[發明專利]拋光墊及其制備方法、化學機械研磨設備

有效

• 申請號: 201911006629.6
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110614580B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 郭宇軒;趙晟佑
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司;西安奕斯偉硅片技術有限公司
• 主分類號: B24B37/26
• 分類號: B24B37/26;B24B37/24
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;張博

本發明提供了一種拋光墊及其制備方法、化學機械研磨設備，屬于半導體技術領域。拋光墊的制備方法包括：制備拋光墊過渡結構，所述拋光墊過渡結構形成有多個凹槽，所述多個凹槽的開口位于所述拋光墊過渡結構的同一側表面；利用無機納米粒子填充滿所述拋光墊過渡結構的凹槽；在所述拋光墊過渡結構上澆筑液態聚合物與固化劑的混合物，抽去液態聚合物和所述凹槽內的空氣；將所述拋光墊過渡結構置于高于等于第一溫度閾值的環境中，固化后的液態聚合物與所述拋光墊過渡結構組成所述拋光墊。本發明能夠降低拋光墊的熱膨脹系數。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是指一種拋光墊及其制備方法、化學機械研磨設備。

背景技術

在晶圓制備過程中，隨著制程技術的升級，導線與柵極之間的尺寸不斷縮小，光刻技術對晶圓表面的平坦程度要求越來越高。目前化學機械研磨(CMP)技術得到了快速發展，已廣泛應用于半導體晶片、存儲磁盤以及高精光學材料的平坦化應用中。化學機械研磨亦稱為化學機械拋光，是將化學腐蝕同機械去除相結合的技術，是目前機械加工中唯一可以實現表面全局平坦化的技術。常規的CMP過程如下：將待加工材料固定在支架上，以待拋光表面朝下的方式在一定壓力下壓向固定在機臺上的拋光墊上，借助于待加工材料和拋光墊的相對旋轉，在拋光液存在下，利用磨粒的機械切削以及氧化劑的化學腐蝕，完成對工件表面的材料去除，并獲得光潔表面。其中，拋光墊在化學機械拋光中與硅片和拋光液直接接觸，它的性能與作用直接影響化學機械拋光的結果。在拋光過程中，硅片在拋光墊表面高速旋轉，會產生大量的熱量，拋光墊受熱膨脹會發生變形，嚴重影響拋光效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種拋光墊及其制備方法、化學機械研磨設備，能夠降低拋光墊的熱膨脹系數。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供一種拋光墊的制備方法，包括：

制備拋光墊過渡結構，所述拋光墊過渡結構形成有多個凹槽，所述多個凹槽的開口位于所述拋光墊過渡結構的同一側表面；

利用無機納米粒子填充滿所述拋光墊過渡結構的凹槽；

在所述拋光墊過渡結構上澆筑液態聚合物與固化劑的混合物，抽去液態聚合物和所述凹槽內的空氣；

將所述拋光墊過渡結構置于高于等于第一溫度閾值的環境中，固化后的液態聚合物與所述拋光墊過渡結構組成所述拋光墊。

可選地，制備所述拋光墊過渡結構包括：

提供一模具，所述模具包括模具本體和設置在所述模具本體一側表面上的多個凸起的T型圓盤結構，相鄰所述圓盤結構之間形成間隙，所述模具在高于第二溫度閾值的環境下能夠融化；

利用至少兩種不同粒徑的無機納米粒子填充滿所述間隙；

在所述模具上澆筑液態聚合物與固化劑的混合物，抽去液態聚合物和所述間隙內的空氣；

將所述模具置于低于等于第三溫度閾值的環境中，使得液態聚合物固化；

將環境溫度升至第二溫度閾值之上，所述模具融化，固化后的液態聚合物形成所述拋光墊過渡結構。

可選地，所述至少兩種不同粒徑的無機納米粒子中，一種粒徑為500nm，另一種粒徑為25nm。

可選地，所述無機納米粒子采用二氧化鈦納米粒子或二氧化硅納米粒子，所述液態聚合物采用聚二甲基硅氧烷PDMS。

可選地，所述液態聚合物與所述固化劑的摩爾比為1：10。

可選地，所述第一溫度閾值為60℃，所述第二溫度閾值為0℃，所述第三溫度閾值為0℃。

可選地，所述模具采用冰。