[发明专利]化学机械抛光垫复合抛光层配制品

说明书

提供一种化学机械抛光垫，其含有：具有抛光表面的抛光层；其中所述抛光层包含第一连续非短效聚合物相和第二非短效聚合物相；其中所述第一连续非短效聚合物相具有多个周期性凹座；其中所述多个周期性凹座由所述第二非短效聚合物相所占据；其中所述第一连续非短效聚合物相的开孔孔隙率≤6体积％；其中所述第二非短效聚合物相的开孔孔隙率≥10体积％；以及其中所述抛光表面适于抛光衬底。

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光垫。更确切地说，本发明涉及一种含有具有抛光表面的抛光层的化学机械抛光垫；其中所述抛光层包含第一连续非短效聚合物相和第二非短效聚合物相；其中所述第一连续非短效聚合物相具有多个周期性凹座；其中所述多个周期性凹座由所述第二非短效聚合物相所占据；其中所述第一连续非短效聚合物相的开孔孔隙率≤6体积％；其中所述第二非短效聚合物相的开孔孔隙率≥10体积％；以及其中所述抛光表面适于抛光衬底。

背景技术

在集成电路和其它电子装置的制造中，多个导电、半导电和介电材料层沉积在半导体晶片的表面上并且从半导体晶片的表面去除。薄的导电、半导电和介电材料层可以使用多种沉积技术沉积。现代晶片加工中的常见沉积技术尤其包括也称为溅射的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)和电化学电镀(ECP)。常见去除技术尤其包括湿式和干式各向同性和各向异性蚀刻。

由于材料层依序沉积和去除，所以晶片的最上表面变得不平坦。因为后续半导体加工(例如金属化)需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化适用于去除非所期望的表面形状和表面缺陷，如粗糙表面、聚结材料、晶格损坏、刮痕和被污染的层或材料。

化学机械平面化或化学机械抛光(CMP)是一种用以平面化或抛光工件(如半导体晶片)的常见技术。在常规CMP中，晶片载具或抛光头安装在载具组件上。抛光头固持晶片并且安置晶片与安装在CMP设备内的平台或压板上的抛光垫的抛光层接触。载具组件在晶片与抛光垫之间提供可控压力。同时，将抛光介质(例如浆料)施配到抛光垫上并且引入到晶片与抛光层之间的间隙中。为了实现抛光，抛光垫和晶片通常相对于彼此旋转。随着抛光垫在晶片下方旋转，晶片清除出通常环形的抛光轨迹或抛光区域，其中晶片的表面直接面对抛光层。晶片表面是通过抛光层和抛光介质对表面的化学和机械作用而抛光并且制成平面。

James等人在中美国专利第6,736,709号中披露在化学机械抛光垫的抛光表面中开槽的重要性。具体来说，James等人教示“凹槽刚度商”(“GSQ”)估计开槽对垫刚度的作用和“凹槽流动商”(“GFQ”)估计开槽对(垫界面)流体流动的作用；以及在选择用于给定抛光方法的理想抛光表面时在GSQ与GFQ之间存在微妙的平衡。

尽管如此，随着晶片尺寸继续缩小，相关抛光方法的需求始终强烈。

因此，持续需要扩大化学机械抛光垫的操作性能范围的抛光层设计。

发明内容