TWI831397B

TWI831397B - 拋光墊

Info

Publication number: TWI831397B
Application number: TW111137087A
Authority: TW
Inventors: 白陽亮; 周至中; 唐群凱; 林冠宏
Original assignee: 中國砂輪企業股份有限公司
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2024-02-01

Abstract

一種拋光墊，包括一拋光層以及一基底，該拋光層具有一工作面以及一相對該工作面的底面，該基底連接至該拋光層的該底面，該基底包括一黏著層，該黏著層具有一相對該拋光層的黏著面以及複數個形成於該黏著面上的第一凹陷部，該第一凹陷部係從該黏著面的一中央部分朝外地延伸至該黏著面的一週邊區域。

Description

拋光墊

本發明關於一種拋光墊，特別關於一種應用於化學機械研磨且可減少背膠產生氣泡的拋光墊。

拋光研磨製程常用於半導體產業之中，為使晶圓表面達到較好的平整性及較高的精準度，多半採用化學機械平坦化(Chemical-Mechanical Planarization，CMP)製程，又稱為化學機械研磨(Chemical-Mechanical Polishing)，係在沉積或蝕刻步驟後移除晶圓表面的不規則結構，達到平坦化的目的。操作上，拋光墊係以背面貼合且固定於旋轉台上，以對晶圓拋光研磨，隨著製程技術以及晶片設計的演進，對於晶圓表面平坦度的要求也越來越高。除了拋光墊正面用於平坦化晶圓的結構會對製程有影響之外，拋光墊的背面和旋轉台之間的平整度，亦對於晶圓平坦化的效果有重要的影響。

習知技術如中國發明專利公佈第CN110774185A號專利，揭示一種帶微孔槽的拋光用白墊及生產方法，包括拋光墊、黏合層和支撐層，所述黏合層均勻塗覆在支撐層的一圓周面上，拋光墊覆蓋在黏合層的另一圓周面上並壓緊，拋光墊、黏合層和支撐層疊加固定的外圈上套入鎖定環；所述拋光墊包括基層板和拋光塊，拋光塊呈矩陣式分佈在基層板的上表面，矩陣的拋光塊之間構成相互交叉的橫槽道和縱槽道，橫槽道和縱槽道相互垂直分佈，並在橫槽道和縱槽道交叉的連接處開設孔槽；所述基層板內部沿著橫槽道所在的平面上對應加工多個導流孔，導流孔呈傾斜設置，多個導流孔水準低的一端與基層板的側壁相連通，導流孔水準高的一端與基層板最右側邊沿旁的孔槽相連通，孔槽從左至右依次和導流孔之間連通；所述鎖定環包括內環和外環，內環套在基層板的外周面上固定，內環的上開設與導流孔一一對應的流液口；所述外環的內周面上下位置分別焊接上限環和下限環，上限環和下限環之間的外環上加工與流液口一一對應的出口，內環插入上限環和下限環之間，內環的外周面與外環的內周面活動，外環沿著內環旋轉。

又如日本發明專利公開JP2006026844A號，有關一種拋光墊、具有其的以及結合裝置，揭示一拋光部分，其包括複數個接觸一待拋光物件的突起以及複數個形成於該突起之間的凹槽。然而，前述兩案的拋光墊所述的橫槽道、縱槽道及凹槽皆是設置於研磨面，以提供拋光液滲入研磨面，而該設計無法有效地改善拋光墊黏附於旋轉台的平整度。換言之，該拋光墊的背面係一平面，因此在貼合於旋轉台時，背膠和旋轉台之間容易產生氣泡而影響拋光墊的平整度。

習知技術還可見於日本發明專利公開第JP2016074052A號，揭示一種固定拋光墊和拋光墊的膠帶，該膠帶設置在一研磨墊和一研磨裝置之間並將其黏合固定，該膠帶包括一片狀膠帶基材及一墊側黏合層，該片狀膠帶基材由具有彈性的材料製成，該墊側黏合層設置在該片狀膠帶基材的表面上，且與該研磨墊黏合。在該片狀膠帶基材的背面設置有器件側黏合層，在該器件側黏合層的側部形成有連續的槽。當該器件側黏合層黏合到該研磨裝置上時，氣體可以經由該凹槽被排除。然而，儘管如此，拋光墊背面和旋轉台之間仍會有難以排除的氣泡殘留於其中，影響晶圓平坦化的效果，因此仍具有改善的空間。

本發明的主要目的在於解決習知拋光墊背面的黏著層(背膠)在黏著於旋轉台時，容易產生及/或殘留氣泡而影響晶圓平坦化的問題。為解決上述問題，本發明提供一種拋光墊，包括一拋光層，具有一工作面以及一相對該工作面的底面；以及一基底，連接至該拋光層的該底面，該基底包括一黏著層，該黏著層具有一相對該拋光層的黏著面以及複數個形成於該黏著面上的第一凹陷部，該第一凹陷部係從該黏著面的一中央部分朝外地延伸至該黏著面的一週邊區域而形成一橫向地連通的缺口；其中，該第一凹陷部具有一介於5um至1000um的深度以及一介於10um至2000um的寬度。

1:拋光墊

10:拋光層

11:工作面

111:突起部

112:第二凹陷部

12:底面

20:基底

21:黏著層

22:黏著面

221:中央部分

2211:中心

222:週邊區域

23:第一凹陷部

231:第一延伸段

232:第二延伸段

233:交叉點

24:缺口

70:氣泡

80:晶圓

90:旋轉台

w:寬度

d:深度

L:間隔

A、B、C、D:路徑

『圖1A』，為本發明第一實施例拋光晶圓時的示意圖。

『圖1B』，為『圖1A』的局部放大示意圖。

『圖2』，為本發明第一實施例的立體示意圖。

『圖3』，為本發明第一實施例的俯視示意圖。

『圖4A』及『圖4B』，為本發明第一實施例的示意圖。

『圖5』，為本發明第二實施例的俯視示意圖。

『圖6』，為本發明第三實施例的俯視示意圖。

『圖7』，為本發明第四實施例的俯視示意圖。

『圖8』，為本發明第四實施例的氣泡流動的示意圖。

本文所使用的術語僅是基於闡述特定實施例的目的而並非限制本發明。除非上下文另外指明，否則本文所用單數形式“一”及“該”也可能包括複數形式。

本文所使用的方向性用語，例如上、下、左、右、前、後及其衍生詞或同義詞，乃涉及附圖中的元件的方位，並非限制本發明，除非上下文另外明確記載。有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。

參閱『圖1A』及『圖1B』，為本發明第一實施例的示意圖。本發明揭示一種拋光墊1，包括一拋光層10以及一基底20，該拋光層10黏合至該基底20之上，該拋光層10用於拋光一晶圓80，該基底20係黏貼於一旋轉台90。本實施例中，該基底20具有複數個第一凹陷部23，該第一凹陷部23為複數個避免氣泡殘留於該旋轉台90的壓痕，該拋光層10具有複數個第二凹陷部112，該第二凹陷部112係複數個用於排除研磨碎屑以及提供研磨漿料流通的溝槽，其細節容後說明。

該拋光層10具有一工作面11以及一底面12。該工作面11具有複數個突起部111以及複數個該第二凹陷部112，該突起部111用於去除該晶圓80表面的不規則結構而達到平坦化的目的，該第二凹陷部112係相對於該突起部111凹陷，供滲入研磨漿料以及排出研磨碎屑，其中，該突起部111可以但不限於一橫向突起、一縱向突起、一網格狀突起及/或一不規則突起。該底面12為相對該工作面11設置，而該基底20連接至該底面12，在一例子中，該基底20係透過一膠合層(圖未示)接合該底面12，如感壓型黏著劑(pressure sensitive adhesives，PSA)，在其他實施方式中，該拋光層10亦可透過其他方式或結構結合至該基底20。

該基底20包括一黏著層21，該黏著層21具有一黏著面22以及複數個該第一凹陷部23，該黏著面22係相對(opposite to)該拋光層10設置，換言之，該黏著面22位於遠離該拋光層10的一側，即該拋光墊1的背面。該黏著面22具有一中央部分221以及一週邊區域222。該些第一凹陷部23形成於該黏著面22上，且該第一凹陷部23係從該中央部分221朝外地延伸至該週邊區域222。

進一步地，該第一凹陷部23具有一深度d以及一寬度w，該深度d介於5um至1000um之間；較佳地，該深度d介於10um至500um之間；更佳地，在一實施例中，該深度d介於10um至15um之間，可提供該黏著層21較佳的貼合強度，在另一實施例中，該深度d介於150um至500um之間，可容置及排除較多的氣泡。

該寬度w介於10um至2000um之間；較佳地，該寬度w介於30um至1500um之間；更佳地，在一實施例中，該寬度w介於30um至80um之間，可提供該黏著層21較佳的貼合強度，在另一實施例中，該寬度w介於700um至1500um之間，可容置及排除較多的氣泡。

據此，該第一凹陷部23可在該基底20與該旋轉台90之間形成一通道。若該第一凹陷部23的該寬度w過大，會造成該黏著面22貼覆於該旋轉台90的面積不足，而影響該拋光墊1的貼覆性；若該第一凹陷部23的該寬度w過小，則會使得氣泡無法排除而陷於該通道內。

進一步參閱『圖2』及『圖3』，『圖2』為本發明第一實施例的立體示意圖，其視角為該基底20在上，該拋光層10在下，以顯示該第一凹陷部23的特徵，『圖3』為本發明第一實施例的黏著面的示意圖。在本實施例中，該些第一凹陷部23係沿一水平方向橫向地配置，並且在該週邊區域222形成一橫向地連通的缺口24，使該第一凹陷部23連通至外部，該黏著面22 未形成該第一凹陷部23的部分為一和該旋轉台90接觸且貼合的接觸區域。從俯視觀之，該些第一凹陷部23可為等距或非等距相隔地設置。

詳細而言，該些第一凹陷部23之間具有一間隔L，該間隔L介於0.5mm至100mm之間；較佳地，該間隔L介於0.5mm至80mm之間；更佳地，在一實施例中，該間隔L介於0.5mm至0.8mm之間，可容置及排除較多的氣泡，在另一實施中，該間隔L介於20mm至80mm之間，可提供該黏著層21較佳的貼合強度，該些第一凹陷部23之間的該間隔L可為一定值或一變數。本實施例中，該第一凹陷部23的數量為7個且彼此之間為等距配置，但本發明不以此為限制。

一併參閱『圖4A』及『圖4B』，為本發明第一實施例的應用示意圖。在化學機械平坦化製程中，需先將本發明的該拋光墊1黏貼至該旋轉台90，在黏貼的過程中，該黏著面22與該旋轉台90之間可能會產生一氣泡70而影響該拋光墊1的平整性(如『圖4A』所示)，例如該氣泡70會使該拋光層10突起而使該工作面11無法平整地接觸該晶圓80的表面。藉由該第一凹陷部23的設置，推擠該拋光墊1可使該氣泡70受擠壓而移動至該些第一凹陷部23(如『圖4B』所示)，該氣泡70即可離開該接觸區域和該旋轉台90之間的一接著介面，避免該氣泡70殘留於該接著介面而影響該拋光墊1黏貼至該旋轉台90後的平整度。此外，透過該些第一凹陷部23的設置，還可以減少撕除該拋光墊1殘留的殘膠。

以下『圖5』至『圖8』為說明本發明在不同實施例中，該第一凹陷部23的設置。

參閱『圖5』，為本發明第二實施例的黏著面的示意圖。在本實施例中，該第一凹陷部23包括一第一延伸段231，該第一延伸段231係自該中央部分221的一中心2211朝外直向地延伸至該週邊區域222而呈一放射狀配置，本實施例中，該第一延伸段231的數量為16個且彼此之間為等角度及對稱地配置。在一例子中，該第一延伸段231係從該週邊區域222的一端穿越該中央部分221的該中心2211至該週邊區域222的另一端。

參閱『圖6』，為本發明第三實施例的黏著面的示意圖，該第一凹陷部23的該第一延伸段231自該中央部分221的該中心2211朝外彎曲地延伸至該週邊區域222而呈一放射狀配置，本實施例中，該第一延伸段231的數量為16個且彼此之間為等角度及對稱地配置。

參閱『圖7』，為本發明第四實施例的黏著面的示意圖，該第一凹陷部23包括一第一延伸段231以及複數個第二延伸段232，該第一延伸段231自該中央部分221的該中心2211朝外直向地延伸至該週邊區域222，該第二延伸段232係位於該中央部分221且在一圓周方向延伸而連接該些第一延伸段231。該第二延伸段232係同心地間隔配置，該第一延伸段231以及該第二延伸段232彼此交錯而呈一類似於網狀的配置。本實施例中，該第一延伸段231的數量為16個且彼此之間為等角度配置，該第二延伸段232的數量為7個且彼此同心等距間隔。在一例子中，該第一凹陷部23的該第一延伸段231係從該週邊區域222的一端穿越該中央部分221至該週邊區域222的另一端，該第二延伸段232係連接每個該第一延伸段231而不延伸至該週邊區域222。

進一步地，每一個該第一延伸段231與所連通的該第二延伸段232形成複數個交叉點(cross points or intersections)233，其中，每一個該第一延伸段231以及每一個該第二延伸段232位於該交叉點233之間為相互連通而形成一用於排出該氣泡70的通道，可使該氣泡70快速導入該第一凹陷部23內。藉由類似於網狀結構的該第一凹陷部23的設計，可以讓該接著介面所產生的該氣泡70更快速地(經過更短的距離)抵達該第一凹陷部23；且，當該氣泡70產生在該接著介面時，該氣泡70能以最短的路徑與經過最少的該交叉點233(轉彎處)向外逸散，可增加排出該氣泡70的效率。

舉例來說，如『圖8』所示，當該氣泡70形成於該中央部分221的該中心2211或是靠近該第一延伸段231的區域，使用者可直接將該氣泡70擠壓至該第一延伸段231而排出至該拋光墊1之外(路徑A、路徑B)，若該氣泡70形成於靠近該第二延伸段232的區域，使用者可將該氣泡70擠入該第二延伸段232，並該氣泡70經由該第二延伸段232流動至該第一延伸段231而排出至該拋光墊1之外(路徑C、路徑D)。

綜上所述，本發明透過該第一凹陷部的設置，可以在該拋光墊的該基底黏貼於該旋轉台的過程中，將該氣泡擠壓至該些第一凹陷部中，避免影響該拋光層的平坦度，以提升研磨該晶圓的平坦度及表面精度，進一步地，將該第一凹陷部以類似於網狀結構的配置，可減少該氣泡往外流動所需的距離以及降低經過該交叉點的數量，以增加該氣泡向外逸散的效率。此外，該些第一凹陷部亦可在撕除該拋光墊時，減少背膠殘留於該旋轉台上，以方便清潔該旋轉台並替換其他拋光墊黏貼至該旋轉台上。