CN101298129B - 用以固定基材的复合式吸附垫片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用以固定一基材的复合式吸附垫片及其制造方法。所述复合式吸附垫片包括一缓冲层及一吸附层。所述缓冲层具有复数个连通性孔洞。所述吸附层位于所述缓冲层上，用以吸附一基材，所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率。借此，本发明的复合式吸附垫片因具有较低的硬度而具有较佳的吸附效果，同时，本发明的复合式吸附垫片因具有较高的压缩率而具有较佳的缓冲效果。

Description

用以固定基材的复合式吸附垫片及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种吸附垫片及其制造方法，确切地说，涉及一种用于固定一基材的复合式吸附垫片及其制造方法。

背景技术

抛光一般是指化学机械研磨(CMP)工艺中，对于初为粗糙表面的磨耗控制，其利用含细粒子的研磨浆液平均分散于一研磨垫的上表面，同时将一待抛光基材抵住所述研磨垫后以重复规律动作搓磨。所述待抛光基材是例如半导体、存储媒体基材、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃与光电面板等物体。在抛光过程中，必须使用一吸附垫片以承载及固定所述待抛光基材，而所述吸附垫片的质量则直接影响所述待抛光基材的抛光效果。

参考图1，显示美国专利第US5,871,393号所揭示的具有常规吸附垫片的研磨设备的示意图。所述研磨设备1包括一下平台(Lower Base Plate)11、一吸附垫片(Sheet)12、一待抛光基材(Polishing Workpiece)13、一上平台(Upper Base Plate)14、一抛光垫(Polishing Pad)15及一研磨浆液(Slurry)16。所述下平台11相对于所述上平台14。所述吸附垫片12利用一背胶层17粘附于所述下平台11上，且所述吸附垫片12用以承载及固定所述待抛光基材13。所述抛光垫15固定于所述上平台14，且面向所述下平台11，用以对所述待抛光基材13进行抛光。

所述研磨设备1的操作方式如下。首先将所述待抛光基材13置于所述吸附垫片12上，且所述待抛光基材13被所述吸附垫片12吸住。接着，所述上平台14及所述下平台11以相反方向旋转，且同时将所述上平台14向下移动，使所述抛光垫15接触到所述待抛光基材13的表面，通过不断补充所述研磨浆液16以及所述抛光垫15的作用，可对所述待抛光基材13进行抛光作业。

参考图2，显示图1中区域A的放大示意图。所述区域A主要显示所述吸附垫片12。所述吸附垫片12为单层结构，且其材质通常为聚氨脂(PU)树脂，其为一种发泡材质。此外，所述吸附垫片12的内部会具有复数个连通性发泡孔洞121。

在抛光过程中，所述待抛光基材13及所述吸附垫片12承受一向下的压力，而所述吸附垫片12的压缩率(Compression Ratio)会影响整体受力的均匀性，也是决定所述待抛光基材13在抛光后的平坦性的关键因素。也就是说，压缩率高代表缓冲效果好，会使所述待抛光基材13在抛光后具有较佳的平坦性。通常情况下，经过长时间的使用，所述吸附垫片12的压缩率会逐渐衰退而达到其使用寿命。

由于所述吸附垫片12为单层结构，因此如果其材质较软，虽然对所述待抛光基材13的吸附性强，但是其压缩率低；如果其材质较硬，虽然其压缩率高，但是其对所述待抛光基材13的吸附性低。

因此，有必要提供一种创新且具进步性的复合式吸附垫片及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合式吸附垫片，包括：一缓冲层及一吸附层。所述缓冲层具有复数个连通性孔洞。所述吸附层位于所述缓冲层上，用以吸附一基材，所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率。借此，可以同时兼顾所述复合式吸附垫片整体的软硬度及压缩率，而且可视需要而调整软硬度或压缩率。与常规单层结构的吸附垫片相比，本发明的复合式吸附垫片因具有较低的硬度而具有较佳的吸附效果，同时，本发明的复合式吸附垫片因具有较高的压缩率而具有较佳的缓冲效果。

本发明的另一目的在于提供一种复合式吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：(a)形成一树脂层于一载体上；(b)凝固所述树脂层；(c)水洗所述树脂层；(d)烘干所述树脂层，以形成一缓冲层，所述缓冲层具有复数个连通性孔洞；及(e)贴合一吸附层于所述缓冲层上，以形成一复合式吸附垫片，其中所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率。

附图说明

图1显示美国专利第US5,871,393号所揭示的具有常规吸附垫片的研磨设备的示意图；

图2显示图1中区域A的放大示意图；

图3显示本发明的研磨设备的示意图；

图4显示图3中区域B的放大示意图；

图5显示本发明复合式吸附垫片的制造方法的流程示意图；

图6至图9显示本发明复合式吸附垫片的制造方法的各个工艺步骤的示意图；及

图10显示本发明实例所制得的复合式吸附垫片的SEM照片。

具体实施方式

参考图3，显示本发明的研磨设备的示意图。所述研磨设备3包括一下平台31、一复合式吸附垫片32、一待抛光基材33、一上平台34、一抛光垫35及一研磨浆液36。所述下平台31相对于所述上平台34。所述复合式吸附垫片32固设于所述下平台31上。在本实施例中，所述复合式吸附垫片32利用一背胶层37粘附于所述下平台31上，且所述复合式吸附垫片32用以承载及固定所述待抛光基材33。所述待抛光基材33是从由半导体、存储媒体基材、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃及光电面板所组成的群中选出的。所述抛光垫35固定于所述上平台34，且面向所述下平台31，用以对所述待抛光基材33进行抛光。

所述研磨设备3的操作方式如下。首先将所述待抛光基材33置于所述吸附垫片32上，且所述待抛光基材33被所述吸附垫片32吸住。接着，所述上平台34及所述下平台31以相反方向旋转，且同时将所述上平台34向下移动，使所述抛光垫35接触到所述待抛光基材33的表面，通过不断补充所述研磨浆液36以及所述抛光垫35的作用，可对所述待抛光基材33进行抛光作业。

参考图4，显示图3中区域B的放大示意图。所述区域B主要显示所述复合式吸附垫片32。在本发明中，所述复合式吸附垫片32为双层结构，其包括一缓冲层321及一吸附层322。所述缓冲层321具有复数个连通性孔洞3211，所述背胶37形成于所述缓冲层321的下表面。所述吸附层322不同于所述缓冲层321，且位于所述缓冲层321上，用以吸附所述待抛光基材33。所述缓冲层321的压缩率高于所述吸附层322的压缩率。优选地，所述缓冲层321的空孔率高于所述吸附层322的空孔率。

在本实施例中，所述缓冲层321的材质为聚氨脂(PU)树脂，其空孔率为60％以上，优选为75％以上。所述吸附层322的材质为聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、丙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯树脂，其空孔率为30％～60％，优选为40％～50％。此外，所述缓冲层321的压缩率为30％以上，优选为50％以上，可依需要而做调整。所述吸附层322的压缩率为25％～40％。

在本实施例中，所述吸附层322利用一粘胶层323贴合于所述缓冲层321上，其中所述粘胶层323的材质为高分子弹性体，例如感压胶、湿气硬化型树脂、一液型树脂或二液型树脂。

参考图5，显示本发明复合式吸附垫片的制造方法的流程示意图。所述制造方法包括以下步骤。请同时参考图6，步骤S501是形成一树脂层71于一载体72上。在本实施例中，所述树脂层71的材质为聚氨脂(PU)树脂，且其以涂布方式形成于所述载体72上。接着，步骤S502是凝固所述树脂层71，步骤S503是水洗所述树脂层71，步骤S504是烘干所述树脂层71，以形成一缓冲层73，如图7所示，所述缓冲层73具有复数个连通性孔洞。

请同时参考图8，步骤S505是贴合一吸附层74于所述缓冲层73上，以形成一复合式吸附垫片7，其中所述缓冲层73的压缩率高于所述吸附层74的压缩率，且所述缓冲层73的空孔率高于所述吸附层74的空孔率。在本实施例中，利用一贴合工具形成一粘胶层75，以将所述吸附层74贴合于所述缓冲层73上，其中所述粘胶层75的材质为高分子弹性体，例如感压胶、湿气硬化型树脂、一液型树脂或二液型树脂。所述贴合工具可以是涂布轮、涂布刀、印刷轮或转写工具等。

优选地，在所述吸附层74贴合于所述缓冲层73后静置一天使其熟成之后，请同时参考图9，步骤S506是移除所述载体72，接着步骤S507是贴合一背胶76于所述缓冲层73的下表面，以形成一商业化的复合式吸附垫片7的成品。

此处下列实例予以详细说明本发明，但并不意味本发明仅局限于此实例所揭示的内容。

实例：

首先，提供一载体作为涂布底材，所述载体可以是聚丙烯薄膜、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。另外，均匀混合重量百分比19.9％的涂布用聚氨酯树脂(PU Resin)、重量百分比6.6％的色料、重量百分比2.5％的表面活性剂及71％二甲基甲酰胺(DMF)溶剂制备成一涂料用料。接着，将所述涂料用料涂布于所述载体上以形成一树脂层。接着，凝固所述树脂层，其于凝固槽内二甲基甲酰胺(DMF)的浓度10％进行交换凝固。接着，水洗所述树脂层，其水洗温度为60℃。接着，在100℃下烘干所述树脂层，以形成一连通多孔性的缓冲层。接着，以印刷轮方式在所述缓冲层上形成一高分子弹性体的粘胶层，再贴合一吸附层于所述缓冲层上，所述吸附层为PU材质，以形成一复合式吸附垫片，如图10的SEM照片所示。在图10中，所述复合式吸附垫片包括一缓冲层93、一吸附层94及一粘胶层95。所述缓冲层93的空孔率为81％，且其压缩率为56％。所述吸附层94的空孔率为37％，且其压缩率为38％。所述复合式吸附垫片的软硬度为18 shore A，且其压缩率为49.45％；而常规的吸附垫片的软硬度通常为20 shore A以上，且其压缩率通常在40％以下。因此，本实例的所述复合式吸附垫片具有较低的硬度(也就是说吸附效果较佳)及较高的压缩率(也就是说缓冲效果较佳)。

在本发明中，由于复合二个不同层以形成一复合式吸附垫片，因此可以同时兼顾所述复合式吸附垫片整体的软硬度及压缩率，而且可视需要而调整软硬度或压缩率。换而言之，与常规单层结构的吸附垫片相比，本发明的复合式吸附垫片因具有较低的硬度而具有较佳的吸附效果，同时，本发明的复合式吸附垫片因具有较高的压缩率而具有较佳的缓冲效果。

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此所属领域的技术人员对上述实施例进行修改及变化而不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如所附权利要求书所列。

Claims (19)

1.一种复合式吸附垫片，包括：

一缓冲层，具有复数个连通性孔洞，所述缓冲层的空孔率为60％以上，所述缓冲层的压缩率为30％以上；及

一吸附层，位于所述缓冲层上，用以吸附一基材，所述吸附层的空孔率为30％～60％，所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率，所述缓冲层的空孔率高于所述吸附层的空孔率。

2.如权利要求1所述的复合式吸附垫片，其中所述基材是从由半导体、存储媒体基材、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃及光电面板所组成的群中选出的。

3.如权利要求1所述的复合式吸附垫片，其中所述吸附层利用一粘胶层贴合于所述缓冲层上。

4.如权利要求3所述的复合式吸附垫片，其中所述粘胶层的材质为高分子弹性体。

5.如权利要求3所述的复合式吸附垫片，其中所述粘胶层是从由感压胶、湿气硬化型树脂、一液型树脂及二液型树脂所组成的群中选出的。

6.如权利要求1所述的复合式吸附垫片，其中所述缓冲层的材质为聚氨脂(PU)树脂。

7.一种复合式吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：

(a)形成一树脂层于一载体上；

(b)凝固所述树脂层；

(c)水洗所述树脂层；

(d)烘干所述树脂层，以形成一缓冲层，所述缓冲层具有复数个连通性孔洞，所述缓冲层的空孔率为60％以上，所述缓冲层的压缩率为30％以上；及

(e)贴合一吸附层于所述缓冲层上，以形成一复合式吸附垫片，其中所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率，所述吸附层的空孔率为30％～60％，所述缓冲层的空孔率高于所述吸附层的空孔率。

8.如权利要求7所述的方法，更包括一移除所述载体的步骤，以及一贴合一背胶于所述缓冲层的步骤。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述步骤(a)中所述树脂层以涂布方式形成于所述载体上。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述步骤(e)利用一贴合工具形成一粘胶层，以将所述吸附层贴合于所述缓冲层上。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述贴合工具是从由涂布轮、涂布刀、印刷轮及转写工具所组成的群中选出的。

12.如权利要求7所述的方法，其中所述步骤(a)中所述树脂层的材质为聚氨脂(PU)树脂。

13.一种研磨设备，用以抛光一基材，所述研磨设备包括：

一上平台；

一下平台，相对于所述上平台；

一复合式吸附垫片，包括：

一缓冲层，具有复数个连通性孔洞，所述缓冲层的空孔率为60％以上，所述缓冲层的压缩率为30％以上，所述缓冲层固设于所述下平台；及

一吸附层，位于所述缓冲层上，用以吸附所述基材，所述吸附层的空孔率为30％～60％，所述缓冲层的压缩率高于所述吸附层的压缩率，所述缓冲层的空孔率高于所述吸附层的空孔率；及

一研磨垫，固设于所述上平台，且面向所述下平台，用以对所述基材进行抛光。

14.如权利要求13所述的研磨设备，其中所述基材是从由半导体、存储媒体基材、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃及光电面板所组成的群中组成的。

15.如权利要求13所述的研磨设备，其中所述吸附层利用一粘胶层贴合于所述缓冲层上。

16.如权利要求15所述的研磨设备，其中所述粘胶层的材质为高分子弹性体。

17.如权利要求15所述的研磨设备，其中所述粘胶层是从由感压胶、湿气硬化型树脂、一液型树脂及二液型树脂所组成的群中选出的。

18.如权利要求13所述的研磨设备，其中所述缓冲层的材质为聚氨脂(PU)树脂。

19.如权利要求13所述的研磨设备，其中所述缓冲层利用一背胶层贴合于所述下平台。

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