具有侦测窗口的研磨垫的制造方法技术

一种具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于：该方法包括：　　　　提供一模具及一透明热固性塑料，其中该模具具有一模腔，且该透明热固性塑料未完全硬化；　　　　于该模具内预埋入该透明热固性塑料；　　　　于该模具的该模腔中注入一高分子发泡体，其中该高分子发泡体及该透明热固性塑料同时完全硬化；　　　　于该模具脱模后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种研磨垫(Polishing Pad)的制造方法，且特别是有关于一种。
技术介绍
对于集成电路的半导体晶圆制造而言，为了提高电子元件密度与降低生产成本，促使在元件的制作工艺上有提升深宽比(Aspect ratio)及增加导线层数的趋势。但在形成这样多层导线结构时，同时晶圆的凹凸及扭曲程度也会变大。为了降低晶圆的凹凸及扭曲程度通常使用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)的方法来操作，而化学机械研磨的方法在目前唯一能提供大规模集成电路(Very Large SemiconductorIntegration，VLSI)，甚至超大规模集成电路(Ultra Large SemiconductorIntegration，ULSI)制作工艺全面性平坦化(Global Planarization)的一种新技术。最早提出这个技术的是美国的IBM公司。IBM公司不但开发出化学机械研磨法，并提出应用化学机械研磨法来制作埋入导线的金属镶嵌法(Damascene)。一般而言，化学机械研磨是通过悬浊细小粒子的研磨液与具有弹性、硬度适当的研磨垫的相对运动、作用在芯片表面来进行平坦化(Planarization)。研磨垫在晶圆表面移动时，接触的粒子被压在晶圆的表面上，通过晶圆表面与粒子之间的摩擦滑动而有磨耗的作用，来研磨晶圆表面凹凸不平的地方，进而使晶圆表面平坦、光滑。承上所述，研磨垫上某部分区域通常会设置有一透明窗口，其功能是当研磨垫进行研磨时，使用者可通过机台设定而透过透明窗口来控制并侦测研磨垫的研磨情况与磨耗情形，因此可将此透明窗口作为研磨垫研磨的终点侦测(End-Point Detection)。公知于研磨垫上制作侦测窗口的方法如美国专利5,605,760号所揭示，在其中一实施例描述研磨垫为一种以固态均匀聚合物制出透明片的方法。而于另一实施例中描述研磨垫于另外不透明垫中包括有一透明窗口，其中透明窗口是由模制研磨垫中的透明聚合物材料的棒或塞所形成的。而棒或塞可模制插入研磨垫内，或是在模制操作之后才装入研磨垫的缺口内。承上所述，将棒或塞的透明窗口于模制时插入研磨垫内，可能因透明窗口与研磨垫材质的差异或其它因素而造成研磨垫与透明窗口间的收缩不一致，进而导致透明窗口产生弯曲或变形。此外，倘若是于模制操作之后才将透明窗口装入研磨垫的缺口内，研磨垫和透明窗口之间可能因为接触性不佳而造成研磨液渗漏，进而影响到晶圆的研磨品质。另外，美国专利5,893,796号揭示一种已知的研磨垫，其具有一透明窗口架设于研磨垫内。透明窗口可作为模制于研磨垫中的固体插入物预备一体成型，在此透明窗口使用对磨耗具有特有耐磨耗性的材料所制成。而研磨垫其余部分材料则具有较低抗磨耗性。如上所述，研磨垫其余部分会在半导体晶圆研磨时缓慢研磨去除，而透明窗口会以较低的研磨速度被研磨去除。最后，造成透明窗口与研磨垫之间产生高度差，结果晶圆在不均匀的研磨情况下，造成晶圆的表面产生缺陷，因而影响到后续的制作工艺的精确度。而研磨垫的磨耗速率不同于透明窗口的磨耗速率，这将导致研磨时透明窗口周围的研磨垫裂开。
技术实现思路
本专利技术的目的之一就是在提供一种，以改善公知方法会有透明窗口产生弯曲或变形的问题。本专利技术的目的之二就是在提供一种，以解决公知方法因研磨垫和透明窗口之间接触性不佳而造成研磨液渗漏的问题。本专利技术的目的之三就是在提供一种，以使具有侦测窗口的研磨垫的研磨均匀度提高。因此，本专利技术提出一种，此方法首先提供一模具及一透明热固性塑料，其中模具具有一模腔，且透明热固性塑料未完全硬化，而透明热固性塑料的材质例如是一全透明高分子材质或一半透明高分子材质，且透明热固性塑料的形状例如是椭圆形、方形或圆形等任何适用的形状，并且其侧缘为一凹凸面。接着，于模具内预埋入透明热固性塑料。然后，于模具的模腔中注入一高分子发泡体，并且使高分子发泡体与透明热固性塑料同时完全硬化，其中所注入的高分子发泡体的材质例如是聚脲酯(PU)发泡体，关于聚脲酯发泡体的制作方法及其相关参数，本申请人已公开在台湾专利申请号第91117406号中。之后，于模具脱模之后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫。其中，研磨垫的研磨速度是等于侦测窗口的研磨速度。本专利技术再提出一种，此方法首先提供一模具及一透明热固性塑料，其中模具具有一模腔，且透明热固性塑料未完全硬化，其中透明热固性塑料的材质例如是一全透明高分子材质或一半透明高分子材质，而透明热固性塑料的形状例如是椭圆形、方形或圆形等任何适用的形状，且其侧缘为一凹凸面。接着，于模具内预埋入此透明热固性塑料。然后，于模具的模腔中注入一高分子发泡体，并待高分子发泡体稍微硬化。其中，高分子发泡体的材质例如是聚脲酯(PU)发泡体，关于聚脲酯发泡体的制作方法及其相关参数，本申请人已公开在台湾专利申请号第91117406号中。之后，于模腔内的高分子发泡体上注入另一高分子材质层，其中高分子发泡体、高分子材质层及透明热固性塑料同时完全硬化，而高分子材质层的材质例如是聚脲酯(PU)、硅橡胶(Silicone rubber)、聚丁基橡胶(PBR)、聚氯乙烯乳胶(PVC latex)或聚丙烯酸系胶乳(PMMAlatex)。在此，高分子发泡体的硬度大于高分子材质层的硬度，高分子材质层用来作为缓冲层之用。之后，于模具脱模之后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫，且此研磨垫为一具有两层结构的研磨垫。其中，研磨垫的研磨速度等于侦测窗口的研磨速度。本专利技术另提出一种，此方法首先提供一模具及一透明热固性塑料，其中模具具有一模腔，且透明热固性塑料未完全硬化，而透明热固性塑料的材质例如是一全透明高分子材质或一半透明高分子材质，且透明热固性塑料的形状例如是椭圆形、方形或圆形等任何适用的形状，并且其侧缘为一凹凸面。接着，于模具内预埋入此透明热固性塑料，且于透明热固性塑料的侧缘涂布一未完全反应材料，而未完全反应材料例如是一热感式黏胶。然后，于模具的模腔中注入一高分子发泡体，并使未完全反应材料与高分子发泡体化学连结，其中未完全反应材料、透明热固性塑料与高分子发泡体同时完全硬化，在此，高分子发泡体的材质例如是聚脲酯发泡体，关于发泡体的制作方法及其相关参数，本申请人已揭露在台湾专利申请号第91117406号中。之后，于模具脱膜后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫。其中，研磨垫的研磨速度等于侦测窗口的研磨速度。除此之外，上述所形成的透明侦测窗口亦可设计成透明侦测窗口的底部为曲面，换言之，透明侦测窗口的中心位置的厚度较厚而其边缘位置的厚度较薄，此种设计可以抵抗研磨垫的侦测窗口与其它部分因材质相异可能在一体成型后会造成形变的情形。由于本专利技术通过透明热固性塑料可以与高分子发泡体同时硬化的因素，降低透明热固性塑料与高分子发泡体产生不同时间硬化所产生形变的问题，以减少研磨垫与透明窗口产生形变或翘曲的现象，进而可以增加研磨垫的平坦度。另外，由于本专利技术在透明热固性塑料上可涂布一未完全反应材料，进而增加透明热固性塑料与高分子发泡体的黏着性，同时可以降低研磨液从透明热固性塑料与高分子发泡体之间的缝细渗漏。而研磨垫的研磨速率等于透明窗口的研磨速率，可以增加研磨时晶圆的平坦度。再者，由于本专利技术于透明热固性塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该方法包括提供一模具及一透明热固性塑料，其中该模具具有一模腔，且该透明热固性塑料未完全硬化；于该模具内预埋入该透明热固性塑料；于该模具的该模腔中注入一高分子发泡体，其中该高分子发泡体及该透明热固性塑料同时完全硬化；于该模具脱模后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫。2.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的材质选自一全透明高分子材质及一半透明高分子材质其中之一。3.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的材质选自压克力树脂(PMMA)、聚脲酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂(EPOXY)以及不饱和聚酯(UP)其中之一。4.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的硬度为70 ShoreA至75 Shore D。5.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的中心位置的厚度较其边缘位置的厚度厚。6.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该高分子发泡体的材质包括聚脲酯(PU)发泡体。7.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的形状选自椭圆形、方形及圆形其中之一。8.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于透明热固性塑料的侧缘为一凹凸面。9.如权利要求8所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该凹凸面选自螺旋面、波纹面及颗粒面其中之一。10.如权利要求1所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其中该研磨垫的研磨速度等于该侦测窗口的研磨速度。11.一种具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该方法包括提供一模具及一透明热固性塑料，其中该模具具有一模腔，且该透明热固性塑料未完全硬化；于该模具内预埋入该透明热固性塑料；于该模具的该模腔中注入一高分子发泡体；于该模腔内的该高分子发泡体上注入另一高分子材质层，其中该高分子发泡体、该高分子材质层以及该透明热固性塑料同时完全硬化；于该模具脱模后即形成具有一侦测窗口的一研磨垫。12.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的材质选自一全透明高分子材质及一半透明高分子材质其中之一。13.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的材质选自压克力树脂(PMMA)、聚脲酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂(EPOXY)以及不饱和聚酯(UP)其中之一。14.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的硬度为70 Shore A至75 Shore D。15.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该透明热固性塑料的中心位置的厚度较其边缘位置的厚度厚。16.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该高分子发泡体的材质包括聚脲酯发泡体。17.如权利要求11所述的具有侦测窗口的研磨垫的制造方法，其特征在于该高分子材质层的材质选自聚脲酯(PU)、硅橡胶(Sil...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文昌，张永忠，朱明癸，魏隆诚，
申请(专利权)人：智胜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：