[发明专利]抛光垫及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月22日提交的美国临时专利申请号61/288,982和2010年12月13日提交的美国临时专利申请号61/422,442的权益，这些专利申请的全部内容以引证方式并入本申请。

背景技术

在半导体装置和集成电路的制造过程中，通过一系列的沉积和蚀刻步骤来反复地处理硅片以形成上覆的材料层和装置结构。可使用被称为化学-机械平面化(CMP)的抛光技术来移除沉积和蚀刻步骤之后留下的表面不规则物（例如隆起、具有不等高度的区域、槽和沟），目标为获得不具有划痕和凹陷（被称为蝶形坑）的平滑晶片表面，即在整个晶片表面上具有高度均一性。

在典型的CMP抛光工艺中，将如晶片之类的基底在存在工作液体的情况下压贴于抛光垫上并且相对于抛光垫进行相对移动，所述工作液体通常为磨料粒子在水和/或蚀刻化学物中的浆液。与磨料浆液一起使用的各种CMP抛光垫公布于例如美国专利号5,257,478(Hyde等人)；5,921,855(Osterheld等人)；6,126,532(Sevilla等人)；6,899,598(Prasad)和7,267,610(Elmufdi等人)中。固定磨料抛光垫是已知的，如美国专利号6,908,366(Gagliardi)中所例举的，其中磨料颗粒常以从垫表面延伸的精确成型的磨料复合物的形式通常固定到垫的表面。最近，具有从可压缩底层延伸的多个抛光元件的抛光垫描述于国际专利申请公布号WO/2006057714(Bajaj)中。尽管多种抛光垫为已知的并且得以使用，但本领域仍在继续寻找用于CMP的新型和改进的抛光垫，尤其是用于其中使用较大的芯片直径，或需要较高的晶片表面平坦度和抛光均匀度的CMP工艺中。

发明内容

本发明提供了多孔抛光垫和制造这种抛光垫的方法，所述抛光垫具有抛光层，所述抛光层具有热固化组分和辐射固化组分。孔通过使用聚合物粒子加入到所述抛光层中。本申请公开的所述多孔抛光垫中的孔是闭孔，其与常规的热固化抛光垫的孔相比通常具有更低的孔径不均匀度和更小的孔径。控制孔径和分布可是有利的，例如，对于抛光垫的抛光性能可是有利的。

在一个方面，本发明提供了一种抛光垫，其包括：

柔顺层，其具有相对的第一和第二侧；以及

多孔抛光层，其设置在所述柔顺层的第一侧上，所述多孔抛光层包括：

交联网络，其包括热固化组分和辐射固化组分，其中所述辐射固化组分和所述热固化组分在所述交联网络中共价键合；

聚合物粒子，其分散于交联网络中；以及

闭孔，其分散于所述交联网络中。在一些实施例中，所述抛光垫还包括介于所述柔顺层和所述多孔抛光层之间的支承层。

在另一方面，本发明提供一种制造抛光垫的方法，所述方法包括：

提供包括可热固化树脂组合物、可辐射固化树脂组合物以及聚合物粒子的组合物；

在所述组合物中形成孔；

将所述组合物定位在支承层上；以及

通过将组合物暴露于辐射以至少部分固化所述可辐射固化树脂组合物，并将所述组合物加热以至少部分固化所述可热固化树脂组合物，从而在所述支承层上形成多孔抛光层。在一些实施例中，所述方法还包括将柔顺层粘合到与所述多孔抛光层相对的所述支承层的表面上。

在另一方面，本发明提供了一种抛光方法，其包括：

将基底的表面与根据本发明的抛光垫的多孔抛光层接触；以及

关于所述基底相对地移动所述抛光垫以磨蚀所述基底的表面。

根据本发明的抛光垫的示例性实施例具有使其能够用于多种抛光应用中的各种特征和特性。在一些实施例中，本发明的抛光垫可尤其适用于在制造集成电路和半导体装置中使用的晶片的化学-机械平面化(CMP)。在某些实施例中，本发明所描述的抛光垫可提供下述优点中的一些或全部。