具有端點檢測窗的化學(xué)機械拋光墊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有端點檢測窗的化學(xué)機械拋光墊。本發(fā)明還設(shè)及一種使用具有 端點檢測窗的化學(xué)機械拋光墊來化學(xué)機械拋光襯底的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路和其它電子裝置的制造中，多個導(dǎo)電、半導(dǎo)電和介電材料層沉積在半 導(dǎo)體晶片的表面上或由其去除。薄的導(dǎo)電、半導(dǎo)電和介電材料層可W通過多種沉積技術(shù) 沉積?，F(xiàn)代加工中的常見沉積技術(shù)包括也稱為瓣射的物理氣相沉積（PVD)、化學(xué)氣相沉積 (CVD)、等離子體增強的化學(xué)氣相沉積（PECVD)和電化學(xué)電鍛巧CP)。
[0003] 因為材料層依序沉積和去除，所W晶片的最上表面變得非平面的。因為后續(xù)半導(dǎo) 體加工（例如，金屬化）需要晶片具有平坦表面，所W晶片需要平面化。平面化適用于去除 非所要表面形狀和表面缺陷，例如粗糖表面、聚結(jié)材料、晶格損壞、刮痕和被污染的層或材 料。
[0004] 化學(xué)機械平面化或化學(xué)機械拋光（CM巧是一種用W平面化襯底（例如半導(dǎo)體晶 片）的常見技術(shù)。在常規(guī)CMP中，將晶片安裝在載具組件上并且與CMP設(shè)備中的拋光墊接 觸安置。載具組件向晶片提供可控壓力，將其抵著拋光墊按壓。使墊通過外部驅(qū)動力相對 于晶片移動（例如，旋轉(zhuǎn)）。與其同時，在晶片與拋光墊之間提供拋光介質(zhì)（例如，漿料）。 因此，通過對墊表面和拋光介質(zhì)進行化學(xué)和機械作用對晶片表面拋光并且使其成平面。
[0005] 化學(xué)機械拋光情況下呈現(xiàn)的一種挑戰(zhàn)是確定何時襯底已經(jīng)拋光到所要程度。已經(jīng) 開發(fā)了確定拋光端點的就地方法。就地光學(xué)端點指向技術(shù)可W分成兩種基本類別：（1)監(jiān) 測單一波長下的反射的光學(xué)信號，或（2)監(jiān)測多個波長的反射的光學(xué)信號。用于光學(xué)端點 指向的典型波長包括可見光譜（例如，400到700nm)、紫外光譜（315到400nm)和紅外光 譜（例如，700到100011111)中的波長。在美國專利第5,433,651號中，盧斯蒂格化113*王邑） 等人公開一種使用單一波長的聚合端點檢測方法，其中使來自激光源的光透射在晶片表面 上并且監(jiān)測反射的信號。因為晶片表面處的組成從一種金屬到另一種金屬變化，所W反射 率變化。然后將運種反射率變化用W檢測拋光端點。在美國專利第6, 106, 662號中，畢比 度比by)等人公開使用分光計來獲得光譜的可見范圍中的反射光的強度光譜。在金屬CMP 應(yīng)用中，畢比等人教示使用整個光譜來檢測拋光端點。
[0006] 為了適應(yīng)運些光學(xué)端點指向技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)了具有窗的化學(xué)機械拋光墊。舉例來 說，在美國專利第5, 605, 760號中，羅伯茨（Robeds)公開一種拋光墊，其中墊的至少一部 分對于一系列波長內(nèi)的激光是透明的。在一些所公開實施例中，羅伯茨教示一種拋光墊，其 在否則不透明的墊中包括透明窗零件。窗零件可W是模制的拋光墊中的透明聚合物的桿或 塞。桿或塞可W插入模制在拋光墊內(nèi)（即，"整體窗"），或可W在模制操作之后安裝到拋光 墊中的切口中（即，"塞就位窗"）。
[0007] 基于脂肪族異氯酸醋的聚氨基甲酸醋材料，例如美國專利第6, 984, 163號中描述 的材料提供了廣泛光譜內(nèi)的改進的光透射。不幸地，運些脂肪族聚氨基甲酸醋窗尤其傾向 于缺乏苛刻拋光應(yīng)用所需的必需耐久性。
[0008] 常規(guī)基于聚合物的端點檢測窗在暴露于波長是330到425皿的光后通常展現(xiàn)非所 要降解。然而，對于出于端點檢測目的在半導(dǎo)體拋光應(yīng)用中利用具有更短波長的光W促進 更薄材料層和更小裝置尺寸，日益存在壓力。
[0009] 另外，半導(dǎo)體裝置變得日益復(fù)雜，具有更精細特征和更多金屬化層。運種趨勢需要 拋光消費品有改進的性能W便維持平面度并且限制拋光缺陷。后者可能會引起導(dǎo)電線的電 斷路或短路，運將致使半導(dǎo)體裝置非功能性。通常已知一種減少拋光缺陷（例如微刮痕或 顫振痕跡）的方法將使用更軟的拋光層材料。因此，使用更軟拋光層材料W促進改進的缺 陷度性能是一種趨勢。盡管如此，常規(guī)窗調(diào)配物與此類更軟拋光層材料并不充分配對，傾向 于導(dǎo)致拋光缺陷度增加。
[0010] 因此，持續(xù)需要用于化學(xué)機械拋光墊的改進的聚合端點檢測窗調(diào)配物。具體來說， 持續(xù)需要如下聚合端點檢測窗調(diào)配物，其展現(xiàn)《65肖氏D(ShoreD)的硬度，結(jié)合< 300% 的斷裂伸長率和25到100 %的400nm下雙通透射率DPT4。。;其中窗調(diào)配物并不展現(xiàn)非所要 窗變形并且具有苛刻拋光應(yīng)用所需的耐久性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光墊，其包含：具有拋光表面的拋光層；和端點檢測 窗；其中所述端點檢測窗包含包括W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：（i)具有5. 5到9. 5重量％的未 反應(yīng)的NC0基團的異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物，其中所述異氯酸醋封端的氨基甲酸 醋預(yù)聚物是包含W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：(a)芳香族多官能異氯酸醋；和化）預(yù)聚物多元 醇；和（ii)固化劑系統(tǒng)，其包含：0到90重量％的雙官能固化劑；和10到100重量％的胺 起始的多元醇固化劑，其每分子具有至少一個氮原子并且每分子具有平均至少=個徑基。
[0012] 本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光墊，其包含：具有拋光表面的拋光層；和端點檢測 窗；其中所述端點檢測窗包含包括W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：（i)具有5. 5到9. 5重量％的未 反應(yīng)的NC0基團的異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物，其中所述異氯酸醋封端的氨基甲酸 醋預(yù)聚物是包含W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：(a)芳香族多官能異氯酸醋；和化）預(yù)聚物多元 醇；和（ii)固化劑系統(tǒng)，其包含：0到90重量％的雙官能固化劑；和10到100重量％的胺 起始的多元醇固化劑，其每分子具有至少一個氮原子并且每分子具有平均至少=個徑基； 并且其中所述拋光表面適于拋光選自由W下中的至少一者組成的群組的襯底：磁性襯底、 光學(xué)襯底和半導(dǎo)體襯底。
[0013] 本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光墊，其包含：具有拋光表面的拋光層；和端點檢測 窗；其中所述端點檢測窗包含包括W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：（i)具有5. 5到9. 5重量％的未 反應(yīng)的NC0基團的異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物，其中所述異氯酸醋封端的氨基甲酸 醋預(yù)聚物是包含W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：(a)芳香族多官能異氯酸醋；和化）預(yù)聚物多元 醇；和（ii)固化劑系統(tǒng)，其包含：0到90重量％的雙官能固化劑；和10到100重量％的胺 起始的多元醇固化劑，其每分子具有至少一個氮原子并且每分子具有平均至少=個徑基； 其中所述固化劑系統(tǒng)具有多個反應(yīng)性氨基團并且所述異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物 具有多個未反應(yīng)的NC0基團；并且其中所述反應(yīng)性氨基團與所述未反應(yīng)的NC0基團的化學(xué) 計量比是0. 7到1. 2。
[0014] 本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光墊，其包含：具有拋光表面的拋光層；和端點檢測 窗；其中所述端點檢測窗包含包括W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：（i)具有5. 5到9. 5重量％的未 反應(yīng)的NC0基團的異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物，其中所述異氯酸醋封端的氨基甲酸 醋預(yù)聚物是包含W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：(a)芳香族多官能異氯酸醋；和化）預(yù)聚物多元 醇；和（ii)固化劑系統(tǒng)，其包含：0到90重量％的雙官能固化劑；和10到100重量％的胺 起始的多元醇固化劑，其每分子具有至少一個氮原子并且每分子具有平均至少=個徑基； 并且其中所述端點檢測窗展現(xiàn)>Ig/cm3的密度；小于0. 1體積％的孔隙率；35到65的肖 氏D硬度；< 300%的斷裂伸長率；和25至Ij100%的400皿下雙通透射率DPTw。。
[0015] 本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光墊，其包含：具有拋光表面的拋光層；和端點檢測 窗；其中所述端點檢測窗包含包括W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：（i)具有5. 5到9. 5重量％的未 反應(yīng)的NC0基團的異氯酸醋封端的氨基甲酸醋預(yù)聚物，其中所述異氯酸醋封端的氨基甲酸 醋預(yù)聚物是包含W下的成分的反應(yīng)產(chǎn)物：(a)芳香族多官能異氯酸醋；和化）預(yù)聚物多元 醇；和（ii)固化劑系統(tǒng)，其包含：0到90重量％的雙官能固化劑；和10到100重量％的胺 起始的多元醇固化劑，其每分子具有至少一個氮原子并且每分子具有平均至少=個徑基； 并且其中所述端點檢測窗展現(xiàn)>Ig/cm3的密度；小于0. 1體積％的孔隙率；35到65的肖 氏D硬度；< 300 %的斷裂伸長率；25到100 %的400皿下雙通透射率DPTw〇;40到1