[發(fā)明專利]CMP拋光墊及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080038956.0
• 申請(qǐng)日: 2010-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN102484058A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金七敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西江大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號(hào): H01L21/304
• 分類號(hào): H01L21/304
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;王春偉

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)拋光墊及其制造方法，更具體涉及表面上具有由激光束形成的孔以改善CMP工藝穩(wěn)定性的CMP拋光墊以及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件是通過在半導(dǎo)體襯底如硅上高密度集成電子器件如晶體管或電容器而形成并且利用沉積、光刻和蝕刻技術(shù)制造的。這樣的沉積、光刻和蝕刻工藝的反復(fù)進(jìn)行導(dǎo)致形成具有特定形狀的圖案。當(dāng)在層狀結(jié)構(gòu)中反復(fù)形成圖案時(shí)，在所得結(jié)構(gòu)的頂部，高度差逐漸變得嚴(yán)重。結(jié)構(gòu)頂部的這種嚴(yán)重的高度差使得在后續(xù)光刻工藝中的光掩模圖案聚焦不清，由此導(dǎo)致難以形成微細(xì)圖案。

包括減少襯底上的高度差以增加光刻法分辨率的技術(shù)之一是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。CMP包括以機(jī)械和化學(xué)方式拋光具有高度差的襯底以使襯底頂部平坦化。圖1是說明CMP工藝的示意圖。參考圖1，CMP工藝通過使晶片103在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)與旋轉(zhuǎn)的CMP拋光墊102接觸來進(jìn)行，使得在晶片103頂部上形成的層可被拋光。CMP拋光墊102固定在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)101上，并且晶片103在通過載體104旋轉(zhuǎn)的同時(shí)與CMP拋光墊102接觸。在此，從漿料供應(yīng)噴嘴105向CMP拋光墊102的頂部供應(yīng)漿料106。

CMP拋光墊是用于拋光晶片表面的消耗品并且對(duì)于CMP工藝是必不可少的。在CMP期間，在CMP拋光墊和晶片表面之間存在漿料以進(jìn)行晶片表面的化學(xué)機(jī)械拋光。然后，將使用過的漿料排放到外部。為了使?jié){料在CMP拋光墊上保留預(yù)定時(shí)間，需要在CMP拋光墊上貯存該漿料。CMP拋光墊的這種漿料貯存性可通過在拋光墊上形成的孔或洞獲得。換句話說，將漿料引入形成在CMP拋光墊上的孔或洞中，使得半導(dǎo)體表面可長(zhǎng)時(shí)間有效拋光。為了確保CMP拋光墊抑制漿料泄漏以及提供高拋光效率，需要良好地控制孔或洞的形狀，并且將拋光墊的物理性質(zhì)如硬度保持在最佳狀態(tài)。

常規(guī)CMP拋光墊通過利用物理或化學(xué)方法在拋光墊內(nèi)部形成不規(guī)則尺寸和布置的孔來獲得。圖2是示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)獲得的CMP拋光墊的截面圖。參考圖2，具有各種形狀和尺寸的孔102a以無規(guī)分布形式布置在聚合物制成的拋光墊102的表面或內(nèi)部。

在CMP拋光墊上形成孔或洞的常規(guī)方法中的一種物理方法是將微米尺寸材料與形成拋光墊的材料混合。在這種情況下，需要將多孔微米尺寸材料設(shè)置為使得其可以在拋光墊制造的初始時(shí)刻與拋光墊材料混合良好。但是，難以通過物理方法使得微米尺寸材料與拋光墊材料良好混合。此外，微米尺寸材料的尺寸并不均勻。通常，物理方法形成的孔的平均孔直徑為約100微米，但每個(gè)孔的直徑范圍從幾十微米到幾百微米不等。這源于成孔的技術(shù)限制。另外，當(dāng)制造拋光墊時(shí)，由于重力導(dǎo)致孔隨機(jī)分布在不同的位置。因此，難以獲得具有均一品質(zhì)的拋光墊。當(dāng)在CMP拋光墊上形成的孔的尺寸或分布不均勻時(shí)，在高精度拋光晶片時(shí)，拋光效率隨位置或時(shí)間而變化。

用于在CMP拋光墊上形成孔的一種化學(xué)方法使用水或能夠轉(zhuǎn)化成氣體的液體。當(dāng)水或這類液體被引入聚氨酯溶液并然后加熱時(shí)，在液體轉(zhuǎn)化為氣體的同時(shí)形成孔。然而，這種利用氣體形成孔的方法仍然是有問題的，其問題在于難以保持均勻的孔尺寸。因此，需要開發(fā)一種方法，用以保持在CMP拋光墊上形成的孔或洞的均勻形狀并且根據(jù)需要控制孔或洞的分布。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本公開涉及提供一種在其表面上形成有孔的CMP拋光墊，其中所述孔具有控制為預(yù)定尺寸的直徑。

本公開還涉及提供一種用于制造在其表面上形成有孔的CMP拋光墊的方法，其中所述孔具有控制為預(yù)定尺寸的直徑。

技術(shù)方案

在一個(gè)一般方面，本公開提供一種在其至少一個(gè)表面上形成有多個(gè)孔的CMP拋光墊，其中所述孔通過將吸光材料分散在CMP拋光墊的表面內(nèi)或表面上并用激光束照射所述吸光材料而形成。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述孔可具有由所述激光束的波長(zhǎng)所確定的直徑。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，所述孔的直徑可與所述激光束的波長(zhǎng)成比例。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，所述激光束可具有300-20000nm的中值波長(zhǎng)。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，所述孔可具有1-200μm的直徑。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，所述吸光材料可吸收波長(zhǎng)范圍為300-15000nm的光。