[发明专利]研磨制品，其制备方法及其应用方法

说明书

本申请是申请日为2011年1月19日，申请号为201180010888.1，发明名称为“研磨制品，其制备方法及其应用方法”的中国专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及新型研磨制品。此外，本发明涉及一种制备所述新型研磨制品的方法。最后但并非最不重要的是，本发明涉及一种使用所述新型研磨制品的方法。

引用文献

本申请中所引用的文献通过引用全文并入本文。

发明背景

电气设备，尤其是半导体集成电路(IC)；液晶面板；有机电致发光面板；印刷电路板；微机械；DNA芯片，微装置和磁头；优选具有LSI(大规模集成度)或VLSI(超大规模集成度)的IC；以及光学器件，尤其是光学玻璃如光掩模、透镜和棱镜；无机导电膜如氧化铟锡(ITO)；光学集成电路；光开关元件；光波导；光学单晶如光纤的端面和闪烁器；固态激光单晶；用于蓝色激光LED的蓝宝石基材；半导体单晶；以及用于磁盘的玻璃基材的制造要求高精度方法，所述方法尤其包括使用高纯度研磨组合物的化学机械抛光(CMP)步骤。在本领域中，这些研磨组合物通常称为CMP试剂或淤浆。

在具有LSI或VLSI的IC制造中必须特别小心。用于该目的的半导体晶片包括半导体基材如硅，在所述基材中具有图案化的区域以沉积具有电绝缘、导电或半导电性能的不同材料。

为了获得正确的图案化，必须除去用于在基材上形成各种层的过量材料。此外，为了制造具有功能且可靠的IC，重要的是具有平坦或平面状半导体晶片表面。因此，在IC制造过程中，必须除去和/或抛光半导体晶片的特定表面，然后实施下一工艺步骤。

化学机械抛光或平面化(CMP)是一种如下方法，其中从基材表面(例如半导体晶片表面)除去材料，并通过物理方法如研磨与化学方法如氧化或螯合的结合对所述表面进行抛光(平面化)。就其最基本的形式而言，CMP包括将淤浆(即磨料和活性化学品的悬浮液)施加至用于抛光半导体晶片表面的抛光垫上以实现去除、平面化和抛光效果。不希望所述去除或抛光纯粹为物理作用或纯粹为化学作用，而是希望二者的协同增效组合以实现快速且均一的去除。在IC制造中，CMP淤浆还应能优先去除包含金属和其他材料的复合层的膜，从而使得可形成用于随后光刻、图案化、蚀刻和薄膜加工的高度平坦的表面。

现在，铜在IC金属互连中的应用日益增多。在通常用于半导体制造中的电路金属化的铜镶嵌(damascene)或双镶嵌方法中，必须去除且平面化的层包括厚度为约1-1.5μm的铜层和厚度为约0.05-0.15μm的铜晶种层。这些铜层由厚度通常为约5-30nm的阻挡材料层与低k或超低k介电材料隔开，所述阻挡层防止铜扩散进所述低k或超低k介电材料中。在抛光后，在整个晶片表面上获得良好均一性的关键在于使用对各材料具有正确的去除选择性的CMP淤浆。

尽管使用CMP淤浆的CMP方法已广泛用于且仍广泛用于制造电气设备，其仍具有许多问题。

因此，通常的CMP方法包括将CMP淤浆由静止覆盖管以滴状分布至运动(例如旋转)的抛光垫、台(台板)，如围绕静止台板轴旋转且支撑工件(例如晶片基材)的那些，其通常由保持环支撑，从而在工件和环相对于所述台板运动(例如旋转和震荡)时保持摩擦接触。所述工件通常位于所述保持环的中间孔中。由于在晶片运动过程中工件相对于台板的位置发生变化，淤浆分配管总是与工件间隔最小的间隙距离。

因此，晶片或其他基材的不同部分必须要求分配的淤浆液滴具有不同的化学构成。这取决于所述晶片或其他基材的相对运动(例如旋转或震荡)位置间的连续变化的距离，还尤其取决于运动过程中的其前缘和尾缘以及由静止管分配至旋转台板上的淤浆液滴离心向外运动的位置。因此，晶片或其他基材工件的局部抛光位置处的淤浆的量和化学构成自然是非均一的，从而导致CMP操作的非均一性。

此外，抛光垫上的一些CMP淤浆被通常在对抛光垫的机械压力(下压力)下加压的保持环和晶片或其他基材工件装置从板上推离。该CMP淤浆的损失是一种浪费，这提高了操作成本。通过其相对于抛光垫的连续滑动接触，所述晶片或其他基材工作必然阻止CMP淤浆流向正被抛光的其表面的中心区域。这可导致不良的中心至边缘均一性，这进一步降低了CMP操作的均一性。