DE102016003083A1

DE102016003083A1 - Polierkissenfenster

Info

Publication number: DE102016003083A1
Application number: DE102016003083.6A
Authority: DE
Inventors: Bainian Qian; Ethan Scott Simon; George C. Jacob
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-09-29
Also published as: KR20160115789A; JP2016182667A; CN106002608B; US20160279757A1; CN106002608A; US9475168B2; TW201634182A; FR3034032A1

Abstract

Das Polierkissen ist zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet. Das Polierkissen weist eine Polieroberfläche, eine Öffnung durch das Polierkissen und ein transparentes Fenster innerhalb der Öffnung in dem Polierkissen auf. Das transparente Fenster weist eine konkave Oberfläche mit einer Tiefe auf, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt. Ein Signalbereich ist abwärts in den zentralen Bereich geneigt, so dass die Entfernung von Rückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille erstreckt sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen. Das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille leitet Rückstände von dem zentralen Bereich durch die Rückstandsablaufrille in das Polierkissen.

Description

HINTERGRUND
Diese Beschreibung betrifft Polierkissenfenster, die zum Überwachen der Poliergeschwindigkeit und zum Erfassen von Polierendpunkten geeignet sind. Insbesondere betrifft sie eine Fensterkonfiguration, die zum Beschränken von Polierdefekten geeignet ist oder die zum Vermindern einer Variation bei der Signalübertragung geeignet ist.
Polyurethan-Polierkissen sind der primäre Kissentyp für verschiedene anspruchsvolle Präzisionspolieranwendungen. Beispielsweise weisen Polyurethan-Polierkissen eine hohe Festigkeit, so dass sie einem Reißen widerstehen, eine Abriebbeständigkeit zum Vermeiden von Verschleißproblemen während des Polierens und eine Stabilität auf, so dass sie einem Angriff durch stark saure und stark kaustische Polierlösungen widerstehen. Diese Polyurethan-Polierkissen sind zum Polieren einer Mehrzahl von Substraten effektiv, einschließlich die folgenden: Siliziumwafer, Galliumarsenid- und andere Gruppe III–V-Halbleiterwafer, SiC, strukturierte Wafer, Flachbildschirmanzeigen, Glas, wie z. B. Saphir, und magnetische Speicherplatten bzw. -scheiben. Insbesondere stellen Polyurethan-Polierkissen die mechanische Integrität und die chemische Beständigkeit für die meisten Poliervorgänge bereit, die zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet werden. Leider neigen diese Polyurethan-Polierkissen dazu, keine ausreichende Transparenz aufzuweisen, die für eine Laserendpunkterfassung oder optische Endpunkterfassung während des Polierens ausreichend ist.
Seit der Mitte der 1990er dienten optische Überwachungssysteme mit Endpunkterfassung zum Bestimmen der Polierzeit mit einer Laserendpunkterfassung oder optischen Endpunkterfassung für Halbleiteranwendungen. Diese optischen Überwachungssysteme stellen während des Polierens eine in situ-Endpunkterfassung eines Wafersubstrats mit einer Lichtquelle und einem Lichtdetektor bereit. Die Lichtquelle richtet einen Lichtstrahl durch ein transparentes Fenster in die Richtung des Substrats, das poliert wird. Der Lichtdetektor misst Licht, das von dem Wafersubstrat reflektiert wird und das ein weiteres Mal zurück durch das transparente Fenster hindurchtritt. Ein optischer Weg bzw. Strahlengang wird von der Lichtquelle durch das transparente Fenster auf das Substrat, das poliert wird, und das reflektierte Licht gebildet, das wieder durch das transparente Fenster hindurchtritt und in den Lichtdetektor eintritt.
Typischerweise ist das transparente Fenster mit der Polieroberfläche der Polierkissen koplanar. Alternative Gestaltungen enthalten jedoch eine Aussparung zwischen dem Fenster und dem Wafersubstrat. Während des Polierens wird diese Aussparung mit Aufschlämmung gefüllt. Wenn die Aussparung zu tief ist, dann kann die Aufschlämmung zusammen mit Polierrückständen den optischen Weg blockieren oder streuen und es kann eine unzureichende Signalstärke zum Erreichen einer zuverlässigen Endpunkterfassung vorliegen. Die angesammelten Polierrückstände auf einer ausgesparten Fensteroberfläche können das Wafersubstrat verkratzen und Defekte in dem resultierenden Halbleiter verursachen.
Es verbleibt ein Bedarf für ein Fenster mit einer verbesserten optischen Signalstärke mit einem verminderten Risiko der Erzeugung von Polierdefekten in dem Wafer.
ANGABE DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der Erfindung stellt ein Polierkissen bereit, das zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet ist, wobei das Polierkissen eine Polieroberfläche, eine Öffnung durch das Polierkissen, einen Radius, der sich von der Mitte des Polierkissens zu einem Umfang des Polierkissens erstreckt, und ein transparentes Fenster innerhalb der Öffnung in dem Polierkissen aufweist, wobei das transparente Fenster an dem Polierkissen angebracht ist und für mindestens eines von magnetischen und optischen Signalen durchlässig ist, wobei das transparente Fenster eine konkave Oberfläche in Bezug auf die Polieroberfläche, wobei die konkave Oberfläche eine maximale Tiefe in einem zentralen Bereich des transparenten Fensters aufweist, gemessen von einer Ebene der Polieroberfläche, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt, einen Signalbereich in dem transparenten Fenster angrenzend an den zentralen Bereich und auf einer Seite, die der Mitte des Polierkissens am nächsten ist, zum Übertragen mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer, wobei der Signalbereich abwärts in den zentralen Bereich geneigt ist, so dass die Entfernung von Rückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille aufweist, die sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen erstreckt, wobei das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille Rückstände von dem zentralen Bereich durch die Rückstandsablaufrille in das Polierkissen leitet, und wobei die Tiefe der Rückstandsablaufrille größer ist als die Tiefe des zentralen Bereichs.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Polierkissen bereit, das zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet ist, wobei das Polierkissen fluidgefüllte Mikrokügelchen enthält und eine Polieroberfläche, eine Öffnung durch das Polierkissen, einen Radius, der sich von der Mitte des Polierkissens zu einem Umfang des Polierkissens erstreckt, und ein transparentes Fenster innerhalb der Öffnung in dem Polierkissen aufweist, wobei das transparente Fenster an dem Polierkissen mit einem lateralen Abstand von weniger als einem durchschnittlichen Durchmesser der fluidgefüllten Mikrokügelchen angebracht ist und für mindestens eines von magnetischen und optischen Signalen durchlässig ist, wobei das transparente Fenster eine konkave Oberfläche in Bezug auf die Polieroberfläche, wobei die konkave Oberfläche eine maximale Tiefe in einem zentralen Bereich des transparenten Fensters aufweist, gemessen von einer Ebene der Polieroberfläche, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt, einen Signalbereich in dem transparenten Fenster angrenzend an den zentralen Bereich und auf einer Seite, die der Mitte des Polierkissens am nächsten ist, zum Übertragen mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer, wobei der Signalbereich abwärts in den zentralen Bereich geneigt ist, so dass die Entfernung von Rückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille aufweist, die sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen erstreckt, wobei das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille Rückstände von dem zentralen Bereich durch die Rückstandsablaufrille in das Polierkissen leitet, und wobei die Tiefe der Rückstandsablaufrille größer ist als die Tiefe des zentralen Bereichs.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf der Erfindung, das eine Umfangsrille aufweist, die mit einer Polierkissenumfangsrille zusammenhängt.
1A ist eine vergrößerte schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf von 1.
1B ist ein radialer Querschnitt des Fensters mit Ablauf der 1, das eine Umfangsrille aufweist, die mit einer Polierkissenumfangsrille zusammenhängt, vor dem Polieren.
1C ist ein radialer Querschnitt eines Fensters mit Ablauf von 1, das eine Umfangsrille aufweist, die mit einer Polierkissenumfangsrille zusammenhängt, nach dem Polieren einer Mehrzahl von Wafern.
2 ist eine schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf der Erfindung, das eine radiale Rille aufweist, die mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängt.
2A ist eine vergrößerte schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf von 2.
2B ist ein radialer Querschnitt des Fensters mit Ablauf der 2, das eine radiale Rille aufweist, die mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängt, vor dem Polieren.
2C ist ein radialer Querschnitt eines Fensters mit Ablauf von 2, das eine radiale Rille aufweist, die mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängt, nach dem Polieren einer Mehrzahl von Wafern.
3 ist eine schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf der Erfindung, das eine Umfangsrille und eine radiale Rille aufweist, die sowohl mit einer Polierkissenumfangsrille als auch mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängen.
3A ist eine vergrößerte schematische Zeichnung eines Fensters mit Ablauf von 3.
3B ist ein radialer Querschnitt des Fensters mit Ablauf der 3, das eine Umfangsrille und eine radiale Rille aufweist, die sowohl mit einer Polierkissenumfangsrille als auch mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängen, vor dem Polieren.
3C ist ein radialer Querschnitt eines Fensters mit Ablauf von 3, das eine Umfangsrille und eine radiale Rille aufweist, die sowohl mit einer Polierkissenumfangsrille als auch mit einer radialen Polierkissenrille zusammenhängen, nach dem Polieren einer Mehrzahl von Wafern.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das Polierkissen der Erfindung ist zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet. Vorzugsweise poliert oder planarisiert das Kissen ein Halbleitersubstrat. Das Polierkissen kann ein poröses oder nicht-poröses Substrat sein. Beispiele für poröse Substrate umfassen geschäumte Kissen, extrudierte Kissen, die gelöstes Gas enthalten, und Matrizen, in denen hohle polymer Mikrokügelchen eingebettet sind. Ein transparentes Fenster, das für mindestens eines von magnetischen und optischen Signalen durchlässig ist, ist an dem Polierkissen angebracht. Vorzugsweise ist das Fenster für optische Signale transparent. Ungefüllte Polyurethanmaterialien können eine hervorragende Kombination aus Transparenz, Poliervermögen und geringer Defekterzeugung zum Polieren von Halbleitersubstraten aufweisen. Typischerweise stellen diese Polyurethane ein Gemisch aus aliphatischen Polyurethanen für eine Transparenz und aromatischen Polyurethanen für eine Festigkeit dar.
In CMP-Kissen, die ohne einen angemessenen Dämpfer zwischen dem Fenster und dem Polierkissen ausgebildet sind, bildet sich ein flacher (wenig tiefer) Hohlraum, wenn das Fenster konkaver wird. Während der Herstellung oder des Polierens bildet das transparente Fenster eine konkave Oberfläche in Bezug auf die Polieroberfläche. Die konkave Oberfläche weist eine maximale Tiefe in einem zentralen Bereich des transparenten Fensters auf, gemessen von einer Ebene der Polieroberfläche, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt. Ein kleiner oder kein Zwischenraum zwischen dem Fenster und dem Polierkissen kann die Tiefe des konkaven transparenten Fensters vergrößern. Ferner können fluidgefüllte polymere Mikrokügelchen in dem Polierkissen die Tiefe des konkaven transparenten Fensters weiter vergrößern. Beispielsweise kann das Komprimieren der Mikrokügelchen, die mit Gas, Flüssigkeit oder einem Gas-Flüssigkeit-Gemisch gefüllt sind, Kräfte konzentrieren, die auf das Fenster ausgeübt werden. Dieser flache Hohlraum kann mit Aufschlämmung und Polierrückständen gefüllt werden, welche die Signalstärke durch das Fenster beeinträchtigen. Wenn das Fenster konkaver wird, wird der Hohlraum tiefer und zusätzliche Aufschlämmung und Polierrückstände neigen dazu, sich anzusammeln, wodurch die Signalstärke weiter vermindert wird. In dem Polierkissen der Erfindung ist der Signalbereich abwärts in den zentralen Bereich geneigt, so dass die Entfernung von Aufschlämmung und Polierrückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille erstreckt sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen. Das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille leitet Polierrückstände von dem zentralen Bereich des transparenten Fensters in die Polierkissenrille. Obwohl alle Figuren ein rechteckigförmiges Fenster zeigen, kann das Fenster alternativ eine runde, quadratische, ovale oder andere Form aufweisen.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 1A kann das Polierkissen 10, das kreisförmige Rillen 12 aufweist, Halbleitersubstrate, optische Substrate oder magnetische Substrate (nicht gezeigt) polieren oder planarisieren. Das Polierkissen umfasst typischerweise eine poröse Polyurethanmatrix, jedoch kann die Matrix andere Polymere umfassen. Gegebenenfalls umfasst die polymere Matrix des Polierkissens 10 fluidgefüllte Mikrokügelchen (nicht gezeigt). Alternativ können die Rillen mit spiralförmigen Rillen, Rillen mit geringem Fluss, X-Y-Rillen, konzentrischen Sechsecken, konzentrischen Zwölfecken, konzentrischen Sechzehnecken, polygonalen Rillen oder einer anderen bekannten Rillenform kombiniert werden. Das Polierkissen 10 weist eine Polieroberfläche 16 auf, die eine Wechselwirkung mit dem Halbleitersubstrat, optischen Substrat oder magnetischen Substrat eingeht. Eine Öffnung 18 durch das Polierkissen 10 stellt einen Ort für das Anbringen eines transparenten Fensters 20 bereit. Wenn die polymere Matrix des Polierkissens 10 fluidgefüllte Mikrokügelchen umfasst, werden sie vorzugsweise mit einem lateralen Abstand von weniger als einem durchschnittlichen Durchmesser der fluidgefüllten Mikrokügelchen angebracht. Beispielsweise stellt das Gießen des Fensters an Ort und Stelle eine direkte Bindung zwischen dem transparenten Fenster 20 und dem Polierkissen 10 im Wesentlichen ohne Zwischenraum zwischen dem transparenten Fenster 20 und dem Polierkissen 10 bereit. Ein Radius R₁ erstreckt sich von der Mitte 22 zu dem Umfang 24 des Polierkissens 10. Unter Bezugnahme auf die 1A erstreckt sich eine kreisförmige Rille 12 in die bogenförmige Rückstandsablaufrille 12A, so dass die Rückstandsentfernung erleichtert wird. Die bogenförmige Rückstandsablaufrille 12A verläuft über die gesamte Breite des transparenten Fensters 20.
Unter Bezugnahme auf die 1B und 1C kann das Fenster 20 des Polierkissens 10 entweder eine flache Oberfläche 30 parallel zu der Polieroberfläche 16 oder eine konkave Oberfläche 32 gemessen in Bezug auf die Polieroberfläche 16 aufweisen. Ein Unterkissen 34 stützt das Polierkissen 10 und den Außenumfang des Fensters 20. Während des Polierens verformt sich das Fenster 20 und wird konkav. Typischerweise wird das Fenster 20 mehr und mehr konkav, wenn das Polieren fortgesetzt wird. Das Kissen 10 weist am Anfang gegebenenfalls eine konkave Oberfläche 32 auf. Die konkave Oberfläche 32 weist eine maximale Tiefe D₁ in einem zentralen Bereich 36 des transparenten Fensters 20 auf, gemessen ausgehend von einer Ebene der Polieroberfläche 16. Während des Polierens verformt sich das Fenster 20, so dass die Höhe von D₁ größer wird. Ein Signalbereich 38 in dem transparenten Fenster 20 grenzt an den zentralen Bereich 36 an und befindet sich auf einer Seite am nächsten zur Mitte 22 (1) des Polierkissens 10. Der Signalbereich 38 überträgt mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer 40, der durch einen Waferträger 42 gehalten ist. Der Signalbereich 38 ist abwärts in den zentralen Bereich 36 geneigt, so dass das Entfernen von Rückständen erleichtert wird. Die bogenförmige Rückstandsablaufrille 12A erstreckt sich durch den zentralen Bereich 36 in das Polierkissen 10, wo das Drehen des Polierkissens 10 mit Polierfluid in der bogenförmigen Rückstandsablaufrille 12A Rückstände von dem zentralen Bereich 36 durch die bogenförmige Rückstandsablaufrille 12A in das Polierkissen 10 leitet. Die Tiefe der bogenförmigen Rückstandsablaufrille 12A ist größer als die Tiefe D₁ des zentralen Bereichs 36, gemessen ausgehend von der Ebene der Polieroberfläche 16.
Während des Polierens sendet der Endpunktdetektor 50 das Signal 52 durch den Signalbereich 38 des transparenten Fensters 20, wo es auf den Wafer 40 auftrifft. Das Signal 52 kehrt dann durch den Signalbereich 38 zurück, wo der Endpunktdetektor 50 bestimmt, ob das Polieren des Wafers 40 fortgesetzt oder beendet werden soll.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 2A kann das Polierkissen 110, das radiale Rillen 114 aufweist, Halbleitersubstrate, optische Substrate oder magnetische Substrate (nicht gezeigt) polieren oder planarisieren. Das Polierkissen umfasst typischerweise eine poröse Polyurethanmatrix, jedoch kann die Matrix andere Polymere umfassen. Gegebenenfalls umfasst die polymere Matrix des Polierkissens 110 fluidgefüllte Mikrokügelchen (nicht gezeigt). Alternativ können die Rillen mit konzentrischen kreisförmigen Rillen, spiralförmigen Rillen, Rillen mit geringem Fluss, X-Y-Rillen, konzentrischen Zwölfecken, konzentrischen Sechsecken, konzentrischen Sechzehnecken, polygonalen Rillen oder einer anderen bekannten Rillenform kombiniert werden. Das Polierkissen 110 weist eine Polieroberfläche 116 auf, die eine Wechselwirkung mit dem Halbleitersubstrat, optischen Substrat oder magnetischen Substrat eingeht. Eine Öffnung 118 durch das Polierkissen 110 stellt einen Ort für das Anbringen eines transparenten Fensters 120 bereit. Wenn die polymere Matrix des Polierkissens 110 fluidgefüllte Mikrokügelchen umfasst, werden sie vorzugsweise mit einem lateralen Abstand von weniger als einem durchschnittlichen Durchmesser der fluidgefüllten Mikrokügelchen angebracht. Beispielsweise stellt das Gießen des Fensters an Ort und Stelle eine direkte Bindung zwischen dem transparenten Fenster 120 und dem Polierkissen 110 im Wesentlichen ohne Zwischenraum zwischen dem transparenten Fenster 120 und dem Polierkissen 110 bereit. Ein Radius R₂ erstreckt sich von der Mitte 122 zu dem Umfang 124 des Polierkissens 110. Unter Bezugnahme auf die 2A erstreckt sich eine radiale Rille 114 von der radialen Rückstandsablaufrille 114A, so dass die Rückstandsentfernung erleichtert wird. Die Länge der radialen Rückstandsablaufrille 114A erstreckt sich etwa über die Hälfte der Länge des transparenten Fensters 120.
Unter Bezugnahme auf die 2B und 2C kann das Fenster 120 des Polierkissens 110 entweder eine flache Oberfläche 130 parallel zu der Polieroberfläche 116 oder eine konkave Oberfläche 132 gemessen in Bezug auf die Polieroberfläche 116 aufweisen. Ein Unterkissen 134 stützt das Polierkissen 110 und den Außenumfang des Fensters 120. Während des Polierens verformt sich das Fenster 120 und wird konkav. Typischerweise wird das Fenster 120 mehr und mehr konkav, wenn das Polieren fortgesetzt wird. Das Kissen 110 weist am Anfang gegebenenfalls eine konkave Oberfläche 132 auf. Die konkave Oberfläche 132 weist eine maximale Tiefe D₂ in einem zentralen Bereich 136 des transparenten Fensters 120 auf, gemessen ausgehend von einer Ebene der Polieroberfläche 116. Während des Polierens verformt sich das Fenster 120, so dass die Höhe von D₂ größer wird. Ein Signalbereich 138 in dem transparenten Fenster 120 grenzt an den zentralen Bereich 136 an und befindet sich auf einer Seite am nächsten zur Mitte 122 (2) des Polierkissens 110. Der Signalbereich 138 überträgt mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer 140, der durch einen Waferträger 142 gehalten ist. Der Signalbereich 138 ist abwärts in den zentralen Bereich 136 geneigt, so dass das Entfernen von Rückständen erleichtert wird. Die Rückstandsablaufrille 114A erstreckt sich durch den zentralen Bereich 136 in das Polierkissen 110, wo das Drehen des Polierkissens 110 mit Polierfluid in der radialen Rückstandsablaufrille 114A Rückstände von dem zentralen Bereich 136 durch die radiale Rückstandsablaufrille 114A in das Polierkissen 110 leitet. Die Tiefe der radialen Rückstandsablaufrille 114A ist größer als die Tiefe D₂ des zentralen Bereichs 136, gemessen ausgehend von der Ebene der Polieroberfläche 116.
Während des Polierens sendet der Endpunktdetektor 150 das Signal 152 durch den Signalbereich 138 des transparenten Fensters 120, wo es auf den Wafer 140 auftrifft. Das Signal 152 kehrt dann durch den Signalbereich 138 zurück, wo der Endpunktdetektor 150 bestimmt, ob das Polieren des Wafers 140 fortgesetzt oder beendet werden soll.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 3A kann das Polierkissen 210, das konzentrische kreisförmige 212 und radiale Rillen 214 aufweist, Halbleitersubstrate, optische Substrate oder magnetische Substrate (nicht gezeigt) polieren oder planarisieren. Das Polierkissen umfasst typischerweise eine poröse Polyurethanmatrix, jedoch kann die Matrix andere Polymere umfassen. Gegebenenfalls umfasst die polymere Matrix des Polierkissens 210 fluidgefüllte Mikrokügelchen (nicht gezeigt). Alternativ können die Rillen mit konzentrischen kreisförmigen Rillen, spiralförmigen Rillen, Rillen mit geringem Fluss, X-Y-Rillen, konzentrischen Sechsecken, konzentrischen Zwölfecken, konzentrischen Sechzehnecken, polygonalen Rillen oder einer anderen bekannten Rillenform kombiniert werden. Das Polierkissen 210 weist eine Polieroberfläche 216 auf, die eine Wechselwirkung mit dem Halbleitersubstrat, optischen Substrat oder magnetischen Substrat eingeht. Eine Öffnung 218 durch das Polierkissen 210 stellt einen Ort für das Anbringen eines transparenten Fensters 220 bereit. Wenn die polymere Matrix des Polierkissens 210 fluidgefüllte Mikrokügelchen umfasst, werden sie vorzugsweise mit einem lateralen Abstand von weniger als einem durchschnittlichen Durchmesser der fluidgefüllten Mikrokügelchen angebracht. Beispielsweise stellt das Gießen des Fensters an Ort und Stelle eine direkte Bindung zwischen dem transparenten Fenster 220 und dem Polierkissen 210 im Wesentlichen ohne Zwischenraum zwischen dem transparenten Fenster 220 und dem Polierkissen 210 bereit. Ein Radius R₃ erstreckt sich von der Mitte 222 zu dem Umfang 224 des Polierkissens 210. Unter Bezugnahme auf die 3A erstreckt sich eine kreisförmige Rille 212 in die bogenförmige Rückstandsablaufrille 212A, so dass die Rückstandsentfernung erleichtert wird. Die bogenförmige Rückstandsablaufrille 212A verläuft über die gesamte Breite des transparenten Fensters 220 und ist mit der radialen Rückstandsablaufrille 214A verbunden, so dass Rückstände zwischen den Rückstandsentfernungskanälen strömen können. Eine radiale Rille 214 erstreckt sich von der radialen Rückstandsablaufrille 214A, so dass die Rückstandsentfernung erleichtert wird. Die Länge der radialen Rückstandsablaufrille 214A erstreckt sich etwa über die Hälfte der Länge des transparenten Fensters 220.
Unter Bezugnahme auf die 3B und 3C kann das Fenster 220 des Polierkissens 210 entweder eine flache Oberfläche 230 parallel zu der Polieroberfläche 216 oder eine konkave Oberfläche 232 gemessen in Bezug auf die Polieroberfläche 216 aufweisen. Ein Unterkissen 234 stützt das Polierkissen 210 und den Außenumfang des Fensters 220. Während des Polierens verformt sich das Fenster 220 und wird konkav. Typischerweise wird das Fenster 220 mehr und mehr konkav, wenn das Polieren fortgesetzt wird. Das Kissen 210 weist am Anfang gegebenenfalls eine konkave Oberfläche 232 auf. Die konkave Oberfläche 232 weist eine maximale Tiefe D₃ in einem zentralen Bereich 236 des transparenten Fensters 220 auf, gemessen ausgehend von einer Ebene der Polieroberfläche 216. Während des Polierens verformt sich das Fenster 220, so dass die Höhe von D₃ größer wird. Ein Signalbereich 238 in dem transparenten Fenster 220 grenzt an den zentralen Bereich 236 an und befindet sich auf einer Seite am nächsten zur Mitte 222 (3) des Polierkissens 210. Der Signalbereich 238 überträgt mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer 240, der durch einen Waferträger 242 gehalten ist. Der Signalbereich 238 ist abwärts in den zentralen Bereich 236 geneigt, so dass das Entfernen von Rückständen erleichtert wird. Die Rückstandsablaufrillen 212A und 214A erstrecken sich durch den zentralen Bereich 236 in das Polierkissen 210, wo das Drehen des Polierkissens 210 mit Polierfluid in den Rückstandsablaufrillen 212A und 214A Rückstände von dem zentralen Bereich 236 durch die Rückstandsablaufrillen 212A und 214A in das Polierkissen 210 leitet. Die Tiefen der Rückstandsablaufrillen 212A und 214A sind größer als die Tiefe D₃ des zentralen Bereichs 236, gemessen ausgehend von der Ebene der Polieroberfläche 216.
Während des Polierens sendet der Endpunktdetektor 250 das Signal 252 durch den Signalbereich 238 des transparenten Fensters 220, wo es auf den Wafer 240 auftrifft. Das Signal 252 kehrt dann durch den Signalbereich 238 zurück, wo der Endpunktdetektor 250 bestimmt, ob das Polieren des Wafers 240 fortgesetzt oder beendet werden soll.
Die vorstehenden Beispiele betreffen kreisförmig, radial und eine Kombination aus kreisförmig und radial. Diese Beispiele wirken durch Ausrichten der Rückstandsablaufrille mit den Polierkissenrillen. Dieses Konzept wird auch mit anders geformten Rillen funktionieren, wie z. B. spiralförmigen Rillen, Rillen mit geringem Fluss, X-Y-Rillen, konzentrischen Sechsecken, konzentrischen Zwölfecken, konzentrischen Sechzehnecken, polygonalen Rillen oder einer anderen bekannten Rillenform oder Kombinationen dieser Formen. In diesen Rillenstrukturen sind die Rückstandsablaufrillen mit den Polierkissenrillen für eine effektive Rückstandsentfernung ausgerichtet.
Das Fenster der Erfindung stellt einen Rillenkanal bereit, der zur Entfernung von Rückständen für konkave Polierkissenfenster wirkt. Da die Rille die Fensterstruktur schwächt, so dass ein Biegen gefördert wird, ist es gegen die Intuition, die Fensterstruktur zu schwächen. Die Fenstergestaltung der Erfindung entfernt Rückstände, während die Transparenz für eine effektive Signalstärke und Endpunkterfassung aufrechterhalten wird.

Claims

Polierkissen, das zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet ist, wobei das Polierkissen eine Polieroberfläche, eine Öffnung durch das Polierkissen, einen Radius, der sich von der Mitte des Polierkissens zu einem Umfang des Polierkissens erstreckt, und ein transparentes Fenster innerhalb der Öffnung in dem Polierkissen aufweist, wobei das transparente Fenster an dem Polierkissen angebracht ist und für mindestens eines von magnetischen und optischen Signalen durchlässig ist, wobei das transparente Fenster eine konkave Oberfläche in Bezug auf die Polieroberfläche, wobei die konkave Oberfläche eine maximale Tiefe in einem zentralen Bereich des transparenten Fensters aufweist, gemessen von einer Ebene der Polieroberfläche, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt, einen Signalbereich in dem transparenten Fenster angrenzend an den zentralen Bereich und auf einer Seite, die der Mitte des Polierkissens am nächsten ist, zum Übertragen mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer, wobei der Signalbereich abwärts in den zentralen Bereich geneigt ist, so dass die Entfernung von Rückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille aufweist, die sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen erstreckt, wobei das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille Rückstände von dem zentralen Bereich durch die Rückstandsablaufrille in das Polierkissen leitet, und wobei die Tiefe der Rückstandsablaufrille größer ist als die Tiefe des zentralen Bereichs.
Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem sich die Rückstandsablaufrille entlang des Radius von der Mitte des Polierkissens zu dem Umfang des Polierkissens erstreckt.
Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem sich die Rückstandsablaufrille durch einen Umfang des Polierkissens erstreckt.
Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem das Fenster ein optisch durchlässiges Polymer ist.
Polierkissen nach Anspruch 1, wobei das Polierkissen porös ist, das transparente Fenster nicht-porös ist und das Gießen des Polierkissens um das transparente Fenster das transparente Fenster an dem Polierkissen anbringt.
Polierkissen, das zum Polieren oder Planarisieren von mindestens einem von Halbleitersubstraten, optischen Substraten und magnetischen Substraten geeignet ist, wobei das Polierkissen fluidgefüllte Mikrokügelchen enthält und eine Polieroberfläche, eine Öffnung durch das Polierkissen, einen Radius, der sich von der Mitte des Polierkissens zu einem Umfang des Polierkissens erstreckt, und ein transparentes Fenster innerhalb der Öffnung in dem Polierkissen aufweist, wobei das transparente Fenster an dem Polierkissen mit einem lateralen Abstand von weniger als einem durchschnittlichen Durchmesser der fluidgefüllten Mikrokügelchen angebracht ist und für mindestens eines von magnetischen und optischen Signalen durchlässig ist, wobei das transparente Fenster eine konkave Oberfläche in Bezug auf die Polieroberfläche, wobei die konkave Oberfläche eine maximale Tiefe in einem zentralen Bereich des transparenten Fensters aufweist, gemessen von einer Ebene der Polieroberfläche, die mit der Verwendung des Polierkissens zunimmt, einen Signalbereich in dem transparenten Fenster angrenzend an den zentralen Bereich und auf einer Seite, die der Mitte des Polierkissens am nächsten ist, zum Übertragen mindestens eines von optischen und/oder magnetischen Signalen zu einem Wafer, wobei der Signalbereich abwärts in den zentralen Bereich geneigt ist, so dass die Entfernung von Rückständen erleichtert wird, und eine Rückstandsablaufrille aufweist, die sich durch den zentralen Bereich in das Polierkissen erstreckt, wobei das Drehen des Polierkissens mit Polierfluid in der Rückstandsablaufrille Rückstände von dem zentralen Bereich durch die Rückstandsablaufrille in das Polierkissen leitet, und wobei die Tiefe der Rückstandsablaufrille größer ist als die Tiefe des zentralen Bereichs.
Polierkissen nach Anspruch 6, bei dem sich die Rückstandsablaufrille entlang des Radius von der Mitte des Polierkissens zu dem Umfang des Polierkissens erstreckt.
Polierkissen nach Anspruch 6, bei dem sich die Rückstandsablaufrille durch einen Umfang des Polierkissens erstreckt.
Polierkissen nach Anspruch 6, bei dem das Fenster ein optisch durchlässiges Polymer ist.
Polierkissen nach Anspruch 6, wobei das Polierkissen porös ist, das transparente Fenster nicht-porös ist und das Gießen des Polierkissens um das transparente Fenster das transparente Fenster an dem Polierkissen anbringt.