[发明专利]一种于内部原位生成空隙的抛光垫及其方法

说明书

技术领域

本发明一种于内部原位生成空隙的抛光垫及其方法，尤其是一种能让CMP抛光垫具有两种不同摩擦侵蚀抵抗能力的材料的方法。

背景技术

化学机械研磨或CMP是一种时常用于抛光以陶瓷、硅、玻璃、石英和金属所制成的晶圆，CMP抛光垫具有一工作表面，用以接触要被抛光的物体，且其具有大量细小的粗糙结构。CMP通常关于使物体被抛光，如一晶圆抵靠于一旋转的多孔性抛光垫，且其具有由耐用的有机物质所产生的粗糙结构。所用的化学研磨浆包含能分解(breaking down)晶圆物质的化学品以及一定量能以物理侵蚀所述晶圆表面的研磨颗粒。抛光的机械方面是由研磨颗粒产生，所述多个研磨颗粒一般包含在化学研磨浆中；而在抛光的化学方面通常是产生于金属的氧化作用，以减轻机械移除的工作。所述研磨浆持续地施加于旋转的CMP抛光垫，并且化学和机械力的双重作用施加在晶圆上，使得晶圆能以想要的方式被抛光。

很多CMP抛光垫以多孔性聚氨酯所制成。通常，这种CMP抛光垫包括大约占整体体积1/3的孔洞，在加工的时候，所述多个孔洞与化学研磨浆和研磨颗粒相互作用以将上述物质保持在所述CMP抛光垫的工作表面上，理想的是一CMP抛光垫的孔洞结构能够有效地保持至少部分的化学研磨浆，不幸的是很多设计会因为所述CMP抛光垫的孔洞的结构而使得研磨浆从所述抛光垫渗漏。

然而，当半导体科技持续朝向尺寸缩小至奈米等级，目前所提供的CMP抛光技术却无法满足此需求。当尺寸的缩减时，用于制造电路元件的材料无论在尺寸和材料本身都会变得更难以处理(delicate)，所以需要CMP产业通过提供能够符合这些发展的抛光材料和技术来回应。例如，必须使用较低的CMP抛光压力、在研磨浆中较小尺寸的研磨颗粒以及具有不会过度抛光或损害所述晶圆的尺寸和性质的抛光垫；再者，需要研磨浆适当的分布而控制研磨颗粒以防止对于CMP抛光垫的材料的热损害、提供适当的化学抛光过程、并提供适当的机械抛光过程。

发明内容

因此，本发明提供抛光工具、制造方法以及使用方法。特别的是，本发明有关于在工作件抛光时于CMP抛光垫中原位(in-situ)产生孔洞。

在一态样中，于CMP抛光垫中原位(in-situ)产生孔洞的方法包括在第一材料中渗入第二材料以形成一CMP抛光垫，所述第二材料具有摩擦侵蚀(frictional erosion)的抵抗能力，其小于第一材料的抵抗能力。因此所述CMP抛光垫具有两种不同摩擦侵蚀抵抗能力的材料。所述CMP抛光垫的工作表面能接触要被抛光的晶圆，且当抛光动作进行时，由于抛光垫作用于晶圆所产生的摩擦力，使得所述第二材料被摩擦侵蚀。

本发明尚包含用以抛光晶圆的工具。在一些态样中，这种工具可包括适合形成一CMP抛光垫且具有抵抗摩擦侵蚀的第一抵抗能力的第一材料，所述的第一材料形成部分的CMP抛光垫；以及分散于第一材料中的第二材料，所述的第二材料具有抵抗摩擦侵蚀的第二抵抗能力，其小于第一材料的第一抵抗能力，且在摩擦性接触晶圆之后配置为依照抵抗摩擦侵蚀不同的抵抗能力而选择性地侵蚀，使得这种侵蚀在固体基材中留下有效的孔洞空隙。

在本发明又一态样中，这种工具可为一CMP抛光垫，且可包含形成在一CMP抛光垫中的聚氨酯以及分散于所述CMP抛光垫的聚氨酯中约0.1vol％至约20vol％的石墨，其具有高度的石墨化程度，且在摩擦性接触晶圆之后配置为依照选择性地侵蚀，使得这种侵蚀在固体基材中形成有效的孔洞空隙。

在本发明另一额外的态样中是在CMP项目(CMP event)中提供润滑CMP抛光垫的方法。这种方法可包括在具有抵抗摩擦侵蚀的第一抵抗能力的第一材料中渗入具有抵抗摩擦侵蚀且小于第一材料的第一抵抗能力的第二抵抗能力的第二材料，以形成包含具有两种不同摩擦侵蚀抵抗能力的材料的CMP抛光垫，所述的第二材料配置为在侵蚀过程中作为润滑剂；使所述CMP抛光垫的一工作表面接触要被抛光的晶圆；以及当使抛光垫接触晶圆而进行抛光程序时，摩擦性地侵蚀所述第二材料。

因此，现在本发明仅描述一个初步、广大的概念以及较重要的特色，因此在接下来的详细说明中可更进一步地理解，并且在本领域所做的贡献可能会有更佳的领会，而本发明的其他特征将会从接下来的详细说明及其附图和申请专利范围中变得更为清晰，也可能在实行本发明时得知。

具体实施方式