[發明專利]形成堿土金屬氧化物拋光墊

有效

• 申請號: 201310167363.X
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103386655A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: D·M·阿爾登;D·B·詹姆斯;A·R·旺克;J·穆奈恩
• 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;B24B37/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

背景技術

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。

其上制作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小于微米的范圍內。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?；瘜W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。某些拋光墊會含有外來物質，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/酯分解形成的硬玻璃狀電介質。對電介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，則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大量劃痕，這會導致劃傷整個晶片。

美國專利第5,572,362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，IC1000^TM拋光墊用聚合物殼代替玻璃殼。此外，Reinhardt等發現用較軟的聚合物微球體代替硬玻璃球會令人意想不到地維持平面化效率。Reinhardt等的拋光墊被長期用作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操作的另一系列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，拋光墊制造商依賴于控制固化循環的仔細澆鑄技術。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如下：含堿土金屬氧化物的拋光墊的制備方法，所述含堿土金屬氧化物的拋光墊用于對半導體基片、磁性基片以及光學基片中的至少一種進行拋光，該方法包括：將氣體填充的聚合物微元件的進料物流引入氣體噴射流中，所述聚合物微元件具有變化的密度、變化的壁厚度和變化的粒度，所述聚合物微元件具有分布在聚合物微元件的外表面上的含堿土金屬氧化物區域，含堿土金屬氧化物區域被分隔開，以覆蓋所述聚合物微元件1-40%的外表面；并且與以下組分總量超過0.1重量%的組分相結合：i)粒度大于5μm的含堿土金屬氧化物顆粒；ii)覆蓋了聚合物微元件超過50%的外表面的含堿土金屬氧化物區域；以及iii)聚合物微元件，所述聚合物微元件與含堿土金屬氧化物顆粒團聚至平均簇尺寸大于120μm；將氣體噴射流中的聚合物微元件通入柯安達(Coanda)塊附近，所述柯安達塊具有彎曲壁，通過柯安達效應、慣性和氣流阻力來分離所述聚合物微元件；從柯安達塊的彎曲壁分離i)粒度大于5μm的含堿土金屬氧化物顆粒；ii)覆蓋了聚合物微元件超過50%的外表面的含堿土金屬氧化物區域；以及iii)聚合物微元件，所述聚合物微元件與含堿土金屬氧化物顆粒團聚至與聚合物微元件相結合的平均簇尺寸大于120μm，來清潔聚合物微元件；收集聚合物微元件，有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相結合：i)粒度大于5μm的含堿土金屬氧化物顆粒；ii)覆蓋了聚合物微元件超過50%的外表面的含堿土金屬氧化物區域；以及iii)聚合物微元件，所述聚合物微元件與含堿土金屬氧化物顆粒團聚至平均簇尺寸大于120μm；并將聚合物微元件插入聚合物基質中形成拋光墊。