专利名称：具有侦测窗的研磨垫及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种研磨垫及其制造方法，且特别涉及一种具有侦测窗的研磨垫及其 制造方法。
背景技术：
随着产业的进步，平坦化制程经常被采用为生产各种元件的制程。在平坦化制程 中，研磨制程经常被产业所使用。一般来说，研磨制程是通过施加一压力于被研磨物件，以将其压置在研磨垫上，且 物件及研磨垫彼此间具有一相对运动。通过相对运动所产生的机械摩擦，移除部分物件表 层，而使其表面逐渐平坦，来达成平坦化的目的。此外，也可选择在研磨过程中，供应具有化 学品混合物的研磨液或研磨浆于研磨垫上，在机械效应与化学效应共同作用下，达成平坦 化物件表面。对于具有光学侦测系统的研磨机台，研磨垫上某部分区域通常会设置有一透明 侦测窗，其功能是当使用此研磨垫进行物件表层研磨时，使用者可通过机台的光学侦测系 统，透过透明侦测窗来侦测物件表层的研磨情况，以作为研磨制程的终点侦测(End-Point Detection)0现有的在研磨垫上制作侦测窗的方法为先制作出一研磨垫之后，利用机械切削的 方式在研磨垫中裁切出一侦测窗开口。之后，再在上述所形成的侦测窗开口内灌入一侦测 窗材料，并通过一固化程序以使侦测窗材料固化以形成一侦测窗。然而，此种方法需使用机 械切削的方式在研磨垫中裁切出侦测窗开口，多增加一道切削工序，也增加生产研磨垫所 需的工时。另外，由于此种方法需要额外的机械切削工具，因而也使得制造成本较高。现有的另一种在研磨垫上制作侦测窗的方法为先完成一侦测窗的制作，之后将此 侦测窗直接放置在一研磨垫模具内。接着，在模具内灌注一研磨垫材料，并通过一固化程序 以使研磨垫材料固化，如此即可形成具有侦测窗的研磨垫。但是，此种方法所存在的问题 是，研磨垫与侦测窗之间的接合强度(bonding strength)不足。换言之，以上述方法所形 成的研磨垫，在较长时间的研磨过程中，液体容易自研磨垫和侦测窗的接缝渗漏至光学侦 测系统，导致研磨终点侦测受到干扰，进而影响到物件的研磨品质。
发明内容
本发明提供一种具有侦测窗的研磨垫制造方法，其不需要机械切削程序来形成侦 测窗开口。本发明提供一种具有侦测窗的研磨垫，其侦测窗与研磨垫之间具有较佳的接合强度。本发明提供一种具有侦测窗的研磨垫制造方法。首先包括预置一拟侦测窗在一模 具内。接着，在模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成一研磨层，其中拟侦测窗 与研磨层两者之间可完全分离。之后，分离拟侦测窗与研磨层，以在该研磨层中形成一侦测窗开口。灌注一侦测窗前驱物在侦测窗开口中并进行固化程序以形成一侦测窗。本发明还提供另一种具有侦测窗的研磨垫制造方法。首先提供一模具，此模具具 有一凸起结构。接着，在模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成一研磨层，其中 凸起结构在研磨层中定义出一侦测窗开口。之后，灌注一侦测窗前驱物在该侦测窗开口中 并进行固化程序以形成一侦测窗。本发明还提供另一种具有侦测窗的研磨垫制造方法。首先提供一研磨层，此研磨 层已预形成有一侦测窗开口。接着，在侦测窗开口中置入一侦测窗，其中侦测窗的周围侧面 与侦测窗开口的内侧面间存有一间隙。之后，在间隙内灌注一缓冲层。本发明提供一种具有侦测窗的研磨垫，其包括一研磨层、一侦测窗以及一缓冲层。 研磨层具有一侦测窗开口。侦测窗位于侦测窗开口中，其中侦测窗的周围侧面与侦测窗开 口的内侧面间存有一间隙，缓冲层填满于间隙。本发明还提供另一种具有侦测窗的研磨垫，其包括一研磨层以及一侦测窗位于研 磨层中，其中侦测窗与研磨层间具有一大于85kgf/cm2的弹性变化最大拉力强度。基于上述，本发明的制造方法不需使用机械切削工具制作侦测窗开口，因此本发 明的方法相较于现有的方法具有工序简单且制造成本低的优点。另外，相较于现有的方法， 本发明的研磨垫，在研磨层与侦测窗之间具有较佳的接合强度。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
图IA至图ID是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图；图2A至图2D分别为对应图IA至图ID沿着剖面线1_1’的剖面示意图；图3A至图3D是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图；图4A至图4D分别为对应图3A至图3D沿着剖面线11_11，的剖面示意图；图5A至图5E是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图；图6A至图6E分别为对应图5A至图5E沿着剖面线III-III，的剖面示意图；图7A至图7E是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图；图8A至图8E分别为对应图7A至图7E沿着剖面线IV-IV’的剖面示意图；图9至图10是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。附图标记说明102 模具；104 拟侦测窗；106 研磨层前驱物/研磨层；108 侦测窗开口；108a:中间部分；10 :边缘部分；110 侦测窗前驱物/侦测窗；120 侦测窗；122 缓冲层；
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202 模具；203:凸起结构；S 容纳空间；G:间隙。
具体实施例方式第一实施例图IA至图ID是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。 图2A至图2D分别为对应图IA至图ID沿着剖面线1_1’的剖面示意图。请先参照图IA与 图2A，首先提供一模具102，模具102具有一容纳空间S，用于容纳模制材料。在本实施例 中，模具102的容纳空间S的形状以及大小是根据后续欲形成的研磨垫的形状及大小有关。 另外，为了使此领域技术人员能够清楚的了解本发明，在以下的图式中，仅示出局部的模具 102，也就是省略绘制模具102的上盖结构。接着，在模具102容纳空间S内的特定位置预置一拟侦测窗104，此特定位置对应 至研磨机台的光学侦测系统的位置。所述拟侦测窗104的形状与大小与后续欲在研磨垫中 所形成的侦测窗的形状与大小相同或相似。在本实施例中，拟侦测窗104的厚度与容纳空 间S的深度相当，若因拟侦测窗104受压时会有稍许的压缩量时，可调整使其厚度略厚于容 纳空间S的深度。然而，拟侦测窗104的厚度也可小于容纳空间S的深度。拟侦测窗104 固定于模具102的特定位置的方式，可用模具102与上盖结构压置方式，或以粘胶方式，将 拟侦测窗104固定于模具102的特定位置。此外，拟侦测窗104的材料可选择包括磁性材 料，如此可以磁性吸附方式，将拟侦测窗104固定于模具102的特定位置。接着，请参照图IB与图2B，在模具102中填入一研磨层前驱物106。所述研磨层 前驱物106 —般为液体状态，因此其可以采用注入或灌入的方式将模具102中的容纳空间 S填满。在注入或灌入研磨层前驱物106的时候，模具102是被上盖结构密封住而仅保留 注入口。由于模具102的容纳空间S内已经预置入有拟侦测窗104，因此所注入的研磨层 前驱物106会填满未被拟侦测窗104所占据的容纳空间S。倘若拟侦测窗104的厚度与容 纳空间S的深度相当或略厚时，则所注入的研磨层前驱物106会包覆拟侦测窗104的周围 表面。倘若拟侦测窗104的厚度小于容纳空间S的深度，则所注入的研磨层前驱物106，除 了会包覆拟侦测窗104的周围表面，还会覆盖拟侦测窗104的上表面。在模具102中填入 研磨层前驱物106之后，接着进行一固化程序以使研磨层前驱物106固化而形成一研磨层 106。前述固化程序，例如是研磨层前驱物106内的反应物进行自然的聚合反应，或是进行 一照光程序或加热程序使研磨层前驱物106产生聚合反应，而达到固化。特别是，根据上述方式所形成的研磨层106与拟侦测窗104之间可完全分离。换 言之，研磨层106与拟侦测窗104之间具有相当低的粘着力。举例而言，拟侦测窗104与研 磨层106的表面能量差大于10mN/m，如此可使得研磨层106与拟侦测窗104之间在极小的 施加外力下即便轻易地分离。为了达到研磨层106与拟侦测窗104之间具有可完全分离的效果，本实施例采用 特殊的研磨层106与拟侦测窗104的材料搭配。举例来说，研磨层106的材料可选用极性 材料，而拟侦测窗104的材料可选用非极性材料或弱极性材料。更详细而言，拟侦测窗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。根据其他实施例，拟侦测窗104的材料也可为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、环糊精、聚苯乙烯或盐类。倘若拟侦测窗104 的材料是选用可分解或可溶解材料，那么其后续可采用分解或是溶解程序，以使拟侦测窗 104与研磨层106分离开来。拟侦测窗104可为不透明的拟侦测窗，例如包括黑色、红色、蓝色、或其他深色系， 以便使其与较浅色系的模具102(例如是接近灰色的金属颜色)具有明显的色差，如此在拟 侦测窗104预置于模具102特定位置时，可提高对位的准确度。此外，研磨层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、环氧树脂、不饱和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。根据本发明的实施例，研磨层106例如为白色、灰色、淡黄色或 其他浅色系的材料。因而，浅色系的研磨层106与深色系的拟侦测窗104之间具有明显的 色差，如此可方便辨别拟侦测窗104在研磨层106的位置。之后，使拟侦测窗104与研磨层106完全分离，以在研磨层106中形成一侦测窗开 口 108，侦测窗开口 108的形状与大小与拟侦测窗104的形状与大小相当，如图IC与图2C 所示。若拟侦测窗104的厚度为与容纳空间S深度相当或略厚的情况时，所形成的侦测窗 开口 108是从研磨层106的顶表面贯穿至底表面，因此侦测窗开口 108为一贯穿开口。而 若拟侦测窗104的厚度为小于容纳空间S深度的情况时，侦测窗开口 108则形成于研磨层 106的底表面，但未贯穿顶表面，因此侦测窗开口 108为一凹洞开口。由于研磨层106与拟 侦测窗104之间具有相当低的粘着力，因此施加外力轻轻推挤即可将拟侦测窗104自研磨 层106完全分离。另外，若拟侦测窗104的材料是选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拟侦测窗104分解或溶解，以在研磨层106中形成侦测窗开口 108。之后，请参照图ID与图2D，灌注一侦测窗前驱物110在上述侦测窗开口 108中。 侦测窗前驱物110为液体状态，因此可以采用注入或灌入的方式将侦测窗前驱物110填满 侦测窗开口 108。之后，进行一固化程序，以使侦测窗前驱物110固化而形成一侦测窗110。 上述的固化程序例如是侦测窗前驱物110内的反应物进行自然的聚合反应，或是进行一照 光程序或加热程序使侦测窗前驱物110产生聚合反应，而达到固化。在本实施例中，侦测窗 110的材料例如为可使光学侦测系统所使用的光线具有至少50%穿透率，此光线例如是介 于600 700nm波长的红光，或是介于400 700nm波长的白光。根据本发明的一实施例，在进行固化程序以使侦测窗前驱物110固化而形成侦测 窗110之后，还可包括对研磨层106进行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序可利 用机械切削的方式削去研磨层106的上表面层，以使研磨层106的上表面具有平整的表面。 此表面平整化程序也可能同时削去侦测窗110的上表面层。另外，根据本发明的其他实施例，在进行固化程序以使侦测窗前驱物110固化而 形成侦测窗110之后，也可进行一沟槽形成程序，以在研磨层106内形成特定形状或分布的 沟槽(未示出)。在又一实施例中，上述的沟槽也可以在图2A的模具102中即设计沟槽形 状，因而在进行图2B的灌注程序以及固化程序之后，即可在研磨层106中形成沟槽(未示 出)。上述的实施例是采用预置入拟侦测窗的方式在研磨层中形成侦测窗开口。但是， 本发明不限于此，在其他实施例中，也可采用其他方式来取代拟侦测窗。详细说明如下。
图3A至图3D是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。 图4A至图4D分别为对应图3A至图3D沿着剖面线11-11，的剖面示意图。图3A至图3D 以及图4A至图4D的实施例与上述图IA至图ID与图2A至图2D的实施例相似，因此相同 的元件以相同的符号表示，并且不再重复赘述。请先参照图3A与图4A，首先提供模具202，模具202具有一凸起结构203以及一 容纳空间S,凸起结构203位于模具202的容纳空间S内，容纳空间S用于容纳模制材料，凸 起结构203的位置为对应至研磨机台的光学侦测系统的位置。在本实施例中，模具202的 容纳空间S的形状以及大小是根据后续欲形成的研磨垫的形状及大小有关。另外，为了使 此领域技术人员能够清楚的了解本发明，在以下的图式中，仅示出局部的模具202，也就是 省略绘制模具202的上盖结构。另外，所述凸起结构203的形状与大小与后续欲在研磨垫 中所形成的侦测窗的形状与大小相同或相似。在本实施例中，凸起结构203的厚度与容纳 空间S的深度相当。根据另一实施例，凸起结构203的厚度也可以小于容纳空间S的深度。接着，请参照图;3B与图4B，在模具202中填入研磨层前驱物106。在模具202中 填入研磨层前驱物106之后，接着进行一固化程序以使研磨层前驱物106固化而形成一研 磨层106。由于模具202具有凸起结构203，因此所形成的研磨层106仅形成在模具202的容 纳空间S内未设置有凸起结构203之处。因此，当进行脱膜程序之后，凸起结构203可在研 磨层106中定义出一侦测窗开口 108，如图3C与图4C所示。上述的侦测窗开口 108是从研 磨层106的顶表面贯穿至底表面，因此侦测窗开口 108为一贯穿开口，且侦测窗开口 108的 形状与大小与凸起结构203的形状与大小相当。上述是以凸起结构203的厚度与容纳空间 S的深度相当为例，若凸起结构203的厚度为小于容纳空间S的深度，形成侦测窗开口 108 则为一凹洞开口。之后，请参照图3D与图4D，灌注一侦测窗前驱物110于上述侦测窗开口 108中。 侦测窗前驱物110为液体状态，因此可以采用注入或灌入的方式将侦测窗前驱物110填满 侦测窗开口 108。之后，进行一固化程序，以使侦测窗前驱物110固化而形成一侦测窗110。类似地，在进行固化程序以使侦测窗前驱物110固化而形成侦测窗110之后，可还 包括对研磨层106进行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序可利用机械切削的方式 削去研磨层106的上表面层，以使研磨层106的上表面具有平整的表面。此表面平整化程 序也可能同时削去侦测窗110的上表面层。另外，根据本发明的其他实施例，在进行固化程序以使侦测窗前驱物110固化而 形成侦测窗110之后，也可进行一沟槽形成程序，以在研磨层106内形成特定形状或分布 的研磨沟槽(未示出)。在又一实施例中，上述的沟槽也可以在图4A的模具202中即设计 沟槽形状，因而在进行图4B的灌注程序以及固化程序之后，即可在研磨层106中形成沟槽 (未示出)。上述在模具202中形成研磨层106及后续形成侦测窗110的方法，以及研磨层106 及侦测窗110的材料及性质，与先前图IA至图2D实施例所述相同，在此不再重复说明。综上所述，由于上述实施例不需使用机械切削工具制作侦测窗开口，因此本实施 例的方法相较于现有的方法具有工序简单且制造成本低的优点。第二实施例
图5A至图5E是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。 图6A至图6E分别为对应图5A至图5E沿着剖面线III_III，的剖面示意图。图5A至图5C 以及图6A至图6C的实施例与上述图IA至图IC及图2A至图2C的实施例相同的元件以相 同的符号表示，并且不再重复赘述。特别是，图5A至图5C及图6A至图6C的步骤与图IA 至图IC及图2A至图2C的步骤相同或相似。请先参照图5A与图6A，首先提供模具102，模具102具有容纳空间S。接着，在容 纳空间S内的特定位置预置一拟侦测窗104，此特定位置对应至研磨机台的光学侦测系统 的位置。请参照图5B与图6B，在模具102中填入研磨层前驱物106。其中，在模具102中 填入研磨层前驱物106的方法以及研磨层前驱物106的性质皆与先前实施例所述相同，在 此不再赘述。在模具102中填入研磨层前驱物106之后，接着进行固化程序以使研磨层前 驱物106固化而形成研磨层106。类似地，上述所形成的研磨层106与拟侦测窗104之间可 完全分离。举例而言，拟侦测窗104与研磨层106的表面能量差大于10mN/m，如此可使得研 磨层106与拟侦测窗104之间在极小的施加外力之下即便轻易地分离。在本实施例中，研磨层106的材料可选用极性材料，而拟侦测窗104的材料可选用 非极性材料或弱极性材料。此外，根据其他实施例，拟侦测窗104的材料也可为可分解或可 溶解材料。拟侦测窗104与研磨层106的材料的实例已经在上述第一实施例说明，在此不 再赘述。之后，使拟侦测窗104与研磨层106完全分离，以在研磨层106中形成一侦测窗开 口 108，如图5C与图6C所示。所形成的侦测窗开口 108是从研磨层16的顶表面贯穿至底 表面，因此侦测窗开口 108为一贯穿开口。此外，侦测窗开口 108也可设计为形成于研磨层 16的底表面，但未贯穿顶表面，因此侦测窗开口 108为一凹洞开口。接着，请参照图5D与图6D，在侦测窗开口 108中置入一侦测窗120，且侦测窗120 的周围侧面与侦测窗开口 108的内侧面间存有一间隙G。侦测窗120为一固体型态的侦测 窗。根据本发明的一实施例，侦测窗120的材料例如为可使光学侦测系统所使用的光线具 有至少50%穿透率，此光线例如是介于600 700nm波长的红光，或是介于400 700nm波 长的白光。请参照图5E与图6E，在侦测窗120的周围侧面与侦测窗开口 108的内侧面之间 的间隙G内灌注一液态缓冲层122。由于所灌注的缓冲层122为液体状态，因此可以采用 注入或灌入的方式将缓冲层122填满整个间隙G。之后，进行一固化程序，以使液态缓冲层 122固化而形成一固态缓冲层122。上述的固化程序例如是液态缓冲层122内的反应物进 行自然的聚合反应，或是进行一照光程序或加热程序使液态缓冲层122产生聚合反应，而 达到固化。根据本发明的一实施例，缓冲层122的材料例如为可使600 700nm波长的光 线具有至少50%的穿透率。另外，缓冲层122的材料也可选用能量吸收材料。在本实施例 中，研磨层106的材料可为富含芳香环的材料，侦测窗120的材料可为富含脂肪族的材料， 而缓冲层122的材料为介于研磨层106与侦测窗120之间。根据本发明的一实施例，在进行固化程序以使液态缓冲层122固化而形成一固态 缓冲层122之后，还可包括对研磨层106进行一表面平整化程序。所述的表面平整化程序 可利用机械切削的方式削去研磨层106的上表面层，以使研磨层106的上表面具有平整的 表面。此表面平整化程序也可能同时削去缓冲层122及侦测窗110的上表面层。另外，根据本发明的其他实施例，在进行缓冲层122固化程序之后，也可进行一沟槽形成程序，以在 研磨层106内形成特定形状或分布的沟槽(未示出)。在又一实施例中，上述的沟槽也可以 在图6A的模具102中即设计沟槽形状，因而在进行图6B的灌注程序以及固化程序之后，即 可在研磨层106中形成沟槽(未示出)。上述的实施例是采用预置拟侦测窗的方式在研磨层中形成侦测窗开口。但是，本 发明不限于此，在其他实施例中，也可采用其他种方式来取代拟侦测窗。详细说明如下。图7A至图7E是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。 图8A至图8E分别为对应图7A至图7E沿着剖面线IV-IV’的剖面示意图。图7A至图7C以 及图8A至图8C的实施例与上述图3A至图3C及图4A至图4C的实施例相同的元件以相同 的符号表示，并且不再重复赘述。特别是，图7A至图7C及图8A至图8C的步骤与图3A至 图3C及图4A至图2C的步骤相同或相似。此外，图7D至图7E以及图8D至图8E的实施例 与上述图5D至图5E及图6D至图6E的实施例相同的元件以相同的符号表示，并且不再重 复赘述。特别是，图7D至图7E及图8D至图8E的步骤与图5D至图5E及图6D至图6E的 步骤相同或相似。请先参照图7A与图8A，首先提供模具202，模具202具有凸起结构203以及容纳 空间S，凸起结构203的位置为对应至研磨机台的光学侦测系统的位置。接着，请参照图7B 与图8B，于模具202中填入研磨层前驱物106。其中，在模具202中填入研磨层前驱物106 的方法以及研磨层前驱物106的性质与先前所述相同，在此不再赘述。在模具202中填入 研磨层前驱物106之后，接着进行一固化程序以使研磨层前驱物106固化而形成一研磨层 106。由于模具202具有凸起结构203，因此所形成的研磨层106仅形成在模具202的容 纳空间S内未设置有凸起结构203之处。因此，当进行脱膜程序之后，凸起结构203可在研 磨层106中定义出一侦测窗开口 108，如图7C与图8C所示。上述的侦测窗开口 108是从研 磨层106的顶表面贯穿至底表面，因此侦测窗开口 108为一贯穿开口，且侦测窗开口 108的 形状与大小与凸起结构203的形状与大小相当。此外，凸起结构203也可通过设计，使所形 成于研磨层106的侦测窗开口 108为一凹洞开口。接着，请参照图7D与图8D，在侦测窗开口 108中置入侦测窗120，且侦测窗120的 周围侧面与侦测窗开口 108的内侧面间存有一间隙G。侦测窗120为固体型态的侦测窗。 根据本发明的一实施例，侦测窗120的材料例如为可使光学侦测系统所使用的光线具有至 少50%穿透率，此光线例如是介于600 700nm波长的红光，或是介于400 700nm波长的白光。请参照图7E与图8E，在侦测窗120的周围侧面与侦测窗开口 108的内侧面之间的 间隙G内灌注液态缓冲层122。由于所灌注的缓冲层122为液体状态，因此可以采用注入或 灌入的方式将缓冲层122填满整个间隙G。之后，进行固化程序，以使液态缓冲层122固化而 形成固态缓冲层122。上述的固化程序例如是液态缓冲层122内的反应物进行自然的聚合 反应，或是进行一照光程序或加热程序使液态缓冲层122产生聚合反应，而达到固化。根据 本发明的一实施例，缓冲层122的材料例如为可使600 700nm波长的光线具有至少50% 的穿透率。另外，缓冲层122的材料也可选用能量吸收材料。在本实施例中，研磨层106的 材料可为富含芳香环的材料，侦测窗120的材料可为富含脂肪族的材料，而缓冲层122的材料为介于研磨层106与侦测窗120之间。根据本发明的一实施例，在进行固化程序以使液态缓冲层122固化而形成一固态 缓冲层122之后，还可包括对上述的研磨层106进行一表面平整化程序。所述的表面平整 化程序可利用机械切削的方式削去研磨层106的上表面层，以使研磨层106的上表面具有 平整的表面。此表面平整化程序也可能同时削去缓冲层122及侦测窗110的上表面层。另 外，根据本发明的其他实施例，在进行缓冲层122固化程序之后，也可进行一沟槽形成程 序，以在研磨层106内形成特定形状或分布的研磨沟槽(未示出)。在又一实施例中，上述 的沟槽也可以在图8A的模具102中即设计沟槽形状，因而在进行图8B的灌注程序以及固 化程序之后，即可在研磨层106中形成沟槽(未示出)。依照上述第二实施例的方法所形 成的具有侦测窗的研磨垫如图5E(图6E)或图7E(图8E)所示，其包括研磨层106、侦测窗 120以及缓冲层122。研磨层106具有侦测窗开口 108，且侦测窗120位于侦测窗开口 108 内，其中侦测窗120的周围侧面与侦测窗开口 108的内侧面间存有一间隙G。缓冲层122填 满间隙G。根据本发明的一实施例，研磨层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、环氧树脂、不饱和聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚合物。上述侦测窗 120的材料例如为可使光学侦测系统所使用的光线具有至少50%穿透率，此光线例如是介 于600 700nm波长的红光，或是介于400 700nm波长的白光。缓冲层122的材料例如 为可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。此外，缓冲层122的材料也可为 能量吸收材料。另外，研磨层106的材料为富含芳香环的材料，侦测窗120的材料为富含脂 肪族的材料，而缓冲层122的材料为介于研磨层106与侦测窗120之间。图9至图10是本发明一实施例的具有侦测窗的研磨垫制造方法的上视示意图。值 得一提的是，在上述图5C与图7C的实施例中，所形成的侦测窗开口 108是单一贯穿开口。 但是，根据其他实施例，如图9所示，所形成的侦测窗开口 108也可以是双重开口，其包括一 中间部分108a以及位于围绕中间部分108a的一边缘部分108b。侦测窗开口 108的中间 部分108a是贯穿开口，而侦测窗开口 108的边缘部分108b是非贯穿开口，换言之，边缘部 分108b的底部仍具有研磨层106的部分厚度。将侦测窗开口 108设计成如图9所示的优 点是，在后续的放置侦测窗以及填入缓冲层的步骤时，可以有较佳的对位作用。如图10所 示，侦测窗120是放置于侦测窗开口 108的中间部分108a中，由于侦测窗开口 108的中间 部分108a与边缘部分108b具有高度差，因而边缘部分108b可作为放置侦测窗120时的定 位之用。之后，缓冲层122则是填入侦测窗开口 108的边缘部分108b。综上所述，由于上述实施例不需使用机械切削工具制作侦测窗开口，因此本实施 例的方法相较于现有的方法具有工序简单且制造成本低的优点。依照上述第一实施例及第二实施例的方法所形成的具有侦测窗的研磨垫，其中侦 测窗与研磨层间具有的弹性变化(elastic deformation)最大拉力强度为大于85kgf/cm2， 例如为介于90 lOOkgf/cm2。相较于现有的将预先制作的侦测窗置于模具内，再在模具内 灌注一研磨层材料，并经固化程序形成具有侦测窗的研磨垫，本发明的研磨垫的侦测窗与 研磨层间具有较佳的接合强度。表一为侦测窗与研磨层间的接合强度比较。其中研磨层的 材料为富含芳香环的聚氨酯，侦测窗材料B为富含脂肪族的聚氨酯，而侦测窗材料A为芳香 环含量介于研磨层与侦测窗材料B间的聚氨酯。此外，侦测窗材料A的能量吸收能力大于 侦测窗材料B。
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表一
弹性变化最大拉力强度现有的比较例(侦测窗材料A)62kgf/cm2现有的比较例(侦测窗材料B)84kgf/cm2第一实施例(侦测窗材料A)90kgf/cm2第一实施例(侦测窗材料B)95kgf/cm2第二实施例(侦测窗材料B/缓冲层材料 A)97kgf/cm2以上本发明的实施例中均以一个侦测窗作说明，但本发明也可通过相同的方法形 成具有多个侦测窗的研磨垫。此外，本发明的研磨垫可应用于工业元件制作时，研磨物件表 面所使用，这些物件可包括半导体晶圆、IIIV族晶圆、储存元件载体、陶瓷基底、高分子聚合 物基底及玻璃基底等，但并非用以限定本发明的范围。虽然本发明已以实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本领域技术人 员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作稍微的更动与润饰，所以本发明的保护范围 应以权利要求的内容为准。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，包括预置一拟侦测窗在一模具内；在该模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成一研磨层，该拟侦测窗与该研 磨层两者之间可完全分离；分离该拟侦测窗与该研磨层，以在该研磨层中形成一侦测窗开口 ；以及灌注一侦测窗前驱物在该侦测窗开口中并进行固化程序以形成一侦测窗。
2.根据权利要求1所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗与 该研磨层的表面能量差大于10mN/m。
3.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该研磨层的 材料为极性材料，而该拟侦测窗的材料为非极性材料或弱极性材料。
4.根据权利要求3所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗的 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.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗 的材料为可分解或可溶解材料。
6.根据权利要求5所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗的 材料包括聚乙烯醇、聚乳酸、聚醣、环糊精、聚苯乙烯或盐类。
7.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗 为不透明，包括黑色、红色、蓝色、或其他深色系。
8.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该研磨层的 材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、环氧树脂、不饱和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。
9.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测窗的 材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
10.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测窗 的材料可使400 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
11.根据权利要求1或2所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测窗 开口为一贯穿开口或一凹洞开口。
12.—种具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，包括提供一模具，该模具具有一凸起结构；在该模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成一研磨层，其中该凸起结构在 该研磨层中定义出一侦测窗开口 ；以及灌注一侦测窗前驱物在该侦测窗开口中并进行固化程序以形成一侦测窗。
13.根据权利要求12所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测窗开 口为一贯穿开口或一凹洞开口。
14.根据权利要求12或13所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测 窗的材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
15.根据权利要求12或13所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该侦测 窗的材料可使400 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
16.根据权利要求12或13所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该研磨层的材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、环氧树脂、不饱和聚酯 或乙烯_乙酸乙烯酯共聚合物。
17.一种具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，包括提供一研磨层，该研磨层已预形成有一侦测窗开口 ；在该侦测窗开口中置入一侦测窗，其中该侦测窗的周围侧面与该侦测窗开口的内侧面 间存有一间隙；以及在该间隙内灌注一缓冲层。
18.根据权利要求17所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，在该研磨层 预形成该侦测窗开口的方法包括预置一拟侦测窗在一模具内；在该模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成该研磨层，其中该拟侦测窗与 该研磨层两者之间可完全分离；以及分离该拟侦测窗与该研磨层，以在该研磨层中形成该侦测窗开口。
19.根据权利要求18所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗 与该研磨层的表面能量差大于10mN/m。
20.根据权利要求18或19所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该研磨 层的材料为极性材料，而该拟侦测窗的材料为非极性材料或弱极性材料。
21.根据权利要求20所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗 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.根据权利要求18或19所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦 测窗的材料为可分解或可溶解材料。
23.根据权利要求22所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦测窗 的材料包括聚乙烯醇、聚乳酸、聚醣、环糊精、聚苯乙烯或盐类。
24.根据权利要求18或19所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，该拟侦 测窗为不透明，包括黑色、红色、蓝色、或其他深色系。
25.根据权利要求17所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在于，在该研磨层 预形成该侦测窗开口的方法包括提供一模具，该模具具有一凸起结构；以及在该模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成该研磨层，其中该凸起结构在 该研磨层中定义出该侦测窗开口。
26.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该研磨层的材料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、环氧树脂、 不饱和聚酯或乙烯_乙酸乙烯酯共聚合物。
27.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该侦测窗的材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
28.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该侦测窗的材料可使400 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
29.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该缓冲层的材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
30.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该研磨层的材料为富含芳香环的材料，该侦测窗的材料为富含脂肪族的材料，而该缓冲 层的材料为介于该研磨层与该侦测窗之间。
31.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该缓冲层的材料为能量吸收材料。
32.根据权利要求17或18或19或25所述的具有侦测窗的研磨垫制造方法，其特征在 于，该侦测窗开口为一贯穿开口或一凹洞开口。
33.一种具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，包括一研磨层，其具有一侦测窗开口 ；一侦测窗，位于该侦测窗开口中，其中该侦测窗的周围侧面与该侦测窗开口的内侧面 间存有一间隙；以及一缓冲层，填满于该间隙。
34.根据权利要求33所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该研磨层的材料为富 含芳香环的材料，该侦测窗的材料为富含脂肪族的材料，而该缓冲层的材料为介于该研磨 层与该侦测窗之间。
35.根据权利要求33或34所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该侦测窗的材料 可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
36.根据权利要求33或34所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该侦测窗的材料 可使400 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
37.根据权利要求33或34所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料 可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
38.根据权利要求35所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料可使 600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
39.根据权利要求36所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料可使 600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
40.根据权利要求33或34所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料 为能量吸收材料。
41.根据权利要求33所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该研磨层的材料包括 聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、环氧树脂、不饱和聚酯或乙烯_乙酸 乙烯酯共聚合物。
42.一种具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，包括一研磨层；以及一侦测窗，位于该研磨层中，其中该侦测窗与该研磨层间具有一弹性变化最大拉力强 度大于 85kgf/cm2。
43.根据权利要求42所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该弹性变化最大拉力 强度为介于90 lOOkgf/cm2之间。
44.根据权利要求42或43所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该研磨层的材 料包括聚酯、聚醚、聚胺酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二烯、环氧树脂、不饱和聚酯或乙 烯-乙酸乙烯酯共聚合物。
45.根据权利要求42或43所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该侦测窗的材料 可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
46.根据权利要求42或43所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该侦测窗的材料 可使400 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
47.根据权利要求42或43所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，还包括一缓冲层， 介于该侦测窗与该研磨层之间。
48.根据权利要求47所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料可使 600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
49.根据权利要求45所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，还包括一缓冲层介于 该侦测窗与该研磨层之间，该缓冲层的材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的 穿透率。
50.根据权利要求46所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，还包括一缓冲层介于 该侦测窗与该研磨层之间，该缓冲层的材料可使600 700nm波长的光线具有至少50%的穿透率。
51.根据权利要求47所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该研磨层的材料为富 含芳香环的材料，该侦测窗的材料为富含脂肪族的材料，而该缓冲层的材料为介于该研磨 层与该侦测窗之间。
52.根据权利要求47所述的具有侦测窗的研磨垫，其特征在于，该缓冲层的材料为能 量吸收材料。
全文摘要
本发明提供一种具有侦测窗的研磨垫及其制造方法，首先包括预置一拟侦测窗在一模具内；接着，在模具中填入一研磨层前驱物并进行固化程序以形成一研磨层，其中拟侦测窗与研磨层两者之间可完全分离；之后，分离拟侦测窗与研磨层，以在研磨层中形成一侦测窗开口。侦测窗开口的形成方法，也可选择以模具中具有一凸起结构来取代拟侦测窗。接着，灌注一侦测窗前驱物在侦测窗开口中并进行固化程序以形成一侦测窗。
文档编号B24D11/00GK102133734SQ201010003339
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者李炫宗, 杨伟文, 王昭钦, 白昆哲 申请人:智胜科技股份有限公司