CN101298132A - 复合式研磨垫及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合式研磨垫及其制造方法。所述制造方法包括：(a)提供一缓冲层，所述缓冲层为连续多孔性材料，其具有一表面；(b)平整化所述表面，使所述表面形成一平整化表面；和(c)将一抛光层复合于所述平整化表面上，以形成一复合式研磨垫，其中所述抛光层为连续多孔性材料，用以抛光一待抛光元件。藉此，本发明的所述复合式研磨垫具有优选的均匀度，且所述缓冲层与所述抛光层具有优选的结合强度。

Description

复合式研磨垫及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种研磨垫及其制造方法，明确地说，涉及一种复合式研磨垫及其制造方法。

背景技术

一般抛光是以化学机械研磨(CMP)的工艺，对于一粗糙表面的研磨，其是利用含有研磨粒子的研磨液平均分布于一研磨垫的表面上，同时将一待抛光元件抵住所述研磨垫后，进行一重复且有规律的搓磨动作。所述待抛光元件为例如半导体、存储媒体缓冲层、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃和光电面板等物体。

常规单层独立式发泡研磨层，在工艺上所产生的发泡孔，因浆料浓度和成型温度易使发泡孔的孔洞分布和大小较不易均匀，因而造成研磨垫质量不稳定。另一常规独立非发泡树脂所形成的研磨层，其研磨表面无微细孔洞，无法保持研磨浆液在研磨垫与被抛光物之间，而降低研磨的功效。

图6显示一种常规复合式研磨垫，其采用高分子弹性体直接涂覆于缓冲层，经凝固后使二者结合成一复合式研磨垫。所述常规缓冲层会因为不织布的均匀性不佳以及棉付量差异，造成涂覆于缓冲层上的所述高分子弹性体呈现平坦不一的现象(即所述高分子弹性体薄膜和所述缓冲层的界面不平坦)，使得抛光效果不佳，甚至损伤被抛光物。

另一种常规复合式研磨垫，其以高分子弹性体直接涂覆于缓冲层，经凝固后以剖片方式取得高分子弹性体薄膜，再利用一双面胶与另一缓冲层结合，而以剖片方式取得的所述高分子弹性体薄膜，会因设备和棉付量差异，造成所取得高分子弹性体薄膜会呈现平坦不一的现象。

参看图7，其显示所述常规缓冲层具有不平坦的表面。参看图8，其显示贴附的所述双面胶具有不平坦的表面。参看图9，其显示利用所述双面胶结合后的所述高分子弹性体薄膜与所述缓冲层具有不平坦的接着面。由图7至图9可以清楚地看出，所述常规制造方法所制得的复合式研磨垫的表面和所述高分子弹性体薄膜与所述缓冲层的接着面，均为不平坦的表面。

因此，常规复合式研磨垫制造方法所制得的复合式研磨垫，其表面的均匀度不佳，所以研磨效果较差。并且，常规技术中利用一双面胶结合所述高分子弹性体薄膜和所述缓冲层，再加上所述高分子弹性体薄膜和所述缓冲层均具有不平整的表面，所以所述高分子弹性体薄膜和所述缓冲层间的结合强度较为薄弱。

因此，有必要提供一种创新且具有进步性的复合式研磨垫及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种复合式研磨垫。所述复合式研磨垫包括一缓冲层和一抛光层。所述缓冲层为连续多孔性材料，其具有一平整化表面。所述抛光层为连续多孔性材料，复合于所述平整化表面上，以形成一复合式研磨垫，其中所述抛光层用以抛光一待抛光元件。

本发明的另一目的在于提供一种复合式研磨垫的制造方法。所述制造方法包括：(a)提供一缓冲层，所述缓冲层为连续多孔性材料，其具有一表面；(b)平整化所述表面，使所述表面形成一平整化表面；和(c)将一抛光层复合于所述平整化表面上，以形成一复合式研磨垫，其中所述抛光层为连续多孔性材料，用以抛光一待抛光元件。

通过本发明的制造方法，可产生一表面极为平整的缓冲层，使得复合于所述平整化表面上的所述抛光层同样具有非常平坦的表面，因此，本发明的所述复合式研磨垫在抛光过程中，施加于一被抛光元件表面的应力较为平均，可使所述被抛光元件在研磨后具有较平坦的表面，且不会刮伤或破坏所述被抛光元件，所以本发明的所述复合式研磨垫具有优选的抛光效果。另外，所述复合式研磨垫具有优选的均匀度，所以所述缓冲层与所述抛光层具有优选的结合强度。

附图说明

图1A显示本发明非织物的示意图；

图1B显示本发明所述非织物浸入一高分子溶液中的示意图；

图1C显示本发明初始缓冲层的示意图；

图1D显示本发明将所述初始缓冲层剖片以形成一缓冲层的示意图；

图1E显示本发明平整化所述缓冲层的表面的示意图；

图1F显示本发明第一实施例的复合式研磨垫的示意图；

图2A显示本发明的载体的示意图；

图2B显示本发明将一高分子组成物涂覆于所述载体上以形成一抛光层的示意图；

图2C显示本发明分离所述载体与所述抛光层的示意图；

图3显示本发明所述抛光层的表面具有复数条高分子弹性绒毛的示意图；

图4显示本发明在所述抛光层上形成复数个沟槽的示意图；

图5显示本发明第二实施例的复合式研磨垫的示意图；

图6显示常规复合式研磨垫的示意图；

图7显示常规缓冲层具有不平坦表面的示意图；

图8显示常规贴附的双面胶具有不平坦的表面的示意图；和

图9显示常规利用双面胶结合后的高分子弹性体薄膜与缓冲层具有不平坦的接着面的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种复合式研磨垫，所述复合式研磨垫应用于化学机械研磨(CMP)工艺中对一待抛光元件进行研磨或抛光。所述待抛光元件包括(但不限于)半导体、存储媒体缓冲层、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃和光电面板等物体。

请参阅图1A至图3，其显示本发明第一实施例的复合式研磨垫的制造方法。参看图1A，首先，提供一非织物11。参看图1B，将所述非织物11沉浸在一高分子溶液12中。参看图1C，固化含高分子溶液的所述非织物11，以形成一初始缓冲层13，其中，含高分子溶液的所述非织物11利用一烘烤步骤固化。另外，在烘烤步骤之前可另包括一凝固在所述非织物11中的所述高分子溶液12的步骤，以及在凝固所述高分子溶液12步骤之后，可另包括一水洗含高分子溶液的所述非织物11的步骤。

参看图1D，将所述初始缓冲层13剖片，以形成一缓冲层14，所述缓冲层14具有一表面141。所述缓冲层14是一具连通多孔发泡性的高分子弹性体。

参看图1E，平整化所述缓冲层14的所述表面141，使所述表面141形成一平整化表面142。优选地，所述平整化表面142的不均匀度百分比低于6.0％。在所述实施例中，利用研磨方法平整化所述表面141。经研磨后的所述平整化表面142的不均匀度百分比可有效降低到1.8％至1.9％之间。优选地，更可在研磨步骤之后另包括一整烫所述平整化表面142的步骤，进一步增加所述平整化表面142的均匀度，其计算公式如下：

参看图1F，将一抛光层15复合于所述缓冲层14的所述平整化表面142上，以形成一复合式研磨垫1，所述抛光层15为一连续多孔性高分子弹性薄片，用以抛光一待抛光元件。应注意的是，所述抛光层15也可具有复数个研磨粒子(未图示)均匀地分布于所述抛光层15上，以增加表面研磨的功效。

参看图2A至图2C，所述抛光层15由以下步骤形成：首先，提供一载体16；接着，将一高分子组成物涂覆于所述载体16上；接着，固化所述高分子组成物，以形成所述抛光层15；最后，分离所述载体16与所述抛光层15。所述实施例中，所述载体16为一不透水的薄膜，且所述载体16的表面为一平滑面或亮面，藉此可使所述抛光层15具有优选的均匀性和均匀度。优选地，所述载体16的材料选自聚酯(PET)、寡苯烯乙烯(OPP)、聚烯烃(TPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚脲酯(PU)或其组成的群组。在所述实施例中，所述载体16与所述抛光层15利用机械物理方式分离，在其它应用中，也可利用化学方式分离所述载体16与所述抛光层15。

配合参看图1F和图2C，应注意的是，可选择性地在分离所述载体16与所述抛光层15之前进行一研磨整平所述抛光层15的步骤，或在将所述抛光层15复合于所述缓冲层14的所述平整化表面142之后，再进行研磨整平所述抛光层15的步骤，以增加所述抛光层15的均匀度，以及使所述复合式研磨垫1具有更一致的厚度，以期望在进行抛光一被抛光元件时，所述被抛光元件表面受力较为平均，以提升研磨的质量。

配合参看图1F和图3，所述抛光层15经研磨后，所述抛光层15的表面会产生复数条高分子弹性绒毛151，且因所述抛光层15为一连续多孔性高分子弹性薄片，所以也会产生复数个开孔152。藉此，在抛光过程中增加所述复合式研磨垫1与被抛光元件间研磨液的蕴含，以及使所述研磨液中的研磨粒子分布更均匀。

配合参看图1F和图4，优选地，在复合所述缓冲层14和所述抛光层15步骤之后，可另包括一在所述抛光层15上形成复数个沟槽153的步骤。视应用的不同而定，所述沟槽153可为正方形、三角形或矩形等几何形状。

请参阅图5，其显示本发明第二实施例的复合式研磨垫的制造方法。所述第二实施例的复合式研磨垫的制造方法与上述第一实施例的复合式研磨垫的制造方法不同之处在于，所述第二实施例的复合式研磨垫的制造方法是将一高分子组成物直接涂覆于一经研磨整平的缓冲层24上，接着固化所述高分子组成物，以形成一抛光层25，以制作完成一复合式研磨垫2。

相同地，在固化步骤之后可另包括一研磨整平所述抛光层25的步骤，以增加所述抛光层25的均匀度以及使所述复合式研磨垫2具有更一致的厚度。另外，在研磨步骤之后也可包括一在所述抛光层25上形成复数个沟槽的步骤。视应用的不同而定，所述沟槽可为正方形、三角形或矩形等几何形状。

再参看图1F，其显示本发明第一实施例的复合式研磨垫的示意图。所述复合式研磨垫1包括一缓冲层14和一抛光层15。所述缓冲层14具有一平整化表面142，所述平整化表面142的不均匀度百分比低于6％。优选地，所述缓冲层14是一具连通多孔发泡性的高分子弹性体。优选地，所述缓冲层14选自聚酯(PET)、寡苯烯乙烯(OPP)、聚烯烃(TPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚脲酯(PU)或其组成的群组。在其它应用中，所述缓冲层14可为以高分子材料覆盖非织物所形成的连续多孔性高分子弹性体。

所述抛光层15复合于所述平整化表面142上，以形成所述复合式研磨垫1。在所述实施例中，所述抛光层15为一连续多孔性高分子弹性薄片，用以抛光一待抛光元件，且具有复数个研磨粒子(未图示)均匀地分布于所述抛光层15上。在其它应用中，所述抛光层15可为以高分子材料覆盖非织物所形成的连续多孔性高分子弹性薄片。

现以下列实例详细说明本发明，但并不意味本发明仅局限于这些实例所揭示的内容。

实例1：

首先，将一非织物沉浸于一具连通多孔发泡性的聚脲酯(PU)高分子溶液中，并在固化含聚脲酯高分子溶液的所述非织物后将其剖片，使其厚度约为1.1mm，并经过表面研磨、修整和整烫后，以形成一具有平整化表面的缓冲层。

另外，以一厚度为0.03mm的寡苯烯乙烯(OPP)薄膜作为一载体，在所述载体表面上涂覆一厚度为1.0-1.1mm的高分子弹性体。接着，以25％的二甲基甲酰胺(DMF)使所述高分子弹性体凝固。凝固后的所述高分子弹性体凝固的厚度约为0.65mm。接着，以75℃-80℃进行水洗步骤，再以130℃下进行一烘烤步骤，使所述高分子弹性体烘干后的厚度约为0.55mm。

接着，将烘干后的所述高分子弹性体与所述载体分离，以形成一抛光层。接着，将所述抛光层复合于所述缓冲层的所述平整化表面上。最后，研磨复合后的所述抛光层表面，使整体厚度约为1.55mm，以制作完成本发明的复合式研磨垫。

实例2：

首先，将一非织物沉浸于一具连通多孔发泡性的聚脲酯(PU)高分子溶液中，并在固化含聚脲酯高分子溶液的所述非织物后将其剖片，使其厚度约为1.1mm，并经过表面研磨、修整和整烫后，以形成一具有平整化表面的缓冲层。

另外，以所述具有平整化表面的缓冲层作为一载体，在所述缓冲层的所述平整化表面上涂覆一厚度为1.0-1.1mm的高分子弹性体。接着，以25％的二甲基甲酰胺(DMF)使所述高分子弹性体凝固。凝固后的所述高分子弹性体凝固的厚度约为0.65mm。接着，以75℃-80℃进行水洗步骤，再以130℃下进行一烘烤步骤，使所述高分子弹性体烘干后的厚度约为0.55mm。

接着，研磨烘干后的所述高分子弹性体，使整体厚度约为1.55mm，以制作完成本发明的复合式研磨垫。

通过本发明的制造方法，可产生一表面极为平整的缓冲层，使得复合于所述缓冲层14上的所述抛光层15同样具有非常平坦的表面，因此，本发明的所述复合式研磨垫1在抛光过程中，施加于一被抛光元件表面的应力较为平均，可使所述被抛光元件在研磨后具有较平坦的表面，且不会刮伤或破坏所述被抛光元件，所以本发明的所述复合式研磨垫1具有优选的抛光效果。另外，所述复合式研磨垫1具有优选的均匀度，所以所述缓冲层14与所述抛光层15具有优选的结合强度。

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，所属领域的技术人员在不脱离本发明精神的情况下对上述实施例进行修改和变化。本发明的权利范围应如所附权利要求书所列。

Claims (26)

1.一种复合式研磨垫，包括：

一缓冲层，所述缓冲层为连续多孔性材料，其具有一平整化表面；和

一抛光层，所述抛光层为连续多孔性材料，复合于所述平整化表面上，以形成所述复合式研磨垫，其中所述抛光层用以抛光一待抛光元件。

2.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述平整化表面的不均匀度百分比低于6.0％。

3.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述缓冲层为一连续多孔性高分子弹性体，所述抛光层为一连续多孔性高分子弹性薄片。

4.根据权利要求3所述的研磨垫，其中所述缓冲层选自聚酯(PET)、寡苯烯乙烯(OPP)、聚烯烃(TPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚脲酯(PU)或其组成的群组。

5.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述抛光层具有复数个研磨粒子，所述研磨粒子均匀地分布于所述抛光层中。

6.根据权利要求1所述的研磨垫，其中所述抛光层具有一表面，其具有复数条高分子弹性绒毛和复数个开孔。

7.根据权利要求1所述的研磨垫，另包括复数条沟槽形成于所述抛光层上。

8.根据权利要求7所述的研磨垫，其中所述沟槽为三角形、正方形或矩形等几何形状。

9.一种复合式研磨垫的制造方法，所述制造方法包括；

(a)提供一缓冲层，所述缓冲层为连续多孔性材料，其具有一表面；

(b)平整化所述表面，使所述表面形成一平整化表面；和

(c)将一抛光层复合于所述平整化表面上，以形成一复合式研磨垫，其中所述抛光层为连续多孔性材料，用以抛光一待抛光元件。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述缓冲层由以下步骤形成：

(a1)提供一非织物；

(a2)将所述非织物沉浸在一高分子溶液中；

(a3)固化含高分子溶液的所述非织物，以形成一初始缓冲层；和

(a4)将所述初始缓冲层剖片，以形成所述缓冲层。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其中在含高分子溶液的所述非织物凝固后另包括一水洗含高分子溶液的所述非织物的步骤。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其中在水洗含高分子溶液的所述非织物步骤之后另包括一烘烤步骤，以固化含高分子溶液的所述非织物。

13.根据权利要求9所述的制造方法，其中在步骤(b)中利用研磨方法平整化所述表面。

14.根据权利要求13所述的制造方法，其中所述平整化表面的不均匀度百分比低于6％。

15.根据权利要求13所述的制造方法，其中在研磨步骤之后另包括一整烫所述平整化表面的步骤。

16.根据权利要求9所述的制造方法，其中步骤(c)包括以下步骤：

(c1)提供一载体；

(c2)将一高分子组成物涂覆于所述载体上；

(c3)固化所述高分子组成物，以形成所述抛光层；

(c4)分离所述载体与所述抛光层；和

(c5)将所述抛光层贴附于所述平整化表面上。

17.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c1)中的所述载体为一不透水的薄膜。

18.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c1)中的所述载体的材料选自聚酯(PET)、寡苯烯乙烯(OPP)、聚烯烃(TPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚脲酯(PU)或其组成的群组。

19.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c3)之后另包括一研磨整平所述抛光层的步骤。

20.根据权利要求19所述的制造方法，其中在研磨步骤之后所述载体的一表面为一平滑面或亮面。

21.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c4)中利用机械物理方式分离所述载体与所述抛光层。

22.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c4)中利用化学方式分离所述载体与所述抛光层。

23.根据权利要求16所述的制造方法，其中在步骤(c5)之后另包括一研磨整平所述抛光层的步骤。

24.根据权利要求9所述的制造方法，其中步骤(c)包括以下步骤：

(c1)将一高分子组成物涂覆于所述平整化表面上；和

(c2)固化所述高分子组成物，以形成所述抛光层。

25.根据权利要求24所述的制造方法，其中在步骤(c2)之后另包括一研磨整平所述抛光层的步骤。

26.根据权利要求9所述的制造方法，其中在步骤(c)之后另包括一在所述抛光层上形成复数个沟槽的步骤。

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