发明名称 利用硬焊钻石技术和氮化钛调理抛光垫之方法和装置
摘要 本案提供半导体晶圆等工作件之抛光和磨平方法和装置。用来磨平或抛光半导体晶圆的抛光垫所用调理环,显示利用硬焊钻石技术,加上涂布含氮化钛的组成物或薄膜钻石定着物,以减少粘合于调理费的裁切元件之破裂和损失。
申请公布号 TW411293 申请公布日期 2000.11.11
申请号 TW087119693 申请日期 1998.11.27
申请人 史必发艾比克公司 发明人 霍勒费尔
分类号 B24B7/20;H01L21/304 主分类号 B24B7/20
代理机构 代理人 李志鹏 台北巿民权东路三段一四四号一五二六室
主权项 1.一种抛光垫用之调理装置,抛光垫覆盖安装在抛 光机上之板,用来抛光工作件之表面,该 装置包括: 抛光垫之调理机构,利用与垫接触为之,其中该调 理机构构成裁切元件固设于该调理机构之 底面,该固设之栽切机构涂以组成物,减少裁切元 件之破裂;和 该调理机构与抛光垫之结合机构,并使该调理机构 在抛光垫的顶表面上转动和摆动者。2.如申请专 利范围第1项之装置,其中该组成物包括含氮化钛 的组成物和薄膜钻石定着物至 少其一者。3.如申请专利范围第2项之装置,其中该 组成物包括: 氮化钛成份;和 氮化锆成份者。4.如申请专利范围第1项之装置,其 中该裁切元件系焊接于调理机构的底面,而该组成 物包 括含氮化钛的组成物以及定着在该焊接裁切元件 全面的薄膜钻石定着物至少其一者。5.如申请专 利范围第1项之装置,其中该结合、转动和摆动机 构包括操作臂,适于运动该调 理机构进出与垫顶面呈操作结合,并使该调理机构 在垫顶面上径向摆动者。6.如申请专利范围第1项 之装置,其中该调理机构包括调理环,而该裁切元 件则设在该调理 环之底面者。7.如申请专利范围第6项之装置,其中 该裁切元件系设在绕该调理环周缘延伸之突缘上, 而 该突缘包含切口部,让材料从该调理环内部脱出者 。8.如申请专利范围第7项之装置,其中该裁切元件 系实质上均匀分布于该突缘上者。9.如申请专利 范围第7项之装置,其中该裁切元件系以金属合金 焊接于该突缘者。10.如申请专利范围第9项之装置 ,其中该焊接金属合金覆盖该裁切元件约25%至40%者 。11.如申请专利范围第1项之装置,其中该裁切元 件包括钻石粒者。12.一种抛光垫之调理装置,工作 件同时在垫上被抛光,该装置可安装于活动支架元 件,以 便将要抛光的工作件带到与垫接触,其中该调理机 构包括固设于该调理机构底面的裁切元件 ,以及一种组成物,包括含氮化钛的组成物和覆盖 该裁切元件的薄膜钻石定着物至少其一者 。13.如申请专利范围第12项之装置,其中该调理机 构为环,构成安装于工作件支架元件的外 周,且其中该裁切元件系设在该环底面者。14.如申 请专利范围第13项之装置,其中该裁切元件系设在 绕环周缘延伸之突缘上,而该突 缘包含切口部,让材料从该环内部脱出者。15.如申 请专利范围第14项之装置,其中该裁切元件系实质 上均匀分布于该突缘上者。16.如申请专利范围第 14项之装置,其中该裁切元件系以金属合金焊接于 该突缘者。17.如申请专利范围第16项之装置,其中 该焊接金属合金覆盖该裁切元件约25%至40%者。18. 如申请专利范围第12项之装置,其中该裁切元件包 括钻石粒者。19.一种半导体晶圆在化学机械式磨 平中所用抛光垫之调理装置,包括: 绕直立轴线转动的调理环; 附设于该调理环之突缘; 使用焊接金属合金固设于该突缘之裁切元件;和 涂布该裁切元件之组成物者。20.如申请专利范围 第19项之装置,其中该裁切元件系实质上均匀分布 于该突缘上者。21.如申请专利范围第16项之装置, 其中该裁切元件系以金属合金焊接于该突缘者。 22.如申请专利范围第21项之装置,其中该焊接金属 合金覆盖该裁切元件约25%至40%者。23.如申请专利 范围第19项之装置,其中该裁切元件包括钻石粒者 。24.如申请专利范围第23项之装置,其中该组成物 包括含氮化钛的组成物和薄膜钻石定着物 至少其一者。25.如申请专利范围第23项之装置,其 中该组成物包括: 氮化钛成份;和 氮化锆成份者。26.一种抛光垫之调理装置,包括: 调理环,具有顶面和底面; 复数裁切元件,焊街于该调理环底面; 组成物,包括含氮化钛的组成物和定着于该复数焊 接裁切元件上的薄膜钻石至少其一者。27.一种抛 光垫之调理装置,包括: 调理装置; 复数裁切元件,固设于该调理装置之表面;和 组成物,包括含氮化钛的组成物和覆盖于该复数固 设裁切元件的薄膜钻石定着物至少其一者 。28.一种工作件抛光所用抛光垫之调理方法,包括 步骤为: 提供抛光装置,具有附设的抛光垫; 提供调理装置,以供调理该抛光垫,该调理装置包 括调理环和裁切元件,以焊剂合金附设于 该调理环至少一面,以及组成物,涂布该裁切元件, 减少该裁切元件破裂; 将该调理环上的该裁切元件压在该抛光垫表面;和 将该抛光垫和该调理环至少其一彼此相对运动,使 该裁切元件对该垫进行调理者。29.如申请专利范 围第28项之方法,其中该运动步骤又包括令该抛光 垫绕直立轴线转动者。30.如申请专利范围第28项 之方法,其中该运动步骤又包括令该调理装置绕直 立轴线转动者 。31.如申请专利范围第28项之方法,其中该调理装 置又包括操作臂,以保持该调理环,又其 中该运动步骤又包括使用该操作臂令该调理环跨 越该抛光垫摆动者。32.一种抛光垫之调理方法,同 时在该垫上抛光工作件,包括步骤为: 提供抛光装置,附设有抛光垫; 提供工作件支架,以供在抛光中持有该工作件; 提供调理装置,以调理该抛光垫,包括调理环和裁 切元件,以焊剂合金附设于该调理环之至 少一面,以及组成物,以涂布该裁切元件,减少该裁 切元件破裂; 藉将该工作件压紧于含该裁切元件之该抛光垫表 面,以抛光该工作件;以及 令该抛光垫和该调理费至少其一彼此相对运动,使 该工作件在抛光中,该裁切元件同时调理 该垫者。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该 运动步骤又包括该调理装置绕该直立轴线转动之 步骤者。34.如申请专利范围第32项之方法,其中该 运动步骤又包括该抛光垫绕该直立轴线转动之步 骤者。35.如申请专利范围第32项之方法,其中该运 动步骤又包括该调理环使用该工作件支架跨越 该抛光垫摆动,而该调理环系附设于该工作件支架 者。36.一种抛光工作件表面的抛光垫调理用调理 装置之制作方法,包括步骤为: 把复数裁切元件放在该调理装置上; 把焊剂合金粒放在该调理装置上; 令假性粘合剂与该裁切元件、该焊剂合金粒,和该 调理装置接触,使裁切元件和合金粒保持 在该调理装置上定位; 对该调理装置、该裁切元件和该焊剂合金粒加热 到熔化并流动,润湿该裁切元件和该调理装 置; 将该调理装置冷却,使熔化焊剂硬化,保持该裁切 元件在该调理装置上牢靠定位;和 以包括含氮化钛的组成物和薄膜钻石定着物至少 其一之组成物,涂布该焊接裁切元件者。37.如申请 专利范围第36项之方法,其中该加热步骤又包括将 该调理装置在还原氛围和真空 至少其一内加热者。38.一种抛光垫调理用调理装 置之制作方法,包括步骤为: 把焊剂合金放在该调理装置上; 把焊剂合金熔合于该调理装置; 令复数裁切元件与该调理装置上的该焊剂合金接 触; 对该调理装置、该焊剂含金、和该复数裁切元件 加热,直到该焊剂合金熔化,并包围该复数 裁切元件,把该复数裁切元件粘合于该调理装置; 以及 把含氮化钛的组成物和薄膜钻石定着物至少其一, 涂布于该复数裁切元件上者。39.如申请专利范围 第8项之方法,其中该加热步骤又包括将该调理装 置在还原氛围和真空至 少其一内加热者。40.一种调理抛光垫所用调理装 置之制作方法,包括步骤为: 把复数裁切元件固设于该调理装置表面;以及 以包括含氮化钛的组成物和薄膜钻石定着物至少 其一之组成物,涂布该复数固设裁切元件者 。图式简单说明: 第一图为目前技艺上已知半导体晶圆抛光和磨平 机之透视示意图; 第二图和第三图为第一图所示晶圆抛光机的俯视 断面图,表示机器不同组件在抛光过程 中的不同时机; 第四图为半导体晶圆支架元件与连接原位抛光垫 调理环的侧视断面图; 第五图为第四图所示原位抛光垫调理环之俯视图; 第六图为第四图和第五图所示原位调理环之侧视 图; 第七图为第一图所示抛光机的抛光表面透视图,其 移位抛光垫调理装置与抛光表面呈操 作结合; 第八图为第七图所示移位抛光垫调理环座之侧视 断面图; 第九图为移位抛光垫调理环之俯视图; 第十图为裁切元件之断面图,裁切元件经焊接于调 理环,并涂布本发明组成物; 第十一图为裁切元件之断面图,截切元件经电镀于 调理环,并涂布本发明组成物。
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