用于高溫應用的層疊拋光墊的制作方法

專利名稱：：用于高溫應用的層疊拋光墊的制作方法用于高溫應用的層疊拋光墊
背景技術：
：化學-機械拋光("CMP")過程用于制造微電子器件以在半導體晶片、場發射顯示器及許多其他微電子工件上形成平坦表面。例如，半導體器件的制造一般包括形成各種處理層、對這些層的部分進行選擇性移除或圖案化、以及J--PP,/丄—/丄士I二i:—A3TAL/—丄Li-TOTP.、I1T/;J//J>EJLLAr.l:fc、"估卞虧i4、丄'i卞承叫工力、名貝ww、jM:》王y&k乂7o力、""rTri^曰曰"。'千、'i"不》幾，ii些處理層可包括絕緣層、柵極氧化層、導電層、及金屬或玻璃的層等。在該晶片制造過程的一些步驟中一般期望處理層的最上部表面為平面的(即平坦的)以用于沉積后續的層。CMP用于平面化各處理層，其中對沉積的材料(例如導電或絕緣材料)進行拋光以使晶片平面化來用于后續的工藝步驟。在典型CMP過程中，晶片倒置安裝于CMP工具的載體上。通過力，將該載體及該晶片朝著拋光墊向下推。使載體及晶片在位于該CMP工具的拋光臺上的旋轉拋光墊上方旋轉。拋光組合物(也稱作拋光漿料)一般在拋光過程期間加入至旋轉晶片與旋轉拋光墊之間。該拋光組合物通常含有與部分最上部晶片層相互作用或溶解部分最上部晶片層的化學物質，以及物理移除所述層的部分的研磨材料。晶片及拋光墊可以相同方向或相反方向旋轉，為了進行特定拋光過程，無論哪一種旋轉方式均是合意的。該載體還可在拋光臺上的整個拋光墊上振蕩。該過程從晶片上移除所需量的材料且理想地獲得平坦表面。CMP拋光墊通常包括兩層或更多層，例如拋光層和底層(如副墊層)。多層拋光墊通常通過對兩個或更多個不同材料層進行層壓而形成。例如，常規的雙層拋光墊包括剛性拋光層以及可壓縮性更高且更軟的副墊層兩者以改善經拋光晶片的平坦性及均勻性。可通過以粘合劑層壓拋光墊的各層來獲得所述各層之間的粘結。在例如美國專利第5,257,478號中公開了這種多層拋光墊。通常，通過壓敏粘合劑(PSA)或熱熔性粘合劑(HMA)將多個拋光墊層粘結在一起。壓敏粘合劑具有相對差的耐化學性且在拋光期間能夠容易地被高pH值的漿料弱化。粘合劑失效可引起在拋光期間各拋光墊層分離(即分層)，導致拋光墊無法用于拋光。雖然熱熔性粘合劑通常具有較好的耐化學性，但熱熔性粘合劑通常具有低的耐熱性，導致在較高的拋光溫度下分層。許多CMP拋光應用涉及高達70。C的溫度，因而，對于用于拋光墊的粘合劑來說，相對高的耐熱性是重要的。熱熔性粘合劑材料通常包括選自聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯及聚氯乙烯的熱塑性或熱固性材料(參見例如美國專利第6，422，921及6,905,402號)。熱熔性粘合劑的粘結強度可以術語"T-剝離"強度來表征(參見例如美國專利第4,788,798號)。可根據美國試驗與材料學會(ASTM)所制定的測試(ASTMD1876(2001))來進行T-剝離測試。該測試測定該粘合劑的剝離粘附力。剝離粘附力為以規定的角度及速度從標準測試板上移除試樣時每單位寬度所需的力。界面破裂為不可逆的熵產生過程，其涉及大量的能量消散。標準T-剝離測試以恒定速率增加施加在樣品上的力，直至從測試板上移除樣品，從而測定剝離樣品所需的力。授權給位于特拉華州威爾明頓的Rohm&HaasElectronicMaterialsCMPHoldings公司的美國專利7,101,275號(在下文中稱為"'275專利")要求保護一種利用在305mm/min的拋光速度下呈現至少大于40牛頓(N)的T-剝離強度的眾多已知熱熔性粘合劑中的任一種的拋光墊(第6欄第1-3行)。雖然'275專利宣稱由于熱熔性粘合劑的性質，所公開的拋光墊為"比現有技術拋光墊更具回彈性的拋光墊，，(第4欄第12-13行)，但'275專利所提及的熱熔性粘合劑與現有技術中所用熱熔性粘合劑屬于同一大類，其并未提供優于現有技術所用熱熔性粘合劑的優點，且因此未提供具有改善的耐分層性的拋光墊。例如，美國專利第6,422,921號(在下文中稱為"，921專利")公開了適合用于拋光墊的相同大類的熱熔性粘合劑(比較'921專利的第3欄第22-24行和'275專利的第3欄第33-36行)。雖然當將這種熱熔性粘合劑根據'275專利的公開內容施加至拋光墊且進行測試時，這種熱熔性粘合劑呈現出遠高于'275專利中所述最小T-剝離強度的平均T-剝離強度，但使用這種粘合劑的拋光墊在使用期間(尤其是在高溫拋光應用中)可發生分層。在拋光應用期間，存在許多導致墊分層的變量。例如，破壞粘結結合所需的力取決于粘合劑的類型、拋光程序的工藝條件以及實施拋光程序的溫度。具體而言，在拋光期間施加至拋光晶片上的壓力及在拋光期間所用的化學品兩者均引起剪切應力及摩擦應力。剪切應力可對熱熔性粘合劑的性能產生不利影響，且許多使用這樣的粘合劑的拋光墊在拋光期間經歷剪切變形。T-剝離測試不考慮剪切應力，且因此不能始終提供對熱熔性粘合劑的粘結強度的準確預測。
發明內容本發明提供用于化學機械拋光的拋光墊，其包括(a)拋光層；(b)底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸；及(c)熱熔性粘合劑，其中該熱熔性粘合劑使該拋光層與該底層接合在一起，且該熱熔性粘合劑包含218重量0/o的乙烯-乙酸乙烯酯或乙烯-丙烯酸乙烯酯(ethylvinylacrylate)(共同稱作"EVA")，且當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。本發明還提供拋光基材的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光墊；(ii)使該基材與該拋光墊及拋光組合物接觸；及(iii)相對于該基材移動該拋光墊及該拋光組合物以使用該拋光墊磨除該基材表面的至少一部分來拋光該基材，其中，該拋光墊包括(a)拋光層；(b)底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸；及(c)熱熔性粘合劑，其中該熱熔性粘合劑使該拋光層與該底層接合在一起，該熱熔性粘合劑包含218重量°/。的EVA，且當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。本發明進一步提供制備用于基材的化學機械拋光的拋光墊的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光墊，該拋光墊包括(a)拋光層和(b)底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸；及(ii)用熱熔性粘合劑對該拋光層和該底層中的至少一個進行層壓，其中，該熱熔性粘合劑使該拋光層與該底層接合在一起，其中該熱熔性粘合劑包含2~18重量％的EVA,且當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。圖1為基于EVA的熱熔性粘合劑的EVA百分含量與該熱熔性粘合劑的熔點及維卡軟化溫度之間的關系圖。行固持力(holdingpower)測試而測定的分層時間的圖。在約165°C下進行墊的層壓，將上述兩種粘合劑施加至EPICD100墊(CabotMicroelectronics,8Aurora,Illinois),并在80°C下進行固持力測試。圖3為通過對本發明的熱熔性粘合劑進行固持力測試而測定的大致層壓溫度與分層時間之間的關系圖。將熱熔性粘合劑施加至EPICTMD100墊并在80。C下進行固持力測試。在約175。C的層壓溫度下，即使在960分鐘后停止測試也未觀察到分層。具體實施例方式本發明提供一種用于拋光基材的化學-機械拋光墊。該拋光墊包括拋光層；底層，其中該底層基本上與該拋光層共同延伸；以及熱熔性粘合劑。該熱熔性粘合劑使該拋光層與該底層接合在一起。該熱熔性粘合劑包含218重量％的乙烯-乙酸乙烯酯或乙烯-丙烯酸乙烯酯(共同稱作"EVA")，且在該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。該拋光墊的拋光層可為任何合適的拋光層。期望地，該拋光層與該底層基本上共同延伸。該拋光墊的拋光層任選地包括凹槽、溝道、和/或穿孔。這些特征可促進拋光組合物在整個拋光層表面上的橫向輸送。該凹槽、溝道和/或穿孔可為任何合適圖案且可具有任何合適的深度及寬度。拋光層可具有兩種或更多種不同的凹槽圖案，諸如大凹槽與小凹槽的組合，如美國專利第5,489,233號中所述。凹槽的形式可為線形凹槽、傾斜凹槽、同心凹槽、螺旋形或圓形凹槽、或X-Y交叉陰影線圖案(crosshatchpattern),且就連通性來i兌，凹槽可為連續的或不連續的。該拋光墊的底層(即副墊)可為任何合適的底層。期望地，該底層與該拋光層基本上共同延伸。該拋光墊任選地進一步包括設置于拋光層和底層之間的一個或多個中間層。任選地，該拋光墊包括設置于拋光層與底層之間的三個或更多個(例如四個或更多個、六個或更多個、或八個或更多個)的層。通常，該拋光墊包括設置于拋光層與底層之間的十個或更少(例如八個或更少、或六個或更少)的層。拋光墊的中間層可為任何合適的層。期望地，中間層中的每一個均與拋光層和底層基本上共同延伸。優選地，使用熱熔性粘合劑使拋光層、底層及中間層各自接合在一起。這樣的多層拋光墊的優點在于所述層各自可具有不同的物理或化學性質。例如，在一些應用中，可能期望所述層各自具有相同的化學組成但具有不同的物理性質，例如，硬度、密度、孔隙率、可壓縮性、剛性、拉伸模量、體積模量、流變性、蠕變、玻璃化轉變溫度、熔融溫度、粘度、或透明度。在其他應用中，可能期望拋光墊的各層具有相似的物理性質但具有不同的化學性質(例如，不同的化學組成)。當然，該拋光墊的各層可既具有不同的化學性質又具有不同的物理性質。該拋光墊的各層可為任何合適的層。該拋光墊中的每層均可具有親水性、疏水性、或這兩者的組合。該拋光墊中的每層均任選地含有顆粒(例如加入到層中的顆粒)。所述顆粒可為研磨劑顆粒、聚合物顆粒、復合顆粒(例如包封顆粒)、有機顆粒、無機顆粒、凈化顆粒、水溶性顆粒、及它們的混合物。合適的顆粒描述于例如美國專利第6,884,156及7,059,936號中。該拋光墊的每層均可具有任何適宜的;更度(例如，30-50肖氏A或25-80肖氏D)。類似地，每層均可具有任何適宜的密度和/或孔隙率。例如，每層均可為無孔的(例如，實心的)、接近實心的(例如，具有小于10%的孔隙體積)、或多孔的，和/或可具有0.3克/立方厘米或更高(例如，0.5克/立方厘米或更高、或0.7克/立方厘米或更高)或甚至0.9克/立方厘米或更高(例如，1.1克/立方厘米或更高、或高達該材料理論密度的99%)的密度。對于一些應用，可能期望拋光墊材料的一層或多層(例如，拋光層)為硬質、致密的和/或具有低孔隙率，而其它層中的一層或多層為軟質、高孔隙率的和/或具有低密度。該拋光墊的每層均可具有任何合適的厚度。優選地，每層的厚度均為拋光墊總厚度的至少10%或更大(例如，20%或更大、或30%或更大)。每層的厚度部分地取決于拋光墊層的總數。此外，拋光墊層中的兩個或更多個層(例如所有的層)可具有相同的厚度，或者這些層可各自具有不同的厚度。該拋光墊的每層均任選地進一步包括光學終點檢測口。期望地，該多層拋光墊中的每層均包括光學終點檢測口，且所述各光學終點檢測口基本對準。所述光學終點卩險測口可為一個或多個孔、透明區域、或半透明區域(例如，如美國專利第5,893,796號中所述的窗口)。當將拋光墊與原位CMP過程監控技術一起使用時，期望包含所述孔或半透明區域(即光學透射區域)。通過分析自工件表面反射的光或其他輻射而檢測及監控拋光過程的技術在本領域中是已知的。這樣的方法描述于例如美國專利5,196,353、5，433，651、5,609,511、5，643，046、5,658,183、5,730,642、5,838,447、5,893,796、5,949,927及5,964,643中。期望地，對于正被拋光的工件的拋光過程的進展的檢測或監控使得能夠確定拋光終點，即，確定何時終止對特定工件的拋光過程。所述孔可具有任何適宜的形狀且可與用于使拋光表面上的過量的拋光組合物最少化或使其消除的排放溝道組合使用。所述光學透射區域或窗口可為任何合適的窗口，其中的許多是本領域已知的。例如，該光學透射區域可包括插入到該拋光墊的孔中的基于玻璃或聚合物的插入物，或者該光學透射區域可包括與拋光墊其余部分中所用材料相同的聚合物材料。通常，該光學透射區域在190nm10，000nm(例如190nm3500nm、200nm1000nm、或200nm780nm)的一個或多個波長下具有10%或更多(例如20%或更多、或30%或更多)的透光率。該光學透射區域可具有任何合適的結構，例如結晶度、密度及孔隙率。例如，該光學透射區域可為實心的或多孔的(例如微孔性的或納孔性的)。優選地，該光學透射區域為實心的或接近實心的(例如，具有3%或更小的空隙體積)。該光學透射區域任選地進一步包括選自聚合物顆粒、無機顆粒、及其組合的顆粒。任選地，該光學透射區域包含孔。該光學透射區域任選地進一步包括染料，其使拋光墊的基材材料選擇性地透射特定波長的光。所述染料用于濾除不期望的波長的光(例如背景光)，并從而改善檢測的信噪比。該光學透射區域可包括任何適宜的染料，或可包含染料的組合。適宜的染料包括多次曱基染料、二-及三-芳基次曱基染料、二芳基次曱基染料的氮雜類似物、氮雜(18)輪烯染料、天然染料、硝基染料、亞硝基染料、偶氮染料、蒽醌染料、硫染料等。期望地，該染料的透射光譜與用于原位終點檢測的光的波長相匹配或重疊。例如，當用于終點檢測(EPD)系統的光源為HeNe激光時，其產生波長為633納米的可見光，優選地，該染料為紅色染料，其能夠透射波長為633納米的光。該熱熔性粘合劑可為任何合適的熱熔性粘合劑。該熱熔性粘合劑包含218重量％的乙烯-乙酸乙烯酯或乙烯-丙烯酸乙烯酉旨(共同稱作"EVA")。具體地說，該EVA可以18重量％或更少(例如，16重量％或更少、15重量％或更少、12重量％或更少、11重量°/。或更少、10重量％或更少、8重量％或更少、5重量％或更少、或3重量％或更少)的量存在于熱熔性粘合劑中。可選地或者額外地，該EVA可以2重量％或更高(例如，3重量％或更高、5重量％或更高、8重量％更高、10重量％或更高、12重量％或更高、或15重量％或更高)的量存在于熱熔性粘合劑中。例如，該EVA可以3-15重量％、5-11重量%、8-10重量％、或12-16重量％的量存在于熱熔性粘合劑中。已出人意料地發現含有2~18重量％的EVA的熱熔性粘合劑在CMP期間呈現出高的耐化學性和耐熱性，并從而呈現出耐分層性。期望地，當拋光層達到40。C(例如45。C、50°C、55°C、60°C、65°C、70°C、75°C、80°C、85°C、90°C、95°C、或IO(TC)的溫度時，該熱熔性粘合劑層基本上耐分層。本發明熱熔性粘合劑的耐熱性可通過剪切粘附力或固持力測試來測定。固持力提供了在升高的溫度和剪切條件下的粘合強度的精確預測。在本文中，所使用的固持力為在規定的測試條件下沿平行于標準平坦表面的方向在該表面上滑過樣品的標準面積所需的時間。固持力為測定樣品在規定負載下在規定量的時間后所移動的毫米數(mm)的恒定負載蠕變測試。本發明中所用的熱熔性粘合劑的相對高的固持力表明該粘合劑在高達IO(TC的拋光溫度下具有耐熱性。例如在4(TC下、在lkg負載應力下達1小時時，該熱熔性粘合劑移動0.2mm或更少，例如，0.15mm或更少、0.1mm或更少、0.05mm或更少、或Omm。在相同溫度和相同應力下24小時后，該熱熔性粘合劑移動0.5mm或更少，例如，0.4mm或更少、0.3mm或更少、0.2mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。例如在6(TC下、在lkg負載應力下達l小日t時，該熱熔性粘合劑移動0.2mm或更少，例如，0.15mm或更少、O.lmm或更少、0.05mm或更少、或Omm。在相同溫度和相同應力下24小時后，該熱熔性粘合劑移動0.5mm或更少，例如，0.4mm或更少、0.3mm或更少、0.2mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。例如在80。C下、在lkg負載應力下達l小時時，該熱熔性粘合劑移動0.5mm或更少，例如，0.4mm或更少、0.3mm或更少、0.2mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。在相同溫度和相同應力下24小時后，該熱熔性粘合劑移動l.Omm或更少，例如，0.8mm或更少、0.5mm或更少、0.3mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。例如在10(TC下、在lkg負載應力下達1小時時，該熱熔性粘合劑移動0.5mm或更少，例如，0.4mm或更少、0.3mm或更少、0.2mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。在相同溫度和相同應力下24小時后，該熱熔性粘合劑移動1.5mm或更少，例如，1.2mm或更少、l.Omm或更少、0.8mm或更少、0.5mm或更少、0.3mm或更少、O.lmm或更少、或Omm。可根據ASTMD1238(2004)中所述的測試來測定熱熔性粘合劑的熔體流12動指數。熔體流動指數是熱塑性材料在規定溫度和負載下通過孔口的擠出速率的度量。熔體流動指數提供了度量熔融材料的流動的方法，該方法可用于區分熔融材料的等級。具體地說，在拋光墊應用中，該熔體流動指數表征了該粘合劑填充該層上與該粘合劑接觸的表面上可能存在的任何凹痕(divot)或小孔的速率。該熱熔性粘合劑的熔體流動指數可為任何合適的值。例如，該熔體流動指數可為400g/10min或更低，例如200g/10min或更低、100g/10min或更低、75g/10min或更低、65g/10min或更低、50g/10min或更低、35g/10min或更4氐、25g/10min或更j氐、15g/10min或更4氐、10g/10min或更^f氐、或5g/10min或更低。可選擇地或者另外地，該熔體流動指數可為4g/10min或更高，例如10g/10min或更高、25g/10min或更高、50g/10min或更高、75g/10min或更高、100g/10min或更高、200g/10min或更高、或300g/10min或更高。期望地，該熱熔性粘合劑的熔體流動指數為4g/10min400g/10min。可根據ASTMD1525(2006)中所述的測試來測定熱熔性粘合劑的維卡軟化溫度。維卡軟化溫度為這樣的溫度，在該溫度下，lmm"的平頭針在特定負載、特定加熱速率下刺入樣品lmm的深度。維卡軟化溫度可用于預測當將粘合劑施加至拋光墊或者當將粘合劑用于高溫應用中時粘合劑的軟化點。本發明還提供了一種拋光基材的方法，其包括(i)提供上述用于化學機械拋光的拋光墊；(ii)使該基材與該拋光墊及拋光組合物接觸；和(iii)相對于該基材移動該拋光墊和該拋光組合物，以使用該拋光墊磨除該基材表面的至少一部分來拋光該基材。具體地說，本發明提供一種拋光基材的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光墊；(ii)使該基材與該拋光墊及拋光組合物接觸；和(iii)相對于該基材移動該拋光墊和該拋光組合物以使用該拋光墊磨除該基材表面的至少一部分來拋光該基材，其中，所述拋光墊包括(a)拋光層；(b)底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸；及(c)熱熔性粘合劑，其中該熱熔性粘合劑使該拋光層和該底層接合在一起，且該熱熔性粘合劑包含218重量％的EVA，當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。該拋光組合物可為任何適宜的拋光組合物。該拋光組合物通常包含含水載體、pH調節劑、及任選的研磨劑。取決于拋光工件的類型，拋光組合物任選地可進一步包含氧化劑、有機酸、絡合劑、pH緩沖劑、表面活性劑、13腐蝕抑制劑、消泡劑等。本發明進一步提供一種制備用于基材的化學機械拋光的拋光墊的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光塾，該拋光墊包括(a)拋光層和(b)底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸；以及(ii)用熱熔性粘合劑對該拋光層和該底層中的至少一個進行層壓，其中，該熱熔性粘合劑使該拋光層和該底層接合在一起，且該熱熔性粘合劑包含218重量％的EVA,當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。可通過任何合適的層壓方法實現層壓。通常，通過使用標準層壓機輥將粘合劑施加^拋光墊的一層(或多層)上來實觀i層壓。例如，在包括拋光層和底層的拋光墊中，將熱熔性粘合劑施加至該拋光層和該底層中的至少一個上，由此使該拋光層和該底層接觸在一起。任選地，將該熱熔性粘合劑施加至該拋光層和該底層兩者上，由此使該拋光層和該底層接觸在一起。在包含設置在該拋光層和該底層之間的一個或多個中間層的拋光墊中，除了將熱熔性粘合劑施加至拋光層和/或底層上之外，還可將該熱熔性粘合劑施加至所述中間層中的至少一個上，或者，作為將熱熔性粘合劑施加至拋光層和/或底層上的替代方案，可將熱熔性粘合劑施加至所述中間層中的至少一個上，由此使這些層同時或不同時地接觸在一起。期望地，該熱熔性粘合劑將這些層中的每一層接合，因此，將該熱熔性粘合劑施加至彼此接觸的每一對層中的至少一層的側面上，從而使得在所述對層之間有粘合劑。可在任何合適的層壓溫度和壓力下進行層壓。期望地，在這樣的溫度下進行層壓，該溫度足以將所述層加熱至等于或高于熱熔性粘合劑活化溫度的溫度。在粘合劑活化溫度或高于該溫度的溫度下，層壓的各層甚至在相對高的拋光溫度下也保持固持力并耐分層。基于EVA的熱熔性粘合劑的活化溫度通常為80°C120°C，例如，80。C110。C、80。C100。C、80。C90。C、卯。C120°C、90。C110。C、90。C100。C、100。C120。C、100。C110。C、或ll(TC120。C。期望地，在足以將所述層加熱至110。C120。C(例如112°C、U5。C、或118。C)的溫度下進行層壓。所述層實際達到的溫度可明顯低于通常的層壓裝置所設定的層壓溫度。具體而言，所述層達到的溫度可以比所設定的層壓溫度低50。C至70°C。可將層壓裝置的層壓溫度設定為任何合適的溫度以獲得期望的層溫度。例如，可將該層壓溫度設定為150。C200。C的溫度，例如，150。C190。C、150°C180。C、150。C170。C、150。C160。C、160。C200。C、160。C190。C、160°C~180。C、160。C170。C、170。C200。C、170。C190。C、170。C180。C、180°C200。C、180。C190。C、或190。C200。C。通常，將層壓溫度設定為170°C190。C的溫度，例如175。C、180°C、或185。C。可以任何適合的速度進行層壓。例如，可以任何合適的速度使所述層通過層壓機輥，且可使所述層遭受層壓機輥的作用達任何合適的停留時間。期望地，可降低層壓機輥的速度以增加層的停留時間，從而使層的表面溫度更接近于所設定的層壓裝置的層壓溫度。出人意料地發現使用熱熔性粘合劑在足以將墊表面加熱至溫度等于或高于熱熔性粘合劑活化溫度的溫度下層壓的拋光墊在高溫拋光應用中呈現出改善的耐分層性。具體地說，使用含有218重量％的EVA的熱熔性粘合劑在150。C20(TC的溫度下層壓的拋光墊在CMP期間呈現出高的耐化學性和耐熱性，并從而耐分層。具體地說，當拋光層達到40。C或更高的溫度(例如40°C、45°C、5CTC、55°C、60°C、65°C、70°C、75°C、80°C、85°C、90°C、95°C、或IO(TC)時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。實施例以下實施例進一步說明本發明，但是，當然不能解釋為以任何方式限制本發明的范圍。實施例1該實施例說明了隨EVA含量而變化的基于EVA的熱熔性粘合劑的熱穩定性和熔體流動。測定12種含有不同量EVA的不同熱熔性粘合劑(即粘合劑1A1L)的熔點、維卡軟化點和熔體流動指數。根據ASTMD1238(2004)測定熔體流動指數以確定各種熱熔性粘合劑的流動。4艮據ASTMD1525(2006)測定維卡軟化點以確定該熱熔性粘合劑的熱穩定性。表l:隨EVA含量而變化的熱熔性粘合劑性質<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>這些結果表明與含有其它量的EVA或不含EVA的熱熔性粘合劑相比，含有218重量％的EVA的熱熔性粘合劑具有相對低的熔體流動指數。實施例2該實施例說明了本發明熱熔性粘合劑在高溫下的固持力。測定三種不同的粘合劑(即粘合劑2A2C)在不同溫度下的固持力。粘合劑2A(對比例)為熱熔性粘合劑。粘合劑2B(對比例)為壓敏粘合劑。粘合劑2C(本發明)為含有218重量％的EVA的基于EVA的熱熔性粘合劑。對粘合劑2B和2C進行兩次測試。制備經層壓的樣品以用于測試。所述經層壓的樣品的長度為約4英寸。每一經層壓的樣品均含有隔離層、粘合劑層(通常用以將墊組件固定到壓板上以進行拋光)、副墊、將副墊固定到頂墊(toppad)上的粘合劑、及頂墊。從該樣品上移除隔離襯墊，并將該樣品固定到約10.16cm(4英寸)長、2.54cm(1英寸)寬及0.64cm(0.25英寸)厚的鋁板上。使該經層壓的樣品經歷15-30分鐘，以充分粘附到該鋁板上。每個鋁板均包括直徑約0.64cm(0.25英寸)的孔，使得每個板能夠以吊鉤懸掛在烘箱中。此外，在每個經層壓的樣品中沖壓孔，以使得樣品能夠懸掛lkg的重物。在加熱至不同溫度(約40°C、60°C、80°C、及100。C)的控溫烘箱中進行固持力測試。將包括經層壓的樣品和懸掛的重物的鋁板放入已加熱的烘箱中。在該樣品和烘箱的溫度穩定時，開啟計時器。在1小時后和在24小時后，記錄粘合劑與拋光墊層之間的分層程度。"脫落"表示樣品完全分層，即，粘合劑從所述墊層完全剝離。結果概括于表2中。表2:隨時間及溫度而變化的粘合劑固持力<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>這些結果表明所用粘合劑的類型(即壓敏粘合劑或熱熔性粘合劑)和粘合劑的特定化學組成(即EVA的重量百分數)對不同溫度下的粘合劑固持力具有顯箸影響。本發明的熱熔性粘合劑表現出較大的固持力(即較小的分層程度)，即使在高達80。C或IO(TC的溫度下也是如此。實施例3使用本發明的基于EVA的熱熔性粘合劑在不同層壓溫度下層壓27個拋光墊(即拋光墊3AA3BA)。根據實施例2制備層壓墊的樣品，并在70。C和80。C下進行固持力測試。觀察所述拋光墊，觀察時間最高達16小時(960分鐘)，并記錄觀察到任何分層時的時間。結果概括于表3中。表3:隨層壓溫度而變化的熱熔性粘合劑的分層拋光墊<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>度或高于該溫度的溫度下層壓的拋光墊表現出提高了的固持力且在高溫下耐分層。實施例4專利6,422,921號中所述的熱熔性粘合劑及美國專利7，101，275號中所述的屬于同一大類的熱熔性粘合劑制備的拋光墊的性能進行了比較。UAF-420熱熔性粘合劑得自位于新澤西州的AdhesiveFilmsofPineBrook。使用UAF-420熱熔性粘合劑在卯。C95。C的層壓溫度下以1分鐘的停留時間來層壓四個EPICTMD100墊(CabotMicroelectronics,Aurora,Illinois)(即拋光墊4A4D)。將層壓機輥的壓力設定為8.6kPa(1.25psi)，且施加至該墊的實際壓力為550kPa(80psi)。測定每個經層壓的墊在305mm/min的速度下的T-剝離強度。這些測試參數符合美國專利第7,101,275號的^見定。具體地說，'275專利規定層壓溫度可為50。C150。C(第5欄第4-5行)且在305mm/min的速度下測定T-剝離強度(參見例如第3欄第62-63行)。'275專利公開了該"發明，，包括聚氨酯熱熔性粘合劑(第3欄第33-36行)，且美國專利第6，422，921號公開了UAF-420為這樣的聚氨酯熱熔性粘合劑(第3欄第25-27行)。將UAF-420熱熔性粘合劑的T-剝離結果概括于表4A中。表4A:現有技術熱熔性粘合劑的T-剝離強度<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>這些結果表明使用現有技術公開的熱熔性粘合劑大類制備的拋光墊表現出與'275專利中所要求保護的拋光墊相同的T-剝離強度。使用UAF-420熱熔性粘合劑在170。C的層壓溫度下層壓5個額外的EPICD100墊(即拋光墊4E4I)。將層壓機輥的壓力設定為8,6kPa(1.25psi)，且施加至該墊的實際壓力為550kPa(80psi)。#4居實施例2制備層壓墊樣品，且在8(TC下進行固持力測試。觀察所述拋光墊，并記錄觀察到任何分層時的時間。每個分層均為完全分層或"脫落"，即，粘合劑從所述墊層完全剝離。結果概括于表4B中。表4B:現有技術的熱熔性粘合劑的固持力拋光墊分層時間(分鐘)4E(對比例)94F(對比例)134G(對比例)154H(對比例)1641(對比例)9平均值(4E41)12.4這些結果表明雖然現有技術的熱熔性粘合劑UAF-420表現出足以滿足美國專利第7，101，275號的要求的T-剝離強度，但其在高溫下并未表現出可與由本發明所用的基于EVA的熱熔性粘合劑所表現出的固持力相比的固持力。具體地說，當使用本發明的基于EVA的熱熔性粘合劑在約17(TC下層壓拋光墊并在80。C的烘箱溫度下對該拋光墊進行固持力測試時，未觀察到分層，即使在960分鐘后也是如此(參見實施例3中的經層壓的拋光墊3AW、3AX、3AY、3AZ、及3BA)。對比之下，在相同測試條件下僅在平均12.4分鐘后即觀察到UAF-420粘合劑的完全分層。這些結果進一步表明T-剝離測試為粘合強度在剪切條件和升高的溫度下的不克分的指標。雖然現有技術的熱熔性粘合劑UAF-420表現出足以滿足美國專利第7,101,275號的要求的T-剝離強度，但固持力測試的結果表明其在升高的溫度下無法承受剪切力。粘合劑的T-剝離強度不能單獨用來說明使用該粘合劑層壓的拋光墊在高溫拋光應用期間會耐分層。本文所公開的固持力測試提供了在剪切條件和升高的溫度下的粘合強度的更精確的表示法。20權利要求1.一種用于化學機械拋光的拋光墊，其包括拋光層，底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸，熱熔性粘合劑，其中該熱熔性粘合劑將該拋光層與該底層接合在一起，且該熱熔性粘合劑包含2～18重量％的EVA，當該拋光層達到40℃的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。2.權利要求1的拋光墊，其中當該拋光層達到60。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。3.權利要求2的拋光墊，其中當該拋光層達到8(TC的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。4.權利要求3的拋光墊，其中當該拋光層達到IO(TC的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。5.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑包含12至16重量％的nvA。6.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑包含5至11重量％的EVA。7.權利要求1的拋光墊，其中該拋光層和該底層均包括光學終點檢測口，且其中所述各光學終點檢測口基本對準。8.權利要求1的拋光墊，其中該拋光墊進一步包括設置于該拋光層與該底層之間的一個或多個中間層，且其中該拋光層、該底層以及該一個或多個中間層均基本上共同延伸且用熱熔性粘合劑接合在一起。9.權利要求8的拋光墊，其中該拋光墊的每層均包括光學終點檢測口，且其中所述各光學終點檢測口基本對準。10.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在4(TC下1小時后移動0.2mm或更少。11.權利要求10的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在4CTC下24小時后移動0.5mm或更少。12.權利要求11的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在40。C下24小時后移動0.3mm或更少。13.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在60。C下1小時后移動0.2mm或更少。14.權利要求13的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在6(TC下24小時后移動0.5mm或更少。15.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在8(TC下1小時后移動0.5mm或更少。16.權利要求15的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在8(TC下24小時后移動lmm或更少。17.權利要求16的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在80。C下24小時后移動0.8mm或更少。18.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在100。C下1小時后移動0.5mm或更少。19.權利要求18的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在IO(TC下24小時后移動1.5mm或更少。20.權利要求19的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在IO(TC下24小時后移動1.2mm或更少。21.權利要求1的拋光墊，其中該熱熔性粘合劑的熔融指數為4g/10min400g/10min。22.—種拋光基材的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光墊，該拋光墊包括拋光層，底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸，及起，且該熱熔性粘合劑包含218重量％的EVA，當該拋光層達到40°C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層，(ii)使該基材與該拋光墊和拋光組合物接觸，及(iii)相對于該基材移動該拋光墊及該拋光組合物，以使用該拋光墊磨除該基材表面的至少一部分來拋光該基材。23.權利要求22的方法，其中在足以將該拋光墊的該拋光層加熱至40。C100。C的溫度下進行該方法。24.權利要求22的方法，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在40。C下1小時后移動0.2mm或更少。25.權利要求24的方法，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘會劑在40。C下24小時后移動0.5mm或更少。26.權利要求22的方法，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在80。C下1小時后移動0.5mm或更少。27.權利要求26的方法，其中該熱熔性粘合劑的固持力使得在lkg負載的應力下，該熱熔性粘合劑在80。C下24小時后移動lmm或更少。28.權利要求22的方法，其中該熱熔性粘合劑的熔融指數為4g/1Omin橋g/1Omin。29.權利要求22的方法，其中該拋光層和該底層均包括光學終點檢測口，所述各光學終點檢測口基本對準且在該基材與該拋光墊接觸期間保持基本對準，且該方法進一步包括原位4全測拋光終點。30.權利要求29的方法，其中在足以將該拋光墊的該拋光層加熱至40°C100°C的溫度下進4亍該方法。31.權利要求22的方法，其中該拋光墊進一步包括設置于該拋光層與該底層之間的一個或多個中間層，該拋光層、該底層以及該一個或多個中間層均基本上共同延伸且使用該熱熔性粘合劑接合在一起，該拋光墊的每層均包括光學終點檢測口，所述各光學終點檢測口基本對準且在該基材與該拋光墊接觸期間保持基本對準，且該方法進一步包括原位檢測拋光終點。32.權利要求31的方法，其中在足以將該拋光墊的該拋光層加熱至40°C100°C的溫度下進行該方法。33.—種制備用于基材的化學機械拋光的拋光墊的方法，其包括(i)提供用于化學機械拋光的拋光墊，該拋光墊包括4旭光層，及底層，其中該底層與該拋光層基本上共同延伸，及(ii)用熱熔性粘合劑對該拋光層和該底層中的至少一個進行層壓，其中，該熱熔性粘合劑將該拋光層與該底層接合在一起，且該熱熔性粘合劑包含218重量％的EVA，且當該拋光層達到40。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。34.權利要求33的方法，其中在足以將每個層壓的層加熱至溫度等于或35.權利要求34的方法，其中在150。C200。C的溫度下進行層壓。36.權利要求35的方法，其中在170。C190。C的溫度下進行層壓。37.權利要求34的方法，其中每個層壓的層在層壓期間達到80°C~120。C的溫度。38.權利要求37的方法，其中每個層壓的層在層壓期間達到110°C120。C的溫度。39.權利要求33的方法，其中當該拋光層達到60的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。40.權利要求33的方法，其中當該拋光層達到80。C是；該容性粘合劑基本上耐分層。41.權利要求33的方法，其中當該拋光層達到100。C的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。42.權利要求33的方法，其中該拋光層和該底層均包括光學終點檢測口，且所述各光學終點檢測口基本對準。43.權利要求33的方法，其中該拋光墊進一步包括設置于該拋光層和該底層之間的一個或多個中間層，該拋光層、該底層以及所述一個或多個中間層均基本上共同延伸且使用該熱熔性粘合劑接合在一起，該拋光墊的每層均包括光學終點檢測口，且所述各光學終點檢測口基本對準。全文摘要本發明提供了一種用于化學機械拋光的拋光墊，其包括拋光層、底層及熱熔性粘合劑，該熱熔性粘合劑將該拋光層與該底層接合在一起。該熱熔性粘合劑包含2～18重量％的EVA，且當該拋光層達到40℃的溫度時，該熱熔性粘合劑基本上耐分層。本發明還提供了使用上述拋光墊拋光基材的方法及該拋光墊的制備方法。文檔編號H01L21/30GK101687307SQ200880021244公開日2010年3月31日申請日期2008年5月1日優先權日2007年5月3日發明者凱利·紐厄爾,羅蘭·塞維勒,邁克爾·萊西,阿巴尼什沃爾·普拉薩德申請人:卡伯特微電子公司