CN118123703A - 双层cmp抛光子垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于化学机械抛光垫的多孔子垫，该化学机械抛光垫包含抛光层，该抛光层具有聚合物基质，用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种的抛光表面以及底表面。该多孔子垫包括具有聚合物基质的无孔层和具有该抛光垫的底表面的微米级负压痕的多层。该多层是充气的闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物；并且该多层在该抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气。

Description

双层CMP抛光子垫

相关申请的交叉引用

这是目前未决的2022年12月1日提交的美国序列号18/060,677的部分继续申请。

背景技术

本发明涉及化学机械抛光子垫。更特别地，本发明涉及具有微孔的化学机械抛光子垫。

在集成电路以及其他电子装置的制造中，将多层导电材料、半导电材料以及介电材料沉积到半导体晶片的表面上以及从半导体晶片的表面上移除。可以使用许多沉积技术来沉积导电材料、半导电材料以及介电材料的薄层。在现代晶片加工中常见的沉积技术包括尤其物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)、以及电化学镀覆。常见的移除技术包括尤其湿法和干法各向同性和各向异性刻蚀。

随着材料层被依次地沉积和去除，晶片的最上表面变成非平面的。因为后续的半导体加工(例如，光刻)要求晶片具有平坦的表面，所以需要对晶片进行平坦化。平坦化用于移除不期望的表面形貌和表面缺陷，比如粗糙表面、附聚的材料、晶格损伤、划痕、以及被污染的层或材料。

化学机械平坦化、或化学机械抛光(CMP)是用于将工件(比如半导体晶片)平坦化或抛光的常见技术。在常规CMP中，将晶片托架或抛光头安装在托架组件上。抛光头保持晶片并使晶片定位成与抛光垫的抛光层接触，该抛光垫安装在CMP设备内的工作台或压板上。托架组件在晶片和抛光垫之间提供可控制的压力。同时，将抛光介质(例如，浆料)分配到抛光垫上并吸入晶片和抛光层之间的间隙中。为了进行抛光，抛光垫和晶片典型地相对于彼此旋转。当抛光垫在晶片下方旋转时，晶片扫出典型地环形抛光轨迹或抛光区域，其中晶片的表面直接面对抛光层。通过抛光层和表面上的抛光介质的化学和机械作用来抛光晶片表面并使之平坦。

CMP过程通常在单个抛光工具上在两个步骤或三个步骤中发生。第一步骤是将晶片平坦化并移除大部分的多余材料。在平坦化之后，随后的一个或多个步骤移除在平坦化步骤期间引入的划痕或擦痕。用于这些应用的抛光垫必须柔软且共形，以在不刮划的情况下抛光基材。此外，抛光垫必须以均匀的速率提供平坦化的整体抛光以获得优异的晶片产量。传统上，CMP设备设置，比如下压力、晶片速度、压板速度、抛光垫厚度、子垫可压缩性、浆料流速和晶片头部压力设置相结合以改进整体平坦化。尽管如此，邻近晶片边缘的最后几毫米至数毫米典型地受制于边缘快或边缘慢移除速率。

尽管努力了数年，但进一步减少与边缘快和边缘慢抛光或平坦化相关的产量损失仍然存在挑战。因此，仍然需要努力减少边缘效应并提高晶片产量。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种化学机械抛光垫，其包含：抛光层，该抛光层具有聚合物基质，用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种的抛光表面以及底表面；粘附到该抛光垫的底表面的多孔子垫，该多孔子垫包括：用于将该抛光垫固定到该多孔子垫的无孔层，该无孔层具有聚合物基质并且具有该抛光垫的该底表面的微米级负压痕并且该无孔层与该抛光层的该底表面邻接；以及多层闭孔、开孔或闭孔和开孔的混合物或闭孔和开孔微孔的混合物，其中该多层闭孔或开孔微孔是充气的并且该多层在该抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气，并且其中该多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物具有与该无孔层相同的聚合物基质和大于该无孔层的柔性。

本发明的另一个方面提供了一种化学机械抛光垫，其包含：抛光垫，该抛光垫具有聚合物基质，用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种的抛光表面以及底表面；粘附到该抛光垫的该底表面的多孔子垫，该多孔子垫包括：用于将该抛光垫固定到该多孔子垫的无孔层，该无孔层具有聚合物基质并且具有该抛光垫的该底表面的微米级负压痕并且该无孔层与抛光层的底表面邻接；以及多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物，其中该多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物是充气的并且该多层在该抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气，并且其中该多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物具有与低孔隙率层相同的聚合物基质和大于该无孔层的柔性并且该抛光垫具有孔隙率并且该多孔子垫具有的孔隙率大于该抛光垫的孔隙率。

附图说明

图1是在抛光垫中具有闭孔的孔的抛光垫的示意图。

图2是图1的抛光垫的示意图，展示了多孔子垫的无孔微层，其中多孔子垫的剩余部分被剥离。

图3是图2的抛光垫的示意图，其中单层闭孔微孔与无孔微层相邻，其中多孔子垫的剩余部分被剥离。

图4是图3的抛光垫的示意图，其具有与单层闭孔微孔相邻的多层开口和闭合微孔。

图4A是图3的抛光垫的示意图，其具有与单层闭孔微孔相邻的多层闭合微孔。

图4B是图3的抛光垫的示意图，其具有与单层闭孔微孔相邻的多层开口微孔。

图5是具有与抛光垫的底表面共形的无孔层的抛光垫的示意图。

图6是具有与无孔层相邻的多层开孔和闭孔微孔的抛光垫的示意图。

图6A是具有与无孔层相邻的多层闭合微孔的抛光垫的示意图。

图6B是具有与无孔层相邻的多层开孔微孔的抛光垫的示意图。

图7是带有凹陷子垫的抛光垫的底视图。

图7A是通过图7的抛光垫的中心取的截面。

图8是具有同心圆形凹槽、具有环形凹陷凹槽的抛光垫的顶视图。

图8A是通过图8的抛光垫的中心取的截面，展示了填充抛光垫中的垂直和锥形环形凹陷的子垫。

图9是具有同心圆形凹槽、具有环形凹陷凹槽的抛光垫的顶视图。

图9A是通过图9的抛光垫的中心取的截面，展示了填充抛光垫中的垂直和翼片形环形凹陷的子垫。

具体实施方式

本发明的化学机械抛光垫用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种。抛光垫具有聚合物基质，比如聚氨酯、聚脲或聚氨酯-脲聚合物基质。特别地，化学机械抛光垫用于抛光半导体晶片并且特别用于半导体晶片的低缺陷平坦化。有利地，子垫的所有组分具有相同的聚合物组成。

参考图1，抛光垫10具有抛光层12。抛光层12具有抛光表面14并且由聚合物基质形成。抛光垫还具有限定抛光垫10的底表面16。有利地，抛光垫10从抛光垫10到底层16具有一致的聚合物基质和密度。抛光表面14用于抛光或平坦化半导体基材，比如图案化集成电路晶片。任选地，聚合物基质是多孔的。如果聚合物基质是多孔的，则它有利地含有孔18。

孔18有助于CMP抛光液的输送，比如抛光层12的浆料和磨料修整，以在抛光过程中形成一致的稳态微结构。这种一致的微结构包括在抛光表面14处的开孔20。在抛光过程中，抛光层12由于与晶片的磨损以及由于修整(比如金刚石修整)而磨损。当抛光垫10是多孔的时，抛光层12磨损不断地在抛光表面14处打开新的孔。典型的抛光层12将具有通过在抛光表面14处打开微孔产生的微结构。

尽管抛光垫10的底表面16可以是平坦的，但它典型地具有用于改进多孔子垫45、46和47的粘附性的纹理(图4、4A和4B)。这种纹理可以通过用磨料(比如用于使抛光垫10的底表面16变平的那些)研磨底表面16而形成。可替代地，这种纹理可以通过从浇铸聚合物饼刮削抛光垫来形成。刮削具有在抛光垫10的底表面中产生开孔22的优点。

参考图2，在抛光垫10下方，无孔微层30粘附到抛光垫10的底表面16。无孔微层30适应底表面16的表面粗糙度以获得优异的粘附性。例如，无孔微层可以适应重均直径为10至50μm的刮削聚合物微元件的内径。通过这种构造，无孔微层30的表面粗糙度是抛光垫10的底表面16的表面粗糙度的镜像。优选地，无孔微层是与抛光垫10的底表面16邻接的共形涂层。例如，聚合物基质包括闭孔微孔18，抛光垫10的底表面16包括开口微孔22，并且无孔微层30与开口微孔22邻接以至少部分地填充抛光垫10的底表面16的开口微孔。优选地，无孔微层填充大部分的开口微孔22。最优选地，无孔微层填充所有的开口微孔22。

参考图3，在抛光垫10和无孔微层30下方，虚线A-A将单层50闭孔的孔52、54、56和58与无孔微层30分开。闭孔的孔52、54、56和58将压缩力从抛光层10的底表面16转移到多孔微层30。这种力的转移可以减少抛光边缘效应并提高晶片产量。有利地，单层50闭孔微孔52、54、56和58的至少一半具有的直径与闭孔微孔52、54、56和58的平均直径的变化小于五十百分比。此外，虚线B-B将单层50闭合孔52、54、56和58与多层分开(图4、4A和4B)。

参考图4，在抛光垫10、无孔微层30和单层50闭孔下方，多层60包括闭孔62、64和66、开孔(61A、61B)、(63A、63B和63C)和(65A、65B)。共同地，无孔微层30、单层50和多层60相结合以形成多孔子垫45。与单层结合的薄的无孔微层50为子垫45提供了很小的刚度，以允许子垫45充当单个子垫。开孔的孔具有通过在相邻的孔(比如孔61A和61B或孔63A、63B和63C)之间输送加压气体在更大面积上传递分布的压缩力的优点。优选地，互连孔的内表面是疏水的以限制在抛光过程中的芯吸。疏水性开孔的孔62、64和66提供了限制多孔子垫的润湿以进行稳定抛光的优点。多层60的闭孔微孔52、54、56和58以及开孔的孔(61A、61B)、(63A、63B和63C)和(65A、65B)在抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气。

参考图4A，在抛光垫10、无孔微层30和单层50闭孔下方，多层70包括闭孔72、74、76和78。共同地，无孔微层30、单层50和多层70相结合以形成多孔子垫46。闭孔的孔具有限制多孔子垫46的润湿以进行稳定抛光的优点。多层70的闭孔微孔72、74、76和78在抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气。

参考图4B，在抛光垫10、无孔微层30和单层50闭孔下方，多层80包括开孔82、84、86和88。共同地，无孔微层30、单层50和多层80相结合以形成多孔子垫47。开孔的孔具有通过在相邻的孔(比如孔82、84、86和88)之间输送加压气体在更大面积上传递分布的压缩力的优点。优选地，互连孔的内表面是疏水的以限制在抛光过程中的芯吸。多层80的开孔微孔82、84、86和88在抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气。任选地，较小的孔(比如孔83)可以连接相邻的孔(比如孔82和84)。

参考图1-4、4A和4B，单闭孔层50和多层60、70和80相结合以形成多孔聚合物网络。优选地，无孔微层具有小于聚合物网络内的多层微孔的平均直径的五十百分比的平均厚度以限制子垫45、46和47的刚度。更优选地，无孔微层具有小于聚合物网络内的多层微孔的平均直径的二十五百分比的平均厚度以限制子垫45、46和47的刚度。

此外，无孔微层实施例包括无孔微层层30、单闭孔层50以及分别用于多孔子垫45的混合开孔和闭孔层、用于多孔子垫46的闭孔层或用于多孔子垫47的开孔层。优选地，对于闭孔和开孔微孔，闭孔是球形的并且开孔的孔包括卵形微孔。多孔子垫45、46和47粘附或固定到抛光垫10的底表面16。粘附的实例包括化学结合和共形涂覆。优选地，共形涂覆将抛光垫10粘附或固定到多孔子垫45、46和47。有利地，子垫45、46和47的所有组分具有相同的聚合物组成。这改进了微层30、闭孔层50和多层60、70和80之间的内聚性并允许子垫45、46和47充当单可压缩层。

参考图5，抛光垫110具有抛光层112。抛光层112具有抛光表面114并且由聚合物基质形成。抛光垫110还具有限定抛光垫110的底表面116。有利地，抛光垫110从抛光表面114到底层116具有一致的聚合物基质和密度。抛光表面114用于抛光或平坦化半导体基材，比如图案化集成电路晶片。任选地，聚合物基质是多孔的。如果聚合物基质是多孔的，则它有利地含有孔118。

孔118有助于CMP抛光液的输送，比如抛光层112的浆料和磨料修整，以在抛光过程中形成一致的稳态微结构。这种一致的微结构包括在抛光表面114处的开孔120。在抛光过程中，抛光层112由于与晶片的磨损以及由于修整(比如金刚石修整)而磨损。当抛光垫110是多孔的时，抛光层112磨损不断地在抛光表面114处打开新的孔。典型的抛光层112将具有通过在抛光表面114处打开微孔产生的微结构。

尽管抛光垫110的底表面116可以是平坦的，但它典型地具有用于改进无孔层130的粘附性的纹理。无孔层130填充底层116以形成共形层。这种纹理可以通过用磨料(比如用于使抛光垫110的底表面116变平的那些)研磨底表面116而形成。可替代地，这种纹理可以通过从浇铸聚合物饼刮削抛光垫来形成。刮削具有在抛光垫110的底表面中产生开孔122的优点。通过这种构造，无孔微层130的表面粗糙度是抛光垫110的底表面116的表面粗糙度的镜像。优选地，无孔微层是与抛光垫110的底表面116邻接的共形涂层。例如，聚合物基质包括闭孔微孔118，抛光垫110的底表面116包括开口微孔122，并且无孔微层130与开口微孔122邻接以至少部分地填充抛光垫110的底表面116的开口微孔。优选地，无孔微层填充大部分的开口微孔122。最优选地，无孔微层填充所有的开口微孔122。无孔层130从抛光垫110的底表面116延伸到虚线C-C。

参考图6，在抛光垫110和无孔层130下方，无孔层130典型地具有的厚度大于多层140的平均孔直径的厚度。有利地，无孔层130具有的厚度至少是多层140的平均孔直径的厚度的两倍(两百百分比)。无孔层130将抛光垫110固定到多孔子垫125上。无孔层具有聚合物基质并形成抛光垫110的底表面的微米级负压痕；并且无孔层的这种负压痕与抛光垫110的底部邻接。无孔层130为抛光垫110增加了显著的刚度。因此，无孔层130加上多孔多层140相结合充当双层子垫。

多层140包括闭孔142和144、开孔(141A、141B)和(143A、143B)。开孔的孔比如(141A、141B)和(143A、143B)具有通过在相邻的孔，比如孔(141A、141B)或(143A、143B)之间输送加压气体在更大面积上传递和分布压缩力的优点。无孔层130和多层140相结合以形成多孔子垫125。优选地，互连孔的内表面是疏水的以限制在抛光过程中的芯吸。闭孔的孔142、144和146提供了限制多孔子垫125的润湿以进行稳定抛光的优点。多层140闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物具有与无孔层相同的聚合物基质和大于无孔层的柔性，并且抛光垫具有孔隙率。此外，多孔子垫125具有的孔隙率大于抛光垫110的孔隙率。

参考图6A，在抛光垫110和无孔层130下方，多层140包括闭孔150、152、154、156和158。无孔层130和多层140相结合以形成多孔子垫126。闭孔的孔150、152、154、156和158具有限制多孔子垫126的润湿以进行稳定抛光的优点。

参考图6B，在抛光垫110和无孔层130下方，多层140包括开孔160、162、164、166和168。无孔层130和多层140相结合以形成多孔子垫127。开孔的孔160、162、164、166和168具有通过在相邻的孔(比如孔160、162、164、166和168)之间输送加压气体在更大面积上传递分布的压缩力的优点。优选地，互连孔的内表面是疏水的以限制在抛光过程中的芯吸。任选地，较小的孔(比如孔163和167)可以连接相邻的孔，比如孔162与孔164以及孔166与孔168。

图5、6、6A和6B顺序组合以说明本发明的两层子垫实施例。两层实施例包括无孔层130、以及分别用于多孔子垫125的混合开孔和闭孔层、用于多孔子垫126的闭孔层或用于多孔子垫127的开孔层。多孔子垫125、126和127粘附或固定到抛光垫110的底表面116。粘附的实例包括化学结合和共形涂覆。优选地，共形涂覆将抛光垫110粘附或固定到多孔子垫125、126和127。

参考图7和7A，子垫200具有同心凹陷环202和204。在CMP抛光期间，顶部或抛光层210结合以建立晶片中心和边缘抛光轮廓。凹陷环202和204表示延伸到抛光垫206的子垫200中以调节化学机械抛光垫206的抛光轮廓的宏观特征。为了增加偏转，宏观特征202和204部分地延伸到抛光层210中。例如，当边缘轮廓太快或太慢时，则晶片上可接受芯片的百分比或晶片产量显著降低。调节同心环202和204的宽度和深度控制中心和外围附近的偏转以增加晶片产量。宏观特征可以是任何形状，但优选地，它们是同心环。

有利地，抛光垫206具有孔隙率并且多孔子垫200具有的孔隙率大于抛光垫206的孔隙率。子垫200的较大孔隙率提供抛光垫206的较大偏转以增加与晶片(未看到)的接触面积，从而进行更有效的抛光。尽管图4、4A、4B、5、6A和6B的子垫已经可以改进晶片产量，但背面同心凹陷环202和204可以进一步改进边缘效应和晶片产量。

这些图的示意图展示了如何调节中心抛光轮廓和边缘抛光轮廓。具体地，位于抛光层210的凹槽214之间的槽脊(land)区域212具有增加的柔性并且在晶片上施加较小的压力以降低局部区域中的抛光速率。这些背面凹陷的位置和尺寸控制矫正抛光轮廓的偏转量。

参考图8和8A，抛光垫300包括同心圆形凹槽302。抛光表面303与圆形凹槽302相邻。凹槽302从相邻的中心304延伸到周边306。圆形凹槽302延伸到抛光层308中以促进浆料转移。因为抛光层308的抛光表面303直接与晶片表面相互作用，所以调节抛光层308的可压缩性对移除速率具有直接影响。

抛光垫300的可压缩性取决于抛光层308厚度与子垫310厚度的比率。此外，增加环形凹槽腔312和314的数量、深度或宽度可以增加环形凹槽腔312和314上方和附近的抛光层308的可压缩性。环形凹槽腔312和314不穿透抛光层308以防止浆料泄漏到子垫中。最有利地，环形凹槽腔312和314不穿透圆形凹槽302或抛光层303以防止浆料泄漏到子垫中。环形凹槽腔312和314通过改变不同环形区域中的厚度比以及在抛光垫300上以不同的量改变厚度比而允许可变的可压缩性。可压缩性比率的这种调节允许最终用户减少源自CMP工艺的抛光速率可变性。

最有利地，环形凹槽腔与周边306相邻以减少抛光速率边缘效应。这是通过增加抛光层的可压缩性来降低源自抛光垫300的周边306附近的晶片上的压力而发生的。然后，周边306附近的降低的压力抵消了可由抛光垫周边306附近的增加的垫压力而发生的边缘快速抛光。可替代地，该设计可以具有环形腔312或314，其从中心304开始到与周边306间隔开的位置。这种设计增加了周边306附近的晶片上的相对压力以抵消边缘缓慢抛光。

此外，环形凹槽腔312可以具有逐渐的过渡，其中侧壁313朝着环形凹槽腔312向内倾斜。环形凹槽腔314通过使用垂直侧壁315而具有阶梯式过渡。这些设计提供了控制和调节抛光层308的抛光表面303上的可压缩性过渡以减少抛光移除速率变化并使晶片上的移除速率分布变平的优点。

参考图9和9A，抛光垫400包括同心圆形凹槽402。抛光表面403与圆形凹槽402相邻。凹槽402从相邻的中心404延伸到周边406。这些凹槽402延伸到抛光层408中以促进浆料转移。抛光垫400的可压缩性取决于抛光层408厚度与子垫410厚度的比率。此外，增加环形凹槽腔412和414的数量、深度或宽度可以增加环形凹槽腔412和414上方和附近的抛光层408的可压缩性。因此，环形凹槽腔414和420通过改变不同环形区域中的厚度比以及在抛光垫400上以不同的量改变厚度比而允许可变的可压缩性。可压缩性比率的这种调节允许最终用户减少源自CMP工艺的抛光速率可变性。

最有利地，环形凹槽腔与周边406相邻以减少抛光速率边缘效应。这是通过增加抛光层的可压缩性来降低源自抛光垫400的周边406附近的晶片上的压力而发生的。然后，周边406附近的降低的压力抵消了可由抛光垫周边406附近的增加的垫压力而发生的边缘快速抛光。可替代地，该设计可以具有环形凹槽腔414或420，其从中心404开始到与周边406间隔开的位置。这种设计增加了周边406附近的晶片上的相对压力以抵消边缘缓慢抛光。

此外，环形凹槽腔420可以具有翼片形状以改进子垫410与抛光层308的粘附性。增加环形翼片形凹槽腔420的数量增加了与抛光层408的粘附性。可替代地，较大的翼片形凹槽有助于较大的抛光轮廓校正。这些设计提供了控制和调节抛光层408本身的抛光表面403上的可压缩性过渡以减少抛光移除速率变化并使晶片上的移除速率分布变平的优点。

抛光垫具有由聚合物基质形成的抛光垫。这些聚合物可以是热塑性聚合物或热固性聚合物。典型地，热固性聚合物提供最可靠的抛光特性。合适的聚合物包括聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸类、聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸类及其共聚物。最有利地，聚合物是聚氨酯。出于本说明书的目的，术语聚氨酯包括聚合物聚氨酯，该聚合物聚氨酯包括选自聚醚脲、聚异氰脲酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯脲、其共聚物及其混合物中的至少一种。

抛光垫可以是多孔的或无孔的。优选地，抛光层具有用于平坦化半导体基材的具有足够刚度的粗糙物。抛光垫可以是闭孔的或开孔的。最有利地，抛光垫是闭孔的。流体填充的聚合物微球可以提供用于产生闭孔孔隙率的有效手段。这些微球有助于生成纹理或粗糙物、浆料的分布和浆料的运输。

用无孔微层将多孔子垫粘附到抛光垫的底表面以将抛光垫固定到多孔子垫。无孔微层是与微层邻接的底表面上的共形涂层。当抛光垫的底表面是非线性的时，与底表面邻接是特别重要的。非线性底表面的实例包括开孔，比如切割或刮削的闭孔。微层可以通过遵循抛光垫的底表面的纹理、充当粘合剂或以其他方式结合到抛光垫来粘附到抛光垫。

由于微层是无孔的，所以它不具有大的可压缩性。但由于微层是薄的，所以它是柔性的并且可以适应抛光垫的弯曲。无孔微层的这种弯曲对于不将抛光垫的刚度增加到在抛光过程中抛光垫可能不再适应晶片的程度至关重要。有利地，无孔微层具有小于聚合物网络内的闭孔的平均直径的五十百分比的平均厚度。最有利地，无孔微层具有小于聚合物网络内的闭孔的平均直径的五十百分比的平均厚度。

含有单层闭孔微孔的聚合物网络与无孔微层相邻。这种聚合物网络和闭孔微孔相结合以提供从柔性无孔层到可压缩层的过渡。

可压缩层是多层闭孔或开孔的孔。有利地，多层是开孔和闭孔的孔的混合物。此层与单层闭孔的孔相邻并且提供了子垫的大部分可压缩性。特别地，控制厚度、模量、密度和孔径代表子垫的可压缩性的主要因素。孔可以是开孔微孔、闭孔微孔或闭孔和开孔微孔的组合，其中小于十体积百分比的微孔是开口的。最有利地，微孔是开孔和闭孔微孔的组合。开孔微孔提供了在更大面积上分布载荷的优点。闭孔微孔提供了在抛光过程中用浆料限制子垫的芯吸的优点。

多层闭孔或开孔的孔是充气的并且在抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气。这对于防止浆料芯吸到子垫中是重要的。浆料芯吸到子垫中通常对子垫的可压缩性具有不利影响并在抛光过程中改变从第一个晶片到最后一个晶片的性能。因此，出于这些原因，至关重要的是，在抛光过程中子垫不填充浆料。典型地，这些微孔在形状上是球形或非球形的，比如具有细长轴的球体或具有对称端部的卵形的那些。有利地，微孔是球形和卵形微孔的组合。

抛光部分可以包含在抛光垫中常用的任何聚合物基质材料。抛光部分可以包含热塑性或热固性聚合物。在可以用于基部垫或抛光部分中的聚合物材料中，可以用于抛光部分中的聚合物的实例包括聚碳酸酯、聚砜、尼龙、环氧树脂、聚醚、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯亚胺、聚氨酯、聚醚砜、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚酮、环氧物、硅酮、其共聚物(比如聚醚-聚酯共聚物)、以及它们的组合或共混物。聚合物可以是聚氨酯。

根据ASTM D412-16，抛光部分的杨氏模量可以为至少2、至少2.5、至少5、至少10、或至少50MPa至多900、至多700、至多600、至多500、至多400、至多300、或至多200MPa。抛光部分对用于终点检测的信号可以是不透明的。

抛光部分还可以包括其他添加剂，比如，特别是中空微元件，特别是柔性中空聚合物微元件，例如聚合物微球。例如，多个微元件可以均匀分散在整个抛光垫中。多个微元件可以仅是基质中的孔(例如截留的气泡)，或者可以是中空心聚合物材料、液体填充的中空心聚合物材料、水溶性材料或不溶性相材料(例如，矿物油)。多个微元件为抛光元件提供孔隙率，例如，当微元件选自截留的气泡和均匀分布在整个抛光垫中的中空心聚合物材料时。微元件有利地是具有至多150微米或至多50微米的平均直径，同时具有至少10微米的直径的微球。重均直径可以使用激光衍射，例如小角激光光散射(LALLS)来测量。多个微元件可以包括具有聚丙烯腈或聚丙烯腈共聚物的壳壁的聚合物微球(例如，来自诺力昂公司(Nouryon)的微球)。多个微元件可以以0体积百分比、或至少5体积百分比或至少10体积百分比、至多50体积百分比、至多45体积百分比、至多40体积百分比或至多35体积百分比的量结合到抛光垫中。当微元件提供孔隙率时，抛光部分的孔隙率可以是0至50、5至45或10至35百分比的孔隙率。孔隙率的百分比可以通过将未填充的抛光垫的比重与含微元件的抛光垫的比重之差除以未填充的抛光垫的比重而确定。可替代地，通过将抛光垫的密度除以抛光垫的部分的加权平均密度来确定孔隙率百分比。

抛光部分可以具有如根据ASTM D1622(2014)测量的0.4至1.15或0.7至1.0g/cm³的密度。

顶部垫或抛光垫可以具有如根据ASTM D2240(2015)测量的28至75的肖氏D硬度。为了提高准确度，重要的是堆叠使用堆叠至少四个高的2.54cm正方形试样。

抛光垫可以具有20至150密耳、30至125密耳、40至120密耳、或50至100密耳(0.5-4、0.7-3、1-3、或1.3-2.5mm)的平均厚度。

子垫可以用发泡和浇铸聚合物制造，其中无孔微层或无孔层的厚度由在浇铸过程中聚合物的粘度和孔隙率或其他已知的用于形成聚合物泡沫或多孔材料的技术决定。有利地，子垫使用喷射成形技术，其中液滴形成孔并且聚合物中的放热量控制无孔微层或无孔层的厚度。浇铸或喷射子垫提供了避免使用热熔粘合剂或压敏粘合剂将子垫固定到抛光层的优点。子垫还可以具有至少0.5或至少1mm的总厚度。子垫可以具有不超过5、不超过3、或不超过2mm的总厚度。

顶部垫或抛光垫可以包括已知用作抛光垫的抛光层的任何材料。例如，该材料可以包括聚合物、聚合物的共混物或聚合物材料与其他材料的复合材料，比如陶瓷、玻璃、金属或石材。聚合物和聚合物复合材料可以用作顶部垫。此类复合材料的实例包括填充有碳或无机填料的聚合物、以及浸渍有聚合物的例如玻璃或碳纤维的纤维毡。顶部垫可以由具有以下特性中的一种或多种的材料制成：如例如通过ASTMD412-16确定的在至少2、至少2.5、至少5、至少10、或至少50MPa至多900、至多700、至多600、至多500、至多400、至多300、或至多200MPa范围内的杨氏模量；如例如通过ASTM E132确定的至少0.05、至少0.08、或至少0.1至多0.6或至多0.5的泊松比；至少0.4或至少0.5至多1.7、至多1.5、或至多1.3克每立方厘米(g/cm3)的密度。

可以用于顶部垫或抛光部分中的此类聚合物材料的实例包括聚碳酸酯、聚砜、尼龙、环氧树脂、聚醚、聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚乙烯亚胺、聚氨酯、聚醚砜、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚酮、环氧物、硅酮、其共聚物(比如聚醚-聚酯共聚物)、或其组合或共混物。

聚合物可以是聚氨酯。聚氨酯可以单独使用，或者可以是碳或无机填料以及例如玻璃或碳纤维的纤维毡的基质。

出于本说明书的目的，“聚氨酯”是衍生自双官能或多官能异氰酸酯的产物，例如聚醚脲、聚异氰脲酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯脲、其共聚物及它们的混合物。根据本发明的CMP抛光垫可以通过包括以下的方法制造：提供异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物；单独提供固化剂组分；以及将异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物和固化剂组分混合形成组合，然后使该组合反应形成产物。可以通过将浇铸的聚氨酯饼刮削成期望的厚度来形成顶部垫或抛光垫。任选地，在浇铸多孔聚氨酯基质时，用IR辐射、感应电流或直流电对饼模进行预热可以降低产物的变化性。任选地，可以使用热塑性或热固性聚合物。聚合物可以是交联的热固性聚合物。

当顶部垫或抛光垫中使用聚氨酯时，它可以是多官能异氰酸酯与多元醇的反应产物。例如，可以使用多异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。用于形成本发明的化学机械抛光垫的抛光垫的多官能异氰酸酯可以选自由以下组成的组：脂肪族多官能异氰酸酯、芳香族多官能异氰酸酯及其混合物。例如，用于形成本发明的化学机械抛光垫的抛光垫的多官能异氰酸酯可以是选自由以下组成的组的二异氰酸酯：2,4甲苯二异氰酸酯；2,6甲苯二异氰酸酯；4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯；萘1,5二异氰酸酯；甲苯胺二异氰酸酯；对亚苯基二异氰酸酯；苯二甲基二异氰酸酯；异佛尔酮二异氰酸酯；六亚甲基二异氰酸酯；4,4’二环己基甲烷二异氰酸酯；环己烷二异氰酸酯；及其混合物。多官能异氰酸酯可以是通过二异氰酸酯与预聚物多元醇反应形成的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物可以具有2至12wt.％、2至10wt.％、4-8wt.％或5至7wt.％的未反应的异氰酸酯(NCO)基团。用于形成多官能异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的预聚物多元醇可以选自由以下组成的组：二醇、多元醇、多元醇二醇、其共聚物及它们的混合物。例如，预聚物多元醇可以选自由以下组成的组：聚醚多元醇(例如，聚(氧四亚甲基)二醇、聚(氧亚丙基)二醇、及其混合物)；聚碳酸酯多元醇；聚酯多元醇；聚己内酯多元醇；其混合物；以及其与一种或多种选自由以下组成的组的低分子量多元醇的混合物：乙二醇；1,2丙二醇；1,3丙二醇；1,2丁二醇；1,3丁二醇；2甲基1,3丙二醇；1,4丁二醇；新戊二醇；1,5戊二醇；3甲基1,5戊二醇；1,6己二醇；二甘醇；二丙二醇；以及三丙二醇。例如，预聚物多元醇可以选自由以下组成的组：聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)；基于酯的多元醇(如己二酸乙二醇酯、己二酸丁二醇酯)；聚丙烯醚二醇(PPG)；聚己内酯多元醇；其共聚物；及其混合物。例如，预聚物多元醇可以选自由以下组成的组：PTMEG和PPG。当预聚物多元醇为PTMEG时，异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的未反应的异氰酸酯(NCO)浓度可以为4至12wt.％(更优选为6至10wt.％；最优选为8至10wt.％)。可商购的基于PTMEG的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的实例包括预聚物(可从美国科意公司(COIM USA,Inc.)获得，比如PET 80A、PET 85A、PET90A、PET 93A、PET 95A、PET 60D、PET 70D、PET 75D)；/>预聚物(可从科聚亚公司(Chemtura)获得，比如LF 800A、LF 900A、LF 910A、LF 930A、LF 931A、LF 939A、LF 950A、LF952A、LF 600D、LF 601D、LF 650D、LF 667、LF 700D、LF750D、LF751D、LF752D、LF753D和L325)；/>预聚物(可从安德森开发公司(Anderson Development Company)获得，比如70APLF、80APLF、85APLF、90APLF、95APLF、60DPLF、70APLF、75APLF)。当预聚物多元醇为PPG时，异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的未反应的异氰酸酯(NCO)浓度可以为3至9wt.％(更优选为4至8wt.％；最优选为5至6wt.％)。可商购的基于PPG的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的实例包括/>预聚物(可从美国科意公司获得，比如PPT 80A、PPT 90A、PPT 95A、PPT 65D、PPT 75D)；/>预聚物(可从科聚亚公司获得，比如LFG963A、LFG 964A、LFG 740D)；以及/>预聚物(可从安德森开发公司获得，比如8000APLF、9500APLF、6500DPLF、7501DPLF)。异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物可以是游离甲苯二异氰酸酯(TDI)单体含量少于0.1wt.％的低游离的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。也可以使用基于非TDI的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。例如，异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物包括通过4,4’二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与多元醇比如聚四亚甲基二醇(PTMEG)(其中任选的二醇比如1,4丁二醇(BDO)是可接受的)反应形成的那些。当使用此类异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物时，未反应的异氰酸酯(NCO)的浓度优选为3至10wt.％(更优选为4至10wt.％，最优选为5至10wt.％)。此类别中可商购的异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物的实例包括/>预聚物(可从美国科意公司获得，比如27 85A、27 90A、27 95A)；/>预聚物(可从安德森开发公司获得，比如IE75AP、IE80AP、IE 85AP、IE90AP、IE95AP、IE98AP)；以及/>预聚物(可从科聚亚公司获得，比如B625、B635、B821)。

最终形式的本发明的抛光垫可以包括在其上表面上结合一个或多个尺寸的纹理。这些可以根据它们的尺寸分为宏观纹理或微观纹理。用于CMP的控制流体动力学响应和浆料传输的常见类型的宏观纹理包括但不限于许多构造和设计的凹槽，比如环形、径向和交叉线。这些可以通过机加工工艺形成为均匀的薄片，或者可以通过净形成型工艺直接在垫表面上形成。常见类型的微观纹理是更细尺度的特征，这些特征会产生大量表面粗糙物，这些粗糙物是与发生抛光的基材晶片的接触点。常见类型的微观纹理包括但不限于在使用前、使用中或使用后，通过用比如金刚石的硬颗粒阵列的研磨(通常称为垫修整)形成的纹理，以及在垫制造过程期间形成的微观纹理。

本发明的抛光垫可适于与化学机械抛光机的压板接合。可以将抛光垫固定到抛光机的压板上。可以使用压敏粘合剂和真空中的至少一种将抛光垫固定到压板上。

本发明的CMP垫可以通过与所使用的垫聚合物的特性相容的多种方法来制造。这些方法包括将如上所述的成分混合并且浇铸到模具中、退火、并且切成所期望厚度的片。可替代地，它们可以以更精确的净形形式制造。制造方法包括以下：1.热固性注射模制(通常称为“反应注射模制”或“RIM”)；2.热塑性或热固性注射吹塑模制；3.压缩成型；或4.任何类似类型的方法，在该方法中可流动材料被定位和固化，从而产生垫的宏观纹理或微观纹理的至少一部分。例如，模制抛光垫可以包括以下：1.迫使可流动材料进入结构或基材之中或之上；2.在材料固化时，结构或基材可以赋予材料表面纹理；以及3.此后将结构或基材与固化的材料分离。

方法

如在此公开的抛光垫可以用于抛光基材。例如，抛光方法可以包括提供待抛光的基材，并且然后使用本文公开的垫来进行抛光。基材可以是需要进行抛光或平坦化的任何基材。此类基材的实例包括磁性基材、光学基材和半导体基材。具体的实例是金属前电介质堆叠体。基材上待抛光的具体材料可以是氧化硅层。该方法可以是集成电路的生产线前端或生产线后端加工的一部分。例如，可以使用该工艺来移除不期望的表面形貌和表面缺陷，比如粗糙表面、附聚的材料、晶格损伤、划痕、以及被污染的层或材料。此外，在镶嵌工艺中，沉积材料以填充由光刻、图案化蚀刻和金属化中的一个或多个步骤产生的凹陷区域。某些步骤可能不精确，例如可能过度填充凹陷。可以使用在此公开的方法来移除凹陷外的材料。该工艺可以是化学机械平坦化或化学机械抛光，这两者均可以被称为CMP。托架可以保持待抛光基材，例如半导体晶片(具有或没有通过光刻和金属化形成的层)与抛光垫的抛光元件相接触。可以将浆料或其他抛光介质分配到基材与抛光垫之间的间隙中。将抛光垫和基材相对于彼此移动，例如旋转。抛光垫典型地位于待抛光基材下方。抛光垫可以旋转。也可以使待抛光基材移动，例如在比如环形形状的抛光轨迹上移动。相对移动致使抛光垫接近并接触基材的表面。

压板的压力可以是1至5、1.5至4.5、或2至4磅/平方英寸(psi)(约6-35、10-30、或13至28千帕(KPa))。压板的速度可以是约40至100、或50-90rpm。添加的浆料的量可以是例如50至500毫升/分钟。在抛光过程中浆料的pH可以是酸性的、中性的或碱性的。

例如，该方法可以包括：提供具有压板或托架组件的化学机械抛光设备；提供至少一个待抛光基材；提供如本文公开的化学机械抛光垫；将化学机械抛光垫安装到压板上；任选地，在化学机械抛光垫的抛光部分与基材之间的界面处提供抛光介质(例如，含有磨料的浆料和/或含有非磨料的反应性液体组合物)；在抛光垫的抛光部分与基材之间形成动态接触，其中将至少一些材料从基材移除。托架组件可以在待抛光基材(例如，晶片)与抛光垫之间提供可控的压力。可以将抛光介质分配到抛光垫上，并使其吸入晶片和抛光层之间的间隙中。抛光介质可以包含水、pH调节剂、以及任选地(但不限于)以下中的一种或多种：磨料颗粒、氧化剂、抑制剂、抗微生物剂、可溶性聚合物、以及盐。磨料颗粒可以是氧化物、金属、陶瓷、或其他适当地硬的材料。典型的磨料颗粒是胶体二氧化硅、气相二氧化硅、二氧化铈、以及氧化铝。抛光垫和基材可以相对于彼此旋转。当抛光垫在基材下方旋转时，基材可以扫过典型地环形的抛光轨迹或抛光区域，其中晶片的表面直接面对抛光垫的抛光部分。通过抛光层和表面上的抛光介质的化学和机械作用来抛光晶片表面并使之平坦。任选地，在开始抛光之前，可以用研磨修整器对抛光垫的抛光表面进行修整。

本发明的所有子垫都是通过用聚合物放热或反应热控制无孔微层或无孔层的厚度进行喷雾发泡来产生的。

实例1

抛光结果

浆料：Planar-Solution CSL9044C 1:9稀释

工具配置：带GX头的EBARA FREX-300X

盘：Kinik PDA31G-3N

顶部垫：聚合物微球填充的聚氨酯(65密耳/1.6mm)，体积孔隙率为25％至30％，肖氏D硬度为40至50，圆形凹槽宽度为20密耳(0.5mm)，深度为30密耳(0.8mm)且间距为70密耳(1.8mm)

晶片：块Cu晶片

晶片边缘轮廓范围计算为距离晶片中心142mm至147mm

低下压力抛光条件＝(100hPa-1.4psi)

高下压力抛光条件＝(200hPa-2.9psi)

对比A和B是发泡的多孔聚氨酯抛光子垫，其具有互连孔(具有随机孔径分布)。

子垫1至6是多孔子垫，其具有单层孔并且然后是闭孔和开孔的随机孔层。

低下压力

这些低下压力数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有等于或大于常规子垫的厚度时，其在低下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。此外，当本发明的无孔微层子垫具有小得多的厚度时，其在低下压力下改进了边缘范围，具有增加的移除速率。

高下压力

这些数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有小于、等于或大于常规子垫的厚度时，其在高下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。此外，当本发明的无孔微层子垫具有减小的厚度时，它改进了移除速率，具有边缘范围的很大改进。

实例2

密度效应-块Cu工艺的65密耳/1.6mm子垫

工具配置：带GX头的EBARA FREX-300X

浆料：Planar-Solution CSL9044C 1:9稀释

盘：Kinik PDA31G-3N

顶部垫：聚合物微球填充的聚氨酯(65密耳/1.6mm)，体积孔隙率为25％至30％，肖氏D硬度为40至50，圆形凹槽宽度为20密耳(0.5mm)，深度为30密耳(0.8mm)且间距为70密耳(1.8mm)

晶片：块Cu晶片

晶片边缘轮廓范围计算为距离晶片中心142mm至147mm

低下压力抛光条件(100hPa-1.4psi)

高下压力抛光条件(200hPa-2.9psi)

对比C和D是发泡的多孔聚氨酯抛光子垫，其具有互连孔(具有随机孔径分布)。对比E和F表示没有无孔层的子垫9至11的结构。

子垫9至12是多孔子垫，其没有无孔层或具有84或73μm厚度的无孔层，没有单层孔并且然后是随机孔层。

低下压力

这些数据表明，当本发明的无孔层子垫具有与常规子垫相同和更高的密度时，其在低下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。对于具有相同密度的无孔层子垫，对边缘速率的影响特别显著。

高下压力

尽管对比F在边缘范围上具有期望的减小，但在修整过程中，由于子垫压缩，它经历了一些过程不稳定。这些数据表明，当本发明的无孔层子垫具有比常规子垫更低、与其相同和比其更高的密度时，该子垫在高下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。对于具有相同或更大密度的无孔层子垫，对边缘速率的影响特别显著。

实例3：

ILD氧化物工艺

工具配置：带Contour头的AMAT Reflexion

浆料：Klebosol 1730

盘：Saesol AK45

顶部垫：带聚合物微球的IC1010聚氨酯垫(80密耳/2.0mm)

晶片：毯覆式TEOS

晶片边缘轮廓范围计算为距离晶片中心142mm至147mm

头部压力：3psi(20.7kPa)

对比G是SUBA IV^TM可压缩聚氨酯浸渍的非织造毡。

子垫15是多孔子垫，其具有单层孔并且然后是随机孔层。

这些数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有大于常规子垫的厚度时，其在高下压力下提供了改进的边缘范围，具有更低的移除速率。

实例4

超高氧化物速率工艺

工具配置：带Contour头的AMAT Reflexion LK

浆料：Asahi CES330XD4(1:4稀释)

盘：Kinik Pyradia

顶部垫：带聚合物微球的IK4250UH聚氨酯垫(80密耳/2.0mm)

晶片：TEOS毯覆式晶片

晶片边缘轮廓范围计算为距离晶片中心142mm至147mm

头部压力：3psi(20.7kPa)

对比H是发泡的多孔聚氨酯抛光子垫，其具有互连孔(具有随机孔径分布)。

子垫16和17是多孔子垫，其具有单层孔并且然后是随机孔层。

这些数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有大于常规子垫的厚度时，其在高下压力下提供了改进的边缘范围，具有更高的移除速率。

实例5

抛光结果

浆料：Planar-Solution CSL9044C 1:9稀释

工具配置：带GX头的EBARA FREX-300X

盘：Kinik PDA31G-3N

顶部垫：发泡聚氨酯(65密耳/1.6mm)圆形凹槽宽度为20密耳(0.5mm)、深度为30密耳(0.8mm)且间距为70密耳(1.8mm)

晶片：块Cu晶片

晶片边缘轮廓范围计算为距离晶片中心142mm至147mm

低下压力抛光条件＝(100hPa-1.4psi)

高下压力抛光条件＝(200hPa-2.9psi)

对比G和H是发泡的多孔聚氨酯抛光子垫，其具有互连孔(具有随机孔径分布)。

子垫18和19是具有延伸到抛光垫中的宏观特征的多孔子垫，具有单层孔并且然后是随机孔层。

低下压力

这些数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有等于常规子垫的厚度时，其在具有或不具有宏观特征的情况下在低下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。对于具有一系列宏观特征的无孔微层子垫，对边缘速率的影响特别显著。

高下压力

这些数据表明，当本发明的无孔微层子垫具有等于常规子垫的厚度时，其在具有或不具有宏观特征的情况下在高下压力下提供了改进的边缘范围，具有类似的移除速率。对于具有一系列宏观特征的无孔微层子垫，对边缘速率的影响特别显著。

无孔微层、单闭孔层和多层全都相结合以控制和减少边缘效应。特别地，它们相结合以形成抛光层，该抛光层起到双组分系统的作用，其中抛光层与整体多孔子垫组合工作以限制或减少边缘效应。此外，这种子垫设计改进了产品性能的一致性。最后，将无孔微层集成到抛光层的粗糙表面中用于在抛光层和子垫之间产生有效的粘附，其在苛刻的抛光条件期间不会分开。

Claims (10)

1.一种化学机械抛光垫，其包含：

抛光层，所述抛光层具有聚合物基质，用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种的抛光表面以及底表面；

粘附到所述抛光垫的底表面的多孔子垫，所述多孔子垫包括：

用于将所述抛光垫固定到所述多孔子垫的无孔层，所述无孔层具有聚合物基质并且具有所述抛光垫的所述底表面的微米级负压痕并且所述无孔层与所述抛光层的所述底表面邻接；以及

多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物，其中所述多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物是充气的并且所述多层在所述抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气，并且其中所述多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物具有与所述无孔层相同的聚合物基质和大于所述无孔层的柔性。

2.如权利要求1所述的抛光垫，其中，所述无孔微层具有聚合物网络内的闭孔微孔的平均直径的至少两百百分比的平均厚度。

3.如权利要求1所述的抛光垫，其中，所述多层包括所述闭合和开口微孔的混合物并且所述闭孔是球形的并且卵形微孔包括开孔。

4.如权利要求1所述的抛光垫，其中，所述多层包括所述闭孔和开孔微孔的混合物并且所述闭孔是球形的并且所述开孔的孔包括卵形微孔。

5.如权利要求1所述的抛光垫，其中，所述抛光层具有底表面并且所述底表面包括环形凹槽，所述环形凹槽在不穿透所述抛光层的抛光表面的情况下延伸到所述抛光层中，并且所述子垫填充所述环形凹槽。

6.一种化学机械抛光垫，其包含：

抛光垫，所述抛光垫具有聚合物基质，用于抛光半导体、磁性和光学基材中的至少一种的抛光表面以及底表面；

粘附到所述抛光垫的所述底表面的多孔子垫，所述多孔子垫包括：

用于将所述抛光垫固定到所述多孔子垫的无孔层，所述无孔层具有聚合物基质并且具有所述抛光垫的所述底表面的微米级负压痕并且所述无孔层与抛光层的底表面邻接；以及

多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物，其中所述多层闭孔、开孔或闭合和开口微孔的混合物是充气的并且所述多层在所述抛光垫的整个抛光寿命期间保持充气，并且其中所述多层闭孔、开孔或闭孔和开孔微孔的混合物具有与低孔隙率层相同的聚合物基质和大于所述无孔层的柔性并且所述抛光垫具有孔隙率并且所述多孔子垫具有的孔隙率大于所述抛光垫的孔隙率。

7.如权利要求6所述的抛光垫，其中，所述无孔微层具有聚合物网络内的闭孔微孔的平均直径的至少两百百分比的平均厚度。

8.如权利要求6所述的抛光垫，其中，所述多层包括所述闭合和开口微孔的混合物并且所述闭孔是球形的并且卵形微孔包括开孔。

9.如权利要求6所述的抛光垫，其中，所述多层包括所述闭孔和开孔微孔的混合物并且所述闭孔是球形的并且所述开孔的孔包括卵形微孔。

10.如权利要求6所述的抛光垫，其中，所述多层包括延伸到所述子垫中用于调节所述化学机械抛光垫的抛光轮廓的宏观特征。