導引環結構的製作方法

2023-05-04 20:29:46 1

專利名稱：：導引環結構的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種研磨晶圓的導引環結構，特別是一種可增加研磨晶圓平整度的導引環結構。
背景技術：
：圖1為現有應用於化學機械研磨(CMP)製程的導引環結構，當晶圓(wafer)10研磨時，研磨盤(Turntable)20貼上研磨布(Pad)(圖中未示)以箭頭A方向(逆時針)旋轉；而研磨頭(T叩ring)30端部固設一導引環結構40，並將晶圓10固定於研磨盤20上；此時，研磨頭30產生下壓力(Downforce)以箭頭B方向(順時針)旋轉。為了達到最好的平整度(Uniformity),研磨頭30中心產生背壓(Backsidepressure),不停地向下吹氣，將晶圓10平均推出導引環40，緊密地貼合研磨布做研磨的動作。當緊密貼合後，導引環結構40為了釋放向下的背壓，研磨液(Slurry)被擠出研磨頭30，造成研磨液無法均勻研磨晶圓10的背面，使得晶圓10的平整度無法有效地改善，半導體業者為了提高良率，唯有增加研磨液的流量，但因此生產成本亦隨之提高。再者，如圖2A、圖2B及圖3所示為另一現有導引環結構的立體圖、部份放大立體圖及沿著線段AA'的剖視圖。導引環結構50分別由塑料環52及金屬環54組裝而成，其中塑料環52設置多個溝渠56，以使研磨過程中，噴射的多餘水份能順利排出。但上述的導引環結構仍無法有效解決因背壓的因素而均勻研磨晶圓的背面的問題；再者，金屬環雖能增加塑料環的剛性，使塑料環不易產生變型；然而，金屬環與塑料環於製作及裝配時，其製作及裝配精度需要精密地控制，以避免裝配公差增加，故製作導引環結構的過程不但複雜且製作成本高。
發明內容為了解決上述問題，本實用新型目的之一是提出一種研磨晶圓的導引環結構，其導引環結構與研磨布的接觸面形成一斜面及多個圓弧溝渠，於化學機械研磨製程時，導引環結構的旋轉方向順向於圓弧溝渠的彎曲方向，而相對於研磨盤旋轉方向，其研磨液能累積於斜面處並利用旋轉力將研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，以改善晶圓因背壓的不平均產生平整度不佳的問題。本實用新型的另一目的是提出一種研磨晶圓的導引環結構，其導引環結構的多個圓弧溝渠依據不同的晶圓尺寸，配合相對應的深寬比圓弧溝渠，以將適當數量的研磨液經由圓弧溝渠進入晶圓的研磨麵，以減少研磨液的消耗量。本實用新型的又一目的是提出一種研磨晶圓的導引環結構，其導引環的多個圓弧溝渠及斜面能提升產品的良率，縮短研磨時間有助於產量的增加。本實用新型的又一目的是提出一種研磨晶圓的導引環結構，經由注塑成型的方式製作而成，得到具有高精度一體成型的結構，有效降低製作成本。為了達到上述目的，本實用新型的一實施例提供一種導引環結構，為環形中空狀固設於一研磨頭端部，該導引環結構容納一晶圓並設置於一研磨盤上，其中，該導引環結構於一頂面形成一斜面及多個圓弧溝渠，該導引環結構的旋轉方向順向於該些圓弧溝渠的彎曲方向，而相對於該研磨盤旋轉方向，以於研磨旋轉時，研磨液能累積於該斜面處，將其研磨液經由該些圓弧溝渠進入該晶圓的一研磨麵。本實用新型的有益技術效果在於，本實用新型的導引環結構能將研磨液累積於斜面處，當進行化學機械研磨時，導引環結構的旋轉方5向順向於圓弧溝渠的彎曲方向，而相對於研磨盤旋轉方向，因此旋轉力可將研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，以減少研磨液的使用量；又，導引環結構的多個圓弧溝渠依據不同的晶圓尺寸，配合相對應的深寬比圓弧溝渠，以將適當數量的研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，使研磨液平均分布於晶圓的研磨麵；另，導引環結構可經由注塑成型的方式製作而成，得到具有高精度一體成型的結構，有效降低製作成本。圖1為現有應用於化學機械研磨(CMP)製程的導引環結構；圖2A所示為現有導引環結構的立體圖2B所示為現有導引環結構的部份放大立體圖3所示為現有導引環結構的剖視圖4A所示為依據本實用新型一實施例導引環結構的立體圖4B所示為依據本實用新型一實施例導引環結構的部份放大立體圖5為本實用新型的導引環結構的剖視圖依據圖4A的立體圖；圖6A所示為依據本實用新型的導引環結構應用於研磨裝置俯視圖6B所示為依據本實用新型的導引環結構應用於研磨裝置的部份剖視圖。圖中符號說明1020、2003040、50、100525456晶圓研磨盤研磨頭導引環結構塑料環金屬環溝渠110頂面120斜面130圓弧溝渠140底面150螺孔300晶圓1A研磨麵A、B、C、D旋轉方向AA'剖線具體實施方式圖4A及圖4B所示為依據本實用新型一實施例導引環結構的立體圖及部份放大立體圖。於本實施例中，導引環結構呈環體中空狀併為一體成型的結構，其中導引環結構100的頂面110形成一斜面120及多個圓弧溝渠130，而斜面120由導引環結構100的頂面110斜向至導引環結構100的外緣；再者，圓弧溝渠130呈彎曲狀，並等距離地間隔分布於導引環結構100的頂面；請參閱圖5為導引環結構的剖視圖依據圖4A的立體圖，導引環結構100的底面140形成多個螺孔150以便與研磨頭(圖中未示)結合。接續上述，請同時續閱圖6A及圖6B所示為依據本實用新型的導引環結構應用於研磨裝置上視及剖視示意圖，將本實用新型的導引環結構100設置於研磨盤200內，導引環結構100的旋轉方向順向於圓弧溝渠130的彎曲方向而相對於研磨盤200旋轉方向；換言之，當進行化學機械研磨時，其導引環結構100向箭頭C方向旋轉，而研磨盤200向箭頭D方向旋轉，以於研磨旋轉時，研磨液能聚積於斜面，利用旋轉力將其研磨液沿著圓弧溝渠130進入晶圓300的一研磨麵1A，使研磨液與晶圓300的研磨麵1A均勻接觸，提高晶圓300的研磨麵1A的平整度。因此，當背壓產生時，晶圓300的研磨麵1A能克服因研磨液的流失造成平整度不佳的問題。於一較佳的實施例中，不同的晶圓尺寸使用特定深寬比圓弧溝渠，以將適當數量的研磨液經由圓弧溝渠進入晶圓的研磨麵，以改善晶圓的研磨麵平整度，例如，具有深寬比為2:1的圓弧溝渠適用於8吋的晶圓；再者，研磨晶圓的導引環結構，為塑料材質經由注塑成型的方式製作而成，得到具有高精度一體成型的結構，有效降低製作成本。再者，導引環結構可利用拋光處理，將斜面處理為光滑的表面；較佳的，為了達到最佳的研磨液聚積於斜面處，其斜面與水平形成的夾角，其角度範圍由3度至45度之間；導引環結構的內徑尺寸大於晶圓的尺寸。綜合上述，本實用新型的導引環結構能將研磨液累積於斜面處，當進行化學機械研磨時，導引環結構的旋轉方向順向於圓弧溝渠的彎曲方向，而相對於研磨盤旋轉方向，因此旋轉力可將研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，以減少研磨液的使用量；又，導引環結構的多個圓弧溝渠依據不同的晶圓尺寸，配合相對應的深寬比圓弧溝渠，以將適當數量的研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，使研磨液平均分布於晶圓的研磨麵；另，導引環結構可經由注塑成型的方式製作而成，得到具有高精度一體成型的結構，有效降低製作成本。以上所述的實施例僅為說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在使本領域技術人員能夠了解本實用新型的內容並據以實施，當不能以之限定本實用新型的專利範圍，即大凡依本實用新型所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本實用新型的專利範圍內。權利要求1.一種導引環結構，為環形中空狀固設於一研磨頭端部，該導引環結構容納一晶圓並設置於一研磨盤上，其特徵在於該導引環結構於一頂面形成一斜面及多個圓弧溝渠，該導引環結構的旋轉方向順向於該些圓弧溝渠的彎曲方向，而相對於該研磨盤旋轉方向，以於研磨旋轉時，研磨液能累積於該斜面處，將其研磨液經由該些圓弧溝渠進入該晶圓的一研磨麵。2.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該些圓弧溝渠的寬深的比例為2:1。3.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該導引環結構的材質為一塑料材質。4.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該導引環結構的一底面設置多個螺孔以固定於該研磨頭上。5.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該導引環結構為經由注塑成形而得的一體成型的結構。6.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該斜面由該導引環結構的該頂面斜向至該導引環結構的外緣。7.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該斜面為一光滑面。8.如權利要求l所述的導引環結構，其特徵在於，該斜面與一水平面形成一角度，其角度範圍由3度至45度之間。9.如權利要求1所述的導引環結構，其特徵在於，該導引環結構的內徑尺寸大於該晶圓的尺寸。專利摘要本實用新型涉及一種導引環結構，包括一斜面及多個圓弧溝渠，當進行化學機械研磨製程時，導引環結構的旋轉方向順向於圓弧溝渠的彎曲方向並相對於研磨盤旋轉方向，研磨液能累積於斜面處，將研磨液經由圓弧溝渠送入晶圓的研磨麵，使研磨液均勻與晶圓的研磨麵接觸，提高晶圓的研磨麵的平整度。文檔編號B24B37/04GK201151081SQ200720126898公開日2008年11月19日申請日期2007年10月16日優先權日2007年10月16日發明者魏榮志申請人:魏榮志