TW202237335A - 研磨裝置 - Google Patents

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守屋宗幸
鈴木孝雅
井上雄貴
韓在光
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]一邊抑制保持面的高度均勻性降低,一邊將附著於保持面的外周部之漿料去除。[解決手段]提供一種研磨裝置,其具備:卡盤台,其具有能吸引保持晶圓之保持面;旋轉機構,其使卡盤台繞著預定的旋轉軸旋轉;研磨單元,其具有主軸,且在主軸的下端部裝設用於將被保持面吸引保持之晶圓進行研磨之研磨墊;漿料供給單元,其對被保持面吸引保持之晶圓及研磨墊中至少一者供給漿料;以及清洗單元,其將保持面進行清洗,其中,清洗單元具有:清洗磨石,其與保持面接觸,且用於將附著於保持面之漿料去除;以及定位單元,其將清洗磨石定位於清洗磨石與保持面接觸之清洗位置及清洗磨石從保持面離開之撤離位置,並且,清洗磨石的硬度低於保持面的硬度。

Description

研磨裝置
本發明係關於一種將晶圓進行研磨之研磨裝置。
在從矽等半導體製的晶圓製造半導體元件之步驟中,在將晶圓的一面加工成大致平坦之際,廣泛採用化學機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)(例如,參閱專利文獻1)。
晶圓的化學機械研磨通常係使用研磨裝置而進行。研磨裝置具備圓板狀的卡盤台,所述卡盤台包含吸引保持晶圓之保持面。在卡盤台的下部設有馬達等旋轉驅動源,若使旋轉驅動源動作,則卡盤台會繞著預定的旋轉軸進行旋轉。
在卡盤台的上方配置有研磨單元。研磨單元具備主軸。在主軸的下端部,透過圓板狀的安裝件而裝設有圓板狀的研磨墊。主軸形成有漿料供給路徑,且在安裝件及研磨墊的各中央部,以與漿料供給路徑重疊之方式形成有貫通孔。
在將晶圓進行研磨之際,首先,在以卡盤台吸引保持晶圓的另一面側之狀態下,使晶圓的一面於上方露出。然後,使卡盤台及主軸往預定的方向旋轉,且一邊對研磨墊供給漿料一邊使研磨墊與晶圓的一面接觸。供給至晶圓之漿料係藉由離心力而到達保持面的外周部。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-206881號公報
[發明所欲解決的課題] 由於漿料附著於保持面的外周部,而在保持面的外周部產生高度不均。藉此,在研磨下一片晶圓之際,會有晶圓的外周部之平坦度降低之問題。
利用壓縮空氣而被微粒化之清洗水所進行的清洗(所謂雙流體清洗)難以去除附著於保持面的外周部之漿料。因此,考慮使用由氧化鋁等所形成之整平石(levelling stone)將漿料去除。
但是,整平石通常具有保持面的硬度以上的硬度,因此若使用整平石,則不僅會去除漿料,保持面也會被研磨。因此,有保持面的高度均勻性降低之問題。
本發明係鑒於所述問題點而完成,其目的在於一邊抑制保持面的高度均勻性降低,一邊將附著於保持面的外周部之漿料去除。
[解決課題的技術手段] 根據本發明的一態樣,提供一種研磨裝置,其具備:卡盤台,其具有能吸引保持晶圓之保持面;旋轉機構,其使該卡盤台繞著預定的旋轉軸旋轉;研磨單元,其具有主軸,且在該主軸的下端部裝設用於將被該保持面吸引保持之該晶圓進行研磨之研磨墊;漿料供給單元,其對被該保持面吸引保持之該晶圓及該研磨墊中至少一者供給漿料;以及清洗單元,其將該保持面進行清洗,其中,該清洗單元具有:清洗磨石,其與該保持面接觸,且用於將附著於該保持面之該漿料去除;以及定位單元,其將該清洗磨石定位於該清洗磨石與該保持面接觸之清洗位置及該清洗磨石從該保持面離開之撤離位置,並且,該清洗磨石的硬度低於該保持面的硬度。
較佳為,該定位單元包含用於將該清洗磨石往該保持面推壓之彈性構件。並且,較佳為,在清洗該保持面時,該定位單元將該清洗磨石定位於該清洗位置,使該清洗磨石與該保持面的外周部的一部分接觸。
較佳為,該保持面係由陶瓷所構成,該清洗磨石的該硬度為維氏硬度680HV以下。並且,較佳為,該清洗磨石係具有磨粒與固定該磨粒之結合材料之PVA磨石。並且,較佳為,該清洗磨石包含二氧化鈰製的該磨粒。
[發明功效] 本發明的一態樣之研磨裝置具備清洗單元。清洗單元具有:清洗磨石,其硬度低於保持面的硬度;以及定位單元,其將清洗磨石定位於清洗位置及撤離位置。若在使清洗磨石與保持面的外周部接觸之狀態下使卡盤台旋轉,則可利用清洗磨石將附著於保持面的外周部之漿料去除。
而且,因清洗磨石的硬度低於保持面的硬度,故清洗磨石幾乎不會研磨保持面本身,而可將漿料去除。因此,相較於以整平石等研磨工具將保持面進行研磨之情形,可抑制保持面的高度均勻性降低。
參閱附圖,針對本發明的一態樣之實施方式進行說明。圖1係研磨裝置2的主要部分的立體圖。此外,圖1中分別表示之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向係互相正交。例如,Z軸方向為鉛直方向,X-Y平面為水平面。
本實施方式的研磨裝置2係具備粗研削裝置與精研削裝置之一個加工裝置(研磨/研削裝置)的一部分,但研磨裝置2亦可為不進行研削而進行研磨之加工裝置。
研磨裝置2具有圓板狀的卡盤台4。卡盤台4具有由非多孔質的陶瓷所形成之圓板狀的框體6。本實施方式的框體6係由非多孔質的氧化鋁所形成,且具有維氏硬度(Vickers hardness)1597HV。
在框體6形成有圓板狀的凹部(未圖示),在此凹部固定有由多孔質的陶瓷所形成之圓板狀的多孔質板8。本實施方式的多孔質板8係由多孔質的氧化鋁所形成,且具有維氏硬度681HV。
本實施方式的多孔質板8的上表面8a具有中心部比外周部稍微突出之凸形狀。框體6的上表面6a與多孔質板8的上表面8a呈大致同一平面,並構成保持面4a。此外,研磨裝置2為不進行研削而進行研磨之加工裝置的情形,多孔質板8的上表面8a亦可為大致平坦。
在框體6形成有預定的流路。在預定的流路的一端連接有噴射器等吸引源(未圖示),預定地流路的另一端則於凹部露出。由吸引源所產生之負壓係透過預定的流路而被傳遞至多孔質板8的上表面8a。
利用此負壓,配置於保持面4a之晶圓11被保持面4a吸引保持。晶圓11例如係由矽(Si)所形成,但晶圓11的材料、形狀、結構、尺寸等並無限制。
例如,晶圓11亦可由以氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等而成之矽以外的半導體材料等所形成。為了減少對於正面11a側的損傷,在晶圓11的正面11a貼附有與晶圓11大致相同直徑之樹脂製的保護膠膜13。
在卡盤台4的下部固定有環狀的旋轉台10a。在旋轉台10a的上部,沿著旋轉台10a的圓周方向分別設有氣缸、螺桿式的可動軸等多個可動構件(未圖示)。
多個可動構件分別支撐卡盤台4,並藉由可動構件的伸縮而調整卡盤台4的斜度。例如,以保持面4a的一部分相對於X-Y平面呈大致水平之方式,調整卡盤台4的斜度。相對於X-Y平面呈大致水平之保持面4a的一部分被後述之研磨墊20所覆蓋。
旋轉台10a以能旋轉之態樣支撐於固定台10b。在旋轉台10a的外周側面形成有從動齒輪10c,在此從動齒輪10c嚙合有連結於馬達10d之主動齒輪10e。
若使主動齒輪10e旋轉,則卡盤台4以10rpm至300rpm左右繞著預定的旋轉軸10f進行旋轉。旋轉台10a、固定台10b、從動齒輪10c、馬達10d、主動齒輪10e等構成使卡盤台4旋轉之旋轉機構10。
在卡盤台4的上方配置有研磨單元12。研磨單元12具有圓筒狀的主軸外殼14。圓柱狀的主軸16的一部分能旋轉地容納於主軸外殼14。
主軸16係沿著Z軸方向而配置,在主軸16的上端部設有馬達等旋轉驅動源(未圖示)。主軸16的下端部比主軸外殼14更往下方突出。
在主軸16的下端部,透過圓板狀的安裝件18而裝設有圓板狀的研磨墊20。研磨墊20包含圓板狀的基部。在基部的一面固定有與晶圓11接觸之研磨墊部。
本實施方式的研磨墊部不具有固定磨粒,而由預定的材料所形成。預定的材料例如為發泡硬質聚胺酯等發泡硬質材料、使胺甲酸乙酯含浸於聚酯製的不織布而成之不織布。
安裝件18及研磨墊20為大致相同直徑,並以貫通各圓的中心之方式形成有貫通孔18a、20a。在各貫通孔18a、20a連接有形成於主軸16之漿料22a的流路16a。
漿料22a例如係包含二氧化矽(silicon oxide,SiO 2)製的磨粒之鹼性水溶液,但磨粒的材料亦可為GC(綠碳)、金剛石、氧化鋁(aluminium oxide, Al 2O 3)、二氧化鈰(Cerium oxide,CeO 2)、cBN(cubic boron nitride,立方氮化硼)、碳化矽(SiC)。並且,有時會使用酸性水溶液代替鹼性水溶液。
漿料22a從漿料供給單元22經由流路16a被供給至貫通孔18a、20a。漿料供給單元22包含:儲存槽(未圖示),其儲存有漿料22a;以及泵(未圖示),其用於將漿料22a從儲存槽供給至流路16a。
在主軸外殼14的外周部固定有保持構件24。保持構件24固定於Z軸移動板26。Z軸移動板26能滑動地安裝於一對導軌28,所述一對導軌28被配置成與Z軸方向大致平行。
在一對導軌28之間,與Z軸方向大致平行地配置有滾珠螺桿30。滾珠螺桿30能旋轉地連結於螺帽部(未圖示),所述螺帽部設置於Z軸移動板26。在滾珠螺桿30的上端部連結有脈衝馬達32。
若以脈衝馬達32使滾珠螺桿30旋轉,則Z軸移動板26沿著Z軸方向移動。保持構件24、Z軸移動板26、一對導軌28、滾珠螺桿30、脈衝馬達32等構成調整研磨單元12的高度位置之Z軸移動單元34。
Z軸移動單元34藉由滾珠螺桿式的X軸移動機構(未圖示)而固定於能在X軸方向移動之移動塊2a。相對於移動塊2a,在X軸方向的一側設有固定於基台(未圖示)之支撐柱2b。
在支撐柱2b設有用於將保持面4a進行清洗之清洗單元40。清洗單元40配置於卡盤台4的上方。清洗單元40具有定位單元42。
定位單元42具有相對於支撐柱2b位置固定之一對導軌44。Z軸移動板46能滑動地安裝於一對導軌44。
在Z軸移動板46設有螺帽部(未圖示)。滾珠螺桿48能旋轉地連結於此螺帽部,所述滾珠螺桿48係與Z軸方向大致平行地配置於一對導軌44之間。
在滾珠螺桿48的上端部連結有脈衝馬達50。若以脈衝馬達50使滾珠螺桿48旋轉,則Z軸移動板46沿著Z軸方向移動。在Z軸移動板46的正面(Y軸方向的一側)側固定有清洗磨石保持座52。
在清洗磨石保持座52固定有長方體狀(例如,寬度24mm、長度46mm、高度28mm)的清洗磨石54,所述清洗磨石54的硬度低於保持面4a的硬度。清洗磨石54例如具有維氏硬度為680HV以下的硬度。
本實施方式的清洗磨石54係將PVA(polyvinyl alcohol,聚乙烯醇)利用於結合材料且固定有二氧化鈰製的磨粒(表示磨粒的粒度之編號為#3000)而成之PVA磨石。PVA磨石因結合材料中連續形成之氣孔而具有彈性,例如具有34HV的維氏硬度。
但是,清洗磨石54並非僅限定於PVA磨石。清洗磨石54只要維氏硬度為680HV以下,則亦可為藉由硫化橡膠將二氧化鈰、二氧化矽、氧化鋁等的磨粒固定而成之橡膠磨石。
如此,若使用比保持面4a充分柔軟的清洗磨石54而接觸保持面4a,則不會改變保持面4a的高度均勻性,而可將附著於保持面4a的外周部之漿料22a去除。
但是,即使維氏硬度為680HV以下,家庭用的市售胺甲酸乙酯海綿等海綿亦過於柔軟而無法將漿料22a去除。因此,清洗磨石54的維氏硬度較佳為設為10HV以上,更佳為設為20HV以上,再佳為設為30HV以上。
並且,即使維氏硬度為680HV以下,為了盡量降低保持面4a的研磨量,清洗磨石54的維氏硬度較佳為設為600HV以下,更佳為設為300HV以下,再佳為設為100HV以下。
於此,參閱圖2,進一步詳細說明清洗磨石保持座52的結構。圖2係清洗磨石保持座52的局部剖面側視圖。清洗磨石保持座52在側視下具有L型的支架56。
支架56具有藉由螺栓58而固定於Z軸移動板46的正面側之第一直線部。在第一直線部的一端部,以與第一直線部正交之態樣設有第二直線部。固定於Z軸移動板46之支架56中,在第二直線部的下表面,藉由螺栓(未圖示)而固定有上板60。
在上板60形成有貫通孔60a,圓柱狀的軸部62能滑動地插入此貫通孔60a。在軸部62的上端部固定有圓板狀的頭部62a,所述頭部62a具有大於貫通孔60a之直徑。
頭部62a因配置於比上板60更上方,故軸部62被上板60支撐。在軸部62的下端部附近固定有圓板狀的支撐部62b,所述支撐部62b具有大於軸部62之直徑。
在支撐部62b的上表面62c與上板60的下表面60b之間,在軸部62的外周部設有金屬製的壓縮線圈彈簧(彈性構件)64。本實施方式中雖使用壓縮線圈彈簧64,但只要可發揮復原力,則亦可使用其他形態的彈簧、橡膠等。
在支撐部62b的下表面固定有下板66。在下板66的Y軸方向的一側固定有第一板部68a的上端部。並且,相對於第一板部68a,在Y軸方向的另一側透過多個螺栓70而固定有第二板部68b。
第一板部68a及第二板部68b在Y軸方向夾持上述的清洗磨石54。清洗磨石54以其上部與下板66的下表面相接且其下部比第一板部68a及第二板部68b更往下方突出之態樣,被下板66、第一板部68a及第二板部68b所固定。
清洗磨石54的X-Y平面方向的位置係與保持面4a的外周部的一處對應。藉由以定位單元42使清洗磨石54沿著Z軸方向移動,而將清洗磨石54定位於與保持面4a接觸之清洗位置(參閱圖3)及從保持面4a離開之撤離位置(參閱圖1)。
此外,如圖1所示,在清洗磨石保持座52的下部設有噴嘴72,所述噴嘴72對清洗磨石54與保持面4a的接觸區域供給純水等清洗水。噴嘴72透過預定的流路而連接有具有槽、泵等之清洗水供給單元(未圖示)。
包含噴嘴72之清洗單元40的動作係藉由控制單元(未圖示)所控制。控制單元亦控制旋轉機構10、設置於主軸外殼14之旋轉驅動源、漿料供給單元22、Z軸移動單元34等的動作。
控制單元例如藉由電腦所構成,所述電腦包含:以CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)為代表之處理器(處理裝置);DRAM(Dynamic Random Access Memory,動態隨機存取記憶體)等主記憶裝置;以及快閃記憶體等輔助記憶裝置。
在輔助記憶裝置記憶有包含預定的程式之軟體。藉由依照此軟體使處理裝置等動作,而可實現控制單元的功能。接著,參閱圖2及圖3,針對晶圓11的研磨、附著於保持面4a的外周部之漿料22a的去除等進行說明。
首先,在以移動塊2a使研磨單元12從保持面4a的正上方撤離,且使清洗磨石54移動至撤離位置之狀態下,藉由未圖示的搬送單元,以使晶圓11的背面11b於上方露出之方式將晶圓11搬入保持面4a(搬入步驟)。
搬送步驟之後,以保持面4a吸引保持晶圓11的正面11a側(保持步驟)。保持步驟之後,以研磨單元12的一部分覆蓋保持面4a之方式,以移動塊2a使研磨單元12移動。
之後,一邊使卡盤台4及研磨墊20往預定的方向旋轉且使研磨單元12以預定的研磨進給速度下降,一邊從漿料供給單元22對晶圓11及研磨墊20中至少一者供給漿料22a。
如此進行,一邊以預定的推壓力推壓晶圓11一邊以研磨墊20研磨背面11b(研磨步驟)。藉由研磨步驟而薄化至預定的厚度之晶圓11係藉由未圖示的搬送單元而被從保持面4a搬出(搬出步驟)。
搬出步驟之後,由研磨步驟所供給之漿料22a因離心力等而移動,藉此漿料22a附著於保持面4a的外周部(參閱圖3)。漿料22a主要附著於未被晶圓11覆蓋之框體6的上表面6a,但有時亦因多孔質板8的上表面8a所產生之負壓等而附著於上表面8a的外周部。
本實施方式中,使用清洗單元40將附著於保持面4a的外周部之漿料22a去除(清洗步驟)。在清洗時,一邊從噴嘴72以預定的流量(例如,2(l/min))對保持面4a的外周部供給清洗水,一邊以預定的速度使卡盤台4旋轉。
接著,以定位單元42使清洗磨石54下降,而使清洗磨石54移動至清洗位置。如此進行,下表面54a與框體6的上表面6a的一部分及多孔質板8的上表面8a的一部分接觸(參閱圖3)。圖3係表示使清洗磨石54與保持面4a接觸之狀態之圖。
此時,以清洗磨石54的下表面54a(參閱圖2)比保持面4a例如僅低6mm之方式,調整清洗磨石保持座52的Z軸方向的位置。如此進行,藉由來自壓縮線圈彈簧64的復原力,而清洗磨石54以固定的壓力被推壓往保持面4a。
清洗步驟中,以清洗磨石54刮除漿料22a,且利用因離心力而流往保持面4a的徑向外側的清洗水,使所刮除之漿料22a落到保持面4a外。如此進行,可將附著於保持面4a的外周部之漿料22a大致全部去除。
本實施方式中,因清洗磨石54的硬度低於保持面4a的硬度,故清洗磨石54不會改變保持面4a的高度均勻性,而可將漿料22a去除。因此,相較於以整平石等研磨工具將保持面4a進行研磨之情形,可抑制保持面4a的高度均勻性降低。
清洗步驟之後,回到搬入步驟,將第二片晶圓11進行研磨。如此進行,交互進行晶圓11的研磨與保持面4a的清洗。接著,說明以研磨裝置2將多個晶圓11逐一進行研磨之情形的實驗結果。
圖4(A)係表示已在清洗步驟中對保持面4a的外周部施予雙流體清洗(亦即,以利用壓縮空氣而被微粒化之清洗水將保持面4a進行清洗)並研磨多個晶圓11之情形中的晶圓11的外周部的厚度之圖表。
相對於此,圖4(B)係表示已在清洗步驟中使用上述的清洗單元40將保持面4a的外周部進行清洗並研磨多個晶圓11之情形中的晶圓11的外周部的厚度之圖表。
在圖4(A)及圖4(B)中,橫軸表示晶圓11的半徑方向的位置(mm),縱軸表示晶圓11的厚度(μm)。又,白色圓形表示第一片晶圓11,帶點圓形表示第五十片晶圓11,黑色圓形表示第一百片晶圓11。
圖4(A)所示之實驗中,研磨第一片晶圓11後,對保持面4a的外周部施予雙流體清洗,接著,研磨第二片晶圓11。之後,對保持面4a的外周部施予雙流體清洗,研磨第三片的晶圓11。如此進行,研磨一百片晶圓11。
並且,圖4(B)所示之實驗中,研磨第一片晶圓11後,以清洗磨石54將保持面4a的外周部進行清洗,接著,研磨第二片晶圓11後,以清洗磨石54將保持面4a的外周部進行清洗。如此進行,研磨一百片晶圓11。
如圖4(A)所示,對保持面4a的外周部施予雙流體清洗之情形,附著於保持面4a的外周部之漿料22a未被充分地去除。因此,晶圓11的外周部會被殘留之漿料22a抬起,藉此晶圓11的外周部的研磨量變得比中央部的研磨量多。
因此,晶圓11的外周部變得比晶圓11的中央部薄。尤其,如在第一百片晶圓11中可明顯得知,在晶圓11的外周部,晶圓11的平坦度變差。
相對於此,如圖4(B)所示,在進行清洗步驟之情形,即使在第一百片晶圓11中,晶圓11的平坦度亦不會惡化。如此,可明顯得知,藉由使用清洗磨石54將附著於保持面4a的外周部之漿料22a去除,而可抑制保持面4a的高度均勻性降低。
另外,上述實施方式之結構、方法等,只要不脫離本發明目的之範圍,則可進行適當變更並實施。
2:研磨裝置 2a:移動塊 2b:支撐柱 4:卡盤台 4a:保持面 6:框體 6a:上表面 8:多孔質板 8a:上表面 10:旋轉機構 10a:旋轉台 10b:固定台 10c:從動齒輪 10d:馬達 10e:主動齒輪 10f:旋轉軸 11:晶圓 11a:正面 11b:背面 13:保護膠膜 12:研磨單元 14:主軸外殼 16:主軸 16a:流路 18:安裝件 18a:貫通孔 20:研磨墊 20a:貫通孔 22:漿料供給單元 22a:漿料 24:保持構件 26:Z軸移動板 28:導軌 30:滾珠螺桿 32:脈衝馬達 34:Z軸移動單元 40:清洗單元 42:定位單元 44:導軌 46:Z軸移動板 48:滾珠螺桿 50:脈衝馬達 52:清洗磨石保持座 54:清洗磨石 54a:下表面 56:支架 58:螺栓 60:上板 60a:貫通孔 60b:下表面 62:軸部 62a:頭部 62b:支撐部 62c:上表面 64:壓縮線圈彈簧 66:下板 68a:第一板部 68b:第二板部 70:螺栓 72:噴嘴
圖1係研磨裝置的主要部分的立體圖。 圖2係清洗磨石保持座的局部剖面側視圖。 圖3係表示使清洗磨石與保持面接觸之狀態之圖。 圖4(A)係表示已在清洗步驟中對保持面的外周部施予雙流體清洗並研磨多個晶圓之情形的晶圓外周部的厚度之圖表,圖4(B)係表示已在清洗步驟中使用清洗單元將保持面的外周部進行清洗並研磨多個晶圓之情形的晶圓外周部的厚度的圖表。
2:研磨裝置
2a:移動塊
2b:支撐柱
4:卡盤台
4a:保持面
6:框體
6a:上表面
8:多孔質板
8a:上表面
10:旋轉機構
10a:旋轉台
10b:固定台
10c:從動齒輪
10d:馬達
10e:主動齒輪
10f:旋轉軸
11:晶圓
11a:正面
11b:背面
12:研磨單元
13:保護膠膜
14:主軸外殼
16:主軸
16a:流路
18:安裝件
18a:貫通孔
20:研磨墊
20a:貫通孔
22:漿料供給單元
22a:漿料
24:保持構件
26:Z軸移動板
28:導軌
30:滾珠螺桿
32:脈衝馬達
34:Z軸移動單元
40:清洗單元
42:定位單元
44:導軌
46:Z軸移動板
48:滾珠螺桿
50:脈衝馬達
52:清洗磨石保持座
54:清洗磨石
72:噴嘴

Claims (6)

  1. 一種研磨裝置,其特徵在於,具備: 卡盤台,其具有能吸引保持晶圓之保持面; 旋轉機構,其使該卡盤台繞著預定的旋轉軸旋轉; 研磨單元,其具有主軸,且在該主軸的下端部裝設用於將被該保持面吸引保持之該晶圓進行研磨之研磨墊; 漿料供給單元,其對被該保持面吸引保持之該晶圓及該研磨墊中至少一者供給漿料;以及 清洗單元,其將該保持面進行清洗, 該清洗單元具有: 清洗磨石,其與該保持面接觸,且用於將附著於該保持面之該漿料去除;以及 定位單元,其將該清洗磨石定位於該清洗磨石與該保持面接觸之清洗位置及該清洗磨石從該保持面離開之撤離位置, 該清洗磨石的硬度低於該保持面的硬度。
  2. 如請求項1之研磨裝置,其中,該定位單元包含用於將該清洗磨石往該保持面推壓之彈性構件。
  3. 如請求項1或2之研磨裝置,其中,在清洗該保持面時,該定位單元將該清洗磨石定位於該清洗位置,使該清洗磨石與該保持面的外周部的一部分接觸。
  4. 如請求項1或2之研磨裝置,其中, 該保持面係由陶瓷所構成, 該清洗磨石的該硬度為維氏硬度680HV以下。
  5. 如請求項1或2之研磨裝置,其中,該清洗磨石係具有磨粒與固定該磨粒之結合材料之PVA磨石。
  6. 如請求項5之研磨裝置,其中,該清洗磨石包含二氧化鈰製的該磨粒。
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Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61192480A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Kanebo Ltd 軟質金属用合成砥石
JPH01205950A (ja) * 1988-02-12 1989-08-18 Disco Abrasive Syst Ltd ポーラスチャックテーブルの洗浄方法およびその装置
JPH10166268A (ja) * 1996-12-10 1998-06-23 Miyazaki Oki Electric Co Ltd バックグラインダーチャックテーブルの洗浄装置
KR100214541B1 (ko) * 1996-12-27 1999-08-02 구본준 반도체 스테퍼장비의 웨이퍼 척 클리닝장치
JP3441956B2 (ja) * 1998-02-16 2003-09-02 キヤノン株式会社 露光装置、クリーニング用砥石およびデバイス製造方法
US6776699B2 (en) * 2000-08-14 2004-08-17 3M Innovative Properties Company Abrasive pad for CMP
US6652357B1 (en) * 2000-09-22 2003-11-25 Lam Research Corporation Methods for controlling retaining ring and wafer head tilt for chemical mechanical polishing
JP3921056B2 (ja) * 2001-03-13 2007-05-30 善二郎 小柳津 弾性発泡砥石材及びその製造方法
JP4617028B2 (ja) * 2001-08-17 2011-01-19 株式会社ディスコ 加工歪除去装置
JP2003092274A (ja) * 2001-09-19 2003-03-28 Nikon Corp 加工装置および方法、この装置を用いた半導体デバイス製造方法およびこの方法により製造される半導体デバイス
US20030200996A1 (en) * 2002-04-30 2003-10-30 Hiatt William Mark Method and system for cleaning a wafer chuck
WO2004059714A1 (ja) * 2002-12-26 2004-07-15 Nikon Corporation 研磨装置及び半導体デバイスの製造方法
KR100552912B1 (ko) * 2004-05-04 2006-03-10 신한다이아몬드공업 주식회사 다이아몬드 공구
US7655316B2 (en) * 2004-07-09 2010-02-02 Applied Materials, Inc. Cleaning of a substrate support
KR20070013489A (ko) * 2005-07-26 2007-01-31 삼성전자주식회사 척 테이블 세정 시스템 및 그 시스템을 이용한 척 테이블세정 방법
JP2007069323A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Shinano Denki Seiren Kk 定盤表面調整用砥石及び表面調整方法
KR20070038365A (ko) * 2005-10-05 2007-04-10 삼성전자주식회사 웨이퍼 척 클리닝장치
JP4766678B2 (ja) * 2006-01-06 2011-09-07 Sumco Techxiv株式会社 研削装置のチャックテーブルの洗浄装置
JP4838614B2 (ja) * 2006-03-29 2011-12-14 株式会社岡本工作機械製作所 半導体基板の平坦化装置および平坦化方法
KR100884939B1 (ko) * 2007-08-01 2009-02-23 주식회사 에스에프에이 웨이퍼 연마장치
JP2009111038A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Komatsu Machinery Corp チャックテーブル洗浄装置
JP2009160700A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Disco Abrasive Syst Ltd 研磨装置
US8356376B2 (en) * 2008-06-18 2013-01-22 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning apparatus, substrate cleaning method, and storage medium
JP5123329B2 (ja) * 2010-01-07 2013-01-23 株式会社岡本工作機械製作所 半導体基板の平坦化加工装置および平坦化加工方法
JP5517698B2 (ja) 2010-03-30 2014-06-11 株式会社ディスコ 研磨装置
US8955530B2 (en) * 2011-01-18 2015-02-17 Taiwan Semiconductor Manufaturing Company, Ltd. System and method for cleaning a wafer chuck
US9393669B2 (en) * 2011-10-21 2016-07-19 Strasbaugh Systems and methods of processing substrates
JP2014082470A (ja) * 2012-09-27 2014-05-08 Ebara Corp 基板処理装置
CN105453234B (zh) * 2013-08-10 2018-11-02 应用材料公司 抛光新的或翻新的静电夹盘的方法
JP6109681B2 (ja) * 2013-08-13 2017-04-05 株式会社ディスコ 異物除去工具及び異物除去方法
JP6141153B2 (ja) * 2013-09-10 2017-06-07 株式会社ディスコ 異物除去工具及び異物除去方法
JP6641197B2 (ja) * 2016-03-10 2020-02-05 株式会社荏原製作所 基板の研磨装置および研磨方法
JP6740065B2 (ja) * 2016-09-13 2020-08-12 株式会社Screenホールディングス 基板洗浄装置、基板処理装置、基板洗浄方法および基板処理方法
JP6304349B1 (ja) * 2016-11-15 2018-04-04 株式会社Sumco ウェーハのエッジ研磨装置及び方法
US20200130124A1 (en) * 2017-07-12 2020-04-30 Tokyo Electron Limited Grinding apparatus, grinding method and computer-readable recording medium
JP7002874B2 (ja) * 2017-07-21 2022-01-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム
JP6750582B2 (ja) * 2017-08-23 2020-09-02 株式会社Sumco チャックテーブルの洗浄装置および該洗浄装置を備える研削装置
JP6942562B2 (ja) * 2017-08-25 2021-09-29 キヤノン株式会社 リソグラフィ装置、および物品の製造方法
CN111386598B (zh) * 2017-11-22 2023-10-20 东京毅力科创株式会社 基板输送装置、基板处理系统、基板处理方法以及计算机存储介质
CN111566784B (zh) * 2018-01-09 2024-03-26 东京毅力科创株式会社 清洗装置、清洗方法以及计算机存储介质
JP7108450B2 (ja) * 2018-04-13 2022-07-28 株式会社ディスコ 研磨装置
KR20190142522A (ko) * 2018-06-18 2019-12-27 에스케이실트론 주식회사 진공척 크리닝 장치
JP7364338B2 (ja) * 2019-01-22 2023-10-18 株式会社ディスコ 保持面洗浄装置
US20210237228A1 (en) * 2020-01-30 2021-08-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Surface clean system and method

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