TWI258401B - Method of fabricating a polishing pad having an optical window - Google Patents

Description

1258401 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般言來是有關用於在諸如玻璃、半導體、介 質與金屬合成及積體電路等項目上創製平滑且超扁平表面 之拋光墊，特別是關於製造能偵測光學端點拋光墊之方法。 【先前技術】 $在各種材料上形成平面表面之需要日益增加而導引對 化學機械拋光（CMP)加工技術之開發◎在CMp加工中使被拋鲁 光之基體在有紫液之情形下與一拋光墊接觸。因使基體對 拋光墊作摩擦接觸，在墊與基體間產生之壓力連同拋光漿 液之作用會磨去基體之表面層。抛光漿液中便於移除被拋 光材料之化學化合物有助於拋光加工。仔細選擇拋光漿液 之化學化合物可使拋光加工對不同類型材料更有選擇性。 控製CMP加工選擇性之能力已增加其在精緻表面上之應 用’諸如製造複雜積體電路。 ★所有CMP加工之共同要求是基體之拋光要一致及以可# 重複之方式控制拋光加工所除去材料之量。近來已開發出 光學技術來監視拋光加工及決定一加工端點。通常光學端 點偵測方法涉及產生-光束並使該光朿反射離開被抛光之 表面。因被拋光之表面及拋光墊在拋光加工中連續移動， 甚難為連續發射之光構建一光學路徑。在一種技術中，於 拋光墊中開一小孔並與CMP裝置墨板中之開口對準。在該 壓板附近放置-靜止光源與切拋光墊之壓板側面相對。 因壓板中之開口及拋光墊中之對應小孔通過光源，光源射

(鯈正本）93043L 1258401 出之光束目拜間由被拋光之表面反射。被反射之光學信號由 一偵測器按時收集並加以電分析而確定一拋光端點。 為光學透射而開一小孔或窗並非可直接進行而是要針 對若干加工問題。例如，拋光墊中之一個簡單小孔會使拋 光黏液滲透至該開口及沿著拋光墊與壓板間之介面上。因 將墊固定至壓板甚為重要，必須防止有異物侵人屋板與抛 光坠之間。此外，大多數抛光裝置之構態在壓板下均有電 子系統及支援機械裝置。因此也必須防止拋光黏液及其他 液體從壓板之拋光邊汽出。 拋光墊通常是由兩種或更多不同材料之覆蓋層組成。 一個拋光墊通常包括至少一個在襯墊層上之拋光層。此 外，通常用一黏附層將襯墊層黏至拋光壓板。因拋光層與 «層通常由不同材料組成’材料之透光性亦不同。用為 拋光層之大多數材料在對偵測端點有用之波長範圍内不透 光。但用於製造襯墊層之許多材料則透光。因此拋光墊之 製造為將拋光層之一些部分除去而換為透光材料。雖然此 技術對造成-光學⑬徑有效，<旦它涉及相當複雜之加工 技術在通^之加工中是除去一部分拋光層而將一種透 光材料綴連入一開口中。此一類型之加工耗費時間且增加 以此方法所製拋光墊之成本。因此需要有更有效之加工技 術製造具有透光區俾能偵測端點之拋光墊。 【發明内容】 β本發明為具有力學窗之拋光墊之製造方〉去。該方法包 提七、具有δ又且於貫質上為透光之層上之抛光層之墊材

(絛正本）93043L 6 1258401 。P/于、去5玄Μ无yf之一部分而使其下方之透光層之部分露 出。因在下面之透光層於除去拋光層一部分時並未被刺 穿，所以本發明之方法可提供不會產生拋光漿液滲漏孔道 之光學路徑。 在本發明一實例中是用切割工具切割拋光層而除去拋 光層之 °卩刀。5玄切副工具將抛光層之一^卩分切離實質透 光之層，同時使墊材料相對於固持該切割工具之組合移 動。使切割工具與墊材料互相移動而以切割工具切除精確春 界定之拋光層部分。切割加工之自動化能在拋光墊内快速 形成光學路徑並能減少製造該種拋光墊所需之加工時間。 在本發明之特定實例中，墊材料是置於一扁平切割表 面上而切割工具是橫向安裝至一輸送組合。在加工中該輸 廷組合與切割表面相互成直角移動。使周邊表面上有許多 切割齒之轉動碟與拋光層接觸，以將控制數量之拋光層材 料移離透光層。 因求說明簡單清晰之故，各圖中所示元件並無必要按φ 比例繪出。例如，某些元件之大小為了清晰而予加大。此 外，在適宜情形下各圖中之數字符號被重複使用以顯示對 應之元件。 【貫施方式】 第1圖所示為環形拋光墊10之頂部圖。環形拋光墊 構態為位於—拋光裝置（未示出）之轉動壓板上。一光 =窗12位於從拋光墊1〇周邊14偏移處之拋光層1〇中。 ^图所示為τ形拋光墊1 6之透視圖。拋光墊1 6之制

(修正本）93043L 7 1258401 〜為有光孥窗18位於拋光墊16第一邊緣2〇與第二邊緣 22之中間處。 〜、 制。本發明提供一種製造其中有一光學窗之拋光墊之加工 =程:本發明之加工可用以製造各種不同之拋光墊構態， 扣如弟1與2圖中所示者。雖然本發明之加工是參考諸如 拋光墊1 0之環狀拋光墊加以說明，但熟於此項技術者會知 =本發明之加工亦可製造諸如拋光墊16之帶形拋光墊及 貫際上有任何幾何之其他種類拋光墊。 _ ^第3圖所示為沿第1圖中II-II線取下部分拋光墊10· 一部分之斷面圖。拋光墊10包括一置於襯墊層26上之拋 光層24。一黏附層28置於襯墊層26之下用以將拋光墊1〇 黏附至壓板30。壓板30為一拋光裝置（未示出）之一個組 件。 按照本發明，光學窗丨2是藉著從襯墊層26之部分32 去拋光層24之一部分而形成於拋光墊丨〇中。為形成一 在化學機械拋光（CMP)加工時用於端點偵測之光學路徑，在_ 奇占附抛光墊10至壓板3 0時，將光學窗12與壓板3 0中之 開口 34加以對準。 在形成拋光墊10之墊材料中，藉著將拋光層24黏附 搭接至襯墊層26而使拋光層24搭接至襯墊層26。搭接層 (未示出）在拋光層24與襯墊層26間形成一密封介面36。 用於形成密封介面36之搭接材料可防止拋光漿液沿著該 介面侵入並可有效排除諸如拋光漿液、水及類似物之任何 液體沿密封介面3 6擴散而進入。

(絛正本）93043L 1258401 按照本發明，光學窗12是切去拋光層24之一部分並 奋〃、下方之襯墊層26之部分32露出而形成。在本發明一 $例中，切割加工除切去拋光層24之一部分外並除去襯墊 运26之表面部分。即使密封介面。 在除去襯墊層26表面部分時露出，密封介面％處之 =附搭接仍可防止液體及外來污染物進入光學窗12處之 在封介面36雖然本發明之加工可充份操作來製造由許多 不同材料組成之拋光墊，但襯墊層26 材料製成，其波長範圍約刚至1〇，_ 者較佳=· =約190至35GGnm。在本發明—實例中，襯塾層26是由 士聚乙烯、聚丙烯、聚胺脂類、聚氣乙烯及聚對苯二曱 ::伸ί二酯等透光材料組成。較佳方式為，襯墊層26是由 二：♦對本一曱酸伸乙二酯(也是知名的、h，商 材料所組成。 拋光層24可由通常用於製造墊材料之任何數目材料 衣成。因本發明之加工要除去拋光層24之一部分，材料可 t不Γ月者。通常用於形成拋光層之材料包括膨脹聚胺脂 喊、聚1混合聚合體、微孔聚乙稀及類似物。在共同授 國第5, 489, 233號專利中可找到用於製造拋光塾聚 合，月豆材料之很多其他舉例1列此做為參考。 黏附層28是用透光材料形成或在將抛光墊1G安裂至 =30上之前除去光學窗12區域中之一部分。若黏附層 28為對壓力敏感之黎液時，在將拋光塾丨〇安裝至壓板30 上之前要除去紙襯墊層（未示出）。如此在㈣光墊

(修正本）93043L 1258401 至壓板30上之前可易於 、除先子12區域中之一部分。 s 12及18 Λ月可提供形成光學窗，諸如拋光墊材料光學 :化二之自動化加工。第4圖所示為可用於嫩 自動化製造加工中製样工一 括安裝在軸水平44上；向移動之— ：：：製槽工具40包 入43以乃Ρ ^ ~ 七、穴私動之真空台42與一輸送組 ^杜/ 裝至置於外罩49内之轴仏。製槽工且40 之組件在圖中泊gg + & 1 、 ，、 在，W、置於負載位置’其中之墊材料50 開切剎加工前即被置於真空台42上。 士=中’塾材料5〇被放在真空台Μ上並藉直空壓 疋方…、空台42之表面。g 5圖所 切割位置，真空台42則 =-40在 一日吉攸置乃、刀工具46下面之位置。 —一二σ 42在切割位置，軸48便將切割工具 至切割工且4 6盘執U刺_ C Π 妙 Μ牛置 轴44之方… 於是真空台42即朝著橫 之方向私動而切割工具46在塾材料5〇中形成 ==學窗:在本發明一實例中，塾材料5〇被致動 輪讀合43以母分鐘約1G至㈣，最好為每分鐘π 寸，之直線運行率在真空台42上橫向 ^ , aa %迗。墊材料50之 ” 輸送率係視轴4 8而定，在本實例中> $ 钟从 牡个貝1夕』〒之軸48則為靜止。 心方；此項技術者均知支撐切割工具4 * 輪送組合之安排可有許多變化。雖然 一台42及輸送組纟43是安排成對車間成水平之位 Η但真空台42及輸送組合43亦可置於對車間成垂直位 且切角位置或類似位置。此外，雖然第3與4 48位於實質上與真空台42之上表

乂且角之處，但軸48 (鯈正本）93043L 10 1258401 亦可位於其他角度處，諸 因此所有變化與修改均在工口 42成銳角或鈍角處C ^ 杓在本發明之範圍内。 第6圖所示為切割工 5以至轉動軸54。轉動軸54横向安裝至轴48。一外星 56圍住轉動軸及碟52廿古. 外罩

备 52亚有一真空線58連接至外罩56#J 邊之開口。在操作時，被碟 早旳側 近並被通過真空線58之直 才料Θ在轉動碟附 個轉動碟，但孰於此項技；：力吸開。第6圖雖顯示有幾 目則她”二: 者知道安裝至轉動軸54碟之數· 目^，想在_料5()形成光學開口之 < 一個至若干個。 心」有 =圖所示為轉動碟52之透視圖。轉動碟52 邊表面6 2上有多個切宝，丨| β n 、n 淮鐘n由 一轴向開口64備有一個對 54\ 可垂入拉上軸54而以轉動方式使碟52盥轴 54嚙合。雖然圖示之 ”軸 52之周 '真矣而β9 疋一致成排突出於轉動碟 切料Γ槿-上’但熟於此項技術者知道亦可有其他 徂：構"如，冑出之刺、釘狀物及類似物亦可提· 〇〇 周邊表面62可為繞著轉動碟52延 伸之單一銳利邊緣。在另 i豕在另声'例中，切割工具46可不 動碟而為—薄裝i或剪刀或類似物。 上面已說明按照本發明製造一種具有一光學窗並充份 ^ ”上述各優點之抛光墊之方法。雖然本發明已參考所舉 貝例加以况明，但本發明並非限於該等實例。熟於此項技 也者知道在不脫離本發明精神情形下仍可加以變化與修 改。例如，雖然本文所述之墊材料包括一拋光層及一襯墊

(絛正本）93043L 11 1258401 2 T有頜外之材料層，包括拋光層與襯墊層之中間 ^ i此在所附申請專利範圍及其同類事項中之全部此等 變化及修改均包括在本發明之中 卩此寻 【圖式簡單說明】 第1圖為JL+ π ^ ^ 、八有一光學函之環形拋光墊頂部圖； :2圖為其中有一光學窗之帶形拋光墊透視圖； =3圖為按照本發明所製拋光墊一部分之斷面圖； =4及5圖為用於執行本發明加工之裝置正面圖； 第6圖為用於執行本發明加工之按照本發明一方面構 態而成之切割工具透視圖；及 第囷為為用於執行本發明加工之按照本發明一方面 構悲而成之切割碟透視圖。 【主要元件符號說明】 10、 1 6拋光墊 13、 18光學窗 14 周邊 20 第一邊緣 22 第二邊緣 24 拋光層 26 襯墊層（透光層） 28 黏附層 30 32 壓板 襯墊層之位於切去之拋光層 下方之部分 34 開口 36 密封介面 43 輸送組合 44 橫軸 46 切割工具 48 軸 49 外罩 52 碟 54 轉動軸 56 箱

(修正本）93043L 1258401 58 真空線 60 切割 齒 62 周邊表面 64 轴向 開口 66 對準鍵

(修正本）93043L

Claims (1)

1258401 十、申請專利範圍： 1· 一種製造拋光塾（10、16)之方法，包括： 提供一墊材料（50)，該墊材料（50)具有一置於實質 上為透光層（26)上之拋光層（24);及 除去該拋光層（24)之一部分而使其下方之透光層 (26)之部分露出。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中之提供包括接合至 透光層（26)之拋光層（24)。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中除去拋光層（24) 之一部分更包括除去透光層（26)之位於拋光層（24)下 方之部分之表面部分。 4.如申請專利範圍第丨項之方法，其中除去拋光層（24) 之一部分包括在拋光層（24)内形成小孔（12 ; 18)。 5· —種製造拋光墊（1〇、16)之方法，包括： 在一表面上放置墊材料（50)，其中該墊材料（5〇) 包括設於透光層（26)上之拋光層（24); 使切割工具（46)與墊材料（50)接觸；以及 切去拋光層（24)之一部分， 其中該切割工具（46)包括一橫向安裝於軸（48)之 轉動碟（52)。 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中在—表面上放置塾 材料（50)包括在一可移動表面上放置墊材料（5〇)，其中 該表面實質上是可對軸（48)之主軸線成直角移動。” 7·如申請專利範圍第6項之方法，其中該切割工具（46) (修正本）93043L 14 1258401 包括安裝於轉動軸（48)上之多個轉動碟（52)。 8.如申請專利範圍第6項之方法，其中切去拋光層（24) 之一部分包括以轉動碟（52)切割，其中該轉動碟（52) 有多個在轉動碟（52)周邊表面上之切割齒（60)。 (修正本）93CM3L 1258401 七、指定代表圖·· (一） 本案指定代表圖為：第（5 )圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 40 製槽工具 42 真空台 43 輸送組合 44 横軸 46 切割工具 48 轴 49 外罩 50 墊材料 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

4 (修正本）930*43 L