TW383257B - Surface polishing device of slurry cycling supply type - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _ B7 五、發明説明（1 ) 〔發明所屬之技術領域〕 ~ 本發明，係關於一面將硏磨材懸濁液循環地供給，而 把工件硏磨加工的懸濁液循環供給式之平面硏磨裝置。 〔習知技藝〕 例如，以拋光等平面硏磨裝置將半導體晶片化學性機 械硏磨（CMP硏磨）時，係使用使游離磨刀石粒分散在 酸性或鹼性的溶液中之硏磨材懸濁液，一面把該懸濁液供 給定盤而將晶片硏磨後，供給純水等的沖洗液把該晶片洗 淨，其後取出該晶片。並且，用完的懸濁液及沖洗液係使 之從定盤流入回收溝，懸濁液係回收而循環性地再使用， 沖洗液係回收在另外之排液處理裝置。 可是，在已往的硏磨裝置，具有在1個硏磨工程終了 ，移至下一硏磨工程而開始懸濁液的循環之初期階段，在 前面的沖洗工程未被完全排出而殘留在回收溝內之沖洗液 ’和懸濁液一起被回收，使懸濁液被該沖洗液稀釋而p Η 變化，降低硏磨率之缺點。 該問題，係因已往的回收溝有平坦之溝底，將沖洗液 由自重的自然流出而排出之構成，該沖洗液難以迅速且完 全地被排出，容易留存在回收溝的平坦之溝底上所致。 根據本發明者等的實驗，使用容量約5公升之懸濁液 供液槽，使懸濁液循環時，得知每1工程混入將近約2 0 %的沖洗液，隨之硏磨率也會降低接近約2 0 %。 因此，在已往必須頻繁地進行回收的懸濁液之成份分 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -* 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -4- 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（2 ) 析，和由添加藥劑的p Η調整等，非常麻煩而花工夫之作 業，需要爲此的手續和大規模而昂貴之成份調整裝置。 〔發明所要解決之課題〕 爲了解決上述課題，本發明，係在具有爲了將工件硏 磨的定盤，和爲了將硏磨材懸濁液循環地供給該定盤之懸 濁液供給機構，和爲了供給洗淨用的沖洗液之沖洗液供給 機構，和爲了收集從定盤流出的使用完之懸濁液及沖洗液 的回收溝，及爲了把該回收溝內之沖洗液排出的沖洗液排 出機構之平面硏磨裝置，其特徵爲，上述回收溝的溝底， 成未具有水平之平坦部份的傾斜面，排出口被設在該溝底 之最低位置，在該排出口，經由流路切換用的閥連接上述 懸濁液供給機構之回收管及沖洗液排出機構的回收管，而 上述沖洗液排出機構之回收管，被連接在爲了將回收溝內 的沖洗液由吸引而強制排出之吸引裝置者。 在具有上述構成的本發明之平面硏磨裝置，係將設定 在定盤上的工件，從懸濁液供給機構把硏磨材懸濁液一面 循環地供給而硏磨後，供給純水等沖洗液洗淨，其後從定 盤取出。然後，把新的工件設定，而重複進行相同之硏磨 〇 在上述硏磨時被供給至定盤上的懸濁液及沖洗液，將 經由回收溝被回收或排出，可是因該回收溝之溝底係傾斜 ’在其最低位置被形成排出口，在使用沖洗液時，成爲使 用完的沖洗液將從該排出口由吸引而被強制地排出，該沖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -5- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *π 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 _____B7 五、發明説明（3 ) 洗液將被迅速且確實地被排出，而不會殘留在回收溝內。 因此’移至下一硏磨工程而開始循環懸濁液時，沖洗液也 不會混入懸濁液中，沒有由混入沖洗液的懸濁液之性狀變 化’或由性狀變化而降低硏磨率的問題。因此，也不需要 把懸濁液之成份分析而調整的煩雜之工夫，和複雜而大規 模的成份調整裝置。 根據本發明之具體性構成形態時，在上述定盤的外周 ，有聚集從該定盤流出之懸濁液或沖洗液，使之流入回收 溝的集液溝，該集液溝之溝底，成爲不具有水平的平坦部 份之傾斜面，而在最低的位置設有通至上述回收溝之流出 □。 根據本發明的其他具體性之構成形態時，上述懸濁液 供給機構，具有爲了儲存懸濁液的供液槽，和把該供液槽 內之懸濁液，經由噴嘴供給定盤的供給泵，和把流入回收 溝內之懸濁液回收至供液槽的回收泵，及把回收之懸濁液 淨化的過濾器，而在上述供液槽，連接有爲了補給懸濁液 原液之原液槽。 〔發明之實施例〕 第1圖係槪略地顯示關於本發明的平面硏磨裝置之一 實施例者。該硏磨裝置，基本上係具有和眾所周知的單面 硏磨裝置相同之構成者，具有設置成能自由驅動旋轉垂直 的中心軸線周圍之硏磨用的定盤1 ，和由未圖示之氣缸自 由升降的加壓頭2，構成在該加壓頭2之下面，安裝將半 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 6 . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_. 五、發明説明（4 ) 導體晶片等平板狀工件W保持的保持塊3，把保持在該保 持塊3之工件W，以上述加壓頭2壓在定盤1的表面之硏 磨墊4而硏磨。上述加壓頭2，在定盤1的中心軸線周圍 設有多數。 在上述硏磨裝置，設有工件W的硏磨加工時將硏磨材 懸濁液循環地供給用之懸濁液供給機構5，和由懸濁液的 硏磨加工後供給洗淨用之沖洗液的沖洗液供給機構6，和 爲了將使用完的上述懸濁液及沖洗液經由定盤外周之集液 溝9回收用的回收溝8 ，及爲了將流入該回收溝8內之沖 洗液排出用的沖洗液排出機構7。 上述懸濁液供給機構5 ，具有爲了儲存懸濁液的供液 槽1 2 ，和將該供液槽1 2內之懸濁液經由位於定盤1的 中央上部之噴嘴1 3供給該定盤1上的供給泵1 4，和把 從定盤外周之集液溝9經流出口 1 1流入上述回收溝8內 的已使用之懸濁液，經由回收管1 6強制地回收至供液槽 1 2內的回收泵1 5，及把回收之懸濁液淨化的過濾器 17 ，上述回收管16 ，經由電磁操作式之第1閥18， 連接在回收溝8的底部被形成之排出口1 0。 如此地，把懸濁液回收而循環地再使用時，在被回收 的懸濁液中，會混入在硏磨工程或修整工程等發生之各種 粒徑的異物，例如微細的灰塵（粒徑約0 . 2〜1 y m ) ，和懸濁液之凝集粒子（粒徑約數；t/ m〜1 〇 # m )，從 修整器脫落的鑽石磨刀石粒（粒徑約1 5 0〜2 5 0 )，硏磨墊之切屑（粒徑約100〜lOOO/zm)者。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公嫠） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 . 五、發明説明（5 ) 因此，上述過濾器1 7，以能將此等異物全部去除者爲理 想》 此時，雖然可以使之以網孔細的1個過濾器，使上述~ 所有尺寸之異物去除，可是因有容易堵塞的問題，以在管 路中設置多數之過濾尺寸不同的過濾器，構成以各過濾器 去除不同粒徑之異物爲理想。例如，把過濾尺寸爲1 0 〇 #111以上的第1過濾器，和1〜1 〇〇ym之第2過濾器 ，及1 以下的第3過濾器從上游側依次設置，以此等 過濾器從粒徑大之異物依次去除爲理想。 在上述供液槽1 2，有檢出懸濁液的液位降低之液面 察覺器2 0設在希望的高度，並且經由補給泵2 2連接有 補給懸濁液原液之原液槽2 1 ，上述液面察覺器2 0檢出 液位時，成爲將從原液槽2 1補給一定量的懸濁液原液至 供液槽1 2。 一方面，上述沖洗液供給機構6，有位於定盤1的中 央部上方之噴嘴2 5，和在該噴嘴2 5經由供給泵2 6連 接的沖洗液源2 7，由上述懸濁液的工件w之硏磨終了後 ，成爲純水等的沖洗液將經由上述噴嘴2 5供給定盤1 〇 上述噴嘴2 5 ’也可以和懸濁液供給用之噴嘴1 3共用。 而且，上述沖洗液排出機構7，係將回收溝8內的沖 洗液’以吸入泵3 0吸引而強制地排出者，連通在該吸入 泵30的回收管31’在上述回收溝8的排出口 10 ，被 經由電磁操作式的第2閥3 2連接。 爲了將已使用之懸濁液及沖洗液回收或排出的上述回 本紙張^適用中國國家標準（CNS >八4胁（2i〇X297公釐）~~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

，1T 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 _. 五、發明説明（6 ) 收溝8，係在定盤1之下部固定地被設置的支持構件3 4 之周圍形成圓環狀，其溝形狀，由直線地傾斜的2個溝壁 8b ，8c ，做爲全體形成V字形，在其溝底8a之最低 位置，設有上述排出口 10。雖然該排出口 10可以爲1 個，可是有圓周方向以等間隔設置多數爲理想。設置多數 的排出口 1 0時，如第2圖所示，在回收溝8之溝底8 a ，把圓周方向的高低差設成波狀，在其最低各之部份，分 別設置排出口 1 0爲理想。只設置1個排出口 1 0時，當 然也設置如此之高低差爲理想。 雖然在第1圖所示的實施例，回收溝8全體成爲左右 對稱之V字形斷面，可是回收溝8的斷面形狀，並不限定 於此種。例如，也可以如第3 A圖所示，內外之溝壁8 b ，8 c垂直地立起，共有溝底8 a傾斜成V字形的形狀， 或如第3B圖所示，溝壁8b，8c爲垂直，從其一方之 溝壁8 b溝底8 a向他方的溝壁8 c成直線地傾斜狀態地 連接之形狀，或如第3 C圖所示，一方的溝壁8 c係垂直 ，而他方之溝壁8 b和溝底8 a —直線狀地連接而傾斜的 形狀也可以。或者，如第4圖所示，使溝底8 a之傾斜面 稍微彎曲也可以。主要係，溝底8 a只要不具有水平的平 坦部份之傾斜面，其傾斜面可以爲直線性或者彎曲。 並且’設在定盤1外周的上述集液溝9 ，也和回收溝 8 —樣，具有傾斜成v字形之溝底9 a ，在該溝底9 a的 最低位置’設有上述流出口 1 1。此時，因該集液溝9將 和定盤1 一起旋轉，使硏磨液不會由離心力流出地，如圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210X297公嫠） -9- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Λ! A7 B7 五、發明説明（7 ) 所示外側之溝壁垂直地立起爲理想。 在具有上述構成的平面硏磨裝置，被塊3保持之工件 ，將以加壓頭2被推壓在旋轉的定盤1之墊面，由從懸濁 液供給機構5的供液槽1 2經由噴嘴1 3供給該墊面之懸 濁液被硏磨加工。此時，用過的懸濁液，從定盤1之外周 流集液溝9內後，將從流出口 1 1流入回收溝8內，經由 開放的第1閥1 8及過濾器1 7，由回收泵1 5被回收至 供液槽12內，而被再使用。 上述由懸濁液的硏磨終了時，供給泵1 4及回收泵 1 5將停止’並且第1閥1 8將關閉而停止供給懸濁液， 與此同時，沖洗液供給機構6及沖洗液排出機構7將會動 作’並且第2閥3 2將會開放，而把沖洗液供給至墊面， 進行由該沖洗液之加工。此時，爲了使沖洗液不會混入回 收中的懸濁液，將第1閥1 8之關閉，和沖洗液的供給及 第2閥3 2之開放，以幾乎相同的定時進行，或使第1閥 1 8之關閉稍早地進行爲理想。 由於以如上述的定時將兩閥1 8 ，3 2開閉，一部份 之懸濁液將不被回收而和沖洗液一起被排出，可是供液槽 1 2內的液位由此而降低時，液面察覺器2 0將會動作， 懸濁液原液將從原液槽2 1自動地被補給一定量至供液槽 12° 並且，從噴嘴2 5被供給至定盤1上的上述沖洗液， 流入定盤1外周之集液溝9內後，將從流出口 1 1流入回 收溝8內，經由開放的第2閥3 2以吸入泵3 0被吸入， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Μ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨ΟΧ297公嫠） -10- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 而強制地被排出。 此時’因上述回收溝8的底部8 a係傾斜，在其最低 位置形成有排出口 1 0 ’故沖洗液容易流入該排出口 1 〇 ，而且’使之從該排出口 1 0把沖洗液以吸入泵3 0強制 地吸引’故由此等的相乘效果，將使該沖洗液被迅速且確 實地排出，而不會殘留在回收溝8內。 上述由沖洗液的加工終了時，加工完之工件將被取出 ，新的未加工工件將被安裝在塊3，而被重複相同之硏磨 加工。此時，因上述集液溝9內及回收溝8內的沖洗液， 已幾乎被完全排出，即使開始循環供給懸濁液，殘留沖洗 液也不會混入懸濁液中。 因此，不會有由於沖洗液混入的懸濁液之性狀變化， 和由性狀變化的硏磨率之降低的問題，故也將不需要把懸 濁液之成份分析而調整的煩雜之手續，和複雜而大規模之 成份調整裝置。 〔發明之效果〕 根據本發明時，因使回收溝的溝底傾斜成沖洗液容易 流出，並且將排出口連接在吸引裝置，強制地吸引沖洗液 ，故能迅速把沖洗液排出而確實防止殘留在回收溝內，結 果，即使在下一硏磨工程被開始循環懸濁液，也因殘留的 沖洗液不會混入懸濁液中，故無懸濁液之性狀變化和硏磨 率降低的問題，而不需要把懸濁液之成份分析而調整的煩 雜之工夫，和複雜而大規模的成份調整裝置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 b8o2〇v 五、發明説明（9 ) 〔圖面之簡單說明〕 〔第1圖〕 係顯示關於本發明的平面硏磨裝置之一實施的槪略性 側視圖。 〔第2圖〕 係將回收溝沿圓周切開而顯示之部份斷面圖。 〔第3圖〕 A，B ，C係顯示回收溝的不同形狀例之部份斷面圖 〇 〔第4圖〕 係顯示回收溝的更不同之形狀例的斷面圖。 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 圖 號 說 明 1 定 盤 5 縣 濁 液供 6 沖 洗 液供 給 機 構 7 沖 洗液排 8 回 收 溝 8 a 溝 底 9 集 液 溝 9 a 溝 底 1 0 排 出 □ 1 1 流 出口 1 2 供 液 槽 1 3 噴 嘴 1 4 供給 泵 1 5 回 收泵 1 6 j 3 1 回 收 管 1 7 過 濾器 1 8 1 3 2 閥 2 1 原 液槽 3 0 吸 入 泵 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐）_ 12 _

Claims (1)

1. 經浠部中央標準局員工消f合作社印策 六、申請專利範圍 1 . 一種懸濁液循環供給式平面硏磨裝置，具有：爲 了將工件硏磨的定盤，和爲了將硏磨材懸濁液循環地供給 該定盤之懸濁液供給機構，和爲了供給洗淨用的沖洗液之 沖洗液供給機構，和爲了收集從定盤流出的已使用之懸濁 液與沖洗液的回收溝，及爲了將該回收溝內之沖洗液排出 的沖洗液排出機構， 其特徵爲上述回收溝之溝底，成不具有水平的平坦部 份之傾斜面，在該溝底的最低位置設有排出口，在該排出 口，經由流路切換用之閥連接上述懸濁液供給機構的回收 管及沖洗液排出機構之回收管， 上述沖洗液排出機構的回收管，連接在爲了把回收溝 內之沖洗液由吸引強制排出的吸引裝置。 2 .如申請專利範圍第1項之平面硏磨裝置，其中， 在上述定盤的外周，有收集從該定盤流出之懸濁液或沖洗 液使之流入回收溝的集液溝，該集液溝之溝底，成不具有 水平的平坦部份之傾斜面，而在最低的位置具有通至上述 回收溝之流出口者。 3 .如申請專利範圍第1項之平面硏磨裝置，其中， 上述回收溝的溝底，實質上具有V字形之斷面形狀。 4 .如申請專利範圍第2項之平面硏磨裝置，其中， 上述回收溝及集液溝的溝底，實質上具有V字形之斷面形 狀。 5 .如申請專利範圍第1至4項中的任何一項之平面 硏磨裝置，其中，上述懸濁液供給機構.，具有；爲了儲存 本紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐）· 13 _ Λ-------1T------VI {請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁) A8 ___ D8 · 六、申請專利範圍 懸濁液的供液槽，和把該供液槽內之懸濁液經由噴嘴供給 定盤的供給泵，和將流入回收溝內的懸濁液回收至供液槽 內之回收泵，及把回收的態濁液淨化之過濾器，而在上述 供液槽’連接有爲了補給懸濁液之原液槽。 n i m I ^^1 l i ^ n n 、** {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 14 _