專利名稱：具有偵測窗的研磨墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研磨墊及其制造方法，且特別涉及一種具有偵測窗的研磨墊及其 制造方法。
背景技術(shù)：
隨著產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，平坦化制程經(jīng)常被采用為生產(chǎn)各種元件的制程。在平坦化制程 中，研磨制程經(jīng)常被產(chǎn)業(yè)所使用。一般來說，研磨制程是通過施加一壓力于被研磨物件，以將其壓置在研磨墊上，且 物件及研磨墊彼此間具有一相對運動。通過相對運動所產(chǎn)生的機(jī)械摩擦，移除部分物件表 層，而使其表面逐漸平坦，來達(dá)成平坦化的目的。此外，也可選擇在研磨過程中，供應(yīng)具有化 學(xué)品混合物的研磨液或研磨漿于研磨墊上，在機(jī)械效應(yīng)與化學(xué)效應(yīng)共同作用下，達(dá)成平坦 化物件表面。對于具有光學(xué)偵測系統(tǒng)的研磨機(jī)臺，研磨墊上某部分區(qū)域通常會設(shè)置有一透明 偵測窗，其功能是當(dāng)使用此研磨墊進(jìn)行物件表層研磨時，使用者可通過機(jī)臺的光學(xué)偵測系 統(tǒng)，透過透明偵測窗來偵測物件表層的研磨情況，以作為研磨制程的終點偵測(End-Point Detection)0現(xiàn)有的在研磨墊上制作偵測窗的方法為先制作出一研磨墊之后，利用機(jī)械切削的 方式在研磨墊中裁切出一偵測窗開口。之后，再在上述所形成的偵測窗開口內(nèi)灌入一偵測 窗材料，并通過一固化程序以使偵測窗材料固化以形成一偵測窗。然而，此種方法需使用機(jī) 械切削的方式在研磨墊中裁切出偵測窗開口，多增加一道切削工序，也增加生產(chǎn)研磨墊所 需的工時。另外，由于此種方法需要額外的機(jī)械切削工具，因而也使得制造成本較高。現(xiàn)有的另一種在研磨墊上制作偵測窗的方法為先完成一偵測窗的制作，之后將此 偵測窗直接放置在一研磨墊模具內(nèi)。接著，在模具內(nèi)灌注一研磨墊材料，并通過一固化程序 以使研磨墊材料固化，如此即可形成具有偵測窗的研磨墊。但是，此種方法所存在的問題 是，研磨墊與偵測窗之間的接合強(qiáng)度(bonding strength)不足。換言之，以上述方法所形 成的研磨墊，在較長時間的研磨過程中，液體容易自研磨墊和偵測窗的接縫滲漏至光學(xué)偵 測系統(tǒng)，導(dǎo)致研磨終點偵測受到干擾，進(jìn)而影響到物件的研磨品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有偵測窗的研磨墊制造方法，其不需要機(jī)械切削程序來形成偵 測窗開口。本發(fā)明提供一種具有偵測窗的研磨墊，其偵測窗與研磨墊之間具有較佳的接合強(qiáng)度。本發(fā)明提供一種具有偵測窗的研磨墊制造方法。首先包括預(yù)置一擬偵測窗在一模 具內(nèi)。接著，在模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成一研磨層，其中擬偵測窗 與研磨層兩者之間可完全分離。之后，分離擬偵測窗與研磨層，以在該研磨層中形成一偵測窗開口。灌注一偵測窗前驅(qū)物在偵測窗開口中并進(jìn)行固化程序以形成一偵測窗。本發(fā)明還提供另一種具有偵測窗的研磨墊制造方法。首先提供一模具，此模具具 有一凸起結(jié)構(gòu)。接著，在模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成一研磨層，其中 凸起結(jié)構(gòu)在研磨層中定義出一偵測窗開口。之后，灌注一偵測窗前驅(qū)物在該偵測窗開口中 并進(jìn)行固化程序以形成一偵測窗。本發(fā)明還提供另一種具有偵測窗的研磨墊制造方法。首先提供一研磨層，此研磨 層已預(yù)形成有一偵測窗開口。接著，在偵測窗開口中置入一偵測窗，其中偵測窗的周圍側(cè)面 與偵測窗開口的內(nèi)側(cè)面間存有一間隙。之后，在間隙內(nèi)灌注一緩沖層。本發(fā)明提供一種具有偵測窗的研磨墊，其包括一研磨層、一偵測窗以及一緩沖層。 研磨層具有一偵測窗開口。偵測窗位于偵測窗開口中，其中偵測窗的周圍側(cè)面與偵測窗開 口的內(nèi)側(cè)面間存有一間隙，緩沖層填滿于間隙。本發(fā)明還提供另一種具有偵測窗的研磨墊，其包括一研磨層以及一偵測窗位于研 磨層中，其中偵測窗與研磨層間具有一大于85kgf/cm2的彈性變化最大拉力強(qiáng)度。基于上述，本發(fā)明的制造方法不需使用機(jī)械切削工具制作偵測窗開口，因此本發(fā) 明的方法相較于現(xiàn)有的方法具有工序簡單且制造成本低的優(yōu)點。另外，相較于現(xiàn)有的方法， 本發(fā)明的研磨墊，在研磨層與偵測窗之間具有較佳的接合強(qiáng)度。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說明如下。


圖IA至圖ID是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖；圖2A至圖2D分別為對應(yīng)圖IA至圖ID沿著剖面線1_1’的剖面示意圖；圖3A至圖3D是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖；圖4A至圖4D分別為對應(yīng)圖3A至圖3D沿著剖面線11_11，的剖面示意圖；圖5A至圖5E是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖；圖6A至圖6E分別為對應(yīng)圖5A至圖5E沿著剖面線III-III，的剖面示意圖；圖7A至圖7E是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖；圖8A至圖8E分別為對應(yīng)圖7A至圖7E沿著剖面線IV-IV’的剖面示意圖；圖9至圖10是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。附圖標(biāo)記說明102 模具；104 擬偵測窗；106 研磨層前驅(qū)物/研磨層；108 偵測窗開口；108a:中間部分；10 :邊緣部分；110 偵測窗前驅(qū)物/偵測窗；120 偵測窗；122 緩沖層；
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202 模具；203:凸起結(jié)構(gòu)；S 容納空間；G:間隙。
具體實施例方式第一實施例圖IA至圖ID是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。 圖2A至圖2D分別為對應(yīng)圖IA至圖ID沿著剖面線1_1’的剖面示意圖。請先參照圖IA與 圖2A，首先提供一模具102，模具102具有一容納空間S，用于容納模制材料。在本實施例 中，模具102的容納空間S的形狀以及大小是根據(jù)后續(xù)欲形成的研磨墊的形狀及大小有關(guān)。 另外，為了使此領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚的了解本發(fā)明，在以下的圖式中，僅示出局部的模具 102，也就是省略繪制模具102的上蓋結(jié)構(gòu)。接著，在模具102容納空間S內(nèi)的特定位置預(yù)置一擬偵測窗104，此特定位置對應(yīng) 至研磨機(jī)臺的光學(xué)偵測系統(tǒng)的位置。所述擬偵測窗104的形狀與大小與后續(xù)欲在研磨墊中 所形成的偵測窗的形狀與大小相同或相似。在本實施例中，擬偵測窗104的厚度與容納空 間S的深度相當(dāng)，若因擬偵測窗104受壓時會有稍許的壓縮量時，可調(diào)整使其厚度略厚于容 納空間S的深度。然而，擬偵測窗104的厚度也可小于容納空間S的深度。擬偵測窗104 固定于模具102的特定位置的方式，可用模具102與上蓋結(jié)構(gòu)壓置方式，或以粘膠方式，將 擬偵測窗104固定于模具102的特定位置。此外，擬偵測窗104的材料可選擇包括磁性材 料，如此可以磁性吸附方式，將擬偵測窗104固定于模具102的特定位置。接著，請參照圖IB與圖2B，在模具102中填入一研磨層前驅(qū)物106。所述研磨層 前驅(qū)物106 —般為液體狀態(tài)，因此其可以采用注入或灌入的方式將模具102中的容納空間 S填滿。在注入或灌入研磨層前驅(qū)物106的時候，模具102是被上蓋結(jié)構(gòu)密封住而僅保留 注入口。由于模具102的容納空間S內(nèi)已經(jīng)預(yù)置入有擬偵測窗104，因此所注入的研磨層 前驅(qū)物106會填滿未被擬偵測窗104所占據(jù)的容納空間S。倘若擬偵測窗104的厚度與容 納空間S的深度相當(dāng)或略厚時，則所注入的研磨層前驅(qū)物106會包覆擬偵測窗104的周圍 表面。倘若擬偵測窗104的厚度小于容納空間S的深度，則所注入的研磨層前驅(qū)物106，除 了會包覆擬偵測窗104的周圍表面，還會覆蓋擬偵測窗104的上表面。在模具102中填入 研磨層前驅(qū)物106之后，接著進(jìn)行一固化程序以使研磨層前驅(qū)物106固化而形成一研磨層 106。前述固化程序，例如是研磨層前驅(qū)物106內(nèi)的反應(yīng)物進(jìn)行自然的聚合反應(yīng)，或是進(jìn)行 一照光程序或加熱程序使研磨層前驅(qū)物106產(chǎn)生聚合反應(yīng)，而達(dá)到固化。特別是，根據(jù)上述方式所形成的研磨層106與擬偵測窗104之間可完全分離。換 言之，研磨層106與擬偵測窗104之間具有相當(dāng)?shù)偷恼持?。舉例而言，擬偵測窗104與研 磨層106的表面能量差大于10mN/m，如此可使得研磨層106與擬偵測窗104之間在極小的 施加外力下即便輕易地分離。為了達(dá)到研磨層106與擬偵測窗104之間具有可完全分離的效果，本實施例采用 特殊的研磨層106與擬偵測窗104的材料搭配。舉例來說，研磨層106的材料可選用極性 材料，而擬偵測窗104的材料可選用非極性材料或弱極性材料。更詳細(xì)而言，擬偵測窗104的材料包括含氟聚合物、聚硅氧烷、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或聚丙烯。根據(jù)其他實施例，擬偵測窗104的材料也可為可分解或可溶解材料。上述的可分 解或可溶解材料包括聚乙烯醇、聚乳酸、聚醣、環(huán)糊精、聚苯乙烯或鹽類。倘若擬偵測窗104 的材料是選用可分解或可溶解材料，那么其后續(xù)可采用分解或是溶解程序，以使擬偵測窗 104與研磨層106分離開來。擬偵測窗104可為不透明的擬偵測窗，例如包括黑色、紅色、藍(lán)色、或其他深色系， 以便使其與較淺色系的模具102(例如是接近灰色的金屬顏色)具有明顯的色差，如此在擬 偵測窗104預(yù)置于模具102特定位置時，可提高對位的準(zhǔn)確度。此外，研磨層106的材料 例如包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。根據(jù)本發(fā)明的實施例，研磨層106例如為白色、灰色、淡黃色或 其他淺色系的材料。因而，淺色系的研磨層106與深色系的擬偵測窗104之間具有明顯的 色差，如此可方便辨別擬偵測窗104在研磨層106的位置。之后，使擬偵測窗104與研磨層106完全分離，以在研磨層106中形成一偵測窗開 口 108，偵測窗開口 108的形狀與大小與擬偵測窗104的形狀與大小相當(dāng)，如圖IC與圖2C 所示。若擬偵測窗104的厚度為與容納空間S深度相當(dāng)或略厚的情況時，所形成的偵測窗 開口 108是從研磨層106的頂表面貫穿至底表面，因此偵測窗開口 108為一貫穿開口。而 若擬偵測窗104的厚度為小于容納空間S深度的情況時，偵測窗開口 108則形成于研磨層 106的底表面，但未貫穿頂表面，因此偵測窗開口 108為一凹洞開口。由于研磨層106與擬 偵測窗104之間具有相當(dāng)?shù)偷恼持?，因此施加外力輕輕推擠即可將擬偵測窗104自研磨 層106完全分離。另外，若擬偵測窗104的材料是選用可分解或可溶解材料，那么可采用分 解或是溶解程序以使擬偵測窗104分解或溶解，以在研磨層106中形成偵測窗開口 108。之后，請參照圖ID與圖2D，灌注一偵測窗前驅(qū)物110在上述偵測窗開口 108中。 偵測窗前驅(qū)物110為液體狀態(tài)，因此可以采用注入或灌入的方式將偵測窗前驅(qū)物110填滿 偵測窗開口 108。之后，進(jìn)行一固化程序，以使偵測窗前驅(qū)物110固化而形成一偵測窗110。 上述的固化程序例如是偵測窗前驅(qū)物110內(nèi)的反應(yīng)物進(jìn)行自然的聚合反應(yīng)，或是進(jìn)行一照 光程序或加熱程序使偵測窗前驅(qū)物110產(chǎn)生聚合反應(yīng)，而達(dá)到固化。在本實施例中，偵測窗 110的材料例如為可使光學(xué)偵測系統(tǒng)所使用的光線具有至少50%穿透率，此光線例如是介 于600 700nm波長的紅光，或是介于400 700nm波長的白光。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，在進(jìn)行固化程序以使偵測窗前驅(qū)物110固化而形成偵測 窗110之后，還可包括對研磨層106進(jìn)行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序可利 用機(jī)械切削的方式削去研磨層106的上表面層，以使研磨層106的上表面具有平整的表面。 此表面平整化程序也可能同時削去偵測窗110的上表面層。另外，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，在進(jìn)行固化程序以使偵測窗前驅(qū)物110固化而 形成偵測窗110之后，也可進(jìn)行一溝槽形成程序，以在研磨層106內(nèi)形成特定形狀或分布的 溝槽(未示出)。在又一實施例中，上述的溝槽也可以在圖2A的模具102中即設(shè)計溝槽形 狀，因而在進(jìn)行圖2B的灌注程序以及固化程序之后，即可在研磨層106中形成溝槽(未示 出)。上述的實施例是采用預(yù)置入擬偵測窗的方式在研磨層中形成偵測窗開口。但是， 本發(fā)明不限于此，在其他實施例中，也可采用其他方式來取代擬偵測窗。詳細(xì)說明如下。
圖3A至圖3D是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。 圖4A至圖4D分別為對應(yīng)圖3A至圖3D沿著剖面線11-11，的剖面示意圖。圖3A至圖3D 以及圖4A至圖4D的實施例與上述圖IA至圖ID與圖2A至圖2D的實施例相似，因此相同 的元件以相同的符號表示，并且不再重復(fù)贅述。請先參照圖3A與圖4A，首先提供模具202，模具202具有一凸起結(jié)構(gòu)203以及一 容納空間S,凸起結(jié)構(gòu)203位于模具202的容納空間S內(nèi)，容納空間S用于容納模制材料，凸 起結(jié)構(gòu)203的位置為對應(yīng)至研磨機(jī)臺的光學(xué)偵測系統(tǒng)的位置。在本實施例中，模具202的 容納空間S的形狀以及大小是根據(jù)后續(xù)欲形成的研磨墊的形狀及大小有關(guān)。另外，為了使 此領(lǐng)域技術(shù)人員能夠清楚的了解本發(fā)明，在以下的圖式中，僅示出局部的模具202，也就是 省略繪制模具202的上蓋結(jié)構(gòu)。另外，所述凸起結(jié)構(gòu)203的形狀與大小與后續(xù)欲在研磨墊 中所形成的偵測窗的形狀與大小相同或相似。在本實施例中，凸起結(jié)構(gòu)203的厚度與容納 空間S的深度相當(dāng)。根據(jù)另一實施例，凸起結(jié)構(gòu)203的厚度也可以小于容納空間S的深度。接著，請參照圖;3B與圖4B，在模具202中填入研磨層前驅(qū)物106。在模具202中 填入研磨層前驅(qū)物106之后，接著進(jìn)行一固化程序以使研磨層前驅(qū)物106固化而形成一研 磨層106。由于模具202具有凸起結(jié)構(gòu)203，因此所形成的研磨層106僅形成在模具202的容 納空間S內(nèi)未設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)203之處。因此，當(dāng)進(jìn)行脫膜程序之后，凸起結(jié)構(gòu)203可在研 磨層106中定義出一偵測窗開口 108，如圖3C與圖4C所示。上述的偵測窗開口 108是從研 磨層106的頂表面貫穿至底表面，因此偵測窗開口 108為一貫穿開口，且偵測窗開口 108的 形狀與大小與凸起結(jié)構(gòu)203的形狀與大小相當(dāng)。上述是以凸起結(jié)構(gòu)203的厚度與容納空間 S的深度相當(dāng)為例，若凸起結(jié)構(gòu)203的厚度為小于容納空間S的深度，形成偵測窗開口 108 則為一凹洞開口。之后，請參照圖3D與圖4D，灌注一偵測窗前驅(qū)物110于上述偵測窗開口 108中。 偵測窗前驅(qū)物110為液體狀態(tài)，因此可以采用注入或灌入的方式將偵測窗前驅(qū)物110填滿 偵測窗開口 108。之后，進(jìn)行一固化程序，以使偵測窗前驅(qū)物110固化而形成一偵測窗110。類似地，在進(jìn)行固化程序以使偵測窗前驅(qū)物110固化而形成偵測窗110之后，可還 包括對研磨層106進(jìn)行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序可利用機(jī)械切削的方式 削去研磨層106的上表面層，以使研磨層106的上表面具有平整的表面。此表面平整化程 序也可能同時削去偵測窗110的上表面層。另外，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，在進(jìn)行固化程序以使偵測窗前驅(qū)物110固化而 形成偵測窗110之后，也可進(jìn)行一溝槽形成程序，以在研磨層106內(nèi)形成特定形狀或分布 的研磨溝槽(未示出)。在又一實施例中，上述的溝槽也可以在圖4A的模具202中即設(shè)計 溝槽形狀，因而在進(jìn)行圖4B的灌注程序以及固化程序之后，即可在研磨層106中形成溝槽 (未示出)。上述在模具202中形成研磨層106及后續(xù)形成偵測窗110的方法，以及研磨層106 及偵測窗110的材料及性質(zhì)，與先前圖IA至圖2D實施例所述相同，在此不再重復(fù)說明。綜上所述，由于上述實施例不需使用機(jī)械切削工具制作偵測窗開口，因此本實施 例的方法相較于現(xiàn)有的方法具有工序簡單且制造成本低的優(yōu)點。第二實施例
圖5A至圖5E是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。 圖6A至圖6E分別為對應(yīng)圖5A至圖5E沿著剖面線III_III，的剖面示意圖。圖5A至圖5C 以及圖6A至圖6C的實施例與上述圖IA至圖IC及圖2A至圖2C的實施例相同的元件以相 同的符號表示，并且不再重復(fù)贅述。特別是，圖5A至圖5C及圖6A至圖6C的步驟與圖IA 至圖IC及圖2A至圖2C的步驟相同或相似。請先參照圖5A與圖6A，首先提供模具102，模具102具有容納空間S。接著，在容 納空間S內(nèi)的特定位置預(yù)置一擬偵測窗104，此特定位置對應(yīng)至研磨機(jī)臺的光學(xué)偵測系統(tǒng) 的位置。請參照圖5B與圖6B，在模具102中填入研磨層前驅(qū)物106。其中，在模具102中 填入研磨層前驅(qū)物106的方法以及研磨層前驅(qū)物106的性質(zhì)皆與先前實施例所述相同，在 此不再贅述。在模具102中填入研磨層前驅(qū)物106之后，接著進(jìn)行固化程序以使研磨層前 驅(qū)物106固化而形成研磨層106。類似地，上述所形成的研磨層106與擬偵測窗104之間可 完全分離。舉例而言，擬偵測窗104與研磨層106的表面能量差大于10mN/m，如此可使得研 磨層106與擬偵測窗104之間在極小的施加外力之下即便輕易地分離。在本實施例中，研磨層106的材料可選用極性材料，而擬偵測窗104的材料可選用 非極性材料或弱極性材料。此外，根據(jù)其他實施例，擬偵測窗104的材料也可為可分解或可 溶解材料。擬偵測窗104與研磨層106的材料的實例已經(jīng)在上述第一實施例說明，在此不 再贅述。之后，使擬偵測窗104與研磨層106完全分離，以在研磨層106中形成一偵測窗開 口 108，如圖5C與圖6C所示。所形成的偵測窗開口 108是從研磨層16的頂表面貫穿至底 表面，因此偵測窗開口 108為一貫穿開口。此外，偵測窗開口 108也可設(shè)計為形成于研磨層 16的底表面，但未貫穿頂表面，因此偵測窗開口 108為一凹洞開口。接著，請參照圖5D與圖6D，在偵測窗開口 108中置入一偵測窗120，且偵測窗120 的周圍側(cè)面與偵測窗開口 108的內(nèi)側(cè)面間存有一間隙G。偵測窗120為一固體型態(tài)的偵測 窗。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，偵測窗120的材料例如為可使光學(xué)偵測系統(tǒng)所使用的光線具 有至少50%穿透率，此光線例如是介于600 700nm波長的紅光，或是介于400 700nm波 長的白光。請參照圖5E與圖6E，在偵測窗120的周圍側(cè)面與偵測窗開口 108的內(nèi)側(cè)面之間 的間隙G內(nèi)灌注一液態(tài)緩沖層122。由于所灌注的緩沖層122為液體狀態(tài)，因此可以采用 注入或灌入的方式將緩沖層122填滿整個間隙G。之后，進(jìn)行一固化程序，以使液態(tài)緩沖層 122固化而形成一固態(tài)緩沖層122。上述的固化程序例如是液態(tài)緩沖層122內(nèi)的反應(yīng)物進(jìn) 行自然的聚合反應(yīng)，或是進(jìn)行一照光程序或加熱程序使液態(tài)緩沖層122產(chǎn)生聚合反應(yīng)，而 達(dá)到固化。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，緩沖層122的材料例如為可使600 700nm波長的光 線具有至少50%的穿透率。另外，緩沖層122的材料也可選用能量吸收材料。在本實施例 中，研磨層106的材料可為富含芳香環(huán)的材料，偵測窗120的材料可為富含脂肪族的材料， 而緩沖層122的材料為介于研磨層106與偵測窗120之間。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，在進(jìn)行固化程序以使液態(tài)緩沖層122固化而形成一固態(tài) 緩沖層122之后，還可包括對研磨層106進(jìn)行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序 可利用機(jī)械切削的方式削去研磨層106的上表面層，以使研磨層106的上表面具有平整的 表面。此表面平整化程序也可能同時削去緩沖層122及偵測窗110的上表面層。另外，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，在進(jìn)行緩沖層122固化程序之后，也可進(jìn)行一溝槽形成程序，以在 研磨層106內(nèi)形成特定形狀或分布的溝槽(未示出)。在又一實施例中，上述的溝槽也可以 在圖6A的模具102中即設(shè)計溝槽形狀，因而在進(jìn)行圖6B的灌注程序以及固化程序之后，即 可在研磨層106中形成溝槽(未示出)。上述的實施例是采用預(yù)置擬偵測窗的方式在研磨層中形成偵測窗開口。但是，本 發(fā)明不限于此，在其他實施例中，也可采用其他種方式來取代擬偵測窗。詳細(xì)說明如下。圖7A至圖7E是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。 圖8A至圖8E分別為對應(yīng)圖7A至圖7E沿著剖面線IV-IV’的剖面示意圖。圖7A至圖7C以 及圖8A至圖8C的實施例與上述圖3A至圖3C及圖4A至圖4C的實施例相同的元件以相同 的符號表示，并且不再重復(fù)贅述。特別是，圖7A至圖7C及圖8A至圖8C的步驟與圖3A至 圖3C及圖4A至圖2C的步驟相同或相似。此外，圖7D至圖7E以及圖8D至圖8E的實施例 與上述圖5D至圖5E及圖6D至圖6E的實施例相同的元件以相同的符號表示，并且不再重 復(fù)贅述。特別是，圖7D至圖7E及圖8D至圖8E的步驟與圖5D至圖5E及圖6D至圖6E的 步驟相同或相似。請先參照圖7A與圖8A，首先提供模具202，模具202具有凸起結(jié)構(gòu)203以及容納 空間S，凸起結(jié)構(gòu)203的位置為對應(yīng)至研磨機(jī)臺的光學(xué)偵測系統(tǒng)的位置。接著，請參照圖7B 與圖8B，于模具202中填入研磨層前驅(qū)物106。其中，在模具202中填入研磨層前驅(qū)物106 的方法以及研磨層前驅(qū)物106的性質(zhì)與先前所述相同，在此不再贅述。在模具202中填入 研磨層前驅(qū)物106之后，接著進(jìn)行一固化程序以使研磨層前驅(qū)物106固化而形成一研磨層 106。由于模具202具有凸起結(jié)構(gòu)203，因此所形成的研磨層106僅形成在模具202的容 納空間S內(nèi)未設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)203之處。因此，當(dāng)進(jìn)行脫膜程序之后，凸起結(jié)構(gòu)203可在研 磨層106中定義出一偵測窗開口 108，如圖7C與圖8C所示。上述的偵測窗開口 108是從研 磨層106的頂表面貫穿至底表面，因此偵測窗開口 108為一貫穿開口，且偵測窗開口 108的 形狀與大小與凸起結(jié)構(gòu)203的形狀與大小相當(dāng)。此外，凸起結(jié)構(gòu)203也可通過設(shè)計，使所形 成于研磨層106的偵測窗開口 108為一凹洞開口。接著，請參照圖7D與圖8D，在偵測窗開口 108中置入偵測窗120，且偵測窗120的 周圍側(cè)面與偵測窗開口 108的內(nèi)側(cè)面間存有一間隙G。偵測窗120為固體型態(tài)的偵測窗。 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，偵測窗120的材料例如為可使光學(xué)偵測系統(tǒng)所使用的光線具有至 少50%穿透率，此光線例如是介于600 700nm波長的紅光，或是介于400 700nm波長的白光。請參照圖7E與圖8E，在偵測窗120的周圍側(cè)面與偵測窗開口 108的內(nèi)側(cè)面之間的 間隙G內(nèi)灌注液態(tài)緩沖層122。由于所灌注的緩沖層122為液體狀態(tài)，因此可以采用注入或 灌入的方式將緩沖層122填滿整個間隙G。之后，進(jìn)行固化程序，以使液態(tài)緩沖層122固化而 形成固態(tài)緩沖層122。上述的固化程序例如是液態(tài)緩沖層122內(nèi)的反應(yīng)物進(jìn)行自然的聚合 反應(yīng)，或是進(jìn)行一照光程序或加熱程序使液態(tài)緩沖層122產(chǎn)生聚合反應(yīng)，而達(dá)到固化。根據(jù) 本發(fā)明的一實施例，緩沖層122的材料例如為可使600 700nm波長的光線具有至少50% 的穿透率。另外，緩沖層122的材料也可選用能量吸收材料。在本實施例中，研磨層106的 材料可為富含芳香環(huán)的材料，偵測窗120的材料可為富含脂肪族的材料，而緩沖層122的材料為介于研磨層106與偵測窗120之間。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，在進(jìn)行固化程序以使液態(tài)緩沖層122固化而形成一固態(tài) 緩沖層122之后，還可包括對上述的研磨層106進(jìn)行一表面平整化程序。所述的表面平整 化程序可利用機(jī)械切削的方式削去研磨層106的上表面層，以使研磨層106的上表面具有 平整的表面。此表面平整化程序也可能同時削去緩沖層122及偵測窗110的上表面層。另 外，根據(jù)本發(fā)明的其他實施例，在進(jìn)行緩沖層122固化程序之后，也可進(jìn)行一溝槽形成程 序，以在研磨層106內(nèi)形成特定形狀或分布的研磨溝槽(未示出)。在又一實施例中，上述 的溝槽也可以在圖8A的模具102中即設(shè)計溝槽形狀，因而在進(jìn)行圖8B的灌注程序以及固 化程序之后，即可在研磨層106中形成溝槽(未示出)。依照上述第二實施例的方法所形 成的具有偵測窗的研磨墊如圖5E(圖6E)或圖7E(圖8E)所示，其包括研磨層106、偵測窗 120以及緩沖層122。研磨層106具有偵測窗開口 108，且偵測窗120位于偵測窗開口 108 內(nèi)，其中偵測窗120的周圍側(cè)面與偵測窗開口 108的內(nèi)側(cè)面間存有一間隙G。緩沖層122填 滿間隙G。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，研磨層106的材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、 聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚合物。上述偵測窗 120的材料例如為可使光學(xué)偵測系統(tǒng)所使用的光線具有至少50%穿透率，此光線例如是介 于600 700nm波長的紅光，或是介于400 700nm波長的白光。緩沖層122的材料例如 為可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。此外，緩沖層122的材料也可為 能量吸收材料。另外，研磨層106的材料為富含芳香環(huán)的材料，偵測窗120的材料為富含脂 肪族的材料，而緩沖層122的材料為介于研磨層106與偵測窗120之間。圖9至圖10是本發(fā)明一實施例的具有偵測窗的研磨墊制造方法的上視示意圖。值 得一提的是，在上述圖5C與圖7C的實施例中，所形成的偵測窗開口 108是單一貫穿開口。 但是，根據(jù)其他實施例，如圖9所示，所形成的偵測窗開口 108也可以是雙重開口，其包括一 中間部分108a以及位于圍繞中間部分108a的一邊緣部分108b。偵測窗開口 108的中間 部分108a是貫穿開口，而偵測窗開口 108的邊緣部分108b是非貫穿開口，換言之，邊緣部 分108b的底部仍具有研磨層106的部分厚度。將偵測窗開口 108設(shè)計成如圖9所示的優(yōu) 點是，在后續(xù)的放置偵測窗以及填入緩沖層的步驟時，可以有較佳的對位作用。如圖10所 示，偵測窗120是放置于偵測窗開口 108的中間部分108a中，由于偵測窗開口 108的中間 部分108a與邊緣部分108b具有高度差，因而邊緣部分108b可作為放置偵測窗120時的定 位之用。之后，緩沖層122則是填入偵測窗開口 108的邊緣部分108b。綜上所述，由于上述實施例不需使用機(jī)械切削工具制作偵測窗開口，因此本實施 例的方法相較于現(xiàn)有的方法具有工序簡單且制造成本低的優(yōu)點。依照上述第一實施例及第二實施例的方法所形成的具有偵測窗的研磨墊，其中偵 測窗與研磨層間具有的彈性變化(elastic deformation)最大拉力強(qiáng)度為大于85kgf/cm2， 例如為介于90 lOOkgf/cm2。相較于現(xiàn)有的將預(yù)先制作的偵測窗置于模具內(nèi)，再在模具內(nèi) 灌注一研磨層材料，并經(jīng)固化程序形成具有偵測窗的研磨墊，本發(fā)明的研磨墊的偵測窗與 研磨層間具有較佳的接合強(qiáng)度。表一為偵測窗與研磨層間的接合強(qiáng)度比較。其中研磨層的 材料為富含芳香環(huán)的聚氨酯，偵測窗材料B為富含脂肪族的聚氨酯，而偵測窗材料A為芳香 環(huán)含量介于研磨層與偵測窗材料B間的聚氨酯。此外，偵測窗材料A的能量吸收能力大于 偵測窗材料B。
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表一
彈性變化最大拉力強(qiáng)度現(xiàn)有的比較例(偵測窗材料A)62kgf/cm2現(xiàn)有的比較例(偵測窗材料B)84kgf/cm2第一實施例(偵測窗材料A)90kgf/cm2第一實施例(偵測窗材料B)95kgf/cm2第二實施例(偵測窗材料B/緩沖層材料 A)97kgf/cm2以上本發(fā)明的實施例中均以一個偵測窗作說明，但本發(fā)明也可通過相同的方法形 成具有多個偵測窗的研磨墊。此外，本發(fā)明的研磨墊可應(yīng)用于工業(yè)元件制作時，研磨物件表 面所使用，這些物件可包括半導(dǎo)體晶圓、IIIV族晶圓、儲存元件載體、陶瓷基底、高分子聚合 物基底及玻璃基底等，但并非用以限定本發(fā)明的范圍。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可作稍微的更動與潤飾，所以本發(fā)明的保護(hù)范圍 應(yīng)以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，包括預(yù)置一擬偵測窗在一模具內(nèi)；在該模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成一研磨層，該擬偵測窗與該研 磨層兩者之間可完全分離；分離該擬偵測窗與該研磨層，以在該研磨層中形成一偵測窗開口 ；以及灌注一偵測窗前驅(qū)物在該偵測窗開口中并進(jìn)行固化程序以形成一偵測窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗與 該研磨層的表面能量差大于10mN/m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該研磨層的 材料為極性材料，而該擬偵測窗的材料為非極性材料或弱極性材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗的 材料包括含氟聚合物、聚硅氧烷、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或聚丙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗 的材料為可分解或可溶解材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗的 材料包括聚乙烯醇、聚乳酸、聚醣、環(huán)糊精、聚苯乙烯或鹽類。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗 為不透明，包括黑色、紅色、藍(lán)色、或其他深色系。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該研磨層的 材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測窗的 材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測窗 的材料可使400 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測窗 開口為一貫穿開口或一凹洞開口。
12.—種具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，包括提供一模具，該模具具有一凸起結(jié)構(gòu)；在該模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成一研磨層，其中該凸起結(jié)構(gòu)在 該研磨層中定義出一偵測窗開口 ；以及灌注一偵測窗前驅(qū)物在該偵測窗開口中并進(jìn)行固化程序以形成一偵測窗。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測窗開 口為一貫穿開口或一凹洞開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測 窗的材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該偵測 窗的材料可使400 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該研磨層的材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯 或乙烯_乙酸乙烯酯共聚合物。
17.一種具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，包括提供一研磨層，該研磨層已預(yù)形成有一偵測窗開口 ；在該偵測窗開口中置入一偵測窗，其中該偵測窗的周圍側(cè)面與該偵測窗開口的內(nèi)側(cè)面 間存有一間隙；以及在該間隙內(nèi)灌注一緩沖層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，在該研磨層 預(yù)形成該偵測窗開口的方法包括預(yù)置一擬偵測窗在一模具內(nèi)；在該模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成該研磨層，其中該擬偵測窗與 該研磨層兩者之間可完全分離；以及分離該擬偵測窗與該研磨層，以在該研磨層中形成該偵測窗開口。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗 與該研磨層的表面能量差大于10mN/m。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該研磨 層的材料為極性材料，而該擬偵測窗的材料為非極性材料或弱極性材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗 的材料包括含氟聚合物、聚硅氧烷、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或聚丙烯。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵 測窗的材料為可分解或可溶解材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵測窗 的材料包括聚乙烯醇、聚乳酸、聚醣、環(huán)糊精、聚苯乙烯或鹽類。
24.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，該擬偵 測窗為不透明，包括黑色、紅色、藍(lán)色、或其他深色系。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在于，在該研磨層 預(yù)形成該偵測窗開口的方法包括提供一模具，該模具具有一凸起結(jié)構(gòu)；以及在該模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成該研磨層，其中該凸起結(jié)構(gòu)在 該研磨層中定義出該偵測窗開口。
26.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該研磨層的材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、 不飽和聚酯或乙烯_乙酸乙烯酯共聚合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該偵測窗的材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
28.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該偵測窗的材料可使400 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
29.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該緩沖層的材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
30.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該研磨層的材料為富含芳香環(huán)的材料，該偵測窗的材料為富含脂肪族的材料，而該緩沖 層的材料為介于該研磨層與該偵測窗之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該緩沖層的材料為能量吸收材料。
32.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或25所述的具有偵測窗的研磨墊制造方法，其特征在 于，該偵測窗開口為一貫穿開口或一凹洞開口。
33.一種具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，包括一研磨層，其具有一偵測窗開口 ；一偵測窗，位于該偵測窗開口中，其中該偵測窗的周圍側(cè)面與該偵測窗開口的內(nèi)側(cè)面 間存有一間隙；以及一緩沖層，填滿于該間隙。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該研磨層的材料為富 含芳香環(huán)的材料，該偵測窗的材料為富含脂肪族的材料，而該緩沖層的材料為介于該研磨 層與該偵測窗之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該偵測窗的材料 可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
36.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該偵測窗的材料 可使400 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
37.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料 可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料可使 600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料可使 600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
40.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料 為能量吸收材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求33所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該研磨層的材料包括 聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或乙烯_乙酸 乙烯酯共聚合物。
42.一種具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，包括一研磨層；以及一偵測窗，位于該研磨層中，其中該偵測窗與該研磨層間具有一彈性變化最大拉力強(qiáng) 度大于 85kgf/cm2。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該彈性變化最大拉力 強(qiáng)度為介于90 lOOkgf/cm2之間。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該研磨層的材 料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。
45.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該偵測窗的材料 可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
46.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該偵測窗的材料 可使400 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
47.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，還包括一緩沖層， 介于該偵測窗與該研磨層之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料可使 600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，還包括一緩沖層介于 該偵測窗與該研磨層之間，該緩沖層的材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的 穿透率。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，還包括一緩沖層介于 該偵測窗與該研磨層之間，該緩沖層的材料可使600 700nm波長的光線具有至少50%的穿透率。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該研磨層的材料為富 含芳香環(huán)的材料，該偵測窗的材料為富含脂肪族的材料，而該緩沖層的材料為介于該研磨 層與該偵測窗之間。
52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的具有偵測窗的研磨墊，其特征在于，該緩沖層的材料為能 量吸收材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有偵測窗的研磨墊及其制造方法，首先包括預(yù)置一擬偵測窗在一模具內(nèi)；接著，在模具中填入一研磨層前驅(qū)物并進(jìn)行固化程序以形成一研磨層，其中擬偵測窗與研磨層兩者之間可完全分離；之后，分離擬偵測窗與研磨層，以在研磨層中形成一偵測窗開口。偵測窗開口的形成方法，也可選擇以模具中具有一凸起結(jié)構(gòu)來取代擬偵測窗。接著，灌注一偵測窗前驅(qū)物在偵測窗開口中并進(jìn)行固化程序以形成一偵測窗。
文檔編號B24D11/00GK102133734SQ201010003339
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者李炫宗, 楊偉文, 王昭欽, 白昆哲 申請人:智勝科技股份有限公司