CN103769996B - 吸附垫片、研磨装置及吸附垫片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种吸附垫片、研磨装置及吸附垫片的制造方法。吸附垫片包含一吸附层。该吸附层包含用以吸附一基材的一吸附表面。该吸附表面包含一第一吸附区域及一第二吸附区域，其中该第一吸附区域的吸附力大于该第二吸附区域的吸附力。根据本发明的吸附垫片通过不同吸附区域，使研磨完毕便于卸除该基材，减少基材因卸除而破裂、减少卸除时间及降低卸除困难度。

Description

吸附垫片、研磨装置及吸附垫片的制造方法

技术领域

本发明涉及一种吸附垫片、研磨装置及吸附垫片的制造方法，详言之，是涉及一种具有不同吸附区域的吸附垫片、包含其的研磨装置及吸附垫片的制造方法。

背景技术

研磨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，同时将一待研磨基材抵住该研磨垫后以重复规律动作搓磨。该待研磨基材诸如半导体、储存媒体基材、集成电路、液晶显示器平板玻璃、光学玻璃与光电面板等物体。在研磨过程中，必须使用一吸附垫片以吸附且固定该待研磨基材，因而该吸附垫片的品质会直接影响该待研磨基材的研磨效果。

参考图1，显示具有现有吸附垫片的研磨装置的示意图。该研磨装置1包括一压力板11、一吸附垫片12、一待研磨基材13、一研磨盘14、一研磨垫15及一研磨浆液16。该压力板11相对于该研磨盘14。该吸附垫片12利用一背胶层(图中未式)粘附于该压力板11上，且该吸附垫片12用以吸附且固定该待研磨基材13。该研磨垫15固定于该研磨盘14，且面向该压力板11，用以对该待研磨基材13进行研磨。

该研磨装置1的作动方式如下。首先将该待研磨基材13置于该吸附垫片12上，且该待研磨基材13被该吸附垫片12吸住。接着，该研磨盘14及该压力板11以相反方向旋转，且同时将该压力板11向下移动，使该研磨垫15接触到该待研磨基材13的表面，通过不断补充该研磨浆液16以及该研磨垫15的作用，可对该待研磨基材13进行研磨作业。

由于现有的吸附垫片为可于研磨过程中，有效吸附且固定待研磨基材，故其吸附力的强度通常较大，再者，吸附垫片用以吸附待研磨基材的吸附层部分材质通常为发泡聚胺脂树脂，具有多个发泡孔洞，该多个孔洞也可能因 研磨过程中的挤压使内含的空气排除形成低压，使吸附力更增强。待研磨完成，需将该待研磨基材13自该吸附垫片12上卸除，强大的吸附力则在此卸除过程中造成阻力，位于吸附垫片外围的部分，因方便施力，且同样施力大小时所产生的力矩较大，故容易卸除，但越靠近吸附垫片的中心点，加工不易，且同样施力大小时所产生的力矩较小，故不易卸除，当该待研磨基材为面积大且薄的基板，例如光学元件时，所需的卸除作业时间将拉长，且卸除作业的难度极高，如作业不慎极易造成破片，不仅使研磨作业效率降低，更增加作业难度及提高生产成本。

因此，有必要提供一种新颖且具进步性的吸附垫片、研磨装置及吸附垫片的制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附垫片，其中用以吸附的吸附层具有不同吸附力，可同时兼顾研磨时的吸附强度需求及研磨完成时便于卸除。

为达上述目的，本发明提供一种吸附垫片，其包含一吸附层，该吸附层包含一吸附表面，用以吸附一基材，其中该吸附表面包含：

一第一吸附区域及一第二吸附区域，其中该第一吸附区域的吸附力大于该第二吸附区域的吸附力。

本发明另提供一种研磨装置，其包含：

一压力板；

一如前所述的吸附垫片，其粘附于该压力板上；及

一基材，其被吸附于该吸附垫片上。

本发明又提供一种如前述的吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一聚合物薄片；

(b)提供一模具，其中该模具具有一第一凹凸区域及一第二凹凸区域，该第一凹凸区域的平坦度不同于该第二凹凸区域的平坦度，且该第一凹凸区域对应于该第一吸附区域，及该第二凹凸区域对应欲该第二吸附区域；及

(c)利用步骤(b)的模具将步骤(a)的该聚合物薄片进行转印，以制得该吸附垫片。

附图说明

图1显示具有现有吸附垫片的研磨装置的示意图；

图2显示根据本发明的吸附表面的第一具体实施例示意图；

图3显示根据本发明的吸附表面的第二具体实施例示意图；

图4显示根据本发明的吸附表面的第三具体实施例示意图；及

图5显示具有本发明吸附垫片的研磨装置的示意图；

主要元件符号说明

具体实施方式

本发明提供一种吸附垫片，其包含一吸附层，该吸附层包含一吸附表面，用以吸附一基材，其中该吸附表面包含：

一第一吸附区域及一第二吸附区域，其中该第一吸附区域的吸附力大于该第二吸附区域的吸附力。

本发明所言的「吸附垫片」乙词指于化学机械研磨制作工艺中，用以吸附且固定一基材的结构。较佳地，该吸附垫片包含一吸附层，且该吸附层包含一吸附表面以吸附该基材。该吸附垫片较佳为一薄片结构，且可固定于一研磨机台上。

在本发明的一具体实施例中，该吸附垫片的材料为聚合物，较佳为发泡聚合物，该吸附垫片的材料可依所需的性质，而由不同的材料所制成。该吸附层的材料为使可吸附且固定基材，其材料的具体实施例为聚胺酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、丙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯树脂。该多个材料可单独或混合多种使用。较佳地，该吸附层的材料为前述树脂的发泡树脂。

本发明所言的「基材」指待研磨的工件，较佳为一平板，在本发明的具体实施例中，该基材为半导体、储存媒体基材、集成电路、液晶显示器平板玻璃、光学玻璃或光电面板。

根据本发明的该吸附表面包含该第一吸附区域及该第二吸附区域，其中该第一吸附区域的吸附力大于该第二吸附区域的吸附力。该第一吸附区域与该第二吸附区域的相对位置可为任意或依所欲排列。

参看图2，其为根据本发明的吸附表面221的第一具体实施例示意图，该第一吸附区域222环绕该第二吸附区域223。较佳地，该第一吸附区域222完全环绕该第二吸附区域223。该第一吸附区域222因位于该吸附表面221的外围，其吸附力较大，可在研磨过程中提供足够的吸附力，但当欲卸除该基板时，因方便施力，且同样施力大小时所产生的力矩较大，故容易卸除，且该第二吸附区域223靠近吸附垫片的中心点，且同样施力大小时所产生的力矩较小，但因其吸附力较小，故仍易于卸除。

在本发明的较佳具体实施例中，该吸附表面221另包含一第三吸附区域 224，且该第二吸附区域223的吸附力大于该第三吸附区域224的吸附力。该第三吸附区域224可搭配该第一吸附区域222及该第二吸附区域223，提供更弹性、更多样性的吸附力配置，尤其当应用于大尺寸的基板时，更易于加工。该第一吸附区域222、该第二吸附区域223及该第三吸附区域224的相对位置可为任意或依所欲排列，较佳地，该第二吸附区域223环绕该第三吸附区域224；更佳地，该第二吸附区域223完全环绕该第三吸附区域224。

根据本发明该第一吸附区域222或该第二吸附区域223的形状可为任意，较佳地，该第一吸附区域222或该第二吸附区域223的形状与该基板相同。在本发明的较佳具体实施例中，该第一吸附区域222或该第二吸附区域223的形状为方形、圆形或多边形。另一方面，该第一吸附区域222与该第二吸附区域223较佳为同心。

参看图3，其为根据本发明的吸附表面321的第二具体实施例示意图，该第一吸附区域322的延伸方向平行于该第二吸附区域323的延伸方向。较佳地，该第一吸附区域322与该第二吸附区域323交错排列。该第一吸附区域322的吸附力较大，可于研磨过程中提供足够的吸附力，该第二吸附区域323的吸附力较小，故易于卸除，两者交错排列可兼顾研磨时与卸除时的需求。

参看图4，其为根据本发明的吸附表面421的第三具体实施例示意图，该第一吸附区域422包含多个第一吸附点424；该第二吸附区域423包含多个第二吸附点425。该多个吸附点提供吸附力。

根据本发明的该第一吸附区域与该第二吸附区域的吸附力差异为本发明所属技术领域中具通常知识者可据以调整者，在本发明的一较佳具体实施例中，其可通过调整该第一吸附区域及该第二吸附区域表面的平坦度，达到调整吸附力的效果，其中该第一吸附区域的平坦度与该第二吸附区域的平坦度不同。

较佳地，为使根据本发明的吸附垫片可兼顾研磨时的吸附力要求及卸除时便于施工的要求，其中该第一吸附区域的吸附力大于约0.8kg/cm²，及该第二吸附区域的吸附力小于约0.5kg/cm²；更佳地；该吸附力介于约0.05kg/cm²至约1.3kg/cm²。

根据本发明的该吸附垫片较佳是另包含一缓冲层，该缓冲层具有多个连通性孔洞，且位于该吸附层下，以提供该吸附垫片于研磨时的缓冲效果。较 佳地，该缓冲层的材料为聚胺酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、丙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯树脂。

本发明也提供一种研磨装置，其包含：

一压力板；

一前述的吸附垫片，其粘附于该压力板上；及

一基材，其被吸附于该吸附垫片上。

较佳地，该研磨装置另包含：

一研磨盘，其设置相对于该压力板；

一研磨垫，其固定于该研磨盘，用以对该基材进行研磨；及

一研磨浆液，其接触该基材，以进行研磨。

参考图5，显示具有本发明吸附垫片的研磨装置的示意图。该研磨装置5包括一压力板51、一吸附垫片52、一基材53、一研磨盘54、一研磨垫55及一研磨浆液56。该压力板51相对于该研磨盘54。该吸附垫片52是利用一背胶层(图中未示)粘附于该压力板51上，且该吸附垫片52用以吸附且固定该基材53。该研磨垫55固定于该研磨盘54，且面向该压力板51，用以对该基材53进行研磨。

该研磨装置5的作动方式如下。首先将该基材53置于该吸附垫片52上，且该基材53被该吸附垫片52吸住。接着，该研磨盘54及该压力板51以相反方向旋转，且同时将该压力板51向下移动，使该研磨垫55接触到该基材53的表面，通过不断补充该研磨浆液56以及该研磨垫55的作用，可对该基材53进行研磨作业。

本发明再提供一种前述的吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一聚合物薄片；

(b)提供一模具，其中该模具包含一第一凹凸区域及一第二凹凸区域，该第一凹凸区域的平坦度不同于该第二凹凸区域的平坦度，且该第一凹凸区域对应于该第一吸附区域，及该第二凹凸区域对应欲该第二吸附区域；及

(c)利用步骤(b)的模具将步骤(a)的该聚合物薄片进行转印，以制得该吸附垫片。

根据本发明的方法，其中步骤(a)提供一聚合物薄片，该薄片形成该吸附层部分，该聚合物的材料如前所述。

根据本发明的方法，其中步骤(b)是利用模具以使该第一吸附区域与该第 二吸附区域具有不同的平坦度，进而具有不同的吸附力。该模具为本发明所属技术领域中具有通常知识者可选用者，例如为烫平轮或镜面纸，其具有对应该第一吸附区域的该第一凹凸区域及对应该第二吸附区域的该第二凹凸区域。

根据本发明的方法，其中步骤(c)是将模具上的图案转印至该聚合物薄片上，该转印的方法为本发明所属技术领域中具有通常知识者，依模具的种类可选用者，较佳地，其于加热进行。

在本发明的一较佳具体实施例中，当该模具为烫平轮，该转印温度为约150℃至约180℃。

在本发明的另一较佳具体实施例中，当该模具为镜面纸，该转印温度为约100℃至约130℃。

兹以下列实例予以详细说明本发明，唯并不意谓本发明仅局限于此等实例所揭示的内容。

实例：

将一吸附垫片，利用喷砂出不同粗糙度的烫平轮，于180℃进行表面烫平工程，因不同平坦度的转印表面，可制得吸附强度为1.1kg/cm²与0.3kg/cm²的不同吸附力的第一吸附区域及第二吸附区域，于500mm×500mm的吸附垫片上，由0.3kg/cm²吸附力的区域构成400mm×400mm的第二吸附区域，再于其外围围绕具1.1kg/cm²吸附力的100mm×100mm第一吸附区域，而制得具有两种不同吸附力区域的吸附垫片。

一般应用现有吸附垫片时，基材的更换时间平均需时约45秒，应用根据本发明的吸附垫片，基材的更换时间可减少至约25秒，可缩短时间约20秒，亦即减少约44.4%的更换时间。

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如附上的权利要求所列。

Claims (10)

1.一种吸附垫片，其包含吸附层，该吸附层包含吸附表面，用以吸附一基材，其中该吸附表面包含：

第一吸附区域及第二吸附区域，其中该第一吸附区域的吸附力大于该第二吸附区域的吸附力；

其中，该吸附层的材料为聚胺酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚酰胺树脂、丙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯酯树脂的发泡树脂，该第一吸附区域的平坦度与该第二吸附区域的平坦度不同。

2.根据权利要求1的吸附垫片，其中该第一吸附区域环绕该第二吸附区域。

3.根据权利要求1的吸附垫片，其中该吸附表面另包含第三吸附区域，且该第二吸附区域的吸附力大于该第三吸附区域的吸附力，其中该第二吸附区域环绕该第三吸附区域。

4.根据权利要求1的吸附垫片，其中该第一吸附区域与该第二吸附区域为同心。

5.根据权利要求1的吸附垫片，其中该第一吸附区域的延伸方向平行于该第二吸附区域的延伸方向。

6.根据权利要求1的吸附垫片，其中该第一吸附区域包含多个第一吸附点，及/或该第二吸附区域包含多个第二吸附点。

7.根据权利要求1的吸附垫片，其中该第一吸附区域的吸附力大于0.8kg/cm²，及该第二吸附区域的吸附力小于0.5kg/cm²。

8.一种研磨装置，其包含：

压力板；

根据权利要求1至7任何一项的吸附垫片，其粘附于该压力板上；及

基材，其被吸附于该吸附垫片上。

9.一种根据权利要求1至7任一项的吸附垫片的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供一聚合物薄片；

(b)提供一模具，其中该模具包含一第一凹凸区域及一第二凹凸区域，该第一凹凸区域的平坦度不同于该第二凹凸区域的平坦度，且该第一凹凸区 域对应于该第一吸附区域，及该第二凹凸区域对应于该第二吸附区域；及

(c)利用步骤(b)的模具将步骤(a)的该聚合物薄片进行转印，以制得该吸附垫片。

10.根据权利要求9的制造方法，其中步骤(b)的模具为烫平轮或镜面纸。