TWM452036U - 晶圓研磨液加速混攪結構 - Google Patents

Description

晶圓研磨液加速混攪結構

本創作此種晶圓研磨液加速混攪結構，係直接在研磨液混攪缸產生高速噴流導漩循環攪拌作用，改進習見動力攪拌機制，因泵葉攪拌流速無法擴及到混攪缸缸邊，避免缸邊低流漩積聚產生研磨反應液結晶卡積之新穎技術者。

晶片普遍使用在積體電路以及CPU中，係從晶圓切割再加工而來，但是晶圓本身的形狀及尺寸，也並非從原礦中一提煉出來，不須加工處理就能鑄聚成預定的形狀及大小，亦須對煉製成產能的每塊標準直徑晶圓，進行一塊塊切割研磨，才能形成個別積體電路以及CPU所需的晶片，而對晶圓的研磨也必須非常精細講究，否則粗糙的磨製也會浪費很多晶圓材料，使晶片成本大增，也因此晶圓的研磨皆仰賴專用的研磨機為之。

如第一圖為習見晶圓研磨液混合攪拌結構之示意圖所示，這些研磨機50的前生產階段，也都有其研磨反應液取用比例及混合攪拌的專用設備，將二種研磨反應液，一為水性研磨漿液(二氧化矽，業界英文通稱SLURRY)另一為純水，先由各自由對應的研磨反應液定量筒10額定取量，以最適當的比例，經注入管11,12再送往研磨液混攪缸20混攪拌勻，而兩種研磨反應液相拌混合完成之晶圓研磨液，在理想 控制狀況下，應在混合反應未結晶之固凝前時間內，將混好的晶圓研磨液，完全送往研磨機50研磨晶圓。

習見研磨液混攪缸20缸內底中央下凹空間內的動力攪拌機制，係以葉片泵21為之，由於葉片泵21泵葉全在缸底中央，雖能向上逐漸外旋攪拌，但攪拌流速仍然無法擴及到研磨液混攪缸20缸邊內壁，使缸邊內壁只受到低流漩攪，若攪拌是一般水混合粉末，則缸邊或許僅溶解度差慢些而已，但因該缸20內攪研磨反應液，是水性研磨漿液加純水的待拌勻晶圓研磨液，水性研磨漿液(二氧化矽，業界英文通稱SLURRY)與純水相溶反應一段時間後，就有結晶硬化的特性，必須及時送出供應研磨之用，同樣也必須在研磨液混攪缸20內，減少拌成晶圓研磨液當中，產生結晶的機會，然而習見葉片泵21泵旋到缸邊的漩速不足，會因攪拌不及或變慢而造成沿著缸內壁不當地慢慢結晶凝固，由而，習見由葉片泵21攪拌的研磨液混合攪拌結構並不理想，在研磨液混攪缸20容易產生積聚結晶顆粒，影響流往研磨機50的研磨料品質。

因而，本人乃積極研究改進之道，經過一番艱辛的苦思及試驗過程，終於有本創作產生。

本創作此種晶圓研磨液加速混攪結構，即旨在改進缸內邊易使攪拌晶圓研磨液結晶的問題，其係在研磨晶圓前階段 所設之研磨液混攪缸內，設有抽送泵及加速混攪分歧管，該研磨液混攪缸頂部蓋封，只留從研磨反應液定量筒注入研磨反應液之注入管，研磨液混攪缸底伸出通往研磨機之研磨液出料管，而抽送泵嵌入研磨液混攪缸內底中央下凹空間內埋平，並於抽送泵頂豎接加速混攪分歧管，此加速混攪分歧管由一豎直管臨近頂管口兩旁下斜伸出蓮蓬噴頭之中空管體，且豎直管底管口套圍抽送泵噴口，而蓮蓬噴頭之噴出正面以一定散射組合斜角均等佈設至少二只噴孔，並將注入管伸到豎直管頂管口，由此構成，直接在研磨液混攪缸內產生高速噴流導漩循環攪拌，提昇動力攪拌速度擴大攪拌範圍，減少缸邊低流漩積聚產生研磨反應液結晶卡積之缺失，此為本創作之主要目的。

習見晶圓研磨液混合攪拌結構之構成及缺失已如前述，此處不再贅述。

第二圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之整體構成剖示圖，由該圖所示可知，本創作此種晶圓研磨液加速混攪結構100係在研磨晶圓前階段所設之研磨液混攪缸110內，設有抽送泵120及加速混攪分歧管130，該研磨液混攪缸110頂伸入研磨反應液定量筒10注入研磨反應液之注入管111，且研磨液混攪缸110內底中央下凹空間113內嵌入抽送泵120，此抽送泵120設有流入口122(流入口122請參閱第六 圖)、抽送迴流出口管122A及最終泵出管112，將最終泵出管112接至後續晶圓研磨作業之研磨機50，並於抽送泵120頂豎接加速混攪分歧管130。

此加速混攪分歧管130如第三圖之加速混攪分歧管立體圖所示，由一豎直管131臨近頂管口132兩旁下斜伸出蓮蓬噴頭134,135之中空管體，且豎直管131底管口133套圍抽送泵120頂部中央開設之流入口122(流入口122圖中未示請參閱第六圖)，復於豎直管131臨近底管口133之管口緣壁，透設數迴流孔133A,133B，並將前述之抽送迴流出口管122A接至到豎直管131之頂管口132。

而蓮蓬噴頭134,135噴面的詳細構成，如第四圖之蓮蓬噴頭側面局部放大圖，及第五圖之蓮蓬噴頭噴面正視圖，在蓮蓬噴頭134,135之噴出正面以一定散射組合斜角均等佈設至少二只噴孔134A,134B，第五圖為三只噴孔即134A,134B,134C，經測試研究如第四圖所示，從蓮蓬噴頭134,135側面觀之，組構成此散射組合斜角之一散射斜角A斜出噴出正面在30°~60°之間，且如五圖所示，從蓮蓬噴頭噴面正視圖觀之，組構成此散射組合斜角之另一散射斜角B為噴孔134A,134B,134C孔道斜出蓮蓬噴頭134,135外緣水平切線30°~60°之間，才能保持預定達到的良好混繳效果，而供噴孔134A,134B,134C噴出之研磨反應液供應壓力值應在大於或等於10 psi。

至於該抽送泵120如第六圖之抽送泵俯視、第七圖為圖六之VII-VII剖線剖出之剖示圖，以及第八圖為圖六之VIII-VIII剖線剖出之剖示圖，由該些圖所示可知，本創作該抽送泵120可為一具有磁浮轉芯121之泵體，且此抽送泵120頂殼中央開設一流入口122，並圍繞流入口122開設數只向上偏斜散開之擠噴孔道123,124,125,126，復於其相對於磁浮轉芯121外圍圈設一環迴旋送出通道127，再圈套一通道環座128，並將此環迴旋送出通道127之送出口129連接前圖所示之抽送迴流出口管122A及最終泵出管112，另在通道環座128底固接外環佈滿散熱片120B,120C,120D之動力機室120A。

由此作用上，如第九圖之作用實施例圖所示，並請同時參照前第六、七及八圖，研磨反應液定量筒10流出的研磨反應液30經注入管111注入研磨液混攪缸110內，再經流入口122流入抽送泵120內部，於未開啟最終泵出管112之攪拌時間內，旋動的磁浮轉芯101(磁浮轉芯101請見前圖)會將該缸110內未拌勻的研磨反應液30，一再經流入口122泵吸入，再經從數擠噴孔道123,124,125,126(擠噴孔道123,124,125,126請見前圖)送入前圖所示之抽送迴流出口管122A，往豎直管131之頂管口132灌入，再由該管130之蓮蓬噴頭134,135將研磨反應液30向兩旁缸壁噴漩到該缸110內，形成流動漩轉循環攪拌，於預定拌勻時間完成時， 再開啟最終泵出管112，使磁浮轉芯101將該缸110內拌勻的晶圓研磨液泵移送到研磨機50，由此藉由向下斜伸蓮蓬噴頭134,135直接朝向該缸110內缸壁角落，且更靠近該缸110內缸壁角落噴出，因而就能直接在研磨液混攪缸110內產生高速噴流導漩循環攪拌，提昇動力攪拌速度擴大攪拌範圍，減少缸邊低流漩積聚產生研磨反應液結晶卡積。

綜上所述，本創作確實達到所述之功效，而且未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。

須陳明者，以上所述者乃是本創作較佳具體的實施例，若依本創作之構想所作之改變，或其產生之功能作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧研磨反應液定量筒

11,12‧‧‧注入管

20‧‧‧研磨液混攪缸

21‧‧‧葉片泵

22‧‧‧研磨液出料管

30‧‧‧研磨反應液

50‧‧‧研磨機

100‧‧‧晶圓研磨液加速混攪結構

110‧‧‧研磨液混攪缸

111‧‧‧注入管

112‧‧‧最終泵出管

113‧‧‧下凹空間

120‧‧‧抽送泵

120A‧‧‧動力機室

120B,120C,120D‧‧‧散熱片

121‧‧‧磁浮轉芯

122‧‧‧流入口

122A‧‧‧抽送迴流出口管

123,124,125,126‧‧‧擠噴孔道

127‧‧‧迴旋送出通道

128‧‧‧通道環座

129‧‧‧送出口

130‧‧‧加速混攪分歧管

131‧‧‧豎直管

132‧‧‧頂管口

133‧‧‧底管口

133A,133B‧‧‧迴流孔

134,135‧‧‧蓮蓬噴頭

134A,134B,134C‧‧‧噴孔

第一圖為習見晶圓研磨液混合攪拌結構之示意圖。

第二圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之整體構成剖示圖。

第三圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之加速混攪分歧管立體圖。

第四圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之蓮蓬噴頭側面局部放大圖。

第五圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之蓮蓬噴頭噴面正視圖。

第六圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之抽送泵俯視圖。

第七圖為圖五之VII-VII剖線剖出之剖示圖。

第八圖為圖五之VIII-VIII剖線剖出之剖示圖。

第九圖為本創作晶圓研磨液加速混攪結構之作用實施例圖。

10‧‧‧研磨反應液定量筒

50‧‧‧研磨機

100‧‧‧晶圓研磨液加速混攪結構

110‧‧‧研磨液混攪缸

111‧‧‧注入管

112‧‧‧最終泵出管

113‧‧‧下凹空間

120‧‧‧抽送泵

122A‧‧‧抽送迴流出口管

130‧‧‧加速混攪分歧管

131‧‧‧豎直管

132‧‧‧頂管口

133‧‧‧底管口

134,135‧‧‧蓮蓬噴頭

Claims (6)

1. 一種晶圓研磨液加速混攪結構，不同於習見研磨晶圓前階段所設研磨液混攪缸內設置由葉片泵攪拌的研磨液混合攪拌結構，其特徵在於：於研磨晶圓前階段所設之研磨液混攪缸內，設有抽送泵及加速混攪分歧管，該研磨液混攪缸頂伸入研磨反應液定量筒注入研磨反應液之注入管，且研磨液混攪缸內底中央下凹空間內嵌入抽送泵，此抽送泵設有流入口、抽送迴流出口管及最終泵出管，並於抽送泵頂豎接加速混攪分歧管，此加速混攪分歧管由一豎直管臨近頂管口兩旁下斜伸出蓮蓬噴頭之中空管體，而蓮蓬噴頭之噴出正面以一定散射組合斜角均等佈設至少二只噴孔，且豎直管底管口套圍抽送泵頂部中央開設之流入口，並將抽送迴流出口管接至加速混攪分歧管之頂管口，且最終泵出管接至研磨機者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓研磨液加速混攪結構，其中該散射組合斜角之一散射斜角斜出噴出正面在30°~60°之間，且散射組合斜角之另一散射斜角為噴孔孔道斜出蓮蓬噴頭外緣水平切線30°~60°之間者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓研磨液加速混攪結構，其中該豎直管於臨近底管口之管口緣壁，透設數迴流孔者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓研磨液加速混攪結構， 其中該抽送泵為一具有磁浮轉芯之泵體，且此抽送泵頂殼中央開設一流入口，並圍繞流入口開設數只向上偏斜散開之擠噴孔道，復於其相對於磁浮轉芯外圍圈設一環迴旋送出通道，再圈套一通道環座，並將此環迴旋送出通道之送出口連接研磨液出料管，另在通道環座底固接外環佈滿散熱片之動力機室者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓研磨液加速混攪結構，其中該些噴孔噴出之研磨反應液供應壓力值等於10 psi者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓研磨液加速混攪結構，其中該些噴孔噴出之研磨反應液供應壓力值大於10 psi者。