制备用于化学机械抛光垫的抛光层的方法技术

提供一种形成化学机械抛光垫抛光层的方法，其包括：提供具有基底的模具，所述基底具有凹槽图案的阴纹；提供聚侧(P)液体组分；提供异侧(I)液体组分；提供加压气体；提供轴向混合装置；将所述聚侧(P)液体组分、所述异侧(I)液体组分和所述加压气体引入到所述轴向混合装置，以形成组合；以5到1,000m/s的速度从所述轴向混合装置朝向所述基底排放所述组合；使所述组合凝固成饼状物；从所述饼状物得到所述化学机械抛光垫抛光层；其中所述化学机械抛光垫抛光层具有抛光表面，其中所述凹槽图案形成于所述抛光表面中；并且其中所述抛光表面适宜于抛光衬底。

A method for preparing the polishing layer for chemical mechanical polishing pad

To provide a method of forming a chemical mechanical polishing pad and polishing layer includes providing a mold having a substrate, the substrate has a Yin line groove pattern; with poly (P) side of the liquid component; provide the opposite side (I) liquid component; providing pressurized gas; provide the axial mixing device; the poly (P) side of the liquid component, the opposite side (I) liquid component and the pressurized gas into the axial mixing device, to form a combination; 5 to 1000m/s speed toward the base of the combined emissions from the axial mixing device; the combination of solidification cake; the chemical mechanical polishing pad and polishing layer from the cake; wherein the chemical mechanical polishing pad and polishing layer having a polishing surface, wherein the groove patterns are formed on the polishing surface; and wherein the polishing surface suitable for polishing substrate.

【技术实现步骤摘要】
制备用于化学机械抛光垫的抛光层的方法本申请是2015年6月26日提交的美国第14/751,423号的部分继续申请，目前未决。
本专利技术涉及一种形成化学机械抛光垫抛光层的方法。更确切地说，本专利技术涉及一种使用轴向混合装置形成化学机械抛光垫抛光层的方法
技术介绍
在集成电路和其它电子装置的制造中，多个导电、半导电和介电材料层沉积到半导体晶片的表面上并且从其去除。薄的导电、半导电和介电材料层可以使用多种沉积技术沉积。现代晶片加工中的常见沉积技术尤其包括也称为溅射的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)和电化学电镀(ECP)。常见去除技术尤其包括湿式和干式各向同性和各向异性蚀刻。因为材料层依序沉积和去除，所以晶片的最上表面变得非平坦。因为后续半导体加工(例如金属化)需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化适用于去除非所要表面形状和表面缺陷，如粗糙表面、聚结材料、晶格损坏、刮痕和被污染的层或材料。化学机械平面化或化学机械抛光(CMP)是一种用以平面化或抛光工件(如半导体晶片)的常见技术。在常规CMP中，晶片载具或抛光头安装在载具组件上。抛光头固持晶片并且将晶片定位得与安装在CMP设备内的台子或压板上的抛光垫的抛光层接触。载具组件在晶片与抛光垫之间提供可控压力。同时，将抛光介质(如浆料)分配到抛光垫上并且抽取到晶片与抛光层之间的间隙中。为了实现抛光，抛光垫和晶片典型地相对于彼此旋转。随着抛光垫在晶片下面旋转，晶片扫除典型地环形的抛光轨迹或抛光区域，其中晶片的表面直接面对抛光层。通过对抛光层和表面上的抛光介质进行化学和机械作用对晶片表面抛光并且使其成平面。Hirose等人在美国专利第8,314,029号中公开一种制备抛光层的方法。具体来说，Hirose等人公开一种用于制造含有大致上球形的泡孔并且具有高厚度精确性的研磨垫的方法，其包括通过机械发泡方法制备泡孔分散的氨基甲酸酯组合物；从单一排出口将泡孔分散的氨基甲酸酯组合物连续排放到在面材料A的宽度方向上大致上中心的部位，同时馈送面材料A；在泡孔分散的氨基甲酸酯组合物上层压面材料B；随后通过厚度调节构件均匀地调节泡孔分散的氨基甲酸酯组合物的厚度；在不将任何额外负荷施加到厚度在前述步骤中经调节的泡孔分散的氨基甲酸酯组合物的情况下，固化组合物，使得形成包括聚氨基甲酸酯发泡体的抛光片；和剪切抛光片。尽管如此，持续需要制造用于化学机械抛光垫的抛光层的经改良方法。尤其持续需要减少提供完整研磨垫所需的工艺步骤的总数的方法。因此，所需的是一种为化学机械抛光垫提供抛光层的经改良方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种形成化学机械抛光垫抛光层的方法，包含：提供具有基底的模具，其中基底具有形成于其中的凹槽图案的阴纹；提供聚侧(P)液体组分，其包含(P)侧多元醇、(P)侧多元胺和(P)侧醇胺中的至少一种；提供异侧(I)液体组分，其包含至少一种多官能异氰酸酯；提供加压气体；提供具有内部圆柱形腔室的轴向混合装置；其中内部圆柱形腔室具有闭合端、开口端、对称轴、通向内部圆柱形腔室的至少一个(P)侧液体进料口、通向内部圆柱形腔室的至少一个(I)侧液体进料口和通向内部圆柱形腔室的至少一个切线加压气体进料口；其中闭合端和开口端垂直于对称轴；其中至少一个(P)侧液体进料口和至少一个(I)侧液体进料口靠近闭合端沿着内部圆柱形腔室的外周排列；其中至少一个切线加压气体进料口从闭合端开始在至少一个(P)侧液体进料口和至少一个(I)侧液体进料口的下游，沿着内部圆柱形腔室的外周排列；其中聚侧(P)液体组分在6,895到27,600kPa的(P)侧充气压力下经由至少一个(P)侧液体进料口引入到内部圆柱形腔室中；其中异侧(I)液体组分在6,895到27,600kPa的(I)侧充气压力下经由至少一个(I)侧液体进料口引入到内部圆柱形腔室中；其中聚侧(P)液体组分和异侧(I)液体组分流到内部圆柱形腔室的经组合质量流率是1到500g/s，如优选2到40g/s或更优选2到25g/s；其中聚侧(P)液体组分、异侧(I)液体组分和加压气体在内部圆柱形腔室内互混以形成组合；其中加压气体在150到1,500kPa的供应压力下经由至少一个切线加压气体进料口引入到内部圆柱形腔室中；其中在20℃和1atm压力下基于理想气体条件计算，加压气体进入内部圆柱形腔室的入口速度是50到600m/s，或优选75到350m/s；以5到1,000m/s或优选10到600m/s或更优选15到450m/s的速度，从内部圆柱形腔室的开口端朝向基底排放组合；使得组合凝固成饼状物；从模具分离饼状物；和从饼状物得到化学机械抛光垫抛光层；其中化学机械抛光垫抛光层具有抛光表面，其中凹槽图案形成于抛光表面中，并且其中抛光表面适宜于抛光衬底。附图说明图1是用于本专利技术方法的模具的透视图的描绘。图2是用于本专利技术方法的轴向混合装置的侧视图的描绘。图3是沿着图2中的线A-A截取的截面图。图4是形成于本专利技术模具中的化学机械抛光垫抛光层的侧视图的描绘。图5是本专利技术的化学机械抛光垫抛光层的透视图的描绘。图6是形成于化学机械抛光垫抛光层的抛光表面中的凹槽图案的俯视图的描绘。图7是形成于化学机械抛光垫抛光层的抛光表面中的凹槽图案的俯视图的描绘。图8是沿着图7中的线C-C截取的截面图。图9是形成于化学机械抛光垫抛光层的抛光表面中的凹槽图案的俯视图的描绘。图10是形成于化学机械抛光垫抛光层的抛光表面中的凹槽图案的俯视图的描绘。图11是沿着图2中的线B-B截取的截面图。具体实施方式用于形成化学机械抛光层的各种常规方法，如铸造方法(即，形成待削匀为多个抛光层的饼状物)和起泡需要足够长的凝胶时间以促进加工。起泡和铸造方法均需要将最终凹槽图案机械加工到所形成抛光层的表面中。本专利技术方法极大地增强形成于抛光层的抛光表面中的凹槽图案的质量，并且消除如由许多常规抛光层制造方法所需将凹槽图案机械加工到最终抛光层中的要求。本专利技术方法也使得组成范围能够比将适用于在常规技术中既定固有限制(即，凝胶时间约束)的常规抛光层制造工艺的范围更宽。关于模穴(20)，如本文中和所附权利要求书中所用的术语“大致上圆形截面”意指，从模穴中心轴Caxis(22)到围壁(15)的垂直内部边界(18)，投影于x-y平面(30)上的模穴(20)最长半径rc比从模穴中心轴Caxis(22)到垂直内部边界(18)，投影于x-y平面(30)上的模穴(20)的最短半径rc长≤20％。(参见图1)。如本文中和所附权利要求书中所用的术语“模穴”指的是由基底(12)和围壁(15)的垂直内部边界(18)定义的体积。(参见图1和4)。关于相对于第二特征(例如，轴、x-y平面)的第一特征(例如，水平内部边界；垂直内部边界)，如本文中和所附权利要求书中所用的术语“大致上垂直的”意指第一特征与第二特征成80到100°的角度。关于相对于第二特征(例如，轴、x-y平面)的第一特征(例如，水平内部边界；垂直内部边界)，如本文中和所附权利要求书中所用的术语“基本上垂直的”意指第一特征与第二特征成85到95°的角度。关于具有抛光表面(95)的化学机械抛光垫抛光层(90)，如本文中和所附权利要求书中所用的术语“平均厚度，TP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成化学机械抛光垫抛光层的方法，其包含：提供具有基底的模具，其中所述基底具有形成于其中的凹槽图案的阴纹；提供聚侧(P)液体组分，所述聚侧(P)液体组分包含(P)侧多元醇、(P)侧多元胺和(P)侧醇胺中的至少一种；提供异侧(I)液体组分，所述异侧(I)液体组分包含至少一种多官能异氰酸酯；提供加压气体；提供具有内部圆柱形腔室的轴向混合装置；其中所述内部圆柱形腔室具有闭合端、开口端、对称轴、通向所述内部圆柱形腔室的至少一个(P)侧液体进料口、通向所述内部圆柱形腔室的至少一个(I)侧液体进料口，和通向所述内部圆柱形腔室的至少一个切线加压气体进料口；其中所述闭合端和所述开口端垂直于所述对称轴；其中所述至少一个(P)侧液体进料口和所述至少一个(I)侧液体进料口靠近所述闭合端沿着所述内部圆柱形腔室的外周排列；其中所述至少一个切线加压气体进料口从所述闭合端开始在所述至少一个(P)侧液体进料口和所述至少一个(I)侧液体进料口的下游，沿着所述内部圆柱形腔室的所述外周排列；其中所述聚侧(P)液体组分在6,895到27,600kPa的(P)侧充气压力下经由所述至少一个(P)侧液体进料口引入到所述内部圆柱形腔室中；其中所述异侧(I)液体组分在6,895到27,600kPa的(I)侧充气压力下经由所述至少一个(I)侧液体进料口引入到所述内部圆柱形腔室中；其中所述聚侧(P)液体组分和所述异侧(I)液体组分流到所述内部圆柱形腔室的经组合质量流率是1到500g/s，其中所述聚侧(P)液体组分、所述异侧(I)液体组分和所述加压气体在所述内部圆柱形腔室内互混，以形成组合；其中所述加压气体在150到1,500kPa的供应压力下经由所述至少一个切线加压气体进料口引入到所述内部圆柱形腔室中；其中在20℃和1atm压力下基于理想气体条件计算，所述加压气体进入所述内部圆柱形腔室的入口速度是50到600m/s；以5到1,000m/s的速度，从所述内部圆柱形腔室的所述开口端朝向所述基底排放所述组合；使所述组合凝固成饼状物；从所述模具分离所述饼状物；和从所述饼状物得到所述化学机械抛光垫抛光层，其中所述化学机械抛光垫抛光层具有抛光表面，其中所述凹槽图案形成于所述抛光表面中，并且其中所述抛光表面适宜于抛光衬底。...

【技术特征摘要】
2015.06.26 US 14/751423;2016.05.24 US 15/1632131.一种形成化学机械抛光垫抛光层的方法，其包含：提供具有基底的模具，其中所述基底具有形成于其中的凹槽图案的阴纹；提供聚侧(P)液体组分，所述聚侧(P)液体组分包含(P)侧多元醇、(P)侧多元胺和(P)侧醇胺中的至少一种；提供异侧(I)液体组分，所述异侧(I)液体组分包含至少一种多官能异氰酸酯；提供加压气体；提供具有内部圆柱形腔室的轴向混合装置；其中所述内部圆柱形腔室具有闭合端、开口端、对称轴、通向所述内部圆柱形腔室的至少一个(P)侧液体进料口、通向所述内部圆柱形腔室的至少一个(I)侧液体进料口，和通向所述内部圆柱形腔室的至少一个切线加压气体进料口；其中所述闭合端和所述开口端垂直于所述对称轴；其中所述至少一个(P)侧液体进料口和所述至少一个(I)侧液体进料口靠近所述闭合端沿着所述内部圆柱形腔室的外周排列；其中所述至少一个切线加压气体进料口从所述闭合端开始在所述至少一个(P)侧液体进料口和所述至少一个(I)侧液体进料口的下游，沿着所述内部圆柱形腔室的所述外周排列；其中所述聚侧(P)液体组分在6,895到27,600kPa的(P)侧充气压力下经由所述至少一个(P)侧液体进料口引入到所述内部圆柱形腔室中；其中所述异侧(I)液体组分在6,895到27,600kPa的(I)侧充气压力下经由所述至少一个(I)侧液体进料口引入到所述内部圆柱形腔室中；其中所述聚侧(P)液体组分和所述异侧(I)液体组分流到所述内部圆柱形腔室的经组合质量流率是1到500g/s，其中所述聚侧(P)液体组分、所述异侧(I)液体组分和所述加压气体在所述内部圆柱形腔室内...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·韦内齐亚莱，B·钱，T·布鲁加罗拉斯布鲁福，J·考兹休克，Y·童，J·B·米勒，D·卢戈，G·C·雅各布，M·W·德格罗特，A·旺克，F·叶，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯电子材料CMP控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US