低表面粗糙度的抛光垫的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抛光垫及一种抛光基材的方法；且具体地说，本发明涉及一种抛 光垫，其包含含有抛光表面的抛光垫体（polishing pad body)，其中该抛光体包含孔隙，且 其中该抛光表面具有〇. 1微米至10微米的表面粗糙度。
【背景技术】
[0002] 化学-机械抛光（"CMP"）工艺用于制造微电子器件以在半导体晶片、场发射显示 器及许多其它微电子基板上形成平坦表面。例如，半导体器件的制造通常包括形成各种工 艺层、对这些层的部分进行选择性移除或图案化、及在半导体基板表面上方沉积额外的工 艺层以形成半导体晶片。举例来说，所述工艺层可包括绝缘层、栅极氧化物层、导电层、金属 或玻璃的层等。在晶片制造工艺的一些步骤中，期望工艺层的最上部表面为平面的（即平 坦的），以用于沉积后续的层。CMP用于工艺层的平坦化，其中，将沉积的材料（例如导电材 料或绝缘材料）抛光以使晶片平坦化而用于后续的工艺步骤。
[0003] 在典型的CMP工艺中，晶片倒置安装于CMP工具中的载体上。通过力，将载体及晶 片朝着抛光垫向下推动。使载体及晶片在该CMP工具的抛光台上的旋转着的抛光垫上方旋 转。抛光组合物（也称作抛光浆料）通常在抛光过程期间加入到旋转着的晶片和旋转着的 抛光垫之间。该抛光组合物典型地含有与部分最上部晶片层相互作用或溶解部分最上部晶 片层的化学物质，以及以物理方式移除部分所述层的研磨材料。晶片及抛光垫可以相同方 向或相反方向旋转，对于正在进行的特定抛光过程，无论哪一种旋转方式均是合乎需要的。 该载体还可横跨抛光台上的抛光垫振荡。
[0004] 抛光垫典型具有大于15微米的初始表面粗糙度。在使用同一垫抛光多个基材的 过程中，垫表面的正常磨损导致垫表面粗糙度的改变。当垫的表面粗糙度改变，垫表面与待 抛光的基材之间的接触改变，从而会改变抛光速率。因此，抛光基材以达成所期望的表面性 质（例如平坦度）所需的时间在生产过程中有所差异。因而，基材之间的均一性会产生变 化。
[0005] 因此，本领域中需要改进的抛光垫。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种抛光垫，其包含含有抛光表面的抛光垫体，其中该抛光体包含孔 隙，且其中该抛光表面具有0. 1微米至10微米的表面粗糙度。
[0007] 本发明也提供一种抛光基材的方法，该方法包括：（i)提供待抛光的基材；（ii)将 该基材与前述抛光垫及抛光组合物接触；以及（iii)将该基材相对于该抛光垫移动，其间 有该抛光组合物，从而磨除该基材的至少一部分以抛光该基材。
【附图说明】
[0008] 图1是根据本发明实施方式的抛光垫表面的扫描电子显微镜图像。
[0009] 图2是根据本发明实施方式的抛光垫表面的扫描电子显微镜图像。
[0010] 图3是常规的抛光垫表面的扫描电子显微镜图像。
[0011] 图4是比较使用根据本发明实施方式的抛光垫与常规抛光垫进行抛光时，氧化硅 移除速率对抛光晶片数量的图表。
【具体实施方式】
[0012] 本发明提供一种抛光垫，其包含含有抛光表面的抛光垫体，其中该抛光垫体包含 孔隙，且其中该抛光表面具有〇. 1微米至10微米的表面粗糙度。
[0013] 该抛光垫体可为任何适合的外形尺寸。典型地，抛光垫体为圆形（如旋转抛光工 具中所使用）或是制成环状线形带（如线型抛光工具中所使用）。优选地，该抛光垫体为圆 形。
[0014] 该抛光垫体可包含任何适合的材料、基本上由任何适合的材料组成、或由任何适 合的材料组成。期望地，该抛光垫体包含聚合物树脂、基本上由聚合物树脂组成、或由聚合 物树脂组成。该聚合物树脂可为任何适合的聚合物树脂。典型地，该聚合物树脂选自热塑 性弹性体、热固性聚合物、聚氨酯（例如，热塑性聚氨酯）、聚烯烃（例如，热塑性聚烯烃）、 聚碳酸酯、聚乙烯醇、尼龙、弹性橡胶、弹性聚乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 酰亚胺、聚芳酰胺、聚亚芳基（polyarylene)、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、其 共聚物、及其混合物。优选地，该聚合物树脂为聚氨酯，更优选为热塑性聚氨酯。
[0015] 该抛光垫体包含孔隙。该孔隙的平均孔径可为2微米或以上、3微米或以上、4微 米或以上、5微米或以上、6微米或以上、7微米或以上、8微米或以上、9微米或以上、10微米 或以上、15微米或以上、20微米或以上、25微米或以上、30微米或以上、35微米或以上、40 微米或以上、45微米或以上、或是50微米或以上。可选择地，或除此之外，该孔隙的平均孔 径可为150微米或以下、125微米或以下、100微米或以下、90微米或以下、80微米或以下、 70微米或以下、60微米或以下、50微米或以下、45微米或以下、40微米或以下、35微米或以 下、30微米或以下、25微米或以下、20微米或以下、15微米或以下、或是10微米或以下。因 此，该孔隙的平均孔径可由前述平均孔径的任意两个端点所限制。例如，该孔隙的平均孔径 可为2微米至150微米、3微米至125微米、4微米至100微米、5微米至90微米、5微米至 80微米、5微米至70微米、5微米至60微米、5微米至50微米、5微米至45微米、5微米至 40微米、5微米至35微米、5微米至30微米、5微米至25微米、5微米至20微米、5微米至 15微米、5微米至10微米、10微米至50微米、10微米至45微米、10微米至40微米、10微 米至35微米、10微米至30微米、10微米至25微米、或10微米至20微米。
[0016] 该抛光表面的表面粗糙度可为0. 1微米或以上、0. 2微米或以上、0. 3微米或以上、 0. 4微米或以上、0. 5微米或以上、0. 6微米或以上、0. 7微米或以上、0. 8微米或以上、0. 9微 米或以上、或是1微米或以上。可选择地，或除此之外，该抛光表面的表面粗糙度可为4微 米或以下、3. 8微米或以下、3. 6微米或以下、3. 5微米或以下、3. 4微米或以下、3. 2微米或以 下、3微米或以下、2. 8微米或以下、2. 6微米或以下、2. 5微米或以下、2. 4微米或以下、2. 2 微米或以下、2微米或以下、1. 8微米或以下、或是1. 6微米或以下。因此，该抛光表面的表 面粗糙度可由前述表面粗糙度的任意两个端点所限制。
[0017] 例如，该抛光表面的表面粗糙度可为0. 1微米至4微米、0. 1微米至3. 8微米、0. 1 微米至3. 6微米、0. 1微米至3. 4微米、0. 1微米至3. 2微米、0. 1微米至3微米、0. 1微米至 2. 8微米、0. 1微米至2. 6微米、0. 1微米至2. 4微米、0. 1微米至2. 2微米、0. 1微米至2微 米、0. 1微米至1. 8微米、0. 1微米至1. 6微米、0. 5微米至4微米、0. 5微米至3. 5微米、0. 5 微米至3微米、0. 5微米至2. 5微米、0. 5微米至2微米、1微米至4微米、1微米至3. 6微米、 1微米至3微米、1微米至2. 5微米、或1微米至2微米。
[0018] 表面粗糙度可表示为在抛光表面上数个区域所测定的平均粗糙度。测定抛光表面 或其中一区域的表面粗糙度的适合方法的非限制性实例如ISOl3565。
[0019] 抛光垫体可使用任何适合的技术制造，其中有许多为本领域技术人员所知。例如， 抛光垫可由例如铸造及挤出的方法形成。聚合物树脂可为热塑性材料，其被加热至可流动 的温度，然后经铸造或挤出形成所需的形状。聚合物树脂可由其自然构造而提供孔隙结构。 在其他实施方式中，孔隙结构可由多种本领域技术人员所知的制造技术引入（例如发泡、 鼓泡等）。提供包含闭孔孔隙的孔隙结构的代表性方法包括发泡处理，例如微发泡工艺、相 转变工艺、旋节线或双模分解工艺（spinodal or bimodal decomposition process)、或是 加压气体喷射工艺，这些方法都是本领域所公知的。提供包含开孔孔隙的孔隙结构的代表 性方法包括烧结热塑性聚合物（如聚氨酯）的颗粒，以提供开孔的孔隙结构。
[0020] 抛光表面可使用任何适合的方法制造。在一实施方式中，抛光表面通过切削该抛 光垫体而制造。
[0021] 该抛光垫体在30°C下的弹性储能模量（storage modulus of elasticity)可为 5MPa (百万帕）或以上、IOMPa或以上、20MPa或以上、30