TW412461B - Diamond disk for trimming wafer polishing pad and method for making the same - Google Patents

Description

412461 A7 B7 五、發明說明（/) 本發明係為一種修整晶圓拋光墊的鑽石碟及其製法， 其可將鑽石均勻地分佈在鑽石碟上，並可擁有厚度均勻的 焊料金屬層’而可提供晶圓拋光墊良好的修整效果，且可 擁有較長的使用壽命者。 矽晶圓（Silicon ffafer)為半導體產業的核心材料。 石夕晶圓的表面要恨平滑，才能用來製造晶片（chip)，因此 必須以拋光方法精密加工。拋光時除了以微細磨粒研磨外 1也常加入酸液加速侵蝕。這種機械及化學並用的拋光方 法稱為 CMP (Chemical Mechanical Polishing)。在進行 CMP時’數個矽晶圓各以圓盤蓋住並壓在旋轉的拋光墊上 。墊上另以懸臂注入研磨液。研磨液可為酸或鹼性，視所 被研磨的材質而定，如研磨氧化物通常以驗性溶液，而研 磨金屬材料（如鎢或銅）則多使用酸性溶液。研磨時產生的 碎屑多隨水沖走’但也有些碎屑會混入拋光墊。這些碎屑 累積後會使拋光墊硬化失去拋光晶圓的功能。但如果在拋 光時隨時以鑽石碟扒除積垢則可大幅延長拋光墊的壽命。 例如拋光八吋晶圓時，拋光不及百片（每片約一分鍾）後， 拋光墊就會因積垢太多而使晶圓拋光速率大減。乃至不堪 使用°但右在抛光時以鑽石碟φγ除積垢則可使拋光塾的有 效壽命延長至500片以上。 鑽石碟的功能除扒除積垢外，也會使拋光墊的表面粗 fe ’這樣fe浮的游離磨粒才能附在拋光墊表層來抛光晶圓 。鑽石碟也可使游離磨料散開使其均勻的分佈在整個拋光 塾上以提而抛光的效率ΰ Ρ張尺度適用中囹0家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公发） (靖先閱11背面之注意事項再填寫本頁) i --------訂.--------终 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制批

AlMil 五、發明說明（ 傳=鑽石碟中較常見者料電鍍鑽石碟，其結構係 乃:：:：示，於該種鑽石碟（20)上的鑽石⑴) =電鍍嶋（22)裏，附著很不牢固。鑽石 而括傷械式的卡在位置上，摩擦抛光《極易脫落 9 π X , 有甚者，鑽石掉出後留下坑洞（2 圓。雷I累積加厚。厚層的積垢脫落時也會括傷晶 鑽石的：附者的鑽石突出量少，不能有效的修整拋光墊。 禮石雄 不平均使括除積垢的效率大打折扣。電鍍的 鐵石=通:形狀較不規則使其修整拋光塾的效率更低。除 达之夕’電鍍鎳在酸液裏絲較快使鑽石更易掉落。 另-型式之傳統鑽石碟是將鑽石以合金硬焊在襟片上 …。構ir、如第二圖所不’這種方法提高鑽石㈡1 )在 鑽碟（3 0 )上的附著力，但卻不能解決鑽石分 的問題。更有甚者，鑽石（31)在硬焊時會被融您的焊 枓拉聚成堆狀。鑽石（3丄）的聚集降低了修整抛光墊的 政率。更有甚者焊料層（3 2 )會因鑽石（3丄）的靠攏 而加厚’使排屑更形因難。鑽石稀#之外，更脉除積垢 ’而且因撞擊力道集中容易脫落使晶圓到傷。鑽石距離畛 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制么 遠也會使焊料廣變薄，其低窪之處乃成積垢沉積之所。除 此之外以硬洋法附著鑽石仍無法避免焊料被酸液侵敍， 使鑽石脫落。 亦即現有之鑽石碟具有以下之缺點： 一 ·鑽石附者不牢固： 鑽石脫粒會到傷晶圓； 本紙張尺度適用中s闼家標準（CNsuTTi^T^Tir A7 B7 412461 五、發明說明（』） 二‘鑽石分佈不均勻： 間距太遠無法有效刮除積垢； 間距太近會夾帶阻塞的積垢； 三·結合劑被酸液溶蝕： 酸液會使得結合鑽石之結合劑溶蝕，使鑽石鬆. 動並脫落； 四·鑽石突出量不能控制： 太小散不開磨料，翻不動纖維，也扒不動積垢 1 太大會損壞拋光墊； 五·結合劑不夠硬： 易被磨泥磨損。 、本發明人有鑑於傳統式之鑽石碟未能滿足使用者之需 求，乃根據上述缺點徹底改弦更張，發展出了鑽石分佈均 勻且結合牛固之修整晶圓拋光墊的鑽石碟及其製法。 本發明的主要目的在於提供一種修整晶圓拋光墊的鑽 石碟及其製法，其以適切的加工方式，將錢石均句而穩固 的焊固於鑽石碟上，以提供晶圓抛光塾最佳的整修效果者 〇 為使貴審查委員進一步瞭解前述目的及本發明之結 構特徵，兹附以圖式詳細說明如后： (—)圖式部分： 第-圖：係本發明之鑽石碟剖面示意圖。 5 t 纸張中關家 --_____ {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝--------訂---------緩 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 412461 Α· Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（士） 第一圖·係傳統電鍍鑽石碟之剖面示意圖。 第二圖：係傳統硬焊鑽石碟之剖面示意圖， (1 1 )鑽石 (2 0 )鑽石碟 (2 2 )電鍍層 (3 0 )鑽石碟 (3 2 )焊料層 本發明之製法首先是將焊料本身或其粉末混以有機黏 結劑（如：臘）經過滾筒壓碾製成厚度均一的薄皮金屬層 ，再以具有規則性分佈之孔洞的模板將鑽石導入焊料製金 屬層並卡進定位，讓鑽石依規則性排列在焊料金屬層上， 然後再進行硬焊，藉由前述之安排，使得在硬焊時鑽石的 位置被強制定位形成極規則的矩陣排列。 尤有進者’焊料金屬層的厚度十分均勻。在焊料金屬 層之上更可彼覆一薄層（<3μπ〇類鑽碳（Diam〇nd—Like Carbon 或 DLC) ° DLC 可以物理氣相沉積（physical Vapor Deposition或PVD)的方法塗佈在鑽石碟上。])LC極耐酸鹼 的侵#，即使是王水亦不能動它分亳，因此可保障谭料不 被溶掉n 配合第一圖觀之，在本發明之鑽石碟（1 0 )上所排 列的鑽石（1 1 )粒控為US mesh400(約40 m)至 6 (二）圖號部分 (10)鑽石碟 (12)焊料層 (21)鑽石 (2 2 〇 )坑洞 (31)鑽石 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂------------竣 本紙張尺度滷用中囤國家標準（CNSM4规ίΜΐυ ^<297公釐） Λ7 B7 412461 五、發明說明（) 3〇(US)(600 ym)，且最大的鑽石不比最小的鑽石大2 〇% ，而各鑽石（1 1 )的間距為其粒徑的2至6倍，又鑽石 的頂端尚低差小於鑽石粒度的1/4，而焊料金屬層（1 2)的厚度為鑽石粒度的；[/5至4/5，該金屬層（1 2 )的成分包含> 2 wt%的鉻，而能夠提供極佳的硬度與 耐磨度。 本發明所製的鑽石碟修整器的鑽石分佈不僅均勻，而 且可以排列成各種圖案。由於鑽石間距可以控制，所以在 拋光墊上#八除積培不僅快速，而且完全鑽石距陣也會使磨 料散開均勻。焊料厚度不僅一致而且可以控制，使鑽石的 突出量達到最佳值，不僅可確保鑽石不脫粒，而且可使排 屑暢通更能避免積垢的附著。DLC的塗佈更可保護鑽石碟 使其不被酸鹼侵蝕’大幅延長修整拋光墊的使用壽命。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 -----訂---------竣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 7 本紙張尺度適用中1园家標準（CNS)A‘l規格（21ϋ X 297公沒）

Claims (1)

1. 412461 A5 B8 C8 DS 申請專利範圍

   1. 一種修整晶圓拋光墊的鑽石 果’其係以焊料金屬 層將鑽石結合在鑽石碟表面上，其中： a·鑽石的分佈均勾， b·附著鑽石的金屬層的厚度均勻。 2. 如申請專利範圍第1項所述之修整晶圓抛光塾的 ’其中鑽石的分佈為規則性的排列。 .如申請專利範圍第2項所述之修整晶圓拋光墊的 ，其中鑽石的間距為其粒徑的2至6倍。 如申請專利範㈣1項所述之修Μ隨光塾的 ，其中金屬層的厚度為鑽石粒徑的〜 {請‘先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I -- n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印泣 5.如中請專利範圍第！項所述之修整晶圓搬先塾的 鑽石碟，其中金屬層的成分包含大於的鉻。 6 .如申凊專利範圍第5項所述之修整晶圓拋光墊的 鑽石碟’其中金屬層乃以硬焊方法粘附鑽石。 7 ’如申請專利範圍第1項所述之修整晶圓拋光墊的 鑽石碟，其中鑽石的粒.彳坐為US mesh^〇〇(約4〇 # m)至30(US)(600# m)。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之修整晶圚拋光墊的 鑽石碟，其中最大的鑽石不比最小的鑽石大2 。 9 .如申請專利範圍第1項所述之修整晶圓拋光墊的 鑽石碟，其中鑽石的頂端高低差小於鑽石粒徑的1/4。 1 〇 .如申請專利範圍第1項所述之修整晶圓拋光墊 的鑽石碟，其中鑽石碟的表面塗佈一層類鑽碳。 ----壯衣--------訂---------線 ί?8 4124Μ---__S 六、申請專利範圍 1 1如申s月專利範圍第1 0項所述之修整晶圓拋光 塾的鑽石碟，其中類鑽碳的厚度小於3㈣ "1 2 _ 一種製造如申請專利範圍第1項之修整晶圓拋 光塾的鑽石碟的製法’其是先將焊料製成厚度均—的薄皮 :屬層’再以具有規則性分佈之孔洞的模板將鑽石導入焊 為裝成之金y|層並卡進定位，讓鑽^依規職排列在谭料 金屬層上，然後再進行硬焊。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之製法，其中金 屬層乃以滾筒壓碾製成。 ’ 1 4 *如申請專利範圍第1 2項所述之製法，其中在 硬焊完成後於金屬層上披覆一層類鑽碳。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之製法，其中該 類鑽碳是以物理氣相沈積方法塗佈在鑽石碟上。 ^--------^---------^ (請羌閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局3工消f合作钍印則么 本紙浓反度適用中囚國家瞟準 規格（21l) x 297公笼）