专利名称：用于固定抛光工件的承载膜和其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于固定抛光工件的承载膜和其制造方法，且更具体地说，涉及在化学 机械抛光(CMP)制程中使用的用于固定抛光工件的承载膜和其制造方法。
背景技术：
抛光一般指的是在化学机械抛光制程中对于初步粗糙表面的磨损控制，其使得含有 微粒的浆液均匀地分散在抛光垫的上表面上，且同时抵靠所述抛光塾放置抛光工件，并 接着以规则运动反复摩擦所述抛光工件。抛光工件可为例如半导体、存储媒体衬底、集 成电路、LCD平板玻璃、光学玻璃和光电面板的物件。在抛光制程期间，必须使用承载 膜来承载并固定抛光工件，且承载膜的质量直接影响抛光工件的抛光效果。图l展示具有常规承载膜的抛光装置的示意图。所述抛光装置l包括下底板ll、承载膜12、抛光工件13、上底板14、抛光垫15和浆液16。所述承载膜12通过粘合层17而粘合 到所述下底板ll，且用于承载并固定抛光工件13。所述抛光垫15固定在所述上底板14上。 抛光装置l的操作模式如下。首先，将抛光工件13固定在承载膜12上，且接着转动 上底板14和下底板11两者，并同时向下移动上底板14，以使得抛光垫15接触抛光工件13 的表面，且可通过连续补充浆液16和使用抛光垫15的作用来执行对抛光工件13的抛光操 作。图2是第一类型的常规承载膜。所述第一类型常规承载膜的材料是例如泡沫聚氨酯 的弹性体。所述承载膜的表面经抛光以形成类似麂皮的表面。承载膜仅包含一个衬底， 且衬底底部比衬底上部分更结实。由于衬底的厚度受到限制，因而其仅可提供微小缓冲 作用。在化学机械抛光制程中，转动的上底板向下移动，且从上底板穿过抛光垫产生向 下力，并将所述向下力施加在抛光工件上。结果，施加在抛光工件上的向下力不能被均 匀传导和释放，这是因为所述常规承载膜不能提供恰当的缓冲作用。此类不均匀力通常 推挤抛光工件并使得其破裂。开发了第二类型的常规承载膜并在图3中展示。所述承载膜包含表面衬底和至少一个缓冲衬底。所述表面衬底和所述缓冲衬底的材料是例如泡沫聚胺酯的弹性体。所述表 面和缓冲衬底由压敏粘合剂(PSA)粘合。所述压敏粘合剂的一个实施例包含含有(例 如)聚对苯二甲酸乙二酯的膜，且在所述膜的上侧和下侧上具有低流动性的粘合剂，所 述粘合剂被称为双侧粘合剂。所述粘合剂的厚度通常大于20 pm。膜上侧上的粘合剂经 配置以耦合到表面衬底，且膜下侧上的粘合剂将耦合到缓冲衬底。承载膜的表面经抛光 以形成类似麂皮的表面。通过应用所述缓冲衬底，向下力在一定程度上得以传导和释放。 然而，因为压敏粘合剂、表面衬底和缓冲衬底的硬化率和收縮率不同，所以从而降低了 缓冲作用。此外，所述压敏粘合膜根本不提供任何缓冲作用。在抛光时，所述因素也推 挤所述抛光工件且使得其破裂。发明内容本发明的目的在于提供一种用于固定抛光工件的承载膜。所述承载膜包含表面衬底 和缓冲衬底。所述表面衬底包含多个孔，且表面衬底的材料包含弹性体。所述缓冲衬底 包含多个孔，且所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体。表面衬底和缓冲衬底由包含所述 弹性体的粘合剂粘合。在抛光时，所述承载膜提供良好缓冲性质以传导和释放施加在抛 光工件上的向下力。本发明的另一目的在于提供一种用于制造用于固定抛光工件的承载膜的方法。本发明的方法包含以下步骤(a) 提供包含多个孔的表面衬底，所述表面衬底的材料包含弹性体，且提供包含 多个孔的缓冲衬底，所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体；和(b) 使用包含所述弹性体的粘合剂来粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底。
图l展示具有常规承载膜的抛光装置的示意图。 图2展示第一类型常规承载膜在透射电子显微镜下的视图。 图3展示第二类型常规承载膜在透射电子显微镜下的视图。 图4展示所述实例的承载膜在透射电子显微镜下的视图(50X)。 图5展示所述实例的承载膜在透射电子显微镜下的视图(IOOX)。
具体实施方式
为了获得具有令人满意的缓冲作用的用于固定抛光工件的承载膜，本发明提供一种 新颖承载膜。所述承载膜包含表面衬底和缓冲衬底。所述表面衬底包含多个孔，且所述表面衬底 的材料包含弹性体。所述缓冲衬底包含多个孔，且所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体。 所述表面衬底和所述缓冲衬底由包含所述弹性体的粘合剂粘合。根据本发明的表面衬底包含两个表面，其优选地具有用于固定所述抛光工件的第一 类似麂皮的表面。所述类似麂皮的表面提供较大摩擦力，且被设计用来较牢固地固定所 述抛光工件。所述表面衬底的第二表面优选地包含用于粘合到所述缓冲衬底的第一平坦 表面。所述第一平坦表面提供良好界面以使用包含所述弹性体的粘合剂而粘合到所述缓 冲衬底。为了提供更好的缓冲作用，所述表面衬底的厚度优选地在0.05mm到5.00mm之间。 所述厚度范围提供最佳缓冲作用，从而避免如在常规承载膜中所观测到的实心底部的存 在。在本发明的一个优选实施例中，所述缓冲衬底具有第二平坦表面。如果所述第二平 坦表面位于所述缓冲衬底的上表面上，那么其有助于通过包含所述弹性体的粘合剂而将 缓冲衬底紧固到表面衬底。另一方面，如果第二平坦表面位于缓冲衬底的下表面上，那 么其有助于将缓冲衬底且也将整个承载膜紧固到抛光装置的下底板。表面衬底和缓冲衬底的孔为连续或不连续的。所述孔使空气能够分布到衬底中，且 空气与衬底的弹性体协作以提供用于释放和传导在抛光制程中发生的向下力的柔性结 构。如本文所使用的连续孔指的是彼此连接的孔。另一方面，如本文所使用的不连续孔 指的是独立且未连接到其它孔的孔。所述孔的直径优选地为从0.001 pm到1000 ^im。本发明的特征在于，表面衬底和缓冲衬底的材料是相同的(即弹性体)，且使用包 含所述弹性体的粘合剂来粘合表面衬底和缓冲衬底。如本文所使用，术语"弹性体"(也 称作"弹性聚合物")指的是一类展现类似橡胶质量的聚合物。在抛光时，弹性体充当 良好缓冲性质以传导和释放施加在抛光工件上的向下力。在本发明的一个优选实施例 中，所述弹性体为泡沫树脂。如本文所使用，术语"泡沫树脂"指的是含有热塑树脂和 热解泡沫剂的材料。优选地，所述弹性体包括聚胺酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE) 或聚氯乙烯(PVC)中的至少一者；更优选地，其包括聚胺酯。在本发明的一个优选实施例中，所述用于粘合表面衬底和缓冲衬底的包含弹性体的6粘合剂是从由以下各物组成的群组中选择的粘合剂单成份粘合剂、双成份粘合剂和湿 式凝固粘合剂。所述粘合剂能够渗透到表面衬底和缓冲衬底的表面中，且能够紧紧地粘 合这两个衬底。此外，所述粘合剂中的弹性体具有与表面衬底和缓冲衬底相同的硬化率 和收縮率，以使得在抛光制程中所发生的向下力的传导和释放均得到改进。所述单成份粘合剂指的是包含高分子量弹性体充当粘合剂的粘合剂。所述双成份粘合剂指的是包含 相互作用或彼此交联以获得粘合效果的两个组份的粘合剂。双成份粘合剂优选地包含弹 性体和聚异氰酸酯。所述湿式凝固粘合剂(也称作"湿气固化粘合剂")指的是其中弹 性体单元依据空气中的湿气而彼此交联的粘合剂。用于粘合表面衬底和缓冲衬底的粘合 剂的厚度优选地小于l pm。所述薄粘合剂在表面衬底与缓冲衬底之间提供优质界面。在 另一方面，用于粘合表面衬底和缓冲衬底的粘合剂的应力为5kg/cn^到500kg/cm2。可以若干方式来施加用于粘合表面衬底和缓冲衬底的粘合剂。在本发明的一个优选 实施例中，用于粘合表面衬底和缓冲衬底的弹性体形成为多个粘合凸块、粘合膜或多个 粘合点。所述粘合剂不仅能够粘合这两个衬底，而且还能够提供恰当的缓冲作用。本发明还提供一种用于制造用于固定抛光工件的承载膜的方法，所述方法包含以下步骤(a) 提供包含多个孔的表面衬底，所述表面衬底的材料包含弹性体，且提供包含 多个孔的缓冲衬底，所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体；和(b) 使用包含所述弹性体的粘合剂来粘合表面衬底和缓冲衬底。 粘合表面衬底和缓冲衬底的方式根据粘合剂形式而变化。优选地通过涂覆、喷射或刮擦而将用于粘合表面衬底和缓冲衬底的粘合剂施加在表面衬底和缓冲衬底的至少一 个表面上。在本发明的一个优选实施例中，使用具有10个网格到800个网格的轮子来执行粘合 剂的涂覆。粘合剂通过轮子而施加在表面衬底和缓冲衬底的至少一个表面上，且形成为 粘合凸块，从而避免过多粘合剂。在本发明的一个优选实施例中，使用孔数在1与10,000之间的喷嘴来执行粘合剂的喷 射，且孔尺寸在l pm到lOOO pm之间。通过所述喷嘴而将粘合剂施加在表面衬底和缓冲 衬底的至少一个表面上，以形成粘合薄膜或点，从而避免过多粘合剂。在本发明的一个优选实施例中，使用刮刀来执行粘合剂的刮擦。通过刮刀而将粘合 剂施加在表面衬底和缓冲衬底的至少一个表面上，以形成粘合薄膜，从而避免过多粘合 剂。在施加粘合剂之后，粘合表面衬底和缓冲衬底。优选地在0 kg/cm2到10 kg/cm2的压力下粘合表面衬底和缓冲衬底。在另一方面，在0'C到300'C的温度下粘合表面衬底和缓冲衬底。如果必要，根据本发明的步骤(b)进一步包含固化步骤。在某些情况下，粘合剂 需要所述固化步骤来凝固并形成结合。所述固化步骤的条件和方式根据所使用的粘合剂 而变化。仅出于说明目的而给出以下实例，且不希望其限制本发明的范围。 实例表俯—#庶在隔离纸上涂覆二甲基甲酰胺(作为溶剂)中的聚胺酯(作为弹性体), 且接着将其放到包含水的固化溶液中以使所述弹性体成形且形成包含多个孔的表面衬 底。表厨炎遝所述表面衬底受到抛光制程以形成类似麂皮的表面。一蟹^V/i:在隔离纸上涂覆二甲基甲酰胺(作为溶剂)中的聚胺酯(作为弹性体)， 且接着将其放到包含水的固化溶液中以使所述弹性体成形且形成包含多个孔的缓冲衬 底。在从表面衬底和缓冲衬底移除隔离纸之后，使用具有150个网格的轮子来用双成份聚胺酯粘合剂涂覆缓冲衬底的表面。在65。C和6.0kg/cn^下干燥缓冲衬底且将其 粘合到表面衬底。接着，在45'C下将所述衬底固化48小时以形成承载膜。在透射电子显微镜下观测所述承载膜，且在图4 (50X)和图5 (100X)中展示。 参看图4和图5，粘合聚胺酯的厚度小于1 pm。尽管已说明并描述了本发明的若干实施例，但所属领域的技术人员可作出各种修改 和改进。因此，在说明性而并非限制性意义上描述了本发明实施例。希望本发明可不限 制于所说明的特定形式，且维持本发明精神和范围的所有修改属于所附权利要求书所界 定的范围内。
权利要求
1. 一种用于固定抛光工件的承载膜，其包含表面衬底，包含多个孔，所述表面衬底的材料包含弹性体；缓冲衬底，包含多个孔，所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体；其中用包含所述弹性体的粘合剂来粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底。
2. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述表面衬底包含用于固定所述抛光工件的类 似麂皮的表面。
3. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述表面衬底包含第一平坦表面用于粘合到所 述缓冲衬底的。
4. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述表面衬底的厚度在0.05mm与5.00mm之间。
5. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述缓冲衬底具有第二平坦表面。
6. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述孔为连续的。
7. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述孔为不连续的。
8. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述孔的直径为O.OOl Mm到1000 nm。
9. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述弹性体从由以下各物组成的群组中选择 聚胺酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)。
10. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述用于粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底的 包含所述弹性体的粘合剂从由以下各物组成的群组中选择单成份粘合剂、双成份 粘合剂和湿式凝固粘合剂。
11. 根据权利要求10所述的承载膜，其中所述双成份粘合剂包含所述弹性体和聚异氰酸 酯。
12. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述用于粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底的 弹性体的厚度小于l pm。
13. 根据权利要求l所述的承载膜，其中所述用于粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底的 包含所述弹性体的粘合剂形成为多个粘合凸块、粘合薄膜或多个粘合点。
14. 一种用于制造根据权利要求l所述的承载膜的方法，其包含以下步骤-(a) 提供包含多个孔的表面衬底且提供包含多个孔的缓冲衬底，所述表面衬底 的材料包含弹性体，且所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体；和(b) 用包含所述弹性体的粘合剂来粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述用于粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底的包 含所述弹性体的粘合剂从由以下各物组成的群组中选择单成份粘合剂、双成份粘 合剂和湿式凝固粘合剂。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述双成份粘合剂包含所述弹性体和聚异氰酸 酯。
17. 根据权利要求14所述的方法，其中通过涂覆、喷射或刮擦而将所述用于粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底的包含所述弹性体的粘合剂施加在所述表面衬底或所述缓 冲衬底的至少一个表面上。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中使用具有10个网格到800个网格的滚轮来执行所述粘合剂的涂覆。
19. 根据权利要求17所述的方法，其中使用孔数在1与10，000之间的喷嘴来执行所述粘 合剂的喷射，且所述孔尺寸在l pm与1000 nm之间。
20. 根据权利要求17所述的方法，其中使用刮刀来执行所述粘合剂的刮擦。
21. 根据权利要求14所述的方法，其中在0kg/cn^到10kg/ct^的压力下粘合所述表面衬底和所述缓冲衬底。
22. 根据权利要求14所述的方法，其中在(TC到30(TC的温度下粘合所述表面衬底和所述 缓冲衬底。
23. 根据权利要求14所述的方法，其中在所述步骤(b)之后，所述方法进一步包含固 化步骤。
全文摘要
本发明涉及一种用于固定抛光工件的承载膜。所述承载膜包含表面衬底和缓冲衬底。所述表面衬底包含多个孔，且所述表面衬底的材料包含弹性体。所述缓冲衬底包含多个孔，且所述缓冲衬底的材料包含所述弹性体。所述表面衬底和所述缓冲衬底由包含所述弹性体的粘合剂粘合。本发明还提供一种用于制造所述承载膜的方法。在抛光时，所述承载膜提供良好缓冲性质以传导和释放施加在所述抛光工件上的向下力。
文档编号B24D18/00GK101244534SQ20071009745
公开日2008年8月20日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年2月15日
发明者冯崇智, 姚伊蓬, 洪永璋, 王良光 申请人:三芳化学工业股份有限公司