发明名称 具有一自我避免研磨粒阵列之研磨工具
摘要 本发明系关于研磨工具,该研磨工具包括研磨粒,其按照一环绕各研磨粒皆具有一排斥区之非均匀图案而被定向于一阵列中;且该排斥区具有一最小尺寸,其较大于该研磨粒之所要颗粒大小范围中之最大直径。本发明亦揭示用于设计此一研磨粒之自我避免阵列及用于将此一阵列转移至一研磨工具体上之方法。
申请公布号 TWI278928 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW093128057 申请日期 2004.09.16
申请人 圣高拜磨料有限公司 发明人 理查W J 何;仁思M 摩特;查尔斯A 贝特曼
分类号 H01L21/304(2006.01) 主分类号 H01L21/304(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种用于制造研磨工具的方法,该工具环绕每个 研磨粒具有一选择排斥区,而该方法包括如下步骤 : (a)选择一具有一经界定之尺寸及形状的二维平坦 区域; (b)选择一该平坦区域之一所要之研磨粒粒子尺寸 及浓度; (c)随机产生一系列二维坐标値; (d)将每对随机产生的坐标値限制为与任一对相邻 坐标値相差一最小値(K)之坐标値; (e)产生一具有足够坐标値对且于一图形上绘制成 点的受限制且随机产生的坐标値阵列,以产生该所 选择的二维平坦区域及该所选择的研磨粒粒子尺 寸之所要研磨粒浓度; (f)将一研磨粒中心定位于该阵列上之每个点处。 2.如请求项1之方法,其进一步包括利用一黏结材料 黏结该研磨粒之阵列以将一研磨粒固定于该阵列 之每个点处之步骤。 3.如请求项2之方法,其进一步包括将该研磨粒阵列 黏结于一基板上以形成一研磨工具之步骤。 4.如请求项3之方法,其中该基板系选自由一刚性工 具预成型件及一挠性背片及其组合所组成之群。 5.如请求项4之方法,其中该刚性工具预成型件包括 一具有一个旋转对称轴之几何形状。 6.如请求项4之方法,其中该刚性工具预成型件之该 几何形状系选自由碟、轮缘、环、圆柱及截头锥 及其组合所组成之群。 7.如请求项4之方法,其中该挠性背片系选自由薄膜 、箔片、织物、不织物片、网状物、丝网、孔片 、层状物及其组合所组成之群。 8.如请求项7之方法,其中该挠性背片可转变成一选 自由带、碟、片、垫、卷及条带所组成之群之形 式。 9.如请求项2之方法,其包括如下步骤: a)将该受限制且一图形上绘制成点的随机产生之 坐标値阵列压印于一工具基板上;及 b)使用一研磨黏结材料将一研磨粒固定在该工具 基板上之该阵列之每个点处。 10.如请求项2之方法,其包括如下步骤: a)将该受限制且于一图形上绘制成点的随机产生 之坐标値阵列压印于一模板上; b)将一研磨粒固定于该模板上之该阵列之每个点 处以形成一研磨粒阵列; c)将该研磨粒阵列转移至一工具基板上;及 d)使用一研磨黏结材料将该研磨粒阵列黏着至该 工具基板上。 11.如请求项10之方法,其进一步包括将该模板自该 工具基板上移除之步骤。 12.如请求项10之方法,其进一步包括将承载该研磨 粒阵列之该模板黏结至该工具基板上以形成该研 磨工具之步骤。 13.如请求项2之方法,其中该研磨黏结材料系选自 由黏合材料、硬焊材料、电镀材料、电磁材料、 静电材料、陶化材料、金属粉末黏结材料、聚合 材料及树脂材料及其组合所组成之群。 14.如请求项1之方法,其中藉由一组笛卡儿坐标(x,y) 界定该阵列。 15.如请求项1之方法,其中藉由一组极坐标(,) 界定该阵列。 16.如请求项15之方法,其中藉由一组笛卡儿坐标(x,y )进一步界定该阵列。 17.如请求项1之方法,其中该最小値(K)超过该研磨 粒之最大直径。 18.如请求项17之方法,其中该最小値(K)系至少1.5倍 于该研磨粒之最大直径。 19.如请求项2之方法,其进一步包括如下步骤:藉由 将该研磨粒阵列卷成一同心卷而将该研磨粒阵列 自一二维结构转变为一三维结构。 20.一种用于制造研磨工具之方法,其环绕每个研磨 粒具有一选择排斥区之,而该方法包括如下步骤: (a)选择一具有一经界定之尺寸及形状的二维平坦 区域; (b)选择一该平坦区域之一所要的研磨粒粒子尺寸 及浓度; (c)选择一系列坐标値对(x1,y1)以致使沿至少一个轴 之坐标値被限制为一数値顺序,其中每个値皆与下 一値相差一常量; (d)拆分每一所选择的坐标値对(x1,y1),以产生一组 经选择的x値及一组经选择的y値; (e)自该等x及y値组中随机选择一系列随机坐标値 对(x,y),每一对皆具有与任一邻近坐标値对之坐标 値相差一最小値(K)之坐标値; (f)生一具有足够坐标値对且于一图形上绘制成点 之随机选择坐标値对阵列,以产生该经选择的二维 平坦区域及该经选择的研磨粒粒子尺寸之所要研 磨粒浓度;及 (g)将一研磨粒中心定位于该阵列上之每个点处。 21.如请求项20之方法,其进一步包括利用一研磨黏 结材料黏结该研磨粒阵列以将一研磨粒固定于该 阵列上之每个点处之步骤。 22.如请求项20之方法,其进一步包括将该研磨粒之 阵列黏结于一基板上以形成一研磨工具之步骤。 23.如请求项22之方法,其中该基板系选自由一刚性 工具预成型件及一挠性背片及其组合所组成之群 。 24.如请求项23之方法,其中该刚性工具预成型件包 括一具有一旋转对称轴之几何形状。 25.如请求项23之方法,其中该刚性工具预成型件之 该几何形状系选自由碟、轮缘、环、圆柱及截头 锥及其组合所组成之群。 26.如请求项23之方法,其中该挠性背片系选自由薄 膜、箔片、织物、不织物片、网状物、丝网、孔 片,及层状物及其组合所组成之群。 27.如请求项23之方法,其中将该挠性背片转变成一 选自由带、碟、片、垫、卷及条带所组成之群之 形式。 28.如请求项21之方法,其包括如下步骤: a)将该于一图形上绘制成点之受限制且随机产生 之坐标値阵列压印于一工具基板上;及 b)使用一研磨黏结材料将一研磨粒固定于该工具 基板上之该阵列之每个点处。 29.如请求项21之方法,其包括如下步骤: a)将该于一图形上绘制成点之受限制且随机产生 之坐标値阵列压印于一模板上; b)将一研磨粒固定于该模板上之该阵列的每个点 处,以形成一研磨粒阵列; c)将该研磨粒阵列移至一工具基板上;及 d)使用一研磨黏结材料将该研磨粒阵列黏着于该 工具基板上。 30.如请求项29之方法,其进一步包括将该模板自该 工具基板上移除之步骤。 31.如请求项29之方法,其进一步包括将载有该研磨 粒阵列之该模板黏结于该工具基板上以形成该研 磨工具之步骤。 32.如请求项21之方法,其中该研磨黏结材料系选自 由黏合材料、硬焊材料、电镀材料、电磁材料、 静电材料、陶化材料、金属粉末黏结材料、聚合 材料及树脂材料及其组合所组成之群。 33.如请求项20之方法,其中藉由一组笛卡儿坐标(x,y )界定该阵列。 34.如请求项20之方法,其中藉由一组极坐标(,) 界定该阵列。 35.如请求项34之方法,其中藉由一组笛卡儿坐标(x,y )进一步界定该阵列。 36.如请求项20之方法,其中该最小値(K)超过该研磨 粒之最大直径。 37.如请求项36之方法,其中该最小値(K)系至少1.5倍 于该研磨粒之最大直径。 38.如请求项21之方法,其进一步包括藉由将该研磨 粒阵列卷成一同心卷而将该研磨粒阵列自一二维 结构转变成一三维结构之步骤。 39.如请求项1之方法,其中该研磨粒系选自由单一 研磨粒子、切削点及包含复数个研磨粒子之复合 物,及其组合所组成之群。 40.如请求项20之方法,其中该研磨粒系选自由单一 研磨粒子、切削点及包含复数个研磨粒子之复合 物,及其组合所组成之群。 41.一种包含研磨粒、黏结料及一基板之研磨工具, 该等研磨粒具有一经选择的最大直径及一经选择 之大小范围,且该等研磨粒藉由该黏结料以一单层 阵列形式而黏着于该基板上,其特征在于: (a)该等研磨粒根据一环绕每个研磨粒具有一排斥 区之非均匀图案而被定向于该阵列内;及 (b)每个排斥区皆具有一较所要研磨粒粒子尺寸之 最大直径为大之最小直径。 42.如请求项41之研磨工具,其中每个研磨粒皆被定 位于该阵列上之一点处,该阵列已藉由将随机选择 的一系列点限制于一二维平面上而被予界定,以致 使每个点皆彼此隔开一至少为该研磨粒之最大直 径1.5倍的最小値(K)。 43.如请求项41之研磨工具,其中每个点皆被定位于 已藉由以下步骤而界定的该阵列上之一点处: (a)限制一系列坐标値对(x1,y1),以致使沿至少一个 轴之坐标値被限制为一数値顺序,其中每个値皆与 下一値相差一常量; (b)拆分每一所选择的坐标値对(x1,y1),以产生一组 经选择的x値及一组经选择的y値; (c)自该等x及y値组中随机选择一系列随机坐标値 对(x,y),每一对皆具有与任一邻近坐标値对之坐标 値相差一最小値(K)之坐标値;及 (d)产生一具有足够坐标値对且于一图形上绘制成 点的随机选择坐标値对阵列,以产生该环绕每个研 磨粒之排斥区。 44.如请求项41之研磨工具,其中该基板系选自由一 刚性工具预成型件及一挠性背片及其组合所组成 之群。 45.如请求项44之研磨工具,其中该刚性工具预成型 件包括一具有一转动对称轴之几何形状。 46.如请求项45之研磨工具,其中该刚性工具预成型 件之该几何形状系选自由碟、轮缘、环、圆柱及 截头锥及其组合所组成之群。 47.如请求项44之研磨工具,其中该挠性背片系选自 由薄膜、箔片、织物、不织物片、网状物、丝网 、孔片,及层状物及其组合所组成之群。 48.如请求项47之研磨工具,其中该挠性背片可转变 成一选自由带、碟、片、垫、卷及条带所组成之 群之形式。 49.如请求项41之研磨工具,其中该黏结料系选自由 黏合材料、硬焊材料、电镀材料、电磁材料、静 电材料、陶化材料、金属粉末黏结材料、聚合材 料及树脂材料,及其组合所组成之群。 50.如请求项42之研磨工具,其进一步包括藉由将该 研磨粒阵列卷成一同心卷而将该研磨粒阵列自一 二维结构转变为一三维结构之步骤。 51.如请求项41之研磨工具,其中该等研磨粒系选自 由单一研磨粒子、切削点及包含复数个研磨粒子 之复合物,及其组合所组成之群。 图式简单说明: 图1系一先前技术工具的颗粒分配图案之图形,其 对应于随机产生的x、y坐标値且显示沿x及y轴呈不 规则分布。 图2系一先前技术工具之颗粒分配图案之图形,其 对应于一x、y坐标値之均匀网格且显示沿x及y轴之 连续坐标値之间具有规则间隙。 图3系一本发明之一研磨粒阵列图案之图形,其显 示一x、y坐标値之随机阵列,该等x、y坐标値已受 到限制,以使每对随机产生之坐标値皆最邻近之坐 标値相差一经定义的最小量(K)以环绕图形上每个 点形成一排斥区。 图4系一本发明之一研磨粒阵列图案之图形,其显 示一沿x及y轴已受限于一数値顺序之阵列,其中一 轴上之每个坐标値皆与下一坐标値相差一常量。 该阵列已藉由下列方式受到进一步限制:拆分坐标 値对,且随机重组该等对以使每对随机重组的坐标 値皆与最邻近之坐标値对隔离开一经定义的最小 量。 图5系一本发明之一研磨粒阵列图案之图形,其以 、极坐标绘制于一环形平坦区域内。
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