专利名称：抛光垫、其聚氨酯层及抛光硅晶片的方法
抛光垫、其聚氨酯层及抛光硅晶片的方法
背景技术：
本申请涉及用于化学-机械抛光的制品和方法。特别地，本发明涉及用于精确和快速抛光半导体晶片表面等的化学-机械抛光垫。近年来，化学-机械抛光(CMP)已成为半导体芯片生产商在铺设电路图案层时使半导体芯片表面平坦化的技术选择。CMP技术是公知的且通常用抛光垫和抛光组合物完成。半导体晶片的制造通常涉及在例如硅、砷化镓、磷化铟等的半导体衬底上形成多个集成电路。所述集成电路通常由一系列工艺步骤形成，其中在衬底上形成如导电材料、绝缘材料和半导体材料的材料的图案化层。为了最大化每块晶片的集成电路的密度，在贯穿半导体晶片生产过程的各个阶段都需要极其平坦、精确抛光的衬底。就此而言，半导体晶片的生产通常涉及使用至少一个，更通常而言多于一个的抛光步骤。抛光步骤通常涉及在抛光流体或组合物的存在下使抛光垫和半导体晶片衬底相对彼此旋转或摩擦，通常使用受控且重复性的运动。垫有助于半导体衬底的机械抛光，而抛光流体有助于衬底的机械和化学抛光，并促进从制品的粗糙表面除去和运走磨损的材料。 通常将抛光流体置于制品待抛光的粗糙表面和抛光垫的工作表面之间。抛光流体通常为碱性并可包含磨料，例如特别是微粒状氧化铈或二氧化硅。可使用抛光除去金属、电介质或电子工业中的其他材料。不同材料的各种CMP垫已被描述过或正在使用当中，例如美国专利6，022，268中描述的金属垫；美国专利5，489，233中描述的包含粒子的抛光垫；以商品名P0LITEX出售的浸渍聚合物的织造纤维的抛光垫；和通过原位制备或掺入空心填充材料而形成的含孔隙空间的聚合物片的垫(以商标IC 1000出售)。在目前使用的垫当中，包括多层材料的复合垫，其具有与被抛光的半导体表面接触的外部衬底。还已知由多孔泡沫材料制得的CMP垫。 例如，美国专利6，913，517描述了微孔聚氨酯抛光垫，美国专利4，954，141描述了由发泡的含氟聚合物制成的抛光垫。美国专利7，059，936描述了特别与疏水性抛光组合物一起使用的具有低表面能的抛光垫。尽管针对CMP垫进行了深入的研发，本领域仍然持续需要不断改善抛光效率和效力，特别是以低缺陷为特征。对于CMP垫，通常在除去抛光材料的速度和抛光晶片中的缺陷水平之间权衡。换句话说，更硬的垫可导致更快的抛光，但进而可导致更高的缺陷。有利的是获得抛光迅速、高效且导致低缺陷水平的CMP垫。此外，当使用高活性抛光组合物以抛光半导体晶片时，CMP垫的化学性质和机械结构可能劣化。结果，抛光垫的效率可能降低，例如，抛光速度可能下降，并可导致增大的表面粗糙度、起伏度和/或损坏。用高价的新垫频繁更换昂贵的抛光垫是不合乎需要的。此外， 即使当垫随时间仅轻微劣化，抛光条件(如工作压力、抛光板的旋转速度，和抛光板用冷却水的温度和流速)也可能需要连续控制以应对劣化程度，从而获得半导体晶片表面的所需抛光。期望获得在晶片重复抛光之后具有改善的抗劣化性的CMP垫。因此，本领域仍然持续需要改善的CMP垫，特别是提供具有低缺陷的抛光表面的垫。对于这些垫而言，进一步有利的是具有良好的抗劣化性，以及良好的抛光效率、可加工性和低成本。此外还期望更精细地控制或调整抛光垫的研磨性能以平衡其移除特定涂层而不破坏特定表面材料或导致不期望的刮擦或其他损坏的能力。还期望能够针对特定应用经济地制造并定制这类垫。
发明内容
为了克服上述问题并完成所需目标，聚氨酯层包含发泡聚氨酯，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，多个平均直径为约20至约200微米的孔，和具有小于35mN/m临界表面能和3至100微米中值粒径的疏水性聚合物粒子。在一个实施方案中， 所述层具有约640至960kg/m3的密度。在另一个实施方案中，用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层包含聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，和多个平均直径为20至200微米的孔，其中所述聚氨酯层具有在50°C下约 1 至约 5001/Pa 的 KEL，在20°C至50°C范围内大于约IOOMPa的储能模量(storage modulus)，在20°C至50°C范围内小于约0. 070的tan δ，以及1. 2 至 3. 0 的 50°C下 tan δ :20°C下 tan δ 的比率。在又一个实施方案中，用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层包含聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，和在20°C至50°C范围内小于0. 070的tan δ，以及1. 2 至 3. 0 的 50°C下 tan δ :20°C下 tan δ 的比率。在另一个实施方案中，抛光垫包含任意上述聚氨酯层。抛光垫的制造方法包括抛光硅晶片，包括向硅晶片的表面施加微粒介质，和相对于所述表面旋转抛光垫，其中所述抛光垫包含含有上述聚氨酯泡沫的抛光层。本领域技术人员通过下文的详细描述和附图将理解和领会本发明的上述和其他特征和优点。
图1是对比的多孔聚氨酯材料的扫描电镜图像；和图2是与图1的材料具有相同组成(不同之处在于添加了疏水性粒子)的多孔聚氨酯的扫描电镜图像。图3是显示在本发明的一个实施方案中，在20至50°C的温度范围内测得的tan δ 的图。
具体实施例方式改良的抛光垫包含机械发泡的聚氨酯泡沫，其由异氰酸酯预聚物、含羟基化合物和有机硅表面活性剂的特定组合形成，并包含疏水性聚合物粒子，所述疏水性聚合物粒子产生了较精细的孔径。这种抛光垫具有高抛光速度并提供具有极低缺陷的抛光表面，即使在0. 20微米的检测水平下也是如此。抛光过程中观察到较少的热累积，这可以潜在地提供随时间更稳定的性能。因此，抛光垫即使在长期使用之后仍可具有优异的抗劣化性。抛光垫包含机械发泡的聚氨酯泡沫的基质和多个疏水性微粒粒子，例如，疏水性聚合物粒子。本文使用的术语“疏水性微粒”是指具有低表面能的微粒，例如，临界表面张力小于40mN/m，特别是小于35mN/m，更特别是不超过30mN/m，例如15至25mN/m。因此，当在疏水性微粒中使用聚合物时，所述聚合物优选仅包含少量(如果有的话)亲水官能团或离子基团，更优选不含亲水或离子基团。对疏水性聚合物不作特别限定并且其可包含下列，或基本由下列组成碳氟化合物、氟氯碳化合物、硅氧烷(例如-R2SiO-单元，其中R独立地为氢原子或烃基)，或C2_8烃重复单元，例如乙烯、丙烯、丁烯或苯乙烯，或上述重复单元的组合。因此，疏水性聚合物可例如包括有机硅橡胶、聚二有机硅氧烷(例如聚二甲基硅氧烷)、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯和聚丙烯酰胺。在一个特定的实施方案中，疏水性聚合物为氟化聚合物，也被称作含氟聚合物。本文使用的“含氟聚合物”包括含有衍生自氟化α-烯烃单体(即包括至少一个氟原子取代基的α-烯烃单体)的重复单元和任选的与氟化α-烯烃单体反应性的非氟化烯键式不饱和单体的均聚物和共聚物。示例性的α -烯烃单体包括CF2 = CF2, CHF = CF2, CH2 = CF2, CH = CHF, CClF = CF2、CC12 = CF2、CC1F = CC1F、CHF = CC12、CH2 = CC1F，和 CCl2 = CC1F、 CF3CF = CF2、CF3CF = CHF、CF3CH = CF2、CF3CH = CH2、CF3CF = CHF、CHF2CH = CHF 和 CF3CH = CH2,和全氟(C2_8)烷基乙烯基醚，例如全氟辛基乙烯基醚。具体而言，氟化α-烯烃单体为选自下列的一种或更多种四氟乙烯(CF2 = CF2)、一氯三氟乙烯(CC1F = CF2)、偏二氟乙烯(CH2 = CF2)和六氟丙烯(CF2 = CFCF3)。示例性的非氟化单烯键式不饱和单体包括乙烯、 丙烯、丁烯和烯键式不饱和芳族单体如苯乙烯。示例性的含氟聚合物包括聚(四氟乙烯)均聚物(PTFE)、聚(六氟乙烯)、聚(四氟乙烯-六氟乙烯)和聚(四氟乙烯-乙烯-丙烯)。 一种特定的示例性含氟聚合物为PTFE，其可为成纤性或非成纤性的。粒子可为约3至约100微米，特别是约5至约50微米。在一个实施方案中，粒子的中值粒径为约3至约30微米，特别是约25微米，其已显示产生具有由SEM(扫描电镜) 测得的约20至约200微米，特别是约50至约100微米平均孔径的聚氨酯泡沫。这种尺寸的含氟聚合物粒子例如可从各种来源商业购得。可使用双峰、三峰和更多峰的不同粒径。含氟聚合物可为细粉、分散体或颗粒形式，包括通过凝固和干燥分散体制备的 PTFE而制成的凝固分散体。通过悬浮聚合制成的粒状PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(氟化乙烯丙烯)，或PFA (全氟烷氧基)可具有对于一种标准产品而言为约30至约40微米的中值粒径。粒状含氟聚合物可被低温研磨至呈现出小于约100微米的中值粒径。当存在微粒含氟聚合物时，本领域技术人员可根据期望的抛光垫和聚氨酯制剂的性质容易地确定形成聚氨酯的组合物的微粒含氟聚合物的有效含量。有效量通常为全部形成聚氨酯的组合物的约0. 1至约5重量％ (wt% )，特别是全部形成聚氨酯的组合物的约1 至约%，更特别是约2至约3wt %。不希望局限于理论，据信在形成聚氨酯的组合物中掺入疏水性粒子增加了混合粘度并在聚氨酯中提供极细微的微孔结构。通常使用极细的孔结构以产生可保持抛光组合物或浆料的磨粒的表面微凹凸体(asperity)。不希望局限于理论，据信疏水性粒子的存在通过降低表面能而提高机械起泡过程中小孔的稳定性。这导致抛光垫中存在更大量的小孔。 结果出乎意料地发现，抛光垫的某些性能特性得以显著改善，正如如下实施例中所述，包括高抛光效率、低抛光温度和低缺陷水平。此外，不希望局限于理论，聚氨酯基质中的疏水性粒子的表面能可能干扰抛光过程中浆料的“浸湿(wetting out)”。另外，据信聚氨酯中疏水性粒子的存在导致抛光过程中浆料微粒被保持更长时间或截留在抛光垫表面的非疏水性部分中。据信尤其这种现象可能是抛光垫提供改进的抛光量而不造成缺陷的原因。疏水性粒子的较低表面能也可能导致抛光过程中的较少摩擦，从而导致较低的抛光温度。机械发泡的聚氨酯泡沫基质由反应性组合物形成，所述组合物包含与含活性氢的组分反应的有机聚异氰酸酯组分、泡沫稳定表面活性剂和催化剂。有机聚异氰酸酯的通式为Q(NCO)i，其中i为平均值大于2的整数，且Q为具有i价的聚氨酯基团。因此，Q(NCO)i 是通常被称作预聚物的组合物。这种预聚物通过使化学计量过量的上述聚异氰酸酯与含活性氢的组分(例如下述含多羟基的材料或多醇)反应形成。在一个实施方案中，以约30% 至约200%化学计量过量的比例使用聚异氰酸酯，所述化学计量基于多醇中每当量羟基的异氰酸酯基团的当量。在一个特定的实施方案中，机械发泡包含异氰酸酯预聚物的组合物以获得发泡聚氨酯材料，所述发泡聚氨酯材料形成期望的坚硬垫。聚异氰酸酯的用量将根据制备中的聚氨酯的性质稍作变动。形成聚氨酯的组合物中的聚异氰酸酯的用量将根据制备中的聚氨酯的性质变动。 通常，总-NCO当量与总活性氢当量提供0. 8至1. 2当量-NCO/当量活性氢反应物的活性氢 (例如羟基氢)之比，优选约1. 0至1. 05当量-NCO/活性氢之比。含活性氢的组分可包含不同类型含活性氢的组分的混合物，包括三醇、二醇和平均羟基官能度大于3的化合物。特别地，含活性氢的组分包含聚酯多醇和/或聚醚多醇。合适的聚酯多醇包括多醇与二羧酸或其成酯衍生物(例如酸酐、酯和卤化物)的缩聚产物，可在多醇的存在下通过内酯的开环聚合获得的聚内酯多醇，可通过碳酸二酯与多醇的反应获得的聚碳酸酯多醇和蓖麻油多醇。可用于制备缩聚聚酯多醇的合适的二羧酸和二羧酸衍生物为脂族或脂环族二羧酸，例如戊二酸、己二酸、癸二酸、富马酸和马来酸；二聚酸；芳族二羧酸，如邻苯二甲酸、 间苯二甲酸和对苯二甲酸；三元酸或更高官能化的多羧酸，如均苯四酸；以及酸酐和二烷基酯(second alkyl ester)，如马来酸酐、邻苯二甲酸酐和对苯二甲酸二甲酯。也可使用环酯聚合物。从至少一种环酯单体制备环酯聚合物例示于美国专利3，021, 309至3，021, 317 ； 3，169，945 ；和2，962，5 中。合适的环酯单体包括但不限于δ-戊内酯；ε-己内酯；ζ-庚内酯；单烷基-戊内酯，例如单甲基_、单乙基-和单己基-戊内酯。聚酯多醇通常可以包括己内酯基的聚酯多醇、芳族聚酯多醇、己二酸乙二醇酯基的多醇，和包含任一前述聚酯多醇的混合物。通常优选由ε-己内酯、己二酸、邻苯二甲酸酐，和对苯二甲酸或对苯二甲酸的二甲基酯制成的聚酯多醇。聚醚多醇可通过环氧烷(例如环氧乙烷、环氧丙烷及其混合物)与水或多羟基有机组分的化学加成获得，所述多羟基有机组分为例如乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-己二醇、1，10-癸二醇、1，2-环己二醇、 2- 丁烯-1，4- 二醇、3-环己烯-1，1- 二甲醇、4-甲基-3-环己烯-1，1- 二甲醇、3-亚甲基-1，5-戊二醇、二甘醇、(2-羟基乙氧基)-1-丙醇、4-(2-羟基乙氧基)-1-丁醇、5-(2-羟基丙氧基)"I"戊醇、1- (2-羟基甲氧基)-2-己醇、1- (2-羟基丙氧基)-2-辛醇、3-烯丙氧基-1，5-戊二醇、2-烯丙氧基甲基-2-甲基-1，3-丙二醇、[4，4_戊氧基)_甲基]_1，3-丙二醇、3_(邻-丙烯基苯氧基)-1，2_丙二醇、2，2' - 二异亚丙基双(对亚苯氧基)二乙醇、丙三醇、1，2，6-己三醇、1，1，1-三羟甲基乙烷、1，1，1-三羟甲基丙烷、3-(2-羟基乙氧基)-1，2-丙二醇、3- (2-羟基丙氧基)-1，2-丙二醇、2，4- 二甲基-2- (2-羟基乙氧基)-甲基戊二醇-1，5;1，1，1-三[2-羟基乙氧基)甲基]-乙烷、1，1，1-三[2-羟基丙氧基)-甲基]丙烷、二甘醇、二丙二醇、季戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、乳糖、α-甲基葡萄糖苷、α-羟烷基葡萄糖苷、酚醛树脂聚合物、磷酸、磷酸单苯酯、聚磷酸如三聚磷酸和四聚磷酸、三元缩合产物等。制备聚亚烷基多醇中使用的环氧烷通常具有2至4个碳原子。示例性的环氧烷为环氧丙烷以及环氧丙烷与环氧乙烷的混合物。可特别提及聚四亚甲基聚醚二醇或二元醇， 及其与一种或更多种其他多醇的混合物。上文所列的多醇本身可用作活性氢组分。一类特定的聚醚多醇通常由式R[(0CnH2n)z0H]a表示，其中R为氢或多价烃基；a为等于R价态的整数(即2至8)，η在每种情况下为2至4的整数(包括端点，优选为3)， ζ在每种情况下为具有2至200，优选15至100的值的整数。特别地，聚醚多醇可具有式 R[ (OC4H8) Ζ0Η]2，其中R为二价烃基，ζ在每种情况下为2至约40，特别是5至25。可使用的另一种类的含活性氢的材料为通过使烯键式不饱和单体与美国专利 3，383，351中所述的多醇聚合获得的聚合物多醇组合物，其公开内容并入本文以作参考。 用于制备这种组合物的合适单体包括丙烯腈、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯、偏二氯乙烯和上述美国专利中指明和描述的其他烯键式不饱和单体。合适的多醇包括上文和美国专利 3，383，351中列举和描述的那些。含活性氢的组分也可包含含多羟基的化合物，如羟基封端的聚烃(美国专利2，877，21 ；羟基封端的聚缩甲醛(美国专利2，870，097)；脂肪酸甘油三酸酯(美国专利2，833，730和2，878，601)；羟基封端的聚酯(美国专利2，698，838、 2，921，915,2，591，884,2，866，762,2，850，476,2，602，783,2，729，618,2，779，689, 2,811,493,2,621, 166和3，169, 945)；羟甲基封端的全氟亚甲基(美国专利2，911，390和 2，902，473)；羟基封端的聚亚烷基醚二醇(美国专利2，808，391 ；英国专利733，624)；羟基封端的聚亚烷基亚芳基醚二醇(美国专利2，808，391)；和羟基封端的聚亚烷基醚三醇(美国专利 2,866，774)。在一个特定的实施方案中，含活性氢的组分包含较高分子量的聚醚多醇和/或聚酯多醇和极低分子量的多醇作为增链剂或交联剂。优选的聚醚多醇包括聚氧化亚烷基二醇和三醇，和具有接枝到聚合物链上的聚苯乙烯和/或聚丙烯腈的聚氧化亚烷基二醇和三醇及其混合物。优选的聚酯多醇基于己内酯。示例性的极低分子量的增链剂和交联剂包括分子量为约200至400的链烷二醇和二亚烷基基二醇和/或多元醇，优选三醇和四醇。基于含活性氢的组分的总重量，以约0. 5 至约20重量％，优选约10至15重量％的量使用增链剂和交联剂因此，在一个实施方案中，多醇组分包含重均分子量为约650至约四00，特别是介于1000和观00之间，更特别是1500至2500的聚合二醇。聚合二醇可具有10至200的羟
8基值，优选15至50，更优选20至40的羟基值。优选的聚合二醇为聚氧化亚烷基多醇。在一个特定的实施方案中，聚合二醇为聚醚氧化物二醇，更特别是聚醚二醇。发现与其他二醇相比，聚四亚甲基醚二醇的使用有利于改善磨损性。多醇可进一步包括三醇。在一个实施方案中，三醇具有80至2000，优选100至 1000，更优选150至400的重均分子量(Mw)。(除非本文中另有说明，否则所有分子量均为重均分子量。)羟基值可为200至2000，优选500至1500。优选的三醇为聚己内酯三醇。在另一个实施方案中，多醇组分还包括极低分子量(低于约200)的二醇，包括但不限于二丙二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和3-甲基-1，5-戊二醇。该化合物可在聚氨酯的反应混合物中用作增链剂。在一个实施方案中，用于形成聚氨酯的反应混合物包含作为增链剂的聚合二醇、 三醇和低分子量二醇，以及聚异氰酸酯预聚物。在该实施方案中，聚合二醇的重均分子量比三醇和二醇化合物大至少约1000。特别地，含活性氢的组分包含约50至约90重量份(pbw) 的聚合二醇，特别是聚醚二醇，约5至约25plw的三醇，特别是Mw为约80至约2000的三醇， 和约1至约25pbw的增链剂。在另一个实施方案中，含活性氢的组分包含约60至约80重量份(Pbw)的聚合二醇，特别是聚醚二醇，约10至约20pbw的三醇，和约1至约20pbw的增链剂。在多个实施方案中，取决于针对特定应用的抛光垫的所需坚硬性或软度，基于含羟基化合物(包括所有多醇或二醇)(如果使用的话，包括其他交联添加剂、填料、表面活性剂、催化剂和颜料)的羟基值的平均羟基通常可为约150至约350。例如，相对更坚硬的垫可具有300-350的总羟基值，更柔软的垫可具有150-200的总羟基值，和中等垫可具有 200至300的羟基值。羟基值被定义为在使用或不使用其他交联添加剂的情况下由1克多醇或多醇混合物制备的充分乙酰化的衍生物的水解产物完全中和所需的氢氧化钾的毫克数。羟基值也可如下式定义
权利要求
1.一种用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层，其中所述聚氨酯层包含 聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，和多个平均直径为约20至约200微米的孔；和具有小于35mN/m的临界表面能和具有3至100微米的中值粒径的疏水性聚合物粒子。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述疏水性粒子的临界表面能为10至30mN/m。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述疏水性聚合物粒子的中值粒径为5至50 微米。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述疏水性聚合物包括碳氟化合物、氟氯碳化合物、硅氧烷、乙烯、丙烯或丁烯的重复单元或包含前述重复单元中至少之一的组合。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯层，其中所述重复单元为碳氟化合物或硅氧烷。
6.根据权利要求5所述的聚氨酯层，其中所述重复单元为四氟乙烯、氟乙烯、三氟氯乙烯、二甲基硅氧烷、丁烯、乙烯、丙烯或包含前述单体中至少之一的组合。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述疏水性聚合物为聚(四氟乙烯)。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述聚氨酯为如下组分的反应产物 含异氰酸酯的组分；含活性氢的组分，其能够与所述含异氰酸酯的组分反应并且包含式为R[(0CnH2n)z0H]a 的聚醚多醇，其中R为氢或多价烃基；a为2-8且等于R的价态；η在每种情况下均为2_4的整数VL在每种情况下均为2至约200 ； 有机硅表面活性剂，和用于使所述泡沫固化的催化剂。
9.根据权利要求8所述的聚氨酯层，其中所述含异氰酸酯的组分为预聚物并且所述反应产物已被机械起泡以制备所述聚氨酯泡沫。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯层，其中所述含异氰酸酯的组分包含含有二异氰酸酯化合物与二醇的反应产物的预聚物。
11.根据权利要求8所述的聚氨酯层，其中所述聚醚多醇为聚四亚甲基醚二醇。
12.根据权利要求8所述的聚氨酯层，其中所述含活性氢的组分还包含二醇增链剂。
13.根据权利要求8所述的聚氨酯层，其中所述表面活性剂为不可水解的有机硅二醇共聚物。
14.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述催化剂为乙酰丙铜铁。
15.根据权利要求1所述的聚氨酯层，其中所述聚氨酯泡沫具有640至约960kg/m3的也/又。
16.一种用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层，其中所述聚氨酯层包含聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，和多个平均直径为20至200微米的孔，并且所述聚氨酯层具有 在50°C下约1至约5001/Pa的KEL， 在20°C至50°C范围内大于IOOMPa的储能模量，在20°C至50°C范围内小于0. 070的tan δ， 和 1. 2 至 3. 0 的 50°C下 tan δ 20°C下 tan δ 之比。
17.根据权利要求16所述的聚氨酯层，其中制备的所述聚氨酯层的表面能为18至 30mN/m。
18.根据权利要求16所述的聚氨酯层，其中在乙酰丙酮铁催化剂的存在下制备所述聚氨酯。
19.一种用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层，其中所述聚氨酯层包含聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约1200kg/m3的密度，和在20°C至50°C范围内小于0. 070的tan δ，和 1. 2 至 3. 0 的 50°C下 tan δ 20°C下 tan δ 之比。
20.一种半导体晶片用抛光垫，其包括含有根据权利要求1-18所述的聚氨酯泡沫的层。
21.根据权利要求20所述的抛光垫，其中所述垫显示出基于0.25 μ m截断值小于3500的缺陷率。
22.根据权利要求20所述的抛光垫，其中所述垫显示出0.20 μ m截断值下小于20000的缺陷率。
23.根据权利要求20所述的抛光垫，其中抛光表面被研磨以从抛光垫的表面除去表皮。
24.根据权利要求20所述的聚氨酯层，其中所述抛光层的抛光表面还包括凹槽。
25.根据权利要求20所述的抛光垫，其中所述抛光垫为包含所述聚氨酯泡沫作为位于衬底层上的顶部抛光垫的复合垫，所述衬底层为一体式结合至所述顶部抛光垫上的另一聚氨酯泡沫或弹性体材料的衬底层。
26.根据权利要求20所述的抛光垫，其中所述抛光垫为包含未起泡顶部抛光垫的复合垫，所述未起泡顶部抛光垫与机械起泡的附垫同时流延。
27.一种抛光硅晶片的方法，包括向所述硅晶片的表面施加微粒介质，并且相对于所述表面旋转抛光垫，其中所述抛光垫包含含有根据权利要求1-18任一项所述的聚氨酯泡沫的抛光层。
28.根据权利要求27所述的方法，其中通过采用35至700g/cm2的下压力、25至400rpm 的压板速度、25至400rpm的载体速度和20至500mL/分钟的介质流量的抛光机进行抛光。
全文摘要
描述了一种用于形成半导体晶片用抛光垫的聚氨酯层，其中所述聚氨酯层包含发泡聚氨酯，其中所述聚氨酯泡沫具有约640至约960kg/m3的密度和多个平均直径为约20至约200微米的孔；和具有小于35mN/m临界表面能并具有3至100微米中值粒径的疏水性聚合物粒子。还描述了抛光垫及抛光方法。
文档编号B24B37/14GK102448669SQ201080022999
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者布赖恩·利特克, 迈克尔·K·科斯 申请人:罗杰斯公司