晶圓研磨定位環的製作方法
2023-07-22 13:28:36
專利名稱：晶圓研磨定位環的製作方法
技術領域：
本實用新型關於一種研磨定位環，更具體的說，特別指一種用於晶圓定位 研磨作業的改良的晶圓研磨定位環。
背景技術：
目前， 一般業界用於研磨晶圓作業的研磨定位環的結構，通常由一個金屬 的基部環體與一個高分子材質的研磨環體相互結合構成，研磨定位環在進行使 用時，其壽命的長短，除了取決於該高分子材質的研磨環體的磨耗速度，金屬 的基部環體與研磨環體之間結合結構的牢固性，也為一重要因素，這是因為研
磨定位環在研磨加工過程中，會與晶圓及加工機件之間產生持續性劇烈的摩擦 作用，其所產生的反向應力，則會對研磨定位環的基部環體與研磨環體的結合 結構，產生破壞性作用， 一旦基部環體與研磨環體之間產生鬆動或脫開剝離的 現象時，也即等同該研磨定位環報廢，而需要另作更換。
現有的研磨定位環的基部環體與研磨環體的結合固定方式，大致是釆用如
中國臺灣專利公告號第470690號的《晶圓研磨環的接著方式》所述內容，該專
利主要在揭示將研磨定位環的接著面先進行火焰處理，再將基部環體與研磨環
體的接著面擦拭處理乾淨，然後再利用環氧樹脂將二者加以粘著固定，使基部 環體與研磨環體達到結合固定的結構。
但是，由於前述基部環體與研磨環體的接著面，大體上為一平面結構，因 此這種通過粘著的結合方式並無法有效克服晶圓研磨時所產生的反向應力，容 易因為研磨晶圓時所產生的震動或高溫熔解，使得環氧樹脂失去粘合效用，從 而導致研磨定位環的基部環體與研磨環體產生脫落或剝離的現象，因此藉由這 種粘合方式，該基部環體及研磨環體之間的結合強度仍舊存有不足的情況。
實用新型內容
有鑑於此，本實用新型的主要目的在於提供一種可快速替換、節省材料、 降低成本，且延長使用壽命的晶圓研磨定位環。
為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的 一種晶圓研磨
定位環，其包含基部與研磨部；其中，
所述基部為具有一定厚度的環狀結構，所述基部的上方形成有鎖固面，所 述鎖固面上設置有定位孔，所述基部的下方形成有結合面，所述結合面上設置 有用以接設鎖固接合組件的接合孔；
所述研磨部為具有一定厚度的環狀結構，所述研磨部的上方為結合面，所 述結合面上設置有導入孔，所述導入孔外緣延伸出鳩尾槽，所述研磨部藉由所 述導入孔與所述基部接設的所述接合組件相連定位，所述研磨部的下方為研磨 面。
本實用新型的另一實施結構，即一種晶圓研磨定位環，其包含基部與研磨 部；其中，
所述基部為具有一定厚度的環狀結構，所述基部的外緣下方設置有環列並 貫穿所述基部內外徑的鴻尾槽；
所述研磨部為具有一定厚度的環狀結構，所述研磨部的外緣上方設置有環 列並貫穿所述研磨部內外徑的鳩尾槽，所述鴻尾槽與所述基部外緣下方相對位 置的所述雞尾槽形成雙鳩尾槽，使用形狀與雙鳩尾槽相符的插銷接合，所述研 磨部的下方為研磨麵。
研磨部底部的研磨塊，可開設數條等距配置的溝槽，該溝槽具有特定深度， 並且貫穿研磨部的內、外徑，或由兩個或兩個以上研磨塊接合於研磨部底部， 便於研磨部部分受損時，進行部分替換，節省時間與材料。研磨作業時，研磨 塊之間的間隙可使研磨液流入與晶圓接觸，使得降低溫度，並潤滑晶圓，同時 又能夠藉以向外帶出研磨部在研磨過程中所產生的磨耗廢棄物，使成品率提高。
由上述得知，基部與研磨部可藉由接合組件伸入導入孔，並滑移至鳩尾槽
5卡掣、使用粘著劑膠合基部與研磨部的接合面，或在基部與研磨部外緣相對位 置所形成雙鳩尾槽，再利用形狀相符的插銷接合，來連接基部與研磨部，且研 磨部底部的研磨塊可部分更換，更節省了時間與材料，對於人力、物力都是一 大節省，進而有效延長晶圓研磨定位環的使用壽命，降低業內人士研磨加工工 藝的成本。
圖l為本實用新型中晶圓研磨定位環的立體示意圖； 圖2A為本實用新型中晶圓研磨定位環的第一實施例的分解示意圖(一)； 圖2B為本實用新型中晶圓研磨定位環的第一實施例的分解示意圖(二)； 圖3A為本實用新型中晶圓研磨定位環的第二實施例的分解剖視示意圖
(一) ；
圖3B為本實用新型中晶圓研磨定位環的第二實施例的組裝剖視示意圖
(二) ；
圖4A為本實用新型中晶圓研磨定位環的第三實施例的分解立體示意圖
(一) ；
圖4B為本實用新型中晶圓研磨定位環的第三實施例的組裝立體示意圖
(二) ；
圖5為本實用新型中晶圓研磨定位環的研磨部設置溝槽的示意圖6A為本實用新型中晶圓研磨定位環的組合式研磨部損耗更換示意圖
(一) ；
圖6B為本實用新型中晶圓研磨定位環的組合式研磨部損耗更換示意圖
(二) 。
附圖標記說明
I 晶圓研磨定位環 12 研磨部
II 基部 12A 結合面11A鎖固面12B研磨麵
11B結合面12C環型外緣
11C環型外緣121鴻尾槽
m定位孔口122凸緣
112凹槽123凹槽
113凸緣124導入孔
114接合孔124 1鴻尾槽
115接合組件125溝槽
116鴻尾槽126研磨塊
117插銷2粘著劑
說明書第4/7頁
具體實施方式
為達成本實用新型前述的目的，現列舉實施例，並配合附圖說明如下，希 望對本實用新型的結構、特徵及所達成的功效，獲得更佳地了解。
請參照圖1所示，圖1為本實用新型中晶圓研磨定位環的立體示意圖。 本實用新型的晶圓研磨定位環l,為具有一定厚度、直徑與功能的環狀結構 物，主要包含有基部11與研磨部12。基部ll為具有一定厚度的金屬或非金屬(類
如高分子材料)環狀結構物，藉由成形技術製成(例如射出、熱壓、擠壓成形等)， 基部11上設置有縱向等距離環列的定位孔111,定位孔111可與化學機械研磨 設備(Chemical Mechanical Polishing; CMP)的研磨頭(Polishing Head)上的驅 動件接合，配合化學機械研磨設備(Chemical Mechanical Polishing; CMP)—起動 作，基部11下方與研磨部12接合；研磨部12為具有一定厚度的環狀結構物， 採用耐高溫、耐磨耗且耐腐蝕的高分子塑性材料，例如聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide; PPS )、聚醚二酮(Polyetheretherketone; PEEK)等材質，通過成型技 術製成(例如射出、熱壓、擠壓成形等)。
請參照圖2A、圖2B所示，圖2A為本實用新型中晶圓研磨定位環的第一實 施例的分解示意圖(一)，圖2B為本實用新型中晶圓研磨定位環的第一實施例的分解示意圖(二)。
此為本實用新型中晶圓研磨定位環的第一實施例，基部11的上方為環型鎖
固面11A，環型鎖固面IIA上設置有縱向等距離環列的定位孔111,如圖2A所 示，並可與化學機械研磨設備(Chemical Mechanical Polishing; CMP)的研磨頭 (Polishing Head)上的驅動件接合，配合化學機械研磨設備(Chemical Mechanical Polishing; CMP)—起動作，基部11的下方為環型結合面11B，如圖2B所示， 環型結合面11B的內徑上開設凹槽112,環型接合面11B的外徑上設置凸緣113， 凹槽112上設置有縱向等距離環列的接合孔114,接合孔114可與接合組件115 接合，其中，該接合組件115可為平頭(Pancake head)螺絲或是沉孔螺栓等， 同時，當接合組件115鎖合於接合孔114時，該接合組件115的頂部與接合孔 114的外緣面之間，會形成適當間隙。
研磨部12的上方為環型結合面12A,如圖2A所示，環型結合面12A的內 徑為凸緣122，環型結合面12A的外徑為凹槽123，為對應基部11的環型結合 面11B的結構，環型結合面12A的凸緣122上設置有縱向等距離環列的導入孔 124,而導入孔124的外緣一側，再延伸形成出鳩尾槽1241,使之能利用接合組 件115的頂部與接合孔114外緣面之間的間隙相互卡掣，從而基部11與研磨部 12互相結合，且該導入孔124按照晶圓研磨定位環1的逆軸轉方向與接合組件 115接合，研磨部12的下方為環型研磨麵12B,用以對晶圓研磨加工。
請參照圖3A、圖3B所示，圖3A為本實用新型中晶圓研磨定位環的的第二 實施例的分解剖視示意圖(一)，圖3B為本實用新型的第二實施例的組裝剖視示 意圖(二)。
此為本實用新型中晶圓研磨定位環的第二實施例，由圖3A及圖3B得知， 晶圓研磨定位環1通過高分子材料製成的基部11的環型結合面11B與研磨部12 的環型結合面12A結合，在基部11的環型結合面11B與研磨部12的環型結合 面12A均勻塗布粘著劑2(類如環氧樹脂)，再利用基部11的環型結合面IIB與 研磨部12的環型結合面12A的外觀形態(凹槽112、凸緣113、凸緣122、凹槽
8123)定位，如圖2A及2B所示，使基部11與研磨部12通過粘著劑2膠合，如 圖3A及圖3B所示，進而完成基部11與研磨部12的結合。
請參照圖4A、圖4B所示，圖4A為本實用新型中晶圓研磨定位環的第三實 施例的分解立體示意圖(一)，圖4B為本實用新型中晶圓研磨定位環的第三實施 例的組裝立體示意圖(二)。
此為本實用新型中晶圓研磨定位環的第三實施例，由圖4A及圖4B得知， 在基部11的環型外緣11C下方開設有等距離環列並貫穿基部11內外徑的鳩尾 槽116,並與研磨部12的環型外緣12C上方開設等距離環列並貫穿研磨部12 內外徑的鴻尾槽121，如圖4A所示，基部11的環型外緣11C下方的鴻尾槽116 與研磨部12的環型外緣12C上方的鳩尾槽121形成雙鴻尾槽，供形狀相符的插 銷117插入固定，如圖4B所示，藉此結合基部11與研磨部12。
請參照圖5所示，圖5為本實用新型中晶圓研磨定位環的研磨部設置溝槽 的示意圖。
如圖5所示，在研磨過程中，往往伴隨研磨過程會產生許多磨耗廢棄物， 而這些磨耗廢棄物對於晶圓的研磨是亳無幫助的甚至會影響成品率，所以在研 磨部12的環形研磨麵12B,可開設有數條呈放射狀且等距配置的溝槽125，如 圖5所示，該溝槽125具有特定深度，並且貫穿研磨部12的內、外徑，使得研 磨作業時，可幫助研磨液流入而與晶圓接觸，使得溫度降低，並潤滑晶圓，同 時又能夠藉以向外帶出研磨部12在研磨過程中所產生的磨耗廢棄物，使成品率 提高。
請配合同時參閱圖6A、圖6B,圖6A為本實用新型中晶圓研磨定位環的組 合式研磨部損耗更換的示意圖(一)，圖6B為本實用新型中晶圓研磨定位環的組 合式研磨部損耗更換的示意圖(二)。
由以上所述得知，研磨部12下方設置兩個或兩個以上的研磨塊126所環設 而成的研磨麵，在研磨過程，或者是因為人為疏忽而導致研磨部12的環形研磨 面12B的部分研磨塊126受損傷，如圖6A所示，此時，全部更換非常浪費材料、金錢與時間，因此把部分受損的研磨塊126利用膠合或銷接，替換上新的研磨
塊126，如圖6B所示，節省了材料、金錢與時間，晶圓研磨定位環l又可繼續 從事研磨作業，進而延長晶圓研磨定位環1的有效使用壽命，從而降低業內人 士研磨加工製作的成本。
由上述可知，本實用新型晶圓研磨定位環具有以下的優點
1、 可由接合組件115(平頭螺絲或沉孔螺栓)接合於基部11的接合孔114, 接合組件115的頂部與接合孔114的外緣面之間，會形成適當間隙導入研磨部 12的導入孔124中，並滑移至鴆尾槽1241卡掣，使用環氧樹脂做粘著劑2，或 在基部11與研磨部12外緣的雙雞尾槽116及1241嵌入插銷117，達到結合基 部11與研磨部12的目的。
2、 研磨定位環的研磨部12可開設有數條呈放射狀且等距配置的溝槽125, 該溝槽125具有特定深度，並且貫穿研磨部12的內、外徑，使得研磨作業時， 可幫助研磨液流入與晶圓接觸，使得溫度降低，並潤滑晶圓，同時又能夠藉以 向外帶出研磨部12在研磨過程中所產生的磨耗廢棄物，使成品率提高。
3、 在研磨過程中，或者是因為人為疏忽而導致研磨部12的環形研磨麵12B 的部分研磨塊126受損，此時，全部更換非常浪費材料、金錢與時間，把部分 受損的研磨塊126替換上新的研磨塊126，節省了材料、金錢與時間，晶圓研磨 定位環1又可繼續從事研磨作業，進而延長晶圓研磨定位環1的有效使用壽命， 從而降低業內人士研磨加工製作的成本。
以上所述僅為本實用新型的較佳具體實施例，並非用來局限本實用新型的 專利範圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變化，均同理 包含於本實用新型的範圍內。
權利要求1、一種晶圓研磨定位環，其特徵在於，其包含基部與研磨部；其中，所述基部為具有一定厚度的環狀結構，所述基部的上方形成有鎖固面，所述鎖固面上設置有定位孔，所述基部的下方形成有結合面，所述結合面上設置有用以接設鎖固接合組件的接合孔；所述研磨部為具有一定厚度的環狀結構，所述研磨部的上方為結合面，所述結合面上設置有導入孔，所述導入孔外緣延伸出鳩尾槽，所述研磨部藉由所述導入孔與所述基部接設的所述接合組件相連定位，所述研磨部的下方為研磨麵。
2、 根據權利要求l所述的晶圓研磨定位環，其中，所述基部的所述結合面 使用粘著劑與所述研磨部的所述結合面定位。
3、 根據權利要求l所述的晶圓研磨定位環，其中，所述基部為金屬材料， 所述研磨部為非金屬材料。
4、 根據權利要求1所述的晶圓研磨定位環，其中，所述基部為非金屬材料, 所述研磨部為非金屬材料。
5、 根據權利要求l所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方設置有 由兩個或兩個以上的所述研磨塊所環設而成的研磨麵。
6、 根據權利要求5所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方的所述 研磨塊利用膠合方式定位在所述研磨部下方表面。
7、 根據權利要求5所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方的所述 研磨塊利用銷接方式定位在所述研磨部下方表面。
8、 根據權利要求l所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部的所述研磨麵開設溝槽，所述溝槽具有一定深度並且貫穿所述研磨部的內、外徑。
9、 一種晶圓研磨定位環，其特徵在於，其包含基部與研磨部；其中，所述基部為具有一定厚度的環狀結構，所述基部的外緣下方設置有環列並 貫穿所述基部內外徑的鴻尾槽；所述研磨部為具有一定厚度的環狀結構，所述研磨部的外緣上方設置有環 列並貫穿所述研磨部內外徑的雞尾槽，所述鳩尾槽與所述基部外緣下方相對位 置的所述雞尾槽形成雙鳩尾槽，使用形狀與雙鴆尾槽相符的插銷接合，所述研 磨部的下方為研磨麵。
10、 根據權利要求9所述的晶圓研磨定位環，其中，所述基部為金屬材料，所述研磨部為非金屬材料。
11、 根據權利要求9所述的晶圓研磨定位環，其中，所述基部為非金屬材料，所述研磨部為非金屬材料。
12、 根據權利要求9所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方設置 有由兩個或兩個以上的所述研磨塊所環設而成的研磨麵。
13、 根據權利要求12所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方的所述研磨塊利用膠合方式定位在所述研磨部下方表面。
14、 根據權利要求12所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部下方的所述研磨塊利用銷接方式定位在所述研磨部下方表面。
15、 根據權利要求9所述的晶圓研磨定位環，其中，所述研磨部的所述研 磨麵開設溝槽，所述溝槽具有一定深度並且貫穿所述研磨部的內、外徑。
專利摘要本實用新型公開了一種晶圓研磨定位環，主要包括一個基部和一個研磨部。基部由金屬或非金屬材質製成，其上設置有縱向環列定位孔，下方可與研磨部結合，研磨部下方具有研磨塊；基部與研磨部結合方式有，利用基部下方的接合組件與研磨部的鳩尾槽卡掣、基部與研磨部表面膠合或基部與研磨部外緣形成的相對應的鳩尾槽，再利用形狀相符的插銷接合。此外，所述研磨部也可由兩個或兩個以上的研磨塊接合於研磨部底部，便於研磨部部分受損時，進行部分替換，達到節省時間、節約材料與延長定位環壽命的功效。
文檔編號H01L21/02GK201346740SQ200820176369
公開日2009年11月18日 申請日期2008年11月10日 優先權日2008年11月10日
發明者黃瑞堂 申請人:孫建忠