[发明专利]具有窗口的化学机械抛光层的制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及抛光层的制造领域。特别地，本发明在于一种用于化学机械抛光垫的抛光层的制造方法。

背景技术

在集成电路和其它的电子仪器的加工中，多层导体、半导体和介电材料在半导体晶片的表面沉积或移除。导体、半导体和介电材料薄层可通过多种沉积技术被沉积。在现代加工中常规的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电化学镀(ECP)。

当材料层被顺序地沉积和去除时，晶片的最上表面变得不平整。由于随后的半导体处理(如金属化)需要晶片具有平整表面，因此晶片需要被平面化。平面化在去除不期望的表面形貌、表面缺陷如粗糙表面、团聚材料、晶格损坏、划痕和层或材料污染中是有用的。

化学机械平面化或者化学机械抛光(CMP)是用于平面化基体的常规技术，如晶片。在传统的CMP中，晶片被安装在托架组件上并且被与CMP设备中的抛光垫接触定位。托架组件给晶片提供可控的压力，靠着抛光垫挤压晶片。通过外部的驱动力垫相对于晶片移动(例如转动)。同时在晶片和抛光垫之间提供化学组合物(“浆料”)或其它的抛光液。因而，通过垫表面和浆料的化学和机械作用晶片的表面被抛光和平面化。

美国专利NO.5578362，Reinhardt等公开了本领域已知的一种示例性的抛光垫。Reinhardt的抛光垫包括通体分散有微球的聚合物基体。通常，微球与液体聚合物材料混合并输送到模具中固化。本领域传统的知识是在传输过程中最小化对模腔内的材料的干扰。为了达到此结果，通过其可固化的材料被添加到模腔的喷嘴开口的位置相对于模腔的横截面通常被保持在中心，并且当可固化的材料汇聚到模腔中时相对于可固化材料的上部表面尽可能的稳定。因此，喷嘴开口的位置通常仅在一个方向移动以在整个传输过程中保持设定的提升(elevation)高于模腔中固化材料的上部表面。然后模制品利用切割刀片切片以形成抛光层，使用研磨石周期性地修整。不幸地，以这种方式形成的抛光层会出现不希望的缺陷(如致密度缺陷和不平坦的拉毛表面)。

致密度缺陷表现为抛光层材料的体积密度的变化。换句话说，具有更低的填料浓度的区域(例如在Reinhardt的抛光层中的微球)。致密度缺陷是不期望的，因为据认为它们可引起从一层抛光层到另一层的、并在单层抛光层的整个使用期限内的不可预测的、或许有害的抛光性能变化。

制造具有极其平整表面的抛光层正变得越来越需求。

发明内容

因此，需要用于化学机械抛光垫的具有整体窗口的抛光层的改善的制造方法，其中形成的不期望的致密度缺陷进一步缩小或消除，并且抛光层的抛光表面的表面粗糙度被最小化。

本发明提供一种用于化学机械抛光垫的抛光层的形成方法，包括：提供模具，具有模基体和连接到模基体的环绕壁；提供具有上表面、底表面和平均厚度为2至10cm的衬套；提供衬套粘合剂；提供窗口块；提供窗口粘合剂；提供包括液体预聚物的可固化材料；提供具有喷嘴开口的喷嘴；提供具有切削刃的切割刀片；提供打磨带(strop)；提供打磨复合物(compound)；使用衬粘合剂将衬套的底部表面结合至模基体，其中衬套的上表面和环绕壁限定出模腔；使用窗口粘合剂将窗口块结合至衬套的上表面；在加料期间CP通过喷嘴开口将可固化材料加入到模腔中；使可固化材料在模腔中固化成饼状(cake)；从模基体和饼分离环绕壁；将打磨复合物应用到切削刃；使用打磨带打磨切割刀片；并且将饼切为多个化学机械抛光层，其中每个抛光层具有整体的窗口。

本发明提供一种用于化学机械抛光垫的抛光层的形成方法，包括：提供模具，具有模基体和连接到模基体的环绕壁；提供具有上表面、底表面和平均厚度为2至10cm的衬套；提供衬套粘合剂；提供窗口块；提供窗口粘合剂；提供包括液体预聚物的可固化材料；提供具有喷嘴开口的喷嘴；提供具有切削刃的切割刀片；提供打磨带；提供打磨复合物；提供热源；使用衬粘合剂将衬套的底部表面结合至模基体，其中衬套的上表面和环绕壁限定出模腔；使用窗口粘合剂将窗口块结合至衬套的上表面；在加料期间CP通过喷嘴开口将可固化材料加入到模腔中；使可固化材料在模腔中固化成饼状；从模基体和饼分离环绕壁；将打磨复合物应用到切削刃；使用打磨带打磨切割刀片；将饼暴露到热源形成加热的饼；并且将被加热的饼切为多个化学机械抛光层，每个抛光层具有整体的窗口。