多层化学机械抛光垫制造技术

本发明专利技术提供了一种多层化学机械抛光垫，其包括：抛光层，所述抛光层具有抛光表面、扩孔开口、与抛光表面平行的抛光层界面区域；多孔子垫层，该子垫层具有底表面以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；以及广谱终点检测窗口块体；其中所述抛光层界面区域和多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；其中，所述多层化学机械抛光垫具有从所述抛光表面延伸至所述多孔子垫层的底表面的贯穿开口；其中，所述扩孔开口开在所述抛光表面上，使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分；并且所述广谱终点检测窗口块体设置在所述扩孔开口内。

【技术实现步骤摘要】
多层化学机械抛光垫
本专利技术一般涉及用于化学机械抛光的抛光垫领域。本专利技术具体涉及具有塞入性窗口的多层化学机械抛光垫。
技术介绍
化学机械平面化，即化学机械抛光(CMP)是一种用来对半导体晶片之类的工件进行平面化或抛光的常规技术。在常规的CMP中，将晶片支架或抛光头安装在支架组件上。所述抛光头固定着所述晶片，将所述晶片置于与抛光垫的抛光层接触的位置，所述抛光垫安装在CMP设备中的台子或台面上。所述支架组件在晶片和抛光垫之间提供可以控制的压力。将抛光介质任选地分散在抛光垫上，并流入晶片和抛光层之间的间隙内。为了进行抛光，所述抛光垫和晶片通常相对彼此发生旋转。通过抛光层和抛光介质在晶片表面上的化学和机械作用，晶片表面被抛光并且变得平坦。对晶片进行平坦化的一个重要步骤是确定这一过程的终点。一种流行的用于终点检测的原位方法包括提供具有窗口的抛光垫，该窗口对于选择的光波长是透射性的。在抛光过程中，光束穿过该窗口导到晶片表面上，其在晶片表面上反射并通过窗口回到检测器（例如分光光度计）。根据返回信号，可检测出晶片表面的性质(例如膜的厚度)用于终点检测。在抛光垫中使用窗口的一个相关问题涉及在窗口周围存在渗漏的抛光流体并且这些抛光流体会流入多孔子垫层，这可能会导致整个垫表面上以及在抛光垫的使用寿命中抛光性质发生不希望的变化。Tolles的美国专利第6,524,164号公开了一种缓解抛光垫中窗口渗漏的方法。Tolles公开了用于化学机械抛光设备的抛光垫及其制备方法，其中所述抛光垫具有底层、位于顶层上的抛光表面以及介于这两层之间的透明材料片。Tolles公开了用透明材料片来防止浆液在化学机械抛光过程中渗入抛光垫的底层。为了缓解一些多层抛光垫存在的分层问题(即，其中在抛光过程中抛光层与子垫层分开)，一些多层化学机械抛光垫是通过将抛光层与多孔子垫层直接粘结来构建的，其中多孔子垫层能渗透各种抛光过程中使用的抛光介质(例如浆液)。Tolles公开的这种缓解窗口渗漏的方法不适合用于以下的这种抛光垫，即，在所述抛光垫中上述构建不利于在抛光层和多孔子垫层之间包含非渗透性层材料。美国专利第7,163,437号(Swedek等人)公开了另一种缓解抛光垫中窗口渗漏的方法。Swedek等人公开了一种抛光垫，其包括具有抛光表面的抛光层、具有孔和能透过液体的第一部分的背衬层，使用密封剂渗透背衬层的第二部分，从而使得第二部分是基本不可透过液体的，所述第二部分位于与所述孔相邻并围绕着孔的位置。相对于背衬层的剩余部分，该第二部分由于有密封剂材料渗透其中，因而使得该第二部分压缩性降低。由于窗口密封区域在抛光轨迹(polishingtrack)之内，具有相同的厚度、降低的压缩性的第二部分在抛光操作过程中像是一个减速带，使得形成抛光缺陷的可能性增大。因此，本领域一直需要新的低缺陷的多层窗口抛光垫构造，其中经由窗口渗漏入子垫层的现象得到缓解。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于对基材进行抛光的多层化学机械抛光垫，所述基材选自磁性基材、光学基材和半导体基材中的至少一种基材，所述抛光垫包括：抛光层，所述抛光层具有抛光表面、扩孔开口、外周、与抛光表面平行的抛光层界面区域，并且所述抛光层具有平均非界面区域厚度TP-avg，该厚度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面测量到抛光层界面区域得到的；多孔子垫层，该子垫层具有底表面、外周以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；压敏粘合剂层；以及广谱终点检测窗口块体；其中，所述抛光层界面区域和多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；其中，所述共延伸区域在没有使用层叠粘合剂的情况下将抛光层固定在多孔子垫层上；其中，所述压敏粘合剂层被施加在多孔子垫层的底表面上；其中，所述多层化学机械抛光垫具有从抛光表面延伸至多孔子垫层的底表面的贯穿开口(throughopening)；其中，所述扩孔开口开在抛光表面上，其使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分(ledge)；其中，所述扩孔开口具有平均深度DO-avg，该深度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面的平面测量至所述阶状部分得到的；其中，所述平均深度DO-avg小于平均非界面区域厚度TP-avg；其中，所述广谱终点检测窗口块体设置在扩孔开口内；其中所述广谱终点检测窗口块体与抛光层相粘结；以及，其中所述抛光表面适合用来对所述基材进行抛光。本专利技术提供了一种用于对基材进行抛光的多层化学机械抛光垫，所述基材选自磁性基材、光学基材和半导体基材中的至少一种基材，所述抛光垫包括：抛光层，所述抛光层具有抛光表面、扩孔开口、外周、与抛光表面平行的抛光层界面区域，并且所述抛光层具有平均非界面区域厚度TP-avg，该厚度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面测量到抛光层界面区域得到的；多孔子垫层，该子垫层具有底表面、外周以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；压敏粘合剂层；以及广谱终点检测窗口块体；其中，所述抛光层界面区域和多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；其中，所述共延伸区域在没有使用层叠粘合剂的情况下将抛光层固定在多孔子垫层上；其中，所述压敏粘合剂层被施加在多孔子垫层的底表面上；其中，所述多层化学机械抛光垫具有从抛光表面延伸至多孔子垫层的底表面的贯穿开口(throughopening)；其中，所述扩孔开口开在抛光表面上，其使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分(ledge)；其中，所述扩孔开口具有平均深度DO-avg，该深度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面的平面测量至所述阶状部分得到的；其中，所述平均深度DO-avg小于平均非界面区域厚度TP-avg；其中，所述广谱终点检测窗口块体设置在扩孔开口内；其中所述广谱终点检测窗口块体与抛光层相粘结；其中，所述多孔子垫层沿着多孔子垫层的外周受到临界压缩力，使得沿着多孔子垫层的外周形成多孔子垫层的不可逆塌缩、致密化区域；以及，其中所述抛光表面适合用来对所述基材进行抛光。本专利技术提供了一种制备用于对基材进行抛光的多层化学机械抛光垫的方法，所述基材选自磁性基材、光学基材和半导体基材中的至少一种基材，所述方法包括：提供抛光层，所述抛光层具有适合用来对基材进行抛光的抛光表面、外周、与抛光表面平行的抛光层界面区域，并且所述抛光层具有平均非界面区域厚度TP-avg，该厚度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面测量到抛光层界面区域得到的；提供多孔子垫层，该子垫层具有底表面、外周以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；提供压敏粘合剂层；提供广谱终点检测窗口块体；使所述抛光层与多孔子垫层接合(interfacing)，形成层叠体(stack)，其中所述抛光层的外周与多孔子垫层的外周重合，并且其中所述抛光层界面区域和多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；提供贯穿开口，其穿过层叠体从抛光表面延伸至底表面；提供扩孔开口，其开在抛光表面上，使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分；其中，所述扩孔开口具有平均深度DO-avg，该深度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面的平面测量至所述阶状部分得到的；其中，所述平均深度DO-avg小于平均非界面区域厚度TP-avg；将所述广谱终点检测窗口块体设置在扩孔开口内并将所述广谱终点检测窗口块体与抛光层相粘结；以及将所述压敏粘合剂层施加在多孔子垫层的底表面上。本专利技术提供了一种制备用于对基材进行抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对基材进行抛光的多层化学机械抛光垫，所述基材选自磁性基材、光学基材和半导体基材中的至少一种基材，所述抛光垫包括：抛光层，所述抛光层具有抛光表面、扩孔开口、外周、与抛光表面平行的抛光层界面区域，并且所述抛光层具有平均非界面区域厚度TP‑avg，该厚度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面测量到抛光层界面区域得到的；多孔子垫层，该子垫层具有底表面、外周以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；压敏粘合剂层；以及广谱终点检测窗口块体；其中，所述抛光层界面区域和所述多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；其中，所述共延伸区域在没有使用层叠粘合剂的情况下将抛光层固定在多孔子垫层上；其中，所述压敏粘合剂层被施加在多孔子垫层的底表面上；其中，所述多层化学机械抛光垫具有从所述抛光表面延伸至所述多孔子垫层的底表面的贯穿开口；其中，所述扩孔开口开在所述抛光表面上，使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分；其中，所述扩孔开口具有平均深度DO‑avg，该深度是在垂直于所述抛光表面的方向上从所述抛光表面的平面测量至所述阶状部分得到的；其中，所述平均深度DO‑avg小于平均所述非界面区域厚度TP‑avg；其中，所述广谱终点检测窗口块体设置在所述扩孔开口内；其中所述广谱终点检测窗口块体与所述抛光层相粘结；其中所述抛光表面适合用来对所述基材进行抛光。...

【技术特征摘要】
2013.03.07 US 13/788,5941.一种用于对基材进行抛光的多层化学机械抛光垫，所述基材选自磁性基材、光学基材和半导体基材中的至少一种基材，所述多层化学机械抛光垫包括：抛光层，所述抛光层具有抛光表面、扩孔开口、外周、与抛光表面平行的抛光层界面区域，并且所述抛光层具有平均非界面区域厚度TP-avg，该厚度是在垂直于抛光表面的方向上从抛光表面测量到抛光层界面区域得到的；多孔子垫层，该子垫层具有底表面、外周以及平行于底表面的多孔子垫层界面区域；压敏粘合剂层；以及广谱终点检测窗口块体；其中，所述抛光层界面区域和所述多孔子垫层界面区域形成共延伸区域；其中，所述共延伸区域在没有使用层叠粘合剂的情况下将抛光层固定在多孔子垫层上；其中，所述压敏粘合剂层被施加在多孔子垫层的底表面上；其中，所述多层化学机械抛光垫具有从所述抛光表面延伸至所述多孔子垫层的底表面的贯穿开口；其中，所述扩孔开口开在所述抛光表面上，使所述贯穿开口扩大并形成阶状部分；其中，所述扩孔开口具有平均深度DO-avg，该深度是在垂直于所述抛光表面的方向上从所述抛光表面的平面测量至所述阶状部分得到的；其中，所述平均深度DO-avg小于平均所述非界面区域厚度TP-avg；其中，所述广谱终点检测窗口块体设置在所述扩孔开口内；其中所述广谱终点检测窗口块体与所述抛光层相粘结；其中所述抛光表面适合用来对所述基材进行抛光。2.如权利要求1所述的多层化学机械抛光垫，其特征在于，所述多孔子垫层沿着所述多孔子垫层的外周受到临界压缩力，使得沿着所述多孔子垫层的外周形成所述多孔子垫层的不可逆塌缩的致密化区域。3.如权利要求2所述的多层化学机械抛光垫，其特征在于，所述抛光表面具有宏观构造，所述宏观构造选自穿孔和凹槽中的至少一种。4.如权利要求2所述的多层化学机械抛光垫，其特征在于，所述多孔子垫层包含开孔泡沫材料。5.如权利要求2所述的多层化学机械抛光垫，其特征在于，所述多孔子垫层包含氨酯浸渍的聚酯毡材。6.如权利要求2所述的多层化学机械抛光垫，其特征在于，所述抛光层包含水性氨基甲酸酯聚合物和空心球形聚合物微型元件。7.如权利要求2所述的多层...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·雷珀，M·德格鲁特，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料CMP控股股份有限公司，陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US