改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法技术

本发明专利技术是揭露一ＣＭＰ抛光垫修整器及其制造方法，本发明专利技术的一方面是提供超研磨颗粒在树脂层中具有改善的保持率的ＣＭＰ抛光垫修整器（２０），该ＣＭＰ抛光垫包括一树脂层（１４）、保持在树脂层（１４）中的超研磨颗粒（１２）以及设置在每一个超研磨颗粒（１２）以及该树脂层（１４）之间的一金属涂布层（１６），每一个超研磨颗粒（１２）的暴露部（２６）是突出于该树脂层（１４）且实质上不与金属涂布层（１６）接触。使用该金属涂布层（１６）比没有使用时增加了超研磨颗粒（１２）在该树脂层（１４）的保持率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说是关于一种用于修整或调整一化学机械抛光(chemicalmechanical polishing，CMP)垫的装置和方法，因此本专利技术涵盖化学以及材料科学领域。
技术介绍
许多产业使用化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)以抛光某种工作件，特别是电脑制造产业为了抛光以陶材材料、硅材、玻璃、石英、金属及其混合材料所制成的晶圆，皆已大大地仰赖CMP制程。此种抛光制程通常必须将晶圆抵靠着以耐久型有机物质(如聚氨基甲酸酯)所制成的旋转垫。使用含有能够破坏晶圆物质以及一些研磨颗粒(用于物理研磨晶圆表面)的化学研磨液，且该研磨液持续地加在旋转CMP抛光垫上，双重的化学与机械力量施加在晶圆上，以用想要的方式抛光该晶圆。欲达成的抛光品质特别注重于研磨颗粒在抛光垫上的分布，该抛光垫的顶部通常借由如纤维或小孔洞等机械结构来保持颗粒，该机械结构提供足以防止颗粒因抛光垫旋转的离心力而脱离抛光垫的摩擦力，因此，尽量保持抛光垫顶部的韧性、尽量保持纤维竖立或确保有充足的开口与孔洞能接受新供应的研磨颗粒，这些都是很重要的。然而，关于维持抛光垫表面的问题是在工作件、研磨液以及抛光垫修整器的研磨碎屑的累积，因为这种累积会造成抛光垫顶部变得“光滑(glazing)”或硬化(hardening)，并且让纤维纠结而摊平，因此使该抛光垫不太能够保持保持该研磨液的研磨颗粒，也因此严重地降低抛光垫整体的抛光效能。再者，很多抛光垫用于保持保持研磨液的孔洞会变得阻塞，且抛光垫抛光表面的整体表面粗糙度下降而无光泽(matted不是无光泽的意思)。一CMP抛光垫修整器可借由“梳理(combing)”或“切削(cutting)”抛光垫表面以试图恢复抛光垫表面。这种流程可为已知的“修整(dressing)”或“调整(conditioning)”CMP抛光垫，多种装置与方法已被使用以达到此目的，其中一种装置是一个具有复数个附着于金属基质表面的超硬结晶颗粒(如钻石颗粒)的圆盘。超大积体电路(ULSI)是一种放置至少一百万个电路元件在单一半导体晶片上的技术。除了已存在的极大的密度问题外，目前尚有朝向尺寸缩小的倾向，ULSI无论在尺寸或材料上都变得比以前更为精密。因此，CMP产业需要借由研磨材料与科技的配合以适应这些进步。例如，CMP研磨压-->力越低，则在研磨液中的研磨颗粒越小，且必须使用尺寸及性质不能过度研磨晶圆的研磨颗粒。再者，还必须使用能借由较小的研磨颗粒切割抛光垫上的粗糙部份，且不会过度修整该抛光垫的抛光垫修整器。但在试图提供这样的抛光垫修整器时有许多问题，第一，超研磨颗粒一定会明显地比目前一般已知修整装置的研磨颗粒小。通常超研磨颗粒是小到使传统金属基质常常不适合支撑或保留它们。再者，该超研磨颗粒的较小尺寸是指颗粒顶端高度必须精准地对齐，以均匀地修整抛光垫。传统的CMP抛光垫修整器具有尖端高度差大于50微米(μm)的颗粒，且不会破坏修整效能，然而，这样的差距会使得，例如需要修整一CMP抛光垫并且达到深度在20微米(μm)或以下的均匀表面粗糙度时使得修整器无法使用。除了适当地支撑非常小的超研磨颗粒的问题之外，金属在加热过程中会趋于弯曲及皱折，导致在获得一具有超研磨颗粒尖端于窄小容忍范围中对齐的CMP抛光垫修整器时会产生额外的问题。当其他基质材料如已知的高分子树脂，无法保存足以适用于CMP抛光垫修整器的数量程度的超研磨颗粒。结果，一个足以修整CMP抛光垫且符合CMP产业的要求以因应持续缩小的半导体尺寸的CMP抛光垫修整器仍在寻找中。
技术实现思路
因此，本专利技术提供化学机械抛光垫(CMP抛光垫)修整器以及适合修饰用于精细研磨上述应用的CMP抛光垫。一方面，这样的CMP抛光垫修整器可包括一树脂层以及保持于该树脂层中的超研磨颗粒。该超研磨颗粒于该树脂层中的保持率被发现可借由将一金属涂布层设置在各超研磨颗粒至少一部份以及该树脂层之间而被改善，并优于缺少如此的金属涂布层的超研磨颗粒。该超研磨颗粒的一暴露部是至少部分突出于树脂层，且实质上突出于一预先决定的高度。该金属涂布层可实质上沿着各超研磨颗粒以及树脂层之间的界面而延伸，并且该超研磨颗粒的突出部份可实质上不与金属涂布层接触。再者，该金属涂布层能够化学性键结于各超研磨颗粒至少一部份，而该金属涂布层可接着以机械键结的方式连接至少部分的树脂层。本专利技术另外包括改善根据一预先决定的图案而保持于一固化树脂层的超研磨颗粒保持率的方法。此方法可包括将一金属涂布层设置在各超研磨颗粒至少一部份以及该树脂层之间，使得各超研磨颗粒包括一至少部分突出于树脂层的暴露部，该暴露部可实质上不与金属涂布层接触，该金属涂布层可具有一表面，以提供与树脂层之间有加强的机械键结。本专利技术尚包括制造一具有这里所述的改善颗粒保持率以及效率特性的CMP抛光垫修整器的方法。一方面，这样的方法包括将超研磨颗粒设置在-->树脂层中，以使得各超研磨颗粒具有至少一部分突出于该树脂层的一暴露部。该超研磨颗粒是包括设置在至少部分超研磨颗粒与该树脂层之间的一金属涂布层。各超研磨颗粒的暴露部可实质上不与金属涂布层接触，而且，该超研磨颗粒可被设置以使其实质上突出一预先决定的高度。各种不同的方法皆可被使用于影响该超研磨颗粒根据一预先决定的图案的设置。然而，一方面，该超研磨颗粒可借由一具有工作表面的暂时基板而设置在树脂层中，并且在暂时基板的工作表面提供一间隔层，而超研磨颗粒至少部分设置在该间隔层中，且可至少部分突出于该间隔层异于暂时基板的工作表面的一侧。至少部分未硬化的树脂材料可施加在该间隔层异于暂时基板的工作表面的一侧，并接着被硬化以固定该超研磨颗粒，该暂时基板以及间隔层会被移除以暴露突出的超研磨颗粒。因此，现在本专利技术仅描述初一个初步、广大的概念以及较重要的特色，因此在接下来的详细说明中可更进一步地理解，并且在本领域所做的贡献可能会有更佳的领会，而本专利技术的其他特征将会从接下来的详细说明及其附图和权利要求书中变得更为清晰，也可能在实行本专利技术时得之。附图说明图1是本专利技术一实施例的超研磨颗粒嵌入一树脂层的剖视图。图2是以本专利技术一实施例所制作的CMP抛光垫修整器的剖视图。图3是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。图4是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。图5是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。图6是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在一树脂层上的剖视图。图7是本专利技术一实施例的CMP抛光垫修整器的剖视图。图8是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒沿着一层树脂材料而设置的剖视图。图9是本专利技术一实施例的金属涂布的超研磨颗粒压入一层树脂材料中的剖视图。12：超研磨颗粒    14：树脂层16：金属涂布层    18：键结表面19：强化材料      20：CMP抛光垫修整器22：支撑基板      26：突出表面积-->32：工作表面    34：暂时基板36：间隔层      38：超研磨颗粒42：压掣物      62：树脂材料64：树脂层      66：模具68：永久基板    72：金属涂布层74：凸出端      82：暂时基座84：树脂材料层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善超研磨颗粒承置于硬化树脂层上的保持率的方法，其特征在于包括：于每一超研磨颗粒至少部份区域和该树脂层之间设置一金属涂布层，以使得各超研磨颗粒包括至少部份突出于该树脂层的一暴露部，该暴露部实质上不与该金属涂布层接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-30 11/026,5441、一种改善超研磨颗粒承置于硬化树脂层上的保持率的方法，其特征在于包括：于每一超研磨颗粒至少部份区域和该树脂层之间设置一金属涂布层，以使得各超研磨颗粒包括至少部份突出于该树脂层的一暴露部，该暴露部实质上不与该金属涂布层接触。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层为单一层结构。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层为合金。4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层包括有复数层结构。5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中至少部份的金属涂布层是化学键结于各超研磨颗粒，且至少部份的金属涂布层是机械性地结合于该树脂层。6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中至少部份的金属涂布层具有提供比该树脂层结合于超研磨颗粒表面还强的机械性结合于树脂层的一表面。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中至少部份金属涂布层具有一粗糙的表面。8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中该粗糙表面为尖锐的镍。9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层为钴、铜、镍及其合金和混合物。10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒是依照一预先决定的图形而承置在该树脂层上。11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层是为一涂层。12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒为钻石。13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒为立方氮化硼。14、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从约30毫米至200毫米。15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从约100毫米至150毫米。16、一种如权利要求1所述的具有改善超研磨颗粒保持率的化学机械抛光垫(CMP抛光垫)修整器，其包括：一树脂层；承置在树脂层上的超研磨颗粒，各超研磨颗粒包括一至少部分突出于该树脂层的暴露部；一金属涂层，其是设置在各超研磨颗粒至少部分区域以及该树脂层之间，以使得各超研磨颗粒的暴露部实质上不与该金属涂布层接触，而该金属涂布层的存在比无该金属涂布层存在时增加了超研磨颗粒的保持率。17、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层实质上是沿着超级颗粒与树脂层的介面延伸。18、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该超研磨颗粒实质上是以一预先决定的高度而突出。19、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层是一单层结构。20、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层是为合金。21、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层是包括复数层结构。22、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层是一涂层。23、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中至少部分的金属涂布层是化学键结于各超研磨颗粒，且至少部份的金属涂布层是机械性地结合于该树脂层。24、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中至少部分金属涂布层具有一粗糙的表面。25、根据权利要求24所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该粗糙的表面为尖锐的镍。26、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该金属涂布层为钴、铜、镍及其合金和混合物。27、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该树脂层是选自以下群组：氨基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、苯酚类树脂、苯酚类/乳胶树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰尿酸树脂、聚硅氧烷树脂、活性乙烯基树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、活性聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、苯氧基树脂、二萘嵌苯树脂、聚砜树脂、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯树脂、聚碳酸树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂及其混合物。28、根据权利要求27所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该树脂层为环氧树脂。29、根据权利要求27所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该树脂层为聚碳酸树脂。30、根据权利要求27所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该树脂层为聚酰亚胺树脂。31、根据权利要求16所述的CMP抛光垫，其特征在于，其中该超研磨颗粒为钻石。32、根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健民，
申请(专利权)人：宋健民，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]