切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊；切割裝置用于切割研磨墊半成品，以去除研磨墊半成品的一部分成為研磨層，或將研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少兩片研磨層，來制造研磨墊。上述切割裝置包括輸入機構以及可移動刀具。輸入機構用于輸入研磨墊半成品，可移動刀具用于切割研磨墊半成品。當進行切割時，可移動刀具沿著第一方向運動，研磨墊半成品沿著第二方向運動，且第一方向與第二方向之間具有一夾角。
【專利說明】切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊，尤其涉及一種生產具有較均勻特性的研磨墊的切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊。
【背景技術】
[0002]隨著產業的進步，平坦化制程經常被采用為生產各種元件的過程。在平坦化制程中，化學機械研磨制程經常為產業所使用；一般來說，化學機械研磨(chemical mechanicalpolishing, CMP)制程是通過供應具有化學品混合物的研磨液于研磨墊上,并對被研磨物件施加壓力以將其壓置于研磨墊上，且使物件及研磨墊彼此進行相對運動。通過相對運動所產生的機械摩擦及研磨液的化學作用下，移除部分物件表層，而使其表面逐漸平坦，來達成平坦化的目的。
[0003]以研磨墊的制作而言，通常會先形成研磨墊半成品，研磨墊半成品為柱狀，例如是圓柱狀(cake)。研磨墊半成品靜置成形后進行切割成片狀的研磨層，再進行挖槽或開孔、貼合等程序，以完成研磨墊的制作。其中切割程序主要利用一切割裝置將研磨墊半成品切割成研磨層，已知的切割裝置主要是由一定型切刀(blade)以及一可移動的工作臺所組成；其中可移動的工作臺用以承載研磨墊半成品，并將其快速移動使定型切刀將研磨墊半成品切割成研磨層。
[0004]在上述的切割過程中，定型切刀是處于固定的位置(亦即是靜止不動的)，研磨墊半成品是通過可移動工作臺的快速移動，進而切割成預定尺寸的研磨層。經過連續的切割程序，研磨墊半成品與定型切刀間的摩擦力產生熱量累積，這些熱量累積會導致定型切刀產生熱變形(thermaldistortion),進而使所切割出來的研磨層產生不均勻的特性,例如是厚度、均勻性等特性，在日后使用此研磨墊的CMP制程中會影響研磨品質。
[0005]此外，由于定型切刀是處于固定的位置，因此所得的研磨層表面會產生完全平行刀痕，完全平行刀痕會造成所制造的研磨墊具有缺陷，這些缺陷包括研磨層表面不正常的突起(protrusions),尤其是當定型切刀鈍化時,會造成研磨墊具有更多的缺陷，進而影響CMP制程的研磨品質。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種切割裝置、研磨墊的制造方法以及研磨墊。
[0007]本發明提供一種切割裝置，其使所生產的研磨墊具有較均勻的特性。
[0008]本發明提供一種研磨墊的制造方法，其使用上述切割裝置，因此所生產的研磨墊具有較均勻的特性。
[0009]本發明提供一種研磨墊，其是透過上述切割裝置切割而制成。
[0010]本發明提出一種切割裝置，其用于切割研磨墊半成品，以去除研磨墊半成品的一部分成為研磨層，或將研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少兩片研磨層，來制造研磨墊。切割裝置包括輸入機構以及可移動刀具。輸入機構用于輸入研磨墊半成品。可移動刀具用于切割研磨墊半成品。當進行切割時，可移動刀具沿著第一方向運動，研磨墊半成品沿著第二方向運動，且第一方向與第二方向之間具有一夾角。
[0011]本發明提出一種研磨墊的制造方法，其包括以下的步驟:首先，提供研磨墊半成品；之后，傳送研磨墊半成品至切割裝置，且切割裝置具有可移動刀具。可移動刀具用于去除研磨墊半成品的一部分成為一研磨層，或將研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少兩片研磨層。當進行切割時，可移動刀具沿著第一方向運動，研磨墊半成品沿著第二方向運動，且第一方向與第二方向之間具有一夾角。
[0012]本發明提出一種研磨墊，其通過切割裝置去除研磨墊半成品的一部分或將研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少兩片的片狀研磨墊半成品所制成；研磨墊包括研磨層，研磨層具有至少一切割面，切割面具有多個線狀不完全平行的刀痕。
[0013]基于上述，本發明的研磨墊的制造方法是透過使切割裝置的可移動刀具與研磨墊半成品在切割程序的進行過程中保持進行相對運動的方式，來切割研磨墊半成品。由于可移動刀具并非固定不動，可以減少摩擦所產生的熱量累積，而可移動刀具不會因為熱量累積導致熱變形，因此能使研磨墊具有較均勻的特性。此外，本發明的研磨墊的研磨層切割面具有線狀不完全平行的刀痕，對于某些特定的研磨制程而言，可解決先前技術中完全平行刀痕所產生的問題。
[0014]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例的切割裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明實施例的研磨墊的研磨層的切割面示意圖。
[0017]附圖標記說明:
[0018]100:研磨墊半成品；
[0019]101:研磨層；
[0020]IO2A:中心區域；
[0021]102B:周圍區域；
[0022]106:刀痕；
[0023]200:切割裝置；
[0024]210:輸入機構；
[0025]212:第一滾輪；
[0026]220:可移動刀具；
[0027]222:循環刀片；
[0028]224:轉軸；
[0029]226:轉動方向；
[0030]240:磨利機構；
[0031]250:輸出機構；
[0032]252:輸出平臺；
[0033]Dl:第一方向；[0034]D2:第二方向；
[0035]θ:夾角。
【具體實施方式】
[0036]圖1為本發明實施例的切割裝置的結構示意圖。請參照圖1，本實施例的切割裝置200包括輸入機構210以及可移動刀具220，可移動刀具220例如是循環刀片222，其可用以機械切割方式來切割研磨墊半成品100，而循環刀片222例如是帶狀刀片。在本實施例中，循環刀片222可被轉軸224帶動并沿著轉動方向226進行循環地卷動，其中循環刀片222是沿第一方向Dl運動。輸入機構210例如是第一滾輪212，輸入機構210可將研磨墊半成品100沿著第二方向D2傳送。
[0037]此外，切割裝置200可以選擇性地還包括磨利機構240，磨利機構240例如是砂輪。當可移動刀具220切割研磨墊半成品100后，可移動刀具220的切割端可能會有磨損的情形發生，此時，可透過磨利機構240研磨可移動刀具220并使可移動刀具220的切割端維持銳利的狀態。
[0038]以下將詳細介紹使用切割裝置200制作研磨墊的制造流程。首先，提供研磨墊半成品100，其可用壓出成型法或模鑄法形成。在圖1中所示的研磨墊半成品100的形狀以方形柱體的形狀為例說明。然而，本發明不限于此。在其他實施例中，研磨墊半成品100的形狀也可以是圓柱狀或是其他任意形狀。
[0039]接著，透過第一滾輪212將研磨墊半成品100沿第二方向D2傳送至循環刀片222以進行切割程序，其中循環刀片222沿第一方向D I移動。在切割過程中，循環刀片222與研磨墊半成品100之間會以各自沿著第一方向Dl以及第二方向D2進行相對運動的方式，來切割研磨墊半成品100。其中上述第一方向Dl與第二方向D2之間具有夾角Θ，且夾角Θ是介于60至120度角之間(夾角Θ例如是介于75至105度角之間，更例如是90度角)。
[0040]因應不同需求的研磨墊制品，切割裝置200可以隨之調整并設定適當的切割程序，切割程序例如包括:(一)去除研磨墊半成品100的一部分，例如為去除研磨墊半成品100上下表面不平整的部分，使切割后的研磨墊半成品具有平整的上下表面，此切割后的研磨墊半成品可作為一研磨層；或(二)將研磨墊半成品100以面呈平行的方式切割為至少兩片研磨層，例如為將研磨墊半成品100等分切割為兩片研磨層，且此兩片研磨層具有對應的切割面，或例如為將研磨墊半成品100切割為兩片以上的研磨層(例如為五片、十片、二十片，視原研磨墊半成品100及切割后的研磨層的厚度而定)；或(三)同時包括上述兩種切割程序。
[0041]本實施例的切割裝置200可以控制研磨墊半成品100以及循環刀片222以進行相對運動的方式，來切割研磨墊半成品100。由于循環刀片222并非固定不動，可以減少摩擦所產生的熱量累積，而循環刀片222不會因為熱量累積導致熱變形，因此能使研磨墊具有較均勻的特性。
[0042]在一實施例中，使用切割裝置200制作研磨墊的制造流程可以選擇性地包括一加熱步驟，將待研磨墊半成品100先加熱至軟化狀態，接著才進行切割程序。切割裝置200可以選擇性地包括一加熱機構(未示出)配置于第一滾輪212中，加熱機構的加熱媒介例如是電熱方式或是熱流體方式。加熱機構也可以是其他適當的加熱裝置，例如是熱風加熱裝置或是紅外線加熱裝置。加熱機構可選擇配置于切割裝置200的第一滾輪212之前，或是額外獨立于切割裝置200。上述加熱步驟可以使研磨墊半成品100的溫度上升并軟化，以使循環刀片222能夠較為輕易地切割研磨墊半成品100。較佳地是，透過加熱步驟將研磨墊半成品100的溫度加熱至接近其玻璃轉換溫度(glass transition temperature, Tg),使研磨墊半成品100達到較軟化的狀態，將有助于后續切割程序的進行。
[0043]在一實施例中，切割裝置200可包括輸出機構250 ;輸出機構250配置于循環刀片222之后，輸出機構250例如是輸出平臺252，用于承接切割后的研磨墊半成品，并將切割后的研磨墊半成品輸出離開循環刀片222。圖1中的輸出機構250雖以輸出平臺252為例說明，但本發明不限于此。在其他實施例中，輸出機構的250也可以是以第二滾輪(類似第一滾輪)取代輸出平臺252，或者是兩者并存。
[0044]此外，使用切割裝置200制作研磨墊的制造流程可以選擇性地包括一壓紋步驟，例如為使用表面具有壓紋圖樣的第一滾輪212，將研磨墊半成品100在切割程序之前進行壓紋。經此程序切割所得的研磨層具有一切割面及一壓紋面，此切割面可作為后續制成的研磨墊的研磨面，而壓紋面可作為與背膠的貼合面。由于壓紋面具有第一滾輪212所轉印的壓紋圖樣，使貼合面的表面粗糙度增加，有助于研磨層與背膠的粘著性。
[0045]圖2為本發明實施例的研磨墊的研磨層的切割面示意圖。當研磨墊半成品100被上述切割裝置200切割成片狀研磨墊半成品，再經過裁切成為預定形成的研磨墊尺寸，并且經后續制造程序后，可制得研磨墊的研磨層101，如圖2所示。由于切割裝置200的輸入機構210及可移動刀具220皆會相對運動，且輸入機構210 (即第一滾輪212)對研磨墊半成品100中心及周圍施加壓力不同，使得研磨層101的切割面(即經過切割裝置200切割研磨墊半成品100所得的上表面及/或下表面)具有多個線狀不完全平行的刀痕106。
[0046]具體而言，研磨層101的切割面包括中心區域102A及周圍區域102B，在一實施例中，靠近中心區域102A的刀痕106趨近為直線形，而靠近周圍區域102B的刀痕106則趨近為非直線形。特別是，靠近中心區域102A的刀痕106趨近平行于圖1所示的第一方向D1，即循環刀片222的運動方向，而靠近周圍區域102B的刀痕愈趨近不平行于圖1所示的第一方向D1。在另一實施例中，靠近中心區域102A的刀痕106彼此趨近平行，靠近周圍區域102B的刀痕106則彼此趨近不平行。然而，研磨層101切割面的刀痕106不限于上述兩種實施例的態樣。在其他實施例中，通過控制輸入機構210及可移動刀具220個別的移動速度，或控制輸入機構210對研磨墊半成品100施加壓力的分布，使得研磨層101切割面的線狀不完全平行的刀痕106具有不同的態樣。
[0047]此外，圖2中的線狀不完全平行的刀痕106雖以連續形式示出，但本發明不限于此，線狀不完全平行的刀痕106也可以是不連續形式，例如是經過后續挖槽或開孔程序，使線狀不完全平行的刀痕106成為不連續形式。
[0048]綜上所述，本發明的切割裝置包括可移動刀具，且可移動刀具會沿預定方向運動。研磨墊半成品會透過輸入機構傳送至切割裝置，其中研磨墊半成品與可移動刀具之間會以進行相對運動的方式來切割研磨墊半成品。由于可移動刀具并非固定不動，可以減少摩擦所產生的熱量累積，而可移動刀具不會因為熱量累積導致熱變形，因此能使研磨層具有較均勻的特性。此外，本發明的研磨墊的研磨層切割面具有線狀不完全平行的刀痕，對于某些特定的研磨制程而言，可解決先前技術中完全平行刀痕所產生的問題。[0049]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種切割裝置，用于切割一研磨墊半成品，以去除該研磨墊半成品的一部分成為一研磨層，或將該研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少二片研磨層，來制造一研磨墊，其特征在于，該切割裝置包括: 一輸入機構，用于輸入該研磨墊半成品；以及 一可移動刀具，用于切割該研磨墊半成品， 其中，當進行切割時，該可移動刀具沿著一第一方向運動，該研磨墊半成品沿著一第二方向運動，且該第一方向與該第二方向之間具有一夾角。
2.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，該可移動刀具為一循環刀片。
3.根據權利要求2所述的切割裝置，其特征在于，該循環刀片為一帶狀刀片。
4.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，還包括一加熱機構，用以加熱該研磨墊半成品。
5.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，該輸入機構為一第一滾輪。
6.根據權利要求5所述的切割裝置，其特征在于，該第一滾輪配置有一加熱機構，用以加熱該研磨墊半成品。
7.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，還包括一輸出機構，用于輸出已完成切割的該研磨墊半成品。
8.根據權利要求7所述的切割裝置，其特征在于，該輸出機構為一輸出平臺或一第二滾輪。
9.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，還包括一磨利機構，用于磨利該可移動刀具。
10.根據權利要求9所述的切割裝置，其特征在于，該磨利機構為一砂輪。
11.根據權利要求1所述的切割裝置，其特征在于，該夾角介于60至120度角。
12.—種研磨墊的制造方法，其特征在于，該方法包括: 提供一研磨墊半成品；以及 傳送該研磨墊半成品至一切割裝置，該切割裝置具有一可移動刀具，用于去除該研磨墊半成品的一部分成為一研磨層，或將該研磨墊半成品以面呈平行的方式切割為至少二片研磨層， 其中，當進行切割時，該可移動刀具沿著一第一方向運動，該研磨墊半成品沿著一第二方向運動，且該第一方向與該第二方向之間具有一夾角。
13.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該可移動刀具為一循環刀片。
14.根據權利要求13所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該循環刀片系為一帶狀刀片。
15.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該切割裝置還包含有一加熱機構，用以加熱該研磨墊半成品。
16.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該切割裝置還包括有一輸入機構，用于輸入該研磨墊半成品。
17.根據權利要求16所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該輸入機構為一第一滾輪。
18.根據權利要求17所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該第一滾輪配置有一加熱機構，用以加熱該研磨墊半成品。
19.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該切割裝置還包括一輸出機構，用于輸出已完成切割的該研磨墊半成品。
20.根據權利要求19所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該輸出機構為一輸出平臺或一第二滾輪。
21.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該切割裝置還包括一磨利機構，用于磨利該可移動刀具。
22.根據權利要求21所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該磨利機構為一砂輪。
23.根據權利要求第12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該夾角介于60至120度角。
24.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，該研磨墊半成品的形成方法包括壓出成型法或模鑄法。
25.根據權利要求12所述的研磨墊的制造方法，其特征在于，還包含一加熱步驟，以提高該研磨墊半成品的溫度。
26.—種研磨墊，由一切割裝置去除該研磨墊的半成品的一部分或將該研磨墊的半成品以面呈平行的方式切割 為至少二片的片狀研磨墊半成品所制成；其特征在于，該研磨墊包括: 一研磨層，該研磨層具有至少一切割面，該切割面具有多個線狀不完全平行的刀痕。
27.根據權利要求26所述的研磨墊，其特征在于，該切割裝置具有一可移動刀具。
28.根據權利要求27所述的研磨墊，其特征在于，該可移動刀具為一循環刀片。
29.根據權利要求28所述的研磨墊，其特征在于，該循環刀片為一帶狀刀片。
30.根據權利要求26所述的研磨墊，其特征在于，該研磨層的一表面還包括有一壓紋圖樣。
31.根據權利要求26所述的研磨墊，其特征在于，該切割面包括一中心區域及一周圍區域，靠近該中心區域的這些線狀不完全平行的刀痕趨近為直線形，而靠近該周圍區域的這些線狀不完全平行的刀痕趨近為非直線形。
32.根據權利要求26所述的研磨墊，其特征在于，該切割面包括一中心區域及一周圍區域，靠近該中心區域的這些線狀不完全平行的刀痕趨近平行，而靠近該周圍區域的這些線狀不完全平行的刀痕趨近不平行。
33.根據權利要求26所述的研磨墊，其特征在于，該些線狀不完全平行的刀痕為連續形式或不連續形式。
【文檔編號】B24D18/00GK103707210SQ201210571872
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年12月25日 優先權日:2012年10月1日
【發明者】白昆哲, 王昭欽 申請人:智勝科技股份有限公司