TW201725092A - 用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環 - Google Patents

用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環，包括一鎖附面與一研磨面，兩者依序疊合並為結合，其中該鎖附面為具有塑膠材質之材料，其係選自於比重0.9-1.8g/cm3間之塑膠材質，使該鎖附面結構因材料選用不同，使得整個研磨定位環有重量減輕、強度佳、成本降低、減少工序、降低生鏽等進步特點。

Description

用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環
本發明係關於一種用於半導體晶圓化學機械之研磨定位環，尤指一種用於晶圓定位研磨製程作業的研磨定位環。
按，一般晶圓研磨製程作業使用之研磨定位環之結構，以往係以一體成形之材質所製成，後有考慮基部環體與研磨環體各有其功能，因此有發展出異質(相異材質)作為複合層之構造，如台灣發明專利第M347978號『研磨定位環之改良結構』所呈現之構造，一基部，其採由不銹鋼或是金屬合金所製成，並呈一環形態樣，該基部之第一側面係為一鎖固面，鎖固面上設置有定位孔；基部之第二側面係為一結合面，結合面上設置有接合孔，該接合孔可用以接設鎖固接合元件。一研磨部，其採由高分子塑性材料所製成，並呈一環形態樣，該研磨部之第一側面為一結合面，結合面上設置有導入孔；研磨部的第二側面則係為一研磨面。
藉由金屬之基部環體與一高分子材質之研磨環體相互結合所構成，分別呈現出不同之效果。然而該先前技術所呈現出之「異質」係以基材為通常硬度較高之不銹鋼或是金屬合金，然而研磨部，則採用相對硬度較低之高分子塑性材料。
該案重點雖表現於因應研磨定位環於研磨加工過程中，會與晶圓及加工機件之間產生持續性劇烈之摩擦作用，其所產生之反向應力， 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，且先前技術之該基部其採由不銹鋼或是金屬合金所製成，其材質購買及製造成本較高，且重量較重並易銹蝕，且金屬材料與塑膠材料的結合在使用上容易造成剝離以致造成晶圓刮傷，導致晶圓研磨後之良率降低，而大幅增加加工成本，且加工工序複雜，又金屬材料與塑膠材料結合的結合強度較弱，其韌性與應變性亦相對低，容易造成剝離之現象，亦即等同該研磨定位環報廢。從而材料之損耗較為嚴重而成本增加，且較難提升加工品質。
雖然，亦有業者採用塑膠(例如PPS)為一基部與一研磨部為一體成型，雖可以不使用金屬而降低生產成本，但由於是一體，因此當研磨部被磨損而消耗時，該基部縱使沒有磨損消耗，但也必須隨同該研磨部一體更換，但由於該塑膠(PPS)費用不貲，亦屬浪費與不經濟。
有鑑於先前技術之問題，本發明者認為應有一種改善之構造產生，為此設計一種用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環，包括一鎖附面與一研磨面，兩者依序疊合並為結合，二者兼具之複合層效果。
本發明係採取該鎖附面選自於比重0.9-1.8g/cm3間之聚對苯二甲酸乙二酯與高密度聚乙烯(High-density polyethylene，HDPE)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)、聚丁烯對苯二甲酸酯(polybutylene terephthalate，PBT)、碳充聚醚醚酮(carbin-filled PEEK)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚苯並咪唑(polybenzimidazole，PBI)、聚胺-醯亞胺(polyamide-imide，PAI)、聚乙烯對酞酸脂(PETP)、聚氯乙烯 (PVC)、尼龍(NYLON)、聚縮醛(POM)、ABS、鐵弗龍(PTFE)、聚氟化亞乙烯PVDF之一或二種以上複合。或任何塑膠添加物二種以上複合。惟，並不限前揭所述塑膠添加物，凡與本發明前揭所述具等效功效之塑膠材料皆屬包含。
本發明在該鎖附面採用前述之塑膠材質，使該鎖附面因材料選用不同，使得整個研磨定位環有重量減輕、強度佳、成本降低、減少工序、降低生鏽等進步特點。
且本發明分為一鎖附面與一研磨面，因此當該研磨面被磨損而消耗時，該鎖附面無須隨同該研磨面一體更換，因此可以節省消耗而達到降低成本效果。
(1)‧‧‧用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環
(11)‧‧‧鎖附面
(110)‧‧‧結合穿孔
(12)‧‧‧研磨面
(120)‧‧‧結合槽
(120A)‧‧‧條狀槽部
(120B)‧‧‧寬部
(14)‧‧‧結合件
(141)‧‧‧本體部
(142)‧‧‧帽端
(1A)‧‧‧有設置溝槽之用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環
第一圖係本發明第一實施例之立體組合圖
第二圖係本發明鎖附面表現材質之局部示意圖
第三-A圖係本發明第一角度分解狀態圖
第三-B圖係本發明第二角度分解狀態圖
第四-A圖係本發明結合狀態局部剖視一圖
第四-B圖係本發明結合狀態局部剖視二圖
第五-A圖係本發明結合件掣轉示意一圖
第五-B圖係本發明結合狀掣轉示意二圖
第六圖係本發明第二實施例之立體圖
以下藉由圖式之配合，說明本發明之構造、特點以及實施 例，俾使 貴審查委員對本發明有更進一步之理解。
請參閱第一圖，本發明係關於一種用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環(1)，請參閱第三-A與三-B圖所示，包括一鎖附面(11)與一研磨面(12)，兩者依序疊合並為結合。
請配合第二圖所示，本發明特別是在該鎖附面(11)選自於比重0.9-1.8g/cm3間之聚對苯二甲酸乙二酯與高密度聚乙烯(High-density polyethylene，HDPE)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)、聚丁烯對苯二甲酸酯(polybutylene terephthalate，PBT)、碳充聚醚醚酮(carbin-filled PEEK)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚苯並咪唑(polybenzimidazole，PBI)、聚胺-醯亞胺(polyamide-imide，PAI)、聚乙烯對酞酸脂(PETP)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(NYLON)、聚縮醛(POM)、ABS、鐵弗龍(PTFE)、聚氟化亞乙烯PVDF之一或二種以上複合。或任何塑膠添加物二種以上複合。惟，並不限前揭所述塑膠添加物，凡與本發明前揭所述具等效功效之塑膠材料皆屬包含。
本發明可以該研磨面(12)亦以塑膠材質所製，由於本發明在該鎖附面(11)採用前述之塑膠材質，使該鎖附面因材料選用不同，使得整個研磨定位環有重量減輕、強度佳、成本降低、減少工序、降低生鏽等進步特點，且因為塑膠之材質較金屬有韌度上之優勢。
配合第三-A圖與三-B圖所示，本發明之結合構造，係該鎖附面(11)之環體設有複數結合穿孔(110)，而該研磨面(12)設有複數分別對應該結合穿孔(110)之結合槽(120)，該結合槽(120)包括一條狀槽部(120A)，該條狀槽部(120A)再延伸一寬部(120B)，再設複數結合件(14)，該結合件(14) 包括一本體部(141)，該本體部(141)後端設有一外徑較大之帽端(142)，該寬部(120B)之寬度大於該帽端(142)之外徑而容許該帽端(142)納入，該條狀槽部(120A)之寬度小於該帽端(142)之外徑，配合第四-A與第四-B圖以及第五-A圖與五-B圖所示，藉由滑移迫使掣轉而令該帽端(142)位於該條狀槽部(120A)下方而上方受到止擋。且該結合件(14)之該本體部(141)與該結合穿孔(110)可以為一種螺合方式結合，以形成簡易結合而不干擾該研磨面(12)。
第六圖為有設置溝槽之用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環(1A)之第二實施例立體圖，為本發明之較佳實施例。
綜上所述，本發明確實符合產業利用性，且未於申請前見於刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易知性，符合可專利之要件，爰依法提出專利申請。惟上述所陳，為本發明產業上一較佳實施例，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化，皆屬本案訴求標的之範疇。
(1)‧‧‧用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環
(11)‧‧‧鎖附面
(110)‧‧‧結合穿孔
(12)‧‧‧研磨面
(120)‧‧‧結合槽
(120A)‧‧‧條狀槽部
(120B)‧‧‧寬部
(14)‧‧‧結合件
(141)‧‧‧本體部
(142)‧‧‧帽端

Claims (3)

  1. 一種用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環，包括一鎖附面與一研磨面，兩者依序疊合並為結合，其中該鎖附面選自於比重0.9-1.8g/cm3間之聚對苯二甲酸乙二酯與高密度聚乙烯(High-density polyethylene，HDPE)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)、聚丁烯對苯二甲酸酯(polybutylene terephthalate，PBT)、碳充聚醚醚酮(carbin-filled PEEK)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)、聚醚醚酮(polyether ether ketone，PEEK)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚苯並咪唑(polybenzimidazole，PBI)、聚胺-醯亞胺(polyamide-imide，PAI)、聚乙烯對酞酸脂(PETP)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(NYLON)、聚縮醛(POM)、ABS、鐵弗龍(PTFE)、聚氟化亞乙烯PVDF之一或二種以上複合，或任何塑膠添加物二種以上複合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環，其中該結合，係該鎖附面之環體設有複數結合穿孔，該研磨面設有複數分別對應該結合穿孔之結合槽，該結合槽包括一條狀槽部，該條狀槽部再延伸一寬部，再設複數結合件，該結合件包括一本體部，該本體部後端設有一外徑較大之帽端，該寬部之寬度大於該帽端之外徑而容許該帽端納入，該條狀槽部之寬度小於該帽端之外徑，該藉由滑移而令該帽端位於該條狀槽部下方而受到止擋。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之用於半導體晶圓化學機械研磨製程之研磨定位環，其中該本體部與該結合穿孔為相互螺合。
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