專利名稱：帶有窗口的拋光墊片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光墊片。尤其，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括窗口區(qū)域。該窗口區(qū)域能夠通過使用就地澆鑄方法在墊片中形成。本發(fā)明的拋光墊片能夠用于拋光制品和能夠尤其用于微電子設(shè)備如半導(dǎo)體晶片的化學(xué)機械拋光或平面化。本發(fā)明的拋光墊片的窗口區(qū)域能夠特別可用于拋光或平面化一些工具，它們利用貫穿平臺(through-the-platen)的晶片計量(metrology)來裝配的。
微電子設(shè)備的非平面型表面拋光或平面化成基本上平面型表面一般包括利用拋光墊片的工作面通過控制的和重復(fù)的運動來摩擦該非平面型表面。典型地，拋光液介入在需要拋光的制品的粗糙表面和拋光墊片的工作面之間。
微電子設(shè)備如半導(dǎo)體晶片的制造典型地包括在包括例如硅或砷化鎵的晶片上形成多個集成電路。集成電路一般通過一系列的工藝步驟來形成，其中在基片上形成材料(如導(dǎo)電、絕緣和半導(dǎo)體材料)的圖案層。為了每個晶片的集成電路密度的最大化，希望在整個半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)過程的各個階段中有極其平面精度的拋光基材。因此，半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)典型地包括至少一個，和更典型地多個的拋光步驟，它們可能使用一個或多個拋光墊片。
在典型的化學(xué)機械拋光(CMP)過程中，該微電子的基材與拋光墊片相接觸。墊片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時對于微電子設(shè)備的背部施加力。通常稱作“淤漿”的含有磨料的化學(xué)反應(yīng)活性溶液在拋光過程中被施加于墊片。典型地，CMP拋光淤漿含有磨料，如硅石，氧化鋁，二氧化鈰或它們的混合物。當(dāng)淤漿被提供到設(shè)備/墊片界面時通過墊片相對于基片的旋轉(zhuǎn)運動來促進(jìn)拋光過程。拋光以這一方式繼續(xù)進(jìn)行，直至除去了預(yù)期的膜厚度為止。
取決于拋光墊片和磨料以及其它添加劑的選擇，該CMP方法可以在所希望的拋光速率下達(dá)到有效的拋光效果，同時最大程度地減少表面不規(guī)則，缺陷，腐蝕，和磨蝕。
存在在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中已知的平面化工具，它們能夠在晶片保持在工具中并與墊片接觸的同時測量平面化過程的進(jìn)程。測量在平面化過程中將微電子設(shè)備平面化的進(jìn)程的能力能夠稱為“就地計量(in-situmetrology)”。美國專利5,964,643和6,159,073；和歐洲專利1,108,501描述了拋光或平面化工具和就地計量系統(tǒng)。一般說來，就地計量能夠包括引導(dǎo)光束穿過位于工具的平臺中的至少部分透明的區(qū)域或窗口；光束能夠從晶片的表面反射回來，穿過平臺窗口，并進(jìn)入到檢測器中。就地計量系統(tǒng)可用的拋光墊片包括窗口區(qū)域，后者對用于計量系統(tǒng)的波長是至少部分透明的并且與工具的平臺窗口基本上校直排列。
希望開發(fā)出拋光墊片，它包括可用于就地計量的窗口區(qū)域。
本發(fā)明包括具有窗口的拋光墊片。該窗口能夠通過就地澆鑄方法來形成。拋光墊片能夠包括至少第一層和第二層。第一層能夠用作墊片的工作面或拋光層。第二層能夠至少部分地連接到第一層。第一層的至少一部分和第二層的至少一部分能夠包括一開口，后者延伸至少基本上貫穿這些層的厚度。在第一層中的開口的至少一部分能夠至少部分地與在第二層中的開口的至少一部分校直排列。至少部分透明的窗口能夠使用就地澆鑄方法在開口的至少一部分中形成。在非限制性實施方案中，該窗口區(qū)域能夠?qū)τ谟杀绢I(lǐng)域中已知的計量儀器所使用的波長是至少部分透明的。在非限制性實施方案中，該窗口區(qū)域能夠是基本上透明的。在另一個非限制性實施方案中，該窗口區(qū)域能夠基本上與第一層的拋光表面齊平。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括附加層。每一附加層能夠含有開口并且開口與第一層的開口和第二層的開口基本上校直排列。在非限制性實施方案中，拋光墊片具有三個層，每一層在其中有開口和這些開口能夠至少部分地校直排列。該三個層能夠至少部分地連接(即，第一層連接到第二層的至少一部分，和第二層連接到第三層的至少一部分)。間隔片能夠被插入開口中。在非限制性實施方案中，間隔片的底表面能夠與第三層的外表面(即沒有至少部分地連接到第二層的表面)齊平。保持在間隔片以上的開口能夠用樹脂材料填充。在非限制性實施方案中，填充開口使得樹脂水平與第一層的拋光表面基本上齊平。用于形成墊片窗口的樹脂材料能夠進(jìn)行固化；固化時間和溫度能夠改變。一般，固化時間能夠進(jìn)行選擇，使得樹脂在觸摸時沒有粘性或不發(fā)粘。一般說來，固化溫度能夠進(jìn)行選擇，使得由于太低或太高的固化溫度所產(chǎn)生的窗口翹曲或變形不會導(dǎo)致墊片無法用于拋光目的。在非限制性實施方案中，該固化時間能夠是30分鐘到48小時，或18小時到36小時，或6小時到24小時，或1小時到4小時。在非限制性實施方案中，該固化溫度能夠是0℃到低于125℃，或5℃到120℃，或10℃到115℃，或15℃到110℃，或22℃到105℃。
取決于構(gòu)成間隔片的材料，間隔片能夠保持在窗口區(qū)域中或它能夠被除去。在另一非限制性實施方案中，該間隔片能夠由對于190-3500納米的至少一種波長至少部分透明的、或大體上透明的或透明的材料組成，該間隔片能夠保持在該窗口墊片組裝件中。在另一個非限制性實施方案中，該間隔片能夠由至少部分透明的材料組成，并且該間隔片能夠被除去。在本發(fā)明的非限制性實施方案中，該間隔片能夠從窗口區(qū)域上除去。
在另一個非限制性實施方案中，該間隔片在定位之后要求它不與第三層的外表面齊平。
需要指出，正如在說明書中所使用，單數(shù)形式“a”，“an”和“the”包括復(fù)數(shù)指代物，除非特意地和明確地限于一個指代物。
對于本發(fā)明的目的，除非另有說明，否則，表達(dá)在說明書和權(quán)利要求中所用的成分的量、反應(yīng)條件等的全部數(shù)值被理解為在所有情況下被術(shù)語“約”修飾。因此，除非有相反指示，否則在下面的說明以及所附權(quán)利要求中給出的數(shù)值參數(shù)是近似值，它根據(jù)由本發(fā)明所獲得的所需性能來變化。在最低限度上，并且不作為將等同原則的應(yīng)用限于權(quán)利要求的范圍的一種企圖，各數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少按照所報道的有效數(shù)字并提供采用常規(guī)的四舍五入技術(shù)來解釋。
盡管給出本發(fā)明的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在特定的實施例中給出的數(shù)值仍然盡可能精確地報道。然而，任何數(shù)值固有地含有必然從在它們的各自試驗測量中測得的標(biāo)準(zhǔn)偏差所引起的一定誤差。
本發(fā)明的拋光墊片包括能夠用作墊片的拋光層的第一層。第一層能夠提供一表面，該表面與拋光液和需要拋光的制品相接觸。第一層的合適材料的非限制性例子能夠包括如在國際專利出版物No.WO02/22309中描述的粒狀聚合物和交聯(lián)聚合物粘結(jié)劑；粒狀聚合物和有機聚合物粘結(jié)劑；如美國專利6,062,968；6,117,000；和6,126,532中所述的熱塑性樹脂的燒結(jié)粒子；以及在美國專利6,231,434 B1，6,325,703 B2，6,106,754和6,017,265中描述的熱塑性聚合物的壓力燒結(jié)粉末壓實物。第一層的合適材料的其它非限制性例子包括浸漬了多個聚合物微單元的聚合物基質(zhì)，其中各聚合物微單元在內(nèi)部具有空隙空間，如在美國專利5,900,164和5,578,362中所述。在上述專利和專利出版物中的公開內(nèi)容涉及用于本發(fā)明的拋光墊片的第一層的合適材料，被引入這里供參考。
第一層的厚度能夠選自寬范圍的厚度。一般說來，第一層的厚度能夠進(jìn)行選擇，使得它能夠由拋光工具的平臺校直和適當(dāng)?shù)匕卜?，?dǎo)致制品的均勻拋光和墊片的可接受壽命。如果第一層太厚，則難以校直和適當(dāng)?shù)匕卜艍|片并且墊片太顯剛性，負(fù)面地影響拋光過程的均勻性。如果第一層太薄，則墊片太顯柔性，負(fù)面地影響拋光過程的均勻性和墊片的壽命。在另一非限制性實施方案中，第一層能夠具有至少0.020英寸，或至少0.040英寸；或0.150英寸或更少，或0.080英寸或更少的厚度。
在非限制性實施方案中，第一層由具有孔隙的材料組成，使得拋光液能夠被第一層至少部分地吸收。構(gòu)成第一層的材料能夠具有以第一層的總體積為基礎(chǔ)的至少二(2)個體積百分?jǐn)?shù)的孔隙度(表示為孔隙體積百分?jǐn)?shù))。在另一個非限制性實施方案中，第一層能夠具有以第一層的總體積為基礎(chǔ)的50％或50％以下(按體積)的孔隙度。拋光墊片的孔隙體積百分?jǐn)?shù)能夠使用下列表達(dá)式來測定％孔隙容積＝100×(墊片的密度)×(墊片的孔隙容積)其中該密度是以克/立方厘米的單位表示，并且能夠根據(jù)ASTM D1622-88來測定?？紫扼w積是以立方厘米/克的單位表示，并且能夠根據(jù)在ASTM D 4284-88中列舉的水銀孔率方法，利用Micromeritics的Autopore III滲汞孔隙率測定儀來測定。在非限制性實施方案中，孔隙體積測量能夠在下面條件下進(jìn)行140°的接觸角；480達(dá)因/厘米的汞表面張力；和拋光墊片樣品在50微米汞柱的真空下脫氣。
在非限制性實施方案中，第一層能夠具有至少部分地開放的孔結(jié)構(gòu)，使得它能夠吸收以第一層的總重量為基礎(chǔ)的至少二(2)wt％的拋光液。在另一非限制性實施方案中，第一層能夠吸收不超過50wt％，或2wt％到50wt％。在另一非限制性實施方案中，被墊片所吸收的液體能夠是在拋光或平面化過程中所使用的淤漿。
發(fā)明的拋光墊片包括第二層。在非限制性實施方案中，第二層能夠至少部分地連接到第一層的非拋光表面。第二層的合適材料的非限制性例子能夠包括基本上不可壓縮的聚合物和金屬薄膜和箔。第二層能夠包括，例如，聚烯烴，如低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，超高分子量聚乙烯和聚丙烯；聚氯乙烯；纖維素型聚合物，如乙酸纖維素和丁酸纖維素；丙烯酸；聚酯和共聚酯，如PET和PETG；聚碳酸酯；聚酰胺，如尼龍6/6和尼龍6/12；和高性能塑料，如聚醚醚酮，聚苯醚，聚砜，聚酰亞胺，和聚醚酰亞胺。第二層可包括金屬薄膜，例如但不限于鋁，銅，黃銅，鎳，和不銹鋼。在非限制性實施方案中，第二層能夠包括具有防粘襯層的雙面涂層膜式膠帶，它可以作為442型雙面涂層膜式膠帶從3M商購。
第二層的厚度能夠選自寬范圍的厚度。在另一非限制性實施方案中，第二層能夠具有至少0.0005，或至少0.0010；或0.0650英寸或更少，或0.0030英寸或更少的厚度。
在非限制性實施方案中，第二層能夠?qū)⒂傻谝粚铀艿降膲嚎s力至少部分地分配在第二層的較大區(qū)域上。在非限制性實施方案中，第二層是基本上體積不可壓縮的。在這里使用的術(shù)語“可壓縮的”指百分體積壓縮性測量值，它使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種方法來測量。在這里隨后描述用于測量百分體積壓縮性的方法。如果墊片有太高的可壓縮性，則墊片的第一層能夠壓縮進(jìn)入到晶片的微觀輪廓或短程表面。在另一非限制性實施方案中，拋光墊片的壓縮系數(shù)是至少一(1)個百分?jǐn)?shù)；或三(3)個百分?jǐn)?shù)或更少。
在另一個非限制性實施方案中，第二層的柔性能夠使得至少部分地連接到第二層的第一層(例如，墊片的拋光層)，能夠基本上符合所要拋光的制品的宏觀或長程表面。在非限制性實施方案中，需要拋光的微電子設(shè)備能夠具有一表面，它由于制造方法的原因而不是基本上平面的。設(shè)備(例如，半導(dǎo)體晶片)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠包括一定范圍的高度，它能夠至少部分地類似于“波紋”?；旧戏暇摹安y”表面的拋光墊片的使用可以讓拋光墊片充分地接觸到表面的各個高度，例如“波紋”的峰和谷，使得晶片的大部分表面或基本上整個表面能夠被拋光或平面化。不能基本上符合晶片的“波紋”表面的拋光墊片的使用會導(dǎo)致拋光了晶片的僅僅與墊片的表面相接觸的表面；例如“波紋”的高點或峰；和不能接觸到拋光墊片的波紋的較低高度或谷則保留未拋光或平面化。
在這里使用的該術(shù)語“柔性”(F)指第二層厚度立方(t3)和第二層材料的撓曲模量(E)的反比關(guān)系，即F＝1/t3E。在非限制性實施方案中，第二層的柔性大于1.0×10-8in-1lb-1。在另一非限制性實施方案中，柔性大于1.0×10-4in-1lb-1。
第一和第二層的至少一部分包括窗口，該窗口對于由平面化設(shè)備的計量儀器所使用的波長是至少部分透明的。在非限制性實施方案中，該窗口對于在190至3500納米范圍內(nèi)的至少一種波長是至少部分透明的。在另一個非限制性實施方案中，墊片的窗口對于在所使用的就地計量設(shè)備的干涉儀的激光或光束的波長是至少部分透明的。
在本發(fā)明的一個實施方案中，開口能夠在拋光墊片的第一層和第二層中產(chǎn)生。在另一非限制性實施方案中，在第一和第二層中的開口能夠由現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何合適方法，如沖壓、打孔、激光切割或噴水裁切來產(chǎn)生。在另一非限制性實施方案中，這一開口能夠通過模制該層使得形成開口來形成的。在另一非限制性實施方案中，這一開口能夠在至少部分地連接兩層之前或在兩層已經(jīng)至少部分地連接之后在每一層中產(chǎn)生。這一開口能夠具有足夠的尺寸和形狀以便接受就地澆鑄窗口區(qū)域，它與拋光或平面化工具的平臺窗戶基本上校直排列并且對于在該工具的計量系統(tǒng)中所使用的波長是至少部分透明的。因此，開口和所形成的窗口的尺寸和形狀能夠根據(jù)所使用的拋光或平面化工具的類型而廣泛地變化。在另一非限制性實施方案中，在至少部分地連接這些層之前或在這些層已經(jīng)至少部分地連接之后，通過使用裝有合適尺寸和形狀的沖模(die)的NAEF Model B沖切機(可從MSInstruments Company，Stony Brook，NY商購)，在第一層和第二層中模切成開口。
在第一層和第二層中開口的尺寸，形狀，和定位能夠根據(jù)所使用的CMP設(shè)備來確定。在非限制性實施方案中，能夠使用由AppliedMaterials Inc，Santa Clara CA生產(chǎn)的Mirra拋光器，其中開口的形狀是具有0.5”×2”的尺寸的矩形，在布置上要求長軸沿徑向取向并且它的中心與墊片的中心相差4”。Mirra拋光器的平臺具有20”直徑。這一拋光器所使用的墊片能夠包括具有位于所述區(qū)域中的窗口區(qū)域的20英寸直徑圓。
在另一非限制性實施方案中，能夠使用可從Lam ResearchCorporation，F(xiàn)remont，CA商購的Teres拋光器。這一拋光器使用連續(xù)帶，代替圓形平臺。這一拋光器的墊片能夠是12”寬度和93.25”圓周的連續(xù)帶，它具有合適尺寸的窗口區(qū)域并且該窗口區(qū)域在位置上與Teres拋光器的計量窗口校直排列。
在非限制性實施方案中，能夠在拋光墊片的第一和第二層中沖切(例如，模切)開口。這一開口然后能夠在第二層的不至少部分地連接于第一層的那一側(cè)上被密封。由于密封開口的材料能夠選自在現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種材料。合適材料能夠包括但不限于粘合材料如膠帶。間隔片能夠被插入開口中。在非限制性的另一個實施方案中，間隔片能夠是臨時的并且在窗口形成之后被除去，或間隔片能夠是永久的并且在窗口形成之后保留。間隔片的材料，大小與形狀能夠廣泛地改變。在非限制性實施方案中，該間隔片能夠由至少部分透明的材料組成。在另一個非限制性實施方案中，該間隔片能夠由聚酯薄膜構(gòu)成。一般說來，間隔片的尺寸和形狀使得它可以可靠地固定在墊片開口中并且至少部分地接觸到用于密封開口的材料。在非限制性實施方案中，該間隔片能夠至少部分地附著于用于密封該開口的材料上。在另一非限制性實施方案中，膠帶可用于密封開口和該間隔片能夠至少部分地粘附于膠帶的粘合劑部分。
在間隔片的插入之后，位于或保留在間隔片以上的開口能夠填充適合形成墊片窗口的樹脂材料。在非限制性實施方案中，樹脂能夠被傾倒在間隔片以上的開口，以使氣隙在樹脂中的引入實現(xiàn)最小化。在另一個非限制性實施方案中，樹脂的用量能夠使得樹脂水平與墊片的拋光表面齊平。
在非限制性實施方案中，樹脂材料能夠進(jìn)行選擇，使得所形成的窗口對于拋光裝置的就地計量儀器的波長是至少部分透明的。在另一非限制性實施方案中，所形成的窗口能夠是基本上透明的。合適的樹脂材料能夠包括本領(lǐng)域中技術(shù)人員已知是至少部分透明的或能夠變成至少部分透明的材料。用于本發(fā)明的樹脂材料的非限制性例子能夠包括但不限于聚氨酯預(yù)聚物與固化劑，環(huán)氧樹脂與固化劑，紫外線可固化丙烯酸系樹脂，以及它們的混合物。合適樹脂材料的非限制性例子能夠包括熱塑性丙烯酸系樹脂，熱固性丙烯酸系樹脂，如用尿素-甲醛或蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，用環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，或用碳化二亞胺或聚亞胺或環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羧基官能化丙烯酸系樹脂；尿烷體系，如用多異氰酸酯交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂；二胺固化的異氰酸酯終端的預(yù)聚物；用多胺交聯(lián)的異氰酸酯終端的預(yù)聚物；用多異氰酸酯交聯(lián)的胺終端樹脂；用蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的氨基甲酸酯官能化丙烯酸系樹脂；環(huán)氧樹脂，如用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的聚酰胺樹脂，用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的酚醛樹脂；聚酯樹脂，如用蜜胺-甲醛樹脂或用多異氰酸酯或用環(huán)氧交聯(lián)劑交聯(lián)的羥基終端聚酯，以及它們的混合物。
在非限制性實施方案中，樹脂材料能夠包括胺終端低聚物，如從Air Products and Chemicals，Inc.商購的VERSALINK P650，二胺，如從Air Products and Chemicals，Inc.商購的LONZACURE MCDEA，以及多異氰酸酯，如從Bayer Corporation Coatings and ColorantsDivision商購的DESMODUR N 3300A。
在另一非限制性實施方案中，用于本發(fā)明中的樹脂材料能夠包括在現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種普通的添加劑。此類添加劑的非限制性例子能夠包括但不限于光穩(wěn)定劑，抗氧化劑，染料，加工助劑比如但不限于潤濕劑，消泡劑，和脫氣助劑比如但不限于(聚)硅氧烷表面活性劑，和它們的混合物。在另一非限制性實施方案中，商購的(聚)硅氧烷表面活性劑如從OSi Specialties商購的SAG-47和COATSIL 3501，和從GE Silicones商購的GE-SF 1080能夠被添加到樹脂材料中。一般說來，添加劑的用量能夠根據(jù)具體的樹脂材料和具體的添加劑來廣泛地改變。在另一非限制性實施方案中，添加劑能夠以一種量添加，使得添加劑構(gòu)成了樹脂/添加劑混合物的低于10wt％，或低于5wt％，或低于3wt％。
在另一非限制性實施方案中，可用于在墊片中形成窗口的樹脂能夠進(jìn)行固化。該固化過程能夠包括讓含有樹脂的墊片在規(guī)定溫度下固化一段規(guī)定的時間。用于固化該窗口樹脂的時間和溫度能夠廣泛地變化并且取決于被選擇來形成窗口的樹脂材料。一般，固化時間能夠進(jìn)行選擇，使得樹脂在觸摸時沒有粘性或不發(fā)粘。一般說來，固化溫度能夠進(jìn)行選擇，使得由于太低或太高的固化溫度所產(chǎn)生的窗口翹曲或變形不會導(dǎo)致墊片無法用于拋光目的。在非限制性實施方案中，該固化時間能夠是30分鐘到48小時，或18小時到36小時，或6小時到24小時，或1小時到4小時。在非限制性實施方案中，該固化溫度能夠是0℃到低于125℃，或5℃到120℃，或10℃到115℃，或15℃到110℃，或22℃到105℃。
在固化步驟之后，間隔片和用于密封該開口的膠帶能夠被除去。在另一非限制性實施方案中，在固化步驟之后，僅僅該膠帶能夠被除去。在非限制性實施方案中，所形成的窗口區(qū)域能夠使用研磨機用墊片工作面打磨成共平面的。
在非限制性實施方案中，第三層能夠至少部分地連接到本發(fā)明的拋光墊片的第二層。在另一非限制性實施方案中，第三層的一個表面能夠至少部分地連接到第二層和第三層的另一個平行面可以含有粘合劑，使得該第三層能夠至少部分地連接到平面化機器的基面(base)。該第三層在現(xiàn)有技術(shù)中能夠稱作底墊片(subpad)。在另一非限制性實施方案中，能夠在第三層和粘合劑層中產(chǎn)生開口，該粘合劑層能夠?qū)⒌谌龑又辽俨糠值剡B接到該平面化機器的基面。在另一非限制性實施方案中，在至少部分地將第一層連接到第二層和將第二層連接到第三層之前或之后，能夠在第一、第二和第三層中產(chǎn)生開口。這一開口能夠至少部分地與在第一層中的開口和在第二層中的開口校直排列。開口能夠通過使用如前面所述的各種方法來生產(chǎn)，以及開口的形狀和尺寸能夠根據(jù)如前面所述的所用拋光工具來變化。在另一非限制性實施方案中，間隔片能夠放置于開口中，和通過使用在本文前面所述的條件和方法，開口能夠填充樹脂材料并固化而在墊片中形成就地澆鑄窗口。
在非限制性實施方案中，該第三層可用于提高在拋光墊片與經(jīng)歷拋光的基材的表面之間的接觸均勻性。選擇第三層的材料的考慮因素可以是該材料是否提供對于拋光墊片的工作面(例如，第一層)的順從性支持，使得拋光層基本上符合被拋光的微電子設(shè)備的宏觀輪廓或長程表面。
第三層的厚度能夠選自各種的厚度。厚度能夠進(jìn)行選擇，使得所形成的墊片能夠適當(dāng)?shù)匕惭b在拋光工具的平臺上。此外，第三層的厚度能夠進(jìn)行選擇，使得它提供對于拋光墊片的工作面(例如，第一層)的順從性支持，使得拋光層基本上符合被拋光的微電子設(shè)備的宏觀輪廓或長程表面。太厚的第三層可能導(dǎo)致會不利地影響拋光均勻性的過分墊片順應(yīng)性；太薄的第三層對于工作面所提供的順從性支持是不夠的并因為無法讓拋光層基本上符合被拋光的設(shè)備的宏觀/長程表面而負(fù)面地影響拋光性能。在本發(fā)明的非限制性實施方案中，該第三層能夠是至少0.020英寸厚度。因此，在另一非限制性實施方案中，第三層的厚度能夠是至少0.040英寸，或至少0.045英寸；或0.100英寸或更少，或0.080英寸或更少，或0.065英寸或更少。
第三層的合適材料能夠包括但不限于無紡織物或機織纖維層，即聚烯烴，聚酯，聚酰胺，或丙烯酸系纖維，它們已浸漬了樹脂。該纖維能夠是定長短纖維或在纖維層中是基本上連續(xù)的。非限制性例子包括浸漬了聚氨酯的無紡織物，如在美國專利4,728,552中所述，即聚氨酯浸漬氈。市場上可買到的無紡織物底墊片層的非限制性例子能夠是從Rodel，Inc.Newark DE獲得的SubaTMIV。
在另一非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括第三層，后者能夠包括天然橡膠，合成橡膠，熱塑性彈性體，或基本上回彈性泡沫塑料片。第三層的材料能夠發(fā)泡得到多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)可以是開孔，閉孔，或兩者的結(jié)合。合成橡膠的非限制性例子包括氯丁橡膠，硅酮橡膠，氯丁橡膠，乙丙橡膠，丁基橡膠，聚丁二烯橡膠，聚異戊二烯橡膠，EPDM聚合物，苯乙烯-丁二烯共聚物，乙烯和乙酸乙基乙烯基酯的共聚物，氯丁橡膠/乙烯基腈橡膠，和氯丁橡膠/EPDM/SBR橡膠。熱塑性彈性體的非限制性例子包括聚烯烴，聚酯，聚酰胺，聚氨酯如以聚醚和聚酯為基礎(chǔ)的那些聚氨酯，和它們的共聚物。能夠用于第三層的泡沫片的非限制性例子包括乙烯-乙酸乙烯共聚物片，如從Acor Orthopedic Inc.，Cleveland，Ohio商購的那些；乙烯-乙酸乙烯共聚物片和聚乙烯泡沫片，如從Sentinel Products，Hyannis，NJ商購的那些；聚氨酯泡沫片，如從Illbruck，Inc.，Minneapolis，MN商購的那些；和聚氨酯泡沫片，如從Rogers Corporation，Woodstock，CT以商品名PORON商購的那些。
在非限制性實施方案中，該第三層能夠包括比拋光層(例如第一層)更軟的材料。在這里使用的術(shù)語“軟度”指材料的肖氏A硬度。材料越軟，該肖氏A硬度值越低。在本發(fā)明中，第三層的肖氏A硬度值低于第一層的肖氏A硬度值。在非限制性實施方案中，該第三層能夠具有至少15的肖氏A硬度。在另一非限制性實施方案中，第三層的肖氏A硬度能夠是至少45，或75或更少，或45到75。第一層的肖氏A硬度能夠是至少85。在另一非限制性實施方案中，第一層的肖氏A硬度能夠是100或更少，或85到100。肖氏A硬度能夠通過使用本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員已知的各種儀器和方法來測定。在本發(fā)明中，肖氏A硬度能夠根據(jù)在ASTM D 2240中列出的程序，通過使用具有最大指示計的Shore “Type A”Durometer(從The Shore Instrument & MFG.Co.，Inc.，New York，NY商購)來測量。肖氏硬度的試驗方法包括具體類型的硬度計壓頭在規(guī)定條件下進(jìn)入該材料中的穿透度。該硬度能夠被描述為與穿透深度倒數(shù)相關(guān)并且硬度取決于所試驗材料的彈性模量和粘彈性。
在本發(fā)明的非限制性實施方案中，構(gòu)成拋光墊片的第三層的材料顯示出比構(gòu)成第一層的材料的壓縮系數(shù)更大的壓縮系數(shù)。在這里使用的術(shù)語“壓縮系數(shù)”指百分體積壓縮系數(shù)測量值。因此，第三層的百分體積壓縮系數(shù)大于第一層的百分體積壓縮系數(shù)。在非限制性實施方案中，第三層的百分體積壓縮系數(shù)能夠在施加20psi的負(fù)荷時低于20％。在另一非限制性實施方案中，第三層的百分體積壓縮系數(shù)能夠在施加20psi的負(fù)荷時低于10％，或在施加20psi的負(fù)荷時低于5％。在另一非限制性實施方案中，第一層的百分體積壓縮系數(shù)能夠低于第三層的百分體積壓縮系數(shù)，或在施加20psi的負(fù)荷時是0.3-3％。第三層的百分體積壓縮系數(shù)能夠使用本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員已知的各種儀器和方法來測定。在本發(fā)明的非限制性實施方案中，拋光墊片的一層或拋光墊片的百分體積壓縮系數(shù)使用下面方程式計算
如果墊片的面積在有負(fù)荷(例如，20psi)時不改變，則體積壓縮系數(shù)的前述方程式可以依據(jù)墊片厚度由下列表達(dá)式來表示。
在非限制性實施方案中，墊片厚度一般通過將負(fù)荷(例如已校準(zhǔn)的砝碼)放置于墊片樣品上并測量由于負(fù)荷所引起的墊片厚度的變化來測定。在本發(fā)明中，可使用Mitutoyo Electronic Indicator，ModelID-C112EB。該指示計具有軸或螺紋桿，它們在一端裝有扁平的觸頭，墊片放置在觸頭之下。該軸能夠在一端上裝有對接觸面積施加規(guī)定載荷的設(shè)備，如接受已校準(zhǔn)的砝碼的天平盤。該指示器顯示了由于施加負(fù)荷所引起的墊片的位移。指示計顯示值典型地是英寸或毫米的指征。電子指示器能夠安裝在Mitutoyo Precision Granite Stand上以便在進(jìn)行測量時提供穩(wěn)定性。墊片的側(cè)向尺寸能夠足夠容許從任何邊緣起始的至少0.5”的測量。墊片的表面能夠是平的并在足夠的面積上是平行的，以便在試驗墊片和扁平的觸頭之間有均勻接觸。被試驗的墊片能夠放置在扁平的觸頭上。墊片的厚度能夠在施加負(fù)荷之前進(jìn)行測量。已校準(zhǔn)的天平砝碼能夠加在天平盤上達(dá)到特定的載荷。墊片然后在規(guī)定載荷下壓縮。該指示計能夠顯示在規(guī)定載荷下墊片的厚度/高度。在施加負(fù)荷之前墊片的厚度減去在規(guī)定載荷下墊片的厚度能夠用于測定墊片的位移。在非限制性實施方案中，20psi的荷載能夠施加于墊片。測量能夠在標(biāo)準(zhǔn)化溫度如室溫下進(jìn)行。一般說來，測量是在22℃+/-2℃的溫度下進(jìn)行。測量厚度的這一方法能夠應(yīng)用于墊片樣品或應(yīng)用于墊片層樣品。
在非限制性實施方案中，測量百分體積壓縮系數(shù)的程序能夠包括將觸頭放置在花崗巖底座上和調(diào)節(jié)指示計到讀取零。該觸頭然后升高，放置在花崗巖上的樣品與樣品的任何邊緣相距至少0.5”的觸頭邊緣相接觸。該觸頭能夠下降到該樣品上和該樣品厚度測量能夠在5+/-1秒之后進(jìn)行。不移動該樣品或該觸頭，將足夠的砝碼加到天平盤上以使由觸頭對樣品施加20psi的力。在負(fù)荷下樣品厚度測量的讀取能夠在15+/-1秒之后進(jìn)行。測量程序能夠重復(fù)，使用20psi的壓縮力，以至少0.25″間距在樣品上的不同位置上進(jìn)行五次測量。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括至少部分地連接到第二層的第一層，和至少部分地連接到第三層的第二層。拋光墊片的第二層能夠用作在第一層和第三層之間流體輸送的阻隔層。因此，在選擇構(gòu)成第二層的材料時的考慮因素是該材料防止拋光液從第一層輸送到第三層的能力。在非限制性實施方案中，第二層能夠由基本上不透過拋光液的材料組成，使得第三層沒有被拋光液顯著地飽和。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片的第一層、第二層和任選的第三層能夠至少部分地連接；并且在各層至少部分地彼此連接之前或之后在每一層中產(chǎn)生開口。在第一層，第二層和第三層中的開孔能夠彼此之間至少部分地校直排列并且與拋光或平面化工具的平臺窗戶至少部分地校直排列。
在另一個非限制性實施方案中，三層墊片能夠通過將第一層(即拋光層)至少部分地連接到第二層和將第二層至少部分地連接到第三層(即，基底或底墊片)來構(gòu)造。在另一非限制性實施方案中，從Rodel，Incorporated商購的22.0”直徑SUBA IV底墊片能夠包括第三層。窗開口能夠如本文前面所述那樣被切成第一，第二和第三層。在另一非限制性實施方案中，開口能夠是矩形的，具有0.5”×2.0”的尺寸，在定位時要求長軸沿徑向取向并且在與墊片的中心相距4”處居中。在另一非限制性實施方案中，在至少部分地將它連接到第二層之前這一開口能夠被切入SUBA IV墊片中，或這一開口能夠在至少部分地連接第一、第二和第三層之后被切成。在非限制性實施方案中，第一層至少部分地連接到第二層，開口能夠被切入到第一和第二層組裝件中，第二層的防粘襯層被除去，和暴露的粘合劑能夠用于至少部分地將第二層連接于SUBA IV底墊片。開口能夠在將底墊片至少部分地連接到第一和第二層墊片組裝件中之前或之后被切入到底墊片中。在底墊片中的開口能夠至少部分地與在第一層和第二層中的開口校直排列。間隔片能夠被插入到組裝件的開口中，和在間隔片以上的開口能夠用樹脂填充以形成如前面所述的窗口。
在另一個非限制性實施方案中，該窗口能夠在按照前面所述的第一和第二層組裝件中形成，和含有開口的第三層然后至少部分地連接到第一和第二層組裝件中，這樣在第三層中的開口與在第一和第二層組裝件中的窗口至少部分地校直排列。
在非限制性實施方案中，拋光墊片的第一層能夠使用粘合劑被連接到第二層的至少一部分上。在另一非限制性實施方案中，拋光墊片的第一層能夠連接到第二層的至少一部分和第二層能夠使用粘合劑連接到第三層的至少一部分。用于本發(fā)明的合適粘合劑能夠提供足夠的耐剝離性，使得墊片層在使用過程中基本上保持牢固。此外，用于本發(fā)明的合適粘合劑能夠至少充分地承受在拋光或平面化過程中存在的剪切應(yīng)力，而且在使用過程中能夠至少充分地耐化學(xué)和水分降解。該粘合劑能夠通過使用本領(lǐng)域中技術(shù)人員已知的普通方法來至少部分地施涂。在另一非限制性實施方案中，該粘合劑能夠至少部分地施涂于第一層的下表面和第二層的上表面；和/或粘合劑能夠至少部分地施涂于第二層的下表面和第三層的上表面。
該粘合劑能夠選自本領(lǐng)域中已知的寬范圍的粘合劑材料，比如但不限于接觸粘合劑，壓敏粘合劑，結(jié)構(gòu)粘合劑，熱熔粘合劑，熱塑性粘合劑，和可固化粘合劑，如熱固性粘合劑。合適結(jié)構(gòu)粘合劑的非限制性例子能夠選自聚氨酯粘合劑，和環(huán)氧樹脂粘合劑；如以雙酚A的二縮水甘油醚為基礎(chǔ)的那些。合適壓敏粘合劑的非限制性例子能夠包括彈性體聚合物和增粘樹脂。合適彈性體聚合物能夠選自天然橡膠，丁基橡膠，氯化橡膠，聚異丁烯，聚(乙烯基烷基醚)，醇酸粘合劑，丙烯酸系如以丙烯酸2-乙基己基酯和丙烯酸為基礎(chǔ)的共聚物，嵌段共聚物如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，和它們的混合物。
在非限制性實施方案中，壓敏粘合劑能夠使用有機溶劑如甲苯或己烷被施涂于基材上，或由水性乳液或由熔體施涂于基材上。在這里使用的“熱熔粘合劑”指一種粘合劑，它包括能夠加熱成熔體，然后作為液體至少部分地施涂于基材上的非揮發(fā)性的熱塑性材料。合適熱熔粘合劑的非限制性例子能夠選自乙烯-醋酸乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，聚酯，聚酰胺類如從二胺和二聚酸的反應(yīng)形成的那些，和聚氨酯。
在非限制性實施方案中，第二層能夠包括粘合劑組裝件(adhesiveassembly)。該粘合劑組裝件能夠包括至少部分地插入在上粘合劑層和下粘合劑層之間的中間層。在另一非限制性實施方案中，粘合劑組裝件的上粘合劑層可以至少部分地連接到第一層的下表面，和粘合劑組裝件的下粘合劑層可以至少部分地連接到第三層的上表面。粘合劑組裝件的中間層能夠選自用于拋光墊片的第二層中的上述合適材料。粘合劑組裝件的上、下粘合劑層能夠選自在本文前面提及的粘合劑的非限制性例子。在非限制性實施方案中，該上、下粘合劑層各自能夠是接觸粘合劑。該粘合劑組裝件能夠在現(xiàn)有技術(shù)中稱作雙面的或雙面涂層的膠帶。合適粘合劑組裝件的非限制性例子能夠包括從3M，Industrial Tape和Specialties Division商購的那些。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括第一層，第二層和第三層，其中各層能夠包括開口。第一，第二和第三層的開口能夠至少部分地校直排列。就地澆鑄的窗口能夠通過使用在本文前面所述的方法在開口內(nèi)形成。
在另一非限制性實施方案，涂料能夠至少部分地施涂于拋光墊片的窗口區(qū)域的上表面和/或下表面。該涂層能夠提供下列性能中的任何一種，例如窗口區(qū)域的改進(jìn)透明度，改進(jìn)耐磨性，改進(jìn)抗穿刺性，和/或抗反射性能。該涂層能夠包括以前列舉可用于拋光墊片的第二層中的材料。在非限制性實施方案中，該涂料能夠是就地澆鑄樹脂涂料，它能夠作為液體，作為溶劑溶液，分散體，或含水膠乳；作為熔體，或作為能夠反應(yīng)形成涂層的樹脂前體的摻混物被施涂。液體的施涂能夠通過各種已知的方法來完成，其中包括噴霧，浸軋和傾倒。涂料的合適材料的非限制性例子包括熱塑性丙烯酸系樹脂，熱固性丙烯酸系樹脂，如用尿素-甲醛或蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯系膠乳，用環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，或用碳化二亞胺或聚亞胺或環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羧基官能化丙烯酸系膠乳；尿烷體系，如用多異氰酸酯交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，用蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的氨基甲酸酯官能化丙烯酸系樹脂，二胺固化的異氰酸酯終端的預(yù)聚物；環(huán)氧樹脂，如用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的聚酰胺樹脂，用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的酚醛樹脂；聚酯樹脂，如用蜜胺-甲醛樹脂或用多異氰酸酯或用環(huán)氧交聯(lián)劑交聯(lián)的羥基終端聚酯。
在非限制性實施方案中，該涂料能夠是水性丙烯酸膠乳，它能夠在墊片組裝件的堆疊之后施涂。該涂料能夠施涂于第二層的窗口區(qū)域的上和下表面。涂料的施涂能夠在膠粘帶和任選的間隔片從窗口區(qū)域中除去之后進(jìn)行。
本發(fā)明的拋光墊片能夠與本領(lǐng)域中已知的拋光液如拋光淤漿相結(jié)合使用。為本發(fā)明的墊片所用的合適淤漿的非限制性例子包括但不限于在具有序列號09/882,548和09/882,549的美國專利申請中公開的淤漿，兩專利申請都于2001年6月14日提出并待審。在非限制性實施方案中，該拋光液能夠插入在墊片的第一層與需要拋光的基材之間。該拋光或平面化方法能夠包括拋光墊片相對于被拋光的基材作運動。各種的拋光液或淤漿在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。用于本發(fā)明的合適淤漿的非限制性例子包括含有磨料顆粒的淤漿?？杀挥糜谟贊{中的磨料能夠包括粒狀二氧化鈰，粒狀氧化鋁，粒狀硅石等等。用于半導(dǎo)體基片的拋光中的商購淤漿的例子包括但不限于可從Rodel，Inc.Newark DE商購的ILD1200和ILD1300以及可從Cabot MicroelectronicsMaterials Division，Aurora，IL商購的SemiSperse D-7000和SemiSperse 12。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的拋光墊片能夠為一種用于平面化具有非平面型表面的制品的裝置所利用。該平面化裝置能夠包括握持該制品的停留裝置；和原動力裝置，它讓墊片和停留裝置相對于彼此運動，這樣墊片和停留裝置的運動引起淤漿和墊片的平面化表面接觸到該制品的非平面型表面并使之平面化。在另一非限制性實施方案中，該平面化裝置能夠包括翻新該墊片的拋光表面或平面化表面的設(shè)備。合適翻新設(shè)備的非限制性例子包括裝有磨盤(它研磨墊片的工作面)的機械臂。
在另一非限制性實施方案中，平面化裝置能夠包括用于進(jìn)行被拋光或平面化的制品的就地計量測量的裝置。商購的拋光或平面化裝置可以從設(shè)備制造商，如Applied Materials，LAM Research，SpeedFam-IPEC，和Ebara Corp獲得。
在非限制性實施方案中，本發(fā)明的墊片能夠放置于圓柱形金屬基底上；和能夠用一層粘合劑連接到基底的至少一部分。合適的粘合劑能夠包括各種已知的粘合劑。在又一非限制性實例中，墊片能夠放置在拋光或平面化裝置的圓柱形金屬基底或平臺上，該裝置包括用于進(jìn)行所要拋光的制品的就地計量測量的設(shè)備。墊片能夠在放置之后使它的窗口區(qū)域與平臺的計量窗口校直排列。
本發(fā)明在下面的實施例中更具體地描述，這些實施例僅僅為了舉例而已，因為許多改進(jìn)和變化對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是顯而易見的。除非另作說明，全部的份和百分?jǐn)?shù)是按重量計。
實施例實施例A由表A中列出的成分制備粒狀交聯(lián)聚氨酯。粒狀交聯(lián)聚氨酯用于按照實施例1中進(jìn)一步所述來制備拋光墊片。
(a)LONZACURE MCDEA二胺固化劑，從Air Products andChemicals，Inc獲得，描述為亞甲基雙(氯二乙基苯胺)。
(b)PLURONIC F108表面活性劑，從BASF Corporation獲得。
(c)ARITHANE PHP-75D預(yù)聚物，從Air Products and Chemicals，Inc獲得，描述為甲苯二異氰酸酯和聚(四亞甲基二醇)的異氰酸酯官能化反應(yīng)產(chǎn)物。
(d)DESMODUR N 3300A脂族多異氰酸酯，從Bayer Corporation，Coatings and Colorants Division獲得，描述為以六亞甲基二異氰酸酯為基礎(chǔ)的多官能化脂族異氰酸酯。
將投料1加入到敞開容器中和在攪拌下在加熱板上升溫，直至容器的內(nèi)容物達(dá)到35℃為止。在這一溫度下繼續(xù)攪拌，直至各種成分形成均勻溶液為止。容器然后從加熱板上移走。在攪拌下使用水浴將投料2升溫至55℃，然后加入到投料1中。內(nèi)容物用電機驅(qū)動葉輪混合兩分鐘，直至混合物變均勻為止。容器的內(nèi)容物然后立即傾倒在10千克的30℃去離子水中，同時對去離子水進(jìn)行強烈攪拌。在容器的內(nèi)容物的添加結(jié)束之后，去離子水的劇烈混合繼續(xù)進(jìn)行另外30分鐘。濕的粒狀交聯(lián)聚氨酯通過使用篩子的堆疊體來分選，從堆疊體的頂部到底部有如下篩目尺寸50目(300微米篩眼)，和140目(105微米篩眼)。得自140目的所分離的粒狀交聯(lián)聚氨酯微粒在80℃烘箱中干燥一夜。
實施例1由在下面表1中列出的成分制備包括粒狀交聯(lián)聚氨酯和交聯(lián)聚氨酯粘結(jié)劑的拋光墊片。
(e)二月桂酸二丁基錫95％，從Sigma-Aldrich Corporation獲得。
投料2使用電機驅(qū)動不銹鋼葉輪進(jìn)行混合，直至變均勻為止。投料2的均勻混合物然后與投料1在合適的容器中摻混，然后利用電機驅(qū)動混合器混合在一起，直至均勻為止。將930g份的投料1和2的結(jié)合物引入到三個26”×26”扁平模具的每一個中。該模具被引導(dǎo)通過處于環(huán)境溫度下的一對輥，形成了0.100”厚度的三個片。該片在25℃和80％相對濕度下固化18小時，隨后在130℃下固化1小時。將帶有防粘襯層的雙面涂層膜式膠帶貼合于固化片的一個表面上。膜式膠帶可作為442型雙面涂層膜式膠帶從3M獲得。從片上裁切具有20.0”直徑的圓形墊片。然后在每一墊片上裁切窗開口。開口的形狀是矩形的，具有0.5”×2.0”的尺寸，在定位時要求長軸沿徑向取向并且在與墊片的中心相距4”處居中。墊片開口在襯層側(cè)上用3M 442雙面膠帶的”×4”小片密封。間隔片(由0.010”聚酯薄膜構(gòu)造，以合適尺寸裁切從而密實地鑲嵌在墊片開口中)放置在開口中并穩(wěn)固地附著于4”×4”3M 442膠帶的暴露粘合劑上。由表2中列出的成分制備窗口樹脂。
(f)VERSALINK P650低聚二胺固化劑，從Air Products andChemicals，Inc獲得，它描述為聚四亞甲基醚二醇-二胺。
(g)COATOSIL 3501添加劑，從OSi Specialties獲得，描述為脫泡劑。
將投料1加入到敞開鋁容器中并在設(shè)定在120℃溫度的加熱板上放置，直至容器的內(nèi)容物熔化為止。內(nèi)容物用不銹鋼刮勺徹底地混合，直至變均勻為止。然后通過將容器放置在設(shè)定于80℃的真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg的真空直至鼓泡停止和任何起泡平息為止，將投料1脫氣以除去水分和所夾含的空氣。容器然后從真空烘箱中取出，將投料2加入到投料1中并用刮勺混合至均勻為止。內(nèi)容物然后放置在環(huán)境溫度的第二真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg真空達(dá)5分鐘，以除去由于混合所產(chǎn)生的任何夾含空氣。
然后將樹脂的容器從真空烘箱中取出并小心地將一部分的樹脂傾倒在有間隔片的墊片窗開口上從而不至于將氣隙引入到樹脂中。傾倒足夠的樹脂以使樹脂水平與上墊片表面齊平。然后讓樹脂在環(huán)境條件下固化一夜。在固化之后，除去3M 442雙面膠帶的4”×4”小片和間隔片。墊片的上、下表面通過使用研磨機打磨成平行的，并且窗口區(qū)域與墊片工作面共平面。
實施例2通過將實施例1的拋光墊片組裝件安裝在22.0”直徑SUBA IV底墊片上來構(gòu)造堆疊的墊片。為了構(gòu)造墊片，首先在SUBA IV墊片中裁切窗開口。開口的形狀是矩形的，具有0.5”×2.0”的尺寸，在定位時要求長軸沿徑向取向并且在與墊片的中心相距4”處居中。接著，除去實施例1的拋光墊片組裝件的防粘襯層，暴露粘合劑。拋光墊片組裝件然后用這一粘合劑牢固地粘結(jié)于SUBA IV底墊片。在安裝過程中必須要小心，以使在Suba IV底墊片中的窗開口與墊片窗口校直排列。
實施例3使用下列程序，采用由在表3中所列的成分制得的窗口樹脂，按照實施例1中的方式來制備實施例3。
(h)VERSAMID 253多胺-聚酰胺固化劑，從Cognis Corp.獲得(i)EPON 880環(huán)氧樹脂，從Shell Chemical獲得。
將投料1加入到敞開的鋁容器中，內(nèi)容物用不銹鋼刮勺徹底地混合至均勻為止。然后通過將容器放置在設(shè)定于60℃的真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg的真空直至鼓泡停止和任何起泡平息為止，將投料1脫氣以除去水分和所夾含的空氣。容器然后從真空烘箱中取出，將投料2加入到投料1中并用刮勺混合至均勻為止。內(nèi)容物然后放置在環(huán)境溫度的第二真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg真空達(dá)5分鐘，以除去由于混合所產(chǎn)生的任何夾含空氣。
然后將樹脂的容器從真空烘箱中取出并小心地將一部分的樹脂傾倒在墊片窗開口中，從而不至于將氣隙引入到樹脂中。傾倒足夠的樹脂以使樹脂水平與上墊片表面齊平。然后讓樹脂在環(huán)境條件下固化一夜。在固化之后，除去3M 442雙面膠帶的4”×4”小片和間隔片。墊片的上、下表面通過使用研磨機打磨成平行的，并且窗口區(qū)域與墊片工作面共平面。
實施例4使用下列程序，采用由在表4中所列的成分制得的窗口樹脂，按照實施例1中的方式來制備實施例4。
(j)EBECRYL 8404脂族脲烷二丙烯酸酯，從UCB Chemicals Corp.獲得(k)EBECRYL 4866脂族尿烷三丙烯酸酯，從UCB Chemicals Corp.獲得(l)DAROCURE 1173光引發(fā)劑，從Ciba Specialty Chemicals獲得。
將投料1加入到敞開的鋁容器中，內(nèi)容物用不銹鋼刮勺徹底地混合至均勻為止。然后通過將容器放置在設(shè)定于60℃的真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg的真空直至鼓泡停止和任何起泡平息為止，將投料1脫氣以除去水分和所夾含的空氣。容器然后從真空烘箱中取出，將投料2加入到投料1中并用刮勺混合至均勻為止。內(nèi)容物然后放置在環(huán)境溫度的第二真空烘箱中并抽1mm到5mm Hg真空達(dá)5分鐘，以除去由于混合所產(chǎn)生的任何夾含空氣。
然后將樹脂的容器從真空烘箱中取出并小心地將一部分的樹脂傾倒在墊片窗開口中，從而不至于將氣隙引入到樹脂中。傾倒足夠的樹脂以使樹脂水平與上墊片表面齊平。樹脂然后使用Fusion Systems D燈泡進(jìn)行UV固化。在固化之后，除去3M 442雙面膠帶的4”×4”小片和間 隔片，形成合適的窗口區(qū)域。墊片的上、下表面通過使用研磨機打磨成平行的，并且窗口區(qū)域與墊片工作面共平面?？梢杂^察到，通過墊片的手工撓曲，該窗口從拋光墊片上脫離。
實施例5-11使用實施例1的程序，由在表1中列出的成分制備包括粒狀交聯(lián)聚氨酯和交聯(lián)聚氨酯粘結(jié)劑的一片拋光墊片材料。該片在25℃的溫度和80％相對濕度下固化18小時，隨后在130℃下固化1小時。將帶有防粘襯層的3M 442型雙面涂層膜式膠帶貼合于固化片的一個表面上。從片上裁切具有3.2”直徑的七個圓形墊片。然后在每一墊片上裁切窗開口。開口的形狀是矩形的，具有0.5”×2.0”的尺寸，在定位時要求窗口中心位于墊片的中心。每一墊片開口然后用粘合劑膠帶在襯層上密封。間隔片(由0.010”聚酯薄膜構(gòu)造，以合適尺寸裁切從而密實地鑲嵌在墊片開口中)放置在開口中并穩(wěn)固地附著于膠帶的暴露粘合劑上。按照實施例1的方式，由表2中列出的成分制備實施例5-11的窗口樹脂。
將一部分的樹脂小心地傾倒在每一墊片窗開口上從而不至于將氣隙引入到樹脂中。傾倒足夠的樹脂以使樹脂水平與上墊片表面齊平。樹脂然后固化。該固化過程在于讓墊片組裝件在規(guī)定溫度下固化規(guī)定的時間，如下實施例5，6，7，8，9，10和11分別在22℃下固化18小時，在45℃下6小時，在65℃下4小時，在85℃下2小時，在105℃下1小時，在125℃下1小時和在145℃下1小時。
在固化之后，粘合劑膠帶和間隔片被除去。窗口的翹曲或皺縮直接使用安裝在Mitutoyo Precision Granite Stand上的MitutoyoElectronic Indicator，Model ID-C112EB來測量。
在測量之前，窗口墊片在22℃下平衡一夜，然后將實施例5至11一次一個地放置(凹面向上)在花崗巖臺面上。將指示計尖頭放置于窗口上，與邊緣有1-2mm距離，并且沿著該0.5”邊緣當(dāng)中的一個居中。然后將相對的0.5”邊緣向下壓以接觸花崗巖基底，在指示計上測量由于翹曲所引起的窗口的變形。該翹曲是以毫米記錄。對于實施例5-11記錄的窗口翹曲如下。
權(quán)利要求
1.包括就地澆鑄的至少部分透明的窗口的拋光墊片，該窗口具有0℃到低于125℃的固化溫度。
2.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中拋光墊片包括第一層和第二層。
3.權(quán)利要求2的拋光墊片，其中第一層包括粒狀聚合物和有機聚合物粘結(jié)劑。
4.權(quán)利要求2的拋光墊片，其中第二層選自基本上不可壓縮的聚合物，金屬薄膜和箔，和它們的混合物。
5.權(quán)利要求4的拋光墊片，其中該第二層選自聚烯烴，纖維素型聚合物，丙烯酸系樹脂，聚酯和共聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，塑料，和它們的混合物。
6.權(quán)利要求2的拋光墊片，其中第一層至少部分地連接到第二層。
7.權(quán)利要求2的拋光墊片，進(jìn)一步包括第三層。
8.權(quán)利要求7的拋光墊片，其中第三層具有比第一層更低的肖氏A硬度。
9.權(quán)利要求7的拋光墊片，其中第三層具有比第一層更大的百分體積可壓縮性。
10.權(quán)利要求7的拋光墊片，其中第三層選自浸漬的無紡織物或機織織物纖維墊。
11.權(quán)利要求10的拋光墊片，其中第三層選自聚烯烴，聚酯，聚酰胺，丙烯酸系纖維和它們的混合物。
12.權(quán)利要求7的拋光墊片，其中第三層選自天然橡膠，合成橡膠，熱塑性彈性體，基本上回彈性的泡沫塑料片，和它們的混合物。
13.權(quán)利要求7的拋光墊片，其中第三層至少部分地連接到第二層。
14.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中窗口包括樹脂材料。
15.權(quán)利要求14的拋光墊片，其中樹脂材料選自聚氨酯預(yù)聚物與固化劑，環(huán)氧樹脂與固化劑，紫外線可固化丙烯酸系樹脂，以及它們的混合物。
16.權(quán)利要求14的拋光墊片，其中樹脂材料選自熱塑性丙烯酸系樹脂，熱固性丙烯酸系樹脂，尿烷體系，環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，和它們的混合物。
17.權(quán)利要求14的拋光墊片，其中樹脂材料選自用尿素-甲醛或蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，用環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，或用碳化二亞胺或聚亞胺或環(huán)氧樹脂交聯(lián)的羧基官能化丙烯酸系樹脂，用多異氰酸酯交聯(lián)的羥基官能化丙烯酸系樹脂，二胺固化的異氰酸酯終端的預(yù)聚物，用多胺交聯(lián)的異氰酸酯終端的預(yù)聚物，用多異氰酸酯交聯(lián)的胺終端的樹脂，用蜜胺-甲醛樹脂交聯(lián)的氨基甲酸酯官能化丙烯酸系樹脂，用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的聚酰胺樹脂，用雙酚A環(huán)氧樹脂交聯(lián)的酚醛樹脂；用蜜胺-甲醛樹脂或用多異氰酸酯或用環(huán)氧交聯(lián)劑交聯(lián)的羥基終端的聚酯，以及它們的混合物。
18.權(quán)利要求14的拋光墊片，其中樹脂材料包括胺終端的低聚物，二胺，和多異氰酸酯。
19.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中該窗口對于在190至3500納米范圍內(nèi)的至少一種波長是至少部分透明的。
20.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中固化溫度是5℃-120℃。
21.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中固化溫度是10℃-115℃。
22.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中固化溫度是15℃-110℃。
23.權(quán)利要求1的拋光墊片，其中固化溫度是22℃-105℃。
24.生產(chǎn)包括至少部分透明的窗口的拋光墊片的方法，該方法包括以下步驟a.形成含有聚合物的第一層；b.形成可壓縮性低于第一層的第二層；c.將第一層至少部分地連接于第二層；d.在第一層中形成開口；e.在第二層中形成開口；f.至少部分地將在第一層中的開口和在第二層中的開口校直排列；g.將間隔片插入該開口中；h.用樹脂材料填充在間隔片以上的開口；和i.讓樹脂材料在0℃-低于125℃的溫度下固化。
25.權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括以下步驟j.除去該間隔片。
26.權(quán)利要求24的方法，其中該第二層選自聚烯烴，纖維素型聚合物，丙烯酸系樹脂，聚酯和共聚酯，聚碳酸酯，聚酰胺，塑料，和它們的混合物。
27.權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括以下步驟形成第三層；在第三層中形成開口；將第三層至少部分地連接到第二層；和將第一層的開口，第二層的開口和第三層的開口至少部分地校直排列。
28.權(quán)利要求24的方法，其中樹脂材料選自聚氨酯預(yù)聚物與固化劑，環(huán)氧樹脂與固化劑，紫外線可固化丙烯酸系樹脂，以及它們的混合物。
29.權(quán)利要求24的方法，其中該窗口對于在190至3500納米范圍內(nèi)的波長是至少部分透明的。
30.權(quán)利要求24的方法，其中在步驟h中，用一定量的樹脂填充該間隔片，以使樹脂與第一層的拋光表面齊平。
31.權(quán)利要求24的方法，其中在步驟i中固化溫度是5℃-120℃。
32.權(quán)利要求24的方法，其中在步驟i中固化溫度是10℃-115℃。
33.權(quán)利要求24的方法，其中在步驟i中固化溫度是15℃-110℃。
34.權(quán)利要求24的方法，其中在步驟i中固化溫度是22℃-105℃。
35.具有至少部分透明的窗口的拋光墊片，其中窗口的形成包括形成第一層和第二層，將第一層至少部分地連接到第二層；在第一和第二層中形成開口，以使在第一層中的開口與在第二層中的開口至少部分地校直排列；將間隔片插入開口中；用樹脂材料填充在間隔片以上的開口；讓樹脂材料在0℃到低于125℃的溫度下固化，然后除去間隔片。
全文摘要
本發(fā)明涉及拋光墊片。尤其，本發(fā)明的拋光墊片能夠包括窗口區(qū)域。該窗口區(qū)域能夠通過使用就地澆鑄方法在墊片中形成。本發(fā)明的拋光墊片能夠用于拋光制品和能夠尤其用于微電子設(shè)備如半導(dǎo)體晶片的化學(xué)機械拋光或平面化。本發(fā)明的拋光墊片的窗口區(qū)域能夠特別可用于拋光或平面化一些工具，它們用貫穿平臺晶片計量來裝配。
文檔編號B24D18/00GK1756623SQ200480005566
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者R·G·斯威舍, A·E·王, W·C·阿里森 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司