TWI647066B - Method and system for controlling light transmittance of polishing pad (polishing pad) material - Google Patents

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Abstract

本發明揭露提供一用來控制一拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法及其系統，其包括：調整控制參數以決定一拋光墊(研磨墊)材料的光透射率。該控制參數又包括預加工控制，鑄造成型控制，和/或固化控制。本發明又提供組裝一拋光墊(研磨墊)的方法與系統，其用來控制拋光墊(研磨墊)光透射率，同時，亦提供一種具有能控制光學透射率的拋光墊(研磨墊)。

Description

控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法及系統
本發明揭露了有關於一種拋光墊(研磨墊)，特別是指一種用來控制一拋光墊(研磨墊)材料光透射率之方法及所製成的拋光墊(研磨墊)。
拋光(又稱為平坦化)為通常使用在半導體、硬碟機和光學產品等製造上的一個製程步驟。一般用來做半導體元件製造之拋光(研磨)製程包含對著一聚合物墊(polymer pad)磨擦一基板(subtrate)，反之亦然。一通常含有細顆粒(研漿slurry)之化學溶液會存在在該基板和該聚合物墊間的介面上。
拋光(研磨)也可稱為化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)，用在CMP的聚合物拋光墊(研磨墊)可以使用閉孔聚亞胺酯(closed cell polyurethane)材料，而有些用在CMP的聚合物拋光墊(研磨墊)採用開孔聚亞胺酯(open cell polyurethane)材料。此外，飽含聚合物的纖維(例如毛氈材料)，或與研磨材料化合的聚合物也可以使用，這些墊的表面可能含有微細的織紋(micro texture)，其可補足修整製程(conditioning process)，終至改善該墊的拋光(研磨)性能(polish performance)，這種固有的微結構(inherent micro structure)的不一致性，可導致該墊的拋光(研磨)性能的偏差。基於這個理由，墊的製造商已經着手精製墊的製程以降低其產品的變異，與此對比 的是，一固態的均質聚合物墊無包含固有的微結構，取而代之的是，它代表性地依賴修整製程而對該墊的表面衝擊一微細的織紋。該等拋光墊(研磨墊)可有一層或多層。在一些具有多層拋光(研磨)墊的案例中，該拋光(研磨)表面稱為頂墊，而其諸層稱為底墊或底墊堆(sub-pad stack)，一包含至少一單一拋光(研磨)墊的拋光(研磨)墊通常稱做固態墊，且該拋光(研磨)墊不含開孔或閉孔結構或與研漿一起溶解的孔狀結構。
用來做一CMP製程的拋光(研磨)端點檢驗(endpoint detection)已經由一「觀看」模型(“look and see”model)演進到可避免該「拋光(研磨)/平坦化」製程干擾之一「現場」系統(in situ system)，該兩主要的端點檢驗系統(endpoint detection system)為(1)光學端點檢驗系統(2)馬達電流/扭矩(motor current/torque)端點檢驗系統。為使一光學端點檢驗系統能用在一拋光(研磨)機具(polisher tool)上，用在此系統上的拋光(研磨)墊必須包含一光線能透射其間的區域(region)，此墊上的區域需要對準在該拋光(研磨)機具上之該端點檢驗系統之位置。代表性地說來，該光線所經由透射的墊上的區域稱為一觀察窗，將一觀察窗傳達到該拋光(研磨)墊的方法有多種，其中一種方法為在該拋光(研磨)墊上產生一穿孔(aperture)並塞入透明的材料，另一種使用方法為在該頂墊的切出之觀察窗區域內聚合一透明材料。在所有的情況中，在該底墊層內都需要產生一對應的穿孔，且在多數的情況中，在該等底墊層產生的穿孔中會塞入一透明的柱塞材料，以提供在該頂墊材料內觀察窗支撐力。
在此使用的光線不限定於可見波長，而可以在190nm到3,500nm的波長範圍之任一波長，在此所用之透明包含半透明，且特別是在某特 定的波長中包含任何非零透射率。
一用來控制一拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法及其系統，其包括：調整控制參數以決定一拋光墊(研磨墊)材料的光透射率，其又可包含預加工控制、鑄造成形控制、及/或固化控制，該方法也包含選擇化學成份來形成該拋光墊(研磨墊)材料，其係部分立基於至少其中一化學成份之硬段對軟段之比值，及/或該化學成份之一質量(mass)。該化學成份可包含至少一交聯、一鏈延長器、和一塑膠切割器的其中之一，且該化學成份為一聚合物結構之函數，而該聚合物結構至少為異氰酸鹽、同分異構體，和/或多元醇。
在各種在此實施例中，該方法又包括將該些化學成分加以混合以形成一均勻分散的該化學成分混合物。該控制參數又包括預製程控制，而該預製程控制包含在混合前單獨控制該化學成分的第一溫度，以及在混合時控制該化學成分的第二溫度。控制該第一溫度和/或該第二溫度也可包含控制溫度變化率。
該選擇化學成份來形成該拋光墊(研磨墊)材料可包括將一具有一比該化學成分較為低密度之材料加到該化學成分。此具有較低密度之材料可以是微球體。
在各種實施例中，該控制參數又包括該鑄造成型控制，而此鑄造成型控制包含在鑄造操作當中，該拋光墊(研磨墊)材料之至少一溫度和一壓力。該鑄造溫度控制包含控制一溫度變化率。該鑄造成型控制包含將 該鼓內拋光墊(研磨墊)材料加以旋轉產生的離心力，一拋光墊(研磨墊)材料的厚度變化，此厚度變化係為將該鼓內加以旋轉產生的離心力的函數。
該控制參數又包括該固化控制，此固化控制包含該拋光墊(研磨墊)在固化過程中至少一溫度及一壓力之其中之一，該固化控制之溫度控制可包含溫度之改變率。
本發明揭露之內容包含一用來安裝一拋光墊(研磨墊)之方法與系統，其控制該拋光墊(研磨墊)之透射率。該方法包括：給在一離心鑄造成形機內至少一模具設置該第一聚合物前身，以作為一底墊；轉動該離心鑄造成形機以形成該底墊；在該模具內的該底墊上設置該第二聚合物前身，以作為一頂墊；及調整該第一聚合物前身、轉動中的離心鑄造成形機、和/或第二聚合物前身中之一的控制參數。該發明可又包括在該底墊內形成至少一可使光線穿過該頂墊之觀察窗的方法，此方法使用至少一模造、雷射加工、及/或機械加工。
本發明揭露之實施例包含一具有可控制光透射率之拋光墊(研磨墊)，包括：一頂墊層，又包括一聚合物層，其係實質上地均質並具低總厚度變化，係無空洞，且係實質上能透射可見光；及一底墊層，又包括一些具不同密度且至少具有一觀察窗之材料。該些具不同密度之材料包含微球體，且該觀察窗包含一第二聚合物，其透射率係大於該底墊之透射率。
100‧‧‧自旋鑄造系統spin casting system
102‧‧‧離心鑄造成型機centrifugal caster
104‧‧‧聚合物容器polymer container
106‧‧‧聚合物混合物polymer mixture
108‧‧‧流出槽pouring spout
110‧‧‧鼓筒drum
112‧‧‧軸axis
114‧‧‧轉動方向rotational direction
116‧‧‧聚合物板片polymer sheet
200‧‧‧聚合物墊(拋光墊、研磨墊)polymer pad
202‧‧‧多孔聚合物層(底墊)porous polymer layer
204‧‧‧緻密聚合物層(硬墊)dense polymer layer
210‧‧‧光線light
212‧‧‧傳輸光線light
300‧‧‧模塞入物mold insert
310‧‧‧觀察窗模window molds
400‧‧‧製造多層聚合物墊的方法
402‧‧‧選擇包含催化劑之型式和數量之化學成份
404‧‧‧調整包含溫度和壓力之控制參數
406‧‧‧修正包含固化質量之厚度之固化條件
第1圖為一自旋鑄造系統可行實施例結構示意圖。
第2圖為一聚合物墊之剖面結構示意圖。
第3圖為一鼓筒的剖面結構，並顯示一模塞入物及相關觀察窗之剖面結構示意圖。
第4圖為一製造多層聚合物墊的方法流程圖。
由於固態拋光墊(研磨墊)(solid polish pads)之發展，對端點檢驗來說，光線經由該墊之透射率是可能且是有效的。又，對端點檢驗來說，在非固態拋光墊(研磨墊)中，光線之反射、吸收、和散射會使信號強度(signal intensity)降低至可用的位準(usable level)之下，光透射率是較好的實施例，且在此對透射率的參考資料包含，但不限定於，光透射率。依據目前的技術，一拋光墊(研磨墊)之透射率可以被控制，且因此可以被調整至特定的需求，藉調整鑄造和聚合系統的輸入製程參數(input process parameters)，該產生的拋光墊(研磨墊)材料的光透射率可被控制。代表性的，但不排除在外的可被調整的參數包含替該聚合物混合物選擇化學成份，再者，包括溫度、壓力、和轉速(在使用離心鑄造成形機的情況下)在內之鑄造和聚合系統的控制參數是可以被調整的。
聚合物的結晶的程度會影響光線經由聚合物的透射率，非晶態聚合物具有的特徵為一聚合物鏈的隨機、紊亂糾結。結晶的聚合物具有高度的秩序，其係導源自鏈的對準，而該鏈係在摺疊或堆疊鏈的區域內。雖然有些聚合物是完全非晶態，但大部分是至少有些結晶區域。
和非晶態相比，一聚合物內部之結晶區域具有不同的折射率，這導致光線經由聚合物之折射和散射。由於這個原因，非晶態聚合物時常是透明的，而結晶的聚合物則是半透明或不透明的。
一些聚合物傾向於非晶態(例如：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯樹脂)且有些傾向於結晶狀(例如：耐綸、聚丙烯)；然而，依聚合物結構(鏈長、交聯程度、側羣組之呈現等等)而定，大部分的聚合物能承受不同程度的結晶度。聚丙烯為其一例，在此更多非晶態是透明的，而更多結晶類是半透明的，其中，非晶態類例如：低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)，又其中，更多結晶類例如：高密度聚乙烯(HDPE)。
本發明揭露之實施例係使用製程狀況來改變結晶的程度。舉例來說，融熔的熱塑性塑料之慢速冷卻給予晶狀結構(crystalline structure)更多時間去形成，而對熔化物快速淬火會凍結非晶態取向(amorphous orientations)，像是擠製(extrusion)或吹塑成形(blow molding)等的機械製程係應用方向性的施力(directional forces)，且傾向於導引該聚合物鏈，並增進結晶度(crystallinity)。
本發明揭露之實施例係使用這些性能來控制用於拋光墊(研磨墊)材料之聚合物之透明度(transparency)。由於用來控制該墊之機械性質之微孔(pores)或其它充填物所引起的散射和吸收，絕大部分的墊皆為固有地不適合用來做觀察窗材料，在這些個案中，一交錯配置的觀察窗材料被分離地加入到該墊中；其中，此些觀察窗材料係為了優化透射(transmission)，但其沒有好的拋光(研磨)特性(polishing characteristics)。
本發明揭露各種不同的實施例係使用聚亞胺酯之化學結構。聚亞胺酯彈性體應用在研磨墊呈現之組態(configurations)展現在兩個不同區域，其被呈現在聚合物鏈內：由反應的異氰酸鹽(例如，氨基甲酸酯)和擴鏈基團所形成的「硬而剛性段」，和由多元醇(例如聚醚、聚酯)所形成的「軟而彈性段」，該硬段傾向形成有序的晶狀墊上的區域，這是由於它在異氰酸鹽羣組間具有很強的氫氣鍵該軟段，而該軟段保持無晶態。
本發明揭露之實施例係使用呈現在聚亞胺酯內之硬段對軟段之比值，以控制在聚合物內之結構程度(degree of structure)，且去影響透明性。該比值很多其它的性質，其包含聚合物的機械性質，所以為了拋光墊(研磨墊)，所有的改變均針對聚合物之需求而加以慎重考慮，除了該硬/軟比值之一簡單修改之外，其它對聚合物結構的修改包含：異氰酸鹽型(例如：MDI、TDI等)、異構體型(例如：2,4二異氰酸酯對3,6二異氰酸酯)、以及聚醚聚酯型，且交聯劑和擴鏈劑係用在各種不同的實施例中，來影響鑄造聚亞胺酯的透明程度。
在發明本揭露之各種實施例中，製程狀況會影響透明度。在聚亞胺酯的案例中，組成反應之溫度對透明度有很強之效果，這是因為製程溫度會影響到鏈引導之傾向，以及藉著影響反應動力學對結構定向的可用時間造成影響。對一些聚合物型式和透射性位準來說，控制聚合物前身(polymer precursor)和模/鑄造機溫度到±1℃係配合目前的技術來維持一致的結果。
在發明本揭露之各種實施例中係使用熱固塑料族(the family of thermoset plastics)。對一所給聚合物組成來說，改變控制參數像是溫度、 離心力、和固化條件(例如：時間、溫度、壓力等等)會導致對以使用熱固塑料製成之CMP墊材料之透射率特性的改變；控制透射率和對參數的敏感度的能力來說，控制透射率有賴所用熱固塑料之化學成份。舉例來說，一個±1℃的溫度改變會使透射率從30%改變到45%。使用不同的化學聚合物及/或聚合物前身可增加或減少該敏感度。
在發明本揭露之各種實施例中係使用材料的聚合厚度來控制一CMP墊之透射率。以一放熱製程來說，聚合一開始，聚合物混合物的能量即增加，因而溫度也跟著升高，基本上，雖然相反的情況也可能，拋光墊(研磨墊)材料的越厚，其透射率越低。在有限度內，CMP墊變薄，則透射率會增強，但若材料本身已具很高的透射率位準，則其透射率之改變不大；因此，特定之百分率需要厚度之變化很低。低總厚度變化TTV(Total Thickness Variation)可用離心鑄造法，參照2013年4月1日送件之美國專利第13/854,856號--「聚合物拋光(研磨)墊之離心鑄造成形之系統及方法」，而低TTV有助於透射性質之最佳化。
在本發明揭露之各種實施例中，製造一聚合物拋光墊(研磨墊)之原物料準備需要明顯的控制以確保一致性原物料之輸入。舉例來說，原物料在混合前最好分開來加熱且加以充分混合以確保聚合物混合物能均勻地散怖。
在一些實施例中，一固態均質的聚合物拋光(研磨)墊或拋光(研磨)墊層可以離心鑄造來形以確保拋光墊(研磨墊)內部沒有空洞(voids)，其溫度及轉速端賴對聚合物拋光(研磨)墊的特性(包括透射率)的需求；此外，也可以將所使用的聚合物前身(polymer precursor)加以改變，來修改其透 射率。
在本發明揭露之各種實施例中，一離心鑄造成形系統和其方法可形成具有低TTV的固態均質聚合物之薄粄(thin sheet)；例如：聚亞胺酯，其可輕易地變成不含空洞(voids)和孔隙(pores)的聚合物拋光墊(研磨墊)或拋光墊(研磨墊)層。這是因為空洞和孔隙的呈現會影響透射率。
在此實施例中，離心鑄造過程加熱(heating)之進行係藉環繞或使鄰近於該鑄造鼓(casting drum)。這種加熱元件將鑄造鼓及/或其中之空氣加熱；該鑄造鼓在引進聚合物前身(polymer precursor)之前需預加熱，其它附加的步驟也可用在此鑄造操作中來改進產品之性質及/或修正或調整產生之CMP墊。
第1圖為一自旋鑄造系統的結構示意圖，該自旋鑄造系統100包括一離心鑄造成型機102和一聚合物容器104，該聚合物容器104內含聚合物混合物106，該聚合物容器104可包含一混合裝置和一外套，其可為一具有用來為加熱流體流動的導管的加熱元件，及/或電氣加熱元件，該聚合物混合物106可在離心力的作法下，相位分離成多層之一聚合物混合物106，該聚合物混合物106可為一帶有微球體(或是類似較不密緻的材料)以改變該混合物之密度之一聚亞胺酯混合物。
聚合物混合物106可從該聚合物容器104倒入流出槽108，其將聚合物混合物106導入離心鑄造成型機102之鼓筒110內，而該鼓筒110則依轉動方向114繞著軸112旋轉。該聚合物混合物106可藉離心力展開在鼓筒110之一內表面上以形成一聚合物板片116。在鼓筒110的情況中，該聚合物板片 116可為鼓筒形，不管該鼓筒110以任何旋轉速度轉動，該鼓筒110可自旋，且具有一直徑，且該離心力在引入鼓筒110內之後，經由該聚合物混合物106，可足夠來產生一均勻厚度的聚合物板片116，並引起相位分離。相位分離可在離心力的作用下發生，且可使聚合物混合物106分離成一帶有微球體之純聚合物層。
鼓筒110可給予加熱，且鼓筒110可具有一平滑的內鼓筒表面，或是一具有織紋的(textured)內鼓筒表面，其可改善用於拋光墊(研磨墊)之粘貼功效，且其可提供依照本揭露之拋光墊(研磨墊)在其表面上之溝紋(grooves)，且/或便於分離，且/或拋光墊(研磨墊)之形成，其係藉本揭露之方法所形成之固化成及鑄成之聚合物板片。
藉調整和以上操作(operation)相關聯之製程參數(process parameter)，包含該聚合物前身(precursor)之形態和比例、加熱(有關前身、聚合物混合物、鼓筒鑄造成型機、及/或聚合、或鑄造狀態)、及/或鼓筒轉速(在離心鑄造成型機的情況)，在製程中所產生的拋光墊(研磨墊)的透射率可以被調整和控制；依光之波長而定，透射率可以變化，因此透射率可以調整為波長之函數，對某些拋光應用來說，較高之透射率有助於提高端點檢驗(end-point detection)之功效。
第2圖為一聚合物墊之剖面結構示意圖，聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200之一截面包含一緻密聚合物層(dense polymer layer)204(又稱為硬墊204)和一多孔聚合物層(porous polymer layer)202(又稱為底墊202)；聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200的製作可由聚合物板片116切成或衝壓而成，移出之聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200包含底墊202和硬墊204。硬墊204由緻密聚合 物層204形成，而底墊202由多孔聚合物層202形成；硬墊204和底墊202兩者皆可用來拋光。雖然按照慣例該固態端(硬墊204)係用來拋光，該多孔端(底墊202，雖然做此用途的不會是底墊)也可以用。底墊202可以有壓緊的多孔，允許較高的壓縮性，此一多孔的緊密細胞特性會阻止化學機械平坦化(研磨法)(CMP)經由底墊將液體以毛細作用滲入該底墊。光線210可能投射在底墊202上，也可能通過聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200形成傳輸光線212，傳輸光線212可代表光線210之一衰減的版本(attenuated version)，這是因為在底墊202和硬墊204兩者或其中之一當中，由於反射、吸收、及/或折射所引起的傳輸損失(transmission loss)。傳輸光線212可能反射離開水面、直接被偵測，可能被反射且被偵測，也可能被傳輸穿過硬墊204和底墊202，傳輸光線212之反射可被用來決定一CMP製程的端點。
此外，該底墊202可有一個或多個觀察窗(windows)，這些觀察窗在墊聚合或鑄造製程中可經由模(molds)(詳見下文)而被成形，或是成形之後在底墊內加工(machining)或衝壓(punching)孔(holes)，這些孔可充滿透明的栓(plugs)，或可留下空洞(voids)。聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200之透射率，不論其在底墊202內有無觀察窗或空洞，在任何特定的波長中可為0%到100%，代表性的透射率在30%到40%之間，藉調整在此討論的參數中，此透射率也可被調整。目前的技術可以用來獲得對有關一聚合物墊(拋光墊、研磨墊)材料的光傳輸特性的一個高程度的控制。
第3圖為一一鼓筒的剖面結構，並顯示一模塞入物及相關觀察窗之剖面結構示意圖，該圖說明了具有模塞入物300的鼓筒110，使該模塞入物300成為一離心鑄造成型機102的該鼓筒110之牆內部之襯裡(lining)。做 為鼓筒110內壁襯裡之模塞入物300可以是任何熱穩定(thermally stable)和化學相容(chemically compatible)之材料，但不限定於一聚合物板片、金屬板或陶瓷板；該模塞入物300之材料可由，但不限定由特氟龍(Teflon)、HDPE、熱塑材料(thermoplastic)或PTFE所製成。使用一種帶有模塞入物(mold insert)之解除劑有助於去除該鑄塑聚合物(cast polymer)，模塞入物300至少具有一聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200之一模(mold)，其所需模之數目，端視鼓筒110和聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200之大小而定；模塞入物300之模可以是一單模或一複數個模。該模可以是固定的或可移動的，且其與該軸112之距離也可以是固定的或可變的，以變動該聚合物在鑄造成型過程所經歷之離心力之大小，該模塞入物300之模可形成一CMP墊之外形且其外表面具有對應於鼓筒110內有織紋之內表面。舉例來說，模塞入物300在板(sheet)上可以有四個模(molds)襯入鼓筒110內，因而有可能產生在一個鑄造物中有四個拋光墊(研磨墊)，一聚合物混合物106可以個別地傾倒入每一模中，這樣就可省去自一聚合物板片116切割或衝壓出聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200的製程；另外一個可以選擇的方案是，模塞入物300可能使聚合物混合物106流入CMP墊的形狀內，並防止或避免使聚合物墊(拋光墊、研磨墊)200材料流入隙縫區域，因而避免浪費，經由此方式，浪費就可降低。在一CMP模中，形成於模塞入物300中之觀察窗模310可以有一個或多個，且可以設在任何方便的位置。此外，這些窗格本身可用目前的技術以修改其透射率，並因而修正具有觀察窗之CMP墊之透射率。
在一實施例之製程中，一底墊202可藉使用模塞入物300和觀察窗模310以鑄造成型方式來加以形成，其預聚合物(prepolymer)用來形成 充填模塞入物300直至觀察窗模310頂端之位準之該底墊202；在完成該底墊202之鑄造後，緊接著將相同或不相同的預聚合物傾注入模塞入物300而覆蓋了底墊202和觀察窗模310可形成一頂墊(top pad)；該頂墊可加以調準(tuned)使具有一特定的透射率，而在固化(curing)後，可黏合到該底墊202上而不需使用壓敏性黏著劑(pressure sensitive adhesive,PSA)，也不需要進一步的處理(manipulation)。用此方法製造出的CMP墊可能在該底墊202上具有一觀察窗溝槽(window slot)和一半透明或透明的頂墊，因此可有一完全的觀察窗(window)，而在生產的過程中不需要將底墊202和頂墊兩者加以對準(align)。
在另一實施例中，當該等透明或半透明微球體(microspheres)用在預聚合物游標(prepolymer cursor)時，該觀察窗模310可以排除，且該製程減至一單一傾注操作(single pour operation)。依此，在CMP墊進行離心鑄造成形製程時，相位分離(phase separation)現象可能會發生，且該微球體可能轉移到該CMP墊之一頂墊來形成一底墊202，該預聚合物本身和該鑄造成形狀況可以調整來產生一半透明或透明CMP墊，且該半透明或透明微球體可致使該底墊202也是半透明，一些透射率的損失很可能是由於光離開及/或穿過(off and/or through)該微球體產生折射及/或繞射的緣故。
在又一實施例中，目前的技術可能會引發一生產製程，該生產製程排除將一底墊202中之一觀察窗參與一頂墊中之一觀察窗，因而使一CMP墊之生產合理化(streaming)；依慣例，穿過一頂墊之觀察窗已經被使用在一光端點檢驗系統(optical endpoint detection system)，並且可包含一黏合在該頂墊之一切出板(cut-out)之邊緣上之一透明板(transparent panel)或栓材料 (plug material)。該底墊202也可有可能包含或可能不包含一透明栓。一壓敏性黏著劑(pressure sensitive adhesive,PSA)可能用來置入該頂墊和底墊202之間以使該兩墊接合在一起，藉使該頂墊實質上透明(在此又稱為半透明或透明)，一底墊202可被製造成有一觀察窗模310或多個觀察窗模310，或也是實質上透明或半透明二者擇其一。像是一底墊202對透明頂墊之貼合(bonding)並不需要對準其各別的觀察窗，因此可以認為是自行對準(self aligning)；舉例來說，在具有觀察窗的底墊202的情況中，該觀察窗可在施加PSA層後，藉衝壓該底墊202來形成，因而導致在PSA層內，藉衝壓來形成觀察窗與該底墊202的觀察窗自動對準。
第4圖為一製造多層聚合物墊的方法流程圖，其為一依據本揭露之方法，使用聚亞胺酯(polyurethane)之製程流程圖，然而此方法也適用於其它聚合物。該方法可從「選擇包含催化劑之型式和數量之化學成份」402操作開始，其所指的是去選取化學成分，該流程從「選擇包含催化劑之型式和數量之化學成份」402操作進行到「調整包含溫度和壓力之控制參數」404操作，其所指出的是去控制包含溫度、壓力、鑄造材料之厚度及質量等之參數，從「調整包含溫度和壓力之控制參數」404操作進行到「修正包含固化質量之厚度之固化條件」406操作。更者，存在另一步驟(圖中未示)，其可包含在一底墊中選擇性地形成至少一個或多個穿孔(apertures)以便於使用模(molds)、雷射加工或機械加工將光透射一頂墊材料，經「修正包含固化質量之厚度之固化條件」406操作後就結束該流程。
一聚合物鑄造系統可含有一具有擴鏈劑(chain extender)及一塑化劑(plasticizer)之預聚合物(prepolymer)(又稱為前驅物(precursor))。一個如 MOCA之擴鏈劑可能以帶有未反應的異氰酸鹽(unreacted isocyanate)在一克分子比約1：1下被加到該預聚合物；舉例來說，一給MOCA之0.95：1混合比至未反應的異氰酸鹽，可以使用，該聚合物可以是TDI或MDI系統。可以選擇的方案是，二異氰酸鹽(diisocyanate)或其它聚異氰酸鹽可與一選擇的聚烯(polyol)反應。在另一實施例中，一較硬的聚亞胺酯混合物可以在將較軟的聚亞胺酯混合物調劑至鼓之前調劑至鼓中並使之固化。在所有的製程狀況中，包含聚合物的型態和數量，以及微球體的型態和數量，都可以加以修正來調整該CMP墊的透射率。
以上所述者，僅為本發明之可行實施例的具體說明，並非用來限定本發明實施之範圍。凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明申請專利範圍所涵蓋，且在不變更本發明實質的實施例亦均屬本發明申請專利範圍。

Claims (18)

  1. 一種控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，該拋光墊(研磨墊)材料做為一化學機械平坦化墊的半透明化學機械平坦化頂墊(半透明CMP頂墊)，該方法包括：基於化學成分(chemical ingredients)進行一聚合物結構選擇，並透過鑄造成型控制，來定向該聚合物結構，以調整一拋光墊材料的結晶程度，該結晶程度影響該拋光墊材料的光線透射率(light transmission)與光學透射率(optical transmissivitv)；於一鼓筒內之模塞入物注入底墊材料，該模塞入物具有一觀察窗模；轉動該鼓筒，離心鑄造該模塞入物內的該底墊材料，該離心鑄造的該底墊材料形成一該模塞入物形狀的化學機械平坦化底墊(CMP底墊)，並利用該觀察窗模，使該CMP底墊具有一底墊觀察窗溝槽；於該鼓筒內之模塞入物注入拋光墊材料；藉由該鑄造成型控制轉動該鼓筒，離心鑄造該模塞入物內的該拋光墊材料，該離心鑄造的該拋光墊材料形成一該模塞入物形狀的該半透明CMP頂墊，該半透明CMP頂墊是光線可穿透的並且覆蓋該底墊觀察窗溝槽；通過基於該化學成分中的聚合物結構的選擇和該用於定向聚合物結構的鑄造控制來調整該拋光墊材料的結晶度，以調整該半透明CMP頂墊的光透射率；以及其中該底墊觀察窗溝槽和覆蓋該底墊觀察窗溝槽的該半透明CMP頂墊是作為一拋光工具的光學端點檢測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該調整該拋光墊材料的結晶程度的步驟至少包含有藉由異氰酸鹽和擴鏈基團反應形成有序的結晶區域；以及藉由添加多元醇所形成的柔軟、彈性段。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該聚合物結構包含至少一鏈長、交聯程度，以及側群組之呈現。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中又包括將混合該化學成分以在該化學成分的混合物內產生均勻分散。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，更包含在該混合前控制各個該化學成分的第一溫度與在該混合時控制該化學成分的一第二溫度的其中之一。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該第一溫度和該第二溫度的該至少其中之一包含控制一溫度變化率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中又包括將一具有一比該化學成分較為低密度之材料加到該化學成分。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該具有較為低密度之材料包含微球體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法， 其中該鑄造成型控制包含在鑄造操作當中，該拋光墊(研磨墊)材料之至少一溫度和一壓力。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該鑄造成型控制包含該溫度，且該溫度包含控制該拋墊墊材的冷卻變化率。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該鑄造成型控制包含將該鼓內拋光墊(研磨墊)材料加以旋轉產生的離心力，一拋光墊(研磨墊)材料的厚度變化，此厚度變化係為將該鼓內加以旋轉產生的離心力的函數。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，更包含有使用固化控制來調整拋光墊材料的結晶程度，該固化控制包含該拋光墊(研磨墊)在固化過程中至少一時間、溫度及一壓力之其中之一。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之控制拋光墊(研磨墊)材料光透射率的方法，其中該溫度包含溫度之改變率。
  14. 一種控制化學機械平坦化頂墊光透射率的方法，該化學機械平坦化頂墊是作為一化學機械平坦化墊，該方法包括：基於一第一聚合物前身的聚合物結構進行選擇，以調整該第一聚合物前身的結晶度；在一離心鑄造成形機內的一模塞入物設置該第一聚合物前身，以作為一化學機械平坦化底墊(CMP底墊)，該模塞入物具有一觀察窗模；轉動該離心鑄造成形機以形成該CMP底墊，其具有該模塞入物形狀，並 利用該觀察窗模，使該CMP底墊具有一底墊觀察窗溝槽；基於一第二聚合物前身的聚合物結構進行選擇，以調整該第二聚合物前身的結晶度，該結晶程度影響該第二聚合物前身的光線透射率(light transmission)與光學透射率(optical transmissivitv)；在該離心鑄造成型機的該模塞入物設置該第二聚合物前身，以作為該半透明CMP頂墊；轉動該離心鑄造成型機，以形成該模塞入物形狀的透明CMP頂墊，該透明CMP頂墊是光線可穿透的並且覆蓋該底墊觀察窗溝槽；在鑄造操作過程中調整鑄造成形控制，其至少包含有該第一聚合物前身與該第二聚合物前身的冷卻速率，以及該第一聚合物前身與該第二聚合物前身的壓力，以定向該聚合物結構，該聚合物結構包含至少一鏈長、交聯程度，以及側群組之呈現；藉由調整鑄造成型控制調整該透明CMP頂墊的光學透射率；以及其中該底墊觀察窗溝槽與覆蓋該底墊觀察窗溝槽的該透明CMP頂墊是作為作為一拋光工具的光學端點檢測。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中又包括在該CMP底墊內形成至少一觀察窗，俾使穿過該透明CMP頂墊的光線易於光學透射，該形成方式是使用雷射加工、沖壓和機械加工中之其中之一。
  16. 一具有可控制光學透射率之半透明化學機械平坦化頂墊(半透明CMP頂墊)之化學機械平坦化墊，包括：一化學機械平坦化底墊(CMP底墊)，其具有一模塞入物的形狀，該模 塞入物具有一觀察窗模，該CMP底墊具有一該觀察窗模形狀之底墊觀察窗溝槽，該CMP底墊包含有不同密度的材料；一半透明CMP頂墊，其具有該模塞入物的形狀，該半透明CMP頂墊是光線可穿透的並且覆蓋該底墊觀察窗溝槽；其中該半透明CMP頂墊具有一可調整結晶度的拋光墊材料，其係通過基於化學成分中的聚合物結構的選擇和用於定向聚合物結構的鑄造控制來調整該拋光墊材料的結晶度，該結晶程度影響該拋光墊材料的光線透射率(light transmission)與光學透射率(optical transmissivitv)；其中該半透明CMP頂墊具有光學透射的拋光墊材料，其係通過基於化學成分中的聚合物結構的選擇和用於定向聚合物結構的鑄造控制來調整該拋光墊材料的結晶度；以及其中該底墊觀察窗溝槽與該覆蓋該底墊觀察窗溝槽的半透明CMP頂墊是作為作為一拋光工具的光學端點檢測。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之化學機械平坦化墊，其中該些具不同密度之材料包含微球體。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之化學機械平坦化墊，其中該底墊觀察窗溝槽包含一第二聚合物，其透射率係大於該CMP底墊之透射率。
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