[發明專利]多層化學機械拋光墊的制造方法

有效

• 申請號: 200910160797.0
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101628398A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: M·詹森;J·G·諾蘭德;B·哈丁;C·科德
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料CMP控股股份有限公司
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24B37/04;H01L21/304
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳哲鋒;周承澤

技術領域

本發明一般涉及化學機械拋光領域。具體地說，本發明涉及適用于制造化 學機械拋光墊的多層化學機械拋光墊的制造方法。

背景技術

在制造集成電路和其他電子器件時，要在半導體晶片的表面上沉積多層導 電、半導體和介電材料，以及從半導體晶片的表面上去除多層導電、半導體和 介電材料。可以使用多種沉積技術沉積薄層導電、半導體和介電材料。現代晶 片處理中的常規沉積技術包括物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學氣相沉 積(CVD)、等離子體加強的化學氣相沉積(PECVD)和電化學鍍覆等。常規去除技 術包括濕法和干法的各向同性與各向異性蝕刻等。

對各材料層進行順序沉積和去除時，晶片的最上層表面變得不平。由于隨 后的半導體處理(例如金屬化)要求晶片具有平坦表面，所以需要對晶片進行平 面化。平面化適用于去除不利的表面形貌和表面缺陷(例如粗糙表面)、團聚的 材料、晶格損壞、劃痕、污染的層或材料。

化學機械平面化或化學機械拋光(CMP)是用于平面化或拋光半導體晶片之 類工件的常規技術。在常規CMP中，將晶片托架或拋光頭安裝在托架組合件上。 拋光頭抓持晶片，將晶片安置在接觸拋光墊拋光層的位置，而拋光墊安裝在CMP 設備內的工作臺或壓板上。托架組合件在晶片和拋光墊之間提供可控的壓力。 同時在拋光墊上分配拋光介質，使拋光介質位于晶片和拋光層之間的縫隙中。 進行拋光時，通常使拋光墊和晶片彼此相對旋轉。當拋光墊在晶片下面旋轉時， 晶片掃出通常為環形的拋光痕跡(或拋光區域)，而晶片表面直接面臨拋光層。 通過拋光層與表面上拋光介質的化學和機械作用，對晶片表面進行拋光使其平 面化。

Rutherford等在美國專利6007407中揭示了多層化學機械拋光墊，其中將 兩層不同材料層疊在一起。典型的兩層拋光墊包括由一種適用于拋光基材表面 的材料(例如聚氨酯)形成的拋光上層。拋光上層與由一種適用于支持拋光層的 材料形成的下層或“子墊”貼附在一起。通常使用壓敏粘合劑將兩個層粘結在 一起。但是在一些拋光應用中，使用壓敏粘合劑層疊在一起的多層化學機械拋 光墊傾向于在拋光期間發生脫層，使拋光墊無法使用并妨礙拋光過程。

授予Roberts等人的美國專利7101275中揭示了一種減輕脫層問題的方 法。Roberts等揭示了用于化學機械拋光的回彈性層疊的拋光墊，其中包括通 過反應性熱熔粘合劑而不是壓敏粘合劑與拋光層粘結的基層。

但是仍然需要能夠在使用期間對抗內部損壞(例如脫層)的回彈性多層層 疊的化學機械拋光墊及其制造方法。

發明概述

在本發明的一個方面中，提供了一種制造多層化學機械拋光墊的方法，其 包括：提供拋光層；提供子墊層；提供未固化的反應性熱熔粘合劑；將未固化 的反應性熱熔粘合劑施用于子墊層，其中未固化的反應性熱熔粘合劑以平行線 圖案施用；在未固化的反應性熱熔粘合劑的平行線圖案上放置拋光層，形成拋 光墊堆疊物；向拋光墊堆疊物施加壓力，將拋光層和子墊層壓制在一起；并且 使未固化的反應性熱熔粘合劑固化，形成在拋光層和子墊層之間的反應性熱熔 粘合劑粘結，形成多層化學機械拋光墊。

在本發明的另一個方面中，提供了一種制造多層化學機械拋光墊的方法， 其包括：提供拋光層；提供子墊層，其具有頂表面、底表面和至少兩個環繞包 裹垂片；提供背板，其具有頂側和底側；提供未固化的反應性熱熔粘合劑；在 背板上放置子墊層，使子墊層的底表面朝向背板的頂側；將所述至少兩個環繞 包裹垂片環繞折疊至背板的底側，將所述至少兩個環繞包裹垂片固定于背板的 底側；將未固化的反應性熱熔粘合劑施用于子墊層的頂表面，其中未固化的反 應性熱熔粘合劑以平行線圖案施用；在未固化的反應性熱熔粘合劑的平行線圖 案上放置拋光層，形成拋光墊堆疊物；向拋光墊堆疊物施加壓力，將拋光層和 子墊層壓制在一起；使未固化的反應性熱熔粘合劑固化，在拋光層和子墊層之 間形成反應性熱熔粘合劑粘結；并且從子墊層上去除所述至少兩個環繞包裹垂 片，從背板上分離子墊層。