TWI274631B - Polishing pad and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1274631 16998twf.doc/m 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種研磨墊及其製造方法，且特別是 有關於一種表面具有深度比在一定範圍之二溝槽的研磨墊 及其製造方法。 【先前技術】 在進行積體電路製程時，通常需要將晶圓表面的微鈿 凹凸消除並使其平坦化。以目前之平坦化的技術來說，化 學機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing，簡稱 CMP) 疋現今較常使用之全面性平坦化(Global Planarization)的 技術。一般而5 ’在化學機械研磨的過程中，係藉由具有 懸浮研磨粒(abrasive particle)的研磨液(slurry)以及具有適 當的彈性(elasticity)與硬度(hardness)之研磨墊，在晶圓表 面彼此進行相對運動，來達成平坦化的目的。換言之，當 晶圓以按壓的方式於研磨墊上移動時，晶圓表面與研磨液 中的研磨粒子會彼此接觸而產生摩擦，如此會使得晶圓表 面產生耗損，而使其表面逐漸平坦。 為了在研磨墊上提供傳輸研磨液的通道，通常會在其 ^面形成許多溝槽。另外，為了提高研磨墊之壓縮性，通 常會在其背面形成許多溝槽。但是，在形成溝槽的過程， 則易在二溝槽的交界處產生大量殘屑，進而造成生產作業 費時。所以，如何製作出具有溝槽，且同時不會有大量殘 屑等問題的研磨墊已成為重要的發展課題。 【發明内容】 4 1274631 16998twf.doc/m 本發明的目的就是在提供—種研磨墊，可解決於其表 面上形成溝槽時，會有大量殘屑產生的問題。 本电明的另目的是提供一種研磨墊的製造方法 夠於表面形成溝槽時，減少殘屑產生。 、本發明提出-種研磨墊，此研磨墊係由聚合物基材所 構成，此聚合物基材之正面及/或背面形成有至少一徑向 槽以及至少-雜溝槽’其巾徑向溝槽與環狀溝槽之深产 比係介於0.1至1.05之間。 又 依照本發明的實施例所述，上述之徑向溝槽係一直線 形溝槽，其係由研磨墊之中心向外呈放射狀分布。另外， 徑向溝槽係-曲線形溝槽，其係由研磨墊之中心 旋狀分布。 依照本發明的實施例所述，上述之環狀溝槽係一圓形 溝槽、橢圓形溝槽或波浪形溝槽。 依照本發明的實施例所述’曰上述之徑向溝槽與環狀溝 槽之深度比係介於（U至0.3之間。在一實施例中， 溝槽與環狀溝槽之深度比係介於0.3至〇.5之間。在另一 實施例中，徑㈣槽與環狀溝槽之深度比係介於0.5至0.7 之間在X Λ %例中，控向溝槽與環狀溝槽之深度比係 ^於0.7”至0.9之間。在再—實施例中，徑向溝槽與環狀 溝槽之深度比係介於〇·9至ι·〇5之間。 本發明又提出-種研磨塾的製造方法，此方法為先提 供-?炎合物基材。然後，於聚合物基材之正面及域背面形 成至少-徑向線形溝槽以及至少—環狀溝槽，其中徑向溝 5 1274631 16998twf.doc/m 槽與環狀溝狀深纽係介於g.U1g 依照本發明的實施例 、^間。 法例如是-銑床加工方六、^ 以之#向溝槽的形成方 車床加工方式。在一大f槽的形成方法例如是一 環狀溝槽，且在經向溝槽 成，向溝槽再形成 驟。 ㈢夕成後更匕括進行一表面切削步 依照本發明的實施例所 、十少/一 & 形溝槽，其係由研磨塾之^=述之㈣溝槽係一直線 =係，二 溝槽依述之環狀 依照本發明的實施例所 槽之深度比係介於（U至=之=，純溝槽與環狀溝 f5與壞狀溝槽之深度比係介於（U S 0.5之間。在另- 槽與環狀溝槽之深度比係介於〇.5至〇 7 八 又貝轭例中，徑向溝槽與環狀溝槽之深度比係 、、羞抽7 〇.9之間。在再一實施例中，徑向溝槽與環狀 4槽之深度比係介於〇.9至丨.05之間。 本！X月係於研磨墊上形成徑向溝槽以及環狀溝槽，特 =疋由於徑向溝槽與環狀溝槽的深度比係限絲—定範圍 :因此可改善於製作溝槽的過程中，易在溝槽交界處產 歹4屑的問題’以減少生產作業的時間’並可降低製作的 成本。 1274631 16998twf.doc/m 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂’下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下。 【實施方式】 圖1為依照本發明實施例所繪示之研磨塾的示意圖。 請參照圖1，研磨墊100係由一聚合物基材102所構 成’ 合物基材102的材質例如是聚胺醋(polyurethane)、 ，環氧树脂(epoxy resin)、酉分曱酸樹脂(phen〇i formaidehyde resin)、二聚氰胺樹脂（melamine resin)或熱固性樹脂 (thermosetting resin)等。此外，在聚合物基材102之正面 104係形成有之至少一個徑向溝槽12〇以及至少一個環狀 溝槽140 ’其中徑向溝槽12〇與環狀溝槽14〇之课度比係 介於0.1至1·〇5之間。上述，徑向溝槽與環狀溝槽之深度 比係介於0.1至〇·3之間。在一實施例中，徑向溝槽與環 狀溝槽之深度比係介於〇·3至〇·5之間。在另一實施例中， 徑向溝槽與環狀溝槽之深度比係介於〇·5至〇·7之間。在 隊 又一實施例中，徑向溝槽與環狀溝槽之深度比係介於0.7 至0.9之間。在再一實施例中，徑向溝槽與環狀溝槽之深 度比係介於0.9至1.05之間。 在一實施例中，徑向溝槽120可例如是由圖2所示之 直線形’冓槽所構成，且直線形溝槽係由聚合物基材1〇2之 中心向外呈放射狀分布。在另一實施例中，徑向溝槽12〇 可例如是由圖3所示之曲線形溝槽所構成，且曲線^溝槽 係由聚合物基材丨02之中心向外呈螺旋狀分布。在又一實 1274631 16998twf.doc/m 施例中’徑向溝槽120可例如是由圖4所示之曲線形溝槽 所構成，且曲線形溝槽係由聚合物基材102之中心向外呈 放射狀分布。 另外，在一實施例中，環狀溝槽140可例如是由圖5 , 所示之圓形溝槽所構成，且其係不同半徑之同心圓。在另 一實施例中，環狀溝槽140可例如是由圖6所示之橢圓形 溝槽所構成，且其係不同軸長之同心橢圓。在又一實施例 _ 中，環狀溝槽140可例如是由圖7所示之波浪形溝槽所構 成。 本發明之研磨墊100可由上述實施例中之圖2至圖4 所示之徑向溝槽120以及圖5至圖7所示之環狀溝槽14〇 的任意組合而成。 - 值得一提的是，研磨墊100之徑向溝槽120與環狀溝 槽140系會在其製造過程中於溝槽兩侧產生殘屬，特別是 在兩個溝槽較界處此問題更為嚴重。所以，在使用研磨 墊進行研磨動作前，通常需先進行—清除朗的步驟，ς 、$會造成生產作業費時等問題。因此，本發明係特別地對 • ^向溝槽120與環狀频14Q的深度比限定在—^範圍内 (曰/罙度比0.1 1·〇5之間）’以改善上述提及之產生殘屬的問 題’減4生產作業的時間’降低製作的成本。 η、此外，可在研磨墊的背面106形成徑向溝槽 120以及 衣片、溝枱1/0。甚至是，可在研磨墊的正面1〇4與背面 同㈣成k向溝槽12〇以及環狀溝槽14Q。同樣地，背面 06之位向溝才曹12〇與環狀溝槽14〇之深度比係介於 8 1274631 16998twf.doc/m 至1.05之間’因此可改善在研磨墊上製造溝槽時，會產生 殘屑，因而耗費製造成本與時間的問題。承上述，在研磨 墊的背面卿叙徑向溝槽12〇無狀溝槽⑽可分別二 圖2至圖4以及圖5至圖7所示之示意圖，因此於此不再 ， 繪示，且不再贅述。 在上述貝加例中，本發明之研磨墊上的握向溝槽 的圖案係以直線形、曲線形，且分別是呈放射狀、螺旋狀 • 為例作說明，而環狀溝槽HO的圖案係以圓形、橢圓形、 波浪形為例作說明。然而，本發明並無對徑向溝槽12〇愈 環狀溝槽14G之随的形狀加以限定，且本發明亦不對_ 向溝槽U0與環狀溝槽140的數目、％度及間距做特獅 限定，其可端視實際的需要而定。 、為了詳述本發明，以下係說明本發明之研磨墊的製造 方法，且以在研磨墊之正面形成有呈放紐之直線形圖案 的徑向溝槽以及圓形圖案的環狀溝槽為例說明之。圖8係 依照本發明實施例所繪示之研磨墊的上視示意圖，而圖9 鲁 則是繪示沿圖8之剖面線的剖面示意圖。 請參照圖8與圖9，研磨墊1〇〇的製造方法係先提供 •一聚合物基材102，且此聚合物基材1〇2具有—正面1〇4 與一背面106。 然後，於聚合物基材102之正面1〇4上形成徑向溝槽 120以及環狀溝槽140。徑向溝槽12〇的形成方法例如是利 用銑床(milling machine)加工方式形成之。銑床加工方式例 如是，將聚合物基材102固定於銑床加工機台上，並^轉 1274631

徑向溝槽120之圖案。環狀溝槽14〇的形成方法例如是 用車床(lathe)加工方式形成之。銑床加工方式例如是， 聚合物基材102裝置於銑床加工機台上，並以移動機台上 - 之刀具(cutter)，且配合旋轉聚合物基材1〇2，以形成^大 溝槽14Θ 〇 在=貫施例巾，是以銑床加I方式絲合物基材102 • 上形鍊向賴12Q，然後再以車床的方式形成環狀溝槽 =0。車ϋ的，在形成徑向溝槽12〇之後，形成環狀溝槽 士〇之月k包括進行-表面切削步驟，將形成徑向溝槽· 日请產生的殘屑磨除。最終形成的徑向翻丨2Q的深唐0 r

伟僧140，其形成方法同樣可分別例 工方式、表面切削步驟以及車床加工方式 不再贅述。 如是利用銑床加工方式、 以形成之，於此不再贅述

10 1274631 16998twf.doc/m 中，且將表1之數據綠於圖l〇中。 表 實驗例

Dl (mm) D2 (mm) 深度比 (D1/D2) ^-------^ 殘屑密度 ^〇04~ ~~~——__ Π Af. 1.60 1.79 1.73 ~ 1.79 0.97 〜 1.82 1.79 1.02 -—~~--__ Π ο 〇 1.95 ~ 1.79 1.09 ^ \j.y〇 ^ Q CQ 2.00 — 1.79 1.12 ^ J〇 --一_ 7.63 ·— -~1 槽的=3,1與圖1G，實驗例1〜5是固定環狀 曰、/又2為L79 mm，而徑向溝槽的深度Dl分 :·60每1.73、1·82、195、2 〇〇疆以進行試驗。由表1 a例1〜5的徑向溝槽與環狀溝槽之

墊H 8、7·63。表1中之「鋪密度」即是指柄i 形成後向溝槽與環狀溝槽時，其交界處所產生之每 位面積的殘屑量。 户貝知例1〜5的貫驗結果為：實驗例1〜3所產生的殘屑 =度在⑽4〜㈣之間，而實驗例4、5所產生的殘屑密度較 、Ί乂易對整個生產作業造成影響。由圖10可發現，徑向 ，槽與環，溝槽之深度比錢大，_產生的殘屑密度越 伯i另外’實驗例1〜5僅以深度比為_〜1.12之間做試驗， 圖1〇所繪示之曲線的趨勢，可推知在深度比^ 、於0.89的 1274631 16998twf.doc/m 情況下’其殘屬密度在〇.〇4以下。因此，本發明之徑向溝押 與環狀溝槽的深度比介於0.K05之間，所以其所產生的^ 屑密度在約0.98以下，如此將不會有影響生產作業時間的問 題。

綜上所述，本發明之研磨墊上係形成有徑向溝槽，以 及環狀溝槽，而此二溝槽的作用不僅是可提供較好的壓縮 性之外’也可於研磨過程中協助研磨液能约均勾輸送到不 同區域。特別是，由於徑向溝槽與環狀溝槽的深度係限 在:定範圍内’、因此可改善於製作溝槽的過程中，易在溝 槽父界處產生朗㈣題，喊少生產作業 降低製作的成本。 J $財^已以實施_露如上，齡並祕以限定 ίί 沾習此技勢者’在不脫離本發明之精神和範 圍内’當可作些許之更動與濁飾，因此本發明之伴=門 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。/之保5又乾圍 【圖式簡單說明】 ===發明實施例所緣示之研磨塾的示意圖。 之上:示：本發明所繪示之研磨塾的徑向溝槽 之上::;圖圖:為依照本發明所'㈣之研磨塾的環狀溝槽 圖 圖8係依照本發明實施例所緣示之研磨塾的上視示意 圖9為繪示沿® 8的14,剖面_剖面示意圖。 1274631 16998twf.doc/m 圖10為繪示研磨墊的徑向溝槽與環狀溝槽之深度比 對殘屑密度的關係圖。 【主要元件符號說明】 100 :研磨墊 102 聚合物基材 104 正面 106 _ 120 140 背面 徑向溝槽 環狀溝槽 13

Claims (1)

1274631 16998twf.doc/m 十、申請專利範固： 1· 一種研磨墊，包括： 在兮：=基材’該聚合物基材具有-正面與-背面， 環^溝样，Λ㈣面形成有至少—徑向溝槽以及至少一 0^1至1.曰05之Ί雜向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於 溝槽範圍第1項所述之研磨聲，其中該徑向 溝槽範圍第1項所述之研磨墊，其中該捏向 心向外呈螺且該曲線形溝槽係由該研磨塾之中 、4·如申凊專利範圍第1項所述之研磨墊，其中★ 溝槽係蝴曹、—橢圓形溝槽或—波浪形溝槽^狀 、5·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中 溝槽與該職溝槽之深度比齡於G.1至G·3之間。以二向 6·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該句 溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於〇·3至〇·5之間。二向 、7·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該徑 溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.5至〇·7之間。σ 8·如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該押 溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.7至0.9之間。=二° 、9.如申請專利範圍第1項所述之研磨墊，其中該徑向 屢槽與该環狀溝槽之深度比係介於〇·9至1.05之間。° 14

13.如申睛專利範圍第項所述之研磨墊的製造方 法，是先形成該徑向溝槽再形成該環狀溝槽，且在該#向 溝槽形成後更包括進行一表面切削步驟。 1274631 16998twf.doc/m 10·—種研磨墊的製造方法，包括· 聚合物基材，該聚合物基材具有—正面與 面，以及 於該聚合物純之紅面及/或婦面形歧少/授 向溝槽以及與至少—環狀溝槽，其情徑向溝槽*該禳狀 溝槽之深度比係介於0.1至105之間。 7、 11·如申明專利範圍第10項所述之研磨墊的製遠方 法，其中該徑向溝槽的形成方法包括一銑床加工方^' 12·如申請專利範圍第1〇項所述之研磨墊的製透方 法，其中該環狀溝槽的形成方法包括一車床加工方^。 14·如申請專利範圍第1〇項所述之研磨墊的製造方 法，其中及徑向溝槽係一直線形溝槽，且該直線形溝槽勝 由該研磨墊之中心向外呈放射狀分布。 15·如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法，其中5亥徑向溝槽係一曲線形溝槽，且該曲線形溝槽係 由該研磨墊之中心向外呈螺旋狀分布。 16·如申請專利範圍第1〇項所述之研磨墊的製造方 法，其中該環狀溝槽係一圓形溝槽、一橢圓形溝槽或一波 浪形溝槽。 17·如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法’其中該徑向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於仏丨至 15 1274631 16998twf.doc/m Θ.3之間。 18. 如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法，其中該徑向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.3至 0.5之間。 19. 如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法，其中該徑向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.5至 0.7之間。 20. 如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法，其中該徑向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.7至 0.9之間。 21. 如申請專利範圍第10項所述之研磨墊的製造方 法，其中該徑向溝槽與該環狀溝槽之深度比係介於0.9至 1.05之間。 16