專利名稱：化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤的制作方法
化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種用于對化學(xué)機械拋光墊(Chemical Mechanical Polishing Pad,CMP Pad)進(jìn)行修整的雙面修整盤。
背景技術(shù)：
化學(xué)機械拋光(CMP)是用于集成電路(IC, Integrated Circuit)制造的一種工 藝。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體晶片集成度的提高，對其表面精加工的要求也隨 之提高，化學(xué)機械拋光就是通常采用的技術(shù)?；瘜W(xué)機械拋光采用的拋光墊(Pad)通常為有 機材料(如聚氨酯類)，表面呈纖維狀或多孔狀結(jié)構(gòu)，貼附于旋轉(zhuǎn)的工作臺上，工作時含有 研磨顆粒的化學(xué)研磨液持續(xù)添加在拋光墊上，工件以一定壓力接觸拋光墊并做相對運動， 研磨顆粒對半導(dǎo)體晶片等工件起到機械研磨作用，研磨液中的化學(xué)成分起到化學(xué)腐蝕作 用，工件在化學(xué)與機械雙重作用下，達(dá)到被拋光的目的。
化學(xué)機械拋光墊的頂部表面通常是由纖維狀或小孔洞結(jié)構(gòu)來承載研磨顆粒，這種 結(jié)構(gòu)可以提供摩擦力以防止研磨顆粒因為拋光墊旋轉(zhuǎn)的離心力而脫離拋光墊，因此需要有 措施保持拋光墊頂部的性能，盡量維持纖維豎立或維持有足夠數(shù)量的開口小孔能接受新的 研磨顆粒。而由于來自工件、研磨液的研磨碎屑的不斷累積，化學(xué)機械拋光墊的表面逐漸 產(chǎn)生氣孔堵塞和壓縮變形，表面硬化(hardening),變得光滑(glazing),不能承載研磨液 中的研磨顆粒，使拋光效率下降，同時工件會產(chǎn)生不均勻拋光?；瘜W(xué)機械拋光墊修整盤就 是用來對拋光墊表面進(jìn)行梳理(combing)或切削(cutting),達(dá)到修整(dressing)或調(diào)整 (conditioning)之作用，以維持化學(xué)機械拋光墊的表面狀態(tài)。
目前，公知的化學(xué)機械拋光墊修整盤，通常是采用多個超硬磨料顆粒作為修整刃， 超硬磨料顆粒耦合于盤形基體的盤面上形成工作面，另一個相對的盤面作為安裝面，安裝 面上有定位孔和螺紋安裝孔，工作時連接于拋光機上。基體與超硬磨料顆粒之間的耦合材 料是金屬鎳、鈷、鈦、鐵、銅等及其合金，也可以是其它結(jié)合劑如樹脂類結(jié)合劑。圖2及圖3 是兩種傳統(tǒng)的化學(xué)機械拋光墊修整盤的縱剖面圖。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使用壽命更長，并可具備多種性能的化學(xué)機械拋光墊修整盤。
本發(fā)明是一種化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，有一個扁平圓盤狀基體，基體的兩個 盤面上耦合超硬磨料顆粒，形成正反兩個工作面。超硬磨料顆粒是金剛石、立方氮化硼、多 晶金剛石、多晶立方氮化硼、CVD氣相生長金剛石的一種，或兩種以上的組合。盤的兩個面 上都設(shè)計加工有定位孔和螺紋安裝孔，每個盤面既能作為工作面，也可作為安裝面。一個面 作為工作面使用時，另一個面即作為安裝面。當(dāng)一個工作面經(jīng)過一段時間使用，已不能滿足 修整需要時，將盤拆下?lián)Q面安裝，即可再次使用。
本發(fā)明的化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，其兩面可以設(shè)計為性能完全相同，正反兩個盤面上的超硬磨料顆粒具有相同的種類、粒度、晶形、分布排列方式、分布密度，換面使用 以獲得增加一倍的單盤使用壽命；另一方面，也可以通過調(diào)整表面所耦合超硬磨料顆粒的 種類、粒度、晶形、分布排列方式、分布密度等因素中的至少一個，使兩個工作面的修整性能 不同，以使兩個面滿足不同的修整需要。
傳統(tǒng)的化學(xué)機械拋光墊修整盤是單面的，如圖3和圖4是兩種傳統(tǒng)型修整器的縱 截面圖。雙面使用的修整盤制造成本增加不大，有效使用壽命則增加約一倍，從而可以降低 拋光墊修整成本。當(dāng)修整盤采用釬焊或燒結(jié)技術(shù)制造時，傳統(tǒng)單面盤經(jīng)過高溫加工過程，由 于釬焊或燒結(jié)層與基體材質(zhì)不同，盤體會產(chǎn)生熱應(yīng)力變形，從而使工作面上的磨粒高度產(chǎn) 生變化，影響到修整器工作面的平整度，進(jìn)而影響到拋光墊修整的效果。本發(fā)明的拋光墊修 整盤的釬焊或燒結(jié)層是在基體兩面對稱分布的，相反方向的應(yīng)力互相抵消，可使盤的熱應(yīng) 力變形減小，從而對改善磨粒高度一致性起到一定的效果。


圖1是一種本發(fā)明化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤的縱截面示意圖；其中I是不銹鋼 的盤形基體，2是超硬磨料層，3是磨料與基體間的耦合介質(zhì)。
圖2是一種本發(fā)明化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤的盤面示意圖；圖中4和5是螺紋 安裝孔，6是定位孔。
圖3是一種傳統(tǒng)型化學(xué)機械拋光墊修整盤的縱截面示意圖4是另一種傳統(tǒng)型化學(xué)機械拋光墊修整盤的縱截面示意圖5是本發(fā)明另一種化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤的縱截面示意圖6是本發(fā)明圖5化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤一個盤面的示意圖；具體實施方式
下面是本發(fā)明的一個實施例子
將含鉻2%的鎳合金粉末與有機結(jié)合劑混合攪拌均勻，壓制成薄片，沖裁成圓形， 直徑與基體相當(dāng)，制作為焊片。基體是直徑為約100-110mm，厚約7mm的不銹鋼圓盤，兩個盤 面都加工有定位孔、安裝孔。通過一帶孔模板將平均尺寸為100-120微米的人造金剛石磨 粒植入焊片，植砂后的焊片用聚氨酯膠粘劑粘貼于不銹鋼圓盤基體的兩面，將定位孔及安 裝孔位置的焊片和膠去除。以上的組件置于真空爐中，抽真空加熱，在1000°C釬焊。得到的 成品為一種本發(fā)明的化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，其特征是修整盤有一個盤形基體，其兩個盤面上耦合有超硬磨料顆粒，形成正反兩個工作面；在兩個工作面上都有安裝孔和定位孔；當(dāng)一個盤面作為工作面使用時，另一個面是安裝面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，其特征是其盤面上耦合的超硬磨料顆粒是金剛石、立方氮化硼、多晶金剛石、多晶立方氮化硼、CVD氣相生長金剛石的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，其特征是正反兩個盤面上的超硬磨料顆粒具有相同的種類、粒度、晶形、分布排列方式、分布密度，在修整中表現(xiàn)同樣的性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，其特征是正反兩個盤面上的超硬磨料顆粒，其種類、粒度、晶形、分布排列方式、分布密度至少有一項是不相同的，在修整中表現(xiàn)不同的性能。
全文摘要
一種化學(xué)機械拋光墊雙面修整盤，有一個扁平圓盤狀基體，基體的兩個盤面上耦合超硬磨料顆粒，形成正反兩個工作面。盤的兩個面上都設(shè)計加工有定位孔和螺紋安裝孔，每個盤面既能作為工作面，也可作為安裝面。一個面作為工作面使用時，另一個面即作為安裝面。
文檔編號B24D3/00GK102990529SQ20111026689
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者楊宗慶, 宋健民, 王偉東, 錢衛(wèi), 董光乾 申請人:深圳嵩洋微電子技術(shù)有限公司