[发明专利]抛光层、抛光垫及制备方法

说明书

抛光层以及具有该抛光层的抛光垫、抛光层的制备方法，涉及化学机械平面化处理的抛光技术领域，包括以下步骤：制备A组分的双官能或多官能异氰酸酯的预聚体、B组分的中空微球体与C组分固化剂的多元混合物；浇注成型，将上述多元混合物浇注至模腔并流平凝胶化；加热固化，将承装有凝胶化的三元混合物的模具进行加热固化得到浇注体；降温至预定温度T时进行保温切片，切片时刀具相对于浇注体的水平切割速率V应满足：8cm/s≤V≤20cm/s。

技术领域

本发明涉及化学机械平面化处理的抛光技术领域，具体是一种化学机械抛光垫用的抛光层、抛光垫及制备方法。

背景技术

在集成电路和其他电子设备制造中，需要将沉积在半导体晶片或(晶圆，Wafer)表面的多层导电材料、半导体材料和介电材料去除。化学机械平面抛光或化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是目前用于工件表面抛光最常用的技术。CMP是将化学侵蚀和机械去除结合的技术，也是对半导体晶片之类平面化(平坦化，Planarization)最常用的技术。

目前，常规的CMP过程中，将抛光用的抛光垫安装在设备的支架组件上，同时设置抛光过程中与抛光垫接触的位置。晶片在抛光过程中被施加了可控压力，压向抛光垫，通过外驱力使抛光垫相对于晶片转动。转动过程中有持续性滴入的抛光液，从而通过抛光垫表面的机械作用以及抛光液的化学作用，对晶片表面进行平坦化。

美国专利US5578362号揭示了一种已知技术的抛光垫，该抛光垫包含有许多分散的微球体的聚合物基质。微球体通常混入一种液体聚合物基质，然后与另外的固化原料混合，最后移入模具中固化，然后将模制的物件切割成抛光垫。可惜的是，用这种切割方法生产的抛光垫可能存在平面翘曲，导致整体抛光垫平整度降低的问题，若翘曲程度较大，会导致抛光表面均匀性差的问题。

作为平面抛光的产品，随着抛光垫子的翘曲程度增大，会增加后端加工难度，甚至会影响成品抛光性能，而无疑切割后的切割片的翘曲会使得抛光垫不平整的的情况更加恶化。

首先，随着抛光层翘曲程度增大，后段制程中，垫子表面图案化的精度会减小。图案化精度极大程度上决定了抛光过程中研磨液分布的均匀性，若抛光液在垫子表面分布不均，会增大抛光过程中晶元表面去除率的差异。其次，抛光垫与晶元之间的贴合程度会随着抛光层翘曲程度的增加而降低，不平的抛光表面会导致研磨过程中，晶元不同区域去除程度不一致，因而降低晶元表面的平坦化度。

发明内容

本发明是为了解决上述切割后的抛光垫表层会出现翘曲而影响后续抛光质量的问题而进行的，目的在于提供一种抛光层、具有该抛光层的抛光垫、抛光层或抛光垫进行晶圆平坦化上的应用及抛光层的制备方法。

方案一

本方案提供一种抛光层，一种抛光层，其作为抛光垫的抛光接触层，其特征在于，其为聚氨酯发泡体的切割片，

切割片在室温条件下的邵氏硬度为55D-80D，密度为0.6～1.15g/cm3，厚度为0.7-2.5mm，切割片的翘曲程度为0cm-1.5cm。切割片的翘曲程度，即翘曲量最大的五个点与放置水平面的高度差的绝对值的平均值。

本方案提供的抛光层，还可以具有这样的特征：

其中，切割片冷却后翘曲程度为1.1cm-1.4cm，且模压后翘曲程度为0cm-1.0cm，切割片在室温条件下的邵氏硬度为55D-65D。

本方案提供的抛光层，还可以具有这样的特征：

其中，聚氨酯发泡体包含：

A组分：异氰酸酯封端的预聚体；

B组分：中空微球体；以及

C组分：能与异氰酸酯封端的预聚体反应的固化剂，含有固化醇、固化胺或固化醇胺。