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CN102143826A - 含有非卷曲纤维的织物及其制造方法 - Google Patents

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CN102143826A CN200980134303XA CN200980134303A CN102143826A CN 102143826 A CN102143826 A CN 102143826A CN 200980134303X A CN200980134303X A CN 200980134303XA CN 200980134303 A CN200980134303 A CN 200980134303A CN 102143826 A CN102143826 A CN 102143826A
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fabric
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O·K·许
P·勒弗雷
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Innopad Inc
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Abstract

提供用于半导体制造的化学-机械平面化垫子。该垫子包括合成纤维，所述合成纤维是非卷曲的纤维，它在垫子内的存在量为1.0wt％-98.0wt％，和其中非卷曲的纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米。

Description

含有非卷曲纤维的织物及其制造方法
相关申请的交叉参考
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2008年9月4日提交的美国临时申请no.61/094345优先仅的权益，并通过参考引入其全部公开内容。
技术领域
本发明的公开内容涉及可含有非卷曲纤维的织物，例如非织造、织造或针织织物，尤其由这种织物制造的化学机械平面化垫(planarization pad)。
背景技术
非织造织物可理解为不通过常规织造或针织工艺制造的纺织品织物。可通过首先铺列由多根连续长丝或非连续纤维组成的纤维垫(mat)，接着机械、热、化学或其结合，一起粘结单独的长丝或纤维成所述非织造织物，从而制造非织造织物。在非织造工业中常用的纤维可包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、纤维素、人造丝、聚氨酯、聚砜、聚苯硫醚等。典型的纤维长度范围可以是大于和等于0.05英寸，和更通常为0.25英寸-3英寸，和典型的纤维直径范围可以是大于和等于0.1微米，和更通常为5-50微米。
常规的非织造织物制造可由下述步骤组成：从紧密堆积的包中取出纤维，在称为“拆包”的工艺中分离大的纤维束，混合不同纤维类型(若使用两类或更多类纤维的话)，接着“粗和细的纤维松散并共混”的工艺，之后通过常用方法，例如干法成网或气流成网工艺，铺列纤维垫。所述铺列包含种纤维的垫的常见方法可包括(1)干法成网，其中可通过在一对齿状板或辊之间的设定(set)的间隙内“梳理”，各纤维彼此分离，然后在运输带上以纤维垫形式铺列，和(2)气流成网，其中可通过控制的气流而不是齿状板或辊，彼此分离各纤维并以纤维垫形式铺列。粘结铺列的纤维垫的常见方法可包括(1)诸如“缝编”或“针刺”纤维垫，进行纤维与纤维的缠结之类的机械技术，(2)诸如加热纤维垫到其软化或熔融温度并施加压力进行纤维与纤维的粘合之类的热技术，和(3)诸如添加溶剂、粘合剂或化学粘接剂到纤维垫中进行纤维与纤维的粘合之类的化学技术。
根据干法成网和气流成网方法制造的纤维典型地可能卷曲，即各纤维不是直的，而是以“锯齿状”或“多圈”的形式构造，其中每一纤维含有大于或等于1，和更通常5-30根单独的卷曲纤维，即“锯齿”或“圈”。通过在“卷曲箱”内，施加干热或蒸汽，加热固定挤压成“锯齿”或“多圈”结构的纤维，进行所要求程度的卷曲，从而这种“锯齿”或“圈”可在称为“卷曲”的工艺中赋予(impart)到单独的纤维上。在铺列工艺过程中，这种卷曲对于纤维在彼此上锚钩(grasp)来说是必须的。不具有所述卷曲的纤维，即直纤维不可能具有铺列工艺所要求的所需摩擦或内聚强度，从而导致恒定和随机的断裂并使得难以进行随后的粘结工艺。
发明内容
在第一例举的实施方案中，本发明的公开内容涉及化学机械平面化半导体用的抛光垫，它包括含垫的织物，所述垫含有合成纤维，其中该纤维是以1.0wt％-98.0wt％的用量存在于垫内的非卷曲的纤维，和其中非卷曲纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米。
在另一例举的实施方案中，本发明的公开内容涉及化学机械平面化半导体用的抛光垫，它包括含垫的织物，所述垫含有合成纤维，其中该纤维是以1.0wt％-98.0wt％的用量存在于垫内的非卷曲的纤维，和其中非卷曲纤维的长度为0.1em-127cm和直径为1.0-1000微米，和其中非卷曲的纤维至少部分可溶于水溶液内。
在再进一步例举的实施方案中，本发明的公开内容涉及化学-机械平面化半导体的方法，它包括供应含合成纤维的垫，其中该纤维是非卷曲的纤维且以1.0wt％-98.0wt％的用量存在于垫内，和其中非卷曲的纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米，和用所述垫抛光半导体。
附图说明
当结合附图阅读时，根据本发明的下述详细说明，本发明的上述和其他目的，特征和优点将显而易见，其中在附图中，相同的参考标记表示相同或类似的部件。
图1是阐述本发明抛光垫的一种制备方法的流程图。
图2阐述了含可溶和非卷曲纤维的网络的抛光垫。
图3阐述了一种抛光垫，其中可溶非卷曲的纤维有利地位于垫的特定部分内。
图4阐述了垫1(卷曲纤维)和垫2(未卷曲纤维)的除去速度埃/分钟(A/min)相对于抛光的半导体晶片数量的图表。
图5阐述了对于垫1(可溶卷曲纤维)和垫2(未卷曲可溶纤维)来说，在抛光中的不均匀性(％)相对于抛光的半导体晶片的数量的图表。
具体实施方式
可理解，在本说明书中，本发明的公开内容不限于在下述说明中列出或附图中阐述的结构和组件布局的细节。此处的实施方案可以实施其他实施方案，且以各种方式实践或进行。此外，可理解此处所使用的措辞和术语为的是描述，而不应当视为限制。
本发明的公开内容认为，在一些应用中，可能需要和甚至期望在形成非织造织物的工艺中使用直的或非卷曲的纤维。这些应用包括，但不限于，制造化学-机械平面化垫所使用的非织造织物用于半导体制造，其中可使用由聚乙烯醇和/或聚丙烯酸酯制造的可溶纤维，和其中若它们进行卷曲工艺的干燥或蒸汽加热，则可降低或破坏这些纤维的溶解度。化学-机械平面化或抛光此处可理解为半导体的抛光，所述抛光典型地可在液体浆料存在下发生。该垫因此可位于抛光工具内，其中构造所述抛光工具，在浆料存在下，施加垫到给定半导体表面上，所述浆料典型地是水性浆料。因此，一旦施加垫到半导体表面上，则在规则量的压力下，通过抛光工具，可发生半导体表面的抛光。
在本发明的上下文中，人们因此可提供具有相对高拉伸强度和硬挺度但在应力下低延伸性特征以用于尺寸稳定性的合成纤维，其中这种合成纤维可受益于使用直的非卷曲纤维。此外，在本发明的上下文中，人们可提供含具有相对控制孔度和分布的合成纤维的垫，其中这些纤维可受益于使用非卷曲的纤维，因为存在基本上三维“锯齿”或“多圈”卷曲可使得铺列困难，例如具有控制孔度和分布的非织造织物。
如上所述，干法成网或气流成网工艺可利用相对高程度的卷曲纤维。卷曲纤维可理解为可具有在其内赋予所需形状，例如通过热、机械力和/或甚至化学诱导的在纤维绳股内连续的波浪或卷曲的那些纤维。卷曲纤维因此可被视为在非直纤维内包括一定程度的线性偏离。在纤维内的卷曲因此可以是螺旋卷曲和/或平面卷曲(锯齿结构)的形状。常用的卷曲工序典型地依赖于纤维的热塑性性能，和可借助例如结晶和晶体重排(reorganization)工艺，在分子水平下，通过在纤维内的结构变化，引起纤维卷曲的定型。更具体地，卷曲工序可包括所谓的假捻变形(复丝高度加捻，在比玻璃化转变温度高的温度下热定型，冷却，解捻，以稳定其卷曲)；填塞箱法变形(通过辊隙将纱线喂入到填塞箱内并在箱体压力下折叠)；冲击变形(塑化纱线，和随后在冷却表面上冲击)；边缘卷曲(加热的纱线在钝的小刀边缘上穿过，从而引起在内部共混物处晶体断裂)；齿轮卷曲(加热的纱线在齿轮的轮之间穿过并且卷曲形状定型)；针织-解针织(knit-deknit)(将纱线针织到热定型且拆散的织物内)；空气喷射变形(在射流组件内部通过湍流的空气流过度喂入纱线，结果在长丝内形成缠结的圈)；双组分卷曲(纱线由不对称截面的双组分纤维组成，且在不同收缩率情况下进行热松弛(hear relaxation))。
通常可在非织造织物的制造中要求卷曲纤维，从而在纤维铺列工艺过程中，提供纤维物料所需的摩擦或内聚强度。另外，对于诸如可要求一定程度的蓬松、柔软和悬垂能力的纺织品服装之类的应用来说，采用卷曲纤维制造的非织造织物可被视为是理想的。
然而，对于前面提及的工业应用来说，卷曲纤维的方法可降低或损害待制造的一些非织造织物的能力。另外，卷曲工艺可在一些纤维上产生热或机械应力，这可引起纤维断裂和/或所得非织造织物显示出较低的强度特征。
本发明的公开内容涉及生产具有合成纤维(即通过一些聚合的合成工序和/或后聚合化学工艺而生产的纤维)的织物，所述合成纤维可包括最多98wt％的多根非卷曲的纤维，即没有卷曲且在纤维制造过程中(例如，在挤出成形过程中)没有进行纤维卷曲操作和/或诱导卷曲的纤维。非卷曲的纤维在含水或含有水的介质内可以是可溶性的，且若可溶纤维进行卷曲工艺中的干燥或蒸汽加热，则可降低或破坏这种溶解度。采用非卷曲纤维形成的织物然后可形成为化学-机械平面化垫。
如上所述，织物可以是非织造织物，或织造织物，或者针织织物，其中可通过形成不连续纤维的垫，制成织物。此处提到不连续纤维可理解为长度小于或等于4.0cm或在0.1cm-4.0cm范围内，以0.1cm递增的纤维。可通过许多方法，例如干法成网和/或气流成网，形成垫，其中可从包(bale)中分离纤维，形成为垫，和通过空气流分配或者通过在给定角度下或者以随机的结构梳理而校直(align)。
任选的可除去的稳定剂织物可用作垫的载体。稳定剂可包括纺粘织物、熔喷法织物或其他织物。另外，稳定剂可由合成或天然纤维，其中包括聚酯、聚烯烃、尼龙等形成。一旦粘结，则可从织物中除去该任选的稳定剂。
可通过机械、热、化学方法或其结合，粘结非织造织物。机械方法的实例可包括缝编、针刺、射流喷网或水力缠结等。热粘结技术可包括热压延，通过空气粘结，红外粘结或超声焊接等，化学技术可包括使用溶剂、粘合剂或化学粘接剂等。另外，可在纺粘和熔喷技术中使用聚合物树脂，形成非织造织物，于是可以使树脂熔融，并在气流下通过喷嘴或喷丝头挤出到传输带上，控制纤维的铺列。在这些情况下，铺列纤维可以如上所述是连续(长度大于4.0cm)或不连续(长度小于或等于4.0cm)的纤维。
如上所述，合成纤维可包括最多98.0wt％的非卷曲纤维，其中包括在1.0％-98.0wt％范围内的所有值和递增值的非卷曲纤维，其中以1.0wt％递增。优选地，非卷曲纤维的重量可以是大于或等于50.0wt％，从而提供优选在50.0％-98.0wt％水平下的非卷曲纤维范围。更优选，非卷曲纤维的水平可以是以50.0wt％-90.0wt％的水平存在。这种纤维可包括例如聚酯、聚烯烃、聚酰胺、人造丝、聚氨酯、聚砜，和水溶性或可溶胀的聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、藻酸盐和果胶，以及由复杂碳水化合物、淀粉或纤维素衍生的纤维，及其结合物。此外，诸如聚丙烯酸酯或聚乙烯醇之类的纤维可以未交联或不完全交联。例如，在聚合物链或主链上小于50％可获得的交联部分(反应性或官能团)可以交联，其中包括在0％-50％范围内的所有值，例如0％-10％。一般地，对于抛光垫应用来说，非卷曲的纤维长度范围最终可以是0.1cm-127cm，其中包括在其内的所有值和递增值，和纤维直径范围可以是1.0-1000微米，其中包括在其内的所有值和递增值。例如，非卷曲纤维的纤维直径范围可以是5.0-50微米。
至少一部分或所有非卷曲纤维可以至少部分(小于100wt％)或几乎完全可溶(95％-100wt％)于水溶液(含水的液体)内。另外，溶解度变化的纤维可加入到该织物中。例如，可将具有第一溶解度(S1)的第一非卷曲纤维加入到具有第二溶解度(S2)的第二非卷曲纤维中，和其中S1的数值不同于S2。同样可共混多于两种纤维，例如在其中可选择具有三种溶解度的纤维的情况下，各自具有不同的溶解度。因此，可存在三种纤维，所述纤维可以非卷曲，各自对所选择的水溶液(或浆料)具有溶解度，其中三种纤维的S1、S2和S3的相对值全部不同。
提到在水溶液内变化的溶解度可理解为其中对于给定的水溶液来说，评价纤维溶解时间的情形。因此，溶解度大于相应纤维溶解度的纤维表明对于给定水溶液来说，具有较大溶解度的纤维比具有较低溶解度的纤维将相对快速地溶解。如上所述，提到水溶液可理解为含水的溶液，其中水的存在量为至少5.0wt％的水平。
纤维的余量，2-98wt％，其中包括在其内的所有值和递增值，可包括卷曲纤维。卷曲纤维可包括聚酯，聚烯烃，聚酰胺，纤维素，人造丝，聚氨酯，聚砜等。卷曲纤维的长度是0.1cm-127cm，其中包括在其内的所有值和递增值，和纤维的直径范围可以是1-1000微米，其中包括在其内的所有值和递增值。因此，要理解，对于在50wt％-90wt％范围内的卷曲可溶纤维的含量来说，卷曲纤维的含量可以是50wt％-10wt％内的相应范围。
在一个实例中，卷曲纤维部分本身可以在水溶液内可溶或者不可溶。在另一实例中，卷曲纤维可以是双组分纤维，即可包括至少两种组分的纤维，例如由两种不同的重复单元限定的两种不同聚合物组分，所述聚合物组分可显示出不同的软化点(例如，玻璃化转变温度或Tg)或熔融温度(Tm)。例如，两种不同聚合物组分可包括聚酯和聚酰胺，或聚酯和聚烯烃，等。另外，卷曲纤维可包括粘合剂纤维，例如可显示出比例如非卷曲纤维低的软化点或熔融温度的纤维。粘合剂纤维和/或双组分纤维当在升高温度下软化或熔融时，可在纤维垫内用作粘合剂或固定剂(fastening agent)。
可将纤维形成为垫子并且最终形成为织物，如图1的流程图中描述的实施例所述。该方法10可始于拆包，即从包20中投梭(picking)或除去纤维或纤维的绒头。然后纤维绒头可粗糙地开松或至少部分分离30，然后精细地开松40。可通过干法成网梳理、扯松或气流成网，形成纤维网或垫50。可使用形成织物的机械、热或化学技术，粘结或者在其他情况下稳定纤维网60。
可独立于纤维其余部分，即卷曲纤维，加工非卷曲纤维，之后形成垫子，所述垫子可包括两种纤维。例如，拆包和/或粗糙和精细开松。然后可一起结合或共混纤维，并可进行进一步的纤维开松。在共混之后，可通过干法成网工艺(通过使用梳理设备，形成干燥纤维网的工艺)或气流成网工艺(使用空气流，形成纤维网)，形成纤维垫。
然后可通过许多粘结工艺，其中包括机械、热或化学工艺，粘结织物垫。例如，可针织或针绣该垫子。在另一实例中，可使用粘合剂纤维或双组分纤维作为一部分的卷曲纤维或连续长丝，粘结该垫子。
实施例
本发明的一个非限制性实例使用90wt％10dtex可溶聚丙烯酸酯纤维，例如获自Technical Absorbent Ltd.的非卷曲的OasisTM聚丙烯酸酯纤维和获自Kuraray的1.7dtex可溶卷曲KuralonTM聚乙烯醇纤维。首先在没有非卷曲Oasis纤维的情况下，通过粗糙拆包，然后精细拆包操作，均匀地分离卷曲Kuralon纤维。另一方面，可对Oasis纤维进行湿度稳定工艺，于是稳定纤维的含湿量在5-25wt％纤维内，和优选在10-20wt％纤维内。在Oasis纤维内含湿量的控制可提供所需的抗静电和表面张力特征以供随后操作。然后，在通过干法成网工艺铺列之前，彻底混合这两种纤维。在其中与非卷曲纤维混合之前开松仅仅卷曲纤维的情况下，这一工序是与在开松之前混合这两种纤维的工业上所接受的工序相背离的。然而，在本发明的实例中，卷曲Kuralon纤维的开松使得它们与非卷曲的Oasis纤维混合更加有效，从而提供大得多的接触面积以供在铺列工艺中纤维物料的摩擦或内聚强度的累积。可使用轻质的Reemay Polyester纺粘或相当的非织造织物作为铺列纤维物料的载体，防止在粘结工艺之前，任何纤维断裂。使用通过针刺的机械粘结，粘结非织造织物，实现所要求的强度特征。这种针刺使用优选在50-100次缝制(strokes)/cm2下，20-60隔距的封闭钩针。可针对所需的强度特征，对不同重量的非织造织物优化针的类型和隔距，其刺穿深度和针刺密度。可在针刺非织造织物之后，除去Reemay纺粘织物。可在化学-机械平面化垫的制造以供用于具有优异性能的半导体制造中，使用重量为50g/m2和优选200-2000g/m2的这种织物。
另一非限定性实例确切地使用相同的纤维混合物和制造非织造织物的工艺，例外的是所使用的Oasis纤维的直径在20dtex下，相对较大。所得垫子产品可以用于其中可溶纤维尺寸对性能来说有利的另一化学-机械平面化应用中。
可理解，在一些实施方案中，在上述实施例中所述的步骤可按照给定顺序发生。例如，一起混合和开松所有纤维类型(这是非织造织物工业中常见的实践)可导致不均匀地混合和纤维断裂，当纤维类型之一未卷曲、湿度敏感和/或发脆时。这种非卷曲的纤维由于机械纤维混合和开松作用导致可断裂，从而导致弱且不均匀的非织造织物。
正如所提及的，本发明的应用之一是制造化学-机械平面化(CMP)垫。例如，在一个优选的实施方案中，含5％-95wt％可溶非卷曲纤维，例如以上提及的Oasis聚丙烯酸酯纤维和2-98wt％另一可溶或不可溶卷曲纤维的织物。可借助干法成网工艺和针刺结合，形成织物。然后可将该织物浸渍在聚合物前体，例如与固化剂混合的聚氨酯预聚物内，和可硬化该聚合物前体，形成平面化垫可由其形成的实心片材或垫子。在升高温度下的后固化工艺可使聚氨酯的固化完全。包埋在固化聚氨酯内的非织造织物随后可通过在去离子水内溶解而除去，从而留下孔隙和空的沟道的复杂网络，其中发现所述网络对于化学-机械平面化高度有效。
与上述一致，可理解，相对于针对给定抛光垫应用可形成的孔度分布和可形成的孔隙大小，可方便地调节所形成的孔隙。也就是说，可理解，一旦溶解，则纤维将在垫内提供开口和相应的孔隙度。因此，纤维的长度与直径，以及纤维形状(卷曲vs非卷曲)，在给定垫子内纤维的浓度，和纤维的缠结与取向全部可调节，以便一旦纤维溶解，则在垫子内提供所需的孔隙度分布。这反过来可影响抛光，因为所形成的孔隙度可提供与浆料和浆料内的磨蚀颗粒相对更多或相对更少的相互作用。例如，在可溶的非卷曲纤维的情况下，可形成的孔隙在通常圆柱形的结构内的长度可以是0.1cm-127cm和直径为1.0微米-1000微米，优选5.0微米-50.0微米，所述结构通常没有与卷曲纤维结构一起获得，这是因为纤维卷曲导致的。另外，在垫子内产生的孔隙含量可以是垫子体积的最多90.0％，优选范围为30.0体积％-60.0体积％。可在+/-1.0％的水平下调节这种孔隙含量。如此表达的孔隙含量是垫子孔隙体积对被评价的给定垫子的总体积的关系。另外，人们可选择在垫子的特定区域内(例如，在暴露于抛光浆料的垫子部分内)放置该可溶纤维。按照这一方式，一部分垫子可连续溶解并形成用于给定抛光方案的孔隙，和固定到抛光工具上的垫子的其他(othe)部分将保持不变。
在再一实例中，可通过以与以上提及的相同方式，混合水溶性非卷曲纤维与不可溶的粘合剂或双组分纤维，形成垫子。然后可通过干法成网或气流成网工艺，形成非织造织物，从而生产均匀或不均匀的纤维垫。然后，可通过热、机械或化学粘结技术，粘结非织造织物，从而生产织物。然后，可施加热和压力到织物上，将织物形成为有或无前述聚氨酯前体的实心(solid)抛光垫。与前面的实例一样，可溶纤维可溶解并从垫子中除去，从而导致有益于化学-机械平面化的孔隙和/或空的沟道。
因此，抛光垫可包括通过抛光垫主体分散的许多可溶纤维(卷曲或非卷曲)。图2示出了抛光垫10的实例，其中包括非卷曲纤维12可溶(在水溶液内)的网络，所述垫因此可具体地包括2wt％-98wt％的非卷曲纤维和因此可包括一部分非卷曲纤维(可溶和/或不可溶)作为其余部分。可溶纤维可包埋在聚合物基体14内，或者可溶纤维单独或与其他非纤维结合可构成全部的抛光垫。当垫子的表面16通过抛光或机械切削磨掉时，可暴露可溶纤维12。若存在水溶液，则可溶纤维可溶解，从而留下在垫子内限定的沟槽。
抛光垫本身可包括最多100wt％可溶纤维(卷曲或非卷曲)，其中包括在2％-100wt％范围内的所有值和递增值。例如，抛光垫可含有75wt％非卷曲的可溶纤维和25wt％卷曲可溶纤维。而且，抛光垫可含有所述的100wt％可溶和非卷曲纤维。因此，可选择使用本发明的可溶纤维，提供卷曲和非卷曲纤维的底层分布，正如本发明公开内容所述。
可溶纤维也可以以相对均匀的方式分布在整个垫子当中，即在给定体积内可溶纤维的重量部分可以相对类似于在抛光垫的其他部分内可溶纤维的重量部分。正如图3所示，可溶纤维12也可分布在垫子10的特定部分内，以便相对较大浓度的可溶纤维可布置在抛光垫16的给定表面附近(例如，在垫子表面的0.1cm以内)，而抛光垫的另一给定表面18可包括很少到没有包括可溶纤维(例如，在表面18的1.0cm以内没有可溶纤维)。可理解，可在平面化垫的其他部分内，例如在抛光垫的外部表面或内部表面附近，获得相对较大浓度的可溶纤维，或者与抛光垫体积内的各种区域一起获得。
再者，正如所述的，在所形成的抛光垫内的可溶纤维当与含水基抛光溶液(例如含有至少约10％水)或水接触时可溶解。抛光溶液可包括例如在抛光溶液内分散的磨蚀颗粒。
接下来关注图4，图4阐述了垫子的除去速度(A/min)(Y-轴)vs所抛光的半导体晶片数量的图表，所述垫子在一种情况下含有卷曲的可溶纤维(聚乙烯醇基)和在另一情况下包括非卷曲的纤维(聚乙烯醇基)。更具体地，垫子1包括在聚氨酯基体内的卷曲可溶纤维，而卷曲纤维以约25wt％的用量存在。垫子2包括同样在聚氨酯基体内的非卷曲的可溶纤维，且含量也在约25wt％下。可看出，预料不到的是，垫子2的除去速度通常较高，从而证明对于此处所述的非卷曲纤维来说抛光的改进。在图4中，所述的浆料是氧化物CMP抛光浆料，该浆料是水性浆料。
接下来关注图5，图5阐述了抛光基底的不均匀性(Y-轴)vs所抛光的半导体晶片数量的图表。可理解，目标是由抛光操作提供晶片内的厚度均匀度。垫子1再次包括在聚氨酯基体内的卷曲的可溶纤维(聚乙烯醇基)，而卷曲纤维的存在量为约25wt％。垫子2再次包括也在聚氨酯基体内的非卷曲的可溶纤维(聚乙烯醇基)，且含量也在约25wt％下。可看出，一旦将抛光操作应用到约10个晶片上，则非卷曲的纤维显示出抛光晶片厚度的改进的均匀度，从而再次证明针对非卷曲纤维基CMP垫子，此处所述的抛光改进。在图5中，所述的浆料是氧化物CMP抛光浆料，该浆料是水性浆料。
尽管描述了本发明的优选实施方案，但应当理解可在没有脱离本发明的精神和所附权利要求的范围的情况下，作出各种变化、改变和改性。因此，本发明的范围不应当参考上述说明确定，而是应当参考所附权利要求以及其全部等价范围来确定。此外，应当理解，所附权利要求不必然包括申请人授权要求保护的本发明的最宽范围，或者本发明可要求保护的唯一方式，或者所需的所有引证特征。

Claims (30)

1.用于半导体化学机械平面化的抛光垫，它包括：
含垫子的织物，所述垫子含有合成纤维，其中所述纤维是非卷曲的纤维，其中所述非卷曲的纤维在所述垫子内的存在量为1.0wt％-98.0wt％，和其中所述非卷曲的纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米。
2.权利要求1的抛光垫，其中所述非卷曲的纤维至少部分可溶于水溶液内。
3.权利要求1的抛光垫，其中所述非卷曲的纤维包括两种纤维，其中一种具有在浆料内的第一溶解度(S1)，另一种具有在浆料内的第二溶解度(S2)，其中S1小于S2。
4.权利要求1的抛光垫，其中机械缠结所述非卷曲的纤维。
5.权利要求1的抛光垫，其中所述非卷曲的纤维彼此热或化学粘结。
6.权利要求1的抛光垫，其中所述非卷曲的纤维在所述垫子内的存在量为50.0wt％-90wt％，和所述垫子包括存在量为10wt％-50wt％的卷曲纤维。
7.权利要求1的抛光垫，其中所述垫子进一步包括聚合物基体。
8.权利要求1的抛光垫，其中所述非卷曲的纤维的直径为5.0微米-50.0微米。
9.权利要求1的抛光垫，其中所述织物包括非织造、织造和/或针织织物。
10.用于半导体化学机械平面化的抛光垫，它包括：
含垫子的织物，所述垫子含有合成纤维，其中所述纤维是非卷曲的纤维，其中所述非卷曲的纤维在所述垫子内的存在量为1.0wt％-98.0wt％，和其中所述非卷曲的纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米，和其中所述非卷曲的纤维至少部分可溶于水溶液内。
11.权利要求10的抛光垫，其中所述垫子包括不可溶的纤维，其中所述不可溶的纤维包括卷曲纤维和/或非卷曲的纤维。
12.权利要求10的抛光垫，其中所述非卷曲的至少部分可溶的纤维的存在量为50wt％-98wt％。
13.权利要求10的抛光垫，其中所述非卷曲的至少部分可溶的纤维包括两种纤维，其中一种在所述水溶液内具有第一溶解度(S1)，和其中一种在所述水溶液内具有第二溶解度(S2)，其中S1小于S2。
14.权利要求10的抛光垫，其中机械缠结所述非卷曲的至少部分可溶的纤维。
15.权利要求10的抛光垫，其中所述非卷曲的至少部分可溶的纤维彼此热或化学粘结。
16.权利要求10的抛光垫，其中所述非卷曲的至少部分可溶的纤维在所述垫子内的存在量为50.0wt％-90wt％，和所述垫子包括存在量为10wt％-50wt％的卷曲纤维。
17.权利要求10的抛光垫，其中所述垫子进一步包括聚合物基体。
18.权利要求10的抛光垫，其中所述非卷曲的至少部分可溶的纤维的直径为5.0微米-50.0微米。
19.权利要求10的抛光垫，其中在所述垫子内选择性地布置所述非卷曲的至少部分可溶的纤维，其中所述位置包括被构造以接触抛光浆料的抛光垫的那部分。
20.权利要求10的抛光垫，其中所述织物包括非织造、织造和/或针织织物。
21.半导体化学-机械平面化的方法，该方法包括：
供应含合成纤维的垫子，其中所述纤维是非卷曲的纤维，其中所述非卷曲的纤维在所述垫子内的存在量为1.0wt％-98.0wt％，和其中所述非卷曲的纤维的长度为0.1cm-127cm和直径为1.0-1000微米；和
用所述垫子抛光半导体。
22.权利要求21的方法，进一步包括：
供应用于抛光的浆料，其中所述浆料为液体形式，
在抛光半导体用的抛光工具上放置含所述纤维的所述织物，所述纤维包括所述非卷曲的纤维。
23.权利要求21的方法，其中所述非卷曲的纤维在所述非织造垫子内的存在量为50.0wt％-90.0wt％。
24.权利要求21的方法，其中所述非卷曲的纤维的直径为5.0-50.0微米。
25.权利要求21的方法，其中所述非卷曲的纤维包括两种纤维，其中一种在所述浆料内具有第一溶解度(S1)，和其中一种在所述浆料内具有第二溶解度(S2)，其中S1小于S2。
26.权利要求21的方法，其中机械缠结所述非卷曲的纤维。
27.权利要求21的方法，其中所述非卷曲的纤维彼此热或化学粘结。
28.权利要求21的方法，其中所述非卷曲的纤维在所述垫子内的存在量为50.0wt％-90wt％，和所述垫子包括存在量为10wt％-50wt％的卷曲纤维。
29.权利要求21的方法，其中所述垫子进一步包括聚合物基体。
30.权利要求21的方法，其中所述织物包括非织造、织造和/或针织织物。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130244528A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Reinforced thermoplastic articles, compositions for the manufacture of the articles, methods of manufacture, and articles formed therefrom
WO2015000663A1 (en) * 2013-07-03 2015-01-08 Bonar B.V. Nonwoven material
TWI590918B (zh) * 2013-08-16 2017-07-11 三芳化學工業股份有限公司 硏磨墊、硏磨裝置及製造硏磨墊之方法
JP6829037B2 (ja) * 2016-09-30 2021-02-10 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1190836A (ja) * 1997-09-16 1999-04-06 Kanebo Ltd 研磨布
CN1238814A (zh) * 1996-11-27 1999-12-15 美国3M公司 未拉伸、韧性、可耐久熔融粘合、粗纤度热塑性多组分长丝纤维
US20040072507A1 (en) * 1999-04-13 2004-04-15 Freudenberg Nonwovens Limited Partnership Polishing pads useful in chemical mechanical polishing of substrates in the presence of a slurry containing abrasive particles
US20060035088A1 (en) * 2002-11-28 2006-02-16 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Epoxy resin for prepreg, prepreg, fiber-reinforced composite material, and processes for producing these
CN2801394Y (zh) * 2005-07-06 2006-08-02 陆启光 抛光垫
CN101219534A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 三芳化学工业股份有限公司 抛光垫及其制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04201181A (ja) * 1990-11-30 1992-07-22 Ichikawa Woolen Textile Co Ltd 研磨用フェルト
JP3953150B2 (ja) * 1997-09-11 2007-08-08 帝人コードレ株式会社 研磨パッドの製造方法
JPH1199480A (ja) * 1997-09-30 1999-04-13 Teijin Ltd 研磨パッド
JP3675355B2 (ja) * 2001-05-09 2005-07-27 東レ株式会社 磁気ディスク研磨用織物
JP2003089048A (ja) * 2001-09-14 2003-03-25 Unitica Fibers Ltd 磁気記録ディスク研磨用織物
JP4040293B2 (ja) * 2001-12-04 2008-01-30 株式会社クラレ シリコンウエハー研磨用シート
JP2005539398A (ja) * 2002-09-25 2005-12-22 ピーピージー インダストリーズ オハイオ， インコーポレイテッド 平坦化するための研磨パッド
US20050060829A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 Silvers Gary M. Polishing and buffing pad
CN101238169B (zh) * 2005-05-09 2013-01-02 Cytec技术有限公司 用于复合材料的树脂可溶的热塑性遮盖物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1238814A (zh) * 1996-11-27 1999-12-15 美国3M公司 未拉伸、韧性、可耐久熔融粘合、粗纤度热塑性多组分长丝纤维
JPH1190836A (ja) * 1997-09-16 1999-04-06 Kanebo Ltd 研磨布
US20040072507A1 (en) * 1999-04-13 2004-04-15 Freudenberg Nonwovens Limited Partnership Polishing pads useful in chemical mechanical polishing of substrates in the presence of a slurry containing abrasive particles
US20060035088A1 (en) * 2002-11-28 2006-02-16 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Epoxy resin for prepreg, prepreg, fiber-reinforced composite material, and processes for producing these
CN2801394Y (zh) * 2005-07-06 2006-08-02 陆启光 抛光垫
CN101219534A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 三芳化学工业股份有限公司 抛光垫及其制造方法

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