[发明专利]使用增材制造工艺所形成的抛光垫及其相关方法

说明书

本公开内容的实施方式一般涉及抛光垫和制造抛光垫的方法，其可以被使用于半导体装置制造中的化学机械抛光(CMP)工艺。本文所述的抛光垫的特征在于抛光垫材料的连续聚合物相，所述抛光垫材料的连续聚合物相包括一或多个第一材料域和多个第二材料域。所述一或多个第一材料域由第一预聚物组合物的聚合反应产物形成，所述多个第二材料域由第二预聚物组合物的聚合反应产物形成，该第二预聚物组合物与第一预聚物组合物不同，并且一或多个第一材料域和多个第二材料之间的界面区域由第一预聚物组合物和第二预聚物组合物的共聚合反应产物所形成。

技术领域

本公开内容的实施方式一般涉及抛光垫，以及制造抛光垫的方法，尤其是，涉及被使用于电子装置制造工艺中的基板的化学机械抛光(CMP)的抛光垫。

背景技术

化学机械抛光(CMP)通常使用于制造高密度集成电路，以平坦化或抛光基板上所沉积的材料层。典型的CMP处理包括使待平面化的材料层与抛光垫接触并移动抛光垫、基板或所述的两者，并因此在有包括磨料颗粒的抛光液存在的情况下在材料层表面和抛光垫之间产生相对运动。CMP在半导体装置制造中的一个常见应用是块膜的平面化，例如预金属介电质(PMD)或层间介电质(ILD)抛光，其中底下的二维或三维特征在层的待经平面化的表面中产生凹陷和突起。CMP在半导体装置制造中的其他常见应用包括浅沟槽隔离(STI)和层间金属互连形成，其中CMP被使用于从具有STI的层的暴露表面(场)或设置在其中的金属互连特征中移除通孔、接触(contact)件或沟槽填充材料。

在典型的CMP工艺中，基板保持在承载头中，该承载头挤压基板的背面而朝向抛光垫。透过由抛光液和磨料颗粒提供的化学和机械活性的组合，在与抛光垫接触的材料层表面上除去材料。通常，磨料颗粒悬浮在抛光液中，称为浆料，或嵌入抛光垫中，称为固定研磨剂抛光垫。

经常，抛光垫的选择是基于其材料特性以及这些材料特性对所需CMP应用的适用性。例如，由相对较硬的材料(硬抛光垫)形成的抛光垫一般提供优异的局部平坦化性能，为被使用于PMD、LD和STI的介电膜提供合乎需要的更高的材料去除率，并且导致诸如沟槽、触点和线之类的凹陷特征中的薄膜材料的上表面更少的非合乎需要的凹陷。由相对较软的材料所形成的抛光垫(软抛光垫)一般具有相对较低的材料去除速率，在整个抛光垫寿命期间提供更稳定的基板与基板材料去除速率，在具有高密度的特征的区域中引起较少的非合乎需要的刨床表面侵蚀密度，并提供相对上优越的表面光洁度，例如，通过引起更少的基板材料表面或在基板的材料表面中的微划痕来达成。

遗憾的是，例如铸造或模制的传统上制造的尝试，其中包含硬质和软质抛光垫材料的抛光垫，一般导致抛光垫缺乏硬质或软质垫的所需特性。

因此，本领域需要抛光垫和制造抛光垫的方法，这些抛光垫在其抛光垫材料中包含多于一种材料特性。

发明内容

本公开内容的实施方式一般涉及抛光垫和制造抛光垫的方法，其可以被使用于化学机械抛光(CMP)工艺。

在一个实施方式中，抛光垫的特征在于抛光垫材料的连续聚合物相，其形成抛光垫的抛光表面。抛光垫材料的连续聚合物相包含一或多个第一材料域和多个第二材料域。此处，一或多个第一材料域由第一预聚物组合物的聚合反应产物形成，多个第二材料域由第二预聚物组合物的聚合反应产物形成，第二预聚物组合物与第一预聚物组合物不同，并且一或多个第一材料域和多个第二材料之间的界面区域由第一预聚物组合物和第二预聚物的共聚反应产物形成。多个第二材料域以在抛光垫的X-Y平面上的图案的形式分布而与一或多个第一材料域并排布置，X-Y平面平行于抛光垫的支撑表面，一或多个第一材料域和多个第二材料域包括彼此在一或多个材料特性上的差异，并且当在X-Y平面中量测时，第二材料域中的一或多个的至少一个维度小于约10mm。