專利名稱：具有浮動單元的拋光墊以及制造和使用該拋光墊的方法
技術領域：
本公開涉及具有浮動拋光單元的拋光墊，以及在拋光過程中，例如在化學機械拋光過程中制造和使用該拋光墊的方法。
背景技術：
在半導體裝置和集成電路的制造期間，通過一系列的沉積和蝕刻步驟對硅片進行反復地處理以形成疊加材料層和裝置結構。眾所周知的化學機械拋光(CMP)的拋光技巧可用來移除在沉積和蝕刻步驟后保留的表面不平整(比如凸起、不等高度的區(qū)域、槽以及溝)，目的是得到不具有劃痕或沉陷(被稱為凹陷)的平滑晶圓表面，并在整個晶圓表面具有高的均勻性。在典型的CMP拋光過程中，當工作流體在水和/或蝕刻化學中通常以磨粒漿的形式存在時，比如是晶片的襯底抵靠在并相對地相對于拋光墊移動。用于磨粒漿的不同CMP 拋光墊已被公開，例如美國專利號5, 257,478,5,921,855,6, 126, 532,6,899, 598 B2以及 7，沈7，610。固定的磨粒拋光墊也是已知的，如美國專利號6，908，366 B2所例證表示，其中， 磨粒通常以精確成型的自墊表面延伸的研磨合成物的形式大體上固定到墊的表面。近來， 具有多個自可壓縮底層延伸的拋光單元的拋光墊在W0/2006057714中公開。盡管各種各樣的拋光墊是已知的并被使用，本領域人員繼續(xù)尋找用于CMP的新的、改進的拋光墊，尤其是在使用更大模直徑的CMP過程中，或者是需要更高級別的晶片表面光滑度和拋光均勻性的 CMP過程中。

發(fā)明內容
在一個示例性實施例中，本公開描述了包括多個拋光單元的拋光墊，各個拋光單元固定到支撐層，以便限制拋光單元相對于一個或多個其他拋光單元的橫向運動，但仍在正交于拋光單元的拋光表面的軸線上的可運動。在某些示例性實施例中，拋光單元被熱固定到支撐層。在某些示例性實施例中，拋光單元的至少一部分包括多孔拋光單元，并且在附加的實施例中，各個多孔拋光單元的至少一個表面包括多個小孔。在多孔拋光單元的某些特殊實施例中，小孔可分布在大體上整個多孔拋光單元上。在多孔拋光單元的其他特殊實施例中，小孔可大體上分布在單元的拋光表面上。在某些示例性實施例中，大體上分布在單元的拋光表面上的小孔包括多個槽，該槽具有選自下列形狀組成的橫截面外形圓柱形、三角形、矩形、梯形、半球形以及它們的組合。在另一個示例性實施例中，本公開描述了拋光墊，該拋光墊包括支撐層，該支撐層具有第一主側和與第一主側對立的第二主側；固定到支撐層的第一主側的多個拋光單元，其中，拋光單元自支撐層的第一主側沿大體上正交于第一主側的第一方向上延伸；在某些示例性實施例中，拋光單元被熱固定到支撐層。在一些示例性實施例中，拋光單元的至少一部分包括多個拋光單元，并且在附加實施例中，各多孔拋光單元的至少一個表面包括多個小孔。在多孔拋光單元的某些特殊實施例中，小孔可分布在大體上整個多孔拋光單元上。在其他特殊實施例中，小孔可大體上分布在單元的拋光表面上。在一些示例性實施例中，大體上分布在單元的拋光表面上的小孔包括多個槽，該槽具有選自下列形狀組成的橫截面外形圓柱形、三角形、矩形、梯形、半球形以及它們的組合。在進一步的示例性實施例中，提供了制造拋光墊的方法，該方法包括形成多個多孔拋光單元；以及將拋光單元粘結到支撐層上。在某些示例性實施例中，將拋光單元粘結到支撐層包括熱粘結，光化學輻射粘結、粘附劑粘結以及它們的組合。在一些示例性實施例中，方法進一步包括在將拋光單元粘結到支撐層之前以一種模式布置多個拋光單元。在某些示例性實施例中，以一種模式布置多個拋光單元包括將拋光單元布置在模板內；將拋光單元布置在支撐層上；以及它們的組合。在某些實施例中， 拋光單元的至少一部分包括多孔拋光單元。在一些附加實施例中，拋光單元的至少一部分包括大體上非多孔的拋光單元。在一些特定示例性實施例中，方法包括通過如下物質的噴射造型形成多孔拋光單元飽和氣聚合物溶體的噴射造型；使氣體在反應時進化以形成聚合物的反應混合物的噴射造型；包括溶入超臨界氣體的聚合物的混合物的噴射造型；溶劑中的不相容聚合物的混合物的噴射造型；分散在熱塑性聚合物內的多孔熱固性微粒的噴射造型，以及上述物質的組合。在附加示例性實施例中，本公開涉及在拋光過程中使用上述的拋光墊的方法，該方法包括將襯底的表面與包括多個熱粘結到支撐層的拋光單元的拋光墊的拋光表面接觸；以及相對于襯底相對地移動拋光墊以磨損襯底的表面。在一些示例性實施例中，拋光單元的至少一部分包括多孔拋光單元，并且在某些實施例中，各多孔拋光單元的至少一個表面包括多個小孔。在其他示例性實施例中，工作流體可被提供到拋光墊表面和襯底表面之間的接觸面。根據(jù)本公開的具有多孔拋光單元的拋光墊的示例性實施例具有不同的使其用于多種拋光應用中的特征和特性。在一些當前優(yōu)選的實施例中，本公開的拋光墊可尤其適合用于制造集成電路和半導體設備的晶片的化學-機械拋光(CMP)。在某些示例性實施例中， 本公開所描述的拋光墊可提供下述優(yōu)點的一些或全部。例如，在一些示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊可用來更好地將用于CMP過程的工作流體保持在墊的拋光表面和被處理的襯底表面之間的接觸面處，從而改善工作流體在增加拋光中的效率。在其他示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊可在拋光期間減少或消除晶片表面的凹陷和/或邊緣侵蝕。在進一步的示例性實施例中，使用根據(jù)本公開的具有多孔單元的拋光墊可允許處理更大直徑的晶片，同時維持所需的表面均勻度，以獲得高芯片產(chǎn)量。需要在調節(jié)墊表面之前對更多晶片的處理以便維持晶片表面的拋光均勻性，或者減少過程時間和墊調節(jié)器上的磨損。在某些實施例中，具有多孔拋光單元的CMP墊也可提供具有諸如凹槽的表面結構的傳統(tǒng)CMP的好處和優(yōu)點，但可以更低的費用更加重復地制造。在附加實施例中，拋光墊到支撐層的粘結可消除使用導向板來將單元固定到支撐層的需要。本公開的示例性實施例的不同方面和優(yōu)點已經(jīng)被概括出。上述的發(fā)明內容不是規(guī)定為描述各個圖示的實施例或者本發(fā)明的當前某些示例性的各個實現(xiàn)。緊接著的附圖和詳細描述特別地例證了使用此處所公開原理的某些優(yōu)選實施例。


參考附加圖形進一步描述了本公開的示例性實施例，其中圖1是根據(jù)本公開的一個示例性實施例的具有粘結到支撐層的浮動拋光單元的拋光墊的側視圖；圖2是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的具有粘結到支撐層的浮動拋光單元的并具有導向板的拋光墊的側視圖；圖3A是根據(jù)本公開的一個示例性實施例的具有拋光單元的模板的透視圖，該拋光單元在制造拋光墊中以有用模式布置；圖;3B是根據(jù)本公開的一個示例性實施例的具有拋光單元的模板的透視圖，該拋光單元在制造拋光墊中以有用模式布置；圖4是根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的具有多孔拋光表面的多孔拋光單元的透視圖；圖5是根據(jù)本公開示例性實施例的用于將多個拋光單元粘結到支撐層的方法所用的示例性粘結裝置的側視圖；圖6是示出根據(jù)本公開的附加示例性實施例的模板的圖像，該模板用于在將拋光單元粘結到支撐層之前將多個拋光單元布置到式樣中，而生成的支撐層具有多個布置在式樣中的拋光單元；圖7是根據(jù)圖6的實施例的具有多個布置在式樣中的粘結拋光單元的合成支撐層的圖像。圖8是根據(jù)本公開的再一個示例性實施例的拋光墊的圖像，該拋光墊包括多個粘結到根據(jù)圖7的實施例的支撐層的浮動拋光單元，該支撐層被固定到適應的底層。附圖中相同的參考數(shù)字表示相同的單元。此處的附圖不是按比例畫出的，并且在附圖中，拋光墊的部件按規(guī)定尺寸制作以強調所選特征。
具體實施例方式在典型的用于晶片拋光的CMP漿過程中，處理特征拓撲的晶片被放置成與拋光墊以及容納磨料和拋光化學的拋光液接觸。如果拋光墊適應的話，凹陷和侵蝕現(xiàn)象可因為軟墊以相同速率拋光晶片上的較低區(qū)域和凸起區(qū)域而發(fā)生。如果拋光墊是剛性的，可大幅度減少凹陷和侵蝕。然而，盡管剛性的拋光墊可在模平面化均勻性內有利地產(chǎn)生，它們也在可在晶片均勻性內不利地產(chǎn)生，這是因為發(fā)生在晶片外圍上的反彈效果。這種反彈效果導致差的邊緣產(chǎn)量以及狹窄的CMP拋光過程窗口。另外，在剛性拋光墊上開發(fā)穩(wěn)定的拋光工藝可能是困難的，因為這種墊對不同的晶片構形是靈敏的，并且完全依賴于墊調節(jié)器的使用， 以產(chǎn)生最優(yōu)的使拋光液和接觸面與晶片保持接觸的拋光結構。
本公開涉及具有多個粘結到支撐層的浮動拋光單元的改進拋光墊，該拋光墊在不同實施例中組合柔性和干性拋光墊的其中一些有利特征，同時消除或減少各自墊的其中一些不利特征。通過將拋光單元描述成粘結到支撐層的“浮動”拋光單元，申請人意味著各個拋光單元被粘結到支撐層，以便限制拋光單元相對于一個或多個其他拋光單元的橫向運動，但在大體上正交于拋光單元的拋光表面的軸線上保持可移動的。本公開的不同示例性實施例現(xiàn)在將尤其參考附圖而進行描述。本公開的示例性實施例可在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，采用不同的改進和變化。因此，應當理解的是，本發(fā)明的實施例不是限于下面所描述的示例性實施例，但是由權利要求中所提出的限制及其等效方案所控制。參考圖1，示出了拋光墊2的示例性實施例，其包括多個拋光單元4-4’，各拋光單元4-4’粘結到支撐層10，以便限制拋光單元4-4’相對于一個或多個其他拋光單元4-4’的橫向運動，但在正交于各拋光單元4-4’的拋光面14的軸線上保持可移動。在圖1所示的特定實施例中，拋光單元4-4’示出為固定到支撐層10的第一主側，例如，通過直接的熱粘結到支撐層10，或通過使用粘結劑。在圖1所示的特殊示例性實施例中，支撐層10被固定到置于多個拋光單元4-4’ 的對立側的柔性層16。此外，可選擇的粘附層12示出為在柔性層16和支撐層10之間的接觸面處。可選的，粘附層12可用來將支撐層10的第二主側固定到柔性層16。另外地， 可選擇的壓力靈敏粘附層18-固定到正對于多個拋光單元4-4’的柔性層16-可用來臨時地(例如，可移除地)將拋光墊2緊固到CMP拋光裝置(圖1中未示出)的拋光式樣(圖 1未示出)?？蛇x的拋光劑分布層8(也可用作用于拋光單元4-4’的導向板)在圖1中另外地顯示。在拋光過程期間，可選擇的拋光劑分布層8助于工作流體和/或拋光漿分布到各個拋光單元4-4’。當用作導向板時，拋光劑分布層8 (導向板)可置于支撐層10的第一主側上，以促進多個拋光單元4-4’的布置，使得拋光劑分布層8 (導向板)的第一主表面遠離支撐層10，并且拋光劑分布層8 (導向板)的第二主表面對立于拋光劑分布層8 (導向板)的第一主表面。拋光單元4-4’自拋光劑分布層8 (導向板)的第一主表面沿大體上正交于支撐層 10的第一主側的第一方向上延伸。如果拋光劑分布層8也用作導向板，然后優(yōu)選地，多個孔 6設定為延伸通過拋光劑分布層8 (導向板)。各拋光單元4的一部分延伸入相應的孔6。 因而，多個孔6用來引導支撐層10上的拋光單元4的布置。在圖1所圖示的一個示例性實施例中，拋光單元4-4’的至少一部分為多孔拋光單元4，并且一些拋光單元4-4’是實質上非多孔的拋光單元4’。將要理解的是，在圖1未示出的其他示例性實施例中，所有的拋光單元4-4’可被選定為多孔拋光單元4，或者所有的拋光單元4-4’可被選定為實質上非多孔的拋光單元4’。在圖1所圖示的特定實施例中，兩個多孔拋光單元4示出為具有一個實質上非多孔的拋光單元4’。此外，多孔拋光單元4示出為包括多孔拋光表面14和在整個拋光單元4 上大體上分布的小孔15。然而，將要理解的是，可使用任何數(shù)目的拋光單元4-4’，并且任意數(shù)目的拋光單元4-4’可選定為多孔拋光單元4或實質上非多孔的拋光單元4’。另外，在圖1未示出的一些示例性實施例中，多個拋光單元4-4’可布置在式樣中，例如，在支撐層10的主表面上，或用來在粘結到支撐層之前布置拋光單元的模板或夾具。 例如，圖3A-3B圖示了多個拋光單元4-4’ (以大體上圓形的兩維陣列式樣32布置在模板 30內)的一個示例性布置。在將多個拋光單元4-4’以式樣32布置在模板30內之后，支撐層10的第一主側可接觸到并粘結到多個拋光單元4-4’，例如，通過到支撐層10的直接熱粘結，或通過使用粘結劑或其他粘結材料。此外，將要理解的是，拋光墊2無需僅僅包括大體上一致的拋光單元4。因而，例如，多孔拋光單元和非-多孔拋光單元的任意組合或布置可組成多個多孔拋光單元4。也將理解的是，多孔拋光單元4和大體上非-多孔拋光單元4’的任意多種組合或布置可在某些實施例中有利地使用，以形成具有粘結到支撐層10的浮動拋光單元4-4’的拋光墊。在圖1所圖示的某些附加示例性實施例中，多孔拋光單元4的至少一個表面，在此實施例中至少拋光表面14，包括多個小孔(在圖1中未示出，但在圖4中示出)。在其他示例性實施例中，各個拋光單元4也示出為具有多個大體上分布在整個拋光單元4上的小孔 15.在其他示例性實施例中(在圖1中未示出，但在圖4中示出)，小孔大體上分布在或僅分布在多孔拋光單元4的拋光表面14附近。然而，應當了解的是，具有包括大體上分布在整個拋光單元4上的小孔的拋光單元4、具有大體上分布在或僅分布在多孔拋光單元4的拋光表面14附近的小孔的拋光單元4、大體上不具有小孔的拋光單元4的組合或布置的拋光墊2可設定在本發(fā)明的范圍內，并可有利地制造。參考圖2，拋光墊2’的另一個示例性實施例被顯示，該拋光墊2’包括具有第一主側和對立于第一主側的第二主側的支撐層10 ；多個粘結到支撐層10的第一主側的拋光單元4-4’ ；具有第一主表面和對立于第一主表面的第二主表面的可選導向板觀，該導向板觀設置成將多個拋光單元4-4’布置在支撐層10的第一主側上，并使可選擇導向板觀的第一主表面遠離支撐層10。在圖1所示的特定實施例中，拋光單元4-4’示出為固定到支撐層 10的第一主側，例如，通過直接的熱粘結到支撐層10，或通過使用粘附劑。圖2所圖示的特定示例性實施例中，支撐層10被固定到置于支撐層10的第二主側(正對于固定到支撐層10的第一主側的多個拋光單元4-4’)上的柔性層16上。此外，可選擇的粘附層12被示出為在柔性層16和支撐層10之間的接觸面上?？蛇x擇的粘附層12 可用來將支撐層10的第一主側固定到柔性層16。另外地，可選擇的壓力靈敏粘附層18-固定到正對于多個拋光單元4-4’的柔性層-可用來臨時地(例如可移除地)將拋光墊2’緊固到CMP拋光設備(在圖2中未示出)的拋光壓盤(在圖2中未示出)。可選擇的導向板28也在圖2的示例性實施例中示出?？蛇x擇的導向板，其也可充當將多個拋光單元4-4’布置在支撐層10的第一主側上的調節(jié)模板，通常不需要以便產(chǎn)生本發(fā)明的拋光墊2’。在某些示例性實施例中，可選擇的導向板觀可從拋光墊上完全消除， 如圖1的拋光墊2所圖示。此實施例可有利地比包括多個拋光單元的已知拋光墊更易于、 更廉價地制造?？蛇x的拋光劑分布層8，由圖2另外地圖示，其也可充當用于拋光單元4-4’的導向板。在拋光過程期間，可選擇的拋光劑分布層8’有助于工作流體和/或拋光漿分布到各個拋光單元4-4’上。當用作導向板時，拋光劑分布層8，可被置于支撐層10的第一主側上以制造多個拋光單元4-4’的裝置，使得拋光劑分布層8’的第一主表面遠離支撐層10，并且拋光劑分布層8’的第二主表面正對于拋光劑分布層8’的第一主表面。多個孔6也可設定為延伸通過至少可選擇的導向板觀(如果存在的話)和/或可選擇的拋光劑分布層8’(如果存在的話)，如圖2所圖示。如圖2所示，各拋光單元4-4，沿大體上正交于支撐層10的第一主側的第一方向自可選擇的導向板觀的第一主表面延伸。在圖2所示的一些實施例中，各拋光單元4-4’具有安裝凸緣，并且各拋光單元4-4’通過相應凸緣25接合到支撐層10的第一主表面、或者可選擇地接合到可選擇的拋光劑分布層8’的第二主表面而粘結到支撐層10的第一主側。 因此，在拋光過程中，拋光單元4-4’免于在在大體上正交于支撐層10的第一主側的方向上單獨地經(jīng)歷偏移，同時仍然保持粘結到支撐層10，并且可選擇地，通過可選擇的拋光劑分布層8’固定到支撐層10。在此實施例中，各拋光單元4-4’的至少一部分延伸入相應孔6，并且各拋光單元 4-4’也穿過相應孔6，并自可選擇的導向板觀的第一主表面向外地延伸。因此，可選擇的導向板觀和/或可選擇的拋光劑分布層8，的多個孔6可用作模板以引導拋光單元4-4’ 在支撐層10的第一主側上的橫向布置。換句話說，可選擇的導向板觀和/或可選擇的拋光劑分布層8’可用作模板或導向板，以在拋光墊制造過程期間將多個拋光單元4-4’布置在支撐層10的第一主側上。在圖2所示的特定實施例中，可選擇的導向板觀可包括置于支撐層10和拋光劑分布層8，之間的接觸面處的粘附劑(未示出)?？蛇x擇的導向板觀因而可用來將可選擇的拋光劑分布層8’固定到支撐層10，從而將多個拋光單元4-4’牢固地固定到支撐層10的第一主側。然而，可使用其它的粘結方法，包括拋光單元4-4’使用例如熱和壓力直接粘結到支撐層10。在圖2示出的相關示例性實施例中，多個孔可布置為孔的陣列，其中，孔6的至少一部分包括由可選擇的拋光劑分布層8’形成的主孔、由可選擇的導向板觀形成的底割區(qū)域，并且底割區(qū)域形成與相應拋光單元凸緣接合的臺肩，從而在拋光單元4-4’和支撐層10 之間不需要直接粘結的情況下牢固地固定拋光單元4-4’。另外在圖2未示出的一些示例性實施例中，多個拋光單元4-4’可以某種式樣布置，例如，以單元的二維陣列形式布置在支撐層10的第一主側上，或布置在模板或夾具(在粘結到支撐層之前布置拋光墊)中。在圖2所示的進一步的示例性實施例中，多孔拋光單元4的至少一個表面，在此處為至少拋光表面14，包括多個小孔(在圖2中未示出，但在圖4中圖示)。在其他示例性實施例中，各多孔拋光單元4也被示出為具有大體上在整個拋光單元4上分布的多個小孔15。 在其他示例性實施例中(在圖2中未示出，但在圖4中圖示)，小孔大體上分布在或僅分布在多孔拋光單元4的拋光表面14附近。然而，應當理解的是，具有包括大體上分布在整個拋光單元4上的小孔的拋光單元4、具有大體上分布在或僅分布在多孔拋光單元4的拋光表面14附近的小孔的拋光單元4、大體上不具有小孔的拋光單元4的組合或布置的拋光墊2’ 可設定在本發(fā)明的范圍內，并可有利地制造。現(xiàn)在參考圖4，具有包括多個小孔15的多孔拋光表面14的多孔拋光單元4可用于根據(jù)本公開的另一個示例性實施例的拋光墊中。圖4的多孔拋光單元4也被示出為具有安裝凸緣25，其可用來促進粘結到支撐層(在圖4中未示出)，例如在圖2中示出。圖4中的多孔拋光單元包括大體上置于拋光表面14處的多個小孔15。然而，應當理解的是，在其他示例中，例如圖1-2所示的實施例中，多個小孔15不僅可在整個多孔拋光單元4上分布并且可在拋光表面14處分布。將要進一步理解的是，在其他示例中，多個小孔可在整個多孔拋光單元4上分布，但不在拋光表面14上分布。圖4圖示了多孔拋光單元4的一個特殊外形。應當理解的是，同樣的形狀可用來產(chǎn)生大體上非多孔的拋光墊14’。將要進一步理解的是，多孔拋光單元4-4’可以實質上任何外形形成，并且具有兩個或更多個不同外形的多個拋光單元4-4’可在粘結到用來形成拋光墊(圖4中未示出)的支撐層(在圖4中未示出)之前有利地用在并且可選擇地布置在式樣中。在一些示例性實施例中，拋光單元4-4’可以高度(H)和寬度(W)為特征，如圖4 所示。另外，拋光單元4-4’的橫截面形狀(在大體上平行于拋光表面14的方向上剖取拋光單元4-4’)可根據(jù)預期應用而廣泛地變化。盡管圖4示出了具有大體上圓形橫截面的大體上圓柱形的拋光單元4，其他的橫截面形狀是可能的，并且可在某些實施例中是符合需要的。例如，環(huán)形的、橢圓形的、三角形的、方形的以及梯形的橫截面形狀可以是有用的。對于具有圖4所示的圓形橫截面的通常圓柱形拋光單元4，拋光單元4在大體上平行于拋光表面14的方向上的橫截面直徑在一些實施例中可形成大約50微米，更優(yōu)選地為至少大約1毫米，仍然優(yōu)選地為至少大約5毫米。在某些實施例中，拋光單元4在大體上平行于拋光表面14的方向上的橫截面直徑是最多大約20毫米、更優(yōu)選地為最多大約15毫米，仍然優(yōu)選地是，為最多大約12毫米。在一些實施例中，拋光單元的直徑，在拋光表面14 上截取，并且相應于圖4所示的寬度(W)，可形成為在大約50微米到大約20毫米之間，在某些性實施例中，在大約1毫米到大約15毫米之間，并且在其他實施例中，橫截面直徑在大約 5毫米到大約12毫米之間。對于具有非圓形橫截面的非圓柱形拋光單元，特征尺寸可用來根據(jù)高度、寬度和/ 或長度來特征化拋光單元尺寸。在某些示例性實施例中，特征尺寸可選定成至少大約50微米，更優(yōu)選地為至少大約1毫米，仍然優(yōu)選地為至少大約5毫米。在某些實施例中，拋光單元4在大體上平行于拋光表面14的方向上的橫截面直徑是最多大約20毫米、更優(yōu)選地為最多大約15毫米，仍然優(yōu)選地是，為最多大約12毫米。在其它示例性實施例中，各拋光單元4在大體上平行于拋光表面14的方向上的橫截面面積可至少大約1mm2，在其他實施例中為至少大約10mm2，而在其他實施例中，至少大約或為20mm2。在其他示例性實施例中，各拋光單元4在大體上平行于拋光表面14的方向上的橫截面面積可能最多為大約1000mm2，在其他實施例中為最多大約500mm2，而在其他實施例中為最多大約250mm2。拋光單元(圖1-2中的4-4’ )可根據(jù)預期應用以多種樣式分布在支撐層的主側 (圖1-2中的10)，并且樣式可以是規(guī)則的或非規(guī)則的。拋光單元可大體上駐留在支撐層的整個表面上，或者可能是包括非拋光單元的支撐層的區(qū)域。在一些實施例中，拋光單元具有支撐層的至少30%、至少40%或至少50%的平均表面覆蓋率。在其他實施例中，拋光單元具有支撐層主表面的總面積的至多大約80%、至多大約70%或至多大約60%的支撐層的平均表面覆蓋率。這由拋光單元的數(shù)目、各拋光單元的橫截面面積以及拋光墊的橫截面面積決定。拋光墊在大體上平行于拋光墊的主表面的方向上的橫截面面積在一些示例性實施例中可從大約IOOcm2到大約300000cm2之間變化，在其他實施例中，從大約IOOOcm2到大約100000cm2之間變化，在另外其它實施例中，從大約2000cm2到大約50000cm2之間變化。在拋光操作中首次使用拋光墊(圖1中的2，圖2中的2’)之前，在一些示例性實施例中，各拋光單元(圖1-2中的4-4’ )沿大體上正交于支撐層(圖1-2中的10)的第一主側的第一方向上延伸。在某些示例性實施例中，拋光單元沿第一方向在包括可選擇的拋光劑分布層(圖1中的8，圖2中的8’ )導向板和/或可選擇的導向板(圖2中的28)的平面之上至少大約0毫米、0. 25毫米、至少大約0. 3毫米或至少0. 5毫米處延伸。在其他的示例性實施例中，拋光單元的拋光表面可制造成與可選擇的拋光劑分布層的暴露主表面對齊。在其他示例性實施例中，拋光單元的拋光表面可制造成在可選擇的拋光劑分布層的暴露主表面之下凹陷，并從而制造成與可選擇的拋光劑分布層的暴露主表面對齊或超過，例如，通過移除可選擇的拋光劑分布層的一部分。此實施例可有利地用于拋光劑分布層，其可選擇地用來在拋光過程期間磨損或侵蝕，或在與工件接觸之前、期間或之后應用到拋光墊的可選擇調節(jié)過程期間磨損或侵蝕。在進一步的示例性實施例中，各拋光單元4-4’沿第一方向在包括支撐層(圖1-2 中的10)的平面之上延伸至少大約0. 25毫米、至少大約0. 3毫米或至少0. 5毫米。在附加示例性實施例中，拋光表面(圖1-2中的14)在拋光單元的基底或底部之上的高度，即圖4 中所示的拋光單元的高度(H)可以為0. 25毫米、0. 5毫米、1. 0毫米、1. 5毫米、2. 0毫米、2. 5 毫米、3. 0毫米、5. 0毫米、10毫米或更大，這取決于所用的拋光劑以及為拋光單元所選的材料。再次參考圖1-2，整個可選擇的拋光劑分布層(圖1中的8，圖2中的8’)和/或可選擇的導向板觀的孔(圖1-2中的6)的深度和間隙可根據(jù)具體CMP過程所需而變化。 在一些實施例中，拋光單元(圖1-2中的4-4’)被保持在相對于彼此、拋光劑分布層(圖1 中的8，圖2中的28)和導向板31定向的平面內，并且在拋光劑分布層(圖1中的8，圖2 中的8’)和可選擇導向板觀的上方突出。在一些示例性實施例中，拋光單元4-4’在任意可選擇導向板(圖2中的28)和任意的可選擇拋光劑分布層(圖1中的8，圖2中的8’)之上的延伸部所產(chǎn)生的容積可提供拋光劑在拋光劑分布層(圖1中的8，圖2中的8’)的表面上分布所用的空間。拋光單元 4-4’在拋光劑分布層(圖1中的8，圖2中的8’)至少凸出一定的量，這至少部分地依賴拋光單元的材料特性和拋光劑(工作流體和/或磨粒漿)在拋光劑分布層(圖1中的8，圖2 中的8’ )之上的期望流。如圖1-2所示，在一些示例性實施例中，拋光單元4-4’的至少一部分為多孔拋光單元，該多孔拋光單元在某些實施例中至少具有多孔的拋光表面(圖1-2中的14)，其可與待拋光的襯底(圖1中未示出)滑動或轉動接觸。在其他實施例中，多孔拋光單元可能不具有多孔拋光表面14，但可具有在大體上整個多孔拋光單元上分布的小孔15。這種多孔拋光單元可用作展示適應的拋光墊的一些有利特征的適應性拋光單元。適宜的拋光單元在 2008 年 6 月 26 日申請的、標題為“POLISHING PAD WITH POROUS ELEMENTS AND METHOD OF MAKING AND USING THE SAME”，的共同未決的第61/075970號美國臨時專利申請中公開。在一些特定的示例性實施例中，一個或多個拋光單元4可包括在大體上整個拋光單元4上以多孔泡沫的形式分布的多個小孔15。泡沫可以是閉合的單元泡沫，或者開放的單元泡沫。閉合的單元泡沫可優(yōu)選地存在于一些實施例中。優(yōu)選地，泡沫中的多個小孔15展示了孔尺寸例如小孔直徑的單峰分布。在一些示例性實施例中，多個小孔展示了至少大約1納米(nm)、至少大約100納米、至少大約500納米或至少大約1微米的平均孔尺寸。在其他示例性實施例中，多個小孔展示了至多大約100微米、至多大約50微米、至多大約10 微米或至多大約1微米的平均孔尺寸。在某些當前優(yōu)選的實施例中，多個小孔展示了自大約1微米到大約50微米的平均孔尺寸。現(xiàn)在參考圖1-2和圖4，拋光單元4-4’的拋光表面14可以是大體上平的平面或者可以是有織紋的。在某些當前優(yōu)選的實施例中，各多孔拋光單元的至少拋光表面被制成多 ？L，例如具有精微的表面開口或小孔15，其可采用孔、槽、通道等等的樣式。這種拋光表面處的小孔15可用來便于將拋光劑(例如，未在圖中示出的工作流體和/或磨粒拋光漿)分布和維持在襯底(未示出)和相應多孔拋光單元之間的接觸面上。在圖4所圖示的某些示例性實施中，拋光表面14包括大體上是圓柱形毛細管的小孔15。小孔15可自拋光表面14延伸入拋光單元4。在相關實施例中，拋光表面包括小孔 15，該小孔15是大體上圓柱形的自拋光表面14延伸入多孔拋光單元4的毛細管。小孔不必是圓柱形的，并且其他小孔是可能的，例如圓錐形的、矩形的、錐體的等等。小孔的特征尺寸一般地可以具體化為深度、寬度(直徑)和長度?；鶞实男】壮叽缭谏疃壬峡勺源蠹s25 微米(um)到大約6500um之間變化、在寬度(直徑)上自大約5um到大約IOOOum之間變化、 在長度上自大約IOum到大約IOOOum之間變化、在直徑上自大約IOum到大約2000um之間變化。在其他示例性實施例(未示出)中，拋光表面23包括以多個槽形式的小孔，其中， 各個槽延伸貫穿相應拋光單元的拋光表面的至少一部分，優(yōu)選地在大體上平行于拋光表面的方向上。優(yōu)選地，各槽在大體上平行于拋光表面的方向上延伸貫穿相應拋光單元的整個拋光表面。在其他示例性實施例(未示出)中，小孔可采用兩維的陣列槽的形式，其中，各槽僅延伸貫穿拋光表面的一部分。在進一步的示例性實施例(未示出)中，槽可實際上具有任何形狀，例如，圓柱形、 三角形、矩形、梯形、半圓球形以及它們的組合。在某些示例性實施例中，各槽在大體上正交于拋光單元的拋光表面的方向上的深度選地為在至少大約100微米到大約7500微米之間的范圍內。在其他示例性實施例中，各槽在大體上平行于拋光單元的拋光表面的方向上的橫截面面積設定在大約75平方微米(um2)到大約3 X IO6Um2的范圍內。在進一步的示例性實施例中，支撐層可以是實質上不能被壓縮的，比如剛性框架或其他硬襯底，但是優(yōu)選地是可壓縮的以提供指向拋光面的正壓力。在一些示例性實施例中，支撐層可包括柔性或適應材料，比如適應橡膠或聚合物。在其他示例性實施例中，支撐層優(yōu)選地可由可壓縮的聚合材料、待優(yōu)選的泡沫化的聚合材料制成。在某些實施例中，閉合單元可以是優(yōu)選的，盡管在其他實施例中，可使用敞開的閉合單元。在附加的示例性實施例中，拋光單元可形成有支撐層，并作為固定到支撐層的單片拋光單元，其可能是可壓縮的或適應的支撐層。支撐層是優(yōu)選地流體不可滲透的，以防止工作流體穿入或浸入支撐層。然而，在一些實施例中，支撐層可包括液體可滲透的材料，其單獨或與可選擇的擋板一起用來防止或阻止流體穿過或滲透過支撐層。此外，在其他實施例中，多孔支撐層例如可有利地用來在拋光期間將工作流體(例如，拋光漿)維持在拋光墊和工件之間的接觸面處。
在一些示例性實施例中，支撐層可包括聚合材料，該聚合材料選自硅、天然橡膠、 苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁(二烯)橡膠、聚亞安酯以及它們的組合物。支撐層可進一步包括各種附加材料，比如填充料、微粒、纖維、增強劑等等。已然發(fā)現(xiàn)聚亞安酯是特別有用的支撐層材料，包括特別優(yōu)選的熱塑性聚亞安酯 (TPU)。在一些當前優(yōu)選的實施例中，支撐層為包括一個或多個TPU的膜。例如ESTANE TPU (可從OH的Cleveland的Lubrizol高級材料有限公司獲得)、TEXIN或DESM0PAN TPU (可自 PA 的 Pittsburgh 的 Bayer 材料科學獲得)、PELLETHANE TPU (可自 MI 的 Midland 的Dow化學公司獲得)等等。拋光材料可包括多種材料，其具有優(yōu)選的聚合物材料。適宜的聚合物材料包括，例如，在商業(yè)標志DELRIN下可用的聚亞安酯、丙烯酸脂、聚乙烯醇聚酯、聚碳酸酯以及乙縮醛 (可自德國Wilmington的Ε. I. DuPont de Nemours公司獲得)。在一些示例性實施例中， 拋光單元的至少一些包括熱塑性聚亞安酯、丙烯酸脂、聚乙烯醇或它們的組合。拋光單元也可包括增強聚合物或其他復合材料，包括，例如金屬顆粒、陶瓷顆粒、 聚合顆粒、纖維以及它們的組合等等。在某些實施例中，拋光單元可通過包括填充在其內的填充料、比如碳、石墨、金屬或它們的組合而制成電導的和/或熱導的。在其他實施例中，可使用電導聚合物，比如，例如帶有商業(yè)標志0RMEC0M (可從德國Ammersbek的Ormecon Chemie獲得)的苯胺(PANI)，具有或不具有上述的電導或熱導填充料。在一些示例性實施例中，拋光墊進一步包括固定到正對于拋光單元的支撐層的柔性層。柔性層可通過粘結表面固定到支撐層，但是優(yōu)選地，置于柔性層和支撐層之間的接觸面處的粘附層被用來將支撐層固定到正對于拋光單元的柔性層。在某些實施例中，柔性層是優(yōu)選地可壓縮的以提供指向拋光面的正壓力。在一些示例性實施例中，支撐層可包括柔性或適應材料，比如適應橡膠或聚合物。在其他示例性實施例中，支撐層優(yōu)選地可由可壓縮的聚合材料、待優(yōu)選的泡沫化的聚合材料制成。在某些實施例中，閉合單元可以是優(yōu)選的，盡管在其他實施例中，可使用敞開的閉合單元。在一些特定實施例中，柔性層可包括聚合材料，該聚合材料選自硅、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁(二烯)橡膠、聚亞安酯以及它們的組合物。柔性層可進一步包括各種附加材料，比如填充料、微粒、纖維、增強劑等等。柔性層是優(yōu)選地流體不可滲透的(盡管克滲透材料可與可選擇的擋板組合使用以防止或阻止液體穿透入柔性層)。用于柔性層的優(yōu)選聚合材料為聚亞安酯，TPU是特別優(yōu)選的。適宜的聚亞安酯包括例如來自Rogers公司的貿易標志PORON的可用材料Rogers，CT,以及來自MI的Midland 的Dow Chemical、貿易標志為PELLETHANE的可用材料尤其是PELLETHANE 2102-6OT。其他適宜的材料包括聚乙烯對苯二酸酯(PET)，比如，例如在商業(yè)標志MYLAR下廣泛可用的二軸定向PET，以及可自加拿大的Santa Ana的Rubberite Cypress Sponge橡膠產(chǎn)品公司獲得的標有B0NDTEX標志的鍵合橡膠。在一些示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊在用于CMP過程時具有某些優(yōu)勢， 例如可導致晶片拋光均勻性改善、更平的拋光晶片表面、自晶片的邊緣模產(chǎn)量的增加，以及改進的CMP過程操作范圍和一致性。盡管不希望被任何特殊理論所限定，這些優(yōu)點可導致拋光單元的拋光表面自支撐層下的柔性層分離，從而允許拋光單元在拋光過程期間在將拋光墊接觸工件時在大體上正交于單元的拋光表面的方向上“浮動”。
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在一些實施例中，拋光單元的拋光表面柔性下層的分離可通過將可選的導向板 (包括多個從第一主表面到第二主表面延伸通過導向板的孔)引入到拋光物件而增強，其中，拋光單元的至少一部分延伸入相應孔，并且其中，各拋光單元自導向板的第二主表面向外地延伸?？蛇x的導向板，優(yōu)選地包括剛硬的或非柔性材料，可用來維持拋光表面的空間定位，以及維持單元在拋光墊上的橫向運動。然而，在其他實施例中，不需要的可選擇的導向板，因為拋光單元的空間方位被維持并且橫向運動通過將單元粘結到支撐層而被阻止，優(yōu)選地，通過將拋光單元直接熱粘結到支撐層。可選擇的導向板可由多種材料制成，比如聚合物、共聚物、聚合混合物、聚合組合物或它們的組合。剛硬的、非柔性的、非傳導的、流體非可滲透的聚合材料一般是優(yōu)選地，并且聚碳酸酯已發(fā)現(xiàn)非常有用。在進一步的實施例中，本公開的拋光墊可進一步包括覆蓋支撐層的第一主側的至少一部分的可選擇的拋光劑分布層、以及可選擇的導向板(如果存在的話)?？蛇x擇的拋光劑分布層也可由不同的聚合材料制成。在一些實施例中，拋光劑分布層包括至少一個親水聚合物。優(yōu)選的親水聚合物包括聚亞安酯、丙烯酸脂、聚乙烯醇聚酯、聚甲醛以及它們的組合。在一些特殊實施例中，拋光劑分布層可包括水凝膠材料，比如，例如可吸水的親水聚亞安酯或聚丙烯酸酯，優(yōu)選地大約5%到大約60%的重量比范圍內，以在拋光操作期間提供潤滑表面。在附加的示例性實施例中，可選擇的拋光劑分布層包括柔性材料，例如多孔聚合物或泡沫，以提供在拋光操作期間在拋光劑分布層被壓縮時指向襯底的正壓力。在某些示例性實施例中，拋光劑分布層的適應性被選定成小于可選擇的柔性層的適應性。在某些實施例中，具有開口或閉合單元的多孔或泡沫材料可以是用于可選擇的拋光劑分布層的優(yōu)選柔性材料。在一些特定實施例中，可選擇的拋光劑分布層在大約10%到大約90%多孔隙度之間。在某些示例性實施例中，拋光單元的拋光表面可制造成與可選擇的拋光劑分布層的暴露主表面對齊或凹陷。此實施例可有利地用來將工作流體例如拋光漿維持在拋光單元的暴露拋光表面和工件之間的接觸面處。在此實施例中，拋光劑分布層可有利地選定成包括在拋光過程期間、或在與工件接觸之前、期間或之后應用到拋光墊的可選擇調節(jié)過程期間磨損或侵蝕的材料。在進一步的示例性實施例中，拋光劑分布層可大體上一致地在經(jīng)歷拋光的整個表面上分布拋光劑，這就可提供更均勻的拋光。拋光劑分布層可選擇地包括比如隔板、槽(圖中未示出)、小孔等等的流體阻力單元，以調節(jié)拋光期間拋光劑的流速。在進一步的示例性實施例中，拋光劑分布層可包括不同材料的不同層，以獲得自拋光表面起的不同深度處的期望拋光劑流速。在一些示例性實施例中，一個或多個拋光單元可包括限定在拋光單元內的敞開核心區(qū)域或腔，盡管這種布置不是所希望的那樣。在一些實施例中，如W0/2006/055720中所描述的，拋光單元的核心可包括傳感器以檢測壓力、導電性、電容、渦流等等。在另一個實施例中，拋光墊包括在正交于拋光表面的方向上延伸貫穿墊的窗口，或可使用透明層和/或透明拋光單元，以允許拋光過程的光學端點，如共同未決的2008年5月15日提交的標題為 "POLISHING PAD WITH ENDPOINT WINDOW AND SYSTEMS AND METHOD OF USING THE SAME”的第61/0534^US號臨時專利申請所描述的那樣。如上所述的術語“透明層”旨在包括含有透明區(qū)域的層，其可由相同或不同于層的剩余部分的材料制成。在一些示例性實施例中，單元、層或區(qū)域可能是透明的，或者可以通過將熱和/或壓力施加到材料上變成透明的，或者透明材料可以鑄造在適當位于層內的孔中的適當?shù)胤?，以產(chǎn)生透明區(qū)域。在備選實施例中，整個支撐層可由是或變成是透明的材料制成，以在端點檢測設備所使用的感興趣的波長范圍內供能。用于透明單元、層或區(qū)域的優(yōu)選透明材料包括例如透明的聚亞安酯。此外，如上所述，術語“透明的”規(guī)定為包括單元、層、和/或區(qū)域，其大體上是透明的，以在端點檢測設備所使用的感興趣的波長范圍內供能。在某些示例性實施例中，端點檢測裝置使用一個或多個電磁能源，以便以紫外光、可見光、紅外管、微波、無線波及其組合等等的形式放射輻射。在某些實施例中，術語“透明的”意味著在沖擊在透明單元、層或區(qū)域上的感興趣的波長處至少大約25 % (例如，至少大約35 %，至少大約50 %，至少大約60 %， 至少大約70%，至少大約80%，至少大約90%，至少大約95% )的能量傳遞通過透明單元、 層或區(qū)域。在一些示例性實施例中，支撐層是透明的。在某些示例性實施例中，至少一個拋光單元是透明的。在另外的示例性實施例中，至少一個拋光單元是透明的，并且粘附層和支撐層也是透明的。在進一步的示例性實施例中，支撐層、導向板、拋光劑分布層、至少一個拋光層或其組合是透明的。本公開進一步涉及在拋光過程中使用上述拋光墊的方法，該方法包括以包括多個拋光單元的拋光墊的拋光表面接觸襯底的表面，至少其中一些拋光單元是多孔的；以及相對地相對于襯底移動拋光墊以磨損襯底的表面。在某些示例性實施例中，工作流體可提供到拋光墊表面和襯底表面之間的接觸面上。適宜的工作流體在現(xiàn)有技術中是已知的，并且可在例如US專利號6238592B1、6491843B1和W0/200233736中發(fā)現(xiàn)。此處所描述的拋光墊在某些實施例中可以是相對容易并且低廉地制造。一些用于制造根據(jù)本公開的拋光墊的方法的示例性方法的簡要討論在下文中描述，該討論并未規(guī)定為詳盡的或限制性的。因此，在進一步的示例性實施例中，提供了制造拋光墊的方法，該方法包括形成多個多孔拋光單元；將拋光單元粘結到支撐層以形成墊。在某些實施例中，將拋光單元粘結到支撐層包括熱粘結或使用粘結材料以影響粘附粘結、光化學輻射粘結或它們的組合。在某些實施例中，拋光單元被熱粘結到支撐層。熱粘結例如可通過如下方式而形成將支撐層的主表面與各拋光單元的表面接觸以形成粘結接觸面、加熱拋光單元和支撐層到某一溫度，拋光單元和支撐層在該溫度變軟、溶化或一起流動以在粘結接觸面形成粘結。超聲焊接也可用來影響拋光單元到支撐層的粘結。在一些當前優(yōu)選的實施例中，在加熱拋光單元和支撐層時將壓力施加到粘結接觸面。在另一個當前優(yōu)選的實施例中，支撐層被加熱到大于拋光單元被加熱的溫度。在其他示例性實施例中，將拋光單元粘結到支撐層包括使用在拋光單元和支撐層的主表面之間的接觸面處形成物理的和/或化學聯(lián)合的粘結材料。這種物理的和/或化學的聯(lián)合可在某些實施例中通過使用置于拋光單元和支撐層的主表面之間的粘結接觸面的粘結劑而形成。在其他實施例中，粘結材料可能是通過硫化形成粘結的材料，例如通過熱硫化、輻射硫化(例如，使用諸如紫外光、可見光、紅外光、電子束或其他輻射源的光化學輻射)等等。在某些實施例中，拋光單元的至少一些是大體上非多孔的拋光單元。在某些當前優(yōu)選的實施例中，拋光單元的至少一部分可以是多孔拋光單元。因此，在某些示例性實施例中，方法包括通過如下的噴射造型形成多孔拋光單元通過氣飽和溶化聚合物的噴射造型； 在反應時包括氣體以形成聚合物的反應混合物的噴射造型；對包括溶化在臨界氣中的聚合物的混合物的噴射造型；對溶劑中的不相容聚合物的混合物的噴射造型；沉浸在熱塑性聚合中的熱固性顆粒的噴射造型；以及它們的組合。在一些示例性實施例中，多孔拋光單元具有大體上在整個拋光單元上分布的小孔。在其他實施例中，小孔可大體上分布在多孔拋光單元的拋光表面上。在某些附加實施例中，給予拋光單元的拋光表面的孔隙度例如可以通過噴射造型、壓扎、機械鉆孔、激光鉆孔、 探針沖孔、氣體彌散泡沫、化學處理以及其組合而被施加。應當理解的是，拋光墊無需包括僅僅大體上一致的拋光單元。因而，例如多孔拋光單元和非多孔拋光單元的任意組合或布置可組成多個多孔拋光單元。也應理解的是，多孔拋光單元和大體上非多孔拋光單元的任何數(shù)目、組合或布置可在某些實施例中有利地使用，以形成具有粘結到支撐層的浮動拋光單元的拋光墊。在進一步的示例性實施例中，拋光單元可布置成形成式樣。任何式樣可被有利地使用。例如，拋光單元可布置成形成兩維陣列，例如，矩形、三角形或圓形拋光單元陣列。在附加的示例性實施例中，拋光單元可包括多孔拋光單元布置在支撐層上的式樣中的大體上非多孔的拋光單元。在某些示例性實施例中，多孔拋光單元可被有利地相對任何非多孔拋光單元布置，以在支撐層的主表面上形成多孔拋光單元和非多孔拋光單元的布置。在此實施例中，拋光單元相對于大體上非多孔拋光單元的數(shù)目和布置可被有利地選擇以獲得期望的拋光性能。例如，在一些示例性實施例中，多孔拋光單元可布置成大體上在拋光墊的主表面的中心附近，并且大體上非多孔拋光單元可布置在大體上拋光墊的主表面的外圍邊緣附近。此種示例性實施例可期望地更有效地將工作流體，例如耐磨拋光漿保持在拋光墊和晶片表面之間的接觸區(qū)域，從而改善晶片表面的拋光均勻性(例如，晶片表面的凹陷減少)， 以及減少CMP過程所產(chǎn)生的廢獎量。此示例性實施例也可期望地用來在模的邊緣處提供更積極的拋光，從而減少或消除邊緣脊的行程，并改善產(chǎn)量和模的拋光均勻性。在其他示例性實施例中，多孔拋光單元可布置成大體上在拋光墊的主表面的邊緣附近，并且大體上非多孔拋光單元可布置在大體上拋光墊的主表面的中心附近。拋光單元的其他布置和/或式樣被設定落在本公開的范圍內。在某些實施例中，拋光單元可通過布置在支撐層的主表面上而布置在式樣中。在其他示例性實施例中，拋光單元可使用期望式樣的模板布置在式樣中，并且支撐層可在粘結之前布置在拋光單元和模板的上方或下方，并使支撐層的主表面在粘結接觸面處與各拋光單元接觸。具有根據(jù)本公開的多孔拋光單元的拋光墊的示例性實施例可具有使其用于不同拋光應用中的不同特征和特性。在一些當前優(yōu)選的實施例中，本公開的拋光墊可尤其適合用于制造集成電路和半導體裝置的晶片的化學機械平面化(CMP)。在某些示例性實施例中，本公開所描述的拋光墊可提供比現(xiàn)有技術已知的拋光墊為優(yōu)的諸多優(yōu)點。例如，在某些示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊可用來更好地將CMP過程中使用的工作流體保持在墊的拋光表面和待拋光的襯底表面之間的接觸面上，從而改善工作流體在增強拋光中的有效性。在其他示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊可減少或消除在拋光期間的晶片表面的凹痕和/或邊緣侵蝕。在一些示例性實施例中，根據(jù)本公開的拋光墊在CMP過程中的使用可導致晶片拋光均勻性改善、更平的拋光晶片表面、自晶片的邊緣模產(chǎn)量的增加，以及改進的CMP過程操作范圍和一致性。在進一步的示例性實施例中，對根據(jù)本公開的具有多孔單元的拋光墊的使用可允許更大直徑晶片的處理，同時維持所需的表面均勻性，以獲得好的芯片產(chǎn)量、在需要調節(jié)墊表面之前處理更多的晶片以便保持晶片表面的拋光均勻性，或者減少處理時間和晶片調節(jié)器上的磨損。根據(jù)本公開的示例性拋光墊將參考下面的非限制性示例進行說明。示鑼 Ij下面的非限制性實施例圖示了用于制備多孔和非多孔拋光單元的不同方法，該多孔和非多孔單元可用來制備包括多個粘結到支撐層的拋光單元的拋光墊。示例 1該示例圖示了非多孔拋光單元(示例1A)和多孔拋光單元(示例1B)的制備，其中，小孔大體上分布在整個拋光單元上。多孔拋光單元通過包括溶解在超臨界氣體中的聚合物的混合物的噴射造型而制備。具有在210°C和3800g力的溶解指數(shù)5的熱塑性聚亞安酯(Estane ETE 60DT3 NAT 022P，Lubrizol高級材料有限公司，Cleveland，OH)被選擇。熱塑性聚亞安酯的切片在升高溫度和壓力下被送到80噸位的裝備有30mm直徑的單螺桿(L/D = M 1)的MT Arburg 噴射造型壓力機(Arburg GmbH, Lossburg，德國)，以產(chǎn)生聚合物熔體。在示例IA中，聚合物熔體被噴射造型到32腔、冷澆鑄模(9. 2克的實心粒重量) 以形成大體上非多孔的拋光單元，該非多孔拋光單元具有中空內圓柱形的腔和0. 15克/單元的重量。在示例IB中，氮氣在升高溫度和壓力下通過使用裝備有Mass Pulse Dosing傳送系統(tǒng)(可自MA的Woburn的Trexel有限公司獲得)的Trexel SII-TIU0被噴入到聚合物熔體，導致超臨界氮氣在聚合物熔體中的0. 6w/w混合物的行程。超臨界氮氣和聚合物熔體混合物被噴入32-腔、冷澆鑄模(9.2克的實心粒重量)以形成具有中空內圓柱形腔和0.135 克重量的多孔拋光單元，并且其中，小孔大體上分布在整個拋光單元上。用于各擠壓機區(qū)域的溫度、模參數(shù)、螺旋、噴射、包裝壓力、成型時間和嵌位噸位相對于示例IA和示例IB在表1中概括得出。
權利要求
1.一種包括多個拋光單元的拋光墊，各個拋光單元粘結到支撐層的主側，以便限制拋光單元相對于一個或多個其他拋光單元的橫向運動，但是仍在大體上正交于拋光單元的拋光表面的軸線上是可運動的。
2.一種拋光墊，包括具有第一主側和對立于第一主側的第二主側的支撐層；粘結到支撐層的第一主側的多個拋光單元，其中，各拋光單元具有暴露的拋光表面；以及其中，拋光單元自支撐層的第一主側沿大體上正交于第一主側的第一方向延伸。
3.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元在不使用粘附劑的情況下粘結到支撐層的第一主側。
4.如權利要求3所述的拋光墊，進一步包括導向板，該導向板包括自第一主表面延伸穿過導向板到第二主表面的多個孔，其特征在于，各拋光單元的至少一部分延伸入相應的孔，并且其中，各拋光單元自導向板的第二主表面向外地延伸。
5.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元的一部分穿過相應孔。
6.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元具有凸緣，并且其中，各拋光單元通過相應凸緣與支撐層的接合固定到第一主側。
7.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，所述導向板包括聚合物、共聚物、聚合混合物、聚合組合物或它們的組合。
8.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，所述導向板維持拋光單元沿第一方向的方位，同時允許拋光單元獨立地沿第一方向相對于導向板移動。
9.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，進一步包括覆蓋導向板的第一主表面的至少一部分的拋光劑分布層。
10.如權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，進一步包括覆蓋支撐層的第一主側的至少一部分的拋光劑分布層。
11.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元沿第一方向在包括拋光劑分布層的平面之上延伸至少大約0. 25毫米。
12.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，至少一些拋光單元具有與拋光劑分布層的暴露表面對齊的拋光表面。
13.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，至少一些拋光單元具有在拋光劑分布層的暴露表面之下凹陷的拋光表面。
14.如權利要求12或13所述的拋光墊，其特征在于，拋光劑分布層包括具有硬度小于拋光單元的磨損材料。
15.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光劑分布層包括至少一個親水聚合物。
16.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光劑分布層包括泡沫。
17.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，進一步包括固定到正對于支撐層的主側一側的柔性層和拋光單元。
18.如權利要求17所述的拋光墊，其特征在于，所述柔性層通過柔性層和支撐層之間的接觸面處的粘附劑層被固定到支撐層。
19.如權利要求17所述的拋光墊，其特征在于，所述柔性層包括選自下列材料的聚合材料硅、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁(二烯)橡膠、聚亞安酯、聚乙烯以及它們的組合物。
20.如權利要求9或10所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光劑分布層的適應性小于柔性層的適應性。
21.如權利要求17所述的拋光墊，進一步包括壓力靈敏粘附層，該粘附層被固定到正對于多個拋光單元的柔性層。
22.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元沿第一方向在包括支撐層的平面之上延伸至少大約0. 25毫米。
23.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，至少其中一個拋光單元包括多孔拋光單元，并且其中，各拋光單元包括多個小孔。
24.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，大體上所有的拋光單元是多孔拋光單兀。
25.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，包括各多孔拋光單元的小孔在大體上整個拋光單元上分布。
26.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元的至少一部分包括多個小孔。
27.如權利要求26所述的拋光墊，其特征在于，所述包括拋光表面的多個小孔包括多個具有橫截面形狀的槽，該橫截面形狀選自下列形狀組成的組圓柱形、三角形、矩形、梯形、半球形和它們的組合。
28.如權利要求27所述的拋光墊，其特征在于，各槽在第一方向上的深度在大約100微米到大約7500微米之間。
29.如權利要求27所述的拋光墊，其特征在于，各槽的橫截面面積在大約75平方微米到大約3 X IO6平方微米的范圍。
30.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，所述多個小孔包括閉合單元泡沫。
31.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，所述多個小孔包括開口單元泡沫。
32.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，所述多個小孔展示小孔尺寸的單峰分布。
33.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，所述多個小孔展示的平均小孔尺寸從大約1微米到大約100微米之間。
34.如權利要求33所述的拋光墊，其特征在于，所述多個小孔展示的平均小孔尺寸從大約1微米到大約50微米之間.
35.如權利要求23所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光單元被布置在支撐層的主側上的二維陣列式樣內。
36.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，各拋光單元被熱粘結到支撐層。
37.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，至少一些拋光單元被選定成在第一方向截取具有選自下列形狀組成的橫截面圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形和梯形。
38.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述多個拋光單元形成為具有支撐層的單片式拋光單元。
39.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，拋光單元的至少一部分包括熱塑性聚亞安酯、丙烯酸脂、聚乙烯醇聚酯或它們的組合。
40.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光單元具有至少一個從大約0. 1毫米到大約30毫米的尺寸。
41.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述支撐層包括熱塑性聚亞安酯。
42.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光單元的至少一部分包括磨損顆粒。
43.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，所述拋光單元以二維陣列式樣布置在支撐層的主側上。
44.如權利要求1、2、9或10中任一項所述的拋光墊，其特征在于，至少一個拋光單元是透明的。
45.如權利要求44所述的拋光墊，其特征在于，所述支撐層是透明的。
46.如權利要求17所述的拋光墊，其特征在于，所述支撐層、導向板、拋光劑分布層、至少一個拋光單元或它們的組合是透明的。
47.如權利要求17所述的拋光墊，其特征在于，所述支撐層、導向板、拋光劑分布層、柔性層、粘附劑層、至少一個拋光單元或它們的組合是透明的。
48.一種使用拋光墊的方法，包括將襯底的表面與根據(jù)權利要求1-47中任一項所述的拋光墊的拋光表面接觸；相對地相對于襯底移動拋光墊，以磨光襯底的表面。
49.如權利要求48所述的方法，進一步包括將拋光劑提供到拋光墊表面和襯底表面之間的接觸面上。
50.一種制造拋光墊的方法，包括形成多個拋光單元；將拋光單元粘結到支撐層，以形成根據(jù)權利要求1-47中任一項所述的拋光墊。
51.如權利要求50所述的方法，進一步包括在將拋光單元熱粘結到支撐層之前將多個拋光單元布置在式樣中。
52.如權利要求51所述的方法，其特征在于，拋光單元的至少一部分包括多孔拋光單兀。
53.如權利要求52所述的方法，其特征在于，拋光單元的至少一些包括大體上非多孔的拋光單元。
54.如權利要求52所述的方法，其特征在于，所述多孔拋光單元可通過如下物質的噴射造型形成飽和氣聚合物溶體的噴射造型；使氣體在反應時進化以形成聚合物的反應混合物的噴射造型；包括溶入超臨界氣體的聚合物的混合物的噴射造型；溶劑中的不相容聚合物的混合物的噴射造型；分散在熱塑性聚合物內的多孔熱固性微粒的噴射造型，以及上述物質的組合。
55.如權利要求52所述的方法，其特征在于，所述多孔聚合物單元包括形成在各多孔拋光單元的拋光表面處的小孔。
56.如權利要求55所述的方法，其特征在于，所述小孔通過噴射造型、壓扎、機械鉆孔、 激光鉆孔、探針沖孔、氣體彌散泡沫、化學處理以及其組合而形成。
57.如權利要求51所述的方法，其特征在于，將多個拋光單元布置在式樣中包括將拋光單元布置在模板中、將拋光單元布置在支撐層上，以及它們的組合。
58.如權利要求50所述的方法，其特征在于，將拋光單元粘結到支撐層包括熱粘結、 光化學輻射粘結、粘附粘結以及它們的組合。
全文摘要
本公開涉及具有例如通過熱粘結而固定到支撐層的浮動拋光單元的拋光墊，以及在拋光過程中制造和使用該拋光墊的方法。在一個示例性實施例中，拋光墊包括多個拋光單元，拋光單元中的至少一些是多孔的，各拋光單元固定到支撐層的主表面以便限制拋光單元相對于一個或多個其他拋光單元的橫向運動，但仍在大體上正交于拋光單元的拋光表面的軸線上保持可移動的。在某些實施例中，拋光墊另外地包括固定到正對于拋光單元的支撐層的柔性層，以及可選擇地拋光劑分布層。在一些實施例中，使用多孔拋光單元，小孔在大體上拋光單元的拋光表面處分布。
文檔編號B24B37/04GK102159361SQ200980136821
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權日2008年7月18日
發(fā)明者威廉·D·約瑟夫 申請人:3M創(chuàng)新有限公司