抛光垫制造技术

在非－抛光表面上包括凹入部分的抛光垫。该抛光垫可以防止物体的被抛光表面被擦伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于化学机械抛光的抛光垫。
技术介绍
CMP(化学机械抛光)，作为能够形成高平滑度表面的抛光技术，已经吸引了极大的关注。CMP是这样一种用于抛光的技术，其中将CMP浆液涂布在抛光垫的表面上，该CMP浆液是磨料颗粒的含水分散体，同时使抛光垫和被抛光的表面互相滑动地接触。众所周知，在这种CMP技术中，抛光效果极大地受抛光垫的特性影响。已经有人使用有孔的聚氨酯泡沫作为抛光垫，并将浆液保持在该树脂表面的开孔中来实施CMP。众所周知，通过在抛光垫的抛光侧面上形成沟槽能够提高去除速度和抛光效果(JP-A 1170463、JP-A 8-216029和JP-A 8-39423)(在此“JP-A”指“未经审查的公开的日本专利申请”)。然而，当使用聚氨酯泡沫作为抛光垫材料时，因为控制发泡极其困难，因此存在抛光垫的质量、去除速度和处理状态不均一这样的问题。特别是可能产生类似擦伤的表面缺陷(以下称为“擦伤”)，因此希望对此进行改进。有人提出将包含分散于基质树脂中的水溶性聚合物的抛光垫作为抛光垫，其能够形成孔，而不需泡沫(JP-A 8-500622、JP-A 2000-34416、JP-A 2000-33552和JP-A 2001-334455)。在这一技术中，通过在抛光过程中使分散在基质树脂中的水溶性聚合物与CMP浆液或者水接触并且溶于CMP浆液或者水中而形成了孔。虽然该技术具有能够任意地控制孔的分散状态的优点，但是在抛光期间或者在修整(dressing)之后，可能无法抑制孔的闭塞，因此可能无法获得令人满意的去除速度和良好的抛光物体的表面状态。因此需要有效的解决这些问题的方案。对于通常已知的抛光垫，提供的CMP浆液可能不会均匀地遍布抛光垫，因此去除速度和抛光的物体的表面状态可能不是令人满意的。对这些问题也需要解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于化学机械抛光的抛光垫，其解决了上述现有技术的问题并且能够完全防止被抛光的表面被擦伤。本专利技术的其他目的和优点根据以下说明将变得显而易见。根据本专利技术，本专利技术的上述目的和优点通过用于化学机械抛光的抛光垫而到达，该抛光垫具有抛光表面和非-抛光表面并且在非-抛光表面上具有凹入部分。本专利技术的专利技术人已经详细地研究了用通常已知的抛光垫进行抛光导致被抛光的表面被擦伤的机理，并且已经发现这是由在抛光垫的中心部分周围产生的过大压力所引起的。基于这一发现完成了本专利技术。上述凹入部分处于抛光垫的非-抛光表面上。该凹入部分用来分散在抛光的时候由抛光头施加到抛光垫上的压力，以避免局部的压力升高。对凹入部分的位置没有特别的限制，但是优选处于抛光垫的中心部分。措词“处于中心部分”不仅指凹入部分位于严格的数学意义上的中心，而且指抛光垫的非-抛光表面的中心位于上述凹入部分的范围内。凹入部分的开口不局限于特别的形状，但是优选为圆形的或者多边形的，并且特别地优选圆形的。当凹入部分的开口是圆形的时，其直径的上限为作为被抛光物体的薄片的直径的优选100％、更优选75％、尤其优选50％。当凹入部分的开口是圆形的时，其直径的下限为优选1mm、更优选5mm，与被抛光薄片的尺寸无关。当被抛光薄片的直径是例如300mm时，具有圆形开口的凹入部分的直径为优选1到300mm、更优选1到225mm、尤其优选5到150mm。当被抛光薄片的直径是200mm时，具有圆形开口的凹入部分的直径为优选1到200mm、更优选1到150mm、尤其优选5到100mm。凹入部分的深度为优选0.01到2.0mm、更优选0.1到1.5mm、尤其优选0.1到1.0mm。本专利技术的抛光垫可以任选地在抛光表面上具有沟槽或者其他具有任意形状的凹入部分。沟槽是例如同心圆形的、花格形的、螺旋的或者放射状的(radical)。至于其它凹入部分，可以在抛光表面上形成大量圆形的或者多边形的凹入部分。本专利技术的整个抛光垫不局限于特别的形状，而是可以是盘状的、多边形的等等。抛光垫的形状可以根据与本专利技术的抛光垫一起使用的抛光机来进行适当的选择。抛光垫不局限于特别的尺寸。在盘状的抛光垫情况下，其可以具有150到1,200mm、优选500到800mm的直径和1.0到5.0mm、优选1.5到3.0mm的厚度。本专利技术的抛光垫可以由任何材料制成，只要其具有上述凹入部分。例如，其可以由水不溶性的基质材料和分散在该水不溶性的基质材料中的水溶性的颗粒组成，或者由水不溶性的基质材料和分散在该基质材料中的孔组成。优选将有机材料用于形成上述水不溶性的基质材料，因为其易于模塑成预定形状并且能够获得具有适合的硬度和弹性的模塑的产品。有机材料的实例包括橡胶，可固化树脂例如可热固化树脂和可光致固化树脂，它们借助于外部能量例如热和光而被交联和固化，热塑性树脂和弹性体。它们可以单独使用或混合使用。上述橡胶包括丁二烯橡胶例如1，2-聚丁二烯；共轭二烯橡胶例如异戊二烯橡胶、丁苯橡胶和苯乙烯-异戊二烯橡胶；丁腈橡胶例如丙烯腈-丁二烯橡胶；丙烯酸橡胶；乙烯-α-烯烃橡胶例如乙丙橡胶和乙烯-丙烯二烯橡胶；和丁基橡胶、硅橡胶和氟橡胶。这些橡胶可以用硫或者有机过氧化物交联。上述可固化树脂包括聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯-脲树脂、尿素树脂、硅树酯、酚醛树脂和乙烯基酯树脂。上述热塑性树脂包括1，2-聚丁二烯树脂、聚烯烃树脂例如聚乙烯、聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸树脂例如(甲基)丙烯酸酯树脂、乙烯基酯树脂(排除丙烯酸树脂)、聚酯树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、聚碳酸酯树酯和聚缩醛树脂。除这些热塑性树脂外，可以用有机过氧化物进行化学交联或者用辐射例如电子束进行光学交联的树脂可以是交联的或非交联的。上述弹性体包括二烯烃弹性体例如1，2-聚丁二烯；聚烯烃弹性体(TPO)；热塑性弹性体例如苯乙烯类弹性体包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和其氢化嵌段共聚物(SEBS)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)和聚酰胺弹性体(TPAE)；硅氧烷树脂弹性体和氟树脂弹性体。这些弹性体可以是交联的或非交联的。上述有机材料可以用酸酐基团、羧基基团、羟基基团、环氧基团或者氨基基团改性。借助于改性可以调节与以下描述的水溶性颗粒和有机材料的浆液的相容性。这些有机材料可以单独使用或者以两种或多种的混合物形式使用。本专利技术的抛光垫优选由包含来自这些有机材料的交联聚合物的有机材料制成。当包含交联聚合物时，每个沟槽的内壁的表面粗糙度可以控制在20μm或以下，借此有助于改进被抛光表面的状况并且能够为水不溶性的基质材料提供弹性回复力。因此，由在抛光的时候施加到抛光垫上的剪切应力所引起的位移可以得到抑制。此外，这可以有效地防止在水不溶性的基质材料在抛光和修整时被过度拉伸时，由于水不溶性的基质材料的塑性变形而导致孔被填塞，和有效地防止抛光垫的表面过度地起毛。因此，在修整的时候还能有效地形成孔，可以防止在抛光的时候浆液的保持性降低，并且可以获得很少起毛的并且提供抛光平滑度的能力不受妨碍的抛光垫。在上述有机材料中，橡胶、可固化树脂、交联热塑性树脂和交联弹性体可以用作交联聚合物。此外，交联橡胶是尤其优选的，因为它们对包含在许多种浆液中的强酸或者强碱是稳定的并且很少由于水分吸收作用而被软化。在交联橡胶中，用有机过氧化物交联本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于化学机械抛光的抛光垫，其具有抛光表面和非－抛光表面，并且在非－抛光表面上具有凹入部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保坂幸生，志保浩司，长谷川亨，川桥信夫，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]