TW200906546A - Adjusting device for resin-bonded polishing pad and manufacturing method thereof - Google Patents

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200906546 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明是有關於一種化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP)裝置，特別是有關於一種研磨墊 調節器（pad conditioner)及其製造方法。 【先前技術】 技術背景 CMP裝程是現代晶圓廠中發展最快速的製程之一。目 前，在積體電路（1C)產業中，CMP製程已被公認是多層電 路0.5微米以下製程中，達到全面平坦化最有效且可靠的方 法。CMP製程近年來大幅成長的原因，一方面是由於超大 型1C隨著元件特徵尺寸的不斷微縮化，而產生對接近原子 等級平坦度的強烈需求，以便解決光微影（photolithography) 製程中光學對焦的問題；另一方面是元件設計層數的增加 ，也更加重了 CMP在整個半導體生產製程步驟中所佔的比 例。一般估計CMP約佔整個製程步驟的25%，因此提升 CMP製程的產能以及降低成本對於半導體製造業而言可謂 當務之急。 CMP製程的性能穩定性受許多製程參數和耗材所影響 ，但在現今設計精良的CMP工具平台中，CMP製程的性能 主要受研磨墊調節器影響。由於研磨墊調節器在調節 (conditioning)研磨墊時，其主要作用是在建立並維持一個穩 定的研磨墊表面凸點（pad asperities)結構，而晶圓的拋光過 5 200906546 程就發生在這個研磨墊凸點，晶圓與研磨液（slurry)的三元 界面上；因此，調節器對於CMP製程的性能表現，包括例 如，移除率（rem〇val rate)、移除率穩定性、平坦度 (planarization)和缺陷率（defectivity)等具有主導地位。但是 ，研磨墊調節器卻是先進的CMp製程模組當中發展最不成 熟’變異性最大的耗材。 傳統上，研磨墊調節器的製造方法是將高壓高溫 (HPHT)合成的鑽石，以具有預設圖案之模孔板或篩網規則 排列並結合於一平面上，例如，中華民國專利公告第 412461號「修整晶圓拋光墊的鑽石碟及其製法」，中華民國 專利公告第575477號「化學機械研磨調節器，使用於化學 機械研磨調g卩H之硬質紙粒的排列方法，及化學機械研磨 調節器I 方法」。^而’前揭方式雖可達到使鑽石磨粒以 適當間距規則排列的㈣，惟因每顆鑽石的尺寸大小和幾 何形狀並不完全相同，^每顆鑽石在其結合位置上的指向 ㈣entadon)是隨機的（rand〇m)，目此在言周f器上鑽石的凸 出高度會有相當大的差異。 —圖1為一種傳統的隨機排列鑽石磨粒指向之研磨墊調 節器9的剖面示意圖，其中，複數個大致上具有立方八面 體（cuboctahedmn)結晶形態之合成鑽石絲91係藉一結合 劑層92結合於-基材93上，鑽石磨粒91的凸出高度別 會隨著鑽石的大小、形狀和排列指向出現很大的變動範圍 。通常，傳統的調節器上，鑽石凸出高度94之間的差距範 圍至少在50微米至ι〇〇微米。 6 200906546 【發明内容】 【發明說明】 【發明所欲解決的課題】 如圖1所示之傳統的調節器中，鑽石磨粒的凸出高度 94不一致時，除了會造成鑽石在研磨墊表面刻劃的溝紋深 淺不 所形成的表面凸點結構大小不均，導致拋光均勻 性不佳，缺陷率高以外，研磨墊也會被太凸出的鑽石磨粒 過度修除，造成研磨墊使用壽命縮短，更大幅增加耗材成 本0 另外，傳統的調節器上，因鑽石凸出高度94的差距大 ’也導致只有少數最凸出的鑽石負擔了全部的調節工作； 而這些工作鑽石（working diam〇nd)的數量可能只佔調節器上 全部的鑽石數量之1%以下。其結果，因為少數的工作鑽石 承受了最大的磨耗作用後較易於純化，使得調節器對研磨 墊的切削率（eut rate)在幾十個小時内就急遽下降，晶圓移除 率穩定性因而降低，產能也無法提升。 再者，如圖1所示之傳統的調節器上，因為鑽石磨粒 的排列指向是隨機的，所以除了會影響鑽石的凸出高度94 以外’鑽石可能以各種不同形狀的切刃來刻割研磨墊，進 而影響整個拋光過程。高壓合成的立方人面體鑽石，其外 形與其在<100>和<111>社曰士人， 《^>、.'〇日日方向上的生長速度之比值（

Vmw/Vw〉）彳關。2⑷〜⑷所示為四種常見之市售立 方八面體合成鑽石之結晶形態及其相對應的生長速度比值 。其中圖2(a)所示為V<1QG>/V<ui㈣8〇的鑽石結晶型態 200906546 ’圖2(b)所示為v<⑽>/ν<ιη>=〇87的鑽石結晶型態，圖 2(C)所不為V<i〇〇>/V<ni> = 1.00的鑽石結晶型態，圖2(d)所 不為V<100>/v<ln> = i.i55的鑽石結晶型態。如圖2⑷〜⑷ 所示，鑽石晶體均由8個八面體（octahedron)的{111}面911 ，和6個立方體912圍成。晶形完整的合 成鑽石會形成許多銳利的尖點913或棱線914。 如圖3所示，鑽石磨粒91以尖點913、稜線914或面 911、912刻劃研磨墊81時，所產生的溝槽結構會有些差異 。當下施力（down f0rce) 80相同時，尖點913或稜線914與 研磨墊81的接觸面積相對較小，因此切刀下方的壓力較大 刺入研磨墊81的深度較深，能切割出窄深的溝槽⑴； 反之，平面9U、912與研磨墊81的接觸面積大，切刃下方 的Μ力較小，刺入研磨墊8〗的 1的，木度較淺，僅能刮擦出寬而 淺的溝槽812。不同形狀的知刀力，告，t 个㈣狀的切刀刻劃出不同形狀的溝槽，自 然地也在研磨墊81表面建立不同形貌的表面凸點結構。銳 利^點9U或稜線914切刀切割出窄深的溝槽⑴，形成 較厚而強物的表面凸點結構。剛性較 加較大的晶圓/研磨塾界面麼力，因此晶圓的二= 高且缺陷率較低。平面911、912的 溝…是形成較薄而鬆散的表面凸點=之= 不佳，易於在隨後的晶圓/研磨墊接觸磨耗中、耐磨性 (g:，導致晶圓的村料移除率降低，缺陷率也二磨平 傳統的研磨塾調節器對於鑽石的 ^ ° 無法做有效控制，因而有些專利已提出解==切刀形狀 系’例如中 8 200906546 華民國專利公告第58G42G號揭露-種製造方法，其利用在 一片狀基材中形成多數個穿孔狀凹部，使各凹部可容納— 鑽石粒的基端，並使鑽石粒的一尖點可落於對應的穿孔令 ，再將鑽石粒與基材固結，用以使鑽石粒外露於基材的部 分具有最佳化方位。然而，各鑽石粒的形狀尺寸不會完全 一致’當形狀尺寸不同的鑽石粒容置於尺寸相同的凹部時 ，各鑽石粒的凸出高度即會產生相當大的差異。此外，例 如中華民國專利公告第587972號揭露利用—間隔物，並在 間隔物上形成多數個孔，各孔鄰近間隔物底面的部分為直 徑小於鑽石（超磨料）平均粒徑的圓筒形，各孔的直徑從 圓筒形頂端至間隔物頂面之間連續擴大（概呈碗形），且各 孔在間隔物頂面位置的直徑為鑽石平均粒徑的L02〜4倍， 在各孔中設置-鑽石粒後，於間隔物的頂面形成一結合層 用以固著鑽石，再將間隔物去除。由於鑽石粒在孔中時， 部分位於孔的圓筒形處，部分位於孔的碗形處，該方法主 :利用結合層可填充於孔的碗形處，而將鑽石粒位於碗形 -的部分包覆於結合層中並使結合層形成凸狀突起，且位 =Μ㈣㈣可露出結合層外’藉此可使鑽石粒能較 :於結合層的平坦部’又能具有較佳的固持力，以避免 疋該方去對於鑽石的凸出高度和切刃形狀 的改善功效相當有限。 【用以解決課題的手段】 為解決習知技術中所存在之前揭課題，本發明提供一 種可以控制鑽石凸屮古 躓凸出间度和切刀形狀的研磨墊調節器之製 200906546 造方法’藉以克服高壓合成鑽石先天的大小與形狀差異， 使得鑽石凸出高度之間的差距縮小。尤其，依據本發明之 製法可以使研磨墊調節器之鑽石磨粒以其銳利的尖點或棱 線朝上作為調節研磨墊的切刀，藉而同時解決習知技術中 鑽石凸出咼度和切刀形狀缺乏一致性的問題。 另外，本發明亦提供一種樹脂黏結研磨墊調節器，具 有一致性極佳的鑽石凸出高度和切刃形狀，並能避免鑽石 磨粒脫落，且以樹脂層與鑽石磨粒結合，可大幅降低成本 〇 【發明之詳細說明】 本發明之研磨墊調節調的製造方法包括下列步驟： 提供一基板，於其一表面上形成有複數個未貫穿該基 板之倒錐形凹坑； 於该等凹坑的錐頂充填預定份量且可去除的膠黏劑； 將複數個鐵石磨粒置入對應的各該凹坑内； 施壓於該等鑽石磨粒，藉以使各該鑽石磨粒的一部份 到達相對應的各該凹坑之錐頂； t將該結合有鑽石磨粒之基板置於一模具内，並注入樹 脂使之形成一包覆該等鑽石磨粒的樹脂層； 脫模並分離該樹脂層與該基板；及 清除該等鑽石磨粒上之未與該樹脂層結合的部分之膠

二劑，即可獲得鑽石磨粒的尖點或稜線朝上之研磨塾調r 器。 P 該等凹坑以直立錐形為佳，具體而言可舉例如，直立 10 200906546 四角錐形、直立二角錐形或直立圓錐形等。此外，關於基 板表面之直立錐形凹坑係以僅容許鑽石磨粒以其尖點或稜 線朝下的狀‘4置人凹坑内為佳。因此為配合所使用之鐵石 磨粒的大J和化狀，各凹坑之頂角的角度以介於6〇。至i 2〇。 為佳，且深度以設成鑽石粒徑之G.25至G.95倍為宜。 本發明之研磨墊調節器的製造方法中，關於在基板表 面凹坑的錐頂充填膠黏劑的方式並無特殊限制，適用者可 以舉例如，網版印刷法、點膠法（dispensing)、噴塗法 (spraying)或喷墨法（inkjet)等。 充填膠黏劑時，膠黏劑之量以使其充填高度達到凹坑 冰度之1/10〜9/10為宜，較佳為達到凹坑深度之1/5〜3/5 。當膠黏劑的充填高度未達凹坑深度之1/1〇時，以尖點或 稜線朝下落入凹坑之鑽石磨粒可能因幾何形狀上之干涉而 無法深入凹坑底部，以致於無法接觸到膠黏劑或因黏結力 太弱而難以停留在凹坑内。t膠黏劑的充填高度超過凹坑 深度的9/10，則因凹坑幾乎被膠黏劑填滿而失去幾何形狀 的干涉作用，以致於以任何指向落入凹坑的鑽石磨粒都可 能被黏住而無法有效控制鑽石磨粒的排列指向。 本發明中所使用之膠黏劑只要可以產生暫時性的膠黏 作用即可’並無特殊限制，合適者可以舉例如天然橡膠、 氣丁橡膠(ne—ene rubber)、丙烯酸酯、矽酮(silic〇ne)及聚 氨酯系（polyurethane)膠黏劑等。 另外，本發明中所使用之樹脂可為熱塑性樹脂或熱固 性樹脂，以熱固性樹脂為佳，具體者可以舉例如，不飽和 11 200906546 知西日樹月日（p〇lyester resin)、乙稀酋旨樹脂（vinyi ester resin) 、環氧樹月日（epoxy resin)、盼樹脂（phenolic resin)、雙馬來 醯亞胺（bismaleimide)、聚醯亞胺（polyimide)樹脂等，其中 較佳者為環氧樹脂。 另外’本發明亦提供一種樹脂黏結研磨墊調節器，其 包括一樹脂層及與該樹脂層形成永久結合之複數個鑽石磨 粒，其中該等鑽石磨粒以尖點或稜線朝上者佔全部鑽石磨 粒之70%以上。 再者，本發明之樹脂黏結研磨墊調節器中，該等鑽石 磨粒突出樹脂層之高度，彼此間至多相差4〇微米。 此外’本發明之樹脂黏結研磨墊調節器中，該等鑽石 磨粒係各自座落於一樹脂錐臺上，且該等樹脂錐臺係在以 樹脂灌注形成樹脂層時，一體成型在該樹脂層的表層。 另外，本發明中所使用之鑽石磨粒為大致上具有立方 八面體結晶形態之高壓合成鑽石顆粒，且粒徑以介於美國 篩網140目〜1〇目者為佳。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 ^ΜίΜΛ. 基板之製作 參閲圖4⑷〜⑷，在本實施例中基板丨的製作是先形成 -公模沖2,並利㈣印方式在-塑膠片u形成倒錐形凹 12 200906546 坑12。公模沖2是以線切割放電加工方式，在_直徑為 110mm、厚度為30mm的不銹鋼（SUS3〇4)塊η之一表面 ’形成多數個直立四角錐體22,表面211即為公财2 的遷印面211。該等直立四角錐體22分佈於璧印面叫上 直徑H)0mm的圓形區域内，且兩兩相鄰的四角_22_ 角221間距為700卿’各四角錐體22的頂角22ι約卯度 ，且垂直高度約350卿。塑膠片n為聚丙烯材質，直徑： 110mm’厚度為〇·4_。以1〇Μρ&的屢力使公模沖2在塑 膠片U上壓印形成約15,785個未貫穿塑膠片11的倒直立 四角錐形凹坑12,各凹坑12錐頂121的角度約％度，且 凹坑深度m❸225/m’凹坑寬度123約45〇师，兩兩相 鄰的凹坑12的錐頂121間距為7〇〇jUm。 口值得一提的是，在基板表面形成倒錐形凹坑的方式， 只要可以使基板表面形成底部未穿孔的錐形凹孔即可，並 無特殊限制。例如除上述塵印方式之外，亦可應用前述之 加工壓印用公模沖的方式，以射出成型法來提供一塑膠材 質的基板。或者’可以利用電鑄或壓鑄㈣方式製 作金屬材質的基板。此外’亦可採行不使用模具的製造方 、、亦即可以利用放電加工、超音波加工、微銳削、雷射 加二、電子束加或或離子束加工等方式，直接對基板表面 進灯加工’使其形成複數個底部未穿孔之倒錐形凹坑。 曼塞_劑之奋.土_ '參閱圖5,利用網版印刷方式充填膠黏劑31於基板1 的凹坑12之錐頂121處。網版32為厚度50哗的不錄鋼片 13 200906546 ，其上以雷射鑽孔方式形成有對應於凹坑12錐頂121位置 的圓形穿孔32卜各圓形穿孔321的直徑為〇 2酿，圓形穿 孔321總數約15,785個。膠黏劑31是以3M公司生產的水 性壓克力系感壓型接著劑（型號sp_7533 )，與去離子水以 重量比1 : 1的比例混合，並攪拌均勾後所形成。以網版印 刷方式將基板I置於一網印平台33上，並使網版32的穿 孔32!對應於凹坑12位置，以刮刀34塗佈膠黏劑31。待 填充膠黏劑31於各凹坑12底部後，將基板丨置入熱風循 環烘箱中，以5(TC烘乾15分鐘後’膠黏劑31於凹坑12底 部的充填高度311 (參閱圖6)約為50jtim。 鑽石磨敕之晋入輿渣险 參閱圖6，將多數個鑽石磨粒4散佈於充填有膠黏劑 31的基板1上，並以壓克力毛刷輕輕來回掃動散佈在基板 1上的鑽石磨粒4 ,使鑽石磨粒4以尖點或稜線朝下的狀態 落入凹坑12内，並被膠黏劑31黏住形成暫時性的結合。 此處所採用之手段並無特殊限制，只要能使鑽石磨粒4在 基板1表面翻滚移動以調整落入凹坑的指向，任何方式皆 可做為配置鑽石磨粒4的方法，例如讓基板1產生擺動或 振動，造成鑽石磨粒4在基板1上翻滚移動位置亦可。 待基板1表面的每個凹坑12都大致結合有一個鑽石磨 粒4之後’再以壓克力毛刷將未被結合在凹坑a内的多餘 鑽石磨粒刷除。此處亦可採用將基板1反轉並振動的方式 ’使未被結合在基板1表面的凹坑12内之多餘的鑽石磨粒 脫落。 14 200906546 本實施例所用的鑽石磨粒4且右& 具有如圖2(a)〜(d)所示的立 方八面體型態，粒徑範圍小於美 、夫師網4〇目，大於美國 網45目，為ELEMENTSIX公司斛斗本 … Λ a㈠所生產，型號SDB1100。 將鑽石磨敕壓$ w拉f i t 參閱圖7,透過一厚度為3.〇mm的石夕膠片35對以前述 步驟所形成之每個凹坑12都結合有—個鑽石磨粒4的基板 1施加一約G.2MPa的均勻壓力，將鑽石磨粒4更進一步地 塵入凹坑12底部，使鑽石磨粒4的尖點41或稜線a大致 達到凹坑12的錐頂121處。 如此，可以確保鑽石磨粒4在後續的操作過程中暫時 穩固地結合在凹坑12内而不會輕易地移動。尤其，鑽石磨 粒的尺寸有相當的差異，但是透過此一施廢操作可以使 鑽石磨粒4接近基板丨之凹坑12錐頂121。 在本實拖财’為使施力均勻分佈至鑽石錄4，所使 用的軟質材料切膠片’但也可採料他彈㈣材料，例

如天然橡膠或聚氯乙烯等。所施加的壓力也可選用在 O.IMPa至lMPa範圍内的壓力為佳。 樹脂之注入輿碌化 參閱圖8,在-模具5之上模51内置人鑽石磨粒4已 深抵並結合在凹坑12底部之基板1，並與一下模52合模。 模具5設有〇型密封圈53、排氣口 54及樹脂注入口 55。 利用模具5之排氣口 54抽真空，使模腔％内壓力低於 祕心再由樹脂注人口 55注人熱固性樹脂。本實施例所 使用的熱固性樹脂是以STRUERS A/s公司所製的環氧樹脂 15 200906546 (EPOFIX RESIN)及硬化劑（EPOFIX HARDENER)以重 量比25 : 3的比例混合而成。 藉由真空注入（vacuum impregnation)，有利於排除模腔 56内之空氣’以及吸附在鑽石磨粒4和凹坑12表面的氣體 ’如此將使得樹脂的浸潤更為充分，並可降低樹脂與鑽石 磨粒4間形成微觀孔隙的可能性。 脫模完成研磨墊調筋器 如圖9所示地，待熱固性樹脂在常溫下硬化12小時後 進行脫模程序，使硬化的樹脂層6連同與樹脂層6形成永 久性結合之鑽石磨粒4從模具5和基板1表面脫開。接著 將樹脂層6具有鑽石磨粒4之一側浸泡於曱乙酮（methyl ethyl ketone)溶劑中約15分鐘，再以尼龍清洗刷輥 (scrubbing r〇ller)施以水磨刷除沾黏在鑽石磨粒4露出樹脂 層6的部分之膠黏劑31，使鑽石磨粒4之尖點々I或稜線 42露出（參閱圖10)’接著以超音波震盪清洗後，以壓縮 空氣吹乾，即可獲得一由樹脂層6與鑽石磨粒4所組成的 樹脂黏結研磨墊調節器100。 為了使脫模程序更易於進行，當然亦可在模具内面與 基板表面塗覆適當的脫模劑，如聚乙烯醇（p〇lyvinyi alC〇h〇l)、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene)、聚二甲其石夕 氧烷（dimethyl p〇iysil〇xane)或蠟等。清除膠黏劑的方法亦可 以利用例如，乙醇或二甲苯等之溶劑浸泡。另外，亦可用 聚丙烯不織布清潔用無磨料磨輥，施以水磨刷除去膠黏劑 16 200906546 樹脂黏結研麼墊調節器 圖10和圖11所示分別為依據本發明之前述製程所製得 之樹脂黏結研磨墊調節器100的部分放大示意圖，及部分 放大剖視示意圖。圖10及圖11顯示依據前述實施方式所製 成之樹脂黏結研磨塾調節器刚係由樹脂層6及與樹脂層6 形成永久結合之複數個鑽石磨粒4所構成，而且該等鑽石 磨粒4各自以尖點41或稜線42朝上的狀態座落於一樹脂 錐臺上。樹脂黏結研磨墊調節器、1〇〇的鐵石磨粒4大部 分以朝上之尖點41或稜線42作為切刃。鑽石磨粒4各自 被-浸透至基板i之凹坑12内（再參_ 8)减凹坑12 内的膠黏劑31鄰接之樹脂硬化而形成的樹脂錐臺61所包 覆，故各具有一清除膠黏劑31後的露出高度Μ，且其自樹 脂錐臺61所包覆的部分起有—整體上大致與基板i之凹坑 深度122 (再參閱圖4⑷）接近的凸出高度44，此點亦為各 _粒4的凸出高度44間之差距得以控制在4〇微米以 下的乾圍内之主要原因。而且，各鑽石磨粒4除了包覆在 樹月旨層6本體内的部分外，同時被樹脂錐臺61部分包覆， 使得鑽石磨粒4更不易自樹脂層6脫落。 鼓JiJLii.研磨塾調iii成品表面翻寂 圖12為實施例1所製得的樹脂黏結研磨墊調節器的正 面立體顯微影像照片，放大倍率約為6〇倍。圖12顯示鑽 石磨粒均以尖點或稜線朝上排列，且每顆鑽石磨粒都座落 在-四角錐形的樹脂錐臺上。另夕卜藉由立體顯微鏡在放 大〇倍的情況下，隨機觀察實施例丨製得的樹脂黏結研磨 17 200906546 墊調節器上的1000顆鑽石磨粒，計算尖點或稜線朝上的鑽 石磨粒比例約為89%，具有一致性的切刃形狀。 圖13為利用表面結構測量儀器（MITUTOYO，Surftest SV-400)量測實施例1製得的樹脂黏結研磨墊調節器之鑽 石磨粒凸出高度的測量結果。其測量條件：設定高度方向 的測量範圍為600μηι，解析度為O.l^m，測量長度為5.0inm 。圖13所示，每一個波峰表示一顆鑽石磨粒的凸出高度， 最大波峰與最低波峰的差距，即為鑽石磨粒之凸出高度的 隶大差距’圖13中顯示’所量測的錢石磨粒之間，凸出高 度的最大差距僅25/im，可具有一致性的凸出高度。 實施例2 實施例2的實施步驟與實施例1大致相同，惟膠黏劑 31的充填高度311 (參閱圖6)約為ΐ5〇μηι。 樹脂黏結研磨墊調節器成品表面觀容 圖14為實施例2所製得的樹脂黏結研磨墊調節器的正 面立體顯微影像照片，放大倍率約為60倍。由於實施例2 之膠黏劑的充填高度大於實施例1，使得鑽石磨粒在凹坑中 被膠黏劑包覆的面積較大，故與圖12相較，圖14中實施 例2的樹脂錐臺高度明顯小於實施例1。另外，同樣藉由立 體顯微鏡在放大20倍的情況下，隨機觀察實施例2製得的 樹脂黏結研磨墊調節器上的1000顆鑽石磨粒，計算炎點戍 稜線朝上的鐵石磨粒比例約為8 1 %，仍具有極佳的切刃形 狀一致性。 18 200906546 圖1 5為利用表面結構測*僅γ '量儀益（ΜΙΤύΊΓΟΥΟ，Surftest SV-400)量測實施例2 搵认此 灰侍的树脂黏結研磨墊調節器之鑽 石磨粒凸出高度的測詈社里 、’。果。其測量條件與實施例1相同 。圖15中顯示，所詈泪丨丨沾m τ + 的鑽石磨粒之間，凸出高度的最大 差距僅W/nn，也具有極佳的凸出高度一致性。 實施例3 實施例3的實施步驟與實施例1大致相同，惟，基板 之製作及膠黏劑之充埴太4t 兄填方式與實施例i有所差異，在此即 不再另外繪圖說明。 實施例3是利用v•型溝槽磨削加工方式，形成公模沖 其係在-不錄鋼（SUS42Q )塊表面的環狀區域（内圈半 徑23.6mm，外圈半徑513mm)内在三個方向（彼此夹 角為120度）上，按固定間距123麵，磨削爽角約為 70.52度，且深度約為〇 577mm❾v型溝槽，以形成多數 個直立三角錐體。

利用壓印方式，以壓力約A lOMPa，使公模沖在一直 敉為110mm，厚度為1〇111111的聚丙烯製塑膠片上壓印形成 約7，192個未貫穿塑膠片的倒直立三角錐形凹坑，而形成基 板該等凹坑的錐頂角度約為90度，且凹坑深度約為 350μιη。 在本實施例令，是利用點膠方式將膠黏劑充填於該等 凹坑的錐頂，點膠機的針頭内徑為0.26mm，出膠量約為 0.1mm3。點膠機所用的膠黏劑是以3M公司生產的水性壓克 力系感壓型接著劑（型號SP-7533)，與去離子水以重量比2 19 200906546 • i的比例混合，並搜拌均勻後所形成。點膠完成後，同實 施例1的步驟將膠黏劑乾燥，而乾燥後的膠黏劑在凹坑錐 頂的充填高度約為2GG/m。其後實施步驟與實施例1相同 ，而獲得-由樹脂層肖鑽石帛粒所組成的樹脂黏結研磨塾 調節器。‘准，本實施例所用的鑽石磨粒，粒徑範圍小於美 國篩肩30目，大於美國篩網35目，為公司 所生產，型號SDB1100。 表面觀察 圖16為實;^例3所製得的樹脂黏結研磨墊調節器的正 面立體顯微影像照片，放大倍率約為6〇倍。圖16顯示鑽 石磨粒均以尖點或稜線朝上排列，且每顆鑽石磨粒都座落 在-二角錐形的樹脂錐臺上。另夕卜藉由立體顯微鏡在放 大20倍的情況下，隨機觀察實施例3製得的樹脂黏結研磨 墊調節器上的綱顆鑽石磨粒，計算尖點或稜線朝上的鑽 石磨粒比例約為83%。

圖Η為利用表面結構測量儀器（ΜΙΤυτ〇γ〇，s她⑻ )!測實施例3製得的樹脂黏結研磨墊調節器之鑽 石磨粒：出高度的測量結果。其測量條件與實施例"目同 ，惟测量長度為7.5mm。圖17中顯示，所量測的鑽石磨粒 之間，凸出高度的最大差距為20μηι。 迖了4本發明之樹脂黏結研磨墊調節器上的 鑽石磨粒因彼此間之凸出古 錯 出阿度差異镟小，故有較高比例之 1可以成為有效調節研磨墊的工作鑽石。其結果， 20 200906546 不僅調節器的切削率不易鈍化，可以維持長時間的晶圓移 除率穩定性’而且因為研磨墊調節器上沒有太凸出之鑽石 磨粒所以研磨塾不會被過度修除，使用壽命可以延長， 進而節省非製程時間。 其次，本發明之樹脂黏結研磨墊調節器，因為大部分 工作鑽石的切刀形狀是銳利的尖點或稜線，且凸出高度差 異微小，故可輕易地在研磨墊表面，既密且規則地刻劃出 幵y狀與^未淺較為一致的溝槽，從而使得研磨塾表面凸點的 大小與形貌整齊一致’定義出一密度高且強韌之表面凸點 結構。其結果乃得以進一步提昇晶圓的材料移除率及移除 率均勻性，同時降低缺陷率。 另外’本發明之樹脂黏結研磨墊調節器利用樹脂錐臺 的包覆，可在不犧牲鑽石磨粒的凸出高度下形成較大的黏 結面積，故而具有較高的黏結強度。且，本發明之樹脂黏 結研磨墊調節器上工作鑽石的數目較多，台的下施力會 被平均分擔，不會有單獨的一顆工作鑽石承受過高的動態 負荷’故可有效地避免鑽石磨粒脫落。 此外，本發明之樹脂黏結研磨墊調節器的鑽石磨粒具 有較大的凸出高度，因此，在研磨墊表面切割溝槽時，切 屑與研磨液有較大的流動空間，這將使排屑容易進行，而 且研磨液的流動與分散都變得較為順暢。同時，鑽石磨粒 的凸出尚度較大將使得樹脂黏結研磨墊調節器之樹脂層在 調節研磨墊的過程中不易接觸到研磨墊，故可避免磨耗。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 21 200906546 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為傳統的隨機排列讚石磨粒指向之研磨墊調節 器的剖視示意圖； 圖2(a)〜(d)是說明四種常見的市售立方八面體合成鑽石 結晶形態之示意圖； 圖3是一鑽石磨粒以不同形狀的切刃在研磨墊表面刻 劃溝槽的示意圖； 圖4(a)是一說明本發明樹脂黏結研磨墊調節器之製造方 法的實施例1，其製程步驟中所用的公模沖之示意圖； 圖4(b)是-沿4⑷中B_B直線所取的剖視示意圖； 圖4⑷是-㈣該實施们的實施步财表面形成有複 數個直立四角錐形凹坑之基板的示意圖；

圖4⑷是-沿圖4⑷中D_D直線所取的剖視示意圖； 圖5是-說明該實施例i的實施步驟中將暫時結合用 膠黏劑充填至凹坑底部的操作方式示意圖； ^是-說明該實施例i的實施步驟中，鑽石磨粒配 置在基板表面的倒錐形凹坑之剖視示意圖； 圖7是-說明該實施例1的實施步驟中，以 料施壓於暫時結合在基板表面倒 操作示意圖； 坑内之鑽石磨粒的

是—說㈣實關1的實施步㈣，將基板置入 22 200906546 一模具内以進行樹脂注入程序的示意圖； /圖9是一說明該實施例1的實施步驟中，樹脂層硬化 後與模具和基板分離的過程之示意圖； 圖ίο是-本發明樹脂黏結研磨墊調節器之實施例 局部放大示意圖； ’ 圖11是一該實施例1的局部放大剖視示意圖； 圖12是一該實施例丨的顯微影像照片； 圖13是一以表面結構測量儀器測量該實施例】的局部 區域所得的鑽石磨粒凸出高度量測結果； 圖14是一本發明樹脂黏結研磨墊調節器之實施例2的 顯微影像照片； 圖15是一以表面結構測量儀器測量該實施例2的局部 區域所得的鑽石磨粒凸出高度量測結果； 圖16是一本發明樹脂黏結研磨墊調節器之實施例3的 顯微影像照片；

圖Π是一以表面結構測量儀器測量該實施例3的局部 區域所得的鑽石磨粒凸出高度量測結果。 23 200906546 【主要元件符號說明】 1 ......... ••基板 43•… 路出南度 11........ ••塑膠片 44·_··. 凸出南度 12........ ••凹坑 5…… •…模具 121…… _ •錐頂 51 ·.·· …·上模 122…… ••凹坑深度 52•…. •…下模 123…… ••凹坑寬度 53 ··.·. ····〇型密封圈 100…… ••樹脂黏結研磨墊 54…·· …·排氣口 調節器 55 ···.· 树月a注入口 2 ......... ••公模沖 56·...· •…模腔 21........ ••不銹鋼板 6…… •…樹脂層 211…… _ -壓印面（表面） 61 •…樹脂錐臺 22........ .•四角錐體 80··..· •…下施力 221…… ••頂角 81 •…研磨墊 31........ ••膠黏劑 811 ··· …·溝槽 311…… ••充填高度 812… …·溝槽 32........ ••網版 9…… •…研磨墊調節器 321…… ••圓形穿孔 91 ·.··· …·鑽石磨粒 33........ ••網印平台 911… …·面 34........ ••刮刀 912… .···面 35........ ••破膝片 913… ----大點 4 ........ ••鑽石磨粒 914… •…稜線 41........ ••尖點 92…… •…結合劑層 42........ ••稜線 93 ··.·. •…基材 24 200906546 94.........凸出高度 25

Claims (1)

1. 200906546 十、申請專利範圍： 1. -種研磨墊調節器的製造方法，包括下列步驟： 提供基板，於其一表面上形成有複數個未貫穿該 基板之倒錐形凹坑； 於該等凹&的錐了貝充填預定份量且可去❺的膠黏劑 將複數個鑽石磨粒置入對應的各該凹坑内； 施壓於該等鑽石磨粒，藉以使各該鑽石磨粒的一部 份到達相對應的各該凹坑之錐頂； 將该結合有鑽石磨粒之基板置於一模具内，並注入 樹脂使之形成一包覆該等鑽石磨粒的樹脂層； 脫模並分離該樹脂層與該基板；及 清除該等鑽石磨粒上之未與該樹脂層結合的部分之 膠黏劑’即可獲得錢石磨粒的尖點或棱線朝上之研磨塾 調節器。 2. 依據申請專利範圍第丨項所述之研磨墊調節器的製造方 法，其中該等凹坑之頂角具有一介於6〇。至12〇。的角度 〇 3·依據申請專利範圍第丨項所述之研磨墊調節器的製造方 法，其中該等錐形凹坑的深度為該等鑽石磨粒之粒 0.25 至 0.95 倍。 ' 4_依據申請專利範圍第丨項所述之研磨墊調節器的製造方 法，其中該膠黏劑之充填高度達到該等凹坑深度之1/1〇 〜9/10。 26 200906546 5.依據申請專利範圍第4項所述之研磨墊調節器的製造方 法，其中該膠黏劑之充填高度達到該等凹坑深度之1/5 〜3/5。 6· —種樹脂黏結研磨墊調節器，係由一樹脂層和複數個部 分包覆在該樹脂層内之鑽石磨粒所構成，其中該等鑽石 磨粒以尖點或稜線朝上者佔全部鑽石磨粒之7〇%以上。 7.依據申請專利範圍第6項所述之樹脂黏結研磨墊調節器 ’其中該等鑽石磨粒突出該樹脂層之高度，彼此間至多 相差40微米。 8·依:巾請專利範圍第6項所述之樹脂黏結研磨塾調節器 /、中肩等鑽石磨粒係各自座落於一樹脂錐臺上，且該 等樹月曰錐臺係在以樹脂灌注形成樹脂層日夺，一體成型在 該樹脂層的表層。 27