DE60011798T2

DE60011798T2 - Schleifkissen

Info

Publication number: DE60011798T2
Application number: DE60011798T
Authority: DE
Inventors: W. Peter FREEMAN; E. Stanley EPPERT; H. Alan SAIKIN; A. Marco ACEVEDO
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: WO2001023141A9; JP2003510826A; EP1224060B1; TW542767B; DE60011798D1; EP1224060A1; US6358130B1; WO2001023141A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifkissen, das ein transparentes Fenster aufweist, durch welches ein optischer Strahl für eine optische Vorrichtung übertragen wird, um den Zustand eines Werkstücks während einer Schleiftätigkeit zu detektieren.
Das Dokument des nächstliegenden Standes der Technik EP-A 0 663 265 offenbart ein Schleifkissen zur Verwendung mit einem Polier- bzw. Schleiffluid, wobei das Schleifkissen eine Schleifschicht und ein Fenster in einer Öffnung durch die Schleifschicht aufweist. Das Fenster überträgt einen optischen Strahl zur Detektion der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Dicke eines von einem Halbleiterwafer durch eine CMP Poliertätigkeit zu entfernenden Materials. Eines der Probleme, denen man gegenübersteht, ist es, das Schleiffluid am Lecken über die Polier- bzw. Schleifschicht zu hindern und dadurch eine optische Interferenz mit dem optischen Strahl zu bewirken, der durch das Fenster übertragen wird. Um ein Lecken zu verhindern, wird eine Klebedichtung in die Öffnung zwischen dem Fenster und der fluidundurchlässigen Schicht eingebettet. Jedoch kann die Dichtung defekt sein, indem sie einen Leckpfad aufgrund eines kleinen Hohlraums bzw. Lochs oder Spalts in der Klebedichtung aufweist. Weiters ist das Schleifkissen dünn und somit leicht zu biegen, was dazu tendiert, einen Sprung oder eine Trennung des Klebers von den Seiten der Öffnung aufgrund eines Biegens während der Routinehandhabung eines Schleifkissens oder aufgrund eines Ausübens eines Schleifdrucks während der Verwendung des Schleifkissens zu entwickeln.
Die Erfindung liegt in einem Schleifkissen zur Verwendung mit einem Schleiffluid, wobei das Schleifkissen eine Schleifschicht, ein Fenster in einer Öffnung durch die Schleifschicht und eine fluidundurchlässige Schicht aufweist, die sich über die Schleifschicht und das Fenster und die Öffnung erstreckt, um eine nicht unterbrochene, kontinuierliche Barriere gegenüber einem Lecken von Schleiffluid zur Verfügung zu stellen, wobei die fluidundurchlässige Schicht darauf einen Kleber aufgebracht aufweist, welcher verbundene Dichtungen mit der Schleifschicht und dem Fenster ausbildet.
Ein Vorteil ist, daß die fluidundurchlässige Schicht 40, welche nicht bzw. ununterbrochen ist, eine Tendenz zum Bilden von Leckpfaden aufgrund eines Biegens während einer Routinehandhabung oder aufgrund eines Ausübens eines Schleifdruckes während einer Verwendung des Schleifkissens oder aufgrund von kleinen Löchern oder Spalten in einem Kleber verhindert. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Bindedichtungen ein Benetzen durch das Polierfluid in der Grenzfläche zwischen dem Kleber 41 und jedem aus der Polierschicht 10, dem Fenster 30 und der fluidundurchlässigen Schicht 40 minimiert.
Die Erfindung wird nun in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 eine Draufsicht auf ein Schleifkissen mit einem transparenten Fenster ist;
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht durch einen Abschnitt eines Schleifkissens ist, das ein transparentes Fenster und eine nicht erfolgreiche Dichtung aufweist; und
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts bzw. Teils des in 1 geoffenbarten Schleifkis sens ist, wobei weiters ein transparentes Fenster und eine nicht unterbrochene Dichtung gemäß der Erfindung geoffenbart ist.
Wie dies in 2 gezeigt ist, ist ein nicht erfolgreiches Schleifkissen ein Kissen aus zwei Schichten, welches eine obere Schleif- bzw. Polierschicht (10) aus IC1000 Material und eine untere Stütz- bzw. Rückseitenschicht (20) aus Suba IV Material umfaßt, wobei beide Materialien von Rodel Inc. gefertigt sind. Ein transparentes Fenster (30) ist aus einem Stück eines optisch durchlässigen Polymermaterials gefertigt, welches in einer Öffnung (16) in der Schleifschicht (10) des Schleifkissens installiert ist. Eine Öffnung (18) in der unteren Schicht (20) ist mit der Öffnung (16) ausgerichtet und ist kleiner als diese, wodurch eine Lagerung bzw. Leiste (26) ausgebildet wird, welche als ein Sitz für das Fenster (30) dient. Eine Dichtung wurde zwischen dem Fenster (30) und der Leiste (26) versucht, welche das Schleiffluid in der Form einer Aufschlämmung und/oder deionisiertem Wasser am Lecken über das Fenster (30) und Bewirken einer Interferenz mit einem optischen Strahl von der optischen Einrichtung hindern würde. Zuvor wurde versucht, daß eine Dichtung zwischen dem Fenster (30) und der Leiste (26) durch einen Klebefilm (32) aufgebaut wird, der mit einem Ausschnitt (34) versehen war, welcher mit der Öffnung (18) in der unteren Schicht (20) übereinstimmte, und das Fenster (30) wurde durch die Klebedichtung abgedichtet, die die Leiste (26) auf der unteren Schicht (20) überlagerte. Jedoch könnte ein Lecken immer noch auftreten, wenn die Klebedichtung mit kleinen Löchern bzw. Hohlräumen oder Spalten in dem Kleber defekt war oder beschädigt wurde, wie dies durch ein Biegen des Schleifkissens oder durch Ausüben eines Schleifdrucks während einer Routine handhabung und Verwendung des Schleifkissens auftreten könnte.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme von 3 beschrieben. Gemäß einer Ausbildung stellt die Erfindung ein Schleifkissen zur Verfügung, das eine Schleifschicht (10) und ein Fenster (30) in einer Öffnung (16) durch die Schleifschicht (10) aufweist, welche durch eine darunter liegende, kontinuierliche, optisch durchlässige, fluidundurchlässige Schicht (40) abgedeckt sind, die einen Kleber (41) aufweist, welcher Bond- bzw. Bindedichtungen mit der Schleifschicht (10) und dem Fenster (30) ausbildet. Die Bindedichtungen widerstehen einem Benetzen durch das Schleiffluid an einer Grenzfläche zwischen dem Kleber (41) und jedem aus der Schleifschicht (10) und dem Fenster (30) und der fluidundurchlässigen Schicht (40).
Eine weitere Ausbildung des Schleifkissens (10) gemäß der Erfindung umfaßt eine untere unterstützende Schicht (20) gemeinsam mit einer Schleifschicht (10) und einem Fenster (30) in einer Öffnung (16) durch die Schleifschicht (10), welche durch einen Kleber (41) abgedeckt sind und mit einem Kleber (41) auf beiden gegenüberliegenden Seiten einer darunterliegenden, fluidundurchlässigen Schicht (40) durch Verbinden abgedichtet sind. Der Kleber (41) auf beiden Seiten bildet Verbindungsdichtungen mit der unteren unterstützenden Schicht (40), der Schleifschicht (10) und dem Fenster (30). Die Rückseiten- bzw. unterstützende Schicht (20) hat eine obere Seite bzw. Fläche (22) und eine Bodenseite (24). Die Bond- bzw. Verbindungsdichtungen widerstehen einem Benetzen durch das Schleiffluid an einer Zwischen- bzw. Grenzfläche zwischen dem Kleber (41) und jeder aus der Polierschicht (10), dem Fenster (30), der fluidun durchlässigen Schicht (40) und der unterstützenden Schicht (20). Die Polier- bzw. Schleifschicht (10) und die unterstützende Schicht (20) sind miteinander durch die fluidundurchlässige Schicht (40) verbunden, welche den Kleber (41) umfaßt bzw. beinhaltet.
Die Schleifschicht (10) ist eine Schicht aus IC1000 Material und die unterstützende Schicht (20) ist eine Schicht aus Suba IV Material, wobei beide Materialien durch Rodel, Inc., Newark, Delaware, hergestellt werden. Die Schleifschicht (10) hat eine obere Polier- bzw. Schleifseite (12) und eine Bodenseite bzw. -fläche (14).
Die Schleifschicht (10) und die unterstützende Schicht (20) sind im wesentlichen opak. Ein transparentes Fenster (30) ist in einer Öffnung (16) der Schleifschicht (10) angeordnet. Das transparente Fenster (30) ist aus einem optisch durchlässigen oder lichtdurchlässigen Material gefertigt, um einen optischen Strahl von einer bekannten optischen Einrichtung oder Vorrichtung durch das Schleifkissen hindurchtreten zu lassen, während das Schleifkissen zum Schleifen eines Werkstücks (nicht gezeigt) verwendet wird. Ein optisch durchlässiges Material ist aus US-Patent 5,893,796 bekannt.
Die Öffnung (16) erstreckt sich durch die Dicke der Schleifschicht (10) von der Schleifseite (12) zu der Bodenseite (14), und das transparente Fenster (30) liegt in der Öffnung (16) innerhalb dieser Dicke. Die Öffnung (16) ist axial über einer Öffnung (18) ausgerichtet, welche sich durch die Dicke der unterstützenden Schicht (20) von der oberen Seite (22) zu der Bodenseite (24) erstreckt.
Die Öffnung (18) ist im Umfang kleiner als der Umfang der Öffnung (16). Die unterstützende Schicht (20) um einen Umfang der Öffnung (18) bildet eine Umfangsleiste (26), welche als ein Sitz für das transparente Fenster (30) und die fluidundurchlässige Schicht (40) dient.
Gemäß der Erfindung ist die fluidundurchlässige Schicht (40) nicht unterbrochen, da bzw. wie sie eine Fläche zwischen den Öffnungen (16) und (18) unter dem transparenten Fenster (30) überspannt. Mit ununterbrochen ist gemeint, daß die fluidundurchlässige Schicht (40) kontinuierlich ohne eine Öffnung oder einen Durchtritt ausgebildet ist, durch welche(n) ein Polier- oder Schleiffluid durch die Schicht (40) von der Öffnung (16) zu der Öffnung (18) fließen könnte.
Beispielsweise umfaßt die fluidundurchlässige Schicht (40) einen flexiblen dünnen Film aus einem optisch durchlässigen hydrophoben Polymermaterial, welches in minimierter Dicke zum Maximieren seiner optischen Transparenz verwendet wird, wie Polyethylenterephthalat, welches mit einer dünnen Schicht des Klebers (41) auf seinen gegenüberliegenden Hauptoberflächen beschichtet ist.
Der Kleber (41) ist ein druckempfindlicher Kleber, welcher hydrophob ist und welcher in minimierter Dicke verwendet wird, um seine optische Transparenz bzw. Durchlässigkeit zu maximieren, beispielsweise ein auf synthetischem Gummi basierender Kleber von Rodel Inc., Newark, Delaware, und als 3M442 kommerziell von 3M Company, Minneapolis, Minnesota, USA, erhältlich, und weiters beispielsweise ein auf Acryl basierender Kleber, der als Rodel PSA V, Adchem 2019, bekannt ist, kommerziell erhältlich von Rodel, Inc., Newark, Delaware, und weiters beispielsweise ein metallfreier Acrylkleber, der als Rodel PSA VII, Adhesive Research Development 8049-28 bekannt ist, kommerziell erhältlich von Rodel, Inc., Newark, Delaware, und weiters beispielsweise ein metallfreier Acrylkleber, der als Rodel PSA VII, Adhesive Research Development 8119-28 bekannt ist, kommerziell erhältlich von Rodel, Inc., Newark, Delaware. Weiters ist beispielsweise die fluidundurchlässige Schicht (40) als eine Folie bzw. ein Film mit gegenüberliegenden Seiten gefertigt, die Kleber (41) permanent an die Folie angehaftet aufweisen, wobei der Kleber (41) auf jeder der gegenüberliegenden Seiten durch einen abziehbaren Abdeckfilm, der nicht gezeigt ist, abgedeckt und geschützt ist.
Der abziehbare Abdeckfilm wird entfernt, um den Kleber (41) auf der fluidundurchlässigen Schicht (40) für ein Aufbringen bzw. Anwenden in Kontakt mit der Bodenseite (14) der Polier- bzw. Schleifschicht (10) und der gesamten Bodenoberfläche des transparenten Fensters (30) freizugeben. Ein Druck wird aufgebracht, um dadurch den Kleber (41) an die Schleifschicht (10) und das Fenster (30) mit einer wasserabweisenden, hydrophoben Verbindungsdichtung aufzubringen. Insbesondere haftet der Kleber (41) an der Bodenseite (14) an und umschreibt einen Umfang des Ausschnitts (16) und haftet auch an der gesamten Bodenoberfläche des transparenten Fensters (30) an. Der Kleber bzw. Klebstoff (41) auf dem Boden der fluidundurchlässigen Schicht (40) wird durch ein Entfernen des abziehbaren Abdeckfilms freigesetzt bzw. -gelegt, um das Schleifkissen an einer Platte einer bekannten Polier- bzw. Schleifmaschine, die nicht gezeigt ist, anzuhaften oder um das Schleifkissen an einer Unterstützungsschicht (20) anzukleben bzw. festzulegen, welche wiederum an einer Platte einer bekannten Schleifmaschine festgelegt ist.
Gemäß einer Ausbildung stellt die Erfindung ein Schleifkissen zur Verfügung, das eine Schleifschicht (10) und ein Fenster (30) in einer Öffnung (16) durch die Schleifschicht (10) aufweist, welche durch eine darunterliegende fluidundurchlässige Schicht (40), die einen Kleber (41) auf beiden Seiten aufweist, abgedeckt und durch Verbindung bzw. Bonden abgedichtet ist. Ein Schleiffluid, wie eine Aufschlämmung oder deionisiertes Wasser, wird zu der Schleif- bzw. Polierseite (12) zugeführt. Die fluidundurchlässige Schicht (40), welche klebend an die unteren Oberflächen der Polier- bzw. Schleifschicht (10) und des transparenten Fensters (30) dicht bzw. gebondet verbunden ist, dient als eine nicht unterbrochene, kontinuierliche, fluidundurchlässige Barriere für Schleiffluid, welches in die Öffnung (16) um das transparente Fenster (30) leckt oder welches unter die Schleifschicht (10) leckt.
Wenn es irgendeinen Spalt in der Bond- bzw. Verbindungsdichtung, die durch den Kleber (41) zur Verfügung gestellt ist, entweder mit der Schleifschicht (10) oder dem Fenster (30) gibt, wird jegliches Schleiffluid, welches durch einen derartigen Spalt leckt, gegen eine nicht unterbrochene, kontinuierliche, fluidundurchlässige Barriere zurückgehalten, die durch die fluidundurchlässige Schicht (40) zur Verfügung gestellt ist, welche die Öffnung (16) und die rückwärtige Oberfläche (14) der Schleifschicht (10) und die Rückseite des Fensters (30) abdeckt und sich über diese erstreckt.
Die nicht unterbrochene, fluidundurchlässige Schicht (40) eliminiert ein Vertrauen bzw. Zurückgreifen auf eine zuvor verwendete Dichtung, die in die Öffnung (16) zwischen dem Fenster (30) und der Polier- bzw. Schleifschicht (10) eingebettet war.

Claims

Schleifkissen zur Verwendung mit einem Schleiffluid, umfassend eine Schleifschicht, ein Fenster in einer Öffnung durch die Schleifschicht und eine Dichtung, die ein Lecken des Schleiffluids über die Schleifschicht verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß; die Dichtung eine fluidundurchlässige Schicht (40) ist, die darauf einen Kleber (41) aufweist, der Bindungsdichtungen mit der Schleifschicht (10) und dem Fenster (30) ausbildet, wobei sich die fluidundurchlässige Schicht (40) über die Schleifschicht (10) und das Fenster (30) und die Öffnung (16) spannt und die fluidundurchlässige Schicht (40) ununterbrochen vorliegt und eine kontinuierliche Barriere gegen ein Lecken des Schleiffluids zur Verfügung stellt.
Schleifkissen nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch; eine unterstützende Schicht (20), die an der fluidundurchlässigen Schicht (40) an einer gegenüberliegenden Seite der Polier- bzw. Schleifschicht (10) angehaftet ist, und eine Öffnung (18) durch die Schicht (20), die mit der Öffnung (16) durch die Schleifschicht (10) ausgerichtet ist.
Schleifkissen nach Anspruch 2, wobei die unterstützende bzw. verstärkende Schicht (20) um einen Umfang der Öffnung (18) durch die unterstützende Schicht (20) eine Umfangsleiste (26) ausbildet, die als ein Sitz für das Fenster (30) und die fluidundurchlässige Schicht (40) dient.