分或空间(例如，图13A的部分1320)。在形成穿过上层垫1410和辅助垫1411的开口1420之后，可以将新窗1430插入开口1420中。例如，插入的窗1430可以具有基本上等于图14C的垫结构的总厚度的高度。在一些示例实施例中，还可以将新窗1430的至少一部分通过其暴露的下层垫附着到图14C的辅助垫1411的暴露表面上。例如，可以通过下层垫暴露新窗1430的与辅助垫1411的背对第一表面1414的表面1411a形成连续或基本连续表面的表面。例如，可以将开口528(图5)与新窗1430对准。可以在上层垫1410的与表面1414背对的一个表面1416上形成新的凹槽。
在一些示例实施例中，如图14A中所示，在形成辅助垫1411以填充其中去除了现有窗的部分之后，可以不插入新窗。在这种情况下，辅助垫1411延伸以穿过上层垫1410。可以在图13A的垫结构的底表面1316中或图14A的垫结构的底表面1416中形成新的凹槽，并且不插入新窗，从而可以产生无窗的循环使用的抛光垫。
图13B、图13C和图14C的新窗1330和1430可以由具有高透光率的材料制成。例如，新窗1330和1430可以是具有大约1％或更高的透光率的聚合物树脂。新窗1330和1430可以是透明的。
图15是示意性地示出根据发明构思的示例实施例的用于使用循环使用的抛光垫1600来对基底进行抛光的抛光设备1500的主要部分的局部剖切透视图。在图15中，示出了旋转型抛光设备1500，但是发明构思不限于此。
参照图15，抛光设备1500包括板或台1502、头部1504和喷嘴1506。台1502的上表面可以用于支撑抛光垫1600。头部1504按压抛光垫1600和基底W，并且在抛光期间旋转。喷嘴1506在抛光期间向抛光垫1600的抛光层1610提供浆料1510。抛光设备1500还可以包括修整单元1508。修整单元1508包括用于调节抛光垫1600的金刚石尖端。
抛光垫1600包括抛光层1610。根据发明构思的各种实施例，抛光层1610包括使用过的上层垫和附加垫或辅助垫(或补充垫)。抛光垫1600还可以包括支撑层1620。支撑层1620可以用于支撑抛光垫1600附着到抛光设备1500的台1502。在一些示例实施例中，可以省略支撑层1620。在一些示例实施例中，抛光垫1600可以包括用于在抛光工艺期间执行光学终点检测的窗1630。基底W可以使用抛光靶来抛光，并且可以装载在与台1502相对的头部1504上并与抛光层1610直接接触。
在图15中，示出了抛光垫1600具有圆形平面形状的情况。然而，抛光垫1600的形状可以根据抛光设备1500的形状修改为各种形状，诸如，矩形形状、正方形形状等。
图16至图19是示出根据发明构思的示例实施例的循环使用的抛光垫的一部分的剖视图。参照图16，循环使用的抛光垫200的上层垫110'包括具有第二凹槽212a的第二表面214。第二凹槽212a可以设置成与第一凹槽112基本对齐。第二凹槽212a可以形成为具有与第一凹槽112相同的图案。例如，第二凹槽212a可以具有与第一凹槽112相同的宽度，并且可以以相等的间隔设置。
参照图17，循环使用的抛光垫200的上层垫110'可以分为中心部分110'-1、中间部分110'-2和周界部分110'-3。参照图15，可以在抛光垫1600上对基底W进行抛光。例如，可以在抛光垫1600的中心和周界之间对基底W进行抛光。因此，抛光垫1600的表面在其中心和周界处可以相对较少地抛光。
再次参照图17，在抛光工艺期间磨损的第一表面114可以包括第一凹槽112和第二凹槽112b。第一表面114在中间部分110'-2处的磨损可能比中心部分110'-1和周界部分110'-3处的磨损更大。第一凹槽112可以形成在中心部分110'-1和周界部分110'-3中，第二凹槽112b可以形成在中间部分110'-2中。每个第二凹槽112b的深度可以小于每个第一凹槽112的深度。
参照图18，上层垫110的第一表面114包括第一凹槽112c。第一凹槽112c可以具有弧形形状。例如，第一凹槽112c可以具有倾斜的侧表面和弯曲的底表面。另外，第一凹槽112c可以具有锥形形状。例如，每个第一凹槽112c的宽度可以从第一表面114朝向抛光垫100的内部部分或内侧减小。
参照图19，上层垫110'的第一表面114包括第一凹槽112d，并且上层垫110'的第二表面214包括第二凹槽212d。第一凹槽112d和第二凹槽212d可以具有弧形形状。例如，第一凹槽112d和第二凹槽212d可以具有弯曲的底表面。第二凹槽212d可以形成为具有不同于第一凹槽112d的图案的图案。例如，第一表面114中的每个第一凹槽112d的宽度W6可以小于第二表面214中的每个第二凹槽212d的宽度W7。这里，宽度W6指第一表面114中的每个第一凹槽112d的水平宽度，宽度W7指第二表面214中的每个第二凹槽212d的水平宽度。此外，即使当第一凹槽112d和第二凹槽212d形成为具有彼此相同的图案时，每个第一凹槽112d和每个第二凹槽212d也具有锥形形状，因此，随着第一表面114和第二表面214中的每个被磨损，第一凹槽112d和第二凹槽212d的宽度可以减小。
根据发明构思的示例实施例，可以提供补充磨损的抛光表面的磨损部分的附加垫或辅助垫(或补充垫)，并且因此可以有效地循环使用抛光垫。此外，根据发明构思的示例实施例，可以在其中设置有附加垫或辅助垫抛光垫中形成新的凹槽，并且因此循环使用的抛光垫可以具有与使用前的抛光垫的性能基本相同的性能。
虽然已经参照附图描述了发明构思的实施例，但本领域技术人员应理解的是，在不脱离发明构思的范围并且不改变其必要特征的情况下，可以做出各种改变。因此，上述实施例应仅以描述性的含义来考虑，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫包括：
上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽并与第一表面背对的第二表面以及连接所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽的连接体；以及
辅助垫，与上层垫的第一表面接触，
其中，所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的深度，并且
辅助垫具有对应于所述预定水平的厚度。
2.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述上层垫与所述辅助垫的厚度比的范围为从4:4至7:1。
3.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫还包括位于上层垫中的窗。
4.根据权利要求3所述的循环使用的抛光垫，其中，辅助垫与窗的至少一个表面直接接触，并且窗和上层垫的第一表面限定基本连续的表面。
5.根据权利要求3所述的循环使用的抛光垫，其中，辅助垫具有与窗连通的开口。
6.根据权利要求3所述的循环使用的抛光垫，其中：
窗延伸穿过上层垫和辅助垫；并且
窗具有暴露的表面，所述暴露的表面与辅助垫的背对所述第一表面的表面基本连续。
7.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，辅助垫延伸穿过上层垫。
8.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽是矩形的。
9.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽彼此不对准。
10.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的水平宽度不同于所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的水平宽度。
11.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽中相邻的第一凹槽之间的间隔不同于所述多个第二凹槽中相邻的第二凹槽之间的间隔。
12.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽中的位于中间部分处的每个第一凹槽的深度小于所述多个第一凹槽中的位于中心部分和外周部分处的每个第一凹槽的深度。
13.根据权利要求1所述的循环使用的抛光垫，其中，辅助垫位于所述多个第一凹槽的内部体积中。
14.一种循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫包括：
上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽且与第一表面背对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的连接体；以及
辅助垫，与上层垫的第一表面接触，
其中，所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的深度，
所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽具有弧形形状，并且
辅助垫具有对应于所述预定水平的厚度。
15.根据权利要求14所述的循环使用的抛光垫，其中：
所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的宽度从第一表面朝向连接体减小；并且
所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的宽度从第二表面朝向连接体减小。
16.根据权利要求14所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的宽度小于所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的宽度。
17.根据权利要求14所述的循环使用的抛光垫，其中，所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽彼此不对准。
18.一种循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫包括：
上层垫，包括具有多个第一凹槽的第一表面、具有多个第二凹槽并与第一表面背对的第二表面以及连接所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽的连接体；
辅助垫，位于上层垫下方并与第一表面接触；以及
下层垫，位于辅助垫下方，
其中，所述多个第一凹槽中的每个第一凹槽的深度从初始深度减小预定水平，并且小于所述多个第二凹槽中的每个第二凹槽的深度，并且
辅助垫具有对应于所述预定水平的厚度。
19.根据权利要求18所述的循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫还包括位于辅助垫与下层垫之间的第一粘合层。
20.根据权利要求18所述的循环使用的抛光垫，所述循环使用的抛光垫还包括位于下层垫下方的第二粘合层。
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