本发明的实施方式在化学机械抛光(cmp)的领域内，且特定言之，具有基础层及附着于基础层上的窗的抛光垫，及制造该抛光垫的方法。
背景技术：
化学机械平坦化或化学机械抛光(通常简称为cmp)为半导体制造中用于平坦化半导体晶圆或其他基板的技术。
本方法使用研磨剂及腐蚀性化学浆料(通常为胶体)，结合抛光垫及直径通常大于晶圆的保持环。抛光垫及晶圆藉由动态抛光头按压在一起且藉由塑料保持环定位固持。动态抛光头在抛光期间旋转。此方法有助于材料的移除且往往会校平任何不规则构形，使得晶圆平整或平坦。此可为必需的，以便安装晶圆以用于额外电路元件的形成。例如，此可能为必需的，以便将整个表面引入光微影(光刻)系统的景深内，或基于材料的位置选择性移除材料。典型景深要求因最新低于50纳米技术节点而降至埃等级。
材料移除的方法并非简单地研磨刮擦，如砂纸对于木材。浆料中的化学物质亦与待移除的材料反应及/或使其弱化。研磨剂加快此弱化制程，且抛光垫有助于自表面擦拭经反应的材料。除浆料技术中的发展之外，抛光垫亦在日益复杂的cmp操作中发挥重要作用。
然而，在cmp垫技术的演进中需要额外改良。
技术实现要素：
本发明的实施方式包括具有基础层及附着于基础层上的窗的抛光垫，及制造该抛光垫的方法。
在一实施方式中，用于抛光基板的抛光垫包括具有第一模量(modulus)的基础层。抛光层附着于基础层上且具有低于第一模量的第二模量。第一开口穿过抛光层且第二开口穿过基础层。第一开口暴露第二开口的至少一部分且暴露基础层的一部分。窗安置于第一开口中且附着于基础层的暴露部分。
在另一实施方式中，制造用于抛光基板的抛光垫的方法包括形成穿过抛光层的第一开口。抛光层具有抛光面及背面且具有模量。该方法进一步包括将基础层附着于抛光层的背面。基础层具有高于抛光层模量的模量。该方法进一步包括在将基础层附着于抛光层背面之后，形成穿过基础层的第二开口。第一开口暴露第二开口的至少一部分且暴露基础层的一部分。该方法进一步包括将窗插入第一开口且将窗附着于基础层的暴露部分。
在另一实施方式中，制造用于抛光基板的抛光垫的方法包括形成穿过抛光层的第一开口。抛光层具有抛光面及背面且具有模量。该方法亦包括形成穿过基础层的第二开口。基础层具有抛光面及背面且具有高于抛光层模量的模量。该方法亦包括将窗附着于基础层的抛光面。窗覆盖第二开口的至少一部分。该方法亦包括在将窗附着于基础层的抛光面之后，将抛光层附着于基础层。穿过抛光层形成的第一开口包围窗。
【附图说明】
图1a绘示根据本发明的一实施方式，沿着图1b的a-a'轴线截取的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且藉由粘接层附着于下方基础层的窗。图1b绘示根据本发明的一实施方式的图1a的抛光垫的平面视图。
图2a至图2i绘示代表根据本发明的一实施方式的制造用于抛光基板的抛光垫的方法中不同操作的横截面视图。
图3绘示根据本发明的一实施方式的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且利用焊接区域附着于下方基础层的窗。
图4绘示根据本发明的一实施方式的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且利用搭扣配合配置附着于下方基础层的窗。
图5a至图5c绘示代表根据本发明的一实施方式的制造用于抛光基板的抛光垫的方法中不同操作的横截面视图。
图6绘示根据本发明的一实施方式的与本文所述的抛光垫相容的抛光设备的等距侧向视图。
【具体实施方式】
本文描述具有基础层及附着于基础层上的窗的抛光垫，及制造该抛光垫的方法。在以下描述中，阐述大量特定细节，诸如特定抛光垫结构、设计及组成，以便提供对本发明的实施方式的透彻理解。本领域技术人员应清楚，本发明的实施方式可在没有这些特定细节的情况下加以实践。在其他情形中，众所周知的加工技术(诸如关于执行半导体基板的cmp的浆料与抛光垫的组合的细节)并未详细地描述以免不必要地混淆本发明的实施方式。此外，应理解，附图中所展示的各种实施方式为说明性表示且不必按比例绘制。
本文所描述的一个或多个实施方式关于具有附着于抛光垫基础层下方上的窗的抛光垫。当藉由抛光垫监测时该窗为cmp方法的光学端点探测提供通道，甚至在抛光垫包括不透光抛光层的情况下。
为提供背景，使窗结合至抛光垫的传统方法已包括使窗附着于下方的下垫。然而，下垫通常为低密度发泡体(或低密度浸染毛毡)且不必提供良好的机械强度。例如，已知使窗附着于下垫会在cmp处理期间导致窗的问题，诸如浆料泄漏及窗弹出。另一方法已使窗附着于垫自身。然而，此方法需要垫比窗厚，其可导致过薄的窗或过厚的垫。过薄的窗可在垫寿命终止时导致cmp问题。过厚的垫在另一方面提供用于调谐cmp效能的受限设计选择。本文所述的一个或多个实施方式藉由包括附着于抛光垫基础层上的窗解决此类问题。
为提供另一背景，用于cmp操作的抛光垫可在效能方面具有取舍，诸如在跨越晶圆抛光均一性与晶粒内抛光均一性之间的取舍。例如，硬的抛光垫可呈现良好的晶粒级(die-level)平坦化，但较差的跨越晶圆均一性。其亦可刮擦所抛光的基板。另一方面，软抛光垫可呈现较差的晶粒级平坦化(例如，其可导致晶粒内凹陷)，但良好的晶圆级均一性。缓和以上效能取舍的方法可为使晶圆内及晶粒内的抛光效果互不相关。本文所述的一个或多个实施方式藉由包括基础层以及抛光层来解决此类问题。
第一例示性抛光垫包括具有藉由粘接层附着于基础层上的窗的基础层。例如，图1a绘示根据本发明的一实施方式，沿着图1b的a-a'轴线截取的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且藉由粘接层附着于下方基础层的窗。图1b绘示图1a的抛光垫的平面视图。
参看图1a及图1b，用于抛光基板的抛光垫100包括具有第一模量的基础层102。抛光层104附着于基础层102上。抛光层104具有低于第一模量的第二模量。第一开口106穿过抛光层104。第二开口108穿过基础层102。由平面图视角，第一开口106暴露第二开口108的至少一部分且暴露基础层102的部分110。在一个此类实施方式中，如图1a及图1b中所描绘，第一开口106暴露整个第二开口108。窗112安置于第一开口106中且附着于基础层102的暴露部分110。
参看图1a，在一实施方式中，窗112藉由粘接层114附着于基础层102的暴露部分110。在一个实施方式中，粘接层114为诸如(但不限于)压敏粘接剂(psa)层、双组分环氧树脂层、uv固化树脂层、基于有机硅的粘接层、转移带层、或热熔性层中的一者。在一特定此类实施方式中，粘接层114为无差别双面胶带psa层。在另一特定此类实施方式中，粘接层114为第一双面胶带psa层，且抛光层104利用第二双面胶带psa层116附着于基础层102上。在一具体此类实施方式中，如图1a中所描绘，第二双面胶带psa层116具有与使窗112附着于基础层102的第一双面胶带psa层114的厚度近似相同的厚度。在另一实施方式中，粘接层114为有差别双面胶带psa层。
再次参看图1a，在一实施方式中，抛光垫100进一步包括在与抛光层104相对的基础层102一侧附着于基础层102上的下垫118。在一个此类实施方式中，第三开口120穿过下垫118。如图1a中所描绘，第三开口120大体上根据第二开口设定大小且与第二开口108对准。在一实施方式中，下垫118由诸如(但不限于)发泡体、橡胶、纤维、毛毡或高度多孔材料的材料构成。在一实施方式中，下垫118具有低于约90肖氏a(shorea)的硬度。
再次参看图1a，在一实施方式中，窗112的上表面与下表面均大体上平坦。在一个此类实施方式中，如图1a中所描绘，窗112没有部分延伸进入第二开口108。然而，在另一实施方式中，窗112的一部分安置于第二开口中。在一个此类实施方式中，窗可经描述为开口106与108的t形塞。
参看图1b，在一实施方式中，由抛光层104的平面图视角，窗112具有与第一开口108大体上相同的形状。在一个此类实施方式中，形状为诸如(但不限于)圆形、椭圆形、正方形、矩形、及具有弧形角的矩形(图1b绘示实例中描述的最后一个实施方式)中的一者。在一实施方式中，参看图1a，窗112的周界122的尺寸在该周界所有部分相对于第一开口106的周界124减小大约在5至15密耳范围内的量。亦即，窗112经尺寸设计以适合于开口106而不接触抛光层104，或至少窗112的周界122的所有表面不接触抛光层104。在一实施方式中，窗112具有低于抛光层104的最上表面128的最上表面126。亦即，如图1a中所描绘，窗112相对于抛光层104凹陷。
再次参看图1b，在一实施方式中，由抛光层104的平面图视角，第一开口106具有与第二开口108大体上相同的形状。在一个此类实施方式中，第二开口108的周界130的尺寸在该周界所有部分相对于第一开口106的周界124减小大约在10至500密耳范围内的量。在一具体此类实施方式中，第二开口108的周界130的尺寸在该周界所有部分相对于第一开口106的周界124减小大约在100至300密耳范围内的量。参看图1a，此类实施方式提供如具有大约在100至300密耳范围内且优选地大约在100至300密耳的范围内的宽度(w)的基础层102的暴露部分110。
在一实施方式中，窗112由对大约在300至800纳米范围内的宽广光谱照射透明的材料形成(构成)。在一实施方式中，窗112由诸如(但不限于)聚对苯二甲酸乙二酯材料、聚氨基甲酸酯材料、环烯烃共聚物材料、聚碳酸酯材料、聚酯材料、聚丙烯材料、或聚乙烯材料的材料形成。
在一实施方式中，基础层102由诸如(但不限于)聚碳酸酯材料、环氧树脂板材料、聚氨基甲酸酯材料、复合纤维板、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)材料、或环烯烃共聚物材料的材料形成。在一实施方式中，基础层102在40℃下1/pa时具有低于约100kel的能量损失因数。kel为用于预测抛光效能的参数。astmd4092-90(“与塑料的动态机械测量相关的标准术语(standardterminologyrelatingtodynamicmechanicalmeasurementsofplastics)”)将此参数定义为每一变形循环中每单位体积损失的能量。换言之，其为应力-应变迟滞环内面积的量度。能量损失因数(kel)为tanδ与弹性储存模量(e')两者的函数且可由以下等式定义：kel＝tanδ*1012/[e'*(1+tanδ2)]，其中e'以帕斯卡(pascal)为单位。弹性应力比应变的比率为储存(或弹性)模量且粘性应力比应变的比率为损失(或黏性)模量。当在拉伸、弯曲、或压缩下进行测试时，e'与e"各自表示储存模量与损失模量。损失模量比储存模量的比率为应力与应变间相角位移(δ)的正切。因此，e"/e'＝tanδ且为材料阻尼性能的量度。
在一实施方式中，抛光层104由热固性聚氨基甲酸酯材料形成。在一个此类实施方式中，基础层102由聚碳酸酯层形成，且窗112由聚对苯二甲酸乙二酯材料形成。在一实施方式中，抛光层104在40℃下1/pa时具有高于约1000kel的能量损失因数。参看图1a及图1b，在一实施方式中，抛光层104具有安置于其中的凹槽105。在一个此类实施方式中，凹槽105以抛光层104总厚度(t)约10％至60％的深度(d)成形。在一具体此类实施方式中，凹槽105以抛光层104总厚度(t)约一半的深度(d)成形。在一实施方式中，如图1b中所描绘，凹槽105具有同心多边形及辐射状凹槽的图案。在其他实施方式中，省略辐射状凹槽。应了解亦可使用用于凹槽105的图案的其他设计选择。
在一实施方式中，抛光层104为均质抛光层。在一个此类实施方式中，均质抛光层由热固性聚氨基甲酸酯材料形成。例如，在一具体实施方式中，均质抛光层由热固性、闭孔聚氨基甲酸酯材料形成。在一实施方式中，术语“均质”用于指示热固性、闭孔聚氨基甲酸酯材料的组成在抛光层104的整个组成中为不变的。例如，在一实施方式中，术语“均质”不包括由(例如)浸染毛毡或多层不同材料的组合物(复合物)形成的抛光层。在一实施方式中，术语“热固性”用于指示不可逆固化的聚合物材料，例如藉由固化将材料前驱体不可逆变化成难熔、不溶性聚合物网络。例如，在一实施方式中，术语“热固性”不包括由例如“热塑性”材料或“热塑性塑料”(由在加热时变成液态且在充分冷却时返回至完全玻璃态的聚合物构成的那些材料)形成的抛光垫。应注意，由热固性材料制成的抛光垫典型地自较低分子量前驱体反应以在化学反应中形成聚合物而制造，而由热塑性材料制成的垫典型地藉由加热预先存在的聚合物以导致相变使得抛光垫形成于物理过程中而制造。可选择聚氨基甲酸酯热固性聚合物以基于其稳定热及机械特性、对化学环境的耐性及耐磨性倾向来制造本文中所描述的抛光垫。在一实施方式中，尽管抛光层104由热固性材料形成，但相对应的基础层102由诸如聚碳酸酯的热塑性材料形成。
抛光层104的材料可经模塑(成型)。术语“模塑”可用于指示抛光层104形成于成形模具中。在一实施方式中，调节及/或抛光之后，模塑的抛光层104具有大约在1至5微米均方根范围内的抛光表面粗糙度。在一个实施方式中，在调节及/或抛光之后，模塑的抛光层104具有约2.35微米均方根的抛光表面粗糙度。
抛光层104的材料可包括成孔特征。在一实施方式中，抛光层104具有闭孔孔隙大约在6％至50％总空隙体积范围内的孔隙密度。在一个实施方式中，该多个闭孔孔隙为多个致孔剂。例如，术语“致孔剂”可用于指示微米或纳米级球体或具有“中空”中心的略微球形的颗粒。中空中心并不用固体材料填充，但实际上可包括气体或液体核心。在一个实施方式中，该多个闭孔孔隙由分布在抛光垫100的整个抛光层104中(例如，作为其中的额外组分)的经预扩展及充气的expanceltm形成。在一具体实施方式中，expanceltm用戊烷填充。在一实施方式中，该多个闭孔孔隙中的每一者具有大约在10至100微米范围内的直径。在一实施方式中，该多个闭孔孔隙包括彼此离散的孔隙。此与可经由通道彼此连接的开孔孔隙形成对比，诸如常见海绵中孔隙的情况。在一个实施方式中，如上文所描述，闭孔孔隙中的每一者包括实体壳层，诸如致孔剂的壳层。然而，在另一实施方式中，闭孔孔隙中的每一者并不包括实体壳层。在一实施方式中，该多个闭孔孔隙基本上均匀分布于整个抛光层104的热固性聚氨基甲酸酯材料中。在一实施方式中，尽管抛光层104包括成孔特征，但相对应的基础层102不包括此特征且为无孔的。
在一实施方式中，抛光层104为不透光的。在一个实施方式中，术语“不透光”用于指示允许约10％或更少的可见光穿过的材料。在一个实施方式中，抛光层104为不透光的，大部分或完全归因于在整个抛光层104中包含(例如，作为其中的额外组分)诸如润滑剂的遮光粒子填充剂。在一具体实施方式中，遮光粒子填充剂为诸如、但不限于氮化硼、氟化铈、石墨、氟化石墨、硫化钼、硫化铌、滑石、硫化钽、二硫化钨或
抛光层104的凹槽105可具有适于在cmp操作期间抛光的图案。个别凹槽105在各凹槽上的任何给定点处可为约2密耳至约100密耳宽。在一些实施方式中，凹槽105在各凹槽的任何给定点处为约15密耳至约50密耳宽。凹槽105可具有均一宽度、可变宽度或其任何组合。在一些实施方式中，具有凹槽图案的凹槽105均具有均一宽度。然而，在一些实施方式中，具有凹槽图案的一些凹槽105具有某一均一宽度，而具有相同图案的其他凹槽具有不同的均一宽度。在一些实施方式中，凹槽宽度随着距抛光层104中心的距离的增大而增大。在一些实施方式中，凹槽宽度随着距抛光层104中心的距离的增大而减小。在一些实施方式中，具有均一宽度的凹槽105与具有可变宽度的凹槽105交替。
根据先前所描述的深度及宽度尺寸，个别凹槽105可具有均一体积、可变体积或其任何组合。在一些实施方式中，凹槽105均具有均一体积。然而，在一些实施方式中，凹槽体积随着距抛光层104中心的距离的增大而增大。在一些其他具体实例中，凹槽体积随着距抛光层104中心的距离的增大而减小。在一些实施方式中，具有均一体积的凹槽与具有可变体积的凹槽交替。
本文中所描述的具有凹槽图案的凹槽105可具有约30密耳至约1000密耳的间距。在一些实施方式中，凹槽105具有约125密耳的间距。对于圆形抛光层104，沿着圆形抛光层104的半径测量凹槽间距。在cmp带中，自cmp带的中心至cmp带的边缘测量凹槽间距。凹槽105可具有均一间距、可变间距或呈其任何组合。在一些实施方式中，凹槽均具有均一间距。然而，在一些实施方式中，凹槽间距随着距抛光垫中心的距离的增大而增大。在一些其他具体实例中，凹槽间距随着距抛光层104中心的距离的增大而减小。在一些实施方式中，在一个区段中凹槽105的间距随着距抛光层104中心的距离的增大而变化，而邻近区段的凹槽105的间距保持均一。在一些实施方式中，在一个区段中凹槽105的间距随着距抛光层104中心的距离的增大而增大，而邻近区段的凹槽间距以不同比率增大。在一些实施方式中，在一个区段中凹槽105的间距随着距抛光层104中心的距离的增大而增大，而邻近区段的凹槽105的间距随着距抛光层104中心的距离的增大而减小。在一些实施方式中，具有均一间距的凹槽与具有可变间距的凹槽交替。在一些实施方式中，具有均一间距的凹槽区段与具有可变间距的凹槽区段交替。
在一实施方式中，当在模塑方法中形成抛光层104的凹槽105时，可在自模具移出抛光层104之后测定在模具中抛光层104形成期间所得抛光层104的定位。亦即，该抛光层104可经设计(例如，结合计时标记)以提供回至模塑方法的可追溯性。因此，在一个实施方式中，抛光层104为经模塑的抛光层，且其中包括的特征指示用以形成所得抛光层104的模具中区域的位置。
在一实施方式中，作为配对，基础层102与抛光层104的组合在40℃下1/pa时具有低于约1000kel的能量损失因数。在一实施方式中，抛光层104在40℃下具有大约在50mpa至100mpa范围内的弹性储存模量(e')，且基础层102在40℃下具有大约在1500mpa至3000mpa范围内的弹性储存模量(e')。在一实施方式中，基础层102具有大约在70至90肖氏d范围内的硬度，且抛光层104具有大约在20至65肖氏d范围内的硬度。
如在上文一实施方式中所提及，抛光层104可藉由诸如psa层的粘接层116附着于基础层102上。然而，在另一实施方式中，抛光层104直接结合至基础层102。亦即，抛光层104与基础层102直接接触。则在一个实施方式中，“直接结合至”描述不利用介入层(诸如压敏粘接剂层)或者胶类或粘着膜的直接接触。在一特定此类实施方式中，抛光层104共价键结至基础层102。在一实施方式中，术语“共价键结”指来自第一材料(例如，抛光层的材料)的原子与来自第二材料(例如，基础层的材料)的原子交联或共用电子以实现实际化学键结的配置。共价键结区别于机械结合，诸如经由螺杆、钉子、胶或其他粘着剂的结合。在另一具体实施方式中，抛光层104并不共价键结、而是仅静电结合至基础层102。此种静电结合可涉及基础层102与抛光层104之间的范德华(vanderwaals)类型的相互作用。
在任一情况下，不论抛光层104藉由粘接层116附着于基础层102上或直接结合至基础层102，抗剥离性可提供抛光层104与基础层102结合的强度与程度的指示。在一实施方式中，在抛光垫100的有效寿命期间，基础层102与抛光层104具有足以耐受经施加的剪切力的抗剥离性。
在一实施方式中，在抛光层104与基础层102的界面使用表面粗糙度以提升抛光垫100的此两个部分的结合强度。在一个此类实施方式中，基础层102具有大于约1微米ra(均方根)的表面粗糙度。在一特定此类实施方式中，表面粗糙度大约在5至10微米ra(均方根)的范围内。然而，在另一实施方式中，并不包括实质表面粗糙度且抛光层104与基础层102的界面为尤其光滑的。该光滑界面的强度可不依赖于表面粗糙度或可不需要藉由包含该表面粗糙度来进一步加强。在一个此类实施方式中，基础层102具有表面粗糙度低于约1微米ra(均方根)的光滑表面。
在一实施方式中，抛光层104与相对应基础层102的材料可各自具有经界定尺寸以适于作为个别组分或共同地向抛光垫100整体提供所需抛光特征。参看图1a，在一实施方式中，抛光层104具有大约在2至50密耳范围内的厚度(t)，且相对应的基础层102的厚度为约20密耳。在一实施方式中，基础层102具有与抛光层104的厚度及模量相关的厚度及模量，其足以决定相对应的抛光垫100的整体抛光特征。在一实施方式中，基础层102对于使相对应的抛光垫100提供晶粒级抛光平坦度而言为足够厚的，但对于使抛光垫100提供晶圆级抛光均一性而言为足够薄的。
制造抛光垫的第一例示性方法包括在将抛光层附着于基础层后将窗附着于基础层。作为一实例，图2a至图2i绘示呈现根据本发明的一实施方式的制造用于抛光基板的抛光垫的方法中不同操作的横截面视图。
参看图2a，提供抛光层104。抛光层104具有抛光面128及背面129，且具有模量。抛光面128可具有形成于其中的凹槽105。参看图2d，形成穿过抛光层104的第一开口106。在一个实施方式中，参看图2b与图2c，藉由以下步骤形成第一开口106：自抛光层104的抛光面128使抛光层104的部分506凹陷但不穿过抛光层104的背面129，留下部分550。随后将粘接层552层合于抛光层104的背面129。再次参看图2d，将粘接层552及抛光层104的背面129切割成与抛光层104的凹陷部分506对准以在抛光层104中得到第一开口106，移除部分550，且保留剩余粘接层116，如图2d中所描绘。在一个实施方式中，利用端铣刀或刳刨(router)进行切割。尽管如上文所描述，自抛光层104的抛光面128穿过抛光层104形成第一开口106，但在另一实施方式中，自抛光层104的背面129穿过抛光层104形成第一开口106。
参看图2e，基础层554附着于抛光层104的背面129。基础层554具有高于抛光层104模量的模量。参看图2h，在将基础层554附着于抛光层104的背面129后，形成穿过基础层554的第二开口108以得到具有开口108穿过其的基础层102。第一开口106暴露第二开口108的至少一部分且暴露基础层102的部分110。在一个此类实施方式中，第一开口106暴露整个第二开口108。在一实施方式中，参看图2f与2g，在形成穿过基础层554的第二开口108之前，将下垫556且随后将粘接层558附着于与基础层554中附着于抛光层104一面相对的一面。在一个此类实施方式中，如图2h中所描绘，形成第二开口108亦涉及形成穿过下垫556内(且穿过粘接层558(若存在))的开口以得到下垫118。
参看图2i，窗112插入第一开口106且附着于基础层102的暴露部分110。在一实施方式中，如与图1a结合所描述且如图2i中所描绘，窗112利用粘接层114附着于基础层102的暴露部分110。在一个此类实施方式中，粘接层114首先附着于窗112之外部但不附着于窗112的内部(例如，外部为与基础层102的暴露部分110接触的部分)，且接着使粘接层114附着于基础层102的暴露部分110。在一个实施方式中，粘接层为诸如(但不限于)以下层中的一者：(psa)层、双组分环氧树脂层、uv固化树脂层、基于有机硅的粘接层、转移带层、或热熔性层。在一具体此类实施方式中，粘接层为无差别双面胶带psa层。在另一具体此类实施方式中，粘接层为有差别双面胶带psa层。
在另一实施方式中，如与图3结合所描述，藉由使窗112的部分焊接至基础层102的暴露部分110，将窗112附着于基础层102的暴露部分110。在另一实施方式中，如以下与图4结合所描述，藉由使窗112搭扣配合至基础层102，将窗112附着于基础层102的暴露部分110。在一实施方式中，藉由将窗112的部分插入第二开口108的部分，使窗112附着于基础层102上，诸如如上文所描述的t形塞的情况。
第二例示性抛光垫包括具有藉由焊接区域附着于基础层上的窗的基础层。例如，图3绘示根据本发明的一实施方式的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且利用焊接区域附着于下方基础层的窗。
参看图3，用于抛光基板的抛光垫300包括具有第一模量的基础层102。抛光层104附着于基础层102上。抛光层104具有低于第一模量的第二模量。第一开口106穿过抛光层104。第二开口108穿过基础层102。由平面图视角，第一开口106暴露第二开口108的至少一部分且暴露基础层102的部分110。在一个此类实施方式中，第一开口106暴露整个第二开口108。
再次参看图3，窗312安置于第一开口106中且附着于基础层102的暴露部分110。在一实施方式中，窗312藉由焊接区域302附着于基础层102的暴露部分110。在一个此类实施方式中，焊接区域302为诸如(但不限于)点焊接区域、线焊接区域、或多线焊接区域的区域。窗312的其他特性可如上文与图1a及图1b的窗112结合所描述。另外，抛光垫300的其他特性可如上文与图1a及图1b的抛光垫100结合所描述。
第三例示性抛光垫包括具有藉由搭扣配合特征附着于基础层上的窗的基础层。例如，图4绘示根据本发明的一实施方式的抛光垫的横截面视图，抛光垫具有容纳于抛光层内的开口内且利用搭扣配合配置附着于下方基础层的窗。
参看图4，用于抛光基板的抛光垫400包括具有第一模量的基础层102。抛光层104附着于基础层102上。抛光层104具有低于第一模量的第二模量。第一开口106穿过抛光层104。第二开口108穿过基础层102。由平面图视角，第一开口106暴露第二开口108的至少一部分且暴露基础层102的部分110。在一个此类实施方式中，第一开口106暴露整个第二开口108。
再次参看图4，窗412安置于第一开口106中且附着于基础层102的暴露部分110。在一实施方式中，窗412藉由搭扣配合特征402附着于基础层102的暴露部分110。在一个此类实施方式中，搭扣配合特征402包括夹持在基础层102的暴露区域110部分下方的部分。在一个实施方式中，下垫118具有特征404(诸如斜面)用于容纳窗412的搭扣配合特征402，或依据容纳窗412的搭扣配合特征402形成。窗412的其他特性可如上文与图1a及图1b的窗112结合所描述。另外，抛光垫400的其他特性可如上文与图1a及图1b的抛光垫100结合所描述。
应了解，除上文与图2a至图2i结合所描述的方法以外或作为其替代方案，其他方法可用于制造诸如抛光垫100、300与400的抛光垫。制造抛光垫的第二例示性方法包括在将窗附着于基础层后将抛光层附着于基础层。作为一实例，图5a至图5c绘示代表根据本发明的一实施方式的制造用于抛光基板的抛光垫的方法中不同操作的横截面视图。
参看图5a，形成穿过抛光层104的第一开口106。抛光层104具有抛光面500及背面502，且具有模量。形成穿过基础层102的第二开口108。基础层具有抛光面504及背面506且具有高于抛光层104模量的模量。应了解形成第一或第二开口的次序可相对于彼此变化且相对于本文所述的其他操作变化。
参看图5b，窗112附着于基础层102的抛光面504。窗112覆盖第二开口108的至少一部分。在一个此类实施方式中，如图5b中所描绘，窗112覆盖整个第二开口108。
在一实施方式中，如与图1a结合所描述，窗112利用粘接层附着于基础层102的抛光面504。在一个此类实施方式中，粘接层首先附着于窗112之外部但不附着于窗112的内部(例如，外部为与基础层102接触的部分)，且接着使粘接层附着于基础层102。在一个实施方式中，粘接层为诸如(但不限于)以下层中的一者：(psa)层、双组分环氧树脂层、uv固化树脂层、基于有机硅的粘接层、转移带层、或热熔性层。在一具体此类实施方式中，粘接层为无差别双面胶带psa层。在另一具体此类实施方式中，粘接层为有差别双面胶带psa层。
在另一实施方式中，如与图3结合所描述，藉由使窗112的部分焊接至基础层102，将窗112附着于基础层102的抛光面504。在另一实施方式中，如与图4结合所描述，藉由使窗112搭扣配合至基础层102，将窗112附着于基础层102的抛光面504。在一实施方式中，藉由将部分窗插入第二开口的部分，使窗112附着于基础层102上，诸如如上文所描述的t形塞的情况。
参看图5c，在将窗112附着于基础层102的抛光面504后，将抛光层104附着于基础层102上。穿过抛光层104形成的第一开口106包围窗112。
在一实施方式中，本文所述的抛光垫，诸如抛光垫100、300或400，适于抛光基板。基板可为用于半导体制造行业中的基板，诸如具有装置或其他层安置于其上的硅基板。然而，基板可为诸如(但不限于)用于mems装置、光罩(reticles)、或太阳能模组的基板的基板。因此，如本文中所使用，提及用于“抛光基板的抛光垫”意欲涵盖这些及相关可能性。在一实施方式中，抛光垫的直径大约在20吋至30.3吋范围内，例如大约在50至77厘米范围内，且可能大约在10吋至42吋范围内，例如大约在25至107厘米范围内。
提供背景用于本文所描述的一个或多个实施方式，应了解制造及使用软抛光垫的常规方法可具有局限性。例如，浇铸软垫可提供低缺陷特征但缺乏平坦化效能。在抛光操作期间提供低缺陷特征及高平坦化效能的抛光垫可为必要的。类似地，制造及使用硬抛光垫的常规方法可具有局限性。例如，较硬的氨基甲酸酯调配物可能固有的较快的胶凝速度可迫使影响垫均一性及限制调配物选择的方法缺陷。适于制造及实施避免该缺陷的硬垫的方法可为必要的。此外，如上所述，可能需要使垫的抛光表面的特性与其整体特性互不相关，使得每一者的特性可分别经优化。
根据本发明的一实施方式，上文描述具有基础层(其具有与抛光表面的材料不同的材料)的抛光垫。该抛光垫可在适于解决常规的垫导致的上述缺陷的抛光方法中制造或实施。在一个实施方式中，复合抛光垫包括抛光层附着于其上的自稳定、基本上不可压缩、惰性材料制成的基础层。具有相对较高模量的基础层可向垫整体提供支持及强度，而具有相对较低模量的抛光层可减少刮擦，使得能够使抛光层的材料特性与抛光垫的剩余部分互不相关。
本文中所描述的抛光垫可适于与多种化学机械抛光设备一起使用。作为一实例，图6绘示根据本发明的一实施方式的与本文所述的抛光垫相容的抛光设备的等距侧向视图。
参看图6，抛光设备600包括压板604。压板604的上表面602可用于支持抛光垫699，诸如具有抛光层与基础层且窗附着于基础层上的抛光垫。压板604可被设置成提供主轴旋转606。样品载体610用于在用抛光垫抛光半导体晶圆的期间将半导体晶圆611固持在适当位置。样品载体610可进一步提供滑件振荡608。样品载体610进一步由悬挂机构612支撑。包括浆料馈料614以在抛光半导体晶圆之前及期间将浆料提供至抛光垫699的表面。调节单元690亦可包括在内，且在一个实施方式中包括用于调节抛光垫的金刚石尖端。在一实施方式中，抛光垫699包括窗650，藉由该窗可在cmp方法期间进行光学端点探测。
因此，已揭示具有基础层及附着于基础层上的窗的抛光垫，及制造该抛光垫的方法。根据本发明的一实施方式，用于抛光基板的抛光垫包括具有第一模量的基础层。抛光层附着于基础层上且具有低于第一模量的第二模量。第一开口穿过抛光层且第二开口穿过基础层。第一开口暴露第二开口的至少一部分且暴露基础层的部分。窗安置于第一开口中且附着于基础层的暴露部分。