[发明专利]抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光垫(polishing pad)。更特别地，其涉及这样一种抛光垫：该抛光垫具有由特定组成的聚氨酯或聚氨酯-脲所制成的抛光层，并且由于在极端的抛光条件下抛光层在高温下适宜地软化而能减轻由外来物质造成的对将被抛光的表面的损坏。该垫可以有利地用于半导体晶片等的表面抛光。

背景技术

化学机械抛光(CMP)作为一种能够形成极其平坦表面的抛光技术正吸引了许多的注意。通过让作为磨料的含水分散体的浆液从上流下到抛光垫的表面上同时将该垫抛光，并且使将被抛光的表面彼此滑动接触而进行CMP。我们建议抑制由温度变化引起的抛光垫的弹性模量的波动，从而抑制由表面抛光产生的摩擦热导致的抛光垫表面的温度提升所造成的抛光性能的波动(参见美国专利No.6,293,852和美国专利No.6,454,634)。然而，由于在极端的抛光条件，例如在高的抛光压力或者高旋转下，被抛光的表面容易被外来物质，例如抛光中所产生的粉末和浆液中所含的磨料细粒的聚集体，所刮擦，抛光垫的弹性模量太高，因此难以减轻外来物质给表面带来的损坏。

去除速率是极大影响CMP的生产率的因素之一。据说通过增加保存在抛光垫上的浆液的数量可以极大地提高去除速率。至今，已经通过使用含有微小细胞的聚氨酯泡沫作为用于CMP的抛光垫并且将空穴(在下文中将被称作“孔隙”)中的浆液对该树脂泡沫的表面保持敞开而进行抛光。

然而，难以自由地控制聚氨酯泡沫的发泡，并且还极其难以在泡沫的整个区域上均匀地控制孔隙的尺寸和密度。结果，这造成由聚氨酯泡沫所组成的抛光垫的质量、去除速率和加工状态的变化。

通过将可溶性产物分散于树脂中而获得的抛光垫被公知为通过容易地发泡而能够控制孔隙的抛光垫(JP-A 8-500622、JP-A 2000-33552、JP-A 2000-34416和JP-A 2001-334455)(在此使用的术语“JP-A”是指“未审的已公开的日本专利申请”)。在这些当中，JP-A 8-500622和JP-A 2000-33552提出了含有可溶性产物的抛光垫的效果。然而，当这些抛光垫被实际使用时，没有对基质作出研究。

在JP-A 2000-34416和JP-A 2001-334455中，注意到了对抛光垫的组成材料和稳定的抛光以及提高去除速率的研究。然而，实际的抛光工作需要更稳定的抛光以及进一步提高浆液的保持性和去除速率。

还有必要进一步提高抛光物体的平面性(planarity)。

发明内容

鉴于以上情况作了本发明。因此本发明的目的是提供这样一种抛光垫，其在由外来物质给抛光表面带来的损坏成为一个问题的极端抛光条件下由于抛光层的弹性模量在温度升高时会适宜地降低而极少地造成刮擦，具有优良的抛光稳定性、浆液保持性和高的去除速率，并且将被抛光的物体的平面性优良。

本发明的其他目的和优点将从以下描述中变得显而易见。

根据本发明，首先，通过一种具有由聚氨酯或聚氨酯-脲制成的抛光层的抛光垫实现了本发明的以上目的和优点，其中

聚氨酯或聚氨酯-脲是异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物A和链增长剂B的混合物的固化反应产物，该链增长剂在分子中具有两个或更多个能与异氰酸酯基团反应的含有活性氢的基团，并且满足以下条件“a”和“b”：

a.该链增长剂由50-100wt％的数均分子量为300或更小的链增长剂和50-0wt％的数均分子量高于300的链增长剂所组成，或者

b.该链增长剂由20-100wt％的在分子中具有三个或更多个含有活性氢的基团的链增长剂和80-0wt％的在分子中具有两个含有活性氢的基团的链增长剂所组成；并且

该抛光垫在30℃的储存弹性模量(storage elastic modulus)与在60℃的储存弹性模量的比为2-15，并且该抛光垫在30℃的储存弹性模量与在90℃的储存弹性模量的比为4-20。

根据本发明，其次，通过一种具有含有分散于由聚氨酯或聚氨酯-脲制成的聚合物基质中的水溶性颗粒的抛光层的抛光垫实现本发明以上目的和优点。

优选实施方案的详细描述

在下文中将详细描述本发明。