JP2017126730A - 半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環を提供する。【解決手段】本発明の半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環は、ロック面と研磨面を含み、両者が順に重なり合って結合してなり、そのうち、該ロック面は、プラスチック材質を有する材料であり、それは、比重が０．９〜１．８g/cm3の間のプラスチック材質であり、該ロック面の構造を、材料の選択の相違により、研磨位置決め環全体に重量を軽減させ、強度を良好にさせ、コストを低減させ、工程を減少させ、錆の発生を抑制させる等の利点を持たせる。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、半導体ウエハ化学機械研磨に用いる位置決め環に関し、特に、ウエハ位置決め研磨プロセス作業に用いる研磨位置決め環に関する。

一般のウエハ研磨プロセス作業で使用する研磨位置決め環の構造は、以前は一体に成形した材質で形成され、後に基部環体と研磨環体のそれぞれが有する機能を考慮し、異質（異なる材質）を複合層とした構造に発展し、例えば、台湾実用新案第Ｍ３４７９７８号『研磨位置決め環の改良構造』が呈する構造は、基部がステンレス又は金属合金を採用して形成され、環形態を呈し、該基部の第１側面は、ロック面であり、ロック面上に位置決め孔を設置する。基部の第２側面は、結合面であり、結合面上に接合孔を設置し、該接合孔は、接合部材を接合ロックすることに用いられる。研磨部は、高分子可塑性材料を採用して形成され、環形態を呈し、該研磨部の第１側面は、結合面であり、結合面上に導入孔を設置する。研磨部の第２側面は、研磨面である。

金属の基部環体と高分子材質の研磨環体は相互に結合して構成され、それぞれ異なる効果を呈する。しかしながら、該先行技術が呈する「異質」は、基材を通常硬度が比較的高いステンレス又は金属合金としているが、研磨部は、相対的に硬度が低い高分子可塑性材料を採用している。

該案の要点は、研磨位置決め環に応じ、研磨加工過程において、ウエハと加工機器との間に持続的且つ強烈な摩擦作用が発生し、それによって発生する逆方向の応力が、研磨位置決め環の基部環体と研磨環体の結合構造に対して破壊作用を発生させ、且つ従来技術の該基部は、ステンレス又は金属合金を採用して形成され、その材質の購入及び製造コストが比較的高く、且つ重量が比較的重く、錆易く、且つ金属材料とプラスチック材料の結合は、使用上剥離し易く、ウエハのスクラッチを招き、ウエハ研磨後の歩留まりを低下させ、加工コストが大幅に増加し、且つ加工工程が複雑であり、金属材料とプラスチック材料の結合の結合強度が比較的弱く、その靭性及び柔軟性が相対的に低く、剥離する現象を招き易く、これにより、該研磨位置決め環がスクラップになる。従って、材料の損耗は、深刻であり、コストを増加させ、且つ加工品質を向上させることが比較的困難である。

しかしながら、プラスチック（例えば、ＰＰＳ）を基部と研磨部に採用して一体に成型し、金属を使用せずにコストを低減させることはできるが、一体であるので、研磨部が摩損して消耗するとき、該基部は、摩損して消耗しなくても該研磨部と共に一体で交換する必要があり、該プラスチック（ＰＰＳ）の費用が安価ではなく、浪費されて不経済である。

従来技術の問題に鑑み、本発明は、改善された構造を生み出す必要があると認識し、ロック面と研磨面を含み、両者が順に重なり合って結合し、二者が複合層の効果を兼ね備える半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環を設計している。

本発明は、ロック面及び研磨面を含み、両者は、順に重なり合って結合してなり、該ロック面は、比重が０．９〜１．８g/cm³の間のポリエチレンテレフタレート及び高密度ポリエチレン(High-density polyethylene，HDPE)、ポリエチレン(Polyethylene，PE)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide，PPS)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate，PBT)、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（carbin-filled PEEK）、ポリエーテルイミド(polyetherimide，PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(polyether ether ketone，PEEK)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate，PET)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene，PTFE)、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole，PBI)、ポリアミドイミド(polyamide-imide，PAI)、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PETP）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ナイロン（NYLON）、ポリアセタール（POM）、ABS、テフロン（登録商標）（PTFE）、ポリビニリデンフルオライドPVDFの一種又は二種以上の複合を採用している。しかしながら、前記プラスチック添加物に制限するものではなく、本発明は、前記と等価効果を備えるプラスチック材料は、何れも含むものである。

本発明は、該ロック面に前記材質を採用し、該ロック面を材料の選択の違いに応じ、研磨位置決め環全体の重量を軽減させ、強度を良好にさせ、コストを低減させ、工程を減少させ、錆の発生を抑制する等の更なる利点を持たせる。

且つ本発明は、ロック面と研磨面があるので、該研磨面が摩損して消耗するとき、該ロック面は、該研磨面と一体に交換する必要がなく、従って、消耗を節減してコストを低減する効果を達成することができる。

本発明の第１実施例の立体組み合わせ図である。 本発明のロック面のパフォーマンス材質の部分説明図である。 本発明の第１角度における分解状態図である。 本発明の第２角度における分解状態図である。 本発明の結合状態における部分断面図１である。 本発明の結合状態における部分断面図２である。 本発明の結合部材の嵌合回転の説明図１である。 本発明の結合部材の嵌合回転の説明図２である。 本発明の第２実施例の説明図である。

以下に図面を合わせ、本発明の構造、特長及び実施例を説明し、本発明を更に理解させる。

図１に示すように、本発明は、半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環１に関するものであり、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ロック面１１と研磨面１２を含み、両者は、順に重なり合って結合してなる。

図２に示すように、本発明は、特に、該ロック面１１は、比重が０．９〜１．８g/cm³の間のポリエチレンテレフタレート及び高密度ポリエチレン(High-density polyethylene，HDPE)、ポリエチレン(Polyethylene，PE)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide，PPS)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate，PBT)、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（carbin-filled PEEK）、ポリエーテルイミド(polyetherimide，PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(polyether ether ketone，PEEK)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate，PET)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene，PTFE)、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole，PBI)、ポリアミドイミド(polyamide-imide，PAI)、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PETP）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ナイロン（NYLON）、ポリアセタール（POM）、ABS、テフロン（登録商標）（PTFE）、ポリビニリデンフルオライドPVDFの一種又は二種以上の複合を採用している。しかしながら、前記プラスチック添加物に制限するものではなく、本発明は、前記プラスチック添加物と同様の効果を備えるプラスチック材料は、何れも含むものである。

本発明は、該研磨面１２がプラスチック材質で形成されることもでき、本発明の該ロック面１１は、前記プラスチック材質を採用し、該ロック面を材料の選択の相違に、研磨位置決め環全体の重量を軽減させ、強度を良好にさせ、コストを低減させ、工程を減少させ、錆の発生を抑制する等の更なる利点を持たせる。

図３Ａ、図３Ｂに示すように、本発明の結合構造では、該ロック面１１の環体は、複数の結合貫通孔１１０を設け、該研磨面１２は、それぞれ該結合貫通孔１１０に対応する複数の結合溝１２０を設け、該結合溝１２０は、ストリップ状溝部１２０Ａを含み、該ストリップ状溝部１２０Ａは、更に、幅広部１２０Ｂを延伸し、複数の結合部材１４を有し、該結合部材１４は、本体部１４１を含み、該本体部１４１後端に外径が比較的大きな頭部１４２を設け、該幅広部１２０Ｂの幅が該頭部１４２の外径より大きく、該頭部１４２を収容し、該ストリップ状溝部１２０Ａの幅は、該頭部１４２の外径より小さく、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、該結合部材１４は、該本体部１４１が、該結合貫通孔１１０に螺合方式で結合し、該頭部１４２を該幅広部１２０Ｂに嵌合させ、該ロック面１１を該研磨面１２に対して回転（嵌合回転）させることにより、該頭部１４２が滑動移動し、該ストリップ状溝部１２０Ａ下部に該頭部１４２が位置することによって係止され、該研磨面１２と干渉しないように、簡易結合を構成する。

図６は、溝を設置した半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環１Ａの第２実施例の立体図であり、本発明の好適実施例である。

上記のように、本発明は、確かに産業利用性に適合し、且つ出願前に刊行物に見られず、公開使用されておらず、公衆に周知ではなく、且つ新規性を有し、特許要件に適合する。なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１ 半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環
１１ ロック面
１１０ 結合貫通孔
１２ 研磨面
１２０ 結合溝
１２０Ａ ストリップ状溝部
１２０Ｂ 幅広部
１４ 結合部材
１４１ 本体部
１４２ 頭部
１Ａ 溝に設置した半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環

Claims (3)

1. ロック面及び研磨面を含み、両者は、順に重なり合って結合してなり、該ロック面は、比重が０．９〜１．８g/cm³の間のポリエチレンテレフタレート及び高密度ポリエチレン(High-density polyethylene，HDPE)、ポリエチレン(Polyethylene，PE)、ポリフェニレンサルファイド(polyphenylene sulfide，PPS)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate，PBT)、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（carbin-filled PEEK）、ポリエーテルイミド(polyetherimide，PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(polyether ether ketone，PEEK)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate，PET)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene，PTFE)、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole，PBI)、ポリアミドイミド(polyamide-imide，PAI)、ポリエチレンテレフタレート樹脂（PETP）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ナイロン（NYLON）、ポリアセタール（POM）、ABS、テフロン（登録商標）（PTFE）、ポリビニリデンフルオライドPVDFの一種又は二種以上の複合から選択される、半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環。
2. 該ロック面の環体は、複数の結合貫通孔を設け、
   該研磨面は、それぞれ該結合貫通孔に対応する複数の結合溝を設け、
   該結合溝は、ストリップ状溝部を含み、
   該ストリップ状溝部は、更に、幅広部を延伸し、
   複数の結合部材を有し、
   該結合部材は、本体部を含み、該本体部後端に外径が比較的大きな頭部を設け、
   該幅広部の幅は、該頭部の外径より大きく、該頭部を収容し、
   該ストリップ状溝部の幅は、該頭部の外径より小さく、
   該結合部材は、滑動移動によって該頭部が該ストリップ状溝部下部に位置して係止される請求項１に記載の半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環。
3. 前記本体部及び該結合貫通孔は、相互に螺合する請求項２に記載の半導体ウエハ化学機械研磨プロセスに用いる研磨位置決め環。

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