專利名稱：使用超聲反射檢測拋光墊的表面性質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明定向于檢測化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面性質(zhì)的系統(tǒng)和方法，這種拋光墊用于在如玻璃、半導(dǎo)體、電介質(zhì)/金屬復(fù)合物、磁性大容量存儲介質(zhì)以及集成電路等上制造光滑、超平的表面。更具體地，本發(fā)明定向于使用非接觸反射超聲以檢測拋光墊的表面涂層和磨損圖案。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)被廣泛用作超大規(guī)模集成(VLSI)的集成電路制造中的平整技術(shù)。它具有用于IC加工中平整不同材料的可能，但它被最廣泛地用于半導(dǎo)體晶片上的金屬化層和層間電介質(zhì)的平整，并用作平整襯底，這種襯底用于制作淺溝槽隔離。
用于電互連的銅的使用日益增加，但缺乏去除銅的刻蝕技術(shù)，致使采用鑲嵌工藝并使用CMP方法去除多余的銅和相關(guān)的勢壘金屬。在淺溝槽隔離層中，例如，大面積場氧化物必需被拋光以制作平面起始晶片。采用傳統(tǒng)的刻蝕工藝實現(xiàn)晶片的全部直徑方向上獲得可接受的平整是極不成功的。然而，采用傳統(tǒng)的CMP方法，該方法中使用機(jī)械拋光輪和懸浮液化學(xué)腐蝕液對晶片進(jìn)行拋光，不需要的氧化物被去除并獲得高的平面度。
同樣地，多層金屬化工藝，多層結(jié)構(gòu)中的每層起到不規(guī)則形貌作用。層間電介質(zhì)層平整，作為工藝進(jìn)程，現(xiàn)在通常在許多現(xiàn)有IC制作工藝中被偏好。金屬層中高水平平整度是共同目的，這通過采用栓塞層間連接得以促進(jìn)。栓塞成形的最好途徑是均厚沉積一層厚金屬層，包括，例如，在層間電介質(zhì)上并進(jìn)入層間窗口的W、Ti、TiN，然后應(yīng)用CMP去除多余的金屬。CMP也可以被用于拋光氧化物層，例如SiO2、Ta2O5或W2O5，或者用以拋光氮化物層，如Si3N4、TaN、TiN。
然而，在我們對影響CMP技術(shù)性能的多重因素的理解中仍然存在不足。這些不足部分來自于在生產(chǎn)CMP墊中缺乏評價工步效驗以及評價這種墊的磨損特性的非破壞性方法。例如，CMP墊的力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)可以分別采用動態(tài)力學(xué)分析(DMA)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)進(jìn)行評價。然而，這些測量方法是在從墊上切割下來的材料條或試樣上進(jìn)行的。這些方法，因此，并不理想地適合于提供關(guān)于墊生產(chǎn)及其在使用過程中磨損的動態(tài)信息。超聲提供這些性質(zhì)非破壞性評價的可能方法。
非接觸光聲測量學(xué)，例如，采用激光以產(chǎn)生并探測超聲波，已經(jīng)被用于表征金屬沉積和CMP之前和之后半導(dǎo)體晶片上的均勻性。從被拋光晶片上反射聲信號的技術(shù)，與聲納原理一樣，已經(jīng)被用于探測拋光終止點。直接穿透掃查超聲，這種方法中粘在墊上的傳感器產(chǎn)生的超聲信號穿過墊到達(dá)墊反面上的接收器上，已經(jīng)被用于探測超聲穿透振幅的不均勻性，這種不均勻性可能與墊的密度、彈性模量或者粘滯系數(shù)有關(guān)。這種方法，然而，需要在測量裝置和被測材料之間密切接觸，或者通過將材料浸在耦合劑液體中或?qū)鞲衅髡婵瘴降讲牧媳砻?。這樣的接觸破壞被檢測表面。這種檢測方法還不可接受地慢，例如，測量一個拋光墊表面需要多于1天的時間。而且，上述方法中沒有在生產(chǎn)過程中細(xì)致檢測墊的表面并監(jiān)測墊的磨損特性。
因此，需要的是使用超聲對CMP墊表面的生產(chǎn)和磨損圖案進(jìn)行非破壞性監(jiān)測的改進(jìn)方法，這種方法同時不出現(xiàn)上文提到的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了處理上文中討論的不足，在一個具體實施方式
中，本發(fā)明提供一種用于檢測拋光墊表面性質(zhì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括拋光墊(該拋光墊具有與其相關(guān)的拋光表面)，安裝在拋光表面上方的超聲探頭和與超聲探頭耦合的子系統(tǒng)。探頭被設(shè)置成在不接觸拋光表面的情況下既將超聲信號發(fā)射到拋光表面又接收來自于拋光表面的改變了的超聲信號。子系統(tǒng)被設(shè)置成由反射(超聲信號)確定拋光墊的表面性質(zhì)。
還在另外一個具體實施方式
中，本發(fā)明提供一種檢測拋光墊表面性質(zhì)的方法。該方法包括在不接觸拋光表面的情況下，將超聲探頭安置在拋光墊的拋光表面上方。該方法還包括將超聲信號從探頭發(fā)射到拋光表面，超聲信號被拋光表面改變。該方法也包括由超聲探頭接收改變了的信號。
前述的已經(jīng)概述了本發(fā)明的優(yōu)選的和變通的特征，因此那些本技術(shù)的技術(shù)人員可以更好地理解隨后的本發(fā)明的詳細(xì)說明。本發(fā)明的另外特征將在下文本發(fā)明權(quán)利要求書的條目中進(jìn)行說明。那些本技術(shù)的技術(shù)人員應(yīng)該意識到他們能夠容易地使用被公開的構(gòu)想和具體實施方式
，以此作為設(shè)計或修正其它結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)本發(fā)明相同目的。那些本技術(shù)的技術(shù)人員也應(yīng)該認(rèn)識到這種等同結(jié)構(gòu)不偏離本發(fā)明涉及范圍。


為了更完善對本發(fā)明的理解，對下文結(jié)合附圖的說明制作了注釋，其中圖1說明用于檢測拋光墊表面性質(zhì)的系統(tǒng)；圖2通過流程圖，說明一種用于檢測拋光墊表面性質(zhì)的方法；圖3顯示在采用包含四乙氧基硅烷(TEOS)拋光劑涂覆不定時間之后不同熱塑性泡沫拋光墊試樣的典型近紅外光譜；圖4說明經(jīng)受TEOS涂覆不同時間的典型熱塑性泡沫拋光墊的近紅外信號的變化；圖5說明從示范拋光墊表面的聲反射隨二氧化硅涂覆時間變化的時間進(jìn)程，并說明聲反射、超聲發(fā)射頻率、探頭與(采用包含二氧化硅的拋光劑進(jìn)行涂覆的)拋光墊表面間空氣間隙之間的關(guān)系；圖6說明使用非接觸超聲監(jiān)測涂覆四異丙基鈦酸鹽后典型拋光墊的批次性反射均勻性；圖7說明涂覆四異丙基鈦酸鹽后典型拋光墊的平均反射和反射值范圍的絕對值；圖8定義使用過的拋光墊的磨損區(qū)域；
圖9顯示某一使用時間之后拋光墊不同區(qū)域獲得的典型的近紅外光譜；圖10顯示某一使用時間之后拋光墊不同區(qū)域表面的典型的掃描電子顯微圖像；圖11說明說明使用過的拋光墊不同區(qū)域損耗模量與溫度之間關(guān)系的動態(tài)力學(xué)分析；圖12說明使用過的拋光墊不同區(qū)域儲能模量與溫度之間的關(guān)系；圖13說明使用過的拋光墊不同區(qū)域Tan Delta與溫度之間的關(guān)系；圖14說明非接觸超聲發(fā)射和拋光表面位置的關(guān)系，該位置由從使用過的拋光(墊)的外部邊緣到中心定義；和圖15顯示使用過的拋光墊區(qū)域的典型的反射圖像。
具體實施例方式
近來，超聲傳感器已經(jīng)發(fā)展到使超聲信號容易通過空氣進(jìn)行發(fā)射和接收以對紙、木頭、陶瓷、金屬、塑料和復(fù)合材料的進(jìn)行非接觸測試。本發(fā)明利用以前未認(rèn)識到的優(yōu)點，使用將這種傳感器與相關(guān)儀器組合的系統(tǒng)和使用一種方法測量拋光墊表面性質(zhì)。這種方法優(yōu)于以前需要在傳感器和被測試樣表面間制作密切接觸的方法。特別地，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以有利地用于監(jiān)測墊的生產(chǎn)，特別是采用陶瓷材料對這種墊進(jìn)行涂覆或浸漬。該系統(tǒng)和方法也可以有益于用作觀察在使用周期之后這種墊的拋光表面的磨損圖案。
圖1說明本發(fā)明的一個具體實施方式
，測量拋光墊表面性質(zhì)的一種系統(tǒng)100。該系統(tǒng)100包括拋光墊105，拋光墊具有與其相關(guān)聯(lián)的拋光表面110。該系統(tǒng)還具有安裝在拋光表面110上方的超聲探頭115。超聲探頭115在不與拋光表面110接觸的情況下將超聲信號120發(fā)射到拋光表面，并接收來自于拋光表面110的改變了的超聲信號125。系統(tǒng)100還包括子系統(tǒng)130，子系統(tǒng)130耦合到超聲探頭115并被設(shè)置成由改變了的信號125確定拋光墊105表面性質(zhì)。
子系統(tǒng)130可以通過傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊線135或傳統(tǒng)的無線通訊方法耦合到探頭115。超聲探頭115最好包含單一的超聲傳感器。在可替代的具體實施方式
種，然而，探頭115可以被設(shè)置成包含用于發(fā)射和接收的分離的傳感器。對探頭115、子系統(tǒng)130和通訊線135的示范設(shè)計呈現(xiàn)于被授予Bhardwai的美國專利No.6,311,573和被授予Neeson等的美國專利No.6,343,510，這里兩者一起作為參考。
在某些具體實施方式
中，例如，探頭115包括被設(shè)置成發(fā)射器和接收器116、117的分離的第一和第二超聲傳感器。發(fā)射器和接收器116、117安裝在表面110的上方，結(jié)果使得發(fā)射的120和接收的125信號不與表面110相垂直。還在另外的具體實施方式
中，探頭115包括被設(shè)置成發(fā)射器118的第一傳感器，在表面110的同一側(cè)，發(fā)射器118產(chǎn)生發(fā)射信號120，該信號穿過整個墊105，因此提供信號125給安裝在墊105相反被設(shè)置成接收器119的第二超聲傳感器。不同探頭115配置的組合可以有利地用于提供拋光墊的多種測量方法。
如下文實例中的進(jìn)一步說明，探頭115的超聲信號120發(fā)射頻率和拋光表面110與探頭115間的空氣間隙140，是影響反射信號125效用的重要參數(shù)。在某些具體實施方式
中，例如，發(fā)射的超聲信號120在大約100KHz到大約5MHz之間，更優(yōu)選地在大約2MHz到大約3MHz之間?？諝忾g隙140處于大約5mm到大約50mm之間，且更優(yōu)選地在大約12mm到25mm之間。在某些優(yōu)選的具體實施方式
中，發(fā)射超聲信號120約為3MHz且空氣間隙140約為12.5mm。
拋光墊105和拋光表面110可以包含任何用于CMP的材料。更具體地，墊105和拋光表面110為在上述的由Obeng和Yokley、Yokley和Obeng或Obeng和Thomas申請的參考專利中的任何材料。例如，拋光墊可以包含熱塑性泡沫襯底和涂覆襯底拋光表面的拋光劑。在某些優(yōu)選的具體實施方式
中，熱塑性泡沫襯底包含交聯(lián)聚乙烯單元封閉的泡沫。在其它優(yōu)選的具體實施方式
中，拋光劑從下列陶瓷組中選擇二氧化硅、二氧化鈦、四乙氧基硅烷聚合物和鈦醇鹽聚合物。在其它的有益的具體實施方式
中，拋光劑從多元醇和多胺的高分子組中選擇。
系統(tǒng)100可以用于表征拋光表面110的任何數(shù)量的表面性質(zhì)，這種表征采用對于本技術(shù)的普通技術(shù)人員眾所周知的方法由反射信號125確定。非限制性實例包括密度、表面紋理和粘滯彈性。而且，MaheshC.Bhardwaj在Non-Contact UltrasoundThe Last Frontier inNon-Destructive Testing and.Evaluation，in encyclopedia of smartmaterials(Mel Swartz ed.，2002)中討論的任何性質(zhì)都可以被確定。
還有本發(fā)明的另一個具體實施方式
是用于檢測拋光墊表面性質(zhì)的方法。轉(zhuǎn)到圖2中描述的流程圖，方法200包括在拋光墊210的拋光表面上方安裝超聲探頭，超聲探頭不與拋光表面接觸。方法200還包括超聲信號220從超聲探頭發(fā)射到拋光表面，超聲信號被拋光表面改變。方法200也包括通過同一或者不同的超聲探頭接收從拋光表面反射的改變了的超聲信號230。在某些可替代的具體實施方式
中，其中設(shè)置成發(fā)射器和接收器的分離的超聲探頭以不垂直于表面的角度安置在墊上方或在墊的兩邊的不同位置，接收信號230還包括接收由發(fā)射器發(fā)射并穿透墊的或從發(fā)射器反射到達(dá)接收器的透射率信號235。
在某些具體實施方式
中，方法200可以有利地用于監(jiān)測任何傳統(tǒng)拋光墊的制作240。方法200也被組合到上文引用的用于生產(chǎn)拋光墊的專利申請中描述的任何程序中。具體地，方法200可以有利地用作對拋光劑涂覆到熱塑性泡沫襯底的拋光表面上的監(jiān)測245。監(jiān)測245可以，例如，在涂覆拋光墊一段時間后通過發(fā)射和接收超聲信號220、230進(jìn)行。
在某些優(yōu)選的具體實施方式
中，然而，監(jiān)測是在涂覆過程250中進(jìn)行，探頭和拋光墊位于用于涂覆的反應(yīng)室中。在某些具體實施方式
中，例如，涂覆過程可以包括將熱塑性泡沫襯底表面暴露于初始的等離子反應(yīng)物以在其上產(chǎn)生改良的表面。然后改良的表面暴露到第二等離子反應(yīng)物以在改良表面上形成拋光表面，拋光表面包含拋光劑。作為選擇，涂覆過程可以包括將塑料襯底暴露于溶解在超臨界液體中的拋光劑，從而形成改良塑料。
在另外的優(yōu)選的具體實施方式
中，方法200可以有利地用于對任何傳統(tǒng)拋光墊在用于拋光晶片(如半導(dǎo)體晶片)一段時間后的磨損圖案的評價260。在某些優(yōu)選的具體實施方式
中，然而，方法200被用于265評價拋光過程中拋光墊的磨損。在這樣的具體實施方式
中，拋光墊和探頭被耦合到包含機(jī)械驅(qū)動支承件和拋光壓盤組成的拋光裝置上。例如，拋光墊被粘到拋光壓盤上，在支承件夾持晶片并對拋光墊施加拋光力對晶片進(jìn)行拋光的同時進(jìn)行發(fā)射和接收220、230。
方法200可以包括將反射信號230轉(zhuǎn)換成拋光墊表面性質(zhì)信息的任何傳統(tǒng)信號處理步驟。例如，反射信號230可以用于計算拋光表面的聲反射圖譜270。反射信號230可以被顯像以形成拋光表面的聲反射圖像280。同樣地，反射信號230可以被用于確定拋光表面的表面紋理290。作為選擇，在某些具體實施方式
中，透射率信號235可被用于確定拋光表面的相對密度295。
已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了說明，相信通過參照下列實例同樣的描述將變得更顯然。應(yīng)該注意的是只是為了說明的目的而給出實例，但不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明。例如，盡管下文說明的實例可以在實驗室設(shè)置內(nèi)執(zhí)行，但本技術(shù)的技術(shù)人員可以調(diào)節(jié)具體數(shù)目、尺寸和數(shù)量直到適用于完全規(guī)模工廠設(shè)置的數(shù)值。
實例進(jìn)行了兩套試驗驗證非接觸超聲波的使用1)監(jiān)測采用拋光劑對熱塑性襯底的涂覆；和2)評價拋光墊在不同使用周期之后拋光表面的磨損圖案。
實例1一種熱塑性泡沫襯底被制成直徑大約120cm、厚度大約0.3cm的圓形拋光墊。由商業(yè)獲得的熱塑性泡沫襯底(JMS Plastics的J-泡沫，Neptune NJ)，標(biāo)為“J-60”，由大約18％的EVA、大約16到大約20％的滑石以及其余為聚乙烯和其它在商業(yè)提供的襯底中存在的添加物(如硅酸鹽，)組成。使用商業(yè)切割刀片(型號D5100 Kl，來自Fecken-Kirfel，Aachen，Germany)將J-60片割成薄片。然后對薄片使用水/異丙醇溶液進(jìn)行人工清洗。
然后將切成薄片的襯底放置到傳統(tǒng)商業(yè)射頻輝光放電(RFGD)等離子反應(yīng)器內(nèi)采用包含四乙氧基硅烷(TEOS)的拋光劑對J-60襯底進(jìn)行涂覆，反應(yīng)器具有溫度控制的電極結(jié)構(gòu)(型號PE-2，Advanced Energy Systems，Medford，NY)。通過引入初始等離子反應(yīng)物——氬氣，在保持350mTorr的反應(yīng)室內(nèi)對襯底進(jìn)行等離子處理。電極溫度保持在30℃，使用300W的射頻工作電源。隨后，在大約0到大約45分鐘時間內(nèi)以0.10SLM混合了He或Ar的TEOS組成的氣氛引入第二反應(yīng)物。第二反應(yīng)物在氣流中的數(shù)量由第二反應(yīng)物單體在單體容器溫度(MRT50±10℃)下的蒸汽本底壓控制。
圖3和4說明傳統(tǒng)方法(FTIR光譜)的使用，用以監(jiān)測使用TEOS拋光劑對襯底拋光表面進(jìn)行的涂覆。光譜在FTIR光譜儀(FTIR 1727，Perkin-Elmer)上獲得。涂覆不同時間之后的襯底試樣從反應(yīng)室內(nèi)移出并準(zhǔn)備用于FTIR光譜分析。這說明在使用FTIR光譜分析監(jiān)測涂覆過程中至少存在兩處局限多個襯底必需被破壞而且在涂覆過程中必需獲得多個試樣，因此需要在不同時段停止涂覆過程以獲得試樣。
圖3說明隨涂覆時間增加，由于在墊表面硅酸鹽的凈聚集，F(xiàn)TIR光譜信號在大約1010(對于Si-O-Si拉伸)和大約850cm-1(對于Si-OH)處降低。如圖4中所說明的，從0到30min，在每個波數(shù)上透射率線性增加，隨后開始減小。透射率的減小被認(rèn)為是由于接收到來自于沉積的硅酸鹽對本體硅酸鹽的競爭的信號。如上所述，泡沫墊中也包含作為填充材料的硅酸鹽。這些本體硅酸鹽與由TEOS沉積的硅酸鹽基本上具有相同的FTIR信號。沉積過程包括對本體硅酸鹽的濺射和通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(CVD)進(jìn)行硅酸鹽的沉積二者。大約30min的沉積之后，本體硅酸鹽被沉積的硅酸鹽充分替代或覆蓋。這將導(dǎo)致FTIR信號主要來自于沉積的硅酸鹽，沉積的硅酸鹽被認(rèn)為具有與本體硅酸鹽稍微不同的光學(xué)特征。這說明在使用FTIR光譜分析監(jiān)測涂覆過程還存在另一個局限墊材料的本體硅酸鹽對沉積的硅酸鹽之間的區(qū)分。
圖5說明根據(jù)本發(fā)明使用非接觸反射超聲以監(jiān)測在拋光墊上的涂覆。傳感器和相連的子系統(tǒng)可以商業(yè)獲得(SecondWave Systems，Boalsburg，PA)。為了獲得圖5中顯示的結(jié)果，采用與上述相同的工藝，使用包含二氧化硅的拋光劑對J60襯底的拋光表面進(jìn)行涂覆。在不同涂覆時間之后從反應(yīng)室移出的不同拋光墊上測量拋光表面的反射率。然而，重要的是，注意一旦最佳測量條件制定，應(yīng)該對單一拋光墊在涂覆過程中連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測。本技術(shù)的熟練人員將理解這些測量對于傳感器到墊表面的距離是敏感的，而且該距離必需持續(xù)性地最優(yōu)化為獲得最大的靈敏度和再現(xiàn)性。
為了制定最佳的測量條件，不同的傳感器(每個以不同頻率發(fā)射超聲波信號)被安裝在墊的涂覆拋光表面的上方，傳感器位于離表面的不同距離處。如圖5A到5D中所說明的，發(fā)射超聲信號的頻率和拋光表面與傳感器間的空氣間隙是影響觀察到的反射率的相對量的重要參數(shù)。例如，與～2MHz和～3MHz的發(fā)射信號相比，來自于～500kHz和～1MHz的發(fā)射信號的反射對于涂覆時間相對不靈敏。如圖5C和5D中所說明的，傳感器和拋光表面的空氣間隙也影響反射信號。如圖5D中所說明的，使用～3MHz的發(fā)射信號和～12.5cm的空氣間隙，拋光表面的涂覆能夠被方便地監(jiān)測到。
圖6和7說明使用非接觸超聲監(jiān)測典型拋光墊在涂覆拋光劑后的批次性反射均勻性。多批次的拋光墊，每批中使用幾個墊，與上述的相似使用包含交聯(lián)聚乙烯泡沫(產(chǎn)品編號SV4M，Volarafrom Voltek，Lawrence，MA)的襯底和包含四異丙基鈦酸鹽(TYZORTPT)的拋光劑進(jìn)行制作。圖6說明每個批次中從個體拋光墊獲得的反射率的變化。圖7說明涂覆四異丙基鈦酸鹽后典型拋光墊的平均反射和反射值范圍的絕對值。
實例2為了檢查不同使用時間之后拋光表面的磨損圖案，通過使割成薄片的J60熱塑性泡沫襯底經(jīng)受上述的移植工藝以制作SiO2涂覆的拋光墊，稱為“J60SE”。如圖8中所說明的，為了使傳統(tǒng)測量和本發(fā)明的非接觸超聲測量容易舉行比較，拋光墊的不同區(qū)域被定義為中心(C)；中心到軌跡(CT)；軌跡(T)；軌跡到邊緣(TE)和邊緣(E)。
通過對具有沉積的大約4000的鎢表面和下面的大約250厚的鉭阻擋層的晶片進(jìn)行拋光，使J60SE拋光墊經(jīng)受一段時間的磨損。鎢的拋光性質(zhì)由商業(yè)的拋光儀(產(chǎn)品編號EP0222，來自EbaraTechnologies，Sacramento，CA)進(jìn)行評定。除非另外注明，采用大約每inch2襯底13N(大約3到大約4psi)的向下的力對鎢拋光去除速率進(jìn)行評定；工作臺的轉(zhuǎn)速大約100到大約250rpm而且使用傳統(tǒng)的拋光液(產(chǎn)品編號MSW2000，來自Rodel，Newark DE)。等離子增強(qiáng)原硅酸四乙酯(PE-TEOS)晶片，其厚度大約10,000而且沉積的鎢表面具有8,000的厚度，下面的鈦阻擋層具有大約250，該晶片被用于測試拋光。使用pH值調(diào)到2的一種傳統(tǒng)的拋光液(產(chǎn)品編號MSW2000，來自Rodel，Newark DE)。拋光之后，墊被分成上面所定義的區(qū)域用于傳統(tǒng)的分析，或者采用本發(fā)明的非接觸超聲系統(tǒng)和方法對完整的墊進(jìn)行分析。
圖9說明傳統(tǒng)的FTIR光譜分析，使用與實例1中說明的相似程序從墊的不同區(qū)域獲得。對應(yīng)于墊中心(C)和邊緣(E)的區(qū)域在大約1010cm-1處具有最大的FTIR光譜信號，表示SiO2的持續(xù)存在。與此相比，來自對應(yīng)于軌跡(T)的墊材料的FTIR光譜在大約1010cm-1處具有更小的信號。
圖10顯示使用一段時間后拋光墊不同區(qū)域表面的100×放大的典型的傳統(tǒng)掃描電子顯微圖像(SEM)。SEM圖像從商業(yè)設(shè)備(JEOL，Peabody，MA)獲得。圖像說明在泡沫單元結(jié)構(gòu)中變化的評價。盡管墊中心和邊緣內(nèi)的單元完整無缺，但處于被定義為晶片位置之間的軌跡周圍的那些單元在拋光過程中受到變形和剪切。
采用動態(tài)力學(xué)分析法(DMA)對使用后的J60SE拋光墊不同區(qū)域的力學(xué)性能進(jìn)行評價。使用商業(yè)儀器獲得DMA的測量并采用Universal V2.5H軟件對其進(jìn)行分析(儀器和軟件均來自于TAInstruments，New Castle，DE)。儲能模量、損耗模量和Tan Delta等示范性數(shù)據(jù)分別顯示于圖11、12和13中。對圖11和13，垂直線說明最大值，在最大值處的溫度顯示于圖例中。這些數(shù)據(jù)說明DMA對于探測用過的墊的不同區(qū)域中粘滯彈性的小變化是相對不靈敏的。
與此相比較，非接觸超聲檢測顯示用過的拋光墊不同區(qū)域明顯不同。圖14說明非接觸超聲透射率與拋光表面位置的關(guān)系，拋光表面位置由用過的拋光墊從外部邊緣到中心定義。墊邊緣(E)和中心(C)具有最小量的磨損也具有最高的透射率，與此相比，墊的更中心部分具有更廣泛的磨損。圖15說明非接觸超聲測量可以被顯像以形成用過的拋光墊拋光表面區(qū)域的反射圖像。
盡管已對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但那些本技術(shù)的熟練人員應(yīng)該理解他們可以在不背離本發(fā)明范圍的情況下對此進(jìn)行各種各樣的改變、置換和變更。
權(quán)利要求
1.一種拋光墊，包括熱塑性泡沫襯底，具有包括凹形單元的表面；以及涂覆所述凹形單元內(nèi)表面的拋光劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述熱塑性泡沫襯底包括交聯(lián)的均聚物或共聚物的封閉單元泡沫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拋光墊，其中所述封閉單元泡沫包括交聯(lián)的乙烯醋酸乙烯酯共聚物和低或中密度聚乙烯共聚物的混合物，乙烯醋酸乙烯酯∶聚乙烯的比值在大約0.6∶9.4和9∶1之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋光墊，其中所述混合物的乙烯醋酸乙烯酯共聚物∶聚乙烯的比值在大約0.6∶9.4和1.8∶8.2之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拋光墊，其中所述熱塑性泡沫襯底具有至少大約85wt％的二甲苯不溶解量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述凹形單元具有大約100微米和600微米之間的平均尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述凹形單元具有至少約4.5單元/平方毫米的單元密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的拋光墊，其中所述拋光劑選自由以下物質(zhì)構(gòu)成的一組陶瓷氧化硅；氧化鈦；四乙氧基硅烷聚合物；和醇鈦聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所述拋光劑選自由以下物質(zhì)構(gòu)成的一組聚合物多元醇；和多胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光墊，其中在采用任一種所述聚合物涂覆之后，所述襯底具有比襯底低至少約40℃的峰值Tan Delta。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用非接觸超聲反射法檢測拋光墊表面性質(zhì)的系統(tǒng)和方法。超聲探頭位于拋光表面的上方并在不與拋光的表面相接觸的情況下被配置成既將超聲信號傳送到拋光的表面又從拋光的表面接收改變了的超聲信號。耦合到超聲探頭的子系統(tǒng)被配置成從改變后的信號中確定拋光墊的表面性質(zhì)。
文檔編號B24B49/00GK1642693SQ03805785
公開日2005年7月20日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者耀·S.·奧本 申請人:皮斯洛奎斯特公司