專利名稱：具有成分填充孔的多孔化學(xué)機(jī)械拋光墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)的拋光墊。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光(″CMP″)法用于微電子裝置的制造以在半導(dǎo)體晶片、場致發(fā)射顯示器及許多其它微電子工件上形成平坦表面。例如，半導(dǎo)體裝置的制造通常涉及各種加工層的形成、這些層的部分的選擇性移除或圖案化、及附加加工層在半導(dǎo)體工件表面上的沉積以形成半導(dǎo)體晶片。加工層可包括，例如，絕緣層、柵氧化層、導(dǎo)電層及金屬或玻璃層等。通常希望在晶片加工的特定步驟中，加工層的最上表面為平面，即平坦的，用于后續(xù)層的沉積。CMP用以平面化加工層，其中沉積的材料如導(dǎo)電或絕緣材料被拋光以平面化用于后續(xù)加工步驟的晶片。
在典型CMP法中，晶片倒轉(zhuǎn)安裝在CMP工具的托架(carrier)上。力量推動(dòng)托架和晶片向下朝向拋光墊。托架與晶片在CMP工具拋光臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)拋光墊上方旋轉(zhuǎn)。拋光組合物(也稱為拋光漿料)通常在拋光過程時(shí)引入在旋轉(zhuǎn)晶片與旋轉(zhuǎn)拋光墊之間。拋光組合物通常包含與最上晶片層的部分互相作用或使其溶解的化學(xué)物及以物理方式移除部分層的研磨材料。晶片與拋光墊可以相同方向或相反方向旋轉(zhuǎn)，其任何一個(gè)對于進(jìn)行特定拋光過程都是期望的。托架還可跨越拋光臺(tái)上的拋光墊振蕩。
用于化學(xué)機(jī)械拋光過程的拋光墊是使用柔軟墊材料與剛性墊材料兩者制造的，其包括聚合物浸漬的織物、多微孔膜、多孔聚合物泡沫、無孔聚合物片及燒結(jié)熱塑性顆粒。含有浸漬于聚酯無紡織物的聚氨酯樹脂為聚合物浸漬織物的拋光墊的示例。多微孔拋光墊包括涂布在基材上的多微孔氨基甲酸酯膜，其通常為浸漬的織物墊。這些拋光墊為閉孔(closed-cell)多孔膜。多孔聚合物泡沫拋光墊包含閉孔結(jié)構(gòu)，其隨機(jī)并均勻地分布于所有三維空間內(nèi)。無孔聚合物片拋光墊包括由固體聚合物片制成的拋光表面，其不具有輸送漿料顆粒的固有能力(參照，例如，美國專利5,489,233)。這些固體拋光墊用切入墊表面的大和/或小凹槽外部改性，據(jù)稱以在化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)提供漿料通過的通道。該無孔聚合物拋光墊公開于美國專利6,203,407中，其中拋光墊的拋光表面包含以據(jù)稱改進(jìn)化學(xué)機(jī)械拋光的選擇性的方式定向的凹槽。包含多孔開孔(opened-cell)結(jié)構(gòu)的燒結(jié)拋光墊可自熱塑性聚合物樹脂制備。例如，美國專利6,062,968及6,126,532公開了由燒結(jié)熱塑性樹脂制成的開孔多微孔基材的拋光墊。
雖然若干上述拋光墊適于其預(yù)期的目的，但仍需其它可提供有效平面化的拋光墊，特別是在由化學(xué)機(jī)械拋光法拋光的工件中。還需要具有改善的拋光均勻性的拋光墊，其使在工件拋光過程中產(chǎn)生的缺陷如邊緣上(edge-on)效應(yīng)及凹陷的數(shù)量最小化。
本發(fā)明提供這種拋光墊。本發(fā)明的這些及其它優(yōu)點(diǎn)以及另外的本發(fā)明特征由本文提供的本發(fā)明說明當(dāng)可更加明晰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種包含具有孔的聚合材料及配置于孔內(nèi)的成分的拋光墊基材。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種拋光工件的方法，其包括(i)提供欲拋光的工件，(ii)將工件接觸包含本發(fā)明拋光墊的化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)，及(iii)用該拋光系統(tǒng)研磨至少一部分工件的表面以拋光工件。本發(fā)明還提供一種制造拋光墊的方法，其包括(i)提供具有充氣孔的多孔聚合材料，(ii)使該材料經(jīng)受壓差，(iii)將材料的至少一個(gè)表面與包含成分的介質(zhì)接觸，(iv)使介質(zhì)滲入至少一部分孔，及(v)將包含成分填充孔的聚合材料形成拋光墊。


圖1為在固定施加真空為0.67大氣壓下吸入具有閉孔的墊內(nèi)的水與硅油相對浸泡時(shí)間的圖。
圖2為在固定浸泡時(shí)間為2分鐘下吸入具有閉孔的墊內(nèi)的水與硅油相對施加真空的圖。
圖3為在水中固定浸泡時(shí)間為2分鐘中后施加的真空相對具有閉孔的墊的體積模量的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種包含聚合材料及選自液體、固體或其混合物的成分的化學(xué)機(jī)械拋光墊，其中聚合材料具有孔且成分配置于孔內(nèi)。術(shù)語″孔″說明在至少部分地僅由聚合材料限制的聚合材料基質(zhì)內(nèi)的空隙空間。此外，術(shù)語″孔″說明開孔及閉孔。
本發(fā)明拋光墊包括聚合材料與成分，基本上由或由聚合材料與成分所組成。聚合材料可為任何適當(dāng)聚合材料，典型地為熱塑性聚合物或熱固性聚合物。優(yōu)選地，聚合材料為選自聚氨酯、聚烯烴、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、碳氟化合物、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、其共聚物及其混合物的熱塑性聚合物或熱固性聚合物。優(yōu)選地，熱塑性聚合物或熱固性聚合物選自聚氨酯及聚烯烴。
該成分可為任何適當(dāng)液體、固體或其混合物。該成分可為任何適當(dāng)液體，如水、有機(jī)溶劑(例如，非芳香族烴、芳香族烴如間吡咯(m-pyrol)均三甲苯、醇、有機(jī)酸、含鹵素?zé)N、含鹵素有機(jī)酸、硫醇或醚)、無機(jī)酸(例如，鹽酸、硫酸、磷酸或硝酸)、硅油、或其任何組合或混合物。例如，液體可為包含溶劑及溶質(zhì)的溶液。溶劑可為任何適當(dāng)液體或液體的混合物，例如上述的那些，且溶質(zhì)可為在溶劑的熔點(diǎn)及沸點(diǎn)限定的溫度范圍內(nèi)至少部分可溶于溶劑或與溶劑混溶的任何物質(zhì)(即，固體、液體或氣體)。例如，溶液可在溫度為40℃或更低下包含至少二種溶液相，或溶液可在溫度為40℃或更高下包含一種溶液相。此外，溶液可為熱致可逆的凝膠。熱致可逆的凝膠具有在特定溫度范圍(即，膠凝溫度范圍)內(nèi)形成凝膠的特性，且當(dāng)溫度在膠凝溫度范圍外時(shí)，熱致可逆的凝膠可為液體或固體。熱致可逆的凝膠可包含，例如，聚乙烯及二甲苯。
該成分還可為任何適當(dāng)固體或固體的混合物。固體可為顆粒，且固體顆?？删哂腥魏芜m當(dāng)平均粒徑。例如，平均粒徑可為5000微米或更小(例如，2500微米或更小，1000微米或更小，或500微米或更小)?；蛘?，平均粒徑可為1微米或更大(例如，100微米或更大，250微米或更大，或500微米或更大)。特別地，固體可由具有最大直徑為1微米或更小(例如，0.8微米或更小，0.5微米或更小，或0.1微米或更小)的納米顆粒所組成。此外，固體可為導(dǎo)電的。固體還可為研磨顆粒，例如金屬氧化物(例如，氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合)。
該成分還可為任何適當(dāng)?shù)囊后w與固體的混合物。例如，該成分可為漿料、分散體、膠體或懸浮液。
本發(fā)明的拋光墊包含具有孔的聚合材料?？卓砂_孔、閉孔或其組合。例如，孔可包含70％或更多(例如，80％或更多或90％或更多)開孔。孔還可包含70％或更多(例如，80％或更多或90％或更多)閉孔?？卓删哂腥魏芜m當(dāng)空隙體積(即，孔的體積)。例如，空隙體積可為75％或更小(例如，65％或更小，55％或更小或45％或更小)。
該成分配置于孔內(nèi)并可以任何適當(dāng)排列分布于孔內(nèi)。該成分可配置在聚合材料中的孔的空隙體積的70％或更大(例如，80％或更大，85％或更大，90％或更大，或95％或更大)中。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的拋光墊可包含均勻分布于聚合材料的孔內(nèi)的成分。
或者，本發(fā)明的拋光墊可包含分布在拋光墊第一區(qū)內(nèi)的孔內(nèi)的成分。拋光墊包含第一表面、反向第二表面及在該表面之間的厚度。拋光墊的第一區(qū)可由拋光墊的第一表面和拋光墊厚度的50％或更小(例如，40％或更小，20％或更小，10％或更小，或5％或更小)限定。拋光墊的第二區(qū)可由拋光墊的反向第二表面和拋光墊厚度的50％或更小(例如，40％或更小，20％或更小，10％或更小，或5％或更小)限定。第一區(qū)與第二區(qū)可包含孔并可具有任何適當(dāng)體積。例如，第一區(qū)、第二區(qū)或二者可具有體積為50cm3或更小(例如，40cm3或更小，30cm3或更小，20cm3或更小，10cm3或更小，或5cm3或更小)。成分可在第一區(qū)、第二區(qū)或二者的孔的空隙體積的70％或更大(例如，80％或更大，85％或更大，90％或更大，或95％或更大)內(nèi)配置。
在另一實(shí)施方式中，成分可在位于拋光墊表面的1000微米或更小(例如，750微米或更小，500微米或更小，250微米或更小，或100微米或更小)內(nèi)的孔的空隙體積的70％或更大(例如，80％或更大，85％或更大，90％或更大，或95％或更大)內(nèi)配置。
本發(fā)明的拋光墊可具有任何適當(dāng)孔密度。例如，孔密度可為10孔/cm3或更大(例如，15孔/cm3或更大，20孔/cm3或更大，或25孔/cm3或更大)。本發(fā)明的拋光墊還可具有任何適當(dāng)平均孔徑。例如，平均孔徑可為0.1微米或更大(例如，1微米或更大，5微米或更大，10微米或更大)?；蛘?，平均孔徑可為5000微米或更小(例如，2500微米或更小，1000微米或更小，或500微米或更小)。
本發(fā)明的拋光墊可具有任何適當(dāng)密度。例如，密度可為1g/cm3或更小(例如，0.8g/cm3或更小或0.5g/cm3或更小)?；蛘撸景l(fā)明的拋光墊可具有密度，其為聚合材料的理論密度的75％或更小(例如，65％或更小，55％或更小，或45％或更小)。
本發(fā)明的拋光墊可單獨(dú)使用，或任選地可與另一拋光墊配對。當(dāng)二個(gè)拋光墊配對時(shí)，用于接觸欲拋光的工件的拋光墊作為拋光層，同時(shí)其它拋光墊作為副墊(subpad)。例如，本發(fā)明的拋光墊可為副墊，其與具有拋光表面的傳統(tǒng)拋光墊配對，其中傳統(tǒng)拋光墊作為拋光層?；蛘?，本發(fā)明的拋光墊可包括拋光表面并作為拋光層，并可與作為副墊的傳統(tǒng)拋光墊配對。作為拋光層與本發(fā)明的拋光墊組合使用的適當(dāng)拋光墊包括實(shí)心(solid)或多孔聚氨酯，其中許多為本領(lǐng)域已知的。適當(dāng)副墊包括聚氨酯泡沫副墊、浸漬氈副墊、多微孔聚氨酯副墊及燒結(jié)的氨基甲酸酯副墊。拋光層和/或副墊任選地包含凹槽、通道、中空段、窗、孔等。副墊可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄖ翏伖鈱?。例如，拋光層及副墊可通過粘合劑固定或可通過焊接或類似技術(shù)附著。通常，中間襯里層如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜配置在拋光層與副墊之間。當(dāng)本發(fā)明的拋光墊與傳統(tǒng)拋光墊配對時(shí)，該復(fù)合拋光墊也被視為本發(fā)明的拋光墊。
拋光層可通過磨光或調(diào)節(jié)如使墊抵相對研磨表面移動(dòng)來改性。調(diào)節(jié)用的優(yōu)選研磨表面為盤，其優(yōu)選為金屬且其優(yōu)選嵌有尺寸為1微米至0.5毫米的鉆石。任選地，調(diào)節(jié)可在調(diào)節(jié)流體，優(yōu)選含有研磨顆粒的水基流體存在下進(jìn)行。
拋光層任選地進(jìn)一步包含凹槽、通道和/或穿孔。這種特征可有利于拋光組合物橫向傳輸穿過拋光層的表面。凹槽、通道和/或小孔可呈現(xiàn)任何適當(dāng)圖案并可具有任何適當(dāng)深度及寬度。拋光墊可具有二個(gè)或多個(gè)不同凹槽圖案，例如，大凹槽與小凹槽的組合，如美國專利5,489,233所述。凹槽可為線性凹槽、傾斜凹槽、同心凹槽、螺旋或圓形凹槽或XY交叉影線圖案的形式，并可為連續(xù)或非連續(xù)連通性。
本發(fā)明的拋光墊任選地進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)孔、透明區(qū)或半透明區(qū)(例如，如美國專利5,893,796所述的窗)。當(dāng)拋光墊基材與原位CMP加工監(jiān)控技術(shù)結(jié)合使用時(shí)，期望包括這種孔或半透明區(qū)(即，光學(xué)透射區(qū))?？卓删哂腥魏芜m當(dāng)形狀并可與排放通道組合使用，該排放通道用于最小化或消除在拋光表面上的過量拋光組合物。光學(xué)透射區(qū)或窗可為任何適當(dāng)窗，其中許多為本領(lǐng)域已知的。例如，光學(xué)透射區(qū)可包含玻璃或基于聚合物的栓塞，其插入拋光墊的孔中或可包含用于拋光墊的其余部分的相同聚合材料。通常，光學(xué)透射區(qū)在190nm至10,000nm之間(例如，190nm至3500nm，200nm至1000nm或200nm至780nm)的一個(gè)或多個(gè)波長處具有透光率為10％或更大(例如，20％或更大，或30％或更大)。
光學(xué)透射區(qū)可具有任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)(例如，結(jié)晶度)、密度及孔隙度。例如，光學(xué)透射區(qū)可為實(shí)心的或多孔的(例如，具有平均孔徑低于1微米的微孔或納米孔)。優(yōu)選地，光學(xué)透射區(qū)為實(shí)心的或幾乎實(shí)心的(例如，具有空隙體積為3％或更小)。光學(xué)透射區(qū)任選地進(jìn)一步包含選自聚合物顆粒、無機(jī)顆粒及其組合的顆粒。光學(xué)透射區(qū)任選地包含孔。
光學(xué)透射區(qū)任選地進(jìn)一步包含染料，其使得拋光墊材料能夠選擇性地透射特定波長的光。染料濾出不期望波長的光(例如，背景光線)并因而改善檢測的信號噪聲比。光學(xué)透射區(qū)可包含任何適當(dāng)染料或可包含染料的組合。適當(dāng)染料包括聚甲川染料、二-及三-芳基次甲基染料、二芳基次甲基的氮雜類似物染料、氮雜(18)輪烯染料、天然染料、硝基染料、亞硝基染料、偶氮染料、蒽醌染料、硫染料等。期望地，染料的透射譜與用于原位終點(diǎn)檢測的光波長匹配或重疊。例如，當(dāng)用于終點(diǎn)檢測(EPD)系統(tǒng)的光源為HeNe激光器，其產(chǎn)生具有波長為633nm的可見光時(shí)，染料優(yōu)選為紅色染料，其可透射具有波長為633nm的光。
本發(fā)明的拋光墊任選地包含顆粒如并入聚合材料內(nèi)的顆粒。顆粒可為研磨顆粒、聚合物顆粒、復(fù)合顆粒(例如，包膠(encapsulated)顆粒)、有機(jī)顆粒、無機(jī)顆粒、澄清(clarifying)顆粒、水溶性顆粒及其混合物。聚合物顆粒、復(fù)合顆粒、有機(jī)顆粒、無機(jī)顆粒、澄清顆粒及水溶性顆粒本質(zhì)上也可為研磨劑或非研磨劑。
研磨顆?？删哂腥魏芜m當(dāng)材料。例如，研磨顆?？砂饘傺趸?，如選自氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合的金屬氧化物，或碳化硅、氮化硼、鉆石、石榴石或陶瓷研磨材料。研磨顆粒可為金屬氧化物與陶瓷的混雜物或無機(jī)與有機(jī)材料的混雜物。顆粒也可為聚合物顆粒，其許多敘述于美國專利5,314,512中，例如，聚苯乙烯顆粒、聚甲基丙烯酸甲酯顆粒、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK’s)、粒狀熱塑性聚合物(例如，粒狀熱塑性聚氨酯)、粒狀交聯(lián)聚合物(例如，粒狀交聯(lián)聚氨酯或聚環(huán)氧化物)或其組合。若多孔凹狀材料包含聚合物樹脂，那么聚合物顆粒期望地具有熔點(diǎn)高于多孔泡沫的聚合物樹脂的熔點(diǎn)。復(fù)合顆?？蔀榘思巴鈱拥娜魏芜m當(dāng)?shù)念w粒。例如，復(fù)合顆粒可包含固體核(例如，金屬氧化物、金屬、陶瓷或聚合物)及聚合殼(例如，聚氨酯、尼龍或聚乙烯)。澄清顆?？蔀轫摴杷猁}(例如，云母如氟化云母及粘土如滑石、高嶺石、蒙脫石、鋰蒙脫石)、玻璃纖維、玻璃珠、鉆石顆粒、碳纖維等。
本發(fā)明的拋光墊可以任何適當(dāng)方式制備。制造本發(fā)明拋光墊的優(yōu)選方法包括i)提供包含充氣孔的聚合材料，(ii)使聚合材料經(jīng)受壓差，(iii)將聚合材料的至少一個(gè)表面接觸包括選自液體、固體或其混合物的成分的介質(zhì)，(iv)使包含成分的介質(zhì)滲入至少一部分聚合材料的孔，及(v)將包含成分填充孔的聚合材料形成化學(xué)機(jī)械拋光墊。
壓差為大于或低于大氣壓的壓力。例如，壓差可為大于1大氣壓的壓力(例如，2大氣壓或更大，5大氣壓或更大，10大氣壓或更大，或20大氣壓或更大)。在另一實(shí)施方式中，壓差可為低于1大氣壓的壓力(例如，0.5大氣壓或更小，0.2大氣壓或更小，0.1大氣壓或更小，0.05大氣壓或更小，或0.005大氣壓或更小)。在使聚合材料經(jīng)受壓差前或在使聚合材料經(jīng)受壓差后，聚合材料可與包含成分的介質(zhì)接觸。
包含成分的介質(zhì)通過壓差分布于聚合材料的孔內(nèi)。例如，包含成分的介質(zhì)可通過壓差均勻地分布于聚合材料的孔內(nèi)。
包括包含成分的孔(即，成分填充孔)的聚合材料可形成拋光墊，如用于化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)的拋光墊。拋光墊可具有任何適當(dāng)形狀(例如，圓形或線形)。此外，包含成分填充孔的聚合材料可在形成拋光墊之前或之后改性。例如，可干燥溶劑以留下溶質(zhì)顆粒在孔內(nèi)，且包含成分填充孔的聚合材料可壓縮以在聚合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)與熔點(diǎn)溫度(Tm)之間的溫度下通過模制形成聚合片材。
本發(fā)明的拋光墊特別適合與化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)裝置聯(lián)合使用。通常，該裝置包含(a)臺(tái)板，其當(dāng)使用時(shí)移動(dòng)并具有由軌道、線性或圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的速度，(b)當(dāng)移動(dòng)時(shí)與臺(tái)板接觸并與臺(tái)板一起移動(dòng)的本發(fā)明的拋光墊，及(c)通過相對于用于接觸欲拋光的工件的拋光墊表面接觸并移動(dòng)而保持欲拋光的工件的托架。工件的拋光通過放置工件接觸拋光墊，然后拋光墊相對于工件移動(dòng)，通常在其之間具有拋光組合物，使得研磨至少一部分工件以拋光工件而進(jìn)行。CMP裝置可為任何適當(dāng)CMP裝置，其中許多是本領(lǐng)域已知的。本發(fā)明的拋光墊也可與直線拋光工具一起使用。
可用本發(fā)明的拋光墊拋光的適當(dāng)工件包括記憶儲(chǔ)存裝置、玻璃基材、存儲(chǔ)或硬磁盤、金屬(例如，貴金屬)、磁頭、層間介電(ILD)層、聚合物膜(例如，有機(jī)聚合物)、低與高介電常數(shù)膜、鐵電體、微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)、半導(dǎo)體晶片、場致發(fā)射顯示器及其它微電子工件，尤其是包含絕緣層(例如，金屬氧化物、氮化硅、或低介電材料)和/或含金屬層(例如，銅、鉭、鎢、鋁、鎳、鈦、鉑、釕、銠、銥、銀、金、其合金及其混合物)的微電子工件。術(shù)語″存儲(chǔ)或硬磁盤″意指用于以電磁形式保存信息的任何磁盤、硬盤、硬磁盤、或存儲(chǔ)磁盤。存儲(chǔ)或硬磁盤通常具有包含鎳-磷的表面，但此表面可包含任何其它適當(dāng)材料。適當(dāng)金屬氧化物絕緣層包括，例如，氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、及其組合。此外，工件可包含任何適當(dāng)金屬復(fù)合物、基本上由或由任何適當(dāng)金屬復(fù)合物所組成。適當(dāng)金屬復(fù)合物包括，例如，金屬氮化物(例如，氮化鉭、氮化鈦及氮化鎢)、金屬碳化物(例如，碳化硅及碳化鎢)、金屬硅化物(例如，硅化鎢及硅化鈦)、鎳-磷、鋁硼硅酸鹽、硼硅酸鹽玻璃、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、硅/鍺合金及硅/鍺/碳合金。工件還可包含半導(dǎo)體基材、基本上由或由任何適當(dāng)半導(dǎo)體基材所組成。適當(dāng)半導(dǎo)體基材包括單晶硅、多晶硅、非晶硅、絕緣體上外延硅及砷化鎵。優(yōu)選地，工件包含金屬層，更優(yōu)選選自銅、鎢、鉭、鉑、鋁及其組合的金屬層。還更優(yōu)選，金屬層包含銅。
可與本發(fā)明拋光墊一起使用的拋光組合物包含液態(tài)載體(例如，水)及任選地一種或多種添加劑，該添加劑選自研磨劑(例如，氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、及其組合)、氧化劑(例如，過氧化氫及過硫酸銨)、腐蝕抑制劑(例如，苯并三唑)、成膜劑(例如，聚丙烯酸及聚苯乙烯磺酸)、絡(luò)合劑(例如，單-、二-及多羧酸、膦酸及磺酸)、pH調(diào)節(jié)劑(例如，鹽酸、硫酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化銨)、緩沖劑(例如，磷酸鹽緩中劑、醋酸鹽緩沖劑及硫酸鹽緩沖劑)、表面活性劑(例如，非離子界面活性劑)、其鹽及其組合。拋光組合物的成分的選擇部分取決于欲拋光工件的類型。
期望地，CMP裝置進(jìn)一步包含原位拋光終點(diǎn)檢測系統(tǒng)，其中許多為本領(lǐng)域已知的。通過分析由工件表面反射的光線或其它輻射檢查并監(jiān)控拋光過程的技術(shù)為本領(lǐng)域已知的。這些方法敘述于，例如，美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5,609,511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5,730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927及美國專利5,964,643。期望地，對欲拋光的工件的拋光過程的進(jìn)展的檢查或監(jiān)控使得能確定拋光終點(diǎn)，即，確定終止對于特定工件的拋光過程的時(shí)間。
以下實(shí)例進(jìn)一步例示本發(fā)明，但無論如何不應(yīng)解釋為限制其范圍。
實(shí)施例1-4這些實(shí)施例表明在各種條件下成分吸入聚合物泡沫內(nèi)，特別是炭黑吸入聚烯烴泡沫內(nèi)。在各個(gè)這些實(shí)施例中，泡沫樣品放入包含成分的介質(zhì)內(nèi)，然后在真空室內(nèi)經(jīng)受0.5大氣壓的壓力。各個(gè)這些實(shí)施例的細(xì)節(jié)示于表1內(nèi)。
表1

各樣品增益的重量％(即，樣品重量％增益)顯示于表1并表明炭黑吸入泡沫的孔內(nèi)的程度。這些實(shí)施例的結(jié)果證實(shí)顯著量的成分如炭黑可分布于聚合發(fā)泡體的孔內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光墊，其包含聚合材料及選自液體、固體或其混合物的成分，其中該聚合材料具有孔，且該成分配置于該孔內(nèi)。
2.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該成分配置于位于拋光墊的表面1000微米或更小內(nèi)的70％或更多的孔內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該聚合材料為熱塑性聚合物或熱固性聚合物。
4.權(quán)利要求3的拋光墊，其中該熱塑性聚合物或熱固性聚合物選自聚氨酯、聚烯烴、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、碳氟化合物、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、其共聚物及其混合物。
5.權(quán)利要求4的拋光墊，其中該熱塑性聚合物或熱固性聚合物選自聚氨酯及聚烯烴。
6.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該成分為液體。
7.權(quán)利要求6的拋光墊，其中該液體為包含溶劑及溶質(zhì)的溶液。
8.權(quán)利要求7的拋光墊，其中該溶液包含至少二種溶液相。
9.權(quán)利要求8的拋光墊，其中該溶液在40℃或更低下包含至少二種溶液相。
10.權(quán)利要求7的拋光墊，其中該溶液包含一種溶液相。
11.權(quán)利要求10的拋光墊，其中該溶液在40℃或更低下包含一種溶液相。
12.權(quán)利要求7的拋光墊，其中該溶液為熱致可逆的凝膠。
13.權(quán)利要求12的拋光墊，其中該熱致可逆的凝膠包括聚乙烯及二甲苯。
14.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該成分為固體。
15.權(quán)利要求14的拋光墊，其中該固體基本上由具有最大直徑為1微米或更小的顆粒所組成。
16.權(quán)利要求14的拋光墊，其中該固體為導(dǎo)電的。
17.權(quán)利要求14的拋光墊，其中該固體基本上由研磨顆粒所組成。
18.權(quán)利要求17的拋光墊，其中該研磨顆粒包括選自氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合的金屬氧化物。
19.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊具有密度為2g/cm3或更小。
20.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊具有空隙體積為75％或更小。
21.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊具有孔密度為10孔/cm3或更大。
22.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該平均孔徑為0.1微米至5000微米。
23.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊進(jìn)一步包含具有凹槽的拋光表面。
24.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊進(jìn)一步包含光學(xué)透射區(qū)。
25.權(quán)利要求24的拋光墊，其中該光學(xué)透射區(qū)在190nm至3500nm之間的一種或多種波長處具有透光率為至少10％。
26.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊進(jìn)一步包含研磨顆粒。
27.權(quán)利要求26的拋光墊，其中該研磨顆粒包括選自氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合的金屬氧化物。
28.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該孔包含70％或更多的開孔。
29.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該孔包含70％或更多的閉孔。
30.權(quán)利要求1的拋光墊，其中該拋光墊具有第一表面、反向第二表面及在第一及第二表面之間的厚度，其中至少一些孔位于由第一表面及10％或更小的拋光墊厚度限定的拋光墊的第一區(qū)內(nèi)，且其中該成分配置于該第一區(qū)內(nèi)的70％或更多的孔的空隙體積內(nèi)。
31.權(quán)利要求30的拋光墊，其中至少一些孔位于由第二表面及10％或更小的拋光墊厚度限定的拋光墊的第二區(qū)內(nèi)，且其中該成分配置于該第二區(qū)內(nèi)的70％或更多的孔的空隙體積內(nèi)。
32.權(quán)利要求30的拋光墊，其中該第一區(qū)具有體積為10cm3或更小。
33.權(quán)利要求31的拋光墊，其中該第二區(qū)具有體積為10cm3或更小。
34.一種拋光基材的方法，包括(i)提供欲拋光的工件，(ii)將該工件接觸包含權(quán)利要求1的拋光墊的化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)，及(iii)用該拋光系統(tǒng)研磨至少一部分工件的表面以拋光該工件。
35.權(quán)利要求34的方法，其中該拋光墊進(jìn)一步包含選自研磨顆粒、聚合物顆粒、復(fù)合顆粒、水溶性顆粒及其組合的研磨顆粒。
36.權(quán)利要求35的方法，其中該研磨顆粒包括選自氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合的金屬氧化物。
37.權(quán)利要求34的方法，其中該方法進(jìn)一步包括原位檢測拋光終點(diǎn)。
38.一種制造化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法，包括(i)提供具有充氣孔的聚合材料，(ii)使該聚合材料經(jīng)受壓差，(iii)將該聚合材料的至少一個(gè)表面與包含選自液體、固體或其混合物的成分的介質(zhì)接觸，(iv)使該包含成分的介質(zhì)滲入該聚合材料的至少一部分孔中，及(v)將包含成分填充孔的聚合材料形成化學(xué)機(jī)械拋光墊。
39.權(quán)利要求38的方法，其中在該多孔聚合材料經(jīng)受壓差后，該聚合材料與該介質(zhì)接觸。
40.權(quán)利要求38的方法，其中在該多孔聚合材料經(jīng)受壓差前，該聚合材料與該介質(zhì)接觸。
41.權(quán)利要求38的方法，其中該壓差為低于大氣壓的壓力。
42.權(quán)利要求38的方法，其中該壓差為高于大氣壓的壓力。
43.權(quán)利要求38的方法，其中該包含成分的介質(zhì)通過壓差配置于孔內(nèi)。
44.權(quán)利要求38的方法，其中該包含成分填充孔的聚合材料壓縮以形成聚合片材。
45.權(quán)利要求38的方法，其中該成分為液體。
46.權(quán)利要求38的方法，其中該液體為包含溶劑及溶質(zhì)的溶液。
47.權(quán)利要求38的方法，其中該成分為固體。
48.權(quán)利要求47的方法，其中該固體基本上由具有最大直徑為1微米或更小的顆粒所組成。
49.權(quán)利要求47的方法，其中該固體為導(dǎo)電的。
50.權(quán)利要求47的方法，其中該固體基本上由研磨顆粒所組成。
51.權(quán)利要求50的方法，其中該研磨顆粒包括選自氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鈰、氧化鋯、氧化鍺、氧化鎂、其共形成產(chǎn)物及其組合的金屬氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包含具有孔的聚合材料及配置于孔內(nèi)的成分的拋光墊，以及一種用上述拋光墊拋光工件的方法及一種制造上述拋光墊的方法。
文檔編號H01L21/321GK1934208SQ200580008582
公開日2007年3月21日 申請日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者阿巴尼什沃·普拉薩德 申請人:卡伯特微電子公司