專利名稱：用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施方案屬于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)領(lǐng)域且尤其為用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。
背景技術(shù)：
通常簡寫為CMP的化學(xué)機(jī)械平坦化或化學(xué)機(jī)械拋光為一種用于使半導(dǎo)體晶片或其它基材平坦化的半導(dǎo)體制造技術(shù)。本發(fā)明方法使用耐磨且耐腐蝕的化學(xué)漿料(通常為膠體)以及拋光墊和通常具有比晶片大的直徑的扣環(huán)。將拋光墊和晶片通過動(dòng)力拋光頭壓在一起并通過塑料扣環(huán)保持在原位。動(dòng)力拋光頭圍繞不同旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)(即非同心的)。這樣除去了材料且往往是任何不規(guī)則的形狀平坦化，使晶片平面或平坦化。為了設(shè)置用于形成額外電路元件的晶片，可能必須如此。例如，為使整個(gè)表面位于光刻體系的景深內(nèi)或?yàn)檫x擇性除去基于其位置的材料，可能必須如此。景深要求通常低于用于最新的45nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)的埃級(jí)。去除材料的方法不僅為磨料刮擦，這類似砂紙?jiān)谀静纳洗蚰?。漿料中的化學(xué)物質(zhì)也與待除去的材料反應(yīng)和/或弱化該材料。磨料加速了該弱化過程且該拋光墊有助于從表面上擦掉已反應(yīng)的材料。已將該方法比作孩子吃口香糖的過程。如果口香糖位于舌頭上且沒被擦掉，則糖果變得被凝膠涂料覆蓋，但大部分糖果不受影響。僅僅在激烈刮擦下，糖果才溶解掉。另一類比為刷牙的作用。牙刷為機(jī)械作用，牙膏為化學(xué)作用。單獨(dú)使用牙刷或牙膏將使某人牙齒稍微清潔，但將牙刷和牙膏一起使用獲得優(yōu)異的過程。因此，除了在漿料技術(shù)方面的進(jìn)步，拋光墊也在日益復(fù)雜的CMP操作中起到重要作用。然而，在CMP墊技術(shù)的發(fā)展中也需要額外改進(jìn)。
發(fā)明概要在實(shí)施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其包含硬度約為20紹爾D(Shore D)至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實(shí)施方案中，軟性拋光墊包含位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實(shí)施方案中，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括在成型模具中，使預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合，以形成混合物。方法還包括使混合物固化，以提供模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在另一實(shí)施方案中，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括:在將預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑在成型模具中混合之前，使芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物與固化劑在第二單獨(dú)的成型模具中混合以形成第二混合物。方法還包括在第二成型模具中，使第二混合物部分固化以形成模塑凝膠。方法還包括將模塑凝膠定位在成型模具的指定區(qū)域中。然后，將預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的混合物。使混合物固化以提供模塑均勻拋光體進(jìn)一步包括使模塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部。附圖的簡要說明

圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，與用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊相容的拋光設(shè)備的等軸側(cè)視圖。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的俯視圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，表示在制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法中的操作的流程圖。圖5A圖示了相應(yīng)于圖4流程圖的操作402，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖5B圖示了相應(yīng)于圖4流程圖的操作404，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖5C圖不了又相應(yīng)于圖4流程圖的操作404,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖6A圖示了相應(yīng)于圖4流程圖的操作402，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖6B圖不了相應(yīng)于圖4流程圖的操作404,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案,制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。 圖6C圖不了又相應(yīng)于圖4流程圖的操作404,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊，包含局部區(qū)域透明(LAT)部的軟性拋光墊的橫截面圖。圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，一部分其中嵌入局部區(qū)域透明(LAT)部的軟性拋光墊的解剖圖。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。在以下說明書中，提出很多特定細(xì)節(jié)，如特定的軟性拋光墊和局部區(qū)域透明(LAT)部配制混合物，以提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)了解。對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明實(shí)施方案可在這些特定細(xì)節(jié)不存在下實(shí)施。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)描述已知的加工技術(shù)，如將漿料與拋光墊組合以進(jìn)行半導(dǎo)體基材的CMP，以必定使本發(fā)明實(shí)施方案模糊化。此外，應(yīng)理解的是，附圖中顯示的各實(shí)施方案為說明性例證且未必按比例描繪。本文公開了用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊包含位于模塑均勻拋光體內(nèi)并與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為60紹爾A至95紹爾A的熱固性閉孔聚氨酯材料。本文還公開了制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括在成型模具中，使預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合以形成混合物。使混合物固化以提供模塑均勻拋光體，其中該拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法包括:在使預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合之前，使芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物與固化劑在第二單獨(dú)的成型模具中混合以形成第二混合物。在第二成型模具中，使第二混合物部分固化以形成模塑凝膠。將模塑凝膠定位在成型模具的指定區(qū)域中。在該實(shí)施方案中，將預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的混合物，且使混合物固化以提供模塑均勻拋光體進(jìn)一步包括使模塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明部。本文所述軟性拋光墊可適用于化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，與用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊相容的拋光設(shè)備的等軸側(cè)視圖。參考圖1，拋光設(shè)備100包含壓板104。壓板104的頂表面102可用于支撐軟性拋光墊?？稍O(shè)置壓板104,以提供主旋轉(zhuǎn)軸106和滑塊振蕩(slider oscillation) 108。樣品載臺(tái)110例如用于在用軟性拋光墊拋光半導(dǎo)體晶片過程中將半導(dǎo)體晶片保持在原位。樣品載臺(tái)進(jìn)一步通過懸掛裝置112支撐。所包含的漿料進(jìn)料裝置114用于在拋光半導(dǎo)體晶片之前或期間提供漿料至軟性拋光墊的表面。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，提供與拋光設(shè)備如拋光設(shè)備100 —起使用的“軟性”墊(紹爾D值與常規(guī)墊相比較軟)。軟性拋光墊可用于半導(dǎo)體基材的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)。在實(shí)施方案中，軟性拋光墊為直徑約20英寸(如約50-52厘米)或約30英寸(如約75-78厘米)的圓柱狀的閉孔、熱固性的聚氨酯墊。軟性拋光墊可各自具有不透明部分，該不透明部分任選具有局部區(qū)域透明部。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，軟性拋光墊為直徑為約42-48英寸的圓柱狀的閉孔、熱固性的聚氨酯墊且適用于450mm晶片加工。在實(shí)施方案中，各聚氨酯墊的上部為具有溝槽設(shè)計(jì)的，例如用于在用拋光設(shè)備如拋光設(shè)備100拋光過程中接觸半導(dǎo)體基材的拋光表面。在實(shí)施方案中，聚氨酯墊的平坦的底表面被厚度為約0.5-3密爾且理想地為0.5密爾厚(如約10-15微米厚)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)底膜完全覆蓋。PET底膜可為半透明至透光的。PET底膜可經(jīng)由完全覆蓋了 PET底膜的一側(cè)的第一壓敏粘合劑與底墊表面粘合。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二壓敏粘合劑層完全覆蓋了 PET底膜的另一側(cè)。約2.5密爾厚(如約60-65微米)的PET離型襯可經(jīng)由該第二壓敏粘合劑粘附在PET底膜上。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一壓敏粘合劑為橡膠類，而第二壓敏粘合劑為丙烯酸類。在另一實(shí)施方案中，省去PET底膜和一種壓敏粘合劑，以使PET離型襯通過單層壓敏粘合劑直接粘附至聚氨酯墊的底表面。在本發(fā)明的一方面中，提供了用于半導(dǎo)體基材的化學(xué)機(jī)械拋光中的軟性拋光墊。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。參考圖2，軟性拋光墊200包含由硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料組成的模塑均勻拋光體202。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“均勻”用于表明該熱固性閉孔聚氨酯材料的組成在拋光體的整個(gè)組成中是一致的。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“均勻”排除了例如由浸潰的氈或多層不同材料的組合物(復(fù)合物)組成的拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“熱固性”用于表明不可逆地固化的聚合物材料，如材料前體通過固化不可逆地變?yōu)椴蝗鄄蝗艿木酆衔锞W(wǎng)絡(luò)。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“熱固性”排除了例如由“熱塑性”材料或“熱塑性塑料當(dāng)加熱時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w并當(dāng)冷卻充分時(shí)凝固為非常玻璃化狀態(tài)的聚合物組成的那些材料組成的拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“模塑”用于表明模塑均勻拋光體202在成型模具中形成，這更詳細(xì)地描述在下文中。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202包含第一溝槽表面204和與第一表面204相對(duì)的第二平坦表面206。作為用于第一溝槽表面204的圖案的實(shí)例，圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的俯視圖。參考圖3，模塑均勻拋光體300包含例如具有多個(gè)同心圓302以及多個(gè)輻射線304的溝槽表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202是不透明的。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“不透明”用于表明允許約10%或更少的可見光通過的材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202絕大部分是不透明的，或完全歸因于乳濁化潤滑劑(例如作為額外組分)在模塑均勻拋光體202的均勻的熱固性閉孔聚氨酯材料中的摻入。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，乳濁化潤滑劑例如但不限于以下材料:石墨、氮化硼、二硫化鎢、特氟龍、氟化鈰、硫化鑰、氟化石墨、硫化銀、二硫化組或滑石。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202包含致孔劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，術(shù)語“致孔劑”用于表明具有“中空”中心的微米或納米級(jí)球狀顆粒。空心未填充固體材料，但可包含氣體或液體核。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202在模塑均勻拋光體202的均勻的熱固性閉孔聚氨酯材料中包含預(yù)膨脹的和氣體填充的EXPANCEL作為致孔劑(例如作為額外組分)。在特定實(shí)施方案中，EXPANCEL充滿戊烷。又參考圖2，軟性拋光墊200進(jìn)一步包含位于模塑均勻拋光體202上的底膜208。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜208由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜208的厚度約為0.5密爾，如約10-15微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜208為半透明至透光的。又參考圖2，軟性拋光墊200進(jìn)一步包含位于底膜208和模塑均勻拋光體202之間的第一壓敏粘合劑層210。在一個(gè)實(shí)施方案中,第一壓敏粘合劑層210由橡膠類材料組成。又參考圖2，軟性拋光墊200進(jìn)一步包含位于底膜208之上的第二壓敏粘合劑層212。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二壓敏粘合劑層212由丙烯酸類材料組成。又參考圖2，軟性拋光墊200進(jìn)一步包含位于第二壓敏粘合劑層212之上的離型襯214。在一個(gè)實(shí)施方案中，離型襯214由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成。在另一實(shí)施方案(未顯示)中，軟性拋光墊200進(jìn)一步包含直接位于模塑均勻拋光體202之上且不涉及底膜或第一和第二壓敏粘合劑層的離型襯。應(yīng)理解的是，模塑均勻拋光體的尺寸可根據(jù)應(yīng)用而改變。然而，某些參數(shù)可用于使軟性拋光墊包含這種可與常規(guī)加工設(shè)備或甚至與常規(guī)的化學(xué)機(jī)械加工操作相容的模塑均勻拋光體202。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，模塑均勻拋光體202的厚度為約0.075-0.130英寸，如約1.9-3.3毫米。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的直徑為約20-30.3英寸，如約50-77厘米，且可能為約10-42英寸，如約25-107厘米。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的硬度為約35紹爾D。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的孔密度為約18-30%總空隙體積，且可能為約15-35%總空隙體積。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的孔隙率為閉孔類型。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的孔徑為約40微米直徑，但可以更小，如約20微米直徑。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的壓縮率為約2.5%。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的密度為約0.80-0.90克/cm3，或約
0.95-1.05 克 /cm3。應(yīng)理解的是,使用包含模塑均勻拋光體202的軟性拋光墊的各種膜的去除速度可取決于拋光工具、漿料、調(diào)理或所用拋光方法而改變。然而，在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202顯示了約30-900納米/分鐘的銅去除速度。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202顯示了約30-900納米/分鐘的氧化物去除速度。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的彈性儲(chǔ)能模量E’在25°C下為約30MPa。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的彈性儲(chǔ)能模量E’在40°C下為約25MPa。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的彈性儲(chǔ)能模量E’在70°C下為約20MPa。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的彈性儲(chǔ)能模量E’在90°C下為約18MPa。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的tan delta隨溫度變化，從在T=-75°C下約0.04變至在T=-15°C下約0.23，且其值在25°C下約為0.19。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體202的動(dòng)能損耗因子KEL(Ι/Pa)在25°C下為約10，500，在40°C下約13，500，或在701:下約15,500。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，軟性拋光墊的KEL在45°C下為約 2000-45，000。在本發(fā)明的一個(gè)方面，軟性拋光墊包含由形成單類聚氨酯聚合物的未聚合的氨基甲酸酯前體制得的模塑均勻拋光體，如模塑均勻拋光體202。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，模塑均勻拋光體通過如下制備:使(a)芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物，如AIRTHANE60:聚四亞甲基二醇-甲苯二異氰酸酯，(b)致孔劑，如EXPANCEL40:具有異丁烯或戊烷填料的丙烯腈偏二氯乙烯，(C)潤滑劑和增白劑填料(d)多元醇,如Terathane T-2000:聚氧丁二醇,和(e)催化劑，如DABC01027與(f)固化劑，如CURENE107:硫醚芳族二胺，(g)熱穩(wěn)定劑，如PUR68和(g)UV吸收劑，如Tinuvin213反應(yīng)，以形成具有基本一致的微孔、閉孔結(jié)構(gòu)的接近不透明的淺黃色的熱固性聚氨酯。該接近不透明的模塑均勻拋光體不可由多種聚合物材料制備，且聚合物材料的混合物不可由上述反應(yīng)形成。實(shí)際上，在一個(gè)實(shí)施方案中，該不透明的墊狀模塑均勻拋光體由形成單類聚氨酯聚合物的未聚合的氨基甲酸酯前體制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，所制造的軟性拋光墊的模塑均勻拋光體部分也不包含分散在不溶于水的聚合物基質(zhì)不透明材料中的任何水溶性顆粒。在一個(gè)實(shí)施方案中，不透明區(qū)域均為疏水性的。在特定實(shí)施方案中，通過調(diào)節(jié)，部分變得較親水，以便可潤濕。在一個(gè)實(shí)施方案中，上述EXPANCEL材料不具有基本上全是水的液體核。實(shí)際上，EXPANCEL的核為氣體且各EXPANSEL單元的平均孔徑為約20-40微米。如上所述，軟性拋光墊可由形成單類聚氨酯聚合物的未聚合類的氨基甲酸酯前體制備。圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，表示在制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法中的操作的流程圖400。圖5A-5C圖示了相應(yīng)于流程圖400的操作，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。參考圖5A和流程圖400的相應(yīng)操作402，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括:在成型模具504中，將預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑(組合502)混合以形成混合物506。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，預(yù)聚物包含聚氨酯前體，主固化劑包含芳族二胺化合物，以及第二固化劑包含醚鍵。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚氨酯前體為異氰酸酯，主固化劑為芳族二胺，以及第二固化劑例如但不限于聚四亞甲基二醇、氨基官能化二醇或氨基官能化的聚氧化丙烯。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑(組合502)的摩爾比例為約100份預(yù)聚物、85份主固化劑和15份第二固化劑。應(yīng)理解的是，比例的變化可用于提供具有變化的紹爾D值或基于預(yù)聚物與第一和第二固化劑的特定性質(zhì)的軟性拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合進(jìn)一步包括將乳濁化潤滑劑與預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合。參考圖5B和流程圖400的相應(yīng)操作404,制備用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法還包括使混合物506固化，以提供模塑均勻拋光體508.
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，使混合物506固化包括在成型模具504中部分固化以提供聚氨酯材料。在該實(shí)施方案中，使混合物506固化包括在爐中進(jìn)一步固化以提供模塑均勻拋光體508。在一個(gè)實(shí)施方案中，成型模具504包含其上形成或其中形成溝槽圖案507的蓋子505，這如圖5B所描繪。在一個(gè)實(shí)施方案中，在爐固化之前的部分固化可在將混合物506封閉在成型模具504中的蓋子505存在下，在約200-260° F的溫度和約2_12磅/平方英寸的壓力下進(jìn)行。參考圖5C并且再參考流程圖400的相應(yīng)操作404，模塑均勻拋光體508由硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，由于成型模具504的蓋子505的溝槽圖案507，模塑均勻拋光體508包含第一溝槽表面510和與第一表面510相對(duì)的平坦表面512，這如圖5C所描繪。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體508是不透明的。在一個(gè)實(shí)施方案中，由于乳濁化潤滑劑的摻入，模塑均勻拋光體508是不透明的。在本發(fā)明的另一方面，所制備的軟性拋光墊可包含模塑工藝操作過程中所形成的溝槽，但該溝槽圖案不必一定由包含在成型模具蓋子中的溝槽圖案形成。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，表示在制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法中的操作的流程圖400。圖6A-6C圖示了相應(yīng)于流程圖400的操作，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的橫截面圖。參考圖6A和流程圖400的相應(yīng)操作402，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括:在成型模具604中，使預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑(組合602)混合以形成混合物606。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，預(yù)聚物包含聚氨酯前體，主固化劑包含芳族二胺化合物，以及第二固化劑包含醚鍵。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚氨酯前體為異氰酸酯，主固化劑為芳族二胺，以及第二固化劑例如但不限于聚四亞甲基二醇、氨基官能化的二醇或氨基官能化的聚氧化丙烯。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑(組合502)的摩爾比例為約100份預(yù)聚物、85份主固化劑和15份第二固化劑。應(yīng)理解的是，比例的變化可用于提供具有變化的紹爾D值的軟性拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合進(jìn)一步包括將乳濁化潤滑劑與預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合。參考圖6B和流程圖400的相應(yīng)操作404，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法還包括使混合物606固化，以提供模塑均勻拋光體608.
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，使混合物606固化包括在成型模具604中部分固化以提供聚氨酯材料。在該實(shí)施方案中，使混合物606固化包括在爐中進(jìn)一步固化以提供模塑均勻拋光體608。在一個(gè)實(shí)施方案中,成型模具604包含蓋子605。然而,與上述蓋子505不同，蓋子605具有與混合物606接觸的平坦表面。實(shí)際上，如圖6A和6B所描繪的，溝槽圖案607包含在成型模具604的底表面上。在一個(gè)實(shí)施方案中，在爐固化之前的部分固化可在將混合物606封閉在成型模具604中的蓋子605存在下，在約200-260° F的溫度和約2_12磅/平方英寸的壓力下進(jìn)行。參考圖6C并且再參考流程圖400的相應(yīng)操作404，模塑均勻拋光體608由硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，由于在成型模具604底部的溝槽圖案607，模塑均勻拋光體608包含第一溝槽表面610和與第一表面610相對(duì)的平坦表面612,這如圖6C所描繪。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體608是不透明的。在一個(gè)實(shí)施方案中，由于乳濁化潤滑劑的摻入，模塑均勻拋光體608是不透明的。用于上述軟性拋光墊成型的實(shí)施方案可易于施加更復(fù)雜的化學(xué)配制劑。例如，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括:在成型模具中，使芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物、致孔劑、潤滑劑和增白劑填料、多元醇和催化劑與固化劑、熱穩(wěn)定劑以及UV吸收劑反應(yīng)以形成混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物由聚四亞甲基二醇-甲苯二異氰酸酯組成，致孔劑由具有異丁烯或戊烷填料的丙烯腈偏二氯乙烯組成，潤滑劑和增白劑填料由乳濁化潤滑劑組成，多元醇由聚氧丁二醇組成，催化劑由DABC01027組成，固化劑由硫醚芳族二胺組成，熱穩(wěn)定劑由TOR68組成，UV吸收劑由Tinuvin213組成。制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法也可包括使上述復(fù)合混合物固化，以提供軟性拋光墊的模塑均勻拋光體。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法進(jìn)一步包括在模塑均勻拋光體表面上形成底膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜厚度為約0.5密爾，如約10-15微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜414為半透明至透光的。在特定實(shí)施方案中，底膜由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成，厚度為約0.5密爾，如約10-15微米且為半透明至透光的。在一個(gè)實(shí)施方案中，底膜
為MYLAR 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜。在特定實(shí)施方案中，MYIAR 膜完全不能滲
透水且其中不形成孔穴。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法進(jìn)一步包括在模塑均勻拋光體表面和底膜之間形成第一壓敏粘合劑層。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一壓敏粘合劑層直接形成在模塑均勻拋光體表面和底膜之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，形成第一壓敏粘合劑層包括形成橡膠類材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一壓敏粘合劑層為永久鍵類型的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法進(jìn)一步包括在底膜上形成第二壓敏粘合劑層。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二壓敏粘合劑層直接在底膜上形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，形成第二壓敏粘合劑層包括形成丙烯酸類材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二壓敏粘合劑層為可釋放鍵類型的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法進(jìn)一步包括在第二壓敏粘合劑層上形成離型襯。在一個(gè)實(shí)施方案中，離型襯直接在第二壓敏粘合劑層上形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，離型襯由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成。在一個(gè)實(shí)施方
案中，離型襯為厚度為約2.5密爾，如約60-65微米的MYLARw聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯
層。然而，在另一實(shí)施方案中，離型襯由例如但不限于紙或聚丙烯的材料組成。或者，軟性拋光墊可僅包含模塑均勻拋光體和離型襯。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括在模塑均勻拋光體的平坦表面上直接形成離型襯。在一個(gè)實(shí)施方案中，離型襯由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)組成。在本發(fā)明的另一方面中，局部區(qū)域透明部可包含在軟性拋光墊中。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，將在CMP操作過程中需要可見到基材頂表面的技術(shù)用于檢測操作的終點(diǎn)。然而，如上所述，軟性拋光墊可以是不透明的并因此限制了各種用于這種終點(diǎn)檢測的可能技術(shù)。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊，包含局部區(qū)域透明部的軟性拋光墊的橫截面圖。參考圖7，軟性拋光墊，如與圖2結(jié)合描述的軟性拋光墊200的模塑均勻拋光體702進(jìn)一步包含位于模塑均勻拋光體702之中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部704。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702是不透明的，而LAT部704則是透明的。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702是不透明的，這至少部分是由于無機(jī)物質(zhì)在用于制造軟性拋光墊的模塑均勻拋光體部分的材料中的摻入。在該實(shí)施方案中，局部區(qū)域透明部僅由無機(jī)物質(zhì)制造且基本上但不是全部例如對(duì)于可見光、紫外光、紅外光或其組合是透明的。在特定實(shí)施方案中，包含在模塑均勻拋光體702中的無機(jī)物質(zhì)為乳濁化潤滑劑，而局部區(qū)域透明部不含任何無機(jī)材料，包含乳濁化潤滑劑。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702是不透明的且包含氮化硼，而LAT部704基本上不含乳濁化潤滑劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，LAT部704明顯是透明的(理想上全部透明)，以使光能透過例如用于終點(diǎn)檢測的軟性拋光墊。然而，情況是不能或不需將LAR部704制造為完全透明的，但仍對(duì)用于終點(diǎn)檢測的光的透過有效。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，LAT部704僅僅透過80%700-710納米范圍內(nèi)的入射光，但仍適合用作軟性拋光墊的窗口。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702和LAT部具有不同硬度。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702具有比LAR部704的紹爾D小的紹爾D。在特定實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702的紹爾D為約20-45，而LAT部704的紹爾D為約60。盡管硬度可能不同，LAT部704和模塑均勻拋光體702之間的交聯(lián)(例如經(jīng)由共價(jià)鍵接)仍可為大范圍的。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，模塑均勻拋光體702和LAT部704的紹爾D之差為10或更大，而模塑均勻拋光體702和LAR部704之間的交聯(lián)程度明顯。應(yīng)理解的是，軟性拋光墊和位于其中的LAT部的尺寸可根據(jù)所需應(yīng)用變化。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體702為具有約75-78厘米直徑的圓形，且LAT部704沿模塑均勻拋光體702的徑向軸具有約4-6厘米的長度，約1-2厘米的寬度，且定位于離模塑均勻拋光體702的中心約16-20厘米處。就垂直定位而言，可選擇LAT部在模塑均勻拋光體上的位置用于特定應(yīng)用，且所述位置也可是成型方法的結(jié)果。例如，通過經(jīng)由模塑工藝將LAT部包含在模塑均勻拋光體中，定位和可達(dá)到的精確度例如可比其中在成型之后切割拋光墊并在拋光墊成型之后加入視窗的方法明顯更合適。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過使用如下文所述的模塑工藝，將LAT部包含在模塑均勻拋光體中，其與模塑均勻拋光體的溝槽表面的槽底部成平面。在特定實(shí)施方案中，通過使LAT部與模塑均勻拋光體的溝槽表面的槽底部成平面，在由模塑均勻拋光體和LAT部制造的軟性拋光墊的整個(gè)壽命期間，LAT部不涉及CMP加工操作。
在另一實(shí)施方案中，通過使用如下文所述的模塑工藝，將LAT部包含在模塑均勻拋光體中，其與模塑均勻拋光體的相對(duì)平坦表面成平面。該平面性可通過研磨模塑均勻拋光體的背面直至LAT部暴露或可在模塑時(shí)變平為止而實(shí)現(xiàn)。在每種情況下，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，不存在LAT部在模塑均勻拋光體的背面內(nèi)的凹口。因此，當(dāng)將軟性拋光墊與CMP工具一起用于CMP方法操作時(shí)，在CMP工具的壓板和軟性拋光墊的LAT部之間令人不希望地收集空氣或水分的可能性很小至沒有。在一個(gè)實(shí)施方案中，包含LAT部的軟性拋光墊可在不加入插入層下通過粘性的膜或殘留物界面粘附至CMP壓板。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，具有LAT部的軟性拋光墊的模塑均勻拋光體部分的背面(與溝槽表面相對(duì)的平面?zhèn)?具有位于其上的轉(zhuǎn)移膠帶層。例如在CMP工具上使用軟性拋光墊時(shí)，一旦除去轉(zhuǎn)移膠帶，則粘性界面產(chǎn)生，這使模塑均勻拋光體和LAT部直接施加至CMP工具的壓板。在一個(gè)實(shí)施方案中，將LAT部放在具有壓板的發(fā)光終點(diǎn)檢測體系上。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體和壓板之間以及因此LAT部和壓板之間的粘性界面完全或絕大部分是透明的且不干涉光從終點(diǎn)檢測體系透過LAT部。在特定實(shí)施方案中，粘性界面為丙烯酸酯類(acrolate)界面。在一個(gè)實(shí)施方案中，因?yàn)轭~外的拋光墊層未保留在模塑均勻拋光體和壓板之間，不需要另外在LAT部中切割窗口和使這類層與其排列所涉及的費(fèi)用和時(shí)間。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，將局部區(qū)域透明部嵌入軟性拋光墊。在一個(gè)實(shí)施方案中，在拋光墊的實(shí)際模塑和成型期間包含局部區(qū)域透明部，以使用于形成拋光墊的反應(yīng)物前體圍繞位于成型模具中的預(yù)制造的局部區(qū)域透明部放置。然后使軟性拋光墊材料在局部區(qū)域透明部存在下固化，因此將局部區(qū)域透明部嵌入該軟性拋光墊本身。例如，圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，一部分其中嵌入局部區(qū)域透明部的軟性拋光墊的解剖圖。參考圖8，軟性拋光墊802包含其中嵌入的局部區(qū)域透明(LAT)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖8所描繪的，局部區(qū)域透明部804凹進(jìn)軟性拋光墊802的溝槽表面的溝槽806下。局部區(qū)域透明部可具有一定尺寸并位于與各終點(diǎn)檢測技術(shù)相容且適于包含在通過模塑工藝制造的軟性拋光墊中的位置。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，局部區(qū)域透明部的長度為約2英寸，如約4-6厘米，寬度為約0.5英寸，如約1-2厘米。在一個(gè)實(shí)施方案中，局部區(qū)域透明部位于離軟性拋光墊中心約7英寸，如約16-20厘米處，例如但不限于具有30英寸直徑，如約75-78厘米直徑的軟性拋光墊。局部區(qū)域透明部可由與各終點(diǎn)檢測技術(shù)相容且適于包含在通過模塑工藝制造的軟性拋光墊中的材料組成。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，如上所述，在流程圖400的操作402和404過程中，形成的局部區(qū)域透明部位于模塑均勻拋光體中。例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，如流程圖400所述，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法進(jìn)一步包括:在將預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合之前，將芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物與固化劑在第二單獨(dú)的成型模具中混合以形成第二混合物。然后將第二混合物在第二種成型模具中部分固化以形成模塑凝膠。然后將模塑凝膠定位在成型模具的指定區(qū)域中。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，將預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成軟性拋光墊混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的軟性拋光墊混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，使軟性拋光墊混合物固化以提供模塑均勻拋光體進(jìn)一步包括使模塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，使軟性拋光墊混合物和模塑凝膠固化包括:在軟性拋光墊成型模具中部分固化，以提供聚氨酯材料(拋光體前體)并提供LAT部前體。在該實(shí)施方案中，使軟性拋光墊混合物和模塑凝膠固化包括:在爐中進(jìn)一步固化以提供由熱固性閉孔聚氨酯材料組成的模塑均勻拋光體并提供LAT部。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，在形成LAT部中，芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物包含聚四亞甲基二醇-甲苯二異氰酸酯，固化劑包含硫醚芳族二胺。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二種(LAT部前體)混合物的部分固化僅在熱能下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物由高分子量的多兀醇組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明部的方法包括:在成型模具中，使芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物與固化劑反應(yīng)以形成混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物由聚四亞甲基二醇-甲苯二異氰酸酯(AIRTHANE60)組成，且固化劑由硫醚芳族二胺(⑶RENE107)組成。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，局部區(qū)域透明部未由多種聚合物材料制備，且聚合物材料的混合物不通過上述反應(yīng)制備。實(shí)際上，局部區(qū)域透明部由形成單類聚氨酯聚合物的未聚合的氨基甲酸酯前體制備。而且，所得的形成局部區(qū)域透明部的聚合物為非琥珀色的氨基甲酸酯彈性體。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，不存在分散在用于形成局部區(qū)域透明部的不溶于水的聚合物基質(zhì)中的水溶性顆粒。在一個(gè)實(shí)施方案中，局部區(qū)域透明部不由透氣材料、玻璃或結(jié)晶材料制備。任選局部區(qū)域透明部可通過首先在配有機(jī)械攪拌器和氮?dú)忭斂盏幕旌细惺股鲜鼍植繀^(qū)域透明部前體成分(除了固化劑之外)混合在一起而制備。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，在徹底共混之后，將混合物經(jīng)由混料頭轉(zhuǎn)移至成型模具，在所述混料頭中將固化劑加入用于形成軟性拋光墊的模塑均勻拋光體部分的混合物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明部的方法還包括:在成型模具中將上述混合物部分固化以形成將最終轉(zhuǎn)變以提供LAT的模塑凝膠。在一個(gè)實(shí)施方案中，將混合物在LAT成型模具中部分固化，以制備具有所需局部區(qū)域透明部形狀的透明凝膠狀制品。在一個(gè)實(shí)施方案中，僅通過熱能，而不是通過光固化或其它技術(shù)將混合物部分固化。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明(LAT)部的方法還包括在模塑凝膠的頂表面處形成支持膜。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，支持膜由聚酰亞胺(如可市售的KAPTON聚酰亞胺膜)組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，支持膜定位在模塑凝膠的頂部，以在轉(zhuǎn)移至較大的墊成型模具過程中支持窗戶前體。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明部的方法還包括將模塑凝膠定位在軟性拋光墊成型模具的蓋子的指定區(qū)域中。在一個(gè)實(shí)施方案中，在該點(diǎn)將支持膜除去。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，設(shè)計(jì)指定區(qū)域，以接受和定位模塑凝膠。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物套管不用于在軟性拋光墊成型模具的蓋子上或其中容納模塑凝膠。在一個(gè)實(shí)施方案中，將模塑凝膠定位在軟性拋光墊成型模具中，以使由其形成的局部區(qū)域透明部的頂部位于軟性拋光墊成型模具的蓋子部分的水平之下，其中所述模具用于在所形成的圍繞局部區(qū)域透明部的軟性拋光墊中產(chǎn)生拋光表面(或溝槽區(qū))。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明部的方法還包括:在軟性拋光墊成型模具中，一旦將軟性墊成型模具的蓋子放在軟性拋光墊前體混合物上，則使軟性拋光墊前體反應(yīng)，以在指定區(qū)域中形成圍繞模塑凝膠的混合物。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，軟性拋光墊混合物由材料組成并以與流程圖400的操作402結(jié)合所述的混合物506相似或相同的方式形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造用于軟性拋光墊的局部區(qū)域透明部的方法還包括使軟性拋光墊混合物和模塑凝膠完全固化，以提供其中放置局部區(qū)域透明部的模塑均勻拋光體。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，模塑均勻拋光體由材料組成并以與流程圖400的操作404結(jié)合所述的模塑均勻拋光體508相似或相同的方式形成。在制造其中放置局部區(qū)域透明部的模塑均勻拋光體時(shí)，可任選進(jìn)行額外操作(如加入襯里層，減薄拋光墊等)，以進(jìn)一步完善軟性拋光墊的制造。因此，可制造包含局部區(qū)域透明部的，例如用于終點(diǎn)檢測的軟性拋光墊。終點(diǎn)檢測可包括光透過軟性拋光墊的LAT。在下文中提供可用于形成這種具有局部區(qū)域透明部的軟性拋光墊的其它細(xì)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，為形成軟性拋光墊，將液體的不透明墊前體加入三或四個(gè)獨(dú)立的各自配有機(jī)械攪拌器和氮?dú)忭斂盏幕旌细?。第一混合釜含有預(yù)聚物、乳濁化潤滑劑和增白劑填料以及致孔劑。第二混合釜含有固化劑、UV穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑。第三個(gè)混合釜含有多元醇和催化劑?；蛘?，催化劑可包含在第四個(gè)混合釜中。在徹底混合之后，將混合釜中的混合物經(jīng)由真空轉(zhuǎn)移至獨(dú)立的常用釜中。當(dāng)準(zhǔn)備使用時(shí)，將各混合物經(jīng)由其中成分反應(yīng)的混料頭轉(zhuǎn)移至CMP軟性拋光墊模具。將不透明的前體混合物加入模具中以充滿模具的剩余部分，且其通常圍繞局部區(qū)域透明部。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于該操作的混合設(shè)備為Baule混合體系。在一個(gè)實(shí)施方案中，在加入任選的凝膠狀嵌入物(LAT前體)和不透明部分之前，將模具預(yù)熱至約250° F或約121°C。在將嵌入物定位在模具中并使不透明部分填充模具剩余部分之后，將模具閉合并加熱約8分鐘以使不透明材料部分固化并使凝膠嵌入物(透明材料)進(jìn)一步固化。因?yàn)槟＞唔敳亢偷撞康臒豳|(zhì)量不可能使模具溫度在生產(chǎn)軟性拋光墊期間循環(huán)，當(dāng)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，模具內(nèi)側(cè)持續(xù)保持在大約加工溫度下。在一個(gè)實(shí)施方案中，將固體狀的部分固化的材料“脫?！辈哪＞咧腥〕?。在一個(gè)實(shí)施方案中，接著將固體狀的部分固化的拋光墊移至固化爐并在約200° F或約93°C下加熱約12小時(shí)。加熱可使拋光墊完全固化。接著將固化的墊從爐中取出并將墊的背面和局部區(qū)域透明部機(jī)械加工(前面或溝槽面根本未處理)，以使墊的不透明部分的底表面與局部區(qū)域透明部的底表面齊平。此外，機(jī)械加工可獲得所需墊厚度。在一個(gè)實(shí)施方案中，接著將透明的MYIAR 層放置在固化并機(jī)械加工過的墊的底表面上。將一卷在膜的一側(cè)具有第一壓敏粘合劑以及在另一側(cè)具有第二壓敏粘合劑和脫模紙的MYLAR 膜打開并通過層合機(jī)使其與底墊表面接觸。將MYLAR 卷定位并切割，以使MYLAR 底膜覆蓋墊的整個(gè)底表面。因此，產(chǎn)生了墊/粘合劑層/ MYLAR 月莫/半拾媚/ MYLAR ,月兌觀白勺始棘，.“辦半占俯，傭
上述成卷的MYLAR j膜使用。該“轉(zhuǎn)移粘合劑”可為打開的粘合劑/脫模紙且粘合劑層粘附至軟性拋光墊的底部。在該實(shí)施方案中，使脫模墊與粘合劑層接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，接著將上述層復(fù)合物作為軟性拋光墊清洗、檢查并打包裝船。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)需要使用拋光墊時(shí)，從復(fù)合物上取出脫模層，暴露第二粘合劑層。接著將復(fù)合物對(duì)著CMP機(jī)械壓板定位，其中暴露的粘合劑層粘附至壓板。脫模層可在取出之后處理。或者，如果軟性拋光墊不具有底膜，則可取出離型襯，并使單個(gè)粘合劑層對(duì)著壓板放置。在一個(gè)實(shí)施方案中，接著準(zhǔn)備將安裝的軟/性拋光墊用于CMP拋光操作。應(yīng)理解的是，對(duì)特定應(yīng)用而言，可基于上述公開方法獲得的軟性拋光墊的性能可略微不同地改變(例如在硬度上)。例如，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，提供適于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。軟性拋光墊包含硬度為約20紹爾D至約40紹爾D，密度為約0.85g/cm3至約1.00g/cm3，KEL為約1050至約1400 (在40。。下I/Pa)，孔隙率為約10體積%至約30體積％的鑄型用聚氨酯聚合物材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊的硬度為約20紹爾D至約35紹爾D。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊的密度為約0.88g/cm3至約0.95g/cm3。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊的KEL為約1100至約1350(在40°C下Ι/Pa)。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊的孔隙率為約15體積％至約25體積％.
應(yīng)理解的是，即使完全固化，固化反應(yīng)產(chǎn)物仍可在最終軟性拋光墊中剩余一些殘留反應(yīng)物或副產(chǎn)物。例如，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，提供適于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。軟性拋光墊包含由聚合物微球形成的鑄型用聚氨酯聚合物材料，其中所述聚合物微球構(gòu)成約10體積％至約40體積％軟性拋光墊。軟性拋光墊還包含具有約6重量％至約8重量％未反應(yīng)NCO的異氰酸酯封端的反應(yīng)產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，異氰酸酯封端的反應(yīng)產(chǎn)物用包含至少一種多胺化合物固化劑和至少一種羥基官能團(tuán)化合物固化劑的混合物的固化劑固化。在一個(gè)實(shí)施方案中，多胺化合物與羥基官能團(tuán)化合物固化劑的摩爾比例為約1:1至約20:1。在一個(gè)實(shí)施方案中，軟性拋光墊的孔隙率為至少0.1體積％，硬度為約紹爾D20至約紹爾D40，如約紹爾A60至約紹爾A90。因此，已公開了用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，該拋光體包含硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，模塑均勻拋光體包含第一溝槽表面和與第一表面相對(duì)的第二平坦表面。在一個(gè)實(shí)施方案中，局部區(qū)域透明(LAT)部位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法包括:在成型模具中使預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合以形成混合物。使混合物固化以提供模塑均勻拋光體，該拋光體包含硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)聚物包含聚氨酯前體，主固化劑包含芳族二胺化合物，以及第二固化劑包含醚鍵。
權(quán)利要求
1.一種用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊，其中所述軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，其包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體包含第一溝槽表面和與第一表面相對(duì)的第二平坦表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為不透明的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體進(jìn)一步包含乳濁化潤滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的軟性拋光墊，其進(jìn)一步包含位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的軟性拋光墊，其中所述LAT部和模塑均勻拋光體顯著交聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為不透明的，且其中所述LAT部基本不含乳濁化潤滑劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的軟性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體具有比LAT部的紹爾D小的紹爾D。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的軟 性拋光墊，其中所述模塑均勻拋光體為具有約75-78厘米直徑的圓形，LAT部具有約4-6厘米的長度，約1-2厘米的寬度，且定位于離模塑均勻拋光體的中心約16-20厘米處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的軟性拋光墊，其進(jìn)一步包含位于模塑均勻拋光體之上的底膜，其中所述底膜包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的軟性拋光墊，其進(jìn)一步包含位于底膜和模塑均勻拋光體之間的第一壓敏粘合劑層，其中第一壓敏粘合劑層包含橡膠類材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的軟性拋光墊，其進(jìn)一步包含位于底膜之上的第二壓敏粘合劑層，其中第二壓敏粘合劑層包含丙烯酸類材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的軟性拋光墊，其進(jìn)一步包含位于第二壓敏粘合劑層之上的離型襯，其中所述離型襯包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的軟性拋光墊,其進(jìn)一步包含直接位于模塑均勻拋光體上的離型襯。
15.一種制造用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊的方法，所述方法包括: 在成型模具中，使預(yù)聚物、主固化劑和與主固化劑不同的第二固化劑混合以形成混合物；以及 使混合物固化以提供模塑均勻拋光體，其中所述拋光體包含硬度約為20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述預(yù)聚物包含聚氨酯前體，主固化劑包含芳族二胺化合物，第二固化劑包含醚鍵。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述聚氨酯前體為異氰酸酯，主固化劑為芳族二胺，且第二固化劑選自聚四亞甲基二醇、氨基官能化的二醇和氨基官能化的聚氧化丙烯。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中使混合物固化包括:在成型模具中部分固化以提供聚氨酯材料，以及在爐中進(jìn)一步固化以提供包含熱固性閉孔聚氨酯材料的模塑均勻拋光體。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述模塑均勻拋光體包含第一溝槽表面和與第一表面相對(duì)的第二平坦表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述混合進(jìn)一步包括使乳濁化潤滑劑與預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合，且其中所述模塑均勻拋光體為不透明的。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括: 在使預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合之前，使芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物與固化劑在第二單獨(dú)的成型模具中混合以形成第二混合物； 在第二成型模具中，使第二混合物部分固化以形成模塑凝膠；以及 將模塑凝膠定位在成型模具的指定區(qū)域，其中使預(yù)聚物、主固化劑和第二固化劑混合以形成混合物包括形成至少部分圍繞模塑凝膠的混合物，且其中使混合物固化以提供模塑均勻拋光體進(jìn)一步包括使模 塑凝膠固化，以提供位于模塑均勻拋光體中且與其共價(jià)鍵接的局部區(qū)域透明(LAT)部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中使混合物固化包括:在成型模具中部分固化以提供聚氨酯材料并提供LAT部前體，以及在爐中進(jìn)一步固化以提供包含熱固性閉孔聚氨酯材料的模塑均勻拋光體并提供LAT部。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述芳族氨基甲酸酯預(yù)聚物包含聚四亞甲基二醇-甲苯二異氰酸酯，固化劑包含硫醚芳族二胺。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中第二混合物的部分固化僅在熱能下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于拋光半導(dǎo)體基材的軟性拋光墊。該軟性拋光墊包含模塑均勻拋光體，該拋光體具有硬度為約20紹爾D至45紹爾D的熱固性閉孔聚氨酯材料。
文檔編號(hào)B24D7/12GK103097080SQ201180043031
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者W·阿利森, D·斯科特, R·科普里希, P·黃, R·弗倫澤爾 申請(qǐng)人:內(nèi)克斯普拉納公司