專利名稱：具有經(jīng)控制的孔隙形態(tài)的拋光墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于拋光材料的化學(xué)/機(jī)械拋光墊，其例如用于由諸如硅等相對 平坦或薄的半導(dǎo)體材料形成的半導(dǎo)體裝置。該拋光墊可包括含有孔隙的纖維聚合物基質(zhì)， 其中通過制造協(xié)議將孔隙幾何形狀、分布、大小等調(diào)節(jié)至目標(biāo)水平。
背景技術(shù)：
當(dāng)在諸如半導(dǎo)體晶片、毯覆聚硅酮晶片(blanket silicone wafer)及計(jì)算機(jī)硬盤 等微電子裝置的制造中應(yīng)用化學(xué)機(jī)械平坦化(Chemical Mechanical Planarization ；CMP) 作為工藝步驟時(shí)，可將拋光墊與含磨料或不含磨料的漿料搭配使用來實(shí)現(xiàn)裝置表面的平坦 化。為在裝置表面上實(shí)現(xiàn)高度平坦化(通常以埃數(shù)量級進(jìn)行衡量)，漿料流應(yīng)均勻地分布于 裝置表面與墊之間。為有利于漿料的此種均勻分布，可在拋光墊上提供多個(gè)凹槽或凹陷結(jié) 構(gòu)。這多個(gè)凹槽可分別具有0. 010英寸至0. 050英寸的凹槽寬度、0. 010英寸至0. 080英寸 的深度、以及相鄰凹槽間具有0. 12英寸至0. 25英寸的間距。盡管凹槽可提供上述有益效果，然而其可能不足以在半導(dǎo)體晶片上實(shí)現(xiàn)芯片(或 單個(gè)微芯片)層次的局部的平坦化。此可能是由于凹槽與微芯片上各種表征(例如互連 線)之間相對大的差別。例如，先進(jìn)ULSI及VLSI微芯片可具有約0.35微米(0.000014英 寸)的表征尺寸，這要比拋光墊上各個(gè)凹槽的寬度及深度小許多倍。另外，微芯片上的表征 尺寸也比相鄰凹槽間的間距小上千倍，此可導(dǎo)致漿料在表征尺寸水平上不均勻分布。為努力提高局部均勻性(表征尺寸等級的平坦化)，在某些情形中，CMP墊制造商 會(huì)在墊的表面上提供凹凸或高低不平的區(qū)域。這些凹凸可具有自20微米至100微米以上的 尺寸。盡管與凹槽相比，這些凹凸在尺寸上可更接近于微芯片的表征，然而凹凸的形狀及尺 寸可能會(huì)在拋光過程中發(fā)生變化，并可能需要通過用帶有金剛石研磨顆粒的調(diào)節(jié)器砥磨拋 光墊表面來進(jìn)行連續(xù)再生。調(diào)節(jié)器上的金剛石研磨顆粒會(huì)連續(xù)地擦掉由于拋光墊、漿料與 裝置表面之間的摩擦接觸而變形的表面凹凸，并暴露出新的凹凸以維持持續(xù)的平坦化。然 而，調(diào)節(jié)過程可能不穩(wěn)定，因?yàn)槠淇赡軙?huì)利用銳利的金剛石顆粒來切斷已變形的凹凸。對已 變形凹凸的切斷無法被很好地控制，致使凹凸的尺寸、形狀及分布發(fā)生變化，而此又可能導(dǎo) 致平坦化的均勻性發(fā)生變化。此外，因進(jìn)行調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的摩擦熱也可能會(huì)通過改變墊的表 面特性(包括諸如剪切模量、硬度及可壓縮性等特性)而造成平坦化的不均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊及形成化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊的方法，以獲得拋光墊平坦化的均勻性。
本發(fā)明提供第一種形成化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊的方法，包括提供組合物，所述組 合物包含網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，以及聚合物與反應(yīng)性預(yù)聚合物中的至少一者。然后，可將氣體導(dǎo)入所述 組合物中，并使用所述氣體在所述組合物中制造多個(gè)孔隙。本發(fā)明提供第二種形成化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊的方法，包括提供組合物，所述組 合物包含網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，以及聚合物與反應(yīng)性聚合物中的至少一者。所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件具有長度、寬 度及/或厚度的尺寸，且在所述聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物中的一者的存在下，所述長度、寬 度或厚度尺寸中的一者通過施加力而改變。當(dāng)所述力被移除時(shí)，所述長度、寬度或厚度中的 至少一者的值隨之發(fā)生改變，從而形成一或多個(gè)孔隙。第二種方法可單獨(dú)使用及/或與第 一種方法結(jié)合使用。也可使用聚合物與反應(yīng)性預(yù)聚合物的組合。本發(fā)明還提供一種化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊，包括分散在聚合物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件、多 個(gè)形成在所述墊中的孔隙，且至少一部分的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件連結(jié)到至少一部分的所述孔隙。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可利用織物的彈性恢復(fù)來將氣體吸入所形成的聚合物 中，從而在化學(xué)機(jī)械拋光墊內(nèi)形成孔隙，從而獲得拋光墊平坦化的均勻性。


通過結(jié)合附圖閱讀下文對本文所述實(shí)施例的說明，將更明顯地得知及更佳地理解 本發(fā)明的上述及其他特征以及其實(shí)現(xiàn)方式，附圖中圖1為聚合物基質(zhì)中的孔隙的實(shí)例；圖2為聚合物基質(zhì)中的孔隙的另一實(shí)例；圖3為在聚合物基質(zhì)堆疊中用于形成孔隙的凹陷的實(shí)例；圖4為顯示水的含量對孔隙含量的影響的表；圖5為顯示預(yù)加熱織物對孔隙含量的影響的表；圖6為顯示鑄具內(nèi)的間隙高度對孔隙含量的影響的表；圖7為墊橫截面的掃描電子顯微照片，其顯示在鑄具間隙高度為40密耳時(shí)的孔隙 含量；以及圖8為墊橫截面的掃描電子顯微照片，其顯示在鑄具間隙高度為10密耳時(shí)的孔隙含量。
具體實(shí)施例方式應(yīng)理解，本發(fā)明的揭露內(nèi)容并不限于其對在下文說明中所述及在附圖中所示的構(gòu) 造細(xì)節(jié)及元件排列的應(yīng)用。本文的實(shí)施例可具有其他實(shí)施例并可以各種不同方式來實(shí)踐或 實(shí)施。還可以理解，本文所用的措辭及術(shù)語是用于說明目的，而不應(yīng)被視為具有限制意義。 本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其變化形式意指囊括在其后所列的各個(gè)項(xiàng)及其等 價(jià)項(xiàng)以及其他項(xiàng)。除非另外加以限制，否則本文中的用語“連接”、“耦合”及“安裝”及其變 化形式是廣義地使用并囊括直接及間接的連接、耦合及安裝。另外，用語“連接”、“耦合”及 其變化形式并不限于物理或機(jī)械連接或耦合。本發(fā)明的揭露內(nèi)容涉及可在拋光或平坦化諸如硅晶片等基材的過程中使用的化 學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊。拋光墊基質(zhì)可包括熱塑性或熱固性聚合物，包括聚氨酯、聚碳酸酯、 聚砜、聚苯硫醚、環(huán)氧樹脂、各種聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇及/或上述材料的衍生物或共聚物。在一個(gè)實(shí)例中，拋光墊基 質(zhì)(即由給定的墊限定的體積)可包括聚氨酯預(yù)聚合物及固化劑，提供固化劑是用于交聯(lián) 及/或聚合氨基甲酸酯預(yù)聚合物。拋光墊可包括若干構(gòu)件，例如由分散于聚合物內(nèi)的互連的及/或非互連的網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 件。這些構(gòu)件可由纖維形成。纖維可為可溶性的(例如，可溶于在使用墊進(jìn)行拋光時(shí)與墊 一起使用的漿料中，例如含水漿料中)、不可溶性的或其混合物。另外，纖維所具有的長度 可介于0. 1mm與500mm范圍內(nèi)(包括其中的所有值及增量)，且直徑介于0. 1 y m至100 y m 范圍內(nèi)(包括其中的所有值及增量)。網(wǎng)絡(luò)可被提供為織物形式?？椢锟蔀榭椩炜椢锘蚍?織造織物。非織造織物可包括例如梳理織物、紡粘織物或熔噴織物。這些織物通常是以薄 片形式提供，其特征在于可鋪展成平坦(平面)材料(例如，較長度及寬度來得薄)，此種材 料一般被制造或以其他方式提供成卷的形式。其他材料薄片可包括纖維襯墊。這些構(gòu)件可以給定的體積量存在于聚合物中。例如，這些構(gòu)件可按拋光墊的體積 計(jì)以2%至75%的量存在，包括其中的所有值及增量。這些構(gòu)件可相對均勻地分布于拋光 墊自身內(nèi)，即在給定部分的拋光墊中，可存在實(shí)質(zhì)相同體積的構(gòu)件。另外，這些構(gòu)件可在拋 光墊的整個(gè)體積內(nèi)存在于多個(gè)層中，使得可存在一聚合物層、接著可存在一構(gòu)件層。還設(shè) 想，這些構(gòu)件可圍繞拋光墊以某些幾何形狀定位。例如，這些構(gòu)件可被定位成螺旋形式、同 心環(huán)形式、抑或菱形或類似的相交圖案形式。拋光墊還可包括多個(gè)孔或孔隙，在下文中稱為“孔隙”?？稍诓皇褂萌魏尉哂?預(yù)成型及結(jié)構(gòu)化孔隙體積的外加添加劑下來形成孔隙?？谆蚩紫犊山缍?. lym3至 1，000, 000 u m3的空間，包括其中所有值及增量，例如100 y m3至1，000, 000 u m3?？紫犊赏?過聚合物內(nèi)的物理或化學(xué)相互作用來形成。例如，聚合物潤濕各個(gè)構(gòu)件的能力可影響孔隙 的形成，即當(dāng)聚合物潤濕各個(gè)構(gòu)件的能力較差時(shí)，可圍繞各個(gè)構(gòu)件形成孔隙，或者當(dāng)聚合物 完全潤濕各個(gè)構(gòu)件時(shí)，孔隙則可實(shí)質(zhì)減少及/或被消除。根據(jù)該概念，可以理解，可選擇能與纖維表面具有特定接觸角的給定聚合物樹脂， 以便當(dāng)液態(tài)樹脂在纖維網(wǎng)絡(luò)內(nèi)固化時(shí)，可形成所期望的孔隙尺寸。設(shè)想，可調(diào)整液態(tài)樹脂 (在固化前)與所選纖維表面之間的接觸角而使親水性表面與疏水性樹脂相關(guān)聯(lián)，從而使 接觸角相對較大(即大于90度)。還可理解，可利用疏水性表面與親水性樹脂的組合。此 外，可使用其疏水性或親水性為中等特性的樹脂/纖維組合，從而同樣在固化時(shí)可形成所 期望的孔隙體積。在圖1所示的一個(gè)實(shí)例中，孔102可不與聚合物基質(zhì)106中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件104相連 (即由聚合物占據(jù)體積)。在圖2所示的另一實(shí)例中，孔202則可與聚合物基質(zhì)206中的網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)件204相連。如圖2所示，孔隙可圍繞一或多個(gè)構(gòu)件的全部或一部分。如圖所示，一部 分的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件204可位于至少一部分的孔/孔隙202內(nèi)。換句話說，至少一部分的孔/孔 隙202可分別具有一體積，該體積可容納至少一部分的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件104。在另一實(shí)例中，可通過在構(gòu)件內(nèi)并入添加劑或以添加劑涂覆構(gòu)件來形成孔隙，該 添加劑可揮發(fā)并形成氣體，從而形成給定的孔隙尺寸及分布。因此，添加劑可在發(fā)生可釋放 出氣體的化學(xué)反應(yīng)或熱反應(yīng)或在因暴露于熱而造成膨脹之后提供孔隙。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員將了解，因此可使用起泡劑，起泡劑可被理解為一種在暴露于給定環(huán)境條件(例如熱)時(shí) 會(huì)產(chǎn)生氣體的化學(xué)成分。此外，可通過利用中空纖維來產(chǎn)生孔隙。在一個(gè)實(shí)例中，纖維在加熱時(shí)可延伸或釋放出氣體。此外，可在由給定能源(例如激光、紫外線(UV)、輻射等)進(jìn)行 活化時(shí)產(chǎn)生孔隙。在圖3所示的又一實(shí)例中，可通過堆疊包括若干構(gòu)件304的聚合物基質(zhì)306的多 個(gè)層來產(chǎn)生孔隙，其中聚合物基質(zhì)306的層可在表面310中包含凹陷308。在這些層相堆疊 時(shí)，凹陷表面310可形成孔隙。在另一實(shí)例中，可使聚合物基質(zhì)破裂而形成孔隙，或者可使 用激光、蝕刻或壓花(embossing)來形成孔隙?？紫犊稍诰酆衔锘|(zhì)內(nèi)形成孔隙體積，從而使聚合物基質(zhì)的給定百分比的體積限 定孔隙。在一個(gè)實(shí)例中，孔隙體積可處于拋光墊的給定體積的5%至25%范圍內(nèi)，包括其中 的所有值及增量。在另一實(shí)例中，孔隙體積可處于拋光墊的給定體積的10%至75%范圍 內(nèi)，包括其中的所有值及增量。孔隙可相對均勻地分布于拋光墊自身中，即對于給定部分的拋光墊，可存在實(shí)質(zhì) 相同體積的孔隙。另外，孔隙可定位于拋光墊的整個(gè)體積的各個(gè)層中，使得可存在一層孔隙 并接著存在一層聚合物基質(zhì)。還設(shè)想，孔隙可圍繞拋光墊以某些幾何形狀定位。例如，孔隙 可被定位成螺旋形式、同心環(huán)形式、抑或菱形或類似的相交圖案形式。拋光墊可通過預(yù)先調(diào)節(jié)聚合物或預(yù)聚合物、任何固化劑或添加劑以及所述構(gòu)件來 形成。然后，可將預(yù)聚合物與固化劑或其他添加劑相組合并在鑄具中施用到構(gòu)件上。鑄具 可保持于凝固溫度或溫度曲線，直到進(jìn)行聚合并可獲得拋光墊為止。固化劑與預(yù)聚合物的 反應(yīng)可得到相對更高分子量的聚合物，此可被理解為固化或(如果發(fā)生交聯(lián))膠凝。然后， 可移出拋光墊，并在烘箱內(nèi)在給定的溫度、給定的時(shí)間下進(jìn)行后固化(post-cured)。一旦拋光墊固化，便可找到或擦亮拋光墊的表面以移除任何表面層?？商砑尤魏?凹槽、凹陷或穿孔。亦可使用諸如壓敏粘合劑等粘合劑將拋光墊層壓到子襯墊(subpad)。承上所述，預(yù)聚合物可為反應(yīng)性的，且其自身可具有小于或等于10，000的數(shù)均分 子量。例如，預(yù)聚合物可包含反應(yīng)性端基，這些反應(yīng)性端基然后可通過固化劑結(jié)合在一起， 其中固化劑可被理解為反應(yīng)性預(yù)聚合物的共反應(yīng)物(co-reactant)。例如，預(yù)聚合物可包含 反應(yīng)性有機(jī)堿端基，并可具體而言包含氨基(_NH2)或羥基(-0H)封端的聚醚，且固化劑可 可包括含有兩個(gè)或更多個(gè)異氰酸基的異氰酸酯(-NC0)化合物。反應(yīng)性預(yù)聚合物還可包括 羥基封端的聚酯類、或羥基封端的聚二烯類，例如羥基封端的聚二烯(例如羥基封端的聚 丁二烯)。此外，可以理解，當(dāng)調(diào)節(jié)固化劑(二異氰酸酯化合物)及反應(yīng)性預(yù)聚合物的組合 以使得留有某一殘留水平的未反應(yīng)異氰酸酯(例如小于或等于5. 0重量％，或0. 1重量％ 至5. 0重量％ )時(shí)，此時(shí)可引入選定量的水，所述水可接著與異氰酸酯反應(yīng)而形成二氧化 碳，如本文所述，在墊內(nèi)進(jìn)行孔隙形成時(shí)可依賴于二氧化碳。就此而言，水在與異氰酸酯相結(jié)合時(shí)可被理解為起泡劑，因此異氰酸酯為任何 能提供可用于提供孔隙的氣體源的成分。其他起泡劑可包括任何如下的有機(jī)化合物此 有機(jī)化合物能重排成氣體形式及/或自身具有足以轉(zhuǎn)變成氣體形式的蒸氣壓力，并進(jìn)而 在墊內(nèi)提供孔隙。通常，可使用在暴露于熱時(shí)能重排或轉(zhuǎn)變成氣體的成分。例如，可使 用AIBN或相對低分子量的氟氯烷或鹵代的氟氯烷型化合物。例如，可使用氯三氟甲烷 (chlorotrifluromethane ；CTFM)。因此，起泡劑可包括在壓力被釋放時(shí)會(huì)膨脹的壓縮氣體、 當(dāng)被濾出時(shí)會(huì)留有孔的可溶解固體、當(dāng)變成氣體時(shí)會(huì)形成小胞的液體、以及在受熱時(shí)會(huì)分 解或反應(yīng)而形成氣體的化學(xué)試劑。化學(xué)起泡劑從諸如碳酸氫銨或碳酸氫鈉等簡單的鹽到復(fù)雜的氮?dú)忉尫艅?AIBN)不等。作為更具體的實(shí)例，可將以羥基封端的聚醚與以二異氰酸基封端的化合物相結(jié) 合，并在起泡劑的存在下(例如，小于或等于約5.0重量％的起泡劑)反應(yīng)形成聚氨酯。 二異氰酸酯可包括脂族及/或芳香族型二異氰酸酯化合物。例如，二異氰酸酯化合物可 包括二異氰酸二苯甲烷(methylene bisphenyl diisocyanate ;MDI)或甲苯二異氰酸酯 (toluene diisocyanate ；2. 4-TDI或2-6-TDI)。聚醚可包括聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、及/ 或聚乙烯-聚丙烯共聚物。此種聚醚可具有等于或小于約10，000的分子量。此外，可包括 官能度大于2的異氰酸酯化合物，以激發(fā)某種所期望程度的交聯(lián)。上述聚氨酯配方也可包括擴(kuò)充劑，擴(kuò)充劑可被理解為分子量相對低的化合物，其 可與反應(yīng)性預(yù)聚合物反應(yīng)并提供較高的總體分子量。通常，此種擴(kuò)充劑為諸如分子量相對 低(小于或等于500)的二羥基化合物及/或二胺化合物等化合物。此種二羥基化合物及 /或二胺化合物可包括使用在脂族及/或芳香族部分上的二羥基及/或二胺官能團(tuán)。因此，現(xiàn)在可以理解，用于形成本文的拋光墊的組合物可包括聚合物(分子量相 對高的聚合物，例如數(shù)均分子量超過10，000)中的一者或反應(yīng)性聚合物(如本文所述，數(shù)均 分子量小于或等于10，000)中的一者。聚合物因此可以是能夠被加熱并且將會(huì)流動(dòng)并隨后 在較低溫度下固化而提供拋光墊產(chǎn)品的聚合物。反應(yīng)性聚合物則因此可以是可固化(在共 反應(yīng)物的存在下)成相對更高分子量(例如，數(shù)均分子量超過10，000)的反應(yīng)性預(yù)聚合物。 此外，本文設(shè)想，可利用如上所述的聚合物與同樣如上所述的反應(yīng)性預(yù)聚合物/固化劑的 組合?，F(xiàn)在可以理解，在本文利用纖維作為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件且此種纖維具有與其相關(guān)聯(lián)的特定 水分/濕氣水平(例如，0. 1重量％至5.0重量％)的情況下，在異氰酸酯的存在下，水可使 得產(chǎn)生氣體并在各構(gòu)件交匯的界面處的纖維上形成孔隙。亦即，主要旨在與反應(yīng)性預(yù)聚合 物發(fā)生反應(yīng)的二異氰酸酯反應(yīng)物可與纖維上或纖維內(nèi)殘留的水(例如大氣水平的濕氣)相 接觸，并反應(yīng)形成二氧化碳?xì)怏w，從而得到與纖維直接相關(guān)聯(lián)的孔隙(例如，環(huán)繞纖維的全 部或一部分的孔隙)。換句話說，此造成至少一部分的網(wǎng)絡(luò)位在此種孔隙中，或至少一部分 的此種孔隙包含至少一部分的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件。還可進(jìn)一步理解，包含殘留水的織物材料將易于 提供更高的孔隙含量相對水平。隨著拋光墊在平坦化或拋光期間被磨損，會(huì)暴露出構(gòu)件及/或孔隙。當(dāng)構(gòu)件及/ 或孔隙可在接觸拋光溶液時(shí)溶解的情況下，構(gòu)件及/或孔隙可提供不同幾何形狀的孔隙?？蛇M(jìn)一步理解，在與可溶于漿料的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件相結(jié)合使用時(shí)，此種孔隙可尤其適用， 所述漿料是在使用墊進(jìn)行拋光時(shí)與墊一起使用(例如為含水漿料)。當(dāng)使用此種可溶性網(wǎng) 絡(luò)構(gòu)件(例如可溶性纖維)且網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件溶解時(shí)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件所占據(jù)的空間現(xiàn)在可被漿料占據(jù)。 此處，由于圍繞纖維形成孔隙，一旦纖維溶解，被漿料占據(jù)的空間體積便即刻隨著孔隙的增 大體積而增大。因此，這些墊將能夠保留相對更高量的漿料。關(guān)于工藝條件，已發(fā)現(xiàn)，可尤其通過聚合物所具有的水分含量、表面活性劑水平、 通過對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件進(jìn)行預(yù)加熱以及通過改變鑄具內(nèi)的間隙高度來改變孔隙含量。圖4顯示隨著聚合物(胺基甲酸酯)中的水分含量從0.5%增大至1%、以及表面 活性劑水平從0. 增大至0. 2%，墊的孔隙含量增大且墊的密度減小。圖5顯示當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件(織物)進(jìn)行預(yù)加熱時(shí)，與圖4所示的孔隙含量相比，孔隙含量減小且墊密度增大。圖6顯示在不存在氣體時(shí)，對于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件(織物)與所形成聚合物的結(jié)合，當(dāng)鑄具 的間隙高度從130密耳(0. 130英寸)變化至100密耳(0. 100英寸)時(shí)，可形成間隙，且間 隙含量可增大。亦即，通過如下文中予以更全面的說明的、被理解為主要機(jī)械手段(例如織 物從聚合物內(nèi)的給定壓縮進(jìn)行彈性恢復(fù))，可形成孔隙。首先，值得注意的是，在圖6中提到的間隙高度是指鑄具的封閉體積的高度。在該 具體實(shí)例中，鑄具還具有約34英寸的寬度以及34英寸的長度。然而，本文涵蓋將適用于生 產(chǎn)拋光墊的任何鑄具尺寸。此外，鑄具可以是還包括與外界空氣連通的相對小的開口，從而 使鑄具可通氣及/或使空氣可被吸入鑄具內(nèi)以形成孔隙。亦即，對于圖6所示的數(shù)據(jù)，所用 的織物具有約130密耳的特定厚度。因此，當(dāng)置于設(shè)置有約130密耳的間隙高度的鑄具中 時(shí)，織物將不經(jīng)受明顯的壓縮。另一選擇為，當(dāng)對此相同的130密耳厚織物應(yīng)用100密耳的 鑄具間隙高度時(shí)，可以理解，織物此時(shí)將受到壓縮。然后，當(dāng)釋放此種壓縮時(shí)，織物可回彈 (例如，彈性恢復(fù))，從而可接著將空氣吸入鑄具中以及聚合物內(nèi)，進(jìn)而形成孔隙?？善谕?入空氣或任何其他氣體，并可以是如下特征的結(jié)果所形成的聚合物可粘著至織物上，并且 當(dāng)織物回彈時(shí)，可局部形成壓力降低的區(qū)域，從而通過鑄具通氣孔吸入可用的氣體，隨之形 成孔隙。因此可以看出，在間隙高度為130密耳時(shí)，孔隙含量相對低(8.7%)，且在間隙高 度為100密耳時(shí)，孔隙含量增大至相對高的值(29. 57% )。因此，可以理解，就施加力至所選織物方面，可以將此種力施加至織物的實(shí)體尺寸 中的至少一者(例如織物長度、寬度及/或厚度)。當(dāng)對這些所示尺寸中的一者施加力時(shí)， 織物的長度、寬度或厚度尺寸中的一者可隨后發(fā)生變化。當(dāng)力被移除時(shí)，所述長度、寬度或 厚度尺寸中的至少一者的值隨后再次發(fā)生變化(例如織物力圖返回至其原始尺寸)，從而 使得形成一或多個(gè)孔隙。例如，當(dāng)力被移除時(shí)，已被壓縮的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件可經(jīng)歷恢復(fù)，并且如上文所述，此可使得隨之吸入些許氣體并形成孔隙。因此，盡管可在所選鑄具中方便地壓縮及減小織物厚度、隨后移除力并形成孔隙， 然而應(yīng)理解，甚至可以擴(kuò)大織物的長度及/或?qū)挾燃?或厚度尺寸并得到類似的結(jié)果。此 外，如果需要，可以減小或擴(kuò)大所有尺寸(長度、寬度及厚度)。因此，在本揭露內(nèi)容的廣義 含意中，可以利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件(例如織物)，該織物在經(jīng)歷尺寸變化(長度、寬度或厚度中的一 者增大或減小)時(shí)將使得在拋光墊體積內(nèi)形成一或多個(gè)孔隙。就此而言，可以理解，當(dāng)例如 擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件的長度、寬度或厚度中的一特定尺寸并接著使其恢復(fù)時(shí)，可形成孔隙，這是因 為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件可被理解為隨后在一或多個(gè)尺寸上與任何相關(guān)聯(lián)的聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物 一起收縮，從而形成孔隙。此外，可以理解，對于給定的織物，現(xiàn)在可根據(jù)織物的彈性特性(例如，彈性響應(yīng)) 來選擇此種織物，此彈性響應(yīng)可用于形成孔隙。在本發(fā)明的含意中，設(shè)想對于給定的所施加 力及對應(yīng)的尺寸變化，織物可具有1. 0 %至99 %的彈性恢復(fù)率，包括其中的所有值及增量。 織物還可具有最高達(dá)200% (包括200%在內(nèi))的彈性伸長率以及所示的彈性恢復(fù)特性。可 以理解，相對更高的彈性恢復(fù)量將會(huì)使相對更多的氣體吸入鑄具內(nèi)，從而提供相對更大量 的孔隙形成。據(jù)此，應(yīng)理解，對于給定的CMP型應(yīng)用，1 %至10 %的彈性恢復(fù)率可足以形成孔隙。現(xiàn)在，在圖7與圖8中分別顯示由于使用上文所述的機(jī)械手段而引起的孔隙含量的實(shí)際差別。從這些以大致相同的放大率拍攝的掃描電子顯微照片可以看出，可利用織物 的彈性恢復(fù)來將氣體吸入所形成的聚合物中，從而在化學(xué)機(jī)械拋光墊內(nèi)形成孔隙。因此，此 種通過使織物在所施加力作用后恢復(fù)而形成孔隙的方法可單獨(dú)使用及/或與如上所述揮 發(fā)性氣體(例如，來自在受熱時(shí)會(huì)形成氣體的添加劑)的使用一起使用。亦即，揮發(fā)性氣體 與吸入的氣體可以是相同的(例如，其均可為空氣)，或者可以是不同的(例如，分別為空氣 與氮?dú)?。 出于例示目的，上文提供了對若干方法及實(shí)施例的說明。本說明并非旨在作為窮 盡性說明，而是顯然，可根據(jù)上述教示內(nèi)容而作出諸多種修改及變化。
權(quán)利要求
一種形成化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊的方法，包括提供組合物，所述組合物包含網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，以及聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物的至少一者；將第一氣體導(dǎo)入所述組合物中；以及使用所述氣體在所述組合物中制造多個(gè)孔隙。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述將第一氣體導(dǎo)入所述組合物中的步驟是通過所述組合物中的成份揮發(fā)以提供所 述氣體而實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述成分是由于化學(xué)反應(yīng)、熱反應(yīng)及暴露至熱的至少一者而進(jìn)行揮發(fā)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述成分包括起泡劑。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述成分具有所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述將第一氣體導(dǎo)入所述組合物中的步驟中是通過將所述組合物內(nèi)的起泡劑暴露至 生成所述氣體的條件而實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于 所述起泡劑具有所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述組合物是通過將所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件放置在鑄具中并隨后導(dǎo)入所述聚合物與所述反應(yīng) 性預(yù)聚合物的至少一者至所述鑄具中而提供。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一氣體是在所述組合物在鑄具中膠化的期間內(nèi)導(dǎo)入所述組合物中。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少一部分的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是連結(jié)到至少一部分的所述孔隙。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是互相連結(jié)的。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是提供在所述墊內(nèi)的層中。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 至少一部分的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是親水性的。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件包括多條纖維。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于 所述纖維是以織物的形式提供。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于 所述纖維是以薄片的形式提供。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)使用所述墊進(jìn)行拋光時(shí)，在與所述墊并用的漿料的存在下，至少一部分的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是可溶解的。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件包括多條可溶解在所述漿料中的纖維。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件具有長度、寬度及/或厚度的 尺寸，且在所述聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物的一者的存在下，所述長度、寬度或厚度尺寸的一 者通過施加力而改變，其中所述力被移除且所述長度、寬度及/或厚度的至少一者的值改 變，形成一或多個(gè)孔隙。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一氣體及第二氣體包括空氣。
21.—種形成化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊的方法，包括提供組合物，所述組合物包含網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，以及聚合物及反應(yīng)性聚合物的至少一者； 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件具有長度、寬度及/或厚度的尺寸，且在所述聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物 的一者的存在下，所述長度、寬度或厚度尺寸中的一者通過施加力而改變，其中所述力被移 除且所述長度、寬度及/或厚度的至少一者的值改變，形成一或多個(gè)孔隙。
22.一種化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊，包括 分散在聚合物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件； 多個(gè)形成在所述墊中的孔隙；以及至少一部分的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件連結(jié)到至少一部分的所述孔隙。
23.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于孔隙所定義的空間為0. 1立方微米至1，000，000立方微米。
24.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于孔隙所定義的空間為100立方微米至1，000，000立方微米。
25.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 所述墊具有體積；以及所述孔隙構(gòu)成所述墊體積的10%至75%。
26.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 所述墊具有體積；以及所述孔隙構(gòu)成所述墊體積的5%至25%。
27.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是互相連結(jié)的。
28.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是提供在所述墊內(nèi)的層中。
29.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 至少一部份的所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件是親水性的。
30.如權(quán)利要求22所述的墊，其特征在于 所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件包含多條纖維。
31.如權(quán)利要求30所述的墊，其特征在于 所述纖維是以織物的形式提供。
32.如權(quán)利要求30所述的墊，其特征在于 所述纖維是以薄片的形式提供。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有經(jīng)控制的孔隙形態(tài)的拋光墊，其是化學(xué)機(jī)械平坦化拋光墊，包括分散于聚合物中的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件、形成于墊中的多個(gè)孔隙，且所述網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件的至少一部分連接至所述孔隙的至少一部分。本發(fā)明還揭露一種形成此種墊的方法，其包括提供組合物，所述組合物包含網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，以及聚合物或反應(yīng)性預(yù)聚合物中的至少一者；將氣體導(dǎo)入所述組合物中；以及使用所述氣體在所述組合物中制造孔隙。本發(fā)明還揭露一種形成孔隙的方法，其依靠對聚合物或反應(yīng)性聚合物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件施加力并隨后移除所述力而形成孔隙。
文檔編號B24B29/00GK101990483SQ200880128602
公開日2011年3月23日 申請日期2008年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者A·馬修, D·A·威爾斯, J·E·奧迪伯, M·C·金, O·K·許, P·利菲瑞, S·X·喬, 吳光偉 申請人:音諾帕德股份有限公司