[發明專利]一種拋光墊及其制備方法

在審

• 申請號: 201710137954.0
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106826541A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王曉斌;肖志明;王松釗;蔡朝輝
• 申請（專利權）人: 佛山市金輝高科光電材料有限公司
• 主分類號: B24B37/22
• 分類號: B24B37/22;B24B37/24;B24B37/26;B24D18/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙)44288
• 代理人: 唐超文,賀紅星

本發明公開了一種拋光墊，包括基材和設置在其上的拋光層；基材經過水性膠浸潤而成；拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔，涂層本體內充滿三維貫通的結構孔；圓柱狀孔縱向分布于涂層本體內；圓柱狀孔的頂端與涂層本體的頂面相接，其底端與涂層本體的底面形成有間距；間距的高度小于涂層本體高度的1/4。該拋光墊能夠很好地存儲拋光過程中產生的碎屑，避免拋光組件被刮傷，有利于提高拋光效果；且使用壽命長。本發明還公開了一種拋光墊的制備方法，采用無紡布浸潤水性膠，烘干，經熱輥燙平處理后，在背面噴涂表面活性劑，隨后在表面涂覆聚氨酯溶液，接著進入凝固浴、水洗、干燥、表面處理即得。工藝簡單，凝固、水洗效率高，大大提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及一種多層拋光墊及其制備方法，該拋光墊應用于化學機械平面化處理的拋光技術領域，具體涉及半導體晶片、藍寶石視窗、光學玻璃產品及各種金屬等材質的鏡面化處理工序。

背景技術

目前，對于半導體晶片、光學玻璃、藍寶石視窗片及各類金屬的表面鏡面化處理，普遍采用化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)來實現。CMP是一種結合了化學反應和機械摩擦的拋光方法，在拋光過程中，將旋轉的被拋光基材壓在與其旋轉方向相同的彈性拋光墊上，而拋光漿料在拋光基材與底板之間連續流動；上下盤高速反向運轉，被拋光基材表面的反應產物被不斷地剝離，并被新補充進來的拋光漿料帶走；新裸露的拋光基材平面又發生化學反應，反應產物再被剝離下來，如此而循環往復，在襯底、磨粒和化學反應劑的聯合作用下，拋光基材最終形成超精表面。在此鏡面化的過程中，通常采用兩層或多層拋光墊。

通常多層拋光墊采用如下工藝進行制備：首先在無紡布中浸漬聚氨酯溶液A，經凝固、水洗、烘干、表面處理后作為基材，然后在其表面涂覆聚氨酯溶液B，在凝固、水洗、烘干、表面處理后，貼膠即得兩層拋光墊。也有在該工藝基礎上進行優化的，例如專利號為CN101850541 A的專利文件公開了一種拋光墊，其在上述基材的表面先涂覆一層阻絕層，進而在其表面涂覆聚氨酯溶液B，后面工序相似。該方法制備的多層拋光墊的拋光層中圓柱狀孔長，涂層底部無孔層較少，儲存拋光液及拋光碎屑較多，拋光速率高，拋光效果好，使用壽命長，綜合性能良好，但由于基材是由無紡布浸漬油溶性的聚氨酯溶液形成的，烘干后，基材的透水性能變差，導致表面涂覆的溶液在凝固、水洗的效率明顯降低，需要較長時間的進行溶劑交換。此外，由于該拋光墊添加了阻絕層，阻絕層使得拋光墊的凝固、水洗效率變得更低，而且拋光層內圓柱狀孔的高度也僅占涂層厚度的1/2，綜合性能有待進一步提升。

此外，也有采用不同基材來制備拋光墊的，如專利號為CN102029577 B的專利文件中，實施例4及實施例7中所示，采用聚合物膜片作為基材，在基材表面進行涂覆聚氨酯溶液，隨后凝固、水洗、干燥、表面處理后制得拋光墊。該拋光墊采用了不透水的聚合物膜作為基材，也同樣存在水洗效率低的問題。

另一方面，也有采用其他方法制備多層拋光墊的工藝，如專利號為CN 101795817A的專利文件，首先通過在基材上涂覆、凝固、水洗、剝離、烘干等工序制備拋光層，隨后采用涂膠工藝將拋光層和基材復合在一起，從而制備出多層拋光墊。該拋光墊雖然可以根據不同類型、不同材質的基材制備出性能多樣的拋光墊，但是工藝步驟繁多，工藝控制點較多，對加工需要較高。此外，在拋光層的制備中，同樣存在凝固、水洗時間較長，效率低下的問題。

更重要的是，現有的拋光墊，涂層內所形成的孔，形狀不均衡，多呈現上下直徑不均一的水滴狀，且孔的高度占涂層厚度的比例較小。這種類型的拋光墊，在拋光過程中并不能很好地存儲研磨產生的碎屑，拋光組件的表面被刮傷的風險大，且研磨效率較低，拋光效果參差不齊。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的第一個目的在于提供一種拋光墊，該拋光墊的涂層中布滿了圓柱狀孔，且孔垂直貫穿整個涂層，孔的直徑上下較為均勻，能夠很好地存儲拋光過程中產生的碎屑，避免拋光組件被刮傷，有利于提高拋光效果；同時，該拋光墊的緩沖效果好，能夠很好地保護拋光組件。