钻石盘及其制造方法技术

本发明专利技术的钻石盘包括柄底座

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻石盘及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种钻石盘及其制造方法
。

技术介绍

[0002]通常，
CMP(Chemical mechanical polishing)
工艺是一种化学
‑
机械抛光工艺，是一种通过同时使用抛光去除工艺和化学溶液的溶解作用来获得半导体晶片平坦度的抛光工艺
。
[0003]CMP
抛光加工的原理是在使抛光垫和晶片在相互加压的状态下相对移动，在抛光垫上供应抛光粒子和化学溶液混合的抛光液
(slurry)
的过程，此时，由聚氨酯材料制成的抛光垫表面上的大量泡沫气孔起到容纳新的抛光液的作用，从而获得一定的抛光效率和整个晶片表面上的抛光均一性
。
[0004]然而，由于在抛光过程中增加了压力和相对速度，抛光垫表面随着加工时间的推移会发生不均匀变形，抛光垫上的气孔被抛光残留物堵塞，抛光垫无法正常工作
。
因此，在整体加工时间过程中无法实现整个晶片表面上的大面积平坦化和晶片之间的抛光均匀性
。
[0005]为解决上述
CMP
抛光垫变形不均匀
、
气孔堵塞的问题，采用
CMP
垫调节器进行
CMP
垫调节作业，对抛光垫表面进行精细抛光，形成新的微孔
。
[0006]CMP
垫调节作业可以与提高生产率的主要作业的
CMP
作业同时进行
。
这被称为原位调节
(In
‑
situ Conditioning)。
[0007]此时，
CMP
作业中使用的抛光液包括如二氧化硅
、
氧化铝或二氧化铈等的抛光粒子，并且
CMP
工艺根据所使用的抛光液的类型大体分为氧化物
CMP
和金属
(Metal)CMP。
前者使用的氧化物
CMP
用抛光液的
pH
值主要为
10
～
12
，后者使用的金属
CMP
用抛光液是
pH
为小于等于4的酸性溶液
。
[0008]通常的现有
CMP
垫调节器使用通过电沉积法制造的电沉积型
CMP
垫调节器和在高温下熔化金属粉末的方式的熔合型
CMP
垫调节器
。
这些
CMP
垫调节器主要使用粒状钻石粒子作为抛光剂
。
钻石粒子由电沉积或熔合形成的金属基体固定
。
[0009]钻石被称为地球上存在的材料中硬度最高的材料，由于这些特性，将人造钻石作为原料而制造的钻石工具被制造和使用
。
[0010]然而，在现有的
CMP
工艺中，
CMP
垫调节器中的钻石与抛光液一起用于晶片抛光
。
若使用腐蚀性强的抛光液，抛光液内的添加物会与钻石的碳发生反应，存在加速钻石磨损，缩短钻石盘寿命的问题
。
[0011](
现有技术文献
)
[0012](
专利文献
)
韩国公开专利第
10
‑
2012
‑
0058303
号

技术实现思路

[0013]解决的技术问题
[0014]本专利技术的实施例旨在提供一种改进耐磨性
、
抛光性能高的钻石盘及其制造方法
。
[0015]解决问题的手段
[0016]根据本专利技术的一方面，本专利技术可以提供一种钻石盘，包括柄底座；结合层，形成于所述柄底座的表面；以及多个硼掺杂钻石
(Boron Doped Diamond
，
BDD)
，暴露于所述结合层，多个所述硼掺杂钻石的至少一部分以与所述硼掺杂钻石的长轴相交，同时设置在最上端的面从所述长轴的上端向下倾斜的姿势设置在所述结合层上
。
[0017]进一步地，所述硼掺杂钻石的所述长轴相对于所述柄底座具有大于
50
°
小于等于
90
°
的姿势，所述硼掺杂钻石可以设置在所述结合层上
。
[0018]进一步地，所述结合层的表面与所述硼掺杂钻石的表面相交的润湿角
(Wetting angle)
可以维持在大于等于0°
小于等于
60
°
。
[0019]进一步地，所述结合层的厚度与所述硼掺杂钻石的平均直径的比值可以在
30
％至
65
％的范围内
。
[0020]进一步地，所述硼掺杂钻石中掺杂的硼掺杂量可以在
1ppm
至
2000ppm
的范围内
。
[0021]进一步地，所述硼掺杂钻石的每单位体积的磁化率
(Magnetic susceptibility per unit volume)
可以在每单位体积
20
～
800
的范围内
。
[0022]进一步地，所述硼掺杂钻石的密度与所述结合层的密度的比值可以维持在
0.4
至
0.6
的范围内
。
[0023]进一步地，所述硼掺杂钻石是八面体钻石
(octahedron Diamond)
，当所述硼掺杂钻石立于所述结合层的上部时，所述硼掺杂钻石的下端部可以与所述柄底座的表面点接触或线接触或间隔预定距离
。
[0024]进一步地，所述硼掺杂钻石的垫抛光特性
(Pad cut rate
，
PCR)
为，在
PCR
测试设备中，由所述硼掺杂钻石制成的
CMP
垫
(Pad)
调节器以
100rpm
至
120rpm
的转速旋转，抛光垫以
80rpm
至
95rpm
的转速旋转时，在由所述硼掺杂钻石制成的
CMP
垫调节器将
4.5
至
9lbf
的压力施加到所述抛光垫上的状态下，需要
13
小时以上的时间才能够将
PCR
降低到2至
10um/hr
以进行垫调节
。
[0025]根据本专利技术的一方面，本专利技术可以提供一种钻石盘的制造方法，包括以下步骤：结合材料涂布步骤，将结合材料涂布到柄底座的表面上；预烧结步骤，将涂布于所述柄底座的表面的所述结合材料加热至第一温度范围，以形成预烧结体形态的结合层；钻石提供步骤，在所述预烧结体的表面提供多个硼掺杂钻石
(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种钻石盘，其特征在于，包括：柄底座；结合层，形成于所述柄底座的表面；以及多个硼掺杂钻石，暴露于所述结合层，多个所述硼掺杂钻石的至少一部分以与所述硼掺杂钻石的长轴相交，同时设置在最上端的面从所述长轴的上端向下倾斜的姿势设置在所述结合层上
。2.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石的所述长轴相对于所述柄底座具有大于
50
°
小于等于
90
°
的姿势，所述硼掺杂钻石设置在所述结合层上
。3.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述结合层的表面与所述硼掺杂钻石的表面相交的润湿角维持在大于等于0°
小于等于
60
°
。4.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述结合层的厚度与所述硼掺杂钻石的平均直径的比值在
30
％至
65
％的范围内
。5.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石中掺杂的硼掺杂量在
1ppm
至
2000ppm
的范围内
。6.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石的每单位体积的磁化率在每单位体积
20
～
800
的范围内
。7.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石的密度与所述结合层的密度的比值维持在
0.4
至
0.6
的范围内
。8.
根据权利要求5所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石是八面体钻石，当所述硼掺杂钻石立于所述结合层的上部时，所述硼掺杂钻石的下端部与所述柄底座的表面点接触或线接触或间隔预定距离
。9.
根据权利要求1所述的钻石盘，其特征在于，所述硼掺杂钻石的垫抛光特性为，在
PCR
测试设备中，由所述硼掺杂钻石制成的
CMP
垫调节器以
100rpm
至
120rpm
的转速旋转，抛光垫以...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴熹东，郭庆国，李世珖，
申请(专利权)人：二和金刚石工业株式会社，
类型：发明
国别省市：