用于拋光半導體基材的軟性拋光墊制造技術

本發明專利技術描述了用于拋光半導體基材的軟性拋光墊。該軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，該拋光體具有硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術實施方案屬于化學機械拋光(CMP)領域且尤其為用于拋光半導體基材的軟性拋光墊。
技術介紹
通常簡寫為CMP的化學機械平坦化或化學機械拋光為一種用于使半導體晶片或其它基材平坦化的半導體制造技術。本專利技術方法使用耐磨且耐腐蝕的化學漿料(通常為膠體)以及拋光墊和通常具有比晶片大的直徑的扣環。將拋光墊和晶片通過動力拋光頭壓在一起并通過塑料扣環保持在原位。動力拋光頭圍繞不同旋轉軸旋轉(即非同心的)。這樣除去了材料且往往是任何不規則的形狀平坦化，使晶片平面或平坦化。為了設置用于形成額外電路元件的晶片，可能必須如此。例如，為使整個表面位于光刻體系的景深內或為選擇性除去基于其位置的材料，可能必須如此。景深要求通常低于用于最新的45nm技術節點的埃級。去除材料的方法不僅為磨料刮擦，這類似砂紙在木材上打磨。漿料中的化學物質也與待除去的材料反應和/或弱化該材料。磨料加速了該弱化過程且該拋光墊有助于從表面上擦掉已反應的材料。已將該方法比作孩子吃口香糖的過程。如果口香糖位于舌頭上且沒被擦掉，則糖果變得被凝膠涂料覆蓋，但大部分糖果不受影響。僅僅在激烈刮擦下，糖果才溶解掉。另一類比為刷牙的作用。牙刷為機械作用，牙膏為化學作用。單獨使用牙刷或牙膏將使某人牙齒稍微清潔，但將牙刷和牙膏一起使用獲得優異的過程。因此，除了在漿料技術方面的進步，拋光墊也在日益復雜的CMP操作中起到重要作用。然而，在CMP墊技術的發展中也需要額外改進。專利技術概要在實施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其包含硬度約為20紹爾D(Shore D)至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實施方案中，軟性拋光墊包含位于模塑均勻拋光體中且與其共價鍵接的局部區域透明(LAT)部，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實施方案中，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的方法包括在成型模具中，使預聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合，以形成混合物。方法還包括使混合物固化，以提供模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實施方案中，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的方法包括:在將預聚物、主固化劑和第二固化劑在成型模具中混合之前，使芳族氨基甲酸酯預聚物與固化劑在第二單獨的成型模具中混合以形成第二混合物。方法還包括在第二成型模具中，使第二混合物部分固化以形成模塑凝膠。方法還包括將模塑凝膠定位在成型模具的指定區域中。然后，將預聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的混合物。使混合物固化以提供模塑均勻拋光體進一步包括使模塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價鍵接的局部區域透明(LAT)部。附圖的簡要說明附圖說明圖1圖示了根據本專利技術實施方案，與用于拋光半導體基材的軟性拋光墊相容的拋光設備的等軸側視圖。圖2圖示了根據本專利技術實施方案，用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖3圖示了根據本專利技術實施方案，用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的俯視圖。圖4為根據本專利技術實施方案，表示在制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的方法中的操作的流程圖。圖5A圖示了相應于圖4流程圖的操作402，根據本專利技術實施方案，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖5B圖示了相應于圖4流程圖的操作404，根據本專利技術實施方案，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖5C圖不了又相應于圖4流程圖的操作404,根據本專利技術實施方案，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖6A圖示了相應于圖4流程圖的操作402，根據本專利技術實施方案，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖6B圖不了相應于圖4流程圖的操作404,根據本專利技術實施方案,制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。 圖6C圖不了又相應于圖4流程圖的操作404,根據本專利技術實施方案，制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖7圖示了根據本專利技術實施方案，用于拋光半導體基材的軟性拋光墊，包含局部區域透明(LAT)部的軟性拋光墊的橫截面圖。圖8圖示了根據本專利技術實施方案，一部分其中嵌入局部區域透明(LAT)部的軟性拋光墊的解剖圖。
技術實現思路
本文描述了用于拋光半導體基材的軟性拋光墊。在以下說明書中，提出很多特定細節，如特定的軟性拋光墊和局部區域透明(LAT)部配制混合物，以提供對本專利技術實施方案的詳細了解。對本領域熟練技術人員顯而易見的是，本專利技術實施方案可在這些特定細節不存在下實施。在其它實例中，未詳細描述已知的加工技術，如將漿料與拋光墊組合以進行半導體基材的CMP，以必定使本專利技術實施方案模糊化。此外，應理解的是，附圖中顯示的各實施方案為說明性例證且未必按比例描繪。本文公開了用于拋光半導體基材的軟性拋光墊。在一個實施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個實施方案中，軟性拋光墊包含位于模塑均勻拋光體內并與其共價鍵接的局部區域透明(LAT)部。在一個實施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為60紹爾A至95紹爾A的熱固性閉孔聚氨酯材料。本文還公開了制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的方法。在一個實施方案中，方法包括在成型模具中，使預聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合以形成混合物。使混合物固化以提供模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個實施方案中，方法包括:在使預聚物、主固化劑和第二固化劑混合之前，使芳族氨基甲酸酯預聚物與固化劑在第二單獨的成型模具中混合以形成第二混合物。在第二成型模具中，使第二混合物部分固化以形成模塑凝膠。將模塑凝膠定位在成型模具的指定區域中。在該實施方案中，將預聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的混合物，且使混合物固化以提供模塑均勻拋光體進一步包括使模塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價鍵接的局部區域透明部。本文所述軟性拋光墊可適用于化學機械拋光設備。圖1圖示了根據本專利技術實施方案，與用于拋光半導體基材的軟性拋光墊相容的拋光設備的等軸側視圖。參考圖1，拋光設備100包含壓板104。壓板104的頂表面102可用于支撐軟性拋光墊。可設置壓板104,以提供主旋轉軸106和滑塊振蕩(slider oscillation) 108。樣品載臺110例如用于在用軟性拋光墊拋光半導體晶片過程中將半導體晶片保持在原位。樣品載臺進一步通過懸掛裝置112支撐。所包含的漿料進料裝置114用于在拋光半導體晶片之前或期間提供漿料至軟性拋光墊的表面。根據本專利技術實施方案，提供與拋光設備如拋光設備100 —起使用的“軟性”墊(紹爾D值與常規墊相比較軟)。軟性拋光墊可用于半導體基材的化學機械拋光(CMP)。在實施方案中，軟性拋光墊為直徑約20英寸(如約50-52厘米)或約30英寸(如約75-78厘米)的圓柱狀的閉孔、熱固性的聚氨酯墊。軟性拋光墊可各自具有不透明部分，該不透明部分任選具有局部區域透明部。根據本專利技術的另一實施方案，軟性拋光墊為直徑為約42-48英寸的圓柱狀的閉孔、熱固性的聚氨酯墊且適用于450本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.08 US 12/832,9081.一種用于拋光半導體基材的軟性拋光墊，其中所述軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。2.根據權利要求1的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體包含第一溝槽表面和與第一表面相對的第二平坦表面。3.根據權利要求1的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為不透明的。4.根據權利要求3的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體進一步包含乳濁化潤滑劑。5.根據權利要求1的軟性拋光墊，其進一步包含位于模塑均勻拋光體中且與其共價鍵接的局部區域透明(LAT)部。6.根據權利要求5的軟性拋光墊，其中所述LAT部和模塑均勻拋光體顯著交聯。7.根據權利要求5的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為不透明的，且其中所述LAT部基本不含乳濁化潤滑劑。8.根據權利要求5的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體具有比LAT部的紹爾D小的紹爾D。9.根據權利要求5的軟 性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為具有約75-78厘米直徑的圓形，LAT部具有約4-6厘米的長度，約1-2厘米的寬度，且定位于離模塑均勻拋光體的中心約16-20厘米處。10.根據權利要求1的軟性拋光墊，其進一步包含位于模塑均勻拋光體之上的底膜，其中所述底膜包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。11.根據權利要求10的軟性拋光墊，其進一步包含位于底膜和模塑均勻拋光體之間的第一壓敏粘合劑層，其中第一壓敏粘合劑層包含橡膠類材料。12.根據權利要求11的軟性拋光墊，其進一步包含位于底膜之上的第二壓敏粘合劑層，其中第二壓敏粘合劑層包含丙烯酸類材料。13.根據權利要求12的軟性拋光墊，其進一步包含位于第二壓敏粘合劑層之上的離型襯，其中所述離型襯包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。14.根據權利要求1的軟性拋光墊,其進一步包含直接位于模塑均勻拋光體上的離型襯。15.一種制造用于拋光半導體基材的軟性拋光墊的方法，所述方法包括: 在成型...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W·阿利森，D·斯科特，R·科普里希，P·黃，R·弗倫澤爾，
申請(專利權)人：內克斯普拉納公司，
類型：
國別省市：