[發明專利]制造氣體夾雜物缺陷減少的化學機械拋光墊拋光層的方法

有效

• 申請號: 201010165157.1
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101870093A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: J·埃斯本謝德;A·M·杰格;P·利伯斯;S·J·諾凡伯;P·J·薩凱蒂;J·特雷西;D·弗巴羅;M·E·沃特金斯
• 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;B24D3/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 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。具體來說，本發明涉及一種用來制造氣體夾雜物缺陷減少的化學機械拋光墊拋光層的方法，還涉及用于所述制造的混合頭組件。

背景技術

在集成電路和其它電子器件的制造中，在半導體晶片的表面上沉積多層的導電材料、半導體材料和介電材料，或者將這些材料層從半導體晶片的表面除去。可以使用許多沉積技術沉積導電材料、半導體材料和介電材料的薄層。現代晶片加工中常用的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)、等離子增強的化學氣相沉積(PECVD)和電化學電鍍(ECP)等。

當材料層被依次沉積和除去的時候，晶片最上面的表面變得不平。因為隨后的半導體加工(例如鍍覆金屬)需要晶片具有平坦的表面，所以晶片需要平面化。平面化可用來除去不希望出現的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面，聚集的材料，晶格損壞，劃痕和污染的層或材料。

化學機械平面化，即化學機械拋光(CMP)是一種用來對半導體晶片之類的基片進行平面化的常用技術。在常規的CMP中，將晶片安裝在支架組件上，設置在與CMP設備中的拋光墊接觸的位置。所述支架組件為晶片提供可以控制的壓力，將其壓向拋光墊。通過外界驅動力使得拋光墊相對于晶片運動(例如轉動)。與此同時，在晶片和拋光墊之間提供化學組合物(“漿液”)或者其它的拋光溶液。因而通過拋光墊表面以及漿液的化學作用和機械作用，對晶片的表面進行拋光使其平面化。

Reinhardt等在美國專利第5,578,362號中揭示了一種本領域已知的示例性的拋光墊。Reinhardt的化學機械拋光墊拋光層包含聚合物基質，在整個聚合物基質中分散著微球體。一般來說，例如在質量流量進料輸送系統中，將所述微球體與液體聚合物材料摻混和混合起來，轉移到模具中進行固化。然后對模塑的制品進行切割以形成拋光墊。不幸的是，通過這種方式形成的拋光墊拋光層可能存在不希望有的夾帶的氣體夾雜物缺陷(即在拋光墊拋光層中夾帶有氣泡，在拋光墊中引入了密度變化)。

夾帶的氣體夾雜物缺陷是由于在將聚合物材料混合物加入模具中之前，夾帶的氣體未完全從所述聚合物材料混合物中排出而造成的。人們不希望存在這些夾帶的氣體夾雜物缺陷，因為它們會導致不同的拋光墊拋光層之間拋光性能上的不可預見的，也許是不利的差異。另外，這些夾帶的氣體夾雜物缺陷可能在特定拋光墊拋光層的使用壽命過程中，對該拋光墊拋光層的拋光性能帶來不利的影響(即因為拋光過程中以及對拋光層進行精整的的時候，表面材料被侵蝕掉)。現有技術的制造設備和方法無法充分而有效地滿足CMP工業越來越多的質量控制要求。

因此，人們需要一種設備和高效的方法，用來形成包含最少的氣體夾雜物缺陷的化學機械拋光墊拋光層。

發明內容

在本發明的一個方面，提供一種用來形成化學機械拋光墊拋光層的方法，其包括：提供模具；提供液體預聚物材料；提供處于惰性載氣中的大量微球體；提供惰性吹掃氣體；提供混合頭組件，所述混合頭組件包括外殼，該外殼具有至少一個外殼入口和一個外殼出口；提供旋轉混合器，該混合器具有延伸到所述外殼以外的軸；所述軸具有從中穿過的通道，該通道包括軸通道入口和軸通道出口，以便于所述惰性載氣和惰性吹掃氣體從外殼排出；在所述旋轉混合器的作用下，在所述外殼中將所述液體預聚物材料與處于惰性載氣中的大量微球體混合，形成液體預聚物和微球體的混合物；通過所述軸通道將所述惰性載氣和惰性吹掃氣體從外殼排出；通過所述外殼出口將所述液體預聚物和微球體的混合物轉移到模具；使得所述液體預聚物和微球體的混合物在所述模具中固化，形成餅狀物；由所述餅狀物得到化學機械拋光墊拋光層。