CN1476056A - 晶圆研磨环及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种晶圆研磨环及其制造方法，先在研磨环本体的上表面环设沟槽及下表面形成倾斜结构，并在一强化环上设有多数个穿孔，且于一接合盖上设有多数个与穿孔对应的贯穿孔；利用一UV胶将强化环粘接容置于沟槽中，且于贯穿孔与穿孔对齐下，利用UV胶使接合盖粘接覆盖于强化环上；再利用紫外线照射该UV胶，使其凝固。具有提高晶圆研磨的稳定性及均匀度，且制程快速与产量高的优点。
Description
技术领域
本发明是有关一种化学机械研磨头的晶圆研磨环，特别是关于一种可增加研磨稳定性，且生产效能高及成本低的晶圆研磨环及其制造方法。
背景技术
在积体电路的制程中，化学研磨已成为积体电路制程平坦化的主要关键，而其中化学机械研磨(Chemical mechanical polishing，CMP)技术在近几年来已成为一可使晶圆达全面平坦化的新兴技术，其主要是在一研磨平台(Polishing Table)上锈设一相当平坦的研磨垫，使晶圆待研磨面与研磨盘接触，且搭配研磨液(Slurry)的使用，而利用研磨头(Polish Head)的机械动作，使晶圆于研磨垫上进行相对运动，且产生摩擦，进而将晶圆磨至所需的厚度，或将不平处磨平。其中研磨头的动作对于CMP制程扮演关键性的角色，因此研磨头中的晶圆研磨环的设计与制作在CMP制程上将具备重要的一环。
如图1-图2所示，一般的晶圆研磨环10是由一研磨环本体12及一不锈钢环14粘接在一起所形成，研磨环本体12的材质为聚硫化二甲苯(PPS)，二者粘接的方法是于研磨环本体12及不锈钢环14的粘接面涂抹环氧树脂，使二者粘接在一起。其主要缺陷在于：
由于PPS材料取得不易，且成本较高，环氧树脂不耐酸硷，使得晶圆研磨环10在酸性或硷性环境下运作时，研磨环本体12及不锈钢环14易脱落分离，而造成研磨机台的污染，且不锈钢环14亦因直接暴露于外，而容易于研磨的过程中，产生不锈钢屑，而污染了整个CMP制程；另一方面，在传统的研磨环本体12的结构中，其与晶圆的接触面是一完全平坦的表面，此将造成研磨液不易渗入，使得晶圆的研磨稳定度及均匀度降低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种晶圆研磨环，其是通过研磨环本体的晶圆接触面设计成一斜面结构，以增加研磨液的传输效率，且降低研磨液的损失，达到提高晶圆研磨的稳定性与对晶圆的压力均匀度的目的。
本发明的第二目的是提供一种晶图研磨环的制造方法，其是通过以UV胶粘接及紫外线照射凝固的方法，加速晶圆研磨环的研磨环本体、强化环与接合盖的粘接，达到制程快速及产量高的目的。
本发明的第三目的是提供一种晶圆研磨环的制造方法，通过使晶圆研磨环不易脱落分离，达到增加晶圆研磨环的使用寿命的目的。
本发明的第四目的是提供一种具有接合盖的晶圆研磨环，以覆盖强化环，达到不易造成研磨机台污染的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种晶圆研磨环，其特征是：它包括在研磨环本体的上表面环设有沟槽，该研磨环本体的下表面形成往内缘倾斜的斜面结构；强化环是容置固定于该沟槽中，该强化环上环设有多数个穿孔；接合盖是对应该沟槽且覆盖于该强化环上，该接合盖上并设置有多数个与该穿孔对应的贯穿孔。
该研磨环本体及该接合盖是选自高分子碳化物或聚氯乙烯的其中之一材质。该强化环为不锈钢材质。该研磨环本体、该强化环及该接合盖之间是利用UV胶粘接方式固定。该斜面结构的倾斜角度是介于3-8度之间。该贯穿孔是沉头孔结构。
本发明还提供一种晶圆研磨环的制造方法，其特征是：它包括下列步骤：
(1)提供一研磨环本体、一强化环及一接合盖，该研磨环本体的上表面环设有沟槽，且下表面形成一往该研磨环本体的内缘倾斜的斜面结构，该强化环上形成有多数个穿孔，该接合盖上形成有多数个与该穿孔对应的贯穿孔；
(2)利用UV胶将该强化环粘接容置于该沟槽中；
(3)利用该UV胶将该接合盖粘接覆盖于该强化环上；
(4)对该UV胶进行紫外线的照射，使该UV胶凝固。
该研磨环本体及该接合盖是选自高分子碳化物或聚氯乙烯的其中之一材质。该强化环为不锈钢材质。该斜面结构的倾斜角度是介于3-8度之间。该贯穿孔为沉头孔结构。该步骤(4)是采用UV灯对该UV胶进行紫外线的照射。
下面结合较佳实施例配合附图进一步说明。
附图说明
图1为传统晶图研磨环的结构示意图。
图2为传统晶圆研磨环的分解示意图。
图3为本发明完成后的晶圆研磨环示意图。
图4为本发明的晶圆研磨环分解示意图。
图5为本发明的晶圆研磨环剖视示意图。
具体实施方式
参阅图3-图5所示，本发明的晶圆研磨环20是由一研磨环本体22、一强化环24及一接合盖26三者粘接在一起所形成。该晶圆研磨环20的构造及制造方法如下所述：
首先，在一研磨环本体22的上表面环设有一沟槽28，且于研磨环本体22的下表面设有一往内缘倾斜的斜面结构30，使研磨环本体22的内侧厚度大于外侧厚度，并在强化环24上形成有多数个穿孔32，且该强化环24的内外径是与沟槽28对应，又在一形状与强化环24对应的接合盖26上设有多数个与该穿孔32对应的贯穿孔34；
接着，在强化环24与研磨环本体24的沟槽28的欲粘接面利用一UV胶相互粘接，再同时于贯穿孔34及穿孔32相互对应下，利用UV胶将接合盖26粘接覆盖于强化环24表面；
最后经由一UV灯所产生的紫外线对该UV胶进行照射，以便使UV胶凝固，而将强化环24及接合盖26粘接固定于沟槽28内，且接合盖26将弥平整个沟槽28，进而完成本发明的晶圆研磨环20。
其中，上述的研磨环本体22及接合盖26的材质是选自高分子碳化物(Polycabonate，PC)或聚氯乙烯(PVC)其中之一材质，此种材质取得容易，且成本较低，而强化环24则是采用不锈钢材质，该研磨环本体22的斜面结构30的倾斜角度是介于3-8度之间，而该接合盖26上的贯穿孔34并为一沉头孔结构，以便经由穿孔32及贯穿孔34的相互贯通，使晶圆研磨环20可通过螺丝(图中未示)穿设贯穿孔34及穿孔32而锁固于一研磨头(图中未示)上，且通过呈沉头孔设计的贯穿孔34提供螺丝的螺丝头的容置空间。
在本发明中，由于研磨环本体22、强化环24及接合盖26之间是通过UV胶粘接，且紫外线照射凝固的方式粘接在一起，相较于传统以环氧树脂的粘接而言，具有制程速度快，且成本低的功效，进而可提高晶圆研磨环20的生产能力；
更由于UV胶具有抗酸硷的特性，使得研磨环本体22、强化环24及接合盖26将不易脱落分离，而具有使用寿命长的优点。
另一方面，在研磨环本体22的下表面形成一斜面结构30的设计，更使得研磨液在晶圆研磨环20与晶圆之间具有较佳的研磨液传输效率，除了可降低研磨液的耗损浪费之外，并可增加晶圆研磨环20对晶圆的压力均匀度，而兼具有提高研磨的均匀度与稳定性的功效；
另外本发明中接合盖26的设计更可进一步的避免不锈钢制的强化环24因暴露在外而造成研磨过程中不锈钢屑污染研磨机台的情况发生。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围，凡依本发明所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种晶圆研磨环，其特征是：它包括在研磨环本体的上表面环设有沟槽，该研磨环本体的下表面形成往内缘倾斜的斜面结构；强化环是容置固定于该沟槽中，该强化环上环设有多数个穿孔；接合盖是对应该沟槽且覆盖于该强化环上，该接合盖上并设置有多数个与该穿孔对应的贯穿孔。
2、根据权利要求1所述的晶圆研磨环，其特征是：该研磨环本体及该接合盖是选自高分子碳化物或聚氯乙烯的其中之一材质。
3、根据权利要求1所述的晶圆研磨环，其特征是：该强化环为不锈钢材质。
4、根据权利要求1所述的晶圆研磨环，其特征是：该研磨环本体、该强化环及该接合盖之间是利用UV胶粘接方式固定。
5、根据权利要求1所述的晶圆研磨环，其特征是：该斜面结构的倾斜角度是介于3-8度之间。
6、根据权利要求1所述的晶圆研磨环，其特征是：该贯穿孔是沉头孔结构。
7、一种晶圆研磨环的制造方法，其特征是：它包括下列步骤：
(1)提供一研磨环本体、一强化环及一接合盖，该研磨环本体的上表面环设有沟槽，且下表面形成一往该研磨环本体的内缘倾斜的斜面结构，该强化环上形成有多数个穿孔，该接合盖上形成有多数个与该穿孔对应的贯穿孔；
(2)利用UV胶将该强化环粘接容置于该沟槽中；
(3)利用该UV胶将该接合盖粘接覆盖于该强化环上；
(4)对该UV胶进行紫外线的照射，使该UV胶凝固。
8、根据权利要求7所述的晶圆研磨环的制造方法，其特征是：该研磨环本体及该接合盖是选自高分子碳化物或聚氯乙烯的其中之一材质。
9、根据权利要求7所述的晶圆研磨环的制造方法，其特征是：该强化环为不锈钢材质。
10、根据权利要求7所述的晶圆研磨环的制造方法，其特征是：该斜面结构的倾斜角度是介于3-8度之间。
11、根据权利要求7所述的晶圆研磨环的制造方法，其特征是：该贯穿孔为沉头孔结构。
12、根据权利要求7所述的晶圆研磨环的制造方法，其特征是：该步骤(4)是采用UV灯对该UV胶进行紫外线的照射。
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