TW201600236A - 硏磨拋光機 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種研磨拋光機，包含一研磨台、一研磨承載件、一研磨量測件及一修整件。其中研磨量測件包含一非接觸式位移計及一接觸式位移計，非接觸式位移計於被研磨物停止被研磨時量測被研磨物，接觸式位移計於被研磨物停止研磨時量測研磨拋光墊，且接觸式位移計輸出一工作移除率。藉此，可使研磨拋光機同時具有拋光及量測功能。

Description

研磨拋光機

本發明是有關於一種研磨拋光機，特別是有關於可量測被研磨物厚度及研磨拋光墊工作移除率的研磨拋光機。

化學機械拋光為一種半導體常用之精密拋光加工法，其為利用化學蝕刻原理並結合機械研磨方式之加工方法。

化學機械拋光機的作動可分為兩部分：第一部分藉由旋轉均勻粗糙顆面之拋光墊來對被研磨物進行拋光加工，而在拋光的同時加入化學拋光液，一方面可產生被研磨物與拋光墊之間的潤滑作用，另一方面化學拋光液內之化學成分會侵蝕被研磨物表面，而可將被研磨物之表面平整化。

另一部分則是利用鑽石修整器來修整拋光墊，由於拋光墊長期使用後，其原本的粗糙顆面會逐漸消磨而平坦化且顆粒大小不均勻，故必須利用鑽石修整器對拋光墊重新修整，藉此維持穩定的拋光墊表面狀態。

然而，研磨拋光後之被研磨物必須移至其他量測機台進行後續量測，同時未達到正確拋光狀態之被研磨物又得重新固定於化學機械拋光機，如此無法於化學機械拋光機上 直接進行量測的缺點，造成製程步驟的繁雜，且延長製程的時間。

因此，為求解決前述研磨機無法於研磨時同時量測被研磨物的缺點。發明人積極投入時間並竭盡心思，完成一種研磨拋光機。

本發明的目的在於提供一種可量測被研磨物厚度之研磨拋光機，而不需花費時間將被研磨物由研磨拋光機移至另一量測機台。

因此，本發明之一實施方式是在提供一種研磨拋光機，一種研磨拋光機，包含一研磨台、一研磨承載件、一研磨量測件及一修整件。研磨台上設有一研磨拋光墊，用以研磨一被研磨物。研磨承載件可雙軸移動地設於研磨台上，研磨承載件用以固定被研磨物。研磨量測件相對研磨承載件可單軸移動地設於研磨台上，研磨量測件包含一非接觸式位移計及一接觸式位移計，非接觸式位移計用以於被研磨物停止研磨時量測被研磨物之一厚度，接觸式位移計於被研磨物停止研磨時量測研磨拋光墊之一工作移除率。修整件設於研磨台上且連接接觸式位移計，修整件依據工作移除率對研磨拋光墊進行補償修整。

依據一實施例，上述非接觸式位移計可為一雷射量測計。雷射量測計包含一雷射二極體及一光感測器，雷射二極體用以發出一雷射光至該被研磨物，光感測器用以感測雷射光至被研磨物之一散射光且推估被研磨物之厚度。研磨承載件係可真空固定或貼合固定被研磨物。研磨拋光機更可包 含一高壓噴射件，其於修整件修整研磨拋光墊時噴射一高壓水流。

本發明之另一實施方式是在提供一種如前述研磨拋光機之控制方法，其步驟包含：於被研磨物停止被研磨時，利用非接觸式位移計量測被研磨物。以及利用接觸式位移計量測研磨拋光墊並輸出工作移除率至修整件。

藉此，本發明之研磨拋光機其利用額外設置之非接觸式位移計，使原本只具有單一研磨拋光功能之研磨拋光機同時具有量測之功能，藉此提高研磨拋光時之工作效率。此外，修整器可根據接觸式位移計所回饋之工作移除率對研磨拋光墊進行補償修整。

100‧‧‧研磨拋光機

110‧‧‧研磨台

120‧‧‧研磨承載件

130‧‧‧研磨量測件

131‧‧‧雷射量測計

131A‧‧‧雷射二極體

131B‧‧‧光感測器

132‧‧‧接觸式位移計

140‧‧‧修整件

210、220‧‧‧步驟

M‧‧‧被研磨物

t‧‧‧厚度

R‧‧‧工作移除率

第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的研磨拋光機之立體示意圖。

第2圖係繪示依照第1圖中雷射量測計及接觸式位移計之放大示意圖。

第3圖係繪示依照第2圖中雷射量測計之方塊示意圖。

第4圖係繪示依照第1圖之研磨拋光機作動之立體示意圖。

第5圖係繪示依照第4圖中研磨拋光機作動之側面示意圖。

第6圖係繪示依照本發明之另一實施方式的研磨拋光機之控制方法流程圖。

請參照第1圖及第2圖，其中第1圖係繪示依照本 發明之一實施方式的研磨拋光機之立體示意圖，第2圖係繪示依照第1圖中非接觸式位移計及接觸式位移計之放大示意圖。研磨拋光機100包含一研磨台110、一研磨承載件120、一研磨量測件130及一修整件140。

研磨台110上可設有一研磨拋光墊111，用以研磨一被研磨物M。

研磨承載件120可雙軸移動地設於研磨台110上，研磨承載件120用以固定被研磨物M。研磨承載件120係可採真空固定或貼合固定被研磨物M，在此並不多加限制。研磨承載件120可進行X軸及Z軸方向之移動，當需固定一被研磨物M時，研磨承載件120可於X軸移動至研磨台110角落位置並於Z軸移動往上，方便使用者裝設固定被研磨物M。而完成固定被研磨物M時，再將研磨承載件120沿X軸移動至研磨拋光墊111上方，藉此研磨承載件120可再進行Z軸移動往下，並藉由旋轉研磨拋光墊111對被研磨物M進行拋光研磨。

請一併參照第3圖，研磨量測件130相對研磨承載件120可於X軸移動地設於研磨台110上，研磨量測件130包含一非接觸式位移計及一接觸式位移計132。在一例中，非接觸式位移計為雷射量測計131及一接觸式位移計132。雷射量測計131於被研磨物M停止被研磨時量測被研磨物M之一厚度t。雷射量測計131包含一雷射二極體131A及一光感測器131B，雷射二極體131A用以發出雷射光至被研磨物M，光感測器131B用以感測雷射光發射至被研磨物M後之散射光且推估被研磨物M之厚度t。接觸式位移計132於被研磨物M停止被研磨時量測研磨拋光墊111，且接觸式 位移計132輸出一工作移除率R。

修整件140設於研磨台110上且連接接觸式位移計132，修整件140依據工作移除率R對研磨拋光墊111進行補償修整。

請參照第4圖及第5圖，其中第4圖係繪示依照第1圖之研磨拋光機作動之立體示意圖，第5圖係繪示依照第4圖之研磨拋光機作動之側面示意圖。如第4圖及第5圖所繪示，當研磨拋光機100對被研磨物M研磨拋光一段時間後，將研磨承載件120於Z軸方向往上移動，且將研磨量測件130於X軸移動至研磨承載件120正下方，同時將雷射量測計131對準被研磨物M。如此一來，即可利用雷射量測計131量測被研磨物M之厚度，同時接觸式位移計132量測研磨拋光墊111並回饋研磨拋光墊111之工作移除率至修整件140，讓修整件140對研磨拋光墊111進行修整。

此外，研磨拋光機100更可包含一高壓噴射件(未圖示)，其於修整件140修整研磨拋光墊111時可噴射一高壓水流，可將研磨拋光墊111上之化學拋光液移除掉。

請參照第6圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式的一種研磨拋光機之控制方法流程圖，控制方法包含：步驟210，於被研磨物M停止被研磨時，利用雷射量測計131量測被研磨物M之厚度t。以及步驟220，利用接觸式位移計132量測研磨拋光墊111並輸出工作移除率R至修整件140。

藉由前述實施方式，可得知本發明之研磨拋光機具有以下優點：

1.利用額外設置之接觸式位移計及非接觸式位移 計，使原本只具有單一研磨拋光功能之研磨拋光機同時具有量測之功能，藉此提高研磨拋光時之工作效率。

2.修整器可根據接觸式位移計所回饋研磨拋光墊之工作移除率對研磨拋光墊同步進行補償修整。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧研磨拋光機

110‧‧‧研磨台

111‧‧‧研磨拋光墊

120‧‧‧研磨承載件

130‧‧‧研磨量測件

140‧‧‧修整件

M‧‧‧被研磨物

Claims (7)

1. 一種研磨拋光機，包含：一研磨台，其上設有一研磨拋光墊，用以研磨一被研磨物；一研磨承載件，其可雙軸移動地設於該研磨台上，該研磨承載件用以固定該被研磨物；一研磨量測件，其相對該研磨承載件可單軸移動地設於該研磨台上，該研磨量測件包含：一非接觸式位移計，用以於該被研磨物停止研磨時量測該被研磨物之一厚度；及一接觸式位移計，於該被研磨物停止研磨時量測該研磨拋光墊之一工作移除率；以及一修整件，設於該研磨台上且連接該接觸式位移計，該修整件依據該工作移除率對該研磨拋光墊進行補償修整。
2. 如請求項1之研磨拋光機，其中該非接觸式位移計為一雷射量測計。
3. 如請求項2之研磨拋光機，其中該雷射量測計包含：一雷射二極體，用以發出一雷射光至該被研磨物；及一光感測器，用以感測該雷射光至該被研磨物之一散射光且推估該被研磨物之該厚度。
4. 如請求項1之研磨拋光機，其中該研磨承載件以真 空固定該被研磨物。
5. 如請求項1之研磨拋光機，更包含一高壓噴射件，其於該修整件修整該研磨拋光墊時噴射一高壓水流。
6. 如請求項1之研磨拋光機，其中該研磨承載件係貼合固定該被研磨物。
7. 一種如請求項1之研磨拋光機之控制方法，包含：該被研磨物停止研磨時，利用該非接觸式位移計量測該被研磨物之該厚度；以及利用該接觸式位移計量測該研磨拋光墊之該工作移除率並輸出至該修整件。