本发明专利技术提供了一种采用结构化磨料制品形式的固定磨料垫片(100)，所述垫片具有设置在背衬(110)上的结构化磨料层(120)。结构化磨料层(120)包括聚合物粘结剂、分散在粘结剂中的磨粒和分散在粘结剂中的非离子聚醚表面活性剂。所述磨粒具有小于约200nm的平均粒径，并且按结构化磨料层的总重量计，在所述粘结剂中所述表面活性剂的量为0.75重量%至2.2重量%。本发明专利技术还提供了使用所提供的固定磨料垫片研磨工件的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术广义地涉及磨料制品、它们的制造方法、及它们在晶片平面化中的用途。
技术介绍
磨料制品常常用于精密磨削用途，如半导体晶片抛光、微电机(MEMS )设备制造、硬盘驱动器基底的精修、光学纤维和连接器的抛光等等。例如，在集成电路制造过程中，半导体晶片通常经受许多加工步骤，包括金属和介电层的沉积，层的图案化，以及蚀刻。在各加工步骤中，可能必须或最好修整或精制该晶片的暴露表面以备其用于后继的制造或制备步骤。该表面修整工艺通常用于修整沉积的导体(例如，金属、半导体和/或介电材料)。该表面修整工艺还通常用于在具有导电材料、介电材料或组合的暴露区域的晶片上形成平坦的 外暴露表面。修整或精制结构化晶片的暴露表面的一种方法用固定的磨料制品处理晶片表面。在使用中，通常在工作流体的存在下，通常使该固定的磨料制品以适于修整晶片上的材料层并提供平坦的、均匀的晶片表面的运动接触半导体晶片表面。该工作流体可以施加到该晶片表面上，以便在磨料制品的作用下化学修整或以其它方式促进从晶片表面上去除材料。固定的磨料制品通常具有被粘结剂粘结在一起并固定到背衬上的磨粒的磨料层。在一种类型的固定磨料制品中，磨料层由称为“成形磨料复合材料”的离散的凸起结构元件(例如，柱、脊、棱锥或截棱锥)组成。这种类型的固定磨料制品在本领域中以不同的术语“织构化的、固定的磨料制品”或“结构化磨料制品”表示(下文中将要使用后一种术语)。磨料制品可以包括分散在交联聚合物粘结剂中的至少一种非离子聚醚表面活性剂和磨粒，如在U. S. S. N. 12/560，797 (Woo 等人)中公开的。为了在平面化过程中评估进展，常见的做法是采用多种检测方法。光学检测法(例如，激光干涉测量法)在其中是最广泛采用的。在此类技术中，通常引导激光穿过台板和与该结构化磨料制品接触的衬垫(subpad)中的窗。该结构化磨料制品的孔洞或透明(未被磨料层涂覆)部分与该光束对齐。
技术实现思路
化学机械抛光(CMP)工艺可以致使被抛光的晶片不均匀。固定的磨料制品需要提供优良的晶片均匀度和高的抛光速率。固定的磨料制品需要可用于构造具有非常小节点的电子组件。例如，动态随机存取存储器(DRAM)和闪存装置可以具有32nm或甚至28nm的节点。固定的磨料制品需要可以快速抛光具有小节点的半导体晶片，而不造成可以产生沟道-沟道短路的缺陷。已经发现的是，通过使用结构化粘合剂层中包括的表面活性剂和非常小的磨粒，可以实现优良的晶片均匀度和高的抛光速率。在一个方面，提供了一种结构化磨料制品，所述结构化磨料制品包括背衬，其具有相背的第一主表面和第二主表面；结构化磨料层，设置并固定于所述第一主表面上，其中，所述结构化磨料层包括聚合物粘结剂、分散在所述粘结剂中的磨粒和分散在所述粘结剂中的非离子聚醚表面活性剂，其中，所述磨粒具有小于约200nm的平均粒径，其中，所述非离子聚醚表面活性剂没有通过共价键链接到交联的所述聚合物粘结剂，并且其中，按结构化磨料层的总重量计，所述非离子聚醚表面活性剂的存在量为O. 75重量％至2. 2重量％。成形磨料复合材料可以是精确成形的。粘结剂可以含有丙烯酸类聚合物。表面活性剂可以包括聚环氧乙烷或聚环氧丙烷链段。背衬可以是弹性体聚氨酯膜或聚合物泡沫。在另一个方面，提供了一种研磨工件的方法，所述方法包括在存在含水流体的情况下，使结构化磨料制品的至少一部分与工件的表面摩擦接触；和使所述工件或结构化磨料层中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述工件的所述表面的至少一部分，其中所述结构化磨料制品包括具有相背的第一主表面和第二主表面的背衬和位于并固定于所述第一主表面上的结构化磨料层，其中，所述结构化磨料层包括聚合物粘结剂、分散在所述粘结剂中的磨粒和分散在所述粘结剂中的非离子聚醚表面活性剂，其中，所述磨粒具有小于约200nm的平均粒径，其中，所述非离子聚醚表面活性剂·没有通过共价键链接到交联的所述聚合物粘结剂，并且其中，按结构化磨料层的总重量计，所述非离子聚醚表面活性剂的存在量为O. 75重量％至2. 2重量％含水流体可以包括自来水。在此所用的术语“磨粒”是指硬度等于或大于二氧化铈的硬度的任何粒子；术语“固定的磨料垫片”和“结构化磨料制品”可互换使用；术语“至少半透明”是指半透明或透明；术语“羧酸(甲基)丙烯酸酯”是指具有通过共价键链接到羧基(-CO2H)或羧酸根(-CO2-)基团上的(甲基)丙烯酸酯基团的化合物；术语“可见光”是指波长在400纳米至700纳米(包括两个端点)范围内的光；术语“(甲基)丙烯酰基”包括丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基；术语“透光率”是指穿透目标的入射光的分数；术语“聚(甲基)丙烯酸酯”是指具有至少两个(甲基)丙烯酸酯基团的化合物；术语“透明”是指能够透过可见光以使得基本可以看到目标或图像，如同没有插入材料那样；和术语“铈氧化物”和“二氧化铈”是指Ce (IV) 02。以上内容并非意图描述本专利技术每种实施方式的每一个公开实施例。附图说明和随后的具体实施方式更具体地对示例性实施例进行了举例说明。附图说明图I是按照根据本专利技术的一个实施例的示例性结构化磨料制品的透视图。图2是根据本专利技术的修整晶片表面的示例性方法的示意性侧视图。图3是使用所提供的制品和方法的氧化物去除率与晶圆横截面直径的关系的曲线图。具体实施例方式在下面的描述中，参考形成本说明的一部分的附图，并且其中以图示方式示出了若干具体实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围或精神的前提下，可以设想出其他实施例并进行实施。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可变化，具体取决于本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容获得的所需特性。通过端值表示的数值范围包括该范围内的所有数字(如，I到5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5)以及该范围内的任何范围。现在参见图1，结构化磨料制品100包括至少半透明薄膜背衬110。磨料层120位于至少半透明薄膜背衬Iio上并且包括多个成形磨料复合材料130。成形磨料复合材料130 包括分散在粘结剂(未示出)中的磨粒(未示出)。这些磨粒基本上由平均原生粒度小于100纳米的二氧化铈粒子组成。该粘结剂包含聚醚酸以及含有羧酸(甲基)丙烯酸酯和聚(甲基)丙烯酸酯的组分的反应产物，并且其中该磨粒以该磨料层总重量的至少70重量％的量存在。该半透明薄膜背衬可以是柔性的、刚性的或介于二者之间。多种背衬材料适用于该目的，包括柔性背衬和更刚性的背衬。可用的半透明薄膜背衬包括选自聚合物薄膜、处理过的聚合物薄膜及其组合的背衬薄膜。示例性的半透明背衬薄膜包括由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚己内酯)、共聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯、聚乙烯、纤维素聚合物及其共混物和组合物制成的薄膜。在一些实施例中，背衬可以包括弹性体氨基甲酸酯或泡沫。该半透明薄膜背衬的厚度通常在约20微米至约1000微米，更通常在约50微米至约500微米，更通常在约60微米至约200微米的范围内。该背本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：朱莉·Y·乾，小吉米·R·巴兰，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：
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