抛光层分析器和方法技术

提供一种抛光层分析器，其中所述分析器经配置以检测聚合薄片中的宏观不均匀性且将所述聚合薄片分类成可接受或待检。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及制造化学机械抛光垫的领域。具体来说，本专利技术是针对一种抛光层分析器和相关方法。
技术介绍
在集成电路和其它电子装置的制造中，多个导电、半导电和介电材料层沉积在半导体晶片的表面上或由其去除。薄的导电、半导电和介电材料层可以通过多种沉积技术沉积。现代加工中的常见沉积技术包括也称为溅镀的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)和电化学镀敷(ECP)。因为材料层依序沉积和去除，所以晶片的最上表面变得非平坦的。因为后续半导体加工(例如，金属化)需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化适用于去除非所期望的表面形状和表面缺陷，如粗糙表面、聚结材料、品格损坏、刮痕和被污染的层或材料。化学机械平面化或化学机械抛光(CMP)是一种用以平面化衬底(如半导体晶片)的常见技术。在常规CMP中，晶片安装在载具组件上并且与CMP设备中的抛光垫接触安置。载具组件向晶片提供可控压力，将其抵靠抛光垫按压。通过外部驱动力使垫相对于晶片移动(例如旋转)。与此同时，在晶片与抛光垫之间提供化学组合物(“浆料”)或其它抛光溶液。因此，通过对垫表面和浆料进行化学和机械作用对晶片表面抛光并且使其成平面。在美国专利第5,578,362号中，莱因哈特(Reinhardt)等人揭示所属领域中已知的示例性抛光垫。莱因哈特的抛光垫包含整体中分散有微球的聚合基质。一般来说，掺合微球并且与液体聚合材料混合并且转移到模具用于固化。接着将模制物品切片形成抛光层。令人遗憾的是，以此方式形成的抛光层可呈现非所需缺陷，当并入到抛光垫中时，所述缺陷可引起用其抛光的衬底的缺陷。帕克(Park)等人在美国专利第7,027,640号中揭示一种用于解决与化学机械抛光垫的抛光层中的可能缺陷有关的问题的确证方法。帕克等人揭示一种用于检测或检查用于执行晶片化学机械抛光的垫上的缺陷的设备，其包含：垫驱动装置，其用于将垫装载在其上且移动垫；相机，其面向垫安装以将垫的图像转换成电信号且输出经转换电信号；
数字图像数据采集装置，其用于将从相机传输的电信号转换成数字信号；以及图像数据处理单元，其用于处理图像数据且检测垫上的缺陷，其中所述图像数据处理单元基于任一点上的图像数据计算光的一个或多个定量特征值，所述数据获自所述图像数据获取装置，并且将垫上的以下位置判断为缺陷，其中通过组合一个或多个所获取的定量特征值获得的层级值与从垫的正常表面获得的层级值之间的差异大于预定值。然而，帕克等人描述的设备和方法设计成使用反射光检查准备好抛光配置中的完成的化学机械抛光垫。具体来说，使用反射光检查化学机械抛光垫和并入到此类垫中的抛光层具有显著缺点。使用反射光鉴别并入的抛光层中的表面下缺陷的能力有限，所述缺陷不接近于抛光层的表面。尽管如此，因为使用化学机械抛光垫，抛光层的表面逐渐磨损。因此，远离指定化学机械抛光垫的抛光层的表面的缺陷在垫使用寿命期间开始变得逐渐更接近抛光表面。另外，准备好抛光配置中的化学机械抛光垫常规地包括改良抛光层的抛光表面以促进抛光衬底(例如凹槽、穿孔)，其使用帕克等人所述的灰度阶改善复杂自动缺陷检测。因此，仍需要使用具有强化抛光层缺陷鉴别功能的自动检查装置和方法制造具有抛光层的低缺陷化学机械抛光垫的改良方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；且，其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析。本专利技术提供一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚
合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；定序器；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置，其耦接到所述光检测器；以及图像数据处理单元，其耦接到所述数字图像数据采集装置；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析；其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取所述多个夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度TS并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。本专利技术提供一种用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法，其包含：提供多个聚合薄片，其中所述多个聚合薄片中的每一聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度TS；其中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度Ts；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；且，其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析。...

【技术特征摘要】
2015.01.30 US 62/1100591.一种抛光层分析器，其用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片，所述抛光层分析器包含：暗匣；和多个夹盘，其中所述多个夹盘中的每一夹盘：(a)包含：中央透明部分，其具有顶部表面、底部表面和外围边缘；其中所述顶部表面与所述底部表面实质上平行；且其中所述顶部表面为实质上平滑的；和固持区域，其围绕所述中央透明部分的所述外围边缘；其中所述固持区域包含接触表面、多个同心凹槽和多个真空孔口；其中所述多个真空孔口与所述多个同心凹槽连通以便于向所述多个同心凹槽施加真空；其中所述接触表面与所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平面；其中所述多个同心凹槽具有凹槽宽度W和凹槽间距P；且其中W＜P；且(b)经配置以固持抵着所述中央透明部分的所述顶部表面实质上平坦的聚合薄片；其中所述聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多种微元件分散于所述聚合物中；且(ii)具有透射表面、冲击表面和介于所述透射表面与所述冲击表面之间的厚度Ts；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；其中所述暗匣具有储存所述多个夹盘的容量；且，其中所述暗匣经设计以装载、储存和分配所述多个夹盘以便于多个聚合薄片的分析。2.根据权利要求1所述的抛光层分析器，其进一步包含：定序器；光源，其中所述光源发射光束；光检测器；数字图像数据采集装置，其耦接到所述光检测器；以及图像数据处理单元，其耦接到所述数字图像数据采集装置；其中所述定序器经配置以一次一个地从所述暗匣获取所述多个夹盘并且将其输送到插入在所述光源与所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定
\t向以穿过所述中央透明部分且冲击在所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述中央透明部分和所述厚度Ts并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转换成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转换成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。3.根据权利要求2所述的抛光层分析器，其中所述定序器进一步经配置以将所述多个夹盘传回所述暗匣。4.根据权利要求3所述的抛光层分析器，其中所述多个夹盘包括至少10个夹盘。5.根据权利要求2所述的抛光层分析器，其进一步包含：便于目测所述多个聚合薄片的显示器。6.一种用于分析适用作化学机械抛光垫中的抛光层的聚合薄片的方法，其包含：提供多个聚合薄片，其中所述多个聚合薄片中的每一聚合薄片(i)包含：聚合物微元件复合物，其包含：聚合物和多种微元件，其中所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·章，J·蔡，F·V·阿赫奥拉，A·旺克，M·加萨，W·A·赫史克恩，J·D·塔特，L·H·蒋，ST·金，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：美国;US