CN112238670A - 一种研磨垫的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种研磨垫的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第二牵拉，得到研磨垫。本发明中，通过二次热粘结的方式保证研磨垫的加工表面外观一致，同时保证产品粘结强度在合格范围内。

Description

一种研磨垫的制备方法
技术领域
本发明涉及研磨领域，具体涉及一种研磨垫的制备方法。
背景技术
目前，由于半导体行业的技术发展，晶片表面的平坦化方法愈发引人关注。 目前晶片表面的处理采用化学机械研磨进行进行处理，而其中的研磨垫的性能 会严重影响研磨的最终效果。
如CN1400636公开了一种研磨半导体晶片的复合研磨垫及其制作方法，先 提供一表面包含一粘着层以及复数个硬质，研磨材质的第一研磨垫，然后将部 分的第一研磨垫打孔，以去除部分设于该第一研磨垫表面的硬质研磨材质，并 形成复数个穿透该第一研磨垫的孔洞；接着提供一表面包含一粘着层以及复数 个软质研磨材质的第二研磨垫，将部分设于该第二研磨垫表面的软质研磨材质 去除，但保留该粘着层，并且该第二研磨垫表面未被去除的软质研磨材质完全 对应于第一研磨垫中孔洞形成的位置；最后将第一研磨垫粘贴于第二研磨垫的 表面，以形成一表面包含有硬质及软质研磨材质交错分布形成的图案的复合研 磨垫；本发明同时具有较佳的研磨速率以及较好的研磨效果，可以仅以一次研 磨程序完成平坦化制程，节省化学机械研磨制程所需的时间与耗材成本。
CN203542340U公开了一种化学机械研磨垫，所述化学机械研磨垫至少包 括：研磨垫本体和位于所述研磨垫本体上的若干沟槽，所述沟槽截面为若干同 心圆环，位于研磨垫中部的沟槽的横截面为直角U型，位于研磨垫边缘的沟槽 的横截面为倒直角梯形。所述倒直角梯形沟槽的深度h1和直角U型沟槽的深度 h2的大小根据需要设定。将研磨垫边缘的沟槽设计为倒直角梯形，即可以保持 研磨液在倒直角梯形沟槽里面流通顺畅，提高了研磨的速率，又有利于研磨副 产物的顺畅排除，可以提高研磨的质量；根据需要设计位于研磨垫边缘的倒直 角梯形沟槽的深度h1和位于研磨垫中部的直角U型沟槽的深度h2，可以选择性地提高晶圆中部或者边缘的研磨速率。
但目前，加工过程中材料的放置不合理会发生变形断裂等外观异常问题或 直接造成材料报废，加工参数设置不合理会导致粘结强度不合格，产品脱落等 问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种研磨垫的制备方 法，通过二次热粘结的方式保证研磨垫的加工表面外观一致，同时保证产品粘 结强度在合格范围内，粘结结合率高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种研磨垫的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第 二牵拉，得到研磨垫。
本发明中，通过二次热粘结的方式保证研磨垫的加工表面外观一致，同时 保证产品粘结强度在合格范围内，粘结结合率高。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述中间层给料时控制拉力为 65-105N，例如可以是65N、70N、75N、80N、85N、90N、95N、100N或105N 等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述顶层为聚氨酯垫层。
优选地，步骤(1)所述中间层为双面胶。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一压合中压合的压力为 670-700N，例如可以是670N、675N、680N、685N、690N、695N或700N等， 但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合的速度为1-2m/min，例如可以是 1m/min、1.2m/min、1.3m/min、1.4m/min、1.5m/min、1.6m/min、1.7m/min、1.8m/min、 1.9m/min或2m/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同 样适用。
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合的温度为100-110℃，例如可以是 100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃ 或110℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行 调整。
优选地，所述垫片的厚度为1.30-1.45mm，例如可以是1.30mm、1.32mm、 1.35mm、1.37mm、1.40mm、1.42mm或1.45mm等，但不限于所列举的数值， 该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一牵拉中牵拉的压力为 100-110N，例如可以是100N、101N、102N、103N、104N、105N、106N、107N、 108N、109N或110N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值 同样适用。
优选地，步骤(1)所述第一牵拉中牵拉的拉力为130-145N，例如可以是 130N、135N、140N或145N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举 的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述底层为发泡聚氨酯。
优选地，步骤(2)所述背胶层为胶带。
本发明中，将中间初料与底层和背胶层进行压合时，中间初料的中间层和 底层相结合，底层和背胶层相结合。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述中间初料给料时控制拉力为 65-105N，例如可以是65N、75N、85N、95N或105N等，但不限于所列举的数 值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二压合中的压力为670-700N， 例如可以是670N、675N、680N、685N、690N、695N或700N等，但不限于所 列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合的速度为1-2m/min，例如可以是 1m/min、1.2m/min、1.3m/min、1.4m/min、1.5m/min、1.6m/min、1.7m/min、1.8m/min、 1.9m/min或2m/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同 样适用。
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合的温度为75-90℃，例如可以是75℃、 80℃、85℃或90℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同 样适用。
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行 调整。
优选地，所述垫片的厚度为2-3mm，例如可以是2mm、2.1mm、2.2mm、 2.3mm、2.4mm、2.5mm、2..6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3mm等，但不限 于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二牵拉中牵拉的压力为 100-110N，例如可以是100N、101N、102N、103N、104N、105N、106N、107N、108N、109N或110N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值 同样适用。
优选地，步骤(2)所述第二牵拉中牵拉的拉力为130-145N，例如可以是 130N、131N、132N、133N、134N、135N、136N、137N、138N、139N、140N、 141N、142N、143N、144N或145N等，但不限于所列举的数值，该范围内其他 未列举的数值同样适用。
本发明提供的方法，通过控制压合的温度和给料速度实现了制备研磨垫时 粘结结合率及空隙率的有效提升。
本发明中的聚氨酯垫层的型号为KC100或KD1000等，中间层为Sekisui 公司的双面胶5760或575等，底层为发泡聚氨酯B32等，背胶层为3M胶带， 例如可以是442等胶带。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；其中， 中间层给料时控制拉力为65-105N；所述顶层为聚氨酯垫层；所述中间层为双面 胶；所述第一压合中压合的压力为670-700N；所述第一压合中压合的速度为 1-2m/min；所述第一压合中压合的温度为100-110℃；所述第一压合中压合时使 用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为1.30-1.45mm；所述第一 牵拉中牵拉的压力为100-110N；所述第一牵拉中牵拉的拉力为130-145N；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第 二牵拉，得到研磨垫；其中，所述底层为发泡聚氨酯；所述背胶层为胶带；所 述中间初料给料时控制拉力为65-105N；所述第二压合中压合和压力为 670-700N；所述第二压合中压合的速度为1-2m/min；所述第二压合中压合的温 度为75-90℃；所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所 述垫片的厚度为2-3mm；所述第二牵拉中牵拉的压力为100-110N；所述第二牵 拉中牵拉的拉力为130-145N。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明中，通过二次热粘结的方式保证研磨垫的加工表面外观一致，同时 保证产品粘结强度在合格范围内，粘结强度为0.8-1.2MPa，粘结结合率高达95％ 以上，孔隙率为50-60％。
附图说明
图1是本发明实施例1中所得研磨垫的示意图。
图中：1-顶层，2-中间层，3-底层，4-背胶层。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子， 并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为 准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限 制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种研磨垫的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层1和中间层2依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料； 其中，中间层给料时控制拉力为80N；所述顶层1为聚氨酯垫层KC100；所述 中间层2为双面胶5760；所述第一压合中压合的压力为685N；所述第一压合中 压合的速度为1.5m/min；所述第一压合中压合的温度为105℃；所述第一压合中 压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为1.37mm；所述 第一牵拉中牵拉的压力为105N；所述第一牵拉中牵拉的拉力为137N；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层3和背胶层4进行依次第二压合 和第二牵拉，得到研磨垫，如图1所示；其中，所述底层3为发泡聚氨酯B32； 所述背胶层4为442胶带；所述中间初料给料时控制拉力为105N；所述第二压 合中压合和压力为670N；所述第二压合中压合的速度为1.4m/min；所述第二压 合中压合的温度为82℃；所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进 行调整；所述垫片的厚度为2.5mm；所述第二牵拉中牵拉的压力为105N；所述 第二牵拉中牵拉的拉力为137N。
所得研磨垫，如图1所示，粘结强度为1.0MPa，粘结结合率为98％，孔隙率 为52％。
实施例2
本实施例提供一种研磨垫的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；其中， 中间层给料时控制拉力为65N；所述顶层为聚氨酯垫层KD1000；所述中间层为 双面胶5760；所述第一压合中压合的压力为700N；所述第一压合中压合的速度 为1m/min；所述第一压合中压合的温度为110℃；所述第一压合中压合时使用 垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为1.45mm；所述第一牵拉中 牵拉的压力为100N；所述第一牵拉中牵拉的拉力为145N；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第 二牵拉，得到研磨垫；其中，所述底层为发泡聚氨酯B32；所述背胶层为442 胶带；所述中间初料给料时控制拉力为65N；所述第二压合中压合和压力为 685N；所述第二压合中压合的速度为1m/min；所述第二压合中压合的温度为 90℃；所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片 7 的厚度为2mm；所述第二牵拉中牵拉的压力为110N；所述第二牵拉中牵拉的拉 力为145N。
所得研磨垫的粘结强度为0.8MPa，粘结结合率为99％，孔隙率为60％。
实施例3
本实施例提供一种研磨垫的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；其中， 中间层给料时控制拉力为105N；所述顶层为聚氨酯垫层KC100；所述中间层为 5760双面胶；所述第一压合中压合的压力为670N；所述第一压合中压合的速度 为2m/min；所述第一压合中压合的温度为100-110℃；所述第一压合中压合时使 用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为1.30mm；所述第一牵拉 中牵拉的压力为110N；所述第一牵拉中牵拉的拉力为130N；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第 二牵拉，得到研磨垫；其中，所述底层为发泡聚氨酯B32；所述背胶层为442 胶带；所述中间初料给料时控制拉力为88N；所述第二压合中压合和压力为 700N；所述第二压合中压合的速度为2m/min；所述第二压合中压合的温度为 75℃；所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片 的厚度为3mm；所述第二牵拉中牵拉的压力为100N；所述第二牵拉中牵拉的拉 力为130N。
所得研磨垫的粘结强度为1.2MPa，粘结结合率为97.5％，孔隙率为55％。
对比例1
与实施例1的区别仅在于将步骤(1)的压合温度变为75℃。所得研磨垫的 粘结强度为0.6MPa，粘结结合率为90％，孔隙率为40％。
对比例2
与实施例1的区别仅在于将步骤(1)的压合温度变为150℃。所得研磨垫 的粘结强度为0.67MPa，粘结结合率为88％，孔隙率为37％。
对比例3
与实施例1的区别仅在于将步骤(1)的压合速度变为0.5m/min。所得研磨 垫的粘结强度为0.7MPa，粘结结合率为92％，孔隙率为35％。
对比例4
与实施例1的区别仅在于将步骤(1)的压合速度变为3m/min。所得研磨垫 的粘结强度为0.72MPa，粘结结合率为89％，孔隙率为36％。
对比例5
与实施例1的区别仅在于将步骤(2)的压合温度变为50℃。所得研磨垫的 粘结强度为0.66MPa，粘结结合率为85％，孔隙率为38％。
对比例6
与实施例1的区别仅在于将步骤(2)的压合温度变为110℃。所得研磨垫 的粘结强度为0.63MPa，粘结结合率为86％，孔隙率为39％。
对比例7
与实施例1的区别仅在于将步骤(2)的压合速度变为0.5m/min。所得研磨 垫的粘结强度为0.74MPa，粘结结合率为87％，孔隙率为41％。
对比例8
与实施例1的区别仅在于将步骤(2)的压合速度变为3m/min。所得研磨垫 的粘结强度为0.68MPa，粘结结合率为91％，孔隙率为36.5％。
本发明中，通过二次热粘结的方式保证研磨垫的加工表面外观一致，同时 保证产品粘结强度在合格范围内，粘结强度为0.8-1.2MPa，粘结结合率高达95％ 以上，孔隙率为50-60％。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本 发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构 特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对 本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落 在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施 方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进 行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重 复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不 违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种研磨垫的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第二牵拉，得到研磨垫。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述中间层给料时控制拉力为65-105N。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述顶层为聚氨酯垫层；
优选地，步骤(1)所述中间层为双面胶。
4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一压合中压合的压力为670-700N；
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合的速度为1-2m/min；
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合的温度为100-110℃；
优选地，步骤(1)所述第一压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；
优选地，所述垫片的厚度为1.30-1.45mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一牵拉中牵拉的压力为100-110N；
优选地，步骤(1)所述第一牵拉中牵拉的拉力为130-145N。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述底层为发泡聚氨酯；
优选地，步骤(2)所述背胶层为胶带。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述中间初料给料时控制拉力为65-105N。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二压合中的压力为670-700N；
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合的速度为1-2m/min；
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合的温度为75-90℃；
优选地，步骤(2)所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；
优选地，所述垫片的厚度为2-3mm。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二牵拉中牵拉的压力为100-110N；
优选地，步骤(2)所述第二牵拉中牵拉的拉力为130-145N。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将顶层和中间层依次进行第一压合和第一牵拉，得到中间初料；其中，中间层给料时控制拉力为65-105N；所述顶层为聚氨酯垫层；所述中间层为双面胶；所述第一压合中压合的压力为670-700N；所述第一压合中压合的速度为1-2m/min；所述第一压合中压合的温度为100-110℃；所述第一压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为1.30-1.45mm；所述第一牵拉中牵拉的压力为100-110N；所述第一牵拉中牵拉的拉力为130-145N；
(2)将步骤(1)得到的中间初料与底层和背胶层进行依次第二压合和第二牵拉，得到研磨垫；其中，所述底层为发泡聚氨酯；所述背胶层为胶带；所述中间初料给料时控制拉力为65-105N；所述第二压合中压合的压力为670-700N；所述第二压合中压合的速度为1-2m/min；所述第二压合中压合的温度为75-90℃；所述第二压合中压合时使用垫片对压合滚筒的间距进行调整；所述垫片的厚度为2-3mm；所述第二牵拉中牵拉的压力为100-110N；所述第二牵拉中牵拉的拉力为130-145N。
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