[發明專利]具有在支撐件上的拋光元件的CMP拋光墊

在審

• 申請號: 202110278526.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113442055A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: J·R·麥考密克;B·E·巴爾頓
• 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: B24B37/20
• 分類號: B24B37/20;B24B37/26;B24B37/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;陳哲鋒

一種用于化學機械拋光的拋光墊可以包括具有頂表面和表面的基部墊；多個拋光元件，每個拋光元件具有頂部拋光表面和底表面，并且其中，所述多個拋光元件中的每個拋光元件通過三個或更多個支撐件連接至所述基部墊的頂表面到所述拋光元件，其中，所述拋光元件的底表面、所述基部墊的頂表面、以及所述支撐件限定了包括至少一個空隙的區域，并且在所述三個或更多個支撐件之間存在開口。這樣的墊可以用于以下方法中：提供基材并且用該墊、可選地用拋光介質來對基材拋光。

技術領域

本發明總體上涉及用于化學機械拋光的拋光墊的領域。特別地，本發明涉及可用于磁性、光學和半導體襯底的化學機械拋光的具有拋光結構的化學機械拋光墊，包括存儲器的線前端(FEOL)或線后端(BEOL)處理以及邏輯集成電路。

背景技術

在集成電路以及其他電子裝置的制造中，將多層導電材料、半導電材料以及介電材料沉積在半導體晶片的表面上或從半導體晶片的表面上部分地或選擇性地移除。可以使用許多沉積技術來沉積導電材料、半導電材料以及介電材料的薄層。在現代晶片加工中常見的沉積技術包括除其他之外，物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強的化學氣相沉積(PECVD)、以及電化學沉積(ECD)。常見的去除技術包括除其他之外，濕法和干法各向同性和各向異性刻蝕。

隨著材料層被依次地沉積和移除，晶片的最上表面變成非平面的。因為后續的半導體加工(例如光刻、金屬化等)要求晶片具有平坦的表面，所以需要對晶片進行平坦化。平坦化用于移除不希望的表面形貌和表面缺陷，諸如粗糙表面、附聚的材料、晶格損傷、劃痕、以及被污染的層或材料。另外，在鑲嵌(damascene)工藝中，對材料進行沉積以填充由圖案化蝕刻產生的凹進區域，但是填充步驟可能不精確并且凹進的過度填充比填充不足是優選的。因此，需要去除凹進之外的材料。

化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)是用于平坦化或拋光工件(例如半導體晶片)并除去鑲嵌工藝中多余材料的常用技術。在常規CMP中，將晶片托架或拋光頭安裝在托架組件上。拋光頭保持晶片并使晶片定位成與拋光墊的拋光表面接觸，所述拋光墊安裝在CMP設備內的工作臺或壓板上。托架組件在晶片和拋光墊之間提供可控制的壓力。同時，將漿料或其他拋光介質分配到拋光墊上并吸入晶片和拋光層之間的間隙中。為了進行拋光，拋光墊和晶片典型地相對于彼此旋轉。當拋光墊在晶片下方旋轉時，晶片越過典型地環形拋光軌跡或拋光區域，其中晶片的表面直接面對拋光層。通過拋光表面和表面上的拋光介質(例如，漿料)的化學和機械作用來拋光晶片表面并使之平坦。

在CMP期間拋光層，拋光介質和晶片表面之間的相互作用在過去的幾年中一直是研究、分析和高級數值建模的主題，以努力優化拋光墊的設計。自從將CMP用作半導體制造工藝以來，大多數的拋光墊開發本質上都是經驗性的，涉及對許多不同的多孔和無孔聚合物材料的試驗以及此類材料的機械特性。一些途徑涉及為拋光墊提供從墊的基部延伸的多個不同的突出結構，例如，參見美國專利號6,817,925、7,226,345、7,517,277、9,649,742、美國專利公開號2014/0273777號、美國專利號6,776,699。其他途徑使用晶格結構，這些晶格結構可以形成具有空隙的總體上整體結構。例如，參見美國專利號7,828,634、7,517,277、或7,771,251。中國專利公開號110253423A披露了一種具有凹陷部分和中空的突出部的拋光結構，其中中空區域可以通過在拋光期間去除突出部的頂表面而打開。

美國專利公開號2019/0009458披露了使用增材制造(即，3D打印)來制造復雜的單體結構，比如具有以下部分的結構：(a)本體部分，該本體部分上具有表面部分；(b)在所述表面部分上形成的至少第一特征元件陣列，所述特征元件各自包括：(i)支撐結構，該支撐結構連接至所述表面部分并且從其向上延伸；以及(ii)連接至所述支撐結構的頂部部段，所述頂部結構和所述支撐結構一起限定了在其中形成的內部空腔。這些結構被披露為在壓力下塌縮然后返回至先前的構型。所述結構被披露為可用于噪音和/或振動隔離以及皮膚接觸應用。

發明內容