TW201831270A - 嵌入式陶瓷磨削裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種嵌入式陶瓷磨削裝置，其包含一旋轉運作的承載盤、一第一陶瓷研磨體以及一第二陶瓷研磨體。第一陶瓷研磨體設於承載盤上，且第一陶瓷研磨體具有一第一高度。至於第二陶瓷研磨體則設於承載盤上且環繞第一陶瓷研磨體之外側。第二陶瓷研磨體與第一陶瓷研磨體之材質相異且相隔一間隙。第二陶瓷研磨體具有一第二高度，第二高度小於第一高度。藉此，利用兩個不同厚度的陶瓷研磨體結合承載盤之結構來實現精密研磨與化學機械拋光，無須更換陶瓷研磨體或承載盤，可大幅地減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。

Description

嵌入式陶瓷磨削裝置及其製造方法

本發明是關於一種陶瓷磨削裝置及其製造方法，特別是關於一種可用一個結構執行兩個研磨製程的嵌入式陶瓷磨削裝置及其製造方法。

隨著產業的進步，平坦化製程經常被採用為生產各種元件的製程。在平坦化製程中，化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)與精密研磨(Lapping)製程經常為產業所使用。一般來說，化學機械拋光製程是將研磨體貼附於研磨承載台上，供應研磨液於研磨體上，同時對研磨工件(例如半導體晶圓)施加一壓力以將其壓置於研磨體上，且讓研磨工件及研磨體彼此進行相對運動。藉由相對運動所產生的機械摩擦及研磨液的交互作用下，移除部分研磨工件之表層，而使其表面逐漸平坦，來達成平坦化之效果。另外，精密研磨是使工件產生平滑鏡面的超精密研磨技術，其目的在於使表面粗糙度及平坦度到達一定的可容許範圍。

目前市面上有一種傳統的研磨裝置，其研磨體具有多個同心圓溝槽，其用來容納及傳輸研磨液。然而，由於各個同心圓溝槽之間並不相連，因此可能造成研磨表面不同區域的研磨液傳輸不佳，特別是對應於研磨工件的區域研磨液流場分布較差，進而容易造成研磨工件之研磨率不均勻的問題。此外，傳統研磨製程在進行化學機械拋光與精密研磨時，需要分別使用不同的研磨裝置，也就是說，需要更換研磨體或者更換整個研磨裝置才能實現兩個研磨製程，這樣不但耗費時間，而且會增加成本。

由此可知，目前市場上缺乏一種能減少加工工序、縮短加工時間以及降低加工成本的陶瓷磨削裝置及其製造方法，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本發明之目的在於提供一種嵌入式陶瓷磨削裝置及其製造方法，其藉由兩個不同厚度的陶瓷研磨體結合一承載盤之結構即能完成精密研磨(Lapping)與化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)，無須更換陶瓷研磨體或承載盤，能大幅地減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。此外，特殊形狀的陶瓷研磨體具有大接觸面積，能夠完整涵蓋一定大小的工件，可達成晶圓在研磨時降低內外圈移除率不均勻之目的。再者，由於內環的第一陶瓷研磨體高於外環的第二陶瓷研磨體，故內環的第一陶瓷研磨體於研磨時能夠避免被 外環第二陶瓷研磨體的精密研磨所產生之磨屑、副產物以及掉落之鑽石汙染。另外，儲存於溝槽的研磨液能夠針對工件再次進行研磨，可提升效率及增加表面粗糙度，而且可拆卸式的結構能夠提升研磨裝置的製作效率並增加拆換的便利性。

依據本發明一態樣之一實施方式提供一種嵌入式陶瓷磨削裝置，其包含一旋轉運作的承載盤、一第一陶瓷研磨體以及一第二陶瓷研磨體。第一陶瓷研磨體設於承載盤上，且第一陶瓷研磨體具有一第一高度。至於第二陶瓷研磨體則設於承載盤上且環繞第一陶瓷研磨體之外側。第二陶瓷研磨體與第一陶瓷研磨體之材質相異且相隔一間隙。第二陶瓷研磨體具有一第二高度，第二高度小於第一高度。

藉此，本發明之裝置結構透過高低差之雙研磨體在不更換陶瓷研磨體與承載盤的條件下完成精密研磨與化學機械拋光，不但可減少更換之加工工序，還可減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。

前述實施方式之其他實施例如下：前述第一陶瓷研磨體與承載盤可均呈圓形，第二陶瓷研磨體呈圓環形。第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體之間形成一環狀凹槽，環狀凹槽的寬度等於間隙。前述第一陶瓷研磨體可用於一化學機械拋光，第二陶瓷研磨體用於一精密研磨。此外，前述嵌入式陶瓷磨削裝置可包含一拆卸板與複數個固定件，其中拆卸板具有一第一連接面與一第二連接面，第 一連接面與第二連接面彼此朝向相反。第一連接面連接於第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體，第二連接面連接承載盤。而固定件可拆卸地連接承載盤與拆卸板，固定件貫穿承載盤並螺接拆卸板，藉以令承載盤與拆卸板緊密地連接。再者，前述第一陶瓷研磨體具有至少一第一環狀溝槽與複數條第一直線溝槽，且第一環狀溝槽與第一直線溝槽彼此相交。第二陶瓷研磨體具有至少一第二環狀溝槽與複數條第二直線溝槽，第二環狀溝槽與第二直線溝槽彼此相交，且第二直線溝槽分別對應銜接第一直線溝槽。

依據本發明另一態樣之一實施方式提供一種嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，其包含一研磨體成形步驟與一接合步驟，其中研磨體成形步驟包含混合步驟、第一加壓步驟以及一第一加溫步驟。混合步驟係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料。第一加壓步驟係施加一第一壓力於第一混合磨料與第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇。而第一加溫步驟則是施加一第一溫度於第一研磨碇與第二研磨碇以分別形成第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體。此外，接合步驟包含一塗佈步驟、一第二加壓步驟以及一第二加溫步驟。塗佈步驟係塗佈一黏著劑於承載盤上。第二加壓步驟係將第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體對應連接承載盤之黏著劑，並施加一第二壓力於第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體上，令第一陶瓷研磨體、第二陶瓷研磨體及承載盤相互緊密接合。至於第二加溫步驟則是施加一第 二溫度於第一陶瓷研磨體、第二陶瓷研磨體及承載盤，並靜置一加溫時間。

藉此，本發明之製造方法透過特定的參數步驟製造出高低不同之雙陶瓷研磨體連結承載盤，其製程簡易且製造成本低廉。

前述實施方式之其他實施例如下：前述黏著劑可為一環氧樹脂。前述第一陶瓷研磨體可用於一化學機械拋光，第二陶瓷研磨體用於一精密研磨。前述第二壓力可為10公斤，第二溫度可為80℃，且加溫時間可為10小時。

依據本發明又一態樣之一實施方式提供一種嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，其包含一研磨體成形步驟與一接合步驟。其中研磨體成形步驟包含一混合步驟、一第一加壓步驟以及一第一加溫步驟，混合步驟係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料。第一加壓步驟係施加一第一壓力於第一混合磨料與第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇。第一加溫步驟係施加一第一溫度於第一研磨碇與第二研磨碇以分別形成第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體。此外，接合步驟包含一塗佈步驟、一第二加壓步驟以及一第二加溫步驟，其中塗佈步驟係塗佈一黏著劑於拆卸板之第一連接面上。第二加壓步驟係將第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體對應連接拆卸板之黏著劑，並施加一第二壓力於第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體上，令第一陶瓷研磨體、第 二陶瓷研磨體及拆卸板相互緊密接合。至於第二加溫步驟係施加一第二溫度於第一陶瓷研磨體、第二陶瓷研磨體及拆卸板，並靜置一加溫時間。

藉此，本發明之製造方法透過特定的參數步驟可將陶瓷研磨體及拆卸板緊固黏結，並將拆卸板與承載盤螺鎖定位，所製造出來的雙陶瓷研磨體擁有不同的高低落差。再者，本發明之製造方法非常適合應用於雙陶瓷研磨體或多陶瓷研磨體之製作，而且具有製程簡易及低製造成本之效。

前述實施方式之其他實施例如下：前述接合步驟可包含一螺鎖步驟，此螺鎖步驟係螺鎖固定件於承載盤與拆卸板，藉以令承載盤與拆卸板緊密地連接。此外，前述第一陶瓷研磨體可用於一化學機械拋光，第二陶瓷研磨體用於一精密研磨。第二壓力為10公斤，第二溫度為80℃，且加溫時間為10小時。

100、100a、100b‧‧‧嵌入式陶瓷磨削裝置

110‧‧‧環狀凹槽

200、200a‧‧‧承載盤

210‧‧‧孔洞

300‧‧‧第一陶瓷研磨體

310‧‧‧第一環狀溝槽

320‧‧‧第一直線溝槽

400‧‧‧第二陶瓷研磨體

410‧‧‧第二環狀溝槽

420‧‧‧第二直線溝槽

500‧‧‧拆卸板

510‧‧‧第一連接面

520‧‧‧第二連接面

530‧‧‧螺孔

600‧‧‧固定件

700、700a‧‧‧嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法

S12、S22‧‧‧研磨體成形步驟

S122、S222‧‧‧混合步驟

S124、S224‧‧‧第一加壓步驟

S126、S226‧‧‧第一加溫步驟

S14、S24‧‧‧接合步驟

S142、S242‧‧‧塗佈步驟

S144、S244‧‧‧第二加壓步驟

S146、S246‧‧‧第二加溫步驟

S26‧‧‧螺鎖步驟

D1‧‧‧第一高度

D2‧‧‧第二高度

第1A圖係繪示本發明一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置的立體示意圖。

第1B圖係繪示第1A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置的分解圖。

第1C圖係繪示第1A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置的俯視圖。

第1D圖係繪示第1C圖之剖線1d-1d的剖視圖。

第2A圖係繪示本發明另一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置 的立體示意圖。

第2B圖係繪示第2A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置的分解圖。

第2C圖係繪示第2A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置的俯視圖。

第2D圖係繪示第2C圖之剖線2d-2d的剖視圖。

第3A圖係繪示本發明又一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置的立體示意圖。

第3B圖係繪示第3A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置的俯視圖。

第3C圖係繪示第3B圖之剖線3c-3c的剖視圖。

第4圖係繪示本發明一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法的流程示意圖。

第5圖係繪示本發明另一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法的流程示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1A~1D圖。第1A圖係繪示本發明一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置100的立體示意圖。第1B圖係繪示第1A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100的分 解圖。第1C圖係繪示第1A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100的俯視圖。第1D圖係繪示第1C圖之剖線1d-1d的剖視圖。如圖所示，嵌入式陶瓷磨削裝置100包含一旋轉運作的承載盤200、第一陶瓷研磨體300以及第二陶瓷研磨體400。

承載盤200呈圓形且受一轉動裝置(未示於圖中)控制旋轉，承載盤200由金屬製成，而本實施例為鋁合金。由於轉動裝置為習知技術，故不再贅述。此外，承載盤200具有一凹槽，此凹槽用以置放第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400。

第一陶瓷研磨體300亦呈圓形而設於承載盤200的中央，且第一陶瓷研磨體300具有第一高度D1、一第一環狀溝槽310及八條第一直線溝槽320。此第一陶瓷研磨體300用於化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)，且第一環狀溝槽310與第一直線溝槽320彼此垂直相交。

第二陶瓷研磨體400設於承載盤200上且呈圓環形，第二陶瓷研磨體400環繞第一陶瓷研磨體300之外側。第二陶瓷研磨體400與第一陶瓷研磨體300之材質相異且相隔一間隙，此間隙讓第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400之間形成一環狀凹槽110，環狀凹槽110的寬度等於間隙。另外，第二陶瓷研磨體400具有一第二高度D2、第二環狀溝槽410與八條第二直線溝槽420，其中第二高度D2小於第一高度D1。第二陶瓷研磨體400 用於精密研磨(Lapping)。而第二環狀溝槽410與第二直線溝槽420彼此垂直相交，且八條第二直線溝槽420分別對應銜接八條第一直線溝槽320而形成散射形狀。第一環狀溝槽310、第一直線溝槽320、第二環狀溝槽410以及第二直線溝槽420係用以儲存研磨液，儲存之研磨液能夠針對工件(例如晶圓)再次進行研磨，可提升效率及增加表面粗糙度。本實施例之研磨液使用純水，且研磨液流量為1000ml/hr。至於第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400與承載盤200之間的連接方式一般係透過黏著劑、焊接或嵌接之技術，由於這些技術為習知技術，故不再贅述。藉此，本發明利用高低差之雙陶瓷研磨體在不更換陶瓷研磨體與承載盤200的條件下完成精密研磨與化學機械拋光，不但可減少更換之加工工序，還可減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。此外，嵌入式陶瓷磨削裝置100中位於外環的第二陶瓷研磨體400是用來進行精密研磨，其是以高切線速度快速地研磨碳化矽(SiC)晶圓，搭配次微米級鑽石可使晶圓表面精度表現提升。而嵌入式陶瓷磨削裝置100中位於內環的第一陶瓷研磨體300是用來進行化學機械拋光，其有較高之台階，能夠不被精密研磨產生之磨屑、副產物以及掉落之鑽石汙染。再者，本發明的嵌入式陶瓷磨削裝置100含有大接觸面積，能夠完整涵蓋2英吋以上之碳化矽晶圓，達成晶圓在研磨時降低內外圈移除率不均勻之目的。另外，第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400使用自製鑽石磨料做混料，自 製鑽石因其特性能夠提升陶瓷研磨體之自銳性，可增加碳化矽材料的移除率。詳細地說，鑽石本身熔點在華氏6900度，而其燃點於純氧中為720℃~800℃，在大氣中燃點為850℃~1000℃，所以鑽石在熔化之前會先於大氣中燒掉。一般傳統的鑽石表面結構穩定、硬度極高且表面較無刃角，不容易對硬脆材料產生移除作用。而本發明則是在鑽石表面做改質，將單晶鑽石放入高溫爐中，加熱至750℃~900℃之間，持續2~5個小時，較佳的實施例係加熱至800℃~875℃之間，持續3個小時，利用鑽石在大氣中的燃點，使鑽石表面的碳原子逐漸剝離。此種剝離現象會使鑽石表面結構產生缺陷，進而造成多種刃角，可稱之為結構多孔型鑽石。由於結構多孔型鑽石之刃角增多，其可提升刺入材料表面的能力，並增加材料移除率，而且此種結構多孔型鑽石因高溫改質後結構較為脆弱，其與被研磨物(即工件，通常為硬脆材料)交互作用後，缺陷處受到應力作用而產生應力集中，會破碎成更小顆粒鑽石，而小粒徑鑽石會藉由研磨液作用存在於被研磨物與研磨盤之間，並同時進行滾動摩擦以及微量移除，故可提升被研磨物的表面平坦度與表面粗糙度。

請一併參閱第2A~2D圖。第2A圖係繪示本發明另一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置100a的立體示意圖。第2B圖係繪示第2A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100a的分解圖。第2C圖係繪示第2A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100a的俯視圖。第2D圖係繪示第2C圖之剖線2d-2d的 剖視圖。如圖所示，嵌入式陶瓷磨削裝置100a包含一承載盤200a、一第一陶瓷研磨體300、一第二陶瓷研磨體400、一拆卸板500以及多個固定件600。

配合參閱第1A圖，在第2A圖的嵌入式陶瓷磨削裝置100a中，第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400與第1A圖之第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400的結構相同，故均不再贅述。特別的是，嵌入式陶瓷磨削裝置100a更包含承載盤200a、拆卸板500以及固定件600，其中承載盤200a具有複數個孔洞210，各孔洞210上下貫穿承載盤200a之盤體。拆卸板500具有第一連接面510、第二連接面520以及複數個螺孔530，第一連接面510與第二連接面520彼此朝向相反，且螺孔530分別對應承載盤200a的孔洞210。第一連接面510連接於第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400，第二連接面520連接承載盤200a。本實施例之第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400與拆卸板500的第一連接面510之間的連接方式係透過黏著劑緊密黏著，其中黏著劑為環氧樹脂。此外，固定件600可拆卸地連接承載盤200a與拆卸板500，固定件600貫穿承載盤200a的孔洞210並螺接拆卸板500之螺孔530，藉以令承載盤200a與拆卸板500緊密地鎖接。由上述可知，本發明之嵌入式陶瓷磨削裝置100a利用兩個不同厚度的陶瓷研磨體結合一承載盤200之結構來完成精密研磨與化學機械拋光之兩種製程，因無須更換陶瓷研磨體或承載盤200，故能大幅 地減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。此外，拆卸板500之第一連接面510係使用環氧樹脂將扇形的陶瓷研磨體黏著於拆卸板500上，經加熱加壓後環氧樹脂固化而使拆卸板500緊密連接與抓持陶瓷研磨體。而且拆卸板500的第二連接面520為可拆卸式，其使用固定件600(例如螺絲)鎖固拆卸板500與鋁合金承載盤200而實現嵌入式鑽石陶瓷磨削裝置(可拆卸陶瓷研磨體)，這種結構能夠提升研磨裝置的製作效率並增加拆換的便利性。

請一併參閱第3A~3C圖。第3A圖係繪示本發明又一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置100b的立體示意圖。第3B圖係繪示第3A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100b的俯視圖。第3C圖係繪示第3B圖之剖線3c-3c的剖視圖。如圖所示，嵌入式陶瓷磨削裝置100b包含承載盤200、第一陶瓷研磨體300以及第二陶瓷研磨體400。此嵌入式陶瓷磨削裝置100b與第1A圖之嵌入式陶瓷磨削裝置100的差異在於嵌入式陶瓷磨削裝置100b之第一陶瓷研磨體300沒有第一環狀溝槽310與第二環狀溝槽410，且第一直線溝槽320與第二直線溝槽420的數量均為四條。當然，溝槽的位置、數量、形狀以及對應結構組合可依據不同的需求應用而製造。本實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置100b形式較為簡單，其製造成本可進一步降低。

請一併參閱第1A~1D圖、第3A~3C圖以及第4圖。第4圖係繪示本發明一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法700的流程示意圖。如圖所示，此嵌入式 陶瓷磨削裝置之製造方法700係用以製造第1A~1D圖的嵌入式陶瓷磨削裝置100以及第3A~3C圖的嵌入式陶瓷磨削裝置100b。嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法700包含研磨體成形步驟S12與接合步驟S14。

研磨體成形步驟S12用以製造出第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400，研磨體成形步驟S12包含混合步驟S122、第一加壓步驟S124以及第一加溫步驟S126。其中混合步驟S122係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料。詳細地說，砂輪磨料的含量稱作「集中度」，集中度係以每單位體積所含鑽石重量的值來進行計算。例如：當集中度為150時，代表每一立方公分體積含有6.6克拉之鑽石磨料，亦等於每一立方公分體積含有37.5%體積鑽石磨料；當集中度為100時，代表每一立方公分中含有4.4克拉的鑽石磨料，亦等於每一立方公分的體積含有25%體積的鑽石磨料；若集中度為50時，則代表鑽石磨料所佔的體積為集中度100的一半，即為每一立方公分的體積含有12.5%體積的鑽石磨料。本發明之第一混合磨料係用於化學機械拋光，其集中度的較佳範圍為50~100，而本實施例的集中度為75，集中度為75係代表每一立方公分體積之混合磨料含有3.3克拉之鑽石磨料，亦等於每一立方公分體積之混合磨料含有18.75%體積鑽石磨料，至於其他的體積(81.25%)則為陶瓷粉末。而第二混合磨料係用於精密研磨，其集中度的較佳範圍為100~150，而本實施例的集中 度為125，集中度為125係代表每一立方公分體積之混合磨料含有5.5克拉之鑽石磨料，亦等於每一立方公分體積之混合磨料含有31.25%體積鑽石磨料，至於其他的體積(68.75%)則為陶瓷粉末。另外，第一加壓步驟S124係施加一第一壓力於第一混合磨料與第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇，第一壓力介於1公噸至2公噸之間，較佳的第一壓力範圍介於1公噸至1.5公噸之間。而第一加溫步驟S126則是施加一第一溫度於第一研磨碇與第二研磨碇以分別形成第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400，第一溫度介於750℃至900℃之間，而較佳的第一溫度範圍則介於800℃至875℃之間。其中第一陶瓷研磨體300用以化學機械拋光，第二陶瓷研磨體400則用於精密研磨。藉此，透過上述步驟流程可以製造出所需之陶瓷研磨體。

接合步驟S14包含塗佈步驟S142、第二加壓步驟S144以及第二加溫步驟S146。其中塗佈步驟S142係塗佈一黏著劑於承載盤200上。第二加壓步驟S144係將第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400對應連接承載盤200之黏著劑，並施加一第二壓力於第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400上，令第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400及承載盤200相互緊密接合。本實施例之第二壓力為10公斤。此外，第二加溫步驟S146則是施加一第二溫度於第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400及承載盤200，並靜置一加溫時間。其中第二溫度為 80℃，而加溫時間為10小時。藉此，本發明的製造方法透過特定的參數步驟緊固黏結陶瓷研磨體及承載盤200，並製造出高低不同之雙陶瓷研磨體連結承載盤200，其製程簡易且製造成本低廉。

請一併參閱第2A~2D圖與第5圖。第5圖係繪示本發明另一實施例之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法700a的流程示意圖。如圖所示，此嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法700a係用以製造第2A~2D圖的嵌入式陶瓷磨削裝置100a。嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法700a包含研磨體成形步驟S22、接合步驟S24以及螺鎖步驟S26。

研磨體成形步驟S22包含混合步驟S222、第一加壓步驟S224以及第一加溫步驟S226，其中混合步驟S222係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料。第一加壓步驟S224係施加一第一壓力於第一混合磨料與第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇。第一加溫步驟S226係施加一第一溫度於第一研磨碇與第二研磨碇以分別形成第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400。再者，接合步驟S24包含塗佈步驟S242、第二加壓步驟S244以及第二加溫步驟S246，其中塗佈步驟S242係塗佈一黏著劑於拆卸板500之第一連接面510上。而第二加壓步驟S244係將第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400對應連接拆卸板500之黏著劑，並施加一第二壓力於第一陶瓷研磨體300與第二陶瓷研磨體400上，令第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷 研磨體400及拆卸板500相互緊密接合。第二壓力為10公斤。另外，第二加溫步驟S246係施加一第二溫度於第一陶瓷研磨體300、第二陶瓷研磨體400及拆卸板500，並靜置一加溫時間。其中第二溫度為80℃，且加溫時間為10小時。此外，螺鎖步驟S26係螺鎖固定件600於承載盤200與拆卸板500，藉以令承載盤200與拆卸板500之第二連接面520緊密地連接。藉此，本發明之製造方法透過特定的參數步驟可將陶瓷研磨體及拆卸板500緊固黏結，並將拆卸板500與承載盤200螺鎖定位，所製造出來的雙陶瓷研磨體擁有不同的高低落差。再者，本發明之製造方法非常適合應用於雙陶瓷研磨體或多陶瓷研磨體之製作，而且具有製程簡易及低製造成本之效。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，本發明的嵌入式陶瓷磨削裝置含有大接觸面積，能夠完整涵蓋2英吋以上之碳化矽晶圓，達成晶圓在研磨時降低內外圈移除率不均勻之目的。其二，透過外環的第二陶瓷研磨體進行精密研磨，不但可快速地研磨工件，還可提升晶圓表面精度。其三，利用內環的第一陶瓷研磨體進行化學機械拋光，其有較高之台階，能夠不被精密研磨產生之磨屑、副產物以及掉落之鑽石汙染。其四，第一陶瓷研磨體與第二陶瓷研磨體使用自製的鑽石磨料做混料，其特性能夠提升陶瓷研磨體之自銳性，並可增加碳化矽材料的移除率。其五，利用高低差之雙陶瓷研磨體在不更換陶瓷研磨體與承載盤的條件下完成精密研磨與化學機械拋 光，不但可減少更換之加工工序，還可減少加工時間、加工成本以及提升加工效率。其六，儲存於溝槽的研磨液能夠針對工件再次進行研磨，可提升效率及增加表面粗糙度。其七，可拆卸式的結構能夠提升研磨裝置的製作效率並增加拆換的便利性。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種嵌入式陶瓷磨削裝置，包含：一旋轉運作的承載盤；一第一陶瓷研磨體，設於該承載盤上，該第一陶瓷研磨體具有一第一高度；以及一第二陶瓷研磨體，設於該承載盤上且環繞該第一陶瓷研磨體之外側，該第二陶瓷研磨體與該第一陶瓷研磨體之材質相異且相隔一間隙，該第二陶瓷研磨體具有一第二高度，該第二高度小於該第一高度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置，其中該第一陶瓷研磨體與該承載盤均呈圓形，該第二陶瓷研磨體呈圓環形，該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體之間形成一環狀凹槽，該環狀凹槽的寬度等於該間隙。
3. 如申請專利範圍第1項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置，其中該第一陶瓷研磨體用於一化學機械拋光，該第二陶瓷研磨體用於一精密研磨。
4. 如申請專利範圍第1項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置，更包含：一拆卸板，具有一第一連接面與一第二連接面，該第一連接面與該第二連接面彼此朝向相反，該第一連接面連 接於該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體，該第二連接面連接該承載盤；及複數固定件，可拆卸地連接該承載盤與該拆卸板，該些固定件貫穿該承載盤並螺接該拆卸板，藉以令該承載盤與該拆卸板緊密地連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置，其中，該第一陶瓷研磨體具有至少一第一環狀溝槽與複數第一直線溝槽，且該第一環狀溝槽與該些第一直線溝槽彼此相交；及該第二陶瓷研磨體具有至少一第二環狀溝槽與複數第二直線溝槽，該第二環狀溝槽與該些第二直線溝槽彼此相交，且該些第二直線溝槽分別對應銜接該些第一直線溝槽。
6. 一種製作申請專利範圍第1項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，包含以下步驟：一研磨體成形步驟，包含：一混合步驟，係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料；一第一加壓步驟，係施加一第一壓力於該第一混合磨料與該第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇；及 一第一加溫步驟，係施加一第一溫度於該第一研磨碇與該第二研磨碇以分別形成該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體；以及一接合步驟，包含：一塗佈步驟，係塗佈一黏著劑於該承載盤上；一第二加壓步驟，係將該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體對應連接該承載盤之該黏著劑，並施加一第二壓力於該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體上，令該第一陶瓷研磨體、該第二陶瓷研磨體及該承載盤相互緊密接合；及一第二加溫步驟，係施加一第二溫度於該第一陶瓷研磨體、該第二陶瓷研磨體及該承載盤，並靜置一加溫時間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，其中該黏著劑為一環氧樹脂，該第一陶瓷研磨體用於一化學機械拋光，該第二陶瓷研磨體用於一精密研磨，該第二壓力為10公斤，該第二溫度為80℃，該加溫時間為10小時。
8. 一種製作申請專利範圍第4項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，包含以下步驟：一研磨體成形步驟，包含：一混合步驟，係混合一陶瓷粉末與一鑽石磨料而形成一第一混合磨料與一第二混合磨料； 一第一加壓步驟，係施加一第一壓力於該第一混合磨料與該第二混合磨料以分別形成一第一研磨碇與一第二研磨碇；及一第一加溫步驟，係施加一第一溫度於該第一研磨碇與該第二研磨碇以分別形成該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體；以及一接合步驟，包含：一塗佈步驟，係塗佈一黏著劑於該拆卸板之該第一連接面上；一第二加壓步驟，係將該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體對應連接該拆卸板之該黏著劑，並施加一第二壓力於該第一陶瓷研磨體與該第二陶瓷研磨體上，令該第一陶瓷研磨體、該第二陶瓷研磨體及該拆卸板相互緊密接合；及一第二加溫步驟，係施加一第二溫度於該第一陶瓷研磨體、該第二陶瓷研磨體及該拆卸板，並靜置一加溫時間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，其中該接合步驟更包含：一螺鎖步驟，係螺鎖該些固定件於該承載盤與該拆卸板，藉以令該承載盤與該拆卸板緊密地連接。
10. 如申請專利範圍第8項所述之嵌入式陶瓷磨削裝置之製造方法，其中該第一陶瓷研磨體用於一化 學機械拋光，該第二陶瓷研磨體用於一精密研磨，該第二壓力為10公斤，該第二溫度為80℃，該加溫時間為10小時。