低表面能的化学机械抛光垫制造技术

本发明专利技术提供一种包含共聚物的抛光垫基材，其中该共聚物具有至少一种亲水性重复单元及至少一种疏水性重复单元。本发明专利技术还提供一种包含聚合物的抛光垫基材，其中该聚合物为具有附在聚合物链上的至少一种亲水性单元及至少一种疏水性单元的改性聚合物。本发明专利技术进一步提供一种抛光工件的方法，其包括（ｉ）提供待抛光的工件，（ｉｉ）将该工件接触包含本发明专利技术抛光垫基材的化学机械抛光系统，及（ｉｉｉ）用抛光系统研磨至少一部分该工件的表面以抛光该工件。

【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适用于化学机械抛光系统的抛光垫。
技术介绍
化学机械抛光(″CMP″)法用于微电子器件的制造以在半导体晶片、场致发射显示器及许多其它微电子工件上形成平坦表面。例如，半导体器件的制造通常涉及各种加工层的形成、选择性移除或图案化这些层的部分、及附加的加工层在半导体工件表面上的沉积以形成半导体晶片。加工层可包括，例如，绝缘层、栅氧化层、导电层及金属或玻璃层等。通常希望在晶片加工的特定步骤中，加工层的最上表面为平面的，即，平坦的，用于后续层的沉积。CMP用以平面化加工层，其中沉积的材料如导电或绝缘材料被抛光以平面化该晶片用于后续加工步骤。在典型CMP法中，晶片倒转安装在CMP工具的托架(carrier)上。力量推动托架和晶片向下朝向抛光垫。托架与晶片在CMP工具抛光台上的旋转抛光垫上方旋转。抛光组合物(亦称为抛光浆料)通常在抛光过程时引入在旋转晶片与旋转抛光垫之间。抛光组合物典型地包含与最上晶片层的部分互相作用或使其溶解的化学物及物理上移除部分层的研磨材料。晶片与抛光垫可以相同方向或相反方向旋转，其无论哪个都希望用于进行的特定抛光过程。托架亦可跨越抛光台上的抛光垫振荡。用于化学机械抛光过程的抛光垫是使用柔软的垫材料与刚性垫材料两者制造的，其包括聚合物浸渍的织物、多微孔膜、多孔聚合物泡沫、无孔聚合物片及烧结的热塑性颗粒。含有浸渍于聚酯无纺织物的聚氨酯树脂的垫为聚合物浸渍的织物的抛光垫的示例。多微孔抛光垫包括涂布在基材上的多微孔氨基甲酸酯膜，其经常为浸渍的织物垫。这些抛光垫为闭孔(closecell)多孔膜。多孔聚合物泡沫抛光垫包含闭孔结构，其随机并均匀地分布于所有三维空间内。无孔聚合物片抛光垫包括由实心(solid)聚合物片制成的抛光表面，其不具有输送浆料颗粒的固有能力(参照，例如，美国专利5,489,233号)。这些实心抛光垫用切入垫表面的大及/或小凹槽来外部改性，据称以在化学机械抛光过程中提供浆料通过的通道。该无孔聚合物抛光垫公开在美国专利6,203,407号中，其中抛光垫的抛光表面包含以据称改善化学机械抛光的选择性的方式定向的凹槽。包含多孔开孔(opened cell)结构的烧结抛光垫可由热塑性聚合物树脂制备。例如，美国专利6,062,968号及6，126,532号揭示具有通过烧结热塑性树脂制成的开孔多微孔基材的抛光垫。虽然若干上述抛光垫适于其预期的目的，但仍需其它可提供有效平面化的抛光垫，特别是通过化学机械抛光法抛光的工件中提供有效平面化。此外，还需要具有较低表面能的抛光垫，特别是用于与疏水性抛光组合物一起使用。本专利技术提供这种抛光垫。本专利技术的这些及其它优点以及附加的专利技术特征将从本文提供的本专利技术描述而清楚。
技术实现思路
本专利技术提供一种包含共聚物的抛光垫基材，其中该共聚物具有至少一种亲水性重复单元及至少一种疏水性重复单元。本专利技术还提供一种包含聚合物的抛光垫基材，其中该聚合物为具有附在聚合物链上的至少一种亲水性单元及至少一种疏水性单元的改性聚合物。本专利技术进一步提供一种抛光工件的方法，其包括(i)提供待抛光的工件，(ii)将工件接触包含本专利技术抛光垫基材的化学机械抛光系统，及(iii)用抛光系统研磨至少一部分工件的表面以抛光工件。具体实施例方式一种包含共聚物的抛光垫基材，其中共聚物具有至少一种亲水性重复单元及至少一种疏水性重复单元。术语″共聚物″意指包含超过一种重复单元的聚合物链。术语″亲水性重复单元″定义为共聚物的重复片段，使仅由该亲水性重复单元组成的均聚物的表面能超过34mN/m。术语″疏水性重复单元″定义为共聚物的重复片段，使仅由该疏水性重复单元组成的均聚物的表面能为34mN/m或更低。例如，共聚物可具有以下结构(X1)a-(P)y-(X2)b-(X3)c-(N)z-(X4)d 其中X1、X2、X3及X4相同或不同，其为亲水性重复单元或疏水性重复单元，P为亲水性重复单元，N为疏水性重复单元，a、b、c、d、y及z为选自0至100,000以内的整数。或者，抛光垫基材可包含聚合物，其中聚合物具有附在聚合物链上的至少一种亲水性单元及至少一种疏水性单元。共价键合至聚合物链的亲水性单元或疏水性单元优选具有不同于聚合物链的重复单元的结构。该至少一种亲水性单元及至少一种疏水性单元可附在聚合物链中的末端重复单元或非末端重复单元上。术语″亲水性单元″定义为附在聚合物链上的分子，使仅由该分子组成的物质具有的表面能超过34mN/m。术语″疏水性单元″定义为附在聚合物链上的分子，使仅由该分子组成的物质具有的表面能为34mN/m或更低。例如，具有附在聚合物链上的至少一种亲水性单元及至少一种疏水性单元的聚合物可由以下结构说明U-(X1)a-(X2)b-(X3)c-V其中(i)X1、X2及X3具有以上给出的意义，(ii)U为亲水性单元，(iii)V为疏水性单元，及(iv)a、b及c为选自0至100,000以内的整数，或 其中(i)X1、X2、X3、X4、X5、X6及X7相同或不同，其为亲水性重复单元或疏水性重复单元，(ii)R1、R2及R3相同或不同，其为亲水性单元或疏水性单元，(iii)U为亲水性单元，(iv)V为疏水性单元，及(v)a、b、c、d及e为选自0至100,000以内的整数。本专利技术抛光垫基材所用的聚合物可为任何适合的聚合物并可由任何适合的聚合物制备。例如，适合的聚合物可为热塑性聚合物或热固性聚合物，其选自聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、碳氟化合物、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、其共聚物及其混合物。亲水性重复单元及亲水性单元可为任何适合的单元。例如，亲水性重复单元及亲水性单元可选自酯、醚、丙烯酸、丙烯酰胺、酰胺、酰亚胺、乙烯醇、醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、砜、氨基甲酸酯、氯乙烯、醚醚酮、碳酸酯、及其低聚物和组合。疏水性重复单元及疏水性单元可为任何适合的单元。例如，疏水性重复单元及疏水性单元可选自碳氟化合物、四氟乙烯、氟乙烯、硅氧烷、二甲基硅氧烷、丁二烯、乙烯、烯烃、苯乙烯、丙烯、及其低聚物和组合。本专利技术抛光垫基材可具有任何适合的表面能，期望表面能为34mN/m或更低(例如，30mN/m或更低，26mN/m或更低或22mN/m或更低)。表面能为液态组合物在仍展现出与表面的接触角大于零的同时可具有的最低表面能。因此，具有表面能为34mN/m或更低的聚合物、共聚物或改性聚合物更容易被具有表面能为40mN/m或更低(例如，34mN/m或更低，28mN/m或更低或22mN/m或更低)的液态组合物(如抛光组合物)湿润。本专利技术的抛光垫基材可为实心无孔抛光垫基材。例如，抛光垫基材可具有共聚物或改性聚合物的最大理论密度的90％或更高的密度(例如，93％或更高，95％或更高或98％或更高)。或者，本专利技术的抛光垫基材可为多孔抛光垫基材。例如，抛光垫基材可具有共聚物或改性聚合物的最大理论密度的70％或更低的密度(例如，60％或更低、50％或更低或40％或更低)。多孔抛光垫基材可具有任何适合的空隙体积。例如，抛光垫基材可具有空隙体积为75％或更低(例如，70％或更低、60％或更低或50％或更低)。本专利技术的抛光垫基材可单独使用，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含共聚物的抛光垫基材，其中该共聚物具有至少一种亲水性重复单元及至少一种疏水性重复单元。

【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：阿巴尼什沃普拉萨德，
申请(专利权)人：卡伯特微电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]