垫表面上具有微槽的抛光垫制造技术

本发明专利技术提供了一种抛光垫，其可包括多个直径在大约5-80微米的 范围内的可溶纤维，以及不可溶成分。该垫还可包括具有多个微槽的 第一表面，其中可溶纤维在垫中形成微槽。微槽可具有直到大约150 微米的宽度和/或深度。另外，本发明专利技术还公开了形成抛光垫的方法以及 用抛光垫抛光表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抛光垫，并且更具体地，涉及一种包括能在抛光 期间自我再生的微槽的抛光垫。该垫可用于给出基片(例如半导体晶 片)的化学机械抛光或其它类型抛光。
技术介绍
在应用CMP (化学机械平面化)作为制造微电子设备(例如半导 体晶片、覆盖硅树脂晶片以及计算机硬盘)中的处理步骤时，抛光垫 可结合包含研磨剂或不含研磨剂的浆料(slurry)使用以影响设备表 面的平面化。为了获得设备表面的高度平面化，通常以埃的量级来测 量，浆料流应当在设备表面和垫之间均匀地分布。为了促进浆料的这 种均匀分布，多个槽或凹口结构可设在抛光垫上。这些槽分别可具有 0.010英寸至0.050英寸的各个槽宽度、0.010英寸至0.080英寸的深度 并且相邻槽之间的距离为0.12英寸至0,25英寸。虽然槽可提供上述好处，然而，它们可能不足以实现半导体晶片 上模具(或单个微芯片)上的局部平面化。这可能是由于槽和微芯片 上的各结构之间相对大的差异，例如互相连接。例如高级的ULSI和 VLSI微芯片可具有0.35微米(0.000014英寸)量级的特征尺寸，它 们比抛光垫上单个槽的宽度和深度小很多倍。另外，微芯片上的特征 尺寸还比相邻槽之间的距离小几千倍，这可导致特征尺寸级别上浆料 的不均匀分布。在提高局部均匀性、特征规模平面化的努力中，CMP垫制造商在 一些情况下已经在垫的表面上提供了粗糙峰或高和低的区域。这些粗 糙峰可具有从20至超过100微米范围内的尺寸。然而，与槽相比，这 种粗糙峰的尺寸可更接近微芯片结构的尺寸，粗糙峰在抛光处理期间 可改变形状和尺寸，并且可能需要通过由装备有金刚石研磨颗粒的调 节装置研磨抛光垫表面进行持续再生。调节装置上的金刚石研磨颗粒 持续地刮掉由于垫、浆料和设备表面之间摩擦接触而变形的表面粗糙 峰，并且暴露新的粗糙峰以维持平面化的一致性。然而，调节过程可 能是不稳定的，因为其利用锋利的金刚石颗粒来切断变形的粗糙峰。 变形粗糙峰的切断可能没有很好地控制，导致尺寸、形状和粗糙峰分 布的变化，这又会引起平面化均勻性的变化。而且，调节所产生的摩 擦热，通过改变垫的表面性质，包括例如剪切模量、硬度和可压缩性， 也会加剧平面化的不均匀性。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种抛光垫。该抛光垫可包括直径在大约 5-80微米的范围内的多个可溶纤维，以及不可溶成分。该垫还可包括 具有多个微槽的第一表面，其中可溶纤维在垫中形成微槽。微槽可具 有在直到大约150微米的宽度和/或深度。本专利技术的另一个方面涉及一种提供抛光垫的方法。抛光垫可通过 提供具有第一半模和第二半模的模具以及限定于所述第一半模中的凹 陷来形成。多个直径在大约5-80微米范围内的可溶纤维以及不可溶成 分可提供在模具凹陷内。模具可闭合并且在超过给定的时间段上将热 和压力施加至多个可溶纤维和不可溶成分，从而形成垫。该垫还可包 括具有多个微槽的第一表面并且所述微槽具有直到大约150微米的宽 度和/或深度。本专利技术的又一个方面涉及一种由抛光垫抛光表面的方法。该方法 包括提供用于抛光的基片；在基片的表面的至少一部分上提供含水 浆料；以及提供包括直径在大约5-80微米范围内的多个可溶纤维以及不可溶成分的垫。基片的表面可通过垫、含水浆料和基片表面的相互 作用进行抛光。可溶纤维然后可溶解，从而在垫表面上形成多个微槽，其中所述微槽可具有直到大约150微米的宽度和/或深度。附图说明通过结合附图参考以下对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述和 其它结构和优点以及实现这些的方式将变得更加明显并且本专利技术将得 到更好的理解，其中图1是包括随机化微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图； 图2是具有圆形微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图 图3是具有螺旋形微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图； 图4是具有径向微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图 图5是包括向心微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图 图6是包括交叉微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图；并且 图7是包括菱形交叉微槽的抛光垫的示例性实施例的俯视图。具体实施例方式本公开涉及一种抛光垫，其提供相对较高表面密度的微槽。微槽 可自生，即，它们可以不通过在如上所述CMP中使用的金刚石调节 装置的机械式表面切割动作而产生。而是，它们可通过将抛光垫表面 区域中具体尺寸的可溶成分暴露于含水浆料而形成。而且，微槽和它 们在垫表面区域中的定向可被设计和优化来符合具体CMP应用的要 求。因此，微槽的排列可设计为无向性的或者可以完全随机地定向， 或者可提供用于对于给定微芯片设计优化平面化所需的具体图案。微槽可具有直到大约150微米的宽度和深度，并且例如在5至150微米(0.0002至0.006英寸)的范围内，包括其中的所有值和增量，并且相邻微槽之间的平均距离在大约10至2000微米(0.004至0.08英寸)的范围内，包括其中的所有值和增量。槽之间平均距离的参考 (& )指的是例如如图1-7中所示的两个相邻槽之间的平均距离。因此，微槽可显示相对较高的表面密度，直到每平方亳米600个微槽的最大 值，包括每平方毫米1至600个微槽的范围内的所有值和增值。微槽可以多种排列布置。示例性设计在图l-7中示出，然而，这 些设计不限定这里预期的设计。例如，图1示出示例性抛光垫10的实 施例，其中微槽12以随机的方式互相交叉。图2示出示例性抛光垫 20的实施例，其中微槽22以圆形、同心的方式布置。图3示出以螺 旋方式布置于抛光垫30上的微槽32的实施例。图4示出以径向方式 布置于抛光垫40上的微槽42的实施例。图5示出以向心的方式布置 于抛光垫50上的微槽52的实施例，其中槽从垫的中心延伸至其圆周。 图6示出抛光垫60的实施例，其中微槽62布置为矩形交叉的方式， 其中线以基本上垂直的方式交叉。图7示出以交叉方式布置于抛光垫 70上的微槽72的实施例，其中线以菱形或非垂直的方式交叉。因此 可以理解，本领域技术人员可容易地意识到可用于各种设备均匀且有 效的平面化的微槽排列的潜在数量。另外，如上所述，本专利技术的微槽可在平面化的过程期间自生。这 种自生可通过将可溶成分A结合在另外不可溶的基体成分B内而提供 于垫结构中，其中可溶成分可具有显示表面构造(例如上述和图1-7 中示出的那些)的三维结构。换言之，可溶纤维可定位为使得从表面 穿过垫的厚度的至少一部分，纤维布置成连续地在浆料中溶解并且相 对于任何包围物和其它不可溶的垫基体成分(例如不可溶聚合物树脂 或不可溶纤维或两者的混合物)在垫的新暴露表面中提供选择的再生微槽图案。另外，可溶纤维可定位为穿过垫的整个厚度。还应当理解 到，引起具体再生槽图案的可溶纤维可构造来使得槽的图案在垫内预 期的深度处变化。因此，在抛光循环中的任何给定点处，可显现表面 上的图案，例如，如图l-7所示。和针;只纤维织物结::可溶成分的其它来源可包括各种挤压和模制的可溶聚合物结构。可溶成分的更多来源可包沉积产品，其中应用物理 和/或化学沉积，蚀刻或纳米颗粒聚合技术来构成可溶成分。8可溶成分可包括水溶物质。例如，可溶成分可包括在水中完全溶解或部分溶解的成分。例如，可溶成分可100%地溶解在水中，或可 50-100%地溶解，包括其中的所有值和增值。另外，预期可溶度可根 据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光垫，其包括：　直径在大约５－８０微米的范围内的多个可溶纤维，以及不可溶成分，其中所述垫包括具有多个微槽的第一表面，其中所述可溶纤维在所述垫中形成宽度和／或深度在直到大约１５０微米的范围内的所述微槽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.7.19 US 60/831,5951. 一种抛光垫，其包括直径在大约5-80微米的范围内的多个可溶纤维，以及不可溶成分，其中所述垫包括具有多个微槽的第一表面，其中所述可溶纤维在所述垫中形成宽度和/或深度在直到大约150微米的范围内的所述微槽。2. 根据权利要求l的抛光垫，还包括存在于所述槽之间的平均距 离，其中所述平均距离在10-2000微米的范围内。3. 根据权利要求l的抛光垫，其中所述不可溶成分包括聚合物成分。4. 根据权利要求1的抛光垫，其中所述可溶纤维的重量百分比是 大约10-90%，并且所述不可溶成分的重量百分比是大约卯-10%。5. 根据权利要求1的抛光垫，其中所述不可溶成分包括不可溶纤维。6. 根据权利要求5的抛光垫，其中所述可溶纤维具有第一熔化温 度Tm,并且所述不可溶纤维具有第二熔化温度Tm2,其中Tm2<Tmi。7. 根据权利要求5的抛光垫，其中所述不可溶纤维是粘结剂纤维。8. 根据权利要求5的抛光垫，其中所述不可溶纤维是双成分纤维， 其由具有第一熔化温度TCl的第一成分和具有第二熔化温度Tc2的第 二成分构成，其中Td〈Tc2。9. 根据权利要求l的抛光垫，其中所述垫还包括第二表面和存在 于所述第二表面上的粘合剂。10. 根据权利要求l的抛光垫，还包括结合到所述可溶纤维中的 化学物质，其中所述化学物质选自由表面活化剂、催化剂和pH緩沖 剂构成的组。11. 根据权利要求l的抛光垫，其中所述塾具有厚度并且所述可 溶纤维延伸穿过所述厚度的至少一部分。12. 根据权利要求l的抛光垫，其中不可溶成分包括不可溶聚合物树脂和不可溶纤维。13. 根据权利要求1的抛光垫，其中所述垫中的所述微槽具有 5-150微米范围内的宽度和/或深度。14. 一种提供抛光垫的方法，其包括提供具有第一半模和第二半模的模具以及限定在所述第一半模中 的凹陷；提供多个直径在大约5-80微米范围内的可溶纤维以及不可溶成 分到所述凹陷内；闭合所述模具并且在超过给定的时间段上将热和压力施加至所述 多个可溶纤维和所述不可溶成分；以及形成垫，其中所述垫包括具有多个微槽的第一表面并且所述微槽 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：许启智，M·C·金，D·A·韦尔斯，J·E·奥尔德伯勒，
申请(专利权)人：因诺派德公司，
类型：发明
国别省市：US