CN102049737B - 抛光垫修整器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抛光垫修整器，包括多个别的磨粒簇被排列在一基板的工作面上，工作面上较外圈的磨粒簇含有较多颗或较小粒径的磨粒，而在工作面上较内圈的磨粒簇含有较少颗或粒径较大的磨粒，以提升修整器的耐磨性，提升切削效率及延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及修整器，尤其是有关CMP抛光垫的修整器及其制法。
背景技术
化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是目前半导体晶片表面平坦化的工艺中最受瞩目的技术。在化学机械抛光工艺中，抛光垫的功能是将抛光液稳定而均匀地输送至晶片与抛光垫之间，在化学蚀刻与机械磨削兩者相互作用下，将芯片上凸出的沉积层移除。
为了达到晶片加工量产的需求及维持质量的稳定性，必须利用钻石修整器(Diamond dresser)在化学机械抛光的过程中适时地对抛光垫进行修整，除了移除表面的抛光副产物，恢复抛光垫的粗糙面，改善其容纳浆料的能力，并恢复抛光垫表面的孔洞及其把持、运送抛光液的能力，如此可以节省抛光垫成本，并可达到晶片量产时质量稳定的需求。
有各种不同修整器的专利，例如中国台湾公开专利200707531揭示一种修整晶片研磨垫的修整器，包含：一基板，在该基板的上表面具有多个凹槽；固着材料，充填在该多个凹槽中；以及多个磨粒，该多个磨粒被该固着材料固着在该多个凹槽中。其中该多个凹槽依规则性排列，该多个凹槽的每一个凹槽尺寸仅能容纳一颗磨粒。此专利的每一凹槽仅容纳一颗磨粒，无法使每一凹槽视不同需要安排不同大小或不同数量的磨粒，以提升修整器的修整效率及使用寿命。
中国台湾专利I286097揭示一种研磨工具，包含有一基材、多个磨料颗粒簇及一结合剂层；多个磨料颗粒簇是以规则排列方式设置于该基材表面；该磨料颗粒簇为群聚的多个磨料颗粒，该磨料颗粒簇的相互间距在700μm以下，且每一该磨料颗粒簇包含有2-8个磨料颗粒；结合剂层使该磨料颗粒固着于该基材。此专利虽使2-8个磨料颗粒聚集为一磨料颗粒簇，但未揭示可视不同需要在基材的较外圈处，配置较小颗或较多颗磨料颗粒的磨料颗粒簇，而在基材的较内圈处配置较大颗或较小颗磨料颗粒的磨料颗粒簇，以提升修整器的修整效率及使用寿命。
发明内容
为了提升钻石切削工具的耐磨性及切削效率，而提出本发明。
本发明的主要目的，在提供一种抛光垫修整器，使多个别的磨粒簇被排列在一基板的工作面上，工作面上较外圈的磨粒簇含有较多颗或较小粒径的磨粒，而在工作面上较内圈的磨粒簇含有较少颗或粒径较大的磨粒，以提升修整器的耐磨性，提升切削效率及延长使用寿命。
本发明的抛光垫修整器，是作为CMP抛光垫的修整器，包括：
一基板，设有一工作面；
多个磨粒簇，分别结合该基板；该多个磨粒簇的切削端分别突出该工作面；该多个磨粒簇分别具有至少一个磨粒；
其中该多个磨粒簇的磨粒数量由该工作面的外圈向该工作面的中心处递减。
本发明的其它目的、功效，请参阅图式及实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例的抛光垫修整器的示意图；
图2为图1的A-A剖面的示意图；
图3为本发明第二实施例的抛光垫修整器的示意图；
图4为图3的B-B剖面的示意图。
【主要元件符号说明】
1、2抛光垫修整器 11、21基板
110、210工作面 111外圈
112中心 12、22磨粒簇
120、220切削端 121、221磨粒
13、23固定模具 131、231穿透孔
14、24结合剂
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明第一实施例的抛光垫整修器1，尤其是作为CMP抛光垫的修整器，包括一基板11、多个磨粒簇12及一固定模具13所组成。
基板11设有一工作面110，固定模具13置于工作面110上。固定模具13设有对应于多个磨粒簇12的多个穿透孔131；多个穿透孔131分别容置多个磨粒簇12。多个磨粒簇12分别包含至少一颗磨粒121。多个磨粒簇12、固定模具13与基板11之间通过结合剂14固定结合；多个磨粒簇12的切削端120分别突出工作面110。
本实施例的多个穿透孔131具有相同或不同的孔径，多个磨粒簇12的磨粒121数量由工作面110的外圈111向其中心112处递减，但多个磨粒簇12的磨粒121的粒径由工作面110的外圈111向其中心112处递增。
由于抛光垫整修器1在进行对抛光垫修整作业时，工作面110外圈111的旋转速度较其中心112的旋转速度快，因此工作面110外圈111的磨粒簇12较在工作面110中心112的磨粒簇12更容易磨耗。本实施例使多个磨粒簇12内的磨粒121数量由工作面110的外圈111向其中心112处递减，使多个磨粒121不管在外圈111或靠近中心112处的磨耗率较为接近，而不会如前述专利中靠进中心处的磨粒仍可使用，而靠近外圈的磨粒已磨耗无法使用，而必须更换修整器，造成浪费，或不更换修整器继续使用时而降低对抛光垫的修整效率。
如图3、图4所示，本发明第二实施例的抛光垫整修器2包括一基板21、多个磨粒簇22及一固定模具23所组成。
基板21设有一工作面210，固定模具23置于工作面210上。固定模具23设有对应于多个磨粒簇22的多个穿透孔231；多个穿透孔231分别容置多个磨粒簇22。多个磨粒簇22分别包含至少一颗磨粒221。多个磨粒簇22、固定模具23与基板21之间通过结合剂24固定结合；多个磨粒簇22的切削端220突出工作面210。
本实施例的多个穿透孔231的孔径由工作面210的外圈211向其中心212处递减，多个磨粒簇22内的磨粒221具有相同的粒径；但多个磨粒簇22内的磨粒121数量由工作面210的外圈211向其中心212处递减。
如第一实施例中所述，本实施例使多个磨粒簇22的磨粒221数量由工作面210的外圈211向其中心212处递减，使多个磨粒221不管在外圈211或靠近中心212处的磨耗率较为接近，而不会如前述专利中靠进中心处的磨粒仍可使用，而靠近外圈的磨粒已磨耗无法使用，而必须更换修整器，造成浪费，或不更换修整器继续使用时而降低对抛光垫的修整效率。
本发明的基板的材料包含金属、金属合金、塑料材料(Polymer)、陶制品、碳制品、及上述材料的混合物，以316L不锈钢材料为佳。
本发明的磨粒的材料可为人造或非人造钻石、多晶钻石(PCD)、立方晶氮化硼(CBN)、多晶立方氮化硼(PCBN)、最硬结晶体、多晶材料、或上述材料的混合材料等所组成。
本发明的固定模具可为任何形状、厚度、或材质，而具有固定磨粒的能力，能达成固定磨粒的功效；典型的固定模具的材料包含金属、金属合金、有机聚合物(Polymer)、陶制材料、碳材料、玻璃材料、及上述材料的混合物，其中以不锈钢为实施例代表。
本发明的结合剂的材料包含金属、金属合金、塑料材料(Polymer)、陶瓷材料、及上述材料的混合物，其中以塑料材料为实施例代表，此外也可包含焊接合金材料。
本发明基板的较佳实施例为不锈钢材质；结合剂的较佳实施例可为树脂材料。
本发明抛光垫修整器可视需要变化不同的磨粒，例如抛光垫修整器的外圈可以用粒度较小但数量较多的钻石，内圈可以用粒度较大但数量较少的钻石；或是外圈可以用切削能力差，但较耐磨，晶形完整的钻石，内圈可以用切削能力好，但是不耐磨，晶形较不好的钻石。同一磨粒簇的钻石颗粒大小、形状、材料相同，但抛光垫修整器内的多个磨粒簇的钻石颗粒大小、形状、材料可相同或不相同。利用多个磨粒簇可控制抛光垫修整器的切削速度及磨耗率。
本发明使多个别的磨粒簇被排列在一基板的工作面上，工作面上较外圈的磨粒簇含有较多颗或较小粒径的磨粒，而在工作面上较内圈的磨粒簇含有较小颗或粒径较大的磨粒，以提升修整器的耐磨性，提升切削效率及延长使用寿命。
以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例所揭示的内容。
Claims (11)
1.一种抛光垫修整器，是作为CMP抛光垫的修整器，其特征在于包括：
一基板，设有一工作面；
多个磨粒簇，分别结合该基板；该多个磨粒簇的切削端分别突出该工作面；该多个磨粒簇分别具有至少一个磨粒；
其中该多个磨粒簇的磨粒数量由该工作面的外圈向该工作面的中心处递减；该基板的工作面结合一固定模具；该固定模具设有对应于该多个磨粒簇的多个穿透孔；该多个穿透孔分别容置该多个磨粒簇。
2.如权利要求1所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个磨粒簇的磨粒的粒径由该工作面的外圈向该工作面的中心处递增。
3.如权利要求2所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个穿透孔具有相同或不同其中之一的孔径。
4.如权利要求3所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个磨粒簇、该固定模具与该基板之间通过结合剂固定结合。
5.如权利要求1所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个磨粒簇的磨粒分别具有相同的粒径。
6.如权利要求5所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个穿透孔的孔径由该工作面的外圈向该工作面的中心处递减。
7.如权利要求6所述的抛光垫修整器，其特征在于，该多个磨粒簇、该固定模具与该基板之间通过结合剂固定结合。
8.如权利要求4或7所述的抛光垫修整器，其特征在于，该基板的材料包含金属、金属合金、塑料材料、陶制品、碳制品或上述材料的混合其中之一的材料。
9.如权利要求8所述的抛光垫修整器，其特征在于，该结合剂的材料包含金属、金属合金、塑料材料、陶瓷材料或上述材料的混合物其中之一的材料。
10.如权利要求9所述的抛光垫修整器，其特征在于，该结合剂的材料为环氧树脂材料。
11.如权利要求10所述的抛光垫修整器，其特征在于，该固定模具的材料选自金属、金属合金、有机聚合物、陶瓷材料、碳材料、玻璃材料或上述材料的混合物其中之一的材料。
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