CN100551624C - 用以固定抛光基材的吸附片材及其制造方法及抛光装置 - Google Patents

Abstract

一种吸附片材制造方法，包含下列步骤：提供一载体，形成具有聚氨酯树脂的一涂布层于该载体上，然后凝固、水洗及烘干该涂布层，以制得一连通多孔性片材；以及藉由一平坦化制程平坦该连通多孔性片材的表面，以制得一连通多孔性吸附片材，其中该片材表面的不平坦度小于10μm。

Description

用以固定抛光基材的吸附片材及其制造方法及抛光装置

技术领域

本发明是有关于一种吸附片材，更特别有关于一种连通多孔性吸附片材，其表面具有良好平坦性及高吸附性。

背景技术

参考图1，其显示习知抛光装置2，用以抛光各种待抛光基材的表面，诸如半导体基板或玻璃基板的表面。详细而言，一连通多孔性(continuous porous)片材13是由树脂(resin)所制，并藉由粘胶12固定于一下平台11上。一模板(template)14是固定于该连通多孔性片材13上，并具有一贯穿开口15，可用以容纳该待抛光基材20而定位该待抛光基材20。一研磨垫17是配置于一上平台16上，并面向该下平台11的连通多孔性片材13。

执行待抛光基材20的抛光制程前，先将待抛光基材20置入该模板14的贯穿开口15内，并使该待抛光基材20固定于该下平台11的连通多孔性片材13上。然后，该上平台16及该下平台11是以相反方向旋转，且该上平台16下降，使该研磨垫17接触待抛光基材20。含有研磨粒子的研磨液(aqueous solution)21是被使用于该研磨垫17与待抛光基材20之间。最后，藉由设定该研磨垫17与待抛光基材20的相对摩擦运动及时间，以执行抛光制程。

然而，习知光装置是藉由外加模板14定位待抛光基材20，再利用水将该连通多孔性片材13与待抛光基材20之间产生表面张力，以紧密吸附待抛光基材20。或者，先以外在抽真空方式，再将该连通多孔性片材13与待抛光基材20之间产生紧密吸附。因此，习知抛光装置具有下列缺点：第一、该连通多孔性片材与待抛光基材之间靠表面张力吸附，若吸附力较小于抛光过程中由于相对运动及上平台的下压力，而产生的偏斜压力则该连通多孔性片材将无法完全紧密吸附待抛光基材，则待抛光基材易与模板发生碰撞而造成损伤；第二、该连通多孔性片材表面的不平坦度大，将使研磨液渗入而造成待抛光基材的损伤且研磨的平坦度差；第三、使用抽真空方式不易全面均匀，且控制不易，因此抛光过程易损伤待抛光基材；以及第四、模板的尺寸大小须随待抛光基材的规格大小作变化，经营效益不高。

再者，美国专利第5,871,393号，标题为“用于抛光的固定组件(Mounting Member For Polishing)″，揭示一种用于抛光的固定组件设于一平台上，且该固定组件包含一连通多孔性(continuous porous)片材，于此并入本文参考。该连通多孔性片材是由树脂(resin)所制，并具有一微细多孔性的表面皮层，其中该连通多孔性片材的表面皮层具有抗水性(water repellence)。然而，若该连通多孔性片材的表面皮层不平坦度大，则仍会影响该连通多孔性片材的表面皮层紧密吸附待抛光基材。

因此，便有需要提供一种吸附片材及其制造方法，能够解决前述的缺点。

发明内容

本发明之一目的在于提供一种连通多孔性吸附片材，其表面的不平坦度小于10μm，而具有良好平坦性及高吸附性。

为达上述目的，本发明是提供一种吸附片材制造方法，包含下列步骤：提供一载体，形成具有聚氨酯树脂的一涂布层于该载体上，然后凝固、水洗及烘干该涂布层，以制得一连通多孔性片材；以及藉由一平坦化制程将该连通多孔性片材的表面予以平坦化，以制得一连通多孔性吸附片材，其中该片材表面的不平坦度小于10μm。

另有利用本发明的吸附片材的一抛光装置，用以抛光各种待抛光基材的表面，诸如半导体基板或玻璃基板的表面。本发明的抛光装置包含有一上平台、一下平台、及一研磨垫，其中前述的该吸附片材，其是藉由粘胶固定于该下平台上，该研磨垫是固定于该上平台上，并面向该下平台的该吸附片材。

相较于先前技术，本发明的吸附片材，其表面的不平坦度小于10μm，而具有良好平坦性及高吸附性，因此于执行抛光时，本发明的吸附片材可紧密吸附待抛光基材。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图标，作详细说明如下。

附图说明

图1为先前技术的抛光装置的部分剖面示意图；

图2为本发明之一实施例的吸附片材制造方法的流程图；

图3为根据本发明的连通多孔性片材的剖面示意图；

图4-6为根据本发明的连通多孔性片材的第一平坦化制程的剖面示意图；

图7-8为根据本发明的连通多孔性片材的第二平坦化制程的剖面示意图；

图9为测试机台的剖面示意图；

图10为本发明的抛光装置的剖面示意图。

【图号说明】

2光装置        11下平台

12粘胶         13连通多孔性片材

14模板         15贯穿开口

16上平台       17研磨垫

20抛光基材

100抛光装置    111下平台

112粘胶        113吸附片材

113b吸附片材

113c吸附片材   115贯穿开口

116上平台      117研磨垫

120抛光基材

202提供载体    204涂布

206凝固             208水洗

212烘干             214片材

232贴合平坦性膜     234撕去平坦性膜

236吸附片材         242高温烫平

244吸附片材

300连通多孔性片材   302连通多孔性层

304载体             312平坦性膜

314表面             322平坦镜面轮

400测试机台         402拉力机

404测试样片         406玻璃桌面

408拉线

具体实施方式

参考图2，根据本发明之一实施例的吸附片材制造方法，首先提供一载体，作为一涂布底材(步骤202)。将聚氨酯树脂(PU Resin)、色料、接口剂及二甲基甲醯胺(DMF)所组成的涂布用料涂布该涂布底材上以形成一涂布层(步骤204)。将该涂布层加以凝固(步骤206)、水洗(步骤208)及烘干(步骤212)等处理以形成一连通多孔性片材300(步骤214)，如图3所示。然后，藉由一平坦化制程平坦该连通多孔性片材300的表面，以制得一连通多孔性吸附片材。该连通多孔性吸附片材包含聚氨酯树脂所组成的连通多孔性层302，其中该连通多孔性吸附片材之一表面的不平坦度小于10μm，如此使该连通多孔性吸附片材具有良好平坦性及高吸附性。

不平坦度的定义是由该连通多孔性吸附片材的扫描式电子显微镜(SEM)断面图，区域范围请设定选取5个较高点高度及5个较低点高度，用以计算平均高度。然后，最高点高度或最低点高度与该平均高度的最大差值是为″不平坦度″。

本发明所属技术领域中具有通常知识者可知，本发明的制造方法采用以连续式方式来生产吸附片材。亦即，于制造过程中该载体、该涂布层、该连通多孔性片材及该连通多孔性吸附片材皆具有整卷连续的外形，用以大量生产。

参考图4至图6，该平坦化制程可为第一平坦化制程，包含藉由高温且加压将一平坦性膜312贴合于该连通多孔性层302表面314上(步骤232)，最后撕去该平坦性膜312(平坦性膜的不平坦度小于10μm)而将该连通多孔性片材300离型(步骤234)，如此以制得一连通多孔性吸附片材113b(步骤236)，其中该连通多孔性吸附片材113b的表面314的不平坦度小于10μm，如图6所示。或者，参考图7及图8，该平坦化制程可为第二平坦化制程，包含藉由一高温压平工具，诸如平坦镜面轮322，该平坦镜面轮的横切面表面不平坦度小于10μm，以该高温压平工具施一适当压力于片材表面，施行时温度及压力则视多孔性材料的软化温度而调整，多孔性片材耐温较高，则需以较高的温度为之，将该连通多孔性片材300的连通多孔性层302的表面314表面高温烫平(步骤242)，以制得一连通多孔性吸附片材113c(步骤244)，其中该连通多孔性吸附片材113c的表面314的不平坦度小于10μm，如图9所示。

就一实验例而言，根据本发明的吸附片材制造方法，首先以一平坦性载体，诸如聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET Film)、聚压克力膜、聚烯烃膜、织布或玻璃纤维作为涂布底材。均匀混合重量百分比19.9％的涂布用聚氨酯树脂(polyurethane resin)、重量百分比6.6％的色料、重量百分比2.5％的接口剂及71％ DMF溶剂制备成一涂布用料。然后，将该涂布用料涂布于涂布底材上，以形成一涂布层。将该涂布层加以凝固，其于凝固槽内二甲基甲醯胺(DMF)的浓度10％进行交换凝固。将该涂布层加以水洗，其水洗温度70℃。将该涂布层加以烘干，其烘干温度110℃，制得一连通多孔性的聚氨酯树脂片材(PU Sheet)。然后，进行第一平坦化制程，利用150℃的高温且加压将一平坦性膜，厚度0.03mm聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET Film)贴合于该聚氨酯树脂片材表面，最后撕去该平坦性膜而使该聚氨酯树脂片材具极佳平坦性，以制得一连通多孔性聚氨酯树脂吸附片材。或者，进行第二平坦化制程，藉由一超微细平坦镜面轮，其温度是170℃，将该聚氨酯树脂片材的表面烫平，以制得一连通多孔性聚氨酯树脂吸附片材。

根据本发明的第一实验例所制得的连通多孔性聚氨酯树脂吸附片材与先前技术所制得的连通多孔性片材比较吸附性如下表：

	未经平坦化制程	实验例(第一平坦化制程)	实验例(第二平坦化制程)	先前技术美国专利第5871393号
					玻璃吸附性(拉力数值)	0.06kgf	4.02kgf	4.55kgf	0.10kgf

其中，吸附性测试步骤如下：

步骤1：提供一测试机台400(如图9所示)，其包含一拉力机402，用以显示拉力数值。

步骤2：提供一测试样片404，亦即本发明的吸附片材及先前技术的片材，其尺寸是2.54cmX1.5cm。

步骤3：将该测试样片404置放于一玻璃桌面406上，并以5kg重物静压该测试样片5分钟。其中，本发明的吸附片材直接与测试玻璃桌面贴合测试，先前技术的片材为利用水的表面张力吸附，故表面须先以水润湿再贴合测试玻璃桌面。

步骤4：移除该5kg重物，连接一拉线408，然后起动该拉力机402，直到该测试样片404与该玻璃桌面406脱离刹间，记录所须拉力数值。测试三次的拉力数值，并计算其平均值。

如前所述，本发明的实验例(第一及第二平坦化制程)的吸附片材的拉力数值是为4.02kgf及4.55kgf均大于先前技术片材的拉力数值(0.06及0.10kgf)。因此，本发明的吸附片材的玻璃吸附性大于先前技术片材的玻璃吸附性。

参考图10，其显示根据本发明之一实施例的抛光装置100，用以抛光各种待抛光基材的表面，诸如半导体基板或玻璃基板的表面。本发明的吸附片材113是藉由粘胶112固定于一下平台111上。一研磨垫117是固定于一上平台116上，并面向该下平台111的吸附片材113。

执行待抛光基材120的抛光制程前，先将该待抛光基材120固定于该下平台111的连通多孔性吸附片材113上。然后，该上平台116及该下平台111是以相反方向旋转，且该上平台116下降，使该研磨垫117接触待抛光基材120。含有研磨粒子的研磨液(aqueous solution)121是被使用于该研磨垫117与待抛光基材120之间。最后，藉由设定该研磨垫117与待抛光基材120的相对摩擦运动及时间，以执行抛光制程。

相较于先前技术，本发明的吸附片材，其表面的不平坦度小于10μm，而具有良好平坦性及高吸附性，因此于执行抛光待抛光基材的制程时，本发明的吸附片材可紧密吸附待抛光基材。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定为准。

Claims (4)

1、一种用以固定抛光基材的吸附片材制造方法，其特征在于：包含下列步骤：

a.提供一载体，形成具有聚氨酯树脂之一涂布层于该载体上，然后凝固、水洗及烘干该涂布层，以制得一连通多孔性片材；以及

b.藉由一平坦化制程将该连通多孔性片材的表面予以平坦化，以制得一连通多孔性吸附片材，其中该片材表面的不平坦度小于10μm，该平坦化制程为包含藉由高温且加压将一平坦性膜贴合于该连通多孔性层表面上，最后撕去该平坦性膜而将该连通多孔性片材离型，或者，包含藉由一平坦镜面轮高温压平，该平坦镜面轮的横切面表面不平坦度小于10μm，以该高温压平工具施一压力于片材表面，施行时温度及压力则视多孔性材料的软化温度而调整，将该连通多孔性片材的连通多孔性层的表面表面高温烫平。

2、如权利要求1所述的吸附片材制造方法，其中该载体是由聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚压克力膜、聚烯烃膜、织布或玻璃纤维的族群中选出。

3、一种用以固定抛光基材的吸附片材，其特征在于，其包含：

具有聚氨酯树脂的一连通多孔性层，通过权利要求1之平坦化制程而得一连通多孔性吸附片材，其中该连通多孔性吸附片材表面的不平坦度小于10μm。

4、一种抛光装置，其用以抛光一抛光基材，其特征在于：该抛光装置包含：

一上平台及一下平台，其中该下平台相对于该上平台；

一吸附片材，固定于该下平台上，其中该吸附片材，包含具有聚氨酯树脂的一连通多孔性层，用以紧密吸附该抛光基材；以及

一研磨垫，固定于该上平台上，并面向该下平台的吸附片材，其中该吸附片材表面通过权利要求1之平坦化制程而得不平坦度小于10μm。

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