[go: up one dir, main page]

CN100571978C - 改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法 - Google Patents

改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100571978C
CN100571978C CNB2005800453458A CN200580045345A CN100571978C CN 100571978 C CN100571978 C CN 100571978C CN B2005800453458 A CNB2005800453458 A CN B2005800453458A CN 200580045345 A CN200580045345 A CN 200580045345A CN 100571978 C CN100571978 C CN 100571978C
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
superabrasive grain
metal coating
coating layer
resin bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005800453458A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101094746A (zh
Inventor
宋健民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN101094746A publication Critical patent/CN101094746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100571978C publication Critical patent/CN100571978C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/02—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of plane surfaces on abrasive tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/10—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of travelling flexible backings coated with abrasives; Cleaning of abrasive belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

本发明是揭露一CMP抛光垫修整器及其制造方法，本发明的一方面是提供超研磨颗粒在树脂层中具有改善的保持率的CMP抛光垫修整器(20)，该CMP抛光垫包括一树脂层(14)、保持在树脂层(14)中的超研磨颗粒(12)以及设置在每一个超研磨颗粒(12)以及该树脂层(14)之间的一金属涂布层(16)，每一个超研磨颗粒(12)的暴露部(26)是突出于该树脂层(14)且实质上不与金属涂布层(16)接触。使用该金属涂布层(16)比没有使用时增加了超研磨颗粒(12)在该树脂层(14)的保持率。

Description

改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法
技术领域
本发明大体来说是关于一种用于修整或调整一化学机械抛光(chemicalmechanical polishing，CMP)垫的装置和方法，因此本发明涵盖化学以及材料科学领域。
背景技术
许多产业使用化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)以抛光某种工作件，特别是电脑制造产业为了抛光以陶材材料、硅材、玻璃、石英、金属及其混合材料所制成的晶圆，皆已大大地仰赖CMP制程。此种抛光制程通常必须将晶圆抵靠着以耐久型有机物质(如聚氨基甲酸酯)所制成的旋转垫。使用含有能够破坏晶圆物质以及一些研磨颗粒(用于物理研磨晶圆表面)的化学研磨液，且该研磨液持续地加在旋转CMP抛光垫上，双重的化学与机械力量施加在晶圆上，以用想要的方式抛光该晶圆。
欲达成的抛光品质特别注重于研磨颗粒在抛光垫上的分布，该抛光垫的顶部通常借由如纤维或小孔洞等机械结构来保持颗粒，该机械结构提供足以防止颗粒因抛光垫旋转的离心力而脱离抛光垫的摩擦力，因此，尽量保持抛光垫顶部的韧性、尽量保持纤维竖立或确保有充足的开口与孔洞能接受新供应的研磨颗粒，这些都是很重要的。
然而，关于维持抛光垫表面的问题是在工作件、研磨液以及抛光垫修整器的研磨碎屑的累积，因为这种累积会造成抛光垫顶部变得“光滑(glazing)”或硬化(hardening)，并且让纤维纠结而摊平，因此使该抛光垫不太能够保持保持该研磨液的研磨颗粒，也因此严重地降低抛光垫整体的抛光效能。再者，很多抛光垫用于保持保持研磨液的孔洞会变得阻塞，且抛光垫抛光表面的整体表面粗糙度下降而无光泽(matted不是无光泽的意思)。一CMP抛光垫修整器可借由“梳理(combing)”或“切削(cutting)”抛光垫表面以试图恢复抛光垫表面。这种流程可为已知的“修整(dressing)”或“调整(conditioning)”CMP抛光垫，多种装置与方法已被使用以达到此目的，其中一种装置是一个具有复数个附着于金属基质表面的超硬结晶颗粒(如钻石颗粒)的圆盘。
超大积体电路(ULSI)是一种放置至少一百万个电路元件在单一半导体晶片上的技术。除了已存在的极大的密度问题外，目前尚有朝向尺寸缩小的倾向，ULSI无论在尺寸或材料上都变得比以前更为精密。因此，CMP产业需要借由研磨材料与科技的配合以适应这些进步。例如，CMP研磨压力越低，则在研磨液中的研磨颗粒越小，且必须使用尺寸及性质不能过度研磨晶圆的研磨颗粒。再者，还必须使用能借由较小的研磨颗粒切割抛光垫上的粗糙部份，且不会过度修整该抛光垫的抛光垫修整器。
但在试图提供这样的抛光垫修整器时有许多问题，第一，超研磨颗粒一定会明显地比目前一般已知修整装置的研磨颗粒小。通常超研磨颗粒是小到使传统金属基质常常不适合支撑或保留它们。再者，该超研磨颗粒的较小尺寸是指颗粒顶端高度必须精准地对齐，以均匀地修整抛光垫。传统的CMP抛光垫修整器具有尖端高度差大于50微米(μm)的颗粒，且不会破坏修整效能，然而，这样的差距会使得，例如需要修整一CMP抛光垫并且达到深度在20微米(μm)或以下的均匀表面粗糙度时使得修整器无法使用。
除了适当地支撑非常小的超研磨颗粒的问题之外，金属在加热过程中会趋于弯曲及皱折，导致在获得一具有超研磨颗粒尖端于窄小容忍范围中对齐的CMP抛光垫修整器时会产生额外的问题。当其他基质材料如已知的高分子树脂，无法保存足以适用于CMP抛光垫修整器的数量程度的超研磨颗粒。
结果，一个足以修整CMP抛光垫且符合CMP产业的要求以因应持续缩小的半导体尺寸的CMP抛光垫修整器仍在寻找中。
发明内容
因此，本发明提供化学机械抛光垫(CMP抛光垫)修整器以及适合修饰用于精细研磨上述应用的CMP抛光垫。一方面，这样的CMP抛光垫修整器可包括一树脂层以及保持于该树脂层中的超研磨颗粒。该超研磨颗粒于该树脂层中的保持率被发现可借由将一金属涂布层设置在各超研磨颗粒至少一部份以及该树脂层之间而被改善，并优于缺少如此的金属涂布层的超研磨颗粒。该超研磨颗粒的一暴露部是至少部分突出于树脂层，且实质上突出于一预先决定的高度。该金属涂布层可实质上沿着各超研磨颗粒以及树脂层之间的界面而延伸，并且该超研磨颗粒的突出部份可实质上不与金属涂布层接触。再者，该金属涂布层能够化学性键结于各超研磨颗粒至少一部份，而该金属涂布层可接着以机械键结的方式连接至少部分的树脂层。
本发明另外包括改善根据一预先决定的图案而保持于一固化树脂层的超研磨颗粒保持率的方法。此方法可包括将一金属涂布层设置在各超研磨颗粒至少一部份以及该树脂层之间，使得各超研磨颗粒包括一至少部分突出于树脂层的暴露部，该暴露部可实质上不与金属涂布层接触，该金属涂布层可具有一表面，以提供与树脂层之间有加强的机械键结。
本发明尚包括制造一具有这里所述的改善颗粒保持率以及效率特性的CMP抛光垫修整器的方法。一方面，这样的方法包括将超研磨颗粒设置在树脂层中，以使得各超研磨颗粒具有至少一部分突出于该树脂层的一暴露部。该超研磨颗粒是包括设置在至少部分超研磨颗粒与该树脂层之间的一金属涂布层。各超研磨颗粒的暴露部可实质上不与金属涂布层接触，而且，该超研磨颗粒可被设置以使其实质上突出一预先决定的高度。
各种不同的方法皆可被使用于影响该超研磨颗粒根据一预先决定的图案的设置。然而，一方面，该超研磨颗粒可借由一具有工作表面的暂时基板而设置在树脂层中，并且在暂时基板的工作表面提供一间隔层，而超研磨颗粒至少部分设置在该间隔层中，且可至少部分突出于该间隔层异于暂时基板的工作表面的一侧。至少部分未硬化的树脂材料可施加在该间隔层异于暂时基板的工作表面的一侧，并接着被硬化以固定该超研磨颗粒，该暂时基板以及间隔层会被移除以暴露突出的超研磨颗粒。
因此，现在本发明仅描述初一个初步、广大的概念以及较重要的特色，因此在接下来的详细说明中可更进一步地理解，并且在本领域所做的贡献可能会有更佳的领会，而本发明的其他特征将会从接下来的详细说明及其附图和权利要求书中变得更为清晰，也可能在实行本发明时得之。
附图说明
图1是本发明一实施例的超研磨颗粒嵌入一树脂层的剖视图。
图2是以本发明一实施例所制作的CMP抛光垫修整器的剖视图。
图3是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。
图4是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。
图5是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在暂时基板上的剖视图。
图6是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒设置在一树脂层上的剖视图。
图7是本发明一实施例的CMP抛光垫修整器的剖视图。
图8是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒沿着一层树脂材料而设置的剖视图。
图9是本发明一实施例的金属涂布的超研磨颗粒压入一层树脂材料中的剖视图。
12：超研磨颗粒    14：树脂层
16：金属涂布层    18：键结表面
19：强化材料      20：CMP抛光垫修整器
22：支撑基板      26：突出表面积
32：工作表面      34：暂时基板
36：间隔层        38：超研磨颗粒
42：压掣物        62：树脂材料
64：树脂层        66：模具
68：永久基板      72：金属涂布层
74：凸出端        82：暂时基座
84：树脂材料层    86：超研磨颗粒
88：模板          92：压掣物
具体实施方式
定义
以下是在本发明的说明及权利要求书中所出现的专有名词的定义。
单数型态字眼如“一”、“该”和“其”，皆仅为先行词，除非在上下文中清楚明白的指示为单数，不然这些单数型态的先行词亦包括复数对象，因此，举例来说，如“一颗粒”包括一或多个这种颗粒，如“一树脂”可指一或多个这种树脂。
“树脂(resin)”是指有机化合物的半固体或固体复合物的不定型混杂物。所述的“树脂层”是指一层半固体或固体复合物无定型混杂的有机化合物。较佳的是该树脂是一从一个或多个单体聚合的聚合物或共聚物。
“超硬(superhard)”以及“超研磨(superabrasive)”可相互替换使用，其是指具有大约或大于400kg/mm2的维氏硬度(Vicker′s hardness)的结晶、多晶材料或这种材料的混合物，这种材料可能包括但不限制在钻石、四方氮化硼(cBN)以及其他在所属技术领域具有通常知识者可得知的材料。虽然超研磨材料为非常惰性时会不容易与某种众所周知的活性元素形成化学键，该活性元素(如铬(chromium)以及钛(titanium))，但是该活性元素仍然可在某种温度下与超研磨材料进行化学反应。
“金属涂布层”和“金属层”可交换使用，其是指一连续或不连续涂布在至少一部份的超研磨颗粒的金属涂布。
“金属材”是指一金属或以包括两种或更多金属的合金，于本领域具有通常知识者能够知道广泛种类的金属材料，如铝、铜、铬、铁、钢、不锈钢、钛、钨、锌、锆、钼等，并包括其合金以及化合物。
“颗粒(particle)”以及“磨粒(grit)”可交换使用，当用于有关超研磨材料的时候，是指这种材料的微粒状型态。这样的颗粒或磨粒可具有各种不同的形状，包括球形、椭圆形、方形、自然形态等，并具有许多特定的筛孔尺寸。如习知技术，“筛孔”指的是数个每单位面积如同美国筛孔一般的孔洞。
“金属键”是指在两个或更多金属之间的键结。这种键可能为在金属间简单的机械固定或键结，例如借由液态金属的纠结以及其固化所产生的键结。再者，这样的键结可能为自然的化学键结，例如一般在金属间发生的离子键。
“化学键(chemical bond)”以及“化学键结(chemical bonding)”可交替使用，并且是指原子之间的吸引力足够在原子之间的间隙中产生二元固体化合物的分子键，关于本发明的化学键典型如钻石超研磨粒的碳化物、氮化物或如立方氮化硼等硼化物。
“机械键(mechanical bond)”以及“机械键结(mechanical bonding)”可互换使用，是指主要借由磨擦力所形成的两个物体或层状结构之间的键结界面。在一些情形中，界于被键结的物体的摩擦力可借由扩大物体间的接触表面积而，以及借着施加其他特定几何和物理结构，例如实质上以另一个物体包围一个物体而增加。
“黄铜合金(braze alloy)”以及“黄铜焊接合金(brazing alloy)”可互换使用，是指包括足量的反应元素以在其与超研磨粒子之间形成化学键的合金，该合金可为具有反应元素溶质溶于金属载体溶剂的固态或液态溶液。而且“以黄铜焊接的(brazed)”这个词可用来指超研磨粒子以及黄铜之间化学键的形成。
有关于超研磨磨粒或颗粒的”涂布(coat)”、”涂层(coating)”以及”被涂布的(coated)”，是指沿着颗粒外表面至少一部分的面积，该颗粒是与一反应金属或反应金属合金紧密接触，且该颗粒包括在颗粒与合金之间的化学键，或包括反应金属或作用合金在液化和固化过程之中的化学键。在一些方面，该涂层可为实质上将整个超研磨颗粒包围或圈住的一层状结构，所要了解的是这样的层状结构受限于某些情况而有最小厚度。再者，所要了解的是这样的涂层可施加在个别部分的颗粒或一群颗粒，这样的涂层可被在超研磨颗粒的合并至一工具之前所做的分离步骤所影响，例如，为了形成一可与支撑基质合并而成为特定工具的工具前驱物。而且一些被涂布的颗粒可能巩固在一起，其中包含或不包含额外的研磨颗粒，使其内部或本身无需与支撑基质合并即可做为工具。
浓度、数量、溶解度以及其他数值上的资料可能是以范围的形式来加以表示，而需要了解的是这种范围形式的使用仅基于方便性以及简洁，因此在解释时，应具有相当的弹性，不仅包括在范围中明确显示出来以作为限制的数值，同时亦可包含所有个别的数值以及在数值范围中的次范围，如同每一个数值以及次范围被明确地引述出来一般。
例如一个数值范围“约一到约五”应该解释成不仅仅包括明确引述出来的大约一到大约五，同时还包括个别的数值，如2、7、3.6、4.2，以及近似范围1-2.5、1.8-3.2、2.6-4.9等，这样的阐明应该能应用在无论是一范围的幅度或所述的特征中，并且能够应用于只列举一个端点的开放端(open-ended)范围，如“大于25”或“小于10”。
发明内容
本发明提供树脂基材的CMP抛光垫修整器，是包括其使用以及制造方法。本发明人已经发现树脂层中超研磨颗粒的保持率可借着于超研磨颗粒与树脂层之间配置一金属涂布层而改善。请参看图1所示，其是显示一超研磨颗粒12嵌入一树脂层14中，而一金属涂布层16是设置在该超研磨颗粒12与该树脂层14之间，该金属涂布层16与树脂层14的键结比与超研磨材料(如钻石)相对平坦和惰性的表面较能提供强化的机械键结。一方面，该金属涂布层16可具有一键结表面18，比该树脂层直接键结于超研磨颗粒的表面具有增加的机械键结强度。借由使用具有相对粗糙质地于键结表面的金属涂布层，在超研磨颗粒以及金属涂布层之间的机械键结能进一步被改善。一方面，保持率也可借由根据预先决定的图案排列的超研磨磨粒而改善，这样的排列可分配足够量的树脂层材料给每一个超研磨磨粒以改善保持率。本发明的另一方面，一强化材料19可添加到至少一部分的树脂层以增加超研磨颗粒的保持率。
在某种工作环境可能高度期盼或甚至吹毛求疵地避免金属污染工作件，因此，在本发明一方面，涂布于超研磨颗粒的金属涂布层无法实质上延伸至该树脂层的表面，换句话说，每一个超研磨磨粒从树脂层突出的暴露部分可能实质上不与金属涂布层接触，因此让超研磨磨粒的表面来接触工作件，而非接触金属涂布层。这种结构对于金属片可能导致正在抛光的晶圆损坏的CMP应用可能特别有用。
值得注意的是，本发明并没有限制在特别的金属或金属组合，一般借着使用一中间金属涂布层以改善超研磨颗粒在树脂层的保持率的想法，可能自然包括许多所属领域具有通常知识者所显而易知的不同变化都必须包含在本发明的范畴中，并且应该被视为包括于此。本发明另一方面，该金属涂布层可能是在超研磨颗粒上的涂层，该涂层可能实现于单一层状结构，或是形成复数层状结构。一种情形中，该金属涂布层可能借由气相沉积技术、电镀、烧结、以黄铜焊接或任何其他于本领域具有通常知识者所知道的金属涂布方法所完成。金属可为纯金属、金属复合物或金属合金。因为许多型态的超研磨颗粒可能会因为非常高的温度而损坏，所以具有较低熔点温度的金属合金会很有用。在一方面，该金属涂布层可能是一完全包围该超研磨颗粒的涂层，该金属涂布层可能接着从该超研磨磨粒外露的部分蚀刻除去。另一方面，该金属涂布层可能为一连续涂布层，但可能实质上仅沿着单一超研磨磨粒以及树脂层的界面延伸，因而帮助在树脂层中的保持率增加。又本发明另一方面，该金属涂布层可包括任何实质上纯金属、金属复合物以及金属合金的结合的复数金属涂布层。
于本领域具有通常知识者所知能够改善在树脂层中保持率的任何金属或含金属化合物皆能视为在本领域的范畴中。对于本发明有用的金属范例能包括但不限制在铜(Cu)、钴(Co)和镍(Ni)，以及其相关的合金和混合物，例如镍-磷混合物(Ni-P)、镍-硼混合物(Ni-B)，该磷或硼可能表现为溶液型态，以用于电涂饰(electroless coating)。金属涂层可能也包括镍-钨(Ni-W)和钴-钼(Co-Mo)共沉淀混合物。在一方面，可利用复数层的涂层，例如借由真空气相沉积以具有钛(Ti)、铬(Cr)或硅(Si)薄层结构(例如0.5微米(micron))的第一涂层，以及接下来以电涂饰方式涂布的镍-磷(Ni-P)或镍-钨-磷(Ni-W-P)。再者，内部碳化物形成涂布可借由热处理而与超研磨颗粒反应，以形成化学键，因此能够增加附着力。在另一方面，一熔解的黄铜涂布可被使用，如同还在审理当中而于2002年9月24日申请的美国专利申请案第10/254,057号以及于2003年7月25日申请的第10/627,441号所描述的，其是以整体合并作为参考文献。有机金属耦合剂可能也用来作为加强金属涂布以及该树脂层之间的键结。本发明一方面，在金属涂布层以及树脂层的间使用机械键结，有用的金属涂布层可能包括粗糙的表面，一个这样粗糙表面的例子是尖状镍。具有相对平滑的表面的金属涂布层也可借由化学或机械方法粗糙化。
许多机械和/或化学键的调整是预期能够改善超研磨颗粒在树脂层中的保持率。然而，相似的机械结构不需要作用于树脂层/金属层的界面以及金属层/超研磨颗粒的界面。例如，该金属涂布层主要借着化学键结而能够键结于超研磨颗粒，同时主要借着机械键键结于树脂层。在其他方面，化学键可在将金属涂布层与超研磨颗粒及树脂层二者键结时扮演主要的角色。如同此处所述，复数金属涂布层可能使用于改善超研磨颗粒在树脂层中的保持率。一方面，尖状镍可能使用于在至少一部分的树脂层上产生强的机械键，以钛(titanium)、钨(tungsten)、铬(chromium)或任何其他有用的金属所制成的中间层可能在电镀该尖状镍前沈积在超研磨颗粒上。该中间层能以化学键结于至少一部分的超研磨颗粒，并且以冶金学的方式键结于至少一部分的尖状镍层，因而改善超研磨颗粒在树脂层中的保持率。
在这些使用金属黄铜合金作为主体或一中间金属涂布层的实施例中，一些反应性元素可能包括在金属黄铜合金中，以在超研磨颗粒和/或任何额外的金属涂布层间达到所想要的键结。可与金属载体(carrier)铸成合金的范围广泛的反应性元素是于本领域具有通常知识者所知的，特别的反应元素可依照各种不同的因素来选择，适合涵盖在本发明所使用的黄铜合金的反应元素例子是包括但不限制在选自于以下群组的元素：铝(Al)、硼(B)、铬(Cr)、锂(Li)、镁(Mg)、钼(Mo)、锰(Mn)、铌(Nb)、硅(Si)、钽(Ta)、钛(Ti)、钒(V)、钨(W)、锆(Zr)以及其混合物。除了反应元素、用于形成本发明的涂层的黄铜合金可能包括至少一其他金属以作为载体或溶剂，任何于本领域具有通常知识者可知，特别是那些已知能够用来制作超研磨工具的金属可能用作载体或溶剂。然而，本发明一情形所利用的金属范例为(非限制性的)钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)及其合金。
如上所提，将一活反应性元素与另一金属形成合金的目的是在于降低该反应性元素的有效熔点，并同时保有其与超研磨颗粒化学键结的能力。如所属技艺人士所知，许多如钻石的超研磨颗粒的热稳定性的极限范围是从大约900℃至1200℃。因此，本发明一情形中，可选择成分以及反应性金属合金的正确比值以提供具有在所用特定超研磨材料的热稳定性极限以内或以下的熔点的合金。实际上，一溶质金属可被筛选并与适量的反应性元素结合，以降低二者的熔点，得到一具有小于约1200℃的熔化温度的金属黄铜合金。另一方面，该熔化温度可能小于900℃。再者，将实质上非反应性金属材料加入熔化的黄铜合金可减少超研磨颗粒的劣质化，因而增加该涂布的超研磨颗粒的整体强度。额外关于可保存被涂布的超研磨颗粒强度的方法讨论可参照正在审查而于2002年9月24日申请的美国第10/254,057号申请案、2003年7月25日申请的美国第10/627,441号申请案，以及在2004年12月9日申请而名称为“熔化的黄铜涂布的超研磨颗粒及其相关方法”的申请案中，其被编入律师编号20303.CIP2，此三件申请案皆可合并参考。
如同于本领域具有通常知识者所能了解的，特定反应性金属与其他特定载体金属的数种结合物可能以不同比例或总量被合金化，以完成与超研磨颗粒化学键结且具有一适当熔点的合金。然而，在一方面，该反应性元素的含量可能至少约占合金的1％，另一方面，反应性元素的含量可能至少约占合金的5％。
说回树脂层，许多本领域具有通常知识者所知的树脂材料在使用于本发明实施例中是有用的，且皆视为包括于此本发明领域中。该树脂材料可为任何可硬化的树脂材料，或具有足够强度以保持本发明的超研磨颗粒的树脂。使用相对硬且保持一平坦且几乎或完全没有变形(warping)的树脂层是有利的，其是可让该修整器的至少一部份包含非常小的超研磨颗粒在其中，以保持这些小尺寸的超研磨颗粒在一相对平坦且一致的高度。硬化的方法可为于本领域具有通常知识者所知的任何让树脂材料从至少一柔软的状态相变化到至少一坚硬状态的方法。硬化能够借由但不限制于以热能、电磁辐射(如紫外线、红外线以及微波辐射)、粒子撞击(如电子束)、有机触媒、无机触媒或任何其他于本领域具有通常知识者所知的其他硬化方法来接触树脂材料而发生。本发明的一方面，该树脂层可为热塑性材料，该热塑性材料能够借由冷却及加热分别进行可逆性的硬化以及软化。另一方面，该树脂层可能为热固性材料，热固性材料无法像热塑性材料一样可逆性地硬化及软化，换句话说，一旦硬化情形产生，此流程实质上就是不可逆的。
可用于本发明的实施例的树脂材料是包括但不限制在氨基树脂(包括烷基尿素甲醛树脂(alkylated urea-formaldehyde resins)、三聚氰胺甲醛树脂(melamine-formaldehyde resins)以及烷基苯代三聚氰胺甲醛树脂(alkylatedbenzoguanamine-formaldehyde resins))、丙烯酸树脂(包括聚丙烯酸酯(vinylacrylates)、环氧丙烯酸酯(acrylated epoxies)、丙烯酸氨基甲酸酯(acrylatedurethanes)、丙烯酸聚酯(acrylated polyesters)、聚丙烯酸丙烯酸酯(acrylatedacrylics)、丙烯酸聚醚(acrylated polyethers)、乙烯基醚(vinyl ethers)、丙烯酸油(acrylated oils)、含硅丙烯酸树脂(acrylated silicons)以及相关甲基丙烯酸酯类(methacrylates))、醇酸树脂(alkyd resins，例如氨基醇酸树脂(urethane alkydresins)、聚酯树脂(polyester resins)以及活性聚氨酯树脂(reactive urethaneresins))、苯酚类树脂(例如热固性酚醛树脂(Resol)和热塑性酚醛树脂(Novolac))、苯酚类/乳胶树脂(phenolic/latex resins)、环氧树脂(例如双酚环氧树脂(bisphenol epoxy resins)、异氰酸酯树脂(isocyanate resins)以及异氰尿酸树脂(isocyanurate resins))、聚硅氧烷树脂(polysiloxane resins，其是包括烷基烷氧基硅烷((alkylalkoxysilane resins))、活性乙烯基树脂(reactive vinylresins)、由BakeIite公司所出售的树脂(包括聚乙烯树脂(polyethylene resins)、聚丙烯树脂(polypropylene resins)、环氧树脂(epoxy resins)、苯酚树脂(phenolic resins)、聚苯乙烯树脂(polystyrene resins)、苯氧基树脂(phenoxyresins)、二萘嵌苯树脂(perylene resins)、聚砜树脂(polysulfone resins)、乙烯共聚合物树脂(ethylene copolymer resins)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯树脂(acrylonitrile-butadienestyrene(ABS)resins)、丙烯酸树脂(acrylic resins)、乙烯基树脂(vinyl resins))、丙烯酸树脂(acrylic resins)、聚碳酸树脂(polycarbonate resins)及其混合物或结合物。在本发明的一方面，该树脂可为环氧树脂。于另一方面，该树脂材料可为聚酰亚胺树脂。又一方面，该树脂材料可为聚碳酸树脂。再一方面，该树脂材料可为聚氨基树脂。
许多添加剂能包括在树脂材料中以帮助其使用，例如，额外的交联剂以及填充物可被用于改善树脂层的硬化特性。除此之外，溶剂也可用于改变处于硬化状态的树脂层的特性。一方面，金属涂布层连接于该树脂层的键结可借由在至少一部份的树脂层中包括有机金属化合物而有所帮助。
用于本发明实施例中的超研磨颗粒是选自各种特定型态的钻石(例如多晶钻石)以及立方氮化硼(cBN)(例如多晶cBN)，选择能够与如上述的活性材料化学键结的超研磨材料是有用的。再者，这些颗粒可能采用许多不同形状以使得工具符合所预期的特定目的，其形状皆包括于本发明领域范围中。然而，一方面，该超研磨颗粒可能是钻石，其包括自然钻石、合成钻石以及多晶钻石(PCD)。又另一方面，该超研磨颗粒可能是立方氮化硼(cBN)，其可为单晶或多晶。再另一方面，该超研磨颗粒可能是选自于以下的群组，其是包括碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)以及碳化钨(WC)。
本发明情形中的许多用法明显地为于本领域具有通常知识者了解本发明的揭示，被涂布的超研磨颗粒可以各种形状与尺寸排列于工具中，包括一维、二维及三维的工具。工具可能包括单层或多层被涂布的超研磨颗粒。在树脂基质中包括单一层超研磨颗粒的工具实施例是一CMP抛光垫修整器。
如这里所述，传统的金属基质CMP抛光垫修整器并不适合和非常小尺寸的超研磨颗粒键结，而本发明领域的目的就是要包括任何对于修整CMP抛光垫有用的可接受尺寸的超研磨颗粒。然而，本发明方向是明确地让先前尺寸无法适用于具有暴露且排列成图形的粒子的金属工具中的超研磨颗粒保持在CMP抛光垫修整器中。一方面，超研磨颗粒可能具有自约30微米(microns)至约200微米(microns)的尺寸。另一方面，超研磨颗粒可能具有自约100微米(microns)至约150微米(microns)的尺寸。
本发明的实施例也提供具有如这里所述的改善超研磨颗粒保持率的CMP抛光垫修整器。请参看图2所示，该CMP抛光垫修整器20可包括树脂层14、依照预先决定的图形而保持于该树脂层14的超研磨颗粒12，以及配置在各超研磨颗粒12以及该树脂层14之间的金属涂布层16。如这里所述，该金属涂布层16比起不具有该金属涂布层更增加该超研磨颗粒在树脂层中的保持率。该树脂层14的一种情形是可耦合于一支撑基板22上。
为了让CMP抛光垫修整器20去调整一CMP抛光垫，该超研磨颗粒12至少部份突出于该树脂层14，该突出的超研磨颗粒12可切入CMP抛光垫中至一实质上等于突出的距离的深度。本发明的一情形中，该超研磨颗粒可突出至一预先决定的高度，各超研磨颗粒的高度实质上是一样的，或者它们可依照修整器特别的应用而有所不同。例如，接近CMP抛光垫修整器中央的超研磨颗粒可能比接近该修整器边缘的超研磨颗粒具有较高的高度。
若突出的超研磨颗粒12是于至少部份暴露，例如不与该金属涂布层16接触，则该CMP抛光垫修整器的调整动作可增强。本发明的一情形中，各超研磨颗粒12的至少部份的突出表面积26可能实质上不与该金属涂布层16接触。另一情形，各超研磨颗粒12实质上所有的突出表面积26实质上不与该金属涂布层16接触。该金属涂布层16可用任何于本领域具有通常知识者所知的方法(包括磨光(grinding)、抛光(buffing)、酸性蚀刻(acidetching)、以喷砂清除(sandblasting)等)从突出表面积26移除。
根据本发明实施例的制造CMP抛光垫修整器的各种方法可被于本领域具有通常知识者所预期。通常，制造CMP抛光垫修整器的一方法可能包括将超研磨颗粒以一预先决定的图形配置在一树脂层上，以使得该超研磨颗粒至少部份突出于该树脂层。如这里所述，该超研磨颗粒涂布有一至少设置在该超研磨颗粒与该树脂层之间的金属涂布层，以改善保持率。本发明的一方面，一强化材料可在硬化该树脂层前施加在该树脂层至少接近该超研磨颗粒的部份，该强化材料可保护该树脂层与酸接触，并且提供耐磨损性。一方面，该强化材料是一陶材粉末，该陶材粉末可能是任何于本领域具有通常知识者所知的陶材粉末，包括氧化铝(alumina)、碳化铝(aluminumcarbide)、硅土(silica)、碳化硅(silicon carbide)、氧化锆(zirconia)、碳化锆(zirconium carbide)以及其混合物。一方面，该陶材粉末为碳化硅。另一方面，该陶材粉末为碳化铝。又另一方面，该陶材粉末为硅土。
依照预先决定的图形配置超研磨颗粒可借由在基板上提供少量的胶、借由在基板上产生凹陷部以容纳该颗粒、或借由任何于本领域具有通常知识者所知的方法所完成。额外的方法可能可以在美国第6,039,641号专利案以及第5,380,390号中发现，这些皆可合并在此参考。
各种逆浇铸(reverse casting)方法能够使用在制造本发明的CMP抛光垫修整器。请参看图3所示，一间隔层(spacer layer)36可实施于一暂时基板34的工作表面32，该间隔层36具有至少一部分设置该间隔层36中的金属涂布的超研磨颗粒38，该超研磨颗粒38至少部分是突出于该间隔层36异于暂时基板34的工作表面32的另侧。任何将金属涂布的超研磨颗粒设置在间隔层中，以使得该超研磨颗粒突出有一预先决定高度的方法可被用于本发明。请参看图4所示，一方面，该间隔层36是设置在暂时基板34的工作表面32上，一固定剂可选择性地实施于该工作表面32以帮助该间隔层36附着于该暂时基板34。该超研磨颗粒38是沿着间隔层36异于该工作表面32的一侧而设置，一固定剂可选择性地实施于间隔层36以承置该超研磨颗粒38，使其实质上沿着该间隔层36固定，使用在该间隔层的表面的该固定剂可为任何于本领域具有通常知识者所知的黏着剂，例如但不限制在聚乙烯乙醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral，PVB)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、石蜡、酚类树脂(phenolic resin)、腊乳化物(wax emulsion)、丙烯酸树脂(acrylic resin)或其组合物。一方面，该固定剂可为喷雾型丙烯酸胶。
一压掣物42可用于施力在超研磨颗粒38上，以将该超研磨颗粒38设置在该间隔层32中(如图3所示)。该压掣物42可用任何于本领域具有通常知识者所知可施力于超研磨颗粒38的材料所制成，例如但不限制在金属、木材、塑胶、橡胶、聚合物、玻璃、复合物、陶材以及其组合物。依照实用情形，较软的材料可能比较硬的材料提供较多的益处，例如，若使用具有不相等尺寸的超研磨颗粒，一硬的压掣物可能只会推动较大尺寸的超研磨颗粒经由该间隔层36至工作表面中32。本发明一方面，该压掣物42是由多孔橡胶所构成。一压掣物42是由如硬橡胶的较软材料所构成，可稍微符合超研磨颗粒38的形状，因此能够如同推动较大尺寸的超研磨颗粒一样有效地推动较小尺寸的超研磨颗粒经由该间隔层36至工作表面中32。
该间隔层可由任何软且可变形的材料所制造，以具有相对一致的厚度，有用的材料的例子是包括但不限制在橡胶、塑胶、腊、石墨、黏土、胶布、柔性石墨(grafoil)、金属、粉末以及其混合物。一方面，该间隔层可能为一包括金属或其他粉未以及黏接剂的滚压层，例如，该金属可为不锈钢粉末以及聚乙二醇(polyethylene glycol)黏接剂。可使用的各种黏接剂为于本领域具有通常知识者所知，例如但不限制在聚乙烯乙醇(polyvinyl alcohol，PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral，PVB)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、石蜡、酚类树脂、腊乳化物、丙烯酸树脂以及其组合物。
请参看图5所示，另一方面，该金属涂布的超研磨颗粒38可沿着暂时基板34的工作表面32而设置。一黏着剂可选择性地实施于工作表面32以承置该超研磨颗粒38，使其实质上沿着该工作表面32固定。一间隔层36可能接着被实施于工作表面32以使得该超研磨颗粒38设置在其中(如图3所示)。可使用一压掣物42以更有效地使该间隔层36结合该工作表面32与该超研磨颗粒38。
请参看图6所示，至少部份未硬化的树脂材料62可实施于该间隔层36异于暂时基板34的工作表面32的一侧。可使用一模具66以在制造过程中容纳该未硬化的树脂材料62。在硬化该树脂材料62之后，一树脂层64形成且结合于各超研磨颗粒38的至少一部份。一永久基板68可连接(couple)于该树脂层64以帮助其修整一CMP抛光垫。一方面，该永久基板68可借由适当固定剂的使用而连接于该树脂层64。此种连接的程度可借由将该永久基板68与该树脂层64之间的接触表面粗糙化而加以促进。又一方面，该永久基板68可和该树脂材料62结合，因此硬化之后的结果就能使永久基板68与该树脂材料62连接一体。该模具66以及暂时基板34接着会从CMP抛光垫修整器中移除。
请参看图7所示，该间隔层已经从该树脂层64移除，此移除可借由削去(peeling)、磨光(grinding)、喷砂清除(sandblasting)、刮落(scraping)、摩擦(rubbing)、磨蚀(abrasion)等完成。部份的金属涂布层72位于超研磨颗粒38的凸出端74可借由酸蚀(acid etching)、磨光、喷砂清除或其他于本领域具有通常知识者所知的方法而移除。该超研磨颗粒38距离树脂层64的距离是大约等于现在移除的间隔层的厚度。该树脂层64可借由酸蚀而使该超研磨颗粒38露出部分更多。
在各种将超研磨颗粒设置在间隔层的方法的差别可能是出现在移除间隔层时。将超研磨颗粒压入间隔层的情形中，非常接近超研磨颗粒的间隔层材料将会轻微地转向于暂时基板的工作表面，换句话说，在各超研磨颗粒周围的间隔层材料可能因为超研磨颗粒被压入间隔层中而轻微地凹陷于异于工作表面的一侧，这种凹陷处会在制作修整器时被树脂材料所填充，因此一旦树脂层被硬化，该树脂材料将会漫布超研磨颗粒的侧边。反之在将间隔层往超研磨颗粒压迫时的情况也是如此。在这些情形中，非常接近超研磨颗粒的间隔层材料将会轻微转移于暂时基板的工作表面，换句话说，在各超研磨颗粒周围的间隔层材料可能因为间隔层被施力，而围绕超研磨颗粒且轻微地突出于异于工作表面的一侧，该突出部份可能在各超研磨颗粒周围的树脂层中产生轻微的凹陷处，这种轻微的凹陷处可能降低保持率，而导致不成熟的超研磨颗粒从该树脂层中被消除。从这些情形看来，促进保持率的各种方法可能被于本领域具有通常知识者所运用，例如，该间隔层可被加热以减少在硬化该树脂层之前于超研磨颗粒周围之间隔层产生轻微突出部，额外的树脂材料也可被施加于超研磨颗粒周围的树脂层的轻微凹陷处。
该暂时基板可由能够支撑该树脂层并抵挡这里所述的压入力量的任何材料所制成，材料范例包括玻璃、金属、木材、陶材、聚合物、橡胶、塑胶等。再请参看图3所示，该暂时基板34具有供间隔层36设置于其上的工作表面32，该工作表面32可为水平、倾斜、平坦、弯曲或任何其他形状以适用于制造一CMP抛光垫修整器。该工作表面32可能粗糙化以促进该超研磨颗粒38的定位，当一超研磨颗粒被压在非常平坦的暂时基板上，该超研磨颗粒很有可能具有一平行于暂时基板的平坦表面，在这种情况下，当该间隔层被移除时，该超研磨颗粒的平坦表面可能会突出于树脂层。让暂时基板的表面粗糙化将会产生凹槽(pit)和低洼处(valley)以可能帮助该超研磨颗粒对准，必使得各超研磨颗粒的尖端(tip)能够突出于该树脂层。
本发明又一方面是包括将超研磨颗粒设置在树脂层中的方法，该方法可能包括提供排列成层状的树脂材料、将超研磨颗粒设置在树脂层材料上、压掣该超研磨颗粒至树脂材料中以及硬化该树脂材料以形成一树脂层。请参看图8所示，其是显示供一层树脂材料施加于其上的一暂时基座82，金属涂布的超研磨颗粒86是沿着该树脂材料层84表面而设置；一固定剂可被使用以至少部份固定该超研磨颗粒86于树脂材料层84；该超研磨颗粒86可根据一预先决定的图案以任何于本领域具有通常知识者所知的方法所排列，图8显示超研磨颗粒是利用设置一模板88的方式而排列。
请参看图9所示，一压掣物92可被用于将超研磨颗粒86至少部份设置在树脂材料层84中。一方面，该超研磨颗粒86突出于该树脂材料层84至一预先决定的高度，该树脂材料层84接着被硬化以形成一固化的树脂层。该树脂层的一种情形是可为热塑性树脂，在这种情况下，该热塑性树脂可借由加热而软化，以容纳该超研磨颗粒86，并随之被冷却以硬化该热塑性树脂为一硬化树脂层。至少部分树脂层尚可加入一有机金属耦合剂。该树脂材料层84可为任何于本领域具有通常知识者所知的树脂材料，但附带条件为未硬化的树脂材料必须具有在硬化前足以支撑该超研磨颗粒的黏性，或任何物理性支撑所提供的超研磨颗粒的形式。在硬化该树脂材料层84之后，至少一部分的金属涂布可从这里所述的至少部份突出的超研磨颗粒86移除。
以下的实施例显示用于制造本发明被涂布的超研磨颗粒以及工具的各种方法，这种例子仅为了说明，而非有意限制本发明。
实施例
实施例1
具有平均尺寸在65微米(microns)的钻石颗粒是以电涂饰方式(具有次磷酸盐还原剂)将镍涂布，以形成一大约130微米的尖锐外表面。被涂布的钻石颗粒是安排在一模板以黏着在100毫米(mm)宽、10毫米厚的平坦基座板体上。该被涂布的钻石颗粒形成一格网图案，其具有一500毫米的内钻石距(inter-diamond pitch)。该板体是放置在一不锈钢模具的底部，且以聚酰亚胺(polyimide)树脂粉末所覆盖。接着，整个组成以50百万帕(MPa)的压力以及350℃的温度重压10分钟。以聚酰亚胺结合的板体具有7毫米的厚度，且具有在一侧形成格网的涂布镍的钻石颗粒。一习用具有碳化硅颗粒的研磨轮是用于抛光该表面，以使得涂布镍的钻石颗粒露出约60微米，接下来，用王水溶液溶解剩下而暴露在聚酰亚胺树脂表面之上的镍。最终产物是一暴露有钻石的抛光垫调整器，该钻石是稳固地嵌入该尖锐镍涂层，并依次借由聚酰亚胺稳固地结合。
实施例2
其是与实施例1一样的制作流程，然而，用酚类树脂取代聚酰亚胺树脂，且形成温度降低至200℃。
实施例3
其是与实施例1一样的制作流程，然而，该基座板体预先涂布一层厚度约60微米(microns)的黏土，经过热压后刮去该黏土，使得从该聚酰亚胺树脂突出的涂布镍的钻石暴露在外，接着借由酸将镍蚀刻，以令该钻石暴露于外。
实施例4
其是与实施例1一样的制作流程，然而，该钻石预先涂布有0.5毫米的钛，并将其置于700℃的环境下热处理30分钟，以于界面形成碳化钛(TiC)，以在涂布镍之后增加键结强度。
实施例5
其是与实施例1一样的制作流程，然而，该被重压的聚酰亚胺树脂盘为1毫米厚，并且被胶结在420不锈钢上以形成抛光垫调整器。
实施例6
尺寸大约65毫米的钻石磨粒是涂布有尖锐镍，以达到平均尺寸为大约130毫米，该被涂布的磨粒与一环氧黏接剂混合以形成研磨液，该研磨液涂覆于一聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；一片状物是将研磨液变薄，以令其包含一层被涂布的钻石，该环氧物接着用紫外光硬化而结实，接着，圆形盘从该环氧板中冲出，该圆形盘是以丙烯酸胶结于不锈钢基板上，该基板具有与胶对向设置的钻石，用一微细砂纸抛光暴露的表面，并且移除环氧物，直到大约一半高度的镍涂层暴露在外，再用王水溶液石刻除去暴露的镍，因此使钻石暴露；而最终的产物为具有稳固地嵌入环氧基质的钻石颗粒的一抛光垫调整器。
实施例7
尺寸大约65毫米的钻石磨粒是涂布有尖锐镍，以达到平均尺寸为大约130毫米，该涂布镍的钻石磨粒接着借由一模板排列在一PET片上，接下来，一环氧树脂是设置于罩盖该单层的颗粒，而当硬化后，该PET片冲出一圆盘，该圆盘接着胶连在一不锈钢基板上，且其顶面是借由酸而被磨蚀。
当然，需要了解的是，以上所述的排列皆仅是在描述本发明原则的应用，许多改变及不同的排列亦可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下被于本领域具通常知识者所设想出来，而申请范围也涵盖上述的改变和排列。因此，尽管本发明被特定及详述地描述呈上述最实用和最佳实施例，于本领域具通常知识者可在不偏离本发明的原则和观点的情况下做许多如尺寸、材料、形状、样式、功能、操作方法、组装和使用等变动。

Claims (58)

1、一种改善超研磨颗粒承置于硬化树脂层上的保持率的方法，其特征在于包括：
于每一超研磨颗粒至少部份区域和该树脂层之间设置一金属涂布层，以使得各超研磨颗粒包括至少部份突出于该树脂层的一暴露部，该暴露部实质上不与该金属涂布层接触。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层为单一层结构。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层为合金。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层包括有复数层结构。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中至少部份的金属涂布层是化学键结于各超研磨颗粒，且至少部份的金属涂布层是机械性地结合于该树脂层。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中至少部份的金属涂布层具有提供比该树脂层结合于超研磨颗粒表面还强的机械性结合于树脂层的一表面。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中至少部份金属涂布层具有一粗糙的表面。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，其中该粗糙表面为尖锐的镍。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层选自钴、铜、镍及其合金和混合物。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒是依照一预先决定的图形而承置在该树脂层上。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该金属涂布层是一涂层。
12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒为钻石。
13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒为立方氮化硼。
14、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从30毫米至200毫米。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从100毫米至150毫米。
16、一种使用如权利要求1所述的改善超研磨颗粒承置于硬化树脂层上的保持率的方法的化学机械抛光垫修整器，其包括：
一树脂层；
承置在树脂层上的超研磨颗粒，各超研磨颗粒包括一至少部分突出于该树脂层的暴露部；
一金属涂层，其是设置在各超研磨颗粒至少部分区域以及该树脂层之间，以使得各超研磨颗粒的暴露部实质上不与该金属涂布层接触，而该金属涂布层的存在比无该金属涂布层存在时增加了超研磨颗粒的保持率。
17、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层实质上是沿着超级颗粒与树脂层的介面延伸。
18、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该超研磨颗粒实质上是以一预先决定的高度而突出。
19、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层是一单层结构。
20、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层为合金。
21、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层包括复数层结构。
22、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层是一涂层。
23、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中至少部分的金属涂布层是化学键结于各超研磨颗粒，且至少部份的金属涂布层是机械性地结合于该树脂层。
24、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中至少部分金属涂布层具有一粗糙的表面。
25、根据权利要求24所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该粗糙的表面为尖锐的镍。
26、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该金属涂布层选自钴、铜、镍及其合金和混合物。
27、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该树脂层是选自以下群组：氨基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、苯酚类树脂、苯酚类/乳胶树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰尿酸树脂、聚硅氧烷树脂、活性乙烯基树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、活性聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、苯氧基树脂、二萘嵌苯树脂、聚砜树脂、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯树脂、聚碳酸树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂及其混合物。
28、根据权利要求27所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该树脂层为环氧树脂。
29、根据权利要求27所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该树脂层为聚碳酸树脂。
30、根据权利要求27所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该树脂层为聚酰亚胺树脂。
31、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该超研磨颗粒为钻石。
32、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该超研磨颗粒为立方氮化硼。
33、根据权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从30毫米至200毫米。
34、根据权利要求33所述的化学机械抛光垫修整器，其特征在于，其中该超研磨颗粒的尺寸是从100毫米至150毫米。
35、一种制造如权利要求16所述的化学机械抛光垫修整器的方法，其包括：
将超研磨颗粒设置在树脂层中，以使得各超研磨颗粒具有至少突出于树脂层的暴露部，该超研磨颗粒包括设置在至少一部分的超研磨颗粒以及树脂层之间的金属涂布层，以令各超研磨颗粒的暴露部实质上不与金属涂布层接触。
36、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒是根据一预先决定的图案设置在树脂层中。
37、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒实质上是突出一预先决定的高度。
38、根据权利要求37所述的方法，其特征在于，其中将超研磨颗粒设置在树脂层中尚包括：
提供一具有工作表面的暂时基座；
将一间隔层施加在该暂时基座的工作表面，该间隔层具有至少部分设置在该间隔层中的超研磨颗粒，该超研磨颗粒是至少部分突出于间隔层异于暂时基座工作表面的一侧；
将至少部分未硬化的树脂材料施加在该间隔层异于暂时基座工作表面的一侧；
硬化至少部分未硬化的树脂材料以形成一树脂层；
将该暂时基座自间隔层移除；以及
将该间隔层自树脂层移除。
39、根据权利要求38所述的方法，其特征在于，其中施加一间隔层尚包括：
将该间隔层施加在暂时基座的工作表面；以及
将超研磨颗粒压入间隔层中。
40、根据权利要求38所述的方法，其特征在于，其中施加一间隔层尚包括：
将超研磨颗粒沿着暂时基座的边缘而设置；以及
将超研磨颗粒压入间隔层中，以使得该超研磨颗粒至少部分设置在间隔层中。
41、根据权利要求40所述的方法，其特征在于，其尚包括将一固定剂施加在暂时基座的工作表面，以令复数个被涂布的超研磨颗粒实质上在该间隔层设置时被固定。
42、根据权利要求38所述的方法，其特征在于，其尚包括将该暂时基座的工作表面在该间隔层以及超研磨颗粒设置前粗糙化。
43、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其中将超研磨颗粒设置在树脂层中尚包括：
提供一排列如一层状结构的树脂材料；
将超研磨颗粒设置在树脂材料上；
将该超研磨颗粒压入树脂材料中；以及
将该树脂材料硬化以形成一树脂层。
44、根据权利要求43所述的方法，其特征在于，其中硬化该树脂材料尚包括：
将该树脂材料加压，以使得该树脂材料至少部分围绕着该超研磨颗粒流动；以及
将该树脂材料冷却以形成一树脂层。
45、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其尚包括将金属涂布层以蚀刻该树脂层的方法从暴露部移除，以暴露该超研磨颗粒。
46、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其尚包括将一强化材料施加在至少接近该超研磨颗粒部分的树脂层。
47、根据权利要求46所述的方法，其特征在于，其中该强化材料为陶材粉末。
48、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，其中该陶材粉末包括一选自于以下物质所组成的群组：氧化铝、碳化铝、硅土、碳化硅、氧化锆、碳化锆以及其混合物。
49、根据权利要求48所述的方法，其特征在于，其中该陶材粉末为碳化硅。
50、根据权利要求48所述的方法，其特征在于，其中该陶材粉末为碳化铝。
51.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，其中该陶材粉末为硅土。
52、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其尚包括加入一有机金属耦合剂到至少部分树脂层。
53、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其中该树脂层是选自以下群组：氨基树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、苯酚类树脂、苯酚类/乳胶树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰尿酸树脂、聚硅氧烷树脂、活性乙烯基树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、活性聚氨酯树脂、聚苯乙烯树脂、苯氧基树脂、二萘嵌苯树脂、聚砜树脂、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯树脂、聚碳酸树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂及其混合物。
54、根据权利要求53所述的方法，其特征在于，其中该树脂层为环氧树脂。
55、根据权利要求53所述的方法，其特征在于，其中该树脂层为聚碳酸树脂。
56、根据权利要求53所述的方法，其特征在于，其中该树脂层为聚酰亚胺树脂。
57、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，该超研磨颗粒为钻石。
58、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，其中该超研磨颗粒为立方氮化硼。
CNB2005800453458A 2004-12-30 2005-12-23 改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法 Expired - Fee Related CN100571978C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/026,544 2004-12-30
US11/026,544 US7258708B2 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Chemical mechanical polishing pad dresser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101094746A CN101094746A (zh) 2007-12-26
CN100571978C true CN100571978C (zh) 2009-12-23

Family

ID=36638769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800453458A Expired - Fee Related CN100571978C (zh) 2004-12-30 2005-12-23 改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7258708B2 (zh)
EP (1) EP1830984A4 (zh)
JP (1) JP2008526528A (zh)
KR (1) KR20070094820A (zh)
CN (1) CN100571978C (zh)
IL (1) IL184281A0 (zh)
TW (1) TWI264345B (zh)
WO (1) WO2006073924A2 (zh)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9199357B2 (en) 1997-04-04 2015-12-01 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9221154B2 (en) 1997-04-04 2015-12-29 Chien-Min Sung Diamond tools and methods for making the same
US9238207B2 (en) 1997-04-04 2016-01-19 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9868100B2 (en) 1997-04-04 2018-01-16 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US9463552B2 (en) 1997-04-04 2016-10-11 Chien-Min Sung Superbrasvie tools containing uniformly leveled superabrasive particles and associated methods
US9409280B2 (en) 1997-04-04 2016-08-09 Chien-Min Sung Brazed diamond tools and methods for making the same
US8545583B2 (en) * 2000-11-17 2013-10-01 Wayne O. Duescher Method of forming a flexible abrasive sheet article
US20050076577A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-14 Hall Richard W.J. Abrasive tools made with a self-avoiding abrasive grain array
US7762872B2 (en) * 2004-08-24 2010-07-27 Chien-Min Sung Superhard cutters and associated methods
US20060258276A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-16 Chien-Min Sung Superhard cutters and associated methods
US20070060026A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Chien-Min Sung Methods of bonding superabrasive particles in an organic matrix
US7658666B2 (en) * 2004-08-24 2010-02-09 Chien-Min Sung Superhard cutters and associated methods
US8678878B2 (en) 2009-09-29 2014-03-25 Chien-Min Sung System for evaluating and/or improving performance of a CMP pad dresser
US8393934B2 (en) 2006-11-16 2013-03-12 Chien-Min Sung CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods
US9724802B2 (en) 2005-05-16 2017-08-08 Chien-Min Sung CMP pad dressers having leveled tips and associated methods
US8398466B2 (en) 2006-11-16 2013-03-19 Chien-Min Sung CMP pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods
US8622787B2 (en) 2006-11-16 2014-01-07 Chien-Min Sung CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods
US9138862B2 (en) 2011-05-23 2015-09-22 Chien-Min Sung CMP pad dresser having leveled tips and associated methods
JP4791121B2 (ja) * 2005-09-22 2011-10-12 新日鉄マテリアルズ株式会社 研磨布用ドレッサー
US7241206B1 (en) * 2006-02-17 2007-07-10 Chien-Min Sung Tools for polishing and associated methods
US20080292869A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Chien-Min Sung Methods of bonding superabrasive particles in an organic matrix
JP2010536183A (ja) 2007-08-23 2010-11-25 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 次世代酸化物／金属ｃｍｐ用の最適化されたｃｍｐコンディショナー設計
CN101903131B (zh) 2007-11-13 2013-01-02 宋健民 Cmp垫修整器
TWI388402B (en) * 2007-12-06 2013-03-11 Methods for orienting superabrasive particles on a surface and associated tools
KR101024674B1 (ko) * 2007-12-28 2011-03-25 신한다이아몬드공업 주식회사 소수성 절삭공구 및 그제조방법
TW201249590A (en) * 2008-02-12 2012-12-16 jian-min Song Tools for polishing and associated methods
JP2009220265A (ja) * 2008-02-18 2009-10-01 Jsr Corp 化学機械研磨パッド
JP5255860B2 (ja) * 2008-02-20 2013-08-07 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 研磨布用ドレッサー
CN103962943A (zh) 2009-03-24 2014-08-06 圣戈班磨料磨具有限公司 用作化学机械平坦化垫修整器的研磨工具
CN101844333B (zh) * 2009-03-26 2012-11-28 宋健民 研磨工具及其制备方法
US20100261419A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Chien-Min Sung Superabrasive Tool Having Surface Modified Superabrasive Particles and Associated Methods
US8951317B1 (en) 2009-04-27 2015-02-10 Us Synthetic Corporation Superabrasive elements including ceramic coatings and methods of leaching catalysts from superabrasive elements
JP4900622B2 (ja) * 2009-05-26 2012-03-21 新東工業株式会社 研磨ブラシ
US8905823B2 (en) * 2009-06-02 2014-12-09 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Corrosion-resistant CMP conditioning tools and methods for making and using same
TWI417169B (zh) * 2009-06-11 2013-12-01 Wei En Chen Cutting tools with the top of the complex cutting
US20110097977A1 (en) * 2009-08-07 2011-04-28 Abrasive Technology, Inc. Multiple-sided cmp pad conditioning disk
US8951099B2 (en) 2009-09-01 2015-02-10 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Chemical mechanical polishing conditioner
US20110073094A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 3M Innovative Properties Company Abrasive article with solid core and methods of making the same
CN102092007B (zh) * 2009-12-11 2012-11-28 林舜天 修整器的制备方法
CN103221180A (zh) 2010-09-21 2013-07-24 铼钻科技股份有限公司 具有基本平坦颗粒尖端的超研磨工具及其相关方法
TWI422466B (zh) * 2011-01-28 2014-01-11 Advanced Surface Tech Inc 鑽石研磨工具及其製造方法
JP5734730B2 (ja) * 2011-05-06 2015-06-17 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 研磨布用ドレッサー
KR101144981B1 (ko) * 2011-05-17 2012-05-11 삼성전자주식회사 Ｃｍｐ 패드 컨디셔너 및 상기 ｃｍｐ 패드 컨디셔너 제조방법
CN103329253B (zh) 2011-05-23 2016-03-30 宋健民 具有平坦化尖端的化学机械研磨垫修整器
JP5901155B2 (ja) * 2011-06-27 2016-04-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 研磨用構造体及びその製造方法
TW201323154A (zh) * 2011-12-15 2013-06-16 Ying-Tung Chen 具有磨粒的產品及其製法
UA111648C2 (uk) * 2011-12-30 2016-05-25 Сейнт-Гобейн Серамікс Енд Пластікс, Інк. Абразивний зернистий матеріал, що містить суперабразивний матеріал з металевим покриттям
US9242342B2 (en) * 2012-03-14 2016-01-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Manufacture and method of making the same
JP5957317B2 (ja) * 2012-07-09 2016-07-27 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 研磨布用ドレッサーおよびその製造方法
US9457450B2 (en) 2013-03-08 2016-10-04 Tera Xtal Technology Corporation Pad conditioning tool
TWI568538B (zh) * 2013-03-15 2017-02-01 中國砂輪企業股份有限公司 化學機械硏磨修整器及其製法
TWI511836B (zh) * 2013-05-09 2015-12-11 Kinik Co 化學機械研磨修整器之檢測裝置及方法
JP6193645B2 (ja) * 2013-06-28 2017-09-06 豊田バンモップス株式会社 単層砥粒ホイールおよびその製造方法
CN104084884B (zh) * 2014-07-03 2017-02-15 南京三超新材料股份有限公司 一种cmp片状研磨修整器及其生产方法
JP6344565B2 (ja) * 2014-09-02 2018-06-20 住友金属鉱山株式会社 樹脂包埋試料およびその作製方法
US20160068702A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Actega Kelstar, Inc. Rough tactile radiation curable coating
DE102019117796A1 (de) * 2019-07-02 2021-01-07 WIKUS-Sägenfabrik Wilhelm H. Kullmann GmbH & Co. KG Zerspanungswerkzeug mit Pufferpartikeln
TWI753605B (zh) * 2020-10-14 2022-01-21 中國砂輪企業股份有限公司 拋光墊修整器及其製造方法
CN114227529B (zh) * 2021-12-06 2023-09-15 河南联合精密材料股份有限公司 一种蓝宝石晶片减薄加工用树脂研磨垫及其制备方法
DE102023207664A1 (de) * 2023-08-09 2025-03-06 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schleifmittel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1053385A (zh) * 1990-01-15 1991-07-31 建湖县绝缘玻纤材料厂 多用途网格砂布制造方法
US5620489A (en) * 1994-04-08 1997-04-15 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Method for making powder preform and abrasive articles made thereform
US6582487B2 (en) * 2001-03-20 2003-06-24 3M Innovative Properties Company Discrete particles that include a polymeric material and articles formed therefrom
US6755720B1 (en) * 1999-07-15 2004-06-29 Noritake Co., Limited Vitrified bond tool and method of manufacturing the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1941962A (en) * 1931-10-03 1934-01-02 Carborundum Co Manufacture of open space coated abrasive paper by the use of paraffin and other hydrophobic materials
US2876086A (en) * 1954-06-21 1959-03-03 Minnesota Mining & Mfg Abrasive structures and method of making
US3991527A (en) * 1975-07-10 1976-11-16 Bates Abrasive Products, Inc. Coated abrasive disc
DE2918103C2 (de) * 1979-05-04 1985-12-05 Sia Schweizer Schmirgel- & Schleifindustrie Ag, Frauenfeld Verfahren zum Auftragen eines Grundbindemittels und Vorrichtung zur Durchführung desselben
US5173091A (en) * 1991-06-04 1992-12-22 General Electric Company Chemically bonded adherent coating for abrasive compacts and method for making same
US6478831B2 (en) * 1995-06-07 2002-11-12 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Abrasive surface and article and methods for making them
JP3759399B2 (ja) * 2000-10-26 2006-03-22 株式会社リード 研磨布用ドレッサーおよびその製造方法
EP1207015A3 (en) * 2000-11-17 2003-07-30 Keltech Engineering, Inc. Raised island abrasive, method of use and lapping apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1053385A (zh) * 1990-01-15 1991-07-31 建湖县绝缘玻纤材料厂 多用途网格砂布制造方法
US5620489A (en) * 1994-04-08 1997-04-15 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Method for making powder preform and abrasive articles made thereform
US6755720B1 (en) * 1999-07-15 2004-06-29 Noritake Co., Limited Vitrified bond tool and method of manufacturing the same
US6582487B2 (en) * 2001-03-20 2003-06-24 3M Innovative Properties Company Discrete particles that include a polymeric material and articles formed therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
CN101094746A (zh) 2007-12-26
EP1830984A2 (en) 2007-09-12
EP1830984A4 (en) 2008-02-27
WO2006073924A3 (en) 2006-09-28
KR20070094820A (ko) 2007-09-21
TW200626300A (en) 2006-08-01
TWI264345B (en) 2006-10-21
IL184281A0 (en) 2007-10-31
JP2008526528A (ja) 2008-07-24
US7258708B2 (en) 2007-08-21
US20060143991A1 (en) 2006-07-06
WO2006073924A2 (en) 2006-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100571978C (zh) 改善研磨颗粒保持率的方法、抛光垫修整器及其制造方法
CN101856806B (zh) 具有表面修饰的钻石颗粒的超研磨工具及其相关方法
CN101528414B (zh) 于有机材料中结合超级磨粒的方法及超级磨料工具
CN103329253B (zh) 具有平坦化尖端的化学机械研磨垫修整器
TWI417168B (zh) 在有機基質中結合超研磨顆粒的方法
US5247765A (en) Abrasive product comprising a plurality of discrete composite abrasive pellets in a resilient resin matrix
TW414748B (en) Brazed diamond tools by infiltration
JP3776729B2 (ja) 粘着された機能的粉末を有する構造化研磨材
US20060213128A1 (en) Methods of maximizing retention of superabrasive particles in a metal matrix
JP2006501073A (ja) ろう付けダイヤモンド工具とそれらの製造法
CN1953843A (zh) 钎焊的金刚石修整工具
JP2971764B2 (ja) 砥粒固定型研磨定盤
US20170232576A1 (en) Cmp pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods
JP2001030175A (ja) 超砥粒カッター
JPS62213966A (ja) 砥石の製造方法
KR20010032738A (ko) 다공질 숫돌 및 그 제조방법
JP2001287167A (ja) 研磨用開放型網目ディスク及びその製造方法
US20140120807A1 (en) Cmp pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods
JPH01146664A (ja) ブリツヂ型メタルボンドダイヤモンド砥石およびその製造方法
JPH11198052A (ja) 砥 石
JP2002120155A (ja) アルミナ系砥石、ダイヤモンド系砥石および切削加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091223

Termination date: 20121223