化学机械抛光垫及其制备

本发明总体上涉及先进半导体装置的化学机械抛光(CMP)领域。更具体地，本发明涉及一种CMP垫，以及制备该CMP垫的方法。

在集成电路以及其他电子装置的制造中，将多层导电材料、半导电材料以及介电材料沉积在半导体晶片的表面上或从半导体晶片的表面上去除。可以通过多种沉积技术来沉积导电材料、半导电材料以及介电材料的薄层。在现代加工中常见的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)、以及电化学电镀(ECP)。

随着材料层被依次地沉积和去除，晶片的最上表面变成非平面的。因为后续的半导体加工(例如，金属化)要求晶片具有平坦的表面，所以需要对晶片进行平坦化。平坦化可用于去除不希望的表面形貌和表面缺陷，诸如粗糙表面、附聚的材料、晶格损伤、划痕、以及被污染的层或材料。

化学机械平坦化、或化学机械抛光(CMP)是用于将衬底(诸如半导体晶片)平坦化的常见技术。在常规的CMP中，晶片被安装在托架组件上并且被定位成与CMP设备中的抛光垫接触。托架组件向晶片提供可控的压力，从而将晶片压靠在抛光垫上。该垫通过外部驱动力相对于晶片移动(例如，旋转)。与此同时，在晶片与抛光垫之间提供化学组合物(“浆料”)或其他抛光液。因此，通过垫表面和浆料的化学和机械作用将晶片表面抛光并且使其成为平面。

在抛光垫的制备中已经采用了各种各样的组合物和方法。

美国专利号6,036,579和6,210,254公开了具有一种或多种光刻诱导的表面图案的聚合物抛光垫。光刻使得能够产生用常规机加工技术不可能实现的有用表面图案，并且使得能够使用其他太软而无法通过常规机加工技术进行图案化的垫材料。

美国专利号7,329,170公开了具有通过光刻法产生的抛光层的抛光垫的生产方法。该方法包括由至少含有引发剂和待用能量射线固化的能量射线反应性化合物的固化组合物形成片材模制品；将片材模制品暴露于能量射线以诱导其改性，从而改变片材模制品在溶剂中的溶解度；以及将用能量射线照射之后的片材模制品显影，以用溶剂部分去除固化组合物，从而在表面上形成凹凸图案。

美国专利申请公开号20050107007公开了一种抛光垫，其包含非织造织物作为基础基质和填充非织造织物之间的空隙的无孔光固化树脂。光固化树脂组合物含有至少一个选自由以下组成的组的成员：亲水性光聚合聚合物或低聚物，和/或亲水性光聚合单体。

美国专利号9,067,299、10,029,405、9,457,520和9,744,724公开了制造抛光垫的抛光层的方法，这些方法包括用3D打印机连续沉积多个层，多个抛光层的每个层是通过从喷嘴喷出垫材料前体并使垫材料前体凝固以形成固化的垫材料来沉积的。

美国专利号5,965,460公开了由聚氨酯光聚合物构成的抛光垫。该聚氨酯光聚合物是通过使聚氨酯预聚物与丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯反应而形成的。聚氨酯预聚物是选自由聚酯、聚醚、聚丁二烯及其混合物组成的组的反应物与二异氰酸酯的反应产物。

美国专利号8,512,427公开了一种包括丙烯酸酯聚氨酯抛光层的化学机械抛光垫，其中该抛光层展现出65至500MPa的拉伸模量；50％至250％的断裂伸长率；25至200MPa的储能模量；25至75的肖氏D硬度；以及1至10μm/min的湿切率。

存在对于具有较高的CMP平坦化性能以及生产率的改进的化学机械抛光垫的需要。本发明通过提供具有抛光层的CMP垫来满足这种需求，该抛光层含有通过挤出并且随后UV固化可光聚合组合物而形成的挤出片材以改进抛光性能，该可光聚合组合物包含嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯、光引发剂、以及任选地油和/或染料。

发明内容

一个实施例提供了一种化学机械(CMP)抛光垫，该抛光垫适用于抛光半导体衬底、光学衬底和磁性衬底中的至少一种，该抛光垫具有抛光层和任选的子垫，该抛光层包括挤出片材，该挤出片材包含含有嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯和光引发剂的可光聚合组合物，其中所述嵌段共聚物以基于该挤出片材的总重量大于50wt％的量存在，并且其中在通过光化辐射进行固化后，该挤出片材具有在40至70范围内的肖氏D硬度。

另一个实施例提供了可光聚合组合物进一步包含油。

另一个实施例提供了嵌段共聚物是三嵌段共聚物。

另一个实施例提供了三嵌段共聚物是苯乙烯嵌段共聚物或聚氨酯嵌段共聚物。

另一个实施例提供了苯乙烯嵌段共聚物是一个或多个选自由以下组成的组的成员：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物、及其混合物。

另一个实施例提供了嵌段共聚物以大于65％的量存在。

另一个实施例提供了丙烯酸酯是一个或多个选自由以下组成的组的成员：1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、及其混合物。

另一个实施例提供了挤出片材具有在45至65范围内的肖氏D硬度。

另一个实施例提供了挤出片材具有在45至55范围内的肖氏D硬度。

另一个实施例提供了可光聚合组合物不含任何有机溶剂。

另一个实施例提供了可光聚合组合物进一步包含增塑剂。

另一个实施例提供了一种用于制造挤出片材的方法，该挤出片材待用作适用于抛光半导体衬底、光学衬底和磁性衬底中的至少一种的化学机械抛光垫中的抛光层，该方法包括：

(a)在挤出机中混配包含嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯和光引发剂的可光聚合组合物；

(b)将步骤(a)的混配混合物经片材模具挤出到支撑体上；

(c)使步骤(b)的产物通过多个压延辊；以及

(d)将步骤(c)的产物暴露于光化辐射；

其中所述嵌段共聚物以基于挤出片材的总重量大于50wt％的量存在，并且其中在步骤(d)中UV固化之后，抛光层具有在40至70范围内的肖氏D硬度。

另一个实施例提供了该方法进一步包括在步骤(c)与步骤(d)之间的压花步骤，以在步骤(c)的产物上形成图案。

又另一个实施例提供了挤出机是双螺杆挤出机。

本领域普通技术人员通过阅读以下具体实施方式将更容易地理解本发明的实施例的这些和其他特征和优点。为清楚起见，作为单独实施例在上文和下文描述的所公开的实施例的某些特征也可以在单个实施例中以组合的方式提供。相反，在单个实施例的背景下描述的所公开的实施例的不同特征也可单独提供或以任何子组合的方式提供。

具体实施方式

除非另外说明或定义，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有本公开所属领域普通技术人员通常所理解的含义。

除非另外说明，否则所有的百分比、份数、比率等都是按重量计。

当量、浓度、或者其他值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值给出时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论范围是否被单独公开。当本文列举数值范围时，除非另外说明，否则该范围旨在包括其端点，以及该范围内的所有整数和分数。

除非另外指明，否则温度和压力条件是环境温度和标准压力。所有列举的范围是包括端值的和可组合的。

除非另外指明，否则任何含有括号的术语可替代地是指如同不存在括号一样的整个术语以及没有括号的术语、以及每一可选择项的组合。

如本文所使用的，术语“ASTM”是指宾夕法尼亚州西康舍霍肯的ASTM国际组织(ASTM International,West Conshohocken,PA)的出版物。

如本文使用的，除非另外指明，否则术语“分子量”或“平均分子量”意指给定材料的如由其制造商所报告的化学式量。平均分子量是指针对给定材料中的分子分布所报告的分子量，例如聚合物分布。

如本文使用的，术语“半导体晶片”旨在涵盖半导体衬底(如未图案化的半导体或具有图案的半导体)、半导体装置、用于各种互连水平的各种封装物(包括单芯片晶片或多芯片晶片)、用于发光二极管(LED)的衬底、或其他需要焊接连接的组件。

如本文使用的，术语“半导体衬底”被定义为意指任何包含半导体材料的构造。半导体衬底包括半导体装置和具有一个或多个半导体层或结构的任何衬底，这些半导体层或结构包括半导体装置的有源或可操作部分。

如文本使用的，术语“半导体装置”是指半导体衬底，在其上已经制造或正在制造至少一种微电子装置。

如本文使用的，术语“肖氏D硬度”和“肖氏A硬度”是如根据ASTM D2240-15(2015)“Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness[橡胶特性的标准测试方法—硬度计硬度]”在给定时间段后测量的给定材料的硬度值。在分别配备有D或A探针的雷克斯混合硬度测试仪(Rex Hybrid hardness tester)(雷克斯仪表公司，伊利诺伊州布法罗格罗夫(Rex Gauge Company,Inc.,Buffalo Grove,IL))上测量硬度。对于每次硬度测量，将四个样品堆叠并打乱；并且在测试并使用ASTM D2240-15(2015)中概述的方法改进硬度测试的可重复性之前，通过将所测试的每个样品在23℃下在50％相对湿度中放置五天来对其进行调节。

如本文使用的，术语“辐射”、“照射”或“光化辐射”意指典型地在光引发剂的存在下引起具有烯键式不饱和双键(如丙烯酸或甲基丙烯酸双键)的单体和/或低聚物聚合的辐射。光化辐射可以包括紫外线辐射、可见光和e-beam辐射。光化辐射源可以是自然太阳光或人工辐射源。紫外线辐射作为光化辐射的实例包括但不限于：UV-A辐射，其落入从320纳米(nm)至400nm的波长范围内；UV-B辐射，其是具有的波长落入从280nm至320nm范围内的辐射；UV-C辐射，其是具有的波长落入从100nm至280nm范围内的辐射；以及UV-V辐射，其是具有的波长落入从400nm至800nm范围内的辐射。

术语“光引发剂”是暴露于辐射时促进聚合反应并且分解成自由基的化合物。光引发剂涵盖一种或多种化合物，其单独地或一起促进聚合反应。

除非另外指明，否则上述化学品从奥德里奇公司，威斯康星州密尔沃基(Aldrich,Milwaukee,WI)或其他类似实验室化学品供应商处获得。

此外，除非上下文具体地另外说明，否则对单数的提及也可包括复数(例如，“一个/种”可指一个/种，或一个/种或多个/种)。

本发明提供的化学机械抛光垫中的抛光层包括挤出片材。挤出片材包含含有嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯和光引发剂的组合物。嵌段共聚物以基于挤出片材的总重量大于50wt％、更优选60wt％、并且最优选65wt％的量存在。UV固化后，挤出片材具有如根据ASTM D2240测量的在40至70、更优选45至65、并且最优选45至55范围内的肖氏D硬度。

优选地，嵌段共聚物是苯乙烯嵌段共聚物或聚氨酯嵌段共聚物。优选地，苯乙烯嵌段共聚物是一个或多个选自由以下组成的组的成员：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物、及其混合物。更优选地，苯乙烯嵌段共聚物是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物。最优选地，苯乙烯嵌段共聚物是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物。

优选地，可UV固化丙烯酸酯是一个或多个选自由以下组成的组的成员：1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、及其混合物。合适的可UV固化丙烯酸酯包括但不限于1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、烷氧基化环己烷二甲醇二丙烯酸酯、烷氧基化己二醇二丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸月桂酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、烷氧基化苯酚丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸四氢呋喃酯、芳香族二甲基丙烯酸酯单体、己内酯丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、己二酸二丁氧基乙氧基乙酯、丙烯酸二丁氧基乙氧基乙酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化甲基丙烯酸羟乙酯、乙氧基化壬基酚丙烯酸酯、乙氧基化壬基酚甲基丙烯酸酯、乙氧基化壬基酚甲基丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、丙氧基化甲基丙烯酸烯丙酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸硬脂酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙烯酸十三烷基酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

优选地，使用至少一种光引发剂，并且其以基于挤出片材的总重量从约0.1wt％至约15wt％的量存在。一种或多种光引发剂可以在以下值任意两个之间并且任选地包括以下值中的任意两个：基于挤出片材的总重量0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、3、5、7、9、11、13和15wt％。更优选地，一种或多种光引发剂以基于挤出片材的总重量从约1至约5wt％的量存在。在大多数实施例中，光引发剂对可见光或紫外线辐射敏感。

如本领域技术人员已知的，许多光引发剂可以适用于本文所述的本发明中。光引发剂包括但不限于：醌；菲醌；多核醌；二苯甲酮；苯偶姻醚，例如像苯偶姻甲醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻异丁醚；酮，例如像芳基酮、氧基磺酰基酮、磺酰基酮、氨基酮；苯丙酮；苯乙酮，如羟基烷基苯基苯乙酮、二烷氧基苯乙酮、和2,2-二乙氧基苯乙酮；α卤素苯乙酮；1-羟基环己基苯基甲酮；噻吩基吗啉代酮；噻吨酮；苯基乙醛酸甲酯；乙基苯基聚氧基化物；酰基氧化膦；烷氧基苯基取代的氧化膦，例如像双(2,4,6,-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-氧化膦；过氧化物；二咪唑；苯甲酰肟酯；硼酸盐；以及米蚩酮。

取决于挤出片材的所希望的最终特性，可光聚合组合物可含有其他添加剂。挤出片材组合物的附加添加剂包括光敏剂、增塑剂、流变改性剂、热聚合抑制剂、着色剂、加工助剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、染料和填料。

取决于所希望的抛光垫的类型，挤出片材的厚度可以在宽范围内变化。优选地，挤出片材具有的平均厚度为20至150密耳；更优选30至125密耳；最优选40至120密耳。

方法

制备待用作化学机械抛光垫中的抛光层的挤出片材的方法包括以下步骤：

(a)在挤出机中混配包含嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯和光引发剂的可光聚合组合物；

(b)将步骤(a)的混配混合物经片材模具挤出到支撑体上；

(c)使步骤(b)的产物通过多个压延辊；以及

(d)将步骤(c)的产物暴露于光化辐射；

其中所述嵌段共聚物以基于抛光层的总重量大于50wt％的量存在，并且其中在步骤(d)中UV固化之后，挤出片材具有在40至70范围内的肖氏D硬度。

在步骤(a)中，包含嵌段共聚物、可UV固化丙烯酸酯和光引发剂的可光聚合组合物在挤出机中混配。优选地，挤出机是双螺杆挤出机、单螺杆混炼机、或行星辊式挤出机。优选地，组合物在不存在任何有机溶剂的情况下混配。

在步骤(b)中，将步骤(a)的混配混合物经片材模具挤出到支撑体上。典型地，支撑体是聚合物膜，如聚酯(PET)膜。更典型地，支撑体是热塑性片材。

在步骤(c)中，使步骤(b)的产物通过多个压延辊，以在支撑体上形成平坦的可光固化层。任选地，对该层进行压花以在表面形成图案。

典型地，当需要在可光固化层的表面上形成图案时，使用热压花。热压花是常见的图形艺术技术，用于在衬底上赋予凸起的表面。其通常用于对纸、箔和塑料膜进行压花。它能够达到亚微米分辨率，并且通常用于复制表面全息图。

热压花首先使用母版图像，该母版图像具有与最终产品中的所希望的图案相匹配的凸起图案。此母版可以是扁平的或球形的，后者用于高速卷对卷应用。这些母版可以是具有凸起表面的任何物件。一种常见的制作母版的方法涉及机械或激光蚀刻法。这些母版还可以通过光刻工艺制作，就像通常在全息图中所做的那样。

在步骤(d)中，将步骤(c)的产物暴露于光化辐射以固化可光固化层中的可光聚合组合物。

在一些实施例中，固化是通过将可光固化层暴露于光化辐射来实现的，在大多数实施例中，光化辐射是紫外线辐射。光化辐射的实例包括但不限于：UV-A辐射，其落入从320纳米(nm)至400nm的波长范围内；UV-B辐射，其是具有的波长落入从280nm至320nm范围内的辐射；UV-C辐射，其是具有的波长落入从100nm至280nm范围内的辐射；以及UV-V辐射，其是具有的波长落入从400nm至800nm范围内的辐射。辐射的其他实例可以包括电子束，也称为e-beam。许多人工辐射源发射含有波长短于320nm的UV辐射的辐射光谱。波长短于320nm的光化辐射会发出高能量并且可能对皮肤和眼睛造成损害。具有较长波长的辐射(如UV-A或UV-V)发出较低的能量并且被认为比具有较短波长的辐射(如UV-C或UV-B)更安全。在一些实施例中，光化辐射是在300与400nm之间的紫外线辐射。在一些其他实施例中，光化辐射是在200与450nm之间的紫外线辐射。

光化辐射暴露时间可以从几秒至几十分钟不等，这取决于辐射的强度和光谱能量分布、其与可光固化层的距离以及可光固化组合物的性质和量(例如层的厚度)。在一个实施例中，可固化组合物的层被暴露于光化辐射从约0.5至约20分钟，并且在另一个实施例中暴露了从约0.5至10分钟。暴露温度优选是环境温度或稍微较高的温度，即约20°至约35℃。暴露足够的持续时间和能量，以使层的暴露区域向下交联至支撑衬底上。在一些实施例中，将层完全固化所需的总辐射暴露能(有时也称为通量或能量密度)为从约1000至约30000毫焦耳/平方厘米，并且在其他实施例中，为从约1500至约20000毫焦耳/平方厘米。

合适的可见光源和UV源的实例包括碳弧、汞蒸气弧、荧光灯、电子闪光单元、电子束单元、激光器、LED和照相泛光灯。在一个实施例中，合适的UV辐射源是一个或多个汞蒸气灯。在一些实施例中，汞蒸气灯可以在离可固化组合物的层约1.5至约60英寸(约3.8至约153cm)的距离处使用，并且在其他实施例中，在离可固化组合物的层约1.5至约15英寸(约3.8至约38.1cm)的距离处使用。

优选地，抛光层的抛光表面被适配成通过赋予抛光表面宏观纹理来抛光衬底。更优选地，抛光表面被适配成通过赋予抛光表面宏观纹理来抛光衬底，其中该宏观纹理选自孔眼和凹槽中的至少一种。孔眼可以从抛光表面部分延伸或一直延伸穿过抛光层的厚度。优选地，凹槽被布置在抛光表面上，使得在抛光期间当化学机械抛光垫旋转时，至少一个凹槽在被抛光的衬底的表面上扫过。优选地，抛光表面具有包括至少一种选自由以下组成的组的凹槽的宏观纹理：弯曲凹槽、线性凹槽、及其组合。

优选地，抛光表面被适配成通过赋予抛光表面宏观纹理来抛光衬底，其中该宏观纹理包括在抛光层中形成的抛光表面处的凹槽图案。优选地，凹槽图案包括多个凹槽。更优选地，凹槽图案选自凹槽设计。优选地，凹槽设计选自由以下组成的组：同心凹槽(其可以是圆形或螺旋形)，弯曲凹槽，网状凹槽(例如，布置为在垫表面上的X-Y网格)，其他规则的设计(例如，六边形、三角形)，轮胎胎面类型图案，不规则的设计(例如，分形图案)，及其组合。更优选地，凹槽设计选自由以下组成的组：随机凹槽、同心凹槽、螺旋凹槽、网状凹槽、X-Y网格凹槽、六边形凹槽、三角形凹槽、分形凹槽、及其组合。最优选地，抛光表面具有在其中形成的螺旋凹槽图案。凹槽轮廓优选地选自具有直侧壁的矩形，或凹槽截面可以是“V”型、“U”型、锯齿形、以及其组合。

优选地，本发明的化学机械抛光垫的抛光层具有的平均厚度为20至150密耳；更优选30至125密耳；最优选40至120密耳。

优选地，本发明的化学机械抛光垫的抛光层可以以多孔和无孔(即，未填充)构造提供。优选地，抛光层具有如根据ASTM D1622测量的≥0.6g/cm

优选地，抛光层具有如根据ASTM D412测量的100％至500％(更优选150％至450％；最优选200％至400％)的断裂伸长率。

优选地，抛光层具有如根据ASTM D1708-10测量的10至50MPa(更优选15至40MPa；最优选20至30MPa)的韧性。

优选地，抛光层具有如根据ASTM D1708-10测量的5至35MPa(更优选7.5至20MPa；最优选10至15MPa)的拉伸强度。

优选地，本发明提供的化学机械抛光垫被适配成与抛光机的压板连接。更优选地，本发明提供的化学机械抛光垫被适配成固定在抛光机的压板上。最优选地，本发明提供的化学机械抛光垫被设计成使用压敏粘合剂和真空中的至少一种固定到压板上。优选地，本发明提供的化学机械抛光垫进一步包含压板粘合剂，其中该压板粘合剂设置在化学机械抛光垫的与抛光表面相反的一侧。

优选地，本发明提供的化学机械抛光垫进一步包括至少一个与抛光层连接的附加层。优选地，本发明提供的化学机械抛光垫进一步包括粘附至抛光层的可压缩基层。可压缩基层优选地改进抛光层与被抛光的衬底的表面的适形性。优选地，将可压缩基层通过插在可压缩基层与抛光层之间的叠层粘合剂粘附到抛光层上。优选地，叠层粘合剂选自由以下组成的组：压敏粘合剂、热熔性粘合剂、触压粘合剂、及其组合。更优选地，叠层粘合剂选自由以下组成的组：压敏粘合剂和热熔性粘合剂。最优选地，叠层粘合剂是反应性热熔性粘合剂。

衬底抛光操作中的重要步骤是确定工艺的终点。用于终点检测的一种通用的原位方法涉及提供具有窗口的抛光垫，所述窗口对于选定波长的光是透明的。在抛光期间，将光束通过窗口引导至晶片表面，在该晶片表面上，该光束反射并且穿过所述窗口回到检测器(例如，分光光度计)。基于返回的信号，可以确定衬底表面的特性(例如，其上的膜厚度)，用以终点检测目的。为了有助于此类基于光的终点方法，本发明的方法中提供的化学机械抛光垫任选地进一步包括终点检测窗口。优选地，终点检测窗口选自并入抛光层中的集成窗口；以及并入所提供的化学机械抛光垫中的插入式终点检测窗口块。

以下实例说明本发明，但本发明不限于此。

实例

使用Werner Pfleiderer的40mm、12个机筒的双螺杆挤出机制造本发明的实例。将所有材料成分计量加入到双螺杆挤出机中，混合，脱气并泵送至片材模具中，并且然后从两个压延辊之间穿过，在此处它们与两片PET膜配合。将这些PET膜中的一片用硅酮脱模剂处理，使得盖片可以在使用前去除。两个实例的材料组成在下表1中示出。

表1

嵌段共聚物的实例包括来自科腾公司(Kraton Corporation)的Kraton D1162和来自英力士苯领美国有限责任公司(INEOS Styrolution America LLC)的Styrolux 684D。将来自沙多玛公司(Sartomer)的己二醇二丙烯酸酯用作可UV固化丙烯酸酯。将来自巴斯夫公司(BASF)的苯偶酰二甲基缩酮(BDK)用作光引发剂。

双螺杆挤出机以300rpm旋转。将双螺杆挤出机的第一机筒设置在50℃以避免嵌段共聚物的过早熔融。将其他11个机筒按降序设置为从180℃至约100℃。将片材模具设置在130℃至140℃之间，并且将压延辊设置为约90℃。

挤出后，将片材样品放置在

如下表2所示，UV固化的挤出片材具有接近1.0的密度和接近50的硬度(在2秒下测量的肖氏D)。

表2

抛光评估

使用UV固化的PP-1和PP-2片材的抛光层来构造CMP抛光垫，用于抛光晶片衬底上的钨膜。对这些抛光层进行机加工凹槽化，以在抛光表面中提供凹槽图案，该凹槽图案包括多个具有以下尺寸的同心圆凹槽：0.76mm(30密耳)深、0.51mm(20密耳)宽、且间距为1.78mm(70密耳)的K7凹槽，以及额外的32个0.76mm(30密耳)深且0.76mm(30密耳)宽的径向凹槽。

然后使用反应性热熔体将抛光层层压到从罗门哈斯电子材料CMP公司(Rohm andHaas Electronic Materials CMP Inc.)可获得的SUBA IV子垫层上。使用双面压敏粘合剂膜将所得垫安装到抛光压板上。成品垫具有的直径为775mm(30.5”)。将VP6000，来自罗门哈斯公司的商业抛光垫也精加工成具有相同的凹槽图案和子垫构造，以用作对照垫。

使用CMP抛光机(来自应用材料公司，加利福尼亚州圣克拉拉市(AppliedMaterials,Santa Clara,CA)的

使用钨散装浆料(NOVAPLANE

在抛光前，使用修整盘LPX-W(Saesol Diamond有限公司，韩国京畿道(SaesolDiamond Ind.Co.,Ltd,Gyeonggi-do,Korea))进行CMP抛光垫磨合和修整。将每个新垫在9lbf(40N)的下压力下磨合30min。在抛光过程中，在晶片抛光之间使用7.5lbf(33N)的24s非原位修整。抛光十个假晶片之后抛光三个晶片，对其确定抛光去除速率。

去除速率(RR)是通过使用ASET F5X计量工具(科磊公司，加利福尼亚州米尔皮塔斯市(KLA-Tencor,Milpitas,CA))运行65点螺旋扫描在3mm边缘去除下(针对TEOS膜)，以及使用RS200计量工具(科磊公司，加利福尼亚州米尔皮塔斯市)运行65点直径扫描在5mm边缘去除下(针对W膜)测量抛光之前和之后的膜厚度来确定的。

对W和四乙氧基硅烷(TEOS)氧化物抛光在100ml/min和200ml/min浆料流速下的RR结果分别汇总在下表3和4中。本发明的两种垫都示出良好的W RR的可调性和W/TEOS RR选择性。

表3

表4

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