抛光垫制造技术

一种抛光垫，包括在抛光垫表面上方彼此交叉的抛光单元。固定每个抛光单元以限制其相对于其它抛光单元的横向运动，但在与抛光单元的抛光表面垂直的轴上是可运动的。可将不同密度的抛光单元定位在抛光垫表面的不同区域内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及抛光垫领域，例如用于化学机械平坦化(CMP)和其它应用。
技术介绍
在2007年4月6日递交的美国专利申请11/697，622 (此后称作“，622申请”，其 转让给本专利技术受让人并在此通过引用引入)中，描述了一种用于CMP和其它应用的改进的 抛光垫。’622申请中描述的抛光垫，其实施方式如图1A-1B的垫300所示，包括导板308，该 导板附加有可压缩下层316。任选的多孔浆液分布层304可附加到该导板的另一侧。多个 抛光单元306突出导板308以便相对于抛光单元彼此以及相对于导板维持在平面取向。抛光单元306附加到可压缩下层316 (或附加到壳)，每个抛光单元都突出。使用 时，抛光垫300放在抛光台318的上部，抛光台相对于被抛光的晶圆转动，抛光垫的抛光单 元与晶圆320在接触表面处接触(通常受压)。如果使用浆液分布材料304，那么它提供在 抛光单元306之间的浆液路径中的流动控制。’622申请所述的抛光垫的基础是导板308，其提供对于抛光单元306的横向支撑。 导板包括孔来容纳每个抛光单元306，从而使得抛光单元在垂直方向上相对于它们的长轴自由运动。
技术实现思路
—个实施方式中，本专利技术提供一种抛光垫，其包括多个在可压缩表面上方彼此交 叉的抛光单元。固定每个抛光单元以限制其相对于其它抛光单元的横向运动，但在与抛光 单元的抛光表面垂直的轴上是可运动的。抛光垫也可包括一可压缩下层，每个抛光单元固 定到该可压缩下层并从该下层的上表面突出。可使用夹子将抛光单元固定到可压缩下层， 夹子例如“L”型夹子、“T”型夹子、圆环面型夹子或其它类型夹子。一些情形下，可压缩下 层是不连续的并且每个(或一些)抛光垫附加到单个的可压缩下层、弹簧或类似材料以便 提供在垂直方向上的移动。一些情形下，一些抛光单元可与其它抛光单元互锁。替代地或 此外，可使用嵌入抛光垫的可压缩下层内的线来固定抛光单元。抛光单元具有肖氏硬度计 (Shore D)硬度大于80。附图说明本专利技术通过附图中的实例的方式来说明，但不限于此，在附图中图1A-1B是CMP抛光垫的剖面侧视图，该抛光垫具有能相对于垫的基部垂直移动 的各抛光单元。图2A是根据本专利技术一个实施方式配置的抛光垫的剖面侧视图，其中使用L型夹子将抛光单元固定到可压缩下层。图2B是图2A所示的垫的单个抛光单元以及相关的夹子的顶视图。图3A是根据本专利技术一个实施方式配置的抛光垫的剖面侧视图，其中使用环型夹 子将抛光单元固定到可压缩下层。图3B是图3A所示垫的单个抛光单元以及相关的环形夹子的顶视图。图4是根据本专利技术一个实施方式配置的抛光垫的剖面侧视图，其中使用针将抛光 单元固定到可压缩下层。图5A-5C示出根据本专利技术多种实施方式，将抛光单元固定到抛光垫的可压缩下层 上的多种构造。图6A和6B示出用于根据本专利技术实施方式所配置的抛光垫的互锁抛光单元的实 例。图6C示出抛光垫的一个实施方式，该抛光垫具有不连续的可压缩下层并且使用 图6A和6B所示的互锁抛光单元。图7示出根据本专利技术实施方式所配置的抛光垫，该抛光垫包括具有单个可压缩下 层和一公共导板的抛光单元。图8示出根据本专利技术再一实施方式所配置的抛光垫，该抛光垫包括多组抛光单 元，每组协力作用但与其它组相互独立。图9示出在一个根据本专利技术再一实施方式的单个抛光垫中，不同尺寸的抛光单元 的使用。图10示出根据本专利技术再一实施方式，使用格状或网状限定线来固定抛光单元而 避免相对于彼此的横向运动。图11示出以跨垫直径的不同密度的抛光单元来配置的抛光垫的实例。 具体实施例方式在此描述了抛光垫的多种实施方式(例如，可用于CMP应用的垫)以及使用此垫 的方法(例如，用于抛光半导体晶圆和其上分层的结构，包括此种晶圆上的金属大马士革 结构)。本专利技术意识到抛光垫的物理特性对于CMP处理质量的影响。具体地，已知更加柔 软的抛光垫产生表面凹陷(dishing)，而具有降低的浆液分布的较硬垫产生更多的表面缺 陷。尽管在此示例出多种抛光垫构造(例如，以几何范围、比率和材料的具体实例)和抛 光方法，但应理解本专利技术同样可以适用于包括其它类型的抛光垫制造材料以及沉积移除技 术。除非指出不同，否则此种其它材料和技术的使用被认为在本专利技术的范围内。使用时，根据本专利技术实施方式配置的垫可放在抛光台上而用适当的下压力将晶圆 压向该抛光垫。在垫表面相对于晶圆转动时，将浆液施用至垫表面。本专利技术抛光垫的一些 实施方式包括浆液分布层以帮助横跨抛光垫和晶圆表面来分布浆液。在根据本专利技术配置的抛光垫中，抛光单元被安装以使得它们彼此相互交叉，并且 被限制相对于其它抛光单元的横向运动，而在垂直于抛光单元的抛光表面的轴上可运动。 也就是说，允许抛光单元的垂直运动(例如，沿垂直于抛光单元的抛光表面的轴压缩或延 伸)而防止横向运动(例如，通过使用针、夹子或其它限制机构，或者通过将抛光单元嵌入抛光垫的下层内)。一些情形下，每一抛光单元独立于任何相邻抛光单元而在垂直方向上自由运动。其它情形下，数组相邻抛光单元协力作用而有别于与之相邻组的抛光单元。在抛 光操作期间，每个抛光单元向晶圆施加局部压力以实现良好的平坦度。本专利技术的变化实施方式中，垫的抛光单元可由任何适合的材料制成，例如聚合物、 金属、陶瓷或其组合。一些情形下，抛光单元可由导电材料制成，例如商业上称作Pani (以 商品名0RMEC0M 获得)的导电聚合物聚苯胺、碳、石墨或填充金属的聚合物。其它实施方 式中，抛光单元可由导热材料制成，例如碳、石墨或填充金属的聚合物。一种适用于本专利技术 抛光垫的抛光单元的材料是浇注或模塑聚氨酯，例如DOW Pell ethane 2201 65D。也可使 用其它聚合物材料如Torlon 或Delrin 。抛光单元可为聚合物或可含有研磨材料如氧化 硅或氧化铝。一些情形下，抛光单元可由PVA制成以提供对于垫的良好清洁能力。抛光单 元可为不同尺寸并且如下面进一步讨论，可以不同密度跨垫表面定位。一些实施方式中，抛 光单元具有Shore D硬度大于80。使用时，浆液分布材料可为开孔泡沫而可压缩下层为闭孔泡沫。用于下层的 材料优先选择能提供与晶圆水平弯曲和翘曲相符的材料。适合的下层材料可为Rogers Corporation生产的功能聚氨酯。此外在本专利技术变化的实施方式中，可使用优选抛光铜的单 元制成的垫且该垫被用于利用铜浆液来移除铜。或者，可由优选抛光阻挡材料(例如Ta/ TaN或其它此种耐火金属)的单元来制成阻挡垫并且该垫被用于利用阻挡浆液来移除阻挡 材料。本专利技术进一步实施方式中，利用含有铜和阻挡移除单元的复合垫以在单个抛光压板 上移除铜和阻挡材料。当使用根据本专利技术配置的垫时(即，当垫相对于晶圆表面运动时)，抛光单元可与 晶圆表面进行滑动接触或滚动接触。后一种情形下，一个或多个抛光单元可具有圆柱本体 和滚动头。滚动头可由不同材料制成，例如聚合物、金属氧化物或导电材料。可将滚动头抛 光单元以与滑动接触抛光单元相同的方式结合到垫材料。如上面所指出，’622申请所述的抛光垫利用导板来将抛光单元的运动限制为只在 垂直面(即，朝向或离开被抛光的晶圆)。相反，本专利技术抛光垫的一些实施方式不包括导板。 例如，并且如图2A和2B所示，根据本专利技术一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光垫，包括多个抛光单元，每一抛光单元被固定以限制它相对于其它抛光单元的横向运动，但保持在垂直于该抛光单元的抛光表面的轴上为可运动的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杰夫巴贾，
申请(专利权)人：塞米奎斯特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]