抛光垫窗制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】

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。
技术介绍
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。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。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。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。附图说明图1为具有与圆周抛光垫凹槽邻接的圆周凹槽的本专利技术的排放窗的示意图。图1A为图1的排放窗的放大示意图。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。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。图2为具有与径向抛光垫凹槽邻接的径向凹槽的本专利技术的排放窗的示意图。图2A为图2的排放窗的放大示意图。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。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。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专利技术的排放窗的示意图。图3A为图3的排放窗的放大示意图。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。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。具体实施方式本专利技术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合。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。在本专利技术的抛光垫中，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。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。半径本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2015.03.26 US 14/6694211.一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1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1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1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1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...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·钱，E·S·西蒙，G·C·雅各布，
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