专利名称：具保护膜的研磨工具修整器及其保护膜成形方法
技术领域：
一种具保护膜的研磨工具修整器及其保护膜成形方法，尤指一种于研磨工具修整 器表面批覆一层抗腐蚀的保护膜及批覆该保护膜于研磨工具修整器的保护膜成形的方法。
背景技术：
按现行于半导体各项制程中使用各类不同的酸碱溶液，尤其以化学机械研磨 (CMP)制程当中研磨各类材质的晶圆如陶瓷、硅、玻璃、石英及金属等材料必须添加化学研 磨浆搭配研磨垫进行研磨的作业，所述研磨垫于研磨作业进行过程当中，所述研磨垫表面 会卡固前述搭配研磨作业使用的研磨浆内的研磨粒子及前述晶圆所研磨所切削的材料粒 子，故需使用修整器将所述研磨垫进行清理，所述修整器与研磨垫相互作用时，所述研磨垫 中仍具有酸或碱的物质或溶液，所述酸或碱的物质及溶液将会腐蚀该修整器，令其使用寿 命大幅降低，故该项技术的人士以化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)于该 修整器表面批覆一层疏水性保护膜，该保护膜主要用以保护该修整器的表面避免遭受酸性 及碱性物质腐蚀，所述化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)是一种用来产生 纯度高、性能好的固态材料的化学技术。半导体产业使用前述化学气相沉积(Chemical Vapor D印osition，CVD)技术来成 长薄膜；典型的CVD制程是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前驱物下，在基底表面 发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜；反应过程中通常也会伴随地产生不同 的副产品，但大多会会随着气流被带着，而不会留在反应腔中。微制程大都使用化学气相沉积(Chemical Vapor D印osition，CVD)技术来沉积不 同形式的材料，包括单晶、多晶、非晶及磊晶材料，这些材料有硅、碳纤维、碳纳米纤维、纳米 线、纳米碳管、Si02、硅锗、钨、硅碳、氮化硅、氮氧化硅及各种不同的high-k介质等材料，化 学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)制程也常用来生成合成钻石。前述的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)制程并非无缺点，于进 行化学气相沉积制程时需于腔室中达到高温及高压的气氛，并且需要将腔室内抽真空；故 相对提高制造的成本及工作效率，且化学气相沉积仅可于欲镀物表面进行镀层批覆，孔隙 间并无法批覆，工作物受限于化学气相沉积机具的腔体大小及沉积薄膜时间长也同样为化 学气相沉积的缺点；故公知技术具有下列缺点1.成本过高；
2.工作效率低；
3.无法大量生产；
4.仅可于工作物表面镀膜
5.设备昂贵。
发明内容
本发明的提供一种具有保护膜的研磨工具修整器及提供一种于研磨工具修整器表面披附保护膜的制造方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。为达到上述的目的本发明提供一种具保护膜的研磨工具修整器，所述研磨工具修 整器结构，包含一基材及至少一非晶质氧化物薄膜，该基材具有一本体及多个研磨颗粒及 一结合层，所述结合层披附于该本体表面，该等研磨颗粒具有一第一部分及一第二部分，所 述第一部分外露于前述结合层表面，所述第二部分嵌入前述结合层内；所述非晶质氧化物 薄膜覆盖前述基材及该等研磨颗粒与结合层表面。为达到上述的另一目的本发明提供一种具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成 形方法，包含下列步骤准备一研磨工具修整器，其后再以溶胶凝胶法对所述研磨工具修整 器表面涂布至少一非晶质氧化物薄膜，再者，对所述研磨工具修整器整体进行干燥处理，最 后将前述研磨工具修整器涂布有非晶质氧化物薄膜之处进行烧结，以确保前述非晶质氧化 物薄膜可稳固附着于该研磨工具修整器的表面。本发明通过上述技术方案以令该研磨工具修整器可耐酸碱腐蚀，进者提高研磨工 具修整器的使用寿命，达到了有益的技术效果。
图1为本发明的实施例的研磨工具修整器的剖面示意图；图Ia为本发明的实施例的研磨工具修整器的剖面局部放大示意图；图Ib为本发明的实施例另一研磨工具修整器的结构示意图；图2为本发明的实施例的研磨工具修整器的保护膜成形方法的流程图；图3为本发明的实施例的批覆薄膜示意图；图4为本发明的另一实施例的研磨工具修整器的保护膜成形方法的流程图；图5为本发明的实施例的研磨工具修整器结构示意图。附图标记说明研磨工具修整器1 ；基材11 ；本体111 ；研磨颗粒112 ；第一部分1121 ；第二部分 1122 ；结合层113 ；非晶质氧化物薄膜12 ；颗粒121 ；水溶液2 ；槽体3。
具体实施例方式本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例子以 说明。请参阅图l、la、lb，为本发明的实施例的研磨工具修整器的剖面示意图及局部放 大图，本发明的研磨工具修整器ι结构，包含一基材11、一非晶质氧化物薄膜12。该基材11具有一本体111及多个研磨颗粒112及一结合层113，所述结合层113 披附于该本体111表面，该等研磨颗粒112具有一第一部分1121及一第二部分1122，所述 第一部分1121外露于前述结合层113表面，所述第二部分1122嵌入前述结合层113内。前述研磨颗粒112选自于钻石、多晶钻石、立方氮化硼、多晶立方氮化硼及其组合 所组成的群组。所述本体111可选择为金属及塑胶及陶瓷及玻璃及石墨其中任一。所述结合层113可选择为金属及塑胶及陶瓷及玻璃及石墨其中任一。所述非晶质氧化物薄膜12覆盖前述基材11及该等研磨颗粒112与结合层113表
所述非晶质氧化物薄膜12包含多个颗粒121，该等颗粒121选自于A1203(氧化 铝)及Si02 (氧化硅)及&02 (氧化锆)及CaO (氧化钙)及K20 (氧化钾)及Ti02 (氧化 钛)所组成的群组。所述非晶质氧化物薄膜12可为单层或多层，并可由单一材质或由多材质相互重 叠披附所组成(如图Ib所示)。所述具保护膜的研磨工具修整器为用以修整半导体晶圆的 化学机械研磨装置中的研磨垫。请参阅图2、3，为本发明的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法的流程 图及披附薄膜示意图，所述研磨工具修整器的保护膜成形方法包含下列步骤步骤Sl 提供一研磨工具修整器；准备一研磨工具修整器1，可先将表面做清洁处理，例如可将该研磨工具修整器1 放置纯水中再置于超音波清洗机(图中未表示)中震荡，将表面的不清洁物去除。步骤S2 以溶胶凝胶法对所述研磨工具修整器表面涂布至少一非晶质氧化物薄 膜；所述溶胶凝胶法选自于前述A1203 (氧化铝)及Si02 (氧化硅)及&02 (氧化锆) 及CaO (氧化钙)及K20(氧化钾)及Ti02(氧化钛)颗粒所组成的群组的颗粒121浸泡于 水溶液2中，并令所述水溶液2及前述任一材质颗粒注入一槽体3内均勻混合，其后将前述 研磨工具修整器1浸泡于前述槽体3的水溶液中，并将该研磨工具修整器1静置，最后再将 该研磨工具修整器1从水溶液2中捞出或将水溶液2全数由槽体3中漏除，令前述颗粒121 附着于该研磨工具修整器1表面。本实施例的溶胶凝胶法更包含下列步骤当研磨工具修整器1以100-200mm/min速度浸入水溶液2内，当研磨工具修整器 1下缘接触液面时，要暂停2-5秒。研磨工具修整器1完全浸入液面后，要暂停10-30秒。研磨工具修整器1拉出液面时，拉升速度为40-120mm/min，当基材11完全拉出液 面后，要暂停30-60秒。所述溶胶凝胶法的方式可选自于浸泡式及杓淋式及描涂式及喷雾式及旋转涂布 式其中任一。步骤S3 对所述研磨工具修整器整体进行干燥处理；将前述进行完沉积非晶质氧化物薄膜12的研磨工具修整器1表面进行干燥处理， 当进行干燥处理时可将研磨工具修整器1置于室温下进行，或将研磨工具修整器1置放于 高温烤箱(图中未表示)中进行干燥处理，并将高温烤箱的温度设定界于50-200度，干燥 温度越高即可缩短干燥作业的时间。本实施例的干燥处理时需等待研磨工具修整器1表面水纹消失后再取下做烘烤， 其较佳的烘烤温度70°C /1小时或120°C /20分钟。步骤S4 将前述研磨工具修整器涂布有非晶质薄膜之处进行烧结。为了令研磨工具修整器1表面的非晶质氧化物薄膜12可稳固附着于该研磨工具 修整器1表面，故需进行烧结作业，将所述研磨工具修整器1置放于烧结炉(图中未表示) 内，并将烧结温度设定于200-800度并持续一段时间，最后将研磨工具修整器1由烧结炉内取出，此一步骤可令该研磨工具修整器1表面的非晶质氧化物薄膜12紧密贴合于该表面。所述较佳的烧结条件为550°C /20分钟或750°C /5分钟。清参阅图4，如图所示，于进行步骤S4将前述研磨工具修整器1涂布有非晶质 (amorphous)氧化物薄膜12之处进行烧结之前，更可包含一步骤S5将该研磨工具修整器1 表面的研磨颗粒112尖端处的非晶质氧化物薄膜12移除(如图5所示)。本发明实施例中各制造方法步骤中所使用的材料为忠信科技顾问公司(台湾) 所提供的纳米溶胶表面预处理剂，产品编号A-100，其主要成分为氧化铝纳米粒子，粒径 (10nm，含量 1. 0% ；产品特性比重1. 01 士0.03，闪火点> 100°C，外观无色透明，pH值7.0士0.5。本发明实施例中各制造方法步骤中所使用的另一材料为忠信科技顾问公司(台 湾)所提供的纳米溶胶表面预处理剂，产品编号T-80，其主要成分为二氧化钛纳米粒子及 界面活性剂，粒径彡lOnm，含量0.8% ；产品特性比重1. 01 士0. 03，闪火点> 100°C，外观金黄色透明液体，pH值7. 0士0. 5 ；燥作温 度 30士5°C。以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要 求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的 保护范围内。
权利要求
1.一种具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，包含一基材，具有一本体及多个研磨颗粒及一结合层，所述结合层披附于该本体表面，该等 研磨颗粒具有一第一部分及一第二部分，所述第一部分外露于所述结合层表面，所述第二 部分嵌入所述结合层内；至少一非晶质氧化物薄膜，覆盖于所述基材及该等研磨颗粒与结合层表面。
2.如权利要求1所述的具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，所述非晶质氧化物 薄膜包含多个颗粒，该等颗粒选自于氧化铝及氧化硅及氧化锆及氧化钙及氧化钾及氧化钛 所组成的群组。
3.如权利要求1所述的具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，所述研磨颗粒选自 于钻石及多晶钻石及立方氮化硼及多晶立方氮化硼所组成的群组。
4.如权利要求1所述的具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，所述基材选择为金 属及塑胶及陶瓷及玻璃及石墨其中任一。
5.如权利要求1所述的具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，所述结合层选择为 金属及塑胶及陶瓷及玻璃及石墨其中任一。
6.如权利要求1所述的具保护膜的研磨工具修整器，其特征在于，所述具保护膜的研 磨工具修整器为用以修整半导体晶圆的化学机械研磨装置中的研磨垫。
7.一种具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于，包含下列步骤提供一研磨工具修整器；以溶胶凝胶法对所述研磨工具修整器表面涂布至少一非晶质氧化物薄膜；对所述研磨工具修整器整体进行干燥处理；及将所述涂布有非晶质氧化物薄膜的研磨工具修整器进行烧结。
8.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 所述非晶质氧化物薄膜包含多个颗粒，该等颗粒选自于氧化铝及氧化硅及氧化锆及氧化钙 及氧化钾及氧化钛所组成的群组。
9.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 所述干燥处理的温度为50-200度。
10.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 所述烧结温度为200-800度。
11.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 干燥处理置于室温下进行处理。
12.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 溶胶凝胶法涂布方式选自于浸泡式及杓淋式及描涂式及喷雾式及旋转涂布式其中任一。
13.如权利要求7所述的具保护膜的研磨工具修整器的保护膜成形方法，其特征在于， 将所述涂布有非晶质氧化物薄膜的研磨工具修整器进行烧结的步骤前，更包含将该研磨工 具修整器表面研磨颗粒尖端处的非晶质氧化物薄膜移除。
全文摘要
一种具保护膜的研磨工具修整器及其保护膜成形方法，所述具保护膜的研磨工具修整器，包含一基材及至少一非晶质氧化物薄膜，该基材具有一本体及多研磨颗粒及至少一结合层，所述结合层披附于该本体表面，该等研磨颗粒具有一第一部分及一第二部分，所述第一部分外露于前述结合层表面，所述第二部分嵌入前述结合层内；所述非晶质氧化物薄膜覆盖于前述基材及该等研磨颗粒与结合层表面；前述非晶质氧化物薄膜透过溶胶凝胶法涂布沉积披附于该研磨工具修整器的表面，于该研磨工具修整器表面形成一保护膜，以令该研磨工具修整器可耐酸碱腐蚀，进者提高研磨工具修整器的使用寿命。
文档编号B24B53/12GK102069453SQ20091022483
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者赵崇礼, 陈荣方, 马广仁 申请人:陈荣方