[發明專利]超硬切割裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 200680003002.X
• 申請日: 2006-05-12
• 公開（公告）號: CN101137463A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發明（設計）人: 宋健民
• 申請（專利權）人: 宋健民
• 主分類號: B24B7/22
• 分類號: B24B7/22
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明是一種超硬切割裝置及其制造方法，其是關于一種用于平面工件并以不同材料制成的切割裝置，因此涉及化學、物理和材料科學領域。

背景技術

近年來的半導體產業經估計每年約花了超過十億美金來制造具有非常平坦且光滑的表面的硅晶圓，一般而言，化學機械研磨法(chemicalmechanical?polishing，CMP)是用于半導體裝置的制造過程以使晶圓獲得光滑且均勻的表面，在習用的研磨過程中，一般是將要研磨的晶圓夾設于拋光墊與載具之間，該拋光墊是裝設于旋轉拋光墊的上方，當研磨劑運用在拋光墊并加壓在載具上時，該晶圓借由拋光墊與載具之間的相對運動而被研磨。

然而當這個眾所皆知的方法成功地使用了許多年，卻還是出現許多問題，舉例來說，這個現有習知的方法相當貴而且并不是每次都有效，像是硅晶圓在經過該方法研磨后可能不具有均勻厚度或是足夠的光滑度，除此以外，經過溶劑蝕刻后會變的過度地凹凸不平，且該硅晶圓的表面也可能因為在該過程所使用的單一顆研磨砂礫而變的具有缺口；而且，如果為達到較高的產率而加快研磨速率，則上述用在拋光墊上的砂礫的大小一定要增加，但也相對地增加昂貴晶圓被刮損或挖損的風險。另外，由于表面缺口可為不連續，因此該方法的生產率非常低，結果致使目前制備晶圓表面的技術過程通常是昂貴且緩慢的。

除了這些考量外，在半導體電路系統的線寬(如節點)接近病毒尺寸(如10-100nm)，另外，更多電路系統結構層的設置需增加以符合更先進邏輯設計的需求，為了放置適合制作納米級裝置的結構層，參與半導體組件制作過程中的每一結構層一定要極為平坦且平滑。雖然鉆石網格晶圓處理器已經有效地使用在為了加工上述集成電路系統的CMP拋光墊，但不適合制造具節點小于65納米的切割邊緣裝置，這是因為隨著銅線的尺寸越來越小，所以粗糙或太過度的研磨所導致的不均勻厚度會大大地改變導電率，此外，由于類珊瑚介電質層的使用，使得該易碎結構必須被非常溫和地研磨以避免碎裂產生，因此，在CMP研磨法中所用的壓力必須明顯地降低。

有鑒于此，必須找尋新的CMP研磨法，例如那些用在銅的電解作用(如電解化學機械研磨法，ECMP)或用在晶圓的空氣薄膜墊支撐體(如TokyoSemitsu)，以減少在晶圓和研磨墊之間接觸點的研磨壓力，然而，使用這種較溫和的研磨方式的結果是晶圓的研磨速率將會減小，為了抵銷產率的損失，研磨勢必要在整個晶圓表面同時進行，為此，在晶圓和研磨墊之間的接觸點需要較小的面積，但要有較多的量，這是不同于現有CMP研磨法接觸點具有相對大的面積以及相對較少的量。

因此，為了更加溫和地研磨易碎的晶圓，該CMP研磨墊表面粗糙度必須要減小，然而，為避免研磨速率的下降則必須增加更多的接觸點，結果使得研磨墊表面粗糙度需要更細微的尺寸以及更多的量，但這更細膩的研磨方法會使晶圓表面有更大的風險產生刮痕，為了避免這種風險，所有表面粗糙度的最高尖端必須徹底地被弄平，否則，一些稱為“殺手表面粗糙度”的凸觸會毀了已研磨好的晶圓。

發明內容

本發明是在提供一切割裝置，其是包含一具有朝向并面向工件的工作面的基座以移除材料，復數個個別的切割元件是排列在基座的工作面上，每一個切割元件具有尖峰，其是包含至少一個由多晶超硬材料形成的切割邊緣，該切割元件的尖峰是齊平于一般平面，該基座與每一個切割元件可由一整片多晶超硬材料所形成。

而本發明另一種情形是提供一切割裝置，其包含一具有朝向并面向工件的工作面的基座以移除材料，該基座是由一整片多晶超硬材料所形成，而復數個個別的切割元件是可一體成型在基座的工作面上，每一個切割元件具有尖峰，該切割元件的尖峰是齊平于一般平面。

本發明亦提供一種形成上述切割元件的方法，包括下列步驟，提供一多晶超硬材料片；并從多晶超硬材料片的基座工作面上移除材料，并由超硬切割材料片形成復數個個別的切割元件。

本發明亦提供一產物，借由下列步驟所形成，在具復數個個別切割元件的切割裝置結合一工件表面，該個別切割元件是由整片多晶超硬材料的工作面所形成，而每一個切割元件具有尖峰，該尖峰是排列在一般平面上；該工件以及切割裝置相對地移動，借此從具切割元件的工件上將材料移除。

本發明在上述僅為描述一個初步、廣大的概念以及較重要的特色，在接下來的實施方式及其附圖和權利要求中會有更為清晰的解釋。

附圖說明

圖1是本發明的切割裝置實施例的概要立體圖。

圖2是圖1中的切割裝置的側視平面圖。

圖3是本發明切割一個工件的切割元件實施例的概要部分側視圖。