CN110549242B - 全向整合式调节装置 - Google Patents

Abstract

一种全向整合式调节装置，包含产品夹持座、调节器及至少一方向调整器。产品夹持座包括用于承载产品的承载面、及围绕承载面的外围面。方向调整器设置于产品夹持座与调节器之间，并包括带动件、连接带动件的连接件、及连接产品夹持座的固定部。通过让方向调整器连接该产品夹持座与该调节器，从而让抛光产品与调节排除杂质同时进行，除了能快速调整研磨及调节方向，还能使移除杂质的方向永远朝远离产品的方向。

Description

全向整合式调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于研磨制程中的装置，特别是涉及一种用于研磨或抛光制程中的全向整合式调节装置。

背景技术

对于需要进行平面研磨的产品而言，其产品在进行研磨或抛光的过程中，常遇到如何更有效率地处理研磨或抛光过程所产生的杂质，以现有半导体领域中的化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)制程为例，其晶圆夹持座与调节器为分开设置的元件，因此，对晶圆的抛光及使用调节器去除抛光产生的杂质无法同时进行，进而降低了整体的循环流程。

此外，在研磨过程中，研磨晶圆的转向会视需求而改变，并没有固定的方向，而现有装置不仅无法快速调整调节器的调节方向，且调节器移除的杂质并无法一直朝向远离晶圆方向移动，当杂质累积在研磨台上时，容易造成晶圆的刮伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全向整合式调节装置。

本发明的全向整合式调节装置，适用于化学机械研磨或抛光制程中，所述全向整合式调节装置能进行转动以研磨产品，并包含：产品夹持座、调节器、及至少一方向调整器。

所述产品夹持座包括用于夹持所述产品的承载面、及围绕连接所述承载面的外围面；所述调节器围绕所述产品夹持座的所述外围面设置；所述至少一方向调整器设置于所述产品夹持座与所述调节器之间，并包括连接所述产品夹持座的所述外围面与所述调节器的带动件、连接所述带动件且与所述带动件连动的连接件、及与所述产品夹持座相连接的固定部，所述连接件能在与所述固定部接触的接触位置和没有与所述固定部接触的非接触位置之间移动，当在所述接触位置时，所述调节器与所述产品夹持座的转向相同，当在所述非接触位置时，所述调节器与所述产品夹持座的转向相反。

本发明的全向整合式调节装置，所述连接件具有可滑动地卡固于所述固定部的滑动部，当在所述接触位置时，所述滑动部卡固于所述固定部，在所述非接触位置时，所述滑动部远离所述固定部。

本发明的全向整合式调节装置，所述至少一方向调整器还包括由所述产品夹持座延伸并于高度方向与所述带动件相间隔的辅助支撑件，所述连接件连接所述带动件与所述辅助支撑件，并让所述滑动部可滑动地设置于所述辅助支撑件上，所述固定部设置于所述辅助支撑件上。

本发明的全向整合式调节装置，所述带动件为齿轮，所述滑动部为具有能卡固所述固定部的缺口的滑动止块。

本发明的全向整合式调节装置，所述调节器包括与所述承载面同向的底面、相反所述底面的顶面、及多个贯穿所述底面与所述顶面且沿径向延伸的穿槽。

本发明的全向整合式调节装置，所述调节器包括与所述承载面同向的底面、相反所述底面的顶面、围绕所述承载面而形成于所述底面的沟槽、及多个形成于所述沟槽而贯穿所述底面与所述顶面的孔洞。

本发明的全向整合式调节装置，适用于设置在具有排出孔的研磨台上，所述研磨台上的杂质能由所述排出孔排出。

本发明的有益效果在于：通过让方向调整器连接该产品夹持座与该调节器，使得该调节器围绕该产品夹持座而将两者设置在一起，从而让抛光产品与调节排除杂质同时进行，并通过该方向调整器的带动件与该固定部的配合，使两者能彼此同向转动或反向转动，除了能快速调整研磨及调节方向，还能使移除杂质的方向永远朝远离产品的方向。

附图说明

图1是一立体示意图，说明本发明全向整合式调节装置的第一实施例；

图2是一局部放大示意图，说明该第一实施例的一连接件与一固定部在一接触位置的态样；

图3是一俯视示意图，说明该第一实施例的一产品夹持座与一调节器彼此的作动态样；

图4是一局部放大示意图，说明该第一实施例的该连接件与该固定部在一非接触位置的态样；

图5是一俯视示意图，说明该第一实施例的该产品夹持座与该调节器彼此的另一作动态样；

图6是一俯视示意图，说明该第一实施例与一研磨台同向往逆时针方向旋转时，其杂质移除方向；

图7是一俯视示意图，说明该第一实施例与该研磨台分别反向往顺时针方向及往逆时针方向旋转时，其杂质移除方向；

图8是一俯视示意图，说明该第一实施例与该研磨台分别反向往逆时针方向及往顺时针方向旋转时，其杂质移除方向；

图9是一俯视示意图，说明该第一实施例与一研磨台同向往顺时针方向旋转时，其杂质移除方向；

图10是一立体示意图，说明本发明全向整合式调节装置的第二实施例；

图11是一立体示意图，说明本发明全向整合式调节装置的第三实施例；及

图12是一俯视示意图，说明本发明全向整合式调节装置适用于设置在一具有一排出孔的研磨台上。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，本发明全向整合式调节装置的一第一实施例，能通过让全向整合式调节装置进行转动以研磨一产品(图未示)。该全向整合式调整装置包含一产品夹持座2、一调节器(conditioner)3及三个设置于该产品夹持座2与该调节器3之间的方向调整器4。要说明的是，该第一实施例的全向式调节装置适用于对任何需要进行平面研磨的产品进行应用，于本实施例中，以将全向整合式调节装置应用于半导体制程中的化学机械研磨(CMP)或抛光制程为例做说明，而该产品则以一晶圆为例，该产品夹持座2以一晶圆承载座(wafercarrier)为例做说明。此外，所述方向调整器4的数量没有特别限制，可以视情况而仅设置一个方向调整器4，或设置两个以上的方向调整器4，于本实施例中，以设置三个方向调整器4为例做说明。

具体地说，该产品夹持座2包括一用于承载晶圆的承载面21、及一围绕连接该承载面21的外围面22，并通过该产品夹持座2的动力来旋转该产品以利研磨或抛光。该调节器3围绕该外围面22设置。

每一个该方向调整器4包括一连接该产品夹持座2的该外围面22与该调节器3的带动件41、一与该带动件41相间隔地连接该产品夹持座2的辅助支撑件42、一连接该带动件41与该辅助支撑件42且能与该带动件41连动的连接件43、及一设置于该辅助支撑件42上的固定部44，该连接件43具有可滑动地卡固于该固定部44的滑动部431；其中，该连接件43的该滑动部431能在与固定部44接触的一接触位置和没有与固定部44接触的一非接触位置之间移动，当在该接触位置时，该调节器3与该产品夹持座2的转向相同，当在该非接触位置时，该调节器3与该产品夹持座2的转向相反。要说明的是，于本实施例中，该方向调整器4通过该滑动部431可滑动地卡固于该固定部44，使得该连接件43能与该固定部44固定，并用于控制该调节器3与该产品夹持座2彼此的转向为例做说明，但不以此为限，也可以通过其他例如直接卡固等方式，只要能使该连接件43与该固定部44分离或固定便可。

详细地说，该连接件43由该带动件41往该辅助支撑件42延伸，并让该滑动部431凸伸地设置于该辅助支撑件42的表面，并具有一能卡固该固定部44的缺口400。适用于本实施例中的该带动件41能以齿轮为例做说明，当该带动件41以齿轮为例时，该调节器3的内周缘则具有配合齿轮的结构，而该滑动部431则以可滑动的滑动止块为例做说明，要说明的是，图1的该带动件41及该调节器3的内周缘仅以圆滑为示意说明，并不以此为限，本领域技术人员均可知，当变更该带动件41态样时，彼此相连接的元件也会一并变更相关结构。

参阅图2与图3，该全向整合式调节装置适用于设置在一研磨台(polishingtable)6上，并将晶圆设置在该产品夹持座2与该研磨台6之间，以对晶圆进行研磨抛光，当该滑动部431卡固于该固定部44而位于该接触位置时，该调节器3与该产品夹持座2彼此连动而对晶圆进行研磨抛光，并同时产生许多杂质。

参阅图4与图5，当该滑动部431远离该固定部44而没有与该固定部44接触而位于该非接触位置时，该调节器3与该产品夹持座2则能彼此反向转动，进而更快速的移除对晶圆研磨抛光时产生的杂质。举例来说，若该产品夹持座2以顺(逆)时针方向旋转时，则该调节器3则以逆(顺)时针方向旋转，此时，可通过让该调节器3与该产品夹持座2两者反向作动的关系，使得杂质永远朝向离开晶圆的方向排除，以避免杂质累积进而造成对晶圆的刮伤。此处要特别说明的是，图3与图5的该产品夹持座2分别以逆时针及顺时针方向转动，而该研磨台6与该调节器3则统一以逆时针方向为例而用于说明该调节器3可与该产品夹持座2同向或反向作动，但并不以此为限，本领域技术人员均可由本发明所揭示而得知，其该研磨台6与该调节器3也可为顺时针方向旋转。

配合参阅图6至图9，详细地来说，图6与图9分别以该研磨台6与该全向整合式调节装置可为彼此或相对顺时针方向旋转或逆时针方向旋转的四种态样，并分别标示出杂质移除方向D。更详细地说，由图6至图9可知，无论是当该研磨台6与该全向整合式调节装置彼此同向转动时，或两者彼此反向转动时，其杂质移除方向D永远是朝向离开全向整合式调节装置的方向(也就是朝向离开晶圆方向)排除。

参阅图10，本发明全向整合式调节装置的一第二实施例，其结构大致相同与该第一实施例，其不同处在于，该调节器3的结构。具体地说，该调节器3包括一与该产品夹持座2的该承载面21同向的底面31、一相反该底面31的顶面32、及多个贯穿该底面31与该顶面32且沿该产品夹持座2的一径向延伸的穿槽33。该第二实施例通过设置所述穿槽33，当该调节器3对研磨抛光晶圆产生的杂质进行调节排除时，该些杂质不会一直被压在该调节器3下面，而可以让该些杂质通过所述穿槽33间因离心力被抛出，进一步增强移除效果。也就是说，当该第二实施例的该全向整合式调节装置应用于该研磨台6(见图6)上时，其研磨台6与该全向整合式调节装置彼此作动的态样也同样地适用如图6至图9所示，其杂质移除方向D也是永远朝向离开该全向整合式调节装置的方向(也就是朝向离开晶圆方向)排除。

参阅图11，本发明全向整合式调节装置的一第三实施例，其结构大致相同与该第二实施例，其不同处在于，该调节器3的结构。具体地说，该第三实施例的该调节器3没有如该第二实施例的所述穿槽33，而是在该调节器3的该底面31形成一围绕该产品夹持座2的该承载面21的沟槽34、及多个形成于该沟槽34而贯穿该底面31与该顶面32(见图10)的孔洞35。具体地说，该第三实施例在该调节器3的底面31形成该沟槽34及所述孔洞35的结构，能搭配一吸收设备(图未示)进行排除该些杂质，或引入流体以协助更有效清除杂质并梳理该调节器3。详细地说，该吸收设备能由该调节器3的顶面32连接该些孔洞35，当研磨抛光晶圆产生杂质时，能通过该吸收设备将经过该些孔洞35的杂质吸起，以增加杂质的移除效果。更佳地，还能在该底面31形成多个位于该沟槽34两侧的微结构350，所述微结构350可为由钻石或其他材质构成，能重新整理该调节器3的该底面31的绒毛(图未示)，使其保持一定的抛光效果。此处要说明的是，该第三实施例的该全向整合式调节装置除了能搭配该吸收设备进行排除该些杂质外，也同样在应用于研磨台6(见图6)时，其彼此同向或反向作动时，使杂质也会如图6至图9所示的杂质移除方向D移动，也就是朝向离开该全向整合式调节装置的方向(也就是朝向离开晶圆方向)排除。

参阅图12，本发明前述该些实施例的全向整合式调节装置也可以搭配设置在具有一排出孔60的该研磨台6上。当该调节器3将该些杂质排出后，则可通过该排出孔60搜集或排出，而不会累积在该研磨台6的表面上影响晶圆的研磨抛光。

综上所述，本发明全向整合式调节装置，本发明全向整合式调节装置，通过该方向调整器4将该产品夹持座2与该调节器3彼此连接，从而让抛光的产品(本发明是以晶圆为例作说明)与调节排除杂质能同时进行，并通过该带动件41、该滑动部431及该固定部44的配合，使该产品夹持座2与该调节器3两者能彼此连动或反向作动，除了能快速调整研磨及调节方向，还能使移除杂质的方向永远朝远离晶圆的方向；此外，还可进一步在该调节器3的该底面31设置如穿槽33或沟槽34与孔洞35来增进排除杂质的效能；更可以配合具有排出孔60的研磨台6来将杂质由该排出孔60排出，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (7)

1.一种全向整合式调节装置，适用于化学机械研磨或抛光制程中，所述全向整合式调节装置能进行转动以研磨产品，并包含：产品夹持座、调节器及至少一方向调整器，其特征在于，所述产品夹持座包括用于夹持所述产品的承载面、及围绕连接所述承载面的外围面；所述调节器围绕所述产品夹持座的所述外围面设置；所述至少一方向调整器设置于所述产品夹持座与所述调节器之间，并包括连接所述产品夹持座的所述外围面与所述调节器的带动件、连接所述带动件且与所述带动件连动的连接件、及与所述产品夹持座相连接的固定部，所述连接件能在与所述固定部接触的接触位置和没有与所述固定部接触的非接触位置之间移动，当在所述接触位置时，所述调节器与所述产品夹持座的转向相同，当在所述非接触位置时，所述调节器与所述产品夹持座的转向相反。

2.根据权利要求1所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述连接件具有能滑动地卡固于所述固定部的滑动部，当在所述接触位置时，所述滑动部卡固于所述固定部，在所述非接触位置时，所述滑动部远离所述固定部。

3.根据权利要求2所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述至少一方向调整器还包括由所述产品夹持座延伸并于高度方向与所述带动件相间隔的辅助支撑件，所述连接件连接所述带动件与所述辅助支撑件，并让所述滑动部能滑动地设置于所述辅助支撑件上，所述固定部设置于所述辅助支撑件上。

4.根据权利要求3所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述带动件为齿轮，所述滑动部为具有能卡固所述固定部的缺口的滑动止块。

5.根据权利要求1所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述调节器包括与所述承载面同向的底面、相反所述底面的顶面、及多个贯穿所述底面与所述顶面且沿径向延伸的穿槽。

6.根据权利要求1所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述调节器包括与所述承载面同向的底面、相反所述底面的顶面、围绕所述承载面而形成于所述底面的沟槽、及多个形成于所述沟槽而贯穿所述底面与所述顶面的孔洞。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的全向整合式调节装置，其特征在于，所述全向整合式调节装置适用于设置在具有排出孔的研磨台上，所述研磨台上的杂质能由所述排出孔排出。

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