[发明专利]包含形成图案的结构区域的化学机械平坦化垫

说明书

相关申请的引用

本申请要求在2009年1月27日申请的第61/147,551号美国临时申请的申请日的权益，其公开内容并入本文作为参考文献。

领域

本发明涉及在半导体晶片和诸如裸露基底硅晶片、CRT、平板显示屏和光学玻璃的其它表面的化学机械平坦化(Chemical-Mechanical Planarization，CMP)中使用的抛光垫。特别地，CMP垫可包含一个或多个区域，所述区域具有不同的性能，包括不同程度的硬度。

背景

可将化学机械平坦化理解为依靠抛光晶片或其它基底以实现相对高度的平面化的方法。在压力下和/或使用在化学机械抛光(CMP)垫和晶片之间应用的连续或间歇流动的含有浆液(slurry)的研磨剂(abrasive)的情况下，彼此紧密接近的化学机械抛光(CMP)垫和晶片相对移动。具有包含相对硬的研磨剂(通常为金刚石)颗粒的表面的调节器(conditioner)盘可用于研磨垫表面以为了抛光一致而维持相同垫表面粗糙度。在半导体晶片抛光中，大规模集成电路(VLSI)和超大规模集成电路(ULSI)的出现使得能够在半导体基底的相对小的区域中集成更多设备，迫使需要对于更高分辨率的平版印刷的更大程度的平面化以实现密集集成。此外，由于相对低的电阻和/或其它性能，作为连接线的铜和其它相对软的金属、金属合金或陶瓷的使用逐渐增加，因此CMP垫相对高平面化的抛光同时不导致刮擦(scratching)缺陷的能力对于生产高级的半导体变得关键。相对高平面化的抛光可能需要相对硬和/或刚性的垫表面以降低被抛光的基底表面的局部柔量(complicance)。然而，相对硬和/或刚性的垫表面还可能倾向于在相同基底表面上产生刮擦缺陷从而降低被抛光的基底的产率。

概述

本发明一个方面涉及化学机械抛光垫。垫可包含第一区域和连续的第二区域。第一区域可包含在连续的第二区域内规则间隔的分立元件。在一个实例中，第一区域的第一硬度为H₁且所述第二区域的第二硬度为H₂，其中H₁＞H₂。

本发明的另一方面涉及形成化学机械抛光垫的方法。所述方法可包括在所述垫的连续的第二区域内形成用于第一区域的多个开口，其中所述开口可在第二区域内规则间隔。所述方法还可包括在连续的第二区域中的多个开口内形成所述第一区域。

本发明的另一方面涉及使用化学机械抛光垫的方法。所述方法可包括使用抛光浆液和化学机械抛光垫对基底进行抛光。所述化学机械平坦化垫可包含第一区域和连续的第二区域，其中所述第一区域可包含在所述连续的第二区域内规则间隔的分立元件。

附图简述

通过参考对本文描述的实施方案的下列描述结合其中的附图可更清楚和更好地理解本发明的上述和其它特征以及获得它们的方式：

图1例示了CMP垫的实例；

图2例示了CMP垫的实例的另一变型；

图3例示了CMP垫的另一变型；

图4例示了用于形成CMP垫的冲切(die cut)织物的实例；以及

图5例示了使用本文描述的CMP垫的方法的实例。

详述

本发明涉及可至少部分或基本上满足或超过各种CMP性能要求的化学机械平坦化(CMP)垫。此外，本发明涉及可特别用于半导体晶片基底的化学机械平坦化(CMP)的抛光垫的产品设计、制造和使用方法，其中相对高度的平面化和低刮擦缺陷率可能对于制造半导体晶片特别关键。此外，本发明涉及化学机械平坦化垫，其特征为在相同垫内包含两个或多个具有不同组合物、结构和/或性质的部分或区域。各个区域可设计为至少部分满足CMP的一种或多种要求。此外，至少一个区域可包含以选定的规则重复类型的几何图案形式的分立元件，例如连续区域中规则重复的分立区域，其中分立区域可采用正方形、长方形、圆形、六边形、椭圆形、四面体形等形状。可通过冲切(die-cutting)纤维基底并使用选定的聚合树脂填充冲切区域的方法在垫中形成这种分立区域。聚合树脂还可能渗透进入非冲切区域，需要指出的是，其最终结果为在选定的纤维区域中聚合树脂区域的重复图案，由此使给定的抛光操作最优化。