TW575477B - CMP conditioner, method for arranging rigid grains used for CMP conditioner, and method for manufacturing CMP conditioner - Google Patents

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575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7五、發明説明（1 ) 【產業上之利用領域】 本發明’是關於用來排解半導體基板用之硏磨布的孔 隙阻塞’及除去異物所使用之化學機械硏磨調節器、使用 於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排列方法、及化學機 械硏磨調節器製造方法。又，化學機械硏磨調節器，在業 界又稱之爲化學機械硏磨修整器。 【先行技術】 對於晶圓之拋光，被提案有稱之爲化學機械硏磨 (Chemical Mechanical Polishing)之硏磨方法。化學機械硏 磨，是利用在機械性硏磨作用上，再重疊上化學性硏磨作 用，而能夠確保硏磨速度，並兼顧被硏磨材之無缺陷兩 者，被廣泛地使用在矽晶圓之最後拋光製程上。 又，隨著近年高積體化，在製造積體電路的一定階 段，必須硏磨晶圓表面，或是硏磨晶圓表面上形成有導電 體與誘電體層之半導體基板表面。半導體基板，受硏磨是 要去除商出的隆起、刮傷、或粗糖等之表面缺陷。通常’ 該製程，是在晶圓上形成各種元件及集積電路之間而施 行。在該硏磨製程中，與矽晶圓之最後拋光製程一樣，必 須兼顧硏磨速度與無缺陷兩者。藉由化學硏磨劑的導入， 可以在半導體表面上施予較快之硏磨去除速度及無缺陷性 之化學性與機械性平坦化。 作爲化學機械硏磨製程之一例，如第8圖所示，例如 使用讓具有5〜3 0 0 n m左右粒徑之氧化矽粒子懸濁於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· T訂 575477 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 苛性鈉、氨及胺等之鹼性溶液中，成爲p Η 9〜1 2左右 之由化學硏磨劑1 0 1與聚氨酯樹脂等所成之硏磨布 1 0 2。在硏磨時，一邊流注化學硏磨劑1 〇 1 ，同時對 硏磨布1 0 2以適當壓力擋接於半導體基板1 〇 3上，如 同圖之箭頭所示，藉由相對旋轉進行硏磨。 並且，作爲上述硏磨布1 0 2之修整法（dressing 法），是一邊將水或是化學硏磨劑1 0 1流注於硏磨布 1 0 2 ，同時使用化學機械硏磨調節器進行修整，來消除 硏磨布1 0 2之孔隙阻塞，並去除異物。使用化學機械硏 磨調節器之修整作業，是在半導體基板1 〇 3之硏磨終了 後，在使化學機械硏磨調節器擋接於硏磨布1 02、或是 硏磨半導體基板1 0 3之同時，在不同於半導體基板 1 ◦ 3所擋接之位置上，使化學機械硏磨調節器擋接於硏 磨布1 0 2而進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以往使用在硏磨布之修整（擦刷）之化學機械硏磨調 節器，如第9圖所示，是在圓板狀之支持構件2 0 1表 面，以人手播撒作爲硬質砥粒之鑽石粒2 0 2等使之隨意 地均一分布後，使該等鑽石粒2 0 2固著。 但是，此情形下，無論如何謹慎地散佈鑽石粒 2 0 2，都會造成分布上的疏密。當使用如此具有鑽石粒 2 0 2疏密分布之修整器時，鑽石粒2 0 2之集中部分 (較密部分）會使得化學硏磨劑中的砥粒容易聚集。並 且，該砥粒之聚集會附著於硏磨布（第8圖中之符號 10 2)，而引發在半導體基板（第8圖中之符號 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 _五、發明説明（3) 1 0 3 )上造成所謂擦傷（m i c 1· 〇 - s c 1· a t c h )之嚴重問題。 又，鑽石粒2 Ο 2的不均一分布，由於在修整器固體間之 不相同等原因，會難以找出安定後之修整器特性。 又，在以往之化學機械硏磨調節器，由於硏磨劑排除 不佳，較多有微擦傷（macro- scratch )。又，爲了硏磨劑 排除之改良，如第1 4圖所示，於支持構件2 0 1形成有 用來排除化學研磨劑1 0 1之排除溝2 0 3等，於硏磨 時，可經由排除溝2 0 3將化學硏磨劑1 〇 1排除。但 是，在支持構件2 0 1上形成排除溝2 0 3 ，恐怕對化學 機械硏磨調節器特性有不良影響，又，該排除溝在加工上 十分費時，因而亦成爲增加成本之要因。 【發明之槪要】 本發明乃有鑑於如上述之問題點而發明出，在本發明 之第一形態中，其目的是要抑制半導體基板表面之毫擦傷 (micro-scratch )，並同時取得穩定之化學機械硏磨調節器 特性。 依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器，具有以 下之特徵··對於具備有支持構件、及設在上述支持構件之 面上的複數個硬質砥粒的化學機械硏磨調節器，是使上述 複數個硬質砥粒，在上述支持構件之面上呈規則性配置排 列。 又’依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器，做 爲其他特徵者爲：上述硬質砥粒，在上述支持構件之面 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐） -6 - 575477 A7 ___B7 五、發明説明（4) 上，是被配置於以正方形所作成之單位格子的各個頂點。 又’依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器，做 爲其他特徵者爲：上述硬質砥粒，在上述支持構件之面 上’是被配置於以正三角形所作成之單位格子的各個頂 點。 又’依據本發明第一形態之另一化學機械硏磨調節 器，具有以下之特徵：對於具備有支持構件、及設在上述 支持構件之面上的複數個硬質砥粒的化學機械硏磨調節 器，是在上述硬質砥粒所存在之一定面積之領域間，使上 述硬質砥粒之密度偏差在± 5 0 %以內。 又’依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器，做 爲其他特徵者爲：上述硬質砥粒爲鑽石粒。 又’依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器，做 爲其他特徵者爲：在上述鑽石粒在金屬及/或是合金所成 之上述支持構件上，使用由鈦、鉻、及鉻所成之群中所選 取1種以上，並含〇 · 5〜2 0 w t %，熔點爲6 5 0 °C 〜1 2 0 0 °C之合金，以單層並藉由軟焊，於上述鑽石粒 與上述合金之界面，形成由鈦、鉻、及鉻所成之群中所選 取之金屬的碳化物層。 依據本發明第一形態之使用於化學機械硏磨調節器之 硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵··包含有將形成有 以規則性排列之複數個貫穿孔的薄板狀排列構件，置於被 排列面上之步驟，以及將硬質砥粒置入上述排列構件之各 貫穿孔之步驟。

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（2]0>< 297^慶) TfT (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 項再填. -r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 575477 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 ______ B7___五、發明説明（5) 又’依據本發明第一形態之使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，做爲其他特徵者爲：上述被排 列面’爲構成化學機械硏磨調節器之支持構件的表面。 又’依據本發明第一形態之另一使用於化學機械硏磨 調節器之硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵：包含有 使複數個硬質砥粒在規則性排列之狀態下保持於保持構件 之步驟’以及藉由上述保持構件將被保持之硬質砥粒，轉 寫至構成化學機械硏磨調節器之支持構件表面之步驟。 又’依據本發明第一形態之使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，做爲其他特徵者爲··在上述保 持構件設有用以保持上述硬質砥粒之第1接著手段，在上 述支持構件之表面設有第2接著手段，並使此等第1及第 2接著手段具有接著性質上之差異。 依據本發明第一形態之化學機械硏磨調節器製造方 法，具有以下之特徵：利用上述使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，使上述硬質磁粒排列在上述支 持構件之表面上後’再將上述硬質磁粒固定接著於上述支 持構件之表面。 在如上所述之本發明第一形態中，由於硬質砥粒之分 布沒有疏密之分，所以使用該化學機械硏磨調節器，也不 會造成硏磨劑中之砥粒聚集於硬質砥粒之較密部分。 另一方面，在本發明第二形態中，其目的是在於取得 穩定之化學機械硏磨調節器特性，同時即使不形成排除溝 等，在硏磨時亦能將硏磨劑等予以排除，以減少微擦傷。 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7〇： ~~~— ! - - - I i - !1 ϋϋ I -- - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---Γ訂---- % 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______ B7 _五、發明説明（6 ) 依據本發明第二形態之化學機械硏磨調節器，具有以 下之特徵：對於具備有支持構件、及設在上述支持構件之 面上的複數個硬質砥粒的化學機械硏磨調節器，是使上述 複數個硬質砥粒，在上述支持構件之面上呈規則性，且從 上述支持構件之內側至外側爲密度漸減少之方式排列。 依據本發明第二形態之另一化學機械硏磨調節器，具 有以下之特徵：對於具備有支持構件、及設在上述支持構 件之面上的複數個硬質砥粒的化學機械硏磨調節器，是在 上述支持構件之面上，上述複數個硬質砥粒所不存在之領 域是被確保呈略放射狀。 依據本發明第二形態之使用於化學機械硏磨調節器之 硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵··包含有將形成具 有規則性，且從內側至外側爲密度漸減少之方式排列之複 數個貫穿孔的薄板狀排列構件，置於被排列面上之步驟， 以及將硬質砥粒置入上述排列構件之各貫穿孔之步驟。 依據本發明第二形態之另一使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵：包含有讓複 數個貫穿孔所不存在之領域被確保呈略放射狀之薄板狀排 列構件位於被排列面上之步驟，以及將硬質砥粒置入上述 排列構件之各貫穿孔之步驟。 依據本發明第二形態之另一使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵：包含有使複 數個硬質砥粒在規則性，且從內側至外側爲密度漸減少之 方式排列之狀態下保持於保持構件之步驟，以及藉由上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - --------^-裝---- (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1TIn n - - n 4. 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7___五、發明説明（7) 保持構件將被保持之硬質砥粒，轉寫至構成化學機械硏磨 調節器之支持構件表面之步驟。 依據本發明第二形態之另一使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，具有以下之特徵：包含有複數 個硬質砥粒所不存在之領域，係在被確保呈略放射狀之狀 態下，將上述複數個硬質砥粒保持於保持構件之步驟，以 及藉由上述保持構件將被保持之硬質砥粒，轉寫至構成化 學機械硏磨調節器之支持構件表面之步驟。 依據本發明第二形態之化學機械硏磨調節器製造方 法’具有以下之特徵：利用上述使用於化學機械硏磨調節 器之硬質砥粒的排列方法，使上述硬質砥粒排列在上述支 持構件之表面上後，再將上述硬質砥粒固定接著於上述支 持構件之表面。 【發明之具體說明】 依第一形態之化學機械硏磨調節器 以下，參照圖面，依據本發明之第一形態，說明半導 體基板用硏磨布之化學機械硏磨調節器、使用於半導體基 板用硏磨布之化學機械硏磨調節器的硬質砥粒的排列方 法、以及化學機械硏磨調節器製造方法之實施形態。 以第1圖，對化學機械硏磨調節器做說明。如該圖所 不’在由不鏽鋼等所成之圓板狀支持構件1的表面，固著 有鑽石粒2作爲硬質砥粒。又，在第1圖所示之外觀爲其 一例，在支持構件1表面亦可以全無鑽石粒2存在，或例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -1〇- --------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 575477 A7 B7 五、發明説明（8) 如，也可以在支持構件1表面上，形成用來排除化學硏磨 劑之排除溝等。 第2 、3圖，是放大支持構件1表面之圖面，顯示鑽 石粒2之排列。在第2圖所示者，是將鑽石粒2以棋盤狀 來排列，於支持構件1表面上，是以正方形所製作之單位 格子A的各頂點來配置鑽石粒2。換言之，如同在該圖中 以中心線表示，隔以一定間隔平行並排之第1直線群L !， 以及隔以一定間隔平行並排，並與上述第1直線群L !具有 9 0度角相交之第2直線群L 2 (第1圖中之橫線），在此 等直線群L i、L 2之交點處配置鑽石粒2。 在第3圖所示者，是將鑽石粒2以蜂窩狀排列，於支 持構件1表面，是以正三角形所製作之單位格子B的各頂 .點來配置鑽石粒2 。換言之，如同在該圖中以中心線表 不，隔以一定間隔平行並排之第3直線群L 3，以及隔以一 定間隔平行並排，並與上述第3直線群L 3具有1 2 0度角 相交之第4直線群L 4，在該等直線群L 3、L 4之交點處 配置鑽石粒2。 在第2圖所示之排列中，對某鑽石粒2而言，在上下 左右方向與相鄰的4個鑽石粒2之距離爲r ，又，對斜向 方向相鄰的4個鑽石粒2之距離爲（/" 2 ) r。 在第3圖所示之排列中，對某鑽石粒2而言，與之相 鄰的6個鑽石粒2之距離均爲r。因此，在第3圖所示之 排列，對於鑽石粒2之分布，在嚴謹的意思上是較爲均 一，因此可以獲得較優良之化學機械硏磨調節器特性。 適用巾關緖準（ CNS ) A4規格（210X297公釐)-11 - " --------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 575477 A7 B7 五、發明説明（9) 以下，參照第4〜7圖，說明本發明第二形態之鑽石 粒2的排列方法。在本實施形態中’是依以下的兩種方 法，來排列鑽石粒2。 在第1方法，如第4圖所示’在設有焊料3之支持構 件1表面，先塗佈接著劑4。然後’在塗佈有接著劑4之 支持構件1表面上載置排列板5，施以光罩處理。 在排列板5 ，如第5圖所示’形成有用以使鑽石粒2 排列之貫穿孔6。亦即，在排列板5 ，排列有與第2、3 圖所示之排列相同樣的貫穿孔6。貫穿孔6之口徑X ’相 對於鑽石粒2之大小D，爲1 , 0 D < X < 2 · 0 D，使 1個貫穿孔6無法同時被置入1個以上的鑽石粒2。又’ 在排列板5之周圍，設置有防止飛散用壁5 a。 如第4圖所示，將上述排列板5載置於支持構件1表 面之狀態下，在排列板5上播撒鑽石粒2。此時，可以對 排列板5施加適當之振動等，使鑽石粒2掉進所有的貫穿 孔6。在所有的貫穿孔6皆置入有鑽石粒2時，便以掃除 器等將排列板5上的剩餘鑽石粒2等掃除。然後，把排列 板5從支持構件1表面上取走之後，鑽石粒2 ，便以第 2、3圖所示的排列狀態殘留在支持構件1表面上。 如以上所述之後，在支持構件1表面排列好鑽石粒2 後，便進行單層的軟焊，將鑽石粒2固定。在該軟焊時， 由於對焊料3加熱，使得塗佈在支持構件1表面之接著劑 4昇華，而不會殘留在支持構件1表面上。 又，在第1方法中，取代排列板5 ，而使用以金屬線 ----------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X29*7公麓） -12- 575477 A7 B7 五、發明説明（叫 材所編成之網目亦可。亦即，將網目上的各個開口 （孔 目）部分當作爲排列板5之貫穿孔6來使用，使鑽石粒2 置入於該開口部分，而被排列於支持構件1表面。 在第2方法，並不是如上述第1方法般地將鑽石粒2 直接排列於支持構件1表面，而是先以粘著薄片等之保持 構件來暫時使其排列後，再轉寫到支持構件1表面上之方 式。 如第6圖（a )所示，在排列板7，形成有用來使鑽 石粒2排列之凹部8。亦即，在排列板7，與第2、3圖 所示之排列相同樣地排列有凹部8。又，凹部8之口徑X 相對於鑽石粒D，以1 · 〇 D < X < 2 . 0 D實施，與上 述第1方法所述之貫穿孔6相同。 將鑽石粒2散布於上述排列板7上。此時亦如在上述 第1方法所說明，可對排列板7適當地加以振動等，使鑽 石粒2全部皆置入於凹部8。在所有的凹部8皆置入有鑽 石粒2時，便以掃除器等將排列板7上的剩餘鑽石粒2等 掃除。 其次，將粘著薄片1 0貼著於排列板7之凹部8呈開 口該面上。然後，如第6圖（b )所示，使排列板7上下 顛倒，將粘著薄片1 0剝下後，鑽石粒2便呈排列狀態被 保持在粘著薄片1 0上。 將上述粘著薄片1 0保持有鑽石粒2之粘著面，貼合 於塗佈有接著劑4之支持構件1表面。如此’便如第7圖 所示，鑽石粒2 ，其一端在粘著薄片1 〇側，而另一端在 -------裝-- (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -1 3 - 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 kl B7五、發明説明（ 支持構件1的表面側呈被支持之狀態。然後，只將粘著薄 片1 0去除，使鑽石粒2殘留於支持構件1的表面側，便 可使鑽石粒2排列於支持構件1的表面上。 作爲僅將粘著薄片1 0去除之手法，例如，只要使粘 著薄片1 0之接著材料的溶解性，與支持構件1側之接著 劑4的溶解性具有差異即可。該情形時，在第7圖所示之 狀態下，只要處於粘著薄片1 0之接著劑爲可溶解之環境 下，支持構件1側之接著劑4仍維持保持力，而只有粘著 薄片1 0之接著材料溶解，就可以只去除掉粘著薄片 10° 如以上所述之後，在支持構件1表面排列好鑽石粒2 後，便進行單層的軟焊，將鑽石粒2固定。在該軟焊時， 藉由對焊料3加熱，使得塗佈在支持構件1表面之接著劑 4昇華，而不會殘留在支持構件1表面上。 又，在第2方法中，是在排列板7上形成凹部8 ’但 亦可以貫穿孔爲之。在此情形時，只要將第4圖所示之支 持構件1變更爲粘著薄片1 0 ，由於可以使鑽石粒排列在 粘著薄片1 〇上，所以只要將之轉寫至支持構件1表面即 可。 依據以上所述之本實施形態，由於可使鑽石粒規則地 配置排列，在鑽石粒的分布上不會有疏密，所以在使用該 化學機械硏磨調節器時，不會使硏磨劑中之砥粒聚集於鑽 石粒之密部分，而可以將半導體基板表面之毫擦傷抑制到 最小限度。又，消除了在化學機械硏磨調節器間之個體差 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - J m ml n - I —i mi —肩 - 1 1 - —Lr、一 - ml - i :11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 友、發明説明（θ 骞，所以可以獲得具穩定之化學機械硏磨調節器特性。 又，在本實施形態中，是如第2、3圖所示來排列鑽 石粒，若針對鑽石粒在分布上限制疏密性該點而言，即使 是第2、3圖所示以外之排列方式，只要對鑽石粒之排列 密度具有一定規則即可。例如，使支持構件1表面之鑽石 粒2存在區域，使鑽石粒2平均爲數個至數十個，例如在 存在有2 0個的某一定面積之領域中，鑽石粒2之密度的 偏差在土 5 0 %以內即可。 又，在本實施形態中，本發明中作爲所謂硬質砥粒是 使用鑽石粒2，但也可以使用其他材質，例如也可以使用 立方結晶之氮化硼、碳化硼、碳化矽或是氧化鋁等所成 者。 又，作爲鑽石粒2對支持構件1之固著方法，除軟焊 之方法外，例如也可以藉由鎳電焊等而固定接著。 在此，作爲適切之一例，以鑽石粒藉由軟焊來固定接 著之方法來做說明，作爲軟焊材者，可由鈦、鉻、或鉻 中，選取1種以上並含有0 · 5〜2 0 w t %，熔點爲 6 5 0 °C〜1 2 0 0°C之合金，使該金屬之碳化物層形成 在鑽石粒與軟焊合金之界面上。軟焊材中要含有駄、鉻、 或鍩中，選取1種以上並含有0 · 5〜20 wt%，是因 爲含量少於0 · 5 λν t %時，在鑽石與軟焊合金之界面上 不會形成有該金屬之碳化物層，而只要達2 〇 w t %之添 加，便有足夠接合強度之碳化物層形成。 而將軟焊合金熔點設定在6 5 0 °C〜1 2 0 0 °C之合 ^^張尺度適用中國國家標準（〇^5)八4規格（210父297公釐) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝----^---^訂--- 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 K線—--------------- 575477 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 金’是因爲未滿6 5 0 °C之軟焊溫度下，是無法獲得接合 強度，而超過1 2 0 0 °C之軟焊溫度時，由於鑽石會產生 劣化因此並不適當。 軟焊合金之厚度，以鑽石粒之0 · 2〜1 . 5倍之厚 度爲適當。當太薄時，鑽石與軟焊合金之接合強度較低， 而過厚時，亦造成軟焊材與支持構件之剝離。 鑽石粒之粒徑，以5 0 # m〜3 0 0 // m爲理想。未 滿5 0 // m之微粒鑽石粒，無法充分獲得硏磨速度，而且 又有聚集傾向，並容易脫落。又，超過3 0 0 // m之粗粒 鑽石粒，會增大硏磨時應力集中，所以容易脫落。 依據以上所述之本發明第一形態，使用該化學機械硏 磨調節器，不會使硏磨劑中之砥粒聚集在硬質砥粒之較密 部分，所以可以將半導體基板表面之毫擦傷抑制到最小限 度。並且，由於消除了化學機械硏磨調節器相互間之個體 差異，因此可得到安定的化學機械硏磨調節器特性，而能 夠實現量產穩定之化學機械硏磨製程。 依據第二形態之化學機械硏磨調節器 以下，參照圖面，說明依據本發明第二形態之半導體 基板用硏磨布之化學機械硏磨調節器的實施形態。又，在 本形態中，對於使用於半導體基板用硏磨布之化學機械硏 磨調節器之硬質砥粒的排列方法，及化學機械硏磨調節器 製造方法，是除了使用第1 3圖所示之排列板1 5來取代 第5圖所示之排列板5之外，其餘則援用在第一形態中之 --------^-裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -16 - 575477 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（Μ 第1及第2方法相同樣之第一形態來說明之。 以第1 0圖，說明關於化學機械硏磨調節器。如同圖 所示，在由不鏽鋼等所成之圓板狀支持構件1 1之表面， 乃固定接著有鑽石粒1 2來作爲硬質砥粒。 於第1 1 、1 2圖中，係顯示在支持構件1 1表面之 鑽石粒1 2的排列槪要。於第1 1圖所示之例，是由圓板 狀支持構件1 1之中心，以放射狀延伸的複數條直線（中 心線L )，並在直線上配置鑽石粒1 2。在製爲如此之 化學機械硏磨調節器中，鑽石粒1 2是從支持構件1 1內 側到外側使密度漸小之方式而排列，在支持構件1 1的表 面上，確保了無鑽石粒1 2存在之領域爲放射狀。 又，第1 2圖所示之例，是由圓板狀支持構件1 1之 中心，以放射狀延伸的複數條曲線（中心曲線L )，並在 該等曲線上配置有鑽石粒1 2。製爲如此之化學機械硏磨 調節器中，鑽石粒1 2是從支持構件1 1內側到外側使密 度漸小之方式而排列，在支持構件1 1的表面上，確保了 無鑽石粒1 2存在之領域爲放射狀。在本發明中所謂略放 射狀，不僅只有第1 1圖所示之以直線狀放射之情形，亦 包含第1 2圖所示之以曲線狀放射之情況。 又，實際之鑽石粒1 2，比起支持構件1 1是非常地 小，在第1 0圖或後述之第1 1 、1 2圖中，爲了簡化說 明乃放大鑽石粒1 2而圖示出。又，直線或曲線之數量， 也是以更綿密之狀態使之放射，在第1 1 、1 2圖僅是簡 化圖示而已。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐^ 「17 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7五、發明説明（1今 本發明第二形態之鑽石粒1 2的排列方法及化學機械 硏磨調節器製造方法，是除了使用第1 3圖所示之排列板 1 5來取代第5圖所示之排列板5之外，其餘則可以援用 與第一形態中之第1及第2方法相同樣之第一形態來進 行。在該排列板1 5 ，如第1 3圖所示地，形成有用來配 置排列鑽石粒1 2之貫穿孔1 6。亦即，在排列板1 5， 係與第1 1 、1 2圖所示之配置排列相同樣地排列有貫穿 孔1 6 。貫穿孔1 6之口徑X，相對於鑽石粒1 2之尺寸 大小D，爲1 . 〇d<X<2 · 0D，使1個貫穿孔16 不會同時容納進1個以上的鑽石粒1 2。又，在排列板 1 5的周圍，設置有防止飛散用壁1 5 a。 依據以上所述之本實施形態，由於是以規則性排列鑽 石粒1 2 ，所以可以消除化學機械硏磨調節器相互之間的 個體差，而得到安定之化學機械硏磨調節器特性。又，藉 由將鑽石粒1 2 ，從支持構件1 1中心以略放射狀地排 列。而配置成從支持構件1 1內側到外側爲密度漸小之方 式，又，由於確保了鑽石粒1 2不存在之領域呈放射狀之 方式製作，所以硏磨時可以使硏磨劑朝支持構件1 1外側 方向排除，而減少微擦傷。並且，由於並不需要爲了排除 硏磨劑而對支持構件1施以特別加工，所以可以減輕加工 手續及成本。 依據以上所述之本發明第二形態，由於可以消除 化學機械硏磨調節器相互之間的個體差，獲得具安定性之 化學機械硏磨調節器特性，而能夠實現安定之量產化學機 本g尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - --------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --^訂 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ _B7五、發明説明（1今 械硏磨製程。又，硏磨時硏磨劑可以排除，所以能減少微 擦傷，而且，並不需要爲了排除硏磨劑而對支持構件施以 特別加工，所以可以減輕加工手續及成本。 【實施例】 以下，以本發明第一形態爲實施例詳細做說明，但本 發明並非被侷限於此等實施例中。 將粒徑爲1 5 0〜2 1 0 // m之鑽石粒，使用A g — C u - 3 Z r (熔點：8 0 0 °C )之軟焊金屬，在1〇_ 5 T o i· r之真空中，在軟焊溫度8 5 0 °C下保持3 0分 鐘，以單層、軟焊於肥粒鐵系不鏽鋼製之支持構件。 化學機械硏磨調節器，以先行型式Α (以人手播撒鑽石粒 者）、型式B (第2圖所示之棋盤狀排列者）、型式c (第3圖所示之蜂巢狀排列者）等3種型式，各分別準備 1 ◦片。 然後，對各化學機械硏磨調節器，以1 〇片附帶有 T E〇S膜之半導體晶圓進行硏磨實驗。亦即，對a、 B 、C之各種型式，各別進行1 〇 〇片之硏磨。修整擦 刷’每次進行2分鐘硏磨。 其後，從硏磨完畢的1 0 0片晶圓中，以每1 〇片i 片1片地，對1 0片晶圓計測了毫擦傷數目。結果，若將 使用型式A之化學機械硏磨調節器時之毫擦傷數目當作爲 1 0 0時’則使用型式B、C之修整器時之毫擦傷數目之 相對値，分別爲2 6、1 7。 本紙ffe尺度適用中國國家禕準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 「19 - ^ --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 575477 A7 B7 五、發明説明（功 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 由此結果可得知，B 、C型式之化學機械硏磨調節 器，較A型式之先行修整器，可以大幅減少晶圓表面的毫 擦傷。又，化學機械硏磨調節器相互之間，化學機械硏磨 調節器特定差異很小，所以可以實現量產穩定之化學機械 硏磨製程。 【圖面之簡單說明】 第1圖，是用以說明依本發明第一形態之化學機械硏 磨調節器之圖面。 第2圖，是依本發明第一形態之鑽石粒2排列之一例 示。 第3圖，是依本發明第一形態之鑽石粒2排列之另一 例示。 第4圖，是用以說明在本發明第一形態下，以第1方 法來排列鑽石粒2之排列方法的圖面。 第5圖，是用以說明本發明第一形態之排列板5的圖 面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖A及第6圖B ，是用以說明在本發明第一形態 下，以第2方法來排列鑽石粒2之排列方法的圖面；第6 圖A爲上述排列板7上，分布鑽石粒2之樣態；第6圖B 爲由排列板7將粘著薄片1 0剝離時之狀態。 第7圖，是用以說明在本發明第一形態下，以第2方 法來排列鑽石粒2之排列方法的圖面。 第8圖，是用以說明化學機械硏磨製程之圖面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20 - 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1今 第9圖，是用以說明以往之化學機械硏磨調節器之圖 面。 第1 0圖，是依據本發明第二形態，用以說明化學機 械硏磨調節器之圖面。 第1 1圖，是依本發明第二形態之鑽石粒1 2排列之 一例不。 第1 2圖，是依本發明第二形態之鑽石粒1 2排列之 另一例示。 第1 3圖，是用以說明本發明第二形態之排列板1 5 的圖面。 第1 4圖，爲形成有排除溝2 0 3之化學機械硏磨調 節器的模式圖。 主要元件符號對照表 1、 11:支持構件 2、 1 2 :鑽石粒 3 :焊料 4 :接著劑 5、 7、1 5 :排列板 6、 1 6 :貫穿孔 8 :凹部 9 :掃除器 1 0 :黏著薄片 1 5 a :防止飛散用壁 --------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) J__—L» T . 、--口 巉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐） -21 - 575477 A7 B7 五、發明説明（1号 劑板 磨基件 硏布體構粒溝 學磨導持石除 化硏半支鑽排 ·· · ····· ···* 12 3 12 3oooooo 1112 2 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -22-

Claims (1)

1. 575477 8 8 8 8 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 . 一種化學機械硏磨調節器，是針對於具備有支持 構件、及設在上述支持構件之面上的複數個硬質砥粒的化 學機械硏磨調節器，其特徵爲： 使上述複數個硬質砥粒，在上述支持構件之面上呈規 則性排列。 2 .如申請專利範圍第1項之化學機械硏磨調節器， 其中上述硬質砥粒，在上述支持構件之面上，是被配置於 以正方形所作成之單位格子的各個頂點。 3 ·如申請專利範圍第1項之化學機械研磨調節器， 其中上述硬質砥粒，在上述支持構件之面上，是被配置於 以正三角形所作成之單位格子的各個頂點。 4 · 一種化學機械硏磨調節器，是針對於具備有支持 構件、及設在上述支持構件之面上的複數個硬質砥粒的化 學機械研磨調節器，其特徵爲： 在上述硬質砥粒所存在之一定面積之領域間，上述硬 質砥粒之密度偏差在± 5 0 %以內。 5 ·如申請專利範圍第1 、2、3或4項所記載之化 學機械硏磨調節器，其中上述硬質砥粒爲鑽石粒。 6 _如申請專利範圍第5項之化學機械硏磨調節器， 其中在上述鑽石粒在金屬及/或是合金所成之上述支持構 件上’使用由銶、鉻、及銷所成之群中所選取1種以上， 並含0 · 5〜2〇w t % ，熔點爲6 5〇t〜1 2 0 〇 °C 之合金，以單層並藉由軟焊，於上述鑽石粒與上述合金之 界面，形成由鈦、鉻、及鉻所成之群中所選取之金屬的碳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規私（2ΐ〇χ297公慶） -23- 575477 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2 化物層。 7 · —種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排 列方法，其特徵爲： 包含有：將形成有以規則性排列之複數個貫穿孔的薄 板狀排列構件，置於被排列面上之步驟，以及 將硬質砥粒置入上述排列構件之各貫穿孔之步驟。 8 _如申請專利範圍第7項之使用於化學機械硏磨調 節器之硬質砥粒的排列方法，其中上述被排列面，爲構成 化學機械硏磨調節器之支持構件的表面。 9 · 一種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排 列方法，其特徵爲： 包含有：使複數個硬質砥粒在規則性排列之狀態下保 持於保持構件之步驟，以及 藉由上述保持構件將被保持之硬質砥粒，轉寫至構成 化學機械硏磨調節器之支持構件表面之步驟。 1 0 ·如申g靑專利朝圍弟9項之使用於化學機械硏磨 調節器之硬質磁粒的排列方法，其中在上述保持構件設有 用以保持上述硬質砥粒之第1接著手段，在上述支持構件 之表面設有第2接著手段，並使此等第1及第2接著手段 具有接著性質上之差異。 1 1 · 一種化學機械硏磨調節器製造方法，其特徵 爲： 包含有利用申請專利範圍第7至1 0項中之任一項所 記載之使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排列方 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝- 、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -24- 575477 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 法，使上述硬質砥粒排列在上述支持構件之表面上後，再 將上述硬質砥粒固定接著於上述支持構件之表面。 1 2 · —種化學機械硏磨調節器’是針對於具備有支 持構件、及設在上述支持構件之面上的複數個硬質砥粒的 化學機械硏磨調節器，其特徵爲： 使上述複數個硬質砥粒，在上述支持構件之面上呈規 則性，且從上述支持構件之內側至外側爲密度漸減少之方 式排列。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之化學機械硏磨調節 器，其中上述硬質砥粒，是由上述支持構件之中心呈略放 射狀地排列。 1 4 . 一種化學機械硏磨調節器，是針對於具備有支 持構件、及設在上述支持構件之面上的複數個硬質砥粒的 化學機械硏磨調節器，其特徵爲： 在上述支持構件之面上，上述複數個硬質砥粒所不存 在之領域是被確保呈略放射狀。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2、1 3或1 4項所述之 化學機械硏磨調節器，其中上述硬質砥粒爲鑽石粒。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之化學機械硏磨調節 器，其中在上述鑽石粒在金屬及/或是合金所成之上述支 持構件上，使用由鈦、鉻、及锆所成之群中所選取1種以 上，並含〇· 5〜2〇wt%，熔點爲650 T：〜 1 2 0 0 °C之合金，以單層並藉由軟焊，於上述鑽石粒與 上述合金之界面，形成由鈦、鉻、及鉻所成之群中所選取 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 575477 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍 4 之金屬的碳化物層。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之化學機械硏磨調節 器，其中上述熔點爲6 5 0 °C〜1 2 0 0 °C之合金爲鎳基 合金。 1 8 · —種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的 排列方法，其特徵爲： 包含有：將形成具有規則性，且從內側至外側爲密度 漸減少之方式排列之複數個貫穿孔的薄板狀排列構件，置 於被排列面上之步驟，以及 將硬質砥粒置入上述排列構件之各貫穿孔之步驟。 1 9 . 一種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的 排列方法，其特徵爲： 包含有：讓複數個貫穿孔所不存在之領域被確保呈略 放射狀之薄板狀排列構件位於被排列面上之步驟，以及 將硬質砥粒置入上述排列構件之各貫穿孔之步驟。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8或1 9項所記載之使用 於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排列方法，其中上述 被排列面，爲構成化學機械硏磨調節器支持構件之表面。 2 1 · —種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的 排列方法，其特徵爲： 包含有：使複數個硬質砥粒在規則性，且從內側至外 側爲密度漸減少之方式排列之狀態下保持於保持構件之步 驟，以及 藉由上述保持構件將被保持之硬質砥粒，轉寫至構成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 575477 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 5 化學機械硏磨調節器之支持構件表面之步驟。 2 2 · —種使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的 排列方法，其特徵爲： 包含有：複數個硬質砥粒.所不存在之領域，係在被確 保呈略放射狀之狀態下，將上述複數個硬質砥粒保持於保 持構件之步驟，以及 藉由上述保持構件將被保持之硬質砥粒，轉寫至構成 化學機械硏磨調節器之支持構件表面之步驟。 2 3 ·如申請專利範圍第2 1或2 2項所記載之使用 於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排列方法，其中在上 述保持構件設有用以保持上述硬質砥粒之第1接著手段， 在上述支持構件之表面設有第2接著手段，並使此等第1 及第2接著手段具有接著性質上之差異。 2 4 . —種化學機械硏磨調節器製造方法，其特徵 爲·· 包含有利用申請專利範圍第1 8至2 3項中之任一項 所記載之使用於化學機械硏磨調節器之硬質砥粒的排列方. 法，使上述硬質砥粒排列在上述支持構件之表面上後，再 將上述硬質砥粒固定接著於上述支持構件之表面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27-