抛光垫窗的利记博彩app
【专利摘要】抛光垫适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个。抛光垫具有抛光表面、经由抛光垫的开口和在抛光垫中的开口内的透明窗。透明窗具有凹表面，其具有随着抛光垫的使用而增大的深度。信号区域向下倾斜到中心区域内，用于促进残渣去除，且残渣排放凹槽延伸穿过中心区域到抛光垫内。将抛光垫与残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将残渣从中心区域经由残渣排放凹槽发送到抛光垫内。
【专利说明】
抛光垫窗
技术领域
[0001]本说明书涉及可用于监视抛光率和检测抛光端点的抛光垫窗。明确地说，其涉及一种可用于限制抛光缺陷或可用于减小信号传输的变化的窗配置。
【背景技术】
[0002]聚胺基甲酸酯抛光垫为用于多种高要求精密抛光应用的主要垫类型。举例来说，聚胺基甲酸酯抛光垫具有高的抗撕裂强度;避免抛光期间磨损问题的耐磨性；以及抗强酸性和强碱性抛光溶液侵蚀的稳定性。这些聚胺基甲酸酯抛光垫有效地用于抛光包含以下各者的多个衬底:矽晶片、砷化镓和其它第III到V族半导体晶片、SiC、经图案化晶片、平板显示器、例如蓝宝石的玻璃和磁性存储碟。明确地说，聚胺基甲酸酯抛光垫为用于制造集成电路的多数抛光操作提供机械完整性和耐化学性。遗憾地，这些聚胺基甲酸酯抛光垫倾向于缺乏足够用于在抛光期间的激光或光学端点检测的足够透明度。
[0003]从从20世纪90年代中期以来，具有端点检测的光学监视系统已用以确定用于半导体应用的通过激光或光学端点的抛光时间。这些光学监视系统提供在通过光源和光检测器的抛光期间的晶片衬底的原位端点检测。光源导引光束，使其穿过透明窗朝向正被抛光的衬底。光检测器测量从晶片衬底反射的光，光又一次返回穿过透明窗。光学路径从光源形成，穿过透明窗，到正被抛光的衬底上，经反射光再次穿过透明窗且到光检测器内。
[0004]通常，透明窗与抛光垫的抛光表面共平面。然而，替代性设计含有在窗与晶片衬底之间的凹座。在抛光期间，此凹座填充有浆料。如果凹座过深，那么浆料与抛光残渣一起可阻塞或扩散光学路径且可能存在不足够的信号强度来达成可靠的端点检测。在凹进的窗表面上的累积的抛光残渣可刮擦晶片衬底且在所得半导体中创造缺陷。
[0005]存在对于具有改善的光学信号强度伴有减小的在晶片中创造抛光缺陷的风险的窗的需求。
【发明内容】
[0006]本发明的一方面提供一种适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个的抛光垫，所述抛光垫具有抛光表面、穿过所述抛光垫的开口、从所述抛光垫的中心延伸到所述抛光垫的外围的半径和在所述抛光垫中的所述开口内的透明窗，所述透明窗紧固到所述抛光垫且对磁性和光学信号中的至少一个透明，所述透明窗具有关于所述抛光表面的凹表面，所述凹表面在所述透明窗的中心区域中具有如从所述抛光表面的平面测量的最大深度，其随着所述抛光垫的使用而增大;在所述透明窗中邻近所述中心区域且在最靠近所述抛光垫的中心的一侧上的信号区域，用于将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到晶片，所述信号区域向下倾斜到所述中心区域内用于促进残渣去除且残渣排放凹槽延伸穿过所述中心区域到所述抛光垫内，其中将所述抛光垫与所述残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将残渣从所述中心区域经由所述残渣排放凹槽发送到所述抛光垫内，且其中所述残渣排放凹槽的深度大于所述中心区域的所述深度。
[0007]本发明的另一方面提供一种适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个的抛光垫，所述抛光垫含有流体填充的微粒且具有一抛光表面、穿过所述抛光垫的开口、从所述抛光垫的中心延伸到所述抛光垫的外围的半径和在所述抛光垫中的所述开口内的透明窗，所述透明窗紧固到所述抛光垫，具有小于所述流体填充的微粒的平均直径的侧向间距且对磁性和光学信号中的至少一个透明，所述透明窗具有关于所述抛光表面的凹表面，所述凹表面在所述透明窗的中心区域中具有如从所述抛光表面的平面测量的最大深度，其随着所述抛光垫的使用而增大;在所述透明窗中邻近所述中心区域且在最靠近所述抛光垫的中心的一侧上的信号区域，用于将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到晶片，所述信号区域向下倾斜到所述中心区域内用于促进残渣去除且残渣排放凹槽延伸穿过所述中心区域到所述抛光垫内，其中将所述抛光垫与所述残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将残渣从所述中心区域经由所述残渣排放凹槽发送到所述抛光垫内，且其中所述残渣排放凹槽的深度大于所述中心区域的所述深度。
【附图说明】
[0008]图1为具有与圆周抛光垫凹槽邻接的圆周凹槽的本发明的排放窗的示意图。
[0009]图1A为图1的排放窗的放大示意图。
[0010]图1B为在抛光前的具有与圆周抛光垫凹槽邻接的圆周凹槽的图1的排放窗的径向横截面。
[0011]图1C为在抛光多个晶片后的具有与圆周抛光垫凹槽邻接的圆周凹槽的图1的排放窗的径向横截面。
[0012]图2为具有与径向抛光垫凹槽邻接的径向凹槽的本发明的排放窗的示意图。
[0013]图2A为图2的排放窗的放大示意图。
[0014]图2B为在抛光前的具有与径向抛光垫凹槽邻接的径向凹槽的图2的排放窗的径向横截面。
[0015]图2C为在抛光多个晶片后的具有与径向抛光垫凹槽邻接的径向凹槽的图2的排放窗的径向横截面。
[0016]图3为具有与圆周和径向抛光垫凹槽两者邻接的圆周和径向凹槽的本发明的排放窗的不意图。
[0017]图3A为图3的排放窗的放大示意图。
[0018]图3B为在抛光前的具有与圆周和径向抛光垫凹槽两者邻接的圆周和径向凹槽的图3的排放窗的径向横截面。
[0019]图3C为在抛光多个晶片后的具有与圆周和径向抛光垫凹槽两者邻接的圆周和径向凹槽的图3的排放窗的径向横截面。
【具体实施方式】
[0020]本发明的抛光垫适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个。优选地，所述垫抛光或平坦化半导体衬底。所述抛光垫可为多孔或无孔衬底。多孔衬底的实例包含发泡垫、含有溶解气体的挤压垫和嵌有中空聚合微粒的基体。对磁性和光学信号中的至少一个透明的透明窗紧固到抛光垫。优选地，窗对光学信号透明。对于抛光半导体衬底，未填充的聚胺基甲酸酯材料可具有透明度、抛光能力与低缺陷度的优异组合。通常这些聚胺基甲酸酯表示针对透明度的脂族聚胺基甲酸酯与针对强度的芳香族聚胺基甲酸酯的掺入口 O
[0021]在于窗与抛光垫之间无充分衬垫形成的CMP垫中，当窗变得更凹时，形成浅空腔。在制造或抛光期间，透明窗形成关于抛光表面的凹表面。凹表面在透明窗的一中心区域中具有如从抛光表面的平面测量的最大深度，其随着抛光垫的使用而增大。窗与抛光垫之间小的间距或无间距可加大凹透明窗的深度。此外，抛光垫中流体填充的聚合微粒可进一步加大凹透明窗的深度。举例来说，压缩填充有气体、液体或气体-液体混合物的微粒可使与窗相抵而施加的力集中。此浅空腔可填充有妨碍经由窗的信号强度的浆料和抛光残渣。随着窗变得更凹，空腔变得更深，且额外浆料和抛光残渣倾向于聚积，从而进一步减小信号强度。在本发明的抛光垫中，信号区域向下倾斜到中心区域内，用于促进浆料和抛光残渣去除，且残渣排放凹槽经由中心区域延伸到抛光垫内。将抛光垫与残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将抛光残渣从透明窗的中心区域发送到抛光垫凹槽内。虽然所述图说明矩形窗，但替代地，窗可具有圆形、正方形、椭圆形或其它形状。
[0022]参看图1和图1A，具有圆形凹槽12的抛光垫10可抛光或平坦化半导体、光学或磁性衬底(未说明)。抛光垫通常包含多孔聚胺基甲酸酯基质，但基质可为其它聚合物。任选地，抛光垫10的聚合基质包含流体填充的微粒(未说明)。替代地，可将凹槽与螺旋、低流动性凹槽、X-Y凹槽、同心六边形、同心十二边形、同心十六边形、多边形或其它已知凹槽形状组合。抛光垫10具有与半导体、光学或磁性衬底相互作用的抛光表面16。穿过抛光垫10的开口 18提供用于紧固透明窗20的位置。当抛光垫10的聚合基质包含流体填充的微粒时，将其优选地按小于流体填充的微粒的平均直径的侧向间距紧固。举例来说，在适当位置处铸造窗提供透明窗20与抛光垫10之间的直接结合，在透明窗20与抛光垫10之间基本上无空间。半径Ri从中心22延伸到抛光垫10的外围24。参看图1A，圆形凹槽12延伸到弧形残渣排放凹槽12A内以促进残渣去除。弧形残渣排放凹槽12A在透明窗20的全部宽度上延行。
[0023]参看图1B和图1C，抛光垫10的窗20可具有与抛光表面16或凹表面32平行的平表面30，如关于抛光表面16所测量。下垫34支撑抛光垫10和窗20的外外围。在抛光期间，窗20变形且变凹。通常，随着抛光继续，窗20变得越来越凹。垫10任选地开始于凹表面32。凹表面32在透明窗20的中心区域36中具有如从抛光表面16的平面测量的最大深度Di ο在抛光期间，窗20变形以增大D1的高度。透明窗20中的信号区域38邻近中心区域36且在最靠近抛光垫10的中心22(图1)的侧上。信号区域38将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到由晶片载体42固持的晶片40。信号区域38向下倾斜到中心区域36，用于促进残渣去除。弧形残渣排放凹槽12A延伸穿过中心区域36到抛光垫1内，其中将抛光垫1与弧形残渣排放凹槽12A中的抛光流体一起旋转将残渣从中心区域36经由弧形残渣排放凹槽12A发送到抛光垫10内。弧形残渣排放凹槽12A的深度大于如从抛光表面16的平面测量的中心区域36的深度D1。
[0024]在抛光期间，端点检测器50经由透明窗20的信号区域38发送信号52，其中信号撞击晶片40。信号52接着经由信号区域38返回，其中端点检测器50确定继续或是停止晶片40的抛光。
[0025]参看图2和图2A，具有径向凹槽114的抛光垫110可抛光或平坦化半导体、光学或磁性衬底(未说明)。抛光垫通常包含多孔聚胺基甲酸酯基质，但基质可为其它聚合物。任选地，抛光垫110的聚合基质包含流体填充的微粒(未说明)。替代地，可将凹槽与同心圆形、螺旋、低流动性凹槽、X-Y凹槽、同心十二边形、同心六边形、同心十六边形、多边形或其它已知凹槽形状组合。抛光垫110具有与半导体、光学或磁性衬底相互作用的抛光表面116。穿过抛光垫110的开口 118提供用于紧固透明窗120的位置。当抛光垫110的聚合基质包含流体填充的微粒时，将其优选地按小于流体填充的微粒的平均直径的侧向间距紧固。举例来说，在适当位置处铸造窗提供透明窗120与抛光垫110之间的直接结合，在透明窗120与抛光垫110之间基本上无空间。半径R2从中心122延伸到抛光垫110的外围124。参看图2A，圆形凹槽114从径向残渣排放凹槽114A延伸以促进残渣去除。径向残渣排放凹槽114A的长度延伸透明窗120的长度的约一半。
[0026]参看图2B和图2C，抛光垫110的窗120可具有与抛光表面116或凹表面132平行的平表面130，如关于抛光表面116所测量。下垫134支撑抛光垫110和窗120的外外围。在抛光期间，窗120变形且变凹。通常，随着抛光继续，窗120变得越来越凹。垫110任选地开始于凹表面132。凹表面132在透明窗120的中心区域136中具有如从抛光表面116的平面测量的最大深度D2 ο在抛光期间，窗120变形以增大D2的高度。透明窗120中的信号区域138邻近中心区域136且在最靠近抛光垫110的中心122(图2)的侧上。信号区域138将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到由晶片载体142固持的晶片140。信号区域138向下倾斜到中心区域136，用于促进残渣去除。残渣排放凹槽114A延伸穿过中心区域136到抛光垫110内，其中将抛光垫110与径向残渣排放凹槽114A中的抛光流体一起旋转将残渣从中心区域136经由径向残渣排放凹槽114A发送到抛光垫110内。径向残渣排放凹槽114A的深度大于如从抛光表面116的平面测量的中心区域136的深度D2。
[0027]在抛光期间，端点检测器150经由透明窗120的信号区域138发送信号152，其中信号撞击晶片140。信号152接着经由信号区域138返回，其中端点检测器150确定继续或是停止晶片140的抛光。
[0028]参看图3和图3A，具有同心圆形212和径向凹槽214的抛光垫210可抛光或平坦化半导体、光学或磁性衬底(未说明)。抛光垫通常包含多孔聚胺基甲酸酯基质，但基质可为其它聚合物。任选地，抛光垫210的聚合基质包含流体填充的微粒(未说明)ο替代地，可将凹槽与同心圆形、螺旋、低流动性凹槽、X-Y凹槽、同心十二边形、同心六边形、同心十六边形、多边形或其它已知凹槽形状组合。抛光垫210具有与半导体、光学或磁性衬底相互作用的抛光表面216。穿过抛光垫210的开口 218提供用于紧固透明窗220的位置。当抛光垫210的聚合基质包含流体填充的微粒时，将其优选地按小于流体填充的微粒的平均直径的侧向间距紧固。举例来说，在适当位置处铸造窗提供透明窗220与抛光垫210之间的直接结合，在透明窗220与抛光垫210之间基本上无空间。半径R3从中心222延伸到抛光垫210的外围224。参看图3A，圆形凹槽212延伸到弧形残渣排放凹槽212A内以促进残渣去除。弧形残渣排放凹槽212A在透明窗220的全部宽度上延行，且与径向残渣排放凹槽214A连接以允许残渣在残渣去除通道之间流动。径向凹槽214从径向残渣排放凹槽214A延伸以促进残渣去除。径向残渣排放凹槽214A的长度延伸透明窗220的长度的约一半。
[0029]参看图3B和图3C，抛光垫210的窗220可具有与抛光表面216或凹表面232平行的平表面230，如关于抛光表面216所测量。下垫234支撑抛光垫210和窗220的外外围。在抛光期间，窗220变形且变凹。通常，随着抛光继续，窗220变得越来越凹。垫210任选地开始于凹表面232。凹表面232在透明窗220的中心区域236中具有如从抛光表面216的平面测量的最大深度D3 ο在抛光期间，窗220变形以增大D3的高度。透明窗220中的信号区域238邻近中心区域236且在最靠近抛光垫210的中心222(图3)的侧上。信号区域238将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到由晶片载体242固持的晶片240。信号区域238向下倾斜到中心区域236，用于促进残渣去除。残渣排放凹槽212A和214A延伸穿过中心区域236到抛光垫210内，其中将抛光垫210与残渣排放凹槽212A和214A中的抛光流体一起旋转将残渣从中心区域236经由残渣排放凹槽212A和214A发送到抛光垫210内。残渣排放凹槽212A和214A的深度大于如从抛光表面216的平面测量的中心区域236的深度D3。
[0030]在抛光期间，端点检测器250经由透明窗220的信号区域238发送信号252，其中信号撞击晶片240。信号252接着经由信号区域238返回，其中端点检测器250确定继续或是停止晶片240的抛光。
[0031]以上实例是针对圆形、径向和组合圆形加径向。这些实例通过将残渣排放凹槽与抛光垫凹槽对准来操作。此概念也将对其它形状的凹槽行得通，例如，螺旋、低流动性凹槽、X-Y凹槽、同心六边形、同心十二边形、同心十六边形、多边形或其它已知凹槽形状或这些形状的组合。在这些凹槽型样中，残渣排放凹槽与抛光垫凹槽对准以用于有效的残渣去除。
[0032]本发明的窗提供用以为凹形抛光垫窗去除残渣的凹槽通道。因为凹槽削弱了窗结构以促使弯曲，所以削弱窗结构是违反直觉的。本发明的窗设计去除残渣，同时维持透明度以用于有效的信号强度和端点检测。
【主权项】
1.一种适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个的抛光垫，所述抛光垫具有抛光表面、穿过所述抛光垫的开口、从所述抛光垫的中心延伸到所述抛光垫的外围的半径和在所述抛光垫中的所述开口内的透明窗，所述透明窗紧固到所述抛光垫且对磁性和光学信号中的至少一个透明，所述透明窗具有关于所述抛光表面的凹表面，所述凹表面在所述透明窗的中心区域中具有如从所述抛光表面的平面测量的最大深度，其随着所述抛光垫的使用而增大;在所述透明窗中邻近所述中心区域且在最靠近所述抛光垫的中心的一侧上的信号区域，用于将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到晶片，所述信号区域向下倾斜到所述中心区域内用于促进残渣去除且残渣排放凹槽延伸穿过所述中心区域到所述抛光垫内，其中将所述抛光垫与所述残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将残渣从所述中心区域经由所述残渣排放凹槽发送到所述抛光垫内，且其中所述残渣排放凹槽的深度大于所述中心区域的所述深度。2.根据权利要求书I所述的抛光垫，其中所述残渣排放凹槽沿着所述半径从所述抛光垫的所述中心延伸到所述抛光垫的所述外围。3.根据权利要求书I所述的抛光垫，其中所述残渣排放凹槽延伸穿过所述抛光垫的圆周。4.根据权利要求书I所述的抛光垫，其中所述窗为光学透明聚合物。5.根据权利要求书I所述的抛光垫，其中所述抛光垫为多孔的，所述透明窗为无孔，且围绕所述透明窗的所述抛光垫的铸造将所述透明窗紧固到所述抛光垫。6.—种适合于抛光或平坦化半导体、光学和磁性衬底中的至少一个的抛光垫，所述抛光垫含有流体填充的微粒且具有抛光表面、穿过所述抛光垫的开口、从所述抛光垫的中心延伸到所述抛光垫的外围的半径和在所述抛光垫中的所述开口内的透明窗，所述透明窗紧固到所述抛光垫，具有小于所述流体填充的微粒的平均直径的侧向间距且对磁性和光学信号中的至少一个透明，所述透明窗具有关于所述抛光表面的凹表面，所述凹表面在所述透明窗的中心区域中具有如从所述抛光表面的平面测量的最大深度，其随着所述抛光垫的使用而增大;在所述透明窗中邻近所述中心区域且在最靠近所述抛光垫的中心的一侧上的信号区域，用于将光学和/或磁性信号中的至少一个传输到晶片，所述信号区域向下倾斜到所述中心区域内用于促进残渣去除且残渣排放凹槽延伸穿过所述中心区域到所述抛光垫内，其中将所述抛光垫与所述残渣排放凹槽中的抛光流体一起旋转将残渣从所述中心区域经由所述残渣排放凹槽发送到所述抛光垫内，且其中所述残渣排放凹槽的深度大于所述中心区域的所述深度。7.根据权利要求书6所述的抛光垫，其中所述残渣排放凹槽沿着所述半径从所述抛光垫的所述中心延伸到所述抛光垫的所述外围。8.根据权利要求书6所述的抛光垫，其中所述残渣排放凹槽延伸穿过所述抛光垫的圆周。9.根据权利要求书6所述的抛光垫，其中所述窗为光学透明聚合物。10.根据权利要求书6所述的抛光垫，其中所述抛光垫为多孔的，所述透明窗为无孔，且围绕所述透明窗的所述抛光垫的铸造将所述透明窗紧固到所述抛光垫。
【文档编号】B24B37/20GK106002608SQ201610161203
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】B·钱, E·S·西蒙, G·C·雅各布
【申请人】罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司, 陶氏环球技术有限责任公司