TWM465989U - 具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具 - Google Patents

具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具 Download PDF

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Description

具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具
本創作係關於一種晶圓固定具，特別是關於一種具膠環之化學機械研磨固定具。
在半導體製造過程中，晶圓固定具為不可或缺的基本工具，其應用於晶圓於加工過程中晶圓之承載，以方便晶圓於製造過程中進行化學研磨處理。
參考第1圖所示之習知晶圓固定具，其為一般半導體設備廠所供應之標準晶圓固定具，其包含一固定座10及一固定環20。固定座10一般為不銹鋼(SUS)製成，設置於半導體設備機具上；固定環20一般由高階塑膠材料製成，用於承載晶圓。此種晶圓固定具係以黏著劑將固定環20貼合於固定座10上，由於貼合面11為平坦表面，固定環20與固定座10很容易因黏著劑失效而脫離。
此外，在進行化學研磨處理時，須是當導入研磨液(Slurry)，一般係於固定座10的底部進行放射狀的溝槽切割，以利研磨液的導入。
此外，半導體設備已不斷朝向更大的經圓尺寸製作發展，目前的主流為12吋晶圓半導體設備，未來將朝18吋晶圓半導體設備邁進。在此發展需求下，對於化學研磨固定具的要求，則期望其可輕量化、易組裝、 易維修，以降低研磨晶圓平台的設備壓力與損耗。因此，如何達成上述目標成為化學研磨固定具的重要技術開發方向。
鑒於以上習知技術的問題，本創作提供一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，可藉由提供化學研磨固定具較大尺寸的側向開孔，而降低化學研磨固定具的重量，使化學研磨固定具具有可以相同設計而適用於不同經圓尺寸的技術功效。
本創作所提供之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座、固定環與複數個襯套螺絲。其中，固定座包含：一環形基材、複數個第一孔與複數個側向穿孔結構。環形基材具有一第一結合面、一外周與一內周。第一孔環狀排列設於該第一結合面，每個該第一孔包含一第一內螺紋結構。側向穿孔結構，穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。固定環具有一第二結合面與複數個第二孔，該些第二孔環狀排列設於該第二結合面，每個該第二孔個別對應一個該第一孔。襯套螺絲具有一螺頭、一中空結構及一螺桿，該螺桿之內壁面具有一第二內螺紋結構，該螺桿之外壁面具有一外螺紋結構，每個該襯套螺絲穿透該固定環之該第二孔與該固定座之該第一孔，再經由該外螺紋結構鎖付於該第一內螺紋結構後而固定該固定座與該固定環，使該第一結合面與該第二結合面緊密結合，該第二內螺紋結構用於該具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具個別以一固定螺絲鎖付於一半導體機台上。
本創作更提供一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座與複數個襯套螺絲。其中，固定座包含：一環形基材、複數個第三孔與複數個側向穿孔結構。其中，環形基材具有一第一結合面、一外周與一內周。第三孔環狀排列設於該第一結合面，每個該第三孔包含一第一內螺紋結構。側向穿孔結構穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。襯套螺絲具有一螺頭、一中空結構及一螺桿，該螺桿之內壁面具有一第二內螺紋結構，該螺桿之外壁面具有一外螺紋結構，每個該襯套螺絲穿透該固定座之該第三孔，再經由該外螺紋結構鎖付於該第一內螺紋結構後而固定於該固定座上，該第二內螺紋結構用於該具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具個別以一固定螺絲將該第一結合面鎖付於一半導體機台上。
本創作更提供一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座與一固定環。其中，固定座包含：一環形基材、複數個第三孔與複數個側向穿孔結構。其中，環形基材具有一第一結合面、一外周與一內周。第三孔環狀排列設於該第一結合面，每個該第三孔包含一第一內螺紋結構，用以個別提供一螺絲以鎖付於一半導體機台上。側向穿孔結構穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。
本創作更提供一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定 具，包含：一固定座與一固定環。其中，固定座包含：一環形基材、複數個凸塊與複數個側向穿孔結構。環形基材具有一第一結合面、一外周與一內周。凸塊環狀排列設於該第一結合面，每個該凸塊包含：一第一卡合面，係沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜而形成倒鉤結構。側向穿孔結構穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。其中，固定環具有一第二結合面與複數個第一凹槽，該些第一凹槽環狀排列設於該第二結合面，每個該第一凹槽包含：一第二卡合面，係沿該固定環之徑向延伸之平面，自該第二卡合面之根部向該第二結合面傾斜而形成倒鉤結構。其中該固定座與該固定環軸向對齊，使得該第一結合面對齊該第二結合面，該凸塊與該第一凹槽對齊，該固定座與該固定環分別沿圓周方向逆向旋轉而使該凸塊之第一卡合面與該第一凹槽之第二卡合面卡合。
本創作更提供一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定環與一固定座。其中，固定環包含：一環形基材與複數個凸塊。環形基材，具有一第一結合面。凸塊環狀排列設於該第一結合面，每個該凸塊包含：一第一卡合面，係沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜而形成倒鉤結構。其中，固定座具有一環形結構、一第二結合面、複數個第一凹槽，該環形結構具有一外周與一內周，該些第一凹槽環狀排列設於該第二結合面，每個該第一凹槽包含：一第二卡合面，係沿該固定座之徑向延伸之平面，自該第二卡合面 之根部向該第二結合面傾斜而形成倒鉤結構。側向穿孔結構，穿透該環形結構之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構；其中該固定座與該固定環軸向對齊，使得該第一結合面對齊該第二結合面，該凸塊與該第一凹槽對齊，該固定座與該固定環分別沿圓周方向逆向旋轉而使該凸塊之第一卡合面與該第一凹槽之第二卡合面卡合。
10‧‧‧固定座
20‧‧‧固定環
11‧‧‧貼合面
100、102、103、105‧‧‧固定環
2、3、4、7、8‧‧‧區域
110‧‧‧第二孔
111‧‧‧螺帽容置部
112‧‧‧螺桿容置部
120‧‧‧第二結合面
200、202、203、204、206‧‧‧固定座
210‧‧‧第一孔
211‧‧‧第一內螺紋結構
220‧‧‧第一結合面
250‧‧‧內周
260‧‧‧外周
300、301‧‧‧襯套螺絲
310‧‧‧中空結構
320、350‧‧‧螺頭
321‧‧‧頂面
322‧‧‧六角形鎖付結構
323‧‧‧一字形鎖付結構
324‧‧‧十字形鎖付結構
325‧‧‧星形鎖付結構
330‧‧‧螺桿
331‧‧‧外螺紋結構
332‧‧‧第二內螺紋結構
340‧‧‧自攻缺口
400、402‧‧‧固定座
410‧‧‧第一結合面
412‧‧‧第二凹槽
413‧‧‧第二螺絲孔
420‧‧‧凸塊
421‧‧‧第一導引面
424‧‧‧第一卡合面
425‧‧‧第一螺絲孔
430‧‧‧螺絲
440‧‧‧環形槽
450‧‧‧傾斜角度槽
500、502、503、504‧‧‧側向穿孔
505‧‧‧圓柱體結構
506‧‧‧長方體結構
507‧‧‧扁平長方體結構
508‧‧‧方體結構
600、602‧‧‧固定環
610‧‧‧第二結合面
620‧‧‧第一凹槽
621‧‧‧第二頂面
622‧‧‧第二內側面
623‧‧‧第二外側面
624‧‧‧第二導引面
625‧‧‧第二卡合面
640‧‧‧凸塊
第1圖為習知晶圓固定具示意圖；第2A、2B、2C圖，係為本創作之化學機械研磨固定具之一實施例中之正面、區域2之部分放大圖、從C看入之側面示意圖；第2D、2E、2F圖，係為本創作之化學機械研磨固定具之一實施例中之正面、區域2之部分放大圖，分別為側向穿孔502、503、504的形狀示意圖；第3A圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中各元件之剖面爆炸圖，其為襯套螺絲300採用平頭結構螺頭之實施例；第3B圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之一實施例；第3C圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之立體圖；第3D圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之側向穿孔結構圖；第3E圖，係為第3D圖之實施例中，區域3的R角示意圖； 第3F圖，係為第3D圖之實施例中，區域4的R角示意圖；第3G圖，係為第3D圖之實施例中，區域3的C角示意圖；第3H圖，係為第3D圖之實施例中，區域4的C角示意圖；第3I圖，係為第3B圖之實施例中，側向穿孔500與固定環的外周成傾斜角θ的示意圖；第4圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之又一實施例；第5圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之再一實施例；第6圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之又一實施例；第7圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之又一實施例；第8圖，係為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之又一實施例；第9A、9B圖，係為本創作運用於另一化學機械研磨固定具之結構實施例；第10A~10C圖，係為本創作第9A、9B圖之實施例中，固定座當中的凸塊420的不同實施例之剖面示意圖；第11A、11B圖，係為本創作第9A、9B圖之實施例中，固定環之局部7放大圖與剖面示意圖；第12A~12D圖，係為本創作運用於另一化學機械研磨固定具之結構實 施例；第13A、13B圖，係為本創作之側向穿孔500之不同結構立體示意圖；第13C、13D圖，係為第13A圖之實施例中，內部彎角分別為R角與C角之結構立體示意圖；第14A~14C圖，係為本創作之側向穿孔500之其他不同結構立體示意圖；第15A~15C圖，係為本創作之化學研磨固定環之不同側向穿孔結構配置之剖面示意圖；第16A~16C圖，係為本創作之襯套螺絲之不同實施例之上視圖；及第17A、17B圖，係為本創作之襯套螺絲之另一實施例之立體圖。
請參考第2A~2F圖，係為本創作之化學機械研磨固定具之一實施例中之正面、區域2之部分放大圖、剖面示意圖、區域2之部分放大圖之另三個實施例。本創作之化學機械研磨固定具包含：固定座200、固定環100、多個襯套螺絲300、與側向穿孔500、502、503、504。側向穿孔500與固定座200的外周成垂直配置；側向穿孔502與固定座200的外周成非垂直配置；側向穿孔503與固定座200的外周成非垂直配置，且由外往內擴大；側向穿孔503與固定座200的外周成非垂直配置，且由內往外擴大。請同步參考第3A~3F圖，係為第2B、2C圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中各元件之剖面爆炸圖、剖面結合圖、剖面側視圖、剖面立體圖、局部3之放大圖、局部4之放大圖，其為襯套螺絲300採用平頭結構螺頭之實施例。
在第2A圖中，包括有多個襯套螺絲300鎖付於於固定環100上。襯套螺絲300具有中空結構310(第2B圖)而可以固定螺絲(未繪出)鎖付於半導體機台上(未繪出)。
請參考第2A、3A圖，固定座200的第一結合面220為圓環狀，且可以不鏽鋼製作。固定座200包含：環形基材，其具有一第一結合面220，與多個第一孔210。第一孔210環狀排列設於第一結合面220，每個第一孔210包含一第一內螺紋結構211。固定環100具有第二結合面120與多個第二孔110，第二孔110環狀排列設於第二結合面120，每個第二孔110個別對應一個第一孔210。襯套螺絲300各別具有一螺頭320、一中空結構310與一螺桿330。襯套螺絲300的螺桿330之內壁面具有一第二內螺紋結構332，螺桿330之外壁面具有一外螺紋結構331。每個襯套螺絲300可穿透固定環100之第二孔110與固定座200之第一孔210，再經由外螺紋結構331鎖付於該第一內螺紋結構211後而將固定座200與固定環100加以固定，使第一結合面220與第二結合面120緊密結合。第二內螺紋結構332用於化學機械研磨固定具個別以固定螺絲(未繪出)鎖付於半導體機台上(未繪出)。
固定座200的第一結合面220為圓環狀，且可以不鏽鋼(SUS)製成。固定環100的第二結合面120同樣為圓環狀，且可以高階塑膠材料製成。基本上，第一結合面220與第二結合面120係為對應的設計，藉由襯套螺絲300同步穿過第一孔210與第二孔110並加以鎖付，可讓第一結合面220與第二結合面120兩者緊密結合。
就另一實施例而言，固定座200係為塑膠固定座，固定環 100係為金屬固定環。
請參考第3A圖，襯套螺絲300的頂面321具有一六角形鎖付結構322，用以提供一鎖付具(六角螺絲起子)進行鎖付。亦即鎖付具可透過襯套螺絲300的螺頭320上的六角形鎖付結構322，將襯套螺絲300鎖付至固定座200的第一內螺紋211當中。並藉由螺頭320的平頭結構擠壓固定環100的第二孔110的螺帽容置部111，而可使固定環100的第二結合面120與固定座200的第一結合面220密合。
在第3A圖中，第二孔110除了螺帽容置部111外，亦有螺桿容置部112。在其他的實施例中，螺桿容置部112亦可省去。
接著，請參考第3B圖，係為第2B圖之實施例中，沿B-B剖面之側向穿孔結構圖。在固定座200當中，環形基材更可包含多個側向穿孔500，以與第一孔210之軸心之垂直方向配置於第一孔210之間。其中側向穿孔500穿透環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔500係為一倒ㄩ方體結構。就其他實施例而言，側向穿孔500的結構亦可以是：一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。側向穿孔500可提供本創作之化學機械研磨固定具灌注半導體製程所需要的化學液體。
請同步參考第3B、3C、3D圖，其說明了側向穿孔500係形成於襯套螺絲300的下方，並穿透固定座200的內周250至外周260。由於其為倒ㄩ方體結構，因此，其恰好可讓襯套螺絲300下方挖空，卻又不會影響固定座200的強度，反而可降低固定座200的金屬體積，從而降低固定座200的重量。藉由此倒ㄩ方體結構，可以不用擔憂側向穿孔500在結構上 可能影響到襯套螺絲300的配置空間。其他的側向穿孔結構亦可以類似第3C、3D圖的方式配置，或者，配置於襯套螺絲300的兩側。
就其他的側向穿孔500結構而言，亦可透過多方面的設置側向穿孔，而同樣達到降低固定座200的重量之目的。同樣地，當固定座200採用塑膠材料時，側像穿孔500同樣可降低固定座200的重量。
此外，在第2B圖中，側向穿孔500的配置，係以垂直於固定座200的外周與內周的方式。就其他的實施例而言，亦可採取斜置(第2D圖)或交錯角度(第2E、2F圖)之側向穿孔結構(將繪示於第13B圖)。
此外，在鎖付襯套螺絲300之前，可在固定座200之第一結合面220與固定環100之第二結合面120之間塗佈一黏膠層，以強化固定座200與固定環100之結合強度。藉由黏膠層將固定座200與固定環100所形成的卡合面黏著後，即可構成具有高度穩定性與耐久性的結合結構。黏膠的選擇有非常多種，其為熟習該項技藝者所熟知，於此不多加贅述。
第一結合面220與第二結合面120可有多種不同的設計，第3A~3D圖的實施例係為固定座200與固定環100的形狀皆相同，亦即，第一結合面220與第二結合面120均為環形平面結構。
接著，請參考第3E、3F圖，在區域3、4的放大圖中，側向穿孔500之結構於彎折處具有一R角(Radius)。R角可於側向穿孔製作過程中製作，可採用研磨、切削或其它工法製作，可避免化學研磨液於灌注過成形成堆積而增加後續化學研磨液灌注於側向穿孔500的阻力，進而增加製程的不穩定性。
接著，請參考第3G、3H圖，在區域3、4的放大圖中，側 向穿孔500之結構於彎折處具有一C角(Chamfer)。C角可於側向穿孔製作過程中製作，可採用研磨、切削或其它工法製作，可避免化學研磨液於灌注過成形成堆積而增加後續化學研磨液灌注於側向穿孔500的阻力，進而增加製程的不穩定性。
接著，請參考第3I圖，其為第3B圖之實施例中，側向穿孔500與固定環100的外周成傾斜角θ的示意圖。藉由，可讓化學研磨液容易灌注。而傾斜角θ，可介於60~120度。第3B圖的實施例，即為兩者垂直(90度)的實施例。
同樣的側向穿孔結構，可運用於不同的固定座與固定環的相對結構，以下，本創作將依序說明其他種可能的實施例樣態。
請參考第4圖，其為本創作之一實施例中之剖面立體圖，其為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之又一實施例。在此實施例中，固定座202之第一結合面係為一環形凹槽結構，而固定環102之第二結合面係為環形凸面結構，兩者可對應密合。
請參考第5圖，其為本創作之一實施例中之剖面立體圖，其為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之再一實施例。在此實施例中，固定座203之第一結合面係為一環形凸面結構，而固定環103之第二結合面係為環形凹槽結構，兩者可對應密合。
請參考第6圖，其為本創作之一實施例中之剖面立體圖，其為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之再一實施例。在此實施例中，固定座204之第一結合面係為一環形凸面結構，而固定環100之第二結合面係為平面結構而受第一結合面包覆，使兩者對應密 合。
除了固定座200與固定環100的不同結合面設計外，襯套螺絲300的螺頭設計亦可有所不同。如第3D圖的實施例，其係採用平頭結構的螺頭設計。請參考第7圖，固定座204與固定環105的結合中採用了沉孔形結構螺頭的襯套螺絲301的設計之實施例。由於採用沉孔形結構螺頭的設計，因此，對應於容納螺頭350的固定環105之螺頭容置部113也改為沉孔形結構的設計，而固定座204則與固定座200相同。除了螺頭設計之差異外，第7圖的實施例，在襯套螺絲301將固定座204與固定環105兩者結合後的外觀結構，基本上，與第3D圖的實施例並無差異。
此外，在某些較特定的機台上，若需要重量更輕的化學機械研磨固定具，則可運用本創作之另一個實施例。請參考第8圖，其為本創作之一實施例中之剖面立體圖，其為第2B圖之實施例中，沿A-A剖面之區域2中之各元件結合圖之再一實施例。在此實施例中，在此實施例中，係運用一體成型的固定座206，也就是，以高階塑膠材質(如PPS或PBN)來製作的固定座206。
前述的不同實施例中，固定環與固定座的環形徑長是相同的。在其他的實施例中，固定環與固定座的環形徑長可不相同。如此，可在相同的固定環的製作條件下，調整固定座的環形徑長，或者固定座的厚度，即可讓本創作的化學研磨固定環適用於不同寬度需求的應用。
接著，請參考第9A圖及第9B圖所示本創作實施例示意圖，本創作之化學機械研磨固定具包含：一固定座400、一固定環600、至少一凸塊420及至少一第一凹槽620。
固定座400具有第一結合面410，且第一結合面410係為圓環狀，固定座400可以不鏽鋼(SUS)製成。第一結合面410設置有多個環狀排列的凸塊420，凸塊420亦可以不鏽鋼(SUS)製成。固定環600，具有第二結合面610與多個與凸塊420對應的第一凹槽620，可以高階塑膠材料製成，如PPS或PBN。固定座400與固定環600可分別沿圓周方向逆向旋轉而使凸塊420與第一凹槽620卡合，且第一結合面410與第二結合面610密合。再藉由黏膠將固定座400與固定環600所形成的卡合面黏著後，即可構成具有高度穩定性與耐久性的結合結構。黏膠的選擇有非常多種，其為熟習該項技藝者所熟知，於此不多加贅述。
在第10A圖中可以看到，凸塊420係與固定座400的環形基材一體成型。
在第10B圖中可以看到，螺絲430藉由第一螺絲孔425與第二螺絲孔413而將凸塊420鎖付於固定座400之環形基材上。
在第10C圖中可以看到，螺絲430藉由第一螺絲孔425與第二螺絲孔413而將凸塊420鎖付於固定座400之環形基材上。並且，第二凹槽412可擺置凸塊420而使其定位於第二凹槽412中。
在第10A~10C圖的實施例中，其說明了側向穿孔500係形成於第二螺絲孔413的下方。由於其為倒ㄩ方體結構，因此，其恰好可讓第二螺絲孔413下方挖空，卻又不會影響固定座400的強度，反而可降低固定座400的金屬體積，從而降低固定座400的重量。藉由此倒ㄩ方體結構，可以不用擔憂側向穿孔500在結構上可能影響到第二螺絲孔413的配置空間。其他的側向穿孔結構亦可以類似第10A~10C圖的方式配置，或者，配 置於第二螺絲孔413的兩側。
就另一實施例而言，當固定座400採用塑膠材料時，側向穿孔500同樣可降低其重量。
凸塊420有第一導引面421與第二導引面424。與第一凹槽620相對齊，各第一卡合面424對齊對應的第二卡合面625，各第二導引面624與第二頂面之交線對齊對應的第一導引面421，第一內側面、第一外側面分別對齊第一凹槽620的第二內側面622及第二外側面623，而將凸塊420及第一凹槽620定位。再將固定座400與固定環600分別沿圓周方向逆向旋轉而使得第一凹槽620及凸塊420沿第一卡合面424(或是第二卡合面625)方向對向滑動而相互卡固，即可防止固定環600自固定座400脫離。
實務上，凸塊420可採用與固定座400一體成型的方式製作，或者，採取與固定座400分離的方式製作。採用分離式的做法即為第10B、10C圖所揭露者。
接著，請參考第11A、11B圖，其為固定環600之部分放大圖與剖面圖。固定環600具有第二結合面610與多個第一凹槽620，第一凹槽620環狀排列設於第二結合面610，其用於提供凸塊420容置空間，並提供第二卡合面625(九尾槽結構)，以供凸塊420的第一卡合面424容置。第二卡合面625係沿固定環600之徑向延伸之平面，自第二卡合面625之根部向第二結合面610傾斜而形成倒勾結構。由於凸塊420的第一卡合面424係形成倒鉤結構，而第二卡合面625亦與第二結合面610形成另一倒鉤結構，並與第一卡合面424平行。
在第11A圖中，第一凹槽620的結構係由：第二頂面621、 第二內側面622、第二外側面623、第二導引面624、與第二卡合面625構成。其中，第二頂面621為一平面構成第一凹槽620之底部。第二內側面622及第二外側面623皆為沿固定環600圓周方向內凹之曲面，第二內側面622之彎曲半徑小於第二外側面623之彎曲半徑。第二卡合面625較佳地為沿固定環600之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，自第二卡合面625之根部(與第二頂面621之交線)向該第二結合面610傾斜而呈倒鉤狀，於本實施例中第二卡合面625較佳地配合第一卡合面424而相同傾斜角度30度，其餘的實施例可採用1度至60度之間，同樣地，兩者的傾斜角度相同而平行。第二導引面624較佳地為沿固定環400之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，於本實施例中第二導引面625較佳地自根部(第二導引面625與第二結合面610之交線)向凸塊420之內側傾斜。
此外，在此實施例中，固定座與固定環的結構，可以相反過來。而側向穿孔500的配置，可配置於金屬件的部分，亦可配置於塑膠件的部分。
接著，請參考第12A~12D圖，本發明將側向穿孔結構運用於另一種化學機械研磨固定具之實施例。其中，固定座402具有一第一結合面410；固定環202由高階塑膠材料製成，具有一第二結合面610。第一結合面410呈環狀，第一結合面410上於環狀內、外緣較佳地設有二邊壁430而構成一環形槽440。複數凸塊420環狀排列設於環形槽440內。各凸塊420係由五個面而構成平台狀包含：一第一頂面、一第一內側面、一第一外側面、一第一卡合面及一第一導引面，如第10A~10C、12C圖的實施例所示。
其中，凸塊420的第一頂面為一平面構成凸塊420之頂部。第一內側面及第一外側面皆為沿固定座402圓周方向延伸之曲面，第一內側面之彎曲半徑小於第一外側面之彎曲半徑。第一卡合面較佳地為沿固定座402之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，第一卡合面自根部(第一卡合面與第一結合面之交線)向凸塊420之外側傾斜而呈倒鉤狀，於本實施例中第一卡合面較佳地傾斜角度30度。第一導引面較佳地為沿固定座402之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，配合第一卡合面而導引固定環602上的凸塊640卡固凸塊420。於本實施例中第一導引面較佳地垂直第一結合面設置，但也可以自第一導引面之根部(第一導引面與第一結合面之交線)向第一凸塊420之內側傾斜。
參考第12C圖，各凸塊420(第一凸塊)與環形槽440邊壁430間留有間隙而成為傾斜角度槽450，連續加工製成複數個凸塊420。
參考第12D圖，凸塊640(第二凸塊)凸設於第二結合面610，以卡固相對應之凸塊420。結合第12C圖，本實施例中，第二結合面610上較佳地對應前述複數個凸塊420而凸設複數個凸塊640，各凸塊640係由五個面而構成平台狀包含：一第二頂面、一第二內側面、一第二外側面、一第二卡合面及一第二導引面。
第二頂面為一平面構成凸塊640之頂部。第二內側面及第二外側面皆為沿固定環602圓周方向延伸之曲面，第二內側面之彎曲半徑小於第二外側面之彎曲半徑。第二卡合面較佳地為沿固定環602之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，自第二卡合面之根部(第二卡合面與第二結合面之交線)向該第二凸塊640之外側傾斜而呈倒鉤狀，於本實施例中第二 卡合面較佳地配合凸塊420的第一卡合面而相同傾斜角度30度，其餘的實施例可採用1度至60度之間，同樣地，兩者的傾斜角度相同而平行。第二導引面較佳地為沿固定環602之徑向延伸之平面(本創作不限於此)，於本實施例中第二導引面較佳地自根部(第二導引面與第二結合面之交線)向第二凸塊640之內側傾斜。
在第12C圖的實施例中，其說明了第12B圖之區域8中，側向穿孔500係形成於凸塊420的下方。由於其為倒ㄩ方體結構，可降低固定座400的金屬體積，從而降低固定座400的重量。其他的側向穿孔結構亦可以類似第10A~10C圖的方式配置，或者，配置於凸塊420的兩側。
此外，在此實施例中，固定座與固定環的結構，可以相反過來。而側向穿孔500的配置，可配置於金屬件的部分，亦可配置於塑膠件的部分。
實務上，側向穿孔500可採用不同的結構，例如，第13A、13B圖，係為本創作之側向穿孔500之不同結構立體示意圖。第13A圖所示者，為側向穿孔500採用前後相同寬度W1來製作倒ㄩ方體結構，其可對應於第2B、2D圖的實施例；而第13B圖所示者，側向穿孔503則為採用不同寬度W1、W2來製作到ㄩ方體結構，其可對應於第2E、2F圖的實施例。
接著，請參考第13C、13D圖，側向穿孔500在製作的過程中，可以在內部彎折處形成如第13C圖的R角，其可藉由在鑽孔的過程中形成。或者，在內部彎折處形成如第13D圖的C角，同樣可藉由在鑽孔的過程中形成。R角與C角可避免化學研磨液於灌注過成形成堆積而增加後續化學研磨液灌注於側向穿孔500的阻力，進而增加製程的不穩定性。 第14A~14B圖，係為本創作之側向穿孔500之其他不同結構立體示意圖，在這些實施例中，型態上，係由多個不同立體結構構成類倒ㄩ方體結構。於第14A圖的實施例中，側向穿孔係由一對長方體結構506與一扁平長方體結構507所共同構成。而在第14B圖的實施例中，側向穿孔則由一對長方體結構506與3個方體結構508所共同構成。在第14C圖的實施例中，則由一圓柱結構505構成側向穿孔，其直徑為R。
第15A~15C圖，係為本創作之化學研磨固定環之不同側向穿孔結構配置之剖面示意圖，其由第13A~14C圖的不同的側向穿孔結構混和構成。在第15A圖之實施例中，係由第13A圖的側向穿孔500與第14B圖的側向穿孔結構所構成。在第15B圖之實施例中，係由長方體結構506作為側向穿孔結構，並配置於襯套螺絲300兩側。在第15C圖的實施例中，係由圓柱體結構505構成側向穿孔，其同樣配置於襯套螺絲300兩側。
此外，在運用襯套螺絲300的實施例中，由於固定座具有讓半導體機台鎖付的第二內螺紋結構，可藉由固定環的設計讓化學機械研磨固定具達到重量輕、成本低的目的。
此外，在用於鎖付具(螺絲起子)進行鎖付的內凹之鎖付結構上，除了前述的六角形的設計外，亦可採用其他不同的結構。請參考第16A~16C圖，係為本創作之襯套螺絲之多個實施例之上視圖。其分別說明了襯套螺絲300之螺頭320的頂面321具有內凹鎖付結構，分別為一字形鎖付結構323、十字形鎖付結構324或星形鎖付結構325。
此外，襯套螺絲300亦有多種不同的設計方式。例如，請參考第17A、17B圖，係為本創作之襯套螺絲之二實施例，在此兩實施例中， 襯套螺絲300、301分別為平頭結構螺頭與沉孔形結構螺頭的設計，並且，皆增加了自攻缺口340的設計，其配置於螺桿330之底端，用以使襯套螺絲300易於被鎖付。
相較於習知技術直接貼合平面貼合面，本創作之化學機械研磨固定具可更有效地固定固定環及固定座，而延長化學機械研磨固定具之使用壽命。此外，本創作之化學機械研磨固定具可在保有固定環所提供的強度效果下，運用固定座的塑膠基材的輕量化，同步達到強度與減重的功效。更重要的是，藉由本創作的設計，可讓化學機械研磨固定具具有易組裝、低生產成本、低維護成本、擴充性強等等的多重功效。因此，可透過重量的需求，來輕易調整出不同的組合方式。
3、4‧‧‧局部
100‧‧‧固定環
200‧‧‧固定座
250‧‧‧內周
260‧‧‧外周
300‧‧‧襯套螺絲
500‧‧‧側向穿孔

Claims (55)

  1. 一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座，包含：一環形基材，具有一第一結合面、一外周與一內周；複數個第一孔，環狀排列設於該第一結合面，每個該第一孔包含一第一內螺紋結構；及複數個側向穿孔結構，穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構；一固定環，具有一第二結合面與複數個第二孔，該些第二孔環狀排列設於該第二結合面，每個該第二孔個別對應一個該第一孔；及複數個襯套螺絲，具有一螺頭、一中空結構及一螺桿，該螺桿之內壁面具有一第二內螺紋結構，該螺桿之外壁面具有一外螺紋結構，每個該襯套螺絲穿透該固定環之該第二孔與該固定座之該第一孔，再經由該外螺紋結構鎖付於該第一內螺紋結構後而固定該固定座與該固定環，使該第一結合面與該第二結合面緊密結合，該第二內螺紋結構用於該具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具個別以一固定螺絲鎖付於一半導體機台上。
  2. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該襯套螺絲更包含： 一自攻缺口，自該螺桿之底端向該螺頭延伸開設，用以使該襯套螺絲易於被鎖付。
  3. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該螺頭之頂面具有一內凹之鎖付結構，用以提供一鎖付具進行鎖付。
  4. 如請求項3所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該內凹之鎖付結構係為六角形、一字形、十字形或星形。
  5. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些襯套螺絲之該螺頭係為平頭結構或沉孔形結構。
  6. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中每個該第二孔包含一螺帽容置部與一螺桿容置部。
  7. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，更包含：一黏膠層，配置於該第一結合面與該第二結合面，以強化該固定座與該固定環之結合強度。
  8. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座係為一塑膠固定座，該固定環係為一金屬固定環。
  9. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座係為一金屬固定座，該固定環係為一塑膠固定環。
  10. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座之該第一結合面係為一環形凹槽結構，該固定環之該第二結合面係為該固定環之兩側邊與一底面，該環形凹槽結構係整體包覆該第二結合面。
  11. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該 固定座之該第一結合面係為一環形凹槽結構，該固定環之該第二結合面係為一環形凸面結構。
  12. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座之該第一結合面與該第二結合面係為環形平面結構。
  13. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座之該第一結合面係為一環形凸面結構，該固定環之該第二結合面係為一環形凹槽結構。
  14. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係為該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構，且該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構配置於該第一孔下方。
  15. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構於彎折處具有一R角或C角。
  16. 如請求項1所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係與該環形基材之該外周形成60~120度的傾斜角。
  17. 一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座，包含：一環形基材，具有一第一結合面、一外周與一內周；複數個第三孔，環狀排列設於該第一結合面，每個該第三孔包含一第一內螺紋結構；及複數個側向穿孔結構，穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方 體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構；及複數個襯套螺絲，具有一螺頭、一中空結構及一螺桿，該螺桿之內壁面具有一第二內螺紋結構，該螺桿之外壁面具有一外螺紋結構，每個該襯套螺絲穿透該固定座之該第三孔，再經由該外螺紋結構鎖付於該第一內螺紋結構後而固定於該固定座上，該第二內螺紋結構用於該具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具個別以一固定螺絲將該第一結合面鎖付於一半導體機台上。
  18. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該襯套螺絲更包含：一自攻缺口，自該螺桿之底端向該螺頭延伸開設，用以使該襯套螺絲易於被鎖付。
  19. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該螺頭之頂面具有一內凹之鎖付結構，用以提供一鎖付具進行鎖付。
  20. 如請求項19所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該內凹之鎖付結構係為六角形、一字形、十字形或星形。
  21. 如請求項19所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該襯套螺絲之該螺頭係為平頭結構或沉孔形結構。
  22. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中每個該第三孔包含一螺帽容置部。
  23. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該固定座係為一塑膠固定座或一金屬固定座。
  24. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該 固定座係為一金屬固定座。
  25. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係為該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構，且該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構配置於該第三孔下方。
  26. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構於彎折處具有一R角或C角。
  27. 如請求項17所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係與該環形基材之該外周形成60~120度的傾斜角。
  28. 一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座，包含：一環形基材，具有一第一結合面、一外周與一內周；複數個第三孔，環狀排列設於該第一結合面，每個該第三孔包含一第一內螺紋結構，用以個別提供一螺絲以鎖付於一半導體機台上；及複數個側向穿孔結構，穿透該環形基材之該外局至該內周，該側向穿孔係選目：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構。
  29. 如請求項28所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係為該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構，且該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構配置於該第三孔下方。
  30. 如請求項28所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該 些側向穿孔結構於彎折處具有一R角或C角。
  31. 如請求項28所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係與該環形基材之該外周形成60~120的傾斜角。
  32. 一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定座，包含：一環形基材，具有一第一結合面、一外周與一內周；複數個凸塊，環狀排列設於該第一結合面，每個該凸塊包含：一第一卡合面，係沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜而形成倒鉤結構；及複數個側向穿孔結構，穿透該環形基材之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構；及一固定環，具有一第二結合面與複數個第一凹槽，該些第一凹槽環狀排列設於該第二結合面，每個該第一凹槽包含：一第二卡合面，係沿該固定環之徑向延伸之平面，自該第二卡合面之根部向該第二結合面傾斜而形成倒鉤結構；其中該固定座與該固定環軸向對齊，使得該第一結合面對齊該第二結合面，該凸塊與該第一凹槽對齊，該固定座與該固定環分別沿圓周方向逆向旋轉而使該凸塊之第一卡合面與該第一凹槽之第二 卡合面卡合。
  33. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中每個該凸塊具有一第一穿孔，該環形基材具有一第二穿孔，該第一穿孔與該環形基材之該第二穿孔供一螺絲鎖付而使該凸塊固定於該環形基材上。
  34. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一卡合面與該第二卡合面之傾斜角度係為1度至60度之間，且兩者平行。
  35. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該凸塊更包含：一第一導引面，設於該第一卡合面之對面，並沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜。
  36. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一凹槽更包含：一第二導引面，設於該第二卡合面之對面，並沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜，並與該第二卡合面平行。
  37. 如請求項35所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一凹槽更包含：一第二導引面，設於該第二卡合面之對面，並沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜，並與該第二卡合面平行，其中該第一導引面之傾斜角度係為0度，且該第二導引面之傾斜角度係為1度平60度之間。
  38. 如請求項35所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該 第一凹槽更包含：一第二導引面，設於該第二卡合面之對面，並沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜，並與該第二卡合面平行，其中該第一導引面與該第二導引面之傾斜角度係為1度至60度之間，且兩者平行。
  39. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該環形基材與該些凸塊係一體成型。
  40. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一結合面為一圓環，沿該第一結合面內緣及外緣設有二邊壁。
  41. 如請求項40所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，更包含：一傾斜角度槽，設於該些凸塊與該邊壁之間，由一加工刀具通過而形成以連續加工製成該些凸塊。
  42. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構於彎折處具有一R角或C角。
  43. 如請求項32所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係與該環形基材之該外周形成60~120度的傾斜角。
  44. 如請求項33所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構係為該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構，且該倒ㄩ方體結構或該倒∪方體結構配置於該第二穿孔下方。
  45. 一種具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，包含：一固定環，包含：一環形基材，具有一第一結合面；及複數個凸塊，環狀排列設於該第一結合面，每個該凸塊包 含：一第一卡合面，係沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜而形成倒鉤結構；及一固定座，具有一環形結構、一第二結合面、複數個第一凹槽，該環形結構具有一外周與一內周，該些第一凹槽環狀排列設於該第二結合面，每個該第一凹槽包含：一第二卡合面，係沿該固定座之徑向延伸之平面，自該第二卡合面之根部向該第二結合面傾斜而形成倒鉤結構；及複數個側向穿孔結構，穿透該環形結構之該外周至該內周，該側向穿孔係選自：一倒ㄩ方體結構、一倒∪方體結構、一長方體結構、一圓柱體結構、一橢圓柱體結構、一扁平長方體結構與至少一個長方體結構、以上的混合結構；其中該固定座與該固定環軸向對齊，使得該第一結合面對齊該第二結合面，該凸塊與該第一凹槽對齊，該固定座與該固定環分別沿圓周方向逆向旋轉而使該凸塊之第一卡合面與該第一凹槽之第二卡合面卡合。
  46. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一卡合面與該第二卡合面之傾斜角度係為1度至60度之間，且兩者平行。
  47. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該凸塊更包含：一第一導引面，設於該第一卡合面之對面，並沿該環 形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜。
  48. 如請求項47所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一凹槽更包含：一第二導引面，設於該第二卡合面之對面，並沿該環形基材之徑向延伸之平面，自該第一卡合面之根部向該凸塊之外側傾斜，並與該第二卡合面平行。
  49. 如請求項48所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一導引面之傾斜角度係為0度，且該第二導引面之傾斜角度係為1度至60度之間。
  50. 如請求項48所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一導引面與該第二導引面之傾斜角度係為1度至60度之間，且兩者平行。
  51. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該環形基材與該些凸塊係一體成型。
  52. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該第一結合面為一圓環，沿該第一結合面內緣及外緣設有二邊壁。
  53. 如請求項52所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，更包含：一傾斜角度槽，設於該些凸塊與該邊壁之間，由一加工刀具通過而形成以連續加工製成該些凸塊。
  54. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該些側向穿孔結構於彎折處具有一R角或C角。
  55. 如請求項45所述之具側向穿孔結構之化學機械研磨固定具，其中該 些側向穿孔結構係與該環形基材之該外周形成60~120度的傾斜角。
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