專利名稱：具有阻絕層的拋光墊和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光墊和其制造方法，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種具有阻絕層的拋光墊 和其制造方法。
背景技術(shù)：
一般拋光為化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝，對(duì)于粗糙表面的研磨，其是利用含有研磨 粒子的研磨液平均分布于拋光墊的表面上，同時(shí)將待拋光組件抵住所述拋光墊后，進(jìn)行重 復(fù)和規(guī)律的搓磨動(dòng)作。所述待拋光組件為諸如半導(dǎo)體、存儲(chǔ)媒體襯底、集成電路、LCD平板 玻璃、光學(xué)玻璃和光電面板等物體。在傳統(tǒng)技術(shù)中，是以多層貼合方式制成拋光墊，例如研磨層與底材利用背膠貼合 (請(qǐng)參考中國(guó)臺(tái)灣新型專利公告第M269996號(hào)的多層研磨墊)；或由多個(gè)薄層貼合而成的研 磨層與底材以背膠貼合(請(qǐng)參考中國(guó)臺(tái)灣專利公開(kāi)第200513348號(hào)的用于化學(xué)機(jī)械拋光的 多層拋光墊)。當(dāng)上述的所述傳統(tǒng)拋光墊浸入研磨液后，不同材質(zhì)的研磨層和底材、以及接合用 的背膠具有不同的收縮率，故容易會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生。另外，所述背膠長(zhǎng)時(shí)間浸入所述研磨液 中，會(huì)逐漸降低接合能力，而造成拋光墊表面的平坦度不佳。此外，在進(jìn)行拋光作業(yè)，經(jīng)由拋 光機(jī)施加壓力以拋光待拋光物時(shí)，拋光墊表面較突出地方容易造成研磨層嚴(yán)重的損耗，并 且容易刮傷待拋光組件的表面。參考圖1，顯示傳統(tǒng)拋光墊的示意圖。所述拋光墊1包括底材10和研磨層30。所 述底材10是由聚氨酯(Polyurethanes，PU)樹(shù)脂11包覆無(wú)紡布12而成。所述研磨層30 涂布于所述底材10上，所述研磨層30的材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)樹(shù)脂31，且其 具有多個(gè)水滴狀孔隙32。所述傳統(tǒng)拋光墊1雖然不使用任何背膠或粘膠，但是其缺點(diǎn)如下， 由于所形成的所述水滴狀孔隙32呈現(xiàn)較短的水滴狀外型，其深度不會(huì)超過(guò)所述研磨層30 總厚度的二分之一，導(dǎo)致所能存儲(chǔ)的研磨液和研磨后產(chǎn)生的殘屑有限，容易造成所述水滴 狀孔隙32被研磨后產(chǎn)生的殘屑填充而逐漸變小，因此降低研磨效果或刮傷待拋光組件的 表面，且減少所述拋光墊1的使用壽命。此外，當(dāng)遇到較大的下壓力(Down Force)時(shí)，所述 拋光墊1的緩沖效果較差。因此，有必要提供一種創(chuàng)新且具進(jìn)步性的具有阻絕層的拋光墊和其制造方法，以 解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有阻絕層的拋光墊，其包括底材、阻絕層和研磨層。所述底材是 以高分子體包覆纖維層而成。所述阻絕層位于所述底材上。所述研磨層位于所述阻絕層上， 所述研磨層為高分子彈性體且具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙。本發(fā)明另提供一種制造拋光墊的方法，其包括以下步驟；(a)提供底材，所述底材 是以高分子體包覆纖維層而成，所述底材具有表面；(b)在所述底材的表面上形成阻絕層；(c)于所述阻絕層上形成高分子彈性體；(d)固化所述高分子彈性體，以形成研磨層，所述 研磨層具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙；和(e)研磨所述研磨層的表面，使得所述研磨層具有多個(gè)表 面開(kāi)孔。在本發(fā)明中，所述阻絕層可防止研磨液在拋光研磨過(guò)程中滲透到底材，以提高拋 光研磨效果和質(zhì)量。在一較佳實(shí)施例中，所述長(zhǎng)柱狀孔隙分布的厚度為所述研磨層總厚度 的至少二分之一，而且所述長(zhǎng)柱狀孔隙的深度大于所述研磨層總厚度的二分之一。因此，當(dāng) 所述拋光墊應(yīng)用在拋光過(guò)程中，可以蘊(yùn)含大量研磨液和研磨后產(chǎn)生的殘屑，其可提高研磨 效率且可防止待拋光組件的表面被刮傷。此外，當(dāng)遇到較大的下壓力(Down Force)時(shí)，所 述拋光墊的緩沖效果較佳。


圖1顯示傳統(tǒng)拋光墊的示意圖；圖2顯示本發(fā)明拋光墊的較佳實(shí)施例示意圖；和圖3顯示本發(fā)明拋光墊的制造方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種拋光墊，所述拋光墊是應(yīng)用于化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝中對(duì)待拋 光組件進(jìn)行研磨或拋光。所述待拋光組件包括但不限于半導(dǎo)體、存儲(chǔ)媒體襯底、集成電路、 LCD平板玻璃、光學(xué)玻璃和光電面板等物體。參考圖2，其顯示本發(fā)明拋光墊的較佳實(shí)施例示意圖。所述拋光墊4包括底材50、 阻絕層60和研磨層70。所述底材50是以高分子體51包覆纖維層52而成。在本實(shí)施例 中，所述纖維層52為無(wú)紡布，且其材質(zhì)為聚丙烯(PolyproylenhPP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)、尼龍(Nylon)或其混合物。所述高分子體51為 連續(xù)發(fā)泡體，其材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)、聚丙烯(Polyproylene，PP)、聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)、高分子樹(shù)脂或其混合物。在本實(shí)施例 中，所述纖維層52的材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)， 所述高分子體51的材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)。所述阻絕層60位于所述底材50上。所述阻絕層60的材質(zhì)為聚氨酯 (Polyurethanes, PU)、聚丙烯(Polyproylene, PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)、高分子樹(shù)脂、金屬薄層、金屬粉末或其它可作為阻絕的材 質(zhì)。在本實(shí)施例中，所述阻絕層60包括聚氨酯(Polyurethanes，PU)、二甲基甲酰胺 (Dimethylformamide,DMF)和甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone，MEK)。所述阻絕層 60 涂 布(例如涂布輪或涂布刮刀)于底材50上，然而，可以理解的是，也可以利用印刷輪、轉(zhuǎn)寫(xiě) 或其它方式將所述阻絕層60形成于所述底材50上。因此，所述阻絕層60與所述底材50 之間并不使用粘膠作結(jié)合。較佳地，所述底材50具有表面53，所述表面53為經(jīng)平坦化的表 面，所述纖維層52的部分纖維54顯露于所述表面53，使得所述阻絕層60更包覆顯露的部 分纖維54，故所述阻絕層60與所述底材50之間具有更佳的結(jié)合性。所述研磨層70位于所述阻絕層60上，且所述研磨層70具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙72。 所述研磨層70為高分子彈性體71，其涂布(例如用涂布輪或涂布刮刀)于所述阻絕層60上，然而，可以理解的是，也可以利用印刷輪、轉(zhuǎn)寫(xiě)或其它方式形成所述研磨層70于所述阻 絕層60上。因此，所述研磨層70與所述阻絕層60之間并不使用粘膠作結(jié)合。所述研磨層 70的材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)、聚丙烯(Polyproylene，PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)、高分子樹(shù)脂或其混合物。在本實(shí)施例中，所述 研磨層70的材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)。所述長(zhǎng)柱狀孔隙72分布的厚度為所述 研磨層70總厚度的至少二分之一。在本實(shí)施例中，所述長(zhǎng)柱狀孔隙72為長(zhǎng)柱狀，且其深度 大于所述研磨層70總厚度的二分之一。所述長(zhǎng)柱狀孔隙72間有適當(dāng)?shù)倪B通。在本實(shí)施例中，所述拋光墊4的壓縮率為5 %至50 %，所述拋光墊4的壓縮回復(fù)率 大于80%，所述拋光墊4的厚度為0. 5至3. 0公厘，所述拋光墊4的密度為0. 2至0. 6克/ 立方厘米。參參考圖3，顯示本發(fā)明拋光墊的制造方法的較佳實(shí)施例的流程圖。配合參考圖2 和圖3，首先，參考步驟S31，提供底材50。所述底材50是以高分子體51包覆纖維層52而 成，所述底材50具有表面53。在本實(shí)施例中，所述底材50是經(jīng)由以下步驟所形成。首先， 提供纖維層52，所述纖維層52可以是一般纖維無(wú)紡布或是超細(xì)纖維無(wú)紡布，且其材質(zhì)為聚 丙烯(Polyproylene, PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PolyethyleneTerephthalate, PET)、尼 龍(Nylon)或其混合物。在本實(shí)施例中，所述纖維層52的材質(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene Terephthalate, PET)。接著，將所述纖維層52浸置于高分子溶液中，使所述高分子溶液包覆所述纖維層 52。所述高分子溶液可以是聚氨酯(Polyurethanes，PU)液、聚丙烯(Polyproylene，PP) 液、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)液、高分子樹(shù)脂液或其混 合物。在本實(shí)施例中，所述高分子溶液為聚氨酯(Polyurethanes，PU)液，其組成份為13% 聚氨酯樹(shù)脂、3%表面活性劑、9%顏料和75%二甲基甲酰胺(Dimethylf0rmamide，DMF)。最 后，固化所述高分子溶液，以形成所述底材50。參考步驟S32，形成阻絕層60于所述底材50的表面53。在本實(shí)施例中，是以涂布 方式(例如用涂布輪或涂布刮刀)將所述阻絕層60形成于所述底材50上。然而，可以理解 的是，也可以利用印刷輪、轉(zhuǎn)寫(xiě)或其它方式將所述阻絕層60形成于所述底材50上。所述阻 絕層60的材質(zhì)為聚氨酯(Polyurethanes，PU)、聚丙烯(Polyproylene，PP)、聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate，PET)、高分子樹(shù)脂、金屬薄層、金屬粉末或其它可 以作為阻絕的材質(zhì)。在本實(shí)施例中，所述阻絕層60包括17%聚氨酯(Polyurethanes，PU) 和 83% 甲基乙基酮(Methyl Ethyl Ketone，MEK)。較佳地，在所述步驟S31中所述纖維層52的部分纖維54顯露于所述表面53，因 此在步驟S32中所述阻絕層60更包覆顯露的部分纖維54，使得所述阻絕層60與所述底材 50之間具有更佳的結(jié)合性。要注意的是，所述阻絕層60與所述底材50之間并不使用粘膠
作結(jié)合。參考步驟S33，形成高分子彈性體71于所述阻絕層60上。在本實(shí)施例中，是以 涂布方式(例如涂布輪或涂布刮刀)將所述高分子彈性體71形成于所述阻絕層60上， 然而，可以理解的是，也可以利用印刷輪、轉(zhuǎn)寫(xiě)或其它方式將所述高分子彈性體71形成 于所述阻絕層60上。所述高分子彈性體71可以是聚氨酯(Polyurethanes，PU)液、聚 丙 j；希(Polyproylene, PP)液、聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯(Polyethylene Ter印hthalate,
5PET)液、高分子樹(shù)脂液或其混合物。在本實(shí)施例中，所述高分子彈性體71為聚氨酯 (Polyurethanes,PU)液，其組成份為15%聚氨酯樹(shù)脂、3%表面活性劑、15%顏料和67%二 甲基甲酰胺(Dimethylformamide, DMF) 參考步驟S34，將所述底材50、所述阻絕層60和所述高分子彈性體71 —起浸置于 固化液中，以固化所述高分子彈性體71而形成研磨層70，同時(shí)于所述研磨層70上產(chǎn)生多個(gè) 長(zhǎng)柱狀孔隙72，所述長(zhǎng)柱狀孔隙72間有適當(dāng)?shù)倪B通。在本實(shí)施例中，所述固化液包括二甲 基甲酰胺(Dimethylformamide，DMF)和水，其濃度為15%。參考步驟S35，以熱水洗去二甲基甲酰胺(Dimethylformamide，DMF)。接著，參考 步驟S36，進(jìn)行干燥的步驟，以得到未裸露表面開(kāi)孔的拋光墊半成品。最后，參考步驟S37， 研磨所述研磨層70的表面，使得所述研磨層70具有多個(gè)表面開(kāi)孔，并以真空吸力清除殘 屑，以制得所述拋光墊4。根據(jù)本實(shí)施例所制得的所述拋光墊4的壓縮率為28. 30%，其壓縮回復(fù)率為 95. 56%，其厚度為1. 6公厘，其密度為0. 29克/立方厘米，其硬度為36肖氏A(ShoreA)。在本發(fā)明中，所述阻絕層60可防止研磨液在拋光研磨過(guò)程中滲透到底材50，以提 高拋光研磨效果和質(zhì)量。此外，所述長(zhǎng)柱狀孔隙72分布的厚度為所述研磨層70總厚度的 至少二分之一，而且所述長(zhǎng)柱狀孔隙72的深度大于所述研磨層70總厚度的二分之一。因 此，當(dāng)所述拋光墊4應(yīng)用在拋光過(guò)程中，可以蘊(yùn)含大量研磨液和研磨后產(chǎn)生的殘屑，其可提 高研磨效率且可防止待拋光組件的表面被刮傷。此外，當(dāng)遇到較大的下壓力(Down Force) 時(shí)，所述拋光墊4的緩沖效果較佳。但上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的原理和其功效，而非用以限制本發(fā)明。因此，所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改和變化仍不脫離本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍 應(yīng)如后述的權(quán)利要求書(shū)所列。
權(quán)利要求
一種拋光墊，其包括底材，其以高分子體包覆纖維層而成；阻絕層，其位于所述底材上；和研磨層，其位于所述阻絕層上，所述研磨層為高分子彈性體且具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所述纖維層為無(wú)紡布，所述纖維層的材質(zhì)為聚丙 烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、尼龍或其混合物，所述高分子體的材質(zhì)為聚氨酯、聚丙烯、聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯、高分子樹(shù)脂或其混合物，所述阻絕層的材質(zhì)為聚氨酯、聚丙烯、聚對(duì)苯 二甲酸乙二醇酯、高分子樹(shù)脂、金屬薄層或金屬粉末。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所述底材具有表面，所述纖維層的部分纖維顯露 于所述表面，所述阻絕層更包覆顯露的部分纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所述阻絕層涂布于底材上，所述研磨層涂布于所 述阻絕層上，且所述研磨層的材質(zhì)為聚氨酯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、高分子樹(shù)脂 或其混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光墊，其中所述長(zhǎng)柱狀孔隙分布的厚度為所述研磨層總厚度 的至少二分之一，所述長(zhǎng)柱狀孔隙的深度大于所述研磨層總厚度的二分之一，所述拋光墊 的壓縮率為5 %至50 %，且所述拋光墊的回復(fù)率大于80 %。
6.一種制造拋光墊的方法，其包括以下步驟；(a)提供底材，所述底材是以高分子體包覆纖維層而制成，所述底材具有表面；(b)在所述底材的表面上形成阻絕層；(c)在所述阻絕層上形成高分子彈性體；(d)固化所述高分子彈性體，以形成研磨層，所述研磨層具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙；和(e)研磨所述研磨層的表面，使得所述研磨層具有多個(gè)表面開(kāi)孔。
7.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中步驟(a)包括以下步驟(al)提供纖維層；(a2)將所述纖維層浸置于高分子溶液中，使所述高分子溶液包覆所述纖維層；和(a3)固化所述高分子溶液，以形成所述底材。
8.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中所述步驟(a)中所述纖維層的部分纖維顯露于 所述表面，所述步驟(b)中所述阻絕層更包覆顯露的部分纖維。
9.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中在步驟(b)中，以涂布、印刷輪或轉(zhuǎn)寫(xiě)方式將所 述阻絕層形成于所述底材上，在步驟(c)中，以涂布、印刷輪或轉(zhuǎn)寫(xiě)方式將所述高分子彈性 體形成于所述阻絕層上，所述步驟(e)是研磨所述研磨層的表面，并以真空吸力去除殘屑。
10.如權(quán)利要求6所述的制造方法，其中所述步驟(d)是將所述底材、所述阻絕層和所 述高分子彈性體浸置于固化液中，以固化所述高分子彈性體而形成研磨層，且于所述研磨 層中產(chǎn)生所述長(zhǎng)柱狀孔隙，其中所述固化液包括二甲基甲酰胺和水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有阻絕層的拋光墊和其制造方法，所述拋光墊包括底材、阻絕層和研磨層。所述底材是以高分子體包覆纖維層而成。所述阻絕層位于所述底材上。所述研磨層位于所述阻絕層上，所述研磨層為高分子彈性體且具有多個(gè)長(zhǎng)柱狀孔隙。因而，所述阻絕層可防止研磨液在拋光過(guò)程中滲透到底材，以提高拋光研磨效果和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B24D11/00GK101850541SQ200910130360
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者馮崇智, 劉瑋得, 姚伊蓬, 洪永璋, 王俊達(dá) 申請(qǐng)人:貝達(dá)先進(jìn)材料股份有限公司