专利名称：包含透射区域的抛光垫的制作方法
包含透射区域的抛光垫背景技术
化学-机械抛光(“CMP”)工艺用于制造微电子器件以在半导体晶片、场发射显示器及许多其它微电子基板上形成平坦表面。例如，半导体器件的制造一般包括形成各种工艺层、对这些层的部分进行选择性移除或图案化、及在半导体基板表面上方沉积额外的工艺层以形成半导体晶片。举例来说，这些工艺层可包括绝缘层、栅极氧化物层、导电层、及金属或玻璃的层等。在晶片工艺的一些步骤中通常期望工艺层的最上部表面为平面的(即平坦的)，以用于沉积后续的层。CMP用于工艺层的平坦化，其中，将沉积的材料(如导电材料或绝缘材料)抛光以使晶片平坦化而用于后续的工艺步骤。
在基板表面的抛光中，对抛光工艺进行原位监测经常是有利的。对抛光工艺进行原位监测的一种方法涉及使用具有孔或窗的抛光垫。所述孔或窗提供了入口，通过所述入口，光线可穿过以允许在所述抛光工艺期间通过光学检测系统检查所述基板表面。具有孔或窗的抛光垫是已知的且已经用来抛光基板如半导体器件。例如，美国专利6，171，181公开了包含具有半透明区域和不透明区域的一体成型模塑制品的抛光垫。通过可流动的聚合物型材料的固化形成所述半透明区域，所述可流动的聚合物型材料最初是半透明的，使得一部分所述聚合物型材料在固化后保持其透明性。所述可流动的聚合物型材料区域的快速冷却导致所述区域的固化，从而使得在所述区域中的所述材料的结晶最少化并提供无定形半透明区域。美国专利6，840，843公开了包含半透明区域的抛光垫，其中通过如下制备所述半透明区域:对多孔聚合物型抛光垫基板的区域进行压制，从而提供所述半透明区域。
然而，所述孔或窗经常具有不同于所述抛光垫其余部分的性能，例如孔隙率、硬度、耐磨性等。这些性能差异经常导致基板的非均匀抛光。另外，孔或窗已典型地被设计成允许光线对目标基板和检测器的最大透过。该事实没有考虑到不同的基板和不同的检测器可能需要用于最优终端检测的光的不同品 质或数量。因此，本领域仍然需要改善的具有光学透射区域的抛光垫。发明内容
本发明提供了包含光学透射区域的抛光垫，其中，所述抛光垫包含:(a)包含第一区域和第二区域的抛光垫主体(本体，body)，其中所述第一区域是不透明的，其中所述第二区域是光学透射的，其中所述第二区域具有形成于其中的至少一个凹坑，以及(b)整合到所述至少一个凹坑中的至少一个半透明嵌入物，其中所述抛光垫主体包含第一多孔材料和所述至少一个半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。
本发明还提供了具有光学透射区域的抛光垫的制备方法，包括以下步骤:(a)提供抛光垫主体，其中所述抛光垫主体包含第一多孔材料，(b)在所述抛光垫主体的至少一部分的抛光垫主体内形成至少一个凹坑，(C)提供至少一个半透明嵌入物，其中所述半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料，和(d)将所述至少一个半透明嵌入物附着至所述凹坑以提供具有至少一个光学透射区域的抛光垫。
图1是根据本发明实施方式的抛光垫的横截面图。图2是根据本发明实施方式的抛光垫的横截面图。图3A-3C描绘了根据本发明一些实施方式的半透明窗的代表性表面纹理。图4是根据本发明实施方式的抛光垫的横截面图。图5是根据本发明实施方式的抛光垫的横截面图。
具体实施例方式本发明提供了包含光学透射区域的抛光垫。所述抛光垫包含:(a)抛光垫主体，所述抛光垫主体包含第一区域和第二区域，其中所述第一区域是不透明的，其中所述第二区域是光学透射的，其中所述第二区域具有·形成于其中的至少一个凹坑，以及(b)整合到所述至少一个凹坑中的至少一个半透明嵌入物，其中所述抛光垫主体包含第一多孔材料和所述至少一个半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。所述抛光垫可具有任何适当的尺寸。典型地，所述抛光垫是圆形形状的(其用于旋转抛光工具中)或者制造成环状线形带(其用于线形抛光工具)。优选地，抛光垫是圆形的。所述抛光垫主体可包含任何适当的材料。期望地，所述抛光垫主体包含聚合物树月旨。所述聚合物树脂可为任何适当的聚合物树脂。典型地，所述聚合物树脂选自热塑性弹性体、热固性聚合物、聚氨酯(例如热塑性聚氨酯)、聚烯烃(例如热塑性聚烯烃)、聚碳酸酯、水溶性聚合物如聚氧化乙烯、二醇、聚(乙烯醇)、可生物降解的聚合物如聚(乳酸)、聚(羟基丁酸酯)、可通过UV或Y辐射交联的聚合物、聚硅酮、聚硅氧烷、聚乙烯醇、尼龙、弹性体橡胶、弹性体聚乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚亚芳基、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、它们的共聚物、以及它们的混合物。优选地，所述聚合物树脂是聚氨酯，更优选是热塑性聚氨酯。所述抛光垫主体可使用任何合适技术进行生产，其中的许多是本领域已知的。例如，可通过诸如铸造和挤出的方法形成所述抛光垫主体。所述聚合物树脂可为热塑性材料，将其加热至其发生流动的温度并然后通过铸造或挤出而成形为期望的形状。所述聚合物树脂可通过其天然构造而提供多孔结构。在其它实施方式中，可通过使用本领域已知的不同生产技术(如发泡、吹制等)来引入多孔结构。提供包含闭孔气孔(pore)的多孔结构的代表性方法包括发泡法如超临界流体(SCF)法、相转化法、旋节线或双模态分解法、或者压缩气体注入法，所有的这些是本领域公知的。提供包含开孔气孔的多孔结构的代表性方法包括对热塑性聚合物如聚氨酯的颗粒进行烧结以提供开孔多孔结构。所述垫包含含有第一区域和第二区域的主体，其中所述第一区域是不透明的，和其中所述第二区域是光学透射的。所述抛光垫主体的第一区域是多孔的且具有第一空隙体积。所述第一空隙体积是非零的且可为任何合适的非零空隙体积。例如，所述第一空隙体积可为5%或更大(例如10%或更大、或20%或更大、或30%或更大、或40%或更大)。可选择地，或者另外地，所述第一空隙体积可为70%或更小(例如，60%或更小、或50%或更小、或45%或更小、或40%或更小)。所述第一空隙体积可通过前述空隙体积的任意两个进行界定。因此，举例来说，所述第一空隙体积可为20%-70%、或20%-60%、或20%-50%、或25%_70%、或 25%-60%、或 25%-50%。
所述抛光垫主体的第一区域可具有任何适当的平均孔径。例如，所述抛光垫主体的第一区域可具有500 μ m或更小的平均孔径(例如，300 μ m或更小、或200 μ m或更小)。在一个优选实施方式中，所述抛光垫主体的第一区域具有50 μ m或更小的平均孔径(例如，40 μ m或更小、或30 μ m或更小)。在另一优选实施方式中，所述抛光垫主体的第一区域具有 I μ m-20 μ m 的平均孔径(例如，I μ m_15 μ m、或 I μ m_10 μ m)。
典型地，所述抛光垫主体的第一区域主要包含闭孔(即，气孔)；然而，所述抛光垫主体的第一区域还可以包含开孔。优选地，基于总空隙体积，所述抛光垫主体的第一区域包含5%或更多(例如，10%或更多)的闭孔。更优选地，基于总空隙体积，所述抛光垫主体的第一区域包含20%或更多(例如，30%或更多，40%或更多，或50%或更多)的闭孔。
所述抛光垫主体的第二区域可为多孔的、基本上无孔的，或者完全无孔的。所述抛光垫主体的第二区域典型地具有小于所述抛光垫主体的第一区域的空隙体积的空隙体积。
所述抛光垫主体的第一区域是基本不透明或完全不透明的。在一个实施方式中，基本不透明或完全不透明的所述抛光垫主体的一部分被压缩以形成所述抛光垫主体的光学透射的第二区域。这里所使用的术语“光学透射”是指使接触所述抛光垫表面的至少一部分光透射的能力，而且，其可用来描述轻微、部分、基本上、以及完全半透明或透明的材料。所述抛光垫主体的至少一个第二区域优选至少对具有390-3500nm波长的光、更优选可见光、且最优选来自激光光源(特别是用于与抛光垫一起使用的抛光设备中的激光光源)的可见光是光学透射的。
不希望受限于任何具体理论，认为在所述抛光垫主体中的孔(气孔)导致穿过所述多孔结构体的光发生散射，从而降低了所述抛光垫主体的半透明度或者使得所述抛光垫主体不透明。认为光散射程度是平均孔径和平均孔体积的函数。还认为通过降低所述抛光垫主体在所压缩区域中的孔隙率，所述抛光垫主体的压缩降低了所述孔的光散射效应。结果，与未压缩的所述抛光垫主体(即所述抛光垫主体的第一区域)相比，所述压缩区域(即所述抛光垫主体的第二区域)具有增大的光透射率(即降低的光散射程度和增大的半透明度)。
本领域普通技术人员应当理解，以该方式提供的半透明度至少部分地取决于所述多孔聚合物结构体被压缩至的程度(即所述多孔聚合物结构体的孔隙率被降低至的程度)。例如，所述抛光垫主体可被压缩为压缩之前其厚度(即所述抛光垫主体的非压缩厚度)的 10-50% (例如，20-40%)。
可以本领域已知的任何适当方式进行所述抛光垫主体的压缩以形成至少一个凹坑。如本领域普通技术人员将理解的，最有效的压缩技术至少部分地取决于在所述抛光垫主体制造中所使用的具体聚合物。例如，可通过使用RF焊接技术、通过使用压光辊、或者通过使用本领域已知的不同压制机构如印压机、模压机等来压缩所述抛光垫主体。此外，加热可以单独使用或与其它压缩技术一起使用，以获得压缩结构体。例如，可将所述抛光垫主体加热至接近、符合或超过其软化或熔融温度的温度，加热时间足以允许所述抛光垫主体的第二区域的孔在所述抛光垫主体构造中所用聚合物的重量下发生坍塌。或者，可在使用另一压缩技术来压缩所述抛光垫主体之前、期间或之后对所述抛光垫主体施加热量。例如，RF焊接法可使用与兆赫区域中的射频能量的施加相结合的模具，从而导致与所述模具接触的抛光垫主体的加热，以导致所述抛光垫主体的区域的压缩。在另一实例中，可使用加热压机或加热辊压缩所述抛光垫主体，以压缩所述抛光垫主体的区域。当将加热与另一压缩技术一起使用来压缩所述抛光垫主体时，优选将所述抛光垫主体加热至接近、符合或超过所述抛光垫主体的软化或熔融温度的温度。
在另一实施方式中，所述抛光垫主体的所述第二区域具有至少一个凹坑，其中所述至少一个凹坑在所述抛光垫主体的一个面(即一个表面)中形成。可通过使用任何适当方式(例如借助于拔根工具(rooter tool)),从所述垫的面除去垫材料来形成所述凹坑或凹坑区域。在一个实施方式中，通过安装在计算机数控(CNC)刳刨机工作台上的旋转切割工具，从所述凹坑区域中除去材料。通过程序代码控制切割的深度、凹坑的位置、切割工具的转速和凹坑的平面度。在另一实施方式中，所述抛光垫主体的第二区域具有第一凹坑和第二凹坑，其中通过在所述抛光垫主体的相对的面上除去垫材料而形成所述第一和第二凹坑。
所述抛光垫包含至少一个整合到所述至少一个凹坑区域中的半透明嵌入物。所述半透明窗包含不同于在所述抛光垫主体制备中所使用的材料的多孔材料。所述半透明嵌入物可包含任何适当的材料。期望地，所述半透明嵌入物包含聚合物树脂。所述聚合物树脂可为本文描述的用于所述抛光垫主体制备中的那些。优选地，用于制备所述半透明嵌入物的所述聚合物树脂是热塑性聚合物。
图1描述了本发明抛光垫的实施方式。嵌入物20整合到在所述抛光垫主体中的凹坑中，以形成透射区域。子垫30固定在抛光垫主体10的底面上。
可使用任何适当的方法制备所述半透明嵌入物，例如本文描述的用来制备所述抛光垫主体的方法中的任一种·。在优选实施方式中，通过铸造或挤出热塑性聚合物树脂(例如，热塑性聚氨酯)、随后进行压缩气体注入法来制备所述半透明嵌入物。例如，可挤出所述热塑性聚合物树脂以提供窗坯材料板，然后，使其在压力室中经受高压二氧化碳，随后加热以导致所吸收的二氧化碳发生膨胀并使所述聚合物树脂发泡。然后，将该嵌入物材料冲切成在所述抛光垫主体的面上的所述凹坑的最终形状，并采用RF焊接整合到所述凹坑中。
所述半透明嵌入物具有非零的空隙体积。例如，所述半透明嵌入物的空隙体积可为1%或更大(例如，2%或更大、或3%或更大、或4%或更大、或5%或更大)。可选择地，或者另外地，所述半透明嵌入物的空隙体积可为25%或更小(例如，20%或更小、或15%或更小)。所述半透明嵌入物的空隙体积可通过前述空隙体积的任意两个进行界定。因此，举例来说，所述半透明嵌入物的空隙体积可为1%_25%、或1%-20%、或1%-15%、或1%-10%、或25%-60%、或25%-50%。
所述半透明嵌入物可具有任何适当的平均孔径。例如，所述半透明嵌入物可包含具有50 μ m或更小(例如，40 μ m或更小、或30 μ m或更小)平均孔径的孔。在优选实施方式中，所述半透明嵌入物包含具有I U m-20 μ m(例如，I μ m_15 μ m、或I μ m-10 μ m)平均孔径的孔。
典型地，所述半透明嵌入物主要包含闭孔(即，气孔)；然而所述半透明嵌入物还可包含开孔。优选地，基于总空隙体积，所述半透明嵌入物包含5%或更多(例如，10%或更多)的闭孔。更优选地，基于总空隙体积，所述半透明嵌入物包含20%或更多(例如，30%或更多、40%或更多、或50%或更多)的闭孔。
可使用任何合适技术来将所述半透明嵌入物整合到所述至少一个凹坑中。合适技术的非限定性实例包括焊接技术和使用粘合剂。优选地，通过使用焊接技术，更优选地通过使用RF焊接或超声波焊接，将所述半透明嵌入物整合到所述至少一个凹坑中。RF焊接涉及:对待焊接到所述抛光垫主体上的凹坑内的半透明嵌入物进行定位，以及使用模具来指导所述焊接工艺。使兆赫级别的高频波经过所述材料，结果加热所述各部分并且所述半透明嵌入物变得整合到所述凹坑中。超声波焊接涉及使用高频声波来使包括凹坑中的半透明窗以及抛光垫主体的材料发生熔融，并从而导致所述材料流动到一起，使得所述半透明嵌入物变得整合到所述凹坑中。典型地，超声波源是将高频电信号转化成千赫级别声音的金属发声调谐装置(例如，“喇叭”)，尽管可使用任何合适的超声源。所述喇叭可为任何适当的喇叭，例如不锈钢喇叭。那些喇叭可具有任何适当的形状或构造，且优选被机加工以具有与所述半透明嵌入物的形状相似的形状或甚至相同的形状。在一些实施方式中，所述半透明嵌入物在所述抛光垫主体中的凹坑内原位形成。在所述凹坑形成后，将所述半透明嵌入物的前体放置在所述凹坑中，并然后转化为所述半透明嵌入物。例如，可将热塑性聚氨酯颗粒放置于所述凹坑中，随后加热和/或压缩例如使用RF焊接，以提供整合到所述凹坑中的烧结半透明嵌入物。在一些实施方式中，所述抛光垫包含整合到形成在所述抛光垫主体的相对的面中的凹坑内的至少两个半透明嵌入物，所述半透明嵌入物期望地彼此对准。在这些实施方式中，所述至少两个半透明嵌入物可相·同或不同。所述至少两个半透明嵌入物可包含相同或不同的聚合物树脂。当所述至少两个半透明嵌入物不同时，在所述抛光垫正面上的半透明嵌入物是多孔的，而与所述抛光垫正面相对的半透明嵌入物可为多孔的或者可为基本或甚至完全无孔的。图2描述了包含两个半透明嵌入物的本发明抛光垫的实施方式。半透明嵌入物20和40对准且整合到抛光垫主体10上的相对的凹坑中。子垫30固定在抛光垫主体10的底面上。在一些实施方式中，所述半透明嵌入物具有表面纹理。所述表面纹理促进了抛光组合物的横向输送，或者研磨剂颗粒穿过所述半透明窗的表面。可使用任何适当技术来提供所述表面纹理，其中一个实例是通过对所述半透明窗的表面进行压纹。压纹可提供如图3A-3C中描绘的各种图案。例如，可使用压纹来产生如图3A中描绘的酒窝(dimple)图案、如图3B中描绘的六边形图案、或如图3C中描绘的反相(reversed)六边形图案。本领域普通技术人员可容易地想到其它合适的表面纹理图案。可通过使用RF焊接工具，将表面纹理压纹到所述半透明窗的表面中，所述RF焊接工具具有在用以将所述半透明窗整合到所述抛光垫主体内的所述焊接工艺期间转移至所述半透明窗表面的特征。或者，可在整合到所述抛光垫主体之前，将表面纹理压纹到所述半透明嵌入物的表面中。此外，在发泡半透明嵌入物的表面上的表面纹理的形成典型地导致了在所述半透明嵌入物内的对应于不同压缩度的较高和较低的孔隙率区域的形成，其导致形成所述纹理图案。所述半透明嵌入物的表面纹理可被设计以提供所需量的光透射。表面纹理的存在可导致入射的辐射束的更大光散射，因此，可选择表面纹理的密度和类型以提供所需的光透射性能。此外，通过例如压纹的所述半透明窗孔隙度的改变也可影响由孔导致的光散射。
所述半透明嵌入物任选地包含结合在所述半透明嵌入物中的可溶性颗粒。当存在所述可溶性颗粒时，其优选分散遍及所述半透明嵌入物。在化学机械抛光期间，这样的可溶性颗粒部分或完全溶于所述抛光组合物的液体载体中。典型地，所述可溶性颗粒是水溶性颗粒。例如，所述可溶性颗粒可为任何合适的水溶性颗粒，例如选自如下材料的颗粒:糊精、环糊精、甘露醇、乳糖、羟丙基纤维素、甲基纤维素、淀粉、蛋白质、无定形非交联聚乙烯醇、无定形非交联聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、水溶性感光树脂、磺化聚异戊二烯、以及磺化聚异戊二烯共聚物。所述可溶性颗粒还可为水溶性无机颗粒，例如选自如下材料的颗粒:乙酸钾、硝酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、氯化钾、溴化钾、磷酸钾、硝酸镁、碳酸钙和苯甲酸钠。当所述可溶性颗粒溶解时，所述半透明窗可留下对应于所述可溶性颗粒的尺寸的开孔。
在实施方式中，所述半透明嵌入物包含第一热塑性聚合物和第二热塑性聚合物，其中所述第一和第二热塑性聚合物是不溶混的且在所述半透明嵌入物内形成不同的相。所述半透明嵌入物的折射率取决于在其形成中所使用的所述热塑性聚合物的折射率和它们的相对量，并可基于上述参数而改变。
所述半透明嵌入物可为任何适当的形状、尺寸或结构。例如，所述半透明嵌入物可具有圆形、椭圆形、长方形或正方形的形状。当所述半透明嵌入物是椭圆或长方形形状时，所述嵌入物典型地具有3cm-8cm的最大长度。当所述半透明嵌入物是圆形或正方形形状时，所述半透明嵌入物典型地具有lcm-4cm的直径或宽度。所述半透明嵌入物典型地具有0.lcm_5cm(例如，0.lcm_3cm、或 0.1 cm-1 cm)的厚度。
所述抛光垫可包含任何适当数量的半透明嵌入物。所述半透明嵌入物可布置在所述抛光垫主体的任何合适位置上。
在实施方式中，所述抛光垫进一步包含位于所述透射区域中的磨损指示器。所述磨损指示器合乎期望地对由抛光 设备产生的终点信号进行转化以提供准备将所述抛光垫换为新抛光垫的通知。窗口磨损指示器典型地整合到所述垫的凹坑区域中，在所述凹坑区域和所述半透明嵌入物之间。适当的磨损指示器的非限定性实例包括着色的热塑性氨基甲酸酯(聚氨酯)层、偏振的热塑性氨基甲酸酯层、包含荧光剂的热塑性氨基甲酸酯层、具有独特光透射性能的聚合物层、氧化层、包含热致变色染料的聚合物、用来检测窗漏洞的水分指示层、以及波长过滤层。图4描绘了本发明抛光垫的实施方式，所述抛光垫包含整合到抛光垫主体10中的相对的半透明嵌入物20和40，其中磨损指示器50介于半透明嵌入物20和抛光垫10之间。子垫30固定在抛光垫10的底面上。
当所述抛光垫包含彼此相对放置且整合到形成在所述抛光垫主体的相对的面上的第一和第二凹坑中的两个半透明嵌入物时，整合到所述抛光垫背面中的所述半透明嵌入物可与所述抛光垫的背面共平面、从所述抛光垫的背面凹进，或者，可延伸超出所述抛光垫的背面。延伸超出所述抛光垫的背面的半透明嵌入物描绘在图5中。第一半透明嵌入物20整合到在抛光垫主体10的抛光表面上的第一凹坑中并与所述抛光表面共平面，而且，第二半透明嵌入物40整合到在所述抛光垫主体10的底面上的第二相对凹坑中并延伸超出抛光垫主体10的底面。在使用中，通过压板(未示出)压缩所述固定的子垫30允许所述压板对所述第二半透明嵌入物40施加压力。施加到所述第二半透明嵌入物40的压力被传递至所述第一半透明嵌入物20，并且可有助于防止在第一半透明嵌入物20和正在抛光的基板之间形成气囊。如图1、2、4和5中所示，根据本发明的抛光垫可单独使用或任选地可用作多层堆叠抛光垫的一层。例如，本发明的抛光垫可与子垫组合使用。所述子垫可为任何适当的子垫。适当的子垫包括聚氨酯泡沫体子垫、浸溃毡子垫、微孔聚氨酯子垫、或烧结氨基甲酸酯子垫。所述子垫典型地比本发明抛光垫软且因此比所述抛光垫更可压缩。在一些实施方式中，所述子垫是比所述抛光垫更硬和更不太可压缩的。所述子垫包含用来露出所述抛光垫的透射区域的至少一个窗或孔。所述子垫任选地包含沟槽、通道、中空部分等。当本发明抛光垫与子垫组合使用时，典型地存在与所述抛光垫和所述子垫共延伸且位于它们之间的中间背衬层，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。本发明的抛光垫具有抛光表面，所述抛光表面任选地进一步包含促进抛光组合物在抛光垫表面上的横向输送的沟槽、通道和/或穿孔。这样的沟槽、通道或穿孔可具有任何适当的图案，并可具有任何适当的深度和宽度。所述抛光垫可具有两种或更多种不同的沟槽图案。例如，可使用大沟槽和小沟槽的组合。所述沟槽可为倾斜沟槽、同心沟槽、螺旋形或圆形沟槽、XY交叉阴影线图案的形式，且可在连通性上是连续或非连续的。优选地，所述抛光垫具有至少包含通过标准垫修整方法产生的小沟槽的抛光表面。典型地，所述半透明窗未配置有用于所述抛光垫的相同沟槽、通道和/或穿孔。本发明进一步提供了抛光基板的方法，所述方法包括:(i)提供待抛光的基板，
(ii)使所述基板与包含本文所述的本发明抛光垫和抛光组合物的抛光体系接触，和(iii)使用所述抛光体系磨除所述基板·的至少一部分以抛光所述基板。所述抛光组合物可为任何适当的抛光组合物。所述抛光组合物典型地包含含水载体、pH调节剂、以及任选的研磨剂。取决于正在抛光的工件类型，所述抛光组合物任选地可进一步包含氧化剂、有机酸、络合剂、PH缓冲剂、表面活性剂、腐蚀抑制剂、消泡剂等。以下实施例进一步举例说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。实施例1该实施例证明了半透明嵌入物的纹理图案对激光通过本发明抛光垫透射区域的透射百分数的影响。通过将多孔聚氨酯泡沫体抛光垫(D-200,Cabot Microelectronics, Aurora, IL)进行切割并使用刳刨工具在抛光表面侧上形成凹坑来制备样品。所述凹坑为30密耳深并形成为长方形(oblong)。所述抛光垫片材为53-56密耳厚。制备了具有55的Shore D硬度的热塑性聚氨酯半透明嵌入物，在该半透明嵌入物的表面上形成有不同的纹理图案。通过RF焊接法使用图案化的铝制工具形成所述纹理。通过对所述铝制工具表面进行激光雕刻或通过化学蚀刻来形成所述图案。通过Mold-TechInc.(Carol Stream, IL)制得所述工具图案。然后，通过RF焊接,将所述半透明嵌入物整合到形成在所述抛光垫片材中的凹坑内以形成用于测试的透射区域。将来自655nm激光源的激光引导通过每个正在测试的透射区域。使用型号1931-C的Newport光功率计(Newport Corporation, Irvine, CA)检测透射的激光。所述测试的结果示于表I中。当描述纹理图案时，给出了所述Mold-Tech工具的图案编号作为参考。从所述数据可以看出，取决于选择用于所述半透明嵌入物的图案，可产生宽范围的透射百分数数值。因此，可选择不同的图案化的嵌入物，和因此在抛光垫中形成不同的透射区域，以提供用以使得用于抛光应用的终点检测最优化的最优的透射百分数。
表I
权利要求
1.包含光学透射区域的抛光垫，其中，所述抛光垫包含:(a)包含第一区域和第二区域的抛光垫主体，其中所述第一区域是不透明的，其中所述第二区域是光学透射的，其中所述第二区域具有形成于其中的至少一个凹坑，以及(b)整合到所述至少一个凹坑中的至少一个半透明嵌入物，其中所述抛光垫主体包含第一多孔材料和所述至少一个半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料。
2.权利要求1的抛光垫，其中所述抛光垫主体包含第一热塑性聚合物和所述至少一个半透明嵌入物包含不同于所述第一热塑性聚合物的第二热塑性聚合物。
3.权利要求1的抛光垫，其中所述半透明嵌入物包含第一热塑性聚合物和第二热塑性聚合物，和其中所述第一和第二热塑性聚合物是不溶混的并在所述半透明窗内形成不同的相。
4.权利要求1的抛光垫，其中所述半透明嵌入物进一步包含不同于所述第二多孔材料的材料的颗粒。
5.权利要求4的抛光垫，其中所述颗粒包含能溶于水的材料。
6.权利要求1的抛光垫，其中所述半透明嵌入物具有0.1%-10%的空隙体积。
7.权利要求1的抛光垫，其中所述半透明嵌入物具有带有纹理的抛光表面。
8.权利要求1的抛光垫，其中所述第二区域具有形成于其中的第一凹坑和第二凹坑，和其中所述第一凹坑具有整合到其中的第一半透明嵌入物，和所述第二凹坑具有整合到其中的第二半透明嵌入物。
9.权利要求8的抛光垫，其中包含所述第二凹坑的所述抛光垫主体的表面限定了平面，和其中所述第二半透明嵌入物的表面基本上与所述平面共平面。
10.权利要求8的抛光垫，其中包含所述第二凹坑的所述抛光垫主体的表面限定了平面，和其中所述第二半透明嵌入物的表面延伸超出所述平面。
11.具有光学透射区域的抛光垫的制备方法，包括以下步骤: (a)提供抛光垫主体，其中所述抛光垫主体包含第一多孔材料， (b)在所述抛光垫主体内形成至少一个凹坑， (C)提供至少一个半透明嵌入物，其中所述半透明嵌入物包含不同于所述第一多孔材料的第二多孔材料，和 (d)将所述至少一个半透明嵌入物附着至所述凹坑以提供具有至少一个光学透射区域的抛光垫。
12.权利要求11的方法，其中所述抛光垫主体包含第一热塑性聚合物和所述至少一个半透明嵌入物包含不同于所述第一热塑性聚合物的第二热塑性聚合物。
13.权利要求11的方法，其中所述半透明嵌入物包含第一热塑性聚合物和第二热塑性聚合物，和其中所述第一和第二热塑性聚合物是不溶混的且在所述半透明嵌入物内形成不同的相。
14.权利要求11的方法，其中所述半透明嵌入物进一步包含不同于所述第二多孔材料的材料的颗粒。
15.权利要求11的方法，其中，在将所述半透明嵌入物附着至所述凹坑之前，形成所述半透明嵌入物。
16.权利要求11的方法，其中通过如下形成所述半透明嵌入物:将所述半透明嵌入物的前体放置于所述凹坑内，然后，将所述前体转化成所述半透明嵌入物。
17.权利要求11的方法，其中在所述抛光垫主体内形成凹坑的步骤包括使用选自加压、加热、射频辐射、超声波焊接、以及它们的组合的能量输入。
18.权利要求11的方法，其中在所述抛光垫主体内形成凹坑的步骤包括使用刳刨工具。
19.权利要求11的方法，其中将所述至少一个半透明嵌入物附着至所述凹坑的步骤包括使用选自溶剂粘合、加压、加热、射频辐射、超声波焊接、以及它们的组合的能量输入。
20.权利要求11 的方法，其中所述半透明嵌入物具有带有纹理的抛光表面。
全文摘要
本发明提供了包含光学透射区域的抛光垫，其中所述抛光垫包含抛光垫主体，所述抛光垫主体包含不透明的第一区域和光学透射的第二区域，其中，所述第二区域具有在所述抛光垫主体的至少一部分中形成的至少一个凹坑，而且，将至少一个半透明窗嵌入物整合到所述至少一个凹坑区域中。所述抛光垫主体和所述至少一个半透明窗嵌入物包含不同的多孔材料。
文档编号H01L21/304GK103222034SQ201180055788
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者K.内维尔, A.普拉萨德 申请人:嘉柏微电子材料股份公司