TW515021B - Polishing pad with built-in optical sensor - Google Patents

Description

515021 五、發明說明（l) 【發明背景】 1.發明之頜娀 本發明係位處半導體晶圓製備之領域，以及尤相關於 一種可丟棄的拋光墊，其用於化學機械拋光。該拋光墊包 含一光偵測器，當拋光操作進行時，其用來監視待拋光表 面之狀況，以容許該過程終點的決定。 相關拮術之描沭 1 99 9年4月13日發證的美國專利第5893796號及2〇〇〇年 4月4日發證的連續案美國專利第6〇45439號之中，Birang 等人為安裝在一拋光墊中的一個視窗顯示了一些設計。待 抛光晶圓係位於該拋光墊之上方，以及該拋光墊靜置於一 剛性平台上，以使該拋光產生於該晶圓的下表面上。該表 面於拋光過程中藉由位於該剛性平台下方的一干涉計來監 視著。該干涉計向上引導了一雷射束，以及為了使該雷射 束適當的到達該晶圓的下表面，該雷射束必須通過該平台 内的一孔洞以及接著繼續向上通過該拋光墊。為了避免二 平台内孔洞上方的研漿污染，於該拋光墊内係提供了一視 窗。不論該視窗是如何形成的，清楚的是該干涉計偵測器 總是位於該平台下方以及從未位於該拋光墊内。 1999年9月7日發證給Tang的美國專利第5949927號之 中’ f述了一些在拋光過程中用來監視已拋光面的技術。 在 只施例中’ T a n g提及一嵌入於一拋光整中的光纖帶。 該，僅為一光的傳導器。光源以及執行偵測之偵測器係位 於该塾之外侧。Tang並未提出在該拋光墊内的哪一處包含

515021 五、發明說明（2) —-—- 了一光源以及一偵測器。在某些Tang的實施例中，光纖、艮 耦器被使用來將光纖内的光自一種旋轉成份轉變成為 固定成份。在其他實施例中，光學信號係偵測於一旋轉 份上，以及所產生的電子信號通過電子滑環傳遞至一固定 成份。在Tang的傳送該電子信號至一固定成份的專利之疋 中’沒有提出其係利用了無線電波、聲波、一調整光束、 或者藉由磁感應。 在另一種光學終點檢測系統中敘述了一種方法，該系 統敘述於1 9 92年1月21日發證給Schultz的美國專利第 、 5 08 1 796號之中，於該方法中晶圓在局部拋光之後被移至 一位置上，於該處該晶圓之一部份懸於平台邊緣之上。在 此上懸部分上的磨耗係藉由干涉計來量測，以決定該抛光 過程是否應該繼續。 在早期安裝^[貞測器於拋光墊的嘗試中，一孔洞係形成 於該拋光墊内以及該光偵測器係藉由一黏接劑而接合在該 孔洞内。然而，後來的測試顯示出，一黏接劑的使用不得 被倚賴以避免可能包含了反應性化學物之拋光研漿進入該 光偵測器，以及貫穿過該拋光墊而進入至支撐平台。 總之’在該項技術中，儘管數種技術已知用來在拋光 過程中監視該拋光面，然這些方法無一是完全令人滿意 的。Tang所述之光纖束係昂貴的以及有易脆的潛在性；以 及如Birang等人所使用過的一位於平台下方之干涉計之使 用，係需要製作一個通過支撐該拋光墊平台之孔洞。因 此，本發明者利用了特定元件微型化中的近來發展，開始

5!5〇2l 五、發明說明（3)策劃一監視系統 <

其將為經濟以及堅固的。 【發明的綜合說明】 以下所述之可丢棄拋光墊是由泡沫氨甲酸乙酯所粗 成。其包含一光偵測器，用以在原位置上監視一待拋光晶 圓表面之一光學特性。自光摘測器所獲得的即時資料，除 了其他以外，使得過程的終點得以決定，而不需要脫離晶 圓以用於脫機測試。此大大地提升了拋光過程的效率。 待拋光的晶圓為包含著不同材料層的複合結構。最外 層係典型地被研磨棹，直至其與一底下層之介面到達為 止。此時，吾人可說拋光操作的終點已經到達。拋光墊以 及伴隨的光子及電子係能夠偵測到自一氧化物層至一石夕層 的轉變，以及自一金屬層至一氧化物層或其他材料層之轉 變。 所，敘述的拋光墊包含，藉由嵌入一光偵測器及其他元 件於拋光墊中修改一習知拋光墊。無修改的拋光墊係廣泛 地在商業上使用，而由New Jersey州Newark市的R〇del公 司所製造的模組IC1 00 0係一典型的無修改拋光墊。由 Thomas West公司所製造的墊亦可以被使用。 光^貞測器偵測了待拋光 光學特性典型地係為其反射 亦可以被偵測到，包含其平 性（若有的話）。在光學技術 性的技術係為熟知的，以及 表面的一光學特性。該表面的 性。然而，該表面的其他特性 坦性、其吸收性、及其光發射 中’用來偵測這些各種不同特 它們典型所包含者，不會多於

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除了光學功能外，該可丟 應電功率至該拋光墊内的光偵 S亥可丟棄拋光墊亦提供一 用於傳送一代表該光學特性的 鄰近的非旋轉接收器。該墊係 及信號處理電路之非可丟棄集 一光偵測器，包含一光源 光墊之一盲孔内，俾能使其面 的光係自該待拋光面反射以及 該偵測器產生一電子信號，係 光的強度。 棄塾提供了一裝置，用以供 測器。 裝置，用以供應電功率，其 電子信號自旋轉拋光墊至一 可移除地連接至一包含功率 線器。 及一偵測器，係設置在該拋 向該待拋光墊。來自該光源 該偵測器偵測該該反射光。 關於反射回到該偵測器上之 由該偵測器產生的電子信號，係藉由隱蔽於該拋光塾 ,曰與層之間的-細導線，徑向地自該偵測器的位置向内傳 導至該拋光墊的中心孔洞。 該可丟棄拋光墊係可移除地機械連接及電連接至一隨 著該拋光墊旋轉的集線器。該集線器包含電子電路，其關 於，應功率至該光偵測器及關於傳送由該偵測器產生的電 子#唬至该系統的非旋轉部。由於此等電子電路的花費， 該集線器不被考慮為可丟棄的。在該拋光墊自使用中被耗 盡後’其以及該光偵測器及該細導線係被吾棄。 用於操作該集線器内該電子電路及用於提供該光偵測

515021 五、發明說明（5) 器之該光源功率的電功率可以由數個技術來提供。在一實 鉍例中’ 一變壓器的次級線圈係包含在該旋轉集線器中， 以及一主要線圈係位於該拋光機械之一鄰近非旋轉部。在 另一實施例中，一太陽能電池或光生伏打（ph〇t〇v〇ltaic) 陣列係安裝在該旋轉集線器，以及被安裝在該機械一非旋 轉。P之一光源照明。在另一實施例中，電功率係自一位於 該集線器内的電池所獲得。在還另一實施例中，在該旋轉 拋光墊中或在該旋轉集線器中的電子導線，通過了安裝在 該拋光機械鄰近非旋轉部上之永久磁鐵的磁場，以構成一 磁力發電機。 名電子“號，代表該待拋光表面之一光學特性，係藉 ίΐ:”其中任：自該旋轉集線器傳送至該拋光機械- i頻率：ΐ1ί:實，例中’該被傳送的電子信號，係用 二俏制ϋ餅拉"，该光束被位於非旋轉結構上鄰近處的 電連結：一錾：：在其他實施例中，該信號係藉由-無線 祗扩：：兮〒波連結來傳送。在還另一實施例_，該信號 該二機=轉變壓器的主要線圈，以及藉由 收。該變壓器可以是n 變壓器的一次級線圈所接 的相同者，或其可為：:=;力；至該集線器之變覆器 路徑在該晶圓；側之間必須要有-可實行 研漿所填滿，因此佶甘不被接χ，因為其將迅速地被拋光 -空孔將在其作一光媒介。此外， 為及均勻有弹性的拋光墊上引起一大的

515021 五、發明說明（6) 機械不連續性。再者’該光偵測器的元件與該待拋光晶圓 必須不為直接機械接觸的，以避免刮傷該^圓表面。 為克服此困難，該光偵測器係嵌入於兮祕杏執，1剎 用了以下所詳述的技術。這些技術已經成… 述的缺點。 【較佳實施例之詳細說明】 圖1是一化學機械系統1的一上視圖，該系統具有鑿入 拋光墊3之光學埠2。晶圓4(或者其他需要平坦化或拋光之 工件）係由拋光頭5支承以及自一移轉臂6懸吊於拋光墊3 上。其他系統可使用支承數個晶圓之數個拋光頭，以及將 移轉臂分開至該拋光墊的相反側（左側以及右側）。 上用於該拋光過程中的研漿經由研漿注入管7被注入至 該拋光墊的表面。懸吊臂8連接至電子組件集線器丨〇上方 所懸吊的非旋轉集線器&。電子組件集線器1〇利用扭轉式 止動器、棘爪止動裝置、止動環、螺栓、螺紋節、或任 :釋放接合機構’可移除地裝設至抛光墊3。集線器1〇被 衣设至位於該墊内該集線器裝設處之一電傳導組件。該 傳導組件可以是裝設至，一細的、電傳導的帶u，亦 一蜷曲電路或帶式電纜之一單獨接點抑或複數接點。帶 T : ΐ 2學埠2内及嵌入拋光墊3内的一光偵測機構電連接 ^ :線器10内的電子線路。帶! ！亦可包含個 或者一細電纜。 八 該視窗隨著該拋光墊旋轉，其本身在一過程驅動平台

JI3UZ1

台18上在箭頭12之方向自轉。該各個拋光頭相對於其 主轴13在箭頭14之方向上旋轉。該拋光頭本身藉由 =移轉主軸15在該拋光墊纟面上方如#頭16所$來回的移 轉。因此，當該拋光頭同時進行旋轉及移轉時，光學窗2 在該拋光頭底下經過，而在各個該拋光墊/平台組件旋轉 上的該晶圓表面，橫過碰擦出一複雜路徑。 田忒墊旋轉時，光學埠2以及該電傳導組件（見圖丨〇) Γ =維持在相同的徑線17上。然而，當墊3對於集線器9旋 曰、，该徑線在一圓形路徑上移轉。吾人可注意到傳導帶 11係沿著徑線17置放以及隨其移動。 如圖2所示，拋光墊3具有一圓形形狀及一中心圓孔 23。一盲孔24形成於該拋光墊内，以及該盲孔開口朝上， 俾能面向待拋光面。一光俛測器25被置放於盲孔24内，以 及自光偵測器25延伸至中心圓孔23之一傳導帶丨丨被嵌入至 撤光塾3内。 當拋光墊3將被使用之時，一電線集線器自上被插入 至中心圓孔23内，以及藉由旋緊位於拋光墊3下方的一基 底26至一集線器1〇之螺紋部上以固定其位置。如圖5所土 見，拋光墊3因此被夾鉗於部分該集線器以及部分該基底 之間。在该研磨的過程中，拋光墊3、集線器丨〇以及基底 26係一起對著一中心垂直軸28旋轉。 該拋光機械之非旋轉集線器9位於集線器1〇之鄰近及 上方處。非旋轉集線器9在懸吊臂8操作的同時係被固定住 的0

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圖3顯示了光偵測器25的較大詳圖。光偵測器2 -光源35、-谓測器36、-反射面37(其可為一棱柱、二 鏡或者其他反射性光學元件）、以及傳導帶丨丨。為了供應 功率至光源35以及傳導偵測！|、36的電子輸出信號心〜 23之目的，傳導帶丨丨包含了若干疊層在一起的一般性平 導線。光源35以及偵測器36較好為—配合對。一般而言， 光源3 5為一發光二極體而偵測器3 6為一光電二極體。一開 始，光源3 5所發射出之光束的中心軸係為水平的指向，但 一到達反射面37時，該光束被改向而朝上，俾能照射待抛 光面以及從該表面反射。該反射光亦藉由反射面37而改向 以使該反射光射落在偵測器3 6上，其產生了 一關於其上所 射落之光強度的電子信號。圖3所示的該配置係被選用來 減小該偵測器的高度。反射面3 7可以被略除，而可以改用 圖4側視圖中所顯示的配置來取代。 該光學元件以及傳導帶11的一端被包封成一薄圓盤3 8 的形式，其尺寸被製成適切地密接於圖2之盲孔2 4内。吾 人可注意到5在圖3及4的配置中，播板可被使用來減少到 達偵測器3 6之非反射光的數量。傳導帶11内包含了三導 線··一功率導線3 9、一信號導線4 0以及一或多個回路或接 地導線41。 圖5顯示一電線集線器，其使用了 一感應耦合器。功 率導線3 9終止於拋光塾3中心孔2 3鄰近處的一功率插頭 48，以及信號導線40以同樣的方式終止於一信號插頭49。 當集線器10被插入至中心、孔23時，將功率插頭48電連接至

第13頁 515021 五、發明說明（9) 功率插座50，以及將信號插頭49電連接至信號插座51。一 〇型％密封5 2避免於該拋光過程中所使用的液體觸及到該 插頭及插座。一環型密封53被提供於基底26内以進一步確 保该集線器中的電子電路得以維持免受污染。 上口藉由該偵測器所產生以及相關於該光學特性的一電子 ^旎，係由導線5 4自信號插座5 1攜載至一信號處理電路 5^，其在導線56上產生了該電子信號所響應之一代表該光 予特性的處理信號。導線56上的該處理信號其後被施加至 一傳送器57。 、。使該信號自旋轉集線器10通過而至非旋轉集線器9的 2耘係被參照為感應耦合或者耦合。整體組件可被參照 為一感應耦合器或者_RF耦合器。 ^ 誃㈣Ϊ ΐ Γ7施加一時變電流至一變壓器的主要線圈58， t-q ^ ^ ^生了代表著該處理信號的一變化磁場59。磁場 。上延伸通過集線器1 〇之頂端，以及被該變壓器一 ϊ=°戈所’刪器係位於該拋光機械之二鄰近非 圈λ非^轉物件上°變化磁場59在次級線 電路ΪΪ3 f學特性之信號。該信號其後藉由外加 過程之終點是否已到達之目的的使用上^者〜該抛光 9傳逆—Λ似的技術可被用"該拋光機械的鄰近非旋轉却 9傳运功率至旋轉集線器1〇。非旋轉部9上的一主部 & σ 了一電流至一變壓器的主要線圏64，豆 Λ、3 八庄王了 一磁場

第14頁 515021 五、發明說明（ίο) 6 5向下延伸通過集線器1 〇的頂端以及被一次級線圈6 6所截 取，其中該變化磁場感應了一被施加至一功率接收器電路 6 7之電流。功率接收器6 7在導線6 8上施加了電功率至功率 插座50，其自該插座通過功率插頭48及功率導線39傳導至 該光源。功率接收器6 7亦經由導線6 9供應電功率至信號處 理電路55，以及經由導線70供應至傳送器57。因此，該 LED(Light Emitted Diode)的操作功率亦可以藉由感應輕 合來提供。 線圈5 8係同線圈6 6為一樣的線圈，以及線圈6 〇係同線 圈64為一樣的線圈。或者，該線圈可為不同。該施加的功 率以及該信號元件係處於不同的頻率範圍，以及係藉由淚 波器來分離。 & 圖6至8顯示了甩來：自旋轉集線器丨〇傳送信號至該拋光 機械一非旋轉集線器9，以及自非旋轉部9傳送電功率進入 旋轉集線器1 0的其他技術。 圖6顯示傳送器57更包含一調幅器75，其施加代表著 該光學特性之處理信Ε所代表的一頻率難電流至一發光 2 =射二極體76。發光二極體76發射光波口，其藉 著一透鏡78被聚隹至一#雷-, ^ .,,,, 九電一極體偵測器79上。偵測器79 換成為一電子信號，該電子信號於接收器8❹ :被解調以產生-代表該光學特性的電子信號在端點6 2 電功率 分佈電路82 的主要來源為一電池81 ’依序地分佈電功率至 ’其供應功率至一功率 功率插座5 0、信號處理

第15頁 厶丄 五、發明說明（11) 線路5 5以及傳送雷攸r π *绩7。圖7中，傳送器57係一具有一 天綠8 7的無線電僂样哭 巧 mn ^ ίΈ ^ . , 、σ ’该天線傳送無線電波8 8通過集線

Is 9之頂女而。無線電波8 8 :解調，在端點叫^ -咸：二1 :f由一位於非旋轉部29之-永久磁鐵91以及 旋： = :、，且成的磁力發電機所產生，#中當感應器92 =，=!?久磁鐵時’ *久磁鐵91的磁場會在該感應 1 一電流。該感應電流被功率電路93整流以及濾 波，以及其後被一功率分佈電路94所分佈。 \圖8中，傳送器57更包含一功率放大器1〇〇，其驅動一 擴聲器1 0 1以產生聲波1 〇 2。聲波！ 〇 2被位於該拋光機械之 非旋轉部29内的一麥克風103所收取。麥克風1〇3產生了一 被施加至接收器104的電子信號，該接收器依序在端點62 上產生一代表著該光學特性的電子信號。 電功率係藉由一太陽能電池或太陽能板丨〇 5產生於旋 轉集線器9中’太陽能電池或太陽能板丨〇 5係因應於一位於 非旋轉部29之一光源107所施加在太陽能板1〇5之光1〇6。 太％能板105的電輸出被轉換器1〇8轉換成一適當電壓以 及’如有需要’被施加至功率分佈電路g 4。 圖9至1 6顯示了該集線器插入組件以及該光電插入組 件2 5。他們亦揭露了密封一止動環組件（俾能可釋放地裝 設該電線集線器）以及一光電組件至該拋光墊内部的方 法。此等圖中所顯示的拋光墊3係可用於工業上的典型拋

515021 五、發明說明（12) " 光墊，如Rode 1 Co·所生產的模組IC 1〇〇〇。該模組包含了 藉由一 0 · 0 0 7奂对厚的黏接層所面對面接合住的兩層〇 · 4 $ 英吋厚的泡沫氨甲酸乙酯。然而，各層已被修整以容許一 傳導帶11、一止動環114、以及一光學組件25被置放於該 拋光塾中。 乂圖9顯示一模仁的一橫剖面圖，其包含一止動環丨丨4， 係用來將電線集線器1 〇固定在拋光墊3的中心孔内。止動 環114被置放於抛光墊3之中心孔23内部。一向内延伸的凸 緣115或軸環係自該止動環突出，以使電線集線器1〇將牢 牢地咬合於其位置上。一導銷孔丨丨6接收一電線集線器導 銷117以幫助確保電線集線器1〇之適當定位。該止動環利 用一黏接劑或者一隨後會乾躁及固化的液態氨曱酸乙酯而 密封在拋光墊3之内。電線集線器1〇具有一凸緣或突緣ii8 設置在其底部119的周圍。凸緣118的尺寸被製以提供該 仁止動環114之一可釋放接合。 、 ,電子傳導帶11在光學組件25及電線集線器10之間傳遞 電子信號。帶11的界限被設置在集線器接收孔12〇底部的〜 :接觸墊1 2 6上。該接觸墊與接點被提供來與設置在集線 器10上的接合點122建立起電連接。接合點122較好為彈 負載接點或偏壓接點（如彈簧銷）。該接、點的提供可以是冗 餘的群組。如顯示者，在本視圖中三個接點係以一群組 供。 穴1 止動環組件11 4較好與拋光墊3為等平面的，以使多 拋光墊可容易地被堆放在彼此的頂端。

515021 五、發明說明（13) 圖ίο顯示止動環114的上視圖。止動環的圓形前緣 115、¥銷孔116、以及電子傳導糾係與圖9所示者相 同。圖^亦顯示三個設置在接觸墊126上的電接點。具體 言之，該三個接點係用來作為功率傳導（接點123)、信號 傳導（接點124)以及共同接地（接點125)，其均位於接觸心塾 126上。接觸墊126係被設置在該止動環組件表面内的底部 上。 、該電線集線器將咬入止動環11 4之前緣1丨5内部。藉著 導銷116確保了該集線器接點與接觸墊126接點的適當^ 位。因此，當該集線器被固定於該止動環内時，該集線器 的接點與接觸墊126之接點123、124、及125係建立起了電 連接。 圖11及1 2顯示光偵測器2 5的橫剖面圖以及一種固定光 谓測器2 5於光學埠2而深入拋光墊3中的方法。一孔洞、或 一開孔1 4 3係產生於該抛光墊中。孔洞丨4 3必須為足夠大以 谷納光偵測器2 5。光學組件2 5被置放在一光學組件橡皮圓 盤上’以使其易被設置在該孔洞内。鄰近於拋光塾3上表 面1 44與下表面1 45之部分該孔洞，自該孔洞徑向地向外延 伸出一短距離。此產生了帶有該墊邊界之一線軸狀空隙。 一通道係產生於該上層147之底邊，以容納用來自集 線器1 0傳傳導電功率以及信號至光偵測器2 5之傳導帶丨j。 傳導帶11可塞入至一般被黏接層1 4 8所佔據的空間，該黏 接層將拋光墊上層147固定於拋光塾下層149。或者，傳導 帶11可平置於黏接層148的上方或下方。

第18頁 515021 五、發明說明（14) 在拋光墊3内孔洞143形成後，光偵测考％ β 、 11被插入至其各別位置，於該處他們藉由 /、傳導帶 部分上層1 47及下層1 49所組成的空間所支 =乙酯或者 處。 又琛以及守住於該 隨後’該組件被置放於一包含有平扫 及156之固定件中。非黏著面155及156與拋光墊表面 及拋光墊下表面1 45接觸以及壓合在一起。 又 接著，一液態氨甲酸乙酯藉由注射器157被注 通過一位於下模板159中的通道158以及立% λ , 、 25周圍的空隙，直至該注人的氨甲酸乙酿開始白器 1 6 1之孔口通道1 60滲出。在注入的過程中， 杜 時針方向猶作傾斜係為有幫助的，以使該液體;:該空隙的頃 最低點，入，以及孔口通道16〇係位於最高點。將該組件 依此方式傾斜係避免了空氣被積陷於該空隙内。 所注入的氨甲酸乙酯162係直位於光偵測器25上，盆 當做-個視窗’而光偵測器25可由此觀察置放於上声Η; 頂部該晶圓的底邊。該液態氨甲酸乙g|是一種於硬化時合 透明化=氨甲酸乙酯。因其化學性質相似於拋光墊3之氨曰 =^醋’故其與拋光墊3的材料形成了一堅固的抗液化 該止動環組件可如圖9所示被插入至該拋光墊，或者 以型加工和該拋光墊一體成型。如圖"及“所示， 包3有塾上層147、塾下層149以及黏接層148之拋光塾3， 已被衝孔及裁切以為該光偵測器、該帶纔及該電極墊提供 第19頁

:T。贡纜11、該接觸墊以及光偵測器25被置放於該 $ ^I 相應空隙中，以及一止動環集線器模子被插入 技广上線裔孔洞。㈣極墊可以以-微弱的壓力小心地黏 接（黏著）至止動環模子]69。

—m如圖1 3所不，一上模基板1 72及一下模基板1 73分別對 者匕光墊之上層1 4 7以及下層1 4 9加壓上去。隨後，氨曱酸 乙酯或其他可注入樹脂通過注入埠1 74而注入，以及該氨 甲酸乙酯填滿了該空隙。當位於板子與板子之間的該空隙 被填滿之後，該液態的氨曱酸乙酯丨62將通過排出孔洞1 75 =出，不意該注入過程已完成。如圖丨4所示，注入的氨甲 酸乙酯1 7 6形成了該止動環組件以及填滿了該帶纜通道與 該光偵測組件孔洞。注入的氨甲酸乙酯丨76密封住以及連 接了位於止動環11 4與光學插入物2 5之間空隙的整個長 度’以及其將該帶纜與該偵測器組件固定於該拋光墊内。 本製程可被完成，其係利用了如圖9及1 〇所示之一止 動環插入物，其藉由將位於該拋光墊内的該集線器孔洞尺 寸製成略大於該止動環插入物，以及利用該注入的氨甲酸 乙酯來將該止動環插入物固定於該拋光墊内。 圖1 5顯示了裝設於一CMP系統中整體拋光墊3的詳細視 圖’其使用了圖1 3及1 4所示的墊設計。讀墊包含了前面圖 式中所描述的墊上層1 4 7、墊下層1 4 9、黏接層1 4 8、注入 的氨甲酸乙酯176、電子傳導帶11、光偵測器25。該墊係 被置於平台丨8上。電線集線器丨〇被插入至該止動環以使彈 黃銷的電接點與該電極墊之電極相接觸。非旋轉接收集線

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五、發明說明（16) 器9係自懸吊臂8懸吊於旋轉電線集線器1〇之上。在該旋轉 電線集線器中的電線可以是如圖5至8中所示的電線了 ^在 這些圖中係位於編號第1 0號的盒框中，以及非旋轉接收集 線器9將覆蓋對應的電線於編號第9號的盒框中。在長期^ 使用後，該墊將被取出以及可被移除和丟棄。一新塾可以 被置放在該平台上，以及該旋轉集線器可以被插入 墊的止動環中。 ^

吾人可注意到，各種不同的發明可於各種不同的組合 中實施。舉例而言，與感應耦合器及其他非旋轉麵合器結 合而敘述的可釋放集線器實施例，亦可與滑動環及其他接 觸式搞合器一起貫施。當氨甲酸乙g旨被討論著以作為關於 注入所使用的材料及注入密封劑時，其他材料亦可以被使 用，只要他們於數個安插及墊之間，提供了實質的黏著及 密封。此外，當相關於光偵測器之墊結構被討論時，電摘 測器、熱偵測器、阻抗偵測器及其他偵測器亦可以用來代 替，而依然達成了模造及可釋放集線器的優點。因此，當 該裝置及方法之較佳實施例被敘述來關於其發展之環境中 時，其僅僅為發明原理之說明而已。在不脫離本發明之精 神及其申請專利範圍内，其他實施例以及構造是可以被策 劃的。 〜

第21頁 515021 圖式簡單說明 圖1顯示一化學機械平坦化機械拋光晶圓之一上視 圖’該晶圓利用了 一嵌有光偵測器之拋光墊。 圖2是顯示置於一拋光墊中之集線器及光學組件元件 一般配置的 < 立體分解圖。 圖3是光偵測器的—立體前視圖。 圖4是顯示一無稜柱之光偵測器之一侧視圖。 圖5顯示一集線器，其利用了一感應耦合器。 圖6是顯示一集線器的一橫剖面圖，其利用一光放射 方法來傳送信號至一非旋轉集線器。 其利用無線電發 其利用聲波來傳 圖7是顯示一集線器的一橫剖面圖 射方法來傳送信號至一非旋轉集線器。 ,圖8是顯示一集線器的一橫剖面圖 送信號至一非旋轉集線;器。 圖9顯不一設置於拋光墊内的止動環。 圖1 〇是止動環之一上視圖，其具有一接觸墊以及傳導 帶没置於止動環底部上。 圖11顯示嵌入至拋光墊之光偵測器的一中間剖面圖。 圖1 2顯示用來嵌入圖1 3所示之光偵測器之注入成髮過 程的一中間剖面圖。 圖1 3顯示嵌入於一單一注入成型墊之光偵測器以及集 線器裝置的一中間剖面圖。 圖1 4顯示用來嵌入光偵測器及集線器裝置兩者之入 成型過程的—中間剖面圖。 圖15顯示安裝在一CMP系統中的拋光墊。

第22頁 515021 圖式簡單說明 【符號說明】

1〜化學機械系統 2〜光學埠 3〜拋光塾 4〜晶圓 5〜抛光頭 6〜移轉臂 7〜研漿注入管 8〜懸吊臂 9〜非旋轉集線器 1 0〜電子組件集線器 11〜電傳導帶 12〜拋光墊旋轉方向指示箭頭 1 3〜抛光頭主轴 1 4〜拋光頭旋轉方向指示箭頭 1 5〜移轉主軸 1 6〜移轉方向指示箭頭

1 7〜徑線 18〜平台 23〜中心圓孔 24〜盲孔 2 5〜光偵測器 26〜基底

第23頁 515021 圖式簡單說明 2 8〜中心垂直轴 3 5〜光源 3 6〜偵測器 3 7〜反射面 38〜薄圓盤 39〜功率導線 40〜信號導線 41〜接地導線 48〜功率插頭 4 9〜信號插頭 5 0〜功率插座 5 1〜信號插座 5 2〜0型環密封 53〜環密封 54〜導線 5 5〜信號處理電路 5 6〜導線 57〜傳送器 5 8〜變壓器主要線圈 5 9〜變化磁場 6 0〜變壓器次級線圈 6 1〜接收器 6 2〜端點 6 3〜主要電源

第24頁 515021 圖式簡單說明 64〜變壓器主要線圈 6 5〜磁場 6 6〜變壓器次級線圈 67〜功率接收器電路系統 68〜導線 69〜導線 70〜導線 75〜調幅器 76〜發光二極體

77〜光波 78〜透鏡 79〜光電二極體偵測器 80〜接收器 81〜電池 82〜功率分佈電路 8 7〜天線 8 8〜無線電波 8 9〜天線 9 0〜接收器

9 1〜永久磁鐵 9 2〜感應器 9 3〜功率電路 94〜功率分佈電路 1 0 0〜功率放大器

第25頁 515021 圖式簡單說明 1 0 1〜擴聲器 1 0 2〜聲波 103〜麥克風 104〜接收器 105〜太陽能板 106〜光 I 0 7〜光源 108〜轉換器 II 4〜止動環 11 5〜凸緣 11 6〜導銷孔 11 7〜電線集線器導銷 11 8〜凸緣 11 9〜底部 1 2 0〜集線器接收孔 1 2 2〜接合點 1 2 3〜接點 124〜接點 1 2 5〜接點 126〜接觸墊 143〜孔洞 144〜拋光墊上表面 145〜拋光墊下表面 147〜抛光塾上層

第26頁 515021 圖式簡單說明 148〜黏接層 149〜抛光塾下層 1 5 5〜非黏著面 1 5 6〜非黏著面 1 5 7〜注射器 1 5 8〜通道 1 5 9〜下模板 1 6 0〜孔口通道 1 6 1〜上模板

1 6 2〜注入的氨甲酸乙酯 1 6 8〜空隙 1 6 9〜止動環模子 172〜上模基板 173〜下模基板 174〜注入埠 1 7 5〜排出孔洞 1 7 6〜注入的氨甲酸乙酯

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Claims (1)

1. 515021 __案號 六、申請專利範圍 90124359

   一偵測 1· 一種拋光墊，用於一CMP過程中，該CMP過程利用 器組件來偵測該CMP過程的進行，該拋光墊包含： 一墊，其具有一中心； 一線轴狀空隙，設置在該墊中，自該墊的該中 地移置； 心徑向 一 4貞測器組件，設置在一線軸狀插頭中 頭設置於該線軸狀空隙中。 該線軸狀插 2 ·如申請專利範圍第1項之拋光墊 含氨甲酸乙酯。 其中該線軸狀插頭包 3.如申請專利範圍第丨項之拋光墊，其中該線軸狀插頭 含一光透明氨曱酸乙酯。 、 4·如申請專利範圍第！項之拋光墊，更包含一電子導線， 没置於該墊内以及自該偵測器組件配線至該墊之該中心。 5. —種拋光墊，用於一CMP過程中，該CMP過程利用一偵測 器組件以偵測該CMP過程之進行，該拋光墊包含： 一墊，其具有一中心； 一可釋放接合結構，設置在該墊之該中心，該可釋放 接合結構具有一第一組電接點設置於其上； 一偵測器組件，設置於該墊中，該偵測器組件自該墊 之該中心徑向地移置；以及 一電子導線’其將該偵測器組件連接至該可釋放接合 結構； 一集線器，被採用來可釋放性地裝設至該可釋放接合 結構’該集線器具有一第二組的電接點設置在其上，俾使

   第28頁 ^021

   該集線器進入該可釋放接合之安插 ‘點及該第二組電接點之間的電連接 6 ·如申睛專利範圍第5項之拋光塾 構更包含： 導致了在該第一組電接 〇 其中該可釋放接合結 ^ 一止動環組件，設置於该拋光塾之該中心，該土動環 、、、且件具有一止動環以及一集線器接收孔洞，該集線器接收 孔洞具有一底部； 〃 一接觸墊，設置於該集線器接收孔洞之該底部上，其 中該第一組電接點被設置於該接觸墊上，以及其中該接觸 點面朝向該集線器接收孔洞；以及 該電子‘導線將該偵測器組件電連接至該止動環之該底 部上的複數電接點。 7 ·如申請專利範圍第5項之拋光墊，其中該可釋放接合結 構之頂面與該墊之頂面實質上為共平面的，以及其中該止 動環之底面及該墊之底面實質上為共平面的。 8 ·如申請專利範圍第6項之拋光墊，其中該止動環之頂面 與該墊之頂面實質上為共平面的，以及其中該止動環之底 面與該墊之底面實質上為共平面的。 9 ·如申請專利範圍第5項之拋光墊，該可移除地裝設的集 線器於該處係一電線集線器，其固定電線。 10·如申請專利範圍第6項之拋光墊，該可移除地裝設的集 線器於該處係一電線集線器，其固定電線。 11·如申請專利範圍第5項之挞光墊，其中該第一組接點 包含，一信號接點、一功率接點、及一接地接點，以及該

   第29頁 515021 可移除地裝設的集線器為一 處理一自該信號接點所接收 功率接點、以及用以連接一 1 2 ·如申請專利範圍第6項之 含，一信號接點、一功率接 移除地裝設的集線器為一固 理一自該信號接點所接收到 率接點、以及用以連接一共 1 3 ·如申請專利範圍第5項之 含，一功率傳導線、一信號 1 4·如申請專利範圍第5項之 包含，圓形前緣，其被側向 上層，該孔洞係適合用以接 係變為透明及固態的。 固定電線之電線集線器，用以 到的信號、用以傳送功率至該 共同接地至該接地接點。 抛光墊，其中該第一組接點包 點、及一接地接點，以及該可 定電線之電線集線器，用以處 的#號、用以傳送功率至該功 同接地至該接地接點。 拋光墊，該電子導線於該處包 傳導線、以及一接地傳導線。 抛光墊，該光學孔洞於該處更 插入至該拋光墊之該底層及該 收一液態密封劑，其於乾燥時 15·如申請專利範圍第5項之拋光墊，該拋光墊於該處具有 —排出部，該排出部自該止動環組件延伸至該光學组件， 該排出部係適合用以接收一液態密封劑，該液態密封劑於 乾燥時係變為透明及固態的。 ·如申請專利範圍第1 5項之拋光墊，該光學偵測組件、 该電傳導帶、以及該止動環於該處係被該液態密封劑密封 在該排出部内。 1 7·如申請專利範圍第1 6項之拋光墊，該液態密封劑於該 處包含，液態氨甲酸乙醋。 1 8 · —種密封方法，將一光偵測器組件密封於一光學孔

   515021 _案號 90124359_年月日__ 六、申請專利範圍 洞，該光學孔洞塞穿一具有一上表面及一下表面之拋光 墊，該密封方法包含下列步驟： 提供一抛光塾，製作成具有一孔洞馨穿一塾，該孔洞 係適合用以接收一液態密封劑，其於乾燥時係變為透明及 固態的； 安插該光偵測器組件至該光學孔洞内，該光偵測器組 件是按該孔洞尺寸而製成的，以使一空隙空間殘留於該光 學偵測組件及該墊之間；

   對著該搬光墊之該上表面加壓一上模板以及對著該拋 光墊之下表面加壓一下模板； 注入該液態密封劑進入該孔洞，直至該液態密封劑填 滿了該空隙空間； 允許該液態密封劑乾燥；以及， 移除該上模板及該下模板。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之密封方法，該液態密封劑包 含液態氨曱酸乙酯。 20.如申請專利範圍第1 8項之密封方法，該液態密封劑包 含一光透明氨曱酸乙酯。

   2 1. —種拋光墊的製作方法，包含下列步驟： 提供一抛光墊，包含： 一氨曱酸乙酯上層及一氨曱酸乙酯下層、以及一 中心孔洞，設置於該墊之該中心，以及一偵測器孔洞，設 置於該墊上，自該中心徑向地移置； 一止動環組件，被插入至該中心孔洞，該止動環

   第31頁 515021

   _案號 90124359 六、申請專利範圍 組件包含，一止動環及一集線器接收孔洞，其中該集線哭 接收孔洞具有一底部； ° 一接觸墊，設置於該集線器接收孔洞之該底部. 複數電接點，設置於該接觸墊上，該接點於該處 面朝向該集線器接收孔洞； 一偵測器組件，設置於該偵測器孔洞内；以及， 一電子導線，設置於該墊内，其被電連接至該光 學偵測組件以及該止動環之該底部上的該電接點； 對著該拋光墊之該上表面加壓一上模板以及對著該拋 光墊之該下表面加壓一下模板，以產生一模子用以注入一 密封劑進入該塾； 注入該液態密封劑進入該模子； 允許該液態密封劑乾燥；以及， 移除该上模板及該下模板。 2^ ·如申請專利範圍第2丨項之拋光墊的製作方法，該液態 在封劑於該處包含液態氨甲酸乙酯。 23·如申請專利範圍第21項之拋光墊的製作方法，其中該 液態密封劑包含一光透明氨甲酸乙酯。

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