[发明专利]制备用于化学机械抛光垫的复合抛光层的方法

说明书

提供一种形成化学机械抛光垫复合抛光层的方法，其包括：提供第一连续非短效聚合相的第一抛光层组件，其具有多个周期性凹槽；将组合以5到1,000m/s的速度向第一抛光层组件排出，用所述组合填充所述多个周期性凹槽；使所述组合在所述多个周期性凹槽中固化形成第二非短效聚合相，获得复合结构；以及从所述复合结构获得所述化学机械抛光垫复合抛光层，其中所述化学机械抛光垫复合抛光层在所述第一抛光层组件的所述抛光侧上具有抛光表面；并且其中所述抛光表面调适成用于抛光衬底。

本申请案为目前未决的2015年6月26日提交的US第14/751,410号的部分接续申请案。

技术领域

本发明涉及一种形成化学机械抛光垫复合抛光层的方法。更具体来说，本发明涉及一种使用轴向混合装置形成化学机械抛光垫复合抛光层的方法。

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到半导体晶片的表面上并且自其去除。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)以及电化学电镀(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。

因为依序沉积和去除材料层，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。平坦化可用于去除非所要的表面形状和表面缺陷，例如粗糙表面、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)是一种用于平面化或抛光工件(例如半导体晶片)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将晶片定位成与安装在CMP设备内的台子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)分配到抛光垫上并且抽取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面旋转，晶片清扫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。通过对抛光层和表面上的抛光介质进行化学和机械作用，对晶片表面抛光并且使其成平面。

James等人在美国专利第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等人传授“凹槽刚度商”(“GSQ”)估算开槽对垫刚度的作用和“凹槽流动商”(“GFQ”)估算开槽对(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之间存在精密平衡。

尽管如此，随着晶片尺寸持续缩小，对相关抛光方法的需求变得始终强烈。

因此，持续需要扩大化学机械抛光垫的操作效能范围的抛光层设计和其制造方法。

发明内容