CN205703794U - 研磨垫的研磨层 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种研磨垫的研磨层，包括承载层以及多个镶嵌部。镶嵌部埋设在承载层中，且镶嵌部位于研磨层的一研磨面中，其中在研磨层的研磨面中，每两个相邻的镶嵌部之间的承载层中具有一沟槽。本实用新型的研磨层具有新颖结构，且可制造出具有综合特性的研磨垫，以提供产业的选择。

Description

研磨垫的研磨层

技术领域

本实用新型是有关于一种研磨垫的研磨层，且特别是有关于一种使得研磨垫具有综合特性的研磨层。

背景技术

在产业的元件制造过程中，研磨制程是现今较常使用来使待研磨的物件表面达到平坦化的一种技术。在研磨制程中，物件是通过其本身与研磨垫彼此进行相对运动，以及选择在物件表面及研磨垫之间提供一研磨液来进行研磨。

研磨制程中所使用研磨垫的研磨层所具有的材料性质，可提供相对应的研磨特性。对于某些研磨制程而言，可能需求两种不同的研磨特性，因而会需要使用两种分别具有不同材料性质的研磨垫。然而，如此一来，将会增加生产管理上的复杂度，并影响生产效率。

因此，需要一种具有综合特性的研磨垫，以供产业所选择。

实用新型内容

本实用新型提供一种研磨垫的研磨层，其可使得研磨垫具有综合特性。

本实用新型的研磨垫的研磨层包括承载层以及多个镶嵌部。镶嵌部埋设在承载层中，且镶嵌部位于研磨层的一研磨面中，其中在该研磨面中，每两个相邻的镶嵌部之间的承载层中具有一沟槽。

本实用新型的另一研磨垫的研磨层包括承载层以及多个镶嵌部。镶嵌部埋设在承载层中，且镶嵌部位于研磨层的一研磨面中，其中该研磨面中具有表面图案，表面图案沿一方向的剖面具有多个沟槽位于承载层中，且镶嵌部及沟槽彼此交错排列。

基于上述，本实用新型的研磨层为一具有新颖结构的研磨层，其包括承载层以及埋设在承载层中且位于一研磨面中的多个镶嵌部，其中在沿特定方向的剖面中，多个镶嵌部及多个沟槽彼此交错排列。另外，在本实用新型的研磨层中，通过承载层与镶嵌部之间具有至少一个不相同的材料性质，使得研磨层能够综合承载层与镶嵌部所展现的特性，进而可制造出具有综合特性的研磨垫，以提供产业的选择。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的研磨层的上视示意图；

图2是沿图1中剖线I-I’的剖面示意图；

图3A至图3D是图1的研磨层沿剖线I-I’的一实施例的制造流程剖面图；

图4A至图4D是图1的研磨层沿剖线I-I’的另一实施例的制造流程剖面图；

图5是本实用新型另一实施例的研磨层的上视示意图；

图6是本实用新型一实施例的研磨方法的流程图。

附图标记说明：

100：研磨层；

102：承载层；

104：镶嵌部；

106：沟槽；

108：表面图案；

110、120：镶嵌层；

112、114：凹陷部；

D：深度；

PS：研磨面；

S1：第一表面；

S2：第二表面；

S10、S12、S14：步骤；

T：厚度。

具体实施方式

图1是本实用新型一实施例的研磨层的上视示意图。图2是沿图1中剖线I-I’的剖面示意图。详细而言，图1中的剖线I-I’是沿着半径方向而设置，亦即图2是沿半径方向的剖面示意图。

请同时参照图1及图2，本实施例的研磨层100包括承载层102以及多个镶嵌部104。镶嵌部104埋设在承载层102中，且位于研磨层100的一研磨面PS中。详细而言，研磨面PS上的承载层102与镶嵌部104是共平面的。也就是说，当使用研磨层100对一物件进行研磨程序时，物件会同时与研磨面PS上的承载层102及镶嵌部104接触。

另外，承载层102与镶嵌部104例如皆是由聚合物材料所构成，聚合物材料例如是聚酯(polyester)、聚醚(polyether)、聚胺酯(polyurethane)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚丁二烯(polybutadiene)、或其余经由合适的热固性树脂(thermosetting resin)或热塑性树脂(thermoplastic resin)所合成的聚合物材料等，但不以此限定本实用新型。详细而言，构成承载层102与镶嵌部104的聚合物材料可相同或不相同，但承载层102与镶嵌部104之间至少具有一个不相同的材料性质。在一实施例中，可选择通过调整制造配方的方式，以利用相同材料制作出具有不相同的材料性质。以上所述的材料性质例如是渗水率、孔隙率、孔隙尺寸、孔隙密度、亲疏水性、硬度、密度、压缩率、模数、延展性、消耗率、或粗糙度等性质，但不以此限定本实用新型。

如表一所示，在本实用新型的一实施例中，研磨垫的相对研磨率为97％，以及相对渗水率为44％。详细而言，本实用新型研磨垫的研磨层100中的镶嵌部104具有较大的孔隙率，使研磨层100表面与物件之间可容纳较多研磨液，使得物件具有较高的研磨率；而承载层102具有较小的渗水率，可避免因渗水至研磨层100背面而与基底层或黏着层脱离，使得研磨垫的使用寿命较长。因此，以此研磨层100所制成之研磨垫，使得物件的研磨率及研磨垫的使用寿命能兼具。其中，具有较小渗水率特性的承载层102例如是具有较小的孔隙率、较疏水性、较大的密度、或其组合，但不以此限定本实用新型。相对而言，第一传统研磨垫的研磨层若仅具有较大孔隙率的单一材料性质，使研磨层表面与物件之间可容纳较多研磨液，可使得物件具有较高的研磨率，但相对地此研磨层具有较高的渗水率，而影响研磨垫的使用寿命。如表一所示，第一传统研磨垫的相对研磨率为100％，而相对渗水率亦为100％。第二传统研磨垫的研磨层若仅具有较小渗水率的单一材料性质，可使得研磨垫的使用寿命较长，但相对地此研磨层使得物件的研磨率较低，而影响生产效率。如表一所示，第二传统研磨垫的相对渗水率为31％，然相对研磨率仅为84％。

表一

一般而言，不相同的材料性质可使得研磨层展现不相同的特性。有鉴于此，通过承载层102与镶嵌部104之间至少具有一个不相同的材料性质，使得研磨层100能够综合承载层102与镶嵌部104所展现的特性，进而可制造出具有综合特性的研磨垫，以提供产业的选择。

接着，请再次参照图2，在研磨层100的研磨面PS中，每两个相邻的镶嵌部104之间的承载层102中具有一沟槽106。换言之，在沿着半径方向的剖线I-I’的剖面中，研磨面PS中具有多个沟槽106，且每一沟槽106皆位于邻接的镶嵌部104之间。也就是说，在沿着半径方向的剖线I-I’的剖面中，镶嵌部104及沟槽106彼此交错排列。

进一步而言，如图2所示，沟槽106与镶嵌部104彼此是分离开来的。在一实施例中，每一镶嵌部104与邻接的沟槽106之间是通过承载层102而分离开来。更详细而言，每一沟槽106的底部与两侧壁为承载层102所围绕。另外，每一镶嵌部104的底部与两侧壁为承载层102所围绕。图2的沟槽106配置于承载层102中，且皆左右对称于邻接的镶嵌部104，但本实用新型不限于此。在一实施例中，沟槽106的配置位置也可选择为呈不对称，甚至是沟槽106其中一侧壁紧邻镶嵌部104。换句话说，沟槽106的底部及至少一侧壁为承载层102所围绕，而镶嵌部104的底部与至少一侧壁为承载层102所围绕。特别值得说明的是，最主要的渗水路径为通过沟槽106的底部渗透至研磨层100背面，如表一所示本实用新型的实施例，由于沟槽106的底部为承载层102，且承载层102具有较小渗水率，因此可避免渗水至研磨层100背面而与基底层或黏着层脱离。此外，具有较大孔隙率的镶嵌部104位于研磨面中，使得研磨层100与物件之间可容纳较多研磨液，而具有较高的研磨率。

另外，如图2所示，在一实施例中，每一镶嵌部104的厚度T等于邻接的沟槽106的深度D，镶嵌部104的厚度T与沟槽106的深度D皆小于研磨层100的厚度。然而，本实用新型并不限于此。在其他实施例中，每一镶嵌部104的厚度T也可以是大于或小于邻接的沟槽106的深度D。

从另一观点而言，请再次参照图1，多个沟槽106在研磨面PS中构成一表面图案108。详细而言，在本实施例中，每一沟槽106的形状为圆环状，而由多个沟槽106构成的表面图案108则呈同心圆状分布在研磨面PS中。另外，当使用研磨层100对一物件进行研磨程序时，沟槽106主要是用来提供研磨液的传输以及分布。

以下，为了更清楚描述研磨层100，将参照图3A至图3D来说明研磨层100的制造方法。图3A至图3D是图1的研磨层沿剖线I-I’的一实施例的制造流程剖面图。同样地，如前文所述，图3A至图3D分别皆为沿半径方向的剖面图。

首先，请参照图3A，提供镶嵌层110，其中镶嵌层110具有第一表面S1以及第二表面S2，且第一表面S1上沿半径方向具有多个凹陷部112。详细而言，镶嵌层110的第一表面S1上具有凹陷部112的形成方式例如是机械方式、化学方式、激光加工方式、压印方式、模印方式、或其组合，但不以此限定本实用新型。

接着，请参照图3B，在镶嵌层110的第一表面S1上形成承载层102，其中承载层102填满凹陷部112。详细而言，承载层102的形成方式例如是灌注方式、沉积方式、喷涂方式、压模方式、押出方式、或其组合，但不以此限定本实用新型。

然后，请参照图3C，自镶嵌层110的第二表面S2移除镶嵌层110的部分厚度，直到承载层102暴露出来，并在半径方向上形成彼此分开的镶嵌部104，以形成研磨层100，其中镶嵌部104是位于研磨层100的一研磨面PS中。详细而言，自镶嵌层110的第二表面S2移除部分厚度的方法例如是机械切割、化学蚀刻、激光加工、磨除、或是其它适合的制程，但不以此限定本实用新型，其中图3C为图3B经过以上制程后的反向结构图。

之后，请参照图3D，在研磨层100的研磨面PS中，于每两个相邻的镶嵌部104之间的承载层102中形成一沟槽106。详细而言，沟槽106的形成方法例如是机械切割、化学蚀刻、激光加工、或是其它适合的制程，但不以此限定本实用新型。值得一提的是，图3D即为图2，而在前文中，已参照图1及图2，针对研磨层100中承载层102及镶嵌部104的材料及其性质，以及承载层102、镶嵌部104及沟槽106的配置关系及功效等进行详尽地说明，故于此便不再赘述。

以下，为了更清楚描述研磨层100，将参照图4A至图4D来说明研磨层100的制造方法。图4A至图4D是图1的研磨层沿剖线I-I’的另一实施例的制造流程剖面图。同样地，如前文所述，图4A至图4D分别皆为沿半径方向的剖面图。

首先，请参照图4A，提供承载层102，其中承载层102的表面上沿半径方向具有多个凹陷部114。详细而言，承载层102的表面上具有凹陷部114的形成方式例如是机械方式、化学方式、激光加工方式、压印方式、模印方式、或其组合，但不以此限定本实用新型。

接着，请参照图4B，在承载层102上形成镶嵌层120，其中镶嵌层120填满凹陷部114。详细而言，镶嵌层120的形成方式例如是灌注方式、沉积方式、喷涂方式、压模方式、押出方式、或其组合，但不以此限定本实用新型。

然后，请参照图4C，移除镶嵌层120的部分厚度，直到承载层102暴露出来，并在承载层102上形成埋设在凹陷部114中的镶嵌部104，以形成研磨层100，其中镶嵌部104是位于研磨层100的一研磨面PS中。详细而言，移除镶嵌层120部分厚度的方法例如是机械切割、化学蚀刻、激光加工、磨除、或是其它适合的制程，但不以此限定本实用新型。

之后，请参照图4D，在研磨层100的研磨面PS中，在每两个相邻的镶嵌部104之间的承载层102中形成一沟槽106。详细而言，沟槽106的形成方法例如是机械切割、化学蚀刻、激光加工、或是其它适合的制程，但不以此限定本实用新型。值得一提的是，图4D即为图2，而在前文中，已参照图1及图2，针对研磨层100中承载层102及镶嵌部104的材料及其性质，以及承载层102、镶嵌部104及沟槽106的配置关系及功效等进行详尽地说明，故于此便不再赘述。

另外，在图1的实施例中，沟槽106的分布形状均为同心圆，但本实用新型并不限于此。在其他实施例中，沟槽的分布也可为不同心圆、椭圆、多角环、螺旋环、不规则环、平行线状、放射线状、放射弧状、螺旋状、点状、XY格子状、多角格状、不规则状、或其组合，但不以此限定本实用新型。以下，将参照图5，对本实用新型的研磨层的沟槽为XY格子状的实施例进行详细说明。

图5是本实用新型另一实施例的研磨层的上视示意图。其中，图5中剖线I-I’的剖面请参考图2。详细而言，图5的实施例与图1的实施例相似，因此在此与图1相同的构成元件以相同的符号表示，且相同构成元件所具有的相同特征不再重复赘述。图5的实施例与图1的实施例不同之处在于，图5中的剖线I-I’是沿着平行于X轴方向而设置，而图1中的剖线I-I’是沿着半径方向而设置。也就是说，图5的沿剖线I-I’的剖面是沿着平行于X轴方向的剖面，而图1的沿剖线I-I’的是沿着半径方向的剖面图。从另一观点而言，图5及图1的研磨层100具有如图2所示的相同剖面结构。

进一步而言，在图5的研磨层100中，若沿着平行于Y轴方向而取得剖面，其亦具有如图2所示的相同剖面结构。换句话说，图5的镶嵌部104的上下左右方向的四个边皆为沟槽106所环绕，而图1的镶嵌部104的内径方向与外径方向的两个边皆为沟槽106所环绕。此表示在本实用新型的研磨层中，不论研磨面中的镶嵌部的分布形状为何，在一特定方向的剖面中，皆能够呈现出多个镶嵌部及多个沟槽彼此交错排列，其中沟槽使得相邻的镶嵌部彼此分离开来的剖面结构。详细而言，特定方向例如是平行于X轴方向、平行于Y轴方向、与X轴方向具有一夹角的方向、半径方向、圆周方向、或其组合，但本实用新型并不限于此。

另外，如前文所述，本实用新型的研磨层中的镶嵌部及沟槽并不以图1及图5中所绘者为限，且随着镶嵌部及沟槽的分布形状或尺寸的不同，所能呈现出如图2所示沿着特定方向的剖面结构可能不同。举例而言，在镶嵌部及沟槽皆呈放射状分布的情况下，所选择的特定方向的剖面是沿着同一半径的圆周方向的剖面。

另外，根据上述关于图1、图2、图3A至图3D以及图4A至图4D的内容，所属技术领域中具有通常知识者应可理解图5的研磨层100的制造方法，故便不再赘述。

图6是本实用新型一实施例的研磨方法的流程图。此研磨方法适用于研磨物件。详细而言，此研磨方法可应用于制造工业元件的研磨制程，例如是应用于电子产业的元件，其可包括半导体、积体电路、微机电、能源转换、通讯、光学、储存硬盘、及显示器等元件，而制作这些元件所使用的物件可包括半导体晶圆、ⅢⅤ族晶圆、储存元件载体、陶瓷基底、高分子聚合物基底、及玻璃基底等，但并非用以限定本实用新型的范围。

请参照图6，首先，进行步骤S10，提供研磨垫。详细而言，在本实施例中，研磨垫包括例如是图1及图5的实施例中的研磨层100。另外一提的是，在本实施例中，研磨垫可于所述研磨层100的下方包括基底层、黏着层或其组合。

接着，进行步骤S12，对物件施加压力，借此物件会被压置于所述研磨垫上，并与所述研磨垫接触。详细而言，如前文所述，物件是与研磨层100中的研磨面PS。更详细而言，物件会同时与研磨面PS上的承载层102及镶嵌部104接触。另外，对物件施加压力的方式例如是使用能够固持物件的载具来进行。

之后，进行步骤S14，对物件及研磨垫提供相对运动，以利用研磨垫对物件进行研磨程序，而达到平坦化的目的。详细而言，对物件及研磨垫提供相对运动的方法例如是：通过承载台进行旋转来带动固定于承载台上的研磨垫旋转。

本实用新型上述实施例中的研磨层通过能综合承载层的较小渗水率与镶嵌部的较大孔隙率而具有不相同的材料性质，借此使得所制成的研磨垫具有综合渗水率及研磨率的特性。但本实用新型不限于此，对于某些研磨制程而言，承载层与镶嵌部之间可具有不相同的其他材料性质。举例而言，镶嵌部可具有较大的硬度或较小的压缩率，以使得研磨物件具有较好的平坦化效果，而承载层可具有较小的硬度或较大的压缩率，以使得物件具有较低的缺陷率。如此一来，所制成的研磨垫具有综合平坦化效果及缺陷率的特性。也就是说，根据本实用新型所提供的新颖结构的研磨层所制成的研磨垫，可视不同研磨制程的需求，而选择搭配所需不相同材料性质的承载层与镶嵌部。

综上所述，本实用新型的研磨层为一具有新颖结构的研磨层，其包括承载层以及埋设在承载层中且位于一研磨面中的多个镶嵌部，其中在沿特定方向的剖面中，多个镶嵌部及多个沟槽彼此交错排列。另外，在本实用新型的研磨层中，通过承载层与镶嵌部之间具有至少一个不相同的材料性质，使得研磨层能够综合承载层与镶嵌部所展现的特性，进而可提供具有综合特性的研磨垫，以提供产业的选择。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种研磨垫的研磨层，其特征在于，包括：

一承载层；以及

多个镶嵌部，所述多个镶嵌部埋设在该承载层中，且所述多个镶嵌部位于该研磨层的一研磨面中，

其中在该研磨层的该研磨面中，每两个相邻的镶嵌部之间的该承载层中具有一沟槽。

2.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，该承载层与所述多个镶嵌部具有至少一材料性质不相同。

3.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，该研磨面上的该承载层与所述多个镶嵌部共平面。

4.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽的底部与至少一侧壁为该承载层所围绕。

5.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个镶嵌部的底部与至少一侧壁为该承载层所围绕。

6.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽与邻接的所述多个镶嵌部之间是通过该承载层而隔离开来。

7.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽与邻接的所述多个镶嵌部之间为对称或不对称配置于该承载层中。

8.根据权利要求1所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个镶嵌部的厚度大于、等于、或小于邻接的所述多个沟槽的深度。

9.一种研磨垫的研磨层，其特征在于，包括：

一承载层；以及

多个镶嵌部，所述多个镶嵌部埋设在该承载层中，且所述多个镶嵌部位于该研磨层的一研磨面中，

其中该研磨面中具有一表面图案，该表面图案沿一方向的剖面具有多个沟槽位于该承载层中，其中所述多个镶嵌部及所述多个沟槽彼此交错排列。

10.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，该承载层与所述多个镶嵌部具有至少一材料性质不相同。

11.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，该研磨面上的该承载层与所述多个镶嵌部共平面。

12.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，该方向为平行于X轴方向、平行于Y轴方向、与X轴方向具有一夹角的方向、半径方向、圆周方向、或其组合。

13.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽的底部与至少一侧壁为该承载层所围绕。

14.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个镶嵌部的底部与至少一侧壁为该承载层所围绕。

15.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽与邻接的所述多个镶嵌部之间是通过该承载层而隔离开来。

16.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个沟槽与邻接的所述多个镶嵌部之间为对称或不对称配置于该承载层中。

17.根据权利要求9所述的研磨垫的研磨层，其特征在于，每一所述多个镶嵌部的厚度大于、等于、或小于邻接的所述多个沟槽的深度。