[發明專利]研磨工具及其制作方法

無效

• 申請號: 200910168664.8
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN102001058A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 宋健民
• 申請（專利權）人: 宋健民
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24D3/00;B24D3/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及研磨工具及其制作方法，尤指一種使用具有活化金屬及焊料而無須使用有機粘結劑的焊片層，以提升超硬研磨顆粒與焊片層間穩定性的研磨工具及其制作方法。

背景技術

近年來，半導體產業因在信息、通訊、民生電子、國防等領域的廣泛應用而蓬勃發展，亦使得集成電路技術發展快速增加。而在其中，硅晶圓為其至為重要的腳色，然而，硅晶圓必須要在其表面經過研磨使其平整方可進行后續如芯片制造等工藝，最常用的方式，就是通過化學機械研磨。但在長期研磨過程時，研磨工具所附著的研磨顆粒會因與焊片層的焊料間結合力不足而導致脫落，使得產品的良率無法提升。

傳統研磨工具中粘結研磨顆粒的焊料多以金屬粉末為其組成，在其粉末中尚須添加有機粘結劑(如PVA或PVB)混成漿料后使用。然而，在后續的工藝中，這些殘余混膠仍需使用如真空加熱揮發或低溫氧化而加以排除。現有在研磨顆粒的移除殘余混膠步驟時因混膠揮發、沸騰或焦黑進而導致超硬研磨顆粒位置的移動或翻轉，進而導致殘余混膠因移除過程而造成殘余碳的污染。再者，部分現有技術以在焊片層上預先形成孔洞的方式以防止研磨顆粒的移動或翻轉，但，該方式仍使用含有有機粘結劑的漿料，無法避免殘余混膠造成殘余碳污染等問題。相關專利前案如美國公開專利第2008271384號、美國公開專利第2008053000號、中國臺灣專利申請第96116111號等揭露內容。

因此，目前亟需一種無須使用有機粘結劑的焊片層，以便能提升超硬研磨顆粒與焊片層間穩定性的研磨工具及其制作方法。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種研磨工具的制作方法，其使用具有活化金屬及焊料而無須使用有機粘結劑的焊片層，以便能提升超硬研磨顆粒與焊片層間穩定性的研磨工具及其制作方法。

本發明的另一目的是提供一種無須使用有機粘結劑等混膠的焊片層，以便能避免現有在研磨工具制作過程中，其在移除殘余混膠步驟時因混膠揮發、沸騰或焦黑進而導致超硬研磨顆粒位置的移動或翻轉，進而避免殘余混膠因移除過程而造成殘余碳的污染。

為達成上述目的，本發明研磨工具的制作方法，包括：提供一基材；形成一焊片層于基材的一表面上，焊片層系具有至少一活化金屬及一焊料；將多個超硬研磨顆粒以一圖案排列于焊片層上；以及于一真空爐中以真空及加熱反應的硬焊方式，使焊片層熔化以附著超硬研磨顆粒的圖案排列；其中，該具有至少一活化金屬及焊料的該焊片層不包括有機粘結劑，且前述多個超硬研磨顆粒以一圖案排列種類沒有限制，較佳可為一矩陣排列。

本發明亦提供一種根據前述制作方法所制作的研磨工具，其包括一基材；一焊片層，其具有至少一活化金屬及一焊料，且形成于基材的一表面上；以及多個超硬研磨顆粒，其以一圖案排列于基材及焊片層上；其中，具有至少一活化金屬及焊料的焊片層不包括有機粘結劑。

根據本發明，其中基材的材質至少一選自由硼碳化物、硅碳化物、鋁氮化物、硼氮化物、硅氮化物、硅氧化物、硼氧化物、碳化鎢、鎢鋼、模具鋼材、不銹鋼、高硬度合金鋼、及高碳鋼所組成的群組。此外，亦可依所需，基材亦可為一金屬基板。

根據本發明，其中焊片層可由至少一焊片所形成；換句話說，本發明的焊片層可為一層或多層焊片的結構，而當以多層焊片為其結構時，可由點焊方式結合多個焊片以形成多層焊片結構的焊片層。

根據本發明，其中超硬研磨顆粒沒有限制，只要可作為研磨及可耐硬焊高溫而不會產生變化的材料皆可，較佳為鉆石或立方氮化硼。

根據本發明的制作方法，其中于該真空爐中的真空較佳為約10^-3～10^-6torr；反應加熱溫度沒有限制，只要能使焊片層或焊片層中所包含的焊料熔化即可，較佳為約800℃以上。

根據本發明，其中形成于基材上的焊片層的厚度與超硬研磨顆粒的粒徑沒有限制，只要焊片層的厚度小于超硬研磨顆粒的粒徑以露出超硬研磨顆粒即可；根據本發明，焊片層的厚度較佳約為20至120μm間，而超硬研磨顆粒的粒徑較佳約為40至250μm(400～60mesh)。