本实用新型涉及一种研磨垫结构，更具体言之，其涉及一种具有外凸的弹性光学窗的研磨垫结构。
背景技术：
半导体元件的制作中常常会需要进行化学机械平坦化(chemicalmechanicalplanarization,cmp)工艺。传统上，集成电路元件是多层架构型态。其中，基底层级会形成具有扩散区域的晶体管元件，之后的层级都会形成互连金属导线图案来电连接晶体管元件，以界定出所欲的功能性元件。图案化后的金属导线或金属层是通过氧化硅等其他的介电质结构来彼此隔绝。随着越来越多的金属层与相关联的介电层的形成，对于该些介电层的平坦化需求也就越增。如果不进行平坦化，后续金属层的制作会因为晶片表面的形貌起伏而变得十分困难。在其他的应用中，也有可能是采用将金属导线图案形成在介电质中的做法，之后再对金属导线进行cmp工艺来去除超出介电质表面的金属部位。
在现有技术中，如图1所示，cmp系统会具有一研磨垫10，并利用研磨垫10的研磨面来研磨晶片。研磨垫10中会形成有开口与光学窗11。位于研磨垫10下方的光源13可以发出光线经由透明或半透明的光学窗11入射至晶片15的研磨面，晶片15则会将该入射光经由光学窗11反射回研磨垫10下方，并由设置在该处的检测器接受该反射光。通过分析该反射光的性质，cmp系统可以判读出cmp工艺的终点(endpoint)，以此来决定cmp动作该在何时停止。
从图中可以看到，一般研磨垫10中的光学窗11是呈曲面型态从研磨面向内凹入的，这样的光学窗设计容易导致研磨液17积累在光学窗11凹入所产生的凹陷空间中。研磨液17在该凹陷空间中的积累会使得入射与反射行经其间的检测光的性质发生改变，从而导致对终点信号的判读不正确或发生异常警示。
故此，业界仍须改良现有的研磨垫设计，以解决上述因研磨液积累所导致的cmp终点信号判读不正确的问题。
技术实现要素：
为了解决上述研磨液在光学窗上积累的问题，本实用新型的目的在于提出了一种新颖的研磨垫结构设计，其特点在于具有表面呈曲面型态、从该研磨面向外凸出的弹性光学窗，如此研磨面上的研磨液将无法积累在弹性光学窗部位，故不会影响到cmp终点信号的判读。
本实用新型的目的是这样实现的，提出一种研磨垫结构，其包含一下层、一上层，其一面为研磨面，另一面与该下层相接、一开口穿过该下层与该上层、以及一弹性光学窗，与该上层相接并盖住整个该开口，其中该弹性光学窗的一表面呈曲面型态从该研磨面向外凸出。
该曲面型态的弹性光学窗的表面与该研磨面相接。
该弹性光学窗的另一面也呈曲面型态并与位于该上层的该开口的侧壁部位相接。
该弹性光学窗为透明或半透明的研磨终点检测窗。
该弹性光学窗与该上层的材质相同，该弹性光学窗的厚度小于该上层的厚度。
该开口的口径从该下层到该上层保持不变。
本实用新型的优点在于，通过对研磨垫结构的设计，即具有表面呈曲面型态、且从该研磨面向外凸出的弹性光学窗，如此研磨面上的研磨液将无法积累在弹性光学窗部位，从而不会影响到cmp终点信号的判读。
本实用新型的这类目的与其他目的在阅者读过下文以多种图示与绘图来描述的优选实施例细节说明后必然可变得更为明了显见。
附图说明
本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，使阅者对本实用新型的实施例有进一步的了解。该些图示描绘了本实用新型一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些图示中：
图1为现有技术中一研磨垫结构的截面示意图；
图2为本实用新型优选实施例一研磨垫结构的截面示意图；以及
图3为本实用新型优选实施例一研磨垫结构在研磨期间的截面示意图。
需注意本说明书中的所有图示都为图例性质，为了清楚与方便图示说明之故，图示中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现，一般而言，图中相同的参考符号会用来标示修改后或不同实施例中对应或类似的元件特征。
主要元件符号说明
10研磨垫
11光学窗
13光源
15晶片
17研磨液
100研磨垫结构
101下层
103上层
103a研磨面
105开口
107弹性光学窗
109晶片
111光源
具体实施方式
现在下文将详细说明本实用新型的示例性实施例，其会参照附图示出所描述的特征以便阅者理解并实现技术效果。阅者将可理解文中的描述仅通过例示的方式来进行，而非意欲要限制本案。本案的各种实施例和实施例中彼此不冲突的各种特征可以以各种方式来加以组合或重新设置。在不脱离本实用新型的精神与范畴的情况下，对本案的修改、等同物或改进对于本领域技术人员来说是可以理解的，并且旨在包含在本案的范围内。
一般而言，文中所用的术语可以至少部分地根据上、下文中的用法来理解。例如，如本文所使用的术语「一或多个」可用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或可用于描述特征、结构或特征的多个组合，至少可部分取决于上、下文。类似地，术语诸如「一」、「一个」或「该」也可以被理解为表达单数用法或传达多个用法，至少可部分取决于上、下文。
阅者应能容易理解，本案中的「在…上」、「在…之上」和「在…上方」的含义应当以广义的方式被解读，以使得「在…上」不仅表示「直接在」某物「上」而且还包括在某物「上」且其间有居间特征或层的含义，并且「在…之上」或「在…上方」不仅表示「在」某物「之上」或「上方」的含义，而且还可以包括其「在」某物「之上」或「上方」且其间没有居间特征或层(即，直接在某物上)的含义。
此外，为了便于描述，可以在说明书使用诸如「在...下面」、「在...之下」、「较低」、「在...之上」、「较高」等空间相对术语来描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如附图中所表示者。除了附图中描绘的方向之外，这些空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的装置的不同方位或方向。该装置可以其他方式定向(例如以旋转90度或以其它方向来定向)，并且同样能相应地以说明书中所使用的空间相关描述来解释。
如本文中使用的，术语「层」是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构的厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可以位于在连续结构的顶表面和底表面之间或在顶表面和底表面处的任何水平面对之间。层可以水准、竖直和/或沿倾斜表面延伸。
首先请参照图2，其为根据本实用新型优选实施例一研磨垫结构的截面示意图。本实用新型的一种研磨垫结构100包含一下层101以及一上层103。上层103的一面为平坦的研磨面103a其上可形成有多条沟纹，以让研磨液与被移除物质流动，上层103的另一面则与下层101固接。上层103的材料可为橡胶类材料、氨基甲酸酯(urethane)、或是上述材料的组合，下层101的材料可与上层10相同。研磨垫结构100具有一开口105，其穿过整个下层101与上层103，以让信号检测光通过，开口105的口径较佳从下层101到上层103都保持不变。研磨垫结构100还具有一弹性光学窗107，其与该上层103相接并盖住整个该开口105，其中该弹性光学窗107的一表面呈曲面型态从研磨面103a向外凸出。
更特定言之，弹性光学窗107的外凸表面会与研磨垫结构100的研磨面相接。此外，弹性光学窗107的另一面也可呈曲面型态向研磨面103a方向凹入，并与位于上层103的开口105侧壁部位相接。弹性光学窗为透明或半透明的研磨终点(endpoint)检测窗，其材质较佳与研磨垫结构100的上层103相同，其包含但不限定是橡胶类材料、氨基甲酸酯(urethane)、聚乙烯(polyethylene)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,ptfe)、聚丙烯(polypropylene)、或是上述材料的组合。弹性光学窗107的厚度较佳小于上层103的厚度，以提供所需的弹性效果。
研磨垫结构100可包含在一化学机械平坦化(cmp)系统中。研磨垫结构100会以研磨面103a朝上的方式被固定设置在cmp系统的一研磨台(未示出)上，cmp系统会含有一个位于研磨垫结构100下方的光源111，其可以发出光线经由透明或半透明的弹性光学窗107入射至位于研磨面一侧的晶片109处。光源111发出的光线可为可见光、同调光、激光紫外光、x光、无线电波、超音波振动、次音波振动、或是上述光波的组合。不透光的晶片109会将该入射光经由弹性光学窗107反射回研磨垫结构100下方，并由设置在该处的检测器(未示出)接受该反射光。通过分析该反射光信号的性质，cmp系统可以判读出cmp工艺的终点，以此决定cmp动作该在何时停止。
本实用新型的优点在于，由于研磨垫结构100的弹性光学窗107的表面是呈曲面型态从研磨垫结构100的研磨面向外凸出，研磨面上的研磨液将无法积累在弹性光学窗107部位，故入射与反射行经弹性光学窗107部位的检测光的性质不会受到积累的研磨液而发生改变，从而导致终点(endpoint)的判读不正确或发生异常警示。根据实验数据显示，使用此新型研磨垫结构的平坦化工艺的所产生的层结构厚度整体差异降低了约17％，其提升了平坦化工艺准确度，并且也可有效降低cmp系统在平坦化工艺期间当机的机率，从而提升产能。故此，上述本优选实施例所提出的研磨垫结构是一兼具新颖性与功效性的创作。
现在请参照图3，其为根据本实用新型优选实施例研磨垫结构100在研磨期间的截面示意图。在实际的研磨工艺期间，研磨垫结构100上的晶片109会被固定在一转盘上并被下压至与研磨垫结构100的上层103接触，并以研磨液为媒介在其上旋转磨擦。此时，外凸的弹性光学窗107由于具备弹性之故，其外凸的曲面可以与晶片109一同被下压至与研磨垫结构100上平坦的研磨面齐平，故不会影响到研磨工艺的进行或精准度。再者，晶片109下压至与弹性光学窗107接触贴合的动作也可以尽可能地减少位于两者间的研磨液，从而提高了终点信号的强度与准确度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本实用新型的涵盖范围。
1.一种研磨垫结构，其特征在于，该研磨垫结构包含：
下层；
上层，该上层的一面为研磨面，另一面与该下层相接；
开口，穿过该下层与该上层；以及
弹性光学窗，与该上层相接并盖住整个该开口，其中该弹性光学窗的一表面呈曲面型态从该研磨面向外凸出。
2.根据权利要求1所述的研磨垫结构，其特征在于，该曲面型态的弹性光学窗的表面与该研磨面相接。
3.根据权利要求1所述的研磨垫结构，其特征在于，该弹性光学窗的另一面也呈曲面型态并与位于该上层的该开口的侧壁部位相接。
4.根据权利要求1所述的研磨垫结构，其特征在于，该弹性光学窗为透明或半透明的研磨终点检测窗。
5.根据权利要求1所述的研磨垫结构，其特征在于，该弹性光学窗与该上层的材质相同，该弹性光学窗的厚度小于该上层的厚度。
6.根据权利要求1所述的研磨垫结构，其特征在于，该开口的口径从该下层到该上层保持不变。
技术总结