TWM398464U - Diamond abrasive polishing wheel - Google Patents

Description

M398464 . » * 五、新型說明 〔新型所屬之技術領域〕 本創作係有關一種用於矽晶圓或晶棒之晶面研磨及 ， 拋光用途的鑽石研磨拋光輪，特別是指一種適合用於太陽 能晶片製程之研磨及拋光用途的饼石研磨抱光輪， ' [先前技術〕 ' 按在半導體製程中，必須先將矽晶圓或晶棒切割 鲁 後’再於切割後之矽晶片的晶面上進行後續的加工，但因 為切片之後的矽晶®或晶棒之晶面仍未具有合乎半導敢 製程要求的平坦度*必須先經過研磨及拋光才能進行後續 的金屬沈積、長晶、電路製作等製程，因此研磨及抛光， 是半導體製程中，相當關鍵的製程技術。 一般半導體製程中，對於晶片平面度與表面光度的 要求極高’必須經由拋光製程才能達到符合要求的水準， • 但由於抛光過程中的表面磨除量相當地少，對於晶片表面 的尺寸及平面度等誤差無法作大幅度的改善，因此必須先 以耝磨輪先對晶片表面研磨使得晶片材料表面達到尺寸 以及平面度的要求後，再進行拋光的製程*以獲得一表面 光度極佳的晶面，以符合半導體製程的需求》 以太陽能矽基板製程為例，通常是利用鑽石磨輪或 粗毛刷輪對晶圓或晶棒切割後的晶面進行初步的研磨加 工：然後再利用一個細磨輪或細毛别輪對研磨後的晶面進 行拋光。 3 M398464 然而習用的研磨及拋光製程中，粗磨輪與細拋光輪 的切削特性並不相同，粗磨輪的切削量大，能夠快速地移 除材料，使晶面達到平面度及傾斜度的要求，但是其研磨 過的表面光度無法達到要求；而細磨輪或細毛刷輪所能移 除的材料非常地少，對於晶面的協度與平面度的改善沒有 太大效益，但是其研磨過的表面可以達到較佳的表面光 度’因此在習用的製程技術中，都是將研磨及拋光製程分 開’先利用研磨輪對晶面研磨後，再以細磨輪或細毛刷輪 對晶面拋光，因此必須以二道不同的製程進行加工，如此 一來其產生主要缺點有下列幾項： 1 ·需要利用二道工序分別進行研磨及拋光，造成製程費時 費工的情形。 2. 用粗磨輪研磨再用細磨輪拋光，將會造成表面應力殘 留，造成破片。 3. 粗磨輪及細磨輪或細毛刷輪都是耗材，研磨與拋光都必 須分別準備不同的磨輪或毛刷輪，造成資材及庫存管理 作業的不便。 由於以上原因，使得習用的矽晶忖料研磨及拋光用 磨輪有進一步改良之需求，創作人有燔於此，乃苦思細 索，稍極研究，加以多年從事相關產品研究之經驗，並經 不斷試驗及改良，終於發展出本創作。 〔新型内容〕 本創作之目的*在提供一種使用於矽晶材料研磨及 M398464 抱光’而且可以於一道研磨工序中同時完成研磨及拋光作 業的鑽石研磨拋光輪。 本創作主要技術内容，係為該研磨輪，包括有一概 呈圓盤狀的研磨盤，在研磨盤的底面外圍設置一環狀的粗 磨盤’並且於粗磨盤的内側設置一個由多教拋光刷毛構成 的彳垃光盤。前述拋光盤的拋光刷毛係略微突出於粗磨盤之 底面’因此使得該研磨盤對矽晶圓或晶棒之晶面進行研磨 ' 時’可先行以粗磨盤對晶面進行研磨後，再後續以拋光盤 &對晶面進行抛光 本創作藉由外環的研磨輪及内圈的拋光盤相互組 合’係可將傳統晶片研磨用的粗磨盤與細毛刷輪結合為一 個裝置’且能夠於同一道工序中完成研磨及抱光的程序， 不需要分為二道工序加工，因此可大幅地節省研磨加工的 工時與加工成本，且簡化磨輪耗材庫存管理的負擔。而且 能夠在晶面研磨完成後立刻進行抛光，以避免晶面研磨 • 後’因為表面微小加工瑕疵，造成應力殘衍，導致晶面材 料破碎而使良率下降之問題產生。 本創作為達到上述及其他目的，其所採取之技術手 段、元件及其功效’茲採一較佳實施例配合圖示說明如下。 〔實施方式〕 如圓1所示，本創作之鑽石研磨拋光輪主要包括： 一研磨盤10係概呈圓盤狀，其頂面具有一主轴u係可安 裝於一研磨機台（圓中未示）之驅動軸上，使該研磨盤10 5 M398464 玎受該研磨機台驅動產生高速旋轉。 請同時參考圖2所示’研磨盤的底面之外圍設置 有一個環狀的粗磨盤20，該粗磨盤20係由鑽石研磨顆粒 2 1混合黏著劑後所組成的一個環狀體，當其受到該研磨盤 1 0帶動旋轉時，係可對矽晶圓或晶棒等材料進行研磨。該 粗磨盤20係具有較高的切削效率，因此研削量大，且進 給快速’因此能夠快速地修整矽晶圓或晶棒的晶面尺寸及 平面度。 本創作主要特徵，在於該研磨盤丨〇底面於該粗磨盤 20的内惻，設置有一個圓盤狀的拋光盤3〇，該拋光盤3〇 密植有多數之拋光刷毛31，且各該拋光刷毛31的底端係 略微凸出於該粗磨盤20的底面。 該若干拋光刷毛31本身係為非當細小的柔軟性高分 子纖維材料’且在該拋光刷毛3丨的織維中，内含有粒度 相當微小的鑽石研磨微粒，因此使得該拋光刷毛3丨在高 速旋轉時接觸到晶圓或晶棒的晶面時，可以將晶面研磨拋 光，而使得晶面成為光滑的鏡面狀態，並且具有極佳的平 坦度。 如圖3及圓4所示’係為該研磨盤i 〇對一晶棒4〇 的晶面41進行研磨的動作方式。該研磨盤1〇係安裝於一 研磨機台（圖中未示）係高速旋轉，並同時以平行於 晶面41的方向與該晶棒4〇相對位移地朝向晶棒4〇前進。 由於研磨盤10底面的外圍設置有前述的粗磨盤2〇，因此 在研磨過程中’粗磨盤2〇會先接觸到晶棒4〇的晶面4 1 M398464 ,· * (如圓3所示），並且對晶面41產生研磨的動作。 而當研磨盤10持續與晶棒40相對位移，拋光盤30 開始接觸到晶面41之後，由於拋光盤30的拋光刷毛31 ' 係略微凸出於粗磨盤20的底面，因此拋光刷毛31可接觸 到被粗磨盤20研磨過後的晶面4卜而開始對晶面41進行 抛光。 前述粗磨盤2 0係由鑽石研磨顆粒製成，因此具有較 ' 佳切削效率’可對矽晶圓或晶棒進行粗研磨，以修正碎晶 圓或晶棒之晶面的平面度及尺寸：而在研磨盤内圈的拋光 盤30，則可進一步對經由粗磨盤20研磨後的晶面41進行 拋光，而使得晶面41進一步達到符合半導體製程所需的 表面光度。 另外必須注意，為避免粗磨盤20在研磨過程中，重 複接觸到已經抛光過的晶面41，而破壞晶面41的表面光 度，該研磨盤10在安裝時，係可以選擇性地以略微向前 • 傾斜一角度的方式安裝於研磨機台上，使其底面的粗磨盤 2 0之前端先行接觸到晶面4 1的一側的高度邊略低於後側 部分的高度，以使得粗磨盤20在通過晶棒40的晶面 時’粗磨盤2 0的後端部分不會接觸到晶面41，以避免晶 面41的表面光度被破壞。唯上述研磨輪1〇的安裝傾斜角 度不需太大，以避免造成晶面41的表面產生迴刀痕或者 是過度凹陷的情形。 本創作之鏆石研磨拋光輪轺由上述裝置組合，可將 粗研磨用的粗磨盤20與拋光用的拋光盤30結合為一體， 7 M398464 因此可以在同一次研磨行程中完成研磨及拋光的程序，而 不需要分為二道工序加工，因此可大幅地節省研磨加工的 工時與加工成本。 而且本創作之研磨拋光輪，被粗磨盤20研磨過後的 表面隨即被拋光盤30拋光，因此粗磨盤20研磨過的晶面 4 1的微小加工瑕疵立刻被拋光盤30修除，因此可以避免 研磨過後的晶面應力集中，而容易產生碎屑的問題產生， 進而提高製程的良率。 此外’本創作之研磨拋光輪同時具有粗研磨及拋光 的功能，因此能夠將研磨及拋光的研磨盤整合為一體，而 使得生產者不需要同時準備二種耗材，因此達到了簡化磨 輪耗材庫存管理的負擔的目的。 由於以上特點，本創作與習用技術相較下，確實已 符合新型專利之新穎性及進步性要件，惟以上說明書所揭 示僅為針對本創作較佳之可行實施例說明而已，惟該實施 例並非用以限定本創作之申請專利範圍，亦即其它未脫離 本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化，均應包含 於本創作之申請專利範圍中》 〔圖式簡單說明〕 圖1係為本創作之研磨拋光輪之構造側面視圖。 圖2係為本創作之研磨拋光輪之立體搆造示意囵》 圖3係為本創作之研磨拋光輪對一晶棒進行粗研磨的動作 示意圖。 8 M398464 圖4係為本創作之研磨拋光輪對一晶棒進行拋光程序的動 作示意圓。 〔主要元件符號說明〕 10 研磨盤 11 主軸 20 粗磨盤 ' 21 鑽石研磨顆粒 參 30 拋光盤 31 抛光刷毛 40 晶棒 41 晶面

Claims (1)

1. M398464 六、申請專利範圍： 1. 一種鑽石研磨拋光輪，其中包括： 一研磨盤’係概呈圓盤狀，在其底部外圍設置有一 概呈環狀的粗磨盤，其特徵在於： 該研磨盤於該粗磨盤内側，設置有一拋光盤，該拋 光盤上密植有具有研磨顆粒之拋光刷毛，且該若干拋光 刷毛係略微凸出於該研磨盤之底面； 因此使得該研磨盤對晶圓或晶棒之晶面研磨時，該 若干拋光刷毛可對被前述粗磨盤研磨過後的晶面進行 拋光，而能夠將研磨及拋光之工序整合於同一工序中完 成。 2. 如申請專利範圍第1項所述之鑽石研磨拋光輪，其中該 粗磨盤係由鑽石研磨顆粒組成；且該若干拋光刷毛，係 為含有鑽石研磨微粒之纖維。