[发明专利]低密度抛光垫

说明书

技术领域

本发明实施方案是化学机械抛光(CMP)的领域，特别是低密度抛光垫，和制造低密度抛光垫的方法。

背景

化学机械平坦化或化学机械抛光，通常缩写为CMP，为在半导体制造中用于将半导体晶片或其它基质平坦化的技术。

方法涉及使用研磨剂和腐蚀性化学品淤浆(通常胶体)与通常具有比晶片更大直径的抛光垫和扣环。通过动态抛光头将抛光垫和晶片挤压在一起并通过塑料扣环保持在一定位置。动态抛光头在抛光期间旋转。该路线帮助除去材料并倾向于使任何不规则形貌平坦，使得晶片为平或平面的。这可能是需要的以设置用于形成其它电路元件的晶片，例如这可能是需要的以使整个表面在光刻体系的景深(depth of field)内，或者基于其位置选择性地除去材料。对于最新的亚50纳米技术节点，典型的景深要求降至埃等级。

材料除去方法不像在木头上研磨刮擦如砂纸一样简单。淤浆中的化学品也与待除去的材料反应和/或使待除去的材料弱化。研磨剂促进该弱化过程，抛光垫帮助将反应的材料从表面上擦除。除淤浆技术的进展外，抛光垫在越来越复杂的CMP操作中起明显作用。

然而，在CMP垫技术的进展中需要另外的改进。

概述

本发明实施方案包括低密度抛光垫和制造低密度抛光垫的方法。

在一个实施方案中，用于将基质抛光的抛光垫包含具有小于0.5g/cc的密度且包含热固性聚氨酯材料的抛光体。多个闭孔(closed cell pore)分散于热固性聚氨酯材料中。

在另一实施方案中，用于将基质抛光的抛光垫包含具有小于约0.6g/cc的密度且包含热固性聚氨酯材料的抛光体。多个闭孔分散于热固性聚氨酯材料中。多个闭孔具有双峰直径分布，所述双峰直径分布具有拥有第一粒度分布峰的第一直径模式和拥有第二不同粒度分布峰的第二直径模式。

在又一实施方案中，制造抛光垫的方法涉及将预聚物和增链剂或交联剂与多个微型元件混合以形成混合物。多个微型元件各自具有初始尺寸。该方法还涉及在成型模具中将混合物加热以提供包含热固性聚氨酯材料和分散于热固性聚氨酯材料中的多个闭孔的模制抛光体。多个闭孔通过在加热期间使多个微型元件各自膨胀至最终较大尺寸而形成。

附图简述

图1A为根据现有技术的POLITEX抛光垫的自上而下视图。

图1B为根据现有技术的POLITEX抛光垫的截面图。

图2A-2G阐述根据本发明一个实施方案用于制造抛光垫的操作的截面图。

图3阐述根据本发明一个实施方案的包含闭孔的低密度抛光垫在100x和300x放大倍数下的截面图，所述闭孔都基于致孔剂填料。

图4阐述根据本发明一个实施方案的包含闭孔的低密度抛光垫在100x和300x放大倍数下的截面图，所述闭孔一部分基于致孔剂填料且一部分基于气泡。

图5A阐述根据本发明一个实施方案，对于低密度抛光垫中的宽单峰孔径分布，总体作为孔径的函数的图。

图5B阐述根据本发明一个实施方案，对于低密度抛光垫中的窄单峰孔径分布，总体作为孔径的函数的图。

图6A阐述根据本发明一个实施方案，具有闭孔的约1:1双峰分布的低密度抛光垫的截面图。

图6B阐述根据本发明一个实施方案，对于图6A的抛光垫中的窄孔径分布，总体作为孔径的函数的图。

图6C阐述根据本发明一个实施方案，对于图6A的抛光垫中的宽孔径分布，总体作为孔径的函数的图。

图7阐述根据本发明一个实施方案，与低密度抛光垫相容的抛光设备的等轴侧视图。

详述

本文描述低密度抛光垫和制造低密度抛光垫的方法。在以下说明中，描述了大量具体细节，例如具体抛光垫设计和组成，以提供对本发明实施方案的彻底理解。本领域技术人员了解可不用这些具体细节而执行本发明的实施方案。在其它情况下，没有详细描述熟知的加工技术，例如关于将淤浆与抛光垫组合以进行半导体基质的化学机械平坦化(CMP)的细节，为了不必要地使本发明实施方案难理解。此外，应当理解图中所示各个实施方案为说明性显示，且未必按比例绘出。