[发明专利]具有低缺陷整体窗的化学机械抛光垫

说明书

技术领域

本发明一般涉及化学机械抛光领域。具体地，本发明涉及具有低缺陷整体窗的化学机械抛光垫。本发明还涉及一种使用具有低缺陷整体窗的化学机械抛光垫对基片进行化学机械抛光的方法。

背景技术

在集成电路和其它电子器件的制造中，需要在半导体晶片的表面上沉积多层的导电材料、半导体材料和介电材料，或者将这些材料层从半导体晶片的表面除去。可以使用许多种沉积技术沉积导电材料、半导体材料和介电材料的薄层。现代晶片加工中常规的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电镀法(ECP)等。

当材料层被依次沉积和除去的时候，晶片最上面的表面变得不平。因为随后的半导体加工(例如金属化)需要晶片具有平坦的表面，所以晶片需要平面化。平面化可用来除去不希望出现的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面，附聚材料，晶格破坏，划痕和污染的层或材料。

化学机械平面化，即化学机械抛光(CMP)是一种用来对半导体晶片之类的基片进行平面化的常规技术。在常规的CMP中，将晶片安装在支架组件上，设置在与CMP设备中的抛光垫接触的位置。所述支架组件为晶片提供可以控制的压力，将其压向抛光垫。通过外界驱动力使得抛光垫相对于晶片运动(例如转动)。与此同时，在晶片和抛光垫之间提供化学组合物(“浆液”)或者其它的抛光溶液。因此，通过抛光垫表面以及浆液的化学作用和机械作用，对晶片的表面进行抛光使其平面化。

化学机械抛光中存在的一个问题是，确定何时已经将基片抛光至所需的程度。人们已经开发出了原位确定抛光终点的方法。一种这样的方法使用激光干涉仪，使用激光器产生的光来测定基片的尺寸。因此，人们已经开发出具有一些特征的化学机械抛光垫，这些特征便于通过光学法确定基片的尺寸特征。例如，美国专利第5,605,760号揭示了一种抛光垫，其中抛光垫的至少一部分对一定波长范围的激光是透射的。在一个实施方式中，所述抛光垫包括设置在其它部分不透明的抛光垫内的透明窗片。所述窗片可以是设置在模塑抛光垫内的透明聚合物材料的小棒或者插入物。所述小棒或者插入物可以是模塑在所述抛光垫内的插入件(即整体窗)，或者可以在模塑操作之后，安装入抛光垫内的切口中(即插入物就位窗)。

包括插入物就位窗的常规化学机械抛光垫在插入物就位窗和化学机械抛光垫的剩余部分之间的界面处容易泄漏抛光介质。该泄漏的抛光介质会渗透入抛光层、中间层或子垫层中，造成例如抛光层的压缩性的区域差异，导致抛光缺陷增加。泄漏的抛光介质还会渗透通过抛光垫，对抛光设备造成损坏。

相对于插入物就位窗来说，包括整体窗的常规化学机械抛光垫容易增加抛光缺陷，这是因为随着抛光垫的使用时间延长，该窗会从抛光垫向外凸出，造成抛光缺陷(例如对被抛光的基片造成划痕)。

因此，人们需要一种包括窗的改进的化学机械抛光垫，其能够减少插入物就位窗通常带来的泄漏问题，以及常规整体窗具有的抛光缺陷问题。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种化学机械抛光垫，其包括：抛光层，该抛光层包括抛光表面和整体窗；所述整体窗结合在所述抛光层中；所述整体窗是固化剂与异氰酸酯封端的预聚物多元醇的聚氨酯反应产物；所述固化剂包含固化剂胺部分，该固化剂胺部分能够与所述异氰酸酯封端的预聚物多元醇中所含的未反应的NCO部分反应，形成整体窗；以胺部分与未反应的NCO部分的化学计量比为1∶1至1∶1.25提供所述固化剂和异氰酸酯封端的预聚物多元醇；所述整体窗的孔隙率＜0.1体积％；所述整体窗的压缩形变为5-25％；其中，所述抛光表面适合用来对选自磁性基片、光学基片和半导体基片的基片进行抛光。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来对选自磁性基片、光学基片和半导体基片的基片进行化学机械抛光的方法，所述方法包括：提供化学机械抛光设备，该设备包括台板；提供选自磁性基片、光学基片和半导体基片的至少一块基片；选择化学机械抛光垫，所述抛光垫包括抛光层，所述抛光层包括形成于其中的整体窗，所述整体窗的压缩形变为5-25％；将所述化学机械抛光垫安装在所述台板上；用所述抛光层的抛光表面对所述至少一块种基片进行抛光。

在本发明的另一个方面，提供了一种用来对选自磁性基片、光学基片和半导体基片的基片进行化学机械抛光的方法，所述方法包括：提供化学机械抛光设备，该设备包括台板；提供选自磁性基片、光学基片和半导体基片的至少一块基片；选择权利要求1所述的化学机械抛光垫；将所述化学机械抛光垫安装在所述台板上；用所述抛光层的抛光表面对所述至少一块基片进行抛光。

具体实施方式