制造化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及制造化學(xué)機(jī)械拋光墊的領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種制造 包含拋光層的化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路和其它電子裝置的制造中，多個(gè)導(dǎo)電、半導(dǎo)電和介電材料層沉積在半 導(dǎo)體晶片的表面上或從其去除。導(dǎo)電、半導(dǎo)電和介電材料薄層可以通過(guò)多種沉積技術(shù)沉積。 現(xiàn)代加工中的常見(jiàn)沉積技術(shù)包括也稱(chēng)為濺鍍的物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、 等離子增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)和電化學(xué)鍍敷(ECP)。
[0003] 因?yàn)椴牧蠈右佬虺练e和去除，所以晶片的最上表面變得不平坦。因?yàn)楹罄m(xù)半導(dǎo)體 加工（例如金屬化）需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化適用于去除非所 要表面形狀和表面缺陷，例如粗糙表面、聚結(jié)材料、晶格損壞、刮痕和被污染的層或材料。
[0004] 化學(xué)機(jī)械平面化或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是一種用以使襯底(例如半導(dǎo)體晶片)平面 化的常見(jiàn)技術(shù)。在常規(guī)CMP中，晶片安裝在載具組件上并且與CMP設(shè)備中的拋光墊接觸安置。 載具組件向晶片提供可控壓力，將其抵靠拋光墊按壓。通過(guò)外部驅(qū)動(dòng)力使墊相對(duì)于晶片移 動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn)）。與此同時(shí)，在晶片與拋光墊之間提供化學(xué)組合物（"漿料"）或其它拋光溶液。 因此，通過(guò)對(duì)墊表面和漿料進(jìn)行化學(xué)和機(jī)械作用對(duì)晶片表面拋光并且使其成平面。
[0005] 在美國(guó)專(zhuān)利第5,578,362號(hào)中，萊因哈特(Reinhardt)等人披露所屬領(lǐng)域中已知的 示范性拋光墊。萊因哈特的拋光墊包含整體中分散有微球的聚合基質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，摻合微球 并且與液體聚合材料混合并且轉(zhuǎn)移到模具用于固化。接著將模制物品切片形成拋光層。令 人遺憾的是，以此方式形成的拋光層可呈現(xiàn)非所需缺陷，當(dāng)并入到拋光墊中時(shí)，所述缺陷可 引起用其拋光的襯底的缺陷。
[0006] 帕克(Park)等人在美國(guó)專(zhuān)利第7，027,640號(hào)中披露一種用于解決與化學(xué)機(jī)械拋光 墊的拋光層中的可能缺陷有關(guān)的問(wèn)題的確證方法。帕克等人披露一種用于檢測(cè)或檢查用于 執(zhí)行晶片化學(xué)機(jī)械拋光的墊上的缺陷的設(shè)備，其包含:相機(jī)，用于將墊裝載于其上并且移動(dòng) 墊的墊驅(qū)動(dòng)裝置;面向墊安裝以將墊的圖像轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并且輸出所轉(zhuǎn)化的電信號(hào);數(shù)字 圖像數(shù)據(jù)采集裝置，用于將從相機(jī)傳播的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)；以及圖像數(shù)據(jù)處理單元， 用于處理圖像數(shù)據(jù)并且檢測(cè)墊上的缺陷，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單元基于任一點(diǎn)上的圖像 數(shù)據(jù)計(jì)算光的一個(gè)或多個(gè)定量特征值，所述數(shù)據(jù)獲自所述圖像數(shù)據(jù)獲取裝置，并且將墊上 的以下位置判斷為缺陷，其中通過(guò)組合一個(gè)或多個(gè)所獲取的定量特征值獲得的層級(jí)值與從 墊的正常表面獲得的層級(jí)值之間的差異大于預(yù)定值。
[0007] 然而，帕克等人描述的設(shè)備和方法設(shè)計(jì)成使用反射光檢查準(zhǔn)備好拋光配置中的完 成的化學(xué)機(jī)械拋光墊。具體來(lái)說(shuō)，使用反射光檢查化學(xué)機(jī)械拋光墊和并入到此類(lèi)墊中的拋 光層具有顯著缺點(diǎn)。使用反射光鑒別并入的拋光層中的表面下缺陷的能力有限，所述缺陷 不接近于拋光層的表面。盡管如此，因?yàn)槭褂没瘜W(xué)機(jī)械拋光墊，拋光層的表面逐漸磨損。因 此，遠(yuǎn)離指定化學(xué)機(jī)械拋光墊的拋光層的表面的缺陷在墊使用壽命期間開(kāi)始變得逐漸更接 近拋光表面。另外，準(zhǔn)備好拋光配置中的化學(xué)機(jī)械拋光墊常規(guī)地包括改良拋光層的拋光表 面以促進(jìn)拋光襯底(例如凹槽、穿孔），其使用帕克等人所述的灰度階改善復(fù)雜自動(dòng)缺陷檢 測(cè)。
[0008] 因此，仍需要使用具有強(qiáng)化拋光層缺陷鑒別功能的自動(dòng)檢查方法制造具有拋光層 的低缺陷化學(xué)機(jī)械拋光墊的改良方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供一種制造具有拋光層的化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法，其包含:提供由可固 化材料形成的固化餅狀物;其中所述可固化材料包含液體預(yù)聚物和多種微量元素，其中所 述多種微量元素分散于所述液體預(yù)聚物中；切削所述固化餅狀物形成多個(gè)切削薄片；提供 自動(dòng)檢查系統(tǒng)，其包含:暗匣;光源，其發(fā)射光束;光檢測(cè)器;數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集裝置;以及圖 像數(shù)據(jù)處理單元;將所述多個(gè)切削薄片裝載到所述暗匣中；一次一個(gè)切削薄片在所述光源 與所述光檢測(cè)器之間輸送所述多個(gè)切削薄片;其中所述各切削薄片在其透射表面和沖擊表 面之間具有厚度Ts;其中所述透射表面和所述沖擊表面實(shí)質(zhì)上平行;其中所述光源發(fā)射的 所述光束經(jīng)定向以沖擊到所述沖擊表面上；以及其中所述光檢測(cè)器經(jīng)定向以檢測(cè)來(lái)自所述 光束的透射光，所述透射光傳播通過(guò)厚度Ts并且從所述透射表面?zhèn)鞒?；其中所述透射光?有至少一種可檢測(cè)特性;其中所述至少一種可檢測(cè)特性包括所述透射光的強(qiáng)度;其中所述 至少一種可檢測(cè)特性通過(guò)所述光檢測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào);其中來(lái)自所述光檢測(cè)器的所述電信 號(hào)通過(guò)所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集裝置轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào);其中來(lái)自所述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)采集裝置 的所述數(shù)字信號(hào)通過(guò)所述圖像數(shù)據(jù)處理單元處理，其中所述圖像數(shù)據(jù)處理單元經(jīng)配置以檢 測(cè)宏觀不均勻性以及將切削薄片分類(lèi)成可接受或待檢;其中所述多個(gè)切削薄片分成可接受 薄片的群體和待檢薄片的群體;其中所述可接受薄片的群體包括至少一個(gè)可接受薄片；以 及處理來(lái)自所述可接受薄片的群體的可接受薄片形成所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的所述拋光層； 其中所述拋光層調(diào)適用于拋光襯底。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為切削薄片的透視圖的描述。
[0011] 圖2為切削薄片的透視圖的描述。
[0012] 圖3為并入切削薄片作為拋光層的化學(xué)機(jī)械拋光墊的橫截面剖視圖的描述。
[0013] 圖4為模具空腔的透視圖的描述。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明的方法提供成品(準(zhǔn)備好使用)化學(xué)機(jī)械拋光墊的顯著質(zhì)量提高。本發(fā)明的 方法大大提高使用由聚合材料形成的切削薄片的化學(xué)機(jī)械拋光墊制造的質(zhì)量控制方面，所 述聚合材料含有分散于其中的微量元素，其通過(guò)首先檢查切削薄片以鑒別可接受薄片與多 個(gè)切削薄片并且映射待檢薄片的透射表面以幫助聚焦目測(cè)含有宏觀不均勻性的待檢薄片 的部分來(lái)進(jìn)行。以此方式，大大減輕了操作人員疲勞（即運(yùn)營(yíng)商不需要對(duì)可接受切削薄片耗 費(fèi)無(wú)數(shù)小時(shí)來(lái)定位宏觀不均勻性）。因此，使能夠提高操作人員焦點(diǎn)來(lái)引入最大價(jià)值（即評(píng) 估切削薄片中的具體不均勻性來(lái)判斷適用性）。
[0015] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)"聚(氨酯)"涵蓋(a)由（i)異氰酸酯和 (ii)多元醇(包括二醇）反應(yīng)形成的聚氨酯；以及(b)由（i)異氰酸酯與（ii)多元醇(包括二 醇)和（iii)水、胺或水和胺的組合反應(yīng)形成的聚(氨酯）。
[0016] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中所用的關(guān)于具有透射表面（14)和沖擊表面（17)的 切削薄片（20)的術(shù)語(yǔ)"平均切削薄片厚度，Ts-平均"意思是在垂直于透射表面（14)的平面 (28)的方向中測(cè)量的從切削薄片(20)的透射表面（14)到?jīng)_擊表面（17)的切削薄片（20)的 厚度Ts的平均值。（參看圖3)。
[0017]如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中所用的關(guān)于具有與作為拋光層（120)并入并且具有 拋光表面（114)的切削薄片界接的子墊（125)的化學(xué)機(jī)械拋光墊（110)的術(shù)語(yǔ)"平均基層厚 度，Tb^f均"意思是在垂直于拋光表面（114)的方向中測(cè)量的從子墊（125)的底部表面（127)到 子墊（125)的頂部表面(126)的子墊（125)的厚度Tb的平均值。（參看圖3)。
[0018]如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中所用的關(guān)于具有作為拋光層（120)并入并且具有拋 光表面(114)的切削薄片的化學(xué)機(jī)械拋光墊（110)的術(shù)語(yǔ)"平均總厚度，Tt^T意思是在垂直 于拋光表面（114)的方向中測(cè)量的從拋光表面（114)到子墊（125)的底部表面（127)的化學(xué) 機(jī)械拋光墊(110)的厚度Tt的平均值。（參看圖3)。
[0019] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中關(guān)于切削薄片（20)所用的術(shù)語(yǔ)"實(shí)質(zhì)上圓形截面" 意思是投射到切削薄片(20)的透射表面（14)的平面(28)上的從中心軸A到切削薄片(20)的 外周長(zhǎng)（15)的切削薄片（20)的最長(zhǎng)半徑r比投射到切削薄片（20)的透射表面（14)的平面 (28)上的從中心軸A到切削薄片(20)的外周長(zhǎng)(15)的切削薄片(20)的最短半徑r長(zhǎng)<20%。 (參看圖1和2)。
[0020] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中關(guān)于切削薄片（20)所用的術(shù)語(yǔ)"實(shí)質(zhì)上平行"意思 是與切削薄片(20)的沖擊表面（17)的平面(30)垂直的中心軸A(以及與其平行的任何線)將 與透射表面(14)的平面(28)以角度y交叉;其中角度y為89到91°之間。（參看圖1和2)。
[0021] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中關(guān)于模具空腔(200)所用的術(shù)語(yǔ)"實(shí)質(zhì)上垂直"意思 是豎直內(nèi)部邊界(215)相對(duì)于x-y平面(230)以85和95°角度從底部?jī)?nèi)部邊界(212)上升。（參 看圖4)。
[0022] 如本文中和所附權(quán)利要求書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)"宏觀不均勻性"意思是切削薄片的透 射表面上的局部區(qū)域被切削薄片的透射表面上的相鄰區(qū)域包圍，其中通過(guò)所述局部區(qū)域傳 播的所檢測(cè)的光強(qiáng)度比通過(guò)相鄰區(qū)域傳播的所檢測(cè)的光強(qiáng)度高或低2 0.1 %光檢測(cè)器的可 檢測(cè)強(qiáng)度范圍的的量；以及其中所述局部區(qū)域涵蓋的透射表面的一部分足夠大以在透射表 面的平面中