TW434112B - Polishing pad and process for forming same - Google Patents

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A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明關於半導體晶片之抛光，特別是關於一種方法， 其用以將晶片拋光塾之部份接合在一起形成一較大之複合 整，該複合墊呈平坦狀且能防止抛光流體之洩漏。 半導體晶片通常由單晶錠製成，例如矽錠，其切割爲個 別之晶片。每個晶片經過數項加工操作以便安裝積體電路 裝置並改良其彎曲強度，性能及可靠度。這些操作通常使 晶片變薄，消除因切割所造成之損害以及形成—平坦反射 之表面。半導體晶片之化學機械抛光係一種使晶片表面平 坦化之技術’其一般包括在溶液中利用一拋光墊摩擦一晶 片，以便產生相當平坦，高反射性且無損傷之表面，該溶 液含有研磨劑與化學藥品，例如膠態矽土與鹼性蝕刻劑。 爲使在半導體晶片準備過程中產能最大，拋光機器可用 用以拋光許多晶片。拋光機器通常承載者1 5至3 0個晶 片’其相對於一旋轉圓形轉盤移動並以一抛光I覆蓋者。 當拋光墊壓按著晶片時，拋光溶液流體或泥漿施配在抛光 墊表面上，單面拋光機器具有一圓盤以拋光晶片之一面， 雙面拋光機器具有兩個圓盤以同時抛光晶片之上下兩面。 圓盤一般由铸鐵製成，抛光墊一般由含聚亞胺酯之多元酯 毛氈製成’其厚度介於1.5至2.0 mm。抛光墊利用黏性裏 襯附著圓盤表面’抛光整及圓盤須相當的平坦以確保抛光 後之晶片表面相當的平坦。晶片搬運裝置及圓盤在抛光過 程中以相反方向旋轉一預先設定之時間，其一般爲5〇分 鐘。 本纸張尺度用中因國家標準（CNS)A4規格（2】0 >= 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I -裝--------訂---------· 經濟即智慧时產局員工消費合作社印*'1^ 434 1 1 2 Λ7 B7 五、發明說明（2 ) 具有較大尺寸圓盤之拋光機器能夠拋光較大量之晶片， 因此對較小尺寸圓盤而言產量較大。矽晶片製造所使用抛 光機器之圓盤直徑爲2000 mm ’然而拋光墊製造商所生產 之圓形拋光墊尺寸通常小於1500 mm，其生產之長方形抛 光墊尺寸亦不足以切割出直徑爲2〇〇〇 mm之圓形抛光整。 因此，較小尺寸之抛光墊須接合在一起形成較大尺寸之複 合抛光墊。通常兩半圓形拋光墊在沿著直徑之接縫處接合 形成一圓形複合拋光整a 不幸的，拋光墊接合在一起之接縫處將洩漏，拋光泥漿 經過接缝未完全密封之間隙流至與圓盤接觸之底面。泥聚 中水氣使圓盤表面快速乳化’所形成之鐵錄將丨亏染泥衆， 且常常經由接縫回流至抛光墊正面，該鐵銹使拋光整之壽 年縮短並在晶片上造成鐵污染，其實質上使晶片表面品質 降低3 一種可能之解決方法以應用之接合材料將接縫密封，例 如喷霧密封劑，以防止泥漿流經間隙並與圓盤接觸s然 而，密封劑添加至拋光墊之外來材料並非均勻分佈且產生 不規則撓性之局部隆起及區域，其使拋光墊之有效平坦度 降低’接著造成拋光墊所拋光之晶片平坦度降低。因此， 施加至接縫之接合材料並非一通當之溶液。 發明概要 本發明之目的及特徵係在於提供一製程，其將抛光塾接 合在一起形成一較大之抛光墊，較大之拋光墊係配合一機 器以執行矽晶片（化學機械抛光；該製程所形成之拋光整 -5- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------^ 經-^智"?財產局員工消費合作社印製 經-部智慧財產局員工消費合作社印製 4 34 1 1 2"*- A7 五、發明說明（3 ) 具有一致之平坦度；該製程所形成之拋光整無須施加接合 材料：該製程可防止晶片受到鐵污染；該製程所形成之抛 光墊至少由兩相鄰之抛光墊组成，以覆蓋拋光機器之較大 尺寸圓盤；與該製程及所形成之抛光墊成本低廉。 本發明之製程係將第一抛光墊及第二抛光墊接合在一起 形成一較大之拋光墊，其配合一機器以執行矽晶片之化學 機械抛光，該製程包括置放第一及第二拋光墊於一表面 上’因此第二抛光墊之一部位與第一拋光墊之一部位重疊 產生一重疊區域。重疊區域中之第一及第二拋光墊切開以 便在第一拋光墊上形成第一切割邊緣，在第二抛光墊上形 成第二切割邊緣，該第一及第二切割邊緣之輪廓爲互補 的。將第一及第二切割邊緣置於啣接位置，並在該第一及 第二切割邊緣處將第一抛光墊接合至第二拋光整。 在另一概念中，本發明之複合抛光墊由至少兩相鄰之抛 光墊所形成，複合拋光墊係配合一機器以執行硬晶片之化 學機械拋光。複合抛光整包括第一拋光塾及第二抛光蟄， 第一拋光墊呈平坦狀且至少一邊緣係沿著整個長度以相同 之角度傾斜，第二拋光墊亦呈平坦狀且至少—邊緣係沿著 整個長度以相同之角度傾斜。第二拋光墊傾斜邊緣之角度 與第一抛光整傾斜邊緣之角度互補，傾斜邊緣以面對面= 方式在接縫處接合在一起。複合拋光墊之表面係連續伸展 經過接縫。 本發明其他目及特徵將部份揭示於后。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I I -----— — — — — —--- -6-

經濟却智#.?財產扃員工消費合作社印製 ：M 2¾ A7 ________Β7 五、發明說明（4 ) 圖説概述 圖1爲本發明複合抛光墊之平面視圖，其覆蓋一機器之 圓盤’該機器執行矽晶之化學機械抛光； 圖2爲半圓形之部份第一抛光整之平面視，其以本發明 製程與第二拋光墊接合；與 圖3爲第一及第二抛光魯重疊切割部位之剖視圖。 圖説中對應之參數表示對應之零件。 較佳實例詳述 參見圖1 ’複合拋光墊10由覆蓋著機器一圓盤之拋光墊 兩鄰接部位形成，該機器執行矽晶片之化學機械抛光。抛 光墊10至平坦狀且其輪廓爲環狀圓形12，當抛光墊覆蓋 著圓盤時該圓形12與圓盤之輪廓（圖中未顯示）對齊。拋 光墊1 0之外徑1 4约與圓盤之外徑相同，内徑〗6約與圓盤 之内徑相同。拋光墊1 0在抛光流體中摩擦者矽晶片而將 其抛光，此時圓盤與晶片分割在相反之方向中旋轉。 複合拋光墊10之形成係將第一部份拋光墊20及第二部 份抛光塾2 2在接縫1 8處接合在一起，較佳具體實施例中 第一及第二部份抛光塾2 0及2 2在接缝1 8之接合係沿著環 狀圓形1 2之直徑2 8。然而，吾人能認知複合抛光熱1 〇之 形成可藉由任何形狀及任何數目之部份拋光|接合產生， 其形狀近似圓盤之輪廊。較佳具體實施例中各部份抛光整 由於拋光材料製成，例如含聚亞胺脂之多光g旨毛，其厚 度介於丨.5至2.0 mm。抛光整之底面被覆著—黏性裏觀材 料’其以玻璃紙覆蓋著’玻璃紙移開後才能露出黏性裏襯 表纸張义¥ 士 θ ®家標;Ϊ (CN-S)A4規格（2】ϋ X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注音ϊ事項再填寫本頁) -裝--------訂---------f.

經濟部智慧財產局員工消費合作社印說 五、發明說明（5 ) 材料。 部份拋光墊20及22之形狀為環狀半圓形24，如圖2所 示，其相當狹小之細片2 6伸展通過直徑2 8以界定半圓形 之端部。若部份拋光墊20及22之形狀為長方形30或其他 非半圓形，拋光墊須利用一刀子或銳利之工具截剪為所需 之形狀24。事實上吾人已發現拋光墊10之初始尺寸宜略 大於圓盤’對2000 mm直徑之拋光墊而言，細片2 6約以4〇 mm伸展通過半圓形24之直徑28，半圓形24之外徑32大 於圓盤直徑25 mm ’半圓形2 4之内徑3 4小於圓盤内徑约6 mm 0 部份拋光墊2 0及2 2在接縫1 8處之接合為本發明製程之 關鍵，其將部份拋光墊接合在一起形成較大之複合拋光塾 1 0。製程之第一步係將第一部份拋光普2 0仔細的置於在 圓盤表面上’因此拋光墊20之半圓形24與圓盤之圓形對 齊。接著向上掀起拋光墊一小部份，移開部份玻璃紙露出 黏著劑以及將拋光整貼近圓盤使抛光整1固定至圓盤，此時 須留意避免在拋光墊及圓盤之間產生間隙或氣泡。利用一 在琦或手在圓盤上幸里壓抛光塾後第一抛光整2〇附著至圓 盤。伸展通過直徑2 8並界定半圓形2 4端部之狹小細片2 6 無須被壓按，因此細片未附著至圓盤。將第二拋光墊2 2置 於圓盤表面上，如圖1所示與圓盤對齊，故第二拋光塾22 一部位與第一拋光墊2 0 —部位重疊產生一重疊區域3 6。 較佳具體實施例中拋光墊2 〇及2 2_之尺寸及定位使2〇〇〇 mm 直從抛光整之重®區域36寬度W介於5〇及80 mm -8- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNTS)A·!規格（210 X 297公釐） ----------- 裝--------訂---------吹 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經-部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 之間，其他之重叠區域尺寸皆在本發明範圍中。吾人將覆 蓋著第二拋光塾2 2黏性裏襯之玻璃紙小心的移開並露出 黏著劑’以第一抛光墊20之相同方式在圓盤上輕壓抛光 墊後第二抛光墊22附著至圓盤。第二拋光墊22在重疊區 域3 6中之部位無須被壓按，故該部位未附著至圓盤。抛 光墊2 0及2 2之内側及外側周邊經過裁剪以配合圓盤之内 側及外侧周邊〇 利用刀子或其他切割工具切割重疊區域3 6中第一及第 二抛光墊2 0及2 2，此切割步驟係沿著環狀圓形1 2直徑2 8 之直線，並相對於圓盤表面爲一固定傾斜角38 =如圖1所 示，第一切割40伸展越過重疊拋光墊20及22之一半，第 二切割4 2並第一切割對準並伸展越過抛光墊另一半。一 直線邊緣或導引工具做爲協助器具以便直線切割，每次切 割40及42切斷第一抛光墊20—部份，其同時自其餘拋光 墊處切斷第二抛光墊2 2，切斷之部份約等於重疊區域3 6 中細片2 6，對2000 mm直徑拋光墊而言，切斷部份之寬度 介於2 5至38 mm。 切割步驟在第一抛光墊2 0上形成第一切割邊緣4 4，在 第二抛光墊2 2上形成第二切割邊緣4 6，切割過程中切割 工具相對於表面保持在傾斜角3 8，因此對整個切割長度 而言第一切割邊緣4 4及第二切割邊緣4 6具有固定之角度 3 8。如圖3所示，由於邊緣同時以相同之切割動作產生， 第一及第二切割邊緣4 4及4 6之輪廓係互補並相互對準3 較佳具體實施例中傾斜角3 8相對於抛光墊1 〇表面介於4 5 -9- 本％、佐乂度適用巾因囹家標準（CNSM4規格（2]〇 ^97公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂·--------. 4341 1 2 Λ7 R7 五、發明說明（7 ) 及60度形成傾斜邊緣44及46。 傾斜角3 8之方位使邊緣4 4及4 6自抛光墊1 〇上抛光流體 移動之方向48傾斜遠離。圓盤及抛光整在第一方向中轉 動，例如順時針方向，晶片支撑件及抛光流體在第二方向 中轉動，其與第一方向相反，例如逆時針方向。當傾斜刀 片在第一方向中切割時完成切割步驟，該第一方向即切割 邊緣自拋光墊正面抛光側邊50伸展至圓盤之方向。第一 及第二切割邊緣44及46自拋光流體移動方向48傾斜遠 離，其防止抛光流體在第一及第二切割邊緣之間流動*第 一及第二切割4 0及4 2係在相反之方向中。 ¾¾¾¾智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 切割後將切開之碎片移開，切割邊緣4 4及4 6係接合在 一起。在圓盤表面上壓按第一及第二抛光墊20及22—段 時間，其係同時將第一及第二切割邊緣4 4及4 6壓按在一 起。較佳具體實施例中以至少約1500 dN之作用力壓著抛 光墊2 0及2 2，其作用時間爲一至二小時以便緊密的接合 第一及第二抛光墊，此時一抛光墊中聚胺酯及聚酯材料自 然的與另一拋光墊中相同材料接合。對雙面抛光機器而 言，抛光墊20及22壓按在一起之步驟係藉由機器壓按著 上方圓盤及下方圓盤加以完成。對單面抛光機器而言，拋 光整*20及22壓按在一起之步骤係藉由在抛光塾及圓盤上 壓按著一拋光塊或其他上具加以完成。 事實上，以本發明製程在複合拋光墊1 〇形成之接縫]8 然法爲吾人所觀視到。複合抛光"整1 0無需施加任何接合 忖料，且抛光墊係密封使拋光流體或鐵銹無法通過切割 -10- 本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） '41 3411 Α7 ________B7_ 一 — — 玉、發明說明（8 ) 處。拋光墊10之抛光表面50連續伸展經過接缝，其均一 平坦度使拋光之晶片具有高表面品質及極佳之平坦度。 對雙面抛光機器而言’本發明製程至少執行乙次以形成 一抛光墊10而覆蓋著一下方圓盤，本發明製程重複至少 乙次以形成一拋光墊10而覆蓋者一上方圓盤，因此提供 具有兩圓盤之抛光塾。對上方圓盤而言，部份拋光塾20 及2 2置於下方圓盤上，其黏性側邊面朝上。在破璃紙保 護性裏襯撕開後’將上方圓盤下降直到部份圓盤2 〇及2 2 附著至上方圓盤爲止。切割步驟之實施類似下方圓盤之步 驟’但切割方向通常朝上。 由則文得知可完成本發明之目的並具有其他優點。 上述之各項變更皆在本發明之範脅中，其敘述與附圖之 說明僅係揭示之用，其並非對本發明有所限制。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "---- 訂---------, ^-即智«?財產局員'工消費合作社£.製 Ά ’定鴻 ^ 家標ϋ'Ίΐ 規格（210 *11·

Claims (1)

1. A8B8C8D8 六、申請專利範圍 ι· ~種製程，其用以將第一抛光墊及第二抛光墊接合在 ''起形成一較大之拋光墊，其配合一機器執行矽晶片 之化學機器抛光，該製程包括： 將第一抛光整置放在一表面上； 將第二抛光整置放在該表面上，因此第二拋光墊一部 位與第一抛光墊一部位重疊產生一重疊區域； 切割重疊區域中第一及第二拋光墊在第一抛光墊上形 成第一切割邊緣，在第二抛光墊上形成第二切割邊 緣’該第一及第二切割邊緣之輪廓係互補的； 將第一及第二切割邊緣置於今接位置；與 在第一及第二切割邊緣處將第一拋光塾接合至第二抛 光塾。 2·根據申請專利範圍第1項之製程，其中該切割步驟利用 —切割工具在切割過程中相對於該表面保持在固定之 倾斜角度，因此在整個切割長度上第—及第二切割邊 緣具有固定之角度》 3. 根據申請專利範圍第2項之製程，其中該切割步驟之切 割傾斜角度爲一銳角，第一切割方向與第二方向相 反’於機器拋光過程中抛光流體以第二方向在抛光塾 表面上移動，因此第一及第二切割邊緣自第二方向傾 斜遠離以防止抛光流體在第一及第二切割邊緣之間通 過。 4, 根據申請專利範園第2項之製程，其中該相對於表面之 傾斜角介於45及60度之間。 -12- 本紙張义度適用令^國家標準（CNS)A4規格（210 X 29；公釐)一~ __ (請先閲讀背面之;i意事項再填寫本頁} ---- 訂---------4. 經^部智总^產^貸工消费合作社印^;

   AS B8 C8 D8 、申請專利範圍 5-根據申請專利範園第丨項之製程，其步驟另包括在該表 面上壓按第一及第二抛光墊一段時間，因此第一抛光 塾第一切割邊緣與互補之第二抛光墊第二切割邊緣在 热施加任何接合材料之情況下接合，因此拋光墊可接 合在一起。 6‘根據申凊專利範圍第5項之製程，其中該壓按步驟所施 加之作用力至少約丨500 dN，其作用時間至少約1小 時〇 7‘根據申請專利範圍第1項之製程，其中該製程須至少執 行乙次以形成一抛光墊’其覆蓋者雙面抛光機器之底 面’該製程須重複至少乙次以形成一拋光墊，其覆蓋 者機器之頂面，因此可提供配合機器雙面之拋光替。 8. 根據申請專利範園第〗項之製程，其中該置放第—拋光 整之步驟包含將第一抛光墊附接至該表面，置放第二 拋光墊之步驟包含將第二拋光墊附接至與第一拋光墊 鄰接之表面。 9. 一種複合拋光墊，其用以覆蓋著一機器之圓盤，該機 器執行矽晶片之化學機器抛光，該複合抛光墊由至少 兩相鄰之抛光墊形成且包括： 一第一拋光整，其由拋光材料製成且呈平坦狀，其具 有至少一傾斜邊緣，該傾斜邊緣之傾斜角度沿著全部 長度保持不變；與 一第二拋光墊，其由拋光材料製成且呈平坦狀，其具 有至少一傾斜邊緣，該傾斜邊緣之傾斜角度沿著全部 -13- 本紙張尺.¾適用φ 闯家標準（CNS)AJ規格（L)10 x 297公釐） I---------- -裝--------訂---------" {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經-部智慧时產局員工消費合作社印製 4 3 2* A8B8C8D8 六、申請專利範圍 長度保持不變並與第一抛光墊之傾斜邊緣角度互補； 該傾斜邊緣在接縫處以面對面方式接合在—起，複合 拋光塾之表面係連續伸展經過該接缝β 1〇·根據申請專利範圍第9項之抛光蟄，其中該傾斜邊緣接 合在一起且接縫處未施加任何接合材料。 11.根據申請專利範圍第9項之抛光蟄，其中該傾斜邊緣相 互對齊。 12·根據申請專利範圍第9項之抛光墊，其中該第一及第二 拋光替爲環狀半圓形，其中該複合拋光替爲環狀圓 形’該接缝位於圓形之直徑處。 】3.根據申請專利範固第9項之抛光墊，其中該第一及第二 抛光墊由聚亞胺酯及多元酯製成。 ----------- J- --—— — — — — ^ ------ — I--^, <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^濟部智慧財產局員工消费合作社印製 -14- 本纸張H遺用申S國家標準（CNSM4規格（210 X 29「公釐）