TW477733B - Abrasive machine - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 〈發明之背景〉 本發明係有關一種晶圓研磨裝:置，特別是一種晶圓 磨裝置，包括用以把持一作業物件之把持單元，即，—研 導體晶圓（semiconductor wafer)、與一具有研磨面 研磨盤，其藉由個別把持了作業物件的研磨盤之相對運 動，而研磨了作業物件；例如，所述研磨面研磨了形成 導體晶片之表面，而使其如鏡面一般。 “ 〈先前技藝之描述〉 馕 近來’半導體構件中之迴路被高度積體化（highly integrated)，因此做為半導體元件基層之矽晶圓之平整 性與表面等，必須被高度地改良；此外，形成於晶圓上^ 形成其元件之絕緣層與配線圖樣（cab 1 es paΐ t erns )， 係被研磨而具有高度平整性；因此，晶圓研磨裝置必須以 更向之精岔度將晶圓之表面研磨至如鏡面一般。 習見之晶圓研磨裝置中，晶圓之全表面（wh〇 i e surface)係藉由一晶圓把持單元之氣袋（airbag)被均 勻地壓在一研磨盤之研磨面上。 ， 習見晶圓研磨裝置之把持單元請參考第9圖與第丨〇 詳釋。

於第9圖中，一研磨盤5〇繞著一垂直軸旋轉；一研磨 布51係黏附於研磨盤50之上表面而形成了研磨面52 ;晶圓 把持單元60係震設於研磨盤5〇之上方；所述晶圓把持單元 60係圍繞一垂直軸旋轉，並於垂直方向上做移動。 所述0曰圓把持單元6 〇包括：一開口部朝下而具有凹面

f 5頁 五、發明說明（2) :二之了頂曰部圓”2;具：把持面之晶圓把持盤64，而於其 頂部62之：=: 構件⑼’其外邊細b係固定於 緣 且允哞祐如杜4 <外鳊部64a上，並形成一盤狀 係，：曰鬥、：於微小範圍内移動；-氣密密封腔室6 5 'n ®把持脑與彈性構件66形成於頂部62中。 二，於吸附與把持晶圓12之真空單元（ν&α㈣MU )=與吸附篇&連接’所述吸附孔係開於晶圓把持盤 氐，:亚憑藉一氣管67b而做為晶圓把持面；藉由啟 空單元G7，晶圓12可被吸附並把持於晶圓把持盤Μ之 把持面上。 一減壓單元69係降低了腔室65之内壓。 1 一公錐部70，其外直徑（outer diameter)逐漸向下減 少（reduced downward)，而向下突出於頂部62之内部天花 面；一母錐部72，其内直徑逐漸向上增大（increased upward )，而向上突出於晶圓把持盤64之上表面；藉由此 結構，當減壓單元69降低了腔室65之内壓時，公錐部70可 與於母錐部72密合（fit )。

在傳統之晶圓研磨裝置中，一被研磨之晶圓1 2表面 1 2 a可快速地跟隨因彈性構件6 6 (即，一橡膠盤）之氣袋 之作用產生之研磨面52等之傾斜；而晶圓12之全表面12a 得以被均勻地壓在研磨面52上，既使研磨面52為傾斜狀 態；藉由此動作，全表面1 2a可被均勻地研磨或拋光 (polished )如一鏡面般。

第6頁 477733 五、發明說明（3) 藉由公錐部70與母錐部72密合，晶圓把持盤64得以精 瑞地被疋位，因此晶圓1 2得以定位或吸附於一正確位置 上’因此’研磨之精確性與研磨之效率得以被改良，而研 磨之步驟得以自動化地被執行。 然而’傳統研磨裝置中，晶圓1 2之表面1 2 a，係被壓 於吸附於研磨盤50上之研磨面52的研磨布51上，而研磨或 拋光晶圓1 2。被晶圓1 2擠壓4研磨布51之一部分，係輕 微地與其他相關部分向下彎曲（caved d〇wnward )而形成 一凹部51a (concave portion )(見第1〇 圖）；且，一晶 圓12之下層外緣12b接觸了凹部51a之内表面，因而被研 磨。 如果晶圓1 2之下層外緣1 2b藉由研磨布5 1之凹部5 1 a之 内表面研磨，研磨面52係被形成波形（waveci )與嚴重地 被研磨’因此使晶圓1 2上受研磨之表面1 2 a之平整性之製 造不足夠（made lower)。 上述被形成波形（waved )與不良磨損之研磨布5 1之 研磨面Μ ’可藉由回復工具（recovering means)使其恢 復原狀；傳統之研磨裝置，舉例來說，所述回復工具， 即’一虛擬晶圓（dummy wafer )，係被附著於把持單元 60之晶圓把持盤64上，之後回復工具被壓在研磨面52上而 使又損之研磨面5 2恢復原狀；至於研磨布51，可藉由回復 工具使新的研磨布5 1之表面狀態均一化。 所述研磨布5 1之回復步驟不能與研磨步驟同時執行； 如果回復步驟在研磨步驟之前或之後被執行，所需於回復

第7頁 477733 五、發明說明（4) 作效能無法被 步驟與研磨步驟之時間勢必會被拉長， 提升。 / 其工作狀況，即，研磨步驟中 64之轉速，係不同於回復步驟，但a 阳圓把持盤 個步驟中；因此，當研磨步驟=巴持盤64皆用於兩 把持盤64之轉速與所施於晶把持：广:，執行時，晶圓 法被提升。 *新…因此工作效率與生產效率無 〈發明之總論〉 口此本叙明旨在提供一種晶圓研· 研磨震置，其可抵抗變形（de 一 月 ^ 生之失敗研磨（bad abrasion )、維持了研麻 ’此為本發明 ’包括了： 之I持單 盤之研磨面平整性、與增進了其研磨精 、 1 之目的。 為了達到其目的，本發明之經研磨裴置 用以把持作業物件（work i ng p i ece ) A ;與 ^ ^ 具有研磨面之研磨盤，其藉由相對於把持單元 ^ j之運動而研磨了作業物件之產_面， 其中把持單元包括了 ： — 部 具有第二凹部（first concave section)之内頂 其開口部係朝向研磨盤之研磨面； ' 部 具有第二四部―（sec〇nd concave section ) 之外頂 其中包含了内頂部，而其開口部係朝向研磨盤之研磨 477733

凹部而具有把持面 作業物件於其 一把持盤設於第一 上被把持； 姓件’ ®定於内71部與把持盤，且允許把 持盤對於内頂部相對運動而形成了一第一腔室（first chamber)，並藉由把持盤對第—凹部中之作業物件施 壓； 一外部密封構件，係設於外頂部，而密封内頂部；

内部始、封構件，係設於外部密封構件與内頂部之 間，而密封了内頂部； / 牛’係用於施壓研磨盤之研磨面，所述施壓 構件形^ 一環形（ring shape )而密封了把持盤； 一-1環形邊—件，固定於外部密封構件與内度密封構 件，把，且允許了施壓構件對於外頂部做相對運動，而形 f 工於第二凹部（second concave section)中之一第二 月工至（second chamber);與

加一竺」引進加壓流體於第一腔室與第二腔室 中β、，將作業物件以把持盤壓至研磨盤之研磨面上，與將 加壓單元壓至研磨盤之研磨面上。 於本發明之晶圓研磨裝置中，加壓流體（p r e s s u r i z e d f 1 u i d )係引入内頂部之第一腔室中，因^匕由把持盤所把持 之作業物件’可被壓制研磨盤之研磨面上；此外，一施壓 構件可藉由加壓第二腔室而被壓於研磨盤之研磨面上；藉 由此動作’施壓構件可被壓於研磨盤之研磨面上，而作業

第9頁 477733 五、發明說明（6) 物件之表面可被研磨，因此研磨片之平整性可被維 工作效率與晶圓研磨裝置之研磨精準度可被提升。、 在上述研磨裝置中，加壓流體可被藉由一組第一加壓 單元（first Pressurizing unit)引進第一腔室 chamber)中，且加壓流體可被藉由一組第二加壓元 (second Pressurizing unU) 進第二 chamber)中，·以此結構，施壓 ^/sec〇nd 物件壓於研磨面之壓力之施❸广力件二精厥由相备於將作業 布上；因此，作業物件可以二=於研磨.盤之研磨 本發明之晶圓研磨裳置更=準度被研磨。 一組内頂部驅動單元，传 ’ 動，其被安排垂直於作筆構使内頂部圍繞一轴體轉 持：與 業構件之表面，·其被把持盤所把 • 一組外頂部驅動單元，係a τ t 轉動，其被安排垂直於作業物侔 夕頂部圍繞另一軸體 物件與施壓構件之轉速可被八I之表面，以此結構，作業 研磨精準度可被提升。 刀別地且適當地被控制，因此 本研磨裝置中，所述内 而以彈性環形構件連接外頂$ *封構件可分離於外頂部， 可輪流地（rotatably )被内，因此伴隨外頂部活動，並 把持；以此結構，包括内部^部以一軸承（bearing)所 可被分別地旋轉，且適當地二=構件之内頂部與外頂部， 至於本創作之詳細構造？、二位。 可參照下列附圖所做之 μ用原理、作用與功效、則 Π月即可得到完全的瞭冑。、 第10頁

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〈較佳具體實施例之描述〉 習見之晶圓研磨裝置，其實施例作用之情形與其缺 -占’以如前所述，此處不再重複敘述。 第1圖係本發明之研磨裝置之第一實施中，把持單元 面不圖丄第2圖係本發明之第一實施中，其中壓縮空氣 ^進把持單元之截面示圖；第3圖係為第1圖與第2圖之實 ，例中’本發明中之研磨布之研磨自，藉由一施壓構件施 I之不思圖，第4圖為本發明中，與研磨布接觸之施壓構 件之底面示圖。

於第一實施例中，研磨裝置研磨或拋光了一矽晶圓 作業物件）之表面；所述研磨裝置包括了 一用於把持一 晶圓12之把持單元10與一具有一研磨面52之研磨盤5〇，其 藉由研磨盤50與把持單元1〇之間之相對運動而研磨了晶圓 之表面12a ;晶圓12之表面12a得以被拋光如一鏡面一般。 所述把持單元1〇包括：一具有第一凹部21之内頂部 2 0 ’其開口部係朝向研磨盤5 〇之研磨面5 2 ; 一具有第二凹 部31之外頂部30，於其中設有内頂部2〇，而其開口部亦朝 向研磨盤50之研磨面52。 内頂部2 0包括：一晶圓把持盤（一把持盤） -凹部21中，並具有一把持面22a，而於其上)把持二於圓弟 12 ; —彈性把持構件24，係與内頂部20與把持盤22固定， 而允許把持盤22相對於内頂部2〇於垂直等方向上移動，並

形成一第一腔室2 5，而藉由把持盤2 2於第一凹部2 1中對晶 圓1 2施壓。 S

第11頁 +/7733 五、發明說明（8) 内頂部2 0組成了把持單元1 〇之基部，其把持了晶圓 丄2 ;由其上所述，内頂部20具有第 '一凹部21，其開口部係 面朝向下。 一把持了晶圓1 2之把持盤2 2底面2 2 a做為把持面；把 持盤2 2係設於内頂部2 0之内部，而由外邊部2 0 a所密封； 把持面22a係位於外邊部20a之底面之下。 於第一實施例中’晶圓1 2係藉由水而黏附於把持盤2 2 之把持面22a上；一擔體（bucking member)(未示出）係黏 附於把持面22a上；此擋體具有高吸附性表面（highly adsorptive surface);因此晶圓12可被穩固地藉由例如 水之液體之表面張力與黏性黏附其上。 在藉由水將晶圓1 2黏附於把持面2 2 a上之實施例中， 一可供密封晶圓12之環形墊（未示出），係附於把持面22a 上’而因此預防晶圓1 2向側邊滑動；所述塾片之内直_ (inner diameter )係為1mm或更小（例如：〇 3mm)而大 於晶圓12之外直徑（outer diameter );於本實施例中， 晶圓1 2之直徑係約於3 0 0 mm ;由其上所述，相對於晶圓1 2 之外直徑而言，墊片内直徑與晶圓丨2外直徑之間之^距/ 是非常小的；所述墊片之厚度係薄於晶圓丨2之厚度。 晶圓12於把持面12上之滑動，可藉由除了墊^之其他 方法而㈣H把持面22a之外直徑可製成與晶圓 之外直徑相同，此外，晶圓12之滑動可藉由環型施壓構件 36所預防；藉由環型施壓構件36，晶圓12之外 第ίο圖）之不良磨損可被避免；即，施壓構件36施壓了晶 477733

圓2外緣12b鄰近周圍之研磨布51，而使包住晶圓⑴ 12b之研磨布51被向下施壓；藉由此動作 、， 與研磨相之間之摩擦力得以縮小，而避免了不良卜磨表^ 彈性把持構件24係由彈性材質所製，並形成（f〇rm i:to) ^ 一盤狀體；在此實施例+，彈性把持構件“係由 裱型硬質橡膠所製，即，亞硝酸鹽化物橡膠，並包括了、 一彈性把持構件24之外緣24b係與内頂部2〇之外緣部 20a固定，而一彈性把持構件24之内緣24a係與把持盤外 緣之上表面固定；即，彈性把持構件24之外緣24b係藉由 組成内頂部20之外緣部2〇a之構件垂直地攀附，並由螺絲 (未示出）所固定，·換句話說，彈性把持構件24之内緣 24a係藉由把持盤22與施壓構件23垂直地攀附，並由螺絲 (未示出）所固定。 ' 藉由此種結構，彈性把持構件24把持了把持盤22，並 允許其相對而内頂部2 〇於水平或垂直方向上移動。 為了壓抵施壓構件36之第二腔室35係藉由彈性環型構 件34形成於外頂部3〇上；加壓流體（pressurized )’即·壓^空氣’係藉由加壓單元（pressurizing unit) 28導入第二腔室35中；藉由加壓單元28而導致之第 一腔至35中增加之内壓，施壓構件（pressing託以”） 36可被壓在研磨盤50之研磨面52上，因此研磨盤5〇之研磨 面5 2得以被適當地被施壓；詳細構造將於後詳釋之。 加壓單元28將壓縮空氣供入第一腔室25與第二腔室35

477733 五、發明說明（ίο) 中’如第2圖中所示，壓縮空氣係經過一氣道（air path )27a而被提供；之後，壓縮空氣被導入第一腔室25，並 同0^地、、·二過内頂部2〇之上部（upper sect ion ) 20b之穿孔 (through-h〇les) 26導入第二腔室35 ;於第2圖中所示， 充滿壓縮空氣之空間係以斜線（hatching )所示；藉由此 結構^，圓1 2與施壓構件可同時地被壓在研磨面5 2上。 ^壓構件3 6之活動情形，請參考第3圖解釋之；由該 圖揭=了施壓構件36施壓於研磨面51上之情形；被導入第 。I至25中之壓縮空氣，於研磨布η之研磨面μ上，對晶 圓^之表面12a以預設之力量施壓之；同時，被引進第二 腔室35中之壓縮空氣，於研磨布51之研磨面“上，施壓於 與研磨面51平行之施壓構件36底面；藉由對於研磨面52上 之施壓構件36之施壓動作，對應於施壓構件36底面與晶圓 1 2封閉外緣1 2b (見第1 〇圖）之一部份研磨布5丨，則被向 下壓；於傳統研磨裝置中，如第1〇圖所示，晶圓12之下層 外緣12b係接觸了凹部51a之内表面與研磨布51之接觸部位 會被集中地被破壞，因此研磨面52則被彎曲與不良磨損； 另一方面，於第一實施例中，摩擦力無法集中於晶圓12之 下^外緣12b (見第3圖）。因此使得研磨布51不會被集中 破壞與彎曲，而研磨布之不良磨損（badb ⑽）可 被避免；此外，研磨布51之回復動作（rec〇veri 被減少。 舉例來說’施壓構件36可為一環型金屬碟盤 (Hng-shaped metal disk)，或一網狀碟盤（net — shaped 477733

五、發明說明（11) disk);此外，鑽石結晶（diamond grain)可被包含於 施壓構件36之底面中，而所述底面河被塗一層鑽石CVD薄 膜’如果施壓構件36為沈積研磨石（deposited grind stone )或一具有粗糙表面之陶瓷所製，研磨盤5〇之研磨 面52可被有效地被覆（dresseci );以此方式，一被覆構 件（d r e s s i n g m e m b e r )如施壓構件3 6則被利用。 本實施例中之施壓構件36係為環型，並與彈性環型構 件34固定；為了要適當地與環型構件34固定，施壓構件 具有一較厚部（thicker section) 36a ;彈性環型構件34

係藉由較厚部（thicker section) 36a與環型構件36b把 持，並由螺栓（未示出）結合之，因此施壓構件36得以盥 彈性環型構件34固定。 山轭壓構件36之施壓面36c (底面）係由較厚部36a之下 而（lower end)向内延伸；一施壓面36c之内緣，係向把 持盤22之外緣延伸；施壓構件36係延伸並覆蓋了内部密封 構件33與外緣部2〇a ;藉由此種結構，施壓構件之施壓面 3 6 c得以定位。 如果施壓構件36完全密封晶圓12之外周緣（〇uter circumferential edge)，提供用於研磨布51之研磨面52 上而研磨日日圓1 2之漿液（s 1 urry )，則有困難。 為了要克服此缺點，將漿液引導至研磨面51上之導槽 ，則形成於施壓構件36之底面，如第4圖所示。 所述導槽36d係以與旋轉方向” R”對應之方向弧曲；藉 此種結構’聚液得以被適當地經由導槽36d導入施壓構

477733 五、發明說明（12) 件3 6之内部；漿液流動之方向之一，係以箭頭，f sπ所示； 導槽36d斷面形狀可為V型或U型等。： - 於使用直徑遠大於晶圓12直徑之研磨盤50之實施例中 — 形成導槽36d ’係有其成效；而就另一方面來說，於使用 直徑只比晶圓1 2猶微大一點或相同之研磨盤5 〇之案例中， 穿孔（through-holes)則可能形成於研磨盤5〇與研磨布 51中，以便於研磨面52上，從一下緣（i〇wer Side )藉由 穿孔提供漿液，在使用上述較小研磨盤5 〇之案例中，由外 界有效提供漿液至晶圓12之全表面（whole surface) 12a，則有困難。 _ 藉由施壓構件36，研磨晶圓12之動作與對研磨盤5〇之 研磨面52施壓之動作，則得以同時地被執行；因此研磨面 5 2之變形與不良磨損，則可被避免；因此，作業效率得以 被提升，而晶圓則得以藉由較佳之研磨面52以更高之研磨 與拋光精確度研磨。 如果被覆構件（dressing member)用施壓於研磨面 52，而被覆步驟係被分別地於研磨步驟中執行，執行被覆 步驟之頻率則可被減少，因此作業與製造效率則可被提 升。 内頂部20與外頂部3〇之旋轉驅動機構與垂直驅動機構<i. 一内軸承42係設於内軸27 (inner shaft)之外周面 (outer Circumferential face)之間，而與内頂部2〇、 和外頂部30結合之外軸（outer shaft) 37内周面（inner

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第17頁 477733 五、發明說明（14) 定，並與齒輪傳動事詈 · 數組軸承58係垂直(P,lni〇n gear ) 55a齒合。 順地旋轉。 亚允許了外軸3 7相對於基部丨4平 藉由此種結構 & 藉由馬達55轉動；而二 下，固定之外軸30，得以 30接觸之施壓構件36，則：以冓件34而與外頂部 直於晶圓12表面l2a軸線轉動。通了部30,而圍繞一垂 因為内頂部驅動單元44盥外聽 提供，晶圓12與施壓構 ^ 7早兀54係為分別 以被提升。 田也破界疋，而研磨精確度得 都，'组圓筒狀單元74係垂直地移動-頂 ° ’二斤口 ^ 了内頂部2〇、内軸27與外軸37。 、 。圓同狀單元74之後端74a係與基部14固定； 皁元7 4之圓筒狀桿件7 4 h 兮 .... W同狀 器75固定。 干件⑽之“，係與舉升構件76與連接 請注意，上述用於轉動内頂部20之馬達45，係盘舉升 構件76固定。 你，、举升 上述外軸37，係非垂直地相對於舉升構件76移動； 但，外軸37係藉由可承受於推進方向（thrust ⑽ ^載重（load)之軸承77輪流地把持（r〇tatabiy 一組擔體79位於内軸27之上尾端，因此内軸27係相對 於外軸37非垂直地移動；但，内軸27係被軸承“、〇輪流 第18頁 五、發明說明（15) 把持（rotatably held);藉由 — 升構件7 6輪流把持而不致掉 種結構’内軸2 7亦被舉 一圓筒部1 4 a係由基部1 4朝 過上述圓筒部14a ;因此外轴上延伸；所述外軸37係穿 内部圓筒狀構件78係藉由一鐽為垂直移動與轉動；一 合，因此内部圓筒狀構件78可;^key) 16與外軸37結 傳動裝置56覆蓋了内部圓筒 二外軸37轉動；所述被動 之齒輪傳動裝置（pi ni 〇n ^亚與其固定；馬達55 齒合；請注意，用於轉動夕頂部)35a係與被動傳動裝置56 定之。 卜頂邛30之馬達55係與基部14固 由圓達3 乂卜頂部30係伴隨外轴37旋轉；此外，藉 外軸37係滑動於内部圓筒狀構件78内， 因此頂部可垂直方向移動。 夕嫌ί據以上所述’驅動機構係包括··可垂直移動晶圓1 2 機構而使晶圓12表面12a接觸研磨盤50之研磨面52 ; 一 機構使晶圓1 2圍繞其軸轉動；與一機構使施壓構件圍繞盆 軸轉動。 〃 ^ 一導入口（inlet)29係設於内軸27之上尾端，並與加 Μ單元28連通；導入口 29亦連通了形成於内軸27内並與第 一腔至2 5連通之氣道2 7 a ;請注意，本實施例中，加壓單 元28為一壓縮機。 一分配器（未示出）可設於導入口 29，而避免了轉動過 程中所產生之空氣管道的扭曲。 此外，本晶圓研磨裝置具有一漿液供给單元（未示

第19頁 477733 五、發明說明（16) 出）。 (第二實施例） - 第二實施例請參考第6圖與第7圖中詳釋；於第一實 例中到·於構造元件所用之標號將會被沿用。 第6圖為本發明之研磨裝置之第二實施中，把持單元 截面不圖；第7圖係本發明之第二實施中，其中壓縮空氣 引進把持早元之截面示圖。

第二實施例之特徵，在於一組第一加壓單元3 8，其將 加壓流體導入了弟一腔室2 5中，而使把持盤5 〇上之晶圓1 2 表面12a被施壓於研磨盤5〇之研磨面52上；此外，一組第 二加壓單元，其將加壓流體導入了第二腔室3 5中，使施壓 構件3 6得以被壓於研磨盤5 〇之研磨面5 2上，即，兩組加壓 單元38與39，係分別設置；〆組導入口 39a，係為從第二 加壓單元39導入加壓流體（即，壓縮空氣）而對第二腔室 35施壓之進出口，其設於外頂部30之上表面30a ;不同於 第一實施例地（如第1圖中所示）’此實施例並沒有形成 穿孔2 6。

在本實施例中，包括第〆腔室2 5的空間，係充滿由加 壓單元38提供之了壓縮空氣（圖中以斜線標示之）；而包 括第二腔室3 5之空間，係充滿了由加壓單元3 9提供之壓縮 空氣（圖中充滿壓縮空氣之空間以交又斜線所示）（如第 7圖所示）。 供於第一腔室25中之壓縮空氣之壓力，可與供於第二 腔室35中之壓縮空氣壓力不同；即’施壓於晶圓12之壓力

477733 五、發明說明（17) Πϊΐί構件36之壓力’可分別被控制；藉由此種結 冓也垒構件36可藉由對應於研磨齑52上施壓於曰 壓力’而被施壓於研磨布51之研磨面52上；因而 得以被更高之精確度研磨。 而使曰曰012 請注意，此處提供調節第一腔室25中之壓 節器(未示出)與調節第二腔室35中之麼力之減麼調^調 (未不出），因此既使壓縮空氣僅藉由一普通來源所提供， 制：腔室25與第二腔室35中之壓力，亦可得以被分別控 如果減壓單元（未示出）連通至第一腔室25，當減壓 π，驅動時，可使把持盤22被向上拉；藉由此種結構，只 有藉由彈性環型構件34所把持之施壓構件36，得以藉由驅 動第二加壓單元39而被施壓於研磨面52上’·在此案^中‘，" 如果被覆構件如施壓構件36被使用，所述研磨面52則可 被覆構件所被覆。 如果減壓構件（未示出）連通至第、二腔室3 5，被彈性環 型構件34所把持之施壓構件36，當減壓構件被驅動時得以义 被向上拉；藉由此種結構，只有被把持盤22所把持之晶圓 1 2能藉由第一加壓單元38被施壓於把持面52上，因而使晶 圓12表面12a不需藉由施壓構件36對研磨面52施壓即可研曰曰 磨。 (弟三實施例） 於第一與第二實施例中，内部密封構件33係與基部“ 分離，所述基部包含了外頂部3〇之上部3〇b與外部密封構 第21頁 477733 五、發明說明（18) 件3 0 a ;於第三實施例中内部密封構件3 3係與外頂部3 〇之 基部3 2結合。 ： 在内部岔封構件3 3係與外頂部3 〇之基部3 2結合之實施 例中，如果提供壓縮空氣至第一腔室25與第二腔室之氣 道分別設置，則無須第一腔室25與第二腔室35中之複雜的 氣密結構，而可使結構被簡化；在採用加壓單元28之第一 實施例中，一氣道由加壓單元28分支出，而所分支出之氣 道係個別地與氣道27a與導入口…連才妾，·在採用第一施壓 構件38與第三施壓構件39之第二實施例巾，地師施壓構件 38係連接於氣道27a，而第二施壓構件38係連接於導入口 3 9a。 於第三實施例中，同樣地，施壓於晶圓12之壓力盥於 構件36之壓力，可被個別地_ 弟腔至25 14弟一腔室35中之壓力而控制；此外，曰 1 2與施壓構件36之轉速，可 b外日日圓 44盥外頂邻驄#λ抑-π, 被们別地猎由内頂部驅動單元 動早兀45(見第5圖）而控制；因 G二“"之效果，☆第三實施例之晶圓研磨。 把持Sa述上實1例中’晶圓12係藉由水黏附於把持㈣之 把持面仏上’但本發明不因實施例而受限。手皿之 22a而曰使晶圓12經由空氣吸力而吸附。至把持盤22之把持面 晶固1 2亦可藉由黏著劑被穩固地吸附於把持面2 2上。 ^//733 ^//733

五、發明說明（19) 傳統晶圓研磨裝置（見第9圖）之公錐部7〇與母錐部72可 被本創作所採用；藉由公錐部70與每錐部72之密合，把持 盤22可被精確地定位，因此晶圓12得以被固定或吸附於一 正確位置；因此，研磨之精確度與研磨之效率能被提升， 如第9圖中之裝置所示。 在上述之實施例中 — ~ ”<曲_丄乙巧乐被 壓於研磨面52上；而其他流體壓力，即：水 亦可古备蔽；"F* k β ^壓力所施—.一一一，叫六他流 屋’油壓等，亦可取代空氣壓力而採用之。 件而^上Ϊ實施例中，矽晶圓12之表面123係做為作業物 即·L =或拋光；具有如同石夕晶圓表面之作業物件， ，离现，水晶盤等，亦可被適當地研磨或拋光。 件之内5本發明之晶圓研磨裝置’使内部密封構 並可以可被分別地旋轉而且適當地被定位， 以減少度研磨晶，，並減少晶圓被不良磨損， 需陳之規定懇請賜准專利，實為德便。 若依本創作之糂r上所述乃是本創作較佳具體的實施例， 超出說明C作之改變’其所產生之功能作用仍未 内，合予陳明i式所涵盍之精神時，均應在本創作之範圍 477733 圖式簡單說明 第1圖係本發明之研磨裝置之第一實施 截面示圖。 〆 ?巴持早元 第2圖係本發明之第一每# 士 ' ^ ^ ^ 貝轭中，其中壓縮空義以、仓4 持單元之截面示圖。 乳W進把 第3圖係為第1圖與第2圖之實施例+，本發 磨布之研磨面，藉由一施壓構件施壓之示意圖。 研 第4圖為本發明巾，伽m + T與研磨布接觸之施壓構件之底面 第5圖為本發明之研磨裝置之第—實施例之驅動機 示圖 裝置圖。 械 截面Γ圖圖為本發明之研磨裝置之第二實施中，把持單 持-第7之圖Λ本發明之第二實施中，其中壓縮空氣引進把 持早兀之戴面示圖。 、〃丨哭？巴 第8圖為本發明之研磨裝置之第二每 戴面示圖。 〜貝方也Τ 把持早元 第9圖習見研磨裝置中，晶圓 — 第1 0圖俜Λ箆q „成-夕與# 待早兀之截面示圖。 u你馮笫9圖所不之貫施例中抑目讲谕壯印 之研磨布之研磨面，藉由一晶圓@中，白見研磨裂置中 <圖式中元件名稱與符號對照> 1 〇 :把持單元 12 :晶圓 12a :表面 施壓之示意圖 元

、--- 477733 圖式簡單說明 12b :下層外緣 14 :基部 1 4 a :圓筒部 16 :鍵部（key) 2 :穿孔（through-holes) 2 0 :内頂部 2 0 a :外緣部 2 0b :上部(upper section ) 21 :第一凹部 2 2 :晶圓把持盤（一把持盤） 2 2 a :把持面 2 3 :施壓構件 24 : :彈性把 持 構件 24a :内緣 24b =外緣 25 第一腔 室 26 穿孔 27 内軸 27a =氣道 (a i r path 28 加壓單 元 29 導入口 ( inlet ) 30 外頂部 30a :上表面 3 0 a :外部密封構件

477733 圖式簡單說明 31 32 33 34 35 36 36a 36b 36c 36d 37 38 39 39a 42 43 44 45 45 45a 46 47 50 51研 第二凹部 基部 、 内部密封構件 環型構件 第二腔室 環型施壓構件 較厚部 環型構件 施壓面 導槽 外軸 第一加壓單元 第二加壓單元 :導入口 内轴承 内部封圈 内頂部驅動單元 外頂部驅動單元 馬達 :齒輪傳動裝置（pinion gear 被動傳動裝置（driven gear) 上部軸承 研磨盤 磨布

第26頁 477733 圖式簡單說明 5 1 a :凹部 5 2 :研磨面 ： 5 4 :外頂部驅動單元 5 5 :馬達 55a :齒輪傳動裝置（pinion gear) 56 :被動傳動裝置（driven gear) 58 :軸承 6 0 :晶圓把持單元 6 2 :頂部 6 2a :凹面部 6 2b :封閉部 64 :晶圓把持盤 64a :外端部 6 5 :氣密密封腔室 6 6 :彈性構件 6 6 a :内邊緣 6 6b :外邊緣 67 :真空單元 6 7 a :吸附孔 67b :氣管

6 9 ·· 減壓單元 70 ： 公錐部 72 ： 母錐部 74 ： 圓筒狀單元 477733 圖式簡單說明 74a 74b 75 76 77 78 79 ••後端 :圓筒狀桿件 連接器 舉升構件 軸承 内部圓筒狀構件 擋體

第28頁

Claims (1)

1. 477733 申請專利範圍 i 一種 一把持 一具有 盤i間之相 其中把 一具有 盤之研磨面 一具有 所述外頂部 一設於 持了作業物 一固定 許所述把持 室，而對作 一外部 一内部 間，而密封 一施壓 構件係形成 一彈性 封構件上， 晶圓研磨裝置，包括： 單元’可把持一作業物件，與 :磨面之研磨盤，其藉由所述作業 對運動研磨了作業物件之者； 持單元包括了 ： 第—凹部之内頂部，其凹部之開口 ， 頂部’上述内頂部係 向研磨盤之研磨面； 具有把持面之把持盤 成一第 腔 —加壓 中’藉由把 弟二凹部之外 之開口部係朝 第一凹部中而 件； 於所述内頂部 盤與所述内頂 業物件於第一 密封構件，係 密封構件，設 了所述内頂部 構件，係用於 環狀而密封了 環型構件，固 把持並允許施 室於第二凹部 早元’將加壓 持盤使作業物 與把持盤之彈性把持 部相對運動，並形成 凹部中藉由所述把持 設於外頂部中而密封 於所述外部密封構件 物件與把持 部朝向研磨 於其中，而 ，於其上把 構件’其允 了一第一腔 盤施壓； 了内頂部； 、内頂部之 施壓研磨盤之研磨面，所述施壓 把持盤； 定於所述外部蜜蜂構件與内部密 壓構件與外頂部相對 中，與 流體導入第一腔室與 件施壓於研磨盤之研 移動 ，並形 第二腔室之 磨面上’而

   477733 ~----—— 六、申請專利範圍 使施壓構件 2 ·如專 體係藉由第 笫二力口壓單 3 ·如專 括了： 一内頂 動，該軸係 一外頂 動，该軸係 4 ·如專 部密封構件 件連接於所 藉由軸承輪 施壓於研磨盤之研磨面上者。 利申請第1項中所述之研磨裝置3 一加壓單元導入第一腔室，而加 元導入第二腔室者。 利申請第1項中所述之研磨裝置 部驅動單元，係用於使内頂部圍 垂直於被把持盤所把持之作業物 部驅動單元，係用於使外頂部圍 垂直於被把持盤所把持之作業物 利申請第3項中所述之研磨裝置： ’係可分離於所述外頂部，並藉 述外頂部而伴隨外頂部移動，並 流把持者。 其中加壓流 壓流體係藉由 更進一步包 繞一軸體轉 件之表面；與 繞另一軸體轉 件之表面者。 其中所述内 由彈性環型構 可於内頂部中

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