專利名稱：含有被埋入的液態(tài)微量成分的研磨墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及研磨墊及其制造方法，特別是涉及具有被埋入的液態(tài)微量成分的研磨墊及其制造方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)-機(jī)械平坦化/研磨(Chemical Mechanical Planarization/ChemicalMechanical Polishing；以下，簡稱為CMP)工序是為了半導(dǎo)體元件的整體平坦化而導(dǎo)入的工序，伴隨著晶片的大口徑化、高集成化、線寬的微細(xì)化和配線結(jié)構(gòu)的多層化，它被作為一個更加重要的工序而備受關(guān)注。
在CMP工序中，向所要加工的晶片施加一定的向下的壓力，并在使晶片的表面和研磨墊相接觸的狀態(tài)下，邊向這些接觸部位供給研磨料漿邊使晶片和研磨墊作相對移動，由此，通過研磨料漿內(nèi)的研磨粒子和研磨墊的表面突起，發(fā)生物理除去作用且同時通過研磨料漿內(nèi)的化學(xué)成分，發(fā)生化學(xué)除去作用。這樣的CMP工序的性能是根據(jù)研磨速度和晶片的平坦化度進(jìn)行評價，而這些又取決于CMP裝備的工序條件、研磨料漿的性能、研磨墊的性能等。
特別是，與晶片直接接觸的研磨墊的表面需要維持研磨料漿飽和的狀態(tài)而使研磨料漿的流動圓滑。為此，在美國特許公開5,578,362號、韓國特許公開第2001-2696號、韓國特許公開第2001-55971號等公開了將可捕集·供給研磨料漿的中空的聚合物微量成分(hollow polymericmicroelements)和/或細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的微細(xì)中空聚合物包含在聚合物基質(zhì)(polymeric matrix)內(nèi)的研磨墊。
但是，美國特許第5,578,362號中所記載的研磨墊，在其表面存在硬度不同的2種成分即聚合物基質(zhì)和中空聚合物微量成分(polymermicroelement)。由于它們的硬度差，在研磨作業(yè)時對于摩擦壓力分別具有互不相同的支持力，而且這將使在墊表面上產(chǎn)生磨耗程度的差異。由此，會發(fā)生研磨料漿的不均勻的供給和分布，且晶片的研磨有可能成為不均勻。另外，由于在研磨墊的表面所存在的聚合物微量成分的硬度高，所以在研磨時存在在晶片的表面上發(fā)生刮痕的可能性。另外，聚合物微量成分是使用低比重的粉末狀材質(zhì)形成。因此，在為了制造研磨墊而將其與聚合物基質(zhì)形成物質(zhì)攪拌混合時，因要處理粉末狀的材質(zhì)，所以操作性不好。另外，當(dāng)粉末沒有均勻分散時，所得墊表面的氣孔分布不均勻。因此，由于研磨料漿的不均勻的移送而可發(fā)生晶片表面研磨均勻性的下降。另外，被分散的粉末塊有時會損傷晶片的上面。韓國特許公開第2001-55971號中的同時含有微細(xì)中空的聚合物粒子和中空的聚合物微量成分的研磨墊中也存在相同的問題。
另外，在韓國特許公開第2001-2696號中所記載的研磨墊，由于僅含有平均粒徑為0.4～2μm左右的微細(xì)中空聚合物，所以研磨料漿的捕集量少，由此所需的研磨料漿的量也變少，所以發(fā)生研磨速度下降的問題。以微細(xì)中空的聚合物為主要成分的韓國特許公開第2001-55971號的研磨墊中也同樣存在著相同的問題。
另外，在研磨工序中，重要的是在工序中正確且迅速地測定晶片的平坦度(flatness)。因此，在美國特許第5,893,796號和美國特許第6,171,181號中提出了適合于在原地(in situ)用光學(xué)方法檢測出平坦度的研磨墊。但是，美國特許第5,893,796號的研磨墊為了形成能夠透過光束的透明窗，而要在墊內(nèi)插入透明插件(plug)，為此需要追加在墊中開孔的工序及用于安裝透明插件的粘接工序等其他制造工序。在美國特許第6,171,181號中，通過使鑄模內(nèi)的一定部分比其他部分更迅速地冷卻而在墊中形成透明的部分，但如果這樣做，則因需要可分別調(diào)節(jié)溫度的特殊的鑄模，所以成本會增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種，能夠均勻地捕集和供給研磨料漿，以達(dá)到研磨均勻性，并且不必設(shè)置其他透明窗也可在原地檢查平坦度，而且在被研磨對象的表面上不產(chǎn)生刮痕的研磨墊。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種，能夠均勻地捕集和供給研磨料漿，以達(dá)到研磨均勻性，并且不必設(shè)置其他透明窗也可在原地檢查平坦度，而且在被研磨對象的表面上不產(chǎn)生刮痕的研磨墊的制造方法。
根據(jù)用于達(dá)到上述目的的本發(fā)明的研磨墊，具備具有聚合物基質(zhì)和埋入在上述聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分的研磨層，且在上述研磨層的表面上分布有由上述液態(tài)微量成分確定、開孔的氣孔。
根據(jù)用于達(dá)到上述另一目的的本發(fā)明的研磨墊的制造方法，首先在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中混合液態(tài)物質(zhì)。接著，將所述混合物凝膠化和固化，而制造具備聚合物基質(zhì)和埋入在所述聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分，且在其表面上分布有由上述液態(tài)微量成分確定、開孔的氣孔的研磨層。最后，將所述得到的研磨層進(jìn)行加工制得研磨墊。
關(guān)于其他實施例的詳細(xì)內(nèi)容，記載于以下的詳細(xì)說明和附圖之中。
本發(fā)明的研磨墊，通過微細(xì)結(jié)構(gòu)的開放氣孔，可均勻地進(jìn)行研磨料漿的捕集和供給，能夠以高精度地進(jìn)行研磨工序。并且，因為在研磨工序中連續(xù)地提供開放氣孔，所以研磨性能可維持一定，且從墊的組成上考慮，因墊均勻地被磨耗，所以被研磨對象的研磨也可均勻地進(jìn)行。還有，由于在研磨墊的表面上不存在高硬度的聚合物，所以不會因這種高硬度的聚合物而導(dǎo)致晶片的刮痕。另外，得到的墊是半透明的，所以不必在墊內(nèi)形成其他用于透過光的部分，也可以在研磨工序中在原地用光學(xué)方法測定平坦度。另外，由于在制造時所使用的所有成分均為液態(tài)，所以制造工序容易。


圖1是本發(fā)明實施例1的含有被埋入的液態(tài)微量成分的研磨墊的截面圖。
圖2是安裝有研磨墊的研磨裝置的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明實施例2的使用親水性聚合物基質(zhì)且含有埋入的液態(tài)微量成分的研磨墊的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例3的含有被埋入的液態(tài)微量成分和中空聚合物微量成分的研磨墊的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的含有被埋入的液態(tài)微量成分的研磨墊的制造工序的流程圖。
圖6是液態(tài)物質(zhì)的含量相對于聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的總重量為35重量％的研磨墊表面的SEM照片。
圖7是以往的含有中空的聚合物微量成分的研磨墊表面的SEM照片。
圖8是液態(tài)物質(zhì)的含量相對于聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的總重量為30重量％的研磨墊表面的SEM照片。
圖9是液態(tài)物質(zhì)的含量相對于聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的總重量為40重量％的研磨墊表面的SEM照片。
圖10是液態(tài)物質(zhì)/中空聚合物的重量比為46的研磨墊表面的SEM照片。
圖11是液態(tài)物質(zhì)/中空聚合物的重量比為8的研磨墊表面的SEM照片。
圖12是使用親水性聚合物基質(zhì)的研磨墊表面的SEM照片。
圖13是液態(tài)物質(zhì)的含量相對于親水性聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的總重量為40重量％的研磨墊表面的SEM照片。
圖14是液態(tài)物質(zhì)的含量相對于親水性聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的總重量為45重量％的研磨墊表面的SEM照片。
圖15是相對于聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)組合物中的異氰酸酯預(yù)聚物的全體重量，以10重量％加入親水性化合物而制造的研磨墊表面的SEM照片。
圖中1-研磨裝置，3-臺板，7-硅晶片，13-研磨料漿，100-研磨墊，110-支持層，120-研磨層，130-聚合物基質(zhì)，140-微量成分，140-氣孔，150-中空的聚合物微量成分，160-研磨層表面，170-光束具體實施方式
下面參照

有關(guān)本發(fā)明的研磨墊及其制造方法的實施例。但是本發(fā)明并不限于本說明書中公開的實施例，可以進(jìn)行各種變更。本實施例是為了充分公開本發(fā)明和有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而提供的，而本發(fā)明的的真正思想取決于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。另外，圖中，為了說明的方便，對于支持層和研磨層的厚度、液態(tài)微量成分的大小和樣子等進(jìn)行了放大或簡略化。在整個說明書中相同的部件帶有相同的參考符號。
圖1是本發(fā)明實施例1的研磨墊100的截面圖。圖2是安裝有本發(fā)明實施例1的研磨墊100的研磨裝置1的示意圖。在圖2中，雖表示了圓形的研磨墊100以適合旋轉(zhuǎn)形研磨裝置1，但是，根據(jù)研磨裝置的形態(tài)可以變?yōu)殚L方形、正方形等各種形態(tài)。
本發(fā)明的實施例1的研磨墊100是，由支持層110和研磨層120構(gòu)成。如圖2所示，支持層110是為了將研磨墊安裝在臺板3上而設(shè)置的。支持層110，是由對于向被載置于與臺板3相對的頭部5上的作為被研磨對象的硅晶片7施加的壓力具有復(fù)原性的物質(zhì)構(gòu)成，并且它發(fā)揮著將在該支持層110之上所形成的研磨層120，對應(yīng)于硅晶片7以均勻的彈性支持的功能。因此，主要是由非多孔性的固體均勻彈性體材料構(gòu)成，比在之上所形成的研磨層120的硬度低。另外，支持層110的至少一部分為透明或半透明，可透過用于檢測出被研磨對象表面的平坦度而使用的光束170。在圖2中，以形成有金屬、絕緣層等被研磨膜的晶片7為被研磨對象例示，但也可以將形成有TET-LCD的基板、玻璃基板、陶瓷基板、聚合物塑料等各種基板作為被研磨對象而使用。并且根據(jù)情況，也可以不設(shè)置支持層110而構(gòu)成研磨墊100。
如圖2所示，研磨層120是與作為被研磨對象的晶片7直接接觸的部分。研磨層120是由聚合物基質(zhì)130和均勻地分布、埋入在聚合物基質(zhì)130內(nèi)的液態(tài)微量成分140構(gòu)成。與晶片7直接接觸的研磨層表面160中，均勻地排列有由所埋入的液態(tài)微量成分140確定、開孔的微細(xì)結(jié)構(gòu)的多個氣孔140′。這時，研磨層120形成由聚合物基質(zhì)130和液態(tài)微量成分140組成的非均相體系，但是該體系對于可用光學(xué)方法檢測出作為被研磨對象的硅晶片7的表面狀態(tài)即平坦度的光源170是半透明的。因此，整個研磨墊100是由至少一部分為透明或半透明的支持層110和全部為半透明的研磨層120構(gòu)成，當(dāng)使用這樣的研磨墊110時，在研磨工序中可在原地用光學(xué)方法容易地檢測出被研磨對象表面的平坦度。
聚合物基質(zhì)130優(yōu)選在作為用于平坦化的化學(xué)溶液的研磨料漿中形成不溶性物質(zhì)。如圖2所示，例如由通過研磨裝備1的噴嘴11而供給的研磨料漿13不能滲透的物質(zhì)形成。另外，聚合物基質(zhì)130優(yōu)選是由能夠鑄造和擠壓成形的物質(zhì)形成。因此，作為聚合物基質(zhì)130的材料，可以例舉選自由聚氨酯、聚醚、聚酯、聚砜、聚丙烯(polyacryl)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚乙烯亞胺、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酮、蜜胺、尼龍和氟代烴構(gòu)成的一組中的任意一種或者是它們的混合物等。其中，優(yōu)選用聚氨酯制造。聚氨酯是從由異氰酸酯預(yù)聚物和固化劑構(gòu)成的雙組分的低粘度液態(tài)氨基甲酸乙酯得到。預(yù)聚物作為對最終聚合物的前驅(qū)體包括齊聚物或單體。異氰酸酯預(yù)聚物平均具有2個以上的異氰酸酯官能團(tuán)，且反應(yīng)性異氰酸酯的含量為4～16重量％，該異氰酸酯預(yù)聚物是由聚醚、聚酯、聚丁二醇等多元醇和甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯的反應(yīng)而得到。異氰酸酯預(yù)聚物與具有異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)的固化劑進(jìn)行反應(yīng)最終形成聚氨酯。作為固化劑，可以使用亞甲基雙(2-氯苯胺)(以下，簡稱為MOCA)等胺或者聚醚系和聚酯系的各種多元醇。聚氨酯可以通過構(gòu)成成分的各種組合，調(diào)節(jié)其物性。
排列在研磨層表面160的多個氣孔140′和被埋入的液態(tài)微量成分140，是用于捕集研磨料漿、使供給順利以提高研磨均勻度的。具體地，如圖2所示，排列在研磨表面160上的多個氣孔140′發(fā)揮以下作用，即在研磨墊100被安裝在研磨裝備1并與晶片7表面接觸的狀態(tài)下，通過噴嘴11向這些接觸部位供給研磨料漿13時，捕集研磨料漿13，向晶片7的表面均勻地供給的作用。接著，晶片7和研磨墊100邊相對移動邊繼續(xù)進(jìn)行晶片7的表面平坦化工序，則可使研磨墊表面160的一部分被磨耗或者磨削，被埋入的液態(tài)微量成分140露到表層，再次生成可捕集和供給研磨料漿的氣孔140′。因此，研磨層表面160的氣孔140′和被埋入的液態(tài)微量成分140優(yōu)選均勻地分布在聚合物基質(zhì)130內(nèi)。
作為被埋入的液態(tài)微量成分140，可以由與聚合物基質(zhì)130沒有相溶性的液態(tài)物質(zhì)形成。例如從由脂肪族礦物油、芳香族礦物油、分子末端上沒有羥基的硅油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、山茶油和硬化油所組成的一組中選擇的任意一種或它們的混合物等。液態(tài)物質(zhì)的分子量以200～5000為理想，更理想的是200～1000。若分子量在200以下，則在固化過程中液態(tài)物質(zhì)流出而降低在聚合物基質(zhì)130內(nèi)生成的被埋入的液態(tài)微量成分140的密度。若分子量在5000以上，則粘度高，所以與聚合物基質(zhì)130形成用物質(zhì)之間的混合困難，難以形成均勻的被埋入的液態(tài)微量成分140。
被埋入的液態(tài)微量成分140，優(yōu)選以微球分散在聚合物基質(zhì)130內(nèi)形成。微球的直徑優(yōu)選為5～60μm，更優(yōu)選為10～30μm。若微球的直徑在上述范圍之內(nèi)，則最適合進(jìn)行研磨料漿的捕集和供給。但是，根據(jù)所使用的研磨料漿的種類，合適的微球直徑可以變化，且所被埋入的液態(tài)微量成分140的大小也可以相應(yīng)地變化。
被埋入的液態(tài)微量成分140的大小，即微球直徑可以根據(jù)相對于聚合物基質(zhì)130形成用物質(zhì)的被埋入的液態(tài)微量成分140形成用液態(tài)物質(zhì)的重量比而容易地調(diào)節(jié)為各種不同的值。以聚合物基質(zhì)130形成用物質(zhì)例如以聚氨酯基材的總重量為基準(zhǔn)，優(yōu)選以20～50％，更優(yōu)選以30～40重量％混合液態(tài)物質(zhì)，可達(dá)到所希望的大小。若液態(tài)物質(zhì)的量在20重量％以下，則被埋入的液態(tài)微量成分140的尺寸會增加，其結(jié)果，在墊表面160所形成的氣孔140′的尺寸變大。這時，研磨料漿粒子的捕集量變多而顯示出相對較快的研磨速度，但因此無法進(jìn)行精密研磨，研磨料漿不均勻，且當(dāng)含有大粒子時研磨料漿中的大顆粒被捕集，有時會發(fā)生晶片的刮痕。液態(tài)物質(zhì)的量在50重量％以上時，被埋入的液態(tài)微量成分140的尺寸變小，其結(jié)果，在墊表面160所形成的氣孔140′的尺寸變小。若氣孔140′的尺寸變小，則因研磨料漿粒子的捕集量少，所以能夠進(jìn)行高精度的研磨，且具有不捕集在研磨料漿中含有的大的顆粒而將其過濾的作用，可減少晶片的刮痕的發(fā)生。但是，過量的液態(tài)物質(zhì)將在加工過程中流出，存在成形物的處理困難、得到的研磨墊的研磨速度低的缺點(diǎn)。
另外，被埋入的液態(tài)微量成分140的大小，可以根據(jù)分撒劑的使用量而容易地調(diào)節(jié)成各種不同值。聚合物基質(zhì)130形成用物質(zhì)，例如以聚氨酯基材的總重量為基準(zhǔn)，以1～5重量％混合分散劑是理想的。若分散劑的量在1重量％以下，則液態(tài)物質(zhì)的分散能力下降，無法進(jìn)行均勻的分散。若分散劑的量在5重量％以上，則存在由于反應(yīng)體系的表面張力下降，所以在反應(yīng)體系內(nèi)存在的微量氣體由反應(yīng)熱膨脹形成針孔的問題。作為分散劑，最好的是表面活性劑，而作為表面活性劑可以例舉高級醇硫酸酯鹽、高級烷基醚硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鈉、α-烯烴磺酸鹽、磷酸酯鹽等陰離子型表面活性劑，高級烷基胺類、季胺鹽類等陽離子型表面活性劑，氨基酸類、甜菜堿類等兩性表面活性劑，硅氧烷-氧化烯共聚物，聚氧乙烯聚合物，聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物，甘油脂肪酸酯，糖脂肪酸酯，山梨糖醇脂肪酸酯以及它們的混合物。
即，被埋入的液態(tài)微量成分140及由這些所確定的氣孔140′的尺寸大小，能夠通過液態(tài)物質(zhì)的量和/或分散劑的量而調(diào)節(jié)為各種不同的值，所以具有可以根據(jù)被研磨對象的種類和/或研磨料漿的種類，制造具有各種不同研磨性能的研磨墊的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選的是，在研磨層160上還形成有包括使研磨料漿的移動和輸送容易的流動通道的組織或圖案。
如上所述，在本發(fā)明的實施例1的研磨墊100中，為了調(diào)整氣孔的大小而增加液態(tài)物質(zhì)的濃度或者使用表面活性劑，但是隨著液態(tài)物質(zhì)濃度的增加，表面活性劑的分散力下降，聚合物基質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)之間的混合不均勻，有時在固化后發(fā)生液態(tài)物質(zhì)的流出現(xiàn)象。另外，在制造研磨墊100時，為了分散液態(tài)物質(zhì)而使用的表面活性劑與異氰酸酯預(yù)聚物進(jìn)行反應(yīng)使墊的物性下降，且因使用表面活性劑而使墊的組成成分增加，所以存在制造機(jī)械的附帶裝置增加的問題。因此，下面說明能夠在不使用表面活性劑的條件下制造的本發(fā)明實施例2的研磨墊。
圖3是本發(fā)明的實施例2的研磨墊200的截面圖。在圖3中，雖表示了適合于圓形的研磨墊200的旋轉(zhuǎn)形研磨裝置1，但是，根據(jù)研磨裝置的形態(tài)可以改變?yōu)殚L方形、正方形等各種形態(tài)。
本發(fā)明的實施例2的研磨墊200是由支持層110和研磨層180構(gòu)成，它們是由在化學(xué)上具有相溶性的物質(zhì)形成而制造成為不存在各層間的結(jié)構(gòu)性邊界部的一體型墊(圖3中，用點(diǎn)線表示了假想的邊界部)。由于研磨層和支持層具有化學(xué)相溶性，所以在制造過程中形成一體化的過程是指，因各層物質(zhì)在化學(xué)上具有相同的結(jié)構(gòu)所以在界面通過熔融或溶解而變成均勻的混合物，或者因為在化學(xué)結(jié)構(gòu)內(nèi)含有可形成物理鍵的官能基團(tuán)，所以在層的界面上通過熔融或溶解而變成均勻的混合物，或者是即使是化學(xué)上互不相同的物質(zhì)，但如果存在相溶化劑，則在層的界面上通過熔融或溶解而變成均勻的混合物，且這些混合物經(jīng)過凝膠化過程和固化過程成為單相。因此，不需要用于連接2個層的粘接劑等其他材料或粘接工序。
支持層110是研磨墊200的為了安裝在圖2的臺板3上的部分。支持層110是，由對于向被載置于與臺板3相對的頭部5上的作為被研磨對象的硅晶片7施加的壓力具有復(fù)原性的物質(zhì)構(gòu)成，并且發(fā)揮著將在該支持層110之上所形成的研磨層180對應(yīng)于硅晶片7以均勻的彈性支持的功能。因此，主要是由非多孔性的固體均勻彈性體材料構(gòu)成，比在之上所形成的研磨層180的硬度低。另外，支持層110的至少一部分為透明或半透明，可透過用于檢測出被研磨對象表面的平坦度而使用的光束170。在圖2中，支持層110是將形成有金屬、絕緣層等被研磨膜的晶片7作為被研磨對象例子的，但也可以將形成有TET-LCD的基板、玻璃基板、陶瓷基板、聚合物-塑料基板等各種基板作為被研磨對象而使用。并且根據(jù)情況，也可以不設(shè)置支持層110而構(gòu)成研磨墊100。
如圖2所示，研磨層180是與作為被研磨對象的晶片7直接接觸的部分，且為了提高平坦化效率，優(yōu)選其硬度比支持層110高。研磨層180是由含親水性化合物的聚合物基質(zhì)190(以下，稱為親水性聚合物基質(zhì))和均勻地分布、埋入在所述親水性聚合物基質(zhì)190內(nèi)的液態(tài)微量成分140構(gòu)成。與晶片7直接接觸的研磨層表面160中，均勻地排列有由所埋入的液態(tài)微量成分140所確定、開孔的微細(xì)結(jié)構(gòu)的多個氣孔140′。這時，研磨層180形成由親水性聚合物基質(zhì)190和液態(tài)微量成分140所組成的非均相體系，但是該體系對于可用光學(xué)方法檢測出作為被研磨對象的硅晶片7的表面狀態(tài)即平坦度的光源170是半透明的。因此，整個研磨墊200是由至少一部分為透明或半透明的支持層110和全體為半透明的研磨層180構(gòu)成，當(dāng)使用這樣的研磨墊200時，在研磨工序中可在原地、用光學(xué)方法容易地檢測出被研磨對象表面的平坦度。另外，在研磨工序中隨著研磨墊的磨耗，被埋入的液態(tài)微量成分140將連續(xù)地被暴露到研磨層表面160上，并且它被研磨料漿所取代。因此，在研磨表面160上僅存在聚合物基質(zhì)，所以能夠在不產(chǎn)生研磨墊200的不均勻磨耗的前提下均勻地研磨作為被研磨對象的硅晶片7。
親水性聚合物基質(zhì)190優(yōu)選由在作為用于平坦化的化學(xué)溶液的研磨料漿中呈不溶性的物質(zhì)構(gòu)成。如圖2所示，例如由通過研磨裝備1的噴嘴11而供給的研磨料漿13所不能滲透的物質(zhì)形成。另外，親水性聚合物基質(zhì)190優(yōu)選是由能夠鑄造和擠壓成形的物質(zhì)形成。因此，作為聚合物基質(zhì)190，可以例舉在從由聚氨酯、聚醚、聚酯、聚砜、聚丙烯(polyacryl)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚乙烯亞胺、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酮、蜜胺、尼龍和氟代烴構(gòu)成的一組中所選擇的任意一種或者是它們的混合物上，以化學(xué)或者物理方法結(jié)合了親水性化合物的物質(zhì)。這時，作為親水性化合物，可以例舉從由聚乙二醇、聚乙二丙二醇、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺醚、甘油脂肪酸酯、糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯所構(gòu)成的一組中選擇的任意1種或它們的混合物，其中，優(yōu)選使用聚乙二醇。
親水性聚合物基質(zhì)190，優(yōu)選由含親水性化合物的聚氨酯制造。聚氨酯是通過異氰酸酯預(yù)聚物和具有異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)的固化劑的反應(yīng)而形成，作為固化劑，可以使用亞甲基雙(2-氯苯胺)(以下，簡稱為MOCA)等胺或者聚醚系和聚酯系的各種多元醇。異氰酸酯預(yù)聚物平均具有2個以上的異氰酸酯官能團(tuán)，且反應(yīng)性異氰酸酯的含量為4～16重量％，該異氰酸酯預(yù)聚物是由聚醚、聚酯、聚丁二醇等多元醇和甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯的反應(yīng)而得到。親水性聚合物基質(zhì)190是通過將作為親水性化合物的聚乙二醇導(dǎo)入到異氰酸酯預(yù)聚物內(nèi)，或者與其他成分混合使用而制得。
排列在研磨層表面160上的多個氣孔140′和被埋入的液態(tài)微量成分140，是為了捕集研磨料漿、順利進(jìn)行供給以提高研磨均勻度而設(shè)置的。因此，在研磨層表面160上的多個氣孔140′和被埋入的液態(tài)微量成分140，優(yōu)選均勻地分布在親水性聚合物基質(zhì)190內(nèi)。被埋入的液態(tài)微量成分140是由與親水性聚合物基質(zhì)190沒有相溶性的液態(tài)物質(zhì)構(gòu)成，例如可以使用從由脂肪族礦物油、芳香族礦物油、分子末端上沒有羥基的硅油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、山茶油和硬化油所組成的一組中選擇的任意一種或它們的混合物。
被埋入的液態(tài)微量成分140，優(yōu)選以微球分散在親水性聚合物基質(zhì)190內(nèi)形成。微球的直徑優(yōu)選為1～30μm，更優(yōu)選為2～10μm。若微球直徑在上述范圍之內(nèi)，則最適合地進(jìn)行研磨料漿的捕集和供給。但是，根據(jù)所使用的研磨料漿的種類，合適的微球直徑可以變化，且被埋入的液態(tài)微量成分140的大小也可以相應(yīng)地變化。
被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)，即微球的平均直徑或濃度等，可以根據(jù)親水性聚合物基質(zhì)190的親水程度的變化而容易調(diào)整為多樣。即，以異氰酸酯預(yù)聚物的總重量作為基準(zhǔn)，使用聚乙二醇1～20重量％，更優(yōu)選為5～10重量％，可達(dá)到所希望的液態(tài)微量成分140的形態(tài)。若聚乙二醇的量在10重量％以下，則聚合物基質(zhì)的親水性沒有變化，因此被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)也沒有變化。隨著聚乙二醇的量的增加，聚合物基質(zhì)的親水性增加，因此被埋入的液態(tài)微量成分140的尺寸變小，濃度增加。但是，當(dāng)聚乙二醇的量在20重量％以上時，親水性不再增加，由此被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)也沒有變化。聚乙二醇的分子量優(yōu)選在200～10000，更優(yōu)選在400～1000。當(dāng)分子量在200以下時，因表面張力的下降而不能將液態(tài)物質(zhì)均勻地分散在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)內(nèi)。如果分子量在1000以上，則變成固體所以有時處理困難。如果聚乙二醇的量和分子量在上述范圍之內(nèi)，則被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)調(diào)節(jié)最容易進(jìn)行。但是，聚乙二醇的量可以根據(jù)所使用的異氰酸酯預(yù)聚物的組成、液態(tài)物質(zhì)的種類等而變化，且所被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)也可以相應(yīng)地變化。
另外，被埋入的液態(tài)微量成分140的形態(tài)，可以根據(jù)液態(tài)微量物質(zhì)的重量比而容易地調(diào)節(jié)為各種不同的值。以聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)例如以聚氨酯基材的總重量為基準(zhǔn)，優(yōu)選以20～50％，更優(yōu)選以30～40重量％混合液態(tài)物質(zhì)，可達(dá)到所希望形態(tài)的微量成分。若液態(tài)物質(zhì)的量在20重量％以下，則被埋入的液態(tài)微量成分140的尺寸增加，其結(jié)果，在墊表面160所形成的氣孔140′的尺寸變大。這時，雖然研磨料漿粒子的捕集量變多而顯示出相對較快的研磨速度，但因此無法進(jìn)行精密研磨，并且在研磨料漿不均勻地含有大粒子的情況下如果因為這個原因研磨料漿中的大顆粒被捕集，有時會在晶片上產(chǎn)生刮痕。液態(tài)物質(zhì)的量在50重量％以上時，被埋入的液態(tài)微量成分140的濃度增加，因此具有通過微量成分之間的合并形成尺寸大的氣孔140′的缺點(diǎn)。
即，被埋入的液態(tài)微量成分140及由它所確定的氣孔140′的大小和濃度，能夠根據(jù)聚合物基質(zhì)的親水程度和/或液態(tài)物質(zhì)的量而調(diào)節(jié)為各種不同的值，所以具有可以根據(jù)被研磨對象的種類和/或研磨料漿的種類，制造具有各種不同研磨性能的研磨墊的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)選的是，在研磨層表面160上還形成有包含使研磨料漿的移動和輸送容易進(jìn)行的流動通道的組織或圖案。
圖4是本發(fā)明實施例3的研磨墊300的截面圖。實施例3的研磨層210是在同時含有液態(tài)微量成分140和中空聚合物微量成分150，這一點(diǎn)上與實施例1的研磨研磨墊120和實施例2的研磨層180不同。通過象所述那樣進(jìn)一步含有中空聚合物微量成分150，在墊表面160上形成的氣孔將通過由液態(tài)微量成分140所確定的氣孔140′和由中空聚合物微量成分150所確定的氣孔150′，多樣地改變氣孔的大小和種類，使研磨性能多樣化。
中空聚合物微量成分150可以由無機(jī)鹽、糖、水溶性樹膠(gum)、樹脂等形成。聚乙烯醇、果膠、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚羥基醚丙烯酸酯、淀粉、馬來酸共聚物、聚氨酯及它們的混合物等可以作為中空聚合物微量成分150形成用中空聚合物而使用。這些物質(zhì)和其等同物可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法制得。
作為微量成分形成用物質(zhì)的液態(tài)物質(zhì)和中空聚合物的總量，相對于聚合物基質(zhì)130或親水性聚合物基質(zhì)190形成用物質(zhì)的總重量，優(yōu)選在10～30重量％。并且，作為微量成分形成用物質(zhì)的液態(tài)物質(zhì)/中空聚合物的重量比，優(yōu)選在8以上。如果重量比在8以下，則有可能由中空聚合物而產(chǎn)生晶片刮痕等。
下面，參照圖5的流程圖說明本發(fā)明研磨墊的研磨層的制造方法。由于對構(gòu)成研磨層的物質(zhì)的種類和其含量已在前面敘述過，所以省略具體的說明。
首先，混合研磨層形成用物質(zhì)(S500)。具體地講，在聚合物基質(zhì)或者親水性聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中，以所述的含量比混合液態(tài)物質(zhì)。最理想的混合方式是，使用分散劑將液態(tài)物質(zhì)均勻地分散在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中，或者將液態(tài)物質(zhì)均勻地分散在親水性聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中。對于分散混合來講，最理想的是以攪拌的方式進(jìn)行。根據(jù)需要也可以將液態(tài)物質(zhì)與中空聚合物同時混合后使用。
接著，進(jìn)行凝膠化和固化反應(yīng)(S510)，將混合物注入到給定形狀的鑄模內(nèi)并通過凝膠化和固化進(jìn)行固體化。凝膠化反應(yīng)是在80～90℃進(jìn)行5～30分鐘，固化反應(yīng)是在80～120℃進(jìn)行20～24小時。其中，為了尋找最佳條件，可以將具體的工序溫度和時間改變?yōu)楦鞣N不同的值。
最后，加工固化成為給定形狀的結(jié)果物(S520)。加工包括脫模、裁斷、表面加工處理、洗凈過程等。首先，將被固化的反應(yīng)物從鑄模中取出來將其切斷為具有給定厚度和形狀的物體。為了提高生產(chǎn)率，可以用鑄造和擠壓成形等的對于聚合物薄板制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講是公知技術(shù)的任意方法，將研磨層形成為薄板狀。并且，優(yōu)選的是，在研磨層的表面上形成有可將研磨料漿均勻地供給研磨層的作業(yè)表面上的各種形態(tài)的槽。然后，經(jīng)洗凈工序完成研磨層。洗凈工序時，研磨層表面的液態(tài)微量成分析出，從而所開孔的氣孔被分布在研磨層表面上。這時，優(yōu)選使用不使析出的液態(tài)微量成分殘留于研磨層表面的洗滌液。
可以僅用研磨層制作研磨墊，但根據(jù)需要，也可以使用在研磨墊制造工序領(lǐng)域中所公知的方法制造支持層110，然后將支持層110和研磨層120、180、210結(jié)合，制作研磨墊100、200、300。
下面，例舉實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。對于在這里沒有公開的內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以進(jìn)行技術(shù)類推，所以省略說明。當(dāng)然，本發(fā)明的范圍并不局限于以下的實施例。
(實施例1)在常溫下混合聚醚系異氰酸酯預(yù)聚物(NCO含量11％)100g、礦物油(以下，稱為KF-70)(Seojin化學(xué)社制)46g、壬基苯酚乙氧基化物(以下，稱為NP-2)(韓國Polyol株式會社制)5g和MOCA33g，立刻注入到四方鑄模內(nèi)，凝膠化30分鐘之后，在100℃烘箱固化20小時。然后從鑄模取出得到的固化物，切斷表面，制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖6中。如圖6所示，確認(rèn)了在得到的研磨層表面上存在平均直徑為10～30μm左右的開放氣孔。
作為比較例，根據(jù)美國特許5,578,362號中公開的研磨層的制造方法，使用聚醚系異氰酸酯預(yù)聚物(NCO含量11％)100g、作為中空聚合物微量成分的EXPANCEL2.4g、和MOCA33g，制造了研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖7中。由圖7可知，與本發(fā)明的研磨層相比，用以往的方法得到的研磨層中存在平均直徑為30～50μm左右的大直徑的聚合物微量成分。由此可知，與本發(fā)明相比，微量成分的表面粗糙、不均勻。
(實施例2)除了使KF-70的加入量改為40g以外，與實施例1同樣地制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖8中。由圖8可知，在得到的研磨層的表面上存在平均直徑為30～40μm左右的開放氣孔。
(實施例3)除了使KF-70的加入量為53g以外，與實施例1同樣地制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖9中。由圖9可知，在得到的研磨層的表面上存在平均直徑為5～15μm左右的開放氣孔。
(實施例4)混合聚醚系異氰酸酯預(yù)聚物(NCO含量11％)100g、KF-70 33g、NP-26g，并在其中作為聚合物性微量成分加入內(nèi)部氣孔的大小為30～130μm的粉末狀的EXPANCEL 091 DE 0.7g，然后，利用均質(zhì)混合機(jī)以2000rpm的速度攪拌2小時，使之均勻地分散。在常溫下向上述的混合物混合MOCA33g，立刻注入到四方形鑄模內(nèi)，凝膠化30分鐘之后，在100℃烘箱固化20小時。然后從鑄模取出得到的固化物，切斷表面，制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖10中。由圖10可知，可以確認(rèn)在得到的研磨層表面上存在平均直徑為30～50μm左右的開放氣孔。如果將圖10和圖6中的使用液態(tài)的礦物油制得的研磨層的SEM照片以及圖7中的使用作為中空聚合物的EXPANCEL制得的研磨層的SEM照片進(jìn)行比較的話，可以確認(rèn)在研磨層的表面上同時存在由于EXPANCEL而出現(xiàn)的大的氣孔與由于礦物油而出現(xiàn)的小的氣孔。
(實施例5)除了將EXPANCEL的加入量為1.7g，將KF-70的加入量為14g以外，與實施例4同樣地制造研磨墊的研磨層。所得的研磨層的SEM照片表示在圖11中。由圖11可知，與實施例4相比，在得到的研磨層的表面上大量存在由EXPANCEL確定的大的氣孔的分布。
(實施例6)在2L四口燒瓶內(nèi)加入聚丁二醇(分子量1000)100g和甲苯二異氰酸酯52g，在70～80℃的溫度下反應(yīng)4～5小時，使得到的最后產(chǎn)品的NCO含量為11.0％。得到的異氰酸酯預(yù)聚物的粘度為8,000cPs(25℃)。
(實施例7)在2L四口燒瓶內(nèi)加入聚丁二醇(分子量1000)95g、聚乙二醇(分子量400)5g和甲苯二異氰酸酯53.7g，在70～80℃的溫度下反應(yīng)4～5小時，使得到的最后產(chǎn)品的NCO含量為11.0％。得到的異氰酸酯預(yù)聚物的粘度為7,000cPs(25℃)。
(實施例8)在2L四口燒瓶內(nèi)加入聚丁二醇(分子量1000)90g、聚乙二醇(分子量1000)5g和甲苯二異氰酸酯52g，在70～80℃的溫度下反應(yīng)4～5小時，使得到的最后產(chǎn)品的NCO含量為11.0％。得到的異氰酸酯預(yù)聚物的粘度為6,200cPs(25℃)。
(實施例9)在2L四口燒瓶內(nèi)加入聚丁二醇(分子量1000)85g、聚乙二醇(分子量1500)15g和甲苯二異氰酸酯50.9g，在70～80℃的溫度下反應(yīng)4～5小時，使得到的最后產(chǎn)品的NCO含量為11.O％。得到的異氰酸酯預(yù)聚物的粘度為5,600cPs(25℃)。
(實施例10)使用機(jī)械式攪拌機(jī)均勻地混合實施例8的異氰酸酯預(yù)聚物100g、礦物油(以下，稱為KF-70)(Seojin化學(xué)社制)46g，然后在80℃、10torr的真空烘箱中放置10分鐘以除去混合物內(nèi)的氣泡，并將混合物的最終溫度調(diào)整為80℃。接著，將預(yù)先稱量好的、溫度被調(diào)整在80℃的MOCA 33g注入到上述混合物中，并使用機(jī)械攪拌機(jī)在3000rpm下混合30秒，然后立刻注入到四方鑄模內(nèi)。將注入的反應(yīng)液凝膠化30分鐘之后，在100℃烘箱固化20小時。然后從鑄模取出得到的固化物，切斷表面，制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖12中。得到的墊的研磨層顯示70°的接觸角，且在表面上存在平均直徑為4～6μm左右的開放氣孔。這些氣孔的濃度顯示了50～60個/0.01mm2左右。
作為比較例，在圖6中表示了使用實施例1的異氰酸酯預(yù)聚物(NCO含量11％)100g、KF-70 46g和MOCA 33g得到的研磨層的SEM照片，其中墊的研磨層顯示著78°的接觸角。由該結(jié)果可知，使用實施例8的含聚乙二醇的異氰酸酯預(yù)聚物時，可以提高研磨墊的親水性程度。并且，由圖6可知，與用實施例10的方法得到的研磨層相比，用實施例1的方法得到的研磨層上形成有平均直徑為20～30μm左右的大直徑的氣孔，且其濃度為10～20個/0.01mm2左右，較低。
(實施例11)除了將KF-70的加入量為53g以外，與實施例10同樣地制造研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示在圖13中。由圖13可知，在得到的研磨層的表面上存在平均直徑為2～4μm左右的開放氣孔。這些氣孔的濃度顯示為90～100個/0.01mm2左右。
(實施例12)除了將KF-70的加入量為60g以外，與實施例10同樣地制造研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示在圖14中。由圖14可知，在得到的研磨層的表面上存在平均直徑為5～6μm左右的開放氣孔。這些氣孔的濃度顯示為55～65個/0.01mm2左右。
(實施例13)使用機(jī)械式攪拌機(jī)均勻地混合實施例6的異氰酸酯預(yù)聚物90g、KF-70 46g，然后在80℃、10torr的真空烘箱中放置10分鐘以除去混合物內(nèi)的氣泡，并將混合物的最終溫度調(diào)整為80℃。接著，在預(yù)先稱量好的、溫度被調(diào)整在80℃的MOCA 30g中加入聚乙二醇(分子量1000)10g制作混合溶液，并將該混合溶液注入到上述混合物中，并使用機(jī)械攪拌機(jī)在3000rpm混合30秒，然后立刻注入到四方鑄模內(nèi)。將注入的反應(yīng)液凝膠化30分鐘之后，在100℃烘箱固化20小時。然后從鑄模中取出得到的固化物，切斷表面，制造了研磨墊的研磨層。得到的研磨層的SEM照片表示于圖15中。得到的墊的研磨層顯示70°的接觸角，且在表面上存在平均直徑為4～6μm左右的開放氣孔。這些氣孔的濃度顯示了50～60個/0.01mm2左右。
(實施例14)比較了作為微量成分形成用物質(zhì)使用液態(tài)物質(zhì)并根據(jù)實施例10制造的研磨層(液態(tài)物質(zhì)研磨層)的透光率和作為微量成分形成用物質(zhì)使用中空的聚合物并根據(jù)美國特許第5,587,362號公開的制造方法制造的研磨層(中空的聚合物研磨層)的透光率。使液態(tài)物質(zhì)研磨層和中空的聚合物研磨層樣品的厚度分別為2mm，使測定波長為400～700nm，分別測定透過率的結(jié)果，在使用中空的聚合物研磨層時顯示了17％的透過率，但在使用液態(tài)物質(zhì)研磨層時顯示了52％的透過率，因此，可知本發(fā)明的研磨層無需另外形成透明窗，也可在原地用光學(xué)方法測定平坦度。
根據(jù)本發(fā)明的研磨墊，包含被埋入在聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分，并在其表面上均勻地分布有微細(xì)結(jié)構(gòu)的開放孔。因此，可均勻地捕集和供給研磨料漿，能夠均勻地研磨被研磨對象，可以高精度地進(jìn)行研磨工序。另外，若研磨墊的表面經(jīng)研磨工序被磨耗或磨削，則被埋入的液態(tài)微量成分露出到表面上而連續(xù)地提供開放的氣孔，從而在使用研磨墊的CMP工序中顯示一定的研磨性能。并且，由于含有液態(tài)微量成分的研磨墊的表面，是在沒有高硬度的成分的前提下由構(gòu)成聚合物基質(zhì)的1個成分構(gòu)成，所以墊表面的磨耗可均勻地進(jìn)行，并可穩(wěn)定地使用。另外，由于在高硬度的聚合物材料不存在的前提下用液態(tài)物質(zhì)形成表面氣孔，所以不會發(fā)生在以往的墊中存在的、由聚合物材料的微量成分引起的晶片的刮痕。另外，僅含液態(tài)微量成分的研磨墊，相對被研磨對象的表面狀態(tài)檢測用光源呈半透明，所以在研磨工序中可在原地容易地檢測出被研磨對象表面的平坦度。
另外，因在制造研磨墊時使用了液態(tài)的物質(zhì)，所以與以往的使用粉末狀的聚合物物質(zhì)的情況相比，操作性優(yōu)異。并且，液態(tài)物質(zhì)可以與聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)均勻地混合。因此消除了粉末狀聚合物不能完全分散而以粉末團(tuán)的形式存在于研磨墊內(nèi)，作為晶片的刮痕發(fā)生源起作用的以往的問題。另外，在研磨墊表面上所存在的氣孔的大小和分布可以通過所使用的液態(tài)物質(zhì)的含量比、使用的分散劑的種類和含量比、使用的聚合物基質(zhì)的親水性程度、與中空的聚合物微量成分之間的混用等方法調(diào)節(jié)成各種各樣。從而可容易地制造出適合于各種研磨料漿的捕集和供給且適合加工具有各種性質(zhì)的被研磨對象的研磨墊。
權(quán)利要求
1.一種研磨墊，用于在與被研磨對象的表面接觸的狀態(tài)下邊移動邊進(jìn)行研磨工序的研磨墊，其特征在于，所述研磨墊具備具有聚合物基質(zhì)和埋入在上述聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分的研磨層，且在上述研磨層的表面上分布有由上述液態(tài)微量成分確定、開孔的氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)是親水性聚合物基質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨墊，其特征在于，所述親水性聚合物基質(zhì)是通過化學(xué)鍵或混合，在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中引入親水性化合物而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研磨墊，其特征在于，所述親水性聚合物基質(zhì)中，相對于異氰酸酯預(yù)聚物的全體重量含有親水性化合物1～20重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2～4中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，所述親水性化合物是，從由聚乙二醇、聚乙二丙二醇、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺醚、甘油脂肪酸酯、糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯所構(gòu)成的一組中選擇的任意1種或它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨墊，其特征在于，所述親水性化合物是分子量為200～10000的聚乙二醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨墊，其特征在于，在所述研磨層具有連續(xù)的邊界面，含有對于被研磨對象表面狀態(tài)檢測用光源呈透明或半透明的支持層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨墊，其特征在于，還具備埋入于所述聚合物基質(zhì)內(nèi)的中空的聚合物微量成分，且在所述研磨層表面上分布有由所述中空的聚合物微量成分所確定、開放的氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，所述研磨層的表面經(jīng)研磨工序被磨耗或磨削后，所述被埋入的液態(tài)微量成分露出到表面上，連續(xù)形成所述開放的氣孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，所述被埋入的液態(tài)微量成分是均勻地分散在所述聚合物基質(zhì)內(nèi)的球狀微量成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的研磨墊，其特征在于，所述液態(tài)微量成分和所述氣孔的平均直徑是1～60μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，所述液態(tài)微量成分的材料是與所述聚合物基質(zhì)沒有化學(xué)相溶性的液態(tài)物質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的研磨墊，其特征在于，所述液態(tài)物質(zhì)是從由脂肪族礦物油、芳香族礦物油、分子末端上沒有羥基的硅油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、山茶油和硬化油所組成的一組中選擇的任意一種或它們的混合物等。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的研磨墊，其特征在于，相對于所述聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的全體重量，含有所述液態(tài)物質(zhì)20～50重量％。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，在所述研磨層的表面上還形成有包括使研磨料漿的移動和輸送容易的流動通道的組織或圖案。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2、8中的任意一項所述的研磨墊，其特征在于，所述研磨層對于被研磨對象表面狀態(tài)檢測用光源是半透明的。
17.一種研磨墊的制造方法，包括在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中混合液態(tài)物質(zhì)的步驟；將所述混合物凝膠化和固化而形成研磨層的步驟，所述研磨層具有聚合物基質(zhì)和被埋入在所述聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分，并且在其表面上形成有由所述液態(tài)微量成分確定的氣孔；加工所述形成的研磨層而制作研磨墊的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述混合步驟是將所述液態(tài)物質(zhì)和分散劑一同混合的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述分散劑是相對于所述聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的全體重量，混合1～5重量％。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述分散劑是從由高級醇硫酸酯鹽、高級烷基醚硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鈉、α-烯烴磺酸鹽、磷酸酯鹽等陰離子型表面活性劑，高級烷基胺類、季胺鹽類等陽離子型表面活性劑，氨基酸類、甜菜堿類等兩性表面活性劑，硅氧烷-氧化烯共聚物，聚氧乙烯聚合物，聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物，甘油脂肪酸酯，糖脂肪酸酯，山梨糖醇脂肪酸酯構(gòu)成的一組中所選擇的任意一種表面活性劑或它們的混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)是親水性聚合物基質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述親水性聚合物基質(zhì)是通過化學(xué)鍵或混合，在聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)中引入親水性化合物而成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述親水性聚合物基質(zhì)中，相對于異氰酸酯預(yù)聚物的全體重量含有親水性化合物1～20重量％。
24.根據(jù)權(quán)利要求21～23中的任意一項所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述親水性化合物是，從由聚乙二醇、聚乙二丙二醇、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺醚、甘油脂肪酸酯、糖脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯所構(gòu)成的一組中選擇的任意1種或它們的混合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述親水性化合物是分子量為200～10000的聚乙二醇。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，在所述混合步驟中還混合中空的聚合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)物質(zhì)/中空的聚合物的重量比在8以上。
28.根據(jù)權(quán)利要求17、21、26中的任意一項所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)物質(zhì)是與所述聚合載體形成用物質(zhì)沒有化學(xué)相溶性的物質(zhì)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)物質(zhì)是從由脂肪族礦物油、芳香族礦物油、分子末端上沒有羥基的硅油、大豆油、椰子油、棕櫚油、棉籽油、山茶油和硬化油所組成的一組中選擇的任意一種或它們的組合物等。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，所述液態(tài)物質(zhì)的分子量是200～5000。
31.根據(jù)權(quán)利要求17、21、26中的任意一項所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，相對于所述聚合物基質(zhì)形成用物質(zhì)的全體重量，含有所述液態(tài)物質(zhì)20～50重量％。
全文摘要
一種研磨墊，包含具備聚合物基質(zhì)和埋入在上述聚合物基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)微量成分的研磨層，且在上述研磨層的表面上分布有由上述液態(tài)微量成分確定、開孔的氣孔。本發(fā)明的研磨墊可以通過表面開孔的均勻微細(xì)氣孔，以高精度進(jìn)行研磨工序，在研磨工序中取得一定的研磨性能，可穩(wěn)定地使用，不會發(fā)生晶片的刮痕。另外，本發(fā)明還提供了適合制造本發(fā)明的研磨墊的制造方法。由于制造時所使用的成分均為液態(tài)，所以墊的制造工序容易。
文檔編號B24B37/22GK1494987SQ03158608
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者鉉 許, 許鉉, 李尚目, 宋基千, 金承根, 孫鍍權(quán) 申請人:韓國珀利爾有限公司