导引环结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种导引环结构，包括一斜面及多个圆弧沟渠，当进行化学机械研磨制程时，导引环结构的旋转方向顺向于圆弧沟渠的弯曲方向并相对于研磨盘旋转方向，研磨液能累积于斜面处，将研磨液经由圆弧沟渠送入晶圆的研磨面，使研磨液均匀与晶圆的研磨面接触，提高晶圆的研磨面的平整度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种研磨晶圆的导引环结构，特别是一种可增加 研磨晶圆平整度的导引环结构。
技术介绍
图1为现有应用于化学机械研磨(CMP)制程的导引环结构，当晶圆 (wafer)10研磨时，研磨盘(Turn table)20贴上研磨布(Pad)(图中未示)以 箭头A方向(逆时针)旋转；而研磨头(T叩ring)30端部固设一导引环结 构40，并将晶圆10固定于研磨盘20上；此时，研磨头30产生下压力 (Down force)以箭头B方向(顺时针)旋转。为了达到最好的平整度 (Uniformity),研磨头30中心产生背压(Backside pressure),不停地向下 吹气，将晶圆10平均推出导引环40，紧密地贴合研磨布做研磨的动作。 当紧密贴合后，导引环结构40为了释放向下的背压，研磨液(Slurry) 被挤出研磨头30，造成研磨液无法均匀研磨晶圆10的背面，使得晶圆 10的平整度无法有效地改善，半导体业者为了提高良率，唯有增加研 磨液的流量，但因此生产成本亦随之提高。再者，如图2A、图2B及图3所示为另一现有导引环结构的立体 图、部份放大立体图及沿着线段AA'的剖视图。导引环结构50分别由 塑料环52及金属环54组装而成，其中塑料环52设置多个沟渠56，以 使研磨过程中，喷射的多余水份能顺利排出。但上述的导引环结构仍 无法有效解决因背压的因素而均匀研磨晶圆的背面的问题；再者，金 属环虽能增加塑料环的刚性，使塑料环不易产生变型；然而，金属环 与塑料环于制作及装配时，其制作及装配精度需要精密地控制，以避 免装配公差增加，故制作导引环结构的过程不但复杂且制作成本高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术目的之一是提出一种研磨晶圆的 导引环结构，其导引环结构与研磨布的接触面形成一斜面及多个圆弧沟渠，于化学机械研磨制程时，导引环结构的旋转方向顺向于圆弧沟 渠的弯曲方向，而相对于研磨盘旋转方向，其研磨液能累积于斜面处 并利用旋转力将研磨液经由圆弧沟渠送入晶圆的研磨面，以改善晶圆 因背压的不平均产生平整度不佳的问题。本技术的另一目的是提出一种研磨晶圆的导引环结构，其导 引环结构的多个圆弧沟渠依据不同的晶圆尺寸，配合相对应的深宽比 圆弧沟渠，以将适当数量的研磨液经由圆弧沟渠进入晶圆的研磨面， 以减少研磨液的消耗量。本技术的又一目的是提出一种研磨晶圆的导引环结构，其导 引环的多个圆弧沟渠及斜面能提升产品的良率，縮短研磨时间有助于 产量的增加。本技术的又一目的是提出一种研磨晶圆的导引环结构，经由 注塑成型的方式制作而成，得到具有高精度一体成型的结构，有效降 低制作成本。为了达到上述目的，本技术的一实施例提供一种导引环结构， 为环形中空状固设于一研磨头端部，该导引环结构容纳一晶圆并设置 于一研磨盘上，其中，该导引环结构于一顶面形成一斜面及多个圆弧 沟渠，该导引环结构的旋转方向顺向于该些圆弧沟渠的弯曲方向，而 相对于该研磨盘旋转方向，以于研磨旋转时，研磨液能累积于该斜面 处，将其研磨液经由该些圆弧沟渠进入该晶圆的一研磨面。本技术的有益技术效果在于，本技术的导引环结构能将 研磨液累积于斜面处，当进行化学机械研磨时，导引环结构的旋转方5向顺向于圆弧沟渠的弯曲方向，而相对于研磨盘旋转方向，因此旋转 力可将研磨液经由圆弧沟渠送入晶圆的研磨面，以减少研磨液的使用 量；又，导引环结构的多个圆弧沟渠依据不同的晶圆尺寸，配合相对 应的深宽比圆弧沟渠，以将适当数量的研磨液经由圆弧沟渠送入晶圆 的研磨面，使研磨液平均分布于晶圆的研磨面；另，导引环结构可经 由注塑成型的方式制作而成，得到具有高精度一体成型的结构，有效 降低制作成本。附图说明图1为现有应用于化学机械研磨(CMP)制程的导引环结构；图2A所示为现有导引环结构的立体图2B所示为现有导引环结构的部份放大立体图3所示为现有导引环结构的剖视图4A所示为依据本技术一实施例导引环结构的立体图4B所示为依据本技术一实施例导引环结构的部份放大立体图5为本技术的导引环结构的剖视图依据图4A的立体图； 图6A所示为依据本技术的导引环结构应用于研磨装置俯视图6B所示为依据本技术的导引环结构应用于研磨装置的部 份剖视图。图中符号说明1020、 200 3040、 50、 100 52 54 56晶圆研磨盘研磨头导引环结构塑料环金属环沟渠110顶面120斜面130圆弧沟渠140底面150螺孔300晶圆1A研磨面A、 B、 C、 D旋转方向AA'剖线具体实施方式图4A及图4B所示为依据本技术一实施例导引环结构的立体 图及部份放大立体图。于本实施例中，导引环结构呈环体中空状并为 一体成型的结构，其中导引环结构100的顶面110形成一斜面120及 多个圆弧沟渠130，而斜面120由导引环结构100的顶面110斜向至导 引环结构100的外缘；再者，圆弧沟渠130呈弯曲状，并等距离地间 隔分布于导引环结构100的顶面；请参阅图5为导引环结构的剖视图 依据图4A的立体图，导引环结构100的底面140形成多个螺孔150以 便与研磨头(图中未示)结合。接续上述，请同时续阅图6A及图6B所示为依据本技术的导 引环结构应用于研磨装置上视及剖视示意图，将本技术的导引环 结构100设置于研磨盘200内，导引环结构100的旋转方向顺向于圆 弧沟渠130的弯曲方向而相对于研磨盘200旋转方向；换言之，当进 行化学机械研磨时，其导引环结构100向箭头C方向旋转，而研磨盘 200向箭头D方向旋转，以于研磨旋转时，研磨液能聚积于斜面，利用 旋转力将其研磨液沿着圆弧沟渠130进入晶圆300的一研磨面1A，使 研磨液与晶圆300的研磨面1A均匀接触，提高晶圆300的研磨面1A 的平整度。因此，当背压产生时，晶圆300的研磨面1A能克服因研磨 液的流失造成平整度不佳的问题。于一较佳的实施例中，不同的晶圆尺寸使用特定深宽比圆弧沟渠， 以将适当数量的研磨液经由圆弧沟渠进入晶圆的研磨面，以改善晶圆的研磨面平整度，例如，具有深宽比为2:1的圆弧沟渠适用于8吋的晶 圆；再者，研磨晶圆的导引环结构，为塑料材质经由注塑成型的方式 制作而成，得到具有高精度一体成型的结构，有效降低制作成本。再者，导引环结构可利用拋光处理，将斜面处理为光滑的表面； 较佳的，为了达到最佳的研磨液聚积于斜面处，其斜面与水平形成的 夹角，其角度范围由3度至45度之间；导引环结构的内径尺寸大于晶 圆的尺寸。综合上述，本技术的导引环结构能将研磨液累积于斜面处， 当进行化学机械研磨时，导引环结构的旋转方向顺向于圆弧沟渠的弯 曲方向，而相对于研磨盘旋转方向，因此旋转力可将研磨液经由圆弧 沟渠送入晶圆的研磨面，以减少研磨液的使用量；又，导引环结构的 多个圆弧沟渠依据不同的晶圆尺寸，配合相对应的深宽比圆弧沟渠， 以将适当数量的研磨液经由圆弧沟渠送入晶圆的研磨面，使研磨液平 均分布于晶圆的研磨面；另，导引环结构可经由注塑成型的方式制作 而成，得到具有高精度一体成型的结构，有效降低制作成本。以上所述的实施例仅为说明本技术的技术思想及特点，其目 的在使本领域技术人员能够了解本技术的内容并据以实施，当不 能以之限定本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导引环结构，为环形中空状固设于一研磨头端部，该导引环结构容纳一晶圆并设置于一研磨盘上，其特征在于：　　　　该导引环结构于一顶面形成一斜面及多个圆弧沟渠，该导引环结构的旋转方向顺向于该些圆弧沟渠的弯曲方向，而相对于该研磨盘旋转方向，以于研磨旋转时，研磨液能累积于该斜面处，将其研磨液经由该些圆弧沟渠进入该晶圆的一研磨面。

【技术特征摘要】
1.一种导引环结构，为环形中空状固设于一研磨头端部，该导引环结构容纳一晶圆并设置于一研磨盘上，其特征在于该导引环结构于一顶面形成一斜面及多个圆弧沟渠，该导引环结构的旋转方向顺向于该些圆弧沟渠的弯曲方向，而相对于该研磨盘旋转方向，以于研磨旋转时，研磨液能累积于该斜面处，将其研磨液经由该些圆弧沟渠进入该晶圆的一研磨面。2. 如权利要求l所述的导引环结构，其特征在于，该些圆弧沟渠的宽深的比例为2:1。3. 如权利要求l所述的导引环结构，其特征在于，该导引环结构 的材质为一塑料材质。4. 如权利要求l所述的导引环结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏荣志，
申请(专利权)人：魏荣志，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]