精密研磨工具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种精密研磨工具，包括：一基板；多个规则排列于该基板上的研磨颗粒；多个成型于该基板上的第一固定基座，每一这些研磨颗粒藉由其所对应的第一固定基座而规则地固设于该基板上；以及一第二固定层，其披覆这些第一固定基座以及该基板的表面，且使这些研磨颗粒裸露出来而形成一研磨面。本实用新型专利技术并不利用烧结等高温工艺将研磨颗粒固定于基板表面上，以避免研磨颗粒易发生断裂的问题。另一方面，本实用新型专利技术可调整上述容置部的态样，或是将容置部以区域的方式成型于该基板表面上，以使研磨颗粒在形成研磨面时可具有分布密度的变化、颗粒大小的变化、或是形成研磨区与裸空区的组合，因此，本实用新型专利技术具有较佳的研磨能力。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种精密研磨工具，尤指一种具有较佳研磨特性的研磨工具。
技术介绍
随着半导体工艺的发展，已大量地应用在半导体制造的流程中，举例来说由于晶圆的表面必须平滑以利后续的工艺的进行，因此，在半导体产业的晶圆工艺中，研磨工具广泛用于化学机械研磨工艺(Chemical Mechanical Polishing, CMP)，以针对晶圆进行研磨及抛光作业。在化学机械研磨工艺的过程中，晶圆藉由圆盘封盖且下压在旋转的抛光垫上，并且注入酸性或碱性的研磨液于该抛光垫上，藉以进行抛光及研磨的作业。 在化学机械研磨工艺中，需利用一研磨工具进行抛光垫修整作业，该抛光垫修整器乃是将钻石颗粒设于圆盘状或圆环状的金属基板上，而将该研磨工具用于抛光垫修整，该研磨工具亦被称为「钻石碟(Diamond Disk)」，该钻石碟的功能用来使其修整抛光垫表面，提高硅晶圆抛光的效率及平坦化的作业质量，亦可以进行排除化学机械研磨工艺后的积屑问题。 请参阅图1所示，其为现有的一种研磨工具la的示意图，其藉由合金硬焊方式以 将钻石颗粒lla结合于该金属基板lOa上的焊料层12a中，此方式虽然可将钻石颗粒11a 固定于该金属基板10a上，但却会出现钻石颗粒11a的排列杂乱与分布不均的问题。 而另一传统的研磨工具将具有网目的固定网架设于一基板上，并将钻石颗粒依照 网目的排列规则地定位于该基板上，再藉由合金粉的烧结工艺将钻石颗粒固定于基板上。 上述的方法虽然可以达成钻石颗粒的规则排列，但该固定网的网目大小具有一定的物理限 制，因此，利用固定网的方式并无法适用于小尺寸的钻石颗粒；再一方面，上述工艺必须经 过烧结工艺，而烧结温度(约为1050°C )使得钻石颗粒产生碳化现象，而造成钻石颗粒容易 发生断裂的问题。再者，固定网的网目排列为固定的态样，且网目均为矩形，因此，钻石颗粒 的大小分布、排列态样或是分布的密度均仅具有单一的形式，并无法随着应用面而调整。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种精密研磨工具，该精密研磨工具采用低温工艺所制 成，可避免研磨用的钻石微粒发生因高温烧结而产生的高温碳化的问题，因此本技术 的精密研磨工具可具有较佳的研磨能力。 为了达成上述的目的，本技术提供一种精密研磨工具，包括一基板；多个规 则排列于该基板上的研磨颗粒；多个成型于该基板上的第一固定基座，每一这些研磨颗粒 藉由其所对应的第一固定基座而规则地固设于该基板上；以及一第二固定层，其披覆这些 第一固定基座以及该基板的表面，且使这些研磨颗粒裸露出来而形成一研磨面。 本技术具有以下有益的效果 本技术提出的精密研磨工具，利用钻石植入图阵对位排列法将研磨颗粒固定 于基板表面，再利用第二固定层强化研磨颗粒与基板之间的固接力，因此，本技术并不利用烧结等高温工艺将研磨颗粒固定于基板表面上，以避免研磨颗粒易发生断裂的问题。 另一方面，本技术可调整上述容置部的态样，如分布的密度、容置部的开口大小的不 同、或是将容置部以区域的方式成型于该基板表面上，以使研磨颗粒在形成研磨面时可具 有分布密度的变化、颗粒大小的变化、或是形成研磨区与裸空区的组合，而上述变化均是传 统制造方法所无法达成，因此，本技术所提出的精密研磨工具具有较佳的研磨能力。附图说明图1为现有的研磨工具的示意图。图2为本技术的精密研磨工具的示意图。图3为本技术第一实施例的精密研磨工具的立体示意图,图4为本技术第二实施例的精密研磨工具的立体示意图,主要组件符号说明现有la研磨工具10a金属基板lla钻石颗粒12a焊料层本技术1精密研磨工具10基板20研磨颗粒200研磨面201研磨区202裸空区30第一固定基座40第二固定层具体实施方式请参阅图2与图4，本技术提供一种精密研磨工具l，其具有多个规则地固定 于基板10表面的研磨颗粒20，使其可用于高精密的研磨作业，且该精密研磨工具1利用低 温工艺所制作，以避免研磨颗粒20因高温烧结所产生的劣化。该精密研磨工具1包括基 板10、研磨颗粒20、第一固定基座30以及第二固定层40。以下将详细说明本技术的精 密研磨工具1的结构。 在一具体实施例中，该基板10为一不锈钢材质，但不以上述为限，例如该基板10 可为铝合金或钛合金或合金钢等金属材质，或是氧化物陶瓷、碳化物陶瓷或氮化物陶瓷等 陶瓷材质，或高硬度塑料材质。换言之，该基板10的材质不限，但该基板10必须具有一定 的硬度，以抵抗研磨作业时研磨对象所产生的相对正向压力。 接下来，利用钻石植入图阵对位排列法(DIAMAP)将钻石等研磨颗粒20固定于具 有特定排列结构的基板10的表面上。而上述钻石植入图阵对位排列法包括以下步骤成型多个容置部于该基板10的表面，换言之，该基板10的表面可利用半导体工艺方法、微机电 方法、压印、网印、点墨、雷射加工或放电加工方法等低温加工方式形成多个规则排列的容 置部，以将研磨颗粒20置放于上述容置部，进而达成研磨颗粒20的规则排列；或者，这些容 置部可为成型于该基板10表面上的一辅助层上。而上述的这些容置部可以在该基板10表 面上成型为规则排列、形状可自由调整、或是间距小的特点，例如每一容置部的开口大小可 根据应用面而调整，在本技术中，该容置部的开口大小大致上为10至500um ;且这些容 置部可具有不同的开口大小。 接着将研磨颗粒20植入于这些容置部。此步骤主要将研磨颗粒20规则地置放于 这些容置部中，该研磨颗粒20的大小为根据上步骤中该容置部的开口大小而选择，在本具 体实施例中，该研磨颗粒20为微米(micro)等级或纳米(nano)等级的钻石微粒，且利用钻 石植入图阵对位排列法等方式将研磨颗粒20置放于这些容置部中，并使每一容置部均容 设有至少一个研磨颗粒20。而上述的研磨颗粒20可为钻石、碳化物陶瓷粉末、氧化物陶瓷 粉末或氮化物陶瓷粉末，这些研磨颗粒20的粒径范围介于100纳米(nm)至500微米(y m)。 接下来，成型一第一固定基座30于这些容置部，以将研磨颗粒20固定于该基板10 的表面。换言之，故本步骤主要藉由第一固定基座30将上述的研磨颗粒20固定于该基板 10的表面。在本具体实施例中，利用电铸方法成型一镍基座于该钻石微粒(即研磨颗粒20) 与该基板10的接触位置，利用该镍基座包覆该钻石微粒的下底部，并使其连接固定于该基 板10上，而电铸过程中所必须进行的电隔离步骤为公知常识，在此不加以赘述。但本实用 新型并不限定上述的方法，其它例如电镀方法、化学镀方法、物理气相沈积方法(PVD)或 化学气相沈积方法(CVD)等低温工艺均可用以实施本技术，且根据各种实际的应用， 这些第一固定基座30可为金属(如钛、铜、铝等)、陶瓷、复合材料或钻石等材质。接着以适 当的方法去除这些容置部。 再成型一第二固定层40于该基板10的表面。在此步骤中，成型该第二固定层40 以披覆这些第一固定基座30以及该基板10的表面且使这些研磨颗粒20裸露出来而形成 一研磨面200，而该第二固定层40的目的在于加强这些研磨颗粒20与该基板10之间的固 接力，以使这些研磨颗粒20得以抵抗研磨作业时的剪切力；而同于第一固定基座30，第二 固定层40可利用电镀方法或化学镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密研磨工具，其特征在于，包括：一基板；多个规则排列于该基板上的研磨颗粒；多个成型于该基板上的第一固定基座，每一这些研磨颗粒藉由其所对应的第一固定基座而规则地固设于该基板上；以及一第二固定层，其披覆这些第一固定基座以及该基板的表面，且使这些研磨颗粒裸露出来而形成一研磨面。

【技术特征摘要】
一种精密研磨工具，其特征在于，包括一基板；多个规则排列于该基板上的研磨颗粒；多个成型于该基板上的第一固定基座，每一这些研磨颗粒藉由其所对应的第一固定基座而规则地固设于该基板上；以及一第二固定层，其披覆这些第一固定基座以及该基板的表面，且使这些研磨颗粒裸露出来而形成一研磨面。2. 如权利要求1所述的精密研磨工具，其特征在于，该基板为金属材质或陶瓷材质或 高硬度塑料材质。3. 如权利要求2所述的精密研磨工具，其特征在于，该陶瓷材质为氧化物陶瓷或碳化 物陶瓷或氮化物陶瓷；该金属材质为不锈钢或铝合金或钛合金或合金钢。4. 如权利要求l所述的精密研磨工具，其特征在于，这些第一固定基座为金属或陶瓷 或复合材料或钻石材质。5. 如权利要求4所述的精密研磨工具，其特征在于，这些第一固定基座以电铸方法或 电镀方法或化学镀方法或物理气相沈积方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳佩，
申请(专利权)人：钻面奈米科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]