两面使用的研磨修整器的制作方法

1.本实用新型涉及一种研磨工具，特别是涉及一种两面使用的研磨修整器，可广泛使用于脆硬材料如陶瓷、金属、玻璃、晶片等的加工工艺。


背景技术：

2.在半导体工艺中，晶片上不断的经过沉积、曝光、显影与蚀刻，以形成一层层的微电路；若每层微电路都凹凸不平，势必会影响层间的叠加，因此须达到相当程度的平坦化，才有办法制作出性能佳的集成电路。
3.化学机械研磨(chemical mechanical polishing，cmp)是半导体工艺中常见的平坦化技术之一，其是利用抛光垫(pad)对晶片(或其他半导体元件)接触，并视需要搭配使用研磨液，使抛光垫通过化学反应与物理机械力将晶片表面的杂质或不平坦结构移除。而当抛光垫使用一段时间后，研磨过程产生的磨屑容易积滞于抛光垫表面，造成研磨效果及效率降低，此时须利用修整器(conditioner)对抛光垫表面进行修整，使抛光垫维持在最佳的使用状态。
4.然而，在现有的修整器中，附有研磨粒的研磨单元(如研磨块)是由非工作面固接至载体，也就是说，只有一面能实际发挥作用，真正参与修整抛光垫的研磨粒很有限；这样既造成了研磨粒的浪费，也缩短了修整器的使用寿命。此外，现有的修整器因操作瑕疵或是使用损耗而导致部分的研磨单元失去修整能力时，只能将整个修整器汰换。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种两面使用的研磨修整器，其正反两面皆可用来对抛光垫进行修整，例如去除抛光垫表面所堆积的废料以维持良好的加工质量和效率。
6.为了解决上述的技术问题，本实用新型所采用的其中一技术方案是提供一种两面使用的研磨修整器，其包括一载体、多个研磨块及一结合材料。所述载体具有一上表面及与所述上表面相对的一下表面，并具有一载体中心及围绕所述载体中心呈间隔分布的多个开口结构。多个所述研磨块分别设置于多个所述开口结构内，其中每一所述研磨块具有外露于所述载体的所述上表面的一第一研磨面及外露于所述载体的所述下表面的一第二研磨面。所述结合材料填入多个所述开口结构内，以固定住多个所述研磨块。
7.在本实用新型的一实施例中，每一所述开口结构具有一镂空部及设置于所述镂空部周围的至少一承靠部。每一所述研磨块包括一研磨部及设置于所述研磨部周围的至少一翼部，所述研磨部容置于对应的所述开口结构的所述镂空部内，且所述第一研磨面与所述第二研磨面彼此相对地形成于所述研磨部上，且至少一所述翼部抵靠于对应的所述开口结构的至少一所述承靠部上。所述结合材料经配置以使每一所述研磨块的至少一所述翼部与对应的所述开口结构的至少一所述承靠部连接成一体。
8.在本实用新型的一实施例中，每一所述研磨块的至少一所述翼部被一部分的所述
结合材料固定于对应的所述开口结构的至少一所述承靠部上。
9.在本实用新型的一实施例中，每一所述研磨块的至少一所述翼部具有至少一贯穿孔，且另一部分的所述结合材料通过至少一所述贯穿孔以接触到对应的所述开口结构的至少一所述承靠部。
10.在本实用新型的一实施例中，至少一所述承靠部完全环绕所述镂空部。
11.在本实用新型的一实施例中，所述载体具有与多个所述开口结构位置互不重叠的多个第一固定孔，且多个所述第一固定孔邻近于所述载体的边缘。
12.在本实用新型的一实施例中，所述两面使用的研磨修整器还包括一安装垫片，所述安装垫片固定于所述载体的所述上表面或所述下表面上，且避开多个所述开口结构所在的位置。
13.在本实用新型的一实施例中，所述安装垫片的厚度大于所述第一研磨面相对于所述载体的所述上表面的高度，或大于所述第二研磨面相对于所述载体的所述下表面的高度。
14.在本实用新型的一实施例中，所述载体具有与多个所述开口结构位置互不重叠的多个第一固定孔，且多个所述第一固定孔邻近于所述载体的边缘。另外，所述安装垫片具有与多个所述第一固定孔位置相对应的多个第一安装孔。
15.在本实用新型的一实施例中，每一所述研磨块包含多个研磨粒，且多个所述研磨粒为多个钻石颗粒或多个立方氮化硼颗粒。
16.在本实用新型的一实施例中，每一所述研磨块包括一硬质合金主体及一被覆在所述硬质合金主体的一外表面上的研磨层。
17.本实用新型的其中一有益效果在于，凭借“多个研磨块分别设置于载体的多个开口结构内，其中每一研磨块具有外露于载体的上表面的第一研磨面及外露于载体的下表面的第二研磨面”以及“结合材料填入载体的多个开口结构内，以固定住多个研磨块”的技术特征，本实用新型的研磨修整器的正反两面皆可使用，当其中一面已钝化至失去修整能力时，只需要翻面即可改以另一面进行修整工作。又，多个研磨块是独立存在的，对不符工作需求的研磨块(如损坏的研磨块)可直接从载体上拆下进行更换，而不需更换整个修整器。
18.另外，本实用新型的两面使用的研磨修整器具有使用寿命更长、用料更少、成本更低、使用和维修更方便灵活等优点。
19.为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
20.图1为本实用新型第一实施例的研磨修整器组合的立体示意图。
21.图2为本实用新型第一实施例的研磨修整器部分分解的立体示意图。
22.图3为本实用新型第一实施例的研磨修整器的俯视示意图。
23.图4为沿图3中iv-iv剖线的其中一剖面示意图，显示烧结形式的研磨块。
24.图5为本实用新型第二实施例的研磨修整器组合的立体示意图。
25.图6为本实用新型第二实施例的研磨修整器部分分解的立体示意图。
26.图7至图10为本实用新型第一和第二实施例的研磨修整器的不同实施态样的示意图。
27.图11为沿图3中iv-iv剖线的另外一剖面示意图，显示覆膜形式的研磨块。
具体实施方式
28.以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“两面使用的研磨修整器”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
29.在没有另行定义的情况下，本文中所使用的术语具有与本领域技术人员的通常理解相同的含义。各实施例中所涉及的材料，如无特别说明则为市售或根据现有技术制得的材料。
30.第一实施例
31.参阅图1至图4所示，本实用新型第一实施例提供一种研磨修整器z，其主要包括一载体1、多个研磨块2及一结合材料3。载体1具有一上表面101及与该上表面相对的一下表面102，并具有一载体中心1c及围绕载体中心1c呈间隔分布的多个开口结构11。多个研磨块2分别设置于多个开口结构11内，其中每一研磨块2具有外露于载体1的上表面101的一第一研磨面201及外露于载体1的下表面102的一第二研磨面202。结合材料3填入多个开口结构11内，以固定住多个研磨块2。因此，本实用新型的研磨修整器z的正反两面皆可用来对抛光垫进行修整，例如移除抛光垫表面所堆积的废料，使抛光垫表面具有一定的粗糙度以维持良好的加工质量和效率。
32.进一步地说，多个研磨块2的第一研磨面201与第二研磨面202都可作为工作面，当多个研磨块2的第一研磨面201已钝化至难以修整抛光垫时，只需要将载体1翻面，即可改以多个研磨块2的第二研磨面202进行修整工作。
33.需要说明的是，虽然在本文中是以晶片抛光垫的修整为例来描述本实用新型的研磨修整器z的特点，但是本实用新型的研磨修整器z也可使用于其他修整工序中，对各种脆硬材料如陶瓷、金属、玻璃、晶片等的对象进行修整工作。
34.在本实施例中，载体1可经配置以将多个研磨块2固持于一抛光机的驱动头(图中未显示)上，使多个研磨块2在驱动头的带动下对抛光垫进行修整工作，以恢复抛光垫的表面形貌及去除抛光垫表面所堆积的废料。载体1可为一金属载体如金属圆盘，但不限于此；载体1的外径可为9厘米至50厘米，厚度可为0.2厘米至3厘米。然而，载体1的外径和厚度可因应实际应用需求而弹性地调整。在一些实施例中，载体1也可为一硬质塑料载体。
35.另外，载体1可具有多个第一固定孔1h1，而多个固定件f如螺钉或螺栓可分别穿设于多个第一固定孔1h1，以实现载体1与抛光机的驱动头之间的固定连接。进一步地说，多个第一固定孔1h1被设置为避开多个开口结构11，即多个第一固定孔1h1与多个开口结构11的
位置互不重叠，且多个第一固定孔1h1邻近于载体1的边缘。
36.可选地，载体1还可具有多个第二固定孔1h2，以适应不同厂家、不同型号的机台，或是不同构造、不同尺寸的固定件。进一步地说，多个第二固定孔1h2被设置为避开多个开口结构11及多个第一固定孔1h1，即多个第二固定孔1h2与多个开口结构11及多个第一固定孔1h1的位置互不重叠，且多个第二固定孔1h2的位置比多个第一固定孔1h1更靠近载体中心1c。
37.如图2及图4所示，为了将多个研磨块2巧妙并紧凑地结合于载体1上，载体1的每一开口结构11具有一镂空部111及设置于镂空部111周围的至少一承靠部112；每一研磨块2包括一研磨部21及设置于研磨部21周围的至少一翼部22，其中研磨部21容置于对应的开口结构11的镂空部111内，且第一研磨面201与第二研磨面202彼此相对地形成于研磨部21上，且至少一翼部22抵靠于对应的开口结构11的至少一承靠部112上。另外，结合材料3经配置以使每一研磨块2的至少一翼部22与对应的开口结构11的至少一承靠部112连接成一体。进一步地说，每一研磨块2的至少一翼部22被一部分的结合材料3固定于对应的开口结构11的至少一承靠部112上。
38.实际应用时，多个开口结构11可具有相对于载体中心1c基本上相同的方向性，且在每一开口结构11中，至少一承靠部112可完全环绕镂空部111；镂空部111可为一镂空槽，至少一承靠部112的数量可为一个且形成为环状。结合材料3可为一黏着材料如合成树脂组合物，其对载体1有很好的黏结力。然而，以上所述只是可行的实施方式而并非用以限制本实用新型。
39.如图4所示，为了使结合材料3对于多个研磨块2的固定效果更好，研磨块2的翼部22可具有至少一贯穿孔22h，而部分的结合材料3可通过至少一贯穿孔22h以接触到下方的承靠部112，产生近似于锁固的效果。
40.请配合参阅图11，在本实施例中，研磨块2可包括一硬质合金主体21a及一被覆在硬质合金主体21a的外表面上的研磨层21b。硬质合金主体21a作为研磨块2的基础，在外表面设置有高低起伏的立体图案；硬质合金可采用碳化钨、碳化硅或其他硬质金属，研磨层21b可以是钻石膜层，但本实用新型不受限于上述所举例子。
41.在一些实施例中，研磨块2可包含结合剂及研磨粒，且研磨块2的成型方法可包括热压或冷压成型步骤、烧结、镀膜步骤及精细加工步骤(即在烧结体上加工出研磨部21及翼部22的步骤)。结合剂可采用树脂、金属或陶瓷结合剂；研磨粒可采用钻石研磨粒或立方氮化硼研磨粒，其尺寸可以是微米等级或纳米等级。
42.请再配合参阅图7至图10，需要说明的是，本实用新型的研磨修整器z可通过改变多个研磨块2的数量、形状和排布方式，以对不同脆硬材料的对象进行修整工作；除此之外，也可同时改变多个研磨块2中的研磨粒的尺寸和种类。
43.第二实施例
44.参阅图5及图6所示，本实用新型第二实施例提供一种研磨修整器z，其包括载体1、多个研磨块2、结合材料3及一安装垫片4。载体1具有一上表面101及与上表面101相对的一下表面102，并具有一载体中心1c及围绕载体中心1c呈间隔分布的多个开口结构11。多个研磨块2分别设置于多个开口结构11内，其中每一研磨块2具有外露于载体1的上表面101的一第一研磨面201及外露于载体1的下表面102的一第二研磨面202。结合材料3填入多个开口
结构11内，以固定住多个研磨块2。安装垫片4可固定于载体1的上表面101或下表面102上且避开多个开口结构11所在的位置，以防止多个研磨块2的第一研磨面201或第二研磨面202受到挤压而损坏。
45.进一步地说，在晶片抛光垫的修整工序中，载体1与抛光机的驱动头(图中未显示)之间可通过安装垫片4形成固定连接，从而驱动头可带动载体1，使多个研磨块2以第一研磨面201及第二研磨面202的其中一面对抛光垫进行修整工作，且在安装垫片4的存在下，第一研磨面201及第二研磨面202的另外一面可与驱动头保持安全的距离。
46.实际应用时，安装垫片4的厚度大于第一研磨面201相对于载体1的上表面101的高度，或者大于第二研磨面202相对于载体1的下表面102的高度。另外，安装垫片4具有多个第一安装孔4h1，其数量和位置与载体1的多个第一固定孔1h1相对应。使用时，可将固定件f如螺钉或螺栓依序穿设于第一固定孔1h1与第一安装孔4h1，并锁入抛光机的驱动头。为了适应不同的固定件或机台，安装垫片4还可具有多个第二安装孔4h2，其数量和位置与载体1的多个第二固定孔1h2相对应。
47.第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。同样地，本实施例中提到的相关技术细节也可以应用在第一实施例中。
48.实施例的有益效果
49.本实用新型的其中一有益效果在于，凭借“多个研磨块分别设置于载体的多个开口结构内，其中每一研磨块具有外露于载体的上表面的第一研磨面及外露于载体的下表面的第二研磨面”以及“结合材料填入载体的多个开口结构内，以固定住多个研磨块”的技术特征，本实用新型的研磨修整器的正反两面皆可使用，当其中一面已钝化至失去修整能力时，只需要翻面即可改以另一面进行修整工作。又，多个研磨块是独立存在的，对不符工作需求的研磨块(如损坏的研磨块)可直接从载体上拆下进行更换，而不需更换整个修整器。
50.此外，本实用新型的研磨修整器可在使用时，将安装垫片固定于载体的上表面或下表面上，以防止多个研磨块的第一研磨面或第二研磨面受到挤压而损坏。
51.更进一步来说，本实用新型的研磨修整器具有使用寿命更长、用料更少、成本更低、使用和维修更方便灵活等优点。
52.以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例，并非因此局限本实用新型的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的权利要求书的保护范围内。