專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光裝置用晶片定位環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光(以后稱之為“CMP”)裝置用晶片定位環(huán)。
背景技術(shù)：
在最近幾年，LSI的制造轉(zhuǎn)向高密度集成方向，即，256兆位和進(jìn)一步到千兆位。為了實(shí)現(xiàn)LSI的較高密度集成，例如電線圖案和絕緣層必需采用多層層狀結(jié)構(gòu)和細(xì)微的設(shè)計(jì)規(guī)則。當(dāng)分層和形成精密圖案同時(shí)進(jìn)行時(shí)，分層的時(shí)候，在具有凹凸表面的較低層上形成抗蝕圖形，該抗蝕圖形反過(guò)來(lái)影響抗蝕劑的曝光。特別是，當(dāng)?shù)讓拥目刮g涂層表面不平坦時(shí)，例如源自底層凹凸表面曝光光線的反射槽，使得使用預(yù)定分辨率很難形成抗蝕圖像。
為了解決抗蝕劑曝光中存在的問(wèn)題，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)和使用了許多使抗蝕涂層表面平坦化的方法。其中的一種方法就是用CMP設(shè)備，該方法已經(jīng)應(yīng)用于一些領(lǐng)域。最近還采用了四分之一微米或更小的設(shè)計(jì)規(guī)則，這里我們特別關(guān)注CMP技術(shù)。
CMP設(shè)備圖參見(jiàn)圖1，其中圖1A為沿旋轉(zhuǎn)中心軸的剖面圖，圖1B為俯視圖。這個(gè)設(shè)備包括，具有平坦表面的旋轉(zhuǎn)底座1；在底座表面設(shè)計(jì)有至少一個(gè)拋光襯墊2，它和底座一起旋轉(zhuǎn)；向拋光襯墊上進(jìn)漿料的工具(沒(méi)有畫出來(lái))；晶片定位環(huán)4(也可以稱為“固定環(huán)”或“載環(huán)”)，其面對(duì)拋光襯墊，并圍繞在半導(dǎo)體晶片3周圍，將半導(dǎo)體晶片3固定在拋光襯墊的表面上；托架5和晶片定位環(huán)一起將晶片固定。選擇性提供在拋光襯墊和半導(dǎo)體晶片間產(chǎn)生相對(duì)振動(dòng)的振動(dòng)發(fā)生器。將漿料加入到晶片3和拋光襯墊2接觸的區(qū)域，旋轉(zhuǎn)底座1來(lái)拋光晶片3的表面。
圖1C為CMP設(shè)備另一個(gè)例子的剖面圖。在這個(gè)設(shè)備中，通過(guò)在晶片固定環(huán)4內(nèi)部的部件5’將晶片3壓到拋光襯墊上，并且在那里拋光。為了代替將晶片壓到拋光襯墊上的部件，例如可以用壓縮空氣將晶片壓到拋光襯墊上。
用于拋光的漿料一般包括研磨劑、和用于對(duì)金屬層或氧化層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和溶解的堿性或酸性液體。因?yàn)橛性S多可以用CMP方法對(duì)其平坦化的對(duì)象，例如氧化層、多晶硅層和金屬層，因此根據(jù)拋光的對(duì)象來(lái)選擇最合適的研磨劑和漿料組合物。在CMP方法的漿料中使用的研磨劑的代表包括膠體氧化硅、煅制氧化硅、沉淀氧化鋁和煅制氧化鋁。在拋光氧化層時(shí)，多數(shù)情況下使用膠體氧化硅和煅制氧化硅。當(dāng)使用膠體氧化硅作為研磨劑時(shí)，一般由硅酸鈉(Na2SiO3)來(lái)制備膠體氧化硅。
在拋光時(shí)，晶片定位環(huán)可以在拋光、改變和調(diào)整半導(dǎo)體晶片表面的研磨狀態(tài)時(shí)精確地保持半導(dǎo)體晶片。當(dāng)拋光半導(dǎo)體晶片時(shí)，晶片定位環(huán)也和拋光襯墊接觸，并且被研磨和磨損，因此，當(dāng)磨耗達(dá)到一定值時(shí)，應(yīng)該更換晶片定位環(huán)。
因此，當(dāng)晶片定位環(huán)使用相對(duì)較軟的樹(shù)脂作為材料時(shí)，晶片定位環(huán)會(huì)很快被磨損，這樣就必須頻繁更換晶片定位環(huán)。
為了降低磨耗，有時(shí)使用硬材料作為軟樹(shù)脂。傳統(tǒng)的用于晶片定位環(huán)的硬材料為氧化鋁和例如鈦的金屬，然而在使用金屬時(shí)，人們擔(dān)心金屬會(huì)污染晶片。另外，在拋光時(shí)，晶片的外邊緣和晶片定位環(huán)的內(nèi)周面碰撞，會(huì)造成晶片損傷。
日本專利未審公開(kāi)187657/1996公開(kāi)了一種陶制的晶片定位環(huán)，雖然這種晶片定位環(huán)的耐磨耗性得到了改善，但是，和用金屬制的晶片定位環(huán)一樣，有時(shí)會(huì)磨損晶片。
日本專利未審公開(kāi)52241/2000公開(kāi)了一種方法，其中由耐磨材料構(gòu)成了晶片定位環(huán)的內(nèi)周面，即由軟性材料構(gòu)成了與晶片接觸的晶片定位環(huán)的一部分。由于這種晶片定位環(huán)以內(nèi)周面軟材料部分被磨損為前提，環(huán)的厚度大于傳統(tǒng)晶片定位環(huán)厚度，使用這種晶片定位環(huán)需要特殊的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，它可以將晶片定位到化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備上，其中在所述的晶片定位環(huán)的表面上至少與晶片接觸的部分，由包括至少30重量％聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物構(gòu)成。
這種用于化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)可以防止晶片磨損，它具有優(yōu)良的耐磨耗性、耐氧化分解性和耐水解性，并且可以減少替換的工作，從而最終實(shí)現(xiàn)拋光晶片的大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1為化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備典型結(jié)構(gòu)圖，其中圖1A為正剖面圖，圖1B為俯視圖；和圖2為本發(fā)明晶片定位環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的物件材料中可使用的聚苯并咪唑?yàn)殡s環(huán)聚合物，它具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐氧化性、耐水解性和其它性質(zhì)，可以將例如一種或多種芳族四胺和一種或多種芳族、脂族或雜環(huán)二羧酸及其酯或其酸酐進(jìn)行縮聚反應(yīng)，通過(guò)一步或兩步來(lái)制備。上述的制備方法在許多美國(guó)專利中有描述，例如美國(guó)再發(fā)行專利第26065號(hào)，和美國(guó)專利第3,133,783、3,509,108、3,518,234、3,555,389、3,433,772、3,408,336、3,578,644、3,549,603、3,708,439、4,154,919、4,312,976、4,377,546和4,549,388號(hào)。其他的關(guān)于聚苯并咪唑的制備工藝在文獻(xiàn)J.P.Critchley，G.J.Knight和W.W.Wright的“Heat-Resistant Polymers-Technologically Useful Materials”Plenum Press，紐約(1983)第256-322頁(yè)中有解釋。
芳族四胺(I)和芳族、脂族或雜環(huán)二羧酸及其酯或其酸酐(II)進(jìn)行縮聚反應(yīng)制備聚苯并咪唑，例如用下述結(jié)構(gòu)式表示 其中Ar代表四價(jià)的芳族基團(tuán)，在四個(gè)氨基中，每?jī)蓚€(gè)氨基構(gòu)成一對(duì)，這兩對(duì)分別鍵合到芳核上的鄰位；
Ar’代表二價(jià)芳族基團(tuán)、亞烷基或雜環(huán)基；和Y代表氫原子、優(yōu)選苯基的芳基或烷基，不超過(guò)95％的Y為氫或苯基。
可以使用兩種或多種芳族四胺(I)和兩種或多種二羧酸化合物(II)的混合物。
可以使用的芳族四胺(I)具體例子由下式代表 其中X為-O-、-S-、-SO2-，或低級(jí)亞烷基，例如-CH2-、-(CH2)2-、-C(CH3)2-。
芳族四胺優(yōu)選3，3’，4，4’-四氨基聯(lián)苯.
二羧酸組份可以為(i)游離酸和至少一種二酯和/或單酯的混合物，(ii)二酯和/或單酯的混合物，或(iii)單一的二烷基酯、單酯或芳基烷基混合或烷基烷基混合的酯。二羧酸組份可以全部由游離酸或聯(lián)苯酯組成。當(dāng)Y為烷基時(shí)，烷基優(yōu)選具有1到5個(gè)碳原子，更優(yōu)選甲基。當(dāng)Y為芳基時(shí)，該芳基可以為被例如含有1到5個(gè)碳原子的烷基或烷氧基的任何惰性一價(jià)基團(tuán)取代，或未取代的芳族、亞烷基或雜環(huán)基團(tuán)。芳族基團(tuán)可以為任何一價(jià)的芳族基團(tuán)，除了芳族基團(tuán)的一個(gè)位置，其它都可以被氫原子飽和。芳基特定的例子包括苯基、萘基、三種苯基、三種甲苯基。芳基優(yōu)選苯基。
在上述的制備方法中合適的二羧酸包括(i)芳族二羧酸，(ii)脂族二羧酸，優(yōu)選4到8個(gè)碳原子的脂族二羧酸，(iii)雜環(huán)二羧酸，其中羰基連在例如吡啶、哌嗪、呋喃、喹啉、噻吩和吡喃環(huán)化合物的碳原子上。
作為游離酸或酯的二羧酸包括，例如下面的芳族二羧酸， 其中X與上述芳族四胺中的定義相同。
特定的二羧酸化合物包括間苯二酸、對(duì)苯二酸、4，4’-聯(lián)苯二甲酸、1，4-萘二甲酸，聯(lián)苯酸(2，2′-聯(lián)苯二羧酸)，苯基茚滿二羧酸、1，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、4，4’-二苯基醚二甲酸和4，4’-二苯基硫醚二甲酸。其中在本發(fā)明聚苯并咪唑的制備中，優(yōu)選使用間苯二酸的二羧酸作為游離酸或酯。
以1摩爾芳族四胺為基準(zhǔn)，整個(gè)二羧酸組份的量約為1摩爾。然而關(guān)于特定聚合體系中，反應(yīng)物的最佳比例，可以由本領(lǐng)域一般的技術(shù)人員較容易地確定。
可以通過(guò)上述的方法來(lái)制備特定的聚苯并咪唑，包括聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(亞聯(lián)苯基-2”，2)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(亞聯(lián)苯基-4”，4)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(1”，1”，3”-三甲基茚滿基)-3”，5”-對(duì)亞苯基-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；2，2’-(間亞苯基)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑/2，2’-(1”，1”，3”-三甲基茚滿基)-5”，3”-對(duì)亞苯基-5，5’-聯(lián)苯并咪唑的共聚物；2，2’-(間亞苯基)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑2”，2-5，5’-聯(lián)苯并咪唑的共聚物；聚2，2’-(呋喃基-2”，5”)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(萘基-1”，6”)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(萘基-2”，6”)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-亞戊基-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-八亞甲基-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二咪唑并苯；聚2，2’-環(huán)己基-5，5’-聯(lián)苯并咪唑；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二(苯并咪唑)醚；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二(苯并咪唑)硫化物；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二(苯并咪唑)砜；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二(苯并咪唑)甲烷；聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-二(苯并咪唑)丙烷-2，2；和聚乙烯基-1，2-2，2”-(間亞苯基)-5，5”-二(苯并咪唑)乙烯基-1，2(其中乙烯基中的雙鍵最終留在了聚合物中)。
在這些聚合物當(dāng)中，優(yōu)選聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片定位環(huán)中適合使用的聚苯并咪唑由其特性粘度來(lái)確定。在本發(fā)明中適合使用的聚苯并咪唑的特性粘度為0.2到2.0，優(yōu)選0.6到1.1。
一般，聚苯并咪唑具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性、耐磨耗性、和高的壓縮強(qiáng)度，即使在高溫下也會(huì)保持這些性質(zhì)。通常，由于這些性質(zhì)導(dǎo)致穩(wěn)定加工的性質(zhì)，從而限制了聚苯并咪唑成品的用途。加入聚芳基酮有助于加工性質(zhì)的改善，聚芳基酮具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性、壓縮強(qiáng)度和機(jī)械特性，盡管它的這些性質(zhì)并不比聚苯并咪唑更優(yōu)良，但聚芳基酮比聚苯并咪唑能更便宜地得到。因此使用聚芳基酮作為樹(shù)脂的組份可以降低成本。當(dāng)聚芳基酮和聚苯并咪唑混合時(shí)，優(yōu)選使用的聚芳基酮的量不損害聚苯并咪唑的上述性質(zhì)。
在本發(fā)明在使用的聚芳基酮為例如下式的那些 其中x，y和n為整數(shù)。
典型的聚芳基酮為式(III)化合物，其中x為1或2和y為1或2，特定的例子包括，其中x為1和y為1時(shí)的聚醚酮(V)，其中x為1和y為2時(shí)的聚醚醚酮(VI)，其中x為2和y為2時(shí)的聚醚醚酮酮(VII)，和其中x為2和y為1時(shí)的聚醚酮酮。其中聚醚醚酮(PEEK)為結(jié)晶熱塑性樹(shù)脂，其性質(zhì)類似于聚醚酮。
在本發(fā)明中使用的聚芳基酮為聚醚酮或聚醚醚酮。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片定位環(huán)的樹(shù)脂組合物中，包含至少30重量％的聚苯并咪唑，優(yōu)選至少50％。加入聚芳基酮可以改善加工性，這時(shí)，可以使用的聚芳基酮的量不能損害聚苯并咪唑的性質(zhì)，因此聚芳基酮的量?jī)?yōu)選至多70重量％，優(yōu)選至多50重量％。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片定位環(huán)的樹(shù)脂組合物中可以含有其它樹(shù)脂，可以使用的其它樹(shù)脂包括例如，聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚氯乙烯、聚縮醛、聚硫化苯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚砜、聚氧化苯、聚烯丙酯和環(huán)氧玻璃。這些樹(shù)脂的使用量要不損害本發(fā)明的效果。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片定位環(huán)的樹(shù)脂組合物中可以含有充填劑來(lái)提高耐磨性和強(qiáng)度。只要能達(dá)到上述的目的，對(duì)于本發(fā)明中使用的充填劑沒(méi)有特殊的限定。優(yōu)選的充填劑包括玻璃纖維、碳纖維、石墨、氮化硼、碳黑、氧化鈦和氧化硅。在這些情況下，加入充填劑的比例優(yōu)選至多40重量％，更優(yōu)選至多30重量％。
從CMP工藝中避免晶片污染的角度出發(fā)，在樹(shù)脂組合物中金屬雜質(zhì)含量最好比較低，在這里，術(shù)語(yǔ)“金屬雜質(zhì)”指在晶片中破壞晶片性質(zhì)的金屬，根據(jù)要拋光的晶片不同，金屬的種類也不同。上述的金屬包括離子、鹽和單質(zhì)形。這些雜質(zhì)金屬包括鐵、銅、鉻、鎳、鈉、鉀、鈣、鎂和鋰。根據(jù)本發(fā)明，在晶片固定環(huán)使用的樹(shù)脂組合物中，金屬雜質(zhì)含量?jī)?yōu)選至多100ppm，更優(yōu)選至多10ppm。
為了減少樹(shù)脂組合物中金屬雜質(zhì)的含量，可以從樹(shù)脂組合物的每一個(gè)組份中去除金屬雜質(zhì)，或從整個(gè)樹(shù)脂組合物中去除?？梢杂貌惶厥庀薅ǖ娜魏畏椒?，從本發(fā)明樹(shù)脂組合物的主要成分聚苯并咪唑中去除金屬雜質(zhì)，可使用的方法包括過(guò)濾分離以細(xì)粉末形式存在的金屬雜質(zhì)；用靜電或磁力從聚苯并咪唑中去除粉末形式的金屬雜質(zhì)；用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理聚苯并咪唑的溶液或乳液；使用金屬螯合劑分離金屬雜質(zhì)；和用酸將金屬雜質(zhì)變?yōu)辂}，并溶于對(duì)聚苯并咪唑來(lái)說(shuō)是弱溶劑的水或低級(jí)醇中，接著分離這些鹽。這些方法也公開(kāi)在日本未審專利公開(kāi)208699/1997中。
當(dāng)本發(fā)明使用的樹(shù)脂組合物除了含聚苯并咪唑，還含有其它樹(shù)脂組份時(shí)，可以使用上述從聚苯并咪唑中去除金屬雜質(zhì)的方法，從樹(shù)脂組份或含聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物中去除金屬雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片固定環(huán)中使用的聚苯并咪唑優(yōu)選為，聚2，2’-(間亞苯基)-5，5’-聯(lián)苯并咪唑，代表式如下
其中m代表聚合度。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)晶片固定環(huán)含聚芳基酮時(shí)，聚芳基酮優(yōu)選式(V)的聚醚醚酮。
本發(fā)明的聚苯并咪唑樹(shù)脂組合物具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)藥品性、抗輻射性和其它的性質(zhì)，并且具有優(yōu)良的耐磨耗性，因此適合于作為CMP設(shè)備中晶片固定環(huán)的材料，和拋光襯墊接觸。
根據(jù)本發(fā)明，至少部分和晶片接觸的晶片固定環(huán)的表面由至少含30重量％聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物構(gòu)成。這種晶片固定環(huán)的構(gòu)造具體為，在合適的核心材料表面的一部分上，設(shè)計(jì)由上述樹(shù)脂組合物構(gòu)成的表面層；以及由上述樹(shù)脂組合物構(gòu)成整個(gè)晶片固定環(huán)。
當(dāng)在核心材料表面上設(shè)計(jì)由上述樹(shù)脂組合物構(gòu)成的表面層時(shí)，至少在可能接觸晶片的部分形成表面層。當(dāng)晶片固定環(huán)的厚度等于或大于晶片的厚度時(shí)，有時(shí)拋光襯墊會(huì)和晶片固定環(huán)接觸。在這種情況下，優(yōu)選在與拋光襯墊接觸的晶片固定環(huán)表面也形成由樹(shù)脂組合物構(gòu)成的表面層。
圖2為晶片固定環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖。在圖2(截面圖)中，右側(cè)為晶片固定環(huán)的內(nèi)部，它是與晶片接觸的面，上部為和托架固定在一起的一面.
圖2A為晶片固定環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖，其中由樹(shù)脂組合物組成的表面層6，只在核心材料7上和晶片接觸的面上形成，圖2B為晶片固定環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖，其中由樹(shù)脂組合物組成的表面層6，在核心材料7上與晶片接觸和與拋光襯墊接觸的面上形成，圖2C為晶片固定環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖，其中由樹(shù)脂組合物組成的表面層6，覆蓋了整個(gè)核心材料7的表面，圖2D為晶片固定環(huán)典型剖面結(jié)構(gòu)圖，其中該環(huán)整體由樹(shù)脂組合物6構(gòu)成。
進(jìn)一步，CMP設(shè)備參見(jiàn)圖1C，晶片沒(méi)有和晶片固定環(huán)的整個(gè)內(nèi)表面接觸，在這種情況下，只需要在晶片固定環(huán)內(nèi)側(cè)接近拋光襯墊的部分覆蓋樹(shù)脂組合物。圖2E到2G為這些晶片固定環(huán)的截面圖。
當(dāng)晶片固定環(huán)包括了核心材料和在核心材料表面覆蓋的表面樹(shù)脂層時(shí)，核心材料可以由現(xiàn)有技術(shù)中常用的硬材料或軟材料構(gòu)成?？梢允褂玫牟牧侠影?shù)脂材料，例如聚芳基酮、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚氯乙烯、聚縮醛、聚硫化苯、聚醚醚酮、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚醚砜、聚砜、聚氧化苯、聚烯丙酯和環(huán)氧玻璃；金屬，例如鋁、鈦；和陶制品。用已知的方法將上述的材料模塑成核心材料，然后在上面形成樹(shù)脂組合物的表面層。表面層可以覆蓋只和晶片接觸的表面，并覆蓋和拋光襯墊接觸的表面，或任選覆蓋核心材料的整個(gè)表面。
可以用任何不受限制的方法形成樹(shù)脂層表面，例如，將聚苯并咪唑樹(shù)脂組合物溶解在溶劑中制備成溶液，并涂布于晶片固定環(huán)的表面，并加熱涂層。當(dāng)不溶于溶劑的充填劑加入到樹(shù)脂組合物中時(shí)，優(yōu)選填充劑和一種分散劑一起加入。
為了滿足晶片固定環(huán)的耐磨耗性、抗氧化分解性、耐水解性，表面層的厚度優(yōu)選至少50μm。更優(yōu)選表面層的厚度至少為100μm。
當(dāng)整個(gè)晶片固定環(huán)由上述的樹(shù)脂組合物構(gòu)成時(shí)，晶片固定環(huán)可以用例如下述的方法形成，例如，將聚苯并咪唑樹(shù)脂組合物的粉末燒結(jié)模塑成所期望的形狀，或?qū)⒕郾讲⑦溥驑?shù)脂組合物制粒成球，再噴射模塑成所期望的形狀。聚苯并咪唑混合物模塑的方法已經(jīng)公開(kāi)，例如在日本未審專利公開(kāi)41150/1991和296834/1990中公開(kāi)的方法，它可以用于本發(fā)明。當(dāng)用噴射模塑法形成晶片固定環(huán)時(shí)，從利于噴射模塑的角度來(lái)說(shuō)，優(yōu)選聚芳基酮的加入。
實(shí)施例下面的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例我們?cè)u(píng)價(jià)CMP設(shè)備晶片固定環(huán)材料的耐磨耗性。
以下述a到h材料形成尺寸為11.3mm×10mm的柱形材料作為樣品。在每一個(gè)柱形材料的平面一方具有一個(gè)厚度為500到800μm的突起。突起部分和浸漬在漿液中的對(duì)磨材料接觸，在樣品上加載，并旋轉(zhuǎn)測(cè)量磨耗量，以突起部分高度減少程度(μm)或突起部分中心截面積減少量(μm2)來(lái)評(píng)價(jià)磨耗量。進(jìn)一步觀察磨損后截面的形狀。
檢測(cè)條件如下接觸壓300g/cm2周速0.9m/sec磨損時(shí)間8小時(shí)使用的漿料酸性漿料，W 2000，由CABOT公司制造堿性漿料，SS-25，由CABOT公司制造對(duì)磨材料IC 1000/SUBA 400，由RODEL公司制造被評(píng)價(jià)的材料a、聚苯并咪唑(CELAZOLE U-60，由Clariant Japan K.K.制造)b、50重量％的聚苯并咪唑+50重量％的聚醚醚酮(CELAZOLE TU-60，由Clariant Japan K.K.制造)c、聚亞酰胺(Vespel SP-1，由Du Pont有限公司制造)d、聚硫化苯(TECHTRON PPS，由Nippon Polypenco有限公司制造)e、聚醚醚酮(PEEK NATURAL，由VICTOREX制造)f、聚碳酸酯(聚碳酸酯，由TAKIRON有限公司制造)g、聚甲醛(Duracon，由Nippon Polypenco有限公司制造)
h、鋁這里的聚苯并咪唑a和b由式(VIII)表示。
結(jié)果如下表1樣品材料 高度的減少量，μm 截面積的減少量，μm2截面形狀SS 25 W 2000 SS 25W 2000a 42 117109333 193939 Ab 6 69 223000 295000 A-Bc 127116322344 477247 Bd 6796481827636 1738210 Ce 57 64 1122440 1407161 Bf 7676842078273 1977000 Cg 6376371556363 1335400 Ch 0 27 6900081000A在這里磨損后，根據(jù)以下的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)截面形狀。
A突起部分的邊緣部分仍然保持，或邊緣部分略微變圓。
B突起部分的邊緣部分和內(nèi)周被適當(dāng)磨損。
C突起部分的邊緣部分明顯磨損，沒(méi)有留下邊緣部分。
上述的結(jié)果表明，含有聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物的耐磨損性優(yōu)于以前在晶片定位環(huán)中使用的材料。其耐磨損性僅次于鋁，另外由于材料為樹(shù)脂組合物，不用擔(dān)心晶片被金屬污染，另外晶片的邊緣沒(méi)有損傷。結(jié)果進(jìn)一步表明，關(guān)于經(jīng)磨耗后截面形狀，根據(jù)本發(fā)明的晶片定位環(huán)經(jīng)磨耗后沒(méi)有明顯的變化。當(dāng)本發(fā)明的晶片定位環(huán)用于CMP設(shè)備時(shí)，這些性質(zhì)有助于減少由于晶片定位環(huán)形狀改變而替換的頻率。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，用于將晶片定位到化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備上，其中晶片定位環(huán)的表面上至少與晶片接觸的部分，由包括至少30重量％聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，其中所述的樹(shù)脂組合物進(jìn)一步包括至多70重量％的聚芳基酮。
3.如權(quán)利要求1或2所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，其中所述的樹(shù)脂組合物進(jìn)一步包括至多40重量％的充填劑。
4.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，其中所述的充填劑為玻璃纖維、碳纖維、石墨、氮化硼、碳黑、氧化鈦或氧化硅。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，其中晶片定位環(huán)的表面上至少與晶片接觸的部分，形成有由樹(shù)脂組合物構(gòu)成的表面樹(shù)脂層，其厚度至少為50μm。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)，其中整個(gè)的晶片定位環(huán)由所述樹(shù)脂組合物構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了將晶片定位到化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備上的晶片定位環(huán)，它可以防止晶片受到損害，它具有優(yōu)良的耐磨耗性，可以減少更換的工作，從而實(shí)現(xiàn)拋光晶片的規(guī)模生產(chǎn)。在用于化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的晶片定位環(huán)的表面上，其中至少與晶片接觸的部分，由包括至少30重量％聚苯并咪唑的樹(shù)脂組合物構(gòu)成。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1515027SQ02811619
公開(kāi)日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2002年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者大下哲也, 相澤雅美, 美, 坂本勝幸, 幸 申請(qǐng)人:克拉瑞特國(guó)際有限公司