组合式修整器及其制造方法与流程

文档序号:11700075阅读:137来源:国知局
组合式修整器及其制造方法与流程

本发明涉及组合式修整器及其制造方法,属于一种应用于化学机械研磨制程的修整器及其制造方法技术领域。



背景技术:

化学机械研磨是目前平坦化半导体晶圆表面最常用的手段之一。在化学机械研磨制程中,通常会使用抛光垫配合抛光液,来抛光半导体晶圆表面。在化学机械研磨制程中,会利用抛光垫修整器来修整抛光垫表面,移除抛光晶圆时产生的废料,并使抛光垫回复粗糙度,以维持抛光质量的稳定。

现有的抛光垫修整器在用以接触抛光垫的表面具有多个钻石颗粒,若这些钻石颗粒的尖点之间的高度差异过大,会导致抛光垫表面的平整度下降,从而影响抛光质量。随着集成电路线宽逐渐缩减,对于抛光垫修整器的要求也随之提高。进一步而言,在针对线宽小于45奈米以下的晶圆进行化学机械研磨制程时,抛光垫的平整性须更高,以避免刮伤(micro-scratches)晶圆或造成金属线路凹陷(dishing)及侵蚀(erosion)的现象。

现有的研磨垫修整器通常包括一底座以及至少一个设置于底座上的研磨单元,其中研磨单元包括一基板以及一研磨层。在将研磨单元装设于底座之前,是先通过高温的化学气相沉积制程(cvd)或是高温的焊接制程(brazing),将研磨层形成于基板上。然而,经过高温制程的研磨单元容易因基板材料中心与边缘的冷却速度不均而变形,从而降低研磨单元本身的平行度。

随后,在将研磨单元装设于底座上时,由于底座本身的平行度公差会超过100μm,而基板本身的平行度公差约50μm,这将会使研磨单元的研磨表面的平面度(flatness)进一步降低,更难以符合对具有窄线宽的半导体晶圆的平坦化制程需求。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,避免研磨单元在高温制程中因热应力及高温变形而降低研磨单元表面的平面度。

为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种组合式修整器,其包括基座以及至少一研磨单元。基座具有一承载面,至少一研磨单元组装于承载面上。研磨单元具有一底盘以及一结合于底盘其中一侧的研磨部,底盘具有一贯穿底盘的通孔,且研磨部具有一环绕通孔并具有多个切削尖端的研磨表面,其中通孔的开孔面积百分比是介于1%至60%之间。

为了解决上述的技术问题,本发明所采用的另外一技术方案是,提供一种组合式修整器的制造方法。先提供一初始组合件,且初始组合件包括一基座以及至少一可拆卸地组装于基座的底盘,其中基座具有一承载面及一与承载面相对的底表面。底盘组装在承载面上,并具有一待处理表面、一底面以及一由待处理表面延伸至底面的通孔。随后,研磨加工底盘的待处理表面,以使待处理表面与底表面两者的平行度公差不超过20μm。接着,从基座拆卸下底盘,再形成一研磨部于底盘的待处理表面上,其中研磨部具有一围绕通孔的研磨表面。之后,将具有研磨部的底盘重新固定于所述基座的所述承载面上。

本发明的有益效果在于,本发明技术方案所提供的组合式修整器及其制造方法通过在研磨单元的底盘形成通孔,可避免研磨单元在形成研磨部的高温制程后变形,从而提高研磨表面的平面度以及减少研磨表面与底表面两者的平行度公差。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。

附图说明

当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点,但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定,如图其中:

图1为本发明其中一实施例的组合式修整器在组合前的立体分解图。

图2为图1的组合式修整器在组装后的立体示意图。

图3为本发明另一实施例的组合式修整器在组装后的立体示意图。

图4为本发明其中一实施例的组合式修整器的局部剖面示意图。

图5为本发明其中一实施例的组合式修整器的立体分解图。

图6为本发明其中一实施例的组合式修整器的立体分解图。

图7为本发明其中一实施例的组合式修整器的立体分解图。

图8为图7的组合式修整器的另一立体分解图。

图9为图7的组合式修整器在组装后的立体示意图。

图10为本发明实施例的组合式修整器的制造方法的流程图。

图11a显示本发明其中一实施例的组合式修整器在步骤s100中的局部剖面示意图。

图11b显示本发明其中一实施例的组合式修整器在步骤s200中的局部剖面示意图。

图11c显示本发明其中一实施例的组合式修整器在步骤s400中的局部剖面示意图。

图11d显示本发明其中一实施例的组合式修整器在步骤s500中的局部剖面示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然,本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时,它可以直接连接到其他元件或者组件,或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

为便于对本发明实施例的理解,下面将做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

组合式修整器及其制造方法/conditionerassemblyandmanufacturingmethodthereof。

请参阅图1至图2。图1为本发明其中一实施例的组合式修整器在组合前的立体分解图。图2为图1的组合式修整器在组装后的立体示意图。本发明实施例的组合式修整器1包括基座10、至少一研磨单元11以及调整组件12。

承上所述,基座10具有一承载面100以及和承载面100相对的一底表面102。构成基座10的材料可为不锈钢、模具钢、金属合金、陶瓷、高分子或复合材料。在本实施例中,基座10的承载面100上具有至少一对应研磨单元11的组装区100a。本实施例的组合式修整器1具有多个研磨单元11,因此,基座10的承载面100设有多个分别对应研磨单元11的组装区100a。

在图1的实施例中,组装区100a为配合研磨单元11的凹陷部,但在其它实施例中,基座10的承载面100也可以是一平面,而仅设置多个定位记号,以定义出多个组装区100a。另外,在本实施例中,基座10的外观是呈圆盘状,但本发明并未限制基座10的形状。

图1的实施例中,组合式修整器1是具有多个研磨单元11,分散设置在基座10的承载面100上。多个研磨单元11环绕基座10的中心排列。然而,在其它实施例中,多个研磨单元11也可以呈矩阵式排列在基座10的承载面100上。因此,本发明并不限制研磨单元11的排列方式。

承上所述,每一个研磨单元11具有一位于研磨单元11其中一侧的研磨部110以及一贯穿研磨单元11的通孔11h,且研磨部110具有一围绕通孔11h的研磨表面110s,且研磨表面110s具有多个切削尖端110t。

详细而言,每一个研磨单元11还包括一底盘111,底盘111具有一朝向基座10的底面(未标号)以及和底面相反的表面(未标号)。如图1所示,在本实施例中,底盘111的外观是呈圆盘状。

须说明的是,若底盘111的厚度太薄,底盘111容易因高温应力而变形。若底盘111的厚度太厚,底盘111的重量会太重。因此,在一实施例中,底盘111的厚度是介于1mm至10mm之间,最佳是4mm至6mm之间。底盘111的直径是小于基座10的直径的0.1至0.5倍。另外,构成底盘111的材料为金属材料或陶瓷材料或是高分子材料或是复合材料。

承上述,通孔11h正好是通过底盘111的中心轴,以避免底盘111在形成研磨部110的高温制程中变形。须说明的是,只要能达到上述目的,通孔11h的俯视形状可以是圆形、五角形、六角形或者是其它几何形状,本发明并不限制。但是,通孔11h过小仍无法有效避免底盘111过度变形,通孔11h过大会降低研磨表面110s的面积。因此,在一实施例中,通孔11h的开孔面积百分比是介于1%至60%之间,较佳是介于15%至50%。前述开孔面积百分比是指通孔11h的开孔面积占底盘111的一横截面面积的比例。

若通孔11h的俯视形状呈圆形(如图1所示),通孔11h的直径与底盘111的直径比值可以介于0.1至0.7之间,以使通孔11h的开孔面积百分比落在上述的范围内。也就是说,当底盘111的直径为20mm时,通孔11h的直径可介于2mm至14mm。在优选实施例中,通孔11h的直径与底盘111的直径比值是介于0.3至0.5之间。

研磨部110是设置于底盘111的表面上,也就是相反于底面的一侧。研磨部110具有一环绕通孔11h的研磨表面110s,且研磨表面110s具有多个切削尖端110t。详细而言,研磨部110包括多个研磨颗粒或者至少一刀刃,而这些研磨颗粒或者刀刃的尖端会构成研磨表面110s上的切削尖端110t,且这些切削尖端110t会构成一切削图案。

切削图案的俯视形状包括点状、放射状、螺旋状、环状、同心圆、多边形及其组合中的至少一种。

举例而言,在图1的实施例中,研磨部110包括多个以通孔11h为中心呈放射状排列的刀刃,且刀刃的尖端即为研磨表面110s的切削尖端110t。因此,本实施例中,由切削尖端110t所构成的切削图案的俯视形状呈放射状。

然而,刀刃的排列方式以及形状并无特别限制。在图1的实施例中,刀刃可以是一直线刀刃或一弧形刀刃,从而使切削图案的俯视形状呈直线放射状或弧形放射状。在其它实施例中,研磨部110可以包括一个或多个环绕通孔11h的周围而设置的刀刃,从而使切削图案的俯视形状呈螺旋状、环状、同心圆以及多边形。在另一实施例中,研磨部110可以包括多个分散设置的研磨颗粒,从而使切削图案的俯视形状呈点状。

须先说明的是,研磨单元11的研磨部110可通过高温焊接、电镀、树脂等方式将钻石磨粒形成于底盘111上,或者是直接对底盘111本身进行加工,以形成刀刃之后,再以化学气相沉积方式镀上钻石膜。因此,在制作研磨单元11的制程中,底盘111可能会被加温至800℃至1100℃。

由于底盘111中心具有通孔11h,因此可减少底盘111在热处理过程中在中心与边缘的散热差异,从而减少底盘111变形的程度。另外,底盘111在被加热到高温以及由高温被冷却到室温的过程中,底盘111的通孔11h也可提供底盘111体积膨胀及收缩的容许空间,以免降低研磨表面110s的平面度。

请参照图3,显示本发明另一实施例的组合式修整器组装后的立体示意图。在图3的实施例中,组合式修整器1’的多个研磨单元11a~11h的研磨部110的切削图案不一定要相同。

举例而言,研磨单元11a、11c、11g的刀刃是环绕通孔11h的周围设置,从而使切削图案的俯视形状分别呈螺旋状、同心圆状以及多边形。研磨单元11b、11d、11e的多个刀刃以通孔11h为中心呈放射状排列。研磨单元11b的刀刃为弧形刀刃,从而使切削图案的俯视形状呈一直线放射状,而研磨单元11d的刀刃为直线刀刃,从而使切削图案的俯视形状呈一曲线放射状。另外,研磨单元11f的研磨部110包括多个分散设置的研磨颗粒,从而使切削图案的俯视形状呈多点状。

由于研磨单元11a~11h修整抛光垫时,所产生的研磨轨迹都不相同。因此,在利用图3的组合式修整器1对抛光垫进行修整时,可以在抛光垫上形成不规则的加工纹路。如此,可提高半导体晶圆的抛光品质。

请再参照图2。研磨表面110s用以接触并修整抛光垫(未图示)。在本实施例中,组合式修整器1具有多个研磨单元11,而研磨单元11的多个研磨表面110s会共同配合而形成接触抛光垫的一接触面。另外,多个研磨单元11上的多个切削尖端110t中的前三个高度位置最高的切削尖端110t会形成一平面,且可将所述平面定义成一参考面。

因此,单一研磨单元11的研磨表面110s的平面度(flatness),研磨表面110s(或参考面)与基座10的底表面102两者的平行度公差,研磨表面110s上的多个切削尖端110t和参考面之间的垂直高度差值,以及参考面的平面度都是在化学机械研磨制程中,影响半导体晶圆(特别是具有窄线宽的半导体晶圆)的抛光质量的重要参数。

在本实施例中,研磨表面110s与基座10的承载面100两者的平行度公差不超过20μm,且研磨表面110s的切削尖端110t与参考面之间的垂直高度差不超过20μm,以符合对线宽45nm以下的半导体晶圆抛光的需求。在本发明实施例中,参考面和基座10的底表面102的平行度公差也不超过20μm。

请再参照图1,组合式修整器1还包括至少一调整组件12,且调整组件12是设置于基座10与底盘111之间,以调整参考面与底表面102两者的平行度公差。

在图1的实施例中,调整组件12包括多个垫片120,且每一垫片120的形状是与底盘111的形状配合,进一步而言,本实施例的垫片120为环状垫片,且设置在研磨单元11的底盘111与基座10的承载面100之间。

当所有的研磨单元11都固定于基座10上时,位于每一个研磨单元11与基座10之间的垫片120可以分别微调每一个研磨单元11的研磨表面110s相对于承载面100的高度。也就是说,多个研磨单元11的研磨表面110s共同配合而形成的接触面可因此而具有较佳的平面度。

另外,通过垫片120的设置,所有研磨单元11的研磨表面110s的切削尖端110t可大致落在相同的水平面上。具体而言,通过设置垫片120,其中一个研磨单元11的研磨表面110s的最高的切削尖端110t,与另一个研磨单元11的研磨表面110s的最高的切削尖端110t两者的垂直高度差不超过20μm。此处的垂直高度是指最高的切削尖端110t相对于基座10的底表面104之间的距离。如此,可避免切削尖端过于突出而增加抛光垫的表面粗糙度,从而影响半导体晶圆抛光的质量。

将研磨单元11固定于基座10上的方式可以是锁固、卡固、焊接及黏着手段中的至少其中一种。须说明的是,构成垫片120的材料的硬度会小于基座10的硬度以及底盘111的硬度。当研磨单元11通过固定组件13固定于基座10上时,夹设于底盘111以及基座10之间的垫片120因具有较软的硬度且因受力而变形,从而可调整研磨单元11的高度。据此,本实施例的垫片120的直径会略小于研磨单元11的底盘111,以容许垫片12在受压时变形。

在一实施例中,构成垫片120、底盘111以及基座10的材料都是金属材料,但构成垫片120的材料可通过退火处理而具有较低的硬度。在其它实施例中,构成垫片120的材料也可以是其它可受压力而变形的材料。此外,在一实施例中,垫片120接触底盘111的表面也可通过表面处理,而具有微结构,前述的微结构可以是多个凸起结构或多个凹孔结构。

另外,在本发明实施例中,研磨单元11是通过锁固的技术手段固定于基座10上。详细而言,如图1所示,组合式修整器1还包括多个固定组件13。每一个研磨单元11与对应的垫片120是通过固定组件13组装固定于基座10上。进一步而言,固定组件13为螺丝,且基座10的承载面100上设有多个固定孔100h。每一个固定孔100h的位置分别对应各个底盘111的通孔11h的位置,以配合固定组件13。换句话说,固定组件13穿过底盘111的通孔11h、对应的垫片120并锁固于固定孔100h,以将研磨单元11锁固于基座10上。

请参照图4,显示本发明其中一实施例的组合式修整器的局部剖面示意图。在本实施例中,固定组件13的顶面会低于研磨单元11的研磨表面110s。另外,本实施例的底盘111还包括一凸设于通孔11h内壁面的挡止部112,以限制固定组件13的位置。

请再参照图1。在较佳实施例中,组合式修整器1还包括一胶材14,且胶材14填充于底盘111与调整组件12之间。具体而言,胶材14可以是环氧树脂(epoxy)、聚酯树脂(polyesterresin)、聚丙烯酸树脂(polyacrylicacidresin)、酚醛树脂(phenolicresins)或硅胶(silica)等高分子材料。在将调整组件12与研磨单元11组装到基座10之前,先将胶材14涂布于基座10的承载面100的多个组装区100a。

当研磨单元11与垫片120通过固定组件13组装于基座10上时,胶材14受到挤压而填满基座10、垫片120以及底盘111之间的缝隙。组合式修整器1因常应用于化学机械研磨制程中,而经常会接触化学药剂。胶材14可防止垫片120被化学药剂腐蚀,及防止污染物卡入底盘111以及垫片120之间的缝隙,并可使底盘111更牢固地组装于基座10上。

请参照图4,显示本发明其中一实施例的组合式修整器的立体分解图。本实施例的组合式修整器1中,基座10具有一第一对位部101,研磨单元11具有一第二对位部113,且基座10与研磨单元11通过第一对位部101与第二对位部113相互配合以进行对位。

请参照图5。在图5的实施例中,第一对位部101是形成于承载面100上并位于组装区100a其中一侧的凹槽,第二对位部113是形成于底盘111的底面的凹槽。另外,本发明实施例的组合式修整器1还包括一定位组件15,设置于第一对位部101内。当研磨单元11组装于承载面100上对应的组装区100a时,底盘111的第二对位部113是对准第一对位部101,以固定研磨单元11组装的方位。另外,通过卡合于第一对位部101与第二对位部113之间的定位组件15,也可避免底盘111位移。

在其它实施例中,第一对位部101与第二对位部113也可以分别是一形成于承载面100上的凹槽以及形成于底盘111的底面并配合凹槽的凸柱。请参照图6,显示本发明另一实施例的组合式修整器的立体分解图。在本实施例中,第一对位部101为形成于组装区100a其中一侧的倒角,第二对位部113是对应倒角而形成于底盘111底部的嵌合部。当研磨单元11组装于基座10上时,底盘111的嵌合部(第二对位部113)对准组装区100a的倒角(第一对位部101)而设置于组装区100a上。

在又一实施例中,第一对位部101与第二对位部113也可以分别是形成于承载面100以及形成于底盘111的底面上的记号。因此,只要能够辨识研磨单元11设置的方位,本发明中并不限制第一对位部101与第二对位部113的结构或形式。

请参照图7,其显示本发明另一实施例的组合式修整器在组装前的立体分解图。在本实施例的组合式修整器2包括基座20、研磨单元21以及调整组件22。

本实施例的组合式修整器2只设有一个研磨单元21,且基座10为圆形基座。和图1的实施例不同的是,本实施例中,基座20设有定位部202,以定义研磨单元21设置的位置。在本实施例中,定位部202是一凸出于承载面200并位于基座20中心的轴部。

研磨单元21具有一贯穿研磨单元21的通孔21h以及设置于研磨单元21其中一侧的研磨部210。研磨单元21的通孔21h的尺寸配合轴部的尺寸,以使研磨单元21可通过通孔21h套设在轴部上。据此,研磨单元21被轴部限制,而较不易在组装过程中滑移。在其它实施例中,定位部202也可以是一形成于承载面200上的图案标记。

承上述,本实施例的研磨单元21还包括底盘211,研磨部210位于底盘211其中一侧。底盘211尺寸大致和基座20的尺寸相同。在一实施例中,底盘211的直径与基座20的直径比值至少大于0.5。

另外,研磨单元21的研磨部210具有用以接触抛光垫的研磨表面210s。研磨表面210s为一连续环形表面,并具有多个切削尖端210t。详细而言,本实施例的研磨部210包括多个刀刃,且这些刀刃的尖端构成研磨表面210s的切削尖端210t。和前一实施例相似,切削尖端210t构成一切削图案。

本实施例中,多个刀刃以通孔21h为中心呈放射状排列,从而使切削图案的俯视形状呈放射状。在其它实施例中,研磨部210也可以包括多个研磨颗粒。另外,切削图案的俯视形状也可以类似图3所示的研磨单元11a~11h的切削图案,在此不再赘述。

另外,研磨单元21的多个切削尖端210t中的前三个高度位置最高的切削尖端210t形成一平面,且将这个平面定义为参考面。

请参照图7以及图8,由于研磨单元21的尺寸较大,因此本实施例的调整组件22包括多个位于研磨单元21与基座20之间的垫片220。这些垫片220分散地设置在研磨单元21与基座20之间,以调整研磨表面210s的平面度。

研磨单元21通过调整组件22的调整,也可使参考面具有较佳的平面度,并可使参考面和基座20的底表面204两者的平行度公差不超过20μm。在其它实施例中,调整组件22也可以是和底盘211的形状相似的环状垫片。在本实施例中,构成垫片220的材料的硬度是小于基座20的硬度与底盘211的硬度。在本实施例中,研磨单元21是通过锁固方式固定于基座20上。具体而言,研磨单元21的底盘211除了具有通孔21h之外,还具有其它多个贯穿底盘211的贯孔h1。另外,基座20的承载面200具有多个对应于这些贯孔h1的固定孔200h。多个固定组件23分别穿过贯孔h1而锁固于对应的固定孔200h内。

请参照图7及图8。图8显示图7的组合式修整器组装前的立体分解图。如图7所示,基座20的承载面200上设有第一对位部201。在本实施例中,第一对位部201是一位于定位部202和承载面200的交界处的开槽。另外,底盘211的底部具有对应于第一对位部201的第二对位部213。本实施例中,第二对位部213为一形成于通孔21h的下半部内壁面的开槽。当研磨单元21组装于基座20上时,研磨单元21的第二对位部213对准第一对位部201而设置在承载面200上。

请参照图7,和图4的实施例相似,本实施例的组合式修整器2还包括一卡合于第一对位部201与第二对位部213之间的定位组件25,以避免底盘211相对于基座20转动。

请参照图8及图9。如图8所示,在将研磨单元21组装于基座20之前,先在承载面200上设置胶材24、调整组件22以及将定位组件25设置于第一对位部201。

如图9所示,利用多个固定组件23将研磨单元21固定于基座20上。须注意的是,当研磨单元21设置于基座20上之后,定位部202的顶面相对于承载面200的高度会低于研磨表面210s相对于承载面200的高度,以避免在化学机械研磨制程中,定位部202的顶面接触到抛光垫。

请参照图10,显示本发明实施例的组合式修整器的制造方法的流程图。本发明实施例的组合式修整器的制造方法例如是制造图2的组合式修整器1,或者图9所示的组合式修整器2。通过本发明实施例的制造方法所制造的组合式修整器1、2的研磨单元11、21的研磨表面110s、210s与承载面100、200两者的平行度公差不超过20μm。

当组合式修整器1具有多个研磨单元11时,通过本发明实施例的制造方法,可使其中一个研磨单元11的研磨表面110s的最高的切削尖端110t,与另一个研磨单元11的研磨表面110s的最高的切削尖端两者的垂直高度差不超过20μm。

当组合式修整器2只有一个研磨单元21时,通过本发明实施例的制造方法可使研磨单元21的研磨表面210s(或参考面)的和底表面204的平行度公差不超过20μm。

本发明实施例所提供的组合式修整器的制造方法,主要是在形成研磨部于底盘之前,依照实际需求,将一个或多个底盘组装于基座上,对底盘及基座进行研磨,以提高底盘与基座的表面平面度。随后,再将底盘从基座上拆卸下来进行加工,以形成研磨部于底盘上。之后,再将具有研磨部的底盘组装固定至基座上。

请参照图10、图11a至图11d,以下将以形成图1所示的组合式修整器1为例,来说明本发明实施例的组合式修整器的制造方法。

请先参照图10及图11a。详细而言,在步骤s100中,提供一初始组合件,初始组合件包括一基座以及至少一可拆卸地组装于基座上的底盘,其中,基座具有一承载面及一和所述承载面相对的底表面,底盘设置在承载面上并具有一待处理表面、一底面以及一由待处理表面延伸至底面的通孔。在一实施例中,初始组合件还包括一位于基座以及底盘之间的初始垫片。

如图11a所示,在一实施例中,初始组合件z1可以包括多个分散设置于基座10上的底盘111a、111b。底盘111a、111b是分别通过不同的固定组件13组装于基座10的承载面100上。另外,底盘111a、111b与基座10之间分别设有一初始垫片120’,但在初始组合件z1中尚未使用胶材固定。

底盘111a具有一待处理表面a1以及相对于待处理表面a1的底面a2。相似地,底盘111b也具有一待处理表面b1以及相对于待处理表面b1的底面b2。如图11a所示,由于基座10以及底盘111a、111b本身的公差,底盘111a的待处理表面a1与底盘111b的待处理表面b1会分别落在不同的水平面p1、p2上。

在另一实施例中,初始组合件也可以只包括一个尺寸较大的底盘。可以参照图7所示的底盘211与基座20的组装方式,但是在初始组合件需省略胶材。

接着,在步骤s200中,研磨底盘的待处理表面,以使待处理表面与基座的底表面两者的平行度公差不超过20μm。

请配合参照图11b。图11b中显示,在对底盘111a、111b研磨之后,底盘111a的待处理表面a1’与底盘111b的待处理表面b1’可大致位于相同的水平面p。另外,底盘111a的待处理表面a1’的表面平面度,与底盘111b的待处理表面b1’的表面平面度也可通过此步骤最佳化。

需先说明的是,初始组合件的基座本身的平行度大约是100μm,而底盘本身的平行度大约是20至50μm。因此,底盘组装于基座上之后,底盘与基座两者的平行度公差最大可能达到150μm。因此,在步骤s200中,对底盘的待处理表面研磨,可以使底盘的平面度达到10μm以下,并可将底盘与基座两者的平行度公差减少到低于20μm。

研磨底盘的待处理表面的方式可以是利用平面磨床轮磨加工(grinding),或是使用研磨(lapping)及抛光(polishing)的方式来使底盘的待处理表面的平面度低于10μm。

须说明的是,若没有先研磨底盘的待处理表面,而直接将加工后的底盘组装于基座上,会使底盘的研磨表面的平面度差异过大,从而使修整器无法应用于具有窄线宽的半导体晶圆的抛光制程中。

在一实施例中,在研磨底盘111a的待处理表面a1’与底盘111b的待处理表面b1’之前,可以先研磨基座10的底表面104,以进一步降低待处理表面a1’、b1’和底表面104之间的平行度公差。

接着,在步骤s300中,从基座上拆卸下底盘。在本实施例中,在从基座上拆卸下底盘之前,会先标记底盘设置在基座的承载面上的一初始位置以及一设置方位。

请再参照图11a,在一实施例中,标记底盘111a、111b设置在承载面100上的初始位置以及设置方位的步骤可以是在提供初始组装件z1之前,分别在基座10与底盘111a、111b上形成第一对位部101以及与第一对位部101配合的第二对位部113。第一对位部101是位于基座10的承载面100,而第二对位部113则可位于底盘111a、111b的底面a2、b2。

前述第一对位部101与第二对位部113的结构及其变化可以参照图5、图6以及与其相对应的说明,在此并不赘述。

接着,在步骤s400中,形成一研磨部于底盘的待处理表面上,其中,研磨部具有一围绕通孔的研磨表面。形成研磨部的方式例如是在底盘上形成多个研磨颗粒(如:钻石颗粒)或者是钻石刀刃,其中研磨颗粒与钻石刀刃可以通过焊接(brazing)、电镀(electroplating)或树脂接合(resinbonding)等方式形成于底盘上。

请参照图11c,以底盘110a为例进行说明。在底盘110a的研磨后的待处理表面a1’上形成研磨部110,且研磨部110的研磨表面110s具有多个切削尖端110t。

在其它实施例中,也可以直接对底盘的待处理表面加工,以形成具有刀刃的研磨部,再以化学气相沉积方式镀钻石膜。因此,本发明实施例并不限制形成研磨部的方式以及研磨部的结构。

如前所述,在形成研磨部的步骤中,底盘通常需要经过高温制程处理。由于本发明实施例的底盘110a、111b都具有通孔11h,可减少底盘因热胀冷缩或者是散热速率不均而变形的状况,从而避免降低研磨表面的平面度。

接着,在步骤s500中,将具有研磨部的底盘重新固定于基座的承载面上。

请参照图11d,本实施例中,在将底盘110a、111b重新固定于承载面100上的步骤中,是根据在先前步骤中所标记的设置方位,将底盘110a、111b设置于初始位置上。也就是说,最后底盘110a、111b在基座10上的位置以及设置方位会和原先的初始位置与设置方位完全相同。

须说明的是,在步骤s200中,是对一个或多个底盘的待处理表面同时研磨,而待处理表面的平面度达到要求。由于在实际研磨时,底盘被研磨的程度会依据不同的位置而有所差异。因此,根据初始方位将底盘组装于基座上的初始位置,可避免因研磨程度的差异而降低底盘的研磨表面的平面度。

另外,在将底盘110a、111b重新固定于基座10的承载面100上的步骤中,可以先设置一调整组件于承载面上。调整组件可以是一垫片120或者包括多个彼此分离的垫片,且垫片120具有一接触底盘110a、111b的表面。接着,可形成一胶材(如图1的胶材14)于垫片120的表面上,再将底盘110a、111b设置于垫片120上,并通过至少一固定组件13将底盘110a、111b、垫片120以及基座10固定。

当底盘110a、111b、垫片120以及基座10通过固定组件13固定时,垫片120可用以调整底盘110a、111b的高度位置。须说明的是,底盘110a、111b虽然具有通孔11h,但是在高温处理后仍然有轻微的变形,通过垫片120的微调,可使两个研磨单元11的研磨部110上的切削尖端110t可大致落在同一水平面p’上。

胶材则可填入通孔11h内以及底盘110a、110b与垫片120之间的缝隙,以强化底盘110a、110b与基座10之间的接合力。

当固定组件13将底盘110a、110b固定于基座10上时,由于构成垫片120的材料的硬度小于基座10的硬度与底盘110a、110b的硬度,垫片120容易受力而变形,从而可微调研磨表面110s与基座10的底表面104两者的平行度公差。另外,垫片120的形状以及数量可以根据实际需求而改变,本发明并不限制。

在一实施例中,在通过固定组件13将底盘110a、110b、垫片120以及基座10固定之后,可进一步形成一密封胶(未图标)于固定组件上。举例而言,在制作如图1所示的组合式修整器1时,固定组件13是穿过底盘110a、111b的通孔11h,而将底盘110a、110b与垫片120锁固在基座10上。因此,可进一步在通孔11h内填入密封胶,以避免固定组件13松脱或是污染物进入通孔11h。

本发明的有益效果在于,本发明实施例所提供的组合式修整器及其制作方法,其通过在底盘(110、110a、110b、210)设有通孔(11h、21h),可降低研磨单元(11、11a~11h、21)在形成研磨部(110、210)的高温制程中变形的程度。另外,形成研磨部(110、210)于底盘(111、211、111a、111b)之前,依照实际需求,将一个或多个底盘(111、211、111a、111b)组装于基座(10、20)上,对底盘(111、211、111a、111b)及基座(10、20)的底表面(104、204)进行研磨,以提高底盘(111、211、111a、111b)的表面平面度。随后,再将底盘(111、211、111a、111b)从基座(10、20)上拆卸下来进行加工,以形成研磨部(110、210)于底盘(111、211、111a、111b)上。之后,再将具有研磨部(110、210)的底盘(111、211、111a、111b)组装固定至基座(10、20)上。

如此,组合式修整器(1、1’、2)的研磨单元(11、11a~11h、21)的研磨表面(110s、210s)上大多数的切削尖端(110t、210t)可大致落在相同的参考面。

另外,在本发明实施例的组合式修整器(1、1’、2)中,通过垫片(120、220)的设置来微调多个研磨单元(11、11a~11h、21)的研磨表面(110s、210s)与承载面(100、200)两者的平行度公差,从而使研磨表面(110s、210s)与基座(10、20)的底表面(104、204)两者的平行度公差不超过20μm。据此,本发明实施例的组合式修整器(1、1’、2)可应用在具有窄线宽的半导体晶圆抛光制程中。

【符号说明】

组合式修整器1、组合式修整器1’、组合式修整器2,基座10、基座20,承载面100、承载面200,底表面102,固定孔100h、固定孔200h,组装区100a,研磨单元11、研磨单元11a~研磨单元11h、研磨单元21,底盘111、底盘211、底盘111a、底盘111b,待处理表面a1、待处理表面b1、待处理表面a1’、待处理表面b1’,底面a2、底面b2,研磨部110、研磨部210,通孔11h、通孔21h,研磨表面110s、研磨表面210s,挡止部112,切削尖端110t、切削尖端210t,调整组件12、调整组件22,初始垫片120’,垫片120、垫片220,固定组件13、固定组件23,胶材14、胶材24,第一对位部101、第一对位部201,第二对位部113、第二对位部213,定位组件15、定位组件25,定位部202,贯孔h1,初始组合件z1,水平面p、水平面p’、水平面p1、水平面p2,流程步骤s100~流程步骤s500。

如上所述,对本发明的实施例进行了详细地说明,但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形,这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

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