[發明專利]硅酸鹽復合物拋光墊

有效

• 申請號: 201110371457.X
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102528647A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: A·R·旺克;D·M·奧爾登;J·K·搜;R·加焦尼;M·E·加澤;D·德羅普;C·F·小卡梅倫;M·T·班赫;S·利雷
• 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: B24B37/24
• 分類號: B24B37/24;B24B37/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩

技術領域

本發明涉及用于化學機械拋光(CMP)的拋光墊，具體涉及適用于對半導體基片、磁性基片或光學基片中的至少一種基片進行拋光的聚合物復合拋光墊。

背景技術

其上裝配有集成電路的半導體晶片必須進行拋光，以提供極光滑和平坦的表面，該表面在特定平面內的變化必須在微米的范圍內。此拋光通常在化學機械拋光(CMP)操作中完成。這些“CMP”操作使用化學活性漿液，通過拋光墊磨光晶片表面。化學活性漿液和拋光墊的組合結合起來拋光晶片表面或使晶片表面平面化。

CMP操作產生的一個問題是晶片劃痕。某些拋光墊可能包含外來物質，使晶片產生溝槽或劃痕。例如，外來物質可能導致硬材料，如TEOS介電質中產生顫痕。對本說明書來說，TEOS表示由四乙氧基硅酸鹽分解形成的硬玻璃狀介電質。對介電質的這種損壞會導致晶片缺陷和較低的晶片產率。外來物質導致的另一個劃痕問題是破壞非鐵金屬的互連，例如銅互連。如果拋光墊劃擦得太深，進入互連連接線，連接線的電阻將增加到半導體不能正常運作的數值。在極端情況下，這些外來物質會產生上百萬的劃痕，導致劃傷整個晶片。

美國專利第5,578,362號(Reinhardt等)描述了一種拋光墊，該拋光墊用空心的聚合物微元件代替玻璃球，在聚合物基質中產生孔隙。此設計的優點包括均勻拋光、低缺陷度和增加的去除速率。Reinhardt等設計的IC1000^TM拋光墊優于之前用于劃擦的IC60拋光墊，IC60拋光墊用聚合物殼代替陶瓷玻璃相。此外，Reinhardt等發現用較軟的聚合物微球代替硬玻璃球會使拋光速率意想不到的增加。Reinhardt等的拋光墊長期用作CMP拋光的工業標準，并在CMP的高級應用中繼續起重要的作用。

CMP操作的另一個問題是墊和墊之間的差異，例如密度變化和墊內的變化。為了解決這些問題，拋光墊的制造依賴于仔細的澆鑄(casting)技術，同時控制固化循環。這些努力集中在拋光墊的宏觀性質上，但未解決與拋光墊材料相關的微拋光方面的問題。

存在對于拋光墊的下述工業需求，即該拋光墊能提供改進的平面化、去除速率和劃痕的組合性質。此外，仍需要這樣的一種拋光墊，該拋光墊能提供這些性質，并且該拋光墊中墊和墊之間差異較小。

發明內容

本發明的一個方面包括一種拋光墊，所述拋光墊用于拋光半導體基片、磁性基片和光學基片中的至少一種，所述拋光墊包括：聚合物基質，所述聚合物基質具有拋光表面；聚合物微元件，所述聚合物微元件分布在所述聚合物基質中和所述聚合物基質的拋光表面上；所述聚合物微元件具有外表面并且被流體填充從而在拋光表面產生紋理；和分布在各聚合物微元件中的含硅酸鹽的區域，所述含硅酸鹽的區域被隔開，涂覆所述聚合物微元件小于50％的外表面；和小于聚合物微元件總量的0.1重量％的聚合物微元件與以下組分結合：i)硅酸鹽顆粒，所述硅酸鹽顆粒的粒度大于5μm；ii)含硅酸鹽的區域，所述含硅酸鹽的區域覆蓋所述聚合物微元件超過50％的外表面；和iii)聚合物微元件，所述聚合物微元件與硅酸鹽顆粒團聚至平均簇尺寸大于120μm。

本發明的另一個方面包括一種拋光墊，所述拋光墊用于拋光半導體基片、磁性基片和光學基片中的至少一種，所述拋光墊包括：聚合物基質，所述聚合物基質具有拋光表面；聚合物微元件，所述聚合物微元件分布在所述聚合物基質中和所述聚合物基質的拋光表面上；所述聚合物微元件具有外表面并且被流體填充從而在拋光表面產生紋理；和分布在各聚合物微元件中的含硅酸鹽的區域，所述含硅酸鹽的區域被隔開，涂覆所述聚合物微元件小于1-40％的外表面；和小于聚合物微元件總量0.05重量％的聚合物微元件與以下組分結合：i)硅酸鹽顆粒，所述硅酸鹽顆粒的粒度大于5μm；ii)含硅酸鹽的區域，所述含硅酸鹽的區域覆蓋所述聚合物微元件超過50％的外表面；和iii)聚合物微元件，所述聚合物微元件與硅酸鹽顆粒團聚至平均簇尺寸大于120μm。

附圖說明

圖1A顯示柯安達塊空氣分級器(classifier)的截面側視示意圖。

圖1B顯示柯安達塊空氣分級器的截面前視示意圖。

圖2顯示用柯安達塊空氣分級器分離的含硅酸鹽的細顆粒的SEM顯微照片。

圖3顯示用柯安達塊空氣分級器分離的含硅酸鹽的粗顆粒的SEM顯微照片。

圖4顯示嵌埋有硅酸鹽顆粒并經柯安達塊空氣分級器分離的清潔的空心聚合物微元件的SEM顯微照片。