CN108136564A - 抛光垫和系统以及制备和使用抛光垫的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及抛光垫，该抛光垫包括抛光层、多孔基底和界面区域。本公开涉及一种制备该抛光垫的方法。本公开涉及一种抛光基底的方法，抛光的方法包括：提供根据先前抛光垫中的任一个的抛光垫；提供基底，使抛光垫的工作表面与基底表面接触，在维持抛光垫的工作表面与基底表面之间的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动，其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。

Description

抛光垫和系统以及制备和使用抛光垫的方法
技术领域
本公开涉及可用于抛光基底的抛光垫和系统，以及制备和使用这类抛光垫的方法。
背景技术
可用于抛光基底的表面(例如，半导体晶片表面)的抛光垫在本领域中是已知的，例如在PCT公布申请号WO 2015/153597A1和WO2015/153601A1、美国专利号5,489,233；5,958,794和6,234,875中所描述的。
发明内容
在一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括：
i)抛光层，该抛光层具有工作表面和与该工作表面相反的第二表面；其中该工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域，该底面区域的厚度小于约5mm并且该抛光层包含聚合物；ii)多孔基底，该多孔基底具有第一主表面、相反的第二主表面和多个空隙；以及iii)界面区域，其中该抛光层的聚合物的一部分嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫，其中该多孔基底是以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。在一些实施方案中，多孔基底不包括开孔泡沫。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中抛光层还包括至少一个宏通道。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫，其中界面区域在该抛光垫的整个厚度上与至少一个宏通道对准。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中抛光层还包括多个独立的和/或互连接的宏通道。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫，其中界面区域在抛光垫的整个厚度上与多个独立的和/或互连接的宏通道对准。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中抛光层的聚合物是热塑性塑料。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中抛光层在精确成型的凸体的表面、精确成型的孔的表面和底面区域的表面中的至少一者上包括多个纳米大小的形貌特征结构。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中该次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于该主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约20°。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括先前抛光垫中的任一个，其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中工作表面的后退接触角小于约50°。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光系统，该抛光系统包括先前抛光垫中的任一个和抛光溶液。
在另一个实施方案中，本公开提供抛光基底的方法，该方法包括：
提供根据先前抛光垫中的任一个的抛光垫；
提供基底；
使抛光垫的工作表面与基底表面接触；
在维持抛光垫的工作表面与基底表面的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动；并且
其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
在另一个实施方案中，本公开提供制备抛光垫的方法，该方法包括：
提供聚合物；
提供具有多个空隙的多孔基底，该多孔基底与该聚合物相邻；
压印该聚合物的表面以形成具有工作表面的抛光层，其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底
面区域；其中压印形成界面区域，该界面区域具有抛光层的聚合物的
嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中的部分。
在另一个实施方案中，本公开提供根据先前方法制备抛光垫的方法，其中聚合物是聚合物膜。
本公开的以上概述不旨在描述本公开的每个实施方案。本公开中的一个或多个实施方案的细节也阐述在以下说明中。依据说明书和权利要求书，本公开的其它特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
结合附图来考虑本公开的各种实施方案的以下详细描述可更全面地理解本公开，其中：
图1A是根据本公开的一些实施方案的抛光层的一部分的示意性剖视图。
图1B是根据本公开的一些实施方案的抛光层的一部分的示意性剖视图。
图1C是根据本公开的一些实施方案的抛光层的一部分的示意性剖视图。
图2A是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。
图2B是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。
图2C是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。
图2D是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。
图2E是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。
图3是根据本公开的一些实施方案的抛光层的一部分的示意性顶视图。
图4A是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的示意性剖视图。
图4B是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的示意性剖视图。
图5示出了用于利用根据本公开的一些实施方案的抛光垫和方法的抛光系统的示例的示意图。
图6是根据本公开的实施例和比较例的抛光垫的抛光层的一部分的SEM图像。
图7A和图7B是定义形貌轮廓测量的示意图。
图8A是实施例4的抛光垫的横截面的SEM图像。
图8B是在聚焦到界面区域上时实施例4的抛光垫的横截面的SEM图像。
图9A示出了比较例1的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9B示出了实施例2的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9C示出了比较例3的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9D示出了实施例4的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9E示出了实施例5的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9F示出了实施例6的形貌轮廓日期和平面性方差。
图9G示出了比较例7的形貌轮廓日期和平面性方差。
在本公开通篇，除非另外指明，否则“纤维”一词旨在包括单数形式和复数形式两者。
具体实施方式
已采用了用于抛光基底的各种制品、系统和方法。抛光制品、系统和方法是基于基底所期望的最终使用特性来选择，最终使用特性包括但不限于表面光洁度，例如，表面粗糙度和缺陷(划痕、点蚀等)；和平面性，包括局部平面性(即，基底的特定区域中的平面性)和整体平面性(即，整个基底表面上的平面性)。由于最终使用要求可能因需要被抛光到所需规格(例如，表面光洁度)的微米级和甚至纳米级特征结构而极其严格，因而对基底(诸如半导体晶片)的抛光提出了特别困难的挑战。时常，除了改进或维持期望的表面光洁度之外，抛光工艺还需要进行材料移除，该材料移除可包括在单一基底材料内进行材料移除或在基底的同一平面或层内对两种或更多种不同材料的组合同时进行材料移除。可被单独地或同时抛光的材料包括电绝缘材料(即，电介质)和导电材料(例如，金属)。例如，在涉及阻隔层化学机械平坦化(CMP)的单个抛光步骤期间，可需要抛光垫来移除金属(例如，铜)和/或粘附层/阻隔层和/或覆盖层(例如，钽和氮化钽)和/或电介质材料(例如，无机材料，诸如氧化硅或其它玻璃)。由于在电介质层、金属层、粘附层/阻隔层和/或覆盖层之间的材料性质和抛光特性的差异，并结合待抛光的晶片特征结构大小，对抛光垫的要求是极严苛的。为了满足严格的要求，抛光垫和其对应的机械性质需要在垫与垫之间极其一致，否则抛光特性将在垫与垫之间有所改变，这会不利地影响对应的晶片处理时间和最终的晶片参数。
当前，许多CMP工艺采用抛光垫，其中包括的垫形貌、垫表面形貌是特别重要的。一种类型的形貌涉及垫多孔性，例如，垫内的孔。多孔性是期望的，因为抛光垫常常结合抛光溶液(通常为浆液(包含磨料颗粒的流体))使用，并且多孔性能够使沉积在垫上的抛光溶液的一部分包含在孔中。一般来讲，认为这可有利于CMP工艺。通常，抛光垫是性质上为聚合物的有机材料。在抛光垫中包括孔的一种当前方法是生产聚合物泡沫抛光垫，其中孔作为垫制造(发泡)过程的结果被引入。另一种方法是制备由两种或更多种不同聚合物构成的垫，所述聚合物是一种聚合物共混物，其相分离而形成两相结构。该共混物的聚合物中的至少一种是可溶于水或溶剂的并且在抛光之前或在抛光工艺之中被提取以至少在垫工作表面处或其附近产生孔。垫的工作表面是与待抛光的基底(例如，晶片表面)相邻并且至少部分接触的垫表面。在抛光垫中引入孔不但有利于抛光溶液的使用，而且它还改变垫的机械性质，因为多孔性经常导致更柔软或更低刚度的垫。垫的机械性质在获得期望的抛光结果中也起重要作用。然而，通过发泡或聚合物共混/提取工艺来引入孔在单个垫和垫与垫之间获得均一孔大小、均一孔分布和均一总孔内容积方面造成了挑战。另外，因为用来制造垫的一些工艺步骤(例如，使聚合物发泡并且使聚合物混合以形成聚合物共混物)在性质上具有一定程度的随机性，所以也会发生孔大小、分布和总孔内容积的随机变化。这在单个垫内以及在不同垫之间造成变化，这些变化可能引起抛光性能的不可接受的变化。
对抛光工艺至关重要的第二种类型的垫形貌涉及垫表面上的凸体。在CMP中使用的当前聚合物垫例如经常需要垫修整工艺以产生期望的垫表面形貌。这一表面形貌包括将与抛光的基底表面形成物理接触的凸体。凸体的大小和分布被认为是关于垫抛光性能的关键参数。垫修整工艺通常采用垫修整器，即具有磨料颗粒的磨料制品，该垫修整器在指定压力下与垫表面接触，同时使垫表面和修整器表面相对于彼此移动。垫修整器的磨料颗粒研磨抛光垫的表面并且产生期望的表面纹理(例如，凸体)。垫修整器工艺的利用给抛光工艺带来了另外的可变性，因为在整个垫表面上获得期望的大小、形状和面密度的凸体变得依赖于修整工艺的工艺参数和它们可被维持的如何、垫修整器的磨料表面的均一性以及在垫表面上和垫深度上的垫机械性质的均一性。这一由垫修整工艺引起的另外可变性还可能造成抛光性能的不可接受的变化。
与抛光垫凸体相关的另一个参数是凸体顶端高度的均一性，即，使凸体的顶端沿着一个平面布置，而非相对于这个平面具有显著的高度变化。凸体顶端的均一高度可增加垫的寿命并且改进抛光性能。在一些制造方法中，抛光垫的抛光层(包括凸体的抛光层)由压印工艺制造，其中压印辊将凸体压印到第一聚合物(例如，聚合物膜)的表面中以形成抛光层。在制造抛光层时，与抛光层相邻具有支撑基底(例如，聚合物膜)可能是可取的。在这些构造中，支撑基底可约束压印工艺期间由压印辊的特征结构排出的第一聚合物的流动。这一现象由于被压印到抛光层中的特征结构的高度和/或深度的增加而加重。关于抛光层的厚度而言，对第一聚合物的流动的约束可导致抛光层的不均一厚度，这致使凸体的顶端具有不均一高度。凸体高度的不均一性可引起抛光垫的不均一抛光行为，并且可减少抛光垫寿命并且可降低抛光性能。因此，期望最小化或消除抛光层顶端高度的不均一性。
总之，一直需要改进的抛光垫，该改进的抛光垫可在单个垫内以及在垫与垫之间提供一致的、可再现的垫表面形貌(例如，凸体和/或多孔性和/或均一凸体高度)，以实现增强的和/或更加可再现的抛光性能。
定义
如本文所用，单数形式“一个”、“一种”、和“所述”包括复数指代，除非所述内容清楚地表示其它含义。如本说明书和所附实施方案中所使用的，除非内容清楚指示其它含义，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
如本文所用，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。
除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、特性测量等的所有数值在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，至少应根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。
“工作表面”是指与抛光的基底表面相邻并且至少部分接触的抛光垫的表面。
“孔”相对于抛光层的工作表面而言是指垫的工作表面中的允许流体(例如，液体)包含在其中的腔。孔能使至少一些流体包含在孔内并且不会从孔流出。
“精确成型的”是指具有模制形状的形貌特征结构(例如，凸体或孔)，该模制形状为相应的模具腔或模制突出部的相反形状，所述形状在形貌特征结构从模具中移除之后得以保留。通过发泡工艺或将可溶材料(例如，水溶性颗粒)从聚合物基体移除而形成的孔并不是精确成型的孔。
“微复制”是指一种制造技术，其中通过在生产工具(例如，模具或压印工具)中铸造或模制聚合物(或稍后固化以形成聚合物的聚合物前体)来制备精确成型的形貌特征结构，其中生产工具具有多个微米大小至毫米大小的形貌特征结构。在从生产工具移除聚合物时，一系列形貌特征结构就存在于聚合物的表面中了。聚合物表面的形貌特征结构具有与初始生产工具的特征结构相反的形状。本文所公开的微复制制造技术固有地导致形成微复制层(即，抛光层)，该微复制层在生产工具具有腔时包括微复制凸体(即，精确成型的凸体)，并且在生产工具具有突出部时包括微复制的孔(即，精确成型的孔)。如果生产工具包括腔和突出部，那么微复制层(抛光层)将具有微复制的凸体(即，精确成型的凸体)和微复制的孔(即，精确成型的孔)两者。
本公开涉及可用于抛光基底(包括但不限于半导体晶片)的制品、系统和方法。与半导体晶片抛光相关的苛刻容差需要使用一致的抛光垫材料和一致的抛光工艺(包括垫修整)以在垫表面中形成期望的形貌(例如，凸体)。当前的抛光垫由于其制造方法所致而在关键参数(诸如在垫表面上以及垫厚度上的孔大小、分布和总容积)上具有固有可变性。另外，由于修整工艺的可变性和垫的材料性质的可变性，在垫表面上的凸体大小和分布存在可变性，并且凸体顶端的高度相对于彼此也存在可变性。本公开的抛光垫通过提供抛光垫的工作表面克服了这些问题中的许多问题，该工作表面被精确设计和构建成具有多个可再现的形貌特征结构(包括凸体、孔及其组合中的至少一者)。凸体和孔被设计成具有从毫米下至微米变化的尺寸，其中容差低至1微米或更小。由于精确构建的凸体形貌和凸体顶端高度的均一性，本公开的抛光垫可在没有修整工艺的情况下使用，从而消除了对磨料垫修整器和对应的修整工艺的需要，达到相当大的成本节约。另外，精确构建的孔形貌确保抛光垫工作表面上均一的孔大小和分布，这导致改进的抛光性能和更低的抛光溶液使用。
可用的抛光层以及用于制造本公开的抛光层的抛光材料和方法包括在标题为“POLISHING PADS AND SYSTEMS AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME(抛光垫和系统以及制备和使用抛光垫的方法)”的PCT公布申请号WO 2015/153597 A1中，该申请全文以引用方式并入本文。
图1A示出了根据本公开的一些实施方案的抛光层10的一部分的示意性剖视图。具有厚度X的抛光层10包括工作表面12和与工作表面12相反的第二表面13。工作表面12是具有精确构建的形貌的精确构建的表面。工作表面包括多个精确成型的孔、精确成型的凸体及其组合中的至少一者。工作表面12包括具有深度Dp、侧壁16a和基部16b的多个精确成型的孔16和具有高度Ha、侧壁18a和顶端18b(顶端具有宽度Wd)的多个精确成型的凸体18。精确成型的凸体和凸体基部的宽度可与它们顶端的宽度Wd相同。底面区域14位于精确成型的孔16与精确成型的凸体18之间的区域中并且可被视为工作表面的一部分。精确成型的凸体侧壁18a与同其相邻的底面区域14的表面的相交部限定凸体的底部的位置并且限定一组精确成型的凸体基部18c。精确成型的孔侧壁16a与同其相邻的底面区域14的表面的相交部被视为孔的顶部并且限定具有宽度Wp的一组精确成型的孔开口16c。由于精确成型的凸体的基部和相邻的精确成型的孔的开口由相邻的底面区域确定，因而凸体基部相对于至少一个相邻的孔开口是大体共面的。在一些实施方案中，多个凸体基部相对于至少一个相邻的孔开口是大体共面的。多个凸体基部可包括抛光层的总凸体基部的至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或甚至至少约100％。底面区域在精确成型的特征结构之间提供不同的分隔面积，包括相邻的精确成型的凸体与精确成型的孔之间的分隔，相邻的精确成型的孔之间的分隔和/或相邻的精确成型的凸体之间的分隔。
尽管可能存在与制造方法一致的微小曲率和/或厚度变化，但是底面区域14可以是大体平面的并且具有大体均一的厚度Y。由于底面区域的厚度Y必须大于多个精确成型的孔的深度，因而底面区域可具有比本领域中已知的可仅具有凸体的其它磨料制品更大的厚度。在本公开的一些实施方案中，当精确成型的凸体和精确成型的孔两者都存在于抛光层中时，包括底面区域可允许将多个精确成型的凸体的面密度独立于多个精确成型的孔的面密度进行设计，从而提供更大的设计灵活性。这与常规的垫形成对比，常规的垫可包括在通常平坦的垫表面中形成一系列相交的沟槽。相交的沟槽导致形成有纹理的工作表面，并且沟槽(将材料从表面移除的区域)限定工作表面的上部区域(未将材料从表面移除的区域)，即，将接触被研磨或抛光的基底的区域。在这一已知的方法中，沟槽的大小、布局和数目限定工作表面的上部区域的大小、布局和数目，即，工作表面的上部区域的面密度取决于沟槽的面密度。沟槽还可延伸垫的长度，从而与可包含抛光溶液的孔相比而言，允许抛光溶液从沟槽流动出去。具体地讲，对于苛刻应用(例如，CMP)，包括精确成型的孔(其可保持和保留接近于工作表面的抛光溶液)可提供增强的抛光溶液递送。
抛光层10可包括至少一个宏通道。图1A示出了具有宽度Wm、深度Dm和基部19a的宏通道19。具有厚度Z的次底面区域由宏通道基部19a限定。由宏通道的基部限定的次底面区域将被视为先前描述的底面区域14的一部分。在一些实施方案中，一个或多个次孔(未示出)可包括在至少一个宏通道的基部的至少一部分中。一个或多个次孔具有次孔开口(未示出)，次孔开口与宏通道19的基部19a大体共面。在一些实施方案中，至少一个宏通道的基部基本上不含次孔。
精确成型的孔16的形状不受具体限制并且包括但不限于圆柱形、半球形、立方体、矩形棱柱、三角形棱柱、六边形棱柱、三棱锥、4面、5面和6面棱锥、截头棱锥、圆锥形、截头圆锥形等等。精确成型的孔16相对于孔开口的最低点被视为孔的底部。全部精确成型的孔16的形状可均相同，或者可使用组合。在一些实施方案中，精确成型的孔的至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或甚至至少约100％被设计成具有相同的形状和尺寸。由于用来制造精确成型的孔的精确制造方法，容差通常较小。对于被设计成具有相同孔尺寸的多个精确成型的孔，其孔尺寸是均一的。在一些实施方案中，与多个精确成型的孔的大小对应的至少一个距离尺寸(例如，高度、孔开口的宽度、长度和直径)的标准偏差小于约20％、小于约15％、小于约10％、小于约8％、小于约6％、小于约4％、小于约3％、小于约2％或甚至小于约1％。标准偏差可通过已知的统计技术来测量。标准偏差可从至少5个孔或甚至至少10个孔、至少20个孔的样本大小计算得出。样本大小可不大于200个孔、不大于100个孔或甚至不大于50个孔。可从抛光层上的单个区域或从抛光层的多个区域随机选择样本。
精确成型的孔开口16c的最长尺寸(例如，当精确成型的孔16的形状是圆柱形时的直径)可以小于约10mm、小于约5mm、小于约1mm、小于约500微米、小于约200微米、小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米或甚至小于约60微米。精确成型的孔开口16c的最长尺寸可大于约1微米、大于约5微米、大于约10微米、大于约15微米或甚至大于约20微米。精确成型的孔16的横截面积(例如，当精确成型的孔16的形状是圆柱形时的圆)可在整个孔的深度上是均一的；或如果精确成型的孔侧壁16a从开口到基部向内渐缩，那么可减小；或如果精确成型的孔侧壁16a向外渐缩，那么可增大。根据设计，精确成型的孔开口16c可均具有大约相同的最长尺寸或者该最长尺寸可在精确成型的孔开口16c之间或在各组不同的精确成型的孔开口16c之间变化。精确成型的孔开口的宽度Wp可等于上文所述的针对最长尺寸给定的值。
多个精确成型的孔的深度Dp不受具体限制。在一些实施方案中，多个精确成型的孔的深度小于与每个精确成型的孔相邻的底面区域的厚度，即，精确成型的孔并不是穿过底面区域14的整个厚度的通孔。这使孔能够捕集并保留接近工作表面的流体。尽管多个精确成型的孔的深度可如上文所指示受到限制，但是这并不妨碍在垫中包括一个或多个其它通孔，例如，用来提供抛光溶液向上穿过抛光层到工作表面的通孔或用于气流穿过垫的路径。通孔被定义为穿过底面区域14的整个厚度Y的孔洞。在一些实施方案中，抛光层不含通孔。
多个精确成型的孔16的深度Dp可以小于约5mm、小于约1mm、小于约500微米、小于约200微米、小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米或甚至小于约60微米。精确成型的孔16的深度可大于约1微米、大于约5微米、大于约10微米、大于约15微米或甚至大于约20微米。多个精确成型的孔的深度可介于约1微米和约5mm之间、介于约1微米和约1mm之间、介于约1微米和约500微米之间、介于约1微米和约200微米之间、介于约1微米和约100微米之间、介于约5微米和约5mm之间、介于约5微米和约1mm之间、介于约5微米和约500微米之间、介于约5微米和约200微米之间或甚至介于约5微米和约100微米之间。精确成型的孔16可均具有相同深度或该深度可在精确成型的孔16之间或在各组不同精确成型的孔16之间变化。
在一些实施方案中，多个精确成型的孔的至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％或甚至至少约100％的深度介于约1微米和约500微米之间、介于约1微米和约200微米之间、介于约1微米和约150微米之间、介于约1微米和约100微米之间、介于约1微米和约80微米之间、介于约1微米和约60微米之间、介于约5微米和约500微米之间、介于约5微米和约200微米之间、介于约5微米和约150微米之间、介于约5微米和约100微米之间、介于约5微米和约80微米之间、介于约5微米和约60微米之间、介于约10微米和约200微米之间、介于约10微米和约150微米之间或甚至介于约10微米和约100微米之间。
在一些实施方案中，至多且包括全部多个精确成型的孔的至少一部分的深度小于至少一个宏通道的至少一部分的深度。在一些实施方案中，至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约99％或甚至至少约100％的精确成型的孔的深度小于宏通道的至少一部分的深度。
精确成型的孔16可在抛光层10的表面上被均一地分布，即，具有单个面密度，或可在抛光层10的表面上具有不同的面密度。精确成型的孔16的面密度可小于约1,000,000/mm2、小于约500,000/mm2、小于约100,000/mm2、小于约50,000/mm2、小于约10,000/mm2、小于约5,000/mm2、小于约1,000/mm2、小于约500/mm2、小于约100/mm2、小于约50/mm2、小于约10/mm2或甚至小于约5/mm2。精确成型的孔16的面密度可大于约1/dm2、可大于约10/dm2、可大于约100/dm2、可大于约5/cm2、可大于约10/cm2、可大于约100/cm2或甚至可大于约500/cm2。
精确成型的孔开口16c的总横截面积与投射的抛光垫表面积的比率可大于约0.5％、大于约1％、大于约3％、大于约5％、大于约10％、大于约20％、大于约30％、大于约40％或甚至大于约50％。精确成型的孔开口16c的总横截面积相对于投射的抛光垫表面积的比率可小于约90％、小于约80％、小于约70％、小于约60％、小于约50％、小于约40％、小于约30％、小于约25％或甚至小于约20％。投射的抛光垫表面积是由将抛光垫的形状投射到平面上产生的面积。例如，具有半径r的圆形形状的抛光垫将具有π乘以半径的平方的投射表面积，即，平面上投射的圆的面积。
精确成型的孔16可随机布置在抛光层10的表面上或者可以图案形式(例如，重复图案)布置在抛光层10上。图案包括但不限于正方形阵列、六边形阵列等。可以使用图案的组合。
精确成型的凸体18的形状不受具体限制并且包括但不限于圆柱形、半球形、立方体、矩形棱柱、三角形棱柱、六边形棱柱、三棱锥、4面、5面和6面棱锥、截头棱锥、圆锥形、截头圆锥形等等。精确成型的凸体侧壁18a与底面区域14的相交部被视为凸体的基部。如从凸体基部18c到顶端18b测量的精确成型的凸体18的最高点被视为凸体的顶部并且顶端18b与凸体基部18c之间的距离是凸体的高度。全部精确成型的凸体18的形状可均相同，或者可使用组合。在一些实施方案中，精确成型的凸体的至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或甚至至少约100％被设计成具有相同的形状和尺寸。由于用来制造精确成型的凸体的精确制造方法，容差通常较小。对于被设计成具有相同凸体尺寸的多个精确成型的凸体，其凸体尺寸是均一的。在一些实施方案中，与多个精确成型的凸体的大小对应的至少一个距离尺寸(例如，高度、顶端的宽度、基部处的宽度、长度和直径)的标准偏差小于约20％、小于约15％、小于约10％、小于约8％、小于约6％、小于约4％、小于约3％、小于约2％或甚至小于约1％。标准偏差可通过已知的统计技术来测量。标准偏差可从至少5个凸体、至少10个凸体或甚至至少20个凸体或甚至更多个凸体的样本大小计算得出。样本大小可为不大于200个凸体、不大于100个凸体或甚至不大于50个凸体。可从抛光层上的单个区域或从抛光层的多个区域随机选择该样本。
在一些实施方案中，精确成型的凸体的至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％、以及甚至至少约100％为实心结构。实心结构被定义为包含少于约10％、少于约5％、少于约3％、少于约2％、少于约1％、少于约0.5％或甚至0％的体积孔隙率。多孔性可包括如将例如在泡沫中发现的开孔结构或闭孔结构，或通过已知技术(诸如冲孔、钻孔、模切割、激光切割、水射流切割等)在凸体中有意地制造的机加工孔洞。在一些实施方案中，精确成型的凸体不含机加工孔洞。由于机加工方法，机加工孔洞可能在孔洞边缘附近具有不想要的材料变形或堆积，其可引起被抛光的基底表面(例如，半导体晶片)的缺陷。
关于精确成型的凸体18的横截面积而言的最长尺寸(例如，当精确成型的凸体18的形状是圆柱形时的直径)可以小于约10mm、小于约5mm、小于约1mm、小于约500微米、小于约200微米、小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米或甚至小于约60微米。精确成型的凸体18的最长尺寸可大于约1微米、大于约5微米、大于约10微米、大于约15微米或甚至大于约20微米。精确成型的凸体18的横截面积(例如，当精确成型的凸体18的形状是圆柱形时的圆)可在凸体的整个高度上是均一的；或如果精确成型的凸体侧壁18a从凸体的顶部到基部向内渐缩，那么可减小；或如果精确成型的凸体侧壁18a从凸体的顶部到基部向外渐缩，那么可增大。根据设计，精确成型的凸体18可均具有相同的最长尺寸或该最长尺寸可在精确成型的凸体18之间或在各组不同的精确成型的凸体18之间变化。精确成型的凸体基部的顶端的宽度Wd可等于上文所述的针对最长尺寸给定的值。精确成型的凸体基部的宽度可等于上文所述的针对最长尺寸给定的值。
精确成型的凸体18的高度可以小于约5mm、小于约1mm、小于约500微米、小于约200微米、小于约100微米、小于约90微米、小于约80微米、小于约70微米或甚至小于约60微米。精确成型的凸体18的高度可大于约1微米、大于约5微米、大于约10微米、大于约15微米或甚至大于约20微米。精确成型的凸体18可均具有相同高度或该高度可在精确成型的凸体18之间或在各组不同精确成型的凸体18之间变化。在一些实施方案中，抛光层的工作表面包括第一组的精确成型的凸体和至少一个第二组的精确成型的凸体，其中第一组的精确成型的凸体的高度大于第二组的精确成型的凸体的高度。具有多组的多个精确成型的凸体(每组具有不同高度)可提供抛光凸体的不同平面。这在以下情况下可变得特别有利：凸体表面已经被改性成亲水的，并且在一些程度的抛光之后，该第一组的凸体被磨损(包括亲水表面的去除)，从而允许第二组的凸体与正在抛光的基底接触并为抛光提供新的凸体。第二组的凸体也可具有亲水表面和与磨损的第一组的凸体相比增强的抛光性能。第一组的多个精确成型的凸体的高度可比至少一个第二组的多个精确成型的凸体的高度大3微米至50微米、3微米至30微米、3微米至20微米、5微米至50微米、5微米至30微米、5微米至20微米、10微米至50微米、10微米至30微米或甚至10微米至20微米。
在一些实施方案中，为了有利于抛光溶液在抛光层-抛光基底界面处的利用，多个精确成型的凸体的至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％或甚至至少约100％的高度介于约1微米和约500微米之间、介于约1微米和约200微米之间、介于约1微米和约100微米之间、介于约1微米和约80微米之间、介于约1微米和约60微米之间、介于约5微米和约500微米之间、介于约5微米和约200微米之间、介于约5微米和约150微米之间、介于约5微米和约100微米之间、介于约5微米和约80微米之间、介于约5微米和约60微米之间、介于约10微米和约200微米之间、介于约10微米和约150微米之间或甚至介于约10微米和约100微米之间。
精确成型的凸体18可在抛光层10的表面上被均一地分布，即，具有单个面密度，或可在抛光层10的表面上具有不同的面密度。精确成型的凸体18的面密度可小于约1,000,000/mm2、小于约500,000/mm2、小于约100,000/mm2、小于约50,000/mm2、小于约10,000/mm2、小于约5,000/mm2、小于约1,000/mm2、小于约500/mm2、小于约100/mm2、小于约50/mm2、小于约10/mm2或甚至小于约5/mm2。精确成型的凸体18的面密度可大于约1/dm2、可大于约10/dm2、可大于约100/dm2、可大于约5/cm2、可大于约10/cm2、可大于约100/cm2或甚至可大于约500/cm2。在一些实施方案中，多个精确成型的凸体的面密度独立于多个精确成型的孔的面密度。
精确成型的凸体18可随机布置在抛光层10的表面上或者可以图案形式(例如，重复图案)布置在抛光层10上。图案包括但不限于正方形阵列、六边形阵列等。可以使用图案的组合。
顶端18b的总横截面积相对于总的投射抛光垫表面积可大于约0.01％、大于约0.05％、大于约0.1％、大于约0.5％、大于约1％、大于约3％、大于约5％、大于约10％、大于约15％、大于约20％或甚至大于约30％。精确成型的凸体18的顶端18b的总横截面积相对于总的投射抛光垫表面积可小于约90％、小于约80％、小于约70％、小于约60％、小于约50％、小于约40％、小于约30％、小于约25％或甚至小于约20％。精确成型的凸体基部的总横截面积相对于总的投射抛光垫表面积可与如针对顶端描述的相同。
凸体的高度的平面性方差(即，在给定样本(例如，在单元格内的一组精确成型的凸体)中精确成型的凸体的最大高度与最小高度之间的差的高度)可小于30微米、小于25微米、小于20微米、小于15微米、小于12微米、小于10微米、小于7微米或甚至小于5微米。凸体的给定样本的高度的平面性方差可大于0、大于1微米、大于2微米或甚至大于3微米。样本大小可以是至少20个凸体、至少30个凸体、至少40个凸体4或甚至至少50个凸体。凸体峰的给定样本的高度的标准偏差可小于8微米、小于6微米、小于5微米、小于4微米、小于3微米或甚至小于2微米。样本大小可以是至少20个凸体、至少30个凸体、至少40个凸体4或甚至至少50个凸体。
在一个实施方案中，本公开提供抛光垫，该抛光垫包括：
i)抛光层，该抛光层具有工作表面和与该工作表面相反的第二表面；其中该工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域，该底面区域的厚度小于约5mm并且该抛光层包含聚合物；ii)多孔基底，该多孔基底具有第一主表面、相反的第二主表面和多个空隙；以及iii)界面区域，其中抛光层的聚合物的一部分嵌入在多孔基底的空隙的至少一部分中。
图2A是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。抛光垫60包括抛光层10、多孔基底17和界面区域90。抛光层10可以是先前公开的抛光层中的任一个。在这一示例性实施方案中，抛光层10包括具有顶端18b和第二表面13的精确成型的凸体18。抛光层10还包括宏通道19。多孔基底17具有第一主表面17a和相反的第二主表面17b以及具有深度Dh的多个空隙17v和17v’。空隙17v’包括来自抛光层10的聚合物，从而形成界面区域90。界面区域90在抛光垫的整个厚度上与宏通道19对准。在该实施方案中，多孔基底17可以是具有多个空隙(例如，多个孔洞)的膜基底。
图2B是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。抛光垫61包括抛光层10、多孔基底17和界面区域90。抛光层10可以是先前公开的抛光层中的任一个。在这一示例性实施方案中，抛光层10包括具有顶端18b和第二表面13的精确成型的凸体18。抛光层10还包括宏通道19。多孔基底17具有第一主表面17a和相反的第二主表面17b以及具有深度Dh的多个空隙17v和17v’。空隙17v’包括来自抛光层10的聚合物，从而形成界面区域90。界面区域90在抛光垫的整个厚度上与宏通道19对准。在该实施方案中，多孔基底17可以是具有多个空隙(例如，多个通孔)的膜基底。
图2C是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。抛光垫62包括抛光层10、多孔基底17和界面区域90。抛光层10可以是先前公开的抛光层中的任一个。在这一示例性实施方案中，抛光层10包括具有顶端18b和第二表面13的精确成型的凸体18。抛光层10还包括宏通道19。多孔基底17具有第一主表面17a和相反的第二主表面17b以及多个空隙17v和17v’。空隙17v’包括来自抛光层10的聚合物，从而形成界面区域90。界面区域90在抛光垫的整个厚度上与宏通道19对准。界面区域90主要地位于宏通道19下方，即，界面区域90在抛光垫的整个厚度上与宏通道19对准。在该实施方案中，多孔基底17可以是具有多个空隙17v’和纤维171的非织造基底。
图2D是根据本公开的一些实施方案的抛光垫的一部分的示意性剖视图。抛光垫63包括抛光层10、多孔基底17和界面区域90。抛光层10可以是先前公开的抛光层中的任一个。在这一示例性实施方案中，抛光层10包括具有顶端18b和第二表面13的精确成型的凸体18。抛光层10还包括宏通道19。多孔基底17具有第一主表面17a和相反的第二主表面17b以及多个空隙17v和17v’。空隙17v’包括来自抛光层10的聚合物，从而形成界面区域90。界面区域90位于宏通道19的下方并且横跨抛光层10和多孔基底17之间的整个界面。在该实施方案中，多孔基底17可以是具有多个空隙17v’和纤维171的非织造基底。
在一些实施方案中，本公开的抛光垫的多孔基底可包括密封多孔基底的圆周的至少一部分的边缘密封化合物。边缘密封化合物可密封多孔基底的圆周的至少一部分以阻隔例如流体(例如，气体或液体(例如，抛光溶液如浆液)中的至少一种)。图2E是抛光垫63的一部分的示意性剖视图，抛光垫63与抛光垫62相同，不同的是抛光垫63的多孔基底17还包括边缘密封化合物180。边缘密封化合物180可密封多孔基底的圆周的至少一部分。当抛光垫在液体(例如，抛光溶液)存在的情况下使用时，边缘密封化合物180防止或减慢将例如液体(例如，抛光溶液)吸收或芯吸到多孔基底中。密封多孔基底的圆周的至少一部分可防止或最小化抛光垫的机械性质的改变，否则如果允许多孔基底吸收流体，那么就会发生机械性质的改变。在一些实施方案中，边缘密封化合物可密封多孔基底的圆周的至少一部分。在一些实施方案中，边缘密封化合物可密封多孔基底的圆周的至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约95％、至少约97％、至少约99％或甚至至少100％。
边缘密封化合物可以是密封剂、填缝剂和粘合剂中的至少一种，如本领域中所已知的。边缘密封化合物可抗液体，例如，边缘密封化合物可抗水、抛光溶液(例如，浆液)和溶剂中的至少一种。在一些实施方案中，边缘密封化合物是疏水的。边缘密封化合物可以是固体聚合物。边缘密封化合物可包括但不限于聚氨酯、环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸酯树脂、聚硫化物等等。在一些实施方案中，边缘密封化合物可包括热熔粘合剂或现场固化(curein place)粘合剂。在一些实施方案中，边缘密封化合物可包括弹性体，例如，橡胶。弹性体可在向多孔基底的圆周的至少一部分，至多且包括多孔基底的整个圆周施加边缘密封化合物前体(例如，弹性体组合物前体)并且然后固化(例如，硫化)弹性体组合物前体之后形成。可通过本领域中已知的技术(例如，喷涂、刮涂和挤出)向多孔基底的圆周施加边缘密封化合物。边缘密封化合物可涂覆多孔基底的圆周的外边缘，可在多孔基底的圆周区域中嵌入在多孔基底的孔中，或其组合。在一些实施方案中，边缘密封化合物可初始地呈边缘密封化合物前体的形式，例如，该边缘密封化合物前体为例如由溶解在合适溶剂中的聚合物形成的边缘密封化合物前体。在例如通过干燥将溶剂移除之后，可形成边缘密封化合物。在一些实施方案中，边缘密封化合物前体可以是能够被固化的化合物，边缘密封化合物是通过使边缘密封化合物前体固化来形成的。在一些实施方案中，固化可包括热固化、光化辐射固化(例如，UV和光固化中的至少一种)和湿固化中的至少一种。
界面区域的厚度(即，界面区域穿透到多孔基底中的程度)可取决于抛光层的形貌，例如，抛光层的凸体、孔和宏通道中的至少一个的深度、高度、宽度和长度中的至少一者。尽管界面区域的厚度并不受具体限制，但是在一些实施方案中，为了在抛光层与多孔基底之间具有可接受的粘结强度，界面区域的至少一部分的厚度可以是至少约5微米、至少约10微米、至少约20微米、至少约25微米、至少约30微米、至少约40微米或甚至至少约50微米并且不大于多孔基底的厚度或不大于多孔基底的厚度的两倍。在一些实施方案中，在抛光垫的整个厚度上与至少一个宏通道对准的界面区域的至少一部分的厚度可以是至少约5微米、至少约10微米、至少约20微米、至少约25微米、至少约30微米、至少约40微米或甚至至少约50微米并且不大于多孔基底的厚度或不大于多孔基底的厚度的两倍。界面区域的最大厚度可与凸体的最大高度、孔的最大深度和宏通道的最大深度相符。在一些实施方案中，界面区域的至少一部分的厚度介于约10微米和约10mm之间、介于10微米和约5mm之间、介于约10微米和约3mm之间、介于约10微米和约1000微米之间、介于约10微米和约800微米之间、介于约10微米和约600微米之间、介于约10微米和约400微米之间、介于约25微米和约10mm之间、介于约25微米和约5mm之间、介于约25微米和约3mm之间、介于25微米和约1000微米之间、介于约25微米和约800微米之间、介于约25微米和约600微米之间、介于约25微米和约400微米之间、介于约50微米和约10mm之间、介于50微米和约5mm之间、介于约50微米和约3mm之间、介于约50微米和约1000微米之间、介于约50微米和约800微米之间、介于约50微米和约600微米之间或甚至介于约50微米和约400微米之间。
抛光层可包括至少一个宏通道或宏沟槽，例如图1和图2A-2E中的宏通道19。至少一个宏通道可提供改进的抛光溶液分布、抛光层柔韧性以及促进从抛光垫移除切屑。与孔不同，宏通道或宏沟槽并不允许流体无限地包含在宏通道内，流体可在使用垫期间从宏通道流动出去。宏通道通常比精确成型的孔更宽并且具有更大深度。由于底面区域的厚度Y必须大于多个精确成型的孔的深度，因而底面区域通常具有比本领域中已知的可仅具有凸体的其它磨料制品更大的厚度。具有更厚的底面区域增加了抛光层厚度。通过给一个或多个宏通道提供具有更小厚度Z的次底面区域(由基部19a限定)，可获得抛光层的增加的柔韧性。
在一些实施方案中，至少一个宏通道的基部的至少一部分包括一个或多个次孔(图1中未示出)，次孔开口与宏通道19的基部19a大体共面。通常，这种类型的抛光层构造可并不如本文所公开的其它抛光层构造有效，因为次孔可能形成得距精确成型的凸体的顶端太远。随后，包含在孔中的抛光流体可能并不足够靠近精确成型的凸体的顶端与受到作用的基底(例如，正在抛光的基底)之间的界面，并且包含在其中的抛光溶液受到更少影响。在一些实施方案中，多个精确成型的孔开口的总表面积的至少约5％、至少约10％、至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约99％或甚至至少约100％被包含在至少一个宏通道中。
至少一个宏通道的宽度可大于约10微米、大于约50微米或甚至大于约100微米。宏通道的宽度可小于约20mm、小于约10mm、小于约5mm、小于约2mm、小于约1mm、小于约500微米或甚至小于约200微米。至少一个宏通道的深度可大于约50微米、大于约100微米、大于约200微米、大于约400微米、大于约600微米、大于约800微米、大于约1mm或甚至大于约2mm。在一些实施方案中，至少一个宏通道的深度不大于底面区域的厚度。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的深度小于与至少一个宏通道的该部分相邻的底面区域的厚度。至少一个宏通道的深度可小于约15mm、小于约10mm、小于约8mm、小于约5mm、小于约3mm或甚至小于约1mm。
在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的深度可大于精确成型的孔的至少一部分的深度。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的深度可大于精确成型的孔的至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少50％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至至少100％的深度。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的宽度可大于精确成型的孔的至少一部分的宽度。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的宽度可大于精确成型的孔的至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少50％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至至少100％的宽度。
至少一个宏通道的深度与精确成型的孔的深度的比率不受具体限制。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的深度与精确成型的孔的一部分的深度的比率可大于约1.5、大于约2、大于约3、大于约5、大于约10、大于约15、大于约20或甚至大于约25，并且至少一个宏通道的至少一部分的深度与精确成型的孔的至少一部分的深度的比率可小于约1000、小于约500、小于约250、小于约100或甚至小于约50。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的深度与精确成型的孔的一部分的深度的比率可介于约1.5和约1000之间、介于约5和1000之间、介于约10和约1000之间、介于约15和约1000之间、介于约1.5和500之间、介于约5和500之间、介于约10和约500之间、介于约15和约500之间、介于约1.5和250之间、介于约5和250之间、介于约10和约250之间、介于约15和约250之间、介于约1.5和100之间、介于约5和100、介于约10和约100之间、介于约15和约100之间、介于约1.5和50之间、介于约5和50之间、介于约10和约50之间、甚至介于约15和约5之间。应用这些比率的精确成型的孔的这个部分可包括精确成型的孔的至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少50％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至至少100％。
至少一个宏通道的宽度与孔的宽度的比率不受具体限制。在一些实施方案中，至少一个宏通道的一部分的宽度与精确成型的孔的一部分的宽度(例如，在孔相对于垫的侧向尺寸具有圆形横截面的情况下的直径)的比率可大于约1.5、大于约2、大于约3、大于约5、大于约10、大于约15、大于约20或甚至大于约25，并且至少一个宏通道的至少一部分的宽度与精确成型的孔的至少一部分的宽度的比率可小于约1000、小于约500、小于约250、小于约100或甚至小于约50。在一些实施方案中，至少一个宏通道的至少一部分的宽度与精确成型的孔的一部分的宽度的比率可介于约1.5和约1000之间、介于约5和1000之间、介于约10和约1000之间、介于约15和约1000之间、介于约1.5和500之间、介于约5和500之间、介于约10和约500之间、介于约15和约500之间、介于约1.5和250之间、介于约5和250之间、介于约10和约250之间、介于约15和约250之间、介于约1.5和100之间、介于约5和100、介于约10和约100之间、介于约15和约100之间、介于约1.5和50之间、介于约5和50之间、介于约10和约50之间、甚至介于约15和约5之间。应用这些比率的精确成型的孔的部分可包括精确成型的孔的至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少50％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或甚至至少100％。
宏通道可通过本领域中的任何已知技术形成在抛光层中，所述已知技术包括但不限于机加工、压印和模制。由于抛光层上改进的表面光洁度(其帮助在使用期间最小化基底缺陷，例如，划痕)，优选的是压印和模制。在一些实施方案中，宏通道在用来形成精确成型的孔和/或凸体的压印工艺中制造。这通过在母模工具中形成宏通道的阴模(即，凸起区域)，然后在压印期间在抛光层中形成宏通道本身来实现。这特别有利，因为多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及宏通道可在单个工艺步骤中被制造到抛光层中，从而节省成本和时间。宏通道可被制造来形成本领域中已知的各种图案，包括但不限于同心环、并行线、径向线、形成栅格阵列的一系列线、螺线等。可以使用不同图案的组合。图3示出了根据本公开的一些实施方案的抛光层10的一部分的示意性顶视图。抛光层10包括工作表面12和宏通道19。宏通道以人字形图案提供。图3的人字形图案类似于在图7中所示的抛光层10中形成的图案。参考图7，由宏通道19形成的人字形图案产生矩形“单元格”大小，即，约2.5mm×4.5mm的工作表面12的面积。宏通道提供与宏通道基部19a(图1)对应的次底面区域。次底面区域具有比底面区域14小的厚度Z并且有利于工作表面12的单个区域或“单元格”(参见图7和图9)在垂直方向上独立移动的能力。这可在抛光期间改进局部平坦化。
抛光层的工作表面还可在抛光层的表面上包括纳米大小的形貌特征结构。如本文所使用，“纳米大小的形貌特征结构”是指具有不大于约1,000nm的长度或最长尺寸的规则或不规则成型的结构域。在一些实施方案中，精确成型的凸体、精确成型的孔、底面区域、次底面区域或它们的任意组合在其表面上包括纳米大小的形貌特征结构。在一个实施方案中，多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域在其表面上包括纳米大小的形貌特征结构。认为这一另外的形貌增加了垫表面的亲水性质，而又认为后者会改进抛光垫表面上的浆液分布、润湿和保持。纳米大小的形貌特征结构可由本领域中任何已知方法形成，所述已知方法包括但不限于等离子体处理(例如，等离子体蚀刻)和湿化学蚀刻，等离子体工艺包括在美国专利号8,634,146(David等人)和美国临时申请号61/858670(David等人)中描述的工艺，所述专利全文以引用方式并入本文。在一些实施方案中，纳米大小的形貌特征结构可以是规则地成型的结构域，即，具有不同形状如圆形、正方形、六边形等的结构域，或者纳米大小的特征结构可以是不规则地成型的结构域。结构域可以规则阵列如六边形阵列或正方形阵列布置，或者它们可以呈随机阵列。在一些实施方案中，抛光层的工作表面上的纳米大小的形貌特征结构可以是呈随机阵列的不规则地成型的结构域。结构域的长度尺度(即，结构域的最长尺寸)可小于约1,000nm、小于约500nm、小于约400nm、小于约300nm、小于约250nm、小于约200nm、小于约150nm或甚至小于约100nm。结构域的长度尺度可大于约5nm、大于约10nm、大于约20nm或甚至大于约40nm。结构域的高度可小于约250nm、或小于约100nm、或小于约80nm、或小于约60nm或甚至小于约40nm。结构域的高度可大于约0.5nm、大于约1nm、大于约5nm、大于约10nm或甚至大于约20nm。在一些实施方案中，抛光层的工作表面上的纳米大小的特征结构包括将结构域隔开的规则的或不规则成型的沟槽。沟槽的宽度可小于约250nm、小于约200nm、小于约150nm、小于约100nm、小于约80nm、小于约60nm或甚至小于约40nm。沟槽的宽度可大于约1nm、大于约5nm、大于约10nm或甚至大于约20nm。沟槽的深度可小于约250nm、小于约100nm、小于约80nm、小于约60nm、小于约50nm或甚至小于约40nm。沟槽的深度可大于约0.5nm、大于约1nm、大于约5nm、大于约10nm或甚至大于约20nm。纳米大小的形貌特征结构被认为是非再生的，即，它们不能通过抛光工艺或常规的修整工艺(例如，在常规的CMP修整工艺中使用钻石垫修整器)形成或再形成。
纳米大小的形貌特征结构可改变抛光层的表面性质。在一些实施方案中，纳米大小的形貌特征结构增加抛光层的亲水性(即，亲水性质)。纳米大小的形貌特征结构可在特征结构的顶部表面处包括亲水表面并且在纳米大小的形貌特征结构的沟槽的基部处包括疏水表面。在精确成型的凸体表面、精确成型的孔表面、底面区域和/或次底面区域表面上包括纳米大小的形貌特征结构的一个益处是：如果纳米大小的形貌特征结构在抛光工艺期间从凸体的表面上被磨损掉，那么纳米大小的形貌特征结构的积极益处，包括增加垫表面(即，抛光层的工作表面)上的亲水性质的积极益处能够得以维持，因为纳米大小的形貌特征结构在抛光期间将不会从精确成型的孔表面和/或底面区域表面上被磨损掉。因此，即使与正在抛光的基底接触的精确成型的凸体表面，即精确成型的凸体的顶端可能具有差的润湿特性，也仍然能够获得具有良好表面润湿特性的出人意料效果的抛光层。因而，相对于精确成型的孔开口和/或底面区域的表面积减少精确成型的凸体顶端的总表面积可能是可取的。在精确成型的凸体表面、精确成型的孔表面、底面区域和/或次底面区域表面上包括纳米大小的形貌特征结构的另一个益处是：纳米大小的形貌特征结构的沟槽的宽度可大约是在CMP抛光溶液中使用的一些浆液颗粒的大小，并且因此可通过将一些浆液颗粒保留在沟槽内并随后保留在抛光层的工作表面内来增强抛光性能。
在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与精确成型的孔开口的表面积的比率小于约4、小于约3、小于约2、小于约1、小于约0.07、小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.25、小于约0.20、小于约0.15、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.025、小于约0.01或甚至小于约0.005。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与精确成型的孔开口的表面积的比率可大于约0.0001、大于约0.0005、大于约0.001、大于约0.005、大于约0.01、大于约0.05或甚至大于约0.1。在一些实施方案中，精确成型的凸体的凸体基部的表面积与精确成型的孔开口的表面积的比率与针对精确成型的凸体顶端的表面积与精确成型的孔开口的表面积的比率所描述的相同。
在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与总的投射抛光垫表面积的比率小于约0.7、小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.25、小于约0.2、小于约0.15、小于约0.1、小于约0.05、小于约0.03、小于约0.01、小于约0.005或甚至小于约0.001。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与总的投射抛光垫表面积的比率可大于约0.0001、大于约0.0005、大于约0.001、大于约0.005、大于约0.01、大于约0.05或甚至大于约0.1。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与总的投射抛光垫表面积的比率可介于约0.0001和约0.7之间、介于约0.0001和约0.5之间、介于约0.0001和约0.3之间、介于约0.0001和约0.2之间、介于约0.0001和约0.1之间、介于约0.0001和约0.05之间、介于约0.0001和约0.03之间、介于约0.001和约2之间、介于约0.001和约0.1之间、介于约0.001和约0.5之间、介于约0.001和约0.2之间、介于约0.001和约0.1之间、介于约0.001和约0.05之间、介于约0.001和约0.2之间、介于约0.001和约0.1之间、介于约0.001和约0.05之间、甚至介于约0.001和约0.03之间。在一些实施方案中，精确成型的凸体的凸体基部的表面积与抛光垫的总投射表面积的比率与针对精确成型的凸体顶端的表面积与抛光垫的总投射表面积的比率所描述的相同。
在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与底面区域的表面积的比率小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.25、小于约0.20、小于约0.15、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.025或甚至小于约0.01；大于约0.0001、大于约0.001或甚至大于约0.005。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的表面积与精确成型的孔的投射表面积和底面区域的表面积的比率小于约0.5、小于约0.4、小于约0.3、小于约0.25、小于约0.20、小于约0.15、小于约0.10、小于约0.05、小于约0.025或甚至小于约0.01；大于约0.0001、大于约0.001或甚至大于约0.005。在一些实施方案中，精确成型的凸体的凸体基部的表面积与底面区域的表面积的比率与针对精确成型的凸体顶端的表面积与底面区域的表面积的比率所描述的相同。
在一些实施方案中，可包括纳米大小的形貌特征结构的形成的表面改性技术可用来对抛光层的工作表面进行化学改变或改性。抛光层的工作表面被改性(例如，包括纳米大小的形貌特征结构)的部分可称为次表面层。抛光层未被改性的剩余部分可称为主体层。图1B示出了与图1A的抛光层几乎完全相同的抛光层10’，不同的是抛光层10’包括次表面层22和对应的主体层23。在该实施方案中，工作表面包括次表面层22，即，已被化学地改变的表面区域；和主体层23，即，与次表面层相邻的尚未化学地改变的工作表面区域。如图1B所示，精确成型的凸体18的顶端18b被改性成包括次表面层22。在一些实施方案中，次表面层22的至少一部分的化学组成不同于主体层23内的化学组成，例如，工作表面的最外部表面的至少一部分中的聚合物的化学组成被改性，而在该改性表面下方的聚合物尚未被改性。表面改性可包括聚合物表面改性领域中已知的那些，包括利用各种极性原子、分子和/或聚合物的化学改性。在一些实施方案中，次表面层22的至少一部分的化学组成(不同于主体层23内的化学组成)包括硅。次表面层22的厚度(即，高度)不受具体限制，然而，它可小于精确成型的特征结构的高度。在一些实施方案中，次表面层的厚度可小于约250nm、小于约100nm、小于约80nm、小于约60nm、小于约40nm、小于约30nm、小于约25nm或甚至小于约20nm。次表面层的厚度可大于约0.5nm、大于约1nm、大于约2.5nm、大于约5nm、大于约10nm或甚至大于约15nm。在一些实施方案中，次表面层的厚度与精确成型的凸体的高度的比率可小于约0.3、小于约0.2、小于约0.1、小于约0.05、小于约0.03或甚至小于约0.01；大于约0.0001或甚至大于约0.001。如果精确成型的凸体包括具有多于一个高度的凸体，那么最高的精确成型的凸体的高度用来定义上述比率。在一些实施方案中，抛光层的表面积的大于约30％、大于约40％、大于约50％、大于约60％、大于约70％、大于约80％、大于约90％、大于约95％或甚至约100％包括次表面层。
在一些实施方案中，表面层的厚度包括在抛光层尺寸(例如，孔和凸体尺寸(宽度、长度、深度和高度))、抛光层厚度、底面区域厚度、次底面区域厚度、宏通道深度和宽度之内。
在一些实施方案中，精确成型的凸体、精确成型的孔、底面区域、次底面区域或其任意组合包括次表面层。在一个实施方案中，精确成型的凸体、精确成型的孔和底面区域包括次表面层。
图1C示出了与图1B的抛光层几乎完全相同的抛光层10”，不同的是抛光层10”的精确成型的凸体18的顶端18b不包括次表面层22。在精确成型的凸体18的顶端18b上不具有次表面层22的精确成型的凸体可通过在表面改性技术期间使用已知的掩模技术对顶端进行掩蔽来形成，或可通过以下方式产生：首先在精确成型的凸体18的顶端18b上形成次表面层22，如图1B中所示；并且然后仅从顶端18b将次表面层22移除，该移除是通过预修锐工艺(在使抛光层进行抛光之前进行的修锐工艺)或通过就地修锐工艺(在实际的抛光工艺期间或通过实际的抛光工艺对抛光层进行的修锐工艺)进行。
在一些实施方案中，抛光层的工作表面基本上由精确成型的凸体和底面区域以及任选的次底面区域组成，其中工作表面还包括次表面层和主体层，并且精确成型的凸体的至少一部分的顶端不包括次表面层。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％或甚至约100％不包括次表面层。
在一些实施方案中，抛光层的工作表面包括精确成型的凸体、精确成型的孔和底面区域以及任选的次底面区域，其中工作表面还包括次表面层和主体层，并且精确成型的凸体的至少一部分的顶端不包括次表面层。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％或甚至约100％不包括次表面层。
次表面层可包括纳米大小的形貌特征结构。在一些实施方案中，抛光层的工作表面基本上由精确成型的凸体和底面区域以及任选的次底面区域组成，其中工作表面还包括纳米大小的形貌特征结构，并且精确成型的凸体的至少一部分的顶端不包括纳米大小的形貌特征结构。在一些实施方案中，抛光层的工作表面包括精确成型的凸体、精确成型的孔和底面区域以及任选的次底面区域，其中工作表面还包括纳米大小的形貌特征结构，并且精确成型的凸体的至少一部分的顶端不包括纳米大小的形貌特征结构。在一些实施方案中，精确成型的凸体顶端的至少约30％、至少约50％、至少约70％、至少约90％、至少约95％或甚至约100％不包括纳米大小的形貌特征结构。在精确成型的凸体的顶端上不具有纳米大小的形貌特征结构的精确成型的凸体可通过在表面改性技术期间使用已知的掩模技术对顶端进行掩蔽来形成，或可通过首先在精确成型的凸体的顶端上形成纳米大小的形貌特征结构并且然后通过预修锐工艺或通过就地修锐工艺仅从顶端将纳米大小的形貌特征结构移除来产生。在一些实施方案中，纳米大小的形貌特征结构的结构域的高度与精确成型的凸体的高度的比率可小于约0.3、小于约0.2、小于约0.1、小于约0.05、小于约0.03或甚至小于约0.01；大于约0.0001或甚至大于约0.001。如果精确成型的凸体包括具有多于一个高度的凸体，那么最高的精确成型的凸体的高度用来定义上述比率。
在一些实施方案中，表面改性改变了工作表面的疏水性。这一改变可通过各种技术(包括接触角测量)来测量。在一些实施方案中，工作表面的接触角在表面改性之后与在表面改性之前的接触角相比有所减小。在一些实施方案中，次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于主体层的对应的后退接触角或前进接触角，即，次表面层的后退接触角小于主体层的后退接触角，和/或次表面层的前进接触角小于主体层的前进接触角。在其它实施方案中，次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约10°、至少约20°、至少约30°或甚至至少约40°。例如，在一些实施方案中，次表面层的后退接触角小于主体层的后退接触角至少约10°、至少约20°、至少约30°或甚至至少约40°。在一些实施方案中，工作表面的后退接触角小于约50°、小于约45°、小于约40°、小于约35°、小于约30°、小于约25°、小于约20°、小于约15°、小于约10°或甚至小于约5°。在一些实施方案中，工作表面的后退接触角为约0°。在一些实施方案中，后退接触角可介于约0°和约50°之间、介于约0°和约45°之间、介于约0°和约40°之间、介于约0°和约35°之间、介于约0°和约30°之间、介于约0°和约25°之间、介于约0°和约20°之间、介于约0°和约15°之间、介于约0和约10°之间或甚至介于约0°和约5°之间。在一些实施方案中，工作表面的前进接触角小于约140°、小于约135°、小于约130°、小于约125°、小于约120°或甚至小于约115°。前进接触角和后退接触角的测量技术在本领域中是已知的，并且这类测量可例如按照本文描述的“Advancing and Receding Contact Angle MeasurementTest Method(前进接触角和后退接触角测量测试方法)”进行。
在抛光层的工作表面中包括纳米大小的特征结构的一个特定益处在于：具有高接触角的聚合物(即，疏水聚合物)可用来制造抛光层，而工作表面仍能够被改性成亲水的(有助于抛光性能)，特别是在抛光工艺中使用的工作流体是水基的情况下。这使抛光层能够由各种各样的聚合物制造；即，聚合物可具有优良韧性，这减少了抛光层(具体地，精确成型的凸体)的磨损；而仍具有不期望的高接触角，即，它们是疏水的。因此，可获得具有出人意料效果的抛光层，该出人意料效果是长的垫寿命和抛光层的工作表面的良好表面润湿特性两者，这产生了改进的整体抛光性能。
抛光垫可呈卷绕在核心上并且在使用期间以“卷对卷”的形式被采用的膜的形式。抛光垫还可形成为单个垫(例如，圆形垫)，如下文进一步所论述。根据本公开的一些实施方案，包括抛光层、多孔基底和界面区域的抛光垫还可包括子垫。图4A示出了包括根据先前抛光垫(例如，60、61、62或63)中的任一种的抛光垫70的抛光垫80。抛光垫70包括根据先前描述的抛光层中的任一种的抛光层、根据先前描述的多孔基底中的任一种的多孔基底和如先前描述的界面区域。抛光垫80包括抛光层的工作表面12和多孔基底的第二主表面17b以及与第二主表面17b相邻的子垫30。任选地，辅助性泡沫层40介于抛光垫70的第二主表面17b与子垫30之间。抛光垫80的各个层可通过本领域中已知的任何技术粘附在一起，已知的技术包括使用粘合剂，例如，压敏粘合剂(PSA)、热熔粘合剂和现场固化粘合剂。在一些实施方案中，抛光垫80包括与第二主表面17b相邻的粘合剂层(未示出)。结合PSA(例如，PSA转印带)使用层合工艺是用于粘附抛光垫80的各个层的一种特定工艺。子垫30可以是本领域中已知的那些中的任一种。子垫30可以是单个层的相对刚性材料(例如，聚碳酸酯)或单个层的相对可压缩材料(例如，弹性泡沫)。子垫30还可具有两层或更多层，并且可包括大体硬性的层(例如，像聚碳酸酯、聚酯等的刚性材料或高模量材料)和大体可压缩的层(例如，弹性体或弹性泡沫材料)。辅助性泡沫层40可具有介于约20肖氏D至约90肖氏D之间的硬度。辅助性泡沫层40可具有介于约125微米和约5mm之间或甚至介于约125微米和约1000微米之间的厚度。
在包括具有一个或多个不透明层的子垫的本公开的一些实施方案中，小的孔洞可被切割成子垫中从而产生“窗口”。孔洞可切割穿透整个子垫或仅穿透一个或多个不透明层。将子垫或一个或多个不透明层的切割部分从子垫移除，从而允许光传输通过这一区域。孔洞被重新定位成与抛光工具压板的端点窗口对准并且通过使来自工具的端点检测系统的光能够行进通过抛光垫并接触晶片来利于使用抛光工具的晶片端点检测系统。基于光的端点抛光检测系统在本领域中是已知的并且可在例如购自加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,Santa Clara,California)的MIRRA和REFLEXION LKCMP抛光工具上发现。本公开的抛光垫可被制造成在这类工具上运行，并且在垫中可包括被构造成和抛光工具的端点检测系统一起起作用的端点检测窗口。在一个实施方案中，可将包括本公开的抛光层中的任一个的抛光垫层合到子垫上。子垫包括至少一个刚性层(例如聚碳酸酯)和至少一个柔顺层(例如弹性泡沫)，刚性层的弹性模量大于柔顺层的弹性模量。柔顺层可以是不透明的并且防止端点检测所需的光传输。通常通过使用PSA(例如，转印粘合剂和胶带)来将子垫的刚性层层合到抛光层的第二表面。在层合之前或之后，可在子垫的不透明柔顺层中例如通过标准吻切方法对孔洞进行模切或进行手工切割。将柔顺层的切割区域移除，从而在抛光垫中产生“窗口”。如果粘合剂残留物存在于孔洞开口中，那么可例如通过使用适当的溶剂和/或用布擦拭等来将该残留物移除。抛光垫中的“窗口”被构造成使得当将抛光垫安装到抛光工具压板上时，抛光垫的窗口与抛光工具压板的端点检测窗口对准。孔洞的尺寸可例如是至多5cm宽乘20cm长。孔洞的尺寸通常与压板的端点检测窗口的尺寸相同或类似。
抛光垫厚度不受具体限制。抛光垫厚度可与能够在适当抛光工具上进行抛光的所需厚度一致。抛光垫厚度可大于约25微米、大于约50微米、大于约100微米或甚至大于250微米；小于约20mm、小于约10mm、小于约5mm或甚至小于约2.5mm。抛光垫的形状不受具体限制。垫可被制造成使得垫形状与在使用期间垫将附接的抛光工具的对应压板的形状一致。可使用诸如圆形、正方形、六边形等的垫形状。垫的最大尺寸(例如，圆形垫的直径)不受具体限制。垫的最大尺寸可大于约10cm、大于约20cm、大于约30cm、大于约40cm、大于约50cm、大于约60cm；小于约2.0米、小于约1.5米或甚至小于约1.0米。如上所述，包括抛光层、子垫、任选的辅助性泡沫层和它们的任意组合中的任一者的垫可包括窗口(即，允许光穿过的区域)，以允许在抛光工艺中使用的标准端点检测技术，例如晶片端点检测。
在一些实施方案中，抛光层包含聚合物。抛光层10可由任何已知的聚合物制成，已知的聚合物包括热塑性塑料、热塑性弹性体(TPE)(例如基于嵌段共聚物的TPE)、热固性塑料(例如弹性体)以及它们的组合。如果压印工艺用来制造抛光层10，那么热塑性塑料和TPE通常用于抛光层10中。热塑性塑料和TPE包括但不限于聚氨酯；聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯；聚丁二烯、聚异戊二烯；聚氧化烯，例如，聚氧化乙烯聚酯；聚酰胺；聚碳酸酯、聚苯乙烯、上述聚合物中任一者的嵌段共聚物等，包括它们的组合。也可以采用聚合物共混物。一种特别可用的聚合物是以商品名ESTANE 58414从俄亥俄州威克利夫的路博润公司(LubrizolCorporation,Wickliffe,Ohio)购得的热塑性聚氨酯。在一些实施方案中，抛光层的组成可以是至少约30重量％、至少约50重量％、至少约70重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约99重量％或甚至至少约100重量％的聚合物。
在一些实施方案中，抛光层包括热塑性塑料和热塑性弹性体中的至少一种。在一些实施方案中，抛光层包括热塑性聚合物和热塑性弹性体。在一些实施方案中，抛光层不是热固性聚合物。在一些实施方案中，抛光层包括至少约30重量％、至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％、至少约85重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约97重量％、至少约99重量％或甚至至少约100重量％的热塑性塑料和热塑性弹性体中的至少一种。
在一些实施方案中，抛光层可以是一体片材。一体片材仅包括单个材料层(即，它不是多层构造，例如层合件)，并且该单个材料层具有单一组成。该组成可包括多组分，例如聚合物共混物或聚合物-无机复合物。由于使形成抛光层所需的工艺步骤的数目最小化，将一体片材用作抛光层可提供成本效益。可根据本领域已知的技术(包括但不限于模制和压印)来制造包括一体片材的抛光层。由于能够在单个步骤中形成具有精确成型的凸体、精确成型的孔和任选的宏通道的抛光层，因而一体片材是优选的。
抛光层10的硬度和柔韧性主要由用来制造该抛光层的聚合物控制。抛光层10的硬度不受具体限制。抛光层10的硬度可大于约20肖氏D、大于约30肖氏D或甚至大于约40肖氏D。抛光层10的硬度可小于约90肖氏D、小于约80肖氏D或甚至小于约70肖氏D。抛光层10的硬度可大于约20肖氏A、大于约30肖氏A或甚至大于约40肖氏A。抛光层10的硬度可小于约95肖氏A、小于约80肖氏A或甚至小于约70肖氏A。抛光层可以是柔性的。在一些实施方案中，抛光层能够自身向后弯曲从而在弯曲区域中产生小于约10cm、小于约5cm、小于约3cm或甚至小于约lcm；并且大于约0.1mm、大于约0.5mm或甚至大于约1mm的曲率半径。在一些实施方案中，抛光层能够自身向后弯曲从而在弯曲区域中产生介于约10cm和约0.1mm之间、介于约5cm和约0.5mm之间或甚至介于约3cm和1mm之间的曲率半径。
为了改进抛光层10的使用寿命，期望利用具有高度韧性的聚合物材料。由于如下事实这是尤其重要的：精确成型的凸体的高度较小，但仍需要为了执行相当长的时间而具有长的使用寿命。可通过采用抛光层的特定工艺来确定使用寿命。在许多实施方案中，使用寿命为至少30分钟、至少60分钟、至少100分钟、至少200分钟、至少500分钟或甚至至少1000分钟。使用寿命可小于10000分钟、小于5000分钟或甚至小于2000分钟。使用寿命的时长可通过相对于最终使用过程和/或被抛光的基底测量最终参数来确定。例如，使用寿命可通过下列方式确定：使被抛光的基底在特定时间段内(如上文所定义)具有平均的移除率或一致的移除率(如通过移除率的标准偏差所测量的)或在特定时间段内在基底上产生一致的表面光洁度。在一些实施方案中，抛光层可使被抛光的基底的移除率的标准偏差在至少约30分钟、至少约60分钟、至少约100分钟、至少约200分钟或甚至至少约500分钟的时间段内介于约0.1％和20％之间、介于约0.1％和约15％之间、介于约0.1％和约10％之间、介于约0.1％和约5％之间或甚至介于约0.1％和约3％之间。该时间段可小于10000分钟。为此，期望的是使用具有高失效功(也称为断裂应力能量)的聚合物材料，如通过典型的拉伸测试(例如，由ASTM D638所概述的)测量得到的应力对应变曲线下的较大积分面积所展示。高失效功可能与较低磨损材料有关。在一些实施方案中，失效功大于约3焦耳、大于约5焦耳、大于约10焦耳、大于约15焦耳、大于约20焦耳、大于约25焦耳或甚至大于约30焦耳。失效功可小于约100焦耳或甚至小于约80焦耳。
用来制造抛光层10的聚合物材料可以大体纯化的形式使用。用来制造抛光层10的聚合物材料可包括本领域中已知的填料。在一些实施方案中，抛光层10基本上不含任何无机磨料材料(例如，无机磨料颗粒)，即，它是不含磨料的抛光垫。基本上不含是指抛光层10包括小于约10体积％、小于约5体积％、小于约3体积％、小于约1体积％或甚至小于约0.5体积％的无机磨料颗粒。在一些实施方案中，抛光层10基本上不含无机磨料颗粒。磨料材料可被定义为莫氏硬度大于被研磨或被抛光的基底的莫氏硬度的材料。磨料材料可被定义为具有大于约5.0、大于约5.5、大于约6.0、大于约6.5、大于约7.0、大于约7.5、大于约8.0或甚至大于约9.0的莫氏硬度。通常认为最大莫氏硬度为10。抛光层10可通过本领域中已知的任何技术制造。微复制技术公开于美国专利号6,285,001；6,372,323；5,152,917；5,435,816；6,852,766；7,091,255以及美国专利申请公布号2010/0188751中，这些专利全文以引用方式并入。
在一些实施方案中，抛光层10通过下列方法来形成。首先，根据在美国专利6,285,001中所描述的程序，激光烧蚀聚碳酸酯片材，从而形成阳模母模工具，即，具有与抛光层10所需的表面形貌大约相同的表面形貌的工具。然后使用常规技术使聚碳酸酯母模镀镍，从而形成阴模母模工具。镍阴模母模工具然后可用于压印工艺(例如，美国专利申请公布号2010/0188751中所描述的工艺)以形成抛光层10。压印工艺可包括将热塑性塑料或TPE熔体挤出到镍阴模的表面上，并且在适当的压力下将聚合物熔体压入镍阴模的形貌特征结构中。在聚合物熔体冷却后，可将固体聚合物膜从镍阴模移除，从而形成具有工作表面12的抛光层10，工作表面12具有期望的形貌特征结构，即，精确成型的孔16和/或精确成型的凸体18(图1A)。如果阴模包括与宏通道的期望图案对应的适当阴模形貌，那么可通过压印工艺在抛光层10中形成宏通道。
在一些实施方案中，抛光层10的工作表面12还可包括在微复制过程中形成的处于形貌顶部的纳米大小的形貌特征结构。用于形成这些另外的特征结构的工艺公开于美国专利号8,634,146(David等人)和美国临时申请号61/858670(David等人)中，所述专利先前已经以引用方式并入。
多孔基底不受具体限制并且可包括以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。在一些实施方案中，多孔基底不包括开孔泡沫。多孔基底可包括聚合物。针对抛光层(例如，抛光层10)先前论述的聚合物可用来形成多孔基底。多孔基底可包括无机材料(例如，无机纤维)，包括但不限于金属氧化物，例如，氧化硅(玻璃)和氧化铝、碳化硅、碳等等。多孔基底可以是陶瓷纤维。
多孔基底的厚度不受具体限制。在一些实施方案中，多孔基底的厚度可以是约10微米至约1000微米、约10微米至约500微米、约10微米至约400微米、约10微米至约300微米、约10微米至约200微米、约25微米至约1000微米、约25微米至约500微米、约25微米至约400微米、约25微米至约300微米、约25微米至约200微米、约50微米至约1000微米、约50微米至约500微米、约50微米至约400微米、约50微米至约300微米、约50微米至约200微米、约65微米至约1000微米、约65微米至约500微米、约65微米至约400微米、约65微米至约300微米、约65微米至约200微米、约75微米至约1000微米、约75微米至约500微米、约75微米至约400微米、约75微米至约300微米或甚至约75微米至约200微米。
包括空隙的多孔基底的分数(即，多孔基底的空隙体积分数)不受具体限制。多孔基底的空隙体积分数可介于约0.01至0.99之间。当精确成型的凸体、精确成型的孔和/或宏通道例如通过压印工艺形成时，多孔基底的空隙体积应足够大来容纳来自抛光层中的聚合物排出体积的较大部分。在一些实施方案中，多孔基底的空隙体积可以是聚合物排出体积的至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或甚至至少100％。聚合物排出体积可例如被定位在宏通道下方的区域中，因此多孔基底的空隙体积可显著地大于多孔基底的聚合物的总排出体积。在一些实施方案中，多孔基底的空隙体积可以是聚合物排出体积的至少100％、至少125％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％或甚至至少500％。在一些实施方案中，多孔基底的空隙体积可小于聚合物排出体积的5000％、小于2000％、小于1500％或甚至小于1000％。在一些实施方案中，多孔基底的多个空隙的体积可以是抛光层的聚合物的嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中的部分的体积的至少100％、至少125％、至少150％、至少200％、至少300％、至少400％或甚至至少500％，并且任选地，在一些实施方案中，多孔基底的多个空隙的体积可小于抛光层的聚合物的嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中的部分的体积的5000％、小于2000％、小于1500％、小于1000％、小于800％、小于600％、小于500％、小于400％、小于300％或甚至小于200％。
多孔基底可以是织造或非织造基底。可使用本领域中已知的织造和非织造基底。织造或非织造基底可包括聚合物(例如，聚合物纤维)和/或无机材料(例如，无机纤维)。在一些实施方案中，织造和非织造基底中的至少一者可以是织造和非织造的纸、毡、毯和布(即，织物)中的至少一者。在一些实施方案中，多孔基底包括织造基底并且不含非织造基底。在一些实施方案中，多孔基底包括非织造基底并且不含织造基底。多孔基底的织造和非织造基底可以是有机的、无机的或其组合。多孔基底的织造和非织造基底可包括聚合物织造和非织造基底(例如，聚合物纸、毡、毯和/或布(织物))中的至少一者。多孔保护层的织造和非织造基底可包括无机织造和非织造基底(例如，无机纸、毡、毯和/或布(织物))中的至少一者。至少一种织造和非织造基底可包括聚合物材料和无机材料中的至少一种。织造和非织造基底可包括纤维，例如多根纤维。织造和非织造基底可由聚合物纤维和无机纤维中的至少一种制造。在一些实施方案中，织造和非织造基底可包括聚合物纤维和无机纤维中的至少一种。在一些实施方案中，织造和非织造基底可包括聚合物纤维并且排除无机纤维。在一些实施方案中，织造和非织造基底可包括无机纤维并且排除聚合物纤维。在一些实施方案中，织造和非织造基底可包括无机纤维和聚合物纤维两者。
在一些实施方案中，包括纤维的至少一种织造和非织造基底的纤维可具有均大于约10的长度对宽度和长度对厚度的纵横比，以及小于约5的宽度对厚度的纵横比。对于具有呈圆形形状的横截面的纤维，宽度和厚度将相同并且将等于该圆形横截面的直径。对于纤维的长度比宽度和长度比厚度的纵横比不存在特定上限。纤维的长度比厚度和长度比宽度的纵横比均可介于约10和约1000000之间，介于10和约100000之间，介于10和约1000之间，介于10和约500之间，介于10和约250之间，介于10和约100之间，介于约10和约50之间，介于约20和约1000000之间，介于20和约100000之间，介于20和约1000之间，介于20和约500之间，介于20和约250之间，介于20和约100之间，或甚至介于约20和约50之间。纤维的宽度和厚度可各自介于约0.001微米至约100微米之间，介于约0.001微米至约50微米之间，介于约0.001微米至约25微米之间，介于约0.001微米至约10微米之间，介于约0.001微米至约1微米之间，介于约0.01微米至约100微米之间，介于约0.01微米至约50微米之间，介于约0.01微米至约25微米之间，介于约0.01微米至约10微米之间，介于约0.01微米至约1微米之间，介于约0.05微米至约100微米之间，介于约0.05微米至约50微米之间，介于约0.05微米至约25微米之间，介于约0.05微米至约10微米之间，介于约0.05微米至约1微米之间，介于约0.1微米至约100微米之间，介于约0.1微米至约50微米之间，介于约0.1微米至约25微米之间，介于约0.1微米至约10微米之间，或甚至介于约0.1微米至约1微米之间。在一些实施方案中，纤维的厚度和宽度可为相同的。
可使用常规技术将纤维制造成织造和非织造基底中的至少一种。非织造基底可通过熔喷纤维工艺、纺粘工艺、梳理工艺等制造。在一些实施方案中，纤维的长度对厚度和长度对宽度的纵横比可大于1000000、大于约10000000、大于约100000000或甚至大于约1000000000。在一些实施方案中，纤维的长度对厚度和长度对宽度的纵横比可介于约10至约1000000000之间；介于约10和约100000000之间、介于约10和约10000000之间、介于约20至约1000000000之间；介于约20和约100000000之间、介于约20和约10000000、介于约50至约1000000000之间；介于约50和约100000000之间或甚至介于约50至约10000000之间。
织造和非织造基底中的至少一种可包括本领域中已知的常规的织造和非织造纸、毡、毯和/或布(织物)。织造和非织造基底中的至少一种可包括聚合物纤维和无机纤维中的至少一种。用来形成织造和非织造基底中的至少一种的类型(即，聚合物纤维类型和/或无机纤维类型)的数目不受具体限制。聚合物纤维可包括至少一种聚合物，例如，一种聚合物组成或一种聚合物类型。聚合物纤维可包括至少两种聚合物，即，两种聚合物组成或两种聚合物类型。例如，聚合物纤维可包括由聚乙烯构成的一组纤维和由聚丙烯构成的另一组纤维。如果使用至少两种聚合物，那么第一聚合物纤维可具有比第二聚合物纤维更低的玻璃化转变温度和/或熔融温度。第一聚合物纤维可用于使织造和非织造基底中的至少一种的聚合物纤维熔合在一起，以例如改进织造和非织造基底中的至少一种的机械特性。无机纤维可包括至少一种无机物，例如，一种无机物组成或一种无机物类型。无机纤维可包括至少两种无机物，即，两种无机物组成或两种无机物类型。织造和非织造基底中的至少一种可包括至少一种聚合物纤维(例如，一种聚合物组成或聚合物类型)和至少一种无机纤维(例如，一种无机物组成或一种无机物类型)。例如，织造和非织造基底中的至少一种可包括聚乙烯纤维和玻璃纤维。
织造和非织造基底中的至少一种的聚合物纤维不受具体限制。在一些实施方案中，织造和非织造基底中的至少一种的聚合物纤维可包括热塑性塑料和热固性塑料中的至少一种。热塑性塑料可包括热塑性弹性体。热固性塑料可包括B阶段(B-stage)聚合物。在一些实施方案中，织造和非织造基底中的至少一种的聚合物纤维包括但不限于：环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺、聚醚、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、苯乙烯和苯乙烯基无规和嵌段共聚物(例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚氯乙烯和氟化聚合物(例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯)中的至少一种。在一些实施方案中，聚合物纤维包括聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、苯乙烯和苯乙烯基无规和嵌段共聚物、聚氯乙烯和氟化聚合物中的至少一种。
织造和非织造基底中的至少一种的无机纤维不受具体限制。在一些实施方案中，织造和非织造基底中的至少一种的无机纤维可包括陶瓷。陶瓷可包括但不限于金属氧化物，例如氧化硅(例如玻璃和掺杂玻璃)和氧化铝。在一些实施方案中，织造和非织造基底中的至少一种的无机纤维包括但不限于以下各项中的至少一种：陶瓷，例如氧化硅和氧化铝；硼；硅；硅酸镁，例如水合硅酸镁；硅灰石，例如硅酸钙和石棉。
多孔基底可以是具有多个孔洞或多个通孔中的至少一者的膜基底。孔洞和通孔的宽度或长度不受具体限制。除了多孔基底(例如，多孔基底17)的厚度，孔洞和通孔的深度Dh(参见图2A和图2B)不受具体限制。如在多孔基底的第一主表面的平面中看到的孔洞和通孔的形状不受具体限制。孔洞和通孔的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形等等。可以使用不同图案的混合。孔洞和通孔可被随机地布置或它们可呈图案的形式。孔洞和通孔的图案包括但不限于正方形阵列、矩形阵列和六边形阵列。
多孔基底的膜基底不受具体限制并且可包括常规的衬件和剥离衬件，例如可具有或可不具有较低表面能量涂层的聚合物膜。膜基底的聚合物可以是热塑性聚合物和热固性聚合物中的至少一者。热塑性聚合物包括但不限于聚烯烃；例如，聚乙烯和聚丙烯；聚氨酯；聚酰胺；聚碳酸酯；聚砜；聚苯乙烯；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚丁二烯；聚异戊二烯；聚氧化烯，例如，聚氧化乙烯；乙烯-乙酸乙烯酯；乙酸纤维素；乙基纤维素和前述聚合物中任一种的嵌段共聚物。热固性聚合物包括但不限于：聚酰亚胺、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和橡胶。在一些实施方案中，膜基底是介电聚合物膜基底。膜基底的聚合物可以是聚合物共混物。
多个孔洞和/或通孔的数目和面密度不受具体限制。在一些实施方案中，多个孔洞和/或通孔的表面积(即，投射到膜基底的表面(第一主表面或第二主表面)上的每个孔洞的表面的总和)与膜基底(第一主表面或第二主表面)的总表面积的比率为约0.01至约0.90、约0.01至约0.80、约0.01至约0.70、约0.05至约0.90、约0.05至约0.80、约0.05至约0.70、约0.1至约0.90、约0.1至约0.80、约0.1至约0.70、约0.2至约0.90、约0.2至约0.80、约0.2至约0.70、约0.3至约0.90、约0.3至约0.80或甚至约0.3至约0.70。在一些实施方案中，多个孔洞和/或多个通孔中的单个孔洞和/或通孔的宽度和/或长度分别为约5微米至约5mm、约5微米至约2.5mm、约5微米至约1mm、约5微米至约500微米、约25微米至约5mm、约25微米至约2.5mm、约25微米至约1mm、约25微米至约500微米、约50微米至约5mm、约50微米至约2.5mm、约50微米至约1mm、约50微米至约500微米、约100微米至约5mm、约100微米至约2.5mm、约100微米至约1mm或甚至约5微米至约100微米。在一些实施方案中，多个孔洞和/或通孔可以呈图案的形式。
多孔基底可包括开孔泡沫。可使用本领域已知的开孔泡沫。
在另一个实施方案中，本公开涉及抛光系统，该抛光系统包括先前抛光垫中的任一个和抛光溶液。抛光垫可包括先前公开的抛光层10和多孔基底17和界面区域中的任一者。所使用的抛光溶液不受具体限制，并且可以是本领域中已知的那些抛光溶液中的任一种。抛光溶液可以是水性的或非水性的。水性抛光溶液被定义为具有包含至少50重量％水的液相(如果抛光溶液是浆液，那么液相不包括颗粒)的抛光溶液。非水性溶液被定义为具有包含小于50重量％水的液相的抛光溶液。在一些实施方案中，抛光溶液是浆液，即，包含有机或无机磨料颗粒或其组合的液体。有机或无机磨料颗粒或其组合在抛光溶液中的浓度不受具体限制。有机或无机磨料颗粒或其组合在抛光溶液中的浓度可大于约0.5重量％、大于约1重量％、大于约2重量％、大于约3重量％、大于约4重量％或甚至大于约5重量％；可小于约30重量％、小于约20重量％、小于约15重量％或甚至小于约10重量％。在一些实施方案中，抛光溶液基本上不含有机或无机磨料颗粒。“基本上不含有机或无机磨料颗粒”意思是抛光溶液包含小于约0.5重量％、小于约0.25重量％、小于约0.1重量％或甚至小于约0.05重量％的有机或无机磨料颗粒。在一个实施方案中，抛光溶液可不包含有机或无机磨料颗粒。抛光系统可包括：用于氧化硅CMP(包括但不限于浅槽隔离CMP)的抛光溶液，例如浆液；用于金属CMP(包括但不限于钨CMP、铜CMP和铝CMP)的抛光溶液，例如浆液；用于阻隔材料CMP(包括但不限于钽和氮化钽CMP)的抛光溶液，例如浆液；以及用于抛光硬质基底(诸如蓝宝石)的抛光溶液，例如浆液。抛光系统还可包括待抛光或研磨的基底。
在一些实施方案中，本公开的抛光垫可包括至少两个抛光垫，即，抛光垫多层布置。包括具有抛光垫多层布置的抛光垫的抛光垫可包括本公开的抛光垫实施方案中的任一个。图4B示出具有抛光垫(例如，抛光垫70和70’)多层布置的抛光垫80’。抛光垫80’包括：抛光垫70，其具有抛光层(例如，抛光层60、61、62或63)的工作表面12和多孔基底(例如，多孔基底17)的第二主表面17b；和设置在抛光垫70与子垫30之间的第二抛光垫70’，其具有工作表面12’和第二主表面17b’。两个抛光层可以可剥离的方式联接在一起，使得当抛光垫70例如达到其可用寿命或已被损坏使得不再可用时，抛光垫70可从抛光垫移除并且使第二抛光垫70’的工作表面12’暴露。然后可使用第二抛光层的新工作表面继续抛光。抛光垫具有抛光层多层布置的一个益处是显著降低了停机时间和与更换垫相关的成本。任选的辅助性泡沫层40可设置在抛光层70与抛光层70'之间。任选的辅助性泡沫层40’可设置在抛光层70'与子垫30之间。具有抛光层多层布置的抛光垫的任选的辅助性泡沫层可以是相同的泡沫或不同的泡沫。一个或多个任选的辅助性泡沫层可具有相同的硬度和厚度范围，如先前针对任选的泡沫层40所描述。
粘合剂层(未示出)可用于将抛光垫70的第二主表面17b联接到第二抛光层70'的工作表面12'。粘合剂层可包括单层粘合剂(例如，转印带粘合剂)或多层粘合剂(例如，可包括背衬的双面胶带)。如果使用多层粘合剂，那么各粘合剂层的粘合剂可以相同或不同。当粘合剂层用来以可剥离的方式将抛光垫70联接到第二抛光垫70’时，粘合剂层可干净地从抛光垫70’的工作表面12’剥离(粘合剂层留在抛光垫70的第二主表面17b上)，可干净地从抛光垫70的第二主表面17b剥离(粘合剂层留在抛光垫70’的工作表面12’上)，或者粘合剂层的可部分留在抛光垫70的第二主表面17b上且部分留在第二抛光垫70’的工作表面12’上。粘合剂层可溶于或可分散于适当的溶剂中，使得该溶剂可用于帮助移除粘合剂层的可能留在第二抛光层10’的工作表面12’上的任何残余粘合剂，或者如果粘合剂层留在工作表面12’上，那么该溶剂可用于溶解或分散粘合剂层的粘合剂以暴露第二抛光垫70’的第一表面12’。
粘合剂层的粘合剂可以是压敏粘合剂(PSA)。如果压敏粘合剂层包括至少两个粘合剂层，那么可调整每个粘合剂层的粘性以利于将粘合剂层从抛光垫70的第二主表面17b或第二抛光垫70’的工作表面12’干净地移除。通常，相对于其粘附的表面具有更低粘性的粘合剂层可干净地从该表面剥离。如果压敏粘合剂层包括单一粘合剂层，那么可调整粘合剂层的每个主表面的粘性以利于将粘合剂层从抛光垫70的第二主表面17b或第二抛光垫70’的工作表面12’干净地移除。通常，相对于其粘附的表面具有更低粘性的粘合剂表面可干净地从该表面剥离。在一些实施方案中，粘合剂层对第二抛光垫70’的工作表面12’的粘性低于粘合剂层对抛光垫70的第二主表面17b的粘性。在一些实施方案中，粘合剂层对第二抛光垫70’的工作表面12’的粘性大于粘合剂层对抛光垫70的第二主表面17b的粘性。
“以可剥离的方式联接”意思是抛光垫(例如上抛光垫)可在未损坏第二抛光垫的情况下从第二抛光垫(例如下抛光垫)移除。由于粘合剂层独特的剥离强度和剪切强度，粘合剂层(具体地，压敏粘合剂层)可能够以可剥离的方式将抛光垫联接到第二抛光垫。粘合剂层可被设计成具有低剥离强度，使得抛光垫的表面可容易地从其剥离，同时具有高剪切强度，使得在抛光期间的剪切应力下，粘合剂仍牢固地粘附到该表面。可通过将第一抛光垫从第二抛光垫剥离而将抛光垫从第二抛光垫移除。
在具有抛光垫多层布置的上述抛光垫中的任一个中，粘合剂层可以是压敏粘合剂层。粘合剂层的压敏粘合剂可包括但不限于天然橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(共)聚合物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(共)聚合物、聚丙烯酸酯(包括(甲基)丙烯酸(共)聚合物)、聚烯烃(诸如聚异丁烯和聚异戊二烯)、聚氨酯、聚乙烯基乙醚、聚硅氧烷、有机硅、聚氨酯、聚脲或其共混物。合适的溶剂可溶性或可分散性压敏粘合剂可包括但不限于可溶于己烷、庚烷、苯、甲苯、二乙醚、氯仿、丙酮、甲醇、乙醇、水或其共混物中的那些。在一些实施方案中，压敏粘合剂层是水溶性或水分散性中的至少一者。
在具有抛光垫多层布置的上述抛光垫(包括粘合剂层以联接抛光垫)中的任一个中，粘合剂层可包括背衬。合适的背衬层材料可包括但不限于纸材、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜、聚烯烃或其共混物。
在具有抛光垫多层布置的上述抛光垫中的任一个中，任何给定抛光垫的工作表面或相关联的多孔基底的第二主表面可包括剥离层，以帮助将抛光垫从第二抛光垫移除。剥离层可与抛光垫的表面和联接抛光垫与第二抛光垫的相邻粘合剂层接触。合适的剥离层材料可包括但不限于有机硅、聚四氟乙烯、卵磷脂或其共混物。
在具有抛光垫多层布置(具有一个或多个任选的辅助性泡沫层)的上述抛光垫中的任一个中，与抛光垫的多孔基底的第二主表面相邻的辅助性泡沫层表面可永久性地联接到抛光垫的多孔基底的第二主表面。“永久性地联接”意思是当移除抛光垫以使下面的抛光垫的工作表面暴露时，辅助性泡沫层被设计成不会从抛光垫移除和/或留在抛光垫上。如先前所述的粘合剂层可用来以可剥离的方式联接辅助性泡沫层的表面，该辅助性泡沫层的表面与相邻的下面抛光垫的工作表面相邻。在使用中，具有永久性地联接的辅助性泡沫层的磨损抛光垫可然后从下面的抛光垫移除，从而使对应的下面抛光垫的新工作表面暴露。在一些实施方案中，粘合剂可用于将相邻的辅助性泡沫层表面永久性地联接到抛光垫的多孔基底的相邻的第二主表面，并且粘合剂可被选择成具有期望的剥离强度，以当将抛光垫从多层抛光垫布置移除时维持第二主表面与相邻的辅助性泡沫层表面之间的联接。在一些实施方案中，抛光垫的第二表面与相邻的辅助性泡沫层表面之间的剥离强度大于相反的辅助性泡沫表面与相邻的下面抛光垫(例如第二抛光垫)的相邻工作表面之间的剥离强度。
包括在具有抛光垫多层布置的抛光垫中的抛光垫数目不受具体限制。在一些实施方案中，具有抛光垫多层布置的抛光垫中的抛光垫数目可介于约2和约20之间、介于约2和约15之间、介于约2和约10之间、介于约2和约5之间、介于约3和约20之间、介于约3和约15之间、介于约3和约10之间或甚至介于约3和约5之间。
在一个实施方案中，本公开提供一种抛光垫，该抛光垫包括抛光层，该抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；
其中抛光层在精确成型的凸体的表面、精确成型的孔的表面和底面区域的表面中的至少一者上包括多个纳米大小的形貌特征结构；以及
至少一个第二抛光层，该第二抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；并且
其中至少一个第二抛光层在精确成型的凸体的表面、精确成型的孔的表面和底面区域的表面中的至少一者上包括多个纳米大小的形貌特征结构。
在另一个实施方案中，本公开提供一种抛光垫，该抛光垫包括抛光层，该抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；
其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约20°；以及
至少一个第二抛光层，该第二抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；并且
其中至少一个第二抛光层的工作表面包括次表面层和主体层；并且其中该次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于该主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约20°。
在另一个实施方案中，本公开提供一种抛光垫，该抛光垫包括抛光层，该抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；
其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中工作表面的后退接触角小于约50°；以及
至少一个第二抛光层，该第二抛光层具有工作表面和与工作表面相反的第二表面；
其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；
其中底面区域的厚度小于约5mm并且抛光层包含聚合物；并且
其中至少一个第二抛光层的工作表面包括次表面层和主体层；并且其中至少一个第二抛光层的工作表面的后退接触角小于约50°。
在具有抛光层和至少一个第二抛光层的抛光垫实施方案中，抛光垫还可包括设置在抛光层的第二表面与至少一个第二抛光层的工作表面之间的粘合剂层。在一些实施方案中，粘合剂层可与抛光层的第二表面和至少一个第二抛光层的工作表面中的至少一个接触。在一些实施方案中，粘合剂层可与抛光层的第二表面和至少一个第二抛光层的工作表面都接触。粘合剂层可以是压敏粘合剂层。
图5示意性地示出用于利用根据本公开的一些实施方案的抛光垫和方法的抛光系统100的示例。如图所示，系统100可包括抛光垫150和抛光溶液160。该系统还可包括以下各项中的一者或多者：待抛光或研磨的基底110、压板140和载体组件130。粘合剂层170可用来将抛光垫150附接到压板140并且可以是抛光系统的一部分。抛光溶液160可以是绕着抛光垫150的主表面设置的溶液层。抛光垫150可以是本公开的抛光垫实施方案中的任一个并且包括如本文所述的至少一个抛光层(未示出)和至少一个多孔基底(未示出)，并可任选地包括如分别针对图4A和图4B的抛光垫80和80'所述的子垫和/或辅助性泡沫层。抛光溶液通常被设置在抛光垫的抛光层的工作表面上。抛光溶液还可位于基底110与抛光垫150之间的界面处。在抛光系统100的操作期间，驱动组件145可旋转(箭头A)压板140，以移动抛光垫150来执行抛光操作。抛光垫150和抛光溶液160可单独地或组合起来限定抛光环境，该抛光环境是以机械方式和/或以化学方式从基底110的主表面移除材料或抛光基底110的主表面。为了用抛光系统100抛光基底110的主表面，载体组件130可在抛光溶液160存在下将基底110压靠在抛光垫150的抛光表面上。压板140(且因此抛光垫150)和/或载体组件130然后相对于彼此移动，以使基底110横跨抛光垫150的抛光表面平移。载体组件130可旋转(箭头B)且任选地横向移动(箭头C)。因此，抛光垫150的抛光层将材料从基底110的表面移除。在一些实施方案中，抛光层中可包括无机磨料材料(例如，无机磨料颗粒)以利于材料从基底的表面移除。在其它实施方案中，抛光层基本上不含任何无机磨料材料，并且抛光溶液可基本上不含有机或无机磨料颗粒或者可包含有机或无机磨料颗粒或它们的组合。应当理解，图5的抛光系统100仅是可结合本公开的抛光垫和方法采用的抛光系统的一个示例，并且可在不脱离本公开的范围的情况下采用其它常规抛光系统。
在另一个实施方案中，本公开涉及一种抛光基底的方法，该抛光的方法包括：提供根据先前抛光垫中的任一种的抛光垫，其中抛光垫可包括先前描述的抛光层中的任一种；提供基底，使抛光垫的工作表面与基底表面接触，在维持抛光垫的工作表面与基底表面之间的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动，其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。在一些实施方案中，抛光溶液是浆液并且可包括先前论述的浆液中的任一种。在另一个实施方案中，本公开涉及前述抛光基底的方法中的任一种，其中基底是半导体晶片。包括待抛光(即，与抛光垫的工作表面接触)的半导体晶片表面的材料可包括但不限于电介质材料、导电材料、阻隔/粘附材料以及覆盖材料中的至少一种。电介质材料可包括无机电介质材料(例如氧化硅和其它玻璃)和有机电介质材料中的至少一种。金属材料可包括但不限于铜、钨、铝、银等中的至少一种。覆盖材料可包括但不限于碳化硅和氮化硅中的至少一种。阻隔/粘附材料可包括但不限于钽和氮化钽中的至少一种。抛光的方法还可包括垫修整或清洁步骤，该步骤可就地进行，即，在抛光期间进行。垫修整可使用本领域中已知的任何垫修整器或刷子，例如购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的4.25英寸直径的3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A。清洁可采用刷子，例如购自3M公司的4.25英寸直径的3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A，和/或水或溶剂冲洗抛光垫。
在另一个实施方案中，本公开提供了一种用于在抛光垫的抛光层中形成多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者的方法，该方法包括：提供具有与多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者对应的阴模形貌特征结构的阴模母模工具；提供熔融聚合物或可固化聚合物前体；将熔融聚合物或可固化聚合物前体涂覆到阴模母模工具上，将熔融聚合物或可固化聚合物前体压靠在阴模工具上，使得将阴模母模工具的形貌特征结构赋予到熔融聚合物或可固化聚合物前体的表面中；冷却熔融聚合物或使可固化聚合物前体固化直到它硬化形成硬化的聚合物层；将硬化的聚合物层从阴模母模工具移除，从而在抛光垫的抛光层中形成多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者。抛光垫可包括本文所公开的抛光垫实施方案中的任一种。在一些实施方案中，在抛光垫的抛光层中形成多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔的方法包括其中每个孔具有孔开口，每个凸体具有凸体基部，并且多个凸体基部相对于至少一个相邻的孔开口是大体共面的。阴模母模工具中所需的阴模形貌特征结构的尺寸、公差、形状和图案分别对应于本文所描述的多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔的尺寸、公差、形状和图案。通过该方法形成的抛光层的尺寸和公差对应于本文先前所描述的抛光层实施方案的那些尺寸和公差。阴模母模工具的尺寸可能需要针对由于熔融聚合物相对于硬化聚合物的热膨胀所引起的收缩或针对与可固化聚合物前体的固化相关联的收缩作出修改。
在另一个实施方案中，本公开提供了一种用于在抛光垫的抛光层中同时形成多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者以及至少一个宏通道的方法，该方法包括：提供具有与多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者对应的阴模形貌特征结构和与至少一个宏通道对应的阴模形貌特征结构的阴模母模工具；提供熔融聚合物或可固化聚合物前体；将熔融聚合物或可固化聚合物前体涂覆到阴模母模工具上，将熔融聚合物或可固化聚合物前体压靠在阴模工具上，使得将阴模母模工具的形貌特征结构赋予到熔融聚合物或可固化聚合物前体的表面中；冷却熔融聚合物或使可固化聚合物前体固化直到它硬化形成硬化的聚合物层；将硬化的聚合物层从阴模母模工具移除，从而在抛光垫的抛光层中同时形成多个精确成型的凸体和多个精确成型的孔中的至少一者以及至少一个宏通道。抛光垫可包括本文所公开的抛光垫实施方案中的任一种。阴模母模工具中所需的阴模形貌特征结构的尺寸、公差、形状和图案分别对应于先前本文所描述的多个精确成型的凸体、多个精确成型的孔和至少一个宏通道的尺寸、公差、形状和图案。通过该方法形成的抛光层实施方案的尺寸和公差对应于本文所描述的抛光层实施方案的那些尺寸和公差。阴模母模工具的尺寸可能需要针对由于熔融聚合物相对于硬化聚合物的热膨胀所引起的收缩或针对与可固化聚合物前体的固化相关联的收缩作出修改。
本公开的所选实施方案包括但不限于以下：
在第一实施方案中，本公开提供一种抛光垫，该抛光垫包括：
抛光层，该抛光层具有工作表面和与该工作表面相反的第二表面；其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域，该底面区域的厚度小于约5mm并且该抛光层包含聚合物；
多孔基底，该多孔基底具有第一主表面、相反的第二主表面和多个空隙；以及
界面区域，其中抛光层的聚合物的一部分嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中。
在第二实施方案中，本公开提供根据第一实施方案所述的抛光垫，其中多孔基底是以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。
在第三实施方案中，本公开提供根据第一实施方案或第二实施方案所述的抛光垫，其中多孔基底不包括开孔泡沫。
在第四实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的抛光垫，其中抛光层还包括至少一个宏通道。
在第五实施方案中，本公开提供根据第四实施方案所述的抛光垫，其中界面区域在抛光垫的整个厚度上与至少一个宏通道对准。
在第六实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的抛光垫，其中抛光层还包括多个独立的宏通道。
在第七实施方案中，本公开提供根据第六实施方案所述的抛光垫，其中界面区域在该抛光垫的整个厚度上与多个独立的宏通道对准。
在第八实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的抛光垫，其中抛光层还包括多个互连接的宏通道。
在第九实施方案中，本公开提供根据第八实施方案所述的抛光垫，其中界面区域在抛光垫的整个厚度上与多个互连接的宏通道对准。
在第十实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的抛光垫，其中多孔基底包含密封该多孔基底的圆周的至少一部分的边缘密封化合物。
在第十一实施方案中，本公开提供根据第十实施方案所述的抛光垫，其中边缘密封化合物密封多孔基底的圆周的至少约30％。
在第十二实施方案中，本公开提供根据第十实施方案所述的抛光垫，其中边缘密封化合物密封多孔基底的圆周的至少约70％。
在第十三实施方案中，本公开提供根据第十实施方案所述的抛光垫，其中边缘密封化合物密封多孔基底的圆周的至少约90％。
在第十四实施方案中，本公开提供根据第十实施方案所述的抛光垫，其中边缘密封化合物密封多孔基底的圆周的至少约95％。
在第十五实施方案中，本公开提供根据第十实施方案所述的抛光垫，其中边缘密封化合物密封多孔基底的圆周的至少约99％。
在第十六实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十五实施方案中任一项所述的抛光垫，其中界面区域的至少一部分的厚度介于约10微米和约5mm之间。
在第十七实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十六实施方案中任一项所述的抛光垫，其中多孔基底的多个空隙的体积是抛光层的聚合物的嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中的部分的体积的至少100％。
在第十八实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十七实施方案中任一项所述的抛光垫，其中抛光层的聚合物包括热塑性塑料和热塑性弹性体中的至少一种。
在第十九实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十八实施方案中任一项所述的抛光垫，其中抛光层在精确成型的凸体的表面、精确成型的孔的表面和底面区域的表面中的至少一者上包括多个纳米大小的形貌特征结构。
在第二十实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十八实施方案中任一项所述的抛光垫，其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约20°。
在第二十一实施方案中，本公开提供根据第一实施方案至第十八实施方案中任一项所述的抛光垫，其中工作表面包括次表面层和主体层；并且其中工作表面的后退接触角小于约50°。
在第二十二实施方案中，本发明提供一种抛光系统，该抛光系统包括根据第一实施方案至第二十一实施方案中任一项所述的抛光垫和抛光溶液。
在第二十三实施方案中，本公开提供根据第二十二实施方案所述的抛光系统，其中抛光溶液是浆液。
在第二十四实施方案中，本公开提供一种抛光基底的方法，该方法包括：
提供根据第一实施方案至第二十一实施方案中任一项所述的抛光垫；
提供基底；
使抛光垫的工作表面与基底表面接触；
在维持抛光垫的工作表面与基底表面的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动；并且
其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
在第二十五实施方案中，本公开提供根据第二十四实施方案所述的抛光基底的方法，其中抛光溶液是浆液。
在第二十六实施方案中，本公开提供一种制备抛光垫的方法，该方法包括：
提供聚合物；
提供具有多个空隙的多孔基底，该多孔基底与聚合物相邻；
压印聚合物的表面以形成具有工作表面的抛光层，其中工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；其中压印形成界面区域，该界面区域具有抛光层的聚合物的嵌入在多孔基底的多个空隙的至少一部分中的部分。
在第二十七实施方案中，本公开提供根据第二十六实施方案所述的制备抛光垫的方法，其中多孔基底是以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。
在第二十八实施方案中，本公开提供根据第二十六或第二十七实施方案所述的制备抛光垫的方法，其中该底面区域的厚度小于约5mm。
实施例
测试方法与制备过程
垫形貌轮廓测试方法
使用Bruker Contour GT-X仪器来测量所完工的垫的形貌轮廓，包括凸体特征结构的高度以及单个单元格的平面性两者。使用5倍物镜扫描具有凸体特征结构的单个单元格并且仪器软件将单个扫描合在一起以形成垫结构的形貌或高度图像。根据这些形貌图像，可提取单个轮廓来提供沿任何所需取向的垫高度的数据。图7a示出了单个单元格元件和用于提取轮廓数据进行样本比较的对角线方向。图7b示出了横跨具有完美平面性的理想垫单元格的轮廓扫描的假设表示。根据这些轮廓数据扫描，将横跨单元格的凸体高度的方差制成表以生成单个垫单元格的平面性的数据表示。在具有完美平面性的假设情况下，该方差为零。在实际示例中，该方差是对平面性质量的度量。为了根据形貌图像得到方差的测量值，使用山地图软件来测量沿对角线轮廓的前30个凸体峰的高度。来自山地图的日期值的范围(最小值到最大值)用于方差度量，该方差度量被称作平面性方差。还计算了30个凸体峰的高度的标准偏差并将其在表1中示出。
垫边缘密封测试方法
将来自实施例8的垫样本浸入浆液(以商品名WIN W7300Series Tungsten磨光浆液从伊利诺伊州奥罗拉的嘉柏微电子材料公司(Cabot Microelectronics,Aurora,Illinois)购得)中24小时，并目视检查浆液渗透进垫的多孔基底(非织造基底)中的标记。将基底内的浆液渗透报告为“无渗透”，指示多孔基底中无浆液，或“100％渗透”，指示浆液渗透穿过整个多孔基底。
比较例1
如下制备具有根据图6的抛光层的抛光垫。根据美国专利号6,285,001中所描述的过程，激光烧蚀聚碳酸酯片材，从而形成阳模母模工具，即，具有与抛光层10所需的表面形貌大约相同的表面形貌的工具。如图6所见，在本发明的全部实施例中所包括的抛光垫均包括抛光层(例如，10)，该抛光层具有工作表面(12)，该工作表面包括底面区域(14)、精确成型的孔(16)和精确成型的凸体(18)。凸体直径是50微米并且凸体间隔是90微米，孔直径是60微米。所产生的支承面积对该示例性图案为约24％。在这种情况下，凸体高度是19微米并且孔深度是30微米。然后使用常规技术对聚碳酸酯母模工具镀镍重复三次以形成镍阴模。以此方式形成18英寸宽的单个镍阴模并将其微焊接在一起以制得较大的镍阴模，以便形成约34英寸宽的压印辊。然后将辊用在压印工艺(类似于美国专利申请公布号2010/0188751中描述的压印工艺)中，以形成有纹理的抛光层，其为薄膜并卷绕成卷。在压印工艺中所使用以形成抛光层的聚合物材料是以商品名Irogran A95P树脂从亨斯迈(Huntsman)(德克萨斯州伍德兰兹的亨斯迈先进材料公司(Huntsman Advanced Materials,The Woodlands,TX))购得的热塑性聚氨酯。聚氨酯具有约65肖氏D的硬度并且抛光层具有约17密耳(0.432mm)的厚度。在压印工艺期间，使实心PET基底与抛光层的背部表面接触并附着到背部表面上。该比较例使用标准的实心PET膜基底替代多孔基底。
实施例2
实施例2使用与比较例1相同的方法和树脂，但由非织造基底替代实心PET膜基底进行制备。该非织造材料(作为WW-229从PGI(北卡罗来纳州夏洛特的聚合物集团公司(Polymer Group Inc,Charlette,NC))购得)是具有84.8克每平方米(gsm)基重的PET/纸浆湿法材料。所产生的挤出物导致界面区域，其中树脂扩散到非织造材料中。图8a示出了完整垫横截面的SEM图像并且图8b示出了更高放大率的垫的界面区域部分。
比较例3
比较例3使用与比较例1相同的方法制备，不同的是由Desmopan 790树脂(从宾夕法尼亚州匹兹堡的科思创(原拜耳材料科技)(Convestro,Pittsburgh,PA formerly BayerMaterialScience)购得)替代了Irogran A95P树脂。
实施例4
实施例4类似于比较例3制备，不同的是PET膜基底由非织造材料片材(来自PGI的WW-229)替代。
实施例5
实施例5类似于比较例1制备，不同的是Irogran A95P树脂由Estane58277(俄亥俄州威克利夫的路博润公司(Lubizol Corp,Wickliffee,Ohio))替代并且PET膜基底由穿孔的PET膜基底替代。将穿孔的PET膜基底图案化以便具有在网材上以正方形阵列规则地间隔开的圆形空隙(即，通孔)，其中空隙大小为约300微米直径，具有1mm间距。
实施例6
实施例6类似于实施例5制备，但由穿孔的聚碳酸酯膜基底替代穿孔的PET膜基底。该穿孔的聚碳酸酯膜基底具有呈正方形阵列的100微米正方形形状的空隙(即，通孔)，和200微米间距。
比较例7
比较例7类似于实施例5制备，不同的是穿孔的PET膜基底用实心PET膜基底替代。
使用上文描述的“垫形貌轮廓测试方法”，确定所测量的前30个凸体的平面性方差和标准偏差。
表1：
实施例编号 聚合物树脂材料 实心或多孔基底 平面性方差(微米) 标准偏差(微米)
比较例1 Huntsman A95P 实心PET 18.1 5.2
实施例2 Huntsman A95P PGI非织造 6.9 1.6
比较例3 Desmopan 790 实心PET 26.0 9.5
实施例4 Desmopan 790 PGI非织造 13.3 4.9
实施例5 Estane 58277 穿孔的PET 19.2 3.3
实施例6 Estane 58277 穿孔的PC 11.8 4.7
比较例7 Estane 58277 实心PET 47.8 13.9
表1针对所测量的前30个凸体的平面性方差和标准偏差将具有所得的测量值的垫元件进行了比较。针对实施例和比较例的抛光垫的单个单元格的形貌轮廓在图9a至图9g中示出。用包括多孔基底的抛光垫展示的凸体峰的高度的改进的平面性方差和标准偏差导致在相同平面内具有更大分数的凸体特征结构。
实施例8
30.5英寸直径的抛光垫类似于比较例1制备，不同的是实心PET膜基底由非织造基底替代。该非织造基底(以商品名REEMAY 2295从PGI(北卡罗来纳州夏洛特的聚合物集团公司(Polymer Group Inc,Charlette,NC))购得)是具有2.95盎司每平方码(osy)基重、厚度18.5密耳(0.470mm)的纺粘聚酯材料。将子垫层合到抛光垫。子垫由泡沫层和PETg层组成。将泡沫层(以商品名Poron 4701-60-20062004-54T-UR从康涅狄格州伍德斯托克的罗杰斯公司(Rogers Corporation,Woodstock,Connecticut)购得)层合到抛光垫的非工作表面侧(非纹理侧)。将PETg层(从明尼苏达州普利茅斯的皇冠塑料(Crown Plastics,Plymouth,Minnesota)购得、呈片材的形式、0.30英寸(0.76mm)×36英寸(91cm)×36英寸(91cm))层合到泡沫层的暴露主表面。粘合剂(以商品名3M DOUBLE COATED TAPE 442DL从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)购得)用作泡沫层和PETg层两者的层合粘合剂。从具有子垫的30.5抛光垫模切五个4英寸(102cm)直径的圆形磨盘。五个磨盘中四个磨盘的圆周使用边缘密封溶液(边缘密封化合物前体)密封。边缘密封溶液是通过将聚氨酯球剂(以商品名PEARLSTICK 46-10/12从俄亥俄州威克利夫的路博润公司(LubrizolCorporation,Wickliffe,Ohio)购得)溶解在乙酸乙酯溶剂中制得。制备了聚氨酯浓度为2重量％、3重量％、4重量％和5重量％的四种密封溶液。单个磨盘的圆周用边缘密封溶液中的一种涂覆，之后使溶剂在室温下干燥1小时，以形成密封非织造基底的多孔边缘的边缘密封化合物。第五个磨盘作为对照。
使用上文描述的“垫边缘密封测试方法”，确定进入每个4英寸(102cm)直径抛光垫磨盘的多孔基底中的浆液渗透。结果示于表2中。
表2：
实施例8 聚氨酯在边缘密封溶液中的％(重量％) 浆液渗透
磨盘1 2 无渗透。
磨盘2 3 无渗透。
磨盘3 4 无渗透。
磨盘4 5 无渗透。
磨盘5 无边缘密封化合物 100％渗透。

Claims (25)

1.一种抛光垫，包括：
抛光层，所述抛光层具有工作表面和与所述工作表面相反的第二表面；其中所述工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域，所述底面区域的厚度小于约5mm并且所述抛光层包含聚合物；
多孔基底，所述多孔基底具有第一主表面、相反的第二主表面和多个空隙；以及
界面区域，其中所述抛光层的所述聚合物的一部分嵌入在所述多孔基底的所述多个空隙的至少一部分中。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述多孔基底是以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述多孔基底不包括开孔泡沫。
4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述抛光层还包括至少一个宏通道。
5.根据权利要求4所述的抛光垫，其中所述界面区域在所述抛光垫的整个厚度上与所述至少一个宏通道对准。
6.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述抛光层还包括多个独立的宏通道。
7.根据权利要求6所述的抛光垫，其中所述界面区域在所述抛光垫的整个厚度上与所述多个独立的宏通道对准。
8.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述抛光层还包括多个互连的宏通道。
9.根据权利要求8所述的抛光垫，其中所述界面区域在所述抛光垫的整个厚度上与所述多个互连的宏通道对准。
10.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述多孔基底包含密封所述多孔基底的圆周的至少一部分的边缘密封化合物。
11.根据权利要求10所述的抛光垫，其中所述边缘密封化合物密封所述多孔基底的圆周的至少约30％。
12.根据权利要求10所述的抛光垫，其中所述边缘密封化合物密封所述多孔基底的圆周的至少约70％。
13.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述抛光层的所述聚合物包含热塑性塑料和热塑性弹性体中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述抛光层在所述精确成型的凸体的表面、所述精确成型的孔的表面和所述底面区域的表面中的至少一者上包括多个纳米大小的形貌特征结构。
15.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述工作表面包括次表面层和主体层；并且其中所述次表面层的后退接触角和前进接触角中的至少一个小于所述主体层的对应的后退接触角或前进接触角至少约20°。
16.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述工作表面包括次表面层和主体层；并且其中所述工作表面的后退接触角小于约50°。
17.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述界面区域的至少一部分的厚度介于约10微米和约5毫米之间。
18.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述多孔基底的所述多个空隙的体积是所述抛光层的所述聚合物的嵌入在所述多孔基底的所述多个空隙的所述至少一部分中的所述部分的体积的至少100％。
19.一种抛光系统，包括根据权利要求1所述的抛光垫和抛光溶液。
20.根据权利要求19所述的抛光系统，其中所述抛光溶液是浆液。
21.一种抛光基底的方法，包括：
提供根据权利要求1所述的抛光垫；
提供基底；
使所述抛光垫的所述工作表面与所述基底表面接触；
在维持所述抛光垫的所述工作表面与所述基底表面之间的接触的同时使所述抛光垫和所述基底相对于彼此移动；并且
其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
22.根据权利要求21所述的抛光基底的方法，其中所述抛光溶液是浆液。
23.一种制备抛光垫的方法，包括：
提供聚合物；
提供具有多个空隙的多孔基底，所述多孔基底与所述聚合物相邻；
压印所述聚合物的表面以形成具有工作表面的抛光层，其中所述工作表面包括多个精确成型的孔和多个精确成型的凸体中的至少一者以及底面区域；其中所述压印形成界面区域，所述界面区域具有所述抛光层的所述聚合物的嵌入在所述多孔基底的所述多个空隙的所述至少一部分中的部分。
24.根据权利要求23所述的制备抛光垫的方法，其中所述多孔基底是以下各项中的至少一种：具有多个孔洞和多个通孔中的至少一者的膜基底、织造或非织造基底和开孔泡沫。
25.根据权利要求23所述的制备抛光垫的方法，其中所述底面区域的厚度小于约5mm。
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