[发明专利]向固定磨料幅材中引入添加剂以改善CMP性能

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月21日提交的美国临时申请61/703,815的权益，该临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总的涉及具有改善的化学-机械平面化(CMP)抛光性能的固定(fixed)磨料幅材。特别地，本发明涉及含有改善CMP抛光性能的添加剂的固定磨料幅材。

背景技术

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所述晶片的暴露表面以备其用于后继的制造或制备步骤。所述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)。所述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，通常使所述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。

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料颗粒的磨料层。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料颗粒，如在U.S.S.N.12/560,797(Woo等人)中公开的。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种结构化的磨料制品，其包括背衬和结构化磨料层，背衬具有第一对置的主表面和第二对置的主表面，结构化磨料层设置在背衬的第一主表面上并固定到背衬的第一主表面。结构化磨料层包含聚合物粘结剂、分散在粘结剂中的磨料颗粒和分散在粘结剂中的第一添加剂。第一添加剂可为多齿酸性络合剂，其中所述多齿酸性络合剂包含氨基酸、由氨基酸形成的二肽以及它们的组合。结构化磨料层可包含第二添加剂。第二添加剂包括非离子型表面活性剂、硅表面活性剂、含氟表面活性剂、水溶性聚合物以及它们的组合。

添加剂提供改善的化学-机械平面化(CMP)抛光性能，包括高的氧化物/氮化物选择性、高的移除速率、较低的氮化物损失以及改善的晶片内不均匀度(WIWNU)。

在另一个实施例中，本发明涉及一种研磨工件的方法。所述方法包括使结构化的磨料制品的至少一部分与工件的表面接触并使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工件的表面的至少一部分。结构化的磨料制品包括背衬和结构化磨料层，背衬具有第一对置的主表面和第二对置的主表面，结构化磨料层设置在所述第一主表面上并固定到所述第一主表面。结构化磨料层包含聚合物粘结剂、分散在粘结剂中的磨料颗粒和分散在粘结剂中的第一添加剂。第一添加剂可为多齿酸性络合剂，其中所述多齿酸性络合剂包含氨基酸、由氨基酸形成的二肽以及它们的组合。结构化磨料层可包含第二添加剂。第二添加剂包括非离子型表面活性剂、硅表面活性剂、含氟表面活性剂、水溶性聚合物以及它们的组合。添加剂提供改善的化学-机械平面化(CMP)抛光性能，包括高的氧化物/氮化物选择性、高的移除速率、较低的氮化物损失以及改善的WIWNU。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的示例性结构化磨料制品的透视图。

图2为根据本发明的研磨晶片表面的示例性方法的示意性侧视图。

具体实施方式

在以下说明中，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，在不脱离本发明的范围或实质的前提下，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。