具有基层和抛光表面层的抛光垫制造技术

本发明专利技术描述了具有基层和抛光表面层的抛光垫。在实施例中，用于抛光衬底的抛光垫包括基层。抛光表面层与基层结合。还描述了用于制作具有与基层结合的抛光表面层的抛光垫的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术描述了具有基层和抛光表面层的抛光垫。在实施例中，用于抛光衬底的抛光垫包括基层。抛光表面层与基层结合。还描述了用于制作具有与基层结合的抛光表面层的抛光垫的方法。【专利说明】具有基层和抛光表面层的抛光垫
本专利技术的实施例属于化学机械抛光（CMP)且特别是具有基层和抛光表面层的抛 光垫的领域。
技术介绍
化学-机械平面化或化学-机械抛光（通常简写为CMP)是一种在半导体制作中 用于使半导体晶片或其它衬底平面化的技术。 该过程使用研磨和腐蚀性的化学浆体（通常称为胶质），并且还结合地使用直径 典型地大于晶片的挡圈及抛光垫。抛光垫和晶片由动态抛光头迫压在一起并由塑料挡圈保 持在适当位置。在抛光期间动态抛光头旋转。该方法有助于材料的去除并趋于使任何不规 则的形貌平坦，从而使晶片平直或平坦。该方法对于设置晶片以形成另外的电路元件可能 是必要的。例如，可能需要该方法来使整个表面位于光刻系统的景深内，或基于其位置选择 性地去除材料。对于最近的低于50纳米技术节点，典型的景深要求低至埃级。 材料去除的过程并非仅仅是像砂纸在木材上那样的研磨刮擦过程。浆体中的化学 制品也与待去除的材料反应和/或弱化待去除的材料。磨料加速了该弱化过程并且抛光垫 有助于从表面擦除反应后的材料。除在浆体技术中的进步外，抛光垫还对日益复杂的CMP 操作起到重要作用。 然而，在CMP垫技术的进化中需要另外的改进。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括具有基层和抛光表面层的抛光垫。 在一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括具有第一硬度的基层。抛光表面 层与基层直接结合。抛光表面层具有小于第一硬度的第二硬度。 在另一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括具有第一硬度的基层。抛光表 面层与基层直接结合。抛光表面层具有等于或大于第一硬度的第二硬度。 在另一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括具有在40°C时小于大约 100KEL(1/Pa)的能量损失系数的基层。抛光表面层附接到基层上。抛光表面层具有在40°C 时大于约1000KEL的能量损失系数。基层和抛光表面层共同具有在40°C时小于大约100KEL 的能量损失系数。 在另一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括具有第一硬度的基层。抛光表 面层附接到基层上。抛光表面层具有小于第一硬度的第二硬度并由热固性材料组成。 在另一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括非多孔基层。抛光表面层与基 层直接结合。抛光表面层具有封闭单元孔的孔密度。 在另一实施例中，一种制作用于抛光衬底的抛光垫的方法包括在成型模中提供基 层和通过使一组可聚合的材料混合而形成的混合物。成型模的突起图案/突起形式与该混 合物联接。在突起图案与混合物联接的情况下，混合物至少部分地固化而在基层上形成直 接模塑均质抛光表面层。该模塑均质抛光表面层包括与成型模的突起图案对应的槽图案。 在另一实施例中，一种制作用于抛光衬底的抛光垫的方法包括在成型模中提供基 层和通过使一组可聚合的材料混合而形成的混合物。成型模的突起图案/突起形式与该 混合物联接。在突起图案与混合物联接的情况下，混合物至少部分地固化而形成附接到基 层上的模塑均质抛光表面层。该模塑均质抛光表面层包括与成型模的突起图案对应的槽图 案。当固化程度足以维持模塑均质抛光表面的几何形状但不足以使模塑均质抛光表面层耐 受机械应力时，从成型模的基部去除具有附接到其上的模塑均质抛光表面层的基层。 在一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括基层，该基层具有设置在其中的 槽图案。连续的抛光表面层附接到基层的槽图案上。 在另一实施例中，一种用于抛光衬底的抛光垫包括具有表面的基层，所述表面具 有设置在其上的突起图案。每个突起都具有顶面和侧壁。不连续的抛光表面层附接到基层 上并且包括离散部分。每个离散部分都附接到基层的对应一个突起的顶面上。 在另一实施例中，一种制造用于抛光衬底的抛光垫的方法包括提供具有表面的基 层，所述表面具有形成在其上的突起图案。每个突起都具有顶面和侧壁。在基层的上方形 成有抛光表面层。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据本专利技术一实施例的具有基层和抛光表面层的抛光垫的剖视图。 图2示出根据本专利技术一实施例的具有基层和抛光表面层的另一抛光垫的剖视图。 图3示出根据本专利技术一实施例的具有包括离散线段突起的抛光表面层的抛光垫 的自上至下的视图。 图4示出根据本专利技术一实施例的具有抛光表面层的抛光垫的自上至下的平面图， 所述抛光表面层具有孔洞和/或指示区域。 图5A-5F示出根据本专利技术一实施例的用于制作具有基层和抛光表面层的抛光垫 的操作的剖视图。 图6示出根据本专利技术一实施例的具有开槽基层和抛光表面层的抛光垫的剖视图。 图7示出根据本专利技术一实施例的具有开槽基层和抛光表面层的另一抛光垫的剖 视图。 图8不出根据本专利技术一实施例的与具有基层和抛光表面层的抛光垫兼容的抛光 设备的等轴侧视图。 【具体实施方式】 本文中描述了具有基层和抛光表面层的抛光垫。在以下描述中，阐述了许多具体 细节，诸如具体的抛光垫组合物和设计，以便提供对本专利技术的实施例的透彻理解。对本领域 的技术人员来说将显而易见的是，本专利技术的实施例可在没有这些具体细节的情况下实施。 在另一些情形中，未详细描述公知的加工技术，诸如与浆体和抛光垫组合以执行半导体衬 底的CMP有关的细节，以便不会不必要地使本专利技术的实施例难以理解。此外，应理解的是， 图中所示的各种实施例是说明性的表示且不一定按比例绘制。 用于CMP操作的抛光垫可具有性能权衡/折衷，例如在跨晶片抛光均匀度与处在 模具抛光均匀度之间的性能权衡。例如，硬的抛光垫可呈现良好的模具级别平面化，但具有 不良的跨晶片均匀度。它们还可能划伤正被抛光的衬底。另一方面，软的抛光垫可呈现不 良的模具级别平面化（例如，它们可在模具内产生凹陷），但具有良好的跨晶片均匀度。一 种减轻上述性能折衷的方法可以是使晶片内和模具内抛光作用分离。 用于制作和使用软垫的常规方法可能具有局限性。例如，铸造的软垫可提供低缺 陷的特征但降低的平面化性能。可能需要在抛光操作期间既提供低缺陷的特征又提供高平 面化性能的抛光垫。类似地，用于制作和使用硬垫的常规方法可具有局限性。例如，更硬的 氨基甲酸酯组分（formulation)中可能固有的更快的胶凝速度可迫使影响垫均勻且限制 组分选择的工艺折衷。可能需要一种适于制造和实现避免此类折衷的硬垫的方法。另外， 如上所述，可能希望使垫的抛光表面的特性与其主要特性脱离联系，以使得可分开优化各 特性。 根据本专利技术一实施例，本文中描述了具有与抛光表面的材料不同的主材或基材的 抛光垫。此类抛光垫可采用适合克服上述对常规垫作出的折衷的方法制作和实现。在一 个实施例中，一种复合抛光垫包括由稳定的、基本上不可压缩的惰性材料制成的基层或主 层，在所述惰性材料上设置有抛光表面层。较硬的基层可提供用于垫完整性的支承和强度， 而较软的抛光表面层可减少划痕，从而实现抛光层的材料特性与抛光垫的其它特性脱离联 系。 在以下更详细地阐述的一个具体实施例中，通过在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抛光衬底的抛光垫，所述抛光垫包括：具有第一硬度的基层；和与所述基层直接结合的抛光表面层，所述抛光表面层具有小于所述第一硬度的第二硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·C·阿里森，D·斯科特，P·A·勒菲弗，J·P·拉卡斯，A·W·辛普森，
申请(专利权)人：内克斯普拉纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US