CN105856062B - 抛光垫及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抛光垫及其制造方法。该抛光垫包括一基底层及一抛光层。该基底层具有一第一表面及复数个第一沟槽，所述第一沟槽开口于该第一表面。该抛光层位于该基底层的第一表面上，且填满所述第一沟槽。该抛光层具有复数个第二沟槽，所述第二沟槽的位置对应于所述第一沟槽的位置，且所述第二沟槽的深度小于所述第一沟槽的深度。
Description
技术领域
本发明涉及一种抛光垫及其制造方法，特别是一种具有沟槽的抛光垫及其制造方法。
背景技术
参考图1及图2，其显示已知抛光垫的制造方法的示意图。参考图1，形成一聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)于一不织布10的上表面101上。接着，将该不织布10及该聚氨酯树脂浸渍于一固化液中，以固化该聚氨酯树脂，从而形成一研磨层12，其中该研磨层12具有一上表面121及复数个微孔(泡孔，Cell)14。
接着，于该研磨层12的上表面121以激光或刀割方式形成复数个沟槽13。接着，再以砂纸研磨该研磨层12的上表面121，以制造绒毛感，且使得所述微孔14开口于该研磨层12的上表面121。最后，贴合一背胶层16于该不织布10的下表面102，以制得一抛光垫1。
该已知抛光垫1的缺点如下：第一，所述沟槽13是经由激光或刀割方式所形成的，此种方式会在所述沟槽13的侧壁上形成须边17，同时在所述沟槽13的底壁上残留残屑18。当该抛光垫1在抛光加工进行时，该须边17及该残屑18会直接接触待抛光组件，而刮伤待抛光组件，导致刮伤缺陷的产生。第二，每一该微孔14下部的空间大于该微孔14上部的空间。当形成所述沟槽13时，移除了所述微孔14上部，而留下所述微孔14下部，因此移除了大量该研磨层12的固体部分，导致该研磨层12的结构强度下降，而会提早发生剥落损伤，缩减该抛光垫1的使用寿命。第三，该不织布10会因织密度分布差异与研磨液渗入内部而产生脆化，容易造成更换抛光垫1时发生部分该背胶层16残留在研磨设备的盘面上。
因此，有必要提供一创新且富有进步性的抛光垫及其制造方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种抛光垫，其包括一基底层及一抛光层。该基底层具有一第一表面、一第二表面及复数个(多个)第一沟槽，所述第一沟槽开口于该第一表面。该抛光层位于该基底层的第一表面上，且填满所述第一沟槽，该抛光层具有复数个第二沟槽，所述第二沟槽的位置对应于所述第一沟槽的位置，且所述第二沟槽的深度小于所述第一沟槽的深度。
本发明另外提供一种抛光垫的制造方法，其包括以下步骤：(a)提供一基底层，该基底层具有一第一表面及一第二表面；(b)于该基底层的第一表面形成复数个第一沟槽；(c)于该基底层的第一表面覆盖一第二高分子树脂，其中该第二高分子树脂填满所述第一沟槽而具有复数个第二沟槽，所述第二沟槽的位置对应于所述第一沟槽的位置，且所述第二沟槽的深度小于所述第一沟槽的深度；及(d)固化该第二高分子树脂，以形成一抛光层。
由此，该抛光层完全覆盖所述第一沟槽内的须边及残屑，且所述第二沟槽内不具有任何须边及残屑。如此，可避免在抛光加工进行时，刮伤待抛光组件，导致刮伤缺陷的产生。此外，本发明是以间接方式形成该抛光层的第二沟槽，对该抛光层并无直接的结构破坏，因此，不致影响到该抛光层结构强度与该抛光垫的使用寿命。
附图说明
图1及图2显示已知抛光垫的制造方法的示意图。
图3至图8显示本发明抛光垫的一实施例的制造方法的制造过程步骤示意图。
图9显示本发明抛光垫的另一实施例的制造方法的制造过程步骤示意图。
图10显示本发明抛光垫的一实施例的俯视示意图。
图11显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。
图12显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。
图13显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。
符号说明
D1 第一深度
D 深度
W 第一宽度
G 第一间距
D2 第二深度
2 抛光垫
2a 抛光垫
2b 抛光垫
2c 抛光垫
2d 抛光垫
20 基底层
21 第一沟槽
22 第二高分子树脂
23 第二沟槽
24 微孔
25 抛光层
26 背胶层
27 须边
28 残屑
29 缓冲层
30 粘着层
201 第一表面
202 第二表面
251 上表面
具体实施方式
本发明提供一种抛光垫，该抛光垫应用于化学机械研磨(CMP)制造过程中对一待抛光组件进行研磨或抛光。该待抛光组件包括但不限于半导体、储存介质底材、集成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃及光电面板等物体。
参考图3至图8，其显示本发明抛光垫的一实施例的制造方法的制造过程步骤示意图。参考图3，提供一基底层20。该基底层20具有一第一表面201及一第二表面202。该基底层20由一第一高分子树脂固化而成，该第一高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene Terephthalate Resin)、定向聚丙烯树脂(Oriented PolypropyleneResin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、环氧树脂(Epoxy Resin)、酚醛树脂(Phenolic Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、乙烯基苯树脂(Vinylbenzene Resin)及丙烯酸类树脂(Acrylic Resin)。在本实施例中，该第一高分子树脂的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene Terephthalate Resin)。
该基底层20的厚度范围为0.01mm～0.20mm；该基底层20的粗糙度范围为1μm～30μm；该基底层20的抗张强度范围为30N/mm2～300N/mm2；该基底层20的收缩率(150℃/15分钟)范围为0％～5％；且该基底层20的硬度范围为75肖氏(shore)A～95肖氏A。在本实施例中，该基底层20的厚度为0.188mm；该基底层20的粗糙度为小于3μm；该基底层20的抗张强度为179N/mm2；该基底层20的收缩率(150℃/15分钟)为0.97％；且该基底层20的硬度为86.5肖氏A。
参考图4，以激光、热压、刀割或高周波方式于该基底层20的第一表面201形成复数个第一沟槽21。此时，会在所述第一沟槽21的侧壁上形成须边27，同时在所述第一沟槽21的底壁上残留残屑28。所述第一沟槽21开口于该第一表面201，且具有一第一深度D1、一第一宽度W及一第一间距(Gap)G。该第一深度D1为100μm～200μm，该第一宽度W为30μm～2500μm，且该第一间距G为50μm～3500μm。在本实施例中，该第一深度D1为100μm，该第一宽度W为60μm，且该第一间距G为300μm。
参考图5，于该基底层20的第一表面201覆盖一第二高分子树脂22。该第二高分子树脂22的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene Terephthalate Resin)、定向聚丙烯树脂(Oriented Polypropylene Resin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、环氧树脂(Epoxy Resin)、酚醛树脂(Phenolic Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、乙烯基苯树脂(Vinylbenzene Resin)及丙烯酸类树脂(Acrylic Resin)。在本实施例中，该第二高分子树脂22的材质为聚氨酯树脂。
该第二高分子树脂22的粘度范围为1000cps～6000cps，且厚度范围为80μm～350μm。在本实施例中，该第二高分子树脂22的粘度为2500cps，且厚度为120μm。
该第二高分子树脂22填满所述第一沟槽21而具有复数个第二沟槽23。亦即，该第二高分子树脂22经由渗透到所述第一沟槽21而使其表面具有所述第二沟槽23。此时，该第二高分子树脂22完全覆盖该须边27及该残屑28，且所述第二沟槽23内不具有任何须边及残屑。所述第二沟槽23的位置对应所述第一沟槽21的位置，且开口于该第二高分子树脂22的上表面。所述第二沟槽23具有一深度D，且所述第二沟槽的深度D小于所述第一沟槽21的第一深度D1。在本实施例中，D约为0.3D1至0.6D1，亦即D约30μm～60μm。
参考图6，固化该第二高分子树脂22，以形成一抛光层25。在本实施例中，将该基底层20及该第二高分子树脂22浸置于一固化液中，以固化该第二高分子树脂22，而形成该抛光层25，其中该抛光层25具有一上表面251及复数个微孔(Cell)24。在本实施例中，该固化液包括二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)及水，其浓度为5％。
接着，以80℃热水洗去二甲基甲酰胺(Dimethylformamide,DMF)。接着，在130℃的环境下进行烘干10分钟，以得到一未裸露出表面开孔的半成品。
参考图7，再以砂纸研磨该抛光层25的上表面251，以制造绒毛感，且使得所述微孔24开口于该抛光层25的上表面251。此时，所述第二沟槽23具有一第二深度D2，且所述第二沟槽的第二深度D2小于所述第一沟槽21的第一深度D1。在本实施例中，D2＝0.3D1至0.6D1，亦即D2为30μm～60μm。
参考图8，贴合一背胶层26于该基底层20的第二表面202，以制得一抛光垫2。
参考图9，显示本发明抛光垫的另一实施例的制造方法的制造过程步骤示意图。本实施例的制造方法的“前半段”制造过程步骤与图3至图7的制造过程步骤相同，本实施例是接续图7的制造过程步骤。参考图9，利用一粘着层30贴合一缓冲层29于该基底层20的第二表面202。该缓冲层29由一第三高分子树脂发泡而成，该第三高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene Terephthalate Resin)、聚碳酸酯(PolycarbonateResin)及聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)。在本实施例中，该第三高分子树脂的材质为聚氨酯树脂，且该缓冲层29的密度范围为0.100～0.350g/cm3。此外，该抛光层25的密度范围为0.100～0.350g/cm3，一般而言，该缓冲层29的密度会小于该抛光层25的密度。
接着，贴合该背胶层26于该缓冲层29上，以制得一抛光垫2a。此外，在其它实施例中，可预先将该背胶层26贴合于该缓冲层29上，之后再利用该粘着层30将该缓冲层29(连同该背胶层26)贴合于该基底层20的第二表面202。
请再参考图8，其显示本发明抛光垫的一实施例的剖视示意图。该抛光垫2包括一基底层20、一抛光层25及一背胶层26。该基底层20具有一第一表面201、一第二表面202及复数个第一沟槽21，所述第一沟槽21开口于该第一表面201。该基底层20由一第一高分子树脂固化而成，该第一高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PolyethyleneTerephthalate Resin)、定向聚丙烯树脂(Oriented Polypropylene Resin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、环氧树脂(Epoxy Resin)、酚醛树脂(Phenolic Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、乙烯基苯树脂(Vinylbenzene Resin)及丙烯酸类树脂(Acrylic Resin)。在本实施例中，该第一高分子树脂的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Polyethylene Terephthalate Resin)。
该基底层20的厚度范围为0.01mm～0.20mm；该基底层20的粗糙度范围为1μm～30μm；该基底层20的抗张强度范围为30N/mm2～300N/mm2；该基底层20的收缩率(150℃/15分钟)范围为0％～5％；且该基底层20的硬度范围为75肖氏A～95肖氏A。在本实施例中，该基底层20的厚度为0.188mm；该基底层20的粗糙度为3μm；该基底层20的抗张强度为179N/mm2；该基底层20的收缩率(150℃/15分钟)为0.97％；且该基底层20的硬度为86.5肖氏A。
所述第一沟槽21开口于该第一表面201，且具有一第一深度D1、一第一宽度W及一第一间距(Gap)G。该第一深度D1为100μm～200μm，该第一宽度W为30μm～2500μm，且该第一间距G为50μm～3500μm。在本实施例中，该第一深度D1为100μm，该第一宽度W为60μm，且该第一间距G为500μm。
该抛光层25位于该基底层20的第一表面201上，且填满所述第一沟槽21。该抛光层25完全覆盖所述第一沟槽21内的须边27及残屑28。该抛光层25由一第二高分子树脂固化而成，该第二高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PolyethyleneTerephthalate Resin)、定向聚丙烯树脂(Oriented Polypropylene Resin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)、聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、环氧树脂(Epoxy Resin)、酚醛树脂(Phenolic Resin)、聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)、乙烯基苯树脂(Vinylbenzene Resin)及丙烯酸类树脂(Acrylic Resin)。在本实施例中，该第二高分子树脂的材质为聚氨酯树脂。
该第二高分子树脂的粘度范围为1000cps～6000cps，且厚度范围为80μm～350μm。在本实施例中，该第二高分子树脂的粘度为2500cps，且厚度为120μm。
该抛光层25具有一上表面251、复数个第二沟槽23及复数个微孔(Cell)24。所述第二沟槽23的位置对应于所述第一沟槽21的位置，且开口于该抛光层25的上表面251。所述第二沟槽23内不具有任何须边及残屑。所述第二沟槽23具有一第二深度D2，且所述第二沟槽的第二深度D2小于所述第一沟槽21的第一深度D1。在本实施例中，D2＝0.3D1至0.6D1，亦即D2为30μm～60μm。
该背胶层26位于该基底层20的第二表面202上，用以粘附至一机台上。
本实施例的优点如下。第一，本实施例是以间接方式形成该抛光层25的第二沟槽23，因此，该抛光层25完全覆盖所述第一沟槽21内的须边27及残屑28，且所述第二沟槽23内不具有任何须边及残屑。如此，可避免在抛光加工进行时，刮伤待抛光组件，导致刮伤缺陷的产生。第二，本实施例以间接方式形成该抛光层25的第二沟槽23，对该抛光层25并无直接的结构破坏(所述微孔24的结构完整)，因此，不致影响到该抛光层25结构强度与该抛光垫2的使用寿命。第三，本实施例的基底层20的材质可以是高分子树脂，因此，较不会(不太会)被研磨液渗入内部中而产生脆化，因而较不会(不太会)有背胶残胶的问题发生。
请再参考图9，其显示本发明抛光垫的另一实施例的剖视示意图。本实施例的该抛光垫2a与图8的抛光垫2大致相同，其中相同组件赋予相同标号。本实施例的该抛光垫2a与图8的抛光垫2的不同处在于，该抛光垫2a还包括一粘着层30及一缓冲层29。该缓冲层29位于该基底层20的第二表面202及该背胶层26之间。该缓冲层29由一第三高分子树脂发泡而成，该第三高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PolyethyleneTerephthalate Resin)、聚碳酸酯树脂(Polycarbonate Resin)及聚氨酯树脂(Polyurethane Resin)。在本实施例中，该第三高分子树脂的材质为聚氨酯树脂，且该缓冲层29的密度范围为0.100～0.350g/cm3。此外，该抛光层25的密度范围为0.100～0.350g/cm3，一般而言，该缓冲层29的密度会小于该抛光层25的密度。该背胶层26贴合于该缓冲层29下表面上，该缓冲层29的上表面利用该粘着层30贴合于该基底层20的第二表面202。
参考图10，其显示本发明抛光垫的一实施例的俯视示意图。在本实施例的抛光垫2中，所述第二沟槽23为复数圈不同半径的同心圆形沟槽。
参考图11，其显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。在本实施例的抛光垫2b中，所述第二沟槽23为一螺旋状沟槽。
参考图12，其显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。在本实施例的抛光垫2c中，所述第二沟槽23为复数条放射状沟槽。
参考图13，其显示本发明抛光垫的另一实施例的俯视示意图。在本实施例的抛光垫2d中，所述第二沟槽23为复数条垂直交错的沟槽。
上述实施例仅为了说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此本领域技术人员可在不脱离本发明的精神的情况下对上述实施例进行修改及变化。本发明所要求保护的范围应如所附权利要求书所列。
Claims (11)
1.一种抛光垫，包括：
一基底层，其具有一第一表面、一第二表面及复数个第一沟槽，所述第一沟槽开口于该第一表面；及
一抛光层，其位于该基底层的第一表面上，且填满所述第一沟槽，该抛光层具有一上表面及复数个第二沟槽，所述第二沟槽的位置对应于所述第一沟槽的位置且开口于该抛光层的上表面，且所述第二沟槽的深度小于所述第一沟槽的深度。
2.如权利要求1的抛光垫，其中该基底层由一第一高分子树脂固化而成，该第一高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、定向聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基苯树脂及丙烯酸类树脂，该抛光层由一第二高分子树脂固化而成，该第二高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、定向聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基苯树脂及丙烯酸类树脂。
3.如权利要求1的抛光垫，其中该第一沟槽的深度为D1，该第二沟槽的深度为D2，且D2＝0.3D1至0.6D1。
4.如权利要求1的抛光垫，还包括一背胶层，其位于该基底层的第二表面上，用以粘附至一机台上。
5.如权利要求4的抛光垫，还包括一缓冲层，其位于该基底层的第二表面及该背胶层之间，该缓冲层由一第三高分子树脂发泡而成，该第三高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂及聚氨酯树脂。
6.一种抛光垫的制造方法，包括以下步骤：
(a)提供一基底层，该基底层具有一第一表面及一第二表面；
(b)于该基底层的第一表面形成复数个第一沟槽；
(c)于该基底层的第一表面覆盖一第二高分子树脂，其中该第二高分子树脂填满所述第一沟槽而具有复数个第二沟槽，所述第二沟槽的位置对应于所述第一沟槽的位置，且所述第二沟槽的深度小于所述第一沟槽的深度；及
(d)固化该第二高分子树脂，以形成一抛光层，其中该抛光层具有一上表面及所述第二沟槽，所述第二沟槽开口于该抛光层的上表面。
7.如权利要求6的方法，其中该方法在该步骤(d)之后还包括一贴合一背胶层于该基底层的第二表面的步骤。
8.如权利要求6的方法，其中该方法在该步骤(d)之后还包括：
(d1)贴合一缓冲层于该基底层的第二表面；及
(d2)贴合一背胶层于该缓冲层上。
9.如权利要求6的方法，其中该方法在该步骤(d)之后还包括：
(d1)贴合一背胶层于一缓冲层上：及
(d2)贴合该缓冲层于该基底层的第二表面。
10.如权利要求6的方法，其中该方法在该步骤(d)之后还包括一研磨该抛光层的一表面的步骤。
11.如权利要求6的方法，其中在该步骤(a)中，该基底层由一第一高分子树脂固化而成，该第一高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、定向聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基苯树脂及丙烯酸类树脂，在该步骤(c)中，该第二高分子树脂的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、定向聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基苯树脂及丙烯酸类树脂。
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