[發(fā)明專利]具有CMP拋光墊用的高UV透明度的脂肪族UV固化的聚氨基甲酸酯光學(xué)終點檢測窗口

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811264918.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109794848B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·R·加丁科
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料CMP控股股份有限公司
• 主分類號: B24B37/20
• 分類號: B24B37/20;B24B37/24;B24B37/26;B24B49/12;B24D11/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;胡嘉倩

本發(fā)明提供化學(xué)機械(CMP)拋光墊，用于拋光選自包括所述CMP拋光墊的半導(dǎo)體襯底的襯底，并且具有一個或多個終點檢測窗口，所述窗口為具有兩個(甲基)丙烯酸酯端基的線性環(huán)脂肪族氨基甲酸酯大分子單體或其環(huán)脂肪族氨基甲酸酯寡聚物與脂肪族引發(fā)劑的反應(yīng)混合物的固化產(chǎn)物，所述(甲基)丙烯酸酯端基經(jīng)由環(huán)脂肪族二氨基甲酸酯鍵合至平均分子量為450至2,000的聚醚、聚碳酸酯或聚酯鏈，其中所述氨基甲酸酯大分子單體中的總異氰酸酯含量在3.3至10重量％范圍內(nèi)，并且進一步地，其中，所述組合物包括小于5重量％的未反應(yīng)的(甲基)丙烯酸酯單體，并且大體上不含未反應(yīng)的異氰酸酯。無論其硬度或缺乏硬度，所述終點檢測窗口在潮濕時均具有出色耐用性。

本發(fā)明涉及用于紫外(UV)透明終點檢測窗口的調(diào)配物，具有一個或多個終點檢測窗口的化學(xué)機械拋光墊(CMP拋光墊)，以及使用所述CMP拋光墊進行CMP拋光的方法。更具體來說，本發(fā)明涉及一種包括具有兩個(甲基)丙烯酸酯端基的線性環(huán)脂肪族氨基甲酸酯大分子單體或其環(huán)脂肪族氨基甲酸酯寡聚物與脂肪族引發(fā)劑，如光引發(fā)劑或熱引發(fā)劑，如偶氮雙異丁腈(AIBN)的反應(yīng)混合物的組合物，所述(甲基)丙烯酸酯端基經(jīng)由環(huán)脂肪族二氨基甲酸酯鍵合至聚醚、聚碳酸酯或聚酯鏈，并且關(guān)于一種具有一個或多個終點檢測窗口的CMP拋光墊，所述終點檢測窗口為反應(yīng)混合物的固化產(chǎn)物，以及制造和使用所述CMP拋光墊的方法。

化學(xué)機械平坦化或化學(xué)機械拋光(CMP)通常用于平坦化包括集成電路和其它電子裝置襯底(如半導(dǎo)體晶片)的導(dǎo)電、半導(dǎo)電和介電材料的多個薄層中的一個或多個。平坦化適用于去除非所期望的表面形貌和表面缺陷，如粗糙表面、聚結(jié)材料、晶格損傷、劃痕和污染的層或材料。在常規(guī)CMP中，襯底安裝在載體組件上并且定位成與CMP設(shè)備中的拋光墊接觸。當(dāng)墊通過外部驅(qū)動力相對于襯底移動(例如旋轉(zhuǎn))時，載體組件通過將其壓靠在CMP拋光墊上而向襯底施加受控壓力。與此同時，在晶片和CMP拋光墊之間提供的拋光介質(zhì)(例如漿料)用于通過墊表面和拋光介質(zhì)的化學(xué)和機械作用拋光和平坦化襯底表面。

CMP拋光中存在的一個挑戰(zhàn)為確定何時將襯底拋光至所需程度。已研發(fā)出用于確定拋光終點的原位方法。原位光學(xué)終點指向技術(shù)可分為兩種基本類別：(1)在單一波長下監(jiān)測反射光信號，如來自激光源的光，或(2)從多個波長監(jiān)測反射光信號。用于光學(xué)終點指向的典型波長包含可見光譜(例如400至700nm)、紫外光譜(300至400nm)和紅外光譜(例如700至1000nm)中的波長。在監(jiān)測光信號時，襯底的反射率會隨襯底表面處的組分從一種材料變化成另一種材料而改變。然后使用這種反射率變化來檢測CMP拋光終點。例如，已經(jīng)使用光譜儀來獲取光譜的可見范圍內(nèi)的反射光的強度光譜，同時使用整個光譜來檢測拋光終點。為了適應(yīng)這些光學(xué)終點測量技術(shù)，CMP拋光墊已研發(fā)成具有終點檢測窗口。然而，常規(guī)的含聚合物終點檢測窗口在曝露于波長為300至425nm的光之后經(jīng)常展現(xiàn)出非所希望的降解。此外，用于CMP拋光墊的已知終點檢測窗口材料在低于400nm的波長下具有低透射率。因此，仍然需要在低于400nm的波長下具有足夠透射率，并且在曝露于低于400nm的波長的此類輻射后不會過度降解的終點檢測窗口材料。

降低拋光缺陷(如微劃痕或顫痕)的低透射率問題的一種解決方案為使用更具脂肪族性的窗口材料。例如，美國專利第7,927,183號，F(xiàn)ukuda等人，公開了一種拋光墊，其中CMP拋光墊的的至少一個窗口部分在波長為300至400nm的整體范圍內(nèi)展現(xiàn)出30％或更大的透光率。Fukuda終點檢測窗口材料包括芳香環(huán)密度為2重量％或更小的聚氨基甲酸酯樹脂。此類含脂肪族異氰酸酯的聚氨基甲酸酯材料可在寬光譜提供改良的透光率。不幸的是，F(xiàn)ukuda中所公開的脂肪族聚氨基甲酸酯終點檢測窗口缺乏所需CMP拋光墊應(yīng)用所需的必要耐用性。特定來說，在從含有植入或放置呈制品中的塞子的窗口材料的模制品切下的CMP拋光墊中，刮削本身會磨損并且損壞窗口表面。此外，刮削的替代方案，如將單獨的窗口形成和放置在適于接收其的墊中的凹槽中，已證明實施起來為耗時的并且可能會導(dǎo)致窗口與墊的粘著問題。另外，聚氨基甲酸酯窗口材料通過CMP拋光墊調(diào)節(jié)而磨損，所述拋光墊調(diào)節(jié)使用調(diào)節(jié)盤在墊表面中形成微觀紋理以進行拋光。