TW320590B - - Google Patents

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320590 經濟部中央標準局—工消费合作杜印装 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔本發明所屬之技術領域〕 本發明係有關於一種工件例如矽晶圚、砷化鎵晶圖等 之半導體晶圜、石英晶圓等研磨加工方法及裝置。 〔關連技術〕 半導髖晶園等之工件之研磨加工中，含在研磨液中之 研磨粒，係要求具有髙純度且極優良的粒度分佈：另一方 面，爲了提高研磨液研磨之效率降低加工成本以及降低研 磨液廢棄之環境污染，於是衡置用過的研磨液之再利用可 能性；但問題是，於研磨加工時*利用定盤和工件會磨損 研磨液中的顆粒而減少該粒徑，重覆使用該用過一次之研 磨液會降低加工效率。 又，由於該一種保持定盤及工件之研磨器具（稱爲研 磨架）於研磨加工處理中因磨損而產生的金屬粉末，會混 入使用過一次之研磨液中，故若重覆使用該用過的研磨液 其在研磨加工時工件會產生由金屬粉末引起刮痕之問題。 習知之工件之研磨加工處理中，會鑑於上述問題，對 使用過一次之研磨液考慮作回收或.廢棄。 再一方面，提案一種有關在研磨加工之用過的研磨液 而再利用之再生循環使用方法（日本特開平 4 -315576 號公報）。 該提案之方法，係從用過的研磨液中利用過濾器分離 微細的研磨粒等，還利用除鐵機分離鐵粉，來再生該巳用 過的研磨液*並在該再生的研磨液加入新的研磨液而調製 本紙張尺度適用中國B家梂準（CNS ) A4C格（210X297公釐） I 展--I--ΊI 訂·-----*--線 ... # , (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -4 - 經濟部中央樣準局貝工消费合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（2 ) 成研磨液以供研磨加工之用者》 用過的研磨液中，會摻雜有研磨加工時由工件之加工 層所產生之微細物、於研磨加工中研磨器具磨損而產生的 金属粉末是以懸浮狀態混合；即使利用過濾器、除鐵機等 以分離方式除去此種懸浮狀之工件加工層、金靥粉末，因 受到研磨粒的粒度分佈影響而不能完全篩選而清除之。 由是可知，用上述提案方法所調製之研磨液中依然會 摻雜金屬粉未：因而*藉由利用此提案方法所該調製之研 磨液在研磨加工時工件依然會發生由金屬粉末引起刮痕之 問題。 〔本發明欲解決之問題〕 本發明因有鑑於上述之問題，故提供一種於半導體晶 園、石英晶圓等之工件研磨加工中，不使工件受到刮痕等 之損傷且能有效利用再生的硏磨液之一種工件研磨加工方 法及其裝置爲目的者。 〔用以解決課題之手段〕 爲解決上述課題，本發明之工件研磨加工方法，係爲 使用該用過而再生之一種再生研磨液和一種新的研磨液之 工件研磨加工方法’其特徵爲：將工件利用再生研磨液而 研磨至規定的工件去除董爲止的預備研磨加工方法和、將 該預備研磨加工之工件利用新的研磨液作精研磨加工方法 所組成。 本紙張尺度適用中圃國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） |_^---一-----券II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T ---線 320590 A7 B7 五、發明説明（3 ) 前述再生研磨液，最適於從使用過一次以上的研磨加. 工之用過的研磨液中清除其規定粒徑以下之微細粒子者。 將含在再生研磨液之研磨粒，以新的研磨粒之粒徑 5 0 %以下之範圍，而清除規定的粒徑以下之微細粒子， 使其將平均粒徑與新的研磨粒相等，因而即使用再生研磨 液也能得到與使用新的研磨液場合奄無遜色之加工效率· 用再生研磨液於預備研磨加工之工件去除量，針對用 再生研磨液和新的研磨液所進行之研磨加工之全部工件去 除置，最適合在9596〜50%的範圍。 若根據使用新的研磨液之精研磨加工之工件去除置不 滿5 %時，亦即若根據使用再生研磨液之預備研磨加工之 工件去除置超過9 5%時，會在工件產生刮痕等之損傷， 還是用新的研磨液之精研研磨加工之工件去除童超過5 0 %時，亦即用再生研磨液之預備研磨加工之去除量不滿 5 0 %時*從經濟的觀點來看是不夠理想· 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 藉再生研磨液之預備研磨加工之後，更藉用新的研磨 液進行精研磨加工，在進行使用再生研磨液之預備研磨加 工時期所產生之刮傷，可藉下回進行使用新的研磨液之精 研磨加工予以除去；因，此若藉本發明之工件之研磨加工 方法，不會在工件產生刮傷能對工件施行研磨加工。 此時，在用新的研磨液的精研磨加工之工件去除量， 是依摻雜在再生研磨液之金屬粉未的大小；精研磨加工之 工件去除量，能得到在全部去除量的5〜5 0%範園相同 的效果；爲了比用過的研磨液之再生處理所需的費用還要 本紙張尺度適用中國困家橾準（CNS.) A4规格（210X297公釐） 6 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 A7 _______B7 五、發明説明（4 ) 降低新的研磨液之材料费效果而提高經濟效果，最好將精 研磨加工之工件去除量設定在全部的工件去除量之5〜 2 0 %的範圍。 根據用再生研磨液之預備研磨加工開始時之工件厚度 和規定時間預備研磨加工後之工件厚度的相差值來檢測工 件去除置，藉由再生研磨液之預備研磨加工之工件去除置 達到規定量之時，從再生研磨液進行新的研磨液之切換， 進行新的研磨液之供給，未配置切換研磨液之專用感知器 ，自由設定所期望之切換· 本發明之工件之研磨加工裝置，係爲實施上述之工件 之研磨加工方法之裝置，其特徵爲：具有研磨加工裝置本 體和、朝該研磨加工裝置供給新的研磨液之裝置和、ιρ該 研磨加工裝置本體供給新的研磨液之裝置和、切換供給再 生研磨液與供給新的研磨液之研磨液供給切換裝置。 若設在該研磨加工裝置本體之工件厚度測定裝置，藉 來自該工件厚度測定裝置的信號檢測工件去除置達到規定 量時，具有基於該檢測信號朝該供給切換裝置得到供給切 換指令從再生研磨液供給開始進行新的研磨液供給切換之 檢測指令裝置，且最好能對應於所規定的工件除去而從再 生研磨液供給自動進行新的研磨液供給的切換。 〔本發明之賁施形態〕 以下，根據所附圖面說明本發明之其中一實施形態； 第1圖係本發明裝置之再生研磨液供給和新的研磨液供給 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS )八4说格（210X297公釐） I--------參----J-I1T----,——0 » . - · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印装 A7 _B7 _ 五、發明説明（5 ) 之切換機構之概略說明圖 ，第2圓係研磨加工裝置本體之剖面說明圖以及、第 3圖表示卸下研磨加工裝置本髖之上定盤狀態之概略說明 圖· 第1圖中，符號2係構成本發明研磨加工裝置的再生 研磨液2 a之供給線，從研磨加工裝置本體2 2 (第2圓 )排出，從儲放在儀存槽T等所用過的研磨液，例如藉用 分級機E的分級處理，來清除在規定粒徑以下（例如新的 研磨粒之粒徑5 0%以下）之微細粒子再生，而成爲再生 研磨液2 a而再被使用；設置一並列在該再生研磨液供給 線2的新的研磨液4 a之供給線4 · 在該分級處理方面，最適用一種旋轉式之分級機E， 例如液體旋轉；液體旋轉係從上部排出口排出比規定粒徑 還小的研磨粒，例如含有懸浮狀而未滿2 #·ιη研磨粒之研 磨液，再從下部排出口排出比規定粒徑還大的粒子，例如 含有懸浮狀2 以上的研磨粒之研磨液的構造（例如日 本特公平7—41535號公報）；最好以SRS系統〔 日立金屬工件（股）製〕作爲該液體旋轉之分級機· 符號6係供給研磨加工裝置本體22的研磨液之主供 給線：該主供給線6的基端部係分成雙叉狀，成爲基端支 線6 a、6 b ;該基端支線係介於切換閥Vi、V2而與該 再生研磨液供給線2及新的研磨液供給線4連接。 符號8、1 0係設置在主供給線6中間部之定量幫浦 及儲存槽；從儲存槽1 0排出之研磨液，係介於該主供給 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ -8 - ----------裝---------訂---------線 r ·. » (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) A7 B7 320590 五、發明説明（6 ) 線6前端分成雙叉狀的前端支線6 c、6 d而朝研磨加工 裝置本體2 2供給之。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該切換閥Vi、V2係設定爲任一邊打開時另一邊則爲 關閉的動作；該切換閥Vi、V2係介於電腦C而以電氣連 接在工件研磨加工裝置本體22之工件厚度測定器D(第 2圚）。 藉由該厚度測定器D係用來分別測定開始使用再生研 磨液的預備研磨加工時之工件厚度，與所規定時間預備研 磨加工後之工件厚度，根據兩者厚度的相差值並藉由電腦 C演算出檢測工件之去除置；若藉電腦C檢測工件去除量 達到規定量時，依來自該電腦C的指令開關該切換閥Vi 、v2 ，亦即進行該閥Vi從開切換成關，及閥v2從關切 換成開的切換。 . 第2圖中，研磨加工裝置本體2 2具有朝上下方向相 對設置之下定盤2 4及上定盤2 6 ;該下定盤2 4及上定 盤2 6係藉驅動裝置（圖未表示）作反向的旋轉。 該下定盤2 4係在其中心部具有中心齒輪2 8，其周 經濟部中夬揉準局負工消费合作社印製 緣部係設一具有環狀之內齒輪3 0與之相鄰。 符號3 2係圓板狀之托架，並被夾持在該下定盤2 4 的上面和該上定盤2 6的下面之間，藉該中心齒輪2 8及 內齒輪3 0的作用，一邊自轉及公轉一邊滑動於下定盤 2 4的上面和上定盤2 6的下面之間。 於該托架3 2穿設多個晶圖孔3 4 ;須研磨的工件， 例如晶圓W係配置在晶圓孔3 4內；在研磨該晶圓W的場 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -9 - 經濟部中央標準局負工消费合作社印策 A7 B7 五、發明説明（7 ) 合，研磨液會從連接在該主供給線6的前端支線6 c、 6 d之噴嘴3 6經由設在上定盤2 6的貫穿孔3 8而供給 到晶圓W，在該下定盤2 4和上定盤2 6之間，與該托架 3 2的自轉及公轉一起公轉及自轉之晶圜W，會在該下定 盤2 4的上面和該上定盤2 6的下面之間滑動，進而使晶 園W被研磨。 第2圖中，符號D係爲設在該上定盤2 6之厚度測定 器；符號C係爲電腦；該電腦C，係由自該厚度測器D所 測得的厚度測定信號，檢測著研磨加工件之去除置，當該 去除置達到規定置時，將切換指令信號送至該切換閥Vi 、V2，進行其切換作用。 藉該研磨加工裝置本體2 2所研磨加工之工件，係例 如矽晶園、砷化鎵晶圚等之半導體晶圓或者石英晶圖等· 〔實施例〕 以下更具體的說明舉出實施例之本發明。 (實施例1 ) 用第1〜3圖所示之研磨加工裝置，粒度是用 #1000 (平均粒徑12〜14//m)之A12 03之新 的研磨液，將直徑1 0 0 nm的矽晶圓除去1 〇 〇 後 ，將用過的研磨液藉一般方法之液體旋轉式篩選去除2 //m以下之微細粒子，而製作成再生研磨液· 從第4圖所示之定時圖表，係以5 0 0枚直徑1 0 0 度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） I - I---I I I 裝— — I I —II 訂，_ I I I —,Τ I 線·· - * - · · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 - A7 B7 320590 五、發明説明（8 ) (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) mm的矽晶圓爲試驗材料所進行的研磨加工實驗：將該試 驗材料之矽晶圓使用上述再生研磨液，藉預備研磨加工而 除去70μιη後，其至粒度可用#1000之Al2〇3之 新的研磨液，作精研磨加工再去除3 0 //m之矽晶圖；此 於表1中表示該資驗結果· 由表1可清楚明白，在螢光燈下觀察研磨加工後的矽 晶圆之結果，係觀察不到刮痕，是以證明能進行極良好的 研磨加工。 再者，於第4圈中，符號a爲研磨定盤上限位置（厚 度測定裝置爲〇 f f )，符號b爲研磨定盤加工開始位置 (厚度測定裝置爲on)，符號c爲研磨定盤加工結束位 置（厚度測定裝置爲〇 f f )，符號d爲所有加工去除量 設定值，符號e爲藉再生研磨液之加工去除置設定值，符 號f爲加工去除置原點（復位位置）》 (比較例1 ) 經濟部中央標準局負工消费合作社印策 使用與實施例1相同試驗材料之晶園，藉日本特開平 4 一 3 1 5 5 7 6號公報記載的順序，混合上述再生研磨 液和新的研磨液而製造調製研磨液，使用該調製研磨液而 去除1 0 0 之試驗材料之晶圚；該實驗結果與實施例 1 一起表示於表1中· 由表1可清楚明白，在螢光燈下觀察研磨加工後的試 驗材料之晶圜的結果，於5 0 0枚中觀察到7 8枚（1 6 %)有刮痕，故可理解能實行所謂良好的研磨加工· 本纸張尺度適用中«國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐） -11 - A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 五、發明説明（ 表1 實施例 1 比較例 1 不良刮痕 0 % (0 枚 / 5 0 0 枚） 1 6 % (78 枚/ 500 枚） 加工效率 2 · 3 烊 m / min 2 . 2 仁 m / m i η 〔本發明之效果〕 如以上所述，因藉由本發明，不會在工件上產生刮痕 且能將用過的研磨液再生利用而供給至研磨加工之所需， 故可提商研磨液之利用效率，而降低研磨加工成本，並而 可達成降低研磨液之廢棄置而減少環境污染之極大效果· 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係本發明裝置之再生研磨液供給和新的研磨液 供給之切換構成之概略說明圖： 第2圖係研磨加工裝置本體之剖面說明圖； 第3圖係表示卸下研磨加工裝置本體的上定盤狀態之 概略說明圖； 第4圖係表示實施例1的各構件之〇n、0 f f狀態 、定盤位置以及工件去除量的關係之定時圖表β 參紙張尺度適用中國鬮家揉率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） --.--^-----裝--1 ^-----訂--------^—線.一 (請先Η讀背面之注意事項再填寫本I) -12 - 32G590 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、 發明説明（1〇 ) C 符 號之 說明〕 2 再生 研磨液供給線 4 新的 研磨液供給線 6 主供 給線 6 a 、6 b :基端支線 6 C 、6 d :前端支線 8 ； 定量 幫浦 1 0 •儲 存槽 2 3 :研 磨裝置本體 2 4 :下 定盤 2 6 :上 定盤 2 8 :中 心齒輪 . 3 0 :內 齒輪 3 2 :齒 輪 3 4 Ara •脚 輪 3 6 .噴 嘴 3 8 貫 穿孔 C ； 電腦 D ; 工件 厚度測定器 V 1 、V 2 :切換閥 W 工件 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印*. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 ·—種工件之研磨加工方法，於利用將使用過之研 磨液再生之一種再生研磨液和一種新的研磨液之工件之研 .... 磨加工方法中，其特徴爲：在一工件上利用再生研磨液研 磨至規定的工件去除置爲止的預備研磨加工方法和、將該 預備研磨加工之工件利用新的研磨液爲精研磨加工方法所 組成· 2 .如申請專利範園第1項之工件之研磨加工方法， 其中’前述再生研磨液最適用於從使用過一次以上的研磨 加工之用過的研磨液清除規定粒徑以下之微細粒子· 3 ·如申請專利範園第2項之工件之研磨加工方法* 其中，前述規定的粒徑是含新的研磨液之研磨粒的粒徑之 5 0%。 4 ·如申請專利範圔第1〜3項的任一項所述之工件 之研磨加工方法，其中，使前述再生研磨液的預備研磨加 工之工件去除量，針對使用再生研磨液和新的研磨液，兩 者所進行之研磨加工之工件全部去除量爲9 5%〜5 0% 5 .如申請専利範圍第1〜3項的任一項之工件之研 磨加工方法，其中，前述工件爲半導體晶圚或者石英晶園 6 .—種工件之研磨加工裝置，在實施申請專利範圍 第1〜5項的任一項之工件研磨加工方法之裝置中，其特 徴爲：具有研磨加工裝置本體和、朝該研磨加工裝置供給 新的研磨液之_置和、朝賅研磨加工裝置本髖供給新的研 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210><297公釐） ---------裝------ 訂-------Γ.Ί 線 « w f i w (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) -14 - A8 Βδ C8 D8 々、申請專利範圍 磨液之裝置和、切換供給再生研磨液與供給新的研磨液之 研磨液供給切換裝置。 7 .如申請專利範圍第6項之工件之研磨加工裝置， 其中，設在該研磨加工裝置本體之工件厚度測定裝置，藉 來自該工件厚度測定裝置的信號檢測工件去除量達到所規 定之置時，具有該檢測信號朝該供給換裝置而得到供 給切換指令，而從再生硏磨液供給開始進行f的研磨液供 給切換之檢測指令裝置，且最好能對應於所規定的工件除 去而從再生研磨液之供給，自動進行新的研磨液之供給的 切換。 1111111 11 n I ! . - I n I I * *1 * · * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局男工消費合作社印装 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15 -