TWI286957B - Ultrasonic welding method for the manufacture of a polishing pad comprising an optically transmissive region - Google Patents

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1286957 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種製造具有一或多個光學傳導區之拋光 墊的方法。 【先前技術】 化學機械抛光（「CMP」）製程係用於微電子裝置之製造， 以於半導體晶圓、場發射顯示器及諸多其他微電子基材上 形成平面。舉例而言，半導體裝置之製造通常涉及形成各 處理層、選擇性去除或圖案化部分彼等層及於該半導體基 材之表面上沈積其他處理層以形成半導體晶圓。舉例而 言，該等處理層可包括絕緣層、閘極氧化層、導電層及金 屬或玻璃層等。在晶圓製程之某些步驟中，通常期望處理 層之最上表面係平面（即，平的”以用於隨後各層之沈積。 CMP係用於平面化處理層，其中拋光一經沈積之材料（例 如，導電或絕緣材料）來平面化該晶圓，以用於隨後的製程 步驟。 在一典型CMP製程中，將一晶圓正面朝下安裝至裝 置中之載具上。一力推動該載具及該晶圓向下移向一拋光 墊。該載具及該晶圓均在於CMP裝置的拋光臺上旋轉的拋 光墊上方旋轉。在拋光製程期間，通常將抛光組合物（亦稱 爲拋光漿液）引入旋轉晶圓及旋轉拋光墊之間。該拋光組人 物通常包含一化學物質（其與部分晶圓最頂層相互作用或 將其溶解）及一抛光材料（其以物理方式去除部分該層）。根 據欲實施的特定研磨製程之需要，晶圓與拋光墊可於相同 93688.doc 1286957 方向或相反方向上旋轉。該載具亦可在拋光臺上的整個抛 光墊上振盪。 在抛光一基材表面時，通常原位監視該拋光製程較有 利。一種原位監視該拋光製程之方法包括使用一具有一孔 或窗之抛光墊。該孔或窗提供一光可通過之入口以在拋光 製程期間可檢查基材表面。具有該等孔及窗之拋光墊已爲 業内所熟知，且已用於拋光基材，例如，半導體裝置。舉 例而言，美國專利第5,893,796號揭示如下一種提供一透明 自的方法··去除部分拋光墊以提供一孔，並將一透明聚胺 基甲酸醋或石英栓塞置於該孔中。該透明栓塞可藉由以下 方法整體模製至該拋光墊中：（1)將液態聚胺基甲酸酯傾倒 至拋光墊之孔中並隨後使該液態聚胺基甲酸酯固化，以形 成一栓塞；或（2)將一預成型聚胺基甲酸酯栓塞置於熔融拋 光墊材料中並隨後使整個組件固化。或者，亦可藉由使用 一黏合劑並隨之固化該黏合劑數天之方式，將一透明栓塞 附裝於該拋光墊之孔中。類似地，美國專利第5,6〇5,76〇號 提供一具有透明窗之拋光墊，該窗由澆注爲一棒或拴塞之 固態均一聚合物材料形成。可於一模具中之一不透明聚合 物拋光墊仍處於熔融狀態時，將該透明栓塞嵌入該墊之孔 中’或可使用一黏合劑將該窗部分欲入一拋光墊之孔中。 該等將一窗部分附裝於一拋光墊中之先前技術方法具有 诸多缺點。舉例而言，由於黏合劑具有難以忍受的煙霧， 且其固化時間通常超過24小時，故目前黏合劑之使用尚存 在問題。該等拋光墊窗中之黏合劑亦易受拋光組合物組份 93688.doc 1286957 的化學侵姓，且因而必須根據所用抛光系統類型來選擇用 於將窗附裝至墊之黏合劑類型。此外，窗部分與拋光墊之 黏結往往隨時間而出現缺陷或劣化，使墊與窗之間出現拋 光組合物的泄漏。在某些情況下，隨時間流逝窗甚至可自 拋光墊移位。 上述問題可藉助使用一整體拋光墊來克服，其中該整個 抛光塾係透明或藉由特別修飾一不透明拋光墊的一小部分 來製備一透明窗部分。舉例而言，美國專利第6，171，ΐ8ι號 揭示一種包含一窗部分之拋光墊，該拋光墊係藉由以下步 驟形成之整體物件：快速冷卻抛光墊模具的一小部分，以 形成一環繞有結晶程度較高且因而不透明的聚合物材料之 透明非晶材料。然而，此一製造方法較昂貴，且僅限於可 利用杈具形成之拋光墊，尚需要拋光墊材料與窗材料係相 同的聚合物組合物。 因此’業内需要一種製備具有光學傳導區之拋光墊的方 法’該方法可適用於各種拋光墊及窗材料，其可在窗及墊 之間形成不易於泄漏的穩定整體結合，且可在不犧牲時間 及成本效益的情況下製造。 本發明提供此一製備包含光學傳導區之拋光墊的方法。 自本文所提供的本發明說明可更清楚地瞭解本發明的該等 及其他優點及本發明的其他特徵。 【發明内容】 本發明提供一種製備具有至少一個光學傳導窗之拋光墊 的方法，其包括以下步驟：⑴提供具有一包含一孔之本體 93688.doc 1286957 之抛光墊，（i〇將一光學傳導窗嵌入該拋光墊本體之孔中， 及（iii)藉由超音波焊接將該光學傳導窗結合至該抛光墊本 體以形成一具有光學傳導窗之拋光塾。 【實施方式】 本發明係關於一種製備具有至少一個光學傳導窗之化學 機械拋光墊的方法。該方法包括以下步驟··⑴提供具有一 包含一孔（例如，洞或開口）之本體之拋光墊，（π)將一光學 傳導窗或透鏡嵌入該拋光墊之孔中，及藉由超音波焊接 將該光學傳導窗結合至該拋光墊。 超音波焊接包括使用一高頻音波使材料融化，並使該等 材料一起流動形成機械結合。儘管可使用任何適宜之超音 波源，但通常，超音波源係一將高頻率電信號轉換爲聲音 之發音金屬調諧裝置（例如，一「警報器」）。該警報器可爲 任何適宜之警報器，例如，一不銹鋼警報器。該警報器可 /、有4打適且之形狀或構形，且較佳係加工爲與拋光墊窗 形狀相似之形狀（乃至同一形狀）。 该警報器緊靠包含該孔之拋光墊本體及光學傳導窗之欲 丈干接區域放置。施加一高壓於該警報器以增加警報器緊靠 於执墊本體及光學傳導窗之表面的壓力。該壓力記錄爲 引動泛力及引動速度。藉由使用一夾具將拋光墊本體及光 學傳導窗夾持於緊靠警報器之位置上。引動壓力通常爲 〇·〇5 MPa至 0.7 MPa(例如，〇」MPa至 〇·55 MPa)。引動壓力 較佳爲0.2 MPa至〇·45 MPa。引動速度通常爲20米/秒至35 米/移（例如，22米/秒至3〇米/秒）。當該光學傳導窗係一實心 93688.doc 1286957 聚合物材料時，引動速度較佳爲28米/秒或以上，且當該光 學傳導窗係-多孔聚合物材料時，較佳爲2〇米/秒至^ 秒。 /、 由電信號產生之音波使警報器膨脹及收縮（例如，振 動）。警報器振動與引動壓力之組合在抛光墊本體及光學傳 導窗之介面上産生摩擦熱。舉例而言，當拋光塾本體斑該 光學傳導窗包含熱塑性聚合物時，該等聚合物 起流動’在抛光墊本體與光學傳導窗之聚合物間形成黏結。 焊接期間，該警報器在一特定振動頻率下振動。儘管可 使用任何適宜之振動頻率’但該振動頻率通常保持怪定於 20,000周/秒（20 kHz)。可改變 介於最大振幅的至_之間=振幅’以便振幅 ^ /〇之間，較佳介於80%至100%之 =用：增塵器可改變警報器頻率之增益。通常，增壓 出功率之比。 -中。亥比例係指輪入功率與輸 該警報器可凹入該焊接表 學傳導窗之外部周邊（例如， 此，焊接壓力及超音波能量 學傳導窗間之介面上。 面以便°亥警報器壓力集中於光 外部0.1至0.5公分的周邊）。藉 可集中於該抛光墊本體與該光 忒警報器緊靠該拋光墊本體 一# — _ π 菔及4先學傳導窗之表面振動 一預疋％間，即，焊接時間。 知接時間將至少部分地端視 引動ZI力、弓丨動速度、振動 士曰拉々, 手及”亥振動頻率之振幅及欲 大干接在一起之材料的類型而去 時即刻停止兹報田β亥材料開始融化並流動 的振動，料熱塑性材料而t，該振動 93688.doc 1286957 時間通常爲!秒或更短(例如秒或更短)之時間。 學傳導窗係一實心聚合物材料時，桿接時間通常爲0.4秒至 〇·9秒（例如，〇.5秒至(^秒）。當該光學傳導窗係一多孔聚人 物材料日夺，焊接時間通常爲〇.5秒或更短（例如，〇2秒至^ 秒)。警報器停止振動後，較佳將引動壓力保持一段時間， 以便使該拋光墊本體及該光學傳導窗之材料溶合在—起。 -旦該等材料固化，即可移去警報器及支擇夹具。 、切抛光墊本體與光學傳導窗係彼此相鄰置放準備超音 波知接日守，較佳於該抛光墊本體與該光學傳導窗之間留出 :狹縫。通常，該狹縫爲_微米或以下（例如，75微米或 以下）’較佳爲50微米或以下（例如，4〇微米或以下）。 曰焊接時間、振幅、引動壓力及引動速度均係控制谭接質 ϊ的重要參數。舉例而言，倘若焊接時間過短，或倘若振 幅、壓力及速度過低，則該經焊接之抛光墊會具有較弱之 結合強度。倘若焊接時間過長，或倘若振幅、壓力及速度 較高，則該經焊接之拋光墊將變形，具有多餘溢料（例如= 於該警報器邊緣周圍會具有多餘材料形成之凸起部分），或 將該窗焊穿。任一該等特徵均使得該拋光墊不能用於拋 光，例如，該拋光墊可在窗周圍產生泄漏，或該抛光墊可 在基材上産生不期望之拋光缺陷。 在某些實施例中，希望預處理該拋光墊及/或光學傳導窗 以增強超音波焊接之均勻性及強度。此預處理之一方法包 括將該拋光墊及/或光學傳導窗暴露於一放電（即，「電暈處 理」）’以氧化遠拋光墊及/或光學傳導窗之表面。 93688.doc 10 1286957 拋光墊本體及光學傳導窗中至少夕 ^ 一包含一在超音波焊 接製程條件下能夠融化及/或流動之 材料。在某些實施例 中，拋光墊本體及光學傳導窗兩者灼6人 # 可岣包含一在超音波焊接 氣程條件下能夠融化及/或涂動之材料。㈣，該拋㈣本 體及光學傳導窗包含聚合物樹脂(例如，基本上由或完全係 由聚合物樹脂組成）。該聚合物樹脂可爲任何適宜之聚合物 樹脂。舉例而t，該聚合物樹脂可係選自由以下各物:成 之群：熱塑性彈性體、熱固性聚合物(例如，熱固性聚胺基 甲酸醋)、聚胺基甲酸醋(例如’熱塑性聚胺基甲酸酯)、聚 烯烴（例如，熱塑性聚稀烴）、聚碳酸酉旨、聚乙稀醇、耐於、 彈性體橡膠、彈性體聚乙烯、聚四氟乙烯、聚對苯二：酸 乙二醋、聚醯亞胺、聚芳醯胺、聚伸芳基、其共聚物及豆 混合物。較佳地’該聚合物樹脂係一聚胺基甲酸@旨樹脂。 該抛光墊之本體可具有任何適宜之結構、密度及孔隙 率。該抛光墊之本體可係密閉胞（例如，一多孔發泡）、敞開 =(例如，一燒結材料）或實心（例如，自一實心聚合物板2 割之材料）。可藉由該項技術中所熟知的任何方法形成該抛 光塾本體。適宜之方法包括洗注、切割、反應射出成型、 :出吹製成型、壓縮成型、燒結、熱成型或將多孔聚合物 按2爲所需的抛光墊形狀。若需要，可於多孔聚合物成型 之削、期間或之後將其他抛光墊元件附加於該多孔聚人 物。舉例而言，可施加襯底材料，可鑽孔，或可藉由該項 支術中所冰知之各種方法提供一表面紋理（例如，凹槽、、雨 道）。 、 93688.doc 1286957 同樣《亥光干傳導窗亦可具有任何適宜之結構、密度及 =隙率:舉例*言，該光學傳導窗可係實心或多孔（例如， 平均孔徑小於1微来之料a + *孔及示米孔）。較佳地，該光學傳 導窗係實心或接近實心（例如，具有3%或以下之孔隙體積）。 該光學傳導窗較佳包含—不⑽㈣光墊本體㈣㈣ +例而σ ’ 4光學傳導窗可具有—不同於抛光塾本體 聚。物、、且。物’或②光學傳導窗可包含—與抛光塾本體 之聚合物樹脂相同之聚合物樹脂，但具有至少一種不同的 物：性質(例如，密度、孔隙率、可壓縮性或硬度)。在一較 佳只把例中，该抛光塾本體包含一多孔聚胺基甲酸醋而該 窗包含一實心聚胺基甲酸西旨。在另一較佳實施例中，該抛 ==本體包含-熱塑性聚胺基甲酸醋而該窗包含—熱固性 t:土甲ιS曰 尤佳的實施例中使用熱塑性聚胺基甲酸

酉曰囪（例如，一實心窗），該窗焊接至熱固性聚胺基甲酸醋拋 光墊本體(例如，-多孔拋光墊本體)。在此-實施例中，在 超音波焊接條件下熱固性聚胺基甲酸酯不易於融化或流 動’而熱塑性聚胺基甲酸醋窗易於融化並流入熱固性抛光 塾本體之空隙（例如，孔結構）内。當然，抛光墊本體與光學 傳導窗兩者可均包含在超音波焊接製程利相同條件下Z 化或冰動之材料。舉例而言，拋光墊本體及光學傳導窗兩 者可均包含熱塑性聚胺基f酸酯。 "亥执> 光墊視丨月況可包含有機或無機顆粒。舉例而言，唁 等有機或無機顆粒可係選自由以下各物組成之群：金屬氧 化物顆粒（例如，二氧化石夕顆粒、氧化紹顆粒、二氧化飾顆 93688.doc -12- 1286957 粒）、金剛石顆粒、玻璃纖维、碳纖維、破璃珠、！呂石夕酸鹽、 !Γ曼鹽(例如，雲母顆粒)、經交聯之聚合物顆粒(例如， 二本乙婦顆粒）、水溶性顆粒、吸水性顆粒、中空顆粒、該 等顆粒之組合及其類似物。該等顆粒可具有任何適宜之尺 寸，例如，該等顆粒之平均粒徑可以奈米至1〇微米⑽如， 20奈米至5微米）。抛光塾本體中顆粒的量可爲任何適宜之 量，例如，以抛光塾本體之總重量計介於w5wt% 之間。 該光學傳導窗亦可含有無機材料，或基本上或完全係由 無機材料組成。舉例而言，該光學傳導窗可包含__ 粒(例如’金屬氧化物顆粒、聚合物顆粒及其類似物):、或可 爲一包含無機材料（例如，石英）或無機鹽（例如，ΚΒΓ)之盖 :::二其中該窗之周邊用聚合物樹脂或用低炼點金屬或 ^ :金（例如’焊錫或銦〇型環）密封。當光學傳導窗於里 含一低熔點聚合物或金屬，金屬合金時，較佳該拋； =體（或至少沿抛光墊孔周邊的本體部分）包含相同 或類似材料。 該光學傳導窗可具有任何適宜之形狀、尺寸或構形 例而言’該光學傳導窗可爲圓形、橢圓形( 矩形（如圖2A所示）、正方形十3 , ) 擴圓形或矩形。當該光學傳=該光學傳導窗較佳爲 田/尤予傅導®爲橢圓形或矩形時， 之長度通常爲3公分至8公分（例如，4公分至& 〇.5公分至2公分（例如51公分至2公分）。當該光學傳導窗^ _或正方形時’該窗之直徑（例如，寬度）通常爲^分至4 93688.doc 1286957 么刀（例如，2公分至3公分）。該光學傳導窗之厚度通常爲〇 ι 公分至0.4公分（例如，〇·2公分至〇3公分）。 較佳地’光學傳導窗包含一凸緣部分，其具有一較該窗 之非凸緣部分爲大之長度及/或寬度。該凸緣部分可包括該 光:傳導®之頂表面或底表面。較佳地，該凸緣部分包括 該光學傳導窗之底表面。圖1Β&2Β分翁示—包含凸緣部 分（12, 22)及非凸緣部分（14, 24)之光學傳導窗（1〇, 2…之側 視圖。該光學傳導窗之凸緣部分係意欲與拋光墊之本體（例 汝抛光墊本體之頂或底表面）重疊，以便在光學傳導窗與 拋光墊本體之間提供較佳焊接。通常，光學傳導窗之凸緣 邛分之長度及/或寬度較光學傳導窗之非凸緣部分的長度 及/或寬度大0.6公分（即，沿寬度、長度或直徑大〇·6公分）。 凸緣部分之厚度通常爲該光學傳導窗總厚度的5〇%或以下 (例如，10〇/〇至 40%，或 25%至 35%)。 視情況，該光學傳導窗之凸緣部分進一步包含一導能 器，例如一沿凸緣部分周邊之凸起部分。該導能器之高度 (自凸緣部分表面之伸展）通常爲〇.〇2公分至〇.〇1公分。較佳 地導旎器爲二角形且與凸緣部分之表面形成120。至 160°(例如，130。至15〇。）的角度。圖3八及把展示一具有凸 緣邛分（32)、非凸緣部分（34)及導能器（3 6)之橢圓形光學傳 導窗（30)。圖3C展示一光學傳導窗（30)之剖面圖，而圖3D 展示一光學傳導窗（30)之凸緣部分（32)之一部分的放大 圖，以著重顯示導能器（36)之存在。該導能器用以在超音波 烊接製程期間迅速融化，以便形成一熔融聚合物池，此有 93688.doc -14- 1286957 助於將光學傳導窗結合至拋光墊本體上。 該抛光墊可包含一或多個光學傳導窗。該光學傳導窗可 定位於拋光墊之任何適宜的位置。該光學傳導窗之上表面 可與抛光墊之抛光表面（即，意欲使其在—工件之抛光期間 與該工件接觸之抛光墊頂面）共平面或可凹入抛光墊之拋 光表面。 在某些實施例中，拋光墊之本體係一包含上層墊及底層 墊（即，一「副墊」）之多層本體。該多層本體係構造爲上層 塾中孔的尺寸不同於底層墊中孔的尺寸。舉例而言，上層 墊中孔的尺寸可較底層墊中孔的尺寸爲大，或者，上層墊 中孔的尺寸可較底層墊中孔的尺寸爲小。利用不同尺寸的 孔可在上層墊或底層墊上產生一墊凸緣，其可焊接至光學 傳導窗之重疊部分，尤其係上述光學傳導窗之凸緣部分。 在一實施例中，該光學傳導窗係焊接至多層本體之上層 墊。在另一實施例中，該光學傳導窗係焊接至多層本體之 底層塾。 該光學傳導窗可焊接至拋光墊本體之任何適宜的點且可 具有任何適宜之構形。舉例而言，該光學傳導窗可焊接至 拋光墊本體（例如，多層本體）之上表面，以便光學傳導窗之 上表面與拋光墊之拋光表面齊平。或者，該光學傳導窗可 焊接至拋光墊本體（例如，多層本體）之底面，或焊接至多層 本體上層塾之底面及/或底層塾之上表面，以便光學傳導窗 之上表面凹入拋光塾之拋光表面。 除本文所討論之特徵外，該拋光墊之本體、光學傳導窗 93688.doc -15- 1286957 或該抛光墊之其他部分可包含其他元件、成分或添加劑， 例如，背襯、黏合劑、磨料及其他業内熟知之添加劑。該 抛光墊之光學傳導窗可包含一（例如）光吸收或反射元件，例 如，一紫外線或彩色吸收或反射材料，其能使特定波長的 光通過，而阻擋或消除其他波長的光。 精由本發明方法製備之拋光塾具有_拋光表面，其視情 況進步包含可促進拋光組合物在整個拋光墊表面上之樺 向輸送的凹槽、通道及/或孔。該等凹才曹、通道或孔可爲^ 何適宜之圖案且可具有任何適宜之深度及寬度。該拋光墊 可八有兩種或以上不同的凹槽圖案，例如美國專利第 5,489,233號中所闡述之大凹槽與小凹槽之組合。該等凹槽 可爲斜凹槽、同心槽、螺旋狀或環形凹槽、XY交又圖案之 形式，且在連續性上可爲連續或不連續。較佳地，該抛光 墊具有-至少包含藉由標準墊整飾方法製造之小凹槽之拋 光表面。 藉由本發明方法製備之抛光墊除包含該光學傳導窗外， 亦可包含-或多個其他特徵或組成部分。舉例而言，該抛 光墊視情況可包含密度、硬度、孔隙率及化學組成不同之 區域。該抛光墊視情況可包含固體顆粒，該等固體顆粒包 括磨料顆粒（例如，金屬氧化物顆粒）、聚合物顆粒、水溶性 顆粒、吸水性顆粒、中空顆粒及其類似顆粒。 本發明之抛光墊特別適於與化學機械抛光(cMp)裝置搭 配使用。it常，該裝置包括：一壓板，其使用時旋轉且： 有—由執道、線形或環形運動而產生之速率；本發明之拋 93688.doc 1286957 光墊，其與壓板接觸且當壓板運動時隨其運動；及一載具， 其藉由接觸及相對於拋光墊表面運動而夾持欲研磨工件。 工件之拋光藉由以下步驟實施：佈置工件與拋光墊接觸， 然後使該拋光墊相對於工件運動（其間通常有拋光組合 物），以便研磨部分工件以拋光該工件。該拋光組合物通常 包含液態載劑（例如，水性載劑）、pH調節劑及視情況而定 之磨料。端視拋光工件的類型而定，拋光組合物視情況可 進步包έ氧化劑、有機酸、錯合劑、pH緩衝劑、表面活 性劑、腐蝕抑制劑、抗發泡劑及其類似物。€]^]?裝置可爲 任何適宜之CMP裝置，其多數已爲業内所熟知。藉由本發 明方法製備之拋光墊亦可結合線形拋光工具使用。 藉由本發明方法製備之抛光墊可單獨使用或視情況作爲 多層堆疊拋光墊之一層使用。舉例而言，該拋光墊可與一 田J墊搭配使用。遠副塾可爲任何適宜之副墊。適宜之副墊 包括聚胺基甲酸酯發泡副墊、浸潰毯副墊、微孔聚胺基甲 酸酯副墊或燒結胺基甲酸酯副墊。該副墊通常較本發明之 拋光墊爲軟，因而其更易於壓縮且具有較該拋光墊爲低之 蕭氏（Shore)硬度。舉例而言，該副墊之蕭氏a硬度爲35至 50。在某些實施例中，該副墊比該拋光墊更硬、更不易壓 縮且具有更高之蕭氏硬度。該副墊視情況可包含凹槽、通 ^ 凹形邛为、自、孔及其類似物。當本發明之拋光墊與 一副墊結合使用時，拋光墊與副墊之間通常具有一中間背 襯材料（例如，一聚對苯二甲酸乙二酯薄膜）且於抛光墊與副 墊之間與其共同擴張。 93688.doc 1286957 糟由本發明方法製備之抛光墊適 ^ ⑺於抛先多種類型的工 件（例如，基材或晶圓）及工件材料。棗 ^ m 羋例而&，該等拋光墊 π㈣Μ下工件：㈣體儲存裝置、麵基材、記憶 體或硬磁碟、金屬（例如，貴金屬）、磁頭、層間介電（剛 屬、聚合物薄膜、低及高介電常數薄膜、鐵電體、微電子 機械系統（Μ腹S)、半導體晶圓、場發射顯示器及^微電 子基材’特別是包含絕緣層(例如’金屬氧化物、氮化石夕或 低介電材料）及/或含金屬之層（例如，鋼、鈕、鎢、鋁、鎳、 鈦、鈾、釘、姥、銥、該等金屬之合金及混合物)之微電子 基材。術語「記憶、體或硬磁碟」係、指任何以電磁形式保存 貧訊之磁碟、硬碟、硬磁碟或記憶體磁碟。記憶體或硬磁 碟通常具有一包含鎳-磷之表面，但該表面亦可包含任何其 他適宜之材料。適宜之金屬氧化物絕緣層包括（例如）氧化 鋁一氧化秒、一氧化鈦、二氧化鈽、氧化錯、氧化鍺、 氧化鎂及其組合。此外，該工件可含有任何適宜之金屬複 合材料，或基本上或完全係由任何適宜之金屬複合材料組 成。適宜之金屬複合材料包括（例如）金屬氮化物（例如，氮 化钽、氮化鈦及氮化鎢）、金屬碳化物（例如，碳化矽及碳化 鎮）、鎳-磷、銘-删;g夕酸鹽、棚;g夕酸鹽玻璃、填石夕酸鹽玻璃 (PSG)、爛磷石夕酸鹽玻璃（BPSG)、石夕/鍺合金及石夕/錯/碳合 金。該工件亦可含有任何適宜之半導體基底材料，或基本 上或完全係由任何適宜之半導體基底材料組成。適宜之半 導體基底材料包括單晶矽、複晶矽、非晶矽、絕緣體上石夕 及砷化鎵。 93688.doc -18- 1286957 實例 忒實例將進一步闡釋本發明，當然，不得將其理解爲以 任何方式限制本發明之範疇。該實例例示了利用超音波焊 接製備包含一光學傳導窗之拋光墊之創新方法。 用一警報器在不同焊接條件下以超音波方法來焊接光學 傳導窗與拋光墊之不同組合（樣品A-F)。抛光墊均各包含_ 具有一孔之本體，於該孔中焊接有該光學傳導窗。樣品 由橢圓形燒結多孔熱塑性聚胺基甲酸酯（TPU)窗構成，該等 窗分別焊接至一拋光墊之燒結多孔τρυ本體、一拋光墊之 實心TPU本體、或一拋光墊之封閉胞熱固性聚胺基甲酸酯 本體。樣品D及E分別由橢圓形及矩形實心τρυ窗構成，該 等自焊接至一拋光墊之封閉胞熱固性聚胺基甲酸酯本體。 樣品F由圓形燒結多孔τρυ窗構成，該窗焊接至一拋光墊之 封閉I熱固性t版基甲酸g旨本體。該警報器的頻率爲2〇 kHz’最大輸出功率爲2〇〇〇瓦特。警報器頻率的振幅調整爲 最大振巾田的百分數，且採用丨：丨或丨：丨·5之增壓比調製警報器 頻率之增益。以特定引動壓力及引動速度，將警報器靠該 拋光墊本體及該窗之表面的位置固定於正確位置。用於每 一拋光墊焊接樣品的警報器振幅、增壓比、引動壓力及速 度、及焊接時間之值均概括於下表中。 93688.doc -19- Ϊ286957 樣品 A B C D E F 墊本體 的類型 燒結多 ?LTPU 實心TPU 封閉胞 熱固性 材料 封閉胞 熱固性 材料 封閉胞 熱固性 材料 封閉胞 熱固性 材料 窗的形 狀 橢圓形 橢圓形 橢圓形 橢圓形 矩形 圓形 窗的類 — 型 燒結多 ?LTPU 燒結多 孔TPU 1燒結多 孔TPU 實心 TPU 實心 TPU 燒結多 孔TPU 警報器 _振幅 80% 90% 100% 100% 100% 80% _增壓比 1:1 1:1.5 1:1 1:1.5 1:1.5 1:1 引動壓 力 (MPa) 0.207 0.262 0.241 0.276 0.345 0.172 引動 速度 一(米/秒） 22.86 27.432 25.908 30.48 30.48 22.86 焊接時 _間（秒） 0.35 0.40 0.30 0.80 0.80 0.30 樣品A-F中每一樣品均産生在光學傳導窗之間均具有良 好的結合強度之經焊接抛光墊本體，且該抛光墊沒有溢料 或變形。該實例表明，超音波焊接係一種不使用黏合劑而 製備包含光學傳導區之抛光墊之有用技術。 【圖式簡單說明】 圖1A繪示一適用於本發明之超音波焊接方法之橢圓形光 學傳導窗之俯視圖。 圖1B繪示一橢圓 圖2 A繪示一適用 傳導窗之俯視圖。 形光學傳導窗之側視圖。 於本發明之超音波焊接方法之矩形光學 圖2B繪示一矩形光學傳導窗之側視圖。 方法之橢圓形光 圖3A繪示一適用於本發明之超音波焊接 學傳導窗之俯視圖。 93688.doc 1286957 圖3B繪示一橢圓形光學傳導窗之側視圖。 圖3C緣不圖3A之撼圓形光學傳導窗沿線3C_3C之剖面 圖。

圖3D繪示橢圓形光學傳導窗之凸緣部分（圖3C之區域3D 所示）之放大視圖，其突出顯示該窗之凸緣上存在導能器。 【主要元件符號說明】 10 光學傳導窗 12 凸緣部分 14 非凸緣部分 20 光學傳導窗 22 凸緣部分 24 非凸緣部分 30 橢圓形光學傳導 32 凸緣部分 34 非凸緣部分 36 導能器 93688.doc

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Claims (1)

1286957 十申研專利範圍： 1 · 種製備具有至少一個光學傳導區之化學機械抛光墊之 方法’其包括： (I) 提供一包含一孔之本體之抛光墊， (II) 將一光學傳導窗嵌入該拋光墊本體之孔中，及 (III) 藉由超音波焊接將該光學傳導窗結合至該拋光墊 之本體以形成一具有該光學傳導窗之拋光墊。 2·如叫求項1之方法，其中該拋光墊之本體及該光學傳導窗 各包含一聚合物樹脂。 士叫求項2之方法，其甲該聚合物樹脂係選自由以下各物 組成之群：熱塑性彈性體、熱固性聚合物、聚胺基甲酸酯、 t稀k、聚碳酸酯、聚乙烯醇、耐綸、彈性體橡膠、彈性 體聚乙稀、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醯亞胺、 聚芳醯胺、聚伸芳基、其共聚物及其混合物。 4.如請求項3之方法，其中該光學傳導窗包含熱塑性聚胺基 曱酸酯。 5·如請求項2之方法，其中該拋光墊之本體係一燒結拋光 塾 貫心抛光塾或一多孔發泡抛光塾。 6·如请求項2之方法，其中該拋光墊之本體及該光學傳導窗 各自包含一不同之聚合物樹脂。 士明求項6之方法，其中該拋光塾之本體包含一熱固性聚 曰物树脂而泫光學傳導窗包含一熱塑性聚合物樹脂。 士明求項7之方法’其中该抛光塾之本體包含一熱固性聚 胺基甲酸酯樹脂而該光學傳導窗包含一熱塑性聚胺基曱 93688.doc 1286957 酸酯樹脂。 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 士明求項8之方法，其中該抛光墊之本體係多孔而該光學 傳導窗係實心。 士明求項6之方法，其中該抛光墊之本體包含一熱塑性聚 口物樹月旨而該光學傳導窗包含一熱固性聚合物樹脂。 士吻求項1之方法，其中該拋光墊之本體係一包含上層墊 及底層墊之多層本體。 如凊求項11之方法，其中該光學傳導窗係焊接至該拋光墊 多層本體之上層墊。 如請求項1之方法，其中該光學傳導窗之形狀爲橢圓形或 圓形。 如明求項1之方法，其中該結合步驟包括採用一爲1秒或更 短之焊接時間。 如請求項1之方法，其中該結合步驟包括採用一爲〇.2 MPa 至〇·45 MPa之引動壓力。 如請求項1之方法，其中該光學傳導窗包含一凸緣部分及 一非凸緣部分。 如請求項16之方法，其中該光學傳導窗進一步包含一導能 器。 種藉由如請求項1之方法製備之具有至少一個光學傳導 區之化學機械抛光墊。 種藉由如請求項9之方法製備之具有至少一個光學傳導 區之化學機械拋光墊。 93688.doc