[发明专利]制备开放网络抛光垫的方法

说明书

技术背景

本发明涉及用于化学机械抛光（CMP）的抛光垫。具体地，本发明涉及用于对磁性基材、光学基材或者半导体基材进行抛光的开放网络抛光垫的制备方法。

其上装配有集成电路的多层半导体晶片必须进行抛光，以提供光滑和平坦的晶片表面。为了给后续层提供平坦表面并防止在缺少抛光的情况下发生过大的结构变形，该抛光是必须的。半导体制造商通过多CMP操作完成该抛光，其中化学活性浆料或者不含磨料的抛光溶液与旋转抛光垫相互作用，以使晶片的表面变得光滑或者平坦。

与CMP操作相关的一个严重的问题是晶片经常被划出痕迹。某些抛光垫可能与外来材料相互作用，导致晶片产生沟槽或划痕。例如，所述与外来材料的相互作用可能导致在硬材料，例如TEOS电介质中产生颤痕。对本说明书来说，TEOS表示由四乙氧基硅酸盐/酯分解形成的硬玻璃状电介质。对电介质的这种损坏会导致晶片缺陷和较低的晶片产率。与CMP操作相关的另一个划痕问题是破坏非铁金属的互连，例如铜互连。如果抛光垫划擦得太深，进入互连连接线，连接线的电阻将增加到半导体不能正常运作的数值。在极端情况下，抛光产生上百万的划痕，导致划伤整个晶片。

尽管不是所有的硬垫都有高的晶片划痕率，但是划痕倾向于随着抛光垫的硬度或者模量的增加而增加。多年来，抛光垫制造商尝试多种途径来寻找具有低缺陷率的软抛光垫。这些尝试着重于组成以及制备技术来减少缺陷。尽管抛光垫制造商不断减少缺陷，但是对于低缺陷抛光垫的工业需求仍超越了现有技术的抛光垫。Cook等在美国专利第6,036,579号中描述了一种用于制造软垫的光掩模方法。该方法将液体可光致固化聚合物施涂到固体聚合物板，并曝光可光致固化聚合物，使得通过光掩模或者直接图案所限定的选定区域固化或者交联化。所述直接图案包括，例如直接的激光紫外光，如计算机直接制网技术。在使得抛光垫通过光掩模或者直接图案曝光之后，水洗去除未曝光的聚合物以形成凹槽。尽管这些抛光垫含有有助于平坦化的固体聚合物基底层，但是抛光垫缺少在要求最苛刻的应用中减少缺陷所必需的可压缩性。此外，对于要求苛刻的CMP应用，这些抛光垫不能提供足够的抛光均匀性。特别地，由于水吸收导致抛光垫具有严重的尺寸不稳定性，所述垫会过早地失效。

减小缺陷的另一种途径是改变抛光垫的物理特性。例如，增加抛光垫与基材表面或者接触面积相互作用的表面粗糙度可以减少缺陷。通过降低基材表面上的平均抛光向下作用力，使得接触面积增加而减少了缺陷。尽管这在原理上看起来简单，但其通常仍是一个困难的目标。例如，可以使聚合物微球体与凝结的聚氨酯结合来制备抛光垫，以实现表面积与充分的织构之间的最优化平衡，以免不利于抛光速率。或者，机织结构可以与基材表面具有大表面相互作用，但是这些结构通常缺少用于均匀抛光的一致截面。

除了减少缺陷，为了在温度微变的情况下获得一致的抛光性能，抛光垫还必须具有热稳定性。通常，随着温度的增加抛光垫变软。但是抛光垫的软化常常导致去除速率的下降。因此，抛光垫的物理特性应具有最小的与温度相关的劣化性。

一直存在对于抛光垫的下述工业需求，即该抛光垫能提供改进的平坦化、去除速率和缺陷的组合性质。此外，还需要这样的一种抛光垫，该抛光垫能提供这些性质，并且该抛光垫中具有超低的缺陷。最后，还需要一种含软织构的抛光垫，该抛光垫具有尺寸稳定性，以耐受苛刻的抛光条件而抛光特性不会过度劣化。

发明内容

本发明提供了一种制备开放网络抛光垫的方法，所述抛光垫用于对磁性基材、半导体基材和光学基材中的至少一种进行抛光，该方法包括：a)提供可固化聚合物的聚合物板或膜，所述聚合物板或者膜具有厚度和背衬层；b)使得聚合物板或膜受能源作用，以在所述聚合物板或膜中产生作用图案，所述作用图案具有受能源作用的拉长部分；c)使得聚合物板或膜附着到开放网络基材；以及d)通过如下所述方法之一用溶剂去除与中间结构的受作用聚合物板或膜相邻的聚合物：i)在附着聚合物板并将溶剂和聚合物递送通过开放网络基材之后去除聚合物板或膜的背衬层，或者ii)在将聚合物板或膜附着到开放网络基材之前，在背衬层附着在聚合物板上的情况下用溶剂去除聚合物，每种方法均形成通过聚合物板或膜的拉长的通道，该拉长的通道的织构图案对应于作用图案，而开放网络支撑聚合物，所述拉长的通道延伸通过聚合物板或膜的厚度以形成开放网络抛光垫。