[发明专利]研磨垫与其应用及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于化学机械研磨的研磨垫。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是为使用一研磨垫以平坦化衬底表面的程序。CMP一般应用于研磨透镜、镜子、液晶显示器的衬底、硅芯片和硅芯片上的氧化层和/或金属层。

以硅芯片作为实例，首先单晶硅的结晶块切片。通常磨光所述芯片使其变平以供随后进行化学蚀刻。在蚀刻过程之后需要一研磨制程。在研磨制程期间，研磨垫连同浆液一起与芯片表面上的硅原子进行化学反应，以使得经反应的表面比下伏硅柔软。此外，持续抹除经反应的表面，可使新鲜硅暴露于浆液和研磨垫。

第6,358,130号美国专利揭示一种与研磨液一起使用的常规研磨垫。所述常规研磨垫具有研磨层和穿过所述研磨层的开口中的窗口。所述研磨层和窗口的下表面由下伏的液体不可渗透层覆盖。所述常规研磨垫进一步包含处于所述液体不可渗透层上的粘合剂，所述粘合剂在研磨层和窗口与下垫层之间形成各自的接合密封。在所述常规研磨垫中，粘合剂和液体不可渗透层可防止粘合剂与研磨层、窗口及液体不可渗透层中每一者之间的界面变湿。其优点在于，不间断的液体不可渗透层避免由于以下原因而产生泄漏路径的趋向：由于在日常处理期间弯曲；由于在使用所述研磨垫期间施加研磨压力；或由于粘合剂中的小孔隙或间隙。另一优点在于接合密封可减少使粘合剂与研磨层、窗口和液体不可渗透层中每一者之间界面中由研磨液引起的变湿。

因为常规研磨垫的下垫层通常包含纤维，所以下垫层的内含物未均匀分布。并且，因为常规研磨垫的研磨层通常包含弹性体，所以研磨层的内含物也未均匀分布而可容易观测到下垫层和研磨垫的厚度变化。此外，下垫层和研磨垫的表面是不平坦的，且通常粗糙并起伏。此类特征使得下垫层或研磨垫难以紧密且完全附着到所述液体不可渗透层。在下垫层和研磨层与液体不可渗透层之间的界面中容易观测到气泡和空白空间(如图1所示)。因而，浆液容易经由所述气泡和空白空间而渗透到下垫层和研磨层与液体不可渗透层之间的界面中，因而缩短了常规研磨垫的使用寿命，并同时降低了化学机械研磨的效果和效率。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种研磨垫，所述研磨垫包含一缓冲片、一研磨片和用于将所述缓冲片粘合到所述研磨片的粘合剂。所述缓冲片包含纤维。所述研磨片包含第一弹性体。所述粘合剂包含第二弹性体。

本发明的另一目的在于提供一种研磨衬底的方法，所述方法包含使用上述研磨垫来研磨一衬底表面。

本发明的又一目的在于提供一种用于制造上述研磨垫的方法，所述方法包含以下步骤：

(a)提供缓冲片和研磨片；

(b)在缓冲片或研磨片的表面上施加第二弹性体；以及

(c)将缓冲片粘合到研磨片。

附图说明

图1说明常规研磨垫在透射电子显微镜下的视图。

图2说明根据本发明的研磨垫在透射电子显微镜下的视图。

具体实施方式

本发明提供一种研磨垫，其包含一缓冲片、一研磨片和用于将所述缓冲片粘合到所述研磨片的粘合剂。所述缓冲片包含纤维。所述研磨片包含第一弹性体。所述粘合剂包含第二弹性体。

根据本发明，任何包含纤维的缓冲片均可应用于本发明中。缓冲片优选地包含不织布，且更优选地，缓冲片包含成卷之不织布，其可以连续卷方式使用所述成卷不织布，与包含模制或铸造的生产单个研磨垫的常规方法相比，所述成卷方式改进了批次均匀性。

本文中使用之“不织布”乙词指的是具方向性或随机定向纤维的制造片、网或毡，其由摩擦力和/或内聚力和/或粘合力接合，并不包括纸和并入有接结纱或丝的经编织、针织、簇生、缝编或由湿式碾磨进行粘结(无论是否经额外针缝)的产品。所述纤维可为天然或人造。其可为定长或连续的丝或可原位形成。取决于形成网的方法，不织布通常包含合成不织布、针刺不织布、熔喷不织布、纺粘不织布、干式成网不织布、湿式成网不织布、缝编不织布或水刺不织布。与织布相比，不织布具有较好的材料特性。

本文中使用之“纤维”乙词指的是单纤维或复合纤维，优选地指的是复合纤维。可根据待研磨的衬底来选择所述纤维，优选地，所述纤维由选自由以下各物组成的群组的至少一种材料制成：聚酰胺、对苯二胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈和其混合物。