TW480280B

TW480280B - Fixed abrasive article, abrasive construction, and methods for modifying an exposed surface of a semiconductor wafer

Info

Publication number: TW480280B
Application number: TW87114989A
Authority: TW
Inventors: Robert Paull Messner; Carl Richard Kessel; George Gower Innes Moore
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2002-03-21
Also published as: DE69824747D1; KR20010024145A; DE69824747T2; US6121143A; CN1278201A; JP4344083B2; JP2001517558A; AU6248998A; EP1015175A1; EP1015175B1; KR100491452B1; WO1999015311A1; CN1158167C; MY126569A

Description

480280 案號 87Π4989 0年\ \月之曰修正五、發明說明（1) 1 .發明背景本發明係關於在半導體晶圓製造期間修蝕半導體晶圓表面的方法及用於此種表面修蝕程序的固定研磨物。固定研磨物具有一外露主要表面’該表面包含一種或多種共延於襯背的研磨複合材。固定研磨物之研磨複合材包含分散遍及黏結劑的研磨顆粒。

積體電路係非常小的複雜電氣組件，其具有在非常小的面積單元内躺合至大量電氣元件的多重金屬互聯層。每一層積體電路典型地具有對應特殊積體電路之特定性能的特定金屬互聯圖案。為了產生這些金屬互聯圖案，積體電路之製造典型地係使用一精密多重步驟製造_程序。積體電路製造之起始材料之一係半導體晶圓。典型地，在半導體晶圓製造程序期間/半導體晶圓遭受到包括沉積、圖案化、以及蝕刻之加工步驟。這些用於半導體晶圓的製造步驟之細節係由湯秀夫（Tonshoff)等人報導於Annals of the International Institution for Production Engineering Research(1990 年2 月第39 冊第621-635 頁）所刊載的π矽之研磨機械加工π。在一製造步驟順序中，經常需要修蝕或琢磨晶圓之外露表面，以便製備隨後製造所用之晶圓。表面修蝕程序典型地係拋光形式，其中程序能以快速與有效的方式從表面移除累積的不平坦而在程序期間沒有傷害功能組件。晶圓表面修蝕程序之一特殊類型係利用經常結合化學添加劑的研磨顆粒與彈性墊片，以在裝置製造期間之不同步驟使晶圓表面平坦化。此表面修蝕化學添加劑與機械加工

O:\54\54719.ptc 第5頁 48〇280 案號 87114989 c>年U月1 修正五發明說明（2) 之結合係廣泛地稱為化學機械平坦化或C Μ P。可行地，C Μ P 可應用三維組織化固定研磨物。此種研磨物典型地具有共延於襯背的精密成形複合材陣列。這些固定研磨物已描述於W0-97/11484及美國專利共同申請案第〇8/694,〇14號（布魯斯伍特（Bruxvoort))。描述於這些參考文獻内的方法應用一種三維組織化固定研磨物及一種工作流體，其可充分地不含研磨顆粒及可修钱半導體晶圓表面。典型地，CMP係適合於特殊材料之從半導體晶圓表面 2 ”例如，”材料如多晶石夕、化物有氧彳匕物係通常施加至半導體晶圓表面。就特 >面= 枓如二氧化矽而言，可應用句人 — T 材 :殊二液銅其工通用於欲“；㈡= 屬如鐫、紹、銅、金、銀，以芬钟的金用於晶圓表面上特殊金屬之移除^二士技藝5可選擇'個用CMP方法加工的材料包括氮化、、、/CMP程序。其它使類、聚醯亞胺類、旋塗聚合物類夕、产化删、似鑽石石炭膜類與石夕化物類、以及誘電物::類、氣凝膠類、<火氧化物特殊CMP程序可指定移除速率， — 作測量，相當於在預定時間周期书糸以母为鐘之埃數的層。具有高移除速率的CMP程序传半導體晶圓表面移除時間長度，可完成某些驟數目。藉由減少路製造速率。除了高移除i率之外1^者將可增加積體電地移除平行於欲修蝕的晶圓之表 2期望CMP程序均勻除可避免留下某些未修之均句移人叹具匕可能破壞先前產生的

1( 480280 曰一修正 3號8711伽Q 五、發明說明（3) 下層形體如金屬互聯的過修乂MP程序具有高移除速率釋二域穩定性可定義為程序修蝕的'疋性亦係較佳的。移除速率 (經常係以每分鐘之埃數曰曰旦之中表面材料之徹底移除修蝕的第一個晶圓之表面移ς里)率，假如由CMP程序的第十或第二十個晶圓之表面移ί ^ ί乎相等於程序修姓 I具有声移除速率穩定性。移除‘ϊί二則特殊CMP程序慮，因為困難存在於修蝕程期間係一重要的考同時控制每晶圓之表面材料移ί 1 了 2 ，表面之移除，性的CMP程序可確保隨後由程的、有面移除速率穩定有近乎相同的表面材料移除量及使得的相同半導體晶圓具線計量或頻繁的離線確認最小化。 / .、多除速率之連 2 ·發明摘述 - 發明之一具共延於襯背定研磨物的強化移除速圓之表面而氟化學劑之之晶圓表面化。結合固給CMP程序< 別地，本發 ’該表面係分散於黏結體實施例的研磨複含氟化學率的程序不會瓦解添加至使移除速率定研磨物 d!定：磨物，除了具有-卜，其亦包括至少一種社劑：此種使用於CMP的物件產生。二二可快速地及精密地修蝕日日圓表面上的精巧組件。至 f ::C二程序的固定研磨物增加 ϋ使此種程序產生的噪音等級的含氟化學劑可提供其它有益的明具體貫％一包含外露主要矣；由一研磨劑中的研趨人妊V ^ 要表面的固定研 f 口材形成，複合材包含許多固磨顆粒。诵赍，^ U 通〶，固定研磨物只有 O:\54\54719.ptc 第7頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（4)

一表面接觸欲修蝕的晶圓表面，以及此固定研磨物表面係經常稱為”外露主要表面π 。典型地，研磨複合材具有一精密成形的三維結構。至少一含氟化學劑係結合固定研磨物及增進CMP程序之移除速率。此外，含氟化學劑基本上可結合研磨複合材之一成份或多個成份。研磨複合材之成份包括研磨顆粒、黏結劑、或研磨複合材之外露表面，但不限於此。本發明物件之實例包括具有至少一含氟化學劑結合至少該研磨顆粒的固定研磨物。另一實例包括至少一種至少結合黏結劑的含II化學劑。又另一實例包括至少一種至少結合研磨複合材之外露主要表面的含氟化學劑。可行地，固定研磨物可包括一種研磨複合材，除了研磨顆粒與黏結劑之外，該複合材可另外包括一種填充劑，該填充劑包括至少一種至少結合填充劑的含氟化學劑。

本發明之另一具體實施例係修蝕半導體晶圓之外露表面的方法。該方法須要半導體晶圓之主要表面接觸固定研磨物之外露主要表面，其中固定研磨物之表面包含一種研磨複合材。研磨複合材典型地係組織化的，具有一三維結構及包含許多固定與分散於黏結劑中的研磨顆粒及至少一種結合至少固定研磨物之一成份的含氟化學劑，該結合係利用容許含氟化學劑在加工期間存在於固定研磨物之外露主要表面的方式。該方法之步驟包括使欲修蝕的晶圓表面接觸固定研磨物之外露主要表面及相對於固定研磨物移動晶圓同時維持晶圓與固定研磨物之間的接觸及足夠壓力，藉此修蝕晶圓表面。該方法通常包括隨時供應反應成份的工作流體之使用、轉移熱進出界面、以及輔助拋光程序產生

O:\54\54719.ptc 第8頁 480280 修正五、發明說明（5) 的碎屑之移除。體層面中’本發明具體實施由前述方法產生的半導宰i ^明之其^特點、優點及構造將根據下列本發明之圖累與較佳具體實施例而更容易了解。 3 ·圖案簡述部份；一=研磨物之橫截面圖。 ;;一部份第2定研磨物之橫截面圖。，γ係一部份研磨構造之橫載面圖。 _ 4係用以修半導體製彳生 « 之概要側視圖。衣&中使用的晶圓之表面的裝置 4 ·發明詳述 - 研磨修钱程序中含氟化學物國喜剎哲C η η , η n r aJ, / , 切^使用係未廣泛報導的。吳 :iL V , Λ(产枉伯斯⑻ubbs”報導含氣化學 ”負恭^至研磨兀件層（包含π製成，1與"尺寸，，塗佈）使得與因ΐ關的問題最小化。負載發生於研磨軟性材料時，杜ί Γ表面釋放的軟性材料阻塞研磨元件之研磨材料。史牿別片ΐ艮導此負載現象係牵涉到以纖維素為基的塗料時的丰^問題，特別是通常使用於車體的含氮纖維素塗料。在 ' ^體晶圓包含易受到程序瓦解的電氣元件方面，從車子移除塗料的程序係不像CMP程序。美國專利第5, 5 7 8, 3 62號 (林哈德（Reinhardt ))報導含氟化學烴類可為用於傳統淤聚CMP程序的墊片之一成份。含氟化學烴只是許多可選擇的塾片成份之一。參考文獻未報導此種含氟化學烴類實際改善CMP程序之移除速率或使得與CMp程序有關的噪音最小

O:\54\547l9.ptc 第9頁 480280 案號 87114989 修正五、發明說明（6) 本發明之一具體實施例係一的固修I虫係重施例固定本襯背給固一實複合背62 粒6 4 研磨學劑研磨可具行地或其是黏份。滲入〇0 — 早兀〇σ — 早兀定研程序要的係在研磨發明的研定研例係材6 1 。研。在物可 Ο -口磨物〇這多重本專物之固磨複磨物說明的固磨複相鄰具有選擇顆粒有關有一種或，該化學劑在半些固定研磨物具成份。研磨物之利申請書之下列定研磨物典型地合材層。研磨複的結構或研磨複於圖1。特別地定研磨物6 0，該合材（結構）6 1包的研磨複合材之至少一種主要與種包含導體裝有個別成份及章節中包含一至少一種含氟化學劑置製造期間用於表面對晶圓表面修蝕程序本發明之其它具體實討論。地，聯的多種磨物關聯，固定研結合物有結劑、研磨顆 ’有關聯” 一詞研磨複合材之的含氟化學劑。例如，一開固定含氟主要可具的含粒、指的 —* 早兀可隨始塗研磨物化學劑與其表有與其氟化學研磨複是利用。一開後擴散佈至研合材可合材。圖1說複合材含分散間有凹其黏結劑6 5 可具有一種〇另一面有關研磨複劑。研合材表含II化始塗佈或傳輸磨物之層共延於單層或多層形成提供組織化表面化固定研磨物之杲有角錐形研磨定或接合於一襯結劑6 5的研磨顆或凹谷63。固定有關聯的含氟化或多種主要與其種選擇係固定研磨物聯的含氣化學劑。可合材之前述所有成份磨複合材之成份指的面、和/或其它成學劑附著、接合、或或結合研磨物之特定至或遍及物件之另一表面的含氟化學油可組織明一係固於黏入處

O:\54\54719.ptc 第10頁 480280 -----案號87114989 C/o年丨\月1曰修正五、發明說明（7) 在儲存或表面修蝕程序期間擴散入黏結劑。固定研磨物之含氟化學劑在含氟化學物牽或其它化學反應的方面可為，，反應性的"，與”非未反應性的’’含氟化學劑不一樣。最佳地，含氟化學劑係液體或固體含氟化學物。適合的反應性含氟化學劑包括含氟化學教曱基丙稀酸ϊ旨類及含敗化學物丙烯酸S旨類如 C8F17S02N(C2H5)C2H40C0CH = CH2、c8f17so2n(ch3)c2h4ococh = ch 2、C8F17S02N(C2H40C0CH = CH2)2 ;C7F15CH20C0C(CH3)=CH2、CnF 2n+1C2H40C0CH = CH2(n二 5 - 12); 環-C6FuOCOCH = CH2、C9F170C2H40C0CH = CH2(衍生自六氟丙烯三聚物）、CnF2n+10(C2F40)mCF2CH20C0CH = CH2(n = ；l-6、m = 2-20) ; 含氟〇 • · /\ 化學物環氧類如 C8F17S02N(CH3)C2H4〇-CH2CH-CH2、 0 〇 /\ / \ C8F17S02N(C2H4〇CH2CH-CH2)2、c8f17so2n(ch3)ch2ch-ch2 ο

/\ / \ c8f17so2n(ch2ch-ch2)2、[(CF3)2CF]2C=C(CF3)OCH2CH-CH ;

O:\54\54719.ptc 第11頁 480280 案號 87114989 Ο 年11 月 -曰修正五、發明說明（8) ，氟化學物矽烷類如C8F17S02N(C2H5)CH2CH2CH2Si(0CH3)3 ;含氟化學物異氰酸酯類 WC8F17S02N(CH3)C2H4NC0 與CnF2n+1C2H4 NC0 ;含氟化學物羧酸類如C8F17S02N(C2H5)CH2C00H、C7F15 co〇H、CnF2n+10(C2F40)mCF2C00H(n = l —6、m=2 - 20)、H0C0CF2 〇(C2F4O)mCF2COOH(m=2-20)及其鹽類與醯胺類；含氟化學物石粦酸酯類如（C8F17S02N(C2H5)C2H40)nP〇(〇H)3n(n = l 或2);含氟化學物醇類如C7F15CH20H、CnF2n+1C2H40H、H0CH2(C2F40)p(CF20) dCF2CH2〇H(MN = 2 0 0 0 )，但不限於此。特殊非反應性含氟化學劑包括含氟化學物多醚油類如歐西蒙特（Ausimont)製造的 nF0 MB LIN” 、Ε·Ι·杜邦（DuPont) 製造的nKRYT0X"、CnF2n+10(C2F40)x0(C2F40)x0CnF2n+1(n = ；l-8、 H20)、或CnF2n+10(C4F80)x0CnF2n+1(n = ；l-8、x = 3-20);含氟化學物烧壤 i5CH2〇C8F17 ; 含氟化學物氟化學物熱 (Orangeber 化學物熱塑號所揭示的烯基氟之共磨物之一部程序時增加本發明之使之容易移除磨物之一成謎類如 c8f17oc8f17 與c7f 化學物氨基曱酸酯類；與C8F17S02N(C4H9)2 ;含的T E F L 0 N或紐約橘堡司製造的KEL-F ;含氟第 3 8 9, 6 2 5 與 2, 64 2, 4 1 6 體類如六氟丙烯與亞乙擇係根據其變成固定研磨物用於晶圓表面修蝕化學物係與潛在適合於包括低表面能量、碎屑性。較佳地，與固定研包括高至1 0 %研磨複合類如C16F34 ;含氟化學物含氟化學物酯類；含氟醯胺類 WC7F15C0N(C4H9)2 塑性塑膠類如杜邦製造 g)大金（Daikin)美國公性共聚物類如美國專利 ;以及含氟化學物彈性聚物。含氟化學劑之選份的能力及根據其在研移除速率的能力。含氟用的各種性質有關聯，、低磨擦係數、及潤滑份有關聯的含氟化學劑

O:\54\54719.ptc 第12頁 480280 _案號87114989 年丨 '月I日修正 _ 五、發明說明（9) 材的至少2 5 p p m之含氟化學劑。最佳地，與固定研磨物之 · 一成份有關聯的含氟化學劑包括高至5 %研磨複合材的至少 ψ 2 5 p p m之含氟化學劑。通常小於1微米寬的非常小的圖形係與半導體晶圓表面上的預製結構有關聯，以致於使用於晶圓表面修蝕程序的物件必須順從晶圓表面。本發明之使用於CMP程序的固定研磨物提供半導體晶圓表面之快速且精細的修蝕而不會瓦解晶圓表面上的特定金屬互聯結構或其它功能特徵。頃發現使用本發明之固定研磨物的表面修蝕程序之移除速率係通常高於利用無含氟化學劑的類似固定研磨物的表面修钱程序之移除速率。如同提到的，具有高材.料移除速率的晶_ 圓表面修蝕程序在容許增加積體電路製造速率方面係有利的。 - 使用無含氟化學劑的固定研磨物的CMP程序可產生高噪音等級。未預期地，當包含至少一種含氟化學劑的固定研磨物使用於CM P程序時，程序產生的聲音或噪音係最小的。本發明之固定研磨物較佳地係圓形的，例如，研磨盤之形式。圓形研磨盤之外邊較佳地係平滑的’或可行地為扇形的。固定研磨物亦可為卵形或任意多角形，例如三角形、正方形、長方形等等。可行地，在另一具體實施例中 _ 固定研磨物可為帶形。固定研磨物可提供為滾輪形式，在® 研磨技藝中典型地稱為研磨帶滾輪。通常，在晶圓修蝕程序期間研磨帶滾輪將被指引。固定研磨物在使用期間、之前或之後可被貫穿以提供穿過塗層和/或襯背的開口而成

O:\54\54719.ptc 第13頁 480280 案號 87114989 年1\月1曰修正五、發明說明（10) 為液體介質之通道。關於固定研磨物及其製造方法之一般特性的其它細節可參考美國專利申請案序列第0 8 / 6 9 4，0 1 4 號（布魯斯伍特）。

通常，包含一種含氟化學劑的固定研磨物在其應能夠完成至少2個、較佳地至少5個、更佳地至少2 0個及最佳地至少2 0 0個晶圓表面修蝕方面較佳地係長久不變的。除了長久不變的品質表現之外，固定研磨物通常具有較無含氟化學劑的固定研磨物高的移除速率。移除速率之增加似乎不會干擾CMP程序之精細度，因為固定研磨物能夠產生具有可接受的平坦度、表面磨光及最小凹陷與圓凸的半導體晶圓。用於製成固定研磨物的材料、需求構埠及程序將影響 CMP程序。固定研磨物之特定元件亦描述於美國專利第 5, 152, 917 號（派伯（Pieper)等人）、W0- 9 7/ 1 1 484 及美國專利申請案序列第〇 8/ 6 9 4，0 1 4號（布魯斯伍特）。研磨顆粒固定研磨物之研磨複合材包含許多分散於黏結劑中的研磨顆粒。研磨顆粒可非均勻地分散於黏結劑中，但通常較佳地係研磨顆粒均勻地分散於黏結劑中。研磨顆粒可與至少一種含敦化學劑聯合。含氟化學劑可藉由在包含一種或多種含氟化學劑的流體中混合顆粒或藉由噴灑一種或多種含氟化學劑至顆粒上而塗佈至研磨顆粒表面。結合研磨顆粒的含氟化學劑可為反應性的或非反應性的。就用於修蝕或精製晶圓表面的固定研磨物結構而言，細研磨顆粒係較佳的。研磨顆粒之平均粒徑可以從約〇 · 〇〇 1 至5 0微米為範圍，典型地係在0 . 0 1至1 0微米之間。在某些

O:\54\54719.ptc 第14頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（11) 例子中，平均粒徑係約5. 〇微米或甚至約〇 · 3微米。在某些例子中，平均粒徑係約〇. 5微米或甚至約0 . 3微米。研磨顆粒之粒徑典型地係記錄研磨顆粒之最長尺寸。在幾乎所有例子中，粒徑有一範圍或分佈。在某些例子中’較佳地係粒徑嚴格控制，以便產生的固定研磨物在晶圓上提供一致的表面磨光。研磨顆粒亦可存在於研磨結塊形式。每個結塊中的研磨顆粒可藉由結塊黏結劑結合在一起。可能地，研磨顆粒可藉由内部顆粒吸引力結合在一起。適合的研磨顆粒之實例包括熔凝氧化鋁、熱處理氧化紹、白色熔凝氧化ί呂、多孔I呂土類、過渡紹土類、錯土、氧化錫、鈽土、炫凝铭土錯土、或铭土基膠溶體凝膠衍生0 的研磨顆粒。鋁土研磨顆粒可包含金屬氧化物改質劑。選擇的特定研磨顆粒或顆粒混合物係取決於欲修蝕的晶圓表面之類型。欲加工的晶圓表面可包括中間層介電材料、金屬或有機聚合材料如聚醯亞胺。通常使用c Μ Ρ程序修蝕的中間層介電材料之實例包括二氧化矽及摻雜硼和/或磷的二氧化矽。另外的中間層介電材料類型係在沉積期間導入氟化物的二氧化矽。通常使用C ΜΡ程序修蝕的金屬實例包括金、銀、鐫、铭、銅、及其混合物與合金。經常用於此種物件的鈽土研磨顆粒本質上可不含改質劑或摻雜劑（例如，其它金屬氧化物）或可包含改質劑和/或 g 摻雜劑（例如，其它金屬氧化物）。在某些例子中，這些金屬氧化物可與鈽土反應。使用錦土及兩種或多種金屬氧化物改質劑之結合物亦是可行的。這些金屬氧化物可與鈽土反應形成反應產物。

O:\54\54719.ptc 第15頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（12) 固定研磨物亦可包含兩種或多種不同研磨顆粒之混合物。研磨顆粒可為不同硬度。在兩種或多種不同研磨顆粒之混合物中，個別研磨顆粒可具有相同的平均粒徑或可具有不同的平均粒徑。

在某些例子中，較佳地係利用表面修蝕添加劑改良或處理研磨顆粒之表面。這些添加劑可改良研磨顆粒在黏結劑母體中之分散性和/或改良對黏結劑母體和/或黏結劑的黏著性。研磨顆粒處理亦可改變及改良處理過的研磨顆粒之切削特性。更近一步的處理亦可實質地降低未硬化研磨複合材之黏度。較低的黏度亦容許較高的研磨顆粒百分比併入未硬化的研磨複合材。表面處理之另一個潛在的優點係使研磨顆粒之無意的結塊最小化。適合的表面改良劑包括矽烷類、磷酸鹽類、鈦酸鹽類、及锆鋁酸鹽類。商業上可取得的石夕烧表面改良劑之實例包括康乃狄克州丹貝利 (Danbury )市OSi特殊品有限公司之π A1 74”與，，Α 1 2 3 0 π 。用於鋅土研磨顆粒的表面改良劑之一實例係異丙基三異固醇基鈦酸鹽。商業化表面改良劑之其它實例係可取自康乃狄克州華林福特（Wallingford)市拜克化學（Byk Chemie)公司的D i s p e r b y k 1 1 1及可取自德拉威州威明頓 (Wilmington)市 ICI 美國公司的FP4。填充劑顆粒填充劑係為了改良研磨複合材之侵蝕性的固定研磨物成份。在某些例子中，若具有適當及正確的填充劑量，研磨複合材之侵#性可降低。相反地，在某些例子中’若具有適當及正確的填充劑量，研磨複合材之侵蝕性可增加。填

O:\54\54719.ptc 第16頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（13) 改變淤漿之流填充劑典型地係可用於本發明的熱塑性顆粒及熱充劑亦可選用於降低研磨複合材之成本變，和/或改變研磨複合材之研磨特性選擇於不會有害地影響需求的修蝕標準填充劑之實例包括三水合鋁土、矽酸鎂固性顆粒。其它各種填充劑包括無機鹽類、硫、有機硫化合物、石墨、氮化硼、及金屬硫化物。這些填充劑實例意指展現某些有用的填充劑之代表，而非意指包含所有有用的填充劑。在某些例子中，較佳地係使用兩種或多種不同粒徑之填充劑混合物。填充劑可提供上述關於研磨顆粒的表面處理。填充劑不應引起外露晶圓表面之多餘的擦傷。適合的填充劑可聯合至少一種含氟化學.劑。含氟化學劑可藉由在至少一種含氟化學劑之溶液中混合填充劑或藉由喷灑至少一種含氟化學劑於填充劑表面而塗佈至填充劑表面。聯合填充劑的含氟化學劑可為反應性的或非反應性的。填充劑亦可由含氟化學材料如含氟化學物熱塑性塑膠顆粒製成，例如聚四氟乙烯。黏結劑黏結劑之特殊化學性對固定研磨物之品質表現係重要的。例如，若黏結劑π太硬π ，則產生的固定研磨物可能在外露表面產生深的且不被接受的擦傷。相反地，若黏結劑 π太軟”，則產生的固定研磨物可能在修蝕程序期間無法提供足夠的移除速率或可能具有拙劣的物件耐久性。因此，黏結劑係選擇於提供需求的固定研磨物特性。本發明之固定研磨物之黏結劑較佳地係由有機黏結劑母體形成。黏結劑母體較佳地係能夠充份地流動以便能夠塗

O:\54\54719.ptc 第17頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（14) 佈一表面。黏結劑母體之固化可藉由硬化（例如，聚合和/ 或交聯）、乾燥（例如’趕走液體）、和/或簡早地冷卻而達成。黏結劑母體可為有機溶劑負載、水負載、或1 〇〇 %固體 (也就是實質地無溶劑）複合材。熱塑性與熱固性聚合物及其結合物可用作為黏結劑母體。一種或多種含氟化學劑可在硬化之前與有機黏結劑母體混合。反應性含氟化學劑實際上可為黏結劑聚合程序之一成份，以便當黏結劑固化時，其可併入黏結劑之聚合結構。反應性含氟化學劑之實例包括含氟化學物丙烯酸酯類與曱基丙烯酸酯類，但不限於此。可行地，至少一種含氟化學劑可在黏結劑固化之後塗佈至黏結劑。在許多例子中，研磨複合材係由研磨顆粒與黏結劑母體之混合物淤漿形成。研磨複合材可包含約1份數研磨顆粒至9 5份數研磨顆粒與5份數黏結劑至9 9份數黏結劑之間的重量比。較佳地，研磨複合材包含約3 0至8 5份數之研磨顆粒與約1 5至7 0份數之黏結劑。類似地，以研磨複合材之體積為基礎，研磨複合材可包含0 . 2至0 . 8份數之研磨顆粒與 0 . 2至0. 8份數之黏結劑母體。此體積比係只以研磨顆粒與黏結劑母體為基礎，以及不包括襯背或任意填充劑或添加劑之體積。黏結劑母體較佳地係可硬化有機材料（也就是能夠根據暴露於熱和/或其它能量源如電子束、紫外光、可見光等或根據化學觸媒、濕氣、或其它引起聚合物硬化或聚合的試劑而聚合和/或交聯）。黏結劑母體實例包括環氧聚合物類、胺基聚合物類或胺基塑料聚合物類如烷化尿素曱醛聚

O:\54\54719.ptc 第18頁 480280 _案號87114989 〇年丨丨月i日修正 _ 五、發明說明（15) 合物類、三聚氰胺甲醛聚合物類、及烷化苯三聚氰二胺曱醛聚合物、包括丙烯酸酯類及甲基丙烯酸酯類與烷基丙烯酸酯類的丙烯酸酯聚合物類、丙烯酸化環氧類、丙烯酸化胺基曱酸酯類、丙烯酸化聚酯類、丙烯酸化聚醚類、乙烯醚類、丙烯酸化礦油類、及丙烯酸化矽酮類、醇酸聚合物類如胺基曱酸酯醇酸聚合物類、聚酯聚合物類、反應性胺基曱酸酯聚合物類、酚聚合物類如曱階酚醛樹脂及酚醛清漆聚合物類、酚/膠乳聚合物類、環氧聚合物類如雙酚環氧聚合物類、異氰酸酯類、異三聚氰酸酯類、包括烷基烷氧基矽烷聚合物類的聚矽氧烷聚合物、或反應性乙烯聚合物類。產生的黏結劑可為單聚物類、齊聚私/類、聚合物類、或這些之結合物之形式。胺基塑料黏結劑母體在每分子或齊聚物中具有至少一個側〇:，万-不飽和魏基。這些聚合物材料係更進一步描述於美國專利第4，903, 440號（拉森（Larson)等人）與第 5, 2 3 6, 4 7 2 號（柯克（Kirk)等人）。較佳的黏結劑係產生自自由基可硬化黏結劑母體。這些黏結劑能夠根據暴露於熱能或輻射能而快速聚合。自由基可硬化黏結劑母體之一子組合包括乙烯不飽和黏結劑母體。此種乙烯不飽和黏結劑母體之實例包括具有側α，/3 -不飽和羰基的胺基塑料單聚物或齊聚物、乙烯不飽和單聚物或齊聚物、丙烯酸化三聚異氰酸酯單聚物、丙烯酸化胺基甲酸酯齊聚物、丙烯酸化環氧單聚物或齊聚物、乙烯不飽和單聚物或稀釋劑、丙稀酸酯分散劑、及這些之混合物。丙稀酸醋一詞包括丙稀酸自旨類與甲基丙稀酸S旨類。

O:\54\54719.ptc 第19頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（16)

乙烯不飽和黏結劑母體包括單聚合及聚合化合物，其包含碳、氫及氧原子，以及隨意地包含氮與鹵素原子。氧或氮原子或此二者通常係存在於醚、酯、胺基曱酸酯、醯胺、及尿素基。乙烯不飽和單聚物可為單官能基的、二官能基的、三官能基的、四官能基的或甚至較高官能基，以及其包括以丙烯酸酯與曱基丙烯酸酯為基的單聚物。適合的乙烯不飽和化合物較佳地係由包含脂肪族單羥基或脂肪族多經基的化合物與不飽和叛酸反應所形成，叛酸係如丙烯酸、甲基丙烯酸、次曱基丁二酸、丁烯酸、異丁烯酸、或順丁烯二酸。乙烯不飽和單聚物之代表性實例包括曱基丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、曱基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、曱基丙烯酸羥丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸己内自旨、曱基丙烯酸己内酯、曱基丙烯酸四氩糠酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸2 -苯氧基乙酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異癸酯、聚單丙烯酸乙二酯、聚單丙烯酸丙二酯、聚丙烯酸乙二酯、乙烯基曱苯、二丙烯酸乙二酯、二丙烯酸丙二酯、二曱基丙烯酸乙二酯、二丙烯酸己二酯、二丙烯酸三乙二酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基）乙酯、丙氧化三丙烯酸三羥甲酯丙烷、三丙烯酸三羥曱酯丙烷、三丙烯酸甘油酯、三丙烯酸四級戊四酯、三曱基丙烯酸四級戊四酯、四丙稀酸四級戊四酯及四曱基丙稀酸四級戊四酯。其它乙烯不飽和材料包括羧酸之單烯丙基、多烯丙基、或多曱基烯丙基酯類與醯胺類，例如苯二曱酸二烯丙

O:\54\54719.ptc 第20頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（17) 酯、己二酸二烯丙酯、或Ν，Ν -二烯丙基己二醯胺。又其它，含氮乙烯不飽和單聚體包括參（2-丙烯氧乙基）三聚異氰酸酉旨、1，3，5 -三（2-曱基丙烯氧乙基）-順三π丫哄、丙浠醢胺、甲基丙烯醯胺、Ν-曱基-丙烯醯胺、Ν，Ν_二曱基丙烯醯胺、Ν-乙烯基-吡咯啶酮、或Ν-乙烯基-胡椒酮。較佳的黏結劑母體包含兩種或多種丙烯酸酯單聚物之混合物。例如，黏結劑母體可為三官能基丙烯酸酯與單官能基丙稀酸S旨單聚物之混合物。黏結劑母體之一實例係三丙稀酸丙氧化三經曱S旨丙院與丙稀酸2-(2-乙氧基乙氧基）乙酯之混合物。多官能基丙烯酸酯與單官能基丙烯酸酯聚合物之重量比可以從約1份數至約9 0份數之爹官能基丙烯酸 0 酯對約1 0份數至約9 9份數之單官能基丙烯酸酯為範圍。從丙烯酸酯與環氧聚合物之混合物調配黏結劑母體係亦可行的，例如美國專利第4，7 5 1，1 3 8號（杜梅（T um e y )等人）所述。其它黏結劑母體包括具有至少一個側丙烯酸酯基的三聚異氰酸酯衍生物及具有至少一個側丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物，其另外描述於美國專利第4，6 5 2，2 7 4號（包伊喬 (Boettcher)等人）。較佳的三聚異氰酸酯材料係參（經乙基）三聚異氰酸酯之三丙烯酸酯。又其它黏結劑母體包括以羥基為末端的異氰酸酯展開的聚酯類或聚醚類之二丙烯酸化胺基曱酸酯類及多丙烯酸化® 或多曱基丙烯酸化胺基曱酸酯類。商業上可取得的丙烯酸化胺基甲酸酯之實例包括可得自摩頓化學公司（Morton Chemical )的商標名為n UVI THANE 7 82 ” ；可得自喬治亞州

O:\54\54719.ptc 第21頁 480280 案號 87114989 ;〇年I I月1曰修正五'發明說明（18) 史邁那（Smyrna)市UCB輻射硬化（Radcure)特殊品公司的 n CMD 6 6 0 0 π 、’，CMD 8 4 0 0 "、及” CMD 8 8 0 5，’ ；可得自新澤西州荷伯肯（Hoboken)市漢凱爾公司（Henkel Corp.)的 n PH0T0MER”樹脂（例如PH0T0MER 6010);可得自UCB輻射硬化特殊品公司的” EBECRYL 284π (以二丙烯酸1，6-己二酯稀釋1 2 0 0倍的脂肪族二丙烯酸胺基曱酸酯）、’· EBECRYL 48 2 7 π (芳香族二丙烯酸胺基甲酸酯）、n EBECRYL 483 0 π (以二丙烯酸西乙二酯稀釋的脂肪族二丙烯酸胺基甲酸酯）、 n EBECRYL 6 6 0 2 ”（以三丙烯酸三羥甲基丙烷環氧酯稀釋的三官能基芳香族丙烯酸胺基曱酸酯）、n EBECRYL 8 40 ”（脂肪族二丙烯酸胺基曱酸酯）、及” EBECRYL 8 4 0 2 ”（脂肪族二丙烯酸胺基曱酸酯）；以及可得自賓夕法尼亞州艾克斯頓 (Exton)市沙托馬公司（Sartomer Corp·)的1’ SART0MER1·樹月旨（例如丨,Sarto me rn 9 6 35、9 64 5、9 6 5 5、9 6 3 -B8 0、 966-A80 、 CN980M50 等）° 又其它黏結劑母體包括二丙烯酸環氧酯及多丙烯酸或多曱基丙烯酸環氧酯，例如雙酚A環氧聚合物之二丙烯酸酯類。商業上可取得的丙烯酸化環氧物包括可得自UCB輻射硬化特殊品公司的” CMD 3 5 0 0 n、n CMD 3 6 0 0 ”、及” CMD 3700" 〇其它黏結劑母體亦可為丙烯酸化多酯聚合物類。丙烯酸化多酯類係丙烯酸與二鹼酸/脂肪族二醇基多酯之反應產物。商業上可取得的丙烯酸化多酯類之實例包括漢凱爾公司之"PHOTOMER 5 0 0 7，’（六官能基丙烯酸酯）、及” PH0T0MER 5 0 1 8 ”（四官能基四丙烯酸酯）；及UCB輻射硬化特殊品公司

O:\54\54719.ptc 第22頁 480280 _案號87114989 今◦年（（月1日修正 _ 五、發明說明（19) inEBECRYL 80π(四官能基改質多_丙烯酸S旨）、nEBECRYL 4 5 0 π (脂肪酸改質多酯六丙烯酸酯）、及” EBECRYL 83 0 ”（六官能基多酯丙烯酸酯）。另一種較佳的黏結劑母體係乙烯不飽和齊聚物與單聚物之混合物。例如，黏結劑母體可包含丙烯酸酯官能基的胺基甲酸酯齊聚物與一或多個單官能基丙烯酸酯單聚物之混合物。此丙烯酸酯單聚物可為五官能基的丙烯酸酯、四官能基的丙烯酸酯、三官能基的丙烯酸酯、二官能基的丙烯酸酯、單官能基的丙烯酸酯聚合物、或這些之結合物。黏結劑母體亦可為像美國專利第5，7 3 8，2 5 2號（佛倫斯比 (Follensbee))描述的丙稀酸酯分散物。除了熱固性黏結劑之外，熱塑性黏結劑亦可使用。適合的熱塑性黏結劑之實例包括聚醯胺類、聚乙烯、聚丙烯、聚酯類、聚胺基曱酸酯類、聚醚醯亞胺、聚楓、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物類、縮醛聚合物類、聚氯化乙烯及這些之結合物。任意地與熱固性樹脂混合的水溶性黏結劑母體係可使用。水溶性黏結劑母體之實例包括聚乙烯醇、皮膠、或水溶性纖維素醚類如羥丙基乙基纖維素、曱基纖維素或羥乙基曱基纖維素。這些黏結劑係報導於美國專利第 4，255，164號（布克塞（61^1^6)等人）。在包含乙烯不飽和單聚物與齊聚物的黏結劑母體之例子中，聚合起始劑係可使用。實例包括有機過氧化物類、偶氮化合物類、醌類、亞硝基化合物類、醯基齒化物類、腙類、Μ基化合物類、p y r y 1 i u m化合物類、味σ坐類、氯化三

O:\54\54719.ptc 第23頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（20) 口 f哄類、安息香、安息香烧基鍵類、二銅類、苯銅類、或這些之混合物。適合的商業上可取得的紫外光活化光起始劑之實例有希巴傑蓋（C i ba G e i gy )公司之商標名為，’ IRGACURE 651’，與,，11^八(：111^ 184n 及默克（Merck)之 n DAROCUR 1 173π。另一種可見光活化光起始劑有可得自希巴傑蓋公司的"IRGACURE 3 6 9 ” 。適合的可見光活化起始劑之實例係報導於美國專利第4，7 3 5，6 3 2號。

適合的起始劑系統可包括光敏劑。代表性的光敏劑可具有羰基或三級胺基或其混合物。具有羰基的較佳光敏劑係二苯曱酮、苯乙醯、苯偶醯、苯甲醛、鄰-氯化苯甲醛、二苯併吡喃酮、硫代二苯併吡昆喃酮、9，1 0 -恩醌、或其它芳香酮類。具有三級胺的較佳光敏劑係曱基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、三乙醇胺、苯基乙基乙醇胺、或二曱基胺基乙基苯曱酸酯。商業上可取得的光敏劑包括比多索伊爾 (Biddle Sawyer)公司之"QUANTICURE ITXn 、nQUANTICURE QTX’，、丨,QUANTICURE ΡΤΧΠ、丨,QUANTICURE EPDn。通常，光敏劑或光起始劑系統之量可在約0 . 0 1至1 0重量百分比之黏結劑母體成份間變化，較佳地在0. 25至4. 0重量百分比之間。此外，較佳地係在任何顆粒狀材料如研磨顆粒和/或填充劑顆粒添加之前分散（較佳地為均勻地）起始劑於黏結劑母體中。通常，較佳地係將黏結劑母體暴露於輻射能，較佳地係紫外光或可見光，以硬化或聚合黏結劑母體。在某些例子中，某些研磨顆粒和/或某些添加劑將吸收紫外光與可見

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例包括光，這可能阻礙黏結劑母體之適當硬化。例如，這發鈽土研磨顆粒。含光起始劑的磷酸鹽之使用，特別^人於起始劑的醯基膦氧化物之使用可使此問題最小仆。=f光基磷酸鹽氧化物之一實例係2, 4, 6-三甲基笨曱酿基二〜氧化物，其在商業上可得自BASF公司之註冊商標名為本鱗 "LR8 8 9 3 ”。其它商業上可取得的醯基膦氧化物:賓^ 默克之’’.Darocur 4263 ” 與’’Darocur 4265 ”。

陽離子起始劑可在黏結劑係以環氧或乙稀醚為美日專起始聚合。陽離子起始劑之實例包括鏺陽離子鹽^如用於锍鹽類及有機金屬鹽類如離子芳香烴系統。其^實，，導於美國專利第4, 751，138號（杜梅等人）、第5, 2 5 6 (哈莫（1^]：1^]：)等人）、第4,985,340號（帕拉索脫’ ^ (?8182〇士1:〇))、及第4，950,696 號。雙硬化或混成硬化光起始劑系統亦可使用。在雙硬化光起始劑系統中’硬化或聚合發生於兩個個別階段^經歷相同或不同的反應機構。在混成硬化光起始劑系統中了 $個硬化機構在相同時間發生於暴露在紫外光/可見弁束輻射。或電研磨複合材研磨複合材包含許多固定及分散於黏結劑中的研磨顆粒’但可包括其它添加劑如研磨顆粒表面修蝕劑、保護劑、偶合劑、填充劑、擴張劑、纖維、抗靜電劑、反釋劑、起始劑、懸浮劑、潤滑劑、潤濕劑、界面活 ^、顏料、染料、UV穩定劑、絡合劑、鏈轉移劑、加迷劑t催化劑、或活化劑。這些添加劑之量係選用於提供需长的性

480280 案號 87114989 1 ◦年丨丨月1曰修正五、發明說明（22) 質。研磨複合材可任意包含增塑劑。通常，增塑劑之添加將增加研磨複合材之可侵餘性及軟化整個黏結劑複合材。在某些例子中，增塑劑作為黏結劑母體之稀釋劑。增塑劑較佳地係相容於黏結劑以使相分離最小化。適合的增塑劑實例包括聚乙二醇、聚氯化乙烯、鄰苯二曱酸二丁酯、烷基苯曱基鄰苯二曱酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、纖維素酯類、矽油類、己二酯與癸二酯、多元醇類衍生物、磷酸三級丁基苯基二苯基酯、磷酸三曱苯酯、I麻油、或這些之結合物。鄰苯二曱酸酯衍生物係一種較佳的增塑劑。

此外，水和/或有機溶劑可結合研磨複令材。水和/或有機溶劑之量係選擇於達到黏結劑母體與研磨顆粒之需求的塗佈黏度。通常，水和/或有機溶劑應相容於黏結劑母體。水和/或溶劑可在母體聚合後移除，或可保留在研磨複合材中。適合的水溶性和/或水敏性添加劑包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、或纖維素基顆粒。乙烯不飽和稀釋劑或單聚物之實例可發現於美國專利第 5，2 3 6，4 7 2號（柯克等人）。因為這些乙烯不飽和稀釋劑傾向相容於水，所以在某些例子中係有用的。其它反應性稀釋劑係揭示於美國專利第5，1 7 8，6 4 6號（巴伯（B ab e r )等人）。研磨複合材結構三維組織化固定研磨物有許多不同形式。代表性形式之實例係概要說明於圖1與2。較佳的固定研磨物包含如圖1說明的精細成形的或如圖2

O:\54\54719.ptc 第26頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（23) 中不規則成形的研磨複合材結構。研磨複合材結構可像研 · 磨複合材一樣地簡化。具有精細成形的研磨複合材結構的固定研磨物係最佳的。在圖2中，固定研磨物5 0具有不規則形角錐研磨複合材結構。缺陷形狀可在黏結劑母體硬化或固化之前藉由於漿流動與扭曲起始形成的形狀而形成。不規則形狀係由非直線的、不清楚的、非重覆的不精確的或不完美的平面或形狀界面所說明。黏結劑與研磨顆粒可提供許多成形研磨複合材。研磨複合材形狀可具有各種幾何結構。典型地，接觸襯背的形狀基底具有大於複合材末端的表面積。複合材形狀可選自許多幾何固體，例如立方體、圓柱體、稜柱.體、右平行六面jp 體、角錐體、截頂角錐體、圓錐體、半球體、截頂圓錐體、十字形、末端似十字形。複合材角錐可具有四邊、五邊或六邊。在基底上研磨複合材之截面形狀可不同於末端上的截面形狀。這些形狀之間的轉變可為平滑與連續的或可發生於不連續階段。研磨複合材亦可具有不同形狀之混合。研磨複合材可成列、螺旋、旋渦或格狀排列，或可不規則放置。形成研磨複合材的邊可垂直襯背、傾斜於襯背或向末端逐漸縮小而減小寬度。錐角可以從約1至7 5度為範圍，較佳地係從約2至5 0度，更佳地係從約3至3 5度及最佳地係從約5至1 5度。較小的角度係較佳的，因為這產生沿著研磨複合材高度的更均勻橫截面面積。末端橫截面大於背部橫截面的研磨複合材亦可使用，雖然製造可能更困難。每個研磨複合材之高度較佳地係相同的，但在單一固定

O:\54\54719.ptc 第27頁 480280 _案號87114989 个年（|月之曰修正 _ 五、發明說明（24) 研磨物中可能具有不同高度的複合材。複合材之高度通常 ’ 小於約2 0 0 0微米，以及更特別地係在約2 5至2 0 0微米的範 * 圍内。研磨複合材之基底可互相緊靠，或可選擇地，相鄰研磨複合材之基底可互相分離某一特定距離。在某些具體實施例中，相鄰研磨複合材之物理接觸包含不超過每個接觸複合材之垂直高度尺寸之3 3 %。更佳地，緊鄰的複合材間的物理接觸量係在每個接觸複合材之垂直高度之1至2 5 %之範圍内。此緊鄰之定義亦涵蓋相鄰一配置，即相鄰複合材共有一共同研磨複合材領域或在複合材之面對面側壁間接觸與延伸的似橋結構。較佳地，領域結構具.有一不大於每個¥ 相鄰複合材之垂直高度尺寸之3 3%的高度。研磨複合材領域係由形成研磨複合材的相同淤漿所形成。研磨複合材係 ”相鄰的”，其意義為沒有干擾複合材置於複合材之中心間的一條直接想像的線上。較佳的係至少研磨複合材之某部份互相分離，以便提供複合材之上升部份之間的下凹區域。研磨複合材之直線間隙可以從每直線公分約1個研磨複合材至每直線公分約1 0 0個研磨複合材為範圍。直線間隙可改變，以便某一位置中的複合材濃度大於另一位置。例如，固定研磨物中心之濃度可為最大。複合材之區域密度係以從約1至1 0，0 0 0個複合材/平方公分為範圍。 _ 襯背具有外露區域亦係可行的，也就是，研磨塗層未覆蓋整個襯背表面區域。此種配置係另外描述於美國專利第 5，014,468 號（雷米巴帝（Ravipati)等人）。

O:\54\54719.ptc 第28頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（25) 研磨複合材較佳地係以預定的圖案提供於襯背或以預定的位置提供於襯背。例如，藉由在襯背與具有孔洞的生產工具之間提供淤漿而形成的固定研磨物中，複合材之預定圖案係對應於生產工具中的孔洞圖案。因此圖案係由物件複製至物件。在預定圖案之一具體實施例中，研磨複合材係在一陣列或一排列中，意即複合材係在一規則陣列中，以便排列出列與行或交替補償列與行。若需要的話，一列研磨複合材可直接排列在第二列研磨複合材的前面。較佳地，一列研磨複合材可補償自第二列研磨複合材。

在另一具體實施例中，研磨複合材可提.供於π雜亂”的陣列或圖案。意即複合材未在上面描述的列與行之規則陣列。例如，研磨複合材可以1 9 9 5年3月2 3日刊行的WO PCΤ 9 5 / 0 7 7 9 7號（忽普曼（Hoop man)等人）及1 9 9 5年8月24曰刊行的WO PCT 9 5/ 2 24 3 6 (忽普曼）中描述的方式。然而，頃了解，此π雜亂π陣列係一預定圖案，即固定研磨物上的複合材之位置係預定的及對應於用於形成固定研磨物的生產工具中的孔洞位置。襯背

固定研磨物可包括一較佳地係厚度均勻的襯背。若襯背厚度不夠均勻，則將產生較大的晶圓均勻度變化。各式各樣的襯背材料係適合於此目的，包括可撓曲襯背及更堅硬的襯背。典型可撓曲研磨襯背之實例包括聚合膜、塗底聚合膜、金屬箔、布、紙、硫化纖維、不織布及其加工型式與結合物。一較佳的襯背型式係聚合膜。此種膜之實例包

O:\54\54719.ptc 第29頁 480280 案號 87114989 ο 曰修正五、發明說明（26) 括聚酯膜、聚酯與共聚酯膜、微孔聚酯膜、聚醯亞胺膜、聚醯胺膜、聚乙烯醇膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜等等。聚合膜襯背厚度通常係以約2 0至1 0 0 0微米之間為範圍，較佳地係5 0至5 0 0微米之間及更佳地係6 0至2 0 0微米之間。聚合膜襯背與研磨複合材之間應亦附著良好。在許多例子中，聚合物襯背之表面係塗底以改善附著。塗底劑可牽涉到化學型塗底劑之表面變化與應用。表面變化之實例包括電暈處理、U V處理、電子束處理、火燄處理及磨擦以增加表面積。化學型塗底劑之實例包括如美國專利第3，1 8 8， 265號描述的乙烯丙烯酸共聚物、美國專利第4, 906,523號說明的膠體分散、美國專利第4，7 4 9，6 1 7鳞揭示的氮丙啶型材料及美國專利第4，5 6 3，3 8 8與4，9 3 3，2 3 4號說明的輻射融合塗底劑。 _ 較堅硬的襯背之實例包括金屬板、陶瓷板等等。其它適合的襯背之實例係描述於美國專利第5，4 1 7，7 2 6號（史陶特 (Stout)等人）。襯背亦可包含兩層或多層襯背層及陷於聚合材料中的強化纖維，如PCT公告W0 9 3 / 1 2 9 1 1號（班那迪特（Benedict)等人）中揭示的。亦適合的係壓製聚合膜（例如聚酯、聚胺基曱酸酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚丙烯、或聚乙烯膜）形式之襯背或壓製纖維素襯背（例如紙或其它非織纖維素材料）。壓製材料亦可層疊至非壓製材料以形成襯背。壓製圖案可為任何結構。例如，圖案可為六角陣列、脊狀、格狀、球狀、角錐狀、載頂角錐狀、圓錐狀、立方體、塊狀、桿狀等等。感壓黏著劑可層疊至顆粒研磨襯背之非研磨側。感壓黏

O:\54\54719.ptc 第30頁 480280 案號 87114989 0年I丨月之曰修正五、發明說明（27) 著劑可直接塗佈於襯背表面。可選擇地，感壓黏著劑可為層疊至襯背表面的轉移帶。在本發明之另一觀點中，發泡基材可層疊至襯背。研磨構造本發明之一固定研磨物可為固定研磨構造之一成份。研磨構造之一實例係說明於圖3，其中下墊片1 〇包括至少一個堅硬元件1 2及至少一個彈性元件1 4，該墊片係附著於一固定研磨物1 6。堅硬元件1 2係插入彈性元件1 4與固定具有接觸半導體晶圓的表面1 7的固定研磨物1 6之間。因此，在本發明之研磨構造中，堅硬元件1 2與彈性元件1 4係大體上連續不斷地平行於固定研磨物1 6，以致於此三個元件係實質地共延。雖然未顯示於圖2，彈性元件1 4之表面1 8典型地係附著於半導體晶圓修蝕機器之滚筒，以及固定研磨物之表面17接觸半導體晶圓。如圖3所示，此固定研磨物1 6具體實施例包括一具有接合至研磨塗層24的表面，塗層包括許多精密成形的研磨複合材26之預定圖案，該複合材包含分散於接合料30中的研磨顆粒2 8。研磨塗層2 4在襯背上可為連續或不連續。然而，在某些具體實施例中，固定研磨物不需襯背。此外，研磨構造之堅硬元件至少部份可由固定研磨物之襯背提供。雖然圖3顯示具有精密成形研磨複合材的組織化三維固定研磨元件，但是本發明之研磨複合材係不限於精密成形複合材。彈性元件之主要目的係容許研磨構造實質地確認晶圓表面之球狀形變，同時維持晶圓上均勻的壓力。例如，半導

O:\54\54719.ptc 第31頁 480280 案號 87114989 曰修正五、發明說明（28) 體晶圓可具有相對較大起伏的整個形狀或厚度變化，研磨構造應實質地搭配之。頃期望提供研磨構造對晶圓之球形形變之實質地順應性，以便在晶圓表面修蝕之後達到需求的均勻程度。因為彈性元件在表面修蝕程序期間受到壓縮，所以其在厚度方向壓縮時的回彈係達成此目的之重要特性。彈性元件之回彈（也就是壓縮與彈性回復之硬度）係與材料在厚度方向上的模數有關，並且受到其厚度影響。 π模數π指的是材料之彈性模數或楊氏模數；就彈性材料而言，係使用靜態壓縮測試在材料之厚度方向上測量得到，而就堅硬材料而言，係使用動態拉張測試在材料之平面上測量得到。 _ 堅硬元件之主要目的係限制研磨構造之實質地順應晶圓表面之局部圖形的能力。例如，半導體晶圓典型地在相同或不同高度的相鄰圖形之間具有凹陷，研磨構造不應實質地順應此一形變。頃期望減弱研磨構造對晶圓之局部形變之順應性，以便達到需求的晶圓平坦程度（例如避免凹陷）。堅硬元件之彎曲剛度（也就是抗彎曲變形性）係達到此目的之重要特性。堅硬元件之彎曲剛度係直接與材料之同平面模數有關及受到厚度之影響。例如，就均質材料而言，彎曲剛度係直接正比於其楊氏模數乘以材料厚度之三次方。適用於下墊片的材料之特性係利用ASTM (拉張測試之標準測試方法）建議的標準測試方法得到。堅硬材料之靜態拉張測試可用於測量材料平面中的楊氏模數（通常稱為彈性模數）。為了測量金屬之楊氏模數，可使用AST Μ

O:\54\54719.ptc 第32頁 480280 案號 87114989 年II月2 曰修正五、發明說明（29) E 3 4 5 - 9 3 (金屬箔拉張測試之標準測試方法）。為了測量有機聚合物（例如塑膠或強化塑膠）之楊氏模數/可使用astm D6 3 8-84(塑膠之拉伸性質之標準測試方法）&astm D 8 8 2 - 88 (薄塑膠板之標準拉伸性質）。就包括多層材料的層壓元件而言，整個元件之楊氏模數（也就是層^數）可用適於最高模數材料的測試測量。較佳地，堅硬材料（或整個堅硬元件本身）具有至少約100 Mpa之揚氏模數值/在"這裏’堅硬元件之楊氏模數係由適當的ASTM測試於室溫 (20-25 C)下在材料之兩個主要面定義的平面中得到。彈性元件之動態壓縮測試可用於測量材料之厚度方向上的揚氏模數（通常稱為貯存或彈性模數）。在這裏^就彈性材料而言，可使用ASTM D5 02 4- 94 (用以測量塑膠壓縮之動態機械性質的標準測試方法），不論彈性元件係'一層或包括多層材料的層壓元件。較佳地，彈性材料（或整個彈性元件本身）具有低於約1 〇 0 Mpa之揚氏模數及更佳地係低於約50 MPa。在這裏，彈性元件之楊氏模數係由ASTM * D5 0 2 4 - 9 4於20°C與0·1 Hz以34·5 kPa之預負載在厚度方向上得到。製成固定研磨物之方法一種用以製成具有精密成形研磨複合材的固定研磨物的方法係描述於美國專利第5，1 5 2，9 1 7 (派伯等人）與 5，435, 816號（史伯俊（Spurgeon)等人）。其它適合方法之描述係報導於美國專利第5, 437 ,754、5, 454,844(海巴德 (Hibbard)等人）、5,437,543(卡爾豪（Calhoun))、及 5，3 0 4，2 2 3號（派伯等人）。量測係在無塵室型環境（例如

O:\54\54719.ptc 第33頁 480280 _案號87114989 4 G年（丨月X日五、發明說明（30) 1 0 0等級、1，0 〇〇等級、或1 0，0 0 0等級無塵室）中實施以使固定研磨物中的任何污染最小化。一適合的方法包括製備含研磨顆粒、黏結劑母體及任意添加劑的於漿；提供一具有前表面的生產工具；將於裝導入具有許多孔洞的生產工具之孔洞中；將襯背導入覆蓋生產工具之表面的淤漿；以及在物件離開生產工具之孔=前至少部份硬化或膠化黏結劑母體以形成研磨複&材。/ 淤漿係利用任何適合的混合技術將黏結劑母體、研磨顆粒及任意添加劑結合在一起而製成。混合技術之實例包括低到力與南剪力混合’南剪力混合係較佳的。超音波能量亦可利用於混合步驟以降低淤漿黏度（在Sj定研磨S物之"*製造中黏度係重要的）和/或影響產生的研磨於榮^之流變。可行地，為了混合淤漿，淤漿可在3 0至7 0 °C之範圍5加熱、微流及球磨。 ^ 典型地，研磨顆粒係逐漸地添加至黏結劑母體。較佳地’於聚係黏結劑母體、研磨顆粒及任意添加劑之均質混合物。若需要的話，添加水和/或溶劑以降低黏度。氣泡之形成可藉由在混合步驟期間或之後抽真空而最小化。塗佈站可為任何傳統塗佈裝置，如液滴模塗佈機、刀式塗佈機、屏幕塗佈機、真空模塗佈機或模塗佈機。較佳的塗佈技術係報導於美國專利第3，5 9 4，8 6 5、4，9 5 9，2 6 5 (伍德（Wood))、及5, 0 7 7, 8 70號（米雷吉（Mi 1 lage))的真空流體承載模。在塗佈期間，氣泡形成較佳地係最小的，雖然在某些例子中較佳地係在淤漿塗佈至生產工具時將氣泡併入於聚。陷入的空氣可能導致多孔性如研磨塗層中的細縫

O:\54\54719.ptc 第34頁 480280 案號 87114989

吖。年（1月：LS 修正五、發明說明（31) 及可能增加研磨複合材之可侵蝕性。此外，氣體可在混合或塗佈期間用幫浦打入淤漿。在塗佈生產工具之後，利用任何裝置將襯背與淤漿置於接觸，以便淤漿潤濕襯背之表面。淤漿係利用接觸夾緊滾輪置於接觸襯背，該滾輪將產生的構造強迫在一起。夾緊滾輪可由任何材料製成，然而，夾緊滾輪較佳地係由結構材料製成’例如金屬、金屬合金、橡膠或陶磁。夾緊滾輪之硬度可從約3 0變化至1 2 0橡膠硬度，較佳地係約6 0至1 0 0 橡膠硬度，以及更佳地係約9 0橡膠硬度。其次，能量係由一能量源傳送至淤漿以至少部份硬化黏結劑母體。能量源之選擇係部份取決於黏.結劑母體之化學性、生產工具之型式及其它製程條件。能量源應不會明顯地劣化生產工具或襯背。黏結劑母體之部份硬化意指黏結劑母體係聚合至淤漿在生產工具中轉化時不會流動的狀態。若需要的話，黏結劑母體可在其使用傳統能量源而從生產工具移除之後完全硬化。在黏結劑母體至少部份硬化之後，生產工具與固定研磨物係分開來。若黏結劑母體未完全硬化，則黏結劑母體可接著利用時間和/或曝露於一能量源而完全硬化。最後，生產工具再縛在金屬軸心上，以便生產工具可再使用及固定研磨物係缚在金屬軸心上。在此第一方法之另一變化中，淤漿係塗佈於襯背上及不I® 塗佈於生產工具之孔洞。塗佈淤漿的襯背係接著置於接觸生產工具，以便淤漿流入生產工具之孔洞。其餘用以製成固定研磨物的步驟係如上面詳述的。

O:\54\54719.ptc 第35頁 480280 _案號87114989 〇年丨（月1日修正_ 五、發明說明（32) 較佳的係黏結劑母體由輻射能硬化。輻射能可傳送過襯背或生產工具。襯背或生產工具應不會明顯地吸收輻射能。此外，輻射能源應不會明顯地劣化襯背或生產工具。例如，紫外光可傳送經過聚酯襯背。可行地，若生產工具係由某些熱塑性材料製成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚（醚楓）、聚（曱基曱基丙烯酯）、聚胺基曱酸酯、聚氯化乙烯、或這些之結合物，則紫外光或可見光可傳送經過生產工具及進入襯背。就以熱塑性塑膠為基的生產工具而言，用以製成固定研磨物的操作條件應成套，以不產生過剩的熱。若產生過剩的熱，則會扭曲或溶化熱塑性工具。能量源可為熱能或輻射能源，例如電子束、紫外光、或可見光。需求的能量係取決於黏結劑母體中反應基團之化學性質，以及取決於黏結劑淤漿之厚度與密度。就熱能而言，從約5 0 °C至約2 5 0 °C之烘箱溫度及從約1 5分鐘至約1 6 小時的操作期間通常係足夠的。電子束輻射與離子輻射可用於約0 . 1至約1 0 M r a d之能量階，較佳地係約1至約1 0 Mr ad之能量階。紫外光輻射包括具有約2 0 0至約4 0 0毫微米範圍内之波長的輻射，較佳地係在約2 5 0至4 0 0毫微米範圍内。可見光輻射包括具有約4 0 0至約8 0 0毫微米範圍内之波長的輻射，較佳地係約4 0 0至5 5 0毫微米範圍内。產生的固化淤漿或研磨複合材將具有生產工具之轉化圖案。藉由在生產工具上至少部份硬化或固化，研磨複合材具有精密的及預定的圖案。生產工具具有一個含許多孔洞或低凹的前表面。這些孔

O:\54\54719.ptc 第 36 頁 480280 案號 87114989 〇年1丨月1日修正五、發明說明（33) 洞本質上係研磨複合材之轉化形狀及係負責產生研磨複合材之形狀與位置。這些孔洞可具有幾何形狀，該形狀為研磨複合材之轉化形狀。孔洞之尺寸係選擇於達成需求的研磨複合材/平方公分之值。孔洞可存在於點狀圖案，其中相鄰孔洞在低凹沒入於孔洞缝隙中形成的生產工具之共通平坦主要面的位置上互相碰撞在一起。生產工具之形式可為帶式、薄層、連續薄層或網狀、塗佈滾輪如旋轉滾輪、嵌於塗佈滾輪上的套筒、或壓模。生產工具可由金屬（例如鎳）、金屬合金或塑膠製成。生產工具係由傳統技術製成，包括光微影蝕刻、.刻痕、雕刻、滾削、電形成、或鑽石回轉。例如：銅工具可為鑽石回轉的及接著鎳金屬工具可為銅工具之電鍍型。生產工具之製備係報導於美國專利第5，1 5 2，9 1 7號（派伯等人）、第 5,4 8 9,2 3 5 號（蓋里爾弟（〇8811&『(^)等人）、第 5,4 54,844 號（海巴德等人）、第5, 43 5, 8 1 6號（史伯俊等人）、PCT W0 9 5 / 0 7 7 9 7 (忽浦曼等人）、以及PCT WO 9 5 / 2 2 4 3 6 (忽浦曼等人）。熱塑性塑膠工具可從金屬母工具複製得到。母工具將具有生產工具需求的轉化圖案。母工具較佳地係由金屬製成，例如電鑛鎳的紹、銅或青銅。熱塑性薄板材料任意地可與母工具一起加熱，以便藉由將二者壓在一起而使熱塑性材料浮凸出母工具圖案。熱塑性材料亦可擠壓或澆鑄於母工具及接著壓縮。熱塑性材料冷卻至不可流動狀態及接著從母工具分開以產生一生產工具。

O:\54\54719.ptc 第37頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（34) 適合的熱塑性生產工具係報導於美國專利第5，4 3 5，8 1 6 號（史伯俊等人）。可用於形成生產工具的熱塑性材料之實例包括聚酯類、聚丙烯、聚乙烯、聚醯胺類、聚胺基甲酸酯類、聚碳酸酯類、或這些之結合物。較佳地係熱塑性生產工具包含添加劑，例如抗氧化劑和/或U V穩定劑。這些添加劑可延長生產工具之使用壽命。生產工具亦可包含釋放塗層以容許固定研磨物之更容易從生產工具釋放。此種釋放塗層之實例包括矽酮類及含氟化學物類。

有許多製成具有不規則成形研磨複合材的研磨複合材的方法。雖然係不規則成形，但是這些研磨複合材可以預定圖案陳列，其中複合材之位置係預定的。在一方法中，淤漿係塗佈於生產工具之孔洞以產生研磨複合材。生產工具可為相同於上述精密成形複合材之例子中的生產工具。然而，淤漿係在黏結劑母體充分硬化或固化前從生產工具移除，以便隨著從生產工具移除而實質地保留其形狀。在這之後，黏結劑母體係硬化或固化。因為黏結劑母體在生產工具之孔洞中時不硬化，所以產生淤漿流動與扭曲研磨組合物形狀。用以製成此類固定研磨物的方法係報導於美國專利第4， 77，920號（查斯曼（Chasman)等人）及第5，014，468號（雷米巴帝等人）。在此方法之一變化中，淤漿可塗佈於襯背上。襯背接著置於接觸生產工具，以便生產工具之孔洞填滿淤漿。製成固定研磨物之其餘步驟係相同於上面詳述的。在固定研磨物製成之後，可在轉化之前彎曲與潤濕。

O:\54\54719.ptc 第38頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（35) 在製成不規則成形複合材的另一種方法中，淤漿可塗佈於凹版滾輪之表面。襯背接觸凹版滾輪，以及淤漿潤濕襯背。凹版滾輪接著分出一圖案或組織給淤漿。其次，淤漿 /襯背結合物從凹版滾輪移除及產生的構造暴露於用以固化黏結劑母體的狀態，以便研磨複合材形成。此程序之一變化係塗佈淤漿於襯背上及將襯背置於接觸凹版滾輪。凹版滚輪可分出需求的圖案，例如六角陣列、凸脊、點陣、球狀、角錐、截頂角錐、圓錐、立方體、嵌段、或桿狀。凹版滾輪亦可分出一圖案，以便在相鄰研磨複合材間有一界域。此界域可包含研磨顆粒與黏結劑之混合物。可行地，凹版滾輪可分出一圖案，以便襯背.暴露於相鄰研磨· 複合材形狀之間。類似地，凹版滾輪可分出一圖案，以便有研磨複合材形狀之混合物。另一種方法係利用屏幕喷灑或塗佈淤漿以產生圖案與研磨複合材。接著，黏結劑母體係硬化或固化形成研磨複合材。屏幕可分出任何需求的圖案，如六角陣列、凸脊、點陣、球狀、角錐、截頂角錐、圓錐、立方體、嵌段、或桿狀。屏幕亦可分出一圖案，以便在相鄰研磨複合材之間有一界域。此界域可包含研磨顆粒與黏結劑之混合物。可行地，屏幕可分出一圖案，以便襯背暴露於相鄰研磨複合材之間。類似地，屏幕可分出一圖案，以便有研磨複合材形狀之混合物。此程序係報導於美國專利第3，6 0 5，3 4 9號（安馨松（Anthon)) 〇另一種製成三維組織化固定研磨物的方法使用浮凸襯背。簡而言之，浮凸襯背係塗佈一種淤漿。淤漿跟隨浮凸

O:\54\54719.ptc 第39頁 480280 案號 87114989 年（（月工曰修正五、發明說明（36) 襯背之外形以提供一組織化塗層。淤漿可利用任何適合的技術塗佈整個浮凸襯背，例如滾輪塗佈、噴塗、模塗佈、或刀式塗佈。在淤漿塗佈整個浮凸襯背之後，產生的構造係曝露於適當的能量源以開始硬化或聚合程序而形成研磨複合材。浮凸襯背上的研磨複合材之一實例係報導於美國專利第5，015, 266號（山本（Yamamoto)等人）。使用浮凸襯背製成固定研磨物的另一方法係報導於美國專利第5，2 1 9，4 6 2號（布魯斯伍特）。淤漿係塗佈於浮凸襯背之凹槽。淤漿包含研磨顆粒、黏結劑母體及擴張劑。產生的構造係暴露於使擴張劑引起淤漿在襯背前表面上擴展的狀態’。其次，黏結劑母體係固化而形成.研磨複合材。此浮凸襯背方法之一變化係使用一具有接合至襯背前表面的研磨塗層的穿孔襯背。此穿孔襯背具有一連串或預定位置之延伸過襯背寬度的洞或孔。淤漿係塗佈（例如刀式塗佈）整個襯背。這些孔將固有產生組織化研磨塗.層。製成固定研磨物之一種可行的方法係使用熱塑性黏結劑。物件可製備成具有或不具有襯背。典型地，熱塑性黏結劑、研磨顆粒及任意添加劑係根據傳統技術混合在一起以提供一混合物，將混合物供入一擠壓機，以及接著使混合物形成丸狀或長棍狀。固定研磨物係接著根據任何各種傳統議定而形成。例如，固定研磨物可藉由注入或壓縮模鑄混合物而形成，其使用本質上具有固定研磨物表面需求圖案的轉化圖案的模具。混合物亦可加熱至形成熔融淤漿的溫度，接著供應至一模具及冷卻。可行地，亦可能加熱黏結劑直到其

O:\54\54719.ptc 第40頁 480280 案號 871U989 (月么曰修正五、發明說明（37) 流動及接著添加研磨顆粒與任何添加劑以形成熔融淤漿，以及接著使用傳統方法轉化熔融淤漿成為研磨複合材。裝置先前技藝所描述的用於以研磨淤漿為基的半導體晶圓平坦化的設備通常可適用於本發明之固定研磨物之最小修钱。在許多例子中’本發明方法之相當不透明的於漿之不存在可簡化此種裝置與方法之使用。又，聯合串列式計量裝置與方法亦可簡便地適用於本發明之這些固定研磨物。圖4概要說明一種用以修钱晶圓的有用於本發明之程序的裝置。此機器之甚多變化和/或甚多其它機器可用於本發明。此種裝置及甚多變化和它種裝置係此技藝中已知用於拋光墊片及釋放研磨淤漿。可商業上取得的裝置之一實例係可得自亞利桑那州鳳凰城（Phoenix) IPEC/WEST ECH公司的CMP機器。可選擇的CMP機器係可得自STRASBA UGH或 SPEEDFAM 〇裝置30包含連接至馬達（未顯示出）的頭部單元31。夾盤 3 2從頭部單元3 1延伸出來；此種夾盤之一實例係萬向夾盤。夾盤3 2之設計較佳地係可調節不同的力量及支軸，以便固定研磨物提供晶圓上需求表面之磨光及平坦。然而，夾盤在平坦化期間可能或可能不容許晶圓旋轉。在夾盤3 1末端係晶圓支架3 3，晶圓支架3 3將晶圓3 4固定於頭部單元3 1 ，以及亦預防晶圓在製程期間變成移動的。晶圓支架係設計成調節晶圓及可能為例如圓形、橢圓形、長方形、正方形、八角形、六角形、或五角形。在某些例子中，晶圓支架包括兩個部份，一個任意扣環及

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修正 5個晶圓支持墊片。扣環可為合在半導體晶圓四周的普通 · 印$裝置。晶圓支持塾片可由一個或多個元件製成，例如聚胺基曱酸酯發泡。 · 曰曰圓支架3 3在半導體晶圓3 4側面延伸於環部3 5。環部 (。任意地）可為獨立物或可整合於支架3 3。某些例子中< °，晶圓支架33不延伸於晶圓34下方，以致於晶圓支架33不碰到或接觸固定研磨物4 2。其它例子中，晶圓支架33延伸於晶圓下方，以致於晶圓支架碰到或接觸研磨複合材，在此例中晶圓支架可能影響研磨複合材之特性。例如，晶圓支架 3 3可”達到”固定研磨物及在製程期間移除固定研磨物表面之最外部。曰曰圓支架或扣環可由任何容許固定研磨物將需求的修蝕度分給晶圓的材料製成。適合的材料之實例包括聚合材料。晶圓支架3 3旋轉速度取決於特定裝置、製程條件、固定研磨物、以及需求的晶圓修蝕標準。然而，通常晶圓支架 3 3在約2至約1，〇〇〇 r p m之間旋轉，典型地係約5至約5 〇〇 f p m之間，較佳地係在約1 〇至約3 〇〇 r p m及更佳地係約2 0至約1 5 0 r pm之間。若晶圓支架旋轉太快或太慢，則需求的移除速率無法達成。晶圓支架33和/或基底42之旋轉可為圓型式、螺旋型式直線移動、非均勻狀態、像8字的橢圓型式或雜亂移動型丨_ 式。晶圓支架或基底可振盪或震動。用於目前應用的100至500公分直徑晶圓的固定研磨物典型地具有約1 0至2 0 0公分間之直徑，較佳地係約2 〇至1 5 0公

O:\54\54719.ptc 第42頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（39) 分之間，更佳地係約2 5至1 0 0公分之間。固定研磨物可在約5至1 0，0 0 0 r pm之間旋轉，典型地係在約1 〇至1 〇〇〇 rpm 之間及較佳地係在約1 0至2 5 0 r pm之間。較佳地係晶圓與固定研磨物以相同方向旋轉。然而，晶圓與固定研磨物亦可以不同方向旋轉。晶圓表面3 4與晶圓支架3 3之間的界面較佳地應相當平坦與均勻以確保達到需求的平坦度。蓄水池3 7容納工作液體 3 9 (下面更詳細描述），工作液體係傳輪經過管3 8進入晶圓表面與附著於基底42上的固定研磨物41之間的界面。較佳的係平坦化期間有穩定的工作體流流至固定研磨物與晶圓表面之間的界面。液體流速係部份取決於需求的平坦要求 (移除速率、表面磨光與平坦度）、特殊晶圓構造及外露金屬化學性。液體流速典型地係以從約丨〇至5 〇〇毫升/分鐘為範圍，較佳地係約2 5至2 5 0毫升/分鐘之間。在本發明之修钱程序期間，固定研磨物典型地係固定於作為固疋研磨物之支持墊片的下墊片43。部份地，下墊片提供使固定研磨物有效地切掉外露晶圓表面的堅硬度及提供使固疋研磨物均勻地順應外露晶圓表面的一致性。此一致性對於達到遍及整個外露晶圓表面的表面磨光係重要的。因此’特殊下塾片（也就是，下墊片之物理性質）之選擇應付合固定研磨物’以便固定研磨物提供需求的晶圓表面特性（移除速率、表面磨光及平坦度）。用以將固定研磨物附著至下墊片的裝置較佳地係在平坦二匕2 Π持固定研磨物平整與堅硬。較佳的附著裝置係感堅膠a蜊（例如膜或膠帶之形式）。適用於此目的的感壓膠

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年（（月1 、發明說明（40) 修正 δ劑包括縐膠乳、松脂、丙烯酸聚合物類與共聚合物類 (例如聚丁基丙烯酸酯與其它聚丙烯酸酯酯類）、乙烯基醚類（例如，聚乙烯基正丁基醚）、醇酸膠合劑、橡膠膠合劑 (例如，天然橡膠、合成橡膠、氯化橡膠）、及這些之混合 # °感壓膠合劑較佳地係使用傳統技術層疊或塗佈於固定研磨物之背側。另一種感壓膠合劑塗層係更進一步說明於美國專利第5，1 4 1，7 9 0號。

固定研磨物亦可使用鉤環型附著系統固定於下墊片。環構造可在固定研磨物之背側及鉤在下墊片上。可行地，鉤可在固定研磨物之背側及環在下墊片上。鉤環型附著系統係描述於美國專利第4, 609, 581、5, 254, 194及5, 505, 7 4 7 號及PCT WO 95/19242 號。操作條件影響晶圓加工的變數包括晶圓表面與固定研磨物之間適當接觸壓力之選擇、液體介質之型式、晶圓表面之相對速度與相對移動、以及液體介質之流速。這些變數係互相依存的，以及係基於欲加工的個別晶圓表面而選擇。通常，因為單一半導體晶圓有許多程序步驟，所以半導體製造工業希望CMP程序可提供相當高的材料移除速率。材料移除速率應至少1 5 0 0埃/分鐘。某些例子係期望移除速率高至彡少2 0 0 0埃/分鐘，以及甚至30 〇〇或4 0 0 0埃/分” 鐘。固定斫磨物之移除速率可隨機器條件與欲加工的曰 ^ 日日 isj 表面種類而’喪然而，雖然通常希望具有高移除速率，但是移除速率必須選擇於不會女協於需求的表面磨光和/或晶圓表面形

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480280 修正 _案號 87114989 五、發明說明（41) 變〇晶圓之表面磨光可由已知的方法評價。一種較佳的方法係測量晶圓表面之R t值，其提供”粗糙度”之量測及可標示出擦傷或其它表面缺陷。例如，參考亞利桑那州土桑 (Tucson)市威可公司（Wyko Corp·)之RST PLUS技術參考手冊第2章。晶圓表面較佳地係修蝕產生不大於約3 0 0 0埃之 R t值，更佳地係不大於約1 0 0 0埃，以及甚至更佳地係不大於約500埃。一干涉儀測儀或TENC0R 圓表面間的 p s i，較佳頃發現使用面壓力下提用兩種或多二加工段之送速度亦可佳地係在工圓表面之組 7尺可為自來以改善或增、鹼類、氧 $面的較佳曰曰曰圓表面可與未摻雜界面壓地係小於根據供良好種加工界面壓在平坦作液體成。在水、蒸進拋光化劑類工作液包括間的氧化 R t典型地係使用威可RST PLUS干涉固定研磨物與晶典型地係小於約3 0 係小於約1 5 p s i。_ 研磨物在典型的界平坦化程序内可使工段可包含高於第研磨物之旋轉與傳晶圓表面加工較體之選擇係基於晶體典型地包含水，作液體亦可包含用化學物可包括醆類以抛光氧化碎晶圓含水鹼。欲加工的石夕、熱氧化物、換如可購自威可公司的波干涉儀。力（也就是接觸壓力）於約2 5 p s i ，更佳地本發明的方法的固定的移除速率。又，在條件。例如，第一加力。晶圓和/或固定化程序期間變化。存在下實施，工作液某些應用中，工作液鶴水或去離子水。工品位的化學物。此種或還原劑類。一種用體係Ρ Η為11 - 11 · 5的層介電材料如多晶物類。通常使用CMΡ

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第45頁 480280 案號五、發明說明（42) 修蝕的間層介

的二入氟的嫣、姜呂工作面的加的晶圓移除此工作劑、防供需求在平坦工一種含與固定許表面無機除速率鉻土、及二氧埃，較化學劑合材上雖然質地不氧化矽二氧化、銅、液體經工0在奉面反反應產液體亦銹劑、的益處化期間作液體氟4匕學研磨物修钱程顆粒亦。此種鈽土、化鈦。佳地係之添加的含氟顆粒可含無機電材料之實例包括二氧化。一種額外的間層介電材料蝴和/或矽。通常使用CMP修蝕的金眉 ’儿積期間導以及這些金屬之混合物與金合屬金之實例包括由化學機械拋光程序辅助結合化學部拋光期間，工作液體 =研磨物方 2。接著在機械部加工期間/固2 : 3外露物。 u疋研磨物可可包含添加劑如界面活性潤滑劑、肥皂等等。這些 ^ 劑、緩衝而不傷害下層半導體晶圓i面*。，選擇於提減少固定研磨物與半導體圓例如，為了中可包含潤滑劑。表面；：間的磨劑可分散於工作液體中，使t f期間，至少有關聯。含氟化學劑之添加U液體變2 序期間含氟化學物連續更液體可容可包含於工作液體。研磨複合材。無機顆粒之實例包括：粒有助於移鈽鹽類（例如硝酸鈽）、石榴；石、Π、低於約5 0 0埃及更佳地係^^低於約1，0 0 〇至工作液體可二表面νπ 化學物之連續…序期間研磨複添加至工作液赠，曰县& 顆粒，例*，ί固工作液體係實 …疋所磨物無關的鬆研磨顆

480280 _案號 87114989 C\〇^ 1 ( M 从五、發明說明（43) 粒。較佳地，工作液體包含低於1重量百分比之無機顆粒’較佳地係低於0. 1重量百分比及更佳地係本質上不含無機顆粒。工作液體之量較佳地係足以幫助從表面移除金属、金層氧化物、無機金屬氧化物、或二氧化矽沉積物。在許多例子中’有足夠的液體來自基本工作液體和/或化學蝕刻劑。然而，在某些例子中’較佳地係除了第一工作液體之外，有第二液體存在於平坦化界面。此第二液體可相同於第一液體或可不相同。許多固定研磨物之從晶圓表面移除金屬數目的能力可在 08/846，726(Kaisaki)報導的程序中須、||十式。實例下列非限制實例將更進，步說明本發明。實例中，所有份數、百分比、比例等係重量比’除非另外標明。下列列於表1的縮寫係使用於全文中。表1 名稱 θ'ϊΡ'~~ -.................. TMPTA 商業上可^自^川艾克斯Φ員市沙托馬公司的三丙烯酸三羥甲基丙fei旨，註册商標爲”Sartomer 351”。 HDDA 商業上可取自‘州艾克斯頓市沙托馬公司的二丙缔酸己^一酷’ έ主册商標爲’’Sartomer 238” 〇 SANTICIZER 278 商業上可取自密蘇里州聖路易市蒙山多 (Monsanto)公司的说基苯基鄰苯二酸§旨塑化劑。 LUCIRIN 8893X 商業上可取自北卡羅莱納州夏洛特(Charlotte)市 BASF公司的2,4,6-三甲基苯醯基-二苯基-膦氧化物液態光起始劑。

O:\54\54719.ptc 第47頁 480280 — —_素號 87114989 五、發明說明（44) 0年 ((月1 曰修正名稱材料 CEO 具有约0.5微米之平均粒徑的鋅土研磨顆粒，商業Λ上可取自RhonePoulene。 KR-TTS 商業上可取自新澤西州貝歐恩(Bayonne)市肯利奇石油化學品(Kenrich Petrochemicals Inc.)公司的異丙基三異固醇基鈦酸鹽偶合劑。 LUCIRIN LR8893 商業上可取自北卡羅莱納州夏洛特(Charlotte)市 BASF公司的2,4,6-三甲基苯醯基-二苯基-膦氧化物液態光起始劑。 CAL 具有約4.6微米之平均粒徑的破酸鈣填充劑，商業上可取自紐約州紐約市特殊礦物(Specialty Minerals)公司，註册审標爲’"USi^EX-HEAVY，，。 CAL-M 具有约2.6微米之平均粒徑的碳酸妈填充劑，商業上可取自紐約州紐約市特殊礦物公司，註册商標爲’’USP-MEDIUM”。 CAL-MM 具有約0·07微米之平均粒徑的碳酸鈣填充劑，商業上可取自紐約州紐約市特殊礦物公司，註册商標爲’’MULTIFLEX-MM，，。口 KRYTOX1514 商業上可取自德拉威州威明頓市E.L杜邦公司的全氟聚醚。 FLUORAD FX-13 商業上可取自明尼蘇達州聖保羅市明尼蘇達礦石與製造公司的含氟化學物單丙烯酸酯。 FP-4 德拉威州威明頓市ICI美國公司。 PPF 在前表面含有乙烯丙烯酸共聚物塗底劑的76微米厚(3毫升厚)聚酯膜。 SCOTCH 476 MP 史卡奇(Scotch)467 ΜΡ高品質膠合劑係由明尼蘇達州聖保羅市明尼蘇達礦石與製造公司製造的感壓膠帶。 FC-DA 具有C8FnS〇2N(C2H4〇C〇CH=CH2)2結構的含 II化學物二丙晞酸酉旨。

圖_ O:\54\54719.ptc 第48頁 480280 _案號 87114989 五、發明說明（45) 年（（月乂日_^正名稱材料 ~~ FLUORINERT FC72 明尼等達州聖保羅市明尼蘇達邊石與製造公司〇 SILANE 美國專利第.5,527,415號描述的化學物 C8F17S02N(Et)CH2CH2CH2Si(0Me)3 〇 SCOTCH #7963MP 商業上可取自明尼蘇達州聖保羅市明尼蘇達礦石與製造公司的感壓膠合劑。列一般程序，- -般程序I與一般程序I I，係用以1 使用於實例1至1 2的成形固定研磨物。

用以製成固定研磨物的一般程序I 首先，包含黏結劑母體的研磨淤漿係藉由在高剪力混合機中完全混合列於實例中的原料而製成。. 固定研磨物係使用聚丙烯生產工具製成，該工具包含一連串以預定次序咸陣列排列的具有特定尺寸的孔洞。生產工具本質上係研磨複合材之需求形狀、尺寸及排列之倒轉。生產工具係從捲線機上解下。研磨淤漿係在室溫下塗佈及使用真空細縫模塗佈機塗佈於生產工具之孔洞。其次’在前表面含有乙烯丙烯酸共聚物的PPF襯背係置於接觸塗佈研磨淤漿的生產工具，以便研磨淤漿潤濕襯背之前表面。之後，紫外光輻射係傳經PPF襯背及進入研磨淤漿。兩個不同的紫外燈係串聯使用。第一 U v燈係使用” V，，燈/包及在236.2瓦特/公分（600瓦特/忖）下操作的溶融系統紫外光。第二U V燈係使用中壓水銀燈泡及在丨5 7 · 5瓦特/公分（4 0 0瓦特/吋）下操作的a τ e K紫外燈。隨著曝露於紫外光’黏結劑母體係轉化成黏結劑及研磨淤漿係轉化成研磨複合材。接著，從研磨複合材/襯背移開生產工具，以及

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五、發明說明（46) 再纏上生產工具。在這之後，形成固定研磨物的研磨複人材/襯背係纏在一圓錐上。此程序係在約4 · 6至7 · 6公尺/又鐘（1 5至2 5呎/分鐘）之間操作的連續程序。 77 為了製備測试用的固疋研磨物，固定研磨物係附著於壓膠合劑膠帶。圓形測試樣品係沖切用於測試。 "

用以製成固定研磨物的一般程序I I 一般程序I I大致上係相同於一般程序I，除了潤濕的PPF 襯背、研磨淤漿及生產工具係固定於金屬載板，及此程序係通過工作台頂實驗疊層，該疊層係商業上取自化學儀器

公司（Chem Instruments)之 001998 型。物件係在約28〇 pU (4 0 p s i )之壓力下以2至7之速度送入兩個椽膠滾輪之間。a 固定研磨物係在兩個摻雜鐵的燈下與襯背及黏結劑母體— 起通過工具而硬也，該燈係商業上可得自美國紫外光公1 (American Ultraviolet Company)及在約157· 5 瓦特 / 厘半 (4 0 0瓦特/吋）下操作。輻射通過膜襯背。速度係約丨〇 2 = /分鐘（3 5呎/分鐘）及樣品係通過兩次。 ’；；為了製備用於測試的固定研磨物，固定研磨物係層壓至感壓膠合劑膠帶。圓形測試樣品係沖切用於測試。圖案#1 生產工具係藉由在金屬母工具上澆鑄聚丙烯材料而製成，該母工具具有大量相鄰截頂角錐體組成的澆鑄表=。產生的生產工具包含具有截頂角錐體之形狀的孔洞。每個截頂角錐體之高度係約8 0微米，基底係每邊約1 7 8微米及頂部係每邊約5 1微米。角錐體係以正方形陣列形成，中心至中心之間距係2 3 0微米。

O:\54\54719.ptc 第50頁 480280 案號 87114989 年（（月 2曰修正五、發明說明（47) 隨後的一般程序，用以決定樣品物件之移除速率的程序 I與I I係描述於下面。

決定固定研磨物之移除速率的程序I 測試程序係在一原型化學機械拋光機上實施，拋光機係由2 0吋直徑之旋轉工作台組成，德拉威州紐沃克市 (Newark)羅德爾公司（Rod el Inc·)製造的Q1400拋光墊片係利用感壓膠合劑附著至工作台。欲測試的固定研磨墊片係以一層感壓膠合劑層壓至Q 1 4 0 0拋光墊片之頂部。使用的晶圓係2 0 0毫米直徑之薄層膜熱氧化物晶圓；氧化矽層係約1微米厚及藉由熱氧化作用成長。欲拋光的晶圓係置於旋轉載頭，載頭利用可調整的壓力將晶圓壓至固定研磨墊片上。晶圓係藉由德林熱塑性塑膠 (Delrin thermoplastic)公司製成的3/8 口寸寬之扣環支樓於載頭。扣環係利用可調整的壓力壓至固定研磨墊片上。拋光係藉由以1 5 0毫升/分鐘之速率供應整個拋光循環的 p Η為1 1. 3的氫氧化鉀水溶液淹沒墊片而達成。晶圓係在3 1 rpm之工作台旋轉速度及33 r pm之載頭旋轉速度下拋光一側邊。晶圓係以6 p s i之壓力壓於固定研磨墊片上，及扣環係以1 1 p s i之壓力壓至塾片上。在拋光循環期間，載頭係緩慢地沿著工作台之半徑前後掃蕩，以致於包圍晶圓的扣環之内側邊緣本質上到達掃蕩之最内側上的墊片之中心，以及包圍晶圓的扣環之外側邊緣本質上到達掃蕩之最外側上的工作台之外邊緣。每個晶圓之平均移除速率係藉由測量氧化物層之起始厚度與氧化物層之最後厚度之間的差異而決定，其使用加州

O:\54\54719.ptc 第51頁 480280 修正案號 87114989 五、發明說明（48) 山瞰（Mountainview)市之天口（Tencor)公司之PR0METRIX S Μ 2 0 0儀器。報導出來的值係1 〇個晶圓之平均移除速率（每分鐘之氧化物移除，以埃為單位）。

決定固定研磨物之移除速率的程序II 此測試程序之工作件係1 〇〇毫米直徑的薄層膜熱氧化物晶圓。沉積的一乳化石夕厚度係在約7，0 0 0至2 0，0 0 0埃間’ 如同商業上可取得的量測裝置所測量到的，例如新澤西州公平區（Fa irfi eld)市魯道夫（Rud〇lph)公司製造的 #RR/FTM RESIST。二氧化矽厚度係在平行於晶圓之主要外露表面的平面中的不同位置上測量5次。測試機器係類似於圖4描繪的裝置的改良式史特勞斯包夫（Strausbaugh)精研機，型號6Y-1。工作件係組裝於商業上可得自德拉威州紐沃克市羅德爾公司的扣環。感壓膠合劑S C 0 T C Η 7 9 6 3 Μ P係層壓至固定研磨物之背側。此感壓膠合劑使得固定研磨物能夠固定於研磨樣品盤與第一支撐墊片間4 0 · 6厘米（1 6吋）直徑之聚酯膜盤。第一支撑墊片係商業上可得自德拉威州紐沃克市羅德爾公司之商標名為 n I C 1 0 0 0 π的聚胺基曱酸酯墊片。德拉威州紐沃克市羅德爾公司製造的商標名為USUBA IVπ的第二支撐墊片係置於第一支撐墊片下方。第二支撐墊片係附著於精研機之工作台上。每個支撐墊片具有約30.5厘米（12对）之直徑。支撐工作件的頭在其置於接觸研磨盤之前引起約1 〇〇 rpm之旋轉。移動經過31毫米的工作件利用9秒之週期從研磨盤邊緣啟動1 3毫米。研磨盤係旋轉於約6 7至70 rpm。從上面看，工作件與研磨盤皆以順時鐘方式旋轉。研磨盤與

O:\54\54719.ptc 第52頁 480280 _案號87114989 +年（\月丄日修正__ 五、發明說明（49) 工作件係先旋轉及接著置於接觸一約1 6 · 2公斤（3 6磅）之向下負載或力量。在盤與工作件之界面上係傳輸一氫氧化鉀溶液（0.25重量百分比之Κ0Η溶於去離子水中）’其具有約 1 1 . 5之p Η。氫氧化鉀溶液之流速係8 0毫升/分鐘。研磨盤係用於處理工作件，歷時2分鐘之循壤。在處理結束之後，工作件係以去離子水清洗及乾燥。其次，工作件係用於測試移除速率。移除速率係藉由決定相同位置之氧化物膜厚度而測量得到’如同處理前使用相同機器測量得到的。處理前與處理後工作件厚度之差異在下表中係稱為π移除速率”。1 〇個工作件之移除速率係平均而得到平均移除速率，單位為埃/分鐘。-實例1與2 此組實例係藉由使用圖案# 1的製成固定研磨物之一般程序I中描述的程序所準備。實例1與2之物件係由表2所列之成份所製成。表2 材料成份實例1 重量百分比實例2 重量百分比 ΤΜΡΤΑ 2.17 1.99 HDDA 6.50 5.96 SANTICIZER 278 8.67 9.71 FP4 0.53 0.49 LUCIRIN 8893χ 0.55 0.56 CEO 81.58 " 74.00 滑石（Stellar 410) 7.30

O:\54\54719.ptc 第53頁 480280 _案號 87114989 五、發明說明（50) 曰修正

一含氟化學劑係塗佈於實例1與2之固定研磨物之表面。該化學劑係可交聯含氟化學共聚物。其藉由在一容器中混合6.0克(^17802吖^^)(：2}140(：0(：11 = (：112、6.0克(：1^211+1(：2114 0C0CH = CH2(n = 8 與 10，平均 η=9.2)、12.0 克 3-曱基丙烯氧基丙基三曱氧基矽曱烷、0.5克3-巯丙基三曱氧基矽曱烷、0. 1克偶氮（雙異丁腈）及40克醋酸乙酯製備而成。此混合物係以每分鐘1升之氮氣速率洗滌3 5秒，以及容納此複合材之容器係密封和在5 5 °C下加熱及在水浴中旋轉2 0小時。製備兩個此種容器。從每個容器，大約1 · 5克之樣品係在1 0 5 °C蒸發2小時，以及將殘渣秤重，顯示出第一聚合物複合材之固體為3 1 . 2 %及第二聚合物複合材之固體為3 1 . 4%。將這些固體合在一起，以及40克之合在一起的複合材係混合2 4 8克醋酸乙酯及2. 5克之C7F15C02H(赫斯特 (HOESCHT))之1 0°/〇醋酸乙S旨溶液。產生的混合物係利用畫筆以每25平方公分約4. 5毫克之量塗佈於固定研磨物之表面。使含氟化學聚合物塗層在室溫與室濕度下硬化約5

天。產生的固定研磨物之移除速率係藉由決定固定研磨物之移除速率的程序I所決定。測試結果係列於表3。

O:\54\54719.ptc 第54頁 480280 修正 _案號 87114989 五、發明說明（51) 表3 物件含氟化學劑移除速率 (埃/分鐘）嗓音等級 •實例1 無含氟化學劑 793 3 實例1 有含氟化學劑 2121 1 實例2 無含氟化學劑 1373 4 .實例2 有含氟化學劑 2872 1 噪音等級係在表面修蝕程序期間藉由單一機器操作者測量得到，操作者簡單地能夠不使用電子測量裝置而偵測到聲音差異。噪音等級6反射可傷害人耳的聲音及噪音等級1 反射僅可由人耳偵測到的聲音。含氟化學劑與固定研磨物之結合降低修蝕期間固定研磨物表面接觸半導體晶圓表面時產生的聲音。除此之外，未塗佈的固定研磨物之移除速率係小於塗佈的固定研磨物之移除速率。含氟化學劑改善實例1與2之固定研磨物之移除速率。實例3至5 此組實例係由使用圖案# 1的製成固定研磨物之一般程序 I所製成。實例3之物件係表4所列的成份所製成。

O:\54\54719.ptc 第55頁 480280 _案號87114989 巧0年U月乂曰修正五、發明說明（52) 表4 材料成份實例3 % TMPTA 3.09 HDDA 9.26 SANTICIZER 278 15.08 KR-TTS ’ 1.81 LUCIRIN LR8893 0.88 CEO 45.25 CAL 22.09 CAL-M 2.03 CAL-MM 0.51 實例4之物件係由相同於實例3之物件之材料製成，然而，實例4之物件之表面係塗佈一包含非反應性含氟化學油的溶液，該化學油為nKRYT0Xn 1514。該溶液係藉由在 nFLU0RINERTn FC72 中結合2 重量百分比之nKRYT0Xn 1514 而製成，以及大約5 0克之此2 %溶液係喷灑於實例4之研磨

O:\54\54719.ptc 第56頁 480280 _案號87114989 0年\ (月幺日修正 _ 五、發明說明（53) 物件之表面上。物件係空氣中乾燥一整夜。實例5之物件係由相同於實例3之物件之材料製成，然而，實例5之物件之表面係塗佈一含氟化學矽曱烷（具有C 8F17S02N(Et )CH2CH2CH2Si (0Me)3 之結構，如美國專利第 5, 2 74, 1 5 9號所描述）。在nFLU0RINERTn FC72中製備含氟化學矽甲烷之2重量百分比溶液。大約5 0克之此2 %溶液係喷灑於實例5之研磨物件之表面上。物件係空氣中乾燥一整夜。產生的實例3、4與5之固定研磨物之移除速率係根據決定固定研磨物之移除速率的程序I而測試。測試結果係在表5中。表5 物件含氟化學物移除速率 (埃/分鐘）噪音等級實例3 控制無含氟化學劑 801 3 實例4 塗佈 2% ΚΙ^ΓΓΟΧ 1514 * 1937 1 實例5 塗佈2%矽甲烷/ 2660 2 噪音等級值係在標示為實例1與2的段落下定義。使用包含含氟化學劑的實例4與5之固定研磨物的表面修姓程序形成的噪音小於使用實例3之無含氟化學劑的固定研磨物的表面修蝕程序。又，包含含氟化學劑的固定研磨物與無含氟化學劑的固定研磨物比較起來係具有改善的移除速率。

O:\54\54719.ptc 第57頁 480280 _案號 87114989 五、發明說明（54) Ο 年ί 修正實例6至8 序此組實例係由使用圖案# 1的製成固定研磨物之一般程 I I所製成。每個實例之物件之材料量係列於表6。表6 材料

成份實例6 實例7 實例8 ΤΜΡΤΑ 6.15 6.15 6.14 HDDA 18.43 18.42 18.42 SANTICIZER 278 30.03 30.01 30.02 KR-TTS 3.59 3.60 3.68 LUCERIN 8893 1.80 1.87 1.81 CEO 90.0 90.0 以 KRYT0X 1514 處理的CEO i / 99.07 CAL 43.86 43.95 44.07 CAL-M 4.G7 4.11 4.10 CAL-MM 1.06 1.03 1.07 KRYTOX 1514 8.80

O:\54\54719.ptc 第58頁 480280 -案號87114989 年j丨月 > 日倏正__ 五、發明說明（55) 實例6之物件係無含氟化學劑。包含” KRYT0Xn 1514的實例7之物件係分散於其黏結劑中，及包含研磨顆粒的實例8 之物件係結合nKRYT0Xn 15 14。實例8之物件之製備係取9 0 份數重量比之CEO顆粒置於包含9份數n KRYT0X11 1 5 14的1 00 份數n FLUOR INERT” FC72溶液中。混合之後，複合材係置於真空中。乾燥的、已塗佈的C E0顆粒係接著結合一黏結劑以形成實例8之固定研磨物。產生的物件之移除速率係根據用以決定固定研磨物之移除速率的程序丨丨而測試。測咸結果係在表7中。表7 實例 ~ ----------- _ 含氟化學劑： ---^ΠΌΧ1514 移除速率 6 7 &制典含氟化學劑 V大/刀立里y 1070 8 結合料中研廢類居二，、/ ----- 1240 預處理 1340 黏結劑中無含敦的移除速率。化學劑的實例6之物實例7與8之物件與件比較起來具有增加實例9至1 2 此組實例係由使用圖案程序I I中描述的程序所制的用以製成固定研磨物的一般性含氟化學劑，其牽涉$ J二實例9與11之物件包含反應之物件包含含氟化學物二^ =别聚合物聚合程序。實例9 包含含氟化學物單官於 s症基内烯酸酯及實例11之物件基丙稀酸酷。丙烯酸醋（FC-DA與

O:\54\54719.ptc 第59頁 480280 _案號8Ή14989 今〇年U月 > 日修正_ 五、發明說明（56) FLUORAD FX-13)之濃度及其它材料係列於表8。實例9與10 之物件之材料濃度係選擇使得物件皆具有相同的丙烯酸官能基濃度及相同的無機對有機黏結劑之比。又，實例1 1與 1 2之物件之材料濃度係選擇使得物件皆具有相同的丙烯酸官能基濃度及相同的無機對有機黏結劑之比。表8 材料氟化二官能基丙烯酸酯敦化單官能基丙烯酸酯成份實例9 實例10 (控制）實例11 實例12 (控制） TMPTA 20龙 9.2克 50克 13.0 克 FLUORAD FX-13 26.81 克 SANTICIZER 278 5〇克 ·' 80 克 30克 35.0 克 FP-4 3.0克 2.5克 3.5克 2.5克 LUCIRTN 8893 3.2克 3.2克 3.2克 3.2克 CEO 400克 400克 400克 350克 HDDA 27.6 克 39.0 克 FC-DA 30克實例9至1 2之固定研磨物係根據使用圖案# 1的用以製成固定研磨物的一般程序II所製成。這些實例之固定研磨物之移除速率係由決定固定研磨物之移除速率的程序I I所決定。測試結果係列於表9。

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表9 __^ 87114989 五、發明說明（57) 實例含氟化學物 Meg/克埃/分鐘 9 含氟化學物二丙烯酸酯 0.58 ----- 2610 10 無含氟化學物 0.58 2470' 11 含氟化學物 / 單丙烯酸酉旨 1.07 1310 12 無含氟化學物 1.08 970 實例9與11之物件分別與實例1〇與12之未處理的物件比較起來具有增加的移除速率。實例9與1 1表現出以一致的表面移除速率提升CMP程序。當省略掉每一系列之前兩個晶圓時’平均移哈速率與標準偏差係：實例9 : 2 6 0 6 ± 6 4 埃/分鐘；實=1 0 : 2 4 6 6 ± 448埃/分鐘；實例1 1 : 1 3 7 9 土實例9 : 9 6 6 ± 66埃/分鐘。

O:\54\54719.ptc 第61頁 480280 _案號 87114989 年Π月1日修正圖式簡單說明

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Claims

480280 /ν 案號έ7114989 ^Γ°年U月i曰修正 _ ϋ χνΠΐ 六[ Ιϋ^ίί遲L」 1. 一種包含用於半導體晶圓表面之修蝕的含氟化學劑的固定研磨物，其包含： (a) —種組織化三維研磨複合材，該複合材包含許多固定與分散於一黏結劑中的研磨顆粒，該複合材提供固定研磨物之外露主要表面； (b) 至少一種結合研磨複合材的含氟化學劑； (c) 一個與研磨複合材共延的襯背。 2 ·根據申·請專利範圍第1項之物件，其中至少一種含氟化學劑係選自含氟化學物丙烯酸酯類、含氟化學物曱基丙烯酸酯類、含氟化學物環氧類、含氟化學物矽甲烷類、含氟化學物異氰酸酯類、含氟化學物羧酸類及其鹽類與醯胺類、含氟化學物磺酸類及其鹽類與醯胺類、含氟化學物磷酸鹽酯類、含氟化學物醇類、含氟化學物聚醚油類、含氟化學物烷蠟類、含氟化學物醚類、含氟化學物酯類、含氟化學物胺基曱酸酯類、含氟化學物醯胺類、含氟化學物熱塑性塑膠類、含氟化學物熱塑性共聚物類、及含氟化學物彈性體類。 3. —種研磨構造，其包含： (a) —包括一組織化三維研磨複合材的固定研磨物，該複合材包含許多固定與分散於一黏結劑中的研磨顆粒，其中研磨複合材提供固定研磨物之外露主要表面及至使有一種含氟化學劑結合研磨複合材； (b) 至少一個通常共延於固定研磨物的彈性元件；以及

O:\54\54719.ptc 第63頁 480280 _案號87114989 4 〇年丨（月 > 日修正__ 六、申請專利範圍 (c)至少一個通常共延及插入彈性元件與固定研磨物之間的堅硬元件，其中堅硬元件具有大於彈性元件的楊氏模數。 4 · 一種修#半導體晶圓之外露表面的方法，其包含如下的步驟： (a)以申請專利範圍第1 - 2項之任一項之固定研磨物接觸表面、 (b )互相移動晶圓與固定研磨物以修蝕晶圓表面。 5.根據申請專利範圍第4項之方法，其中至少一種含氟化學劑係在含氟化學物結合研磨複合材之前分散於工作液體中。 . 6 ·根據申請專利範圍第4 - 5項之任一項之修蝕半導體晶圓表面之方法，其中從修蝕方法產生的噪音藉由含氟化學，劑之結合研磨複合材而小化。 7 ·根據申請專利範圍項之任一項之方法，其中晶圓之表面包含金屬。 8. —種修蝕半導體晶圓之露表面的方法，其包含如下的步驟： (a) 以申請專利範圍第3項之固定研磨物接觸表面、 (b) 互相移動晶圓與固定研磨物以修I虫晶圓表面。

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