[發明專利]具有低缺陷整體窗的化學機械拋光墊

有效

• 申請號: 201010231569.0
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN102310366A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: M·J·庫爾普;S·H·威廉姆斯
• 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: B24D13/14
• 分類號: B24D13/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 沙永生;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，本發明涉及具有低缺陷整體窗的化學機械拋光墊。本發明還涉及一種使用具有低缺陷整體窗的化學機械拋光墊對基片進行化學機械拋光的方法。

背景技術

在集成電路和其它電子器件的制造中，需要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。可以使用許多種沉積技術沉積導電材料、半導體材料和介電材料的薄層。現代晶片加工中常規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)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)和電鍍法(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(例如金屬化)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，附聚材料，晶格破壞，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規技術。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。因此，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。

化學機械拋光中存在的一個問題是，確定何時已經將基片拋光至所需的程度。人們已經開發出了原位確定拋光終點的方法。一種這樣的方法使用激光干涉儀，使用激光器產生的光來測定基片的尺寸。因此，人們已經開發出具有一些特征的化學機械拋光墊，這些特征便于通過光學法確定基片的尺寸特征。例如，美國專利第5,605,760號揭示了一種拋光墊，其中拋光墊的至少一部分對一定波長范圍的激光是透射的。在一個實施方式中，所述拋光墊包括設置在其它部分不透明的拋光墊內的透明窗片。所述窗片可以是設置在模塑拋光墊內的透明聚合物材料的小棒或者插入物。所述小棒或者插入物可以是模塑在所述拋光墊內的插入件(即整體窗)，或者可以在模塑操作之后，安裝入拋光墊內的切口中(即插入物就位窗)。

包括插入物就位窗的常規化學機械拋光墊在插入物就位窗和化學機械拋光墊的剩余部分之間的界面處容易泄漏拋光介質。該泄漏的拋光介質會滲透入拋光層、中間層或子墊層中，造成例如拋光層的壓縮性的區域差異，導致拋光缺陷增加。泄漏的拋光介質還會滲透通過拋光墊，對拋光設備造成損壞。

相對于插入物就位窗來說，包括整體窗的常規化學機械拋光墊容易增加拋光缺陷，這是因為隨著拋光墊的使用時間延長，該窗會從拋光墊向外凸出，造成拋光缺陷(例如對被拋光的基片造成劃痕)。

因此，人們需要一種包括窗的改進的化學機械拋光墊，其能夠減少插入物就位窗通常帶來的泄漏問題，以及常規整體窗具有的拋光缺陷問題。

發明內容

在本發明的一個方面，提供一種化學機械拋光墊，其包括：拋光層，該拋光層包括拋光表面和整體窗；所述整體窗結合在所述拋光層中；所述整體窗是固化劑與異氰酸酯封端的預聚物多元醇的聚氨酯反應產物；所述固化劑包含固化劑胺部分，該固化劑胺部分能夠與所述異氰酸酯封端的預聚物多元醇中所含的未反應的NCO部分反應，形成整體窗；以胺部分與未反應的NCO部分的化學計量比為1∶1至1∶1.25提供所述固化劑和異氰酸酯封端的預聚物多元醇；所述整體窗的孔隙率＜0.1體積％；所述整體窗的壓縮形變為5-25％；其中，所述拋光表面適合用來對選自磁性基片、光學基片和半導體基片的基片進行拋光。

在本發明的另一個方面，提供了一種用來對選自磁性基片、光學基片和半導體基片的基片進行化學機械拋光的方法，所述方法包括：提供化學機械拋光設備，該設備包括臺板；提供選自磁性基片、光學基片和半導體基片的至少一塊基片；選擇化學機械拋光墊，所述拋光墊包括拋光層，所述拋光層包括形成于其中的整體窗，所述整體窗的壓縮形變為5-25％；將所述化學機械拋光墊安裝在所述臺板上；用所述拋光層的拋光表面對所述至少一塊種基片進行拋光。

在本發明的另一個方面，提供了一種用來對選自磁性基片、光學基片和半導體基片的基片進行化學機械拋光的方法，所述方法包括：提供化學機械拋光設備，該設備包括臺板；提供選自磁性基片、光學基片和半導體基片的至少一塊基片；選擇權利要求1所述的化學機械拋光墊；將所述化學機械拋光墊安裝在所述臺板上；用所述拋光層的拋光表面對所述至少一塊基片進行拋光。

具體實施方式