TWI844176B - 拋光墊和利用該拋光墊的半導體裝置的製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供拋光墊和應用該拋光墊的半導體裝置的製造方法,拋光墊包括:拋光層;窗口;以及支撐層。根據本發明的拋光墊,即使在實質上長時間應用於拋光工序,也能夠在沒有漏水的情況下實現優異的長期耐久性
Description
本發明關於一種作為半導體裝置的製造過程中的一部分,應用於半導體基板的化學機械平坦化工序的拋光墊和應用所述拋光墊的半導體裝置的製造方法。
化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)或者化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)工序可以在各種技術領域中用於各種目的。CMP工序在拋光對象的規定的被拋光面上進行,可以用於平坦化被拋光面、除去凝集的物質、解決晶格損傷、去除劃痕與污染源等。
半導體工序的CMP工序技術可根據拋光對象膜質(membranous)或者拋光後的表面的形狀來進行分類。例如,可以按拋光對象膜質分為單晶矽(single silicon)或者多晶矽(poly silicon),也可以按雜質的種類分為各種氧化膜或者鎢(W)、銅(Cu)、鋁(Al)、釕(Ru)、鉭(Ta)等金屬膜CMP工序。並且,還可以按拋光後的表面的形狀來分為改善基板表面的粗糙度的工序、平坦化多層電路佈線導致的高度差的工序、以及用於拋光後選擇性形成電路佈線的裝置分離工序。
可以在半導體裝置的製造過程中多次應用CMP工序。半導體裝置包括多個層,並且每個層都包括複雜且微細的電路圖案。另外,在最近的半導體裝置中,單個晶片大小減小,且各層的圖案都向著更複雜且微細的方向進化。因此,在半導體裝置的製造過程中,CMP工序的目的已經擴展到不僅包括電路佈線的平坦化,還包括電路佈線的分離及佈線表面的改善等,其結果正在要求更加精密且可靠性的CMP性能。
這種用於CMP工序的拋光墊作為通過摩擦來將被拋光面加工至目的水平的工序用構件,在拋光後的被拋光對象的厚度均勻度、被拋光面的平坦度、拋光品質等方面可視為最重要的因素之一。
[發明要解決的問題]
一實現例旨在提供一種在應用終點檢測用窗口的拋光墊中,使成為通過所述窗口和所述拋光墊之間的介面的透水路徑的洩漏(leak)最小化,即使在實質上長時間應用於拋光工序,也在沒有漏水的情況下實現優異的長期耐久性的拋光墊。
另一實現例作為應用所述拋光墊的半導體裝置的製造方法,旨在提供一種所述拋光墊的應用窗口的特定結構與關於拋光工序的最佳工序條件一同結合,從而進一步提高工序效率,並且能夠製造在拋光率、拋光平坦度以及缺陷防止等方面確保優異的品質的半導體裝置的方法。
[用於解決問題的手段]
在一實現例中,提供一種拋光墊,其中,包括:拋光層,包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二表面的第一通孔;窗口,配置於所述第一通孔內;以及支撐層,配置於所述拋光層的所述第二表面側,包括所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面,包括從所述第三表面貫通至所述第四表面同時與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部。
所述第一黏合層可以包含水分固化性樹脂,所述第二黏合層可以包含熱塑性樹脂。
所述第一黏合層可以不配置於所述第一通孔的側面和所述窗口的側面之間。
所述第一黏合層可以還配置於所述第一通孔的側面和所述窗口的側面之間。
所述屏障層可以包含選自由樹脂薄膜、金屬沉積樹脂薄膜、無機膜沉積樹脂薄膜、疏水性阻隔塗層樹脂薄膜、粒子分散樹脂薄膜、無機膜、金屬膜以及它們的組合組成的組中的一種。
所述支撐層在除所述壓縮部之外的區域包括非壓縮部,並且相對於所述非壓縮部的厚度的所述壓縮部的厚度的百分率可以為0.01%至80%。
所述第一表面包括至少一個溝槽,所述溝槽的深度可以為100μm至1500μm,寬度為0.1mm至20mm。
所述第一表面包括多個溝槽,多個所述溝槽包括同心圓形溝槽,所述同心圓形溝槽的兩個相鄰溝槽之間的間隔可以為2mm至70mm。
所述窗口的最下端面可以包括凹入(recess)部。
所述凹入部的深度可以為0.1mm至2.5mm。
所述窗口包含含有第一氨基甲酸乙酯系預聚物的窗口組合物的非發泡固化物,所述拋光層可以包含含有第二氨基甲酸乙酯系預聚物的拋光層組合物的發泡固化物。
在常溫乾燥狀態下針對所述第一表面測量的邵氏D硬度可以小於在常溫乾燥狀態下針對所述窗口的最上端面測量的邵氏D硬度。
在另一實現例中,提供一種半導體裝置的製造方法,其中,包括:提供具備拋光層的拋光墊的步驟,所述拋光層包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二表面的第一通孔,包括配置於所述第一通孔內的窗口;以及將所述第一表面和拋光對象的被拋光面配置成彼此接觸,然後在加壓條件下使所述拋光墊和所述拋光對象彼此相對旋轉的同時拋光所述拋光對象的步驟,所述拋光對象包括半導體基板,所述拋光墊還包括配置於所述拋光層的所述第二表面側的支撐層,所述支撐層包括所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面,包括從所述第三表面貫通至所述第四表面同時與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部。
所述半導體裝置的製造方法可以還包括:在所述第一表面上供給拋光漿料的步驟。
所述拋光漿料通過供給噴嘴噴射在所述第一表面上,通過所述供給噴嘴噴射的所述拋光漿料的流量可以為10mL/分鐘至1,000mL/分鐘。
所述拋光對象和所述拋光墊的旋轉速度分別可以為10rpm至500rpm。
[發明效果]
所述拋光墊通過多級黏合層結構、壓縮部結構以及屏障層的組合來最小化液體成分通過所述窗口和所述拋光墊之間的介面流入的洩漏(leak),並且即使在實質上長時間應用於拋光工序,也能夠在沒有漏水的情況下實現優異的長期耐久性。
在所述半導體裝置的製造方法中,前述的所述拋光墊的應用窗口的特定結構與關於拋光工序的最佳工序條件一同結合,從而進一步提高工序效率,並且能夠在拋光率、拋光平坦度以及缺陷防止等方面確保優異的品質。
若參照實施例則本發明的優點、特徵及其實現方法會變得清楚。然而,本發明不限於以下公開的實施例,而是以彼此不同的各種方式實現,本實施例僅是為了使本發明的公開更完整,並向本發明所屬技術領域的普通技術人員完整理解本發明的範疇而提供的,並且本發明僅由申請專利範圍的範圍定義。
在圖式中,為了明確表達各種層和區域,對厚度進行放大並示出。並且,在附圖中,為了方便說明,將部分層和區域的厚度誇大示出。在整個說明書中,相同的附圖標記表示相同的構成要素。
另外,在本說明書中,當稱為層、膜、區域、板等的一部分位於另一部分的“上面”、“上方”或“上部”時,這不僅包括直接位於另一部分的“上方”的情況,還包括中間還有其他部分的情況。相反,當稱為某一部分直接位於另一部分的“上方”時,意味著中間沒有其他部分。同時,當稱為層、膜、區域、板等的一部分位於另一部分的“下方”或“下部”時,這不僅包括直接位於另一部分的“下方”的情況,還包括中間還有其他部分的情況。相反,當稱為某個部分直接位於另一部分的“下方”時,意味著中間沒有其他部分。
在本說明書中,“第一”或“第二”等修飾語作為用於區分上位結構不同的情況的用語,這種修飾語不意味著相互組成具體上是不同的種類。
以下將詳細說明本發明的實現例。
在本發明的一實現例中,提供一種拋光墊,其中,包括:拋光層,包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二表面的第一通孔;窗口,配置於所述第一通孔內;以及支撐層,配置於所述拋光層的所述第二表面側,包括所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面,包括從所述第三表面貫通至所述第四表面同時與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部。
所述拋光墊是在需要表面平坦化等的拋光工序中必不可少的輔助材料中的一種,尤其是在半導體裝置的製造工序中重要的工序構件中的一種。所述拋光墊的目的在於平坦化不平坦的結構,謀求在去除表面缺陷等的後續加工的便利性。雖然拋光工序是除了半導體技術領域之外,還應用於其他技術領域的工序,但是與其他技術領域相比,半導體製造工序中要求的拋光工序的精密度可被稱為是最高水平。近年來,考慮到半導體裝置的高集成化和超小型化等的傾向性,在製造半導體裝置的過程中,拋光工序中的非常微細的誤差也可能會導致半導體裝置整體品質大大下降。因此,為了拋光工序的微細控制(Control),導入了拋光終點檢測技術,以在半導體基板被準確地拋光到所期望的程度時終止拋光。
圖1是概略性地示出了一實現例的拋光墊100的俯視圖的圖。參照圖1,所述拋光墊100可以包括窗口102。具體而言,所述拋光墊100可以通過導入整體上具有非透光性但局部具有透光性的窗口(Window)102來利用鐳射等光信號檢測膜質的變化,從而確定拋光的終點。這種終點檢測用窗口102是由不同於組成拋光墊100的拋光層的基本材料和物性的材料和物性組成的構件,該構件被導入後,在拋光層的拋光面形成局部呈現異質性的部分。由於在半導體基板的拋光中應用包括窗口的最上端面的拋光墊的整個拋光面,因此將最小化窗口導入部分的局部異質性對半導體基板的拋光造成的不利影響可以是確定半導體裝置的品質的重要因素。
基於這種觀點,一實現例的所述拋光墊100在所述窗口102的導入方面應用特定的結構特徵,從而能夠在確保通過所述窗口102的工序優點的同時作為能夠通過最小化與所述窗口102導入部分的局部異質性有關的不利因素來製造優異的半導體裝置的工序構件發揮功能。
圖2是概略性地示出了一實現例的所述拋光墊100的剖視圖的圖,具體而言,是概略性地示出了所述圖1的X-X’切割面。參照圖2,所述拋光墊100包括拋光層10,所述拋光層10包括作為拋光面的第一表面11和作為所述第一表面11的相反面的第二表面12。另外,所述拋光層10包括從所述第一表面11貫通至所述第二表面12的第一通孔101,所述窗口102配置於所述第一通孔101內。
另外,所述拋光墊100還包括配置於所述拋光層10的所述第二表面12側的支撐層20。所述支撐層20包括所述拋光層10側的第三表面21和作為所述第三表面21的相反面的第四表面22,並且包括從所述第三表面21貫通至所述第四表面22的同時與所述第一通孔101連接的第二通孔201。由於所述第二通孔201以與所述第一通孔101連接的方式形成,因此所述拋光墊100包括從其最上端面至最下端面貫通整體厚度的光路徑(Light-pass),由此可以有效應用通過所述窗口102的光學終點檢測方法。
在所述拋光墊100中,所述第二通孔201小於所述第一通孔101,所述窗口102的最下端面可以由所述第三表面21支撐。由於所述第二通孔201形成為小於所述第一通孔101,因此在所述第三表面21上形成能夠支撐所述窗口102的支撐面。這時,在所述窗口的最下端面和所述第三表面21之間包括第一黏合層30。另外,在所述第二表面12和所述第三表面21之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面21之間包括第二黏合層40。另外,在所述第二黏合層40的一表面上包括屏障層50。由此,在所述窗口的最下端面和所述第三表面21之間包括含有所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層和所述屏障層50的層疊結構,借助這種多級黏合結構和屏障層的層疊結構,可以大大提高漏水防止效果。具體而言,應用所述拋光墊100的拋光工序在所述拋光面11上供給液體漿料等流體的同時進行,這時,源自這種流體的成分可能流入到所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面。在以這種方式透過的流體成分經由所述第二通孔201流入所述拋光墊100下端的拋光裝置的情況下,有可能導致拋光裝置發生故障或者妨礙所述窗口102的準確的終點檢測。根據這種觀點,所述拋光墊100以所述第二通孔201小於所述第一通孔101的方式形成,從而在所述第三表面21上確保所述窗口102的支撐面,與此同時,在所述支撐面形成包括所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層和屏障層的層疊結構,從而能夠大大提高漏水防止效果。
在一實現例中,所述屏障層50作為透水性低的薄膜形式的層,與所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層結構一同使用,從而能夠有助於最大化所述拋光墊100的漏水防止效果。
在一實現例中,所述屏障層50可以包括選自由樹脂薄膜、金屬沉積樹脂薄膜、無機膜沉積樹脂薄膜、疏水性阻隔塗層樹脂薄膜、粒子分散樹脂薄膜、無機膜、金屬膜以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,所述屏障層50的透濕度可以小於約45g/m
2/day,例如,可以小於約40g/m
2/day,例如,可以小於約30g/m
2/day,例如,可以小於約25g/m
2/day,例如,可以小於約10g/m
2/day,例如,可以為約0g/m
2/day至約40g/m
2/day,例如,可以為約0g/m
2/day至約30g/m
2/day,例如,可以為約0g/m
2/day至約25g/m
2/day,例如,可以為約0g/m
2/day至約10g/m
2/day。由於所述屏障層50的透濕度滿足前述範圍,因此能夠大大提高所述拋光墊100的漏水防止效果。
在一實現例中,所述屏障層50的厚度可以為約5μm至約50μm,例如,可以為約5μm至約40μm,例如,可以為約10μm至約30μm,例如,可以為約10μm至約25μm,例如,可以為約10μm至約20μm。由於所述屏障層50的厚度滿足前述範圍,因此在確保水分防止方面有效的厚度的同時適當地確保所述屏障層50的所述拋光墊100的整體厚度,從而能夠不降低工序效率。另外,所述屏障層50基於與配置於其兩表面的所述第二黏合層40和所述支撐層20的穩定的附著力實現優異的耐久性。
在一實現例中,所述屏障層50的密度可以為約0.8g/cm
3至約2.0g/cm
3,例如,可以為約0.8g/cm
3至約1.8g/cm
3,例如,可以為約1.0g/cm
3至約1.8g/cm
3,例如,可以為約1.2g/cm
3至約1.6g/cm
3。由於滿足前述的密度範圍,因此所述屏障層50可以有利於實現所述拋光墊100的漏水防止效果,並且可以更加有利於在配置於所述屏障層50的兩表面的所述第二黏合層40和所述支撐層20之間確保機械耐久性。
在一實現例中,所述屏障層50的抗拉強度可以為約10kgf/mm
2至約50kgf/mm
2,例如,可以為約10kgf/mm
2至約45kgf/mm
2,例如,可以為約15kgf/mm
2至約45kgf/mm
2,例如,可以為約20kgf/mm
2至約40kgf/mm
2。由於具有前述的抗拉強度,因此所述屏障層50能夠在提高漏水防止效果的同時有助於提高所述拋光墊100的耐久性,並且能夠提高導入所述屏障層50的工序效率。
在一實現例中,所述屏障層50的延伸率可以為約100%至約160%,例如,可以為約100%至約150%,例如,可以為約105%至約150%,例如,可以為約110%至約150%。由於具有前述的抗拉強度,因此所述屏障層50能夠在提高漏水防止效果的同時有助於提高所述拋光墊100的耐久性,並且能夠提高導入所述屏障層50的工序效率。
例如,所述樹脂薄膜可以包含選自由聚酯(Polyester)、聚醯胺(PA,Polyamide)、聚酮(Polyketone)、聚碸(Polysulfone)、聚碳酸酯(polycarbonate)、含氟聚合物(Fluoropolymer)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、共聚醚酯(Copolyetherester)、共聚醚醯胺(Copolyetheramide)、聚氨酯(Polyurethane)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚烯烴(Polyolefin)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述金屬沉積樹脂薄膜可以包括:樹脂層,可以包含選自由聚酯(Polyester)、聚醯胺(PA,Polyamide)、聚酮(Polyketone)、聚碸(Polysulfone)、聚碳酸酯(polycarbonate)、含氟聚合物(Fluoropolymer)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、共聚醚酯(Copolyetherester)、共聚醚醯胺(Copolyetheramide)、聚氨酯(Polyurethane)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚烯烴(Polyolefin)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)以及它們的組合組成的組中的一種;以及金屬層,沉積在所述樹脂層上。例如,所述金屬層可以包含選自由鋁(Al)、鋅(Zn)、錫(Sn)、不鏽鋼(Stainless Steel)、鈦(Ti)以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述無機膜沉積樹脂薄膜可以包括:樹脂層,包含選自由聚酯(Polyester)、聚醯胺(PA,Polyamide)、聚酮(Polyketone)、聚碸(Polysulfone)、聚碳酸酯(polycarbonate)、含氟聚合物(Fluoropolymer)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、共聚醚酯(Copolyetherester)、共聚醚醯胺(Copolyetheramide)、聚氨酯(Polyurethane)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚烯烴(Polyolefin)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)以及它們的組合組成的組中的一種;以及無機膜層,沉積在所述樹脂層上。例如,所述無機膜層可以包含選自由矽氧化物(SiO
x)、矽氮化物(SiN
x)、氮氧化矽(SiO
xN
y)、鋁氧化物(Al
xO
y)、鋁氮化物(Al
xN
y)、鎳氧化物(NiO
x)、鈷氧化物(CoO
x)、鎂氧化物(MgO)、鈦氧化物(TiO
x)以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述疏水性阻隔塗層樹脂薄膜可以包括:樹脂層,包含選自由聚酯(Polyester)、聚醯胺(PA,Polyamide)、聚酮(Polyketone)、聚碸(Polysulfone)、聚碳酸酯(polycarbonate)、含氟聚合物(Fluoropolymer)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、共聚醚酯(Copolyetherester)、共聚醚醯胺(Copolyetheramide)、聚氨酯(Polyurethane)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚烯烴(Polyolefin)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)以及它們的組合組成的組中的一種;以及塗層,在所述樹脂層上。例如,所述塗層可以包含選自由聚偏氯乙烯(PVDC)、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,關於各個所述金屬沉積樹脂薄膜、所述無機膜沉積樹脂薄膜或所述疏水性阻隔塗層樹脂薄膜,所述樹脂層的厚度可以為約4.5μm至約45μm,例如,可以為約4.5μm至約30μm,例如,可以為約4.5μm至約20μm,例如,可以為約4.5μm至約15μm,例如,可以為約4.5μm至約12μm。
在所述疏水性阻隔塗層樹脂薄膜中,所述塗層的厚度例如,可以為約0.5μm至約5μm,例如,可以為0.5μm至約4.5μm,例如,可以為約0.5μm至約3μm。
在所述金屬沉積樹脂薄膜中,所述金屬層的厚度例如,可以為約0.01μm至約0.5μm,例如,可以為約0.01μm至約0.3μm,例如,可以為約0.01μm至約0.1μm。
在所述無機膜沉積樹脂薄膜中,所述無機膜的厚度例如,可以為約0.01μm至約0.5μm,例如,可以為約0.01μm至約0.3μm,例如,可以為約0.01μm至約0.1μm。
例如,所述粒子分散樹脂薄膜可以包括:樹脂層,包含選自由聚酯(Polyester)、聚醯胺(PA,Polyamide)、聚酮(Polyketone)、聚碸(Polysulfone)、聚碳酸酯(polycarbonate)、含氟聚合物(Fluoropolymer)、聚丙烯酸酯(Polyacrylate)、共聚醚酯(Copolyetherester)、共聚醚醯胺(Copolyetheramide)、聚氨酯(Polyurethane)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚烯烴(Polyolefin)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)以及它們的組合組成的組中的一種;以及在所述樹脂層中分散的粒子。例如,所述粒子可以包含選自由鈦氧化物(TiOx)、聚氨酯(Polyurethane)、碳酸鈣(Calcium Carbonate)、石墨烯(Graphene)、富勒烯(Fullerene)、碳納米管(Carbon nano tube)、雲母(Mica)、蒙脫石(montmorillonite)、皂石(saponite)、水輝石(hectorite)、蛭石(vermiculite)以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述無機膜可以包含選自由矽氧化物(SiO
x)、矽氮化物(SiN
x)、氮氧化矽(SiO
xN
y)、鋁氧化物(Al
xO
y)、鋁氮化物(Al
xN
y)、鎳氧化物(NiO
x)、鈷氧化物(CoO
x)、鎂氧化物(MgO)、鈦氧化物(TiO
x)以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述金屬膜可以包含選自由鋁(Al)、鋅(Zn)、錫(Sn)、不鏽鋼(Stainless Steel)、鈦(Ti)以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,所述屏障層可以包括:疏水性阻隔塗層樹脂薄膜或金屬沉積樹脂薄膜。例如,所述疏水性阻隔塗層樹脂薄膜可以包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂層;以及所述樹脂層上的聚偏氯乙烯(PVDC)塗層。例如,所述金屬沉積樹脂薄膜可以包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂層;以及所述樹脂層上的鋁(Al)沉積層。
所述拋光墊100為了最大化漏水防止效果,在所述支撐層20部分地包括壓縮部(CR,compressed region)。具體而言,參照圖2,所述壓縮部CR形成於所述支撐層20的與所述窗口102的最下端面對應的區域。這時,與所述窗口102的最下端面對應的區域是指在所述支撐層20中包括與所述窗口102的最下端面對應的部分的規定區域,所述窗口102側面的延長線不必與所述壓縮部CR的內側末端一致。即,所述壓縮部CR只要形成於規定區域上即可,以使從所述第二通孔201的側面向所述支撐層20的內部包括所有與所述窗口102的最下端面對應的部分。
在一實現例中,所述壓縮部CR可以具有連續結構,以使從所述第二通孔201的側面沿著朝向所述支撐層的內部的方向包括所有與所述窗口102的最下端面對應的部分。另一方面,所述壓縮部CR是包括所有與所述窗口102的最下端面對應的部分的連續壓縮區域,可以不包括由非壓縮部NCR劃分的兩個以上的壓縮區域。又一方面,所述壓縮部CR可以是一體形成的連續壓縮區域,以使包括所有與所述窗口102的最下端面對應的部分。即,所述壓縮部CR是在作為所述支撐層20的下表面的第四表面22側被加壓從而一體形成的連續壓縮區域,並且不包括在形成過程中加壓方向不同的兩個以上的壓縮區域。通過這種方式,不僅能夠最大化工序效率,還能夠更加有利於通過加壓工序形成的高密度區域提高漏水防止效果。
如上所述,由於在所述支撐層20的與所述窗口102的最下端面對應的區域形成壓縮部CR,因此所述壓縮部CR可以形成相對於非壓縮部(NCR,non-compression region)的高密度區域,能夠通過這種方式來與所述多級黏合層一同發揮有效防止可能流入到所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面的流體成分的作用。其結果,一實現例的所述拋光墊100能夠實現所述窗口102的最下端面和所述第三表面21之間的多級黏合層結構與所述支撐層20的壓縮部CR結構的有機結合,從而與先前技術相比顯著提高的漏水防止效果。
在一實現例中,所述第一黏合層30可以包含水分固化性樹脂,所述第二黏合層40可以包含熱塑性樹脂。在一實現例中,所述第一黏合層30和所述第二黏合層40可以從所述窗口102的最下端面沿著朝向所述第三表面21的方向依次配置。所述第一黏合層30是從所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間洩漏的流體成分第一次接觸到的黏合層,由於所述第一黏合層30包含水分固化性樹脂,因此能夠大大提高漏水防止效果。所述第二黏合層40又是所述窗口102的最下端面和第三表面21之間的多級黏合層中的一結構,同時是為了附著所述拋光層10和所述屏障層50而配置於所述第二表面12和所述第三表面21之間的層,由於所述第二黏合層40包含熱塑性樹脂,因此能夠在與所述第一黏合層30一同層疊從而提高漏水防止效果的同時確保所述拋光層10和所述屏障層50之間的優異的介面耐久性。
所述第一黏合層30可以包含含有氨基甲酸乙酯系預聚物的水分固化性黏合劑組合物的水分固化物,其中,所述氨基甲酸乙酯系預聚物由包含芳香族二異氰酸酯和多元醇的單體成分聚合形成。其中,“水分固化性”是指水分發揮固化引發劑作用的性質,所述水分固化性黏合劑組合物是指空氣中的水分發揮固化引發劑作用的黏合劑組合物。在本說明書中,“預聚物(prepolymer)”是指在製造固化物時,為了便於成型而在中間階段中斷聚合度的具有比較低的分子量的高分子。所述預聚物自身可以經過加熱和/或加壓等附加的固化工序,或者與其他聚合性化合物,例如,不同種類的單體或者不同種類的預聚物等附加化合物混合而反應來最終成型為固化物。
由於所述第一黏合層30源自包含由所述單體成分聚合形成的氨基甲酸乙酯系預聚物的水分固化性黏合劑組合物,因此能夠在大大提高所述窗口102和所述第一黏合層30之間的介面附著性的同時,基於所述第一黏合層30和所述第二黏合層40之間優異的相容性來大大提高漏水防止效果。
更具體而言,所述第一黏合層30可以包含水分固化性黏合劑組合物的水分固化物,所述水分固化性黏合劑組合物包含:氨基甲酸乙酯系預聚物,由包含下述化學式1的芳香族二異氰酸酯以及碳原子數2至10的二元醇的單體成分聚合形成;以及下述化學式1的未反應芳香族二異氰酸酯。
[化學式1]
例如,所述單體成分可以包含碳原子數為2至10,例如,碳原子數為3至10,例如,碳原子數為4至10,例如,碳原子數為5至10的二元醇。
更具體而言,所述第一黏合層30可以包含水分固化性黏合劑組合物的水分固化物,所述水分固化性黏合劑組合物包含:氨基甲酸乙酯系預聚物,由包含所述化學式1的芳香族二異氰酸酯、下述化學式2的二元醇以及下述化學式3的二元醇的單體成分聚合形成;以及所述化學式1的未反應芳香族二異氰酸酯。
[化學式2]
[化學式3]
所述黏合劑組合物可以包含約90重量%至約99重量%的所述氨基甲酸乙酯系預聚物,並且可以包含約1重量%至約10重量%的所述未反應芳香族二異氰酸酯。例如,所述氨基甲酸乙酯系預聚物的含量可以為約91重量%至約99重量%,例如,可以為約93重量%至約99重量%,例如,可以為約95重量%至約99重量%,並且所述未反應芳香族二異氰酸酯的含量可以為約1重量%至約9重量%,例如,可以為約1重量%至約7重量%,例如,可以為約1重量%至約5重量%。所述未反應芳香族二異氰酸酯是指兩末端的異氰酸酯基(-NCO)以未發生聚氨酯反應的狀態存在的二異氰酸酯。
用於所述第一黏合層30的黏合劑組合物在常溫的黏度可以為約5,000mPa·s至約10,000mPa·s,例如,可以為約6,000mPa·s至約9,000mPa·s。其中,常溫是指約20℃至約30℃範圍內的一溫度。由於所述黏合劑組合物的黏度滿足前述範圍,因此能夠在所述第一黏合層30的形成過程中確保優異的工序效率,並且與此同時,通過固化所述第一黏合層30來形成的所述第一黏合層30的密度可以更加有利於漏水防止效果。
具體而言,所述第二黏合層40可以包含選自由熱塑性氨基甲酸乙酯系黏合劑、丙烯酸系熱塑性丙烯酸系黏合劑、熱塑性矽系黏合劑以及它們的組合組成的組中的一種。由於所述第二黏合層40包含熱塑性樹脂,因此可以在與包含熱固性樹脂的情況相比工序效率提高方面獲取技術優點。具體而言,在利用熱固性黏合劑作為所述第二黏合層40的情況下,難以應用卷對卷(Roll-to-roll)工序,因此大量生產中的效率下降,由於需應用噴射(Spray)塗覆方式來代替卷對卷(Roll-to-roll)工序,因此有可能墊的污染度因飛散而變高。即,所述第二黏合層40是在所述第二表面和所述第三表面之間大面積形成的層,由於應用了熱塑性黏合劑,因此能夠提高工序效率,通過防止拋光墊受到污染來顯著減少不良率,並且能夠更加有利於在與源自水分固化性黏合劑的所述第一黏合層30確保漏水防止效果方面優異的相容性。另外,所述第二黏合層40包含熱塑性樹脂,從而能夠與配置於其一表面上的所述屏障層50實現優異的介面附著性。
在一實現例中,所述第二黏合層40的厚度可以為約15μm至約40μm,例如,可以為約15μm至約35μm,例如,可以為約20μm至約35μm,例如,可以為約22μm至約32μm。由於所述第二黏合層40的厚度滿足所述範圍,因此所述第二黏合層40能夠在所述第二表面12和所述第三表面21之間確保充分的附著性的同時,作為所述窗口102的最下端面上的多級黏合層的一結構,更加有利於實現漏水防止效果。另外,能夠與配置於所述第二黏合層40的一表面上的所述屏障層50確保優異的介面附著性。
參照圖2,在一實現例的所述拋光墊100中,所述第一黏合層30可以不配置於所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間。另一方面,所述第一黏合層30可以僅通過所述窗口102和所述窗口102的最下端面接觸。即,配置於所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的所述第一黏合層30的長度可以為0μm。可以通過這種結構來最小化所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的間隙(Gap),其結果,能夠在防止液體成分的流入本身,或者防止工序殘留物(Debris)等堆積在間隙方面獲取技術優點。
圖3是概略性地示出了另一實現例的所述拋光墊100’的剖視圖的圖。參照圖3,所述第一黏合層30還可以配置於所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間。另一方面,所述第一黏合層30可以通過所述窗口102和所述窗口102的最下端面;以及所述窗口102的側面接觸。配置於所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的所述第一黏合層30的長度L1,例如,可以為約0.1μm至約20μm,例如,可以為約0.1μm至約10μm,例如,可以為0.1μm至約5μm。通過前述的結構,能夠從所述窗口的最上端面和拋光面最小化液體成分能夠移動的路徑,並且能夠在防止殘留物(Debris)裝載方面獲取技術優點。
參照圖2或圖3,配置於所述窗口102的最下端面上的所述第一黏合層30的寬度W3可以與所述窗口102的最下端面中由所述第三表面21支撐的部分的寬度W2相同或者更長。通過前述的結構,所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面的末端部可以由所述第一黏合層30有效密封,並且能夠在提高漏水防止效果方面更加有利。
配置於所述窗口102的最下端面上的所述第一黏合層30的寬度W3可以為約2mm至約15mm,例如,可以為約2mm至約12mm,例如,可以為約2mm至約10mm,例如,可以為約2.5mm至約9.5mm,例如,可以為約3.5mm至約9.5mm。由於所述第一黏合層30的寬度W3滿足所述範圍,並且與所述窗口102的最下端面中由所述第三表面21支撐的部分的寬度W2的相關關係滿足前述的情況,因此能夠在最大程度地確保較寬的所述窗口的透光區域的同時在確保由所述支撐層支撐的結構的耐久性方面提高效率。另外,能夠在確保用於阻擋可以通過所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面流入的液體成分的充分長度的路徑方面有利。
參照圖2,所述支撐層20如上所述,可以在與所述窗口102的最下端面對應的區域包括壓縮部CR,與此同時,可以在除所述壓縮部CR之外的區域包括非壓縮部NCR。所述非壓縮部NCR具有規定的孔隙率,從而發揮防止施加於所述拋光墊100的外力通過所述拋光面11傳遞至拋光對象的緩衝作用,並且能夠發揮支撐所述拋光層10的作用。
參照圖2,相對於所述非壓縮部NCR的厚度H1,所述壓縮部CR的厚度H2的百分率可以為約0.01%至約80%,例如,可以為約0.01%至約60%,例如,可以為約0.01%至約50%,例如,可以為約0.1%至約50%,例如,可以為約1%至約50%,例如,可以為約1%至約45%,例如,可以為約2%至約45%,例如,可以為約5%至約45%,例如,可以為約10%至約45%,例如,可以為約15%至約45%,例如,可以為約20%至約45%。即,H2/H1×100的值可以滿足所述範圍。由於所述壓縮部CR以具有相對於所述非壓縮部NCR的厚度滿足所述範圍的百分率的厚度的方式被壓縮,因此能夠更加有利於與所述窗口102的最下端面的多級黏合層結構一同提高漏水防止效果。另外,所述壓縮部CR可以構成在不抑制所述非壓縮部NCR的緩衝功能和支撐功能的同時有效防止漏水的高密度區域。
圖4是放大示出所述圖2的B部分的示意圖。參照圖4,所述窗口102的最上端面的高度可以低於所述第一表面11的高度。具體而言,所述窗口102的最上端面和所述第一表面11的高度差d3可以為約0μm至約300μm,例如,可以為約0μm至約250μm,例如,可以為約50μm至約250μm,例如,可以為約50μm至約150μm。由於所述窗口102的最上端面和所述第一表面11的高度差滿足前述的相關關係,因此能夠在最小化液體成分從所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面洩漏的可能性方面有利。更具體而言,由於在所述窗口102的最上端面和所述第一表面11的表面硬度彼此滿足後述關係的同時,所述窗口102的最上端面和所述第一表面11的高度差滿足前述的情況,因此,拋光介面可以在經過所述窗口102的最上端面和所述第一表面11整體進行拋光的過程中平滑地移動,通過這種方式,能夠更加有利於最大化漏水防止效果。
圖5是放大示出所述圖2的A部分的示意圖。參照圖5,所述第一表面11可以包括至少一個溝槽(Groove)111。所述溝槽111是以小於所述拋光層10的厚度D1的深度d1加工的槽結構,能夠執行確保在拋光工序中施加於所述第一表面11上的拋光漿料、洗滌液等液體成分的流動性的功能。施加於所述第一表面11的拋光漿料等的流動性與通過所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面的漏水有著密切的聯繫,因此能夠有助於通過適當地設計所述溝槽111的結構來最大化所述拋光墊100的漏水防止效果。
在一實現例中,所述拋光墊100的平面結構實質上可以是圓形,至少一個所述溝槽111可以具有從所述第一表面11上的所述拋光層10的中心向末端以規定間隔隔開配置的同心圓形結構。在另一實現例中,至少一個所述溝槽111可以是從所述第一表面11上的所述拋光層10的中心向末端連續形成的放射形結構。在又一實現例中,至少一個所述溝槽111可以同時包括同心圓形結構和放射形結構。
在一實現例中,所述拋光層的厚度D1可以為約0.8mm至約5.0mm,例如,可以為約1.0mm至約4.0mm,例如,可以為約1.0mm至3.0mm,例如,可以為約1.5mm至約3.0mm,例如,可以為約1.7mm至約2.7mm,例如,可以為約2.0mm至約3.5mm。
在一實現例中,所述溝槽111的寬度w1可以為約0.1mm至約20mm,例如,可以為約0.1mm至約15mm,例如,可以為約0.1mm至約10mm,例如,可以為約0.1mm至約5mm,例如,可以為約0.1mm至約1.5mm。
在一實現例中,所述溝槽111的深度d1可以為約100μm至約1500μm,例如,可以為約200μm至約1400μm,例如,可以為約300μm至約1300μm,例如,可以為約400μm至約1200μm,例如,可以為約400μm至約1000μm,例如,可以為約400μm至約800μm。
在一實現例中,在所述第一表面11包括多個溝槽111並且多個所述溝槽111包括同心圓形溝槽的情況下,定義為所述同心圓形溝槽的相鄰兩溝槽111之間的間隔的間距(Pitch)p1可以為約2mm至約70mm,例如,可以為約2mm至約60mm,例如,可以為約2mm至約50mm,例如,可以為約2mm至約35mm,例如,可以為約2mm至約10mm,例如,可以為約2mm至約8mm。
由於至少一個所述溝槽111滿足前述範圍內的各個深度d1、寬度w1以及間距p1或者它們全部,因此可以適當地確保通過這種方式實現的拋光漿料的流動性,以最大化通過所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面的漏水防止效果。另一方面,在至少一個所述溝槽111的深度d1、寬度w1以及間距p1脫離前述的範圍,由此通過這種方式實現的拋光漿料的流動性過快,或者單位時間內的流量過多的情況下,存在所述拋光漿料在未執行主要功能的情況下有可能被排出到所述第一表面11之外,相反,在所述拋光漿料的流動性過慢且單位時間內的流量過少的情況下,需在拋光面上執行物理化學拋光功能的漿料成分在未執行主要功能的情況下通過流入到所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的介面的量急增,因此有可能通過所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合結構、所述支撐層的壓縮部以及所述屏障層的漏水防止效果的長期耐久性下降。即,由於至少一個所述溝槽111滿足前述範圍內的各個深度d1、寬度w1以及間距p1或者它們全部,因此能夠有利於最大化通過所述多級黏合結構、所述壓縮部以及所述屏障層的漏水防止效果。
參照圖5,所述拋光層10可以是包括多個氣孔112的多孔結構。多個所述氣孔112分散在所述拋光層10的整體,即使所述拋光面11在拋光工序中通過修整器(Conditioner)等進行磨削的過程,也可以起到持續在表面上產生預定粗糙度的作用。多個所述氣孔112的一部分可以在所述拋光層10的第一表面11暴露於外部,呈現為與所述溝槽111不同的微細凹陷部113。所述微細凹陷部113可以在所述拋光墊100的使用過程中與所述溝槽111一起執行確定拋光液或拋光漿料的流動性和系泊空間的功能,並且可以執行為被拋光面的拋光提供物理摩擦力的功能。
多個所述氣孔112的平均氣孔大小可以為約10μm至約30μm,例如,可以為約10μm至約25μm,例如,可以為約15μm至約25μm,例如,可以為約18μm至約23μm。關於所述平均氣孔大小,將所述拋光墊切割為1mm×1mm的正方形(厚度:2mm),使用掃描電子顯微鏡(SEM)來將1mm
2的拋光面放大100倍,從放大的圖像觀察截面,然後從利用圖像分析軟體獲取到的圖像測量整個氣孔的直徑,並獲取了氣孔的數量。所述平均氣孔大小通過如下方式匯出:通過從拋光面1mm
2中的多個氣孔直徑的合除以多個氣孔的數量來取數平均值。由於所述拋光層10具有由滿足所述平均氣孔大小的多個氣孔構成的多孔結構,因此可以具有適當的機械物性,這種機械物性與所述窗口102的機械物理性質呈現出優異的相容性,從而最小化液體成分從所述拋光層10和所述窗口102之間流入的洩漏(Leak)的發生,因此在漏水防止方面能夠更加有利。
所述第一表面11可以通過所述微細凹陷部113具有規定的表面粗糙度。在一實現例中,所述第一表面11的表面粗糙度Ra可以為約1μm至約20μm,例如,可以為約2μm至約18μm,例如,可以為約3μm至約16μm,例如,可以為約4μm至約14μm,例如,可以為約4μm至約10μm。由於所述第一表面11的表面粗糙度Ra滿足所述範圍,因此能夠有利於基於所述多級黏合結構、所述壓縮部以及所述屏障層的漏水防止效果適當地確保通過所述微細凹陷部113的所述拋光漿料的流動性。
圖6是概略性地示出了又一實現例的所述拋光墊200的截面的圖。參照圖6,所述拋光墊200可以在所述窗口102的最下端面還包括凹入(recess)部103。所述凹入部103作為從所述窗口102的最下端面向朝向最上端面的方向以規定深度d2加工的凹陷部,為了終點檢測,縮短貫通所述窗口102的光的透過路徑,從而能夠實現更加準確的終點檢測。
所述凹入部103可以具有比所述窗口102的厚度D2小的深度d2。所述窗口102的厚度D2可以為約1.5mm至約3.0mm,例如,可以為約1.5mm至約2.5mm,例如,可以為約2.0mm至2.2mm。例如,所述凹入部103的深度d2可以為約0.1mm至約2.5mm,例如,可以為約0.1mm至約2.0mm,例如,可以為約0.1mm至約1.5mm,例如,可以為約0.6mm至約1.0mm。由於所述窗口102的厚度D2和所述凹入部103的深度d2分別或同時滿足所述範圍,因此能夠實現優異的終點檢測功能。另外,與此同時,隨著可能發生漏水的路徑的長度呈現出與所述窗口102的深度相同長度的路徑,能夠確保在漏水防止方面也有效的結構。
在一實現例中,在常溫乾燥狀態下針對所述第一表面11測量的邵氏D(Shore D)硬度可以小於在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D硬度。其中,常溫乾燥狀態是指在約20℃至約30℃範圍內的一溫度條件下,未經後述的濕潤條件處理的乾燥狀態。例如,在常溫乾燥狀態下針對所述第一表面11測量的邵氏D硬度與在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D硬度之差可以為約1至10,例如,可以為約1至8,例如,可以為約2至8,例如,可以為約2至6,例如,可以為約2至5。
在一實現例中,在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)硬度可以為約60至約70,例如,可以為約60至68,例如,可以為約60至約65。在一實現例中,在常溫乾燥狀態下針對所述第一表面11測量的邵氏D硬度可以為約50至約65,例如,可以為約53至65。
在一實現例中,在30℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度與在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度之差可以為約0至約2.0,例如,可以為約0.5至約2.0,例如,可以為約0.8至約2.0。
在一實現例中,在50℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度可以小於在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度。例如,在50℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度與在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度之差可以為約1.0至約7.0,例如,可以為約1.0至約6.0,例如,可以為約2.0至約6.0,例如,可以為約3.5至約6.0,例如,可以為約3.6至6.0。
在一實現例中,在70℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度可以小於在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度。例如,在70℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度與在常溫乾燥狀態下針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D濕潤硬度之差可以為約5至約10,例如,可以為約6至約10,例如,可以為約7至約10,例如,可以為約7.5至約10。
在一實現例中,在30℃針對所述拋光層10的所述第一表面11測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度可以小於在30℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度。例如,在30℃針對所述拋光層的第一表面11和所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度之差可以大於約0且為約15以下,例如,可以為約1至約15,例如,可以為約2至約15。
在一實現例中,在50℃針對所述拋光層的第一表面11測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度可以小於在50℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度。例如,在50℃針對所述拋光層的第一表面11和所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度之差可以大於約0且為約15以下,例如,可以為約1至約25,例如,可以為約5至約25,例如,可以為約5至15。
在一實現例中,在70℃針對所述拋光層的第一表面11測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度可以小於在70℃針對所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度。例如,在70℃針對所述拋光層的第一表面11和所述窗口102的最上端面測量的邵氏D(Shore D)濕潤硬度之差可以大於約0且為約15以下,例如,可以為約1至約25,例如,可以為約5至約25,例如,可以為約8至16。
其中,所述邵氏D濕潤硬度是指將所述窗口102或所述拋光層10在相應溫度在水中浸漬30分鐘後測量的表面硬度值。
應用所述拋光墊100的拋光工序主要是指在所述第一表面11上施加漿料的同時進行拋光的工序。另外,拋光工序的溫度主要可以在約30℃至約70℃的範圍內變化。即,由於以在與實際工序類似的溫度條件和濕潤環境下測量的邵氏D硬度為基礎匯出的所述所述窗口102的最上端面的硬度變化滿足前述的傾向性,與此同時,在常溫乾燥狀態下的所述第一表面11和所述窗口102的最上端面的硬度關係滿足前述的範圍,因此,能夠有利於拋光通過所述窗口102的最上端面和所述第一表面11整體進行的過程中,拋光動作平滑地進行,從而最小化液體成分從所述第一通孔101的側面和所述窗口102的側面之間的介面洩漏的漏水的可能性。
在一實現例中,所述窗口102可以包含含有第一氨基甲酸乙酯系預聚物的窗口組合物的非發泡固化物。由於所述窗口102包含非發泡固化物,因此與包含發泡固化物的情況相比,能夠更加有利於確保終點檢測所需的透光率和適當的表面硬度。所述“預聚物(prepolymer)”是指在製造固化物時,為了便於成型而在中間階段中斷聚合度的具有比較低的分子量的高分子。所述預聚物自身可以經過加熱和/或加壓等附加的固化工序最終成型為固化物,或者與其他聚合性化合物,例如,不同種類的單體或者不同種類的預聚物等附加化合物混合並且反應來最終成型為固化物。
可以通過使第一異氰酸酯化合物與第一多元醇化合物反應來製備所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物。所述第一異氰酸酯化合物可以包括選自由芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯以及它們的組合組成的組中的一種。在一實現例中,所述第一異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯。
所述第一異氰酸酯化合物,例如,可以包含選自由2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate,2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate,2,6-TDI)、萘-1,5-二異氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、對苯二異氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基聯苯二異氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二環己基甲烷二異氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate,H
12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanate)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述第一多元醇化合物,例如,可以包含選自由聚醚系多元醇(polyether polyol)、聚酯系多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯系多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸系多元醇(acryl polyol)以及它們的組合組成的組中的一種。所述“多元醇(polyol)”是指每個分子含有兩個以上羥基(-OH)的化合物。在一實施例中,所述第一多元醇化合物可以包含含有兩個羥基的二元醇化合物,即,二醇(diol)或者乙二醇(glycol)。在一實現例中,所述第一多元醇化合物可以包括聚醚系多元醇。
所述第一多元醇化合物,例如,可以包含選自由聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇(PPG)以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,所述第一多元醇化合物的重均分子量(weight-average molecular weight,Mw)可以是約100g/mol至約3000g/mol,例如,約100g/mol至約2000g/mol,例如,約100g/mol至約1800g/mol,例如,約500g/mol至約1500g/mol,例如,約800g/mol至約1200g/mol。
在一實現例中,所述第一多元醇化合物可以包含重均分子量(Mw)為約100g/mol以上且小於約300g/mol的低分子量多元醇以及重均分子量(Mw)為約300g/mol以上且為約1800g/mol以下的高分子量多元醇。通過適當混合具有所述範圍的重均分子量的所述低分子量多元醇和所述高分子量多元醇作為所述第一多元醇化合物,可以從所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物形成具有適當交聯結構的非發泡固化物,所述窗口102在確保所需的硬度等物理特性和透光性等的光學特性方面能夠更加有利。
所述第一氨基甲酸乙酯系预聚物的重均分子量(Mw)可以為約500g/mol至約2000g/mol,例如,可以為約800g/mol至約1500g/mol,例如,可以為約900g/mol至約1200g/mol,例如,可以為約950g/mol至約1100g/mol。由於所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物具有與前述範圍內的重均分子量(Mw)相應的聚合度,因此所述窗口組合物在規定的工序條件下非發泡固化,從而能夠更加有利於形成與所述拋光層10的拋光面相互具有適當的表面硬度關係的窗口102,通過這種方式,拋光通過所述拋光面和所述窗口102的最上端面整體平滑地進行,由此還能夠在漏水防止方面有利。
在一實現例中,所述第一異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯。所述芳香族二異氰酸酯可以包含例如,2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)和2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI),所述脂環族二異氰酸酯可以包含二環己基甲烷二異氰酸酯(H
12MDI)。另外,所述第一多元醇化合物可以包含例如,聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、二乙二醇(DEG)和聚丙二醇(PPG)。
在所述窗口組合物中,相對於用於製備所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物的整個成分中的所述第一異氰酸酯化合物的總量100重量份,所述第一多元醇化合物的總量可以是約100重量份至約250重量份,例如,可以是約120重量份至約250重量份,例如,可以是約120重量份至約240重量份,例如,可以是約150重量份至約240重量份,例如,可以是約150重量份至約200重量份。
在所述窗口組合物中,所述第一異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯,所述芳香族二異氰酸酯包含2,4-TDI和2,6-TDI,相對於100重量份的所述2,4-TDI,所述2,6-TDI的含量可以是約1重量份至約40重量份,例如,可以是約1重量份至約30重量份,例如,可以是約10重量份至約30重量份,例如,可以是約15重量份至約30重量份。
在所述窗口組合物中,所述第一異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯和所述脂環族二異氰酸酯,相對於總含量100重量份的所述芳香族二異氰酸酯,所述脂環族二異氰酸酯的總含量可以是約5重量份至約30重量份,例如,可以是約10重量份至約30重量份,例如,可以是約15重量份至約30重量份。
由於所述窗口組合物的每個成分的相對含量比分別或同時滿足前述範圍,由此製造的所述窗口102確保終點檢測功能所需的透光性,同時其最上端面可以具有適當的表面硬度。因此,所述窗口102的最上端面可以與所述拋光層10的拋光面形成適當的相互表面硬度關係,其中,所述拋光層組合物中各成分之間的相對含量比分別或同時滿足後述條件,並且反復經過所述拋光面和所述窗口的最上端面的拋光工序平滑地進行,從而能夠更加有利於有效防止通過所述窗口102的側面和所述第一通孔101的側面之間的漏水的現象。
所述窗口組合物的異氰酸酯基含量(NCO%)可以為約6重量%至約10重量%,例如,可以為約7重量%至約9重量%,例如,可以為約7.5重量%至約8.5重量%。所述異氰酸酯基含量是指所述窗口組合物總重量中未發生氨基甲酸乙酯反應並作為游離反應性基團存在的異氰酸酯基(-NCO)的重量的百分率。所述異氰酸酯基含量可以通過綜合調整用於製備所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物的所述第一異氰酸酯化合物和所述第一多元醇化合物的種類和每個含量、製備所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物的工序的溫度、壓力、時間等條件和用於所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物的製備的添加劑的種類和含量等來調節並設計。由於所述窗口組合物的異氰酸酯基含量滿足所述範圍,因此所述窗口組合物非發泡固化物,從而能夠確保適當的表面硬度,並且能夠有利於在有利於最大化漏水防止效果方面與所述拋光層確保適當的硬度相互關係。
所述窗口組合物還可以包含固化劑。所述固化劑為用於與所述第一氨基甲酸乙酯系預聚物產生化學反應以形成所述窗口內的最終固化結構體的化合物,例如,可以包含胺化合物或者醇化合物。具體而言,所述固化劑可以包含選自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇、脂肪族醇以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述固化劑可以包含選自由4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline),MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine,DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethyl thio-toluene diamine,DMTDA)、丙二醇雙對氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亞甲基雙-鄰氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯碸(diaminodiphenylsulfone)、間苯二甲胺(m-xylylenediamine)、異佛爾酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亞乙基三胺(diethylenetriamine)、三亞乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、雙(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)以及它們的組合組成的組中的一種。
基於100重量份的所述窗口組合物,所述固化劑的含量可以為約18重量份至約28重量份,例如,可以為約19重量份至約27重量份,例如,可以為約20重量份至約26重量份。
在一實現例中,所述固化劑可以包含胺化合物,所述窗口組合物中的異氰酸酯基(-NCO)與所述固化劑中的胺基(-NH
2)的摩爾比可以是約1:0.60至約1:0.99,例如,可以是約1:0.60至約1:0.95。
如上所述,所述窗口可以包含所述窗口組合物的非發泡固化物。因此,所述窗口組合物可以不包含發泡劑。由於所述窗口組合物經過固化過程而沒有發泡劑,從而可以確保終點檢測所需的透光性。
所述窗口組合物還可以根據需求包含添加劑。所述添加劑的種類可以包含選自由表面活性劑、pH調節劑、黏合劑、抗氧化劑、熱穩定劑、分散穩定劑以及它們的組合組成的組中的一種。所述“表面活性劑”、“抗氧化劑”等名稱是基於該物質的主要作用的任意名稱,並且每種相應物質不一定只執行由相應名稱限制的作用的功能。
在一實現例中,厚度為2mm的所述窗口102對於具有在約500nm至約700nm波長範圍內的一種光的透光率可以為約1%至約50%,例如,可以為約30%至約85%,例如,可以為約30%至約70%,例如,可以為約30%至約60%,例如,可以為約1%至約20%,例如,可以為約2%至約20%,例如,可以為約4%至約15%。所述窗口的透光率可以通過所述窗口表面的表面處理與否,所述窗口的組成等來調節。由於所述窗口102在具有這種透光率的同時所述窗口102的最上端面和所述拋光層10的拋光面滿足前述的硬度關係,因此能夠確保優異的漏水防止效果。
在一實現例中,所述拋光層10可以包含含有第二氨基甲酸乙酯系預聚物的拋光層組合物的發泡固化物。由於所述拋光層10包含發泡固化物,因此可以具有氣孔結構,這種氣孔結構形成無法用非發泡固化物形成的拋光面上的表面粗糙度,因此可以執行適當地確保施加到所述拋光面的拋光漿料的流動性和與拋光對象的被拋光面的物理摩擦力的功能。所述“預聚物(prepolymer)”是指在製備固化物時,為了便於成型而在中間階段中斷聚合度的具有比較低的分子量的高分子。所述預聚物自身可以經過加熱和/或加壓等附加的固化工序最終成型為固化物,或者與其他聚合性化合物,例如,不同種類的單體或者不同種類的預聚物等附加化合物混合並且反應來最終成型為固化物。
所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物可以通過反應第二異氰酸酯化合物和第二多元醇化合物來製備。所述第二異氰酸酯化合物可以包含選自由芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯以及它們的組合組成的組中的一種。在一實現例中,所述第二異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯。例如,所述第二異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯。
所述第二異氰酸酯化合物可以包含選自由例如,2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate,2,4-TDI)、2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate,2,6-TDI)、萘-1,5-二異氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、對苯二異氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基聯苯二異氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二環己基甲烷二異氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate,H
12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(isoporone diisocyanate)及其組合組成的群的一種。
所述第二多元醇化合物可以包含選自由例如,聚醚系多元醇(polyether polyol)、聚酯系多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯系多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸系多元醇(acryl polyol)及其組合組成的群的一種。所述“多元醇(polyol)”是指每個分子含有兩個以上羥基(-OH)的化合物。在一實現例中,所述第二多元醇化合物可以包含含有兩個羥基的二元醇化合物,即,二醇(diol)或者乙二醇(glycol)。在一實現例中,所述第二多元醇化合物可以包含聚醚系多元醇。
所述第二多元醇化合物,例如,可以包含選自由聚四亞甲基醚二醇(PTMG)、聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇(PPG)以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,所述第二多元醇化合物可以包含重均分子量(Mw)為約100g/mol以上且小於約300g/mol的低分子量多元醇以及重均分子量(Mw)為約300g/mol以上且為約1800g/mol以下的高分子量多元醇。通過適當混合具有所述範圍的重均分子量的所述低分子量多元醇和所述高分子量多元醇作為所述第二多元醇化合物,可以從所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物形成具有適當交聯結構的發泡固化物,因此可以更有利於形成所述拋光層10所需的硬度等物理特性和具有適當大小的氣孔的發泡結構。
所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物的重均分子量(Mw)可以為約500g/mol至約3,000g/mol,例如,可以為約600g/mol至約2,000g/mol,例如,可以為約800g/mol至約1,000g/mol。由於所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物具有與前述範圍的重均分子量(Mw)相應的聚合度,因此,所述拋光層組合物在規定的工序條件下發泡固化,從而能夠更加有利於形成具備與所述窗口102的最上端面具有適當的相互表面硬度關係的拋光面的拋光層10,由此通過所述拋光面和所述窗口102的最上端面整體進行的拋光工序平滑地進行,從而還能夠在防止通過所述窗口102和所述拋光層10之間的介面的漏水現象方面有利。
在一實現例中,所述第二異氰酸酯化合物可以包含芳香族二異氰酸酯和脂環族二異氰酸酯。所述芳香族二異氰酸酯可以包含例如,2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)和2,6-甲苯二異氰酸酯(2,6-TDI),所述脂環族二異氰酸酯可以包含二環己基甲烷二異氰酸酯(H
12MDI)。另外,所述第二多元醇化合物可以包含例如,聚四亞甲基醚二醇(PTMG)和二乙二醇(DEG)。
在所述拋光層組合物中,相對於總量100重量份的用於製備所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物的整個成分中的所述第二異氰酸酯化合物,所述第二多元醇化合物的總量可以是約100重量份至約250重量份,例如,可以是約110重量份至約250重量份,例如,可以是約110重量份至約240重量份,例如,可以是約110重量份至約200重量份,例如,可以是約110重量份至約180重量份,例如,可以是約110重量份以上且小於約150重量份。
在所述拋光層組合物中,所述第二異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯,所述芳香族二異氰酸酯包含2,4-TDI和2,6-TDI,相對於100重量份的所述2,4-TDI,所述2,6-TDI的含量可以是約1重量份至約40重量份,例如,可以是約1重量份至約30重量份,例如,可以是約10重量份至約30重量份,例如,可以是約15重量份至約30重量份。
在所述拋光層組合物中,所述第二異氰酸酯化合物包含所述芳香族二異氰酸酯和所述脂環族二異氰酸酯,相對於總含量100重量份的所述芳香族二異氰酸酯,所述脂環族二異氰酸酯的總含量可以是約5重量份至約30重量份,例如,可以是約5重量份至約25重量份,例如,可以是約5重量份至約20重量份,例如,可以是約5重量份以上且小於約15重量份。
由於所述拋光層組合物的每個成分的相對含量比分別或同時滿足前述的範圍,由此製造的所述拋光層10的拋光面可以具有適當的氣孔結構和表面硬度。因此,所述拋光層10的拋光面可以與各成分的相對含量比分別或同時滿足前述情況的所述窗口102的最上端面形成適當的相互表面硬度關係,其結果,通過所述拋光面和所述窗口102的最上端面整體進行的拋光工序平滑地進行,從而還能夠在防止通過所述窗口102和所述拋光層10之間的介面的漏水現象方面有利。
所述拋光層組合物的異氰酸酯基含量(NCO%)可以是約6重量%至約12重量%,例如,可以是約6重量%至約10重量%,例如,可以是約6重量%至約9重量%。所述異氰酸酯基含量是指預備組合物總重量中未發生氨基甲酸乙酯反應並作為游離反應性基團存在的異氰酸酯基(-NCO)的重量的百分率。所述異氰酸酯基含量可以通過綜合調整用於製備所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物的所述第二異氰酸酯化合物和所述第二多元醇化合物的種類和每個含量、製備所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物的工序的溫度、壓力、時間等條件和用於所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物的製備的添加劑的種類和含量等來調節並設計。由於所述拋光層組合物的異氰酸酯基含量滿足所述範圍,因此,所述拋光層組合物在規定的工序條件下發泡固化,從而能夠更加有利於形成具備與所述窗口102的最上端面具有適當的相互表面硬度關係的拋光面的拋光層10,由此通過所述拋光面和所述窗口102的最上端面整體進行的拋光工序平滑地進行,從而還能夠在防止通過所述窗口102和所述拋光層10之間的介面的漏水現象方面有利。
所述拋光層組合物可以還包含固化劑。所述固化劑為用於與所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物產生化學反應以形成所述拋光層內的最終固化結構體的化合物,例如,可以包含胺化合物或者醇化合物。具體而言,所述固化劑可以包含選自由芳香族胺、脂肪族胺、芳香族醇、脂肪族醇以及它們的組合組成的組中的一種。
例如,所述固化劑可以包含選自由4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline),MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine,DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethyl thio-toluene diamine,DMTDA)、丙二醇雙對氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亞甲基雙-鄰氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯碸(diaminodiphenylsulfone)、間苯二甲胺(m-xylylenediamine)、異佛爾酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亞乙基三胺(diethylenetriamine)、三亞乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、雙(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)以及它們的組合組成的組中的一種。
基於100重量份的所述拋光層組合物,所述固化劑的含量可以是約18重量份至約28重量份,例如,可以是約19重量份至約27重量份,例如,可以是約20重量份至約26重量份。
在一實現例中,所述固化劑可以包含胺化合物,所述拋光層組合物中的異氰酸酯基(-NCO)與所述固化劑中的胺基(-NH
2)的摩爾比可以是約1:0.60至約1:0.99,例如,可以是約1:0.60至約1:0.95。
所述拋光層組合物還可以包含發泡劑。所述發泡劑為用於形成所述拋光層中的氣孔結構的成分,可以包含選自由固體發泡劑、氣體發泡劑、液體發泡劑以及它們的組合組成的組中的一種。在一實施例中,所述發泡劑可以包含固體發泡劑、氣體發泡劑或者可以包含它們的組合。
所述固體發泡劑的平均粒徑可以為約5μm至約200μm,例如,可以為約20μm至約50μm,例如,可以為約21μm至約50μm,例如,可以為約21μm至約40μm。在所述固體發泡劑為下述的熱膨脹的(expanded)粒子時,所述固體發泡劑的平均粒徑指熱膨脹的粒子本身的平均粒徑,在所述固體發泡劑為後面將要說明的未膨脹的(unexpanded)粒子時,所述固體發泡劑的平均粒徑指受到熱或者壓力而膨脹後的粒子的平均粒徑。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子。所述膨脹性粒子作為具有可以通過熱或者壓力而膨脹的特性的粒子,其最終在拋光層中的大小取決於在製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力等。所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子、未膨脹的粒子或它們的組合。所述熱膨脹的粒子作為通過熱而預先膨脹的粒子,指在通過製備所述拋光層的過程中施加的熱或者壓力所造成的大小變化小或者幾乎沒有變化的粒子。所述未膨脹的粒子作為沒有預先膨脹的粒子,指在通過製備所述拋光層的過程中被施加熱或者壓力而膨脹且最終大小被確定的粒子。
所述膨脹性粒子可以包含:樹脂材質的外皮;以及存在於被所述外皮包圍的內部的膨脹誘發成分。
例如,所述外皮可以包含熱塑性樹脂,所述熱塑性樹脂可以為選自由偏二氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物、甲基丙烯腈系共聚物以及丙烯酸系共聚物組成的組中的一種以上。
所述膨脹誘發成分可以包含選自由碳化氫化合物、氟氯化合物、四烷基矽烷化合物以及它們的組合組成的組中的一種。
具體而言,所述碳化氫化合物可以包含選自由乙烷(ethane)、乙烯(ethylene)、丙烷(propane)、丙烯(propene)、正丁烷(n-butane)、異丁烷(isobutene)、正丁烯(n-butene)、異丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、異戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、庚烷(heptane)、石油醚(petroleumether)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述氟氯化合物可以包含選自由三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane,CCl
3F)、二氯二氟甲烷(dichlorodifluoromethane,CCl
2F
2)、氯三氟甲烷(chlorotrifluoromethane,CClF
3)、二氯四氟乙烷(dichlorotetrafluoroethane,CClF
2-CClF
2)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述四烷基矽烷化合物可以包含選自由四甲基矽烷(tetramethylsilane)、三甲基乙基矽烷(trimethylethylsilane)、三甲基異丙基矽烷(trimethylisopropylsilane)、三甲基正丙基矽烷(trimethyl-n-propylsilane)以及它們的組合組成的組中的一種。
所述固體發泡劑可以選擇性地包含無機成分處理粒子。例如,所述固體發泡劑可以包含經無機成分處理的膨脹性粒子。在一實施例中,所述固體發泡劑可以包含經二氧化矽(SiO
2)粒子處理的膨脹性粒子。所述固體發泡劑的無機成分處理可以防止多個粒子間的聚集。所述經無機成分處理的固體發泡劑的發泡劑表面的化學、電學和/或物理特性可以不同於未經無機成分處理的固體發泡劑。
以所述氨基甲酸乙酯系預聚物100重量份為基準,所述固體發泡劑的含量可以為約0.5重量份至約10重量份,例如,可以為約1重量份至約3重量份,例如,可以為約1.3重量份至約2.7重量份,例如,可以為約1.3重量份至約2.6重量份。
可以根據所期望的所述拋光層的氣孔結構與物性來設計所述固體發泡劑的種類與含量。
所述氣體發泡劑可以包含惰性氣體。可以在所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物與所述固化劑反應的過程中加入所述氣體發泡劑以用作氣孔形成要素。
所述惰性氣體的種類沒有特別的限制,只要是不參與所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物與所述固化劑之間的反應的氣體即可。例如,所述惰性氣體可以包含選自由氮氣(N
2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)以及它們的組合組成的組中的一種。具體而言,所述惰性氣體可以包含氮氣(N
2)或者氬氣(Ar)。
可以根據所述拋光層的所期望氣孔結構與物性來設計所述氣體發泡劑的種類與含量。
在一實現例中,所述發泡劑可以包含固體發泡劑。例如,所述發泡劑可以僅由固體發泡劑形成。
所述固體發泡劑可以包含膨脹性粒子,所述膨脹性粒子可以包含熱膨脹的粒子。例如,所述固體發泡劑可以僅由熱膨脹的粒子組成。在不包含所述未膨脹的粒子而是僅由熱膨脹的粒子組成的情況下,雖然氣孔結構的可變性會下降,但是可預測性會上升,因此能夠有利於在所述拋光層的所有區域實現均勻的氣孔特性。
在一實現例中,所述熱膨脹的粒子可以為具有約5μm至約200μm的平均粒徑的粒子。所述熱膨脹的粒子的平均粒徑可以為約5μm至約100μm,例如,可以為約10μm至約80μm,例如,可以為約20μm至約70μm,例如,可以為約20μm至約50μm,例如,可以為約30μm至約70μm,例如,可以為約25μm至45μm,例如,可以為約40μm至約70μm,例如,可以為約40μm至約60μm。將所述平均粒徑定義為所述熱膨脹的粒子的D50。
在一實現例中,所述熱膨脹的粒子的密度可以為約30kg/m³至約80kg/m³,例如,可以為約35kg/m³至約80kg/m³,例如,可以為約35kg/m³至約75kg/m³,例如,可以為約38kg/m³至約72kg/m³,例如,可以為約40kg/m³至約75kg/m³,例如,可以為約40kg/m³至約72kg/m³。
在一實現例中,所述發泡劑可以包含氣體發泡劑。例如,所述發泡劑可以包含固體發泡劑與氣體發泡劑。與所述固體發泡劑有關的事項如上所述。
可以在所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物、所述固體發泡劑以及所述固化劑混合的過程中使用規定的注入線來注入所述氣體發泡劑。所述氣體發泡劑的注入速度可以為約0.8L/min至約2.0L/min,例如,可以為約0.8L/min至約1.8L/min,例如,可以為約0.8L/min至約1.7L/min,例如,可以為約1.0L/min至約2.0L/min,例如,可以為約1.0L/min至約1.8L/min,例如,可以為約1.0L/min至約1.7L/min。
所述拋光層組合物可以根據需求還包含添加劑。所述添加劑的種類可以包含選自由表面活性劑、pH調節劑、黏合劑、抗氧化劑、熱穩定劑、分散穩定劑及其組合組成的群的一種。所述“表面活性劑”、“抗氧化劑”等名稱是基於該物質的主要作用的任意名稱,並且每種相應物質不一定只執行由相應名稱限制的作用的功能。
所述表面活性劑沒有特別的限制,只要是發揮防止氣孔聚集或者重疊等現象的作用的物質即可。例如,所述表面活性劑可以包含矽系表面活性劑。
以所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物100重量份為基準,可以以約0.2重量份至約2重量份的含量使用所述表面活性劑。具體而言,相對於所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物100重量份,所述表面活性劑的含量可以為約0.2重量份至約1.9重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.8重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.7重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.6重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.5重量份,例如,可以為約0.5重量份至1.5重量份。在表面活性劑的含量在所述範圍內的情況下,氣體發泡劑導致的氣孔可以穩定地形成並維持在模具內。
所述反應速度調節劑作為發揮促進或者延遲反應的作用的調節劑,可以根據目的來使用反應促進劑、反應延遲劑或者兩者都使用。所述反應速度調節劑可以包含反應促進劑。例如,所述反應促進劑可以為選自由叔胺系化合物和有機金屬系化合物組成的組中的一種以上的反應促進劑。
具體而言,所述反應速度調節劑可以包含選自由三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、四甲基丁二胺、2-甲基-三亞乙基二胺、二甲基環己胺、三乙基胺、三異丙醇胺、1,4-二氮雜雙環(2,2,2)辛烷、雙(2-甲基氨基乙基)醚、三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N,N,N,N’’-五甲基二亞乙基三胺、二甲氨基乙胺、二甲氨基丙胺、苄基二甲胺、N-乙基嗎啉、N,N-二甲氨基乙基嗎啉、N,N-二甲基環己胺、2-甲基-2-氮雜降莰烷、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二乙酸二丁基錫、二乙酸二辛基錫、馬來酸二丁基錫、二丁基二異辛酸錫以及二硫醇二丁基錫組成的組中的一種以上。具體而言,所述反應速度調節劑可以包含選自由苄基二甲胺、N,N-二甲基環己胺以及三乙基胺組成的組中的一種以上。
基於所述第二氨基甲酸乙酯系預聚物100重量份,所述反應速度調節劑的用量可以為約0.05重量份至約2重量份,例如,可以為約0.05重量份至約1.8重量份,例如,可以為約0.05重量份至約1.7重量份,例如,可以為約0.05重量份至約1.6重量份,例如,可以為約0.1重量份至約1.5重量份,例如,可以為約0.1重量份至約0.3重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.8重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.7重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.6重量份,例如,可以為約0.2重量份至約1.5重量份,例如,可以為約0.5重量份至約1重量份。在前述的含量範圍內使用所述反應速度調節劑時,可以通過適當地調節預備組合物的固化反應速度來形成具有所期望的大小的氣孔和硬度的拋光層。
在一實現例中,所述拋光層10的密度可以為約0.50g/cm
3至約1.20g/cm
3,例如,可以為約0.50g/cm
3至約1.10g/cm
3,例如,可以為約0.50g/cm
3至約1.00g/cm
3,例如,可以為約0.60g/cm
3至約0.90g/cm
3,例如,可以為約0.70g/cm
3至約0.90g/cm
3。密度滿足所述範圍的拋光層10可以通過其拋光面來向拋光對象提供具有適當的機械物性的拋光面,其結果,能夠有利於實現被拋光面優異的拋光平坦度,同時有效防止劃痕(Scratch)等缺陷的發生。另外,由於所述拋光層10的物性與所述窗口102的機械物理性質的相容性優異,因此最小化所述拋光層10和所述窗口102之間的洩漏(Leak)的發生,從而能夠在漏水防止方面更加有利。
在一實現例中,所述拋光層10的抗拉強度(Tensile strength)可以為約15N/mm
2至約30N/mm
2,例如,可以為約15N/mm
2至約28N/mm
2,例如,可以為約15N/mm
2至約27N/mm
2,例如,可以為約17N/mm
2至約27N/mm
2,例如,可以為約20N/mm
2至約27N/mm
2。所述抗拉強度通過如下方式匯出:將拋光層加工為2mm的厚度,然後以長度和寬度4cm×1cm的大小進行切割來準備樣品,然後使用萬能試驗機(UTM)來以50mm/min的速度對所述樣品測量即將斷裂前的最高強度值。抗拉強度滿足所述範圍的拋光層10能夠通過其拋光面來對拋光對象提供具有適當的機械物性的拋光面,其結果,能夠有利於實現被拋光面優異的拋光平坦度,同時有效防止劃痕(Scratch)等缺陷的發生。另外,由於所述拋光層10的物性與所述窗口102的機械物理性質的相容性優異,因此最小化所述拋光層10和所述窗口102之間的洩漏(Leak)的發生,從而能夠在漏水防止方面更加有利。
在一實現例中,所述拋光層10的延伸率(Elongation)可以為約100%以上,例如,可以為約100%至約200%,例如,可以為約110%至約160%。所述延伸率通過如下方式匯出:將拋光層加工成2mm的厚度,然後通過以長度和寬度為4cm×1cm的大小進行切割來準備樣品,然後使用萬能試驗機(UTM)來以50mm/min的速度對所述樣品測量即將斷裂前的最大變形長度,然後以百分率(%)的形式表示最大變形長度與初始長度之比。延伸率滿足所述範圍的拋光層10能夠通過其拋光面來向拋光對象提供具有適當的機械物性的拋光面,其結果,能夠有利於實現被拋光面優異的拋光平坦度,同時有效防止劃痕(Scratch)等缺陷的發生。另外,由於所述拋光層10的物性與所述窗口102的機械物理性質的相容性優異,因此最小化所述拋光層10和所述窗口102之間的洩漏(Leak)的發生,從而能夠在漏水防止方面更加有利。
如上所述,由於所述支撐層20包括所述壓縮部CR,因此向所述拋光墊100提供提高的漏水防止功能,與此同時,能夠發揮緩解可能通過所述非壓縮部NCR傳遞至拋光工序中的被拋光面的外部壓力或外部衝擊的緩衝器(Buffer)的作用。
所述支撐層20可以包括不織布或者絨面革(Suede),但不限於此。在一實現例中,所述支撐層20可以包括不織布。所述“不織布”是指未織造纖維的三維網狀結構體。具體而言,所述支撐層20可以包括不織布和含浸在所述不織布中的樹脂。
所述不織布,例如,可以是包含選自由聚酯纖維、聚醯胺纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維以及它們的組合組成的組中的一種的纖維的不織布。
含浸在所述不織布中的樹脂,例如,可以包含選自由聚氨酯樹脂、聚丁二烯樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂、矽橡膠樹脂、聚酯系彈性體樹脂、聚醯胺系彈性體樹脂以及它們的組合組成的組中的一種。
在一實現例中,所述支撐層20可以包括包含聚酯的纖維的不織布,其中,包含聚氨酯樹脂的樹脂含浸在所述聚酯中。在這種情況下,在靠近設置所述窗口102的區域,可以實現優異的所述支撐層20對所述窗口102的支撐性能,並且在實現通過所述孔隙的殘留物裝載功能時,能夠有利於安全地裝載在所述支撐層20的最上端面裝載的所述殘留物而不洩漏。
例如,所述支撐層20的厚度可以為約0.5mm至約2.5mm,例如,可以為約0.8mm至約2.5mm,例如,可以為約1.0mm至約2.5mm,例如,可以為約1.0mm至約2.0mm,例如,可以為約1.2mm至約1.8mm。參照圖2,所述支撐層20的厚度可以是所述非壓縮部NCR的厚度H1。
所述支撐層20的表面,例如,所述第三表面21的Asker C硬度可以為約60至約80,例如,可以為約65至約80。由於所述第三表面21上的表面硬度作為Asker C硬度滿足所述範圍,因此能夠充分確保用於支撐所述拋光層10的支撐剛性,並且能夠以所述第二黏合層40為媒介與所述第二表面12呈現出優異的介面附著性。
所述支撐層20的密度可以為約0.10g/cm
3至約1.00g/cm
3,例如,可以為約0.10g/cm
3至約0.80g/cm
3,例如,可以為約0.10g/cm
3至約0.70g/cm
3,例如,可以為約0.10g/cm
3至約0.60g/cm
3,例如,可以為約0.10g/cm
3至約0.50g/cm
3,例如,可以為約0.20g/cm
3至約0.40g/cm
3。密度滿足所述範圍的支撐層20以所述非壓縮部NCR較高的彈力為基準可以具有優異的緩衝效果,並且由於所述壓縮部CR相對於所述非壓縮部NCR以規定的壓縮率壓縮,因此能夠更加有利於形成高密度區域。
所述支撐層20的壓縮率可以為約1%至約20%,例如,可以為約3%至約15%,例如,可以為約5%至約15%,例如,可以為約6%至約14%。所述壓縮率通過如下方式計算:將所述支撐層切割為長度×寬度5cm×5cm(厚度:2mm),從無負荷狀態測量維持85g應力負荷30秒後的緩衝層的厚度並將其表示為T1(mm),從所述T1狀態附加800g應力負荷維持3分鐘後測量所述支撐層的厚度並將其表示為T2(mm),然後根據(T1-T2)/T1×100的公式計算壓縮率。由於所述支撐層20在所述條件下測量的壓縮率滿足前述的範圍,因此,所述壓縮部CR能夠更加有利於形成在漏水防止方面有效的高密度區域。
所述支撐層20的壓縮彈性率可以為約60%至約95%,例如,可以為約70%至約95%,例如,可以為約70%至約92%。所述壓縮彈性率通過如下方式計算:將所述支撐層切割為長度×寬度5cm×5cm(厚度:2mm),從無負荷狀態測量維持85g應力負荷30秒後的緩衝層的厚度並將其表示為T1(mm),從所述T1狀態附加800g應力負荷維持3分鐘後測量所述支撐層的厚度並將其表示為T2(mm),從所述T2狀態去除800g應力負荷,以85g的應力負荷維持1分鐘的同時進行復原,將此時所述支撐層的厚度表示為T3,根據公式(T3-T2)/(T1-T2)×100計算壓縮彈性率。由於所述支撐層20的在所述條件下測量的壓縮彈性率滿足前述的範圍,因此能夠更加有利於所述壓縮部CR形成在漏水防止方面有效的高密度區域,與此同時,所述支撐層20的彈力能夠在針對被拋光面的缺陷防止效果和拋光平坦度的提高方面更加有利。
一實現例的所述抛光墊(100、100’、200)的空氣洩漏(Air leak)值可以為約1.0×10
-4cc/min(0.001=1mbar)以下,例如,可以小於約1.0×10
-4cc/min(0.001=1mbar),例如,可以為約5.0×10
-5cc/min(0.001=1mbar)以下。圖7是概略性地示出了所述拋光墊的空氣洩漏測量過程的圖。參照圖7,所述空氣洩漏值通過如下方式匯出:針對所述拋光墊,在所述支撐層的下表面上的與所述窗口週邊對應的區域設置保持器(holder)300並進行封閉,然後在-1bar條件下實施了5秒減壓,通過維持10秒減壓狀態來進行穩定後測量壓力變化量。
在本發明的另一實現例中,提供一種半導體裝置的製造方法,其中,包括:提供具備拋光層的拋光墊的步驟,所述拋光層包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二表面的第一通孔,包括配置於所述第一通孔內的窗口;以及將所述第一表面和拋光對象的被拋光面配置成彼此接觸,然後在加壓條件下使所述拋光墊和所述拋光對象彼此相對旋轉的同時拋光所述拋光對象的步驟,所述拋光對象包括半導體基板,所述拋光墊還包括配置於所述拋光層的所述第二表面側的支撐層,所述支撐層包括:所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面;從所述第三表面貫通至所述第四表面,且與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部。
在所述半導體裝置的製造方法中,與所述拋光墊相關的所有事項,不僅是在後面重複描述的情況,即使不重複描述,為上述實現例的說明而記載的所有事項和其技術優點可以在以下相同地融合應用。通過將具有上述特徵的所述拋光墊應用於所述半導體器的件製備方法,由此製備的半導體裝置可以基於所述半導體基板的優異的拋光結果確保高品質。
圖8是概略性地示出一實現例的所述半導體裝置的製造方法的示意圖。參照圖8,所述拋光墊100可以設置於所述平台120上。參照圖2和圖8,所述拋光墊100可以以所述拋光層10的所述第二表面12側朝向所述平台120的方式設置於所述平台120上。另一方面,所述拋光墊100可以以所述窗口102)的最上端面和作為拋光面的所述第一表面11暴露在最外側表面的方式設置於所述平台120上。
所述拋光對象包括半導體基板130。所述半導體基板130可以設置成其被拋光面與所述第一表面11和所述窗口102的最上端面接觸。所述半導體基板130的被拋光面可以直接與所述第一表面11和所述窗口102的最上端面接觸,也可以通過有流動性的漿料等間接接觸。在本說明書中,“接觸”意味著包括直接或間接接觸的所有情況。
所述半導體基板130以安裝在拋光頭160使得被拋光面朝向所述拋光墊100的狀態以預定的載荷被加壓的同時,與所述第一表面11和所述窗口102的最上端面接觸並旋轉拋光。所述半導體基板130的被拋光面相對於所述第一表面11加壓的載荷可以在例如,約0.01psi至約20psi的範圍根據目的選擇,例如,可以是約0.1psi至約15psi,但並不限於此。由於所述半導體基板130的被拋光面以上述範圍的載荷與所述第一表面11和所述窗口102的最上端面彼此接觸而旋轉拋光,因此在重複往返所述第一表面11和所述窗口102的最上端面的過程中,能夠更加有利於確保通過其介面的漏水防止效果。
所述半導體基板130與所述拋光墊100可以在各自的被拋光面與拋光面相互接觸的狀態下相對旋轉。這時,所述半導體基板130的旋轉方向與所述拋光墊100的旋轉方向可以是相同的,也可以是相反的。在本說明書中,“相對旋轉”解釋為包括沿彼此相同的方向的旋轉或沿相反方向的旋轉。所述拋光墊100以安裝在所述平台120上的狀態隨著旋轉所述平台120而旋轉,所述半導體基板130以安裝在所述拋光頭160的狀態隨著旋轉所述拋光頭160而旋轉。所述拋光墊100的旋轉速度可以在約10rpm至約500rpm的範圍根據目的選擇,例如,可以是約30rpm至約200rpm,但不限於此。所述半導體基板130的旋轉速度可以是約10rpm至約500rpm,例如,約30rpm至約200rpm,例如,約50rpm至約150rpm,例如,約50rpm至約100rpm,例如,約50rpm至約90rpm,但不限於此。由於所述半導體基板130和所述拋光墊100的旋轉速度滿足所述範圍,因此可以與通過所述窗口102的最上端面和所述第一表面11之間的介面的漏水防止效果相關聯地適當地確保其離心力作用下的漿料的流動性。即,由於所述拋光漿料以適當的流量在所述第一表面11和所述窗口102的最上端面上移動,因此能夠在拋光漿料通過所述窗口102的最上端面和所述第一表面11之間的介面洩漏的量最大化具備所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層結構,且同時具備所述支撐層20的壓縮部結構和所述屏障層的所述拋光墊100的漏水防止效果方面更加有利。
所述半導體裝置的製造方法還可以包括將拋光漿料150供給到所述第一表面11上的步驟。例如,所述拋光漿料150可以通過供給噴嘴140噴射到所述第一表面11上。通過所述供給噴嘴140噴射的所述拋光漿料150的流量可以是例如,約10mL/分鐘至約1000mL/分鐘,例如,可以是約10mL/分鐘至約800mL/分鐘,例如,可以是約50mL/分鐘至約500mL/分鐘,但不限於此。由於所述拋光漿料150噴射流量滿足所述範圍,因此所述拋光漿料以適當的流量在所述第一表面11和所述窗口102的最上端面上移動,從而能夠在拋光漿料通過所述窗口102的最上端面和所述第一表面11之間的介面洩漏的量最大化具備所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層結構,且同時具備所述支撐層20的壓縮部結構和所述屏障層的所述拋光墊100的漏水防止效果方面更加有利。
所述拋光漿料150可以還包含拋光粒子,作為所述拋光粒子,例如,可以包含二氧化矽粒子或二氧化鈰粒子,但不限於此。
所述半導體裝置的製造方法還可以包括通過修整器170加工所述第一表面11的步驟。通過所述修整器170加工所述第一表面11的步驟可以與拋光所述半導體基板130的步驟同時執行。
所述修整器170可以在旋轉的同時加工所述第一表面11。所述修整器170旋轉速度可以是例如,約50rpm至約150rpm,例如,約50rpm至約120rpm,例如,約90rpm至約120rpm。
所述修整器170可以在對所述第一表面11進行加壓的同時加工所述第一表面11。所述修整器170對所述第一表面11的加壓載荷可以是例如,約1lb至約10lb,例如,約3lb至約9lb。
所述修整器170可以在沿所述拋光墊100的中心到所述拋光墊100的末端往返運動的路徑進行振動運動的同時加工所述第一表面11。當將所述修整器170的振動運動從所述拋光墊100的中心到所述拋光墊100的末端往返運動計算為一次時,所述修整器170的振動運動速度可以是約10次/分鐘(min)至約30次/分鐘,例如,約10次/分鐘至約25次/分鐘,例如,約15次/分鐘至約25次/分鐘。
在進行拋光的過程中,所述半導體基板130在對所述拋光面加壓的條件下被拋光,因此作為拋光面的所述第一表面11的作為表面暴露的氣孔結構等被壓,從而逐漸變成表面粗糙度變低等不適合拋光的狀態。為了防止這種情況,通過具備可粗糙化表面的所述修整器170來切削所述第一表面11,同時可以保持適合拋光的表面狀態。此時,當所述第一表面11的切削部分沒有快速排出並成為殘留物殘留在拋光面上時,可能會成為在所述半導體基板130的被拋光面上產生劃痕等缺陷的原因。由此看來,通過所述修整器170驅動條件,即,旋轉速度和加壓條件等滿足所述範圍,能夠維持所述第一表面11的表面結構,以保持所述拋光墊100優異的漏水防止效果,同時能夠在針對所述半導體基板130的被拋光面確保缺陷防止效果方面有利。
所述半導體裝置的製備方法還可以包括通過從光源180發射的光往返地透過所述窗口102來檢測所述半導體基板130的被拋光面的拋光終點的步驟。參照圖2和圖8,由於所述第二通孔201與所述第一通孔101連接,從所述光源180發出的光可以確保從所述拋光墊100的最上端面貫穿到最下端面的整個厚度的光通路,並且可以應用通過所述窗口102的光學終點檢測方法。
如上所述,應用所述拋光墊100的拋光工序可以在所述第一表面11上供給液體漿料等流體的同時進行,這時,源自這種流體的成分可以從所述窗口102和所述第一表面11的介面之間流入。在通過這種方式透過的流體成分經由所述第二通孔201流入所述拋光墊100和所述平台120下端的情況下,有可能引起所述光源180的故障,或者所述窗口102的最下端面起霧從而干擾準確的終點檢測。基於這種觀點,所述拋光墊100通過以小於所述第一通孔101的方式形成所述第二通孔201從而在所述第三表面21上確保所述窗口102的支撐面,與此同時,在所述支撐面形成包括所述第一黏合層30和所述第二黏合層40的多級黏合層,在所述支撐層20的與所述窗口102的最下端面對應的區域具備壓縮部CR,在所述第二黏合層40的一面上形成所述屏障層50,能夠有效防止源自所述拋光漿料150等的流體成分流入所述平台120下端,或者導致所述窗口102的最下端面起霧的現象。
以下,提出本發明的具體實施例。然而,以下記載的實施例僅用於具體示例或說明本發明,本發明的權利範圍不因此限制解釋,本發明的權利範圍由申請專利範圍確定。
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製造例
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製造例1:拋光層組合物的製造
相對於總100重量份的二異氰酸酯組分,混合72重量份的2,4-TDI、18重量份的2,6-TDI和10重量份的H
12MDI。相對於總100重量份的多元醇組分,混合90重量份的PTMG和10重量份的DEG。相對於總100重量份的所述二異氰酸酯組分,混合148重量份的所述多元醇組分來準備混合原料。將所述混合原料加入四口燒瓶中後,在80℃進行反應,製備包括氨基甲酸乙酯系預聚物且異氰酸酯基含量(NCO%)為9.3重量%的拋光層組合物。
製造例2:窗口組合物的製造
相對於總100重量份的二異氰酸酯組分,混合64重量份的2,4-TDI、16重量份的2,6-TDI和20重量份的H
12MDI。相對於總100重量份的多元醇組分,混合47重量份的PTMG、47重量份的PPG和6重量份的DEG。相對於總100重量份的所述二異氰酸酯組分,混合180重量份的所述多元醇組分來準備混合原料。將所述混合原料加入四口燒瓶中後,在80℃進行反應,製備包括氨基甲酸乙酯系預聚物且異氰酸酯基含量(NCO%)為8重量%的窗口組合物。
<實施例和比較例>
實施例1
相對於100重量份的所述製備例1的拋光層組合物,混合1.0重量份的固體發泡劑(Nouryon公司),混合4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(MOCA)作為固化劑,混合使得相對於所述拋光層組合物中的異氰酸酯基(-NCO)1.0,所述MOCA的胺基(-NH
2)的摩爾比為0.95。將所述拋光層組合物注入到預熱至90℃的寬1000mm、長1000mm、高3mm的模具中,以10kg/min的排出速度注入,同時以1.0L/min的注入速度注入氮氣(N
2)作為氣體發泡劑。然後,通過在110℃的溫度條件下進行後固化反應所述預備組合物來製備拋光層。將所述拋光層旋削加工為厚度為2.03mm,在拋光面上加工深度460μm、寬度0.85mm和間距3.0mm的同心圓形結構的溝槽。
相對於100重量份的所述製備例2的窗口組合物,混合4,4’-亞甲基雙(2-氯苯胺)(MOCA)作為固化劑,混合使得相對於所述拋光層組合物中的異氰酸酯基(-NCO)1.0,所述MOCA的胺基(-NH
2)的摩爾比為0.95。將所述窗口組合物注入到預熱至90℃的寬1000mm、長1000mm、高3mm的模具中,以10kg/min的排出速度注入,並且通過在110℃的溫度條件下進行後固化反應來製備窗口。所述窗口的各厚度製造成滿足下述表1,並且長度和寬度分別製造成60mm和20mm。
準備了支撐層,具有氨基甲酸乙酯系樹脂浸漬在包括聚酯樹脂纖維的不織布的結構且厚度為1.4mm。
在所述拋光層的拋光面的相反面(第二表面)上設置包含熱塑性氨基甲酸乙酯系黏合劑的黏合薄膜,然後形成從所述拋光層的作為拋光面的第一表面貫通至第二表面的第一通孔,所述第一通孔以寬(寬度)和長(長度)分別為20mm和60mm的長方體形狀形成。
接著,在11.5μm厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上設置形成有1μm厚度的聚偏氯乙烯(PVDC)疏水性阻隔塗層的屏障層,在所述支撐層的一面(第三表面)上設置包含熱塑性氨基甲酸乙酯系黏合劑的黏合薄膜,然後在所述黏合薄膜上設置所述屏障層,通過相互接合所述屏障層和所述拋光層的所述第二表面來使其相互接觸,然後利用加壓輥來在140℃進行熔融處理,從而形成了第二黏合層。
接著,通過從所述支撐層的最下端面進行切割加工來形成在厚度方向上貫通所述支撐層的第二通孔,其中,所述第二通孔形成在與所述第一通孔對應的區域內並且與所述第一通孔相連,所述第二通孔以寬度和長度分別為52mm和14mm的長方體形狀形成。
參照圖2,由於所述第二通孔201以小於所述第一通孔101的方式形成,因此在暴露於外部的所述第二黏合層40的上部塗覆含有:由包含所述化學式1的芳香族二異氰酸酯和多元醇的單體成分聚合形成的氨基甲酸乙酯系預聚物約97.75(±1.25)重量%;以及所述化學式1的未反應芳香族二異氰酸酯約2.25(±1.25)重量%的水分固化性黏合劑組合物,然後進行2小時的老化(aging)。這時,所述水分固化性黏合劑組合物利用具備直徑為100μm的供給噴嘴的分配器(dispenser)塗覆。接著,將所述窗口102以由塗覆有所述水分固化性黏合劑組合物的面支撐的方式配置於所述第一通孔101內,以100N的荷重加壓1秒,然後以900N的荷重附加加壓10秒。
接著,通過加壓所述支撐層20的最下端面(第四表面)來沿著從所述第二通孔201的側面朝向所述支撐層20內部的方向在規定區域形成了壓縮部CR。
其結果,製造了在所述窗口的最下端面側包括所述第一黏合層30和所述第二黏合層的多級黏合層,包括屏障層,在所述支撐層包括壓縮部CR,總厚度為3.4mm的拋光墊。
與所述第一黏合層、所述第二黏合層、所述支撐層的壓縮部、非壓縮部以及所述溝槽有關的各個數值如下述表1中的記載所示。
實施例2
除了在18.9μm厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上應用形成有0.1μm厚度的鋁(Al)沉積層的屏障層代替所述屏障層之外,以與所述實施例1相同的方法製造了拋光墊。
比較例1
除了所述第一黏合層未設置於所述第一通孔的側面和所述窗口的側面之間,不存在所述屏障層,在所述支撐層上設置有壓縮部之外,以與所述實施例1相同的方法製造了拋光墊。
比較例2
除了在所述支撐層為設置有壓縮部,不存在所述屏障層,所述第一黏合層存在之外,以與所述實施例1相同的方法製造了拋光墊。
比較例3
除了不存在所述屏障層之外,以與所述實施例1相同的方法製造了拋光墊。
<評價和測量>
測定例1:拋光層和窗口的表面硬度評價
通過以長度和寬度分別為3cm×3cm的大小切割所述實施例和比較例的各個拋光層來準備了樣品。通過以長度和寬度分別為3cm×3cm的大小切割所述實施例和比較例的各個窗口來準備了樣品。將所述樣品在25℃溫度保管12小時後利用硬度計來測量邵氏D(Shore D)硬度並將其表示為常溫乾燥狀態下的表面硬度(S1,S2)。另外,將所述窗口樣品在30℃溫度的水、50℃溫度的水、70℃溫度的水中浸漬30分鐘後利用硬度計來測量邵氏D(Shore D)硬度並將其分別表示為30℃濕潤硬度(S3)、50℃濕潤硬度(S4)以及70℃濕潤硬度(S5)。其結果分別如下述表1中的記載所示。
測定例2:漏水測試
將所述實施例和所述比較例的各個拋光墊安裝於拋光設備(CTS AP300)的平台上,將矽晶片(TEOS wafer)安裝於拋光頭,在87rpm所述拋光頭旋轉速度、3.5psi所述拋光頭針對所述拋光墊的加壓荷重、93rpm所述平台旋轉速度、200mL/分鐘純淨水(DI water)注入流量、101rpm修整器(CI 45)旋轉速度、19次/分鐘修整器振動運動速度下進行50小時以上拋光直到所述拋光墊的溝槽被磨平,且每一小時確認了一次漏水。接著,若經過整個評價時間後未用肉眼確認到在窗口的最下端面發生凝結,或者在平台上結上水分,則標記為“無”,在窗口的最下端面發生凝結,或者在平台上結有水分的情況下,標記了發生時間點為止的拋光時間。漏水測試結果如下述表1中的記載所示。
測定例3:空氣洩漏(Air Leak)測試
圖7是概略性地示出了所述拋光墊的空氣洩漏測量過程的圖。參照圖7,所述空氣洩漏值通過如下方式匯出:針對所述拋光墊,在所述支撐層的下表面上的與所述窗口週邊對應的區域設置保持器(holder)300並進行封閉,然後在-1bar條件下實施了5秒減壓,通過維持10秒減壓狀態來進行穩定後測量壓力變化量。其結果如下述表1中的記載所示。
[表1]
參照所述表1的結果,可以確認在所述實施例1至2的拋光墊的情況下,由於所述窗口的最下端面由所述支撐層的第三表面支撐,且在所述窗口的最下端面和所述支撐層的第三表面之間具備第一黏合層和第二黏合層的多級黏合層,與此同時所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域上具備壓縮部,還一同包括所述屏障層,因此呈現1.0×10
-4cc/min(0.001=1mbar)以下,更具體而言,小於5.0×10
-5cc/min(0.001=1mbar)的空氣洩漏值,呈現優異的漏水測試結果。與此不同,所述比較例1至比較例3的拋光墊作為缺少所述多級黏合層、所述壓縮部以及所述屏障層中的至少一個的拋光墊,可以確認與所述實施例1至實施例2的拋光墊相比呈現出較低的漏水防止效果。
以上,如上所述,一實現例的所述拋光墊是應用窗口而能夠進行終點檢測的拋光墊,同時在所述窗口的最下端面應用多級黏合層結構,與此同時在所述支撐層的特定區域具備壓縮部,通過應用屏障層來實質上去除導入所述窗口的部分的局部一致性所引起的不利因素,即漏水發生可能性,從而最大限度地延長使用規定時間後需替換的所述拋光墊的壽命,在所述拋光墊的使用中最大化漏水防止效果,從而作為能夠製造優異的半導體裝置的工序構件發揮功能。
10:拋光層
11:第一表面(拋光面)
12:第二表面
20:支撐層
21:第三表面
22:第四表面
30:第一黏合層
40:第二黏合層
50:屏障層
100、100’、200:拋光墊
101:第一通孔
102:窗口
103:凹入部
111:溝槽
112:氣孔
113:微細凹陷部
120:平台
130:半導體基板
140:供給噴嘴
150:拋光漿料
160:拋光頭
170:修整器
180:光源
201:第二通孔
300:保持器
A、B:部分
CR:壓縮部
NCR:非壓縮部
D1:拋光層的厚度
D2:窗口的厚度
d1:溝槽的深度
d2:凹入部的深度
d3:第一表面和窗口的最上端面的高度差
L1:第一黏合層的長度
W2:第三表面中窗口支撐面的寬度
W3:第一黏合層的寬度
H1:非壓縮部的厚度
H2:壓縮部的厚度
w1:溝槽的寬度
p1:溝槽的間距
圖1是一實現例的拋光墊的俯視圖的圖。
圖2是概略性地示出了圖1的一實現例的拋光墊中,對X-X’切割的截面的剖視圖的圖。
圖3是概略性地示出了另一實現例的拋光墊的剖視圖的圖。
圖4是放大示出所述圖2的B部分的示意圖。
圖5是放大示出所述圖2的A部分的示意圖。
圖6是概略性地示出了又一實現例的拋光墊的截面的圖。
圖7是概略性地示出了所述拋光墊的空氣洩漏測量過程的圖。
圖8是概略性地示出一實現例的所述半導體裝置的製造方法的示意圖。
10:拋光層
11:第一表面(拋光面)
12:第二表面
20:支撐層
21:第三表面
22:第四表面
30:第一黏合層
40:第二黏合層
50:屏障層
100:拋光墊
101:第一通孔
102:窗口
201:第二通孔
A、B:部分
CR:壓縮部
D1:拋光層的厚度
NCR:非壓縮部
H1:非壓縮部的厚度
H2:壓縮部的厚度
W2:第三表面中窗口支撐面的寬度
W3:第一黏合層的寬度
Claims (14)
- 一種拋光墊,其包括:拋光層,包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二表面的第一通孔;窗口,配置於所述第一通孔內;以及支撐層,配置於所述拋光層的所述第二表面側,包括所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面,包括從所述第三表面貫通至所述第四表面同時與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部,所述屏障層包含選自由金屬沉積樹脂薄膜、無機膜沉積樹脂薄膜、疏水性阻隔塗層樹脂薄膜、粒子分散樹脂薄膜、無機膜、金屬膜以及它們的組合組成的組中的一種。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述第一黏合層包含水分固化性樹脂,所述第二黏合層包含熱塑性樹脂。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述第一黏合層不配置於所述第一通孔的側面和所述窗口的側面之間。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述第一黏合層還配置於所述第一通孔的側面和所述窗口的側面之間。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述支撐層在除所述壓縮部之外的區域包括非壓縮部,相對於所述非壓縮部的厚度的所述壓縮部的厚度的百分率為0.01%至80%。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述第一表面包括至少一個溝槽,所述溝槽的深度為100μm至1500μm,寬度為0.1mm至20mm。
- 如請求項6所述之拋光墊,其中,所述第一表面包括多個溝槽,多個所述溝槽包括同心圓形溝槽,所述同心圓形溝槽的兩個相鄰溝槽之間的間隔為2mm至70mm。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述窗口的最下端面包括凹入部。
- 如請求項8所述之拋光墊,其中,所述凹入部的深度為0.1mm至2.5mm。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,所述窗口包含含有第一氨基甲酸乙酯系預聚物的窗口組合物的非發泡固化物,所述拋光層還包含含有第二氨基甲酸乙酯系預聚物的拋光層組合物的發泡固化物。
- 如請求項1所述之拋光墊,其中,在常溫乾燥狀態下針對所述第一表面測量的邵氏D硬度小於在常溫乾燥狀態下針對所述窗口的最上端面測量的邵氏D硬度。
- 一種半導體裝置的製造方法,其包括以下步驟:提供具備拋光層的拋光墊的步驟,所述拋光層包括作為拋光面的第一表面和作為所述第一表面的相反面的第二表面,包括從所述第一表面貫通至所述第二 表面的第一通孔,包括配置於所述第一通孔內的窗口;以及將所述第一表面和拋光對象的被拋光面配置成彼此接觸,然後在加壓條件下使所述拋光墊和所述拋光對象彼此相對旋轉的同時拋光所述拋光對象的步驟,所述拋光對象包括半導體基板,所述拋光墊還包括配置於所述拋光層的所述第二表面側的支撐層,所述支撐層包括所述拋光層側的第三表面和作為所述第三表面的相反面的第四表面,包括從所述第三表面貫通至所述第四表面同時與所述第一通孔連接的第二通孔,所述第二通孔小於所述第一通孔,所述窗口的最下端面由所述第三表面支撐,在所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第一黏合層,在所述第二表面和所述第三表面之間以及所述窗口的最下端面和所述第三表面之間包括第二黏合層,在所述第二黏合層的一表面上包括屏障層,所述支撐層在與所述窗口的最下端面對應的區域包括壓縮部,所述屏障層包含選自由金屬沉積樹脂薄膜、無機膜沉積樹脂薄膜、疏水性阻隔塗層樹脂薄膜、粒子分散樹脂薄膜、無機膜、金屬膜以及它們的組合組成的組中的一種。
- 如請求項12所述之半導體裝置的製造方法,其還包括:在所述第一表面上供給拋光漿料的步驟,所述拋光漿料通過供給噴嘴噴射在所述第一表面上,通過所述供給噴嘴噴射的所述拋光漿料的流量為10mL/分鐘至1,000mL/分鐘。
- 如請求項12所述之半導體裝置的製造方法,其中,所述拋光對象和所述拋光墊的旋轉速度分別為10rpm至500rpm。
Applications Claiming Priority (2)
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KR10-2021-0164601 | 2021-11-25 | ||
KR1020210164601A KR102641899B1 (ko) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 연마패드 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
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TW202320973A TW202320973A (zh) | 2023-06-01 |
TWI844176B true TWI844176B (zh) | 2024-06-01 |
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---|---|---|---|---|
KR101890331B1 (ko) | 2017-10-16 | 2018-08-21 | 에스케이씨 주식회사 | 누수 방지된 연마패드 및 이의 제조방법 |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101890331B1 (ko) | 2017-10-16 | 2018-08-21 | 에스케이씨 주식회사 | 누수 방지된 연마패드 및 이의 제조방법 |
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