CN201979394U

CN201979394U - 研磨垫调节器的处理面结构

Info

Publication number: CN201979394U
Application number: CN2010206434302U
Authority: CN
Inventors: 黄煌南; 李政芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2020-12-01

Abstract

本实用新型是一种研磨垫调节器的处理面结构，其包括一外框、一底材、一固着层、一第一研磨区及复数个第二研磨区。其中，该底材及该固着层设置于该外壳内，使该底材被包覆于该固着层及该外壳之间，该第一研磨区是均匀分布于该固着层表面，所述的这些第二研磨区是以等分或等距的方式分布于该固着层表面，使该第二研磨区内的第二磨粒的尖端高度高于该第一研磨区的第一磨粒的尖端高度。据此，本实用新型处理一研磨垫时，利用该第二研磨区的高低落差，使该研磨垫的表面获得更好的细致粗糙度及平整度。

Description

研磨垫调节器的处理面结构

技术领域

本实用新型涉及一种化学机械研磨垫，特别是关于一种研磨垫调节器的处理面结构。

背景技术

随着时代的求新演进，以及高科技电子消费市场的竞争，直接牵动所有晶圆制程设计朝高密度化处理，所有晶圆制程都面临了高度的挑战。

其中，乃是因为晶片的集成电路随着线幅不断细小化，而产生对晶圆制程面的平坦化(Planarization)的强烈需求，为解决微影制程中的高低差所产生的聚焦困难问题，故利用一般常见的化学性机械研磨法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)来达成，其主要的消耗性材料包括一研磨垫、一研磨液及一研磨垫调节器(pad conditioner)，而该研磨垫和该研磨垫调节器间的交互作用是个复杂的过程，对CMP的技术成本上有着重要的影响，但该研磨垫和该研磨垫调节器的相应配合上，又一直有着合格率与制程速度的问题尚待解决。

由此可知，目前所使用的研磨垫调节器产品似乎无法满足该研磨垫的稳定性需求。其缘由乃因为传统研磨垫调节器的制造方法，大多无法确保该研磨垫调节器的实际处理面上的尖端是否符合处理CMP制程的需求，反倒是钻研于如何平整排列该研磨垫调节器的处理面的尖端导向，肇因该研磨盘调节器的处理面上分布有数万只不等向刀口面体的超硬磨粒(如天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅、陶瓷等)，而无法确保所述的这些磨粒的尖端所形成的处理面，以及处理深度的适用宽度的范围，因此，在进行平坦化的处理过程中，因该研磨垫调节器的处理面的刀口过大，容易造成该研磨垫表面上的严重刮伤及重复性破坏，为最大且不稳定的致命伤。

因此，有鉴于上述缺失，本实用新型提供一种研磨垫调节器的处理面结构，于一处理面上形成有高低位置不同的一第一研磨区及一第二研磨区，且将该第一研磨区内的第一磨粒及该第二研磨区内的第二磨粒，有效确实地划分为等向或不等向的正尖锐端、斜尖锐端、正刀口面、斜刀口面及曲型面等，且其高低差约50微米内，而能满足CMP化学机械应用于各种研磨条件下的需求，利用该调节器的处理面将该研磨垫的表面作更细致粗糙的活化处理功能。

发明内容

本实用新型的一目的，旨在提供一种具有高低差处理面的研磨垫调节器的处理面结构，能在进行化学机械研磨时会有更好的研磨速率及平整性，以获得细致的表面处理效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于，包括：

一外框，其内部具有一容置空间；

一底材，设于该外框内；

一固着层，设于该外框内而包覆该底材；

一第一研磨区，由复数个第一磨粒均匀分布形成于该固着层表面；及

复数个第二研磨区，由复数个第二磨粒均匀分布形成于该固着层表面，所述的这些第二研磨区等分分布于该固着层表面，所述的这些第二研磨区内的所述的这些第二磨粒的尖端高度高于该第一研磨区的所述的这些第一磨粒的尖端高度。

其中：该第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区的所述的这些第二磨粒以压着方式设置该固着层表面，且呈现具有规则性的凸面状态。

其中：该第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区的所述的这些第二磨粒以压着方式设置该固着层表面，且呈现不具规则性的凸面状态。

其中：所述的这些第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区所使用的所述的这些第二磨粒的材质选自天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅或陶瓷。

其中：该固着层与所述的这些第一磨粒及所述的这些第二磨粒间的粘结方式，选自粘着、硬焊、烧结或电镀。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：本实用新型的研磨垫调节器利用该第二研磨区所产生的高低处理面，且所述的这些研磨区的磨粒尖端深度的起伏幅度被限制在0～70微米的范围内，尤以50微米为其较佳范围，而可使该研磨垫的处理面形成较为细致的粗糙度。以在化学机械研磨制程时会有最佳的应用，进而获得更快的研磨速率与平整性，并在微刮伤最少的稳定状态下获得细致的研磨表面。

附图说明

图1是对应本实用新型较佳实施例的制造流程图；

图2～图10是本实用新型较佳实施例中对应各步骤的状态示意图；

图11是本实用新型较佳实施例的结构示意图；

图12是本实用新型较佳实施例中不同研磨区的配置示意图(一)；

图13是本实用新型较佳实施例中不同研磨区的配置示意图(二)。

附图标记说明：S1～S6-步骤；10-模具；11-下模；111-底模板；112-塑性板体；113-弹性面体；114-网孔板；12-上模；121-配置软垫；122-弹性胶；123-弹性软垫；20-磨粒；21-第一磨粒；22-第二磨粒；30-处理面结构；31-外框；32-底材；33-固着层；34-第一研磨区；35-第二研磨区。

具体实施方式

为使贵审查委员能清楚了解本实用新型的内容，谨以下列说明阐述的，同时为更进一步理解本实用新型的研磨垫调节器的处理面结构，以下更同时辅以制程流程的内容说明，进一步将该处理面结构依序述明的，搭配图式，敬请参阅。

请参阅图1～图10，是对应本实用新型较佳实施例的制造流程图，以及对应各步骤的状态示意图。如图中所示，本实用新型的研磨垫调节器的处理面结构于制造时，根据下列步骤：

(S1)提供一真空压着用的模具10：请参阅图2，该模具10是一下模11及一上模12。请同时搭配图3，其中，该下模11由一底模板111、一塑性板体112、一具有粘黏性的弹性面体113及一不具有粘黏性的网孔板114依序叠合而组成，所述的这些构件是以贴附方式而结合，该上模12由一配置软垫121、一弹性胶122及一不具有粘黏性的弹性软垫123依序叠合而组成。

(S2)将复数个磨粒20设置于该网孔板114上，使所述的这些磨粒20被导入而设置于该网孔板114的网孔内，请参阅图4所示，所述的这些磨粒20的材质是选自天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅、陶瓷其中之一，且分别具有正尖锐端、斜尖锐端、正刀口面、斜刀口面及曲型面等。

(S3)该上、下模12、11进行合模并施予大气压力固定后(请参阅图5所示)，该上模12是施以真空大气压下压该下模11，使所述的这些磨粒20快速完成与该弹性面体113的结合，所述的这些磨粒20的尖端刺入该弹性面体113的浅层，并利用该弹性面体113的粘黏性将其粘结定位，而形成图6所示的状态，以完成一第一研磨区34的第一磨粒21的配置。

(S4)在该上、下模12、11分模后，将该网孔板114取出，重新使该上模12重新压入并与该下模11固定。其中，该上模12的不具有粘黏性的弹性软垫123设置于所述的这些磨粒20的上方，该弹性软垫123上的该弹性胶122，其材质硬度比该下模11的该弹性面体113硬，且比该塑性板体112软，而该弹性胶122上又设置一配置软垫121，如图7所示的配置后，再将该上模12压入并与该下模11固定。

(S5)在该上模12上施以大气压力，同时在该上模12以振动方式的均匀压力，利用该上模12的弹性软垫123，将所述的这些磨粒20的尖端确实刺破该下模11的弹性面体113，或将所述的这些磨粒20不具有尖端者一同压入该弹性面体113内而形成贴合，如图8所示。再者，该上、下模12、11经分模后，所述的这些磨粒20的尖端凭借该弹性面体113的回复弹性，而位于不同层次的深度的状态，形成第二研磨区35的第二磨粒22的配置，如同图9所示。

(S6)成型为研磨垫调节器的处理面结构30，前一步骤，所述的这些磨粒20是成为如该图9所示的配置后，先以一玻纤毯以作为底材32，而用来披覆于所述的这些磨粒20上方加以覆盖，然后将聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)塑料成型为一外框31而包覆该底材32的上方，最后再灌注树脂作为固着层33，以完全包覆该底材32在该外框31内，以结合所述的这些磨粒20而形成于该处理面结构30上的不同研磨区，如图10所示。应注意的是，该固着层33与所述的这些磨粒20间的粘结方式，是选自粘着、硬焊、烧结或电镀其中之一，但不以此为限，由于上述粘结方式是一般常见的加工制程，于此不再赘述。

请再一并参阅图11，是本实用新型较佳实施例的结构示意图，此系利用前述的制程步骤，进一步表现本实用新型所欲达成其实用新型目的的具体实施态样的一。如图中所示，本实用新型的研磨垫调节器的处理面结构30包括一外框31、一底材32、一固着层33、一第一研磨区34及复数个第二研磨区35。

其中，该外框31是以聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)塑料一体成型而制成的圆形罩体结构，且具有一开放面，且该外框31的内部具有一容置空间。

该底材32是玻纤毯披覆而制成，其设置在该外框31内部的容置空间内。

该固着层33是以树脂灌注在该外框31内部，彻底填充于在该底材32之间隙而包覆该底材32。

该第一研磨区34由复数个第一磨粒21均匀分布形成于该固着层33表面。

复数个第二研磨区35由复数个第二磨粒22均匀分布形成于该固着层33表面，所述的这些第二研磨区35是等分分布于该固着层33表面，所述的这些第二研磨区35内的所述的这些第二磨粒22的尖端高度高于该第一研磨区34的所述的这些第一磨粒21的尖端高度，该第一研磨区34及该第二等研磨区35的所述的这些第一磨粒21及所述的这些第二磨粒22的尖端深度的起伏幅度被限制在30～70微米的范围内，尤以50微米为其较佳范围。应注意的是，该第一研磨区34及该第二研磨区35的所述的这些第一磨粒21及所述的这些第二磨粒22是以压着方式设置该固着层33表面，且呈现规则性的凸面状态，但不以此为限。

再者，请参阅图12、图13所示，是本实用新型较佳实施例中不同研磨区的配置示意图。如图中所示，是该处理面结构30是根据模具的变化而形成如预设形状的平面，且该第二研磨区35是环绕分布于该第一研磨区34的周缘。其中，如该图12所示，所述的这些第二研磨区35是呈多边形而环绕分布于该第一研磨区34周缘，形成类似光线辐射向外发散的形态。如图13所示，所述的这些第二研磨区35是呈圆形而环绕分布于该第一研磨区34周缘，由于该第一研磨区34同样成圆形设置，使所述的这些第二研磨区35与该第一研磨区34相切。

综上，本实用新型是利用该第一研磨区34及该第二研磨区35所产生的高低处理面，且而可使该研磨垫调节器的处理面结构30形成尖端锯齿状的状态结构。以在化学机械研磨技术进行平坦化前，先对研磨垫的表面进行处理，使得CMP制程时该研磨垫能够发挥最佳的应用，进而获得更快的研磨速率与平整性，并在微刮伤最少的稳定状态下获得细致的研磨表面。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型实施的范围，其他如：该外框、底材或该固着层的形状、尺寸或材质等转变方式，也都在本实用新型的范畴之中，所属技术领域中普通技术人员所作出等效或轻易的变化，在不脱离本实用新型的精神与范围下所作的均等变化与修饰，都应涵盖于本实用新型的专利范围内。

Claims

1.一种研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于，包括：

一外框，其内部具有一容置空间；

一底材，设于该外框内；

一固着层，设于该外框内而包覆该底材；

2.根据权利要求1所述的研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于：该第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区的所述的这些第二磨粒以压着方式设置该固着层表面，且呈现具有规则性的凸面状态。

3.根据权利要求1所述的研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于：该第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区的所述的这些第二磨粒以压着方式设置该固着层表面，且呈现不具规则性的凸面状态。

4.根据权利要求1所述的研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于：所述的这些第一研磨区的所述的这些第一磨粒及该第二研磨区所使用的所述的这些第二磨粒的材质选自天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅或陶瓷。

5.根据权利要求1所述的研磨垫调节器的处理面结构，其特征在于：该固着层与所述的这些第一磨粒及所述的这些第二磨粒间的粘结方式，选自粘着、硬焊、烧结或电镀。