TWI276503B - Polishing pad having grooved window therein and method of forming the same - Google Patents

Polishing pad having grooved window therein and method of forming the same Download PDF

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1276503 10022twf.doc/006 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種研磨墊及其製造方法,且特別是 有關於一種透光視窗具有凹槽於其中的研磨墊以及其製造 方法。 八、 【先前技術】 終點偵測技術已經普遍使用於化學機械研磨(CMp) 上,以確保研磨品質,在這些技術之中,穿過作研磨墊中 的一個透明偵測部分的光學終點偵測可以提供可靠的結 果。 美國專利第5,893,796 5虎揭露一種在研磨塾中形成透 光視南的方法,係透過先在研磨層中形成一個孔洞,然後 將一個透光視窗用一層黏著劑固定在孔隙中。不幸的是研 漿溶液不可避免的會滲透穿過透光視窗/研磨層的介面而 洩漏到研磨墊的背面,特別是在研磨期間有壓力的影響 下,此時這會干擾光學訊號且因此終點偵測就會不準確。 美國專利第6,171,181號揭露一種研磨塾有一個完整 的透光視窗而沒有上述的研漿溶液洩漏的問題,但是此後 在有透光視窗的研磨墊上形成凹槽的製程期間,形成在透 光視窗區域中的凹槽也會跟形成在不是透光視窗區域中的 凹槽有同樣的凹槽深度,有凹槽於其上的透光視窗的不平 坦表面會導致較少的光穿透性,而得到較低的反射光學訊 號,這會降低終點偵測的敏感度。除此之外,被研磨的材 料與研漿以及研磨劑之間的反應會產生的副產物,累積在 透光視窗區域上的凹槽中的副產物會進一步造成終點判斷 1276503 10022twf.doc/006 困難,即使當研磨墊的使用期限還在規格範圍内。 透過機械技術,像是切割的方式,利用控制切割機器 ?^磨藝之_距離’也就是只讓切割卫具在透明區域1 ,高,可以只在研磨墊的無透光視窗區域上形成凹槽。但 要對準透光視窗區域的距離控制的穩定度是一項挑 戰’此外’在透明區域上沒有凹槽的研磨墊會有一些缺點, ^先,由有凹槽的無透明區域到無凹槽的透明^之凹槽 ^度差距會快雜高,當基底相對的跨過視窗部分移動時 曰造成-個缺陷源;再者’因為整個透明區域表面上缺乏 ,槽相對於無透光視窗的區域,透光視窗的區域上 =摩擦與差的可祕會導致透光視窗本身變成另一 I4曰源0 ▲可以預見假如研磨墊有一個透光視窗區域於苴中的 :戈=偵測可以正常運作,且在此時上述的雜可以減 【發明内容】 因此本發明是直接關於透光視窗 二種研雜观其製造方法,可以提供良好“ 2 果以及正常的終點判斷。 复中實施例,提供—種透光視窗具有凹槽於 窗於二磨墊’此研磨墊包括—個研磨層以及—個透光視 且有i:,2磨層具有至少―第―凹槽於其中,透光視窗 槽於其中,更特別的是第―凹槽比第二 根據本發明另一實施例,提供-種透光視窗具有凹槽 1276503 10022twf.doc/006 於其中的研磨墊之製造方法,一透光視窗會形成在一層研 磨層之中,之後在研磨層中形成至少一第一凹槽以及在透 光視窗中形成至少一第二凹槽,其中第一凹槽會比第二凹 槽深。 根據本發明一實施例,第二凹槽會形成在透光視窗 中,所以可以改進在透明步份區域處研漿的流動,另外因 為形成在透光視窗中的第二凹槽比形成在研磨層中的第一 凹槽淺,終點判斷會很準確。 【實施方式】 以下將參考圖示詳細說明本發明,可能的話圖示與敘 述中會用同樣的標號表不相同或相似的部分。 、 第1圖係根據本發明一實施例的一種具有一透光視窗 於其中的研磨墊之上視圖,第2圖係為第丨圖所示之研磨 墊結構沿著線段Ι-Γ的剖面圖。 如第1圖與第2圖所示,研磨墊100包括一個研磨層 101以及一個透光視窗1〇2於其中,更特別的是至少一 ^ 一凹槽104a與至少一第二凹槽104b會分別形成在研磨層 1〇1與透光視窗102中,用以改善研漿的流動,其中第二 凹槽104a會比第二凹槽104]3深;換句話說,形成在透光 視窗102中的第二四槽104b的深度(h2, h3)會比在研磨層 101中的第一凹槽l〇4a的深度(hl)淺。在本發明的實施& 中,在透光視窗102中的第二凹槽1〇牝的深度(h2, h3)合 f不同的深度,較適當的是第二凹槽1〇4b的深度形狀; =深度由透光視窗1〇2的邊緣區域往透光視窗1〇2的中心 區域逐漸減少,舉例來說,第二凹槽104b相對於在透^ 1276503 10022twf.doc/006 區域102的中心區域的深度h3,在透明區域搬的邊緣 區域會有一個較大的深度h2。 在本發明的實施例中,研磨層102會由一種聚合物材 料構成,舉例來說,聚合物材料係選自聚亞胺醋_ 氧樹醋、祕(PF)樹脂、I聚氰氨樹脂、熱固性樹脂以及 其組合其中之一,透光視窗102會是-個透明區域,比如 是用一種透明聚合物組成。 因此,本發明的研磨墊100包括一個呈有第一凹 1 甘於其中的研磨層101以及具有第二凹槽1心 =„1〇2’其中第一凹槽104at匕第二凹槽_ 冰’且在透光視窗Κ)2邊緣區域的第二凹槽1Q4b 透光視窗1G2的中心區域還要深,所^ 二凹槽中,⑽點麟會精確。 心^在第 形成研磨墊100的方法包括首先在研 =光視窗收,之後在研磨層1G1中形成至少 购:並在透光視窗1G2中形成至少—第二凹槽凹槽 =第-凹槽l〇4a比第二凹槽104b深。在日 例中,研磨墊101與透光視t 1〇2可用 , 二=例來說,透光視窗逝會先放置在模具^ = ^ 聚a物注入到模具中以形成研磨層ωι,在 f爰將 後,就可以得到包括研磨層1〇1與 二拉,、以 100,另外,包括研麻M 4尤視102的研磨墊 树包括研磨層1〇1與透光視窗1〇 也可以用其他適當的已知方式形成。 ㈣磨塾100 ’形成研磨層】0〗與透光視们⑽ 凹槽购會形成在研磨層⑼中,而至少—第二至凹 1276503 10022twf.doc/006 會形成在透光視窗102中,在本發明的實施例中,如第3 圖所示,第一凹槽104a與第二凹槽l〇4b的形成可以透過 用一個吸盤裝置200吸住研磨墊100,其中吸盤裝置200 具有一個凹入處202對應於透光視窗102,所以在研磨層 1〇1中的透光視窗102會變形,吸盤裝置200比如可以是 一個真空吸盤裝置、靜電吸盤裝置或其他種類。之後,在 研磨層101中形成第一凹槽l〇4a,並在透光視窗1〇2中 形成第二凹槽l〇4b,形成第一凹槽l〇4a與第二凹槽l〇4b 的方法可以透過一道機械製程來進行,像是使用一種機械 切割工具250,或是透過一道化學製程來進行,像是化學 蝕刻或其他已知的製程。如第3圖所示,當研磨墊1〇〇被 吸在吸盤裝置200上時,變形的透光視窗1〇2的上表面會 存在一個凹陷的表面,因此當用機械切割工具250進行切 割製程時,形成在研磨墊101中的第一凹槽l〇4a會比形 成在透光視窗102中的第二凹槽l〇4b還要深,此外因為 當研磨墊100被吸在吸盤裝置200上時,變形的透光視窗 102的上表面會存在一個凹陷的表面,形成在透光視窗1〇2 中的第二凹槽l〇4b在透光視窗102的邊緣區域會有較大 的深度h2,而在透明區域1〇2的中間部分同時會有較小 的深度h3。 在本發明的另一實施例中,如第4圖所示,第一凹槽 104a與第二凹槽i〇4b的形成可以透過用一個吸盤裝置2〇〇 吸住研磨墊100,另外有一層支撐層204會放置在吸盤裝 置200與研磨墊100之間,更特別的是支撐層2〇4具有一 凹入部分206對應於透光視窗1〇2,所以在研磨層1〇1中 1276503 10022twf.doc/〇〇6 曰-個U Μ2會變形。同樣的,吸盤裝置2GG比如可以 :研磨二吸盤裝置、靜電吸盤裝置或其他種類。之後, 中带成中形成第—凹槽1G4a,並在透光視窗102 h —凹槽lG4b,形成第—凹槽lG4a與第二凹槽1〇4b 二甘、,或是透過一道化學製程來進行,像是化學 钱刻或其他已知的製程。 一 f本發明的另一實施例中,如第5A圖與第5B圖所 =^凹槽刚a與第二凹槽祕的形成是透過首先在 透先視固102的背面形成一個凹入區域208,如第5A圖 所二,接著用吸盤裝置200吸住研磨墊1〇〇,如第5B圖 所示,其中在研磨層1〇1中的透光視窗1〇2會因為透明1〇2 部分的背部凹入區域208而變形,同樣的吸盤裝置2〇〇比 如可以是一個真空吸盤裝置、靜電吸盤裝置或其他種類。 之後,在研磨層101中形成第一凹槽1〇4a,並在透光視 窗102中形成第二凹槽104b,以得到一個研磨墊100,其 中透光視窗102其背面有一個凹入區域2〇8,如第6A圖 所示。形成第一凹槽104a與第二凹槽1〇4b的方法可以透 過一道機械製程來進行,像是使用一種機械切割工具 250,或是透過一道化學製程來進行,像是化學蝕刻或其 他已知的製程。在本發明的一實施例中,在透光視窗1〇2 的背部中的凹入區域208會透過一道模造製程形成,舉例 來說’當用模造製程形成研磨層101與透光視窗1Q2時, 會將一種犧牲材料放置在模具中與透光視窗1〇2 一起,然 後接著將聚合物注入到模具中以形成研磨層1〇丨,在移開 1276503 10022twf.doc/006 模具以後,移除犧牲材料,就可以得到包括研磨層1〇1以 及背面有凹入區域208的透光視窗1〇2的一個完整單元。 在本發明的其他實施例中,透光視窗1〇2的背面的凹入區 域208可以透過一道模造製程來形成,使用的模具有一突 出部分對應於透光視窗位置,然後將聚合物注入到模具中 以形成研磨層101,在移開模具以後,就可以得到包括研 磨層101以及背面有凹入區域208的透光視窗的一個 研磨塾。 應該注意的是,在參考第5A圖、第5B圖與第6A 圖作說明的實施例中,在形成第一凹槽1〇4a與第'二凹槽 l〇4b之後,進行一道平坦製程,透過在研磨墊的背面上 的透光視窗102的凹入區域208處形成一種透明材料 600,以得到一個平坦的背部表面,如第6B圖所示。另 外,如第6C圖所示,平坦研磨墊背部表面的步驟可以透 過使用像是機械切割的一道機械製程來移除磨〇1 背面,以得到平坦的背部。 曰 ^根據前面所述,透過使透光視窗變形,可以在透光視 固中形成具有不同深度的至少一第二凹槽,特別是在透光 視窗的邊緣區域處的第二凹槽會比透明區域中心處的第二 凹槽深,更特別的是這樣的第二凹槽的深度狀態會由透光 視窗的邊緣區域往透光視窗的中心區域逐漸的減^,因此 研漿不會留滯在第二凹槽中,而終點判斷可以準確。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上,然其並非用 以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本^明之精 神和範圍内,當可作各種之更動與潤飾,因此本^明之二 1276503 10022twf.doc/006 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 【圖式簡單說明】 =1 _根據本發明—實施例的—種具有—透光視窗 於其中的研磨墊之上視圖。 第2圖係為第i圖所不之研磨墊結構沿著線段u的 剖面圖。 凹掉=圖係ί據本發明—實關,在研磨墊中形成第一 凹槽/、第一凹槽的方法之剖面圖。 -凹係根據本發明另—實施例,在研練中形成第 凹槽與“槽的方法之剖面圖。 磨塾=與第5B圖係根據本發明另-實施例,在研 磨塾2成凹槽與第二凹槽的方法之剖面圖。 施㈣二L第6B圖以及第6C圖係根據本發明一實 轭例的一種研磨墊的剖面圖。 【圖式標記說明】 100 研磨墊 101研磨層 102透光視窗 l〇4a第一凹槽 104b第二凹槽 hi第一凹槽的深度 h2、h3第二凹槽的深度 200吸盤裝置 202吸盤裝置的凹入處 204 支撐層 12 1276503 10022twf.doc/006 250 機械切割工具 208 凹人區域 600 透明材料

Claims (1)

1276503 10022twf.doc/006 十、申請專利範圍: 1·一種研磨墊,包括·· 一研磨層,具有至少^一第槽於其中,以及 一透光視窗,放置在該研磨層中,其中該透光視窗具 有至少一第二凹槽於其中,而該第一凹槽會比該第二凹槽 深。 2·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊,其中在該透 光視窗中的該第二凹槽具有不同深度。 3.如申請專利範圍第1項所述之研磨墊,其中在該透 光視窗的邊緣區域處的該第二凹槽會比在該透光視窗之中 心區域的還要深。 4·如申請專利範圍第3項所述之研磨墊,其中該第二 凹槽的深度會由該透光視窗之邊緣區域往該透光視窗之中 心區域逐漸減少。 5·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊,其中該研磨 層包括一聚合物材料。 6·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊,其中該透光 視固包括'一透明的聚合物。 7·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊,其中該透光 視窗進一步包括在該透光視窗的背面有一凹入區域。 8·—種形成一研磨墊的方法,包括: 形成一透光視窗於一研磨層中;以及 形成至少一第一凹槽於該研磨層中以及至少一第二凹 槽於該透光視窗中,其中該第一凹槽會比該第二凹槽深。 9·如申請專利範圍第8項所述之形成一研磨墊的方 14 1276503 10022twf.doc/006 法’其中在該透光視窗之邊緣區域的該第二凹槽會比在該 透光視窗之中心區域的還要深。 10·如申請專利範圍第9項所述之形成一研磨墊的方 法’其中該第二凹槽的深度會由該透光視窗之邊緣區域往 該透光視窗之中心區域逐漸減少。 11·如申請專利範圍第8項所述之形成一研磨墊的方 法,其中形成該第一凹槽於該研磨層中以及該第二凹槽於 该透光視窗中的步驟包括進行一機械製程或一化學製程。 12·如申請專利範圍第8項所述之形成一研磨墊的方 法,其中在形成该苐一凹槽於該研磨層中以及該第二凹槽 於该透光視窗中的步驟之前,進一步包括: 用一吸盤裝置固定該研磨墊,其中該吸盤裝置具有一 凹入區域會對應該透光視窗,所以在該研磨層中的該透光 視窗會變形。 、13.如中請專職,12項賴之形成—研磨塾的方 法’其中該吸盤裝置包括—真空吸盤裝置或—靜電吸盤裝 14.如申請專利範圍第8項所述之形成—研磨塾的方 法:其中在形成該第-凹槽於該研磨層中以及該第二凹槽 於该透光視窗中的步驟之前,進一步包括· 曰 用一吸盤裝置固定該研磨墊,其中— 合 = 墊之間,而該切層 &對應§域切^ ’所以在該研磨層中㈣透光視窗會變 15.如申請專利範圍第14項所述切成—研磨塾的方 15 1276503 10022twf.doc/006 置或一靜電吸盤裝 法,其中該吸盤裝置包括一真空吸般 置。 皿、 法,^利範圍第8項所述之形成一研磨塾的方 該透光視窗中的步驟之前,進—步包=及以一m曰於 2成-凹人區域於該透光視窗之背部;以及 透光置固定該研磨墊,其中在該研磨層中的該 透先^會因為該透光視窗的背部陷入區域而變形。 本:月專利辜巳圍第16項所述之形成一研磨塾的方 :二二:ii透光視窗的背部形成該凹入區域的步驟包括 進灯械械製程或一化學製程。 請專鄕圍第16摘叙軸—研磨塾的方 而二」巧磨層與該透光視窗會用—模造製程來形成, 雜造製料,在該透光視窗的背部形成該凹入 ^窗雄巧會透過放置—犧牲材料與在—模具中之該透光 視_堆豐在一起。 n申請專利範圍第16項所述之形成〆研磨塾的方 ㈣磨層與該透光視窗會用—模造製程來形成, 二透光視窗的背部形成該凹入區域的步驟包括提供具 有一犬出部分對應於該透光視窗位置的一模具。 =·如^青專利範圍帛16項所述之形成-研磨墊的方 / ’ -中該吸盤裝置包括—真空吸盤裝置或—靜電吸盤裝 置。 21·如申4專利範圍帛10項所述之形成—研磨塾的方 '進步包括在形成該第一凹槽與該第二凹槽以後平坦 16 1276503 10022twf.doc/006 該研磨墊之背面的步驟。 22. 如申請專利範圍第21項所述之形成一研磨墊的方 法,其中平坦該研磨墊之背面的步驟包括在該凹入區域形 成一透明材料。 23. 如申請專利範圍第21項所述之形成一研磨墊的方 法,其中平坦該研磨墊之背面的步驟包括移除該研磨層之 背面。
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