CN110774167A

CN110774167A - 化学机械研磨垫的形成方法、化学机械研磨方法及其装置

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Publication number: CN110774167A
Application number: CN201910682902.0A
Authority: CN
Inventors: 李安璿; 佘铭轩; 吴振豪; 廖峻宏; 李胜男; 蔡腾群
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: US20200030934A1; CN110774167B; US11697183B2; TWI730357B; US20230347471A1; TW202019618A

Abstract

一种化学机械研磨垫的形成方法，包括提供嵌段共聚物的溶液，其中嵌段共聚物包括第一链段和连接第一链段的第二链段，第二链段与第一链段在组成上不相同。此形成方法还包括对嵌段共聚物的溶液进行处理，以形成具有第一相和嵌入于第一相的第二相的一聚合物网络，其中第一相包括第一链段，第二相包括第二链段。随后自聚合物网络将第二相移除，因而形成一聚合物膜，此聚合物膜包括嵌入于第一相的孔隙网络。之后，形成方法包括结合CMP顶部垫与一CMP子垫而形成一CMP研磨垫，其中CMP顶部垫配置为在化学机械研磨制程期间与一工作件接合。本发明还涉及到一种化学机械研磨方法及其装置。

Description

化学机械研磨垫的形成方法、化学机械研磨方法及其装置

技术领域

本发明实施例内容涉及一种研磨垫，特别涉及一种于化学机械研磨制程中使用的研磨垫、研磨方法及化学机械研磨装置。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)产业已经历了快速的成长。集成电路(IC)的材料与设计的技术发展已经创造了集成电路的多个世代，且各个世代具有相较于前一世代更小且更复杂的电路。在集成电路演进的历程中，功能密度(例如单位芯片面积的互连装置数量)已普遍地增加，同时伴随几何尺寸的缩小。这样的尺寸缩减的过程普遍地为提升生产效率与降低相关成本带来了好处。

在元件制造期间出现了一种关于基板平坦化要求的挑战，而尺寸缩减的元件也逐渐增加了这种挑战的困难度。为了符合这样的要求，化学机械研磨/平坦化是在整个半导体工业中引入和使用并且持续发展中的一种制程。一般而言，化学机械研磨制程可根据特定的制程条件，例如被抛光的材料、装置结构以及/或所需的蚀刻速率，而进行最佳化。随着高规模IC技术的不断发展，带来了新的材料和新的装置结构，但化学机械研磨制程的最佳化并非在各方面都令人完全满意的。

在化学机械研磨制程期间，是通过浆料和研磨垫对基板表面进行研磨。例如，可以施加力以在基底和研磨垫旋转的同时将基板压靠在研磨垫上。通过旋转以及基板施加到研磨垫上的力，与提供至基板的浆料一起作用，可去除基板材料因而平坦化基板的表面。虽然进行化学机械研磨的方法通常是适当的，但它们仍不能在所有方面都令人满意。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种化学机械研磨垫(CMP pad)的形成方法，首先提供嵌段共聚物的溶液，其中嵌段共聚物包括第一链段和连接第一链段的第二链段，第二链段与第一链段在组成上不相同。一些实施例中，形成方法还包括对嵌段共聚物的溶液进行处理，以形成具有第一相和嵌入于第一相的第二相的一聚合物网络，其中第一相包括第一链段，第二相包括第二链段。随后将第二相自聚合物网络移除，因而形成一聚合物膜，此聚合物膜包括嵌入于第一相的孔隙网络(network of pores)。之后，一些实施例的形成方法包括结合CMP顶部垫与一CMP子垫而形成一CMP研磨垫，其中CMP顶部垫配置为在化学机械研磨制程期间与一工作件接合(engage)。

本发明的一些实施例还提供一种以研磨垫进行化学机械研磨的方法，包括形成配置于一化学机械研磨制程的一研磨垫、使研磨垫绕着一轴进行转动、提供化学机械研磨浆料至研磨垫以及使用研磨垫和化学机械研磨浆料研磨一工作件，其中化学机械研磨浆料包括多个磨料颗粒，而多孔顶部垫有助于此些磨料颗粒在工作件上的移动。具体而言，一些实施例的形成研磨垫的方法包括提供包含嵌段共聚物的一聚合物溶液，其中嵌段共聚物包括第一链段和连接第一链段的第二链段。形成研磨垫的方法还包括对聚合物溶液进行处理，使嵌段共聚物组装成一互穿聚合物网络(interpenetrating polymer network)，此互穿聚合物网络具有第一相嵌入于第二相，其中第一相包括第一链段，第二相包括第二链段。之后，一些实施例的形成研磨垫的方法还包括自互穿聚合物网络将第一相移除，因而形成一多孔顶部垫(porous top pad)。随后将多孔顶部垫粘着至一子垫，而形成研磨垫。

本发明的一些实施例又提供一种化学机械研磨装置，包括设置在旋转平台上方的CMP研磨垫，其中CMP研磨垫的顶面包括一聚合物膜，聚合物膜具有延伸遍布聚合物基质的孔隙网络。一些实施例的化学机械研磨装置还包括设置在CMP研磨垫上方的承载座，其中承载座配置以容置一工作件，使工作件的顶面朝向CMP研磨垫。一些实施例的化学机械研磨装置还包括配置以提供CMP浆料至CMP研磨垫的浆料分配器(slurry dispenser)。

附图说明

通过以下的详细描述配合附图，可以更加理解本发明实施例的内容。需强调的是，根据产业上的标准惯例，许多部件(feature)并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种部件的尺寸可能被任意地增加或减少。

图1是根据本发明一个或多个方面的一种化学机械研磨(CMP)系统。

图2是根据本发明一个或多个方面关于CMP顶部垫的制造方法的流程图。

图3、图4、图5A是根据本发明一个或多个方面，在图2的例示方法的中间阶段期间一种例示装置的剖面示意图。

图5B是根据本发明一个或多个方面，在图2的例示方法的一个中间阶段的例示装置的俯视图。

图6A、图6B、图6C示出了根据本发明一个或多个方面，在图2的例示方法的中间阶段期间一种例示装置的部分的示意图。

图7是根据本发明一个或多个方面进行CMP制程的一种例示方法的流程图。

图8是根据本发明一个或多个方面，关于包括进行一例示CMP制程的一种半导体装置制造方法的流程图。

图9A、图9B、图9C、图9D、图9E和图9F示出了根据本发明一个或多个方面，在图8的例示方法的中间阶段期间一种例示的半导体装置的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

100～CMP系统；

102～浆料源；

104～浆料；

106～研磨垫；

108～平台；

110～旋转轴；

112～基板；

116～工作件承载座；

10、200、400～方法；

12、14、16、202、204、206、208、402、404、406、408、410、412～步骤；

300～CMP顶部垫；

302～基板；

304～溶液；

306～聚合物网络；

308～聚合物膜；

310～嵌段共聚物；

312～第一链段；

314～第二链段；

322～第一相；

323～磨料颗粒；

324～第二相；

326～区域；

328～孔隙；

500～装置；

502～基底；

504～半导体层；

506～隔离区域；

508～虚设栅极堆叠；

510～栅极间隔物；

512～源极/漏极部件；

514～层间介电层；

516～栅极沟槽；

522～栅极介电层；

524～功函数金属层；

526～导电块层；

520～高介电常数的金属栅极结构；

AA'、BB'～线。

具体实施方式

以下内容提供了很多不同的实施例或范例，用于实现本发明实施例的不同部件。组件和配置的具体范例描述如下，以简化本发明实施例。当然，这些仅仅是范例，并非用以限定本发明实施例。举例来说，叙述中若提及一第一部件形成于一第二部件的上方或位于其上，可能包含第一和第二部件直接接触的实施例，也可能包含额外的部件形成于第一和第二部件之间，使得第一和第二部件不直接接触的实施例。另外，本发明实施例可能在许多范例中重复元件符号及/或字母。这些重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非代表所讨论各种实施例及/或配置之间有特定的关系。

另外，本发明实施例可能在许多范例中重复元件符号及/或字母。这些重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非代表所讨论各种实施例及/或配置之间有特定的关系。并且，本发明实施例中，一个部件形成于另一部件上、连接至另一部件、及/或耦接至另一部件，可能包含形成这些部件直接接触的实施例，也可能包含额外的部件可能形成于这些部件之间，使得这些部件不直接接触的实施例。此外，此处可能使用空间上的相关用语，例如“下方的”、“上方的”、“水平的”、“垂直的”、“在…上方”、“在…之上”、“在…下方”、“在…之下”、“朝上的”、“朝下的”、“顶部”、“底部”和其他类似的衍生用语(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)可用于此，以便描述本发明实施例的一个部件与其他部件之间的关系。此些空间上的相关用语用于涵盖包含此些部件的装置的不同方位。再者，当使用“约”、“大约”或类似的用语来描述一个数字或一个数值范围时，除非有另外指明，则此用语是用于表示包含此数值及与此数值相差±10％的数值范围。举例而言，“约5纳米”的用语包含了4.5纳米至5.5纳米的尺寸范围。

需特别说明的是，本发明实施例关于进行化学机械研磨(chemical-mechanicalpolishing，CMP)的制程是适用于制造平面式装置、三维装置、环绕式栅极(gate-all-around，GAA)装置、Ω栅极(omega-gate)装置或π栅极(pi-gate)装置。在一些实施例中，这种装置可包括P型金属氧化物半导体(PMOS)装置以及/或N型金属氧化物半导体(NMOS)装置。一示例中，本公开涉及一种鳍状场效晶体管装置。本公开实施例也可以同样应用于上述未提及的其他装置的制造。

参照图1，其示出一CMP系统100。然而图1仅是一示例，CMP系统的其他实施例以及去除机构亦在本公开的范围内。CMP系统100包括一浆料源102，其配置以分配浆料104至研磨垫(polishing pad)106的一表面上。此公开中，浆料104包括至少多个磨料颗粒(abrasive particles)以及一溶剂(例如一氧化剂)，当一外力施加于浆料104时，溶剂用以承载此些磨料颗粒。如图1所示，研磨垫106设置在平台108上，平台108在CMP系统100的操作期间使研磨垫106绕着一旋转轴110旋转。研磨垫106的旋转将浆料104输送到半导体基板(以下称为“基板”)112下面。因此，研磨垫106与浆料104一起用于研磨基板112。在一些实施例中，基板112包括硅晶圆。另外，基板112可以包括硅锗晶圆或其他半导体晶圆。基板112可以额外包含IC的各种部件。例如，基板112可以在硅或硅锗晶圆中包括各种掺杂部件，并且可以额外包含其他部件，例如金属栅极堆叠、源极/漏极(source/drain)部件、介电部件、互连结构、其他适合的部件、或前述的组合。

CMP系统100还包括一工作件承载座(workpiece carrier)116，在化学机械研磨期间配置以容置基板112。在各种实施例中，基板112以倒置的方向定位在工作件承载座116内，使得基板112的顶面朝向研磨垫106。举例来说，工作件承载座116可操作以使基板112与研磨垫106接触，使得基板112的顶面接触研磨垫106，同时旋转研磨垫106。通过使基板112与旋转的研磨垫106接触，可达到基板112的研磨。另外，在一些实施例中，工作件承载座116也可以在CMP系统100的操作期间绕着旋转轴120进行旋转。

在研磨垫106的表面处的多个凸起物(asperities)代表研磨垫106与基板112的表面之间的接触点。因此，凸起物的数量、形态和分布对于维持令人满意的去除速率、消除浆料10在基板112的表面上的水滑现象(hydroplaning)以及/或促进浆料104在研磨垫106和基板112之间的流动，扮演了重要的角色。然而，由于在研磨过程中连续使用研磨垫，凸起物的状态可能随时间而退化，从而损害CMP制程的总体结果。在一个示例中，凸起物的数量可能在研磨垫106的使用期间减少。另外，具有尖锐轮廓的凸起物可能穿透基板112，造成例如凹陷和磨损的不利影响。

一般而言，在实施CMP制程的期间，包括钻石砂砾的一研磨垫调节器(padconditioner)周期性地与研磨垫106接触，以产生以及/或维持研磨垫106的粗糙度。在一些示例中，由于研磨垫106通常是具有基本上平坦的、无特征的表面，因此在研磨垫106第一次使用之前可能需要使用研磨垫调节器进行粗糙化。尽管研磨垫调节器的使用通常是适当的，但并不是在所有方面都令人满意。举例而言，许多因素的相互作用，例如施加的力的大小、施加的持续时间以及/或研磨垫调节器的结构可能会混淆调节过程的结果，使得研磨垫106的最终形貌难以控制。本公开提供了形成CMP研磨垫的方法，此方法无须依赖使用研磨垫调节器来提供对于基板112的有效研磨以及/或提供对于平面化而言重要的表面粗糙度。

参照图2，其描述了根据本公开的一个或多个实施例的制程的方法200。在本公开中，方法200涉及制造CMP顶部垫(CMP top pad)300的方法，其在功能上基本上类似于研磨垫106的顶部(即，如上述参照图1所讨论的与基板112接触的部分)。图3-6C示出和讨论了关于方法200的中间阶段的实施例。可理解的是，方法200可能包括在方法200之前、之后以及/或期间执行的额外步骤。还应理解的是，方法200的制程步骤仅仅是示例，并非用以限制超出所附权利要求中具体叙述的内容。

参照图2、图3和图6A，方法200的步骤202在一基板302上提供嵌段共聚物(blockcocopolymer，BCP)310的溶液304。基板302可以是任何合适的表面，其配置成可为溶液304提供支撑。在一些示例中，基板302包括一个基本平坦的且非反应性的表面。应注意的是，在实施例中，基板302仅为嵌段共聚物310的后续处理提供支撑表面，并且不包括在CMP顶部垫300的最终结构中。在实施例中，溶液304包括溶解在溶剂中的嵌段共聚物310，且溶剂可遍布于基板302的顶面。溶剂可包括氯仿(chloroform)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、氯苯(chlorobenzene)、其他合适的溶剂、或前述的组合。在此实施例中，溶液304可以通过溶液浇注(solution casting)、旋涂、其他合适的方法或前述的组合，而在基板302的顶面上展开或分散。在基板302的顶面上提供的溶液304量决定了聚合物膜308的最终厚度(参照图5A)，因此不限于本公开中任何的特定尺寸。

如图6A所示，嵌段共聚物310包括一第一链段312和连接第一链段312的一第二链段314。值得注意的是，第一链段312和第二链段314具有不同的化学组成，如下面详细讨论。第一链段312和第二链段314中各可能包括一个单体的多个重复单元。在此实施例中，第一链段312和第二链段314包括化学上彼此排斥的官能基，使得每一个第一链段312倾向于与其他第一链段312相互作用(interaction)而不是与第二链段314相互作用。换言之，例如凡得瓦力的分子相互作用会驱动相同或基本相似组成的链段(即，所有第一链段312或所有第二链段314)聚集以及驱动不同组成的链段使其分离。在一些实施例中，第一链段312包括聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰胺(polyamide)(e.g.,nylons)、聚砜(polysulfone)、聚氨酯(polyurethane)、其他合适的聚合物、或前述的组合。第二链段314包括聚乳酸(polylacticacid)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丁烯(polybutylene)、聚异戊二烯(polyisoprene)、其他合适的聚合物、或前述的组合。在一些实施例中，第二链段314包括三级碳(tertiary carbon)。在一些实施例中，当嵌段共聚物310暴露于施加的能量源或一化学试剂时，第二链段314从第一链段312分离。应理解的是，文中使用的“聚合物”一词仅表示在第一链段312或第二链段314中可能包括超过一种单体，且并不暗示需要特定数量的单体来形成这些链段。

在一些实施例中，第一链段312和第二链段314中个别的分子量(MW)约1×10³g/mol至约1×10⁸g/mol。一方面，如果分子量小于约1×10³g/mol，则溶液304可能无法提供有利的聚合条件。另一方面，如果分子量大于约1×10⁸g/mol，则溶液304可能变得太粘而不能进行溶液浇注。值得注意的是，在这些实施例中，第一链段312相对于第二链段314的相对含量会影响聚合物膜308(图5A)的最终形态。在一些示例中，第一链段312的含量与第二链段314的含量的比例为约1：1至约10：1。在一些实施例中，第一链段312的含量大于嵌段共聚物310中的第二链段314的含量，使得第一链段312的含量与第一链段312的含量的比例为约5：3至约2：1。下面将参照方法200的后续处理步骤讨论这些比例的含义。

参照图2、图3和图6B，方法200的步骤204对溶液进行处理，以使嵌段共聚物310可自组装(self-assemble)并达到热力学平衡，因而形成一聚合物网络(polymer network)。在本公开中，方法200实施一热退火制程以及/或一溶剂蒸发制程，以提供热力学驱动力以及/或足够的时间给嵌段共聚物310进行自组装。文中所用的词语“自组装”是指自发过程，在此过程中共聚物包括化学上不同的聚合物链段，例如第一链段312和第二链段314，根据不同聚合物链段之间的分子力(例如，凡得瓦力)重新组织。一旦达到热力学平衡，最初混合的共聚物分离成不同相(phases)(或微相，取决于链段的大小)，在聚合物网络内产生化学上不同的区域。

参照图6B，嵌段共聚物310的各个聚合物链段自组装以分别形成第一相(firstphase)322和第二相(second phase)324。如这里所描绘的，第一相322包括第一链段312，第二相324包括第二链段314。在此实施例中，第二相324被配置为形成嵌入在第一相322中的区域326(虚线)。换句话说，在如步骤204所述的步骤处理溶液304之后，聚合物网络306(自组装成两个不同的相：一个连续相(第二相324)嵌入另一个连续相(第一相322)。应注意的是，区域326仅是示意性示出，以表示出第一相322和第二相324之间的分离，并不是描述第二相324的特定形状。第一相322和第二相324可以根据嵌段共聚物310的一个或多个因素而分离成不同的形态，例如嵌段共聚物310的各个链段的相对含量，各种链段区块提供的特定化学亲和力，各种链段区块的相对尺寸等因素。在所示实施例中，在第一链段312的含量相对于第二链段314的含量的比例是约1：1到约10：1时，第一相322和第二相324自组装成一螺旋形态，其中第二相324嵌入第一相322。当然，其他形态，例如圆柱形，球形，层状等等，也可能是本文讨论的自组装过程后可能产生的型态结果。

在一些实施例中，方法200的步骤204进行一热退火制程以使溶液304中的嵌段共聚物310进行自组装而形成聚合物网络306。可以在大于嵌段共聚物310的玻璃转换温度(glass transition temperature)T_g的温度T下进行热退火制程。在一些实施例中，温度T为约摄氏50度至约摄氏300度。当然，其他温度也可适用于本发明，只要对于嵌段共聚物310给定的组合物可以满足温度T>T_g的条件。在T>T_g时，嵌段共聚物310获得足够的热量而移动，以允许第一链段312和第二链段314穿过彼此而移动并根据它们不同的化学性质而分离。热退火制程可以通过激光退火、快速热退火(RTA)、尖峰退火(spike anneal)、其他合适的退火方法、或前述方法的组合而实施。在一些实施例中，在实施热退火制程之前，方法200通过一加热处理(例如，在烘箱中烘烤)去除溶液304中的至少一部分溶剂。值得注意的是，在热退火制程之前进行的加热处理不是在高于嵌段共聚物310的玻璃转换温度T_g的温度下实施的，因此不会引发嵌段共聚物310的链段(嵌段共聚物310)自组装成如图6B所示的不同的相。

在一些实施例中，方法200的步骤204步骤中，通过结合具有不同蒸发速率的溶剂的一混合物来引发嵌段共聚物310自组装以形成溶液304，所形成溶液304的蒸发速率得以使嵌段共聚物310有足够的时间进行自组装。如文中所公开的溶剂混合物包括氯仿(chloroform)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、氯苯(chlorobenzene)和其他合适溶剂中的至少其中一种。

参照图2、图5A、图5B和图6C，方法200的步骤206的步骤中，自聚合物网络306将第二相324移除，因而在基板302上形成一聚合物膜(apolymer film)308。在一些实施例中，方法200的步骤206并没有或实质上没有将第一相322自聚合物网络306移除，使得当在二维俯视图(图5B)中观察时，所制得的聚合物膜308包括分散在包含第一相322的聚合物基质(polymer matrix)中的孔隙(pores)328(即，移除第二相324所留下的空隙)。应注意的是，当在剖面图(未示出)中观察时，嵌入第一相322的孔隙328亦延伸穿过聚合物网络306的厚度。方法200可以进行下面讨论的一个或多个制程以崩解第二相324，随后进行一清洗制程以从聚合物膜308移除劣化的第二相324。在此实施例中，崩解第二相324的方法配置为攻击包含有易受影响的化学键的第二链段314的部分。在一个示例中，下面讨论的一个或多个制程可以特别与第二链段314中的三级碳进行相互作用，从而导致断链发生。在另一个示例中，下面讨论的一个或多个制程可以特别与第二链段314中的C＝C键相互作用，以破坏嵌段共聚物310。在一些实施例中，可以使用包含添加剂如表面活性剂的水溶液来进行清洗制程。

在实施例中，因为第二相324的量取决于第二链段314的含量，所以可以通过调节嵌段共聚物310中第二链段314的量(例如，分子量)而均匀地控制孔隙328的尺寸，其中更大的分子量可提供更大的孔径。值得注意的是，与具有微米范围尺寸的孔隙相比，本公开提供的孔隙明显更小，增加了研磨垫和磨料颗粒之间的接触面积。另外，较小的孔径可有助于减少CMP过程中不小心的刮擦、凹陷和磨损的发生。在一些示例中，孔隙328的尺寸可以是直径约20nm至约200nm。在一些实施例中，如图5B所示，孔隙328的尺寸与磨料颗粒323的尺寸类似。例如，孔隙328的尺寸与磨料颗粒323的尺寸的比值至少约为1但不大于约50。在一些实施例中，孔隙328的尺寸相对于聚合物膜308的总厚度的比值为约8×10^-8至约4×10^-5。此外，因为可以通过改变嵌段共聚物310的分子组成来调节孔隙328的尺寸，所以本公开提供的CMP顶部垫300可以容易地依据研磨制程的各种阶段而订制。在一些实施例中，聚合物膜308中的孔隙328的浓度(即体积分率)为约5％至约50％。值得注意的是，超过约50％的浓度可能导致不良的结构完整性和随后聚合物膜308的塌陷。另一方面，如果孔隙328的体积分率小于约5％，则可能会削弱磨料颗粒323的负载能力以及相应的总体去除速率。

在一些实施例中，方法200是对聚合物网络306施以一紫外线处理以移除第二相324。可利用具有任何合适波长的一紫外线光源对聚合物网络306进行照射，紫外线的波长例如约254nm或约365nm波长。在一些实施例中，方法200是对聚合物网络306施以一臭氧处理以移除第二相324。值得注意的是，可以在空气或水中实施臭氧处理，视嵌段共聚物310中所包含的特定高分子链段而定。在一示范性实施例中，如果在水中实施，臭氧浓度约为10ppm(百万分之一)至约100ppm，若在空气中实施，臭氧浓度约为10ppm至约1×10⁵ppm。当然，其他浓度的臭氧也可能适用于本公开的实施例。

在一些实施例中，方法200是在嵌段共聚物310(特别是在嵌段共聚物310的第二链段314)以及一施加溶液之间导入一水解反应(hydrolysis reaction)，以移除第二相324。在一些实施例中，施加溶液是一碱性溶液。在一示范性实施例中，施加的碱性溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙、氢氧化镁、其他合适的碱性化合物、或前述的组合。在一些实施例中，碱性溶液的浓度为约0.1M至约10M。当然其他浓度的碱性溶液也可应用于本公开的实施例。

参照图5B，其为聚合物膜308的示意性俯视图，留在聚合物膜308中的第一相322形成由孔隙328分开的凸起物(asperities)。如上所述，存在于CMP研磨垫表面的凸起物有助于促进磨料颗粒在基板(例如图1中的基板112)的表面上移动以进行研磨。因此，凸起物的大小和分布对于决定研磨结果的有效性而言是重要的。在实施例中，当溶液304中的嵌段共聚物310的自组装达到热力学平衡时，所得到的三维互穿结构(例如，螺旋结构)在二维表面处观察时，基本上形成一个包含第一相322和第二相324的周期性图案。“周期性”一词表示部件之间彼此基本上是等距的。然后，自聚合物网络306移除第二相324之后，所得到的聚合物膜308包含由第一相322产生的周期性凸起物，这些凸起物是由曾被第二相324占据的空间(孔隙328)所隔开。

之后，再参照图2，方法200的步骤208中，完成CMP顶部垫300的制造。方法200可以实现任何合适的处理步骤，以符合CMP顶部垫300的设计要求。在一些实施例中，例如，方法200是从基板302移除聚合物膜308，并继续移除聚合物膜308的最顶部和最底部，以确保所制得的聚合物膜308获得用于随后的制造过程的原始表面(pristine surfaces)。在一个示例性实施例中，在去除最顶部和最底部之后的聚合物膜308的最终厚度为约50mils或约1.27mm。在一些实施例中，孔隙328的尺寸相对于聚合物膜308的厚度的比例为约8E-8至约4E-5。

因此，在一些实施例中，方法200可通过一合适的粘合剂将聚合物膜308(即，CMP顶部垫300)接合到一CMP子垫(CMP sub-pad，未示出)上。在这方面，CMP子垫仅作为聚合物膜308的支撑体，并且可以通过常规方法制作，包括将合适的聚合物树脂注塑成与CMP系统的其他组件相容的配置，CMP系统例如是上述图1所讨论的CMP系统100。在一些示例中，包括CMP子垫的聚合物可包括第一链段312以及/或第二链段314，但是没有包括例如孔隙和凸起物的类似于聚合物膜308的网络结构。换句话说，与CMP顶部垫300相比，CMP子垫基本上是非孔隙结构。在一些实施例中，合适的粘合剂可以作为将CMP顶部垫300接合(bonding)到CMP子垫的一过渡层。

参照图7，其描述了根据本公开的一个或多个实施例的CMP制程的方法10。在各种示例中，方法10实行了利用如上面关于图1所讨论的CMP系统100的一种CMP制程。可理解的是，方法10可能包括在方法10之前、之后以及/或期间执行的附加步骤。还应理解的是，方法10的处理步骤仅仅是示例，并非用来限制超出具体地在随后的权利要求中叙述的内容。

参照图1和图7，方法10开始于步骤12，其中具有研磨垫106设置在其上的平台108是围绕着旋转轴110旋转。在此实施例中，方法10使用了包含有如上述图3-图6C讨论的方法200所制造的CMP顶部垫300的研磨垫106。

然后，方法10进行至步骤14，其中浆料104包括至少一氧化剂和多个磨料颗粒提供至研磨垫106，研磨垫106包括如上讨论的CMP顶部垫300。作为示例，参照图1，浆料源102可以将包括氧化剂和磨料颗粒的浆料104分布到研磨垫106的表面上，使得旋转的平台108可将浆料104分散并横跨研磨垫106的顶面。氧化剂可包括任何合适的氧化剂，例如过氧化氢、以及/或包含碱金属(例如钠、钾等)和一种或多种下列离子的一种化合物：IO₄ ^-、IO₃ ^-、CIO^-、NO₃ ^-、Cl^-、CO₃ ^2-、SO₄ ^2-。磨料颗粒可各自包括任何合适的材料，例如Al₂O₃、SiO₂,、其他合适的材料、或前述的组合。浆料104可进一步包括其他的添加剂，例如有机络合剂、螯合剂、有机或无机酸/碱、腐蚀抑制剂、缓冲剂、其他合适的添加剂、或前述的组合。

仍参照图1和图7，方法10进行至步骤16，使基板112与上面分布着浆料104的旋转的研磨垫106接触。接触研磨垫106时，研磨垫106研磨基板112，并且使用浆料104作为一研磨介质。在一个示例性实施例中，浆料104中的氧化剂可以与基板112的部分产生反应，随后被包含在浆料104中的磨料颗粒去除。在一些实施例中，方法10是在一系列操作中使用研磨垫以实现步骤16所述的步骤，所述研磨垫包括具有不同孔径尺寸(即，孔隙328的尺寸)的CMP顶部垫300。例如，随着方法10进行步骤16的研磨基板112的步骤，CMP顶部垫300中的孔隙328尺寸可能逐渐缩小。在本实施例中，当研磨基板112时，CMP顶部垫300(即，聚合物膜308)的顶部可能由于磨料颗粒的作用而磨损。然而，由于CMP顶部垫300的结构是具有周期性部件的三维多孔膜，所以由凸起物(即，第一相322)和孔隙328所提供的聚合物膜308的表面粗糙度在整个聚合物膜308的厚度上是一致的，因此不需要对研磨垫106进行调节。

参照图8，其示出了使用一CMP制程制造一半导体装置500(以下简称“装置500”)的方法400，此CMP制程使用了如一实施例所提供的包含聚合物膜308的抛光垫。可理解的是，方法400包括制造互补金属氧化物半导体(CMOS)流程的部件的步骤，因此在此仅简要叙述。应当理解的是，方法400的处理步骤仅仅是示例性的，并非用来限制超出具体地在随后的权利要求中叙述的内容。还应理解的是，可以在方法400之前、之后以及/或期间进行额外步骤。

图9A至图9F是根据本发明一实施例的方法400的多个中间阶段形成一实施例的装置500的剖面示意图。可理解的是，尽管未示出，装置500可以包括各种其他装置和部件，例如其他类型的装置，诸如附加的晶体管、双极性接面晶体管(bipolar junctiontransistors)、电阻器、电容器、电感器、二极管、熔丝、静态随机存取存储器(SRAM)、以及/或其他逻辑电路等的类的装置，但是为了更好地理解本发明的概念而在此示例中被简化。在一些实施例中，装置500包括多个半导体装置(例如，晶体管)，例如PFETs，NFETs等，它们可以互连。此外，应注意方法400的处理步骤，包括参照图9A-图9F所提供的任何描述，都仅仅是示例性的，并非用来限制超出具体地在随后的权利要求中所叙述的内容。

参照图8和图9A，方法400的步骤402中提供了装置500，装置500包括设置在一基底502上方的一半导体层504的装置500、设置在基底502上方的隔离区域506、设置在半导体层504上方且位于源极/漏极(source/drain，S/D)部件512之间的虚设栅极堆叠508、以及设置在虚设栅极堆叠508的侧壁上的栅极间隔物510。虽然未在此描述，但是例如界面层、硬质罩幕层、虚设栅极介电层、其他合适的层、或前述组合等附加材料层，都可能包含于装置500中。在本实施例中，半导体层504包括半导体鳍片(以下称为“鳍片504”)，其被配置为提供三维场效晶体管(FET)。在其他实施例中，鳍片504提供一平面FET。

基底502可以包括元素(单元素)半导体，例如硅、锗、其他合适的材料、或前述的组合；化合物半导体，例如碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟、锑化铟、其他合适的材料、或前述的组合；合金半导体，例如SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP、GaInAsP、其他合适的材料、或前述的组合。

在基底502包括FETs的一些实施例中，例如源极/漏极区域的各种掺杂区域设置在基底502中或基底502上。掺杂区域可以掺杂有n型掺质，例如磷或砷，以及/或p型掺杂质，例如硼或BF₂，依设计需求而定。掺杂区域可以直接形成在基底502上、p型阱结构中、n型阱结构中、双阱结构中、或者使用凸起结构(raised structure)。可以通过注入掺质原子、原位掺杂外延成长和/或其他合适的技术来形成掺杂区域。

在一些实施例中，可以使用包括微影和蚀刻制程的合适制程来制造鳍片504。微影制程可包括形成覆盖在基底502上的光阻层(抗蚀剂)、将抗蚀剂曝光于一图案、进行曝光后烘烤制程以及显影抗蚀剂，以形成包括抗蚀剂的遮罩元件(未示出)。然后使用遮罩元件将凹槽蚀刻到基底502中，而留下鳍片在基底502上。蚀刻制程可以包括干式蚀刻、湿式蚀刻、反应离子蚀刻(RIE)、以及/或其他合适的制程。

许多其他形成鳍片的方法的实施例也可能是合适的。例如，可以使用双重图案化或多重图案化制程进行鳍片504的图案化。通常，双重图案化或多重图案化制程结合了微影和自对准制程，得以形成具有例如比使用单一且直接的微影制程可获得的间距更小的间距的图案。例如，在一个实施例中，在基底上方形成一牺牲层并使用微影制程对牺牲层进行图案化。使用自对准制程在图案化的牺牲层旁边形成间隔物。然后去除牺牲层，可以再使用留下的间隔物或心轴(mandrels)来对鳍片进行图案化。

隔离区域506可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟化物掺杂的硅酸盐玻璃(FSG)、低介电常数的介电材料、其他合适的材料或其组合。隔离区域506可包括浅沟槽隔离(STI)部件。在一个实施例中，通过在形成鳍片504期间蚀刻出基底502中的沟槽而形成隔离区域506。然后可以通过沉积制程用上述隔离材料填充沟槽，之后进行CMP制程。其他的隔离结构，例如场氧化物、硅的局部氧化(LOCOS)、以及/或其他合适的结构也可以实施作为隔离区域506。隔离区域506可以通过任何合适的方法沉积，例如化学气相沉积(CVD)、可流动CVD(FCVD)、旋涂玻璃(SOG)、其他合适的方法、或前述方法的组合。

在装置500的其他元件制造之后提供虚设栅极堆叠508，以作为形成的高介电常数的金属栅极结构(HKMG)的占位元件。虚设栅极堆叠508可包括至少一多晶硅层，并且在一些示例中，还可包括设置在多晶硅层和鳍片504的通道区域之间的一界面层(未示出)。虚设栅极堆叠508可以由以下形成：首先在装置500上方毯覆式的沉积一多晶硅层，然后进行蚀刻制程以从装置500中去除多晶硅层的部分。在形成例如源极/漏极的部件之后，进行一系列制程以将虚设栅极堆叠508的部分替换为高介电常数的金属栅极结构，其制程将在以下内容有详细讨论。

栅极间隔物510可包括介电材料，例如氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、其他合适的介电材料、或前述材料的组合。栅极间隔物510可以是单层结构或多层结构。可以通过首先在装置500上方沉积一毯覆的间隔物材料，然后进行非等向性的蚀刻制程去除部分的间隔物材料，以在虚设栅极堆叠508的侧壁上形成栅极间隔物510。

源极/漏极部件512可适合用于形成p型FinFET(即，包括p型外延材料)或者替代地，n型FinFET(即，包括n型外延材料)。p型外延材料可以包括一个或多个硅锗外延层(epiSiGe)，其中硅锗的外延层掺杂有p型掺质，例如硼、锗、铟、其他p型掺质、或前述的组合。n型外延材料可包括一个或多个硅(epi Si)或硅碳(epi SiC)的外延层，其中硅或硅碳的外延层掺杂有n型掺质，例如砷、磷、其他n-型掺质、或前述的组合。虽然未示出，但是装置500可以包括附加的p型以及/或n型FET。源极/漏极部件512可以通过任何合适的技术形成，例如通过蚀刻制程随后接着一个或多个外延制程而形成。

后续制程步骤涉及一栅极替换制程的一示例性实施例，在栅极替换制程期间移除虚设栅极堆叠508并在其位置形成高介电常数的金属栅极结构。参考图8和图9B，在方法400的步骤404中，在装置500上方形成层间介电层514。在一些实施例中，层间介电层514包括例如低介电常数的介电材料。层间介电层514可以是一种包括具有多种介电材料的多层结构，并且可通过沉积制程形成，例如CVD、FCVD、SOG、其他合适的方法、或前述方法的组合。在一些实施例中，如本文所描绘，层间介电层514的部分形成于虚设栅极堆叠508上方，且随后通过CMP制程沿着线AA'将部分的层间介电层514从装置500移除，以暴露出虚设栅极堆叠508的一顶面。步骤404所进行的CMP制程基本上类似于上面关于图7讨论的方法10，其使用包括文中提出的CMP顶部垫300实施例的一研磨垫来进行CMP制程。

参照图8和图9C，方法400的步骤406中，移除虚设栅极堆叠508以暴露出一栅极沟槽516中鳍片504的通道区域。在一些实施例中，在装置500上方形成遮罩元件(未描绘)，然后使用一系列的微影曝光和显影制程对遮罩元件进行图案化，以暴露出虚设栅极堆叠508。然后，图案化的遮罩元件可以作为一蚀刻遮罩，用于通过一个或多个蚀刻制程，例如干式蚀刻制程、湿式蚀刻制程、RIE制程、其他合适的制程、或前述制程的组合，而去除虚设栅极堆叠508。然后可以通过合适的方法，例如抗蚀剂剥离或等离子体灰化，以去除图案化的遮罩元件。

参照图8和图9D-图9F，之后在方法400的步骤408中，在栅极沟槽516中形成高介电常数的金属栅极结构520。高介电常数的金属栅极结构520还可包括其他材料层，例如阻障层、胶体层、硬质遮罩层以及/或覆盖层。高介电常数的金属栅极结构520的各个层可以通过任何合适的方法形成，例如CVD、ALD、PVD、电镀、化学氧化、热氧化、其他合适的方法、或前述方法的组合。

参照图9D，方法400在栅极沟槽516中的鳍片504上方沉积高介电常数(具有大于氧化硅的介电常数，其为约3.9)的栅极介电层522，并且随后在其上方沉积至少一个功函数金属层524。高介电常数的栅极介电层522可以包括一种或多种高介电常数的介电材料(或者是一层或多层高高介电常数的介电材料)，例如氧化铪硅(HfSiO)，氧化铪(HfO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化镧(La₂O₃)、氧化钛(TiO₂)、氧化钇(Y₂O₃)、钛酸锶(SrTiO₃)、或前述的组合。功函数金属层524可以包括任何合适的材料，例如氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、钌(Ru)、钼(Mo)、钨(W)、铂(Pt)、钛(Ti)、铝(Al)、碳化钽(TaC)、氮化钽(TaCN)、氮化钽(TaSiN)、氮化钛硅(TiSiN)、其他合适的材料、或前述的组合。在一些实施例中，功函数金属层524包括相同或不同类型的多个材料层(例如，两者都是n型功函数金属或者两者都是p型功函数金属)，以达到期望的临界电压。参照图9E，方法400在功函数金属层524上沉积导电块层526。导电块层526可包括铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钴(Co)、钌(Ru)、其他合适的导电材料、或前述材料的组合。

参照图8和图9F，方法400的步骤410中，在CMP制程中去除位于高介电常数的金属栅极结构520和ILD层514的部分上方形成的导电块层526的多余导电材料。CMP制程基本上类似于上面关于图7所讨论的方法10，其使用包含实施例的CMP顶部垫300的一研磨垫来进行CMP制程。具体而言，再参照图9E，方法400可沿着线BB'实施CMP制程，其定义高介电常数的金属栅极结构520的顶面，因而使装置500的顶面平坦化。

再参照图8，方法400的步骤412中，可对装置500进行额外的制程步骤。例如，后续制程可以是在基底上形成各种接触件/通孔/导线以及多层互连部件(例如，金属层和层间介电质)，被配置为连接各种部件以形成可以包括一个或多个FinFET装置的一功能性电路。在进一步的示例中，一多层互连部件可以包括垂直的互连部件，例如通孔或接触件，以及包括水平的互连部件，例如金属线。各种互连部件可以采用各种导电材料，包括铜、钨以及/或硅化物。在一个示例中，是用镶嵌以及/或双镶嵌制程形成一铜相关的多层互连结构。

关于文中提供的叙述，本公开提供一种CMP研磨垫以及制造和使用CMP研磨垫的方法。根据本公开的一些实施例，所提供的CMP研磨垫包括顶部垫，顶部垫具有嵌入聚合物基质中的孔隙网络。在一些实施例中，顶部垫的制造是通过从含有两个不同链段的嵌段共聚物形成两个不同相的自组装聚合物网络，随后从聚合物网络中移除其中一个相，以形成在整个剩余相中延伸遍布的孔隙而制造顶部垫。在一些实施例中，经由包括UV照射、臭氧处理以及/或水解制程而移除其中一个相。

本公开的一个或多个实施例，虽然不是意图限制本公开，的确为半导体装置及其形成提供了许多益处。例如，文中提供的实施例的CMP研磨垫其配置有均匀尺寸的凸起物和孔隙，其能够在CMP浆料中容纳和传送磨料颗粒穿过需要研磨的基板表面，从而排除了在CMP制程期间使用研磨垫调节器。此外，本发明的CMP研磨垫的实施例提供了纳米等级尺寸的孔隙，可允许容纳较小的磨料颗粒并减少CMP制程中基板表面的不小心刮擦、凹陷以及/或磨损的发生。

在一方面中，本发明一些实施例提供了一种化学机械研磨垫(CMP pad)的形成方法，首先提供嵌段共聚物的溶液，其中嵌段共聚物包括第一链段和连接第一链段的第二链段，第二链段与第一链段在组成上不相同。一些实施例中，形成方法还包括对嵌段共聚物的溶液进行处理，以形成具有第一相和嵌入于第一相的第二相的一聚合物网络，其中第一相包括第一链段，第二相包括第二链段。随后将第二相自聚合物网络移除，因而形成一聚合物膜，此聚合物膜包括嵌入于第一相的孔隙网络。之后，一些实施例的形成方法包括结合CMP顶部垫与一CMP子垫而形成一CMP研磨垫，其中CMP顶部垫配置为在化学机械研磨制程期间与一工作件(workpiece)接合。

在一些实施例中，第一链段包括聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰胺(polyamide)、聚砜(polysulfone)、聚氨酯(polyurethane)、或前述的组合。

在一些实施例中，第二链段包括聚乳酸(polylactic acid)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚丁烯(polybutylene)、聚异戊二烯(polyisoprene)、或前述的组合。

在一些实施例中，此形成方法中对溶液进行处理包括对溶液施加退火处理或控制溶液的蒸发速率。

在一些实施例中，此形成方法中前述退火处理是在高于嵌段共聚物的一玻璃转换温度的一温度下进行。

在一些实施例中，此形成方法中是以紫外线照射、臭氧或一水解制程对聚合物网络进行处理，以移除第二相。

在一些实施例中，此形成方法中以紫外线照射处理聚合物网络包括施以约254nm或约365nm波长的紫外线照射。

在一些实施例中，此形成方法中以臭氧处理聚合物网络包括在空气或水中施加臭氧。

在一些实施例中，此形成方法中以水解制程处理聚合物网络包括以一碱性溶液与聚合物网络反应，此碱性溶液例如包括氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、或前述的组合。

在一些实施例中，结合CMP顶部垫与CMP子垫的步骤包括移除聚合物膜的最顶部分和最底部分，而形成CMP顶部垫；以及以一粘合剂连接CMP顶部垫至CMP子垫，而形成CMP研磨垫。

在另一方面中，本发明一些实施例提供了一种以研磨垫进行化学机械研磨的方法，包括形成配置于一化学机械研磨制程的一研磨垫、使研磨垫绕着一轴进行转动、提供化学机械研磨浆料至研磨垫以及使用研磨垫和化学机械研磨浆料研磨一工作件，其中化学机械研磨浆料包括多个磨料颗粒，而多孔顶部垫有助于此些磨料颗粒在工作件上的移动。具体而言，一些实施例的形成研磨垫的方法包括提供包含嵌段共聚物的一聚合物溶液，其中嵌段共聚物包括第一链段和连接第一链段的第二链段。形成研磨垫的方法还包括对聚合物溶液进行处理，使嵌段共聚物组装成一互穿聚合物网络(interpenetrating polymernetwork)，此互穿聚合物网络具有第一相嵌入于第二相，其中第一相包括第一链段，第二相包括第二链段。之后，一些实施例的形成研磨垫的方法还包括自互穿聚合物网络将第一相移除，因而形成一多孔顶部垫(porous top pad)。随后将多孔顶部垫粘着至一子垫，而形成研磨垫。

在一些实施例中，多孔顶部垫的孔隙的直径相对于所述磨料颗粒的直径的比值为约1至约50。

在一些实施例中，前述提供聚合物溶液包括溶解该嵌段共聚物于一溶剂中，该溶剂包括氯仿、二甲基亚砜、氯苯、或前述的组合。

在一些实施例中，前述研磨垫是包含第一多孔顶部垫的第一研磨垫，此第一多孔顶部垫具有第一尺寸的孔隙，其中研磨工作件包括在使用第一研磨垫之后使用第二研磨垫，其中第二研磨垫包括第二多孔顶部垫，此第二多孔顶部垫具有小于第一尺寸的第二尺寸的孔隙。

在一些实施例中，前述方法中对聚合物溶液进行处理包括加热退火此聚合物溶液至高于嵌段共聚物的玻璃转换温度的温度。

在一些实施例中，前述方法中对聚合物溶液进行处理致使嵌段共聚物具有三维螺旋结构(three-dimensional gyroid structure)。

在一些实施例中，包括以紫外线照射、臭氧或一水解制程对互穿聚合物网络进行处理，以移除第一相。

在又一个方面中，本发明一些实施例提供一种化学机械研磨装置，包括设置在旋转平台上方的CMP研磨垫，其中CMP研磨垫的顶面包括一聚合物膜，聚合物膜具有延伸遍布聚合物基质的孔隙网络。一些实施例的化学机械研磨装置还包括设置在CMP研磨垫上方的承载座，其中承载座配置以容置一工作件，使工作件的顶面朝向CMP研磨垫。一些实施例的化学机械研磨装置还包括配置以提供CMP浆料至CMP研磨垫的浆料分配器。

在一些实施例中，前述聚合物基质包括聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰胺(polyamide)、聚砜(polysulfone)、聚氨酯(polyurethane)、或前述的组合。

在一些实施例中，前述孔隙网络和前述聚合物基质形成三维螺旋结构。

以上概述数个实施例的部件，以便在本发明所属技术领域中技术人员可以更加理解本发明实施例的观点。在本发明所属技术领域中技术人员应理解，他们能轻易地以本发明实施例为基础，设计或修改其他制程和结构，以达到与在此介绍的实施例相同的目的及/或优势。在本发明所属技术领域中技术人员也应理解，此类等效的结构并无悖离本发明的精神与范围，且他们能在不违背本发明的精神和范围下，做各式各样的改变、取代和替换。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定为准。

Claims

1.一种化学机械研磨CMP垫的形成方法，包括：

形成一CMP顶部垫，包括：

提供一嵌段共聚物的一溶液，其中该嵌段共聚物包括一第一链段和连接该第一链段的一第二链段，该第二链段与该第一链段在组成上不同；

对该嵌段共聚物的该溶液进行处理，以形成具有一第一相和嵌入于该第一相的一第二相的一聚合物网络，其中，该第一相包括该第一链段，

该第二相包括该第二链段；

将该第二相自该聚合物网络移除，因而形成一聚合物膜，该聚合物膜包括嵌入于该第一相的一孔隙网络；以及

结合该CMP顶部垫与一CMP子垫而形成一CMP研磨垫，其中，该CMP顶部垫配置为在一化学机械研磨制程期间与一工作件接合。

2.如权利要求1所述的形成方法，其中，该第一链段包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚氨酯或前述的组合。

3.如权利要求1所述的形成方法，其中，该第二链段包括聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁烯、聚异戊二烯、或前述的组合。

4.如权利要求1所述的形成方法，其中，移除该第二相包括以紫外线照射、臭氧或水解制程对该聚合物网络进行处理。

5.如权利要求1所述的形成方法，其中结合该CMP顶部垫与该CMP子垫的步骤包括：

移除该聚合物膜的一最顶部分和一最底部分，而形成该CMP顶部垫；以及

以一粘合剂连接该CMP顶部垫至该CMP子垫，而形成该CMP研磨垫。

6.一种化学机械研磨方法，包括：

形成配置于一化学机械研磨制程的一研磨垫，其中，形成该研磨垫包括：

提供包括一嵌段共聚物的一聚合物溶液，其中该嵌段共聚物包括一第一链段和连接该第一链段的一第二链段；

对该聚合物溶液进行处理，使该嵌段共聚物组装成一互穿聚合物网络，该互穿聚合物网络具有一第一相嵌入于一第二相，其中该第一相包括该第一链段，该第二相包括该第二链段；

自该互穿聚合物网络将该第一相移除，因而形成一多孔顶部垫；以及

将该多孔顶部垫粘着至一子垫，而形成该研磨垫；

使该研磨垫绕着一轴进行转动；

提供一化学机械研磨浆料至该研磨垫，其中该化学机械研磨浆料包括多个磨料颗粒；以及

使用该研磨垫和该化学机械研磨浆料研磨一工作件，其中该多孔顶部垫有助于所述磨料颗粒在该工作件上的移动。

7.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其中，该多孔顶部垫的孔隙的直径相对于所述磨料颗粒的直径的比值为约1至约50。

8.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其中，该研磨垫是包含一第一多孔顶部垫的一第一研磨垫，该第一多孔顶部垫具有第一尺寸的孔隙，其中研磨该工作件包括在使用该第一研磨垫之后使用一第二研磨垫，其中该第二研磨垫包括具有第二尺寸的孔隙的一第二多孔顶部垫，该第二尺寸小于该第一尺寸。

9.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其中，对该聚合物溶液进行处理包括加热退火该聚合物溶液至高于该嵌段共聚物的一玻璃转换温度的温度。

10.一种化学机械研磨CMP装置，包括：

设置在一旋转平台上方的一CMP研磨垫，其中该CMP研磨垫的一顶面包括一聚合物膜，该聚合物膜具有延伸遍布一聚合物基质的一孔隙网络；

设置在该CMP研磨垫上方的一承载座，其中该承载座配置以容置一工作件，使该工作件的一顶面朝向该CMP研磨垫；以及

一浆料分配器，配置以提供一CMP浆料至该CMP研磨垫。