CN102452041A

CN102452041A - 吸附垫片及其制造方法

Info

Publication number: CN102452041A
Application number: CN2010105303623A
Authority: CN
Inventors: 冯崇智; 姚伊蓬; 王良光; 王俊达; 宋欣如
Original assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: CN102452041B

Abstract

本发明公开一种吸附垫片及其制造方法。该制造方法包括以下步骤：(a)提供一垫片本体，其具有一上表面、一下表面、至少一侧面及多个孔洞，其中部分该多个孔洞开口于该侧面；及(b)密封或缩小开口于该侧面的孔洞。由于开口于该侧面的孔洞被密封或缩小，因此，在抛光过程中，研磨浆液不易进入该垫片本体内部。由此，渗入距离较慢达到预设值，而可增加该吸附垫片的使用寿命。

Description

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，特别是涉及一种密封或缩小侧面孔洞的吸附垫片及其制造方法。

背景技术

抛光一般指化学机械研磨(CMP)制作工艺中，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，同时将一基材抵住该研磨垫后以重复规律动作搓磨。该基材是诸如半导体、储存媒体基材、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该基材，而该吸附垫片的品质则直接影响该基材的抛光效果。

参考图1，显示美国专利第US5,871,393号所揭示的具有现有吸附垫片的研磨设备的示意图。该研磨设备1包括一下平台(Lower Base Plate)11、一吸附垫片(Sheet)12、一基材(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。该下平台11相对于该上平台14。该吸附垫片12利用一背胶层17粘附于该下平台11上，且该吸附垫片12用以承载及固定该基材13。该抛光垫15固定于该上平台14，且面向该下平台11，用以对该基材13进行抛光。

该研磨设备1的作动方式如下。首先将该基材13置于该吸附垫片12上，且该基材13被该吸附垫片12吸住。接着，该上平台14及该下平台11以相反方向旋转，且同时将该上平台14向下移动，使该抛光垫15接触到该基材13的表面，通过不断补充该研磨浆液16以及该抛光垫15的作用，可对该基材13进行抛光作业。

参考图2，其显示现有吸附垫片的立体示意图。该吸附垫片12具有一上表面121、一下表面122、至少一侧面123及多个连通性孔洞124。该下表面122利用该背胶层17粘附于该下平台11上，且该上表面121用以承载及固定该基材13。在抛光过程中，该研磨浆液16会进入该吸附垫片12内部，而且同时会渗入该基材13与该吸附垫片12上表面121之间而形成一痕迹131，该痕迹131与该基材13侧边间的距离定义为一渗入距离D。在该渗入距离D内，该基材13与该吸附垫片12间的吸附力变差而使得该基材13无法抛平，因此当该渗入距离D达到一预设值(约为1cm或2cm)时，该吸附垫片12即达到使用寿命而必须更换。

由于该吸附垫片12为切割而成的单体，因此，部分该多个孔洞124开口于该侧面123，而显露于该侧面123。如此会导致以下缺点，在抛光过程中，该研磨浆液16会从开口于该侧面123的孔洞124很快地进入该吸附垫片12内部，而且同时会很快地渗入该基材13与该吸附垫片12上表面121之间，因此该渗入距离D很快就达到该预设值(约为1cm或2cm)，使得该吸附垫片12很快达到使用寿命而必须更换。如此，将增加该吸附垫片12的更换频率以及增加作业时间与成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种吸附垫片及其制造方法，以解决上述方法。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种吸附垫片，其包括一垫片本体及一密封材料。该垫片本体具有一上表面、一下表面、至少一侧面及多个孔洞，其中部分该多个孔洞开口于该侧面，该上表面用以吸附一基材。该密封材料位于该侧面上，以覆盖且密封开口于该侧面的孔洞。

本发明另提供一种吸附垫片，其包括垫片本体。该垫片本体包括一中间部分及至少一外围部分。该中间部分具有一上表面、一第一厚度及一第一体积密度，该上表面用以吸附一基材。该外围部分位于该中间部分的外围，该外围部分具有一侧面、一第二厚度及一第二体积密度，该第二厚度小于该第一厚度，且该第二体积密度大于该第一体积密度。

本发明另提供一种吸附垫片的制造方法，其包括以下步骤：(a)提供一垫片本体，其具有一上表面、一下表面、至少一侧面及多个孔洞，其中部分该多个孔洞开口于该侧面，该上表面用以吸附一基材；及(b)密封或缩小开口于该侧面的孔洞。

在本发明中，由于开口于该侧面的孔洞被密封或缩小，因此，在抛光过程中，该研磨浆液不易进入该垫片本体内部。如此，该渗入距离较慢达到该预设值(约为1cm或2cm)，而可增加该吸附垫片的使用寿命。

附图说明

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

图2显示现有吸附垫片的立体示意图；

图3及图4显示本发明的吸附垫片的制造方法的第一实施例的示意图；

图5及图6显示本发明的吸附垫片的制造方法的第二实施例的示意图；

图7显示本发明的吸附垫片的第三实施例的剖视示意图；及

图8显示本发明的吸附垫片的第四实施例的剖视示意图。

主要元件符号说明

1 研磨设备

2 垫片本体

3 密封材料

4 吸附垫片的第一实施例

5 吸附垫片的第二实施例

6 吸附垫片的第三实施例

7 吸附垫片的第四实施例

11 下平台

12 吸附垫片

13 基材

14 上平台

15 抛光垫

16 研磨浆液

17 背胶层

21 垫片本体上表面

22 垫片本体下表面

23 垫片本体侧面

24 缓冲层

25 吸附层

26 中间部分

27 外围部分

71 密封材料

121 吸附垫片上表面

122 吸附垫片下表面

123 吸附垫片侧面

124 孔洞

131 痕迹

241 第一孔洞

241a 第一中间孔洞

241b 第一外围孔洞

251 第二孔洞

251a 第二中间孔洞

251b 第二外围孔洞

D 渗入距离

T₁ 第一厚度

T₂ 第二厚度

具体实施方式

参考图3及图4，其显示本发明的吸附垫片的制造方法的第一实施例的示意图。首先，参考图3，提供一垫片本体2。该垫片本体2具有一上表面21、一下表面22、至少一侧面23及多个孔洞(例如：第一孔洞241及第二孔洞251)。该上表面21用以吸附一基材13(图1及图2)，且该下表面22用以贴附于一机台(例如图1的下平台11)上。该多个孔洞位于该垫片本体2内，且为连通孔洞，而且部分该多个孔洞开口于该侧面23。在本实施例中，该垫片本体2具有四个侧面23，该上表面21邻接该多个四侧面23，部分该多个孔洞开口于该多个四侧面23。

在本实施例中，该垫片本体2的材质为树脂，且为双层结构。然而可以理解的是，该垫片本体2也可以是单层结构。该垫片本体2包括一缓冲层24及一吸附层25，该吸附层25位于该缓冲层24上，用以吸附该基材13。该多个孔洞包括多个连通性第一孔洞241及多个连通性第二孔洞251，该多个第一孔洞241位于该缓冲层24，该多个第二孔洞251位于该吸附层25，且该缓冲层24的压缩率高于该吸附层25的压缩率。较佳地，该缓冲层24的空孔率高于该吸附层25的空孔率。

在本实施例中，该缓冲层24的材质为聚氨脂(PU)树脂，其空孔率为60％以上，较佳为75％以上。该吸附层25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、聚醯胺树脂、丙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯树脂，其空孔率为30％～60％，较佳为40％～50％。此外，该缓冲层24的压缩率为30％以上，较佳为50％以上，可依需要而做调整。该吸附层25的压缩率为25％～40％。

接着，参考图4，密封或缩小开口于该侧面23的孔洞。在本实施例中，形成一密封材料3于该侧面23上，以覆盖且密封开口于该侧面23的孔洞(例如：第一孔洞241及第二孔洞251)。该密封材料3的材质为硅胶、PU树脂或热融胶。该密封材料3可以完全覆盖该侧面23整个平面或是仅覆盖部分平面。

参考图4，其显示本发明的吸附垫片的第一实施例的示意图。该吸附垫片4包括一垫片本体2及一密封材料3。该垫片本体2具有一上表面21、一下表面22、至少一侧面23及多个孔洞(例如：第一孔洞241及第二孔洞251)。该上表面21用以吸附一基材13(图1及图2)，且该下表面22用以贴附于一机台(例如图1的下平台11)上。该多个孔洞位于该垫片本体2内，且为连通孔洞，而且部分该多个孔洞开口于该侧面23。在本实施例中，该垫片本体2具有四个侧面23，该上表面21邻接该多个四侧面23，部分该多个孔洞开口于该多个四侧面23。

在本实施例中，该垫片本体2的材质为树脂，且为双层结构。然而可以理解的是，该垫片本体2也可以是单层结构。该垫片本体2包括一缓冲层24及一吸附层25，该吸附层25位于该缓冲层24上，用以吸附该基材13。该多个孔洞包括多个第一孔洞241及多个第二孔洞251，该多个第一孔洞241位于该缓冲层24，该多个第二孔洞251位于该吸附层25。

该密封材料3位于该侧面23上，以覆盖且密封开口于该侧面23的孔洞(例如：第一孔洞241及第二孔洞251)。在本实施例中，该垫片本体2的材质为树脂，该密封材料3的材质为硅胶、PU树脂或热融胶。

参考图5及图6，其显示本发明的吸附垫片的制造方法的第二实施例的示意图。首先，提供一垫片本体2，如图3所示。该垫片本体2具有一上表面21、一下表面22、至少一侧面23及多个孔洞(例如：第一孔洞241及第二孔洞251)。

接着，参考图5，密封或缩小开口于该侧面23的孔洞。在本实施例中，热压该垫片本体2外围部分27，使得该垫片本体2区分成一中间部分26及至少一外围部分27，以密封或缩小开口于该侧面23的孔洞。该热压方式可以是激光加热、加热压条或加热压板，其加热温度为175℃，压力为6kg/cm²，热压时间为30秒。

该中间部分26具有一第一厚度T₁、多个中间孔洞及一第一体积密度。该外围部分27位于该中间部分26的外围，该外围部分27具有一第二厚度T₂、多个外围孔洞及一第二体积密度。该第二厚度T₂小于该第一厚度T₁，较佳地，该第二厚度/该第一厚度的比值(T₂/T₁)小于0.9。该第二体积密度大于该第一体积密度。该多个外围孔洞的孔径小于该多个中间孔洞的孔径。

在其它实施例中，原本开口于该侧面23的孔洞完全被密封，亦即该多个外围孔洞的孔径被压缩至零而消失，使得该侧面23上没有任何孔洞。

参考图5及图6，其分别显示本发明的吸附垫片的第二实施例的立体及剖视示意图。该吸附垫片5包括一垫片本体2，且该垫片本体2包括一中间部分26至少一外围部分27。该中间部分26为未被热压的部分，其具有一上表面21、一第一厚度T₁及一第一体积密度。该上表面21用以吸附一基材13(图1及图2)。该外围部分27为被热压的部分，其位于该中间部分26的外围。该外围部分27具有一侧面23、一第二厚度T₂及一第二体积密度。该第二厚度T₂小于该第一厚度T₁，较佳地，该第二厚度/该第一厚度的比值(T₂/T₁)小于0.9。该第二体积密度大于该第一体积密度。在本实施例中，该第一体积密度为0.250kg/cm³，该第二体积密度为0.650kg/cm³。

在本实施例中，该垫片本体2为双层结构，其包括一缓冲层24及一吸附层25，该吸附层25位于该缓冲层24上，用以吸附该基材13(图1及图2)。该缓冲层24的压缩率高于该吸附层25的压缩率。该缓冲层24具有多个第一孔洞241(第一中间孔洞241a及第一外围孔洞241b)。该吸附层25具有多个第二孔洞251(第二中间孔洞251a及第二外围孔洞251b)。该多个中间孔洞(第一中间孔洞241a及第二中间孔洞251a)位于该中间部分26。该多个外围孔洞(第一外围孔洞241b及第二外围孔洞251b)位于该外围部分27。该多个外围孔洞的孔径小于该多个中间孔洞的孔径。亦即，该多个第一外围孔洞241b的孔径小于该多个第一中间孔洞241a的孔径，且该多个第二外围孔洞251b的孔径小于该多个第二中间孔洞251a的孔径。

在本实施例中，该多个外围孔洞(第一外围孔洞241b及第二外围孔洞251b)的孔径为500μm以下，较佳为100μm以下。该多个中间孔洞(第一中间孔洞241a及第二中间孔洞251a)的孔径约为1000μm。

在本实施例中，部分该多个外围孔洞(第一外围孔洞241b及第二外围孔洞251b)开口于该外围部分27的侧面23，其孔径为500μm以下，较佳为100μm以下。然而，在其它实施例中，原本开口于该侧面23的孔洞完全被密封，亦即该多个外围孔洞(第一外围孔洞241b及第二外围孔洞251b)的孔径被压缩至零而消失，使得该侧面23上没有任何孔洞。

在本实施例中，该外围部分27的数目为四个，该多个外围部分27围绕该中间部分26。亦即，该垫片本体2的四个侧边皆被热压。

该中间部分26具有一下表面，该外围部分27具有一下表面，该中间部分26的下表面与该外围部分27的下表面共平面(即该下表面22)，用以贴附于一机台(例如图1的下平台11)上。

该吸附垫片5与该现有吸附垫片12的使用寿命评估如下表所示。

由上表可知，在相同条件下，该吸附垫片5的渗入距离皆小于该现有吸附垫片12的渗入距离，因此，可知该吸附垫片5的使用寿命大于该现有吸附垫片12的使用寿命。

参考图7，显示本发明的吸附垫片的第三实施例的剖视示意图。本实施例的吸附垫片6与该第二实施例的吸附垫片5(图6)大致相同。本实施例与该第二实施例的不同处在于该多个该外围部分27的外型。在该第二实施例中，该外围部分27为均厚，而与该中间部分26形成阶梯状外型。在本实施例中，该外围部分27为渐缩的外型。

参考图8，显示本发明的吸附垫片的第四实施例的剖视示意图。本实施例的吸附垫片7与该第二实施例的吸附垫片5(图6)大致相同。本实施例与该第二实施例的不同处在于，该吸附垫片7更包括一密封材料71，位于该外围部分27的侧面23上。该垫片本体2的材质为树脂，该密封材料71的材质为硅胶、PU树脂或热融胶。该密封材料71可以在该垫片本体2被热压后再形成于该外围部分27的侧面23上，或是先形成于该垫片本体2的侧面23后再热压。

在本发明中，由于开口于该侧面23的孔洞被密封或缩小，因此，在抛光过程中，该研磨浆液16不易进入该垫片本体2内部。如此，该渗入距离D较慢达到该预设值(约为1cm或2cm)，而增加该吸附垫片4，5，6，7的使用寿命。此外，该吸附垫片4，5，6，7复合两个不同层以形成一复合式吸附垫片，因此可以同时兼顾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。换言之，与现有单层结构的吸附垫片12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，因此熟悉于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如所述的权利要求所列。

Claims

1.一种吸附垫片，包括：

垫片本体，具有上表面、下表面、至少一侧面及多个孔洞，其中部分该多个孔洞开口于该侧面，该上表面用以吸附一基材；及

密封材料，位于该侧面上，以覆盖且密封开口于该侧面的孔洞。

2.如权利要求1所述的吸附垫片，其中该垫片本体具有四个侧面，该上表面邻接该多个侧面，该下表面用以贴附于一机台上，部分该多个孔洞开口于该多个侧面，该密封材料位于该多个侧面上，该垫片本体的材质为树脂，且该密封材料的材质为硅胶、PU树脂或热融胶。

3.如权利要求1所述的吸附垫片，其中该垫片本体包括缓冲层及吸附层，该吸附层位于该缓冲层上，用以吸附该基材，该多个孔洞包括多个第一孔洞及多个第二孔洞，该多个第一孔洞位于该缓冲层，该多个第二孔洞位于该吸附层，且该缓冲层的压缩率高于该吸附层的压缩率。

4.一种吸附垫片，包括：

垫片本体，包括：

中间部分，具有一上表面、一第一厚度及一第一体积密度，该上表面用以吸附一基材；及

至少一外围部分，位于该中间部分的外围，该外围部分具有一侧面、一第二厚度及一第二体积密度，该第二厚度小于该第一厚度，且该第二体积密度大于该第一体积密度。

5.如权利要求4所述的吸附垫片，其中该外围部分的数目为四个，该多个外围部分围绕该中间部分，该中间部分具有多个中间孔洞，该外围部分具有多个外围孔洞，该多个外围孔洞的孔径小于该多个中间孔洞的孔径，且部分该多个外围孔洞开口于该外围部分的侧面。

6.如权利要求4所述的吸附垫片，其中该中间部分具有一下表面，该外围部分具有一下表面，该中间部分的下表面与该外围部分的下表面共平面，用以贴附于一机台上。

7.如权利要求4所述的吸附垫片，还包括一密封材料，位于该外围部分的侧面上，该垫片本体的材质为树脂，且该密封材料的材质为硅胶、PU树脂或热融胶。

8.如权利要求4所述的吸附垫片，其中该垫片本体为双层结构，其包括一缓冲层及一吸附层，该吸附层位于该缓冲层上，用以吸附该基材，该缓冲层的压缩率高于该吸附层的压缩率，该缓冲层具有多个第一中间孔洞及多个第一外围孔洞，该吸附层具有多个第二中间孔洞及多个第二外围孔洞，该多个第一中间孔洞及该多个第二中间孔洞位于该中间部分，该多个第一外围孔洞及该多个第二外围孔洞位于该外围部分，该多个第一外围孔洞的孔径小于该多个第一中间孔洞的孔径，且该多个第二外围孔洞的孔径小于该多个第二中间孔洞的孔径。

9.一种吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一垫片本体，其具有一上表面、一下表面、至少一侧面及多个孔洞，其中部分该多个孔洞开口于该侧面，该上表面用以吸附一基材；及

(b)密封或缩小开口于该侧面的孔洞。

10.如权利要求9所述的制造方法，其中该步骤(a)中该垫片本体具有四个侧面，该上表面邻接该多个侧面，部分该多个孔洞开口于该多个侧面，该垫片本体包括一缓冲层及一吸附层，该吸附层位于该缓冲层上，用以吸附该基材，该多个孔洞包括多个第一孔洞及多个第二孔洞，该多个第一孔洞位于该缓冲层，该多个第二孔洞位于该吸附层，且该缓冲层的压缩率高于该吸附层的压缩率。

11.如权利要求9所述的制造方法，其中该步骤(b)形成一密封材料于该侧面上，以覆盖且密封开口于该侧面的孔洞。

12.如权利要求9所述的制造方法，该步骤(b)热压该垫片本体外围部分，使得该垫片本体区分成一中间部分及至少一外围部分，该中间部分具有一第一厚度及一第一体积密度，该外围部分位于该中间部分的外围，该外围部分具有一第二厚度及一第二体积密度，该第二厚度小于该第一厚度，且该第二体积密度大于该第一体积密度。