[发明专利]抛光垫及抛光垫的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光垫，详细地说，涉及用于抛光半导体晶片、半导体元件、硅晶片、硬盘、玻璃基板、光学产品或者各种金属等的抛光垫及其制造方法。

背景技术

近年来，随着集成电路的高集成化及多层布线化，要求形成有集成电路的半导体晶片具有高精度的平坦性。

作为用于抛光半导体晶片的抛光法，已知的是化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)。CMP是一边滴下颗粒性浆料一边利用抛光垫来抛光被抛光基材表面的方法。

下述专利文献1至4公开了由高分子发泡体构成的用于CMP的抛光垫，该高分子发泡体是通过将双液硬化型聚氨酯(polyurethane)发泡成形而制成并具备独立气泡结构。此类抛光垫与后述的无纺布抛光垫相比刚性较强，因而用于要求高精度的平坦性的半导体晶片的抛光等比较理想。

由具备独立气泡结构的高分子发泡体构成的抛光垫，例如是通过将双液硬化型聚氨酯铸模发泡成形而制成。此类抛光垫因具有相对较高的刚性，所以在抛光时容易选择性地对被抛光基材的凸部施加负荷，结果导致抛光速率(抛光速度)变得相对较高。但是，如果抛光面上存在团聚的磨粒，由于负荷也会被选择性地施加到团聚的磨粒上，因此容易对抛光面造成划伤(划痕)。尤其，如非专利文献1中所记载的，在对具有易被划伤的铜布线的基材或者界面的粘结性较弱的低介电常数材料进行抛光时，划痕或界面剥离特别容易产生。而且，在铸模发泡成形时，由于难以使高分子弹性体均匀地发泡，被抛光基材的平坦性和抛光时的抛光速率易不稳定。进而，在具有独立孔的抛光垫中，磨粒或抛光屑会粘附于源于独立孔的空隙。这导致在长时间使用时，随着抛光的进行抛光速率会降低(此种特性也称作抛光稳定性)。

另一方面，作为其他类型的抛光垫，专利文献5至14公开了通过 使聚氨酯树脂含浸在无纺布中并使之湿式凝固而获得的无纺布抛光垫。无纺布抛光垫柔性优异。因此抑制了当在被抛光基材的抛光面上存在团聚的磨粒时，因抛光垫变形导致负荷选择性地施加在团聚的磨粒上。但是，无纺布抛光垫较柔软，因而抛光速率低。而且，抛光垫会迎合被抛光基材的表面形状而变形，因此无法获得较高的平坦化性能(使被抛光基材变得平坦的特性)。

关于此种无纺布抛光垫，近年来已知的有以获得更高的平坦化性能等为目的且使用由超细纤维束形成的无纺布而获得的无纺布抛光垫(例如，下述专利文献15至18)。具体而言，例如，专利文献15记载了基于由无纺布和高分子弹性体构成的片状物而形成的抛光垫，其中该无纺布是由将平均纤度为0.0001dtex至0.01dtex的聚酯超细纤维束络合而成，该高分子弹性体以该无纺布内部空间存在的聚氨酯为主成分。根据记载，基于此种抛光垫实现了比以往更高精度的抛光加工。

但是，专利文献15至18中所记载的抛光垫，由于使用了通过对纤度较小的短纤维的超细纤维进行针刺处理而获得的无纺布，所以表观密度低，空隙率也高。因此只能获得易弯曲且刚性低的抛光垫，从而易迎合表面形状而变形，这导致无法充分获得较高的平坦化性能。

专利文献1：日本专利申请公开公报特开2000-178374号

专利文献2：日本专利申请公开公报特开2000-248034号

专利文献3：日本专利申请公开公报特开2001-89548号

专利文献4：日本专利申请公开公报特开平11-322878号

专利文献5：日本专利申请公开公报特开2002-9026号

专利文献6：日本专利申请公开公报特开平11-99479号

专利文献7：日本专利申请公开公报特开2005-212055号

专利文献8：日本专利申请公开公报特开平3-234475号

专利文献9：日本专利申请公开公报特开平10-128674号

专利文献10：日本专利申请公开公报特开2004-311731号

专利文献11：日本专利申请公开公报特开平10-225864号

专利文献12：日本专利申请公开公报特表2005-518286号

专利文献13：日本专利申请公开公报特开2003-201676号

专利文献14：日本专利申请公开公报特开2005-334997号

专利文献15：日本专利申请公开公报特开2007-54910号

专利文献16：日本专利申请公开公报特开2003-170347号

专利文献17：日本专利申请公开公报特开2004-130395号