[发明专利]抛光垫及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于化学机械抛光中的抛光垫，和所述抛光垫的制造方法。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是用抛光垫来使衬底的表面平坦化的程序。CMP通常应用于抛光透镜、镜面、液晶显示器的衬底、硅片和硅晶片上的氧化和/或金属层。

以硅晶片为例，首先切单晶硅锭。通常磨平晶片以使它们平整，以用于随后的化学蚀刻。在蚀刻工艺后需要抛光工艺。在抛光工艺期间，抛光垫连同浆料一起与晶片表面上的硅原子起化学反应，以使得反应过的表面比下面的硅软。此外，连续地擦拭反应过的表面，使得将新的硅暴露于浆料和抛光垫。

常规抛光垫包含基础材料，其具有用于抛光衬底的表面。所述表面包含织物和嵌入所述织物的弹性体。织物的纤维连同弹性体具有在抛光工艺中运载浆料并从晶片去除反应过的表面的功能。基础材料中通常使用非织布。常规非织布使用定向或无定向短纤维(通常具有小于10cm的长度)，不通过编织而形成织物。根据形成织物的方式，非织布通常包含复合非织布、针刺非织布、熔喷非织布、纺粘非织布、干法非织布、湿法非织布、缝编非织布和水刺非织布。然而，需通过梳棉工艺来制作短纤维，且当制造针刺非织布时，还需要针刺工艺。此类工艺导致纤维的不均匀分布，且容易在非织布中观察到纤维的聚集。另外，由于这些工艺的缘故，还发生纤维的断裂。此外，在将弹性体嵌入织物中后，由于纤维的不均匀分布引起的弹性体的不均匀分布影响由纤维和弹性体构成的孔眼大小、硬度、均一性、弹性体的密度和厚度，且浆料不能顺畅地流动，且浆料中的抛光微粒不能均匀地扩散。抛光时通常观察到起球。此外，在抛光期间形成的残余物容易停留在抛光垫的表面上，且较难以将其去除；因此，残余物刮擦并损坏要抛光的衬底。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种抛光垫，其包含一基础材料，所述基础材料具有一表面，用于抛光一衬底，其中所述表面包含非织布和弹性体。非织布由长纤维制成，且弹性体嵌入非织布中。

本发明的另一目的是提供一种抛光衬底的方法。所述方法包含使用上文所提及的抛光垫来抛光衬底表面的步骤。

本发明的又一目的是提供一种制造上文所述的抛光垫的方法。所述方法包含以下步骤：(a)提供基础材料，其包含由长纤维制成的非织布；(b)用弹性体溶液来浸渍基础材料的表面；和(c)固化浸渍在基础材料的表面中的弹性体。

附图说明

无

具体实施方式

本发明提供一种抛光垫，其包含具有用于抛光衬底的表面的基础材料，其中所述表面包含非织布和弹性体。非织布由长纤维制成，且弹性体嵌入非织布中。

如本文所使用，“非织布”是指除纸张之外的按方向或随机定向的纤维，通过摩擦力和/或内聚力和/或粘附力接合在一起而加工出的单、网或席子，和经编织、编结、成簇、结合纱线或细丝而缝编，或通过湿磨粘结、不管是否以其它方式针织的产品。所述纤维的来源可为天然的或人工的。它们可为人造短纤维或连续纤维或原位形成。根据形成网的方法，非织布通常包含复合非织布、针刺非织布、熔喷非织布、纺粘非织布、干法非织布、湿法非织布、缝编非织布和水刺非织布。与织物相比，非织布具有较好的材料特性。

在本发明一个优选实施例中，以改进批量均一性的卷到卷方式使用非织布。

如本文所使用，术语“纤维”是指单纤维或复合纤维，优选为复合纤维。根据要抛光的衬底来选择纤维。基础材料的表面的纤维为抛光提供突起，且还提供平台，其允许弹性体安置在由纤维所成之工作架界定的空间中。所属领域的技术人员可选择合适种类的纤维，并根据说明书的揭示内容来协调弹性体聚合物与纤维。优选地，长纤维是由选自由以下物质组成的群组中的材料中的至少一种材料制成：聚酰胺、对苯二甲酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈和其混合物。

如所属领域中所界定，术语“长纤维”是指具有大于10cm的长度的纤维。长纤维的形状是连续的且长度在理论上不受限制。长纤维容易扭曲，以改进强度和应力。

在本发明一个优选实施例中，纤维是海岛纤维。如本文所使用，术语“海岛纤维”还被称为“海岛型复合纤维”，涉及包含海组份和岛组份的纤维。举例来说，通过以海岛方式共轭纺织或混合纺织两种聚合物来生产海岛纤维。在本发明一个优选实施例中，通过重量减少来处理海岛纤维以减少海组份的比例。对海组份进行重量减少的方法是所属领域的技术人员众所周知的，例如使用氢氧化钠或甲苯的方法。优选地，在减少海组份后，将长纤维分成0.05到0.0001丹尼尔。