TWI595968B - 研磨墊及其製造方法 - Google Patents

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Description

研磨墊及其製造方法
本發明是有關於一種研磨墊，特別是指一種化學機械研磨墊及其製造方法。
在化學機械研磨(Chemical-Mechanical Polishing)製程中，是藉由研磨墊承載研磨液(slurry)以對加工過程中的矽晶圓或其它襯底材料進行平坦化處理。
在研磨過程中，研磨墊必須保持足夠的研磨液才能進行有效率的拋光，且要儘量避免研磨過程中產生的碎屑停留在研磨表面，以降低被研磨物的表面刮傷的風險。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可以保持較多研磨液且可減少研磨碎屑停留於研磨表面的研磨墊。
因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種前述研磨墊的製造方法。
於是，本發明研磨墊在一些實施態樣中，是包含一基 部，及多個凸出該基部的研磨部，該基部與該等研磨部共同界定出多個溝槽，該等研磨部共同形成一研磨表面，該等溝槽的開口相鄰該研磨表面，且其中至少一部分溝槽在開口處的寬度不大於溝槽內部的寬度。
在一些實施態樣中，至少一部分溝槽的寬度由相鄰該基部的底側處往溝槽的開口處漸縮。
在一些實施態樣中，至少一部分研磨部具有至少一隧道以連通位於對應研磨部兩側的該等溝槽。
在一些實施態樣中，每一隧道具有兩個端部及一介於該兩端部之間的中間部，且該中間部垂直於該研磨表面的截面積大於該兩端部垂直於該研磨表面的截面積。
在一些實施態樣中，至少一部分溝槽的寬度由相鄰該基部的底側處往溝槽的開口處漸縮。
在一些實施態樣中，還包含一連接於該基部的次墊層，該次墊層與該等研磨部分別位於該基部的相反兩側，且該次墊層的密度與該基部的密度不相等。
於是，本發明如前所述的研磨墊的製造方法在一些實施態樣中，是以積層製造方式(Additive Manufacturing)層層疊積高分子聚合物層所形成。
本發明至少具有以下功效：可以保持較多研磨液且可 減少研磨碎屑停留於研磨表面，以降低研磨碎屑刮傷被研磨物的風險。
1‧‧‧研磨墊
11‧‧‧基部
12‧‧‧研磨部
121‧‧‧研磨表面
122‧‧‧隧道
122a‧‧‧端部
122b‧‧‧中間部
13‧‧‧溝槽
131‧‧‧開口
132‧‧‧底側
14‧‧‧次墊層(subpad)
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明研磨墊的一第一實施例的一不完整的截面示意圖；圖2是本發明研磨墊的一第二實施例的一不完整的截面示意圖；圖3是本發明研磨墊的一第三實施例的一不完整的截面示意圖；及圖4是本發明研磨墊的一第四實施例的一不完整的截面示意圖。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明研磨墊1之一第一實施例，包含一基部11，及多個凸出該基部11的研磨部12。該等研磨部12共同形成一研磨表面121。該基部11與該等研磨部12共同界定出多個溝槽13。該等溝槽13可為連續或不連續，例如該等溝槽13可呈平面螺旋狀分布，即為頭尾連續相接的連續溝槽13，由於溝槽13以內、 外圈層層圈繞而可視為多個溝槽13。例如該等溝槽13可呈格狀分布，因縱橫交錯而呈連續。例如該等溝槽13可呈同心圓狀分布而呈不連續。該等溝槽13亦可呈例如輻射狀分布、同心圓加上格狀分布、中間區域為格狀並於格狀外圍環繞一環狀分布等。該等溝槽13的開口131相鄰該研磨表面121，且其中至少一部分溝槽13在開口131處的寬度不大於溝槽13內部的寬度。亦即，該等溝槽13在開口131處的寬度可以與溝槽13內部的寬度一致(如圖3所示)；或者該等溝槽13在開口131處的寬度可以小於溝槽13內部的寬度，例如本實施例中，至少一部分溝槽13的寬度由相鄰該基部11的底側132處往溝槽13的開口131處漸縮，概呈鳩尾形，但不以此為限，只要使該等溝槽13的形狀在開口131處漸縮，亦即在開口131處較窄即可。藉由該等溝槽13往開口131處漸縮，可使該等溝槽13在該研磨表面121下方的空間較大，以容置較多的研磨液，使該研磨墊1在研磨過程中可以保持較多的研磨液以增進研磨效率。而且在研磨過程中，若有研磨碎屑進入該等溝槽13後，因該等溝槽13往開口131處漸縮而容易阻擋研磨碎屑脫出該等溝槽13，亦即該等溝槽13可將研磨碎屑困在其內，以降低研磨碎屑刮傷被研磨物的風險。
在本實施例中，該研磨墊是以積層製造方式(Additive Manufacturing)層層疊積高分子聚合物層所形成。積層製造方式，即俗稱3D列印技術，例如熔融沉積快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)、光固化成型(Stereolithigraphy Apparatus,SLA)、選擇性雷射燒結(Selecting Laser Sintering,SLS)等。適用的材料主要以高分子聚合物材料較佳，包括熱塑性或熱固性聚合物、混摻有機或無機填充劑(filler)的聚合物、共混聚合物(polymer blend)，及共聚物(copolymer)等。熱塑性或熱固性聚合物可例如熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)、尼龍(Nylon)、聚酯(Polyester)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚(甲基)丙烯酸甲酯[Poly(methyl)methacrylate]等。
在本實施例中，該研磨墊1的厚度T約介於1.2mm至3mm，每一溝槽13的深度D約介於0.2mm至2.5mm，每一溝槽13的開口131的寬度TW約介於0.5mm至15mm，每一溝槽13的底側132的寬度BW約介於0.5mm至16mm，每一研磨部12在研磨表面121處的寬度L，即每兩溝槽13之間距，約介於0.2mm至20mm。前述尺寸可以依據使用需求而調整，並不限制。
參閱圖2，本發明研磨墊1之一第二實施例，與第一實施例大致相同，惟，在第二實施例中，至少一部分研磨部12具有至少一隧道122以連通位於對應研磨部12兩側的該等溝槽13。其中每一研磨部12可以具有多個並排的隧道122，該等隧道122可以連通位於該研磨部12兩側的溝槽13，有利於研磨液在該研磨墊1內流 通，以使分布於該研磨墊1各區域的研磨液的濃度較均勻，以增進研磨均勻性。進一步地，在本實施例中，每一隧道122具有兩個端部122a及一介於該兩端部122a之間的中間部122b，且該中間部122b垂直於該研磨表面121的截面積大於該兩端部122a垂直於該研磨表面121的截面積，藉此，當研磨碎屑進入該隧道122的中間部122b後，較難再出來，而能將研磨碎屑困在中間部122b內，更進一步降低研磨碎屑刮傷被研磨物的風險。
參閱圖3，本發明研磨墊之一第三實施例，與第一實施例大致相同，惟，在第三實施例中，每一溝槽在開口131處的寬度與溝槽13內部的寬度一致，亦即每一研磨部12的兩側壁與該基部11的夾角為90度，此外，該研磨墊1還包含一連接於該基部11的次墊層14，該次墊層14與該等研磨部12分別位於該基部11的相反兩側，且該次墊層14的密度與該基部11的密度不相等。若該次墊層14的密度小於該基部11的密度時，該次墊層14較該基部11軟，該次墊層14在研磨過程中具有緩衝作用，可增加研磨的平坦化效率。若該次墊層14的密度大於該基部11的密度時，該次墊層14較該基部11硬，可以增加研磨的移除率。因此，可以依據使用需求調整。
本實施例亦以積層製造方式(Additive Manufacturing)層層疊積高分子聚合物層所形成，先層疊出次墊層14後再形成該基部11，最後形成該等研磨部12。該次墊層14的 厚度ST較佳可介於0.7mm至1.2mm。
參閱圖4，本發明研磨墊1之一第四實施例，與第二實施例大致相同，惟，在第四實施例中，還包含一次墊層14。該次墊層14的作用及製法與第三實施例相同，於此不再重述。
綜上所述，藉由至少一部份溝槽13的寬度在開口131處漸縮，可使該研磨墊1在研磨過程中可以保持較多的研磨液以增進研磨效率，而且在研磨過程中，該等溝槽13可將研磨碎屑困在其內，以降低研磨碎屑刮傷被研磨物的風險。或者，藉由至少一部研磨部12的隧道122可以連通對應研磨部12兩側的溝槽13，有利於研磨液在該研磨墊1內流通，以使分布於該研磨墊1各區域的研磨液的濃度較均勻，以增進研磨均勻性。進一步地，每一隧道的中間部122b垂直於該研磨表面121的截面積大於該兩端部122a垂直於該研磨表面121的截面積，而能將研磨碎屑困在中間部122b內，更進一步降低研磨碎屑刮傷被研磨物的風險。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內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內。
1‧‧‧研磨墊
11‧‧‧基部
12‧‧‧研磨部
121‧‧‧研磨表面
13‧‧‧溝槽
131‧‧‧開口
132‧‧‧底側

Claims (4)

  1. 一種研磨墊，包含：一基部，及多個凸出該基部的研磨部，該基部與該等研磨部共同界定出多個溝槽，該等研磨部共同形成一研磨表面，該等溝槽的開口相鄰該研磨表面，且其中至少一部分溝槽在開口處的寬度不大於溝槽內部的寬度，而且至少一部分研磨部具有至少一隧道以連通位於對應研磨部兩側的該等溝槽，每一隧道具有兩個端部及一介於該兩端部之間的中間部，且該中間部垂直於該研磨表面的截面積大於該兩端部垂直於該研磨表面的截面積。
  2. 如請求項1所述研磨墊，其中，至少一部分溝槽的寬度由相鄰該基部的底側處往溝槽的開口處漸縮。
  3. 如請求項1或2所述研磨墊，還包含一連接於該基部的次墊層，該次墊層與該等研磨部分別位於該基部的相反兩側，且該次墊層的密度與該基部的密度不相等。
  4. 一種如請求項1至3其中任一項所述研磨墊的製造方法，是以積層製造方式(Additive Manufacturing)層層疊積高分子聚合物層所形成。
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