TWI386442B - 包括有裝入聚合物外殼中之液態有機材料核的化學機械拋光墊及其製造方法 - Google Patents

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Description

包括有裝入聚合物外殼中之液態有機材料核的化學機械拋光墊及其製造方法 發明領域
本發明係有關一種化學機械拋光(CMP)墊,尤係關於一種由含有包封在聚合物殼體內的液體有機材料之聚合物基質所製成的CMP墊及其製造方法。
發明背景
概括而言,一拋光製程包括磨擦一粗糙表面而來形成一平坦表面譬如玻璃。當以一拋光墊來重複且規則地拋光一物體的表面時,存在於該拋光墊與該物體間之介面中的細粒磨漿可使該物體被拋光。尤其是,在一製造半導體的製程中,由於一晶圓的平坦化會對半導體的積集有很大的影響,故一化學機械拋光(CMP)製程必須被執行以使晶圓平坦化。
針對被使用於CMP製程中的拋光墊技術有三種傳統的方法。
其一係為胺甲酸乙酯墊,其會被充填一種天然毡料,例如羊毛,天然織造纖維,混合胺甲酸乙酯的毡料聚酯,及所有各類的填充物。另一種拋光墊含有氣泡或細孔能夠儲存磨漿而不用填料。又另一種拋光墊係使用均一的聚合物基質其具有微孔等能夠儲存磨漿。
針對該胺甲酸乙酯墊,美國專利No.4,927,432揭露一種由混合胺甲酸乙酯的聚酯毡料製成的拋光墊,其係利用 細孔和突出的纖維。雖該上述的墊顯示優異的平坦性,因該墊具有低硬度,但其拋光速度較優。
針對另一種墊,美國專利No.5,578,362揭露一種拋光墊,其具有一呈半圓形的凹沈部表面結構係以混合聚胺甲酸乙酯與中空球形輔助料所製成。該墊由於優異的拋光速度和平坦度而已被普遍地使用。但是,當與該不同的輔助料混合時,因該輔助料的密度較低故會難以均勻分佈,此令其不易均一地製成具有規則性密度偏差的墊。且,當進行拋光時,其平坦度的誤差會增加。又由於中空造型,其會難以製成一具有高硬度的墊來改良拋光效率。
美國專利No.6,685,540揭露一種拋光墊使用固相聚合物作為填料。但是,其中沒有空隙可供磨漿收集於該墊中,故會有損拋光效率。
又,美國專利No.6,790,883揭露一種拋光墊係藉混合可水溶的有機和無機材料與一聚合物基質來製成。溶解於水中的材料空隙形如能夠收集磨料的細孔。但是,其須要一段時間才能產生可供收集磨料的空隙,因此會造成拋光效率的衰減。又,由於可水溶材料的水溶解性會劣化物質的特性,故該墊的壽命會較短。
又,韓國專利No.0495404揭露一種包含有埋入式液體微元素的拋光墊及製造該拋光墊的方法。其中描述製造該拋光墊的製程係簡單容易,因為使用於該製程中的所有元素皆為液體。但,已得知該等最初與一胺甲酸乙酯聚合物基質混合的埋入式液體微元素並不具有固定的尺寸。因 此,必須控制用以收集磨漿之空隙的尺寸,其係由該液體微元素在胺甲酸乙酯反應時所形成者。由於必須在一很短的胺甲酸乙酯反應時間內形成均一的磨漿收集空隙,故需用與胺甲酸乙酯不相容的液體,且其會難以難在製程中以很小的變化來控制均勻的磨漿收集空隙之尺寸。又,因使用與一聚合物基質不相容的液體,故其黏著強度會由於液體材料朝向該墊之表面移轉的現象而變差。同樣的,該墊的壽命會由於胺甲酸乙酯基質的特性劣化而較短,且該墊本身的硬度會由於只有液體存在於該空隙內而減低。因此,其會難以滿足在一半導體製程中之晶圓平坦化的需求。
又,韓國專利公開案No.2001-0005揭露用於拋光墊的胺甲酸乙酯成型物,該胺甲酸乙酯成型物係如下地製備:混合並硬化膨脹的微中空圓球或當加熱時不會發泡的可膨脹微球體,及具有一異氰酸酯基端預聚物和含有活性氫之化合物的水。但是,其問題係當胺甲酸乙酯反應時由微球體和水所產生的氣泡會膨脹或起泡,導致氣泡變形而減弱其密度和硬度。又,由於氣體係被用作為磨漿收集空隙,故該墊的硬度和密度不會增加。
美國專利No.6,777,455揭露一種混合鈍氣所製成的微胺甲酸乙酯發泡體拋光墊。在本例中,其將難以提升由混合鈍氣泡所製成之拋光墊本身的硬度。而在一CMP製程中可能會由於低硬度而造成凹陷和侵蝕,故其會難以改善晶圓的平坦度。
此外,尚有一種不具氣泡的均一胺甲酸乙酯拋光墊, 該墊因使用一表面質地而賦具拋光功能。但是,該墊在拋光製程中會由於不足量的磨漿而致在一物體的拋光表面上造成刮痕,並具有較低的拋光速度。
迄至現今,拋光墊的彈性和硬度係藉著混合、固化和浸漬例如細孔、填料、和非織物等來賦予,考量生產的容易性,使用聚胺甲酸乙酯聚合物基質的墊乃普遍被使用。又,除了聚胺甲酸乙酯基質之外,含有某些非均質材料例如上述之細孔、氣泡等,及一種不同的材料而能在一CMP製程中形成一凹曲部的墊,亦被普遍使用於若干半導體製程或玻璃的平坦化製程中。
但是,當一聚胺甲酸乙酯基質包含細孔或氣泡時,由於分佈的不均勻性使其密度的偏差增加,故各批次的拋光功能會有差異,且在同一批次的各部份之密度會不相同,並會產生平坦度誤差的問題,該誤差會隨著拋光程序的進行而逐增。
為滿足與日俱增之半導體高度積集和平坦化的需求程度,拋光墊必須具有高硬度、高拋光效率、及一穩定的拋光功能。但是,通常,雖然墊的拋光效率很高,但隨著時間過去其拋光效率將會衰退。又,由於中空輔助性材料的密度較低,故會難以穩定地製備具有高硬度和高密度的墊。
相反地,不含氣泡而具有穩定拋光功能的胺甲酸乙酯拋光墊能夠具有較高的硬度和密度而得保持晶圓的平坦度。但是,該等墊的拋光效率會較低。
發明概要
如上所述,普通的拋光墊會難以滿足與日俱增之針對半導體之高度積集和高度平坦化的要求水準。
因此,本發明之一態樣係提供一種具有高硬度、高密度、高拋光效率,和穩定拋光功能的拋光墊,及一種製造該拋光墊並能方便製造該拋光墊的方法。
(技術方案)
依據本發明之一態樣係在提供一種化學機械拋光(CMP)墊,其在一聚合物基質中包含有聚合物殼體形成的核粒,內裝一液體有機材料具有130℃或更高的沸點或分解溫度,該CMP墊在其拋光表面上會有由該核粒所形成的開放細孔。
該聚合物殼體可具有一0.5至1.5g/cm3 的密度。
該聚合物殼體可被選自下列的組群:聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。聚丙烯腈,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,矽氧樹脂,環氧樹脂,聚胺甲酸乙酯,聚酯,尼龍,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚乙烯,丙烯酸系樹脂,及其混合物。
該液體有機材料可被選自下列組群:由一CnHm之混合物所形成之烴溶劑或變更的烴溶劑,其中n為一由9至16的整數;酞酸酯塑化劑;具有約10,000或更小分子量及大約5×108 cps/20℃或更小之黏度的液體寡聚物;具有高沸點的溶劑例如N,N-二甲基甲醯胺(DMF);及其混合物。
該酞酸酯塑化劑可被選自下列組群:酞酸二半酯、酞酸二異壬酯、己二酸二半酯、苯偏三酸三辛酯、酞酸二丁酯、及酞酸異二癸酯。該液體寡聚物可被選自下列組群: 聚丙二醇、聚乙二醇、聚甲二醇、酯多元醇、碳酸酯多元醇、多元Hanstoff分散劑、及聚異氰酸酯加成聚合物。
該聚合物基質可被選自下列組群:聚胺甲酸乙酯、聚酯、尼龍、丙烯酸、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚碳酸酯、及其混合物。
該核粒可被以1至200phr(每100分樹脂之含量)被包含在該聚合物基質中。
該核粒可具有1至200μm的尺寸。
該墊可具有60Shore D或更大的硬度。
依據本發明之另一態樣係在提供一種製造CMP墊的方法,該方法包括:使用一主材料與一硬化劑以雙液體鑄造法來製成一聚合物基質;及混合該聚合物基質與封裝著一液體有機材料之聚合物殼體形成的核粒。
更好是,該封裝著液體有機材料之聚合物殼體所形成的核粒可與該主材料和硬化劑的至少一者混合。
圖式簡單說明
第1圖為本發明一實施例之拋光墊的示意圖;及第2圖為一表示拋光墊硬度衰減的圖表。
較佳實施例之詳細說明
以下,本發明之一實施例將被參照所附圖式來詳細說明。
第1圖係為一示意圖,示出一化學機械拋光(CMP)墊,其係由一包含有內部封裝著液體有機材料2之聚合物殼體1形成的核粒之聚合物基質3所製成。
在本發明中,一聚合物基質可由下列之一者來形成:聚胺甲酸乙酯、聚酯、尼龍、丙烯酸、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚碳酸酯、及其混合物。尤其是,該聚合物基質可由聚胺甲酸乙酯來形成。
該聚胺甲酸乙酯可藉鑄造由一種主材料和硬化劑所形成的兩種液體來製備。當混合該主材料與硬化劑時,該含有被封裝在聚合物殼體內之液體有機材料的核粒可與該主材料和硬化劑的至少一者混合。
在該聚合物基質中,係包含有形成封裝著液體有機材料的聚合物殼體之核粒,故可提升該拋光墊的硬度至60D以上,且在一拋光製程中,當該墊被磨蝕時,在該墊中的核粒會曝現並開放,而持續地提供可用以儲存磨漿的空間。
利用傳統的中空細孔不可能獲得具有高硬度和高密度的拋光墊。依據本發明的實施例,一具有高硬度和高密度的拋光墊乃可藉包含有封裝著液體有機材料的核粒來獲得,且一均勻的拋光墊可藉互相混合具有同樣密度的材料來製備。此外,雖在經過一大量的拋光時間之後,如上述製成之拋光墊底部被磨漿侵蝕而軟化,及該墊本身的硬度隨時間過去而衰退之情況仍可被控制,故能獲得穩定的拋光效率。
一具有類似於該聚合物基質之密度的聚合物材料,例如胺甲酸乙酯乃可被用作該聚合物殼體來減少該基質混合物中的缺點,及減少晶圓的平坦度偏差。詳言之,該密度可為0.5至1.5g/cm3 。又,該聚合物殼體可由選自下列之組 群者來製成:聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚丙烯腈,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,矽氧樹脂,環氧樹脂,聚胺甲酸乙酯,聚酯,尼龍,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚乙烯,丙烯酸系樹脂,及其混合物。尤其是,該聚合物殼體可為聚丙烯酸酯。
該液體有機材料可被選自下列組群:一碳氫化合物溶劑或一變更的碳氫化合物溶劑,其係為一CnHm的混合物,其中n為一由9至16的整數,例如Hosung Chemex公司所製造的CX-2100,CX-2500,CX-2700;酞酸酯塑化劑例如酞酸二辛酯、酞酸二異壬酯、己二酸二辛酯、苯偏三酸三辛酯、酞酸二丁酯、及酞酸異二癸酯;具有約10,000或更小分子量及約5×108 cps/20℃或更小之黏度和130℃或更大之分解點的液體寡聚物,其係為一變更的多元醇,例如聚丙二醇、聚乙二醇、聚甲二醇、酯多元醇、碳酸酯多元醇、多元Hanstoff分散劑、及聚異氰酸酯加成聚合物;具有高沸點的溶劑例如N,N-二甲基甲醯胺(DMF);及其混合物。
又,一沸點或分解點可大於130℃,且尤可大於160℃,其較不易被該聚合物基質的聚合化熱所揮發。當該液體有機材料的沸點低於130℃時,由於該核粒在胺甲酸乙酯反應時會變形,故將不能獲得一具有高密度和高硬度的拋光墊。
視該聚合物基質而定,該核粒係得以1至200phr,尤其是10至60phr來被包含於該聚合物基質中。當該核粒之量少於1phr時,則拋光特性例如拋光速度和平坦度會較低。當該核粒之量大於200phr時,其會難以穩定地製成拋光墊並 獲得穩定的拋光效率,因為該核粒的均勻分佈較為困難。
該核粒的尺寸可為1至200μm,尤其是10至70μm。當該尺寸小於1μm時,則拋光特性例如拋光速度和平坦度會由於較少量的拋光磨漿而不能改善。當該尺寸大於200μm時,則會不適用於拋光墊的胺甲酸乙酯成型物。
(範例)
以下,本發明將參照各例來詳細地說明。但是,本發明不被限制於該各例。
(例1)
1000g的聚(四甲二醇)〈即PTMEG,官能基2,Mw=100〉會被倒入一反應容器內,且1262g的亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)亦會倒入該反應容器內。一兩端皆由異氰酸酯形成的預聚合物主材料會藉在80℃的溫度攪拌該兩種液體3小時而來製成。然後,500g由Dongjin Semichem公司製造的MS-220D,其係為包封在一聚合物殼體內的液體有機材料,會被倒入並使用一高速混合器來混合。MS-220D係為由封裝著一液體有機材料之聚丙烯酸酯殼體所形成的核粒,內裝碳化氫液體有機材料CnHm的混合溶劑,其中n為一由9至16的整數,而沸點為160℃或更高。
一要與該主材料混合的硬化劑係如下地製備:將1080g的4,4’-亞甲基-雙(氧-氯苯胺)倒入該容器內,並加熱至130℃的溫度三小時,以除去其中的細孔。
該主材料會與該硬化劑被使用一高速混合器以相當於1:1的胺甲酸乙酯反應來混合,並倒入一25吋的開放圓模 中來被硬化。如上所述地製成之胺甲酸乙酯塊體會在80℃的溫度被保存24小時,使其完全地反應而熟化。
於本例中,所製成的聚胺甲酸乙酯具有一1.105g/cm3 的密度及一67Shore D的硬度。該聚胺甲酸乙酯的塊體會被切片成20吋的長度。一沿XY方向形成而具有400μm寬度和0.5吋間距的溝槽會被使用雷射來形成於該聚胺甲酸乙酯之一表面上。一拋光墊係藉使用一雙面黏帶將一緩衝墊附接於該聚胺甲酸乙酯的底部而來製成。
(例2)
一胺甲酸乙酯塊體係使用類似於例1的方法,唯除該MS-220D的輸入量不同,而來製備。在本例中,該輸入量為1000g。
(例3)
一胺甲酸乙酯塊體係使用類似於例1的方法,唯除該MS-220D的輸入量不同,而來製備。在本例中,該輸入量為1500g。
(例4)
一拋光墊係藉使用類似於例1的方法製備一胺甲酸乙酯塊體,並且使用一雷射在其一表面上同時地形成一尺寸180μm及間距300μm的微孔和一溝槽而來製成。
在本例中,該聚胺甲酸乙酯塊體具有一1.1g/cm3 的密度及一66Shore D的硬度。
(比較例1)
一胺甲酸乙酯塊體會被使用類似於例1的方法,但不用 包封著該液體有機材料之聚合物殼體的核粒,而來製備。
在本例中,該聚胺甲酸乙酯塊體具有一1.145g/cm3 的密度及一68Shore D的硬度。該聚胺甲酸乙酯塊體係被切片成20吋的長度。一尺寸為180μm而間距為300μm的微孔會被以一雷射形成於該聚胺甲酸乙酯之一表面上。然後,一拋光墊會藉使用一雙面黏帶將一緩衝墊附接於該聚胺甲酸乙酯底部而來製成。
(比較例2)
一混合物係被如下地製備:將500wt%由Uniroyal ADIPENETM L-325與一濃度2.2mg/g的異氰酸酯基團所形成的聚酯預聚合物與13g由乙烯叉二氯和丙烯腈共聚物所形成的微殼體的EXPANCEL 551DE混合;減壓以除去其中的細孔;及在攪拌時添加145g已先在120℃溫度熔化的4,4’-亞甲基-雙(氧-氯苯胺)。該混合物會被攪拌大約1分鐘,再倒入一開放圓模中,並在一溫度100℃的爐內熟化6小時,遂製得一聚胺甲酸乙酯微發泡塊,其具有40μm的胞室直徑。所製得的聚胺甲酸乙酯微發泡塊具有一0.75g/cm3 的密度。一溝槽會被使用一雷射來形成。
以例1至例4和比較例1與2所製成的拋光墊之性能會分別被測試。而施加於該等所製成之墊的化學機械拋光(CMP)製程的條件,AVANTI-472(IPEC公司)會被用作為CMP機器,二氧化矽料漿(Cheil Industries公司的Starplanar-4000)會被作為磨漿,流量為200ml/分,拋光壓力為7psi,該拋光墊每分鐘旋轉46次,且一晶圓每分鐘旋轉38次。在上述條 件下,晶圓的均一性,平均拋光速度,及刮痕的數目會被測量。其測量結果係被示於表1中。
(平均拋光速度)
該平均拋光速度係藉拋光一8吋的矽氧樹脂晶圓,該晶圓會被覆以一1μm(10000Å)的熱氧化物層,在上述的拋光條件下來測試一分鐘。
(晶圓的均一性)
晶圓的均一性係在上述拋光條件下,拋光一被塗覆一1μm(10000Å)之熱氧化物層的8吋矽晶圓1分鐘之後,測量該晶圓上之98個位置的料層厚度而來獲得。該晶圓的均一性是由下列公式來獲得:晶圓均一性(%)=(最大厚度-最小厚度)/2×平均料層厚度×100
(刮痕數目)
刮痕數目係在上述拋光條件下,拋光一被塗覆一1μm(10000Å)之熱氧化物層的8吋矽晶圓1分鐘,並清潔及乾燥該晶圓之後,使用KLA(TENCOR公司的KLA2112)測量形成於該晶圓上的微刮痕數目而來獲得。若該等刮痕的數目較少,則該拋光墊具有較佳的性能。該刮痕的數目,能在市面上購得者,可少於500。
如表1中所示,由例1至例4中所獲得的拋光墊會比該比較例2具有更高的硬度和密度,且在平均拋光速度、晶圓均一性及刮痕數目等會比比較例1和2具有更優異之值。在硬度因各添加物含量而減降的情況下,雖混有最大量的45phr,但本發明的拋光墊仍具有0.95g/cm3 的高密度及65D的硬度,而遠比含有細孔的比較例2之54D更高,且僅稍低於使用具有高硬度之硬墊的比較例1之68D。又,在拋光速度、刮痕數目、及晶圓的均一性方面,本發明的拋光墊亦比比較例1和2具有相對較高並顯示穩定的數值。
(例5)
一胺甲酸乙酯塊體會被使用類似於例1的方法,而混合被包封在一聚合物殼體中之液體有機材料形成的核粒來製備。
在本例中,該MS-220D會被以對一聚合物基質的體積呈5%、10%、20%、30%、40%之體積比來添加並混合,而製成五個拋光墊。該各拋光墊的硬度會被測出。其測量結果係示於第2圖中。
(比較例3)
一胺甲酸乙酯塊體係被用類似於比較例2的方法並使用EXPANCEL 551DE來製備,該551DE係為一種由乙烯叉二氯和丙烯腈共聚物形成的微殼體,用以取代封裝在一聚合物殼體中的液體有機物核粒。
在本例中,五個拋光墊係分別添加並混合一聚合物基質體積之5%、10%、20%、30%、40%體積比的EXPANCEL 551DE含量而來製備。該各拋光墊的硬度會被測出。其測量結果係示於第2圖中。
(比較例4)
一胺甲酸乙酯塊體係被用類似於例5的方法,並使用黃豆油取代包封於聚合物殼體內的液體有機物核粒而來製備。
在本例中,五個拋光墊係分別添加並混合一聚合物基質體積之5%、10%、20%、30%、40%體積比的黃豆油含量而來製備。該各拋光墊的硬度會被測出。其測量結果係示於第2圖中。
(比較例5)
一胺甲酸乙酯塊體係被用類似於例5的方法,並使用-環-糊精取代包封於一聚合物殼體中的液體有機物核粒而來製成。
在本例中,五個拋光墊係分別添加並混合一聚合物基質體積之5%、10%、20%、30%、40%體積比的-環-糊精含量而來製備。該各拋光墊的硬度會被測出。其測量結果係示於第2圖中。
第2圖為一圖表乃示出由例5及比較例3至5製成之拋光墊所測出的硬度變化結果。請參閱第2圖,由其中可看出混有該液體有機物材料之核粒所製成的拋光墊與傳統的拋光墊會有一些不同。因此,乃可得知該拋光墊的硬度會被保持,而能保持拋光效率和晶圓平坦度。
(產業可利用性)
本發明之一態樣提供一種拋光墊,其係藉混合一聚合物基質與一被包封在聚合物殼體內的液體有機材料形成的核粒而來製成,用以獲得較高的拋光效率,更穩定的拋光性能,及晶圓平坦度。因此,該拋光墊可具有一大於60D的硬度來改善拋光效率和晶圓平坦度,其對整合一半導體製程是很重要的。藉著使用包封在該聚合物殼體內而密度類似於胺甲酸乙酯的液體有機材料,由具有低密度之中空輔助材料所造成的缺點將會減少。在一溫度130℃的胺甲酸乙酯反應中,該核粒的尺寸可被均一地保持,故能獲得高拋光效率並穩定地製造拋光墊。
1‧‧‧聚合物殼體
2‧‧‧液體有機材料
3‧‧‧聚合物基質
第1圖為本發明一實施例之拋光墊的示意圖;及第2圖為一表示拋光墊硬度衰減的圖表。
1‧‧‧聚合物殼體
2‧‧‧液體有機材料
3‧‧‧聚合物基質

Claims (18)

  1. 一種化學機械拋光(CMP)墊,其包含在一聚合物基質中封裝著具有130℃或以上的沸點和分解點之一的液體有機材料之聚合物殼體形成的核粒,該CMP墊在其拋光表面上具有由該核粒所形成的開放孔,其中該液體有機材料為至少一選自於以下所組成之組群:由烴溶劑或一由CnHm混合物形成的改性烴溶劑,其中n為由9至16的整數;酞酸酯塑化劑;具有大約10000或更小分子量及大約5×108 cps/20℃或更小黏度的液體寡聚物;具有高沸點的溶劑;及其混合物。
  2. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該聚合物殼體具有一0.5至1.5g/cm3 的密度。
  3. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該聚合物殼體係選自由下列所組成之組群:聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚丙烯腈,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,矽氧樹脂,環氧樹脂,聚胺甲酸乙酯,聚酯,尼龍,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚乙烯,丙烯酸系樹脂,及其混合物。
  4. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該酞酸酯塑化劑係選自由下列所組成之組群:酞酸二辛酯、酞酸二異壬酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、酞酸二丁酯、及酞酸二異癸酯。
  5. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該液體寡聚物係選自由下列所組成之組群:聚丙二醇、聚乙二醇、聚甲二醇、酯多元醇、碳酸酯多元醇、聚漢斯朵夫分散劑(poly Hanstoff dispersion)、及聚異氰酸酯加成聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該聚合物基質係選自由下列所組成之組群:聚胺甲酸乙酯、聚酯、尼龍、丙烯醯基(acryl)、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚碳酸酯、及其混合物。
  7. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該核粒係以1至200phr(每100分樹脂中的分量)被包含於該聚合物基質中。
  8. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該核粒具有1至200μm的尺寸。
  9. 如申請專利範圍第1項之CMP墊,其中該墊具有一60Shore D或更大的硬度。
  10. 一種製造一CMP墊的方法,該方法包含:使用一主材料與一硬化劑以雙液體鑄造法來製成一聚合物基質;及混合該聚合物基質與一包封著液體有機材料之聚合物殼體所形成的核粒,其中,該液體有機材料為至少一選自於以下所組成之組群:由烴溶劑或一由CnHm混合物形成的改性烴溶劑,其中n為由9至16的整數;酞酸酯塑化劑;具有大約10000或更小分子量及大約5×108 cps/20℃或更小黏度的液體寡聚物;具有高沸點的溶劑;及其混合物。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該包封著液體有機材料之裝合物殼體形成的核粒係與該主材料和硬化劑的至少一者混合。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該聚合物殼體形成的核粒係以1至200phr包含於該聚合物基質中。
  13. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該聚合物基質係選自下列組群:聚胺甲酸乙酯、聚酯、尼龍、丙烯醯基(acryl)、環氧樹脂、矽氧樹脂、聚碳酸酯、及其混合物。
  14. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該聚合物殼體具有一0.5至1.5g/cm3 的密度。
  15. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該聚合物殼體係選自由下列所組成之組群:聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,聚丙烯腈,聚丙烯酸酯,聚碳酸酯,矽氧樹脂,環氧樹脂,聚胺甲酸乙酯,聚酯,尼龍,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯,聚乙烯,丙烯酸系樹脂,及其混合物。
  16. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該液體有機材料具有130℃或更高的沸點及分解點之一者。
  17. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該酞酸酯塑化劑係選自由下列所組成之組群:酞酸二辛酯、酞酸二異壬酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、酞酸二丁酯、及酞酸二異癸酯。
  18. 如申請專利範圍第10項之方法,其中該液體寡聚物係選自由下列所組成之組群:聚丙二醇、聚乙二醇、聚甲二醇、酯多元醇、碳酸酯多元醇、聚漢斯朵夫分散劑、及聚異氰酸酯加成聚合物。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5222586B2 (ja) * 2008-02-29 2013-06-26 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法
JP5142866B2 (ja) * 2008-07-16 2013-02-13 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
GB201017238D0 (en) * 2010-10-13 2010-11-24 Univ Leuven Kath Sensor for planes
US9238294B2 (en) * 2014-06-18 2016-01-19 Nexplanar Corporation Polishing pad having porogens with liquid filler
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
CN113579992A (zh) 2014-10-17 2021-11-02 应用材料公司 使用加成制造工艺的具复合材料特性的cmp衬垫建构
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
TWI518176B (zh) 2015-01-12 2016-01-21 三芳化學工業股份有限公司 拋光墊及其製造方法
CN105983900B (zh) * 2015-02-15 2019-02-22 三芳化学工业股份有限公司 抛光垫及其制造方法
WO2017074773A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Applied Materials, Inc. An apparatus and method of forming a polishing article that has a desired zeta potential
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
KR102302564B1 (ko) 2016-03-09 2021-09-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 패드 구조 및 제조 방법들
US10457790B2 (en) * 2016-04-06 2019-10-29 Kpx Chemical Co., Ltd. Method of manufacturing polishing pad
KR101863801B1 (ko) 2016-11-16 2018-06-01 에스케이씨 주식회사 다공성 폴리우레탄 연마패드의 제조방법
KR101853021B1 (ko) * 2017-01-12 2018-04-30 에스케이씨 주식회사 다공성 폴리우레탄 연마패드 및 이의 제조방법
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
CN112654655A (zh) 2018-09-04 2021-04-13 应用材料公司 先进抛光垫配方
KR102174958B1 (ko) * 2019-03-27 2020-11-05 에스케이씨 주식회사 결함 발생을 최소화시키는 연마패드 및 이의 제조방법
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ
US20220362904A1 (en) * 2021-05-17 2022-11-17 Applied Materials, Inc. Polishing pads having improved pore structure
CN113977453B (zh) * 2021-11-08 2023-01-13 万华化学集团电子材料有限公司 提高抛光平坦度的化学机械抛光垫及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578362A (en) * 1992-08-19 1996-11-26 Rodel, Inc. Polymeric polishing pad containing hollow polymeric microelements
US20020173241A1 (en) * 2001-04-05 2002-11-21 Costas Wesley D. CMP polishing composition for semiconductor devices containing organic polymer particles

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4927432A (en) * 1986-03-25 1990-05-22 Rodel, Inc. Pad material for grinding, lapping and polishing
JPS6458475A (en) * 1987-08-25 1989-03-06 Rodeele Nitta Kk Grinding pad
US5876266A (en) * 1997-07-15 1999-03-02 International Business Machines Corporation Polishing pad with controlled release of desired micro-encapsulated polishing agents
JPH11285961A (ja) 1998-04-03 1999-10-19 Nikon Corp 研磨パッド及び研磨方法
JP3668046B2 (ja) 1998-05-11 2005-07-06 株式会社東芝 研磨布及びこの研磨布を用いた半導体装置の製造方法
US6337280B1 (en) * 1998-05-11 2002-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Polishing cloth and method of manufacturing semiconductor device using the same
US6274063B1 (en) * 1998-11-06 2001-08-14 Hmt Technology Corporation Metal polishing composition
JP2000344902A (ja) * 1999-06-04 2000-12-12 Fuji Spinning Co Ltd 研磨パッド用ウレタン成形物の製造法及び研磨パッド用ウレタン成形物
JP2001162515A (ja) * 1999-07-08 2001-06-19 Ricoh Co Ltd 研磨布およびその製造方法並びにマイクロカプセルおよびその製造方法
KR20010055971A (ko) * 1999-12-13 2001-07-04 김진우 연마 패드
KR20020072548A (ko) * 1999-12-14 2002-09-16 로델 홀딩스 인코포레이티드 중합체 연마 패드 또는 중합체 복합재 연마 패드의 제조방법
JP3925041B2 (ja) * 2000-05-31 2007-06-06 Jsr株式会社 研磨パッド用組成物及びこれを用いた研磨パッド
WO2001096434A1 (fr) * 2000-06-13 2001-12-20 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Procede de production de mousse de polyurethanne, mousse de polyurethanne et feuille abrasive
JP2002028848A (ja) * 2000-07-17 2002-01-29 Ricoh Co Ltd ラップ工具およびその製造方法
US20020016139A1 (en) * 2000-07-25 2002-02-07 Kazuto Hirokawa Polishing tool and manufacturing method therefor
US6579923B2 (en) * 2001-02-05 2003-06-17 3M Innovative Properties Company Use of a silicone surfactant in polishing compositions
KR100429691B1 (ko) * 2001-06-13 2004-05-03 동성에이앤티 주식회사 미세기공 함유 연마패드 및 그 제조방법
US6685540B2 (en) * 2001-11-27 2004-02-03 Cabot Microelectronics Corporation Polishing pad comprising particles with a solid core and polymeric shell
KR100446248B1 (ko) * 2001-12-17 2004-08-30 최창호 연마 미립자를 함유하는 고분자 연마 패드
JP2004179414A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Rodel Nitta Co 研磨装置、研磨パッド、研磨液、膨潤処理液および研磨方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578362A (en) * 1992-08-19 1996-11-26 Rodel, Inc. Polymeric polishing pad containing hollow polymeric microelements
US20020173241A1 (en) * 2001-04-05 2002-11-21 Costas Wesley D. CMP polishing composition for semiconductor devices containing organic polymer particles

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