[发明专利]化学机械研磨修整器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明为涉及一种化学机械研磨修整器及其制造方法，尤指一种具有良好平坦度的化学机械研磨修整器及其制造方法。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)是一种广泛用于半导体制程中的平坦化技术，常见的化学机械研磨工艺为使用一固定在一旋转台的研磨垫(或抛光垫)，接触并施力于一承载在一可自旋的载具上的硅晶圆，于研磨时，该载具与该旋转台将进行转动且提供一研磨浆料至该研磨垫。一般而言，研磨所造成的碎屑与研磨浆料将累积在研磨垫中的孔洞，令研磨垫产生耗损且导致其对于晶圆的研磨效果下降，因此，是需要使用一修整器(Conditioner)移除研磨垫中残留的碎屑与研磨浆料。

传统的修整器可见于美国发明专利公告第US 6,872,127 B2号，揭示一种用于化学机械研磨的抛光修整垫，于一实施例中，揭示其包括一硬质且非脆性的基材、多个自该基材延伸且排列为一矩阵的金字塔状突出、多个沿该突出之间延伸的沟槽、一设于该突出上的晶种层以及一设于该晶种层上的接触层。该基材可为不锈钢材质，该晶种层可为氮化钛，该接触层可为化学气相沉积钻石薄膜。此外，也可参中国台湾发明专利公告第TW I492291号，揭示一种化学机械研磨修整器及其制造方法，该化学机械研磨修整器包括一基材以及一研磨层，该研磨层包括多个研磨单元，其中，该研磨层是为化学气相沉积的钻石材料，而该些研磨单元是具有一个或多个凹槽、一顶点、及在每一凹槽及该顶点间所形成的斜面，且该些研磨单元是为一锥状外型或一柱状外型。

在上述现有技术之中，均采化学气相沉积工艺沉积钻石膜，其工艺温度达数百度，当降温时，由于钻石膜和基材之间的热膨胀系数不同，故会导致基材发生翘曲或变形，而影响钻石膜的平坦度，故仍有待改进的空间。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有以化学气相沉积工艺沉积钻石膜的化学机械研磨修整器，钻石膜平坦度不佳的问题。

为达上述目的，本发明提供一种化学机械研磨修整器，包括一基板；以及至少一研磨单元，设置于该基板上，该研磨单元分别包括一支撑层，具有一远离该基板的工作面以及一与该工作面相对的非工作面；一研磨层，设置于该支撑层的该工作面，该研磨层是利用化学气相沉积法所形成的一第一钻石镀膜，该第一钻石镀膜具有多个研磨尖端；以及一应力抵销层，设置于该支撑层的该非工作面，该应力抵销层是利用化学气相沉积法所形成的一第二钻石镀膜。

于本发明的一实施例中，该基板具有至少一容置该研磨单元的凹陷部。

于本发明的一实施例中，该基板具有至少一容置该研磨单元的贯孔。

于本发明的一实施例中，该基板为一平面基板。

于本发明的一实施例中，该基板择自于不锈钢基板、模具钢基板、金属合金基板、陶瓷基板及高分子基板所组成的群组。

于本发明的一实施例中，该支撑层的材料为硅或碳化硅。

于本发明的一实施例中，该支撑层的该工作面是利用一加工工艺形成多个突出尖端，而该研磨层披覆于该支撑层的该工作面而具有与该突出尖端对应的该研磨尖端。

于本发明的一实施例中，该第一钻石镀膜是利用一加工工艺形成该研磨尖端。

于本发明的一实施例中，该加工工艺择自于轮磨加工、激光加工、放电加工、干式蚀刻和湿式蚀刻所组成的群组。

于本发明的一实施例中，还包括一结合层，设置于该基板和该研磨单元之间。

于本发明的一实施例中，该结合层的材料择自于陶瓷材料、硬焊材料、电镀材料、金属材料及高分子材料所组成的群组。

于本发明的一实施例中，该硬焊材料择自于铁、钴、镍、铬、锰、硅及铝所组成的群组。

于本发明的一实施例中，该高分子材料择自于环氧树脂、聚脂树脂、聚丙烯酸树脂及酚醛树脂所组成的群组。

为达上述目的，本发明还提供一种化学机械研磨修整器的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供一支撑层，该支撑层具有一工作面以及一与该工作面相对的非工作面；

步骤S2：利用化学气相沉积法将一研磨层和一应力抵销层分别设置于该支撑层的该工作面和该非工作面而形成一研磨单元，该研磨层和该应力抵销层各为一第一钻石镀膜与一第二钻石镀膜，该第一钻石镀膜具有多个研磨尖端；以及

步骤S3：将该研磨单元结合至一基板。

于本发明的一实施例中，于步骤S2，是先于该支撑层的该工作面上形成该研磨层，再于该支撑层的该非工作面上形成该应力抵销层。