[發明專利]孔隙度受控的拋光墊形成法

有效

• 申請號: 201610464131.4
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107695903B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: Y·童;A·旺克;D·盧戈;M·R·斯塔克;D·M·韋內齊亞萊;M·W·德格魯特;G·C·雅各布;J·B·米勒
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司;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;B24B37/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩;陳哲鋒

本發明為一種制造適合于對半導體、光學和磁性襯底中的至少一種進行平坦化的拋光墊的方法。所述方法包括將液體聚合物液滴緊靠襯底涂覆以形成多個孔隙。液體聚合物含有非離子表面活性劑和離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑具有足以促進液體聚合物內孔隙生長的濃度，所述離子表面活性劑具有足以限制液體聚合物內孔隙生長的濃度。使所述固體聚合物固化形成所述多個孔隙的最終尺寸由非離子表面活性劑和離子表面活性劑的濃度控制的拋光墊。

技術領域

本發明涉及一種形成化學機械拋光墊的方法。更確切地說，本發明涉及一種使用表面活性劑形成化學機械拋光墊的方法。

背景技術

在集成電路和其它電子裝置的制造中，多個導電、半導電和介電材料層沉積到半導體晶片的表面上并且從其去除。薄的導電、半導電和介電材料層可使用多種沉積技術沉積。現代晶片加工中常見的沉積技術尤其包括又稱為濺鍍的物理氣相沉積(physicalvapor deposition，PVD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、等離子體增強的化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)和電化學電鍍。常見的去除技術尤其包括濕式和干式各向同性和各向異性蝕刻。

因為材料層依序沉積和去除，所以晶片的最上表面變得不平坦。因為后續半導體加工(例如金屬化)需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平坦化。平坦化可用于去除非所期望的表面形狀和表面缺陷，如粗糙表面、聚結材料、晶格損壞、刮痕和被污染的層或材料。

化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)是一項用以平坦化或拋光如半導體晶片等工件的常見技術。在常規CMP中，晶片載具或拋光頭安裝在載具組件上。拋光頭固持晶片并且將晶片定位成與安裝在CMP設備內的臺子或壓板上的拋光墊的拋光層接觸。載具組件在晶片與拋光墊之間提供可控壓力。同時，將拋光介質(例如漿料)分配到拋光墊上并且抽取到晶片與拋光層之間的間隙中。為了實現拋光，拋光墊和晶片典型地相對于彼此旋轉。隨著拋光墊在晶片下面旋轉，晶片掃除典型環形的拋光軌跡或拋光區域，其中晶片的表面直接面對拋光層。通過拋光層和表面上的拋光介質的化學和機械作用，對晶片表面進行拋光并且使其成平坦。

在美國專利第8,314,029號中希羅斯(Hirose)等人公開了一種制備拋光層的方法。具體地說，希羅斯等人公開了一種用于制造含大體上球形孔并具有高厚度精確性的拋光墊的方法，其包括通過機械發泡方法制備孔分散的氨基甲酸酯組合物；從單個排出口不斷地將孔分散的氨基甲酸酯組合物排出到在面材A的寬度方向上大體上中心部分，同時饋送面材A；在孔分散的氨基甲酸酯組合物上層壓面材B；然后通過厚度調節構件均勻地調節孔分散的氨基甲酸酯組合物的厚度；固化厚度在前述步驟中調節的孔分散的氨基甲酸酯組合物，而不需施加任何附加負荷到所述組合物，從而形成包括聚氨酯泡沫的拋光片材；以及切割所述拋光片材。此工藝在控制孔徑和孔徑分配上可有困難。并且，所述復雜的工藝可產生積垢問題，這些問題可降低制造功效。

盡管如此，仍然持續需要改良的制造拋光層用于化學機械拋光墊的方法，其對孔徑和孔徑分配具有更好的控制。尤其需要減少所需工藝步驟的總數并提高完成的拋光墊的質量的方法。因此，需要一種改良的提供拋光層用于化學機械拋光墊的方法，其具有增強的拋光性能和可制造性。

發明內容

本發明的一方面提供一種制造適合于對半導體、光學和磁性襯底中的至少一種進行平坦化的拋光墊的方法，所述方法包含以下∶將液體聚合物液滴緊靠襯底涂覆以在所述液體聚合物中形成多個孔隙，所述液體聚合物含有非離子表面活性劑和離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑具有足以促進所述液體聚合物內孔隙生長的濃度，所述離子表面活性劑具有足以限制所述液體聚合物內孔隙生長的濃度；使緊靠所述襯底的液體聚合物液滴固化成含有多個孔隙的固體聚合物；重復液滴涂覆和液體聚合物液滴固化多次以增加固體襯底的厚度；以及使固體聚合物固化成多個孔隙的最終尺寸由非離子表面活性劑和離子表面活性劑的濃度控制的拋光墊。