改进型抛光衬垫和它们的应用方法技术

本发明专利技术提供一种由固态均匀聚合物薄片组成的改进型抛光衬垫。上述薄片没有本征的吸收或输送研浆颗粒的能力，在应用期间有表面纹理或图形。它们具有同时存在的大小流通通路。这两种通路允许穿越抛光衬垫表面输送研浆。其中上述通路并不是材料构成的一部分而是用机械性方法制作到衬垫表面上的。在本发明专利技术的一个最佳形式中，衬垫纹理由粗纹理和细纹理组成。粗纹理在使用之前制作，细纹理则在衬垫使用期间在一个固定的经过选择的工作间隔用许多小的研磨尖状物进行研磨制作的。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在诸如玻璃，半导体，电介质/金属混合物以及集成电路上形成光滑的超级平面的抛光衬垫(pad)，特别是涉及到这种衬垫的表面纹理。抛光一般说是把一个最初为粗糙的表面可控地研磨成一个平坦有光泽的最后的表面。这通常是这样来完成的使紧靠近被抛光样品(2件)的衬垫以重复的规则的运动进行摩擦的同时，向抛光衬垫和2件之间的界面处供以包含有微细颗粒的悬浮体的溶液(研磨泥浆)。通常所用的衬垫是用已粘成毡的或者已编织好的天然纤维诸如羊毛，浸过聚氨甲酸乙酯的已粘成毡的聚酯，或各种类型的填充过聚氨甲酸乙酯的塑料。这样一个系统的抛光速率受限于所采用的压力和速度以及在任一规定时刻与工件相接触的微细颗粒的浓度和研磨泥浆的化学活动性。为了增加抛光速率，泥浆的流动通路图形通常都被刻进抛光衬垫的表面中去以改善穿过工件表面的研磨泥浆流。此外，受这种图形化的影响而形成的接触表面面积的减小，使得在抛光期间提供较高的接触压力，因而增强了抛光速率。代表性的纹理化衬垫的例子是带沟槽的，带雕花的和带眼的以注册商品名称Suba和Politex出售的(美国)特拉华(Delaware)州奈瓦克(Newark)罗得尔(Rodel)公司的衬垫。一种代表性的带沟槽的或带雕花的图形是具有0.008到0.014英寸深度的0.100英寸的方格。在所涉及的工作中所提到的纹理一般都具有固定的大的尺寸。纹理的间隔或者深度所具有的尺寸应对未经矫正的视力能清楚地看得见，就是说可把它们做得成为粗的纹理。在大部分的所涉及的工作中，粗纹理由沟槽或间隔的一种规则的几何阵列组成以形成隆起的简单的多边形，螺旋形，皱纹状，用交叉线画成阴影的或者圆形的区域。这种纹理的典型的例子是美国专利第2701192号，它公开了这样的情况用规则排列的同心的，辐射式的和用交叉线画成阴影的沟槽来改善研浆的均匀性。一个更近的美国专利(U.S.Patent)第5232875号上示出了一种在整个衬垫上布局的穿孔的规则阵列。这种阵列能使研浆通过衬垫流向工件与衬垫之间的交界面。美国专利第5177908给出了在衬垫表面上的沟槽或者穿孔的图形。这些沟槽或穿孔的大小或者密度从抛光衬垫的中心到圆周是不同的，为的是提供一种对工件恒定的或近乎恒定的接触比率。一般地说，在使用衬垫之前粗纹理就已形成了；但美国专利第5081051号叙述了一种在抛光工艺过程中，连续地形成众多的环绕式粗沟槽的工艺。就如在该专利申请书中所说的(第3栏(col)，63—64行)，所用的衬垫是一种特别的衬垫，它本身“具有吸收诸如二氧化硅或其他有研磨作用的材料的能力”，即衬垫本身具有先在的多孔性或表面纹理。进述同时应用具有不同的大小的沟槽和图形的唯一的有关文章是美国专利第5216843号，它公布了一种方法，用于在抛光工艺过程中在衬垫的表面上连续地产生小号的沟槽。就像在该专利申请书中(4栏，23—25行)所说的那样，所采用的衬垫是一种特殊的衬垫，它“具有输送有研磨作用的粒子物质，诸如二氧化硅粒子的能力”，即，把第2种类型的细纹理添加到已经存在的衬垫的多孔结构或表面纹理上去。这些细沟槽排他性地抄近穿过在较大的事先形成的沟槽(粗沟槽)之间的一个隆起区域以促进研浆输送。所示出的典型的粗沟槽是刻入圆形抛光衬垫的表面深约0.3mm，宽约0.3mm的许多同心圆沟槽。在衬垫转动期间，具有金刚石尖端的调节器臂在抛光过程中以一种振荡的辐射状的形式扫过衬垫的表面以产生穿跨衬垫表面的浅辐射状细沟槽。这些细沟槽，宽约0.04mm，深约0.04mm，将促进研浆在粗沟槽之间的区域内的输送。虽然美国专利第5216843承认粗沟槽和细沟槽都对研浆输送作出了贡献，但是，却没有讲到任何尺寸间的相互关系或各自的密度。因此，尽管规定粗沟槽的密度范围为在每英寸2到32条粗沟槽之间，但却没有给出细沟槽的密度范围。而且，专利技术者们特别提到粗沟槽的存在是可选配的，而细沟槽，靠其自身输送研浆是足够的。除此这外，专利技术者们还讲到这种工艺仅限于这样的一些衬垫这些衬垫允许在衬垫表面上输送研浆粒子。这样的衬垫，以实施形态中由特拉华州奈瓦克罗得尔公司生产的IC60衬垫为典型，具有很好地定义好的具有输送研浆能力的表面纹理，而且，具有当粗沟槽和细沟槽都不存在的时候，靠其自身也能进行值得重视的抛光活动的能力。事实上，作为一个例子，IC60衬垫在这样一种未经修改的状态下以良好的效果广泛地被用于玻璃抛光工艺中。专利技术者们所熟悉的所有的现有技术的抛光衬垫都是合成物或者多相材料，它们都具有一个本征细纹理，那是它们的生产方法带给它们的。表面细纹理源于体非均匀性、那是在制作衬垫期间蓄意引入的。当被剖开，被磨掉或者被暴露出来时，上述体纹理就变成了表面细纹理。在就用之前就业已存在的这种细纹理允许吸收和输送研浆粒子并可以提高抛光能力而无需进一步增添细的或粗的纹理到衬垫上。现有抛光衬垫的各种类别的例子如下1.浸过氨基甲酸乙酯的聚酯粘结物(美国专利第4927432号中所讲的即是这种例子之一)具有源自体内合成物的凸出的纤维顶端以及合成物所具有的空隙的细纹理。2.特拉华州奈瓦克的罗得尔公司以商品名Politex所售出的那种类型的微孔氨基甲酸乙酯衬垫的表面纹理源于氨基甲酸乙酯膜体内圆柱形空隙构造的顶端。上述氨基甲酸乙酯膜生长在氨基甲酸乙酯粘结基底上。3.由特拉华州奈瓦克的罗得尔公司生产的诸如IC—系列，MH—系列和LP—系列抛光衬垫是光气和/或喷气合成物氨基甲酸乙酯，它的表面构造由半圆形的凹陷组成，这些凹陷来源于已露出的中空球形组分的截面或者已掺合进来的气泡的截面。4.充填以具有研磨作用的聚合物的衬垫诸如美国专利第5209760号所讲的那些衬垫具有一个独特的表面纹理，它由凸出和隐窝组成，凸出处有填充物颗粒，隐窝处则没有。与此相反，聚合物的固态同质薄片，诸如聚氨基甲酸乙酯，聚碳酸酯，尼龙，或者聚酯已被证明为没有抛光能力，因而不能用作抛光衬垫。由于需要合成物构造，故用于生产现有抛光衬垫的工艺，相对于生产具有等效尺寸和厚度的固态同质塑料来说是非常复杂的。此外，由于它们的生产工艺的不同，现有抛光衬垫的构造上有着重要的变化。例如，对上边的第(1)类衬垫来说在粘结密度上的变化，或对上边的第(3)类衬垫来说在充填物密度上的变化，都将使得在表面纹理上产生相应的变化。并在抛光性能上也产生相应变化。这种变化对那些技术上熟练的人来说是人所尽知的。而且，是现有抛光衬垫的最大的缺点之一。此外，对专利技术者们来说，所有已知的现有抛光衬垫都具有有效的抛光性能而无需添加粗沟槽或者细沟槽，就是说，作为对性能的改进或改善两者都被加了上去，对抛光能力来说则不需要。这样一来，人们高度期望提供一种表面纹理，这种纹理决不依赖于体材料中业已存在的非同质性。这将允许人们应用那些以前不能使用但高度期盼的材料来作抛光衬垫，同时在抛光能力上，性能稳定度上，性能可变性及造价上有相应的改善。本专利技术提供一种改进的抛光衬垫。该抛光衬垫由不具有吸收或输送研浆颗粒的本征能力的固态均匀聚合物薄板组成。在使用期间，聚合物薄板上有表面纹理或者图形。表面纹理或图形由同时存在的大的和小的流通通路两者组成。上述流通通路允许穿过抛光衬垫的表面输送研浆。在抛光衬垫里边，上述通路并不是材料构造的一部分而是用机械性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进型抛光衬垫，它由固态均匀聚合物薄片组成，该聚合物没有事先已存在的体或表面纹理，没有本征的吸收或输送研浆颗粒的能力，上述薄片在使用中具有由大小两种流通通路组成的表面纹理或图形，大小流通通路一起允许穿过抛光衬垫表面输送包含，颗粒的抛光研浆，上述表面纹理用外部手段单独地制作在上述固态均匀聚合物薄片的表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李梅尔布尔尼库克，约翰VH罗伯茨，查尔斯威廉詹金斯，拉易拉加夫皮莱，
申请(专利权)人：罗德尔控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]