CN111571427B - 一种保持环 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；所述第一环和第二环的粘结部进行喷砂处理；喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为4‑8μm；喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为4‑8μm。本发明中，通过保持环中粘结部位的喷砂处理，对喷砂后的粘结部的粗糙度进行了严格限制，以解决使用时产生的掉粒和脱胶问题，同时显著的提高了保持环的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种保持环。
背景技术
目前，晶圆在抛光时容纳在抛光头上的保持环之中，保持环起着容纳和定位晶圆的作用。在抛光过程中，抛光液和去离子水不断的与保持环接触，因此保持环需要具有一定的耐腐蚀性。
如CN205734411U公开了一种CMP系统和一种用于抛光系统的保持环。在一个实施方式中，用于抛光系统的保持环包括环形主体，所述环形主体具有抛光内径。所述主体具有：底表面，所述底表面具有形成在其中的槽；外径壁；和内径壁，其中所述内径壁被抛光至小于30微英寸(μin)的平均粗糙度(Ra)。
CN101934495A公开了一种嵌入式化学机械抛光用的保持环，刚性环为轴向截面是矩形或正方形的圆环，弹性环上表面的环形凹槽与刚性环直径相同，轴向截面的形状和大小都相同，采用嵌入式粘接的方式将保持环的刚性环嵌入弹性环的环形凹槽内，并用粘接剂粘接。本发明的优点在于不仅增加了粘接面积，提高了粘接强度，而且由于粘接剂填埋在环形凹槽内，粘接缝不在保持环的侧面，使用时避免了与外界的去离子水、抛光液等化学物质直接接触，防止对粘接剂的腐蚀，延长了保持环的使用寿命。本发明安装在化学机械抛光设备的抛光头上，起着容纳和定位晶圆的作用，适用于化学机械抛光。
CN209425232U公开了一种新型保持环，包括一保持环，保持环的上表面设有至少三个呈倾斜设置的第一条状凹槽，保持环的下表面设有至少三个螺栓孔；保持环包括一不锈钢制成的环状体，环状体的外侧包裹有一塑料层。本实用新型通过此设计，提供了一种新型保持环，通过不锈钢制成的环状体外包裹塑料层，环状体的表面设有多个条状凹槽，在通过注塑机进行注塑后，塑料层与环状体之间的连接更稳定，加强了结构强度，提高了使用寿命，同时降低了生产成本。
然而现有技术中刚性环和弹性环之间因缝较大使用时产生掉粒和脱胶现象，严重影响保持环的使用寿命。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种保持环，解决了使用时产生的掉粒和脱胶问题，显著的提高了保持环的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环为粘结部经过喷砂处理的第一环；
所述第二环为粘结部经过喷砂处理的第二环；
所述第一环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
所述第二环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm。
本发明中，通过保持环中粘结部位的喷砂处理，对喷砂后的粘结部的粗糙度进行了严格限制，以解决使用时产生的掉粒和脱胶问题，同时显著的提高了保持环的使用寿命。
本发明中，喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为4-8μm，例如可以是4μm、5μm、6μm、7μm或8μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为4-8μm，例如可以是4μm、5μm、6μm、7μm或8μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶。
所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部。
优选地，所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.1-0.15mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm或0.15mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.5-4mm，例如可以是3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm或4mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一环的材质包括不锈钢。
作为本发明优选的技术方案，所述第二环的粘结部为环形凸台阶。
优选地，所述第二环的材质包括PPS塑料。
本发明中，通过对保持环中粘结部的合理设置强化了粘结强度，并提高了保持环的使用寿命。
作为本发明优选的技术方案，所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽。
优选地，所述燕尾槽等间距设置。
优选地，所述燕尾槽的最小间距为2-3mm，例如可以是2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述燕尾槽至少设置3个，例如可以是3个、4个或5个等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述燕尾槽的深度为0.3-0.5mm，例如可以是0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm或0.5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述燕尾槽的最大宽度为4-4.5mm，例如可以是4.1mm、4.3mm或4.5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述燕尾槽的最小宽度为3.6-3.8mm，例如可以是3.6mm、3.65mm、3.7mm、3.75mm或3.8mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和。
优选地，所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合。
优选地，所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为80-100mm，例如可以是80mm、85mm、90mm、95mm或100mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5-3.5kg，例如可以是2.5kg、3kg或3.5kg等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂处理中砂粒的为24#或46#砂粒。
作为本发明优选的技术方案，所述喷砂处理中的压力为0.35-0.4MPa，例如可以是0.35MPa、0.36MPa、0.37MPa、0.38MPa、0.39MPa或4MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环为粘结部经过喷砂处理的第一环；
所述第二环为粘结部经过喷砂处理的第二环；
所述第一环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
所述第二环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
其中，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.1-0.15mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.5-4mm；所述第一环的材质包括不锈钢；所述第二环的粘结部为环形凸台阶；所述第二环的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；所述燕尾槽等间距设置；所述燕尾槽的最小间距为2-3mm；所述燕尾槽至少设置3个；所述燕尾槽的深度为0.3-0.5mm；所述燕尾槽的最大宽度为4-4.5mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.6-3.8mm；所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和；所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合；所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为80-100mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5-3.5kg；所述喷砂处理中砂粒的为24#或46#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.35-0.4MPa。
与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对保持环中粘结部位的喷砂处理，对喷砂后的粘结部的粗糙度进行了严格限制，以解决使用时产生的掉粒和脱胶问题，同时显著的提高了保持环的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1中第一环的粘结部喷砂位置的示意图；
图2是本发明实施例1中第二环的粘结部喷砂位置的示意图；
图3是本发明实施例1中保持环的示意图。
图中：1-第一环形凹台阶，1.1-第一环形凹台阶的侧面，1.2-第一环形凹台阶的台阶面，2-第二环形凹台阶，2.1-第二环形凹台阶的侧面，2.2-第二环形凹台阶的台阶面，3-环形凸台阶，3.1-环形凸台阶的台阶面，3.2-环形凸台阶的侧面，4-燕尾槽，5-第一环，6-第二环。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种保持环，如图1、2及3所示，所述保持环包括第一环5和第二环6；
所述第一环5和第二环6的粘结部进行喷砂处理；
喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为5μm；
喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为6μm；
其中，所述第一环5包括依次设置的第一环形凹台阶1和第二环形凹台阶2；所述第一环形凹台阶1的台阶面1.2和侧面1.1以及第二环形凹台阶2的侧面2.1为第一环5的粘结部；所述第一环形凹台阶1的侧面深度为0.12mm；所述第二环形凹台阶2的侧面深度为3.7mm；所述第一环5的材质包括不锈钢；所述第二环6的粘结部为环形凸台阶3；所述第二环6的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶3的台阶面上设置有燕尾槽4；所述燕尾槽4等间距设置；所述燕尾槽4的最小间距为2mm；所述燕尾槽4设置3个；所述燕尾槽4的深度为0.4mm；所述燕尾槽4的最大宽度为4mm；所述燕尾槽4的最小宽度为3.7mm；所述环形凸台阶3的侧面高度为所述第一环形凹台阶1中侧面深度和所述第二环形凹台阶2中侧面深度的和；所述环形凸台阶3和所述第二环形凹台阶2相配合；所述第一环形凹台阶1中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶3中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为90mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5kg；所述喷砂处理中砂粒的为24#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.37MPa。
本实施例得到的保持环，使用时不掉粒和脱胶，使用寿命增加。
实施例2
本实施例提供一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环和第二环的粘结部进行喷砂处理；
喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为8μm；
喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为5μm；
其中，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.1mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.5mm；所述第一环的材质包括不锈钢；所述第二环的粘结部为环形凸台阶；所述第二环的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；所述燕尾槽等间距设置；所述燕尾槽的最小间距为3mm；所述燕尾槽设置5个；所述燕尾槽的深度为0.36mm；所述燕尾槽的最大宽度为4.5mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.8mm；所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和；所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合；所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为100mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5kg；所述喷砂处理中砂粒的为46#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.35MPa。
本实施例得到的保持环，使用时不掉粒和脱胶，使用寿命增加。
实施例3
本实施例提供一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环和第二环的粘结部进行喷砂处理；
喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为4μm；
喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为7μm；
其中，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.15mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为4mm；所述第一环的材质包括不锈钢；所述第二环的粘结部为环形凸台阶；所述第二环的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；所述燕尾槽等间距设置；所述燕尾槽的最小间距为2.5mm；所述燕尾槽设置4个；所述燕尾槽的深度为0.5mm；所述燕尾槽的最大宽度为4.2mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.6mm；所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和；所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合；所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为82mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为3.3kg；所述喷砂处理中砂粒的为24#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.38MPa。
本实施例得到的保持环，使用时不掉粒和脱胶，使用寿命增加。
实施例4
本实施例提供一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环和第二环的粘结部进行喷砂处理；
喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度Ra为4μm；
喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度Ra为7μm；
其中，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.11mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.7mm；所述第一环的材质包括不锈钢；所述第二环的粘结部为环形凸台阶；所述第二环的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；所述燕尾槽等间距设置；所述燕尾槽的最小间距为2.2mm；所述燕尾槽设置3个；所述燕尾槽的深度为0.32mm；所述燕尾槽的最大宽度为4.3mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.7mm；所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和；所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合；所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为87mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.7kg；所述喷砂处理中砂粒的为46#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.36MPa。
本实施例得到的保持环，使用时不掉粒和脱胶，使用寿命增加。
对比例1
与实施例1的区别仅在于所述第一粘结部不进行喷砂，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例2
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部不进行喷砂，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例3
与实施例1的区别仅在于所述第一粘结部中第一环形凹台阶的侧面深度为0(即不设置第一环形凹台阶)，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例4
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部的环形凸台阶中不设置燕尾槽，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例5
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部的环形凸台阶中燕尾槽的个数为1个，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例6
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部的环形凸台阶中燕尾槽替换为等量的平槽，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例7
与实施例1的区别仅在于所述第一粘结部的粗糙度为2μm，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例8
与实施例1的区别仅在于所述第一粘结部的粗糙度为12μm，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例9
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部的粗糙度为2μm，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
对比例10
与实施例1的区别仅在于所述第二粘结部的粗糙度为12μm，所得保持环，使用时掉粒和脱胶，使用寿命明显降低。
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明通过对保持环中粘结部位的喷砂处理，对喷砂后的粘结部的粗糙度进行了严格限制，以解决使用时产生的掉粒和脱胶问题，同时显著的提高了保持环的使用寿命。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (12)
1.一种保持环，其特征在于，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环为粘结部经过喷砂处理的第一环；所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.1-0.15mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.5-4mm；
所述第二环为粘结部经过喷砂处理的第二环；
所述第一环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
所述第二环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
所述第二环的粘结部为环形凸台阶；
所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；
所述燕尾槽等间距设置；
所述燕尾槽的最小间距为2-3mm；所述燕尾槽的深度为0.3-0.5mm；所述燕尾槽的最大宽度为4-4.5mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.6-3.8mm；
所述燕尾槽至少设置3个。
2.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述第一环的材质包括不锈钢。
3.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述第二环的材质包括PPS塑料。
4.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和。
5.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合。
6.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度。
7.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉。
8.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为80-100mm。
9.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5-3.5kg。
10.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述喷砂处理中砂粒为24#砂粒或46#砂粒。
11.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述喷砂处理中的压力为0.35-0.4MPa。
12.如权利要求1所述的保持环，其特征在于，所述保持环包括第一环和第二环；
所述第一环为粘结部经过喷砂处理的第一环；
所述第二环为粘结部经过喷砂处理的第二环；
所述第一环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
所述第二环经过喷砂处理的粘结部的粗糙度Ra为4-8μm；
其中，所述第一环包括依次设置的第一环形凹台阶和第二环形凹台阶；所述第一环形凹台阶的台阶面和侧面以及第二环形凹台阶的侧面为第一环的粘结部；所述第一环形凹台阶的侧面深度为0.1-0.15mm；所述第二环形凹台阶的侧面深度为3.5-4mm；所述第一环的材质包括不锈钢；所述第二环的粘结部为环形凸台阶；所述第二环的材质包括PPS塑料；所述环形凸台阶的台阶面上设置有燕尾槽；所述燕尾槽等间距设置；所述燕尾槽的最小间距为2-3mm；所述燕尾槽至少设置3个；所述燕尾槽的深度为0.3-0.5mm；所述燕尾槽的最大宽度为4-4.5mm；所述燕尾槽的最小宽度为3.6-3.8mm；所述环形凸台阶的侧面高度为所述第一环形凹台阶中侧面深度和所述第二环形凹台阶中侧面深度的和；所述环形凸台阶和所述第二环形凹台阶相配合；所述第一环形凹台阶中台阶面的宽度小于所述环形凸台阶中台阶面的宽度；所述喷砂处理中的砂粒为白刚玉；所述喷砂处理中喷枪和样品间的距离为80-100mm；所述喷砂处理开始时砂的加入量为2.5-3.5kg；所述喷砂处理中砂粒为24#砂粒或46#砂粒；所述喷砂处理中的压力为0.35-0.4MPa。
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