[发明专利]制造抛光垫的方法和抛光垫

说明书

技术领域

本发明涉及制造抛光垫的方法和抛光垫。

背景技术

化学机械抛光工艺(CMP)是使用抛光垫将待抛光物的表面平坦化的过程。CMP通常用于抛光透镜、镜子、液晶显示器的衬底、硅晶片、以及硅晶片上的氧化层和/或金属层。

以硅晶片为例，首先切割单晶硅的晶锭。通常打磨所述晶片使其平整以利于随后的化学蚀刻。蚀刻过程之后需要抛光。在抛光过程期间，抛光垫与抛光浆料一起与晶片的表面上的硅原子发生化学反应，以使得发生反应的表面比下面的硅柔软。此外，发生反应的表面不断被磨除，导致新鲜的硅暴露于抛光浆料及抛光垫。

已知的抛光垫制造方法例如美国专利第6,860,802号所描述的，其是将弹性体溶液灌到适当模具中，经过高温或化学固化作用形成柱状弹性体，再经冷却、剖片(skive)后形成抛光垫。制造该已知的抛光垫的方法所使用的弹性体溶液通常具有低的固含量，例如约25wt％至35wt％，因此其中弹性体的含量不易均匀分布，当将该已知的抛光垫应用于化学机械抛光工艺中时，会使待抛光物的平坦度不佳，且不均匀度提高，并且使待抛光物的表面残留抛光浆料中的研磨颗粒，从而在待抛光物的表面造成刮伤，如果应用于晶片工艺中，晶片表面的刮伤影响稳定度，则会影响后续的曝光、显影、蚀刻等工艺，微小集成电路在多重叠加后，也使稳定度减小，从而使不良率提高，并进一步提高了制造成本。再者，制造该已知的抛光垫时，还产生挥发性有机化合物，容易造成污染。

发明内容

本发明采用低溶剂或甚至无溶剂的高分子材料，以减少制造抛光垫时所造成的污染。所述低溶剂高分子材料包括水性高分子材料、高固含量的高分子材料。

本发明提供制造抛光垫的方法，其包括以聚氨酯溶液形成抛光层，其中所述聚氨酯溶液的固含量大于约90wt％，和在约130℃至约170℃下干燥所述聚氨酯溶液。

本发明还提供由上述方法所制成的抛光垫。

根据本发明的方法所制得的抛光垫可克服现有技术中研磨颗粒残留而刮伤待抛光物表面的缺点，并提高待抛光物的平坦度，以及减少不良率的产生。

具体实施方式

本发明提供制造抛光垫的方法，其包括：

(a)以聚氨酯溶液形成抛光层，其中所述聚氨酯溶液的固含量大于约90wt％；和

(b)在约130℃至约170℃下干燥所述聚氨酯溶液。

根据本发明的方法，其中将所述高固含量的聚氨酯溶液在高温环境中干燥，可使聚氨酯的网状分子链断裂，从而使聚合物分子的浓度降低，因而易于均匀分布于抛光层中，抛光层的致密度可为0.01至0.5g/cm³，如经剖片使用后，所得的抛光面更为平滑，从而可提高抛光效率。

优选地，具有高固含量的聚氨酯溶液是在约60℃至约120℃下提供的，该相对低温的环境有利于后续干燥固化过程中通过高温使网状分子链断裂。

在本发明的优选具体实施方式中，所述方法还包括固化步骤，该固化步骤在于将经高温干燥后的抛光层在约30℃至约50℃下冷却固化。

在本发明的优选具体实施方式中，所述方法还包括提供基底材料以使聚氨酯分子附着于其上的步骤，优选以含浸或涂布方式使聚氨酯分子附着于该基底材料上。优选地，所述基底材料为无纺布，且更优选地，所述基底材料为滚轧无纺布。所述滚轧无纺布可以卷筒对卷筒的方式使用，与涉及模塑或铸造的制造单个抛光垫的已知方法比较，该方式改善了批次均匀性。

另一方面，聚氨酯溶液的粘度也是本发明制造方法的相关条件。优选地，当使用含浸方式使聚氨酯分子附着于基底材料上时，聚氨酯溶液的粘度为约1000厘泊(cp)至约9000厘泊；另一方面，当使用涂布方式使聚氨酯分子附着于基底材料上时，聚氨酯溶液的粘度为约8000厘泊至约12000厘泊。

如本文所使用的，“无纺布”意指所制造的通过摩擦力和/或内聚力和/或粘着力而粘结的定向纤维或无规定向纤维的薄片、纤网或毡片除去纸张及并入连接线或长丝或通过湿磨(不管是否经额外缝制)而粘结的编织、针织、簇织、缝编产品，而不管是否有另外用针缝制。纤维可为天然纤维或人造纤维。纤维可为切断或连续的长丝或可原位形成。取决于形成纤网的方法，无纺布通常包括复合无纺布、针刺无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布、干法无纺布、湿法无纺布、缝编无纺布、或水刺无纺布。与编织品相比，无纺布具有更优选的材料性质。优选地，所述无纺布由纤维组成。