专利名称：用于改善的化学机械抛光的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉化学机械抛光(CMP)领域，并尤其涉及CMP工艺中采用的CMP抛光垫的结构和材料特征。
背景技术：
在现代集成电路(IC)制造中，多层材料应用于在半导体晶圆上先前形成的嵌入式结构中。化学机械抛光(CMP)为用于去除所述层并平坦抛光晶圆表面以获得预期结构的抛光工艺。CMP可在氧化物和金属上执行并通常包括采用经由相对晶圆运动(例如，该垫可相对晶圆圆周转动)的抛光垫施加的化学浆液。得到的光滑、平坦表面对于后续步骤维持光刻的焦深以及确保金属互连不会在轮廓台阶上部变形来说是必不可少的。镶嵌(Damascene)工艺要求CMP从介电材料的顶表面去除诸如钨或铜的金属以限定互连结构。
垫/浆液组合的平坦化/抛光性能受抛光垫的机械性能和浆液的化学特性和分布影响。通常抛光垫可为多孔的和/或包括分布浆液的凹槽。然而，这将降低抛光垫的总强度，致使抛光垫更易弯曲并因此降低平坦化性能。例如，图1A示出由于在晶圆100上应用柔性抛光垫导致的“碟形”结果。柔性抛光垫提供光滑的表面但由于过抛光衬底102表面上诸如铜层104的较软元件形成碟形106。碟形造成的后果为金属厚度的不必要降低，并导致不良的器件性能。
通过使用能提供更佳平坦化的较坚硬的抛光垫可减少或消除碟形。通过减少垫中孔和/或凹槽的数量，抛光垫可变得更坚硬，然而，这可导致不同的后果，例如，不佳的浆液分布。最终结果可能为增加衬底102和/或铜层104上的表面缺陷108的数量(例如，由于刮擦和/或点蚀表面/层)，如图1B中所示，其示出了可能由于在晶圆100上应用相对坚硬的抛光垫导致的表面缺陷108。
不管柔性的还是坚硬的，抛光垫通常由氨基甲酸酯(urethane)形成，以浇铸成形并填充有微孔物质或由聚亚安酯(polyurethane)涂覆的无纺毡形成。在抛光期间，由于抛光力导致垫表面产生形变。调节工艺包括在抛光工艺期间旋转垫的同时用高纯度金刚石覆盖的圆盘压在垫表面上。调节圆盘的金刚石切断并去除抛光垫的顶层，从而暴露下面新的抛光垫表面。
在图2A-图2C中示意性地描述上述观点。具体地，图2A示出了传统的新抛光垫110的侧剖面图。抛光垫110包括经常在诸如Rhom & Haas公司的IC1000中的商用抛光垫中出现的微型元件114和凹槽116。图2B示出了抛光后的抛光垫110的表面112。该抛光垫的顶表面出现出老化现象118，在由于块氨基甲酸酯材料的塑性或粘性流动而引起边缘老化处的微型元件114周围更为明显。图2C示出了完成调节工艺后抛光垫的表面112。注意，由于调节期间材料去除，因此凹槽116的深度低于图2A所示的新抛光垫的情况。
经过几个周期的抛光和调节后，通常为抛光垫的总厚度磨损至以致抛光垫必需替换的情况。显然现有技术中应用的抛光垫的磨损速率垫与垫之间各异并且还可能一批垫与另一批垫之间各异。目前没有定量的方法确定垫磨损，从而确定垫寿命的终点。取代地，垫寿命的终点一般基于垫表面的直观检查以查看剩余的凹槽深度。在无凹槽的抛光垫的情况下，垫寿命终点的确定通常基于抛光晶圆的数量或从垫首次用于抛光后经过的时间。由于这些测量方法不是特别精确，优选地实施一致的、定量的方法以确定“垫寿命终点”。即，一种基于垫表面的细微磨损的方法将有益于为垫改变提供相应的根据。
发明内容
根据本发明实施方式设计的一种抛光垫包括具有在一侧粘附于其上的多孔浆液分布层以及在另一侧的可压缩的下层的导板。通过浆液分布层和导板互相交叉，从而相对彼此和导板维持在平面取向的多个抛光元件粘附于可压缩的下层上，其中每个抛光元件均在相邻浆液分布层的导板的表面上方伸出。可选地，可包括设置于导板和浆液分布层之间的薄膜。该薄膜可为导电的或不导电薄膜并可利用粘合剂与导板粘接。在某些情况下，该薄膜可为离子交换薄膜。
抛光垫的导板可由不导电材料构成并可包括容纳独立抛光元件的孔。一些抛光元件可具有圆形的截面，而其他可具有三角形截面或任意其他形状。在任何情况下，抛光元件可由以下任意其中之一或组合构成热传导材料、导电材料或不导电材料。例如，抛光元件可由导电的聚合物聚苯胺、碳、石墨、或金属填充的聚合物。可形成一个或多个抛光元件使其与晶圆表面滑动接触，而其他可形成为与晶圆表面滚动接触(例如，具有由聚合的、金属氧化物或导电材料构成的滚动尖端)。
浆液分布材料可包括多个浆液阻流元件(例如，孔)并具有10％和90％之间的孔隙率。优选地，虽然不必须，浆液分布材料利用粘合剂粘附于导板上。在一些情况下，浆液分布材料可包括不同材料构成的多层。例如，浆液分布材料可包括具有相对大的孔的表层和具有相对小的孔的底层。一般认为，可采用一种材料执行浆液分布元件和导板的功能。这种材料可为导板，其具有开孔的泡沫表面或凹槽或挡板以调节流经表面的浆液。
抛光垫还可包括磨损传感器，其设计用于提供垫磨损和/或寿命终点的指示。
图1A为在CMP操作期间采用传统的相对柔性的抛光垫引起的碟形的实施例；图1B为在CMP操作期间由采用相对坚硬的抛光垫引起的擦伤或点蚀晶圆/层的实施例；图2A-2C为利用传统的抛光垫受到的垫磨损的过程；图3A为根据本发明的一实施方式设计用于CMP操作中的圆形抛光垫的剖面侧视图；图3B为类似于图2A所示的抛光垫，但其包括根据本发明另一实施方式的可压缩的下层。
图4为根据本发明再一实施方式的具有浆液可流经的交叉的抛光垫元件的抛光垫的顶视图；图5A为垫304中嵌入的光学传感器302的剖面侧视图；
图5B-5E为可与根据本发明实施方式设计的抛光垫结合使用的各种光学传感器设计；图6A为根据本发明实施方式在新抛光垫表面下方设置的电化学传感器；图6B为由于垫磨损导致暴露的图6A的电化学传感器示意图；图7A为根据本发明再一实施方式在抛光垫表面下方嵌入的导电板的实施例；图7B为根据本发明实施方式固定在如图7A所示的垫顶表面上的涡流传感器的结构以有助于确定垫磨损的示意图。
具体实施例方式
本文所述为一种改善的CMP抛光垫和工艺，其用于抛光包括在晶圆上的金属镶嵌结构的半导体晶圆和其上的多层结构。本发明认识到抛光垫的物理特性对CMP工艺的质量的影响。具体地说，一般认为较柔性的抛光垫产生碟形，而具有减少浆液分布的较坚硬的垫产生较多的表面缺陷。虽然在本文列出了不同的抛光垫结构(例如，几何范围、比例和材料的特定实施例)以及抛光工艺，但是应当理解本发明可等同地应用于包括其他类型的抛光垫制造材料和沉积去除工艺。换句话说，采用其他材料和技术认为包含在说明书后的权利要求书中要求保护的本发明范围内。
除了各种抛光垫结果外，本发明还包括抛光工艺，其中该抛光工艺包括用机械加工的、多层叠、聚合物垫结合可包含亚微米颗粒的抛光流体压住晶圆并在压力下使晶圆相对抛光垫运动，从而移动的、加压的接触导致平坦的去除所述晶圆的表面。根据本发明实施方式设计的抛光垫包括各种元件抛光流体分布层、抛光接触或元件、导板，以及可选的弹性、可恢复的(即可压缩的)下层。在某些情况下，不同的垫元件由聚合物组成并且抛光元件可由导电材料诸如商业公知为PaniTM(商标名称ORMECOMTM)的导电聚合物聚苯胺、碳、石墨或金属填充的聚合物组成。在其他实施方式中，抛光元件可由热传导材料，诸如碳、石墨或金属填充的聚合物组成。浆液分布材料可为开孔泡沫和可压缩的下层闭孔泡沫。还可通过在导板上提供凹槽或形成挡板从而调节浆液流速实现浆液分布功能。
当垫在使用时(即，当它相对晶圆表面移动时)，抛光元件可产生与晶圆表面的滑动接触或滚动接触。在后者情况下，一个或多个抛光元件可能具有圆柱形主体和转动尖端。转动尖端可由不同的材料，诸如聚合物、金属氧化物或导电材料组成。转动尖端抛光元件可与滑动接触抛光元件相同的方式结合入垫材料中。
本文所述的抛光垫可用于CMP工艺相关的不同工艺步骤中。这包括在多步骤工艺中的应用，对一步骤的工艺连续采用多个抛光垫和不同特性的浆液，另一方面在整个抛光阶段采用一个抛光垫和一种或多种浆液。
在本发明的一些实施方式中，抛光垫可设计为具有定量确定抛光垫表面磨损或简单确定“垫寿命终点”的能力。例如，可在在垫中距离顶表面预设深度(即，从抛光元件尖端测量)处嵌入“垫寿命终点”传感器，或更常用的“探测器”。当垫磨损至将传感器设置或激活的预设厚度时，传感器探测该磨损并向抛光系统提供输入。
寿命终点传感器可包括具有反射涂层覆盖的顶表面的透光圆柱形插塞。该插塞可嵌入在垫中从而插塞的反射端以预设高度设置于垫的顶表面下方。光源和探测器通过透光窗口设置于抛光设备的平台内。当光束入射到新垫的插塞上时，反射表面反射回该光线表明该垫仍在有效寿命内。然而，当垫已磨损至预定值并且插塞的顶部约与现已暴露的垫表面的齐平时，反射表面将被磨损并且光线将经过垫透射。反射光线信号强度引起的改变提供垫磨损的示意性反馈。该变化可用于确定“垫寿命终点”(例如，寿命终点可用位于或低于以上建立的阈值的反射信号强度表示)。
探测硬件可位于垫(和平台)下方或垫上方，从而光学透明插塞(opticalinsert)可适当地调节以探测并解读反射光信号。一个或多个这种插塞可用于确定剩余垫寿命的百分比。例如，不同的插塞可嵌入在不同深度，对应于垫寿命的25％、50％、75％和100％(或其他分值)。以该方式可提供垫磨损信息。
在本发明的另一实施方式中，单个锥形插塞可与垫表面齐平设置从而在垫使用期间暴露的插塞开口的尺寸提供垫磨损百分比信息，并因此提供垫寿命信息。在另一实施方式中插塞可具有多台阶表面，其随着垫磨损以不同程度暴露。可校准台阶的高度以提供关于垫磨损的信息。
在本发明的再一实施方式中，垫寿命传感器插塞可包括具有按照反射率顺序排列的具有不同透射程度的滤光器。例如，顶层可具有100％反射率(例如，对于所述插塞的全反射)此时滤光器与新垫表面齐平。在25％的插塞深度处，即嵌入了具有例如75％反射率的滤光器，以及类似地在50％的插塞深度处，即嵌入了例如50％反射率的滤光器，以及在75％的插塞深度处，即嵌入了25％反射率的滤光器。当然根据设计者的具体需要，可改变这些相对深度和相对百分比以获得类似功能。
首先采用这种插塞/滤光器设置，入射光将完全被反射并且垫寿命确定为100％(即，新垫)。随着垫磨损，顶反射层被去除并获得75％(以及更低)反射率的滤光器。随着每个滤光器的暴露(以及接着通过进一步磨损去除)，根据反射信号的强度可确定剩余垫寿命。从而单个元件可用于探测和监控垫寿命。
在本发明的各种实施方式中，传感器可为电化学传感器，其包含在距离新垫的顶表面预定深度或多个深度处在垫内嵌入的两个或多个探针。随着垫磨损，暴露探针，浆液在探针之间提供导电性，从而由此形成的电信号通路可用于将信号传播或传输至探测器从而探测垫磨损并最终得到垫寿命端点。
在再一实施方式中，传感器可为在新垫的表面下方在预定深度处嵌入的导电板。外部电容或涡流传感器可用于探测距导电板的距离，从而确定垫厚度或垫磨损。以下将进一步描述本发明的这个和其他实施方式。
现参照图3A，其示出了根据本发明的一个实施方式设计的用于CMP工艺中的圆形抛光垫200的剖面侧视图。在使用中，在抛光时，抛光垫200相对晶网表面旋转，抛光垫表面在晶圆接触表面202与晶圆相接触(一般在压力下)。浆液分布材料204提供抛光元件206之间浆液通路中的流动控制。
抛光垫的基座为导板208，其为抛光元件206提供横向支撑并可由诸如聚合物或聚碳酸酯的不导电材料构成。在本发明的一实施方式中，导板208包括与导板208制造为一体的孔或从导板208钻的孔以容纳各抛光元件206。抛光元件206可固定在表面而不是导板208上(抛光元件经过该导板)；利用诸如双面胶带或环氧树脂的粘合剂固定在平面内。例如，抛光元件206可固定于柔性下层(如以下所述)或罩(也如以下所述)，但可关于它们的长轴在垂直方向经过导板208中的孔可自由移动。可构造所述抛光元件从而它们具有大于它们经过的导板孔直径的基座直径。例如，抛光元件的主体可具有直径“a”，以及导板孔直径“b”，诸如“b”略大于“a”，但仍然小于抛光元件基座的直径“c”。实际上，抛光元件将在平板的顶部上类似于柱体。在各种实施方式中，贯穿导板208的孔的深度和间隔可根据适合于具体CMP工艺的优化方案而不同。抛光元件各相对彼此和导板维持在平面取向内。
抛光元件206可在导板208的表面上方伸出，如图3A所示。这在交叉设置的抛光元件206和导板208之间为浆液分布提供容积。抛光元件可为不同的几何形状(例如圆形和/或三角形截面)并可由热传导或导电和不导电材料的任意其中之一或组合构成。例如，抛光元件206可由导电或热传导材料，诸如导电聚合物、如商业被称为PaniTM(商标名称ORMECOMTM)的聚苯胺、碳、石墨或金属填充的聚合物构成。抛光元件206可为与晶圆滑动接触的传统抛光元件或某些元件或每个元件均包括滚动接触。例如，一些或每个抛光元件206可具有圆柱形主体和滚动尖端，类似于圆珠笔尖。滚动尖端可为聚合物、金属氧化物或导电材料。
在各种实施方式中，抛光元件206还可在浆液分布材料204上方伸出小于或等于2.5毫米。然而，应当理解，根据抛光元件206的材料特性和表面上部所需的浆液流动，该值可大于2.5毫米。
在本发明的一实施方式中，交叉设置的抛光元件206之间的容积可至少部分地用浆液分布材料204填充。浆液分布材料204可包括诸如挡板或凹槽(未示出)、或孔的阻流元件以在CMP工艺期间调节浆液流速。在各种实施方式中，多孔浆液分布材料204具有10％和90％的孔隙率并可位于导板208上。浆液分布材料204可利用诸如双面胶带的粘合剂固定于导板208上。另外，浆液分布材料204可由不同材料的多层组成以在浆液分布材料204的不同深度(距离抛光表面)处获得预期的浆液流速。例如，抛光表面处的表层可具有较大的孔以增加该表面上的浆液流量和流速，而下层具有较小的孔以在靠近表面层保持更多的浆液从而有助于调节浆液流动。
抛光垫200还可包括薄膜210，其位于导板208的表面并在导板208和浆液分布材料204之间以及延伸至导板208的抛光元件206的每个部分和交叉的容积之间形成阻挡。在其他情况下，该薄膜可位于导板208下方。薄膜210可为导电或不导电薄膜并利用诸如双面胶带或环氧树脂固定至导板208上。例如，薄膜210可为允许电荷通过而不允许液体通过的离子交换薄膜。
抛光垫200还可包括罩212，设计该罩从而导板208、薄膜210、抛光元件206和浆液分布材料204至少部分外围地包含于罩212中。在抛光操作中，罩212除提供用于旋转或以其他方式操纵垫200的装置的界面外，还可提供抛光垫200的附加稳定性。罩212可由诸如聚合物、金属等的刚性材料组成，并利用诸如双面胶或环氧树脂的粘合剂固定至导板208上。
在使用期间，抛光垫200的厚度214(T)影响抛光垫的刚性和物理性质。在一实施方式中，厚度可为25毫米，然而，根据形成抛光垫200采用的材料和执行CMP工艺的类型，该值可从3毫米到10毫米改变。
现回到图3B，其示出了抛光垫200A。垫200A类似于参照图2A中所述的垫200的结构，但包括可压缩的下层216。当受压时，除其他特征外，可压缩的下层216还提供指向抛光表面的正压力。一般地，在5psi(磅/每平方英寸)时该压缩比可为约10％，然而，应该理解根据形成抛光垫200采用的材料和CMP工艺的类型，该压缩比可以不同。可压缩的下层216可由RBX Industries公司制造的BONDTEXTM泡沫形成。在不同实施方式中，可压缩的下层216可包含在罩212中、罩212的外部，或代替罩212。
图4示出了根据本发明实施方式设计的抛光垫300的顶视图。抛光元件206在整个抛光垫300上交叉。浆液分布材料204渗透到由从导板(未示出)伸出并由罩212包围的抛光元件206形成的整个容积中。在容积提供浆液通路302时，浆液分布材料204提供控制浆液流经如参照图3A以上所述的容积的结构。
根据具体的CMP工艺和浆液分布特征，抛光元件206的分布可不同。在不同的实施方式中，抛光元件206可具有总抛光垫表面面积的30％和80％之间的密度，该密度由每个抛光元件206的直径304(D)和抛光垫300的直径决定。在一实施方式中，直径304为至少50微米。在其他实施方式中，该直接可在50微米和30毫米之间改变。抛光元件的一般直径为3-10mm。
如上所述，根据本发明实施方式设计的一些抛光垫结合传感器以确定垫寿命的部分或全部终点(例如，垫磨损导致寿命终点)。可以采用基于光的、电化学的-或电流的传感器确定诸如磨损/寿命终点。所述传感器在垫顶表面下方的一个或者多个预设深度处装入垫中。当由于电磨损而暴露时，所述传感器能将光信号或电化学传感器情况的导电性传播给闭合电路，从而能将来自传感器的所述信号传播至一个或多个探测器。在采用涡流或电容传感器的情况下，导电板可嵌入在垫的顶表面下方以及探测器设置于垫上方或下方。因此，板和传感器之间的垫厚度与传感器影响由探测器接收到的信号强度，该信号强度用于确定垫寿命的部分或全部终点。
图5A为嵌入在垫304中的光学传感器302的剖面侧视图。光学传感器306的顶表面为反射性的以使入射光308反射回310，其位于顶表面下方。该传感器对于设计的抛光垫具有定量确定垫的抛光面的磨损或简单确定“垫寿命终点”实施方式是很有用的。例如，光学传感器302可用作“垫寿命终点”传感器，或更广泛地用作距离垫的顶表面预设深度处(即，从抛光元件的尖端测量)嵌入在垫304中的“探测传感器”。当垫磨损至设置或激活传感器的预设厚度，传感器探测该磨损并提供输入至抛光系统。
传感器302为具有反射涂层覆盖的顶表面的透明柱形插塞。该插塞可嵌入在垫304中从而插塞的反射端以预设高度设置在垫的顶表面下方。光源和探测器通过透光窗口设置于抛光设备的平台中。当光束入射在新垫的插塞上时，反射表面反射回该光线表明该垫仍然在使用寿命内。然而，当该垫已磨损至预设程度并且该插塞的顶部约与已暴露的垫表面齐平时，反射表明将被磨损掉并且光线将透射通过该垫。从而，反射光信号强度发生的改变提供表示垫磨损的反馈信息。这种变化可用于确定“垫寿命终点”(例如，可通过处于以上建立的阈值或该阈值以下的反射信号强度表示寿命终点)。
显然探测硬件可位于垫(和平台)下方或垫上方，并因此可适当地调节光学透明插塞以探测并解释反射的光信号。一个或多个插塞可用于确定剩余垫寿命的百分比。例如，不同的插塞可嵌入在不同深度，对应25％、50％、75％和100％(或其他增量)的垫寿命。以该方式可提供垫磨损信息。
在本发明的另一实施方式中，可设置单个锥形插塞与垫表面齐平从而在垫使用期间暴露的插塞开口的尺寸提供关于垫磨损并因此提供垫寿命的百分比的信息。在本发明的再一实施方式中，插塞可具有多台阶表面，随着垫磨损其暴露至不同程度。可测量台阶的高度以提供垫磨损百分比的信息。
在本发明的另一实施方式中，垫寿命传感器插塞可包含具有根据反射率顺序设置的不同程度透射的滤光器例如，顶层可具有100％反射率(例如，该插塞的全部反射率)并与新垫表面齐平(或接近)。在25％的插塞深度处，即嵌入了具有75％反射率的滤光器，以及类似地，在50％的插塞深度处，即嵌入了50％反射率的滤光器，以及在75％的插塞深度，即嵌入了25％反射率的滤光器。当然，根据设计者的具体需要，可改变这些相对深度和反射率百分比以获得类似功能。
图5B-5E示出了以上所属各种光学传感器的实施例，其可与根据本发明实施方式的抛光垫304结合使用。当然也可采用其他结构的光学传感器。具体地，图5B示出了具有反射表面306’的多台阶光学传感器312，图5C示出了具有多个反射表面306”的单个传感器314，图5D示出了用于在单个传感器中结合有反射表面的另一装置。在这种情况下，反射表面306包括三角形截面传感器316的侧面。图5E示出了可变面积的光学传感器318从而反射表面316的截面面积比例表示剩余的部分垫寿命。对本领域的技术人员来说很明显传感器312、314、316和318可结合在抛光垫中，与垫的顶表面齐平。反射光信号强度的改变提供垫磨损信息以确定垫寿命终点。
在本发明的再一实施方式中，寿命终点传感器可为包含在距离新垫时的顶表面预设深度或多个深度处嵌入在该垫中的两个或多个探针。在图6A中示出了该结构的实施例，该图示出了设置于新垫404表面的下方的电化学传感器402。随着垫磨损，暴露出探针，浆液提供探针之间的导电性，并因此形成的电信号通路可用于将信号传播或传输给探测器从而探测垫磨损，并最终探测垫寿命终点。图6B示出了由于垫磨损暴露的电化学传感器以及探针406通过浆液成分408连接。电路中的连续性表明以发生了一定程度的垫磨损。
在本发明的另一实施方式中，寿命终点传感器可为在新垫时的表面下方预设深度嵌入的导电板。外部电容或涡流传感器可用于探测距离导电板的距离，从而探测垫厚度或垫磨损。图7A示出了具有在垫表面504下方嵌入的导电板502的结构的实施例。电容传感器板506固定在垫的顶表面上以确定分离，所述分离表明垫磨损。图7B示出了具有固定在垫的顶表面上以确定分离的涡流传感器508的设置。
因此，本发明公开了一种改进的CMP抛光垫和用于抛光半导体晶圆及其上包括所述晶圆上的金属镶嵌结构的多层结构的工艺。虽然参照某些示例性实施例，已描述了本发明的抛光垫和工艺的应用，但是应当理解本发明的范围不应当由这些实施例限定。替代地，本发明的真正范围应当由以下的权利要求书限定。
权利要求
1.一种抛光垫，包括在一侧上具有粘附在其上的多孔浆液分布层以及在另一侧上具有可压缩下层的导板；以及穿过所述浆液分布层和所述导板彼此交叉从而相对其他抛光元件和导板维持在平面取向的多个抛光元件，其中，每个抛光元件粘附于所述可压缩下层并在靠近所述浆液分布层的所述导板的表面上方伸出。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，进一步包括设置于所述导板和所述浆液分布层之间的薄膜。
3.根据权利要求2所述的抛光垫，其特征在于，所述薄膜包括导电薄膜。
4.根据权利要求2所述的抛光垫，其特征在于，所述薄膜包括不导电薄膜。
5.根据权利要求2所述的抛光垫，其特征在于，所述薄膜利用粘合剂固定于所述导板上。
6.根据权利要求2所述的抛光垫，其特征在于，所述薄膜包括离子交换薄膜。
7.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述导板由不导电材料构成。
8.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫的至少其中一些具有圆形截面。
9.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫的至少其中一些具有三角形截面。
10.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光元件由热传导材料、导电材料或不导电材料的其中任意之一或组合构成。
11.根据权利要求10所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光元件由导电的聚合物聚苯胺、碳、石墨、或金属填充的聚合物构成。
12.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，形成一个或多个所述抛光元件从而与晶圆表面滑动接触。
13.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，形成一个或多个所述抛光元件从而与晶圆表面滚动接触。
14.根据权利要求13所述的抛光垫，其特征在于，形成与晶圆表面滚动接触的所述一个或多个抛光元件具有柱形主体和滚动尖端。
15.根据权利要求14所述的抛光垫，其特征在于，所述一个或多个抛光垫的滚动尖端由聚合物、金属氧化物或导电材料的其中之一构成。
16.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述浆液分布材料包括多个浆液阻流元件。
17.根据权利要求16所述的抛光垫，其特征在于，所述浆液分布材料具有10％和90％之间的孔隙率。
18.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述浆液分布材料利用粘合剂固定于所述导板上。
19.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述浆液分布材料包括不同材料构成的多层。
20.根据权利要求19所述的抛光垫，其特征在于，所述浆液分布材料包括具有较大孔的表层和具有较小孔的底层。
21.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，进一步包括设计以至少部分外围地包含所述导板、所述抛光元件和其中的所述浆液分布材料的罩。
22.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫具有3毫米和10毫米之间的厚度。
23.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述可压缩下层由泡沫或弹性聚合物形成，其设计为当受压时提供指向所述抛光垫的抛光面的正向压力。
24.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光元件在所述抛光垫的表面分布使得所有所述抛光元件具有总抛光垫表面面积的30％到80％之间的密度。
25.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，进一步包括在距离所述垫的顶表面从一个或多个所述抛光元件的工作端测得的深度处嵌入的垫磨损传感器。
26.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括具有反射涂层覆盖的顶表面的光学透明插塞。
27.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括在所述垫内不同深度处嵌入的多个透光学透明插塞。
28.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括与所述垫的顶表面齐平设置的透光锥形插塞。
29.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括具有设计以随着所述垫磨损不同程度暴露的多台阶表面。
30.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括光学透明插塞，所述光学透明插塞包含具有根据反射率顺序设置不同透射程度的滤光器。
31.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括电化学传感器，所述电化学传感器包含嵌入在所述垫中的两个或多个探针。
32.根据权利要求25所述的抛光垫，其特征在于，所述垫磨损传感器包括在所述垫下方的一深度处嵌入的导电板。
全文摘要
本发明公开了一种抛光垫，其包括在一侧具有粘附在其上的多孔浆液分布层而在另一侧具有可压缩下层的导板。穿过所述浆液分布层和所述导板彼此交叉从而相对彼此维持在平面取向的多个抛光元件和导板粘附于柔性的下层上，以及每个抛光元件在与所述浆液分布层相邻的所述导板的表面上方伸出。可选地，薄膜可设置于所述导板和所述浆液分布层之间。所述抛光垫还可包括磨损传感器以有助于确定垫磨损和寿命终点。
文档编号B24D11/00GK101048260SQ200580037158
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月5日 优先权日2004年10月6日
发明者拉杰夫·巴贾 申请人:拉杰夫·巴贾