TWI647070B - 組合式修整器及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種組合式修整器及其製造方法。組合式修整器包括基座以及至少一設置在基座上的研磨單元。研磨單元具有貫穿研磨單元的通孔，並包括底盤以及位於底盤上的研磨部。組合式修整器的製造方法是先將底盤組裝於基座上，再研磨底盤直到底盤的表面平整度達到預定標準。隨後，再將底盤從基座上拆卸下來進行加工，以形成研磨部於底盤上，其中研磨部具有一研磨表面。之後，再將具有研磨部的底盤重新組裝固定至基座上。如此，可使組合式修整器的研磨表面上的多個切削尖端大致落在同一水平面上。

Description

組合式修整器及其製造方法

本發明涉及一種應用於化學機械研磨製程的修整器及其製造方法，特別是涉及一種適用於修整拋光墊之組合式修整器及其製造方法。

化學機械研磨是目前平坦化半導體晶圓表面最常用的手段之一。在化學機械研磨製程中，通常會使用拋光墊配合拋光液，來拋光半導體晶圓表面。在化學機械研磨製程中，會利用拋光墊修整器來修整拋光墊表面，移除拋光晶圓時產生的廢料，並使拋光墊回覆粗糙度，以維持拋光品質的穩定。

現有的拋光墊修整器在用以接觸拋光墊的表面具有多個鑽石顆粒，若這些鑽石顆粒的尖點之間的高度差異過大，會導致拋光墊表面的平整度下降，從而影響拋光品質。隨著積體電路線寬逐漸縮減，對於拋光墊修整器的要求也隨之提高。進一步而言，在針對線寬小於45奈米以下的晶圓進行化學機械研磨製程時，拋光墊的平整性須更高，以避免刮傷(Micro-Scratches)晶圓或造成金屬線路凹陷(Dishing)及侵蝕(Erosion)的現象。

現有的研磨墊修整器通常包括一底座以及至少一個設置於底座上的研磨單元，其中研磨單元包括一基板以及一研磨層。在將研磨單元裝設於底座之前，是先通過高溫的化學氣相沉積製程(CVD)或是高溫的焊接製程(Brazing)，將研磨層形成於基板上。然而，經過高溫製程的研磨單元容易因基板材料中心與邊緣的冷卻 速度不均而變形，從而降低研磨單元本身的平行度。

隨後，在將研磨單元裝設於底座上時，由於底座本身的平行度公差會超過100μm，而基板本身的平行度公差約50μm，這將會使研磨單元的研磨表面的平面度(Flatness)進一步降低，更難以符合對具有窄線寬的半導體晶圓的平坦化製程需求。

本發明所要解決的技術問題在於，避免研磨單元在高溫製程中因熱應力及高溫變形而降低研磨單元表面的平面度。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種組合式修整器，其包括基座以及至少一研磨單元。基座具有一承載面，至少一研磨單元組裝於承載面上。研磨單元具有一底盤以及一結合於底盤其中一側的研磨部，底盤具有一貫穿底盤的通孔，且研磨部具有一環繞通孔並具有多個切削尖端的研磨表面，其中通孔的開孔面積百分比是介於1%至60%之間。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種組合式修整器的製造方法。先提供一初始組合件，且初始組合件包括一基座以及至少一可拆卸地組裝於基座的底盤，其中基座具有一承載面及一與承載面相對的底表面。底盤組裝在承載面上，並具有一待處理表面、一底面以及一由待處理表面延伸至底面的通孔。隨後，研磨加工底盤的待處理表面，以使待處理表面與底表面兩者的平行度公差不超過20μm。接著，從基座拆卸下底盤，再形成一研磨部於底盤的待處理表面上，其中研磨部具有一圍繞通孔的研磨表面。之後，將具有研磨部的底盤重新固定於所述基座的所述承載面上。

本發明的有益效果在於，本發明技術方案所提供的組合式修整器及其製造方法通過在研磨單元的底盤形成通孔，可避免研磨單元在形成研磨部的高溫製程後變形，從而提高研磨表面的平面 度以及減少研磨表面與底表面兩者的平行度公差。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所提供的附圖僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1、1’、2‧‧‧組合式修整器

10、20‧‧‧基座

100、200‧‧‧承載面

104、204‧‧‧底表面

100h、200h‧‧‧固定孔

100A‧‧‧組裝區

11、11A~11H、21‧‧‧研磨單元

111、211、111a、111b‧‧‧底盤

A2、B2‧‧‧底面

110、210‧‧‧研磨部

11h、21h‧‧‧通孔

110S、210S‧‧‧研磨表面

112‧‧‧擋止部

A1、B1、A1’、B1’‧‧‧待處理表面

110t、210t‧‧‧切削尖端

12、22‧‧‧調整組件

120’‧‧‧初始墊片

120、220‧‧‧墊片

13、23‧‧‧固定元件

14、24‧‧‧膠材

101、201‧‧‧第一對位部

113、213‧‧‧第二對位部

15、25‧‧‧定位元件

202‧‧‧定位部

H1‧‧‧貫孔

Z1‧‧‧初始組合件

P、P’、P1、P2‧‧‧水平面

S100~S500‧‧‧流程步驟

圖1為本發明其中一實施例的組合式修整器在組合前的立體分解圖。

圖2為圖1的組合式修整器在組裝後的立體示意圖。

圖3為本發明另一實施例的組合式修整器在組裝後的立體示意圖。

圖4為本發明其中一實施例的組合式修整器的局部剖面示意圖。

圖5為本發明其中一實施例的組合式修整器的立體分解圖。

圖6為本發明其中一實施例的組合式修整器的立體分解圖。

圖7為本發明其中一實施例的組合式修整器的立體分解圖。

圖8為圖7的組合式修整器的另一立體分解圖。

圖9為圖7的組合式修整器在組裝後的立體示意圖。

圖10為本發明實施例的組合式修整器的製造方法的流程圖。

圖11A顯示本發明其中一實施例的組合式修整器在步驟S100中的局部剖面示意圖。

圖11B顯示本發明其中一實施例的組合式修整器在步驟S200中的局部剖面示意圖。

圖11C顯示本發明其中一實施例的組合式修整器在步驟S400中的局部剖面示意圖。

圖11D顯示本發明其中一實施例的組合式修整器在步驟S500中的局部剖面示意圖。

請參閱圖1至圖2。圖1為本發明其中一實施例的組合式修整器在組合前的立體分解圖。圖2為圖1的組合式修整器在組裝後的立體示意圖。本發明實施例的組合式修整器1包括基座10、至少一研磨單元11以及調整組件12。

承上所述，基座10具有一承載面100以及和承載面100相對的一底表面104。構成基座10的材料可為不鏽鋼、模具鋼、金屬合金、陶瓷、高分子或複合材料。在本實施例中，基座10的承載面100上具有至少一對應研磨單元11的組裝區100A。本實施例的組合式修整器1具有多個研磨單元11，因此，基座10的承載面100設有多個分別對應研磨單元11的組裝區100A。

在圖1的實施例中，組裝區100A為配合研磨單元11的凹陷部，但在其他實施例中，基座10的承載面100也可以是一平面，而僅設置多個定位記號，以定義出多個組裝區100A。另外，在本實施例中，基座10的外觀是呈圓盤狀，但本發明並未限制基座10的形狀。

圖1的實施例中，組合式修整器1是具有多個研磨單元11，分散設置在基座10的承載面100上。多個研磨單元11環繞基座10的中心排列。然而，在其他實施例中，多個研磨單元11也可以呈矩陣式排列在基座10的承載面100上。因此，本發明並不限制研磨單元11的排列方式。

承上所述，每一個研磨單元11具有一位於研磨單元11其中一側的研磨部110以及一貫穿研磨單元11的通孔11h，且研磨部110具有一圍繞通孔11h的研磨表面110S，且研磨表面110S具有多個切削尖端110t。

詳細而言，每一個研磨單元11還包括一底盤111，底盤111具有一朝向基座10的底面(未標號)以及和底面相反的表面(未標號)。如圖1所示，在本實施例中，底盤111的外觀是呈圓盤狀。

須說明的是，若底盤111的厚度太薄，底盤111容易因高溫 應力而變形。若底盤111的厚度太厚，底盤111的重量會太重。因此，在一實施例中，底盤111的厚度是介於1mm至10mm之間，最佳是4mm至6mm之間。底盤111的直徑是小於基座10的直徑的0.1至0.5倍。另外，構成底盤111的材料為金屬材料或陶瓷材料或是高分子材料或是複合材料。

承上述，通孔11h正好是通過底盤111的中心軸，以避免底盤111在形成研磨部110的高溫製程中變形。須說明的是，只要能達到上述目的，通孔11h的俯視形狀可以是圓形、五角形、六角形或者是其他幾何形狀，本發明並不限制。但是，通孔11h過小仍無法有效避免底盤111過度變形，通孔11h過大會降低研磨表面110S的面積。因此，在一實施例中，通孔11h的開孔面積百分比是介於1%至60%之間，較佳是介於15%至50%。前述開孔面積百分比是指通孔11h的開孔面積占底盤111的橫截面面積的比例。

若通孔11h的俯視形狀呈圓形(如圖1所示)，通孔11h的直徑與底盤111的直徑比值可以介於0.1至0.7之間，以使通孔11h的開孔面積百分比落在上述的範圍內。也就是說，當底盤111的直徑為20mm時，通孔11h的直徑可介於2mm至14mm。在優選實施例中，通孔11h的直徑與底盤111的直徑比值是介於0.3至0.5之間。

研磨部110是設置於底盤111的表面上，也就是相反於底面的一側。研磨部110具有一環繞通孔11h的研磨表面110S，且研磨表面110S具有多個切削尖端110t。詳細而言，研磨部110包括多個研磨顆粒或者至少一刀刃，而這些研磨顆粒或者刀刃的尖端會構成研磨表面110S上的切削尖端110t，且這些切削尖端110t會構成一切削圖案。

切削圖案的俯視形狀包括點狀、放射狀、螺旋狀、環狀、同心圓、多邊形及其組合中的至少一種。

舉例而言，在圖1的實施例中，研磨部110包括多個以通孔11h為中心呈放射狀排列的刀刃，且刀刃的尖端即為研磨表面110S的切削尖端110t。因此，本實施例中，由切削尖端110t所構成的切削圖案的俯視形狀呈放射狀。

然而，刀刃的排列方式以及形狀並無特別限制。在圖1的實施例中，刀刃可以是一直線刀刃或一弧形刀刃，從而使切削圖案的俯視形狀呈直線放射狀或弧形放射狀。在其他實施例中，研磨部110可以包括一個或多個環繞通孔11h的周圍而設置的刀刃，從而使切削圖案的俯視形狀呈螺旋狀、環狀、同心圓以及多邊形。在另一實施例中，研磨部110可以包括多個分散設置的研磨顆粒，從而使切削圖案的俯視形狀呈點狀。

須先說明的是，研磨單元11的研磨部110可通過高溫焊接、電鍍、樹脂等方式將鑽石磨粒形成於底盤111上，或者是直接對底盤111本身進行加工，以形成刀刃之後，再以化學氣相沉積方式鍍上鑽石膜。因此，在製作研磨單元11的製程中，底盤111可能會被加溫至800℃至1100℃。

由於底盤111中心具有通孔11h，因此可減少底盤111在熱處理過程中在中心與邊緣的散熱差異，從而減少底盤111變形的程度。另外，底盤111在被加熱到高溫以及由高溫被冷卻到室溫的過程中，底盤111的通孔11h也可提供底盤111體積膨脹及收縮的容許空間，以免降低研磨表面110S的平面度。

請參照圖3，顯示本發明另一實施例的組合式修整器組裝後的立體示意圖。在圖3的實施例中，組合式修整器1’的多個研磨單元11A~11H的研磨部110的切削圖案不一定要相同。

舉例而言，研磨單元11A、11C、11G的刀刃是環繞通孔11h的周圍設置，從而使切削圖案的俯視形狀分別呈螺旋狀、同心圓狀以及多邊形。研磨單元11B、11D、11E的多個刀刃以通孔11h為中心呈放射狀排列。研磨單元11B的刀刃為弧形刀刃，從而使 切削圖案的俯視形狀呈一直線放射狀，而研磨單元11D的刀刃為直線刀刃，從而使切削圖案的俯視形狀呈一曲線放射狀。另外，研磨單元11F的研磨部110包括多個分散設置的研磨顆粒，從而使切削圖案的俯視形狀呈多點狀。

由於研磨單元11A~11H修整拋光墊時，所產生的研磨軌跡都不相同。因此，在利用圖3的組合式修整器1對拋光墊進行修整時，可以在拋光墊上形成不規則的加工紋路。如此，可提高半導體晶圓的拋光品質。

請再參照圖2。研磨表面110S用以接觸並修整拋光墊(未圖示)。在本實施例中，組合式修整器1具有多個研磨單元11，而研磨單元11的多個研磨表面110S會共同配合而形成接觸拋光墊的一接觸面。另外，多個研磨單元11上的多個切削尖端110t中的前三個高度位置最高的切削尖端110t會形成一平面，且可將所述平面定義成一參考面。

因此，單一研磨單元11的研磨表面110S的平面度(Flatness)，研磨表面110S(或參考面)與基座10的底表面104兩者的平行度公差，研磨表面110S上的多個切削尖端110t和參考面之間的垂直高度差值，以及參考面的平面度都是在化學機械研磨製程中，影響半導體晶圓(特別是具有窄線寬的半導體晶圓)的拋光品質的重要參數。

在本實施例中，研磨表面110S與基座10的承載面100兩者的平行度公差不超過20μm，且研磨表面110S的切削尖端110t與參考面之間的垂直高度差不超過20μm，以符合對線寬45nm以下的半導體晶圓拋光的需求。在本發明實施例中，參考面和基座10的底表面104的平行度公差也不超過20μm。

請再參照圖1，組合式修整器1還包括至少一調整組件12，且調整組件12是設置於基座10與底盤111之間，以調整參考面與底表面104兩者的平行度公差。

在圖1的實施例中，調整組件12包括多個墊片120，且每一墊片120的形狀是與底盤111的形狀配合，進一步而言，本實施例的墊片120為環狀墊片，且設置在研磨單元11的底盤111與基座10的承載面100之間。

當所有的研磨單元11都固定於基座10上時，位於每一個研磨單元11與基座10之間的墊片120可以分別微調每一個研磨單元11的研磨表面110S相對於承載面100的高度。也就是說，多個研磨單元11的研磨表面110S共同配合而形成的接觸面可因此而具有較佳的平面度。

另外，通過墊片120的設置，所有研磨單元11的研磨表面110S的切削尖端110t可大致落在相同的水平面上。具體而言，通過設置墊片120，其中一個研磨單元11的研磨表面110S的最高的切削尖端110t，與另一個研磨單元11的研磨表面110S的最高的切削尖端110t兩者的垂直高度差不超過20μm。此處的垂直高度是指最高的切削尖端110t相對於基座10的底表面104之間的距離。如此，可避免切削尖端過於突出而增加拋光墊的表面粗糙度，從而影響半導體晶圓拋光的品質。

將研磨單元11固定於基座10上的方式可以是鎖固、卡固、焊接及黏著手段中的至少其中一種。須說明的是，構成墊片120的材料的硬度會小於基座10的硬度以及底盤111的硬度。當研磨單元11通過固定元件13固定於基座10上時，夾設於底盤111以及基座10之間的墊片120因具有較軟的硬度且因受力而變形，從而可調整研磨單元11的高度。據此，本實施例的墊片120的直徑會略小於研磨單元11的底盤111，以容許墊片12在受壓時變形。

在一實施例中，構成墊片120、底盤111以及基座10的材料都是金屬材料，但構成墊片120的材料可通過退火處理而具有較低的硬度。在其他實施例中，構成墊片120的材料也可以是其他可受壓力而變形的材料。此外，在一實施例中，墊片120接觸底 盤111的表面也可通過表面處理，而具有微結構，前述的微結構可以是多個凸起結構或多個凹孔結構。

另外，在本發明實施例中，研磨單元11是通過鎖固的技術手段固定於基座10上。詳細而言，如圖1所示，組合式修整器1還包括多個固定元件13。每一個研磨單元11與對應的墊片120是通過固定元件13組裝固定於基座10上。進一步而言，固定元件13為螺絲，且基座10的承載面100上設有多個固定孔100h。每一個固定孔100h的位置分別對應各個底盤111的通孔11h的位置，以配合固定元件13。換句話說，固定元件13穿過底盤111的通孔11h、對應的墊片120並鎖固於固定孔100h，以將研磨單元11鎖固於基座10上。

請參照圖4，顯示本發明其中一實施例的組合式修整器的局部剖面示意圖。在本實施例中，固定元件13的頂面會低於研磨單元11的研磨表面110S。另外，本實施例的底盤111還包括一凸設於通孔11h內壁面的擋止部112，以限制固定元件13的位置。

請再參照圖1。在較佳實施例中，組合式修整器1還包括一膠材14，且膠材14填充於底盤111與調整組件12之間。具體而言，膠材14可以是環氧樹脂(Epoxy)、聚酯樹脂(Polyester resin)、聚丙烯酸樹脂(Polyacrylic acid resin)、酚醛樹脂(Phenolic resins)或矽膠(Silica)等高分子材料。在將調整組件12與研磨單元11組裝到基座10之前，先將膠材14塗佈於基座10的承載面100的多個組裝區100A。

當研磨單元11與墊片120通過固定元件13組裝於基座10上時，膠材14受到擠壓而填滿基座10、墊片120以及底盤111之間的縫隙。組合式修整器1因常應用於化學機械研磨製程中，而經常會接觸化學藥劑。膠材14可防止墊片120被化學藥劑腐蝕，及防止污染物卡入底盤111以及墊片120之間的縫隙，並可使底盤111更牢固地組裝於基座10上。

請參照圖4，顯示本發明其中一實施例的組合式修整器的立體分解圖。本實施例的組合式修整器1中，基座10具有一第一對位部101，研磨單元11具有一第二對位部113，且基座10與研磨單元11通過第一對位部101與第二對位部113相互配合以進行對位。

請參照圖5。在圖5的實施例中，第一對位部101是形成於承載面100上並位於組裝區100A其中一側的凹槽，第二對位部113是形成於底盤111的底面的凹槽。另外，本發明實施例的組合式修整器1還包括一定位元件15，設置於第一對位部101內。當研磨單元11組裝於承載面100上對應的組裝區100A時，底盤111的第二對位部113是對準第一對位部101，以固定研磨單元11組裝的方位。另外，通過卡合於第一對位部101與第二對位部113之間的定位元件15，也可避免底盤111位移。

在其他實施例中，第一對位部101與第二對位部113也可以分別是一形成於承載面100上的凹槽以及形成於底盤111的底面並配合凹槽的凸柱。請參照圖6，顯示本發明另一實施例的組合式修整器的立體分解圖。在本實施例中，第一對位部101為形成於組裝區100A其中一側的倒角，第二對位部113是對應倒角而形成於底盤111底部的嵌合部。當研磨單元11組裝於基座10上時，底盤111的嵌合部(第二對位部113)對準組裝區100A的倒角(第一對位部101)而設置於組裝區100A上。

在又一實施例中，第一對位部101與第二對位部113也可以分別是形成於承載面100以及形成於底盤111的底面上的記號。因此，只要能夠辨識研磨單元11設置的方位，本發明中並不限制第一對位部101與第二對位部113的結構或形式。

請參照圖7，其顯示本發明另一實施例的組合式修整器在組裝前的立體分解圖。在本實施例的組合式修整器2包括基座20、研磨單元21以及調整組件22。

本實施例的組合式修整器2只設有一個研磨單元21，且基座 10為圓形基座。和圖1的實施例不同的是，本實施例中，基座20設有定位部202，以定義研磨單元21設置的位置。在本實施例中，定位部202是一凸出於承載面200並位於基座20中心的軸部。

研磨單元21具有一貫穿研磨單元21的通孔21h以及設置於研磨單元21其中一側的研磨部210。研磨單元21的通孔21h的尺寸配合軸部的尺寸，以使研磨單元21可通過通孔21h套設在軸部上。據此，研磨單元21被軸部限制，而較不易在組裝過程中滑移。在其他實施例中，定位部202也可以是一形成於承載面200上的圖案標記。

承上述，本實施例的研磨單元21還包括底盤211，研磨部210位於底盤211其中一側。底盤211尺寸大致和基座20的尺寸相同。在一實施例中，底盤211的直徑與基座20的直徑比值至少大於0.5。

另外，研磨單元21的研磨部210具有用以接觸拋光墊的研磨表面210S。研磨表面210S為一連續環形表面，並具有多個切削尖端210t。詳細而言，本實施例的研磨部210包括多個刀刃，且這些刀刃的尖端構成研磨表面210S的切削尖端210t。和前一實施例相似，切削尖端210t構成一切削圖案。

本實施例中，多個刀刃以通孔21h為中心呈放射狀排列，從而使切削圖案的俯視形狀呈放射狀。在其他實施例中，研磨部210也可以包括多個研磨顆粒。另外，切削圖案的俯視形狀也可以類似圖3所示的研磨單元11A~11H的切削圖案，在此不再贅述。

另外，研磨單元21的多個切削尖端210t中的前三個高度位置最高的切削尖端210t形成一平面，且將這個平面定義為參考面。

請參照圖7以及圖8，由於研磨單元21的尺寸較大，因此本實施例的調整組件22包括多個位於研磨單元21與基座20之間的墊片220。這些墊片220分散地設置在研磨單元21與基座20之間，以調整研磨表面210S的平面度。

研磨單元21通過調整組件22的調整，也可使參考面具有較佳的平面度，並可使參考面和基座20的底表面204兩者的平行度公差不超過20μm。在其他實施例中，調整組件22也可以是和底盤211的形狀相似的環狀墊片。在本實施例中，構成墊片220的材料的硬度是小於基座20的硬度與底盤211的硬度。在本實施例中，研磨單元21是通過鎖固方式固定於基座20上。具體而言，研磨單元21的底盤211除了具有通孔21h之外，還具有其他多個貫穿底盤211的貫孔H1。另外，基座20的承載面200具有多個對應於這些貫孔H1的固定孔200h。多個固定元件23分別穿過貫孔H1而鎖固於對應的固定孔200h內。

請參照圖7及圖8。圖8顯示圖7的組合式修整器組裝前的立體分解圖。如圖7所示，基座20的承載面200上設有第一對位部201。在本實施例中，第一對位部201是一位於定位部202和承載面200的交界處的開槽。另外，底盤211的底部具有對應於第一對位部201的第二對位部213。本實施例中，第二對位部213為一形成於通孔21h的下半部內壁面的開槽。當研磨單元21組裝於基座20上時，研磨單元21的第二對位部213對準第一對位部201而設置在承載面200上。

請參照圖7，和圖4的實施例相似，本實施例的組合式修整器2還包括一卡合於第一對位部201與第二對位部213之間的定位元件25，以避免底盤211相對於基座20轉動。

請參照圖8及圖9。如圖8所示，在將研磨單元21組裝於基座20之前，先在承載面200上設置膠材24、調整組件22以及將定位元件25設置於第一對位部201。

如圖9所示，利用多個固定元件23將研磨單元21固定於基座20上。須注意的是，當研磨單元21設置於基座20上之後，定位部202的頂面相對於承載面200的高度會低於研磨表面210S相對於承載面200的高度，以避免在化學機械研磨製程中，定位部 202的頂面接觸到拋光墊。

請參照圖10，顯示本發明實施例的組合式修整器的製造方法的流程圖。本發明實施例的組合式修整器的製造方法例如是製造圖2的組合式修整器1，或者圖9所示的組合式修整器2。通過本發明實施例的製造方法所製造的組合式修整器1、2的研磨單元11、21的研磨表面110S、210S與承載面100、200兩者的平行度公差不超過20μm。

當組合式修整器1具有多個研磨單元11時，通過本發明實施例的製造方法，可使其中一個研磨單元11的研磨表面110S的最高的切削尖端110t，與另一個研磨單元11的研磨表面110S的最高的切削尖端兩者的垂直高度差不超過20μm。

當組合式修整器2只有一個研磨單元21時，通過本發明實施例的製造方法可使研磨單元21的研磨表面210S(或參考面)的和底表面204的平行度公差不超過20μm。

本發明實施例所提供的組合式修整器的製造方法，主要是在形成研磨部於底盤之前，依照實際需求，將一個或多個底盤組裝於基座上，對底盤及基座進行研磨，以提高底盤與基座的表面平面度。隨後，再將底盤從基座上拆卸下來進行加工，以形成研磨部於底盤上。之後，再將具有研磨部的底盤組裝固定至基座上。

請參照圖10、圖11A至圖11D，以下將以形成圖1所示的組合式修整器1為例，來說明本發明實施例的組合式修整器的製造方法。

請先參照圖10及圖11A。詳細而言，在步驟S100中，提供一初始組合件，初始組合件包括一基座以及至少一可拆卸地組裝於基座上的底盤，其中，基座具有一承載面及一和所述承載面相對的底表面，底盤設置在承載面上並具有一待處理表面、一底面以及一由待處理表面延伸至底面的通孔。在一實施例中，初始組合件還包括一位於基座以及底盤之間的初始墊片。

如圖11A所示，在一實施例中，初始組合件Z1可以包括多個分散設置於基座10上的底盤111a、111b。底盤111a、111b是分別通過不同的固定元件13組裝於基座10的承載面100上。另外，底盤111a、111b與基座10之間分別設有一初始墊片120’，但在初始組合件Z1中尚未使用膠材固定。

底盤111a具有一待處理表面A1以及相對於待處理表面A1的底面A2。相似地，底盤111b也具有一待處理表面B1以及相對於待處理表面B1的底面B2。如圖11A所示，由於基座10以及底盤111a、111b本身的公差，底盤111a的待處理表面A1與底盤111b的待處理表面B1會分別落在不同的水平面P1、P2上。

在另一實施例中，初始組合件也可以只包括一個尺寸較大的底盤。可以參照圖7所示的底盤211與基座20的組裝方式，但是在初始組合件需省略膠材。

接著，在步驟S200中，研磨底盤的待處理表面，以使待處理表面與基座的底表面兩者的平行度公差不超過20μm。

請配合參照圖11B。圖11B中顯示，在對底盤111a、111b研磨之後，底盤111a的待處理表面A1’與底盤111b的待處理表面B1’可大致位於相同的水平面P。另外，底盤111a的待處理表面A1’的表面平面度，與底盤111b的待處理表面B1’的表面平面度也可通過此步驟最佳化。

需先說明的是，初始組合件的基座本身的平行度大約是100μm，而底盤本身的平行度大約是20至50μm。因此，底盤組裝於基座上之後，底盤與基座兩者的平行度公差最大可能達到150μm。因此，在步驟S200中，對底盤的待處理表面研磨，可以使底盤的平面度達到10μm以下，並可將底盤與基座兩者的平行度公差減少到低於20μm。

研磨底盤的待處理表面的方式可以是利用平面磨床輪磨加工(Grinding)，或是使用研磨(Lapping)及拋光(Polishing)的方式來使 底盤的待處理表面的平面度低於10μm。

須說明的是，若沒有先研磨底盤的待處理表面，而直接將加工後的底盤組裝於基座上，會使底盤的研磨表面的平面度差異過大，從而使修整器無法應用於具有窄線寬的半導體晶圓的拋光製程中。

在一實施例中，在研磨底盤111a的待處理表面A1’與底盤111b的待處理表面B1’之前，可以先研磨基座10的底表面104，以進一步降低待處理表面A1’、B1’和底表面104之間的平行度公差。

接著，在步驟S300中，從基座上拆卸下底盤。在本實施例中，在從基座上拆卸下底盤之前，會先標記底盤設置在基座的承載面上的一初始位置以及一設置方位。

請再參照圖11A，在一實施例中，標記底盤111a、111b設置在承載面100上的初始位置以及設置方位的步驟可以是在提供初始組裝件Z1之前，分別在基座10與底盤111a、111b上形成第一對位部101以及與第一對位部101配合的第二對位部113。第一對位部101是位於基座10的承載面100，而第二對位部113則可位於底盤111a、111b的底面A2、B2。

前述第一對位部101與第二對位部113的結構及其變化可以參照圖5、圖6以及與其相對應的說明，在此並不贅述。

接著，在步驟S400中，形成一研磨部於底盤的待處理表面上，其中，研磨部具有一圍繞通孔的研磨表面。形成研磨部的方式例如是在底盤上形成多個研磨顆粒(如：鑽石顆粒)或者是鑽石刀刃，其中研磨顆粒與鑽石刀刃可以通過焊接(Brazing)、電鍍(Electroplating)或樹脂接合(Resin bonding)等方式形成於底盤上。

請參照圖11C，以底盤110a為例進行說明。在底盤110a的研磨後的待處理表面A1’上形成研磨部110，且研磨部110的研磨表面110S具有多個切削尖端110t。

在其他實施例中，也可以直接對底盤的待處理表面加工，以形成具有刀刃的研磨部，再以化學氣相沉積方式鍍鑽石膜。因此，本發明實施例並不限制形成研磨部的方式以及研磨部的結構。

如前所述，在形成研磨部的步驟中，底盤通常需要經過高溫製程處理。由於本發明實施例的底盤110a、111b都具有通孔11h，可減少底盤因熱脹冷縮或者是散熱速率不均而變形的狀況，從而避免降低研磨表面的平面度。

接著，在步驟S500中，將具有研磨部的底盤重新固定於基座的承載面上。

請參照圖11D，本實施例中，在將底盤110a、111b重新固定於承載面100上的步驟中，是根據在先前步驟中所標記的設置方位，將底盤110a、111b設置於初始位置上。也就是說，最後底盤110a、111b在基座10上的位置以及設置方位會和原先的初始位置與設置方位完全相同。

須說明的是，在步驟S200中，是對一個或多個底盤的待處理表面同時研磨，而待處理表面的平面度達到要求。由於在實際研磨時，底盤被研磨的程度會依據不同的位置而有所差異。因此，根據初始方位將底盤組裝於基座上的初始位置，可避免因研磨程度的差異而降低底盤的研磨表面的平面度。

另外，在將底盤110a、111b重新固定於基座10的承載面100上的步驟中，可以先設置一調整組件於承載面上。調整組件可以是一墊片120或者包括多個彼此分離的墊片，且墊片120具有一接觸底盤110a、111b的表面。接著，可形成一膠材(如圖1的膠材14)於墊片120的表面上，再將底盤110a、111b設置於墊片120上，並通過至少一固定元件13將底盤110a、111b、墊片120以及基座10固定。

當底盤110a、111b、墊片120以及基座10通過固定元件13固定時，墊片120可用以調整底盤110a、111b的高度位置。須說 明的是，底盤110a、111b雖然具有通孔11h，但是在高溫處理後仍然有輕微的變形，通過墊片120的微調，可使兩個研磨單元11的研磨部110上的切削尖端110t可大致落在同一水平面P’上。

膠材則可填入通孔11h內以及底盤110a、110b與墊片120之間的縫隙，以強化底盤110a、110b與基座10之間的接合力。

當固定元件13將底盤110a、110b固定於基座10上時，由於構成墊片120的材料的硬度小於基座10的硬度與底盤110a、110b的硬度，墊片120容易受力而變形，從而可微調研磨表面110S與基座10的底表面104兩者的平行度公差。另外，墊片120的形狀以及數量可以根據實際需求而改變，本發明並不限制。

在一實施例中，在通過固定元件13將底盤110a、110b、墊片120以及基座10固定之後，可進一步形成一密封膠(未圖示)於固定元件上。舉例而言，在製作如圖1所示的組合式修整器1時，固定元件13是穿過底盤110a、111b的通孔11h，而將底盤110a、110b與墊片120鎖固在基座10上。因此，可進一步在通孔11h內填入密封膠，以避免固定元件13鬆脫或是汙染物進入通孔11h。

本發明的有益效果在於，本發明實施例所提供的組合式修整器及其製作方法，其通過在底盤(110、110a、110b、210)設有通孔(11h、21h)，可降低研磨單元(11、11A~11H、21)在形成研磨部(110、210)的高溫製程中變形的程度。另外，形成研磨部(110、210)於底盤(111、211、111a、111b)之前，依照實際需求，將一個或多個底盤(111、211、111a、111b)組裝於基座(10、20)上，對底盤(111、211、111a、111b)及基座(10、20)的底表面(104、204)進行研磨，以提高底盤(111、211、111a、111b)的表面平面度。隨後，再將底盤(111、211、111a、111b)從基座(10、20)上拆卸下來進行加工，以形成研磨部(110、210)於底盤(111、211、111a、111b)上。之後，再將具有研磨部(110、210)的底盤(111、211、111a、111b)組裝固定至基座(10、20)上。

如此，組合式修整器(1、1’、2)的研磨單元(11、11A~11H、21)的研磨表面(110S、210S)上大多數的切削尖端(110t、210t)可大致落在相同的參考面。

另外，在本發明實施例的組合式修整器(1、1’、2)中，通過墊片(120、220)的設置來微調多個研磨單元(11、11A~11H、21)的研磨表面(110S、210S)與承載面(100、200)兩者的平行度公差，從而使研磨表面(110S、210S)與基座(10、20)的底表面(104、204)兩者的平行度公差不超過20μm。據此，本發明實施例的組合式修整器(1、1’、2)可應用在具有窄線寬的半導體晶圓拋光製程中。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Claims (25)

1. 一種組合式修整器，其用以修整一拋光墊，所述組合式修整器包括：一基座，所述基座具有一承載面；以及至少一研磨單元，至少一所述研磨單元組裝於所述承載面上，至少一所述研磨單元具有一位於所述研磨單元其中一側的研磨部以及一貫穿所述研磨單元的通孔，所述研磨部具有一環繞所述通孔的研磨表面，且所述研磨表面具有多個切削尖端，其中所述通孔的開孔面積百分比是介於1%至60%之問。
2. 如請求項1所述的組合式修整器，其中，所述基座具有一和所述承載面相對的底表面，所述研磨表面與所述底表面兩者的平行度公差不超過20μm。
3. 如請求項1所述的組合式修整器，其中，所述研磨部包括多個研磨顆粒或者至少一刀刃，且每一個所述研磨顆粒的一尖端或至少一所述刀刃的一尖端構成所述研磨表面的其中一所述切削尖端，多個所述切削尖端形成一切削圖案。
4. 如請求項3所述的組合式修整器，其中，所述切削圖案的俯視形狀包括點狀、放射狀、螺旋狀、環狀、同心圓、多邊形及其組合中的至少一種。
5. 如請求項1所述的組合式修整器，還包括另外一研磨單元，其中，另外一所述研磨單元具有另外一具有多個切削尖端的研磨表面，至少一所述研磨單元的所述研磨表面的最高的所述切削尖端與另外一所述研磨單元的另外一所述研磨表面的最高的所述切削尖端兩者的垂直高度差不超過20μm。
6. 如請求項1所述的組合式修整器，還包括一調整組件，所述調整組件設置於所述基座與所述研磨單元之間，以調整所述研磨表面與所述承載面兩者的平行度公差。
7. 如請求項6所述的組合式修整器，其中，所述調整組件包括至少一墊片，至少一所述研磨單元具有一底盤，所述通孔形成於所述底盤上，至少一所述墊片的形狀與所述底盤的形狀配合而呈環狀，且構成至少一所述墊片的材料的硬度小於所述基座的硬度與所述研磨單元的硬度。
8. 如請求項6所述的組合式修整器，還包括一膠材，所述膠材填充於所述研磨單元以及所述調整組件之間。
9. 如請求項1所述的組合式修整器，其中，所述基座具有一第一對位部，所述研磨單元具有一第二對位部，且所述基座與所述研磨單元通過所述第一對位部與所述第二對位部相互配合以進行對位。
10. 如請求項1所述的組合式修整器，還包括一固定元件，其中，所述基座具有一對應所述通孔的固定孔，且所述研磨單元通過所述固定元件與所述固定孔的結合而固定於所述基座上。
11. 如請求項1所述的組合式修整器，其中，所述基座設有一定位部，所述定位部為一配合所述通孔並凸出於所述承載面的軸部，所述研磨單元通過所述通孔套設於所述軸部並設置於所述承載面上，且所述軸部的頂面相對於所述承載面的高度低於所述研磨表面相對於所述承載面的高度。
12. 如請求項11所述的組合式修整器，還包括一調整組件，所述 調整組件包括多個位於所述研磨單元與所述基座之間的墊片，其中，多個所述墊片彼此分離且環繞所述軸部設置，且構成所述墊片的材料的硬度小於所述基座的硬度與所述研磨單元的硬度。
13. 如請求項12所述的組合式修整器，還包括多個穿設於所述研磨單元的固定元件，且所述研磨單元通過多個所述固定元件結合於所述基座上。
14. 如請求項1所述的組合式修整器，其中，至少一所述研磨單元具有一底盤，所述通孔形成於所述底盤上，所述底盤的厚度是介於1mm至10mm之間。
15. 一種組合式修整器的製造方法，其包括：提供一初始組合件，所述初始組合件包括一基座以及至少一可拆卸地組裝於所述基座上的底盤，其中，所述基座具有一承載面及一與所述承載面相對的底表面，所述底盤組裝於所述承載面上，並具有一待處理表面、一底面以及一由所述待處理表面延伸至所述底面的通孔；研磨所述底盤的所述待處理表面，以使所述待處理表面與所述底表面兩者的平行度公差不超過20μm；從所述基座拆卸下所述底盤；形成一研磨部於所述底盤的所述待處理表面上，其中，所述研磨部具有一圍繞所述通孔的研磨表面；以及將具有所述研磨部的所述底盤重新固定於所述基座的所述承載面上。
16. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，其中，所述初始組合件還包括一位於所述基座以及所述底盤之間的初始墊 片。
17. 如請求項16所述的組合式修整器的製造方法，其中，將所述底盤重新固定於所述基座的所述承載面的步驟還包括：設置一調整組件於所述承載面上，其中，所述調整組件至少包括一墊片，且所述墊片具有一接觸所述底盤的表面；形成一膠材於所述表面上；以及將所述底盤設置於所述墊片上，並通過至少一固定元件將所述底盤、所述墊片以及所述基座固定；其中，當所述底盤、所述墊片以及所述基座通過所述固定元件固定時，所述膠材填入所述通孔內以及所述底盤與所述墊片之間的縫隙。
18. 如請求項17所述的組合式修整器的製造方法，其中，在通過所述固定元件將所述底盤、所述墊片以及所述基座固定的步驟之後，還進一步包括：形成一密封膠於所述固定元件上。
19. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，還包括：在從所述基座拆卸下所述底盤的步驟之前，標記所述底盤設置在所述承載面上的一初始位置及一設置方位；以及在將所述底盤重新固定於所述基座的所述承載面的步驟中，根據所述設置方位將所述底盤固定於所述初始位置。
20. 如請求項19所述的組合式修整器的製造方法，其中，標記所述底盤設置在所述承載面上的所述初始位置以及所述設置方位的步驟包括：在提供所述初始組裝件的步驟之前，分別設置一第一對位部及一和所述第一對位部配合的第二對位部於所述基座的所述承載面以及在所述底盤的底面。
21. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，其中，形成所述研磨部於所述待處理表面的步驟為形成多個研磨顆粒或至少一刀刃於所述待處理表面上。
22. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，其中，所述初始組合件還包括另外一個組裝於所述承載面上的底盤，且另外一個所述底盤包括另一待處理表面、另一底面以及另一貫穿所述底盤的通孔。
23. 如請求項22所述的組合式修整器的製造方法，其中，在研磨所述底盤的步驟中，還包括研磨另一所述底盤的另一所述待處理表面，以使所述待處理表面與另一所述待處理表面的平面度低於20μm。
24. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，其中，所述基座設有一配合所述通孔並凸出於所述承載面的軸部，所述底盤通過所述通孔套設於所述軸部並設置於所述承載面上，且所述軸部的頂面相對於所述承載面的高度低於所述研磨表面相對於所述承載面的高度。
25. 如請求項15所述的組合式修整器的製造方法，還包括：在研磨所述底盤的所述待處理表面的步驟之前，研磨所述基座的所述底表面。