TWM457604U

TWM457604U - 硏磨墊

Info

Publication number: TWM457604U
Application number: TW102208479U
Authority: TW
Inventors: Chung-Chih Feng; I-Peng Yao; Chen-Hsiang Chao; Yung-Chang Hung
Original assignee: San Fang Chemical Industry Co
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2013-07-21

Description

研磨墊

本新型係關於一種用於化學機械研磨之研磨墊及一種製造研磨墊之方法。

化學機械研磨(CMP)係一種用於以研磨墊平坦化基板表面之方法。CMP一般用於研磨透鏡、鏡面、液晶顯示器基板、矽晶圓及矽晶圓上氧化及/或金屬層。

以矽晶圓為例，首先將單晶矽錠切成片。通常將晶圓磨平使其平坦以便隨後進行化學蝕刻。在蝕刻過程後需要研磨過程。在研磨過程期間，研磨墊與研磨漿一起與晶圓表面上之矽原子發生化學反應而形成比下層矽軟的反應表面。此外，連續擦去反應表面，從而使新鮮矽暴露於研磨漿及研磨墊。

習知研磨墊包含具有用於研磨基板之表面之基底材料。該表面包含織品及嵌入織品中之彈性體。在研磨過程中，織品之纖維與彈性體一起發揮載運研磨漿及自晶圓移除反應表面之功能。不織布常用於基底材料中。習知不織布使用定向或無定向短纖維(常具有小於10 cm之長度)在無編織之情況下形成織品。根據形成織品之方式，不織布通常包含複合不織布、針扎不織布、熔噴不織布、紡黏不織布、網積層不織布、濕式布層不織布、縫編不織布及水扎不織布。然而，短纖維應經由疏棉(cording)過程製成，且在製造針扎不織布時亦需要針扎過程。該等過程導致纖維不均勻分佈，且在不織布中易觀測到纖維聚集。此外，由於此等過程亦發生纖維斷裂。此外，在將彈性體嵌入織品後，由於纖維不均勻分佈所致之彈性體的不均勻分佈影響由纖維及彈性體組成之單元尺寸、硬度、均一性、彈性體密度及厚度，且研磨漿不能平滑流動且研磨漿中之研磨顆粒不能均勻擴散。研磨時常觀測到起球。除此之外，研磨期間所形成之殘餘物傾向於留在研磨墊之表面上且其難以移除；由此，殘餘物刮擦且損壞待研磨之基板。

本新型之一目的係提供一種研磨墊，其包含具有一基底材料，該基底材料具有一表面，用以研磨一基板，其中該表面包含不織布及彈性體。不織布係由長纖維製成，且該彈性體嵌入該不織布中。

本新型之另一目的係提供一種研磨基板之方法。該方法包含使用上文提及之研磨墊研磨基板表面之步驟。

本新型之另一目的係提供一種製造上文所述之研磨墊之方法。該方法包含下列步驟：(a)提供基底材料，其包含由長纖維製成之不織布；(b)用彈性體溶液浸漬基底材料表面；及(c)使浸漬於基底材料表面中之彈性體固化。

本新型提供包含一研磨墊，其包含具有一基底材料，該基底材料具有一表面，用以研磨一基板，其中該表面包含不織布及彈性體。不織布係由長纖維製成，且該彈性體嵌入該不織布中。

如本文所用之「不織布」係指除紙及經編織、針織、簇絨、縫編併入黏合紗線或長絲或藉由濕磨黏結之產品(經額外針縫或未經額外針縫)外，藉由摩擦及/或凝聚及/或黏著而黏結之定向或隨意定向纖維之經製造薄片、網或墊。纖維可為天然或人造來源。其可為切段或連續長絲或經原位形成。根據形成網之方法，不織布常包含複合不織布、針刺不織布、熔噴不織布、紡黏不織布、網積層不織布、濕式布層不織布、縫編不織布及水刺不織布。與編織品相比，不織布具有更佳材料性質。

在本新型之一較佳實施例中，不織布係以改良批次均一性之卷軸方式使用。

如本文所用之術語「纖維」係指單纖維或複合纖維，較佳為複合纖維。根據待研磨之基板來選擇纖維。基底材料表面之纖維為研磨提供突起以及提供支架以便將彈性體安置於由支架界定之空間中。熟習此領域者可選擇適合種類之纖維且根據本說明書之揭示內容使彈性體聚合物與纖維配合。長纖維較佳係由至少一種選自由下列各物組成之群之材料製成：聚醯胺、對苯二甲醯胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈及其混合物。

如此領域所定義之術語「長纖維」係指長度超過10 cm之纖維。長纖維之形狀係延伸的且長度在理論上無限制。長纖維易扭曲以改良強度及應力。

在本新型之一較佳實施例中，纖維係海島型纖維。如本文所用之術語「海島型纖維」(亦稱為「海島型複合纖維」)係指包含海洋組份及島嶼組份之纖維。舉例而言，海島型纖維藉由以海島型方式複合紡絲或摻合紡絲兩種聚合物來製造。在本新型之一較佳實施例中，將海島型纖維藉由降低重量來降低海洋組份之比例進行處理。降低海洋組份重量之方法為熟習此領域者所熟知，諸如使用氫氧化鈉或甲苯之方法。較佳將降低海洋組份後之長纖維分成0.05至0.0001丹尼爾(Denier)。

在本新型之一較佳實施例中，不織布包含網狀框架。如本文所用之術語「網狀框架」係指經設計以改良本新型之不織布強度之薄的且經增強之材料。網狀框架之材料較佳為聚醯胺、聚酯或聚烯烴。網狀框架較佳由長纖維製成。纖維可經編織或不經編織而形成網狀框架。為使長纖維形成本新型之不織布，網狀框架包含網目，且網狀框架之纖維與不織布之長纖維彼此纏繞。網狀框架較佳具有0.01至1.0 mm之厚度。網狀框架具有10至200 g/m2之單位面積重量。此外，網狀框架具有10至150網目。

如本文所用之術語「彈性體」(亦稱為「彈性聚合物」)係指展現類橡膠品質之聚合物類型。在研磨時，彈性體充當優良緩衝劑以避免刮擦待研磨之基板表面。在本新型之一較佳實施例中，彈性體為發泡樹脂。如本文所用之術語“發泡樹脂”係指含有熱塑性樹脂及熱分解發泡劑之材料。彈性體較佳係選自由下列各物組成之群之至少一者：聚胺酯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚胺基腈、聚甲基丙烯酸酯、環氧樹脂、酚系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚胺基酯、乙烯苯聚合物、丙烯酸系樹脂及聚胺酯。

本新型之研磨墊可避免由短纖維製成之習知研磨墊之缺點。因為長纖維能夠在不使用盤帶過程或針扎過程的情況下形成不織布，所以繼而避免由於此等過程所致之纖維不均勻分佈、纖維聚集及纖維斷頭。由此，本新型之彈性體均勻嵌入不織布中。此外，由纖維及彈性體組成之單元尺寸、硬度、均一性、彈性體密度、厚度、壓縮比及壓縮後回復率均得到改良。研磨漿可平滑流動且研磨顆粒亦可均勻擴散。本新型之研磨墊不損壞待研磨之基板表面且起球顯著減少。此外，應用本新型之研磨墊時研磨效率令人滿意。

本新型亦提供一種研磨基板之方法。該方法包含使用如上文提及之研磨墊研磨基板表面之步驟。

本新型進一步提供一種製造如上文提及之研磨墊之方法。該方法包含下列步驟：(a)提供基底材料，其包含由長纖維製成之不織布；(b)用彈性體溶液浸漬基底材料表面；及(c)使浸漬於基底材料表面中之彈性體固化。

在該方法之步驟(b)中，用彈性體溶液浸漬基底材料之方式係用彈性體溶液浸透不織布之方法。浸漬條件為熟習此領域者所熟知。用於彈性體溶液中之適合溶劑包括二甲基甲醯胺(DMF)。彈性體溶液視情況包含諸如清潔劑之添加劑。彈性體溶液中彈性體之濃度較佳在2 wt%至60 wt%之範圍內。

步驟(b)較佳進一步包含用彈性體溶液浸漬整個基底材料。

在該方法之步驟(c)中，使浸漬於基底材料中之彈性體固化之方式係使不織布中之彈性體固化。在本新型之一實施例中，將基底材料放入固化溶液中以進行固化。固化溶液較佳包含水中0至40 wt%之二甲基甲醯胺。固化條件為熟習此領域者所熟知。固化較佳在室溫及壓力下進行。

在本新型之一較佳實施例中，製造研磨墊之方法進一步包含在步驟(c)後洗滌基底材料之步驟(c1)。洗滌之目的係自研磨墊移除殘餘物。在本新型之一實施例中，用水洗滌且視情況使用擠壓輪。洗滌條件為熟習此領域者所熟知。較佳在50至90℃之水中洗滌基底材料且接著使其經歷擠壓輪數次。

在本新型之一更佳實施例中，製造研磨墊之方法進一步包含在步驟(c1)後乾燥基底材料之步驟(c2)。乾燥之目的係自步驟(c1)移除過量溶劑。乾燥條件為熟習此領域者所熟知。在本新型之一實施例中，乾燥為空氣乾燥，且乾燥溫度在100℃至160℃之範圍內。

製造研磨墊之方法較佳進一步包含機械研磨基底材料表面及彈性體之步驟(c3)。舉例而言，機械研磨可使用噴砂來完成。機械研磨之條件為熟習此領域者所熟知。更佳在機械研磨後纖維暴露於基底材料表面。

在本新型之一較佳實施例中，重複步驟(b)及(c)數次。每次使用之彈性體種類可不同或相同。

以下實例僅為達成說明之目的且不意欲限制本新型之範疇。

實例：基底材料：將聚對苯二甲酸乙二酯碎片在260℃至300℃下熔融紡絲且在室溫下淬火。接著使碎片經歷砑光機以獲得具有10至150網目且具有0.7 mm之厚度及150 g/m2之重量的基底材料。

網狀框架：切開織品以獲得網狀物。將數片網狀物安置好且接著用70丹尼爾之耐綸6(Nylon 6)紗線編織以獲得具有0.15 mm之厚度及35 g/m2之重量的30網目薄片。接著將薄片針刺(每平方公尺700次)以獲得具有475 g/m2之重量的網狀框架。

浸漬：將基底材料浸漬於具有700至850 Cps之黏度的彈性體溶液中。彈性體溶液包含50 wt%之聚胺酯、49 wt%之二甲基甲醯胺及1 wt%之清潔劑。

固化：在浸漬後，將基底材料放入包含水中25 wt%之二甲基甲醯胺之固化溶液中以使浸漬於纖維中之彈性體成型。

洗滌：藉由擠壓輪移除殘餘物及過量固化溶液。接著將基底材料在80℃之水中洗滌且接著使其經歷擠壓輪數次。

乾燥：在洗滌後，接著將基底材料在140℃下乾燥。

研磨：在乾燥後，使基底材料經歷使用#150及#400砂紙在1200及1300 rpm下之機械研磨，且獲得具有平坦表面之1.28 mm產品。

檢定：檢定本新型之具有長纖維之研磨墊(長纖維)及具有短纖維之習知研磨墊(短纖維)且結果顯示於表1中。與習知研磨墊相比，本新型之研磨墊之壓縮比及壓縮後回復率均得到改良。

上述實施例僅為說明本新型之原理及其功效，而非限制本新型。本新型所屬技術領域中具通常知識者對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本新型之精神。本新型之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

Claims

一種研磨墊，其包含具有一基底材料，該基底材料具有一表面，用以研磨一基板，其中該表面包含不織布及彈性體，該不織布係由長纖維製成且該彈性體嵌入該不織布中。
如請求項1之研磨墊，其中該長纖維係選自由單纖維及複合纖維組成之群。
如請求項1之研磨墊，其中該長纖維由至少一種選自由下列各物組成之群之材料製成：聚醯胺、對苯二甲醯胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈及其混合物。
如請求項1之研磨墊，其中該長纖維之長度大於10 cm。
如請求項1之研磨墊，其中該長纖維為海島型纖維。
如請求項1之研磨墊，其中該不織布包含一網狀框架。
如請求項6之研磨墊，其中該網狀框架係由該長纖維製成。
如請求項1之研磨墊，其中該彈性體為發泡樹脂。