TWM560973U - 複合式化學機械研磨修整器 - Google Patents

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周瑞麟
吳旻紘
周至中
洪煜超
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中國砂輪企業股份有限公司
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Abstract

本創作係關於一種複合式化學機械研磨修整器，包括有：一基板、一高分子材料構件、一結合劑層及複數研磨顆粒。基板包括有一第一表面及一第二表面，高分子材料構件設置於第二表面上，並與基板結合，結合劑層形成於第一表面上，並與基板結合，複數研磨顆粒形成於結合劑層上，並與結合劑層結合。藉此，利用橡膠材質或塑膠材質之高分子材料構件，避免複數修整器於堆疊置放時，因自體重量導致複數研磨顆粒之結構受到壓迫而破損或變形，進而使修整器之使用壽命獲得延長，此外，高分子材料構件也可避免複合式化學機械研磨修整器的安裝孔所產生之鐵屑掉落於外，進而改善了研磨面平坦度及研磨良率。

Description

複合式化學機械研磨修整器
本創作係關於一種複合式化學機械研磨修整器，尤指一種利用高分子材料構件之結構設計，避免研磨顆粒受到破壞之複合式化學機械研磨修整器。
日常生活中充斥著各種電子產品，每一種電子產品皆利用半導體元件來達到特定之功能，例如以發光二極體來照明，以溫度感應器及壓力感應器來測量外界環境變化等。
一般來說，半導體元件是在經過晶圓研磨、打線、射出成形、切割及取放至料盤等半導體封裝製程後而製得，其中，在晶圓研磨製程中，常以化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)製程來進行研磨，在此製程中是利用研磨墊(Polishing Pad)來對晶圓進行研磨，並在研磨墊研磨晶圓的同時，以修整器(Conditioner)對研磨墊進行研磨，如此，研磨墊可以藉由修整器維持研磨能力而得以持續進行晶圓研磨作業。
在台灣專利申請號TW94129005的專利中，如圖1所示，其為習知修整器之結構示意圖，同時也是本案同一申請人早期申請案件，此專利揭露了一種陶瓷研磨墊修整器1，其包括有一陶瓷基板11、一玻璃化固著層12及複數研磨顆粒13。玻璃化固著層12形成於陶瓷基板11，而複數研磨顆粒13形成於玻璃化固著層12，玻璃化固著層12是利用低熔點之陶瓷粉末預先形成於陶瓷基板11，經過預燒使陶瓷粉末部分熔融，再噴膠及佈植複數研磨顆粒13於部分熔融之陶瓷粉末層上，最後再加熱使陶瓷粉末層產生玻璃化而形成玻璃化固著層12，同時將複數研磨顆粒13固定於陶瓷基板11而製得陶瓷研磨墊修整器1。
然而，一般在置放成品之陶瓷研磨墊修整器1時，如圖2所示，其為習知修整器之置放方式示意圖，為節省空間常將複數陶瓷研磨墊修整器1以堆疊方式置放，如此，陶瓷基板11將壓迫複數研磨顆粒13，造成複數研磨顆粒13因陶瓷研磨墊修整器1自體重量的壓力而破損或變形，降低了陶瓷研磨墊修整器1之耐用性。
因此，本創作人基於積極創作之精神，構思出一種複合式化學機械研磨修整器，利用高分子材料構件之結構設計，避免修整器在堆疊置放時，研磨顆粒受到修整器自體重量壓迫而損壞，提升了修整器之耐用性，幾經研究實驗終至完成本創作。
本創作之主要目的在於解決上述問題，利用高分子材料構件之結構設計，達到提升修整器使用壽命之目的。
為達成上述目的，本創作之複合式化學機械研磨修整器，包括有：一基板、一高分子材料構件、一結合劑層及複數研磨顆粒。基板包括有一第一表面及一第二表面，高分子材料構件設置於第二表面上，並與基板結合，結合劑層形成於第一表面上，並與基板結合，複數研磨顆粒形成於結合劑層上，並與結合劑層結合。
上述高分子材料構件可由橡膠材質所構成，且構成高分子材料構件之橡膠材質可包括有NBR (丁晴橡膠)、BR (聚丁二烯橡膠)、SBR (苯乙烯丁二烯橡膠)、IR (異戊二烯橡膠)、NR (天然橡膠)及MQ (矽橡膠)之至少其一。
上述高分子材料構件可由塑膠材質所構成，且構成高分子材料構件之塑膠材質包括有壓克力、PE (聚乙烯)、PP (聚丙烯)、PS (聚苯乙烯)及ABS (丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)之至少其一。
上述複數研磨顆粒可由人造鑽石、天然鑽石、多晶鑽石(PCD：Polycrystalline Diamond)、立方氮化硼(CBN：Cubic Boron Nitride)及多晶立方氮化硼(PBCN：Polycrystalline Cubic Boron Nitride)之其一所構成。
上述基板之材質可選自於由不鏽鋼、金屬材料、塑膠材料及陶瓷材料所組成之群組。
上述基板及高分子材料構件之間可以一黏性膠帶而結合為一體。
本創作之複合式化學機械研磨修整器更可包括複數用以安裝至一研磨設備上之安裝孔。
上述每一安裝孔可貫穿高分子材料構件而形成一貫孔。
上述每一安裝孔可凹設於基板之第二表面處而形成一槽孔。
本創作之複合式化學機械研磨修整器可由電鍍工法或硬焊工法所製得。
上述結合劑層之組成可為陶瓷材料、硬焊材料、電鍍材料、金屬材料或高分子材料。
以上概述與接下來的詳細說明，皆為示範性質，是為了進一步說明本創作的申請專利範圍，為使本創作之上述目的、特性與優點能更淺顯易懂，將在後續的說明與圖示加以闡述。
參閱圖3至圖5，其分別為本創作之複合式化學機械研磨修整器之結構分解示意圖、置放方式示意圖及剖面結構示意圖。本創作之複合式化學機械研磨修整器2包括有：一基板21、一高分子材料構件22、一結合劑層23、複數研磨顆粒24、一黏性層25、複數安裝孔26及複數鎖附構件27。
基板21，包括有一第一表面211及一第二表面212，高分子材料構件22設置於第二表面212上，並與基板21結合，結合劑層23形成於第一表面211上，並與基板21結合，複數研磨顆粒24形成於結合劑層23上，並與結合劑層23結合，黏性層25設置於基板21及高分子材料構件22之間，並使基板21及高分子材料構件22穩固結合，複數安裝孔26配合複數鎖附構件27用以將複合式化學機械研磨修整器2安裝至一研磨設備(圖未示)上。
每一安裝孔26包括有一貫孔261及一槽孔262，貫孔261及槽孔262為連續形成之結構，詳細而言，每一安裝孔26貫穿高分子材料構件22而形成一貫孔261，且每一安裝孔25凹設於基板21之第二表面212處而形成一槽孔262，藉此，本創作之複合式化學機械研磨修整器2可以便利地鎖附於研磨設備上。
在本創作中，黏性層25是由一黏性膠帶所形成，基板21之材質可選自於由不鏽鋼、金屬材料、塑膠材料及陶瓷材料所組成之群組，較佳為不鏽鋼之材質，而高分子材料構件22是由橡膠材質或塑膠材質所構成，橡膠材質包括有NBR (丁晴橡膠)、BR (聚丁二烯橡膠)、SBR (苯乙烯丁二烯橡膠)、IR (異戊二烯橡膠)、NR (天然橡膠)及MQ (矽橡膠) 之至少其一，塑膠材質包括有壓克力、PE (聚乙烯)、PP板 (聚丙烯)、PS (聚苯乙烯)及ABS (丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)之至少其一，且本創作並不侷限於此。
藉此，當安裝孔26產生鐵屑時，高分子材料構件22會使鐵屑等異物滯留於金屬材質之基板21及塑膠材質之高分子材料構件22之間，避免安裝孔26中之鐵屑等異物於複合式化學機械研磨修整器2的安裝過程中，掉落於研磨設備上而影響晶圓研磨作業的進行，進而避免使晶圓之研磨面平坦度及研磨良率等受到鐵屑等異物影響而降低。
在本創作中，結合劑層23之組成可為陶瓷材料、硬焊材料、電鍍材料、金屬材料或高分子材料，較佳為硬焊材料，複數研磨顆粒24由人造鑽石、天然鑽石、多晶鑽石(PCD：Polycrystalline Diamond)、立方氮化硼(CBN：Cubic Boron Nitride)及多晶立方氮化硼(PBCN：Polycrystalline Cubic Boron Nitride)之其一所構成，較佳為選自為人造鑽石，使研磨顆粒24得以維持穩定且良好的研磨能力。
另外，本創作之複合式化學機械研磨修整器2由電鍍工法或硬焊工法所製得，在電鍍工法中的鑽石顆粒是以電鍍固着於金屬基材上，硬焊工法則是使用銲粉、黏結劑與溶劑混合所形成的混合體，並將此混合體塗佈於金屬基材上，並在此混合體上再佈施鑽石顆粒，最後進行硬銲處理來製得修整器。
由上述內容可知，本創作之複合式化學機械研磨修整器2，利用橡膠材質或塑膠材質之高分子材料構件22，避免研磨顆粒24在堆疊修整器時因自體重量壓迫而破裂損壞，同時高分子材料構件22也可避免安裝孔26之槽孔262所產生之鐵屑掉落於外，進而改善了研磨面平坦度及研磨良率。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧陶瓷研磨墊修整器
11‧‧‧陶瓷基板
12‧‧‧玻璃化固著層
13‧‧‧研磨顆粒
2‧‧‧複合式化學機械研磨修整器
21‧‧‧基板
211‧‧‧第一表面
212‧‧‧第二表面
22‧‧‧高分子材料構件
23‧‧‧結合劑層
24‧‧‧研磨顆粒
25‧‧‧黏性層
26‧‧‧安裝孔
261‧‧‧貫孔
262‧‧‧槽孔
27‧‧‧鎖附構件
圖1係習知修整器之結構示意圖。 圖2係習知修整器之置放方式示意圖。 圖3係本創作之複合式化學機械研磨修整器之結構分解示意圖。 圖4係本創作之複合式化學機械研磨修整器之置放方式示意圖。 圖5係本創作之複合式化學機械研磨修整器之剖面結構示意圖。

Claims (13)

  1. 一種複合式化學機械研磨修整器，包括有： 一基板，包括有一第一表面及一第二表面； 一高分子材料構件，係設置於該第二表面上，並與該基板結合； 一結合劑層，係形成於該第一表面上，並與該基板結合；以及 複數研磨顆粒，係形成於該結合劑層上，並與該結合劑層結合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該高分子材料構件係由橡膠材質所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，構成該高分子材料構件之橡膠材質係包括有NBR (丁晴橡膠)、BR (聚丁二烯橡膠)、SBR (苯乙烯丁二烯橡膠)、IR (異戊二烯橡膠)、NR (天然橡膠)及MQ (矽橡膠)之至少其一。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該高分子材料構件係由塑膠材質所構成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，構成該高分子材料構件之塑膠材質包括有壓克力、PE (聚乙烯)、PP板 (聚丙烯)、PS (聚苯乙烯)及ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)之至少其一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該結合劑層之組成係為陶瓷材料、硬焊材料、電鍍材料、金屬材料或高分子材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該複數研磨顆粒係由人造鑽石、天然鑽石、多晶鑽石(PCD：Polycrystalline Diamond)、立方氮化硼(CBN：Cubic Boron Nitride)及多晶立方氮化硼(PBCN：Polycrystalline Cubic Boron Nitride)之其一所構成。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該基板之材質係選自於由不鏽鋼、金屬材料、塑膠材料及陶瓷材料所組成之群組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該基板及該高分子材料構件之間係以一黏性層而結合為一體。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其更包括複數用以安裝至一研磨設備上之安裝孔。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該每一安裝孔係貫穿該高分子材料構件而形成一貫孔。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該每一安裝孔係凹設於該基板之第二表面處而形成一槽孔。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之複合式化學機械研磨修整器，其中，該複合式化學機械研磨修整器係由電鍍工法或硬焊工法所製得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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