[发明专利]用来制造具有整体窗口的化学机械平面化（CMP）抛光垫的方法

说明书

本发明提供了制造化学机械平面化(CMP)抛光层或抛光垫的方法，其包含：提供敞口模具，其具有带有会产生平的或成形的CMP抛光层表面的凹形貌的表面并且具有保持在其上适当位置的一或多个终点检测窗口片；将液体异氰酸酯组分与液体多元醇组分混合，形成无溶剂反应混合物；将所述反应混合物喷射到所述敞口模具上，同时将所述一或多个窗口片保持在适当位置，每个窗口片位于预先确定的位置，接着固化所述反应混合物。

技术领域

本发明涉及用来产生多孔聚氨基甲酸酯(PU)化学机械平面化(CMP)抛光垫的方法，其包含不会泄露并且在使用中不会凸起或翘曲的终点检测窗口。

背景技术

化学机械平面化(CMP)抛光垫包含一或多个窗口，从而使得使用者可从开始到结束检测抛光操作的状态。具有整体窗口(界定为在将垫或其表面成形之前合并到或结合到抛光垫中的窗口)的CMP抛光垫可通过已知方法形成。在模制和刮削工艺中，所述方法包含将一件窗口原料嵌入到模制的聚氨基甲酸酯饼中，使得当在固化之后从所述饼刮削或切割单独的CMP抛光垫时，窗口与垫一起被切割。在固化工艺过程中，窗口材料块体会与垫材料结合，将其固定在适当的位置。在此类工艺中，所述窗口恰好是垫的厚度，并且开槽步骤中必须引入凹槽排除区域，以防止损坏窗口表面。这样，垫被切削或研磨以包括存在一或多个窗口的凹槽。这需要其中窗口被保护的费力方法。但是，由刮削产生的机械力和热会一直对窗口表面造成损害并导致窗口收缩和/或塌陷(变形在这里为凹陷)或过度隆起(变形在这里为凸起)。由切削或研磨产生的力也可损坏窗口并导致塌陷。制造用于CMP抛光垫的窗口的另一种已知方法是塞入就位(plug in place，PIP)方法，其中，在制得CMP抛光垫并开槽后，从CMP抛光垫切下一块区域，容纳已经被切成特定厚度和外部尺寸的窗口片。窗口向CMP抛光垫的粘附依赖于像合成橡胶、丙烯酸类热熔体、聚乙酸乙烯酯或氰基丙烯酸酯塑料溶胶这样的压敏粘合剂(PSA)，以将窗口固定到适当的位置。所述方法在使用CMP抛光垫时可导致CMP浆液泄露穿过窗口。

Pai等的美国专利第8,609,001B2号公开了用来制造具有检测窗口的CMP抛光垫的方法，所述方法包含在不切割垫的情况下形成具有检测窗口空间的抛光层。抛光层在可分离的虚拟检测窗口或封入模具的模具突出部分的存在下形成。在模制抛光层之后，去除虚拟检测窗口或模具突出部分得到具有检测窗口空间的抛光层；窗口前体被填充到检测窗口空间中并固化。去除虚拟窗口或突出部分之后需要独立固化窗口前体。Pai等的工艺会受到注模缺点的影响，所述缺点会导致单一模制内的均匀性问题和脱模困难；另外，仅仅窄范围的材料可被注模，这是由于它们必须能够在固化之前流经整个模具，并且然后在模具中足够好地固化以容许进行脱模。

本发明人力图解决提供用来制造具有改进的均匀性的化学机械抛光垫的施加或喷射方法的问题。

发明内容

1.根据本发明，制造化学机械平面化(CMP)抛光垫或抛光层的方法包含：提供敞口模具，其具有带有会产生平坦的或成形的CMP抛光层表面的凹形貌(femaletopography)的表面，并且具有保持在其上适当位置的一或多个窗口片；将液体异氰酸酯组分与液体多元醇组分混合以形成反应混合物，优选不含溶剂和基本上不含水的反应混合物；将反应混合物喷到敞口模具上，同时将一或多个窗口片保持在适当位置，每个窗口片均位于预先确定的位置；接着将反应混合物固化，以便由反应混合物形成凝胶抛光层，脱模，并将凝胶抛光层固化，从而形成聚氨基甲酸酯反应产物作为CMP抛光层。

2.根据以上第1项所述的本发明方法，其中一或多个窗口片在远离敞口模具表面的背侧上被遮蔽或阻挡，从而防止反应混合物在窗口片的遮蔽侧或阻挡侧上的积累，并排除对抹平背侧以暴露一或多个窗口片的表面的需要。

3.根据以上第1项或第2项中任一项所述的本发明方法，其中反应混合物在80℃下具有2秒到600秒、或优选5到300秒、或优选5到120秒的胶凝时间。