TW202405062A

TW202405062A - 用於化學機械拋光之複合墊

Info

Publication number: TW202405062A
Application number: TW112114201A
Authority: TW
Inventors: 劉嶄; 邱南榮; 麥克E 米爾斯
Original assignee: 美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2024-02-01
Also published as: KR20230150212A; US20230339067A1; JP2023160747A; CN116922263A

Abstract

一種化學機械拋光墊，其包含基本上無孔的拋光層，該拋光層包括包含聚合物基質和包埋在該聚合物基質中的聚合物顆粒的團聚物，其中該等聚合物顆粒以基於該拋光層重量5至35重量百分比的量存在，該等團聚物具有大於1 µm的尺寸，該等聚合物顆粒具有比該聚合物基質的拉伸模量更高的拉伸模量。該拋光層係黏彈性的並且具有大於1000 Pa ^-1的GEL。用此種墊拋光金屬/絕緣體複合物可導致金屬特徵少量的碟形凹陷。

Description

用於化學機械拋光之複合墊

本發明之領域係化學機械拋光和可用於化學機械拋光的墊。

化學機械平坦化（也稱為化學機械拋光或CMP）係在積體電路的製造過程中廣泛用於使層平面化或平坦化的拋光製程。CMP的目的係去除襯底（例如，帶有各種電活性和電電介質層的矽晶圓）表面上的多餘材料，以產生厚度均勻的極其平的層，所述均勻性遍及整個晶圓區域延伸。控制去除速率和去除均勻性係至關重要的。

CMP使用可含有奈米尺寸的顆粒的液體（通常稱為漿料）。可以將漿料進料到安裝在旋轉壓板上的旋轉化學機械拋光墊的表面上。將待拋光或平坦化的襯底安裝到具有單獨的旋轉裝置的單獨的夾具或托架中，並且在受控的負載下壓在墊的表面上。這導致襯底與拋光墊之間研磨襯底表面的高速率的相對運動，從而導致去除材料和平坦化。

為了控制速率，防止水滑並有效地將漿料輸送到晶圓下方，將各種類型的紋理結合到拋光墊的上表面中。可以藉由用例如細小的金剛石陣列對墊進行修整（即，研磨）來產生精細的紋理（微觀紋理）。此種精細紋理本質上是隨機的。較大尺度的紋理如具有各種圖案（如交叉線、圓形、徑向等）和尺寸的凹槽或凸起特徵（也稱為宏觀紋理），可有助於漿料的運輸和流體動力學。

墊典型地是具有子墊層和拋光層的多層聚合物基材料。拋光層通常包含閉孔多孔材料。在修整和晶圓拋光過程中暴露的孔結構提供良好的微觀紋理。對於無孔墊，如在美國專利號5489233中概述的，修整製程係至關重要的，因為它係形成接觸粗糙物的微觀紋理的主要來源。對於無孔墊，使用過程中的剪切使微觀紋理磨損，從而導致墊光滑（glazing）。因此，為了減少微觀紋理的該損失，商業生產和使用的無孔墊典型地同時具有高剪切和高彈性模量。

儘管具有多孔閉孔的墊可有效地用於拋光積體電路製造中使用的介電層，但用於拋光金屬/介電複合結構（如具有銅或鎢的金屬互連的結構）它們往往不太理想。具體地，多孔墊可能具有較低的剛性、可能會遭受紋理塌陷、並可能導致漿料流出物在孔隙中滯留。在金屬/介電複合層的拋光中，該等特性可能導致金屬碟形凹陷（dishing）或其他性能問題，如去除速率降低或缺陷增加。

在後者情況下，佈線結構的製造順序包括逐步構建分層結構，其可以基本上如下：(a) 沈積絕緣體層，並且將具有開放區域的圖案化掩模施加於絕緣體表面。(b) 然後蝕刻開放區域以在絕緣體中產生凹部或通孔，並且將掩模去除。(c) 沈積金屬，該金屬填充經蝕刻的孔並可以覆蓋整個表面。(d) 然後拋光沈積的金屬層以去除多餘的金屬（稱為金屬覆蓋物）並暴露經填充的通孔（現在係導電插塞）。然後，該製程的步驟可以根據所希望的重複多次，以構建三維平坦的佈線結構。該等複合結構的拋光產生兩種類型的不希望的非平坦性（腐蝕和碟形凹陷）。

腐蝕係指一旦金屬覆蓋物被去除，金屬特徵（例如，插塞）之間的佈線結構的絕緣材料的差異性變薄。這可能發生在連續拋光（通常稱為過度拋光）過程中。

碟形凹陷係在金屬覆蓋物被清除之後，複合結構表面形貌的增加。這種碟形凹陷與金屬（如沈積在經蝕刻結構中的銅）的過量去除有關；並且典型地，碟形凹陷在過度拋光過程中持續增加。碟形凹陷的一個來源係複合物的兩種（或更多種）材料之間的CMP去除速率差異。由於導電金屬通常具有較高的去除速率，因此在最終的金屬結構中碟形凹陷作為凹部出現。碟形凹陷係最終構建的結構中電阻變化和接觸可靠性的重要來源。

隨著器件結構縮小，對碟形凹陷和缺陷二者的要求變得越來越嚴格。

本文揭露了一種化學機械拋光墊，其包含基本上無孔的拋光層，該拋光層包含聚合物基質和包埋在該聚合物基質中的聚合物顆粒團聚物，其中該等聚合物顆粒以基於該拋光層重量5至35重量百分比的量存在，該等團聚物具有大於1 µm的尺寸，該等聚合物顆粒具有比該聚合物基質的拉伸模量更高的拉伸模量。該拋光層係黏彈性的。該拋光層可以具有大於1000 Pa ^-1的GEL。

本文還揭露了一種方法，該方法包括使用如本文揭露的墊對金屬特徵被絕緣材料包圍的複合結構進行拋光。

如本文揭露的化學機械拋光墊包含拋光層。拋光層係基本上無孔或係無孔的。如在本文中使用的，「基本上無孔」意指拋光層包含小於5、小於1、小於0.5、或小於0.1體積%的空隙空間。如在本文中使用的，「無孔」意指沒有有意地將空隙引入拋光層中，同時認識到可能的是，在拋光墊的形成過程中可能出現呈非故意人工製品（artifact）的某些隨機空隙。然而，拋光層可以沒有空隙。

拋光層包含具有分散在其中的聚合物顆粒的團聚物的聚合物基質。

聚合物基質具有拉伸模量。根據ASTM D412-16，在23°C下，聚合物基質的拉伸模量可以為從50高至200、高至150、或高至120兆帕斯卡（MPa）。根據ASTM-5279-21，在從20°C至40°C的溫度範圍內，聚合物基質可以具有0.13至0.3的正切δ（tan δ）。聚合物基質可以具有如根據ASTM D2240-15測量的25至70、30至60、或35至50的蕭氏D硬度。

聚合物基質可以包含多種聚合物材料，如聚胺酯、聚丁二烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、聚氯乙烯聚碸和聚碳酸酯。聚合物基質可以包含聚胺酯。聚合物基質可以包含熱塑性聚胺酯。出於本說明書的目的，「聚胺酯」係衍生自雙官能或多官能異氰酸酯的產物，例如聚醚脲、聚異氰脲酸酯、聚胺酯、聚脲、聚胺酯脲、其共聚物及其混合物。

形成本發明之化學機械拋光墊的拋光層中使用的多官能異氰酸酯可以選自由以下組成之群組：脂肪族多官能異氰酸酯、芳香族多官能異氰酸酯及其混合物。形成本發明之化學機械拋光墊的拋光層中使用的多官能異氰酸酯可以例如選自由以下組成之群組：2,4-甲苯二異氰酸酯；4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯；萘-1,5-二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；六亞甲基二異氰酸酯；4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯；或其混合物。

可以與異氰酸酯官能基反應的多元醇（例如二醇）可以是聚醚（例如，HO-(R-O) _n-H，其中R係具有2、3、4或5個碳原子的烷基，並且n係希望的重複單元數，以提供希望的重量平均分子量，如250-3000 g/mol，例如像聚乙二醇、聚丙二醇或聚四亞甲基醚二醇）或聚酯（例如，HO-(O-R-C(=O)) _n-L-(C(=O)-R-O) _n-H，其中R係具有2、3、4或5個碳原子的烷基，n係希望的重複單元數，以提供希望的重量平均分子量，如250-3000 g/mol，並且L係連接基團如醚（例如，-O-R-O-或-O-R-O-R-O-，其中R係具有1、2、3或4個碳原子的烷基））。

熱塑性聚胺酯包含由二異氰酸酯與短鏈二醇以及二異氰酸酯與長鏈二醇反應形成的硬鏈段和軟鏈段。

拋光層包含呈聚合物基質中的團聚物的聚合物顆粒。該等聚合物顆粒具有比聚合物基質的拉伸強度更高的拉伸模量。在20°C下，聚合物顆粒中使用的聚合物的拉伸模量可以大於400、或大於500高至2000、高至1500或高至1000 MPa。直接在聚合物顆粒上測量拉伸模量可能是有挑戰性的。因此，拉伸模量可以從具有與該等顆粒類似組成的本體（bulk）聚合物粗略估計。此種本體聚合物的拉伸模量可以是如藉由ASTM D412-16所測量的，或者可以來源於供應商公佈的有關此類本體聚合物的數據。直接測量聚合物顆粒的硬度可能也是有挑戰性的，但是同樣可以從具有與該等顆粒類似組成的本體聚合物根據ASTM D2240（2015）或從供應商針對此種本體聚合物公佈的數據粗略估計。例如，聚合物顆粒的本體聚合物的硬度可以為至少50、或至少55高至100、或高至75。

聚合物顆粒在聚合物基質中形成團聚物。出於本說明書的目的，團聚物係三個或更多個顆粒的簇，其中相鄰顆粒之間的間距小於顆粒的粒度。該等團聚物出乎意料地提高了平坦化效率。如藉由掃描電子顯微鏡（SEM）確定的，團聚物可以具有1至100 µm、較佳的是2至70 µm的尺寸。更多的團聚物可處於該尺寸範圍的較小部分，而一些團聚物的小部分（tail）則處於較大的範圍中。例如，大多數（例如，至少80%或至少90%）的團聚物可以小於10 µm、或小於5 µm，且少數（例如，小於20%或小於10%）的團聚物可以大於10 µm。極少數（例如，小於5%或小於3%）的團聚物可以大於20 µm。團聚物可以是單個顆粒、或可以是多於一個顆粒的團聚。聚合物顆粒可以具有1至20或2至10 µm的尺寸。粒度可以是如由供應商說明的標稱粒度。可替代地，粒度可以藉由粒度分析儀如來自瑪律文帕納科公司（Malvern Panalytical）的Mastersizer™來測量。

拋光層中聚合物顆粒的量可以是基於拋光層總重量5至35、或8至25重量百分比。

聚合物顆粒的實例包括具有比聚合物基質的模量更高的模量的氟聚合物、聚乳酸、聚碳酸酯或聚胺酯。較佳的是，聚合物顆粒係氟聚合物。氟化聚合物顆粒（PTFE，PFA）在商用墊配方中用作粉末時表現出在用陽離子磨料拋光半導體襯底時改善的缺陷和拋光去除速率。可接受的氟化添加劑的化學結構如下：(a) PTFE（聚四氟乙烯）；(b) PFA（四氟乙烯（TFE）和全氟烷基乙烯基醚（PFAVE）的共聚物）；(c) FEP（四氟乙烯（TFE）和六氟丙烯（HFP）的共聚物）或 (d) PVF（聚氟乙烯）。氟聚合物的另外的可接受的實例係ETFE（乙烯四氟乙烯），PVDF（聚偏二氟乙烯）和ECTFE（乙烯氯三氟乙烯）。較佳的是，該氟聚合物選自PTFE、PFA、FEP、PVF、ETFE、ECTFE及其組合。

本發明之化學機械拋光墊的拋光層可以視需要進一步含有多種微元件，如磨料粒、水溶性材料、和/或不溶性相材料（例如，礦物油）。拋光層可以不含此類添加劑。此類添加劑可以以基於拋光層總重量高至約25、高至約20、高至約15、高至約10重量百分比的量存在。同時，當存在時，此類添加劑可以以基於拋光層總重量至少0.1或1重量百分比的量存在。拋光層可以不含截留的氣泡、中空心聚合物材料、液體填充的中空心聚合物材料。拋光墊可以不含另外的固體微元件。

本發明之化學機械拋光墊的拋光層可以展現出如根據ASTM D2240（2015）測量的25至70、30至60或35至50的蕭氏D硬度。拋光層的硬度可以直接在拋光層上測量，無論該拋光層是否包括孔隙。

如藉由ASTM D7264/D7264M - 21（2021）「Standard Test Method for Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials [用於聚合物基質複合材料的撓曲特性的標準測試方法]」測量的，拋光層可以具有例如500至1500、或700至1200 N-mm ²的撓曲剛性。

根據ASTM D412-16，在23°C下，拋光層的組成物（不存在孔隙的固體材料）可以具有從50高至200、高至150、或高至120兆帕斯卡（MPa）的拉伸模量。拋光層的組成物（不存在孔隙）可以具有如根據ASTM 5279-08測量的在30°C下小於125 MPa（例如，從50高至125或高至100 MPa）的彈性儲能模量（G’）。根據ASTM-5279-08（2008），在從20°C至40°C的溫度範圍內，拋光層的組成物可以具有0.13至0.3的正切δ（tan δ）。所有的模量數（G’）皆為在Ares G2型號的儀器（由TA儀器公司（TA instruments）提供）上使用具有36 mm × 6.5 mm的尺寸的樣品在夾具之間間隙為20 mm的情況下獲得的。儀器設置如下：氮氣氣氛起始溫度 -100°C，固有設定點：關浸泡時間：20.0 s，等待溫度：開升溫速率3.0°C/min 升溫後的浸泡時間0.0 s 預估完成時間1:23:00 h:min:s 採樣間隔10 s/pt 應變% 0.2% 單個點角頻率10rad/s 採集模式：相關性被選中延遲循環0.5 延遲時間3.0 s 採樣循環2個半循環基於相關性的頻率：關保存波形（點顯示）：關保存圖像：關迭代應變調節：關使用額外的諧波：關疊加穩定的剪切速率：關在採集過程中保持軸向力：開啟用：關啟用：關啟用：關

拋光層的材料可以具有如藉由ASTM D412-16測量的至少30、至少31、至少31.5或至少32 MPa的拉伸強度。

拋光層的組成物係黏彈性的。拋光層的組成物可以具有如藉由ASTM 5279-08（「Standard Terminology Relating to Dynamic Mechanical Measurements of Plastics [與塑膠的動態機械測量有關的標準術語]」，出於所有有用的目的藉由援引將其以其全部併入本文）確定的大於1000 Pa ^-1，例如從1000、從1200、或從1500高至3000 Pa ^-1的「能量損失因子」（GEL）。注意的是，GEL係針對沒有孔隙的拋光層材料計算的，無論該拋光層是否包括孔隙。GEL係每個變形循環中每單位體積損失的能量。換句話說，其係應力-應變遲滯環內面積的量度。能量損失因子（GEL）係在40°C下tan δ（G′′ / G′）和彈性儲能模量（G′）二者的函數，並且可以由以下等式定義： GEL = tan δ * 10 ¹²/[G′ × (1 + (tan δ) ²)] 其中G′以帕斯卡計。

拋光層可以具有500至4000、700至3500、1000至3000、或1300至2500 µm的平均厚度。

本文揭露的拋光墊示出了減少的碟形凹陷與良好的去除速率的良好平衡。該等無孔墊也比其他無孔墊更不易光滑。在不希望受到約束的情況下，所揭露的墊的較高GEL可能有助於減少碟形凹陷，而包含顆粒團聚物可能有助於避免光滑。

本發明之CMP拋光墊可以視需要進一步包含至少一個與拋光層接合的附加的層。較佳的是，CMP拋光墊視需要進一步包含黏附至拋光層的可壓縮基層。可壓縮基層較佳的是改善拋光層與被拋光的襯底的表面的適形性。

呈其最終形式的本發明之CMP拋光墊進一步包含在其上表面上結合一個或多個尺寸的紋理。該等可以根據它們的尺寸分為宏觀紋理或微觀紋理。

用於CMP的常見類型的宏觀紋理控制流體動力學回應和漿料傳輸，並且包括但不限於具有許多構造和設計的凹槽，如環形、徑向、交叉線、和凸出部如柱。該等可以藉由機械加工製程形成為均勻的薄片，或者可以藉由淨形模製製程直接在墊表面上形成。此種宏觀紋理的大小可以在0.25至2 mm的數量級。換句話說，從墊表面的最低部分至最高部分，距離可以為從0.25高至2、或高至1 mm。然而，該墊可以沒有宏觀紋理。

本文揭露的拋光墊可以具有良好的微觀紋理並且可以耐光滑。微觀紋理包含更細尺度的特徵，該等特徵會產生大量表面粗糙物，該等粗糙物係與發生拋光的襯底晶圓接觸的點。常見類型的微觀紋理包括但不限於在使用前、使用過程中或使用後，藉由用硬顆粒（如金剛石）陣列的研磨（通常稱為墊修整）形成的紋理，以及在墊製造加工的過程中形成的微觀紋理。例如，如本文揭露的墊可以具有100 µm或更高（例如，100-120 µm）的拋光後粗糙度，如藉由如在以下中描述的共聚焦顯微鏡確定的：Z. Liu和T. Buley, Advanced CMP Pad Surface Texture Characterization and Its Impact on Polishing [高級CMP墊表面紋理特徵及其對拋光的影響], NCCAVS CMPUG spring meeting 2016 [NCCAVS CMPUG春季會議 2016], 奧斯丁, 德克薩斯州, 2016年4月。

本發明之CMP拋光墊可適於與拋光機的壓板接合。可以例如使用壓敏黏合劑和真空中的至少一種將CMP拋光墊固定到拋光機的壓板上。

襯底拋光操作中的重要步驟可以是確定製程的終點。因此，墊可以包括窗口，該窗口對選定波長的光係透明的。在拋光期間，將光束通過窗口引導至襯底表面，在該襯底表面上，該光束反射並且穿過該窗口回到檢測器（例如，分光光度計）。基於返回的信號，可以確定襯底表面的特性（例如，其上的膜厚度），用以終點檢測目的。為了有助於此類基於光的終點方法，本發明之化學機械拋光墊視需要進一步包括終點檢測窗口。較佳的是，終點檢測窗口選自併入拋光層中的集成窗口以及併入化學機械拋光墊中的插入式終點檢測窗口塊。對於具有足夠透射率的本發明之未填充的墊，上墊層本身可以用作窗口孔。如果本發明之墊的聚合物相展現出相分離，則還可以藉由在製造過程中局部增加冷卻速率以局部抑制相分離來產生頂墊材料的透明區域，從而產生適合用作終點窗口的更透明的區域。

如本發明之背景技術中所述，CMP拋光墊與拋光漿料一起使用。

因此，本文還揭露了一種方法，該方法包括使用如本文揭露的墊對金屬特徵被絕緣材料包圍的複合結構進行拋光。該等金屬特徵可以包含任何金屬，如通常用於積體電路中互連的那些。金屬例如可以包括鎢或銅。例如，該等金屬特徵的一部分可以具有在5至100 µm數量級的尺寸或寬度。在這種結構上的拋光的產出可以具有小於100、或小於90埃的碟形凹陷。實例實例 1

藉由模製使用熱塑性聚胺酯作為基質材料或基礎聚合物來製備兩組拋光墊。

對比墊A僅用基礎聚合物產生。

本發明之墊B在產物複合或將聚四氟乙烯（PTFE）顆粒（來自科慕公司（The Chemours Company FC, LLC）的Zonyl™ MP1200）混入熔融的基礎聚合物中的過程中添加10重量百分比的PTFE顆粒。基於類似的PTFE本體材料的特性，預估PTFE顆粒具有約60的模製D硬度和約550 MPa的拉伸模量。它們具有3 µm的平均粒度（具有窄尺寸分佈）並且比表面積為1.5-3 m ²/g。

對比墊C使用亞微米尺寸的聚乳酸顆粒，而不是PTFE顆粒。根據公開文獻和測試方法ISO 527-2，聚乳酸具有預估為73的蕭氏D硬度和310至5620 MPa的預估拉伸模量。

該等墊具有圓柱形柱的宏觀結構。兩種墊均具有相同的厚度和子墊（來自杜邦電子材料公司（DuPont Electronic Materials）的SP2310聚胺酯泡沫子墊）。

拋光層材料根據ASTM D412-16表徵拉伸特性，並且根據ASTM 5279-08表徵彈性儲能模量（G’）和正切δ。GEL如上所述地由G’和正切δ計算。拋光層的硬度係根據ASTM D2240（2015）測量的。拋光層的撓曲剛性係根據ASTM D7264/D7264M – 21（2021）「Standard Test Method for Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials [用於聚合物基質複合材料的撓曲特性的標準測試方法]」確定的。

數據在表1中示出。為了比較，還示出了某些熱塑性聚胺酯基質的多孔商業墊的特性。注意的是，對於該等多孔墊，硬度和剛性模量係針對包括孔隙的拋光層確定的，而拉伸和彈性特性係針對沒有孔隙的基質聚合物組成物確定的。 [表1]

墊ID	蕭氏D硬度	拉伸強度（MPa）	斷裂伸長率（%）	在20°C下的拉伸模量（MPa）	在20°C下的撓曲剛性（N-mm ²）	Tg（來自正切δ圖）	在30°C下的G’（MPa）	在30°C下的G’’（MPa）	在40°C下的G’（MPa）	G’（30°C）/G’（90°C）	在40°C下的正切δ	在40°C下的GEL （Pa ^-1）
A	41	33	691	90	925	15	65	13	48	3.96	0.15	3140
B	42	33	636	99	1018	15	87	16	64	4.15	0.15	2271
C	55	24	459	199	未測試	15	150	27	34	13.3	0.16	1424
IC1000	66	49	242	420	2888	80	285	24	243	3.6	0.11	372
IK4350	63	304	304	388	2530	68	267	28	214	4.3	0.12	549

圖1中示出了本發明之墊B的300倍放大率之顯微照片，其中淺色區域係PTFE顆粒的團聚物。而沒有填料的墊A的圖2沒有示出與可見團聚物有關的大的明暗差異。墊C中也沒有看到微米尺寸範圍內的團聚物。實例2

使用對比墊A、本發明之墊B和對比墊C來拋光毯覆式（blanket）的300 mm鎢晶圓以評估去除速率的差異，並且使用如本文描述的共聚焦顯微鏡確定經修整的墊表面的粗糙度。對所有墊均使用相同的製程。採用可商購的鎢漿料。結果總結在表2中。

墊B（本發明之墊）示出了顯著較高的拋光速率和顯著較多的經修整的墊表面紋理。非複合墊A示出了較低的拋光後粗糙度，使用具有更大的金剛石的更強勁的墊修整器也沒有使其提高。相反，本發明之墊B示出了可以藉由修整器的改變而變化的墊粗糙度。相比於沒有任何聚合物粒添加劑的對照的對比墊A，不具有團聚物尺寸的墊C具有相似的粗糙度和更差的去除速率。 [表2]

	對比墊A	本發明之墊B	對比墊C
鎢去除速率（Å/min）	734	815	563
210 µm的金剛石修整器後的以µm計的拋光後粗糙度（峰穀比（P/V））	76	111	81
250 µm的金剛石修整器後的以µm計的拋光後粗糙度（P/V）	75 µm	125 µm	--

實例3

還對圖案化的鎢測試晶圓進行拋光和檢查，以評估添加第二聚合物對碟形凹陷的影響。特別令人感興趣的是具有不同鎢通孔直徑和間距的通孔陣列的結果。將兩種晶圓均拋光至具有額外20百分比過度拋光時間的終點。如表3中所示，觀察到了通孔碟形凹陷的顯著差異。在對比墊A的情況下，隨著通孔直徑減少，碟形凹陷值直接降低。相反，本發明之墊B在所檢查的通孔直徑範圍內示出了低且基本上恒定的碟形凹陷水平。對該等結果的解釋係，該改善係由於藉由第二種較高模量的聚合物的添加而在墊B中產生的改善的剛度與希望的高GEL值相組合的組合。這種特徵尺寸回應的缺乏在器件加工中是非常理想的，因為在實踐中，實際電路中可能有廣泛範圍的通孔尺寸。缺乏碟形凹陷變化大大改善了製造多層器件時產生均勻電氣回應的能力。 [表3]

	通孔中觀察到的以埃計的碟形凹陷
線特徵（通孔寬度/通孔間距）	100 µm/100 µm	10 µm/10 µm	7 µm/7 µm	0.1 µm/0.1 µm
對比墊A	217	176	164	66
本發明之墊B	73	80	87	51

本揭露進一步涵蓋以下方面。

方面1：一種化學機械拋光墊，其包含基本上無孔的、較佳的是無孔的拋光層，該拋光層包含聚合物基質和包埋在該聚合物基質中的聚合物顆粒的團聚物，其中該等聚合物顆粒以基於該拋光層重量5至35、較佳的是8至25重量百分比的量存在，該等團聚物具有大於1 µm的尺寸，該等聚合物顆粒具有比該聚合物基質的拉伸模量更高的拉伸模量，並且該拋光層的特徵在於是黏彈性的且具有大於1000、較佳的是1500至3000 Pa ^-1的GEL _。

方面2. 如方面1所述之化學機械拋光墊，其中小部分的該等團聚物包含多於一個該等聚合物顆粒的聚集物並且具有10至100 µm的團聚物尺寸。

方面3. 如方面1或2所述之化學機械拋光墊，其中該聚合物顆粒包含聚四氟乙烯。

方面4：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中聚合物顆粒的平均尺寸在1至20、較佳的是1至10、更較佳的是1至5 µm的範圍內。

方面5：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中至少80百分比的團聚物具有小於10、較佳的是小於5 µm的尺寸。

方面6：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其在拋光層中包含基於拋光層總體積小於5、小於1、小於0.5、或小於0.1體積百分數的空隙空間。

方面7：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中根據ASTM D412-16（2016），在23°C下，聚合物基質具有從50高至200、較佳的是50至150、並且更較佳的是50至120兆帕斯卡（MPa）的拉伸模量。

方面8：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中根據ASTM-5279-08，在從20°C至40°C的溫度範圍內，聚合物基質具有0.13至0.3的正切δ（tan δ）。

方面9：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中聚合物基質具有25至70、較佳的是30至60、並且更較佳的是35至50的蕭氏D硬度，如例如根據ASTM D2240-15測量的。

方面10：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中該聚合物基質包含熱塑性聚胺酯。

方面12：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中拋光層具有25至70、較佳的是30至60、並且更較佳的是35至50的蕭氏D硬度，如根據ASTM D2240-15測量的。

方面13：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中拋光層具有500至1500、較佳的是700至1200 N-mm ²的撓曲剛性，如藉由ASTM D7264/D7264M - 21測量的。

方面14：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中在30°C下，拋光層具有小於125 MPa、較佳的是50至125、更較佳的是50至100 MPa的彈性儲能模量（G’），如例如根據ASTM 5279-08測量的。

方面15：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中拋光層具有500至4000、較佳的是700至3500、更較佳的是1000至3000、並且最較佳的是1300至2500 µm的厚度。

方面16：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中，在20°C下，聚合物顆粒中使用的聚合物的拉伸模量可以大於400、或大於500高至2000、高至1500或高至1000 MPa。

方面17：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中聚合物顆粒的蕭氏D硬度為50至100或55至75。

方面18：如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中拋光層具有25至70、較佳的是30至60、更較佳的是35至50的蕭氏D硬度，如例如根據ASTM D2240-15測量的。

方面19. 如前述方面中任一項所述之化學機械拋光墊，其中該拋光層具有以下中的一種或多種的宏觀紋理：凹槽、凸出部。

方面20：一種方法，該方法包括使用如前述方面中任一項所述之墊對金屬特徵被絕緣材料包圍的複合結構進行拋光。

方面21. 如方面20所述之方法，其中該等金屬特徵的一部分具有5-100 µm的尺寸，並且該拋光使該金屬特徵中得到具有小於100埃的碟形凹陷的結構。

方面22：如方面20或21所述之方法，其中金屬特徵包含鎢或銅。

方面23. 如方面20-22中任一項所述之方法，其中拋光層具有大於100 µm的拋光後的粗糙度。

本文揭露的所有範圍均包括端點，並且端點可彼此獨立地組合（例如，「高至25 wt.%、或更具體地5 wt.%至20 wt.%」的範圍包括端點和「5 wt.%至25 wt.%」範圍內的所有中間值等）。此外，所述上限和下限可以組合形成範圍（例如，「至少1或至少2重量百分比」以及「高至10或5重量百分比」可以組合成範圍「1至10重量百分比」、或「1至5重量百分比」、或「2至10重量百分比」、或「2至5重量百分比」）。除非另有具體說明，否則所有組成均以重量百分比（wt.%）計。

本揭露可以可替代地包括本文揭露的任何適合的組分、由或基本上由本文揭露的任何合適的組分組成。本揭露可以另外地或可替代地被配製成以便不含、或基本上沒有在先前技術組成物中使用的或另外對實現本揭露的功能或目標並非必要的任何組分、材料、成分、助劑或物質。

所有引用的專利、專利申請、和其他參考文獻都藉由援引以其整體併入本文。然而，如果本申請中的術語與併入的參考文獻中的術語相矛盾或相抵觸，那麼來自於本申請的術語優先於來自於併入的參考文獻的相抵觸的術語。

除非在本文中相反地說明，否則所有的測試標準係截至本申請的申請日期有效的或者如果要求優先權則係截至測試標準出現的最早優先權申請的申請日期有效的最新標準。

無

現參考為示例性的實施方式之附圖。

[圖1]係墊的拋光層表面在修整前之顯微照片，其展示了如本文揭露的聚合物-聚合物複合物的聚合物顆粒。

[圖2]係不包含如本文揭露的聚合物顆粒的對比拋光層表面在修整前之顯微照片。

無

Claims

一種化學機械拋光墊，其包含基本上無孔的拋光層，該拋光層包含聚合物基質和包埋在該聚合物基質中的聚合物顆粒的團聚物，其中該聚合物顆粒以基於該拋光層重量5至35重量百分比的量存在，該團聚物具有大於1 µm的尺寸，該聚合物顆粒具有比該聚合物基質的拉伸模量更高的拉伸模量，並且該拋光層係黏彈性的。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，小部分的該等團聚物包含多於一個該等聚合物顆粒的聚集物並且具有10至100 µm的團聚物尺寸。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，該聚合物顆粒包含聚四氟乙烯。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，該聚合物基質包含熱塑性聚胺酯。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，GEL為從1000至3000 Pa ^-1。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，該拋光層具有以下中的一種或多種的宏觀紋理：凹槽、凸出部。
如請求項1所述之化學機械拋光墊，其中，該拋光層具有500至1500牛頓-mm ²的撓曲剛性，例如如藉由ASTM D7264/D7264M- 21測量的。
一種方法，該方法包括使用如請求項1所述之墊對金屬特徵被絕緣材料包圍的複合結構進行拋光。
如請求項8所述之方法，其中，該等金屬特徵的一部分具有5-100 µm的尺寸，並且該拋光使該金屬特徵中得到具有小於100埃的碟形凹陷的結構。
如請求項8之方法，其中，拋光層具有大於100 µm的拋光後的粗糙度。