TWI663026B - 拋光墊及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

揭露一拋光墊，其包含一拋光層，其具有於其內形成之一第一貫穿孔；一支撐層，其具有於其內形成之一第二貫穿孔；一黏著層，其係插入拋光層與支撐層之間，且具有於其內形成之一第三貫穿孔；及一窗，其係嵌入第一貫穿孔，及一用於製造此拋光墊之方法。

Description

拋光墊及其製備方法
技術領域
以下實施例係有關於一種用於半導體的一化學機械平坦化(CMP)方法之拋光墊及其製備方法。
背景技藝
用於製備半導體的方法中之化學機械平坦化(CMP)方法係指一步驟，其中，一晶圓係固定於一頭部且與安裝於一平台上之一拋光墊的表面接觸，及然後於平台及頭部相對移動時，晶圓藉由供應一漿料而化學式處理，藉此使晶圓表面上之不規則體機械式平坦化。
亦重要的是藉由檢測晶圓之所欲表面特性或厚度於CMP方法中獲得的點而判定使CMP方法終結之終結點。因此，用於判定使平坦化終結之終結點的各種方法已被發展，例如，將一透明窗嵌入一拋光墊內及將其光學測量之一技術係已知。特別地，一光束係經由此窗導引至被平坦化之晶圓的表面，然後，一旦反射光束經由此窗返回時，晶圓表面特性可於檢測器分析。
於具有一窗之一傳統層合式拋光墊，其一 般係藉由形成通過拋光層及支撐層之每一者的一孔洞及其後將此等層結合而製造。但是，此一傳統方法具有一缺點，因為其需實施一麻煩的對準步驟，其中，於拋光層形成之一切痕與在支撐層形成者於其等之位置需對準。
此外，一種於相對應於透光區之一部份形成一可脫離保護元件及移除所欲位置之底端部的方法已被發展出；但是，其涉及因為黏著層留於透光區之底端而使透光率降低之問題(見韓國專利第1633766號案)。
發明之揭露內容
於具有一窗的傳統層合式拋光墊，一孔洞一般係個別於拋光層及於支撐層形成，然後，使此等層彼此結合。因此，難以於製造拋光墊時於一預定區域形成一透光區。其亦具有由於黏著層存在使透光率降低之問題。
因此，以下之實施例目標係提供一種用於製造拋光墊之方法，其能不用形成一切痕而於一預定位置形成一透光區，且不用降低透光率而避免此等層脫層，及藉此製造之一拋光墊。
依據一實施例，提供一種用於製造拋光墊之方法，其包含：(a)提供一拋光層；(b)形成通過拋光層之一第一貫穿孔；(c)提供與拋光層相對之一支撐層； (d)將一黏著層插入具有於其內形成之第一貫穿孔的拋光層與支撐層之間，及以黏著層將拋光層與支撐層彼此結合； (e)以第一貫穿孔為基準，形成於黏著層之一預定區通過黏著層之一第三貫穿孔，及於支撐層之一預定區通過支撐層之一第二貫穿孔；及 (f)將一窗嵌入第一貫穿孔內。
依據另一實施例，提供一種拋光墊，其包含： 一拋光層，其具有於其內形成之一第一貫穿孔； 一支撐層，其係相對於拋光層，且具有於形成第一貫穿孔之區域內形成之一第二貫穿孔； 一黏著層，其係插入拋光層與支撐層之間，且具有於形成第一貫穿孔之區域內形成之一第三貫穿孔；及 一窗，其係嵌入第一貫穿孔，且與黏著層結合， 其中，第一貫穿孔與第二貫穿孔係彼此對準，而拋光層及支撐層不具有於其內形成用以使第一貫穿孔及第二貫穿孔對準之切痕。
依據實施例之用於製造拋光墊之方法可不用形成一切痕而於一預定位置輕易形成一透光區。
此外，依據上述方法，因為一黏著層不存在於窗之底端，具有優異透光率之一拋光墊可被提供。
再者，因為上述方法使用一熱熔黏著劑，而非一雙面黏著膠帶，使拋光層與支撐層結合，可製造其中避免此等層脫層之一拋光墊。
實行本發明之最佳模式 以下，依據上述實施例之用於製造拋光墊之方法將參考所附圖式作詳細說明。於圖式中，相同參考編號係指相同元件，且每一元件之尺寸及厚度為了解釋方便會被誇大。同時，以下所述之實施例係例示，且各種修改可自此等實施例進行。
圖1係示意地說明依據一實施例之用於製造拋光墊之方法。
藉由用於製備拋光墊之方法製造的拋光墊包含具有形成於其內之一第一貫穿孔(201)之一拋光層(101)，一支撐層(102)，插入拋光層(101)與支撐層(102)之間的一黏著層(103)，及嵌入第一貫穿孔(201)之一窗(104)。
首先，拋光層(101)被提供(見圖1(a))。
拋光層(101)可為一發泡體或一非發泡體，且較佳係具有微氣泡之一發泡體。
拋光層(101)可包含一聚胺甲酸酯系樹脂、一聚酯系樹脂、一聚醯胺系樹脂、一丙烯酸系樹脂、一聚碳酸酯系樹脂、一鹵素系樹脂、一聚苯乙烯系樹脂、一聚烯烴系樹脂、一環氧系樹脂、一光敏性樹脂，或此等之任何組合，但不限於此等。
聚胺甲酸酯樹脂係較佳地作為用於形成拋光層(101)之一材料，因為其於耐磨耗性係優異，且其能藉由各式各樣地改變原料之組成輕易獲得其所欲物理性質。
拋光層(101)之表面較佳係具有一凹凸結構，以便維持及替代漿料。此外，此凹凸結構一般具有一規則性；但是，為了維持及替代一漿料，可改變特別位置處之溝漕間距、溝漕寬度、溝漕深度等。
拋光層(101)之形狀不受特別限制，且拋光層(101)之尺寸可依據欲使用之拋光裝置作適當調整。
拋光層(101)之厚度不受特別限制，且可為0.8至5.0mm，較佳係1.0至3.0mm。
然後，形成通過拋光層(101)之第一貫穿孔(201)(見圖1(b))。
形成通過拋光層(101)之第一貫穿孔(201)的方法包括以一切割工具壓製或研磨之一方法，使用諸如一碳酸雷射之一雷射的一方法，將一原料注射至具有與第一貫穿孔(201)相符合之一形狀的一模具內及將其切割之一方法等，但不限於此等。
第一貫穿孔(201)之平面形狀不受特別限制，且可為圓形、橢圓形、正方形、矩形，或多邊形。
其次，提供與拋光層(101)相對之支撐層(102)(見圖1(c))。
支撐層(102)可為以一聚胺甲酸酯樹脂浸漬之一聚酯不織布型式，一麂皮型式之聚胺甲酸酯樹脂，一發泡體型式之聚胺甲酸酯樹脂，或此等之任何組合，但不限於此等。
支撐層(102)之厚度不受特別限制，且可為0.1至3.0mm，較佳係0.4至1.5mm。
然後，黏著層(103)係插入具有形成於其內之第一貫穿孔(201)的拋光層(101)與支撐層(102)之間，且拋光層(101)及支撐層(102)係以黏著層(103)彼此結合(見圖1(d))。
黏著層(103)可包含一聚胺甲酸酯系樹脂、一聚酯系樹脂、一乙烯乙酸乙烯酯系樹脂、一聚醯胺系樹脂、一聚烯烴系樹脂，或此等之任何組合，但不限於此等。較佳地，黏著層(103)可為一聚胺甲酸酯系樹脂、一聚酯系樹脂，或其等之組合。
黏著層(103)可包含與拋光層(101)之一側附接之一第一黏著層，及與支撐層(102)之一側附接之一第二黏著層。
例如，黏著層(103)可由第一黏著層及第二黏著層組成。
第一黏著層及第二黏著層的材料可與如上例示作為黏著層之材料者相同。
黏著層(103)之厚度可為10至400µm，較佳係20至250µm。
再者，第一黏著層之厚度可為5至200µm，較佳係10至125µm。
再者，第二黏著層之厚度可為5至200µm，較佳係10至125µm。
若黏著層(103)之厚度係於上述範圍內，拋光層及支撐層可藉由於一低溫將黏著層熔融而結合，且此係有利的，因為黏著強度強。
第一黏著層及第二黏著層可被加熱，使得其整體之一部份熔融，然後，第一黏著層及第二黏著層可接觸而彼此黏著，藉此形成黏著層(103)。
第一黏著層及第二黏著層之熔融溫度可為80至170°C。
若第一黏著層及第二黏著層之熔融溫度係於上述範圍內，黏著層(103)之黏著性係優異，且可避免拋光層(101)及支撐層(102)彼此輕易脫層，及避免拋光層(101)或支撐層(102)變形或惡化。
於拋光層(101)及支撐層(102)係以黏著層(103)而彼此結合之情況，拋光層(101)及支撐層(102)不輕易脫層，且避免漿料滲透之能力會係優異，即使於長時間拋光之後。
其次，以第一貫穿孔(201)為基準，通過黏著層(103)之一第三貫穿孔(203)係於黏著層(103)之一預定區域形成，且通過支撐層(102)之一第二貫穿孔(202)係於支撐層(102)之一預定區域形成(見圖1(e))。
較佳地，第三貫穿孔(203)係於形成第一貫穿孔(201)之區域中形成，且第三貫穿孔(203)之平面面積可為小於第一貫穿孔(201)之平面面積。
此外，第二貫穿孔(202)係於形成第一貫穿孔(201)之區域中形成，且第二貫穿孔(202)之平面面積可為小於第一貫穿孔(201)之平面面積。
第三貫穿孔(203)之平面形狀不受特別限制，且可為圓形、橢圓形、正方形、矩形，或多邊形。
此外，第二貫穿孔(202)之平面形狀不受特別限制，且可為圓形、橢圓形、正方形、矩形，或多邊形。
若使第三貫穿孔(203)之平面面積及第二貫穿孔(202)之平面面積小於第一貫穿孔(201)之平面面積，可將一窗有效地固定於第一貫穿孔(201)內，因為可支撐此窗之黏著層(103)及支撐層(102)係存在於第一貫穿孔(201)之底端。
較佳地，第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)可同時形成，使得第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)係彼此相對應。
第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)可藉由使用一導引元件將其等切割而形成。
特別地，以第一貫穿孔(201)為基準形成第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)之步驟包含將一導引元件嵌入第一貫穿孔(201)內；藉由導引元件將切割元件對準於一預定位置；及藉由切割元件切割一部份之黏著層及一部份之支撐層。
切割元件可固定於導引元件，或藉由導引元件導引。
導引元件可與第一貫穿孔(201)之內側接觸而導引切割元件。
切割元件可同時切割黏著層(103)及支撐層(102)。
如上所述般之形成第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)之方法係簡單，因為與其中一貫穿孔係個別形成於拋光層及支撐層,中，然後此等層彼此結合之傳統方法相比較，其能於未形成一切痕而於一預定位置輕易形成一透光區。此外，若第三貫穿孔(203)及第二貫穿孔(202)係以第一貫穿孔(201)為基準同時形成使得其等係彼此相對應，黏著層(103)係不存在於透光區中，藉此，可製造具有優異光學檢測正確性之一拋光墊。
然後，窗(104)被嵌入第一貫穿孔(201)內(見圖1(f))。
窗(104)可具有與第一貫穿孔(201)之尺寸相同的尺寸。
窗(104)可為一發泡體或非發泡體，較佳係一非發泡體。若窗(104)係一非發泡體，於窗(104)中無微氣泡，藉此可降低漿料滲透之可能性，造成光學檢測正確性改良及避免透光區受損。
窗(104)可包含一聚酯系樹脂、一聚醯胺系樹脂、一丙烯酸系樹脂、一聚碳酸酯系樹脂、一鹵素系樹脂、一聚苯乙烯系樹脂、一聚烯烴系樹脂、一環氧系樹脂、一光敏性樹脂，或此等之任何組合，但不限於此等。
較佳係窗(104)具有與用於拋光層(101)之材料的磨耗率相同或些微更高之一磨耗率。若窗(104)之磨耗率低於拋光層(101)之磨耗率，窗部份僅能於拋光實行一特定時間後突出，因此，刮痕會於欲被拋光之晶圓上產生，或晶圓於一更差情況會破裂。
窗(104)之透光率於400至700nm之一波長可為20%或更多，更佳係於670至680nm之一波長係30%或更多。
用於製造拋光墊之方法可進一步包含將窗(104)與黏著層(103)結合。
於將窗(104)與黏著層(103)結合之步驟，黏著層(103)之一部份或整體可被熔融及與窗(104)黏著。
於此情況，黏著層(103)之熔融溫度可為80至170°C。
若黏著層(103)之熔融溫度係於上述範圍內，黏著層(103)與窗(104)之結合係優異，且可避免黏著層(103)、拋光層(101)，及支撐層(102)變形或惡化。此外，可避免漿料於黏著層(103)及窗(104)之間貫穿，即使於一長時間拋光之後。
為了將窗(104)與黏著層(103)結合，熱或振動可被使用，但結合方法不限於此等。特別地，一熱熔融方法或一超音波熔融方法可用以將窗(104)與黏著層(103)結合及固定。
同時，依據另一實施例之用於製造拋光墊的方法可進一步包含提供一黏著膠帶給支撐層。
於此情況，黏著膠帶可與其上形成黏著層之支撐層的相反側黏著。
黏著膠帶可為一雙面黏著膠帶。
黏著膠帶係為了用於將拋光墊安置於一平台上。
此外，用於製造拋光墊之方法可進一步包含以第一貫穿孔為基準於黏著膠帶之一預定區形成通過黏著膠帶之一第四貫穿孔。
第四貫穿孔係於其中形成第一貫穿孔之區域中形成，且第四貫穿孔之平面面積可小於第一貫穿孔之平面面積。
較佳地，第三貫穿孔、第二貫穿孔，及第四貫穿孔可同時形成。特別地，第三貫穿孔、第二貫穿孔，及第四貫穿孔可同時形成，使得第三貫穿孔、第二貫穿孔，及第四貫穿孔彼此相對應。
於此情況，因為黏著層或黏著膠帶皆不存在於透光區中，可獲得具有優異光學檢測正確性之一拋光墊。
參考圖2，依據一實施例之切割方法將於以下作說明。
特別地，圖2係示意地說明藉此形成通過黏著層(103)之第三貫穿孔及通過支撐層(102)之第二貫穿孔之一實施例。
與一切割元件(303)耦合之一導引元件(301)可被使用，以便形成第三貫穿孔及第二貫穿孔。
導引元件(301)係嵌入通過拋光層(101)之第一貫穿孔內，切割元件(303)係藉由導引元件(301)對準於一預定位置，一壓力垂直施加至導引元件(301)之頂端而切割一部份之黏著層(103)及一部份之支撐層(102)。
導引元件(301)可與第一貫穿孔之內側接觸而導引切割元件，且切割元件可同時切割黏著層(103)及支撐層(102)。
同時，參考圖3，依據另一實施例之切割方法將於以下作說明。
特別地，圖3係元意地說明另一實施例，藉此形成通過黏著層(103)之第三貫穿孔，及通過支撐層(102)之第二貫穿孔。
一切割元件(304)可藉由一導引元件(302)導引，以便形成第三貫穿孔及第二貫穿孔。
導引元件(302)嵌入通過拋光層(101)之第一貫穿孔內，切割元件(304)係藉由導引元件(302)對準於一預定位置，一壓力垂直施加至導引元件(301)之上端，而切割一部份之黏著層(103)及一部份之支撐層(102)。
導引元件(302)可與第一貫穿孔之內側接觸而導引切割元件，且切割元件可同時切割黏著層(103)及支撐層(102)。
參考圖4，依據一實施例之拋光墊會於以下作說明。
拋光墊包含一拋光層(101)，其具有於其內形成之一第一貫穿孔；一支撐層(102)，其係與拋光層(101)相對，且具有於形成第一貫穿孔之區域中形成之一第二貫穿孔(203)；一黏著層(103)，其係插入拋光層(101)與支撐層(102)之間，且具有於形成第一貫穿孔之區域中形成的一第三貫穿孔(203)；及一窗(104)，其係嵌入第一貫穿孔內，且與黏著層(103)結合，其中，第一貫穿孔及第二貫穿孔(202)係彼此對準，同時拋光層(101)及支撐層(102)不具有於其內形成用以對準第一貫穿孔及第二貫穿孔(202)之切痕。
較佳地，黏著層(103)之一部份或整體係被熔融且與窗(104)黏著。
拋光墊可具有藉由如上所述般之用以製造拋光墊之方法製造的一拋光墊。
圖4顯示依據一實施例之一拋光墊的一截面。特別地，圖4顯示拋光墊之其中窗(104)、第三貫穿孔(203)，及第二貫穿孔(202)皆存在之區域的一截面。
於圖4，WA 表示拋光墊之截面中的第一貫穿孔之寬度或窗(104)之寬度，且WB 表示拋光墊之截面中的第二貫穿孔(202)之寬度或第三貫穿孔(203)之寬度。
WA 可為10至100mm，但不限於此。
WB 可為5至95mm，但不限於此。
同時，較佳係WB 小於WA 。
例如，WB 可為WA 之17至95%，但不限於此。
若WB 係WA 之17至95%，可避免支撐層干擾一光束之穿透及反射，此造成一誤差，且其更有利地使窗(104)穩定地固定於拋光墊。
因為拋光墊於窗(104)之底端不具有一膜或一黏著層，拋光墊具有優異透光率。
對如上所述之拋光墊係可檢測基材是否已達到所欲之表面平坦性或所欲之層厚度，或底下層是否已露出，以便判定是否終止CMP方法中之拋光。
存在用以在原位檢測CMP方法之終止點的各種技術。
例如，用於在原位測量拋光期間於基材上的層之均勻性的一光學監測系統可被使用。
此光學監測系統可包含於拋光期間將光導向基材之一光源，測量自基材反射之光線的一檢測器，及分析來自檢測器之訊號及計算一終止點是否已被檢測之一電腦。
101‧‧‧拋光層
102‧‧‧支撐層
103‧‧‧黏著層
104‧‧‧窗
201‧‧‧第一貫穿孔
202‧‧‧第二貫穿孔
203‧‧‧第三貫穿孔
301‧‧‧導引元件
304‧‧‧切割元件
WA‧‧‧一拋光墊之截面中的第一貫穿孔之寬度或窗之寬度
WB‧‧‧一拋光墊之截面中的第二貫穿孔之寬度或第三貫穿孔之寬度
圖式簡要說明 圖1係示意地說明依據一實施例之用於製造拋光墊之方法。 圖2係示意地說明依據一實施例之一切割方法。 圖3係示意地說明依據另一實施例之一切割方法。 圖4係顯示藉由依據一實施例之用於製造拋光墊之方法製造的一拋光墊。

Claims (12)

  1. 一種用於製造拋光墊之方法，其包含：(a)提供一拋光層；(b)形成通過該拋光層之一第一貫穿孔；(c)提供與該拋光層相對之一支撐層；(d)將一黏著層插入具有形成該第一貫穿孔於其內之該拋光層與該支撐層之間，及以該黏著層將該拋光層與該支撐層彼此結合；(e)以該第一貫穿孔為基準，於該黏著層之一預定區形成通過該黏著層之一第三貫穿孔，及於該支撐層之一預定區形成通過該支撐層之一第二貫穿孔；及(f)將一窗嵌入該第一貫穿孔內；其中，該窗係一非發泡體；其中，該窗具有與用於該拋光層之材料的磨耗率相同或更高之一磨耗率；及其中，該WB為WA之17至95%，其中WA表示拋光墊之截面中的第一貫穿孔之寬度或窗之寬度，且WB表示拋光墊之截面中的第二貫穿孔之寬度或第三貫穿孔之寬度。
  2. 如請求項1之用於製造拋光墊之方法，其中，該第三貫穿孔係形成於該第一貫穿孔所形成之區域中，且該第三貫穿孔之平面面積係小於該第一貫穿孔之平面面積；且該第二貫穿孔係形成於該第一貫穿孔所形成之區域中，且該第二貫穿孔之平面面積係小於該第一貫穿孔之平面面積。
  3. 如請求項2之用於製造拋光墊之方法，其中，該第三貫穿孔及該第二貫穿孔係同時形成，使得該第三貫穿孔及該第二貫穿孔彼此相對應。
  4. 如請求項3之用於製造拋光墊之方法，其進一步包含將該窗與該黏著層結合。
  5. 如請求項4之用於製造拋光墊之方法，其中，於將該窗與該黏著層結合之步驟中，該黏著層之一部份或整體係被熔融並與該窗黏著。
  6. 如請求項5之用於製造拋光墊之方法，其中，該窗係藉由熱或振動與該黏著層結合。
  7. 如請求項1之用於製造拋光墊之方法，其中，步驟(e)包含將一導引元件嵌入該第一貫穿孔內；藉由該導引元件將一切割元件對準於一預定位置；及藉由該切割元件切割一部份之該黏著層及一部份之該支撐層，且該切割元件係固定於該導引元件或藉由該導引元件導引。
  8. 如請求項7之用於製造拋光墊之方法，其中，該導引元件係與該第一貫穿孔之內側接觸而導引該切割元件。
  9. 如請求項8之用於製造拋光墊之方法，其中，該切割元件同時切割該黏著層及該支撐層。
  10. 如請求項3之用於製造拋光墊之方法，其進一步包含將一黏著膠帶與該支撐層黏著；及以該第一貫穿孔為基準，於該黏著膠帶之一預定區中形成通過該黏著膠帶之一第四貫穿孔，其中，該黏著膠帶係與該支撐層的相反側黏著，該支撐層的相反側上形成該黏著層，且該第三貫穿孔、該第二貫穿孔，及該第四貫穿孔係同時形成。
  11. 一種拋光墊，其包含：一拋光層，其具有一第一貫穿孔形成於其內；一支撐層，其係相對於該拋光層，且具有形成於該第一貫穿孔所形成之區域內之一第二貫穿孔；一黏著層，其係插入該拋光層與該支撐層之間，且具有形成於該第一貫穿孔所形成之區域內之一第三貫穿孔；及一窗，其係嵌入該第一貫穿孔，且與該黏著層結合，其中，該第一貫穿孔與該第二貫穿孔係彼此對準，而該拋光層及該支撐層不具有形成於其內之用以使該第一貫穿孔及該第二貫穿孔對準之切痕；其中，該窗係一非發泡體；其中，該窗具有與用於該拋光層之材料的磨耗率相同或更高之一磨耗率；及其中，WB為WA之17至95%，其中WA表示拋光墊之截面中的第一貫穿孔之寬度或窗之寬度，且WB表示拋光墊之截面中的第二貫穿孔之寬度或第三貫穿孔之寬度。
  12. 如請求項11之拋光墊，其中，該黏著層之一部份或整體係被熔融並與該窗黏著。
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