專利名稱：拋光墊的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于玻璃、半導體、介電/金屬復合材料及集成電路等物件上以產生一平滑超平坦之表面的墊，更具體地涉及這種墊之宏觀結構和允許當拋光或整平過程中光學就地終端檢測的能力。
在多層集成電路制造中，需要使為半導體晶片形態之集成電路結構整平。整平操作必須十分精確，以提供特定平面小如幾分之一微米之晶片表面。其通常借由CMP(即化學機械拋光)來完成，在這裝置上通常包含一通常為圓形之旋轉桌，其上固定一拋光墊，一晶片載體以將晶片平坦地壓至拋光墊上、以及一以淤漿形式供應至拋光墊之化學品及摩蝕劑的工件。拋光薄、平之半導體晶片的裝置為本專業已知的。這類整平裝置為IPECPlanar、Strausbaugh Manufacturing及SpeedFam Corporation所制造。
當在這類裝置上將半導體晶片整平所遇到的特定問題在于決定晶片是否已拋光至所要之平坦程度。該專業中所示之大部分終端檢測方法依靠當移除一重疊層時，晶片表面結構之變化。因此，無法測得平面度，只得退而考慮重疊層的移除。在US5,036,015中，系改變顯示一端點之介于晶片與拋光墊之間之磨擦力。在US5,240,552中，借由反射音波之分析測量晶片的厚度。在US5,337,015中，沿在拋光墊下之專門電極和電氣接地的拋光桌，以及導電淤漿之使用使得介電層之厚度得以被測量。這類供就地厚度測量之裝置非常復雜，且依賴特定電子電路以完成測試。更通常，不使用復雜之就地方法，而將晶片自拋光裝置移下，并使用一測量氧化物薄膜厚度之光譜設備以測量其平面度。通常，在達到預期之端點前，將晶片自拋光設備上移下，如此，不致產生多余之拋光，隨后，將晶片重新插入拋光機械中以拋光至所需之程度。
US5,081,796顯示一位于拋光機械之拋光邊緣外以承載晶片之方式及裝置，使得如一激光干涉計之測量氧化層的快速方法可用于晶片之下方。這方法有在任何特定時間由拋光過程去除部分晶片的缺點，使得晶片無法受到均勻之拋光。其對于示于US5,413,941中用于半導體整平拋光過程之光學端點探測方法同樣合適。非常有必要有一種機器，晶片在整個連續拋光狀態下可應用這類激光測量。
本發明提供了一種用于拋光硅晶片用之機械的墊，當拋光晶片時，該墊可進行晶片表面狀態進行光學測量。其是借由在不具有吸收或傳送淤漿粒子能力之固態均勻聚合物片材建構一完整或部分之墊，且其可為用光學方法探測晶片表面狀態之光所通過來完成。適用于建構此種墊之聚合物系可為190至3500nm波長之光線所通過。
現在用于硅晶片拋光用之拋光墊系由固體均勻聚合物片材制成。在US5,489,233中有說明，其為本說明書部分之參考。固體均勻聚合物片材不具吸收或傳送淤漿粒子之能力。這一無法吸收或傳送淤漿粒子之能力可區分由固體均勻聚合物片材所制成拋光墊之宏觀性質及任何已知的拋光墊之宏觀性質。所有現有技術之墊的宏觀結構為纖維所制成，含有填充以微小球體或制造中進氣所造成之孔隙，或是填充有研磨料。盡管現有技術之墊可為固體聚合物所制成，但是它們的非均勻結構并會嚴重地散射任何照射于其上之光線，使它們具有不為光線通過之巨觀結構。用于本發明之聚合物片材表面設有宏觀及細微的溝槽以將固態均勻片材送入一良好之拋光墊中。如US5,489,233所指出，這種墊可為包含聚氨酯、聚丙烯、聚碳酸酯、尼龍及聚酯等之任何固體均勻聚合物所制成。由于它們為具190至3500nm之波長范圍之光可通過的聚合物所制成，而制成可使用如干涉計之就地端點探測的光學方法之墊。
對制造聚合物片材方法如澆注或擠壓方法的本專業技術人員可制成透光墊。聚合物可為熱塑性材料，將其加熱至一可流動之溫度隨后借由澆注或擠出等方法成形。墊材料可為與一反應成分一起混合而在模具中加熱至其固化溫度的熱固性材料。當澆注之片材可到達說明書中所需之厚度時，片材可用于拋光操作，另外，墊片可由澆注之聚合物切成薄片。
若希望在不透明墊上獲得一透光視窗，一種可能的制造方法為，以透光聚合物澆注成形為一棍或塞。當在模具中之不透明聚合物仍為流動態時，將成形件插入，可確保透光塞與不透光聚合物之間的完全接觸。在不透光聚合物固化后，可加以除模，故具透光視窗的墊使用之片材可由成形件切成片。
如US5,489,233所示，用于集成電路晶片之化學機械拋光墊為一聚合物片材所制成，該片材不具吸收或傳送淤漿粒子之能力，在使用時，該墊須具有含大小流道之表面紋理及圖案。因此，當透過拋光墊之透明部分，進行就地光學檢測時，這些流體槽上之少部分淤漿會造成某些干擾。這些干擾可以補償。由于在流體槽之淤漿是相對固定，當測量晶片表面之變化時，可自信號中將其作用排除。
同樣可以將視窗插入任何目前所用于集成電路晶片化學機械拋光之拋光墊。此種墊之實例如氨基甲酸乙酯浸漬之聚酯墊、市售之微孔氨基甲酸乙酯墊如Delaware州的Newark市，Rodel公司之Politex，及Delaware州Newark市，Rodel公司所制之如IC系列及MH系列的充填及/或吹制的復合氨基甲酸乙酯，此種墊非由本身不具吸收或傳送淤漿粒子能力之固體聚合體片材所制成，它們借由含孔性可傳送淤漿。此種墊及所插入之固體透光聚合體之塞可切出孔洞，以作為端點檢測之視窗。最好，固體聚合物塞之表面具有如US5,489,233所述之表面紋理或圖案，使得在其整個拋光墊表面之拋光作用接近均勻。
除以上所提及之聚合物(聚氨酯、丙烯、聚碳酸酯、尼龍及聚酯)外，可由聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚嗍、聚苯乙烯、聚乙烯及聚四氯乙烯等制成透明視窗。此類視窗可借由聚合物之鑄造或擠出，隨后把聚合物切成所需厚度及尺寸。
權利要求
1.一種用于拋光集成電路晶片之墊，該墊具至少一部分由不具吸收或傳送淤漿粒子之固體聚合物均勻片材所組成，所述的聚合物片材可為波長在190至3500nm范圍間之光所通過。
2.按照權利要求1所述的墊，其特征在于所述的均勻聚合物片材具有包含大、小流體槽之表面紋理及圖案，所述的槽允許含粒子之拋光淤漿通過該表面，所述的表面紋理及圖案系單由作用于該固體均勻聚合物片材之表面的外部裝置制成。
3.按照權利要求1所述的墊，其中特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由微孔聚氨酯結構所組成之第二部分。
4.按照權利要求2所述的墊，其特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由微孔聚氨酯結構所組成之第二部分。
5.按照權利要求1所述的墊，其特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由充填或吹制的復合聚氨酯所組成之第二部分。
6.按照權利要求2所述的墊，其特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由充填或吹制的復合聚氨酯所組成之第二部分。
7.按照權利要求1所述的墊，其特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由不具吸收或傳送淤漿粒子能力之固體均勻聚合物所組成的第二部分，所述的第二部分具有含大小流道之表面紋理及圖案，所述的流槽可用以傳送含粒子之拋光淤漿，所述的表面紋理系單由作用于所述的均勻聚合物片材之表面的外部裝置所制成。
8.按照權利要求2所述的墊，其特征在于所述的墊含一由所述的透光均勻聚合物片材所組成之第一部分，以及由不具吸收或或傳送淤漿粒子能力之固體均勻聚合物所組成的第二部分，所述的第二部分具有含大小流道之表面紋理及圖案，所述的流槽可用以傳送含粒子之拋光淤漿，所述的表面紋理系單由作用于所述的均勻聚合物片材之表面的外部裝置所制成。
全文摘要
提供了一種用于拋光硅晶片用之機械的墊,當拋光晶片時,該墊可進行晶片表面狀態之探測。這借由在不具有吸收或傳送淤漿粒子能力之固態均勻聚合物片材上建構一完整或部分之墊,且其可為用光學方法探測晶片表面狀態之光所通過來完成。適用于建構這種墊的聚合物系可為190至3500nm波長之光線所通過。
文檔編號B24D13/12GK1193932SQ96196447
公開日1998年9月23日 申請日期1996年8月20日 優先權日1995年8月21日
發明者約翰V·H·羅勃特斯 申請人:羅德爾公司