TWI694896B - 研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

當使用噴射傳播超音波之洗淨水來洗淨研磨砥石之研磨裝置而研磨晶圓的情形下，維持研磨砥石的研磨力。
研磨裝置(1)中，設計成，包含：超音波洗淨水供給手段(9)，對研磨手段(7)中具備之研磨砥石(740)的研磨面(740a)噴射傳播超音波之洗淨水；及電流值測定部(14)，測定心軸電動機(72)的電流值；及ON/OFF手段(16)，因應電流值測定部(14)測定之電流值而切換超音波振盪之ON/OFF；ON/OFF手段(16)，對於會在研磨手段(7)所做的研磨中變化而由電流值測定部(14)測定之心軸電動機(72)的電流值，設定上限值及下限值，在電流值測定部(14)測定之心軸電動機(72)的電流值的上限值與下限值之間，藉由ON/OFF手段(16)切換來自超音波洗淨水供給手段(9)中具備的高頻電源(91)之高頻電力供給而研磨。

Description

研磨裝置
本發明有關能夠對晶圓抵接研磨砥石而予以研磨之研磨裝置。
半導體晶圓、藍寶石、SiC、鉭酸鋰(LiTaO3)、玻璃等各種被加工物，藉由研磨裝置受到研磨而形成為規定的厚度後，藉由切割裝置等受到分割而成為一個個裝置等，被利用於各種電子機器等。該研磨所使用之研磨裝置，是對被加工物亦即晶圓令旋轉的研磨砥石的研磨面抵接，藉此能夠進行晶圓的研磨。在此，若進行該研磨，則在研磨砥石的研磨面會發生由研磨屑等所造成之氣孔堵塞或鈍化，使得研磨砥石的研磨力降低。又，研磨砥石的氣孔堵塞或鈍化，當被加工物為所謂的難研磨材的情形下特別常發生。就難研磨材而言，有如藍寶石或SiC這樣的硬質材、及如鉭酸鋰(LiTaO3)或玻璃這樣的軟質材。例如，若將軟質材的鉭酸鋰，藉由由具備許多氣孔的瓷質結合劑(vitrified bond)所形成之研磨砥石予以研磨，則研磨屑會深入氣孔內而發生氣孔堵塞或鈍化。鑑 此，為了防止氣孔堵塞等所造成之研磨砥石的研磨力降低，有一種方法是於被加工物的研磨中將削銳板(dressing board)抵壓至研磨砥石的研磨面，於研磨同時將研磨砥石的研磨面予以削銳(例如參照專利文獻1)。
但，當將削銳板抵壓至研磨砥石而進行削銳的情形下，削銳板會磨耗，因此變得必須定期地更換削銳板。鑑此，就不使用削銳板而維持研磨砥石的研磨力之方法而言，有一種方法是於被加工物的研磨中，對研磨砥石的研磨面噴射由高壓水或二流體等所構成之洗淨水來予以洗淨，又，本申請人針對一種研磨裝置進行專利申請(例如日本特願2014-084198號)，該研磨裝置是從超音波噴嘴對洗淨水傳播超音波而使洗淨水做超音波振動，藉此不僅除去在研磨砥石的表面氣孔堵塞之研磨屑，還除去因研磨砥石的鈍化而從砥石表面深入至砥石內部之研磨屑，而維持研磨砥石的研磨力。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2011-189456號公報
但，當使用上述日本特願2014-084198號記載之研磨裝置對晶圓施加研磨加工的情形下，若於研磨中 僅是從超音波振盪部持續振盪超音波而對洗淨水持續傳播超音波，則證實會有研磨砥石的研磨力降低這樣的現象。鑑此，尚有下述待解決問題，即，當使用對研磨砥石的研磨面噴射受到超音波傳播之洗淨水來洗淨研磨面之研磨裝置而研磨晶圓的情形下，藉由維持高研磨力，來有效率地將複數片晶圓連續地研磨。
用以解決上述問題之本發明，係一種研磨裝置，具備：保持平台，保持晶圓；及研磨手段，具有令心軸旋轉之心軸電動機，該心軸將研磨輪可旋轉地裝配，該研磨輪係以環狀配設將被保持於該保持平台的晶圓予以研磨之研磨砥石而成；及研磨水供給手段，對該研磨砥石及晶圓供給研磨水；該研磨裝置，其特徵為：包含：超音波洗淨水供給手段，不同於該研磨水供給手段，對該研磨砥石的與晶圓接觸之研磨面噴射傳播超音波之洗淨水；及電流值測定部，測定該心軸電動機的電流值；及ON/OFF手段，因應該電流值測定部測定之該心軸電動機的電流值而切換超音波振盪之ON與OFF；該超音波洗淨水供給手段，具備：超音波噴嘴，具有將該洗淨水對該研磨面噴射之噴射口及振盪超音波之超音波振盪部；及高頻電源，對該超音波振盪部供給高頻電力；該ON/OFF手段，設定會在該研磨手段所做的研磨中變化而由該電流值測定部測定之該心軸電動機的該電流值的上限值及下限值，當從該 高頻電源供給高頻電力而一面將傳播超音波之洗淨水噴射至該研磨面一面研磨時，若該電流值測定部測定之該電流值上昇到了該上限值，則停止來自該高頻電源之高頻電力供給而將不傳播超音波之該洗淨水供給至該研磨面，當停止來自該高頻電源之高頻電力供給而一面將不傳播超音波之洗淨水噴射至該研磨面一面研磨時，若該電流值測定部測定之該電流值下降到了該下限值，則從該高頻電源供給高頻電力而將傳播超音波之洗淨水供給至該研磨面，在該電流值測定部測定之該心軸電動機的該電流值的該上限值與該下限值之間，藉由ON/OFF手段切換來自該高頻電源之高頻電力供給而研磨。
本發明之研磨裝置，係設計成，包含：超音波洗淨水供給手段，不同於研磨水供給手段，對研磨砥石的與晶圓接觸之研磨面噴射傳播超音波之洗淨水；及電流值測定部，測定心軸電動機的電流值；及ON/OFF手段，因應電流值測定部測定之該心軸電動機的電流值而切換超音波振盪之ON與OFF；超音波洗淨水供給手段，做成為具備：超音波噴嘴，具有將洗淨水對研磨面噴射之噴射口及振盪超音波之超音波振盪部；及高頻電源，對超音波振盪部供給高頻電力；ON/OFF手段，設定會在研磨手段所做的研磨中變化而由電流值測定部測定之心軸電動機的電流值的上限值及下限值，當從高頻電源供給高頻電 力而一面將傳播超音波之洗淨水噴射至研磨面一面研磨時，若電流值測定部測定之電流值上昇到了上限值，則停止來自高頻電源之高頻電力供給而將不傳播超音波之洗淨水供給至研磨面，當停止來自高頻電源之高頻電力供給而一面將不傳播超音波之洗淨水噴射至研磨面一面研磨時，若電流值測定部測定之電流值下降到了下限值，則從高頻電源供給高頻電力而將傳播超音波之洗淨水供給至研磨面，能夠在電流值測定部測定之心軸電動機的電流值的上限值與下限值之間，藉由ON/OFF手段切換來自該高頻電源之高頻電力供給而研磨。像這樣，於研磨加工中，藉由電流值測定部監視心軸電動機的電流值，藉由心軸電動機的電流值以ON/OFF手段切換來自超音波振盪部之超音波振盪以及停止，藉此令從超音波振盪部振盪出的超音波透過從超音波噴嘴噴射出的洗淨水而間歇性地對研磨砥石的研磨面傳播來削銳研磨面，便可將研磨砥石的研磨力維持在一定水準，而可有效率地將複數片晶圓連續地研磨。
1‧‧‧研磨裝置
10‧‧‧基座
11‧‧‧柱
14‧‧‧電流值測定部
16‧‧‧ON/OFF手段
30‧‧‧保持平台
300‧‧‧吸附部
300a‧‧‧保持面
301‧‧‧框體
31‧‧‧旋轉手段
5‧‧‧研磨饋送手段
50‧‧‧滾珠螺桿
51‧‧‧導軌
52‧‧‧電動機
53‧‧‧升降板
54‧‧‧托座
7‧‧‧研磨手段
70‧‧‧心軸
70a‧‧‧流路
70b‧‧‧流路
72‧‧‧心軸電動機
73‧‧‧座架
74‧‧‧研磨輪
740‧‧‧研磨砥石
740a‧‧‧研磨面
741‧‧‧輪基台
8‧‧‧研磨水供給手段
80‧‧‧研磨水供給源
81‧‧‧配管
9‧‧‧超音波洗淨水供給手段
90‧‧‧超音波噴嘴
900‧‧‧噴射口
901‧‧‧超音波振盪部
91‧‧‧高頻電源
910‧‧‧導電線
92‧‧‧洗淨水供給源
920‧‧‧配管
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧晶圓的表面
Wb‧‧‧晶圓的背面
T‧‧‧保護膠帶
A‧‧‧裝卸區域
B‧‧‧研磨區域
[圖1]研磨裝置之一例示意立體圖。
[圖2]以研磨輪研磨被保持於保持平台的晶圓之狀態示意側面圖。
[圖3]不使ON/OFF手段作動而進行來自高頻電源 的高頻電力之供給以持續振盪超音波而進行研磨加工之比較例1中的心軸電動機的電流值示意圖表。
[圖4]不使ON/OFF手段作動而進行來自高頻電源的高頻電力之供給並進行超音波的振盪之停止及重啟而進行研磨加工之比較例2中的心軸電動機的電流值示意圖表。
[圖5]使ON/OFF手段作動而將來自高頻電源的高頻之供給在心軸電動機的電流值的上限值與下限值之間予以切換而進行研磨加工之實施例1中的心軸電動機的電流值示意圖表。
圖1所示之研磨裝置1，為將被保持於保持平台30上的晶圓W，藉此研磨手段7予以研磨之裝置。研磨裝置1的基座10上的前方(-Y方向側)，為藉由未圖示之搬運手段對保持平台30進行晶圓W的裝卸之區域亦即裝卸區域A，基座10上的後方(+Y方向側)，為藉由研磨手段7而進行被保持於保持平台30上的晶圓W的研磨之區域亦即研磨區域B。
在研磨區域B，立設有柱11，在柱11的側面配設有研磨饋送手段5。研磨饋送手段5，係由：滾珠螺桿50，具有鉛直方向(Z軸方向)的軸心；及一對導軌51，和滾珠螺桿50平行地配設；及電動機52，與滾珠螺桿50的上端連結而令滾珠螺桿50旋動；及昇降板53， 內部的螺帽與滾珠螺桿50螺合而側部與導軌51滑接；及承座54，與昇降板53而保持研磨手段7；所構成，一旦電動機52令滾珠螺桿50旋動，則伴隨此，昇降板53受到導軌51導引而於Z軸方向來回移動，被保持於承座54的研磨手段7於Z軸方向被研磨饋送。
保持平台30，例如其外形為圓形狀，具備由多孔構件等所構成而吸附晶圓W之吸附部300、及支撐吸附部300之框體301。吸附部300與未圖示之吸附源連通，藉由吸附源吸附而產生之吸附力，會傳遞至吸附部300的露出面亦即和框體301的上面平齊地形成之保持面300a，藉此保持平台30在保持面300a上將晶圓W吸附保持。此外，保持平台30，受到配設於保持平台30的底面側之旋轉手段31(圖1中未圖示)所驅動而可旋轉，且，藉由配設於保持平台30的底面側之未圖示的Y軸方向饋送手段，而可在裝卸區域A與研磨區域B之間朝Y軸方向來回移動。
研磨手段7，具備：心軸(spindle)70，軸方向為鉛直方向(Z軸方向)；及心軸外殼71，將心軸70可旋轉地予以支撐；及心軸電動機72，令心軸70旋轉驅動；及圓形狀的座架73，與心軸70的下端連接；及研磨輪74，與座架73的下面可裝卸地連接。又，研磨輪74，具備輪基台741、及在輪基台741的底面以環狀配設而成之略直方體形狀的複數個研磨砥石740。研磨砥石740，例如，是鑽石研磨粒等藉由作為結合材之有氣孔種類的瓷 質結合劑而被固著而成形。另，研磨砥石740的形狀，亦可是一體地形成為環狀之物，而構成研磨砥石740之結合材，亦不限於瓷質結合劑而可為樹脂結合劑或金屬結合劑等。
如圖2所示，在心軸70的內部，作為研磨水的通道之流路70a，是朝心軸70的軸方向(Z軸方向)貫通形成，流路70a更通過座架73，而與形成於輪基台741之流路70b連通。流路70b，是在輪基台741的內部當中於和心軸70的軸方向正交之方向，朝輪基台741的圓周方向相距一定間隔而配設，在輪基台741的底面係開口以便能朝向研磨砥石740噴出研磨水。
研磨水供給手段8，例如由作為水源之由泵浦等所構成之研磨水供給源80、及與研磨水供給源80連接而與心軸70內部的流路70a連通之配管81所構成。
如圖1所示，在心軸電動機72，連接有電流值測定部14。電流值測定部14，係測定因應以研磨輪74研磨晶圓時發生的研磨負載而變化之電流值，也就是說，測定供與研磨輪74連接之心軸70的旋轉驅動之心軸電動機72的電流值。此外，在電流值測定部14，連接有ON/OFF手段16，其因應電流值測定部14所測定的心軸電動機72的電流值來切換超音波振盪的ON與OFF。
圖1所示之超音波洗淨水供給手段9，具備：超音波噴嘴90，具有將洗淨水主要對研磨砥石740的研磨面740a噴射之噴射口900及振盪超音波之超音波振盪 部901；及高頻電源91，對超音波振盪部901供給高頻電力。超音波噴嘴90的配設位置，例如為和位於研磨區域B內的保持平台30鄰接之位置，且為位於研磨輪74的下方之位置，並配設成超音波噴嘴90的先端亦即噴射口900係對於研磨中的研磨砥石740的研磨面740a而言呈相向。另，超音波噴嘴90，例如亦可配設成藉由未圖示之Z軸方向移動手段而可朝Z軸方向移動。又，在超音波噴嘴90，連接有藉由泵浦等所構成而供給洗淨水之洗淨水供給源92以及連通之配管920。
在配設於超音波噴嘴90的內部之超音波振盪部901，透過導電線910連接有對超音波振盪部901供給高頻電力之高頻電源91。超音波振盪部901，一旦受到高頻電源91供給規定的高頻電力，超音波振盪部901中具備之未圖示的振動元件便將高頻電力變換成機械振動，藉此振盪超音波。然後，振盪出的超音波，在超音波噴嘴90的內部，對從洗淨水供給源92供給而通過配管920被送到超音波噴嘴90的內部之洗淨水傳播。受到超音波傳播之洗淨水L，從噴射口900例如朝向+Z方向被噴射，與研磨砥石740的研磨面740a接觸。
以下，利用圖1~5，說明當藉由研磨裝置1連續研磨複數片圖1所示之晶圓W的情形下，研磨裝置1的動作及研磨方法。
圖1所示之晶圓W，例如為在由鉭酸鋰(LiTaO3)而形成之直徑6英吋的基板上配設有SAW (Surface Acoustic Wave：表面聲波)裝置等而成之晶圓。例如，在晶圓W的表面Wa配設有未圖示之SAW裝置等，當被施加研磨加工時，在晶圓W的表面Wa會成為有保護膠帶T貼附而受到保護之狀態，而晶圓W的背面Wb則藉由研磨輪74受到研磨。另，晶圓W的形狀及種類，不限定於由鉭酸鋰而形成之晶圓，可基於和研磨砥石740的種類等之關係而適當變更，亦可為由玻璃這樣的軟質材而形成之晶圓、或由SiC或藍寶石這樣的硬質材而形成之晶圓。
晶圓W的研磨中，首先，在圖1所示之裝卸區域A內，藉由未圖示之搬運手段，貼附著保護膠帶T之晶圓W被搬運至保持平台30上。然後，令晶圓W的保護膠帶T側與保持平台30的保持面300a相向並進行了對位後，將晶圓W載置於保持面300a上而使得晶圓的背面Wb成為上側。然後，藉由與保持平台30連接之未圖示之吸附源而產生的吸附力傳遞至保持面300a，藉此保持平台30在保持面300a上將晶圓W吸附保持。
接下來，保持了晶圓W的保持平台30，藉由未圖示之Y軸方向饋送手段而從裝卸區域A往+Y方向移動至研磨區域B內的研磨手段7的下方，並進行研磨手段7中具備之研磨輪74與晶圓W之對位。對位，例如如圖2所示，是以下述方式進行，即，研磨輪74的旋轉中心相對於保持平台30的旋轉中心而言朝+Y方向恰好錯開規定的距離，使得研磨砥石740的旋轉軌道通過保持平台 30的旋轉中心。然後，從研磨輪74的旋轉中心起算-Y方向之區域中，研磨砥石740的研磨面740a會成為和晶圓W的背面Wb相向之狀態。此外，從研磨輪74的旋轉中心起算+Y方向之區域中，研磨砥石740的研磨面740a會朝向-Z方向露出，和作為超音波噴嘴90的先端之噴射口900成為相向之狀態。
進行了研磨手段7中具備之研磨輪74與晶圓W之對位後，伴隨著心軸70藉由心軸電動機72受到旋轉驅動，研磨輪74旋轉。此外，研磨手段7藉由研磨饋送手段5(圖2中未圖示)而往-Z方向被饋送，研磨手段7中具備之研磨輪74往-Z方向逐漸下降，從研磨輪74的旋轉中心起算-Y方向之區域中，研磨砥石740會與晶圓W的背面Wb抵接，藉此進行研磨加工。又，研磨中，隨著旋轉手段31令保持平台30旋轉，被保持於保持面300a上之晶圓W亦會旋轉，故研磨砥石740會進行晶圓W的背面Wb全面之研磨加工。此外，當研磨砥石740與晶圓W的背面Wb抵接時，研磨水供給手段8，通過心軸70中的流路70a而對研磨砥石740與晶圓W之接觸部位供給研磨水，以將研磨砥石740與晶圓W的背面Wb之接觸部位予以冷卻。
又，於研磨中，如圖2所示，從高頻電源91對超音波振盪部901供給規定的高頻電力而從超音波振盪部901振盪出超音波，並且從洗淨水供給源92對超音波噴嘴90供給洗淨水，藉此，超音波被傳播至洗淨水，從 超音波噴嘴90的噴射口900噴射之洗淨液L會成為伴隨超音波振動之物。該超音波振動，會在洗淨液L的噴射方向的規定範圍(例如從噴射口900朝向+Z方向幅度10mm程度之範圍)內發生。超音波噴嘴90的鉛直方向(Z軸方向)的位置的決定方式，是使得研磨砥石740的研磨面740a位於該規定範圍的中間區域，藉此，即使研磨面740a下降，於研磨中從研磨輪74的旋轉中心起算+Y方向之區域中，研磨面740a仍會藉由洗淨液L受到洗淨而被削銳。
上述研磨加工，例如以以下條件實施。
晶圓W的研磨量：15μm
心軸70的旋轉數：1000rpm
保持平台30的旋轉數：300rpm
研磨饋送手段5的研磨饋送速度：0.3μm/秒
超音波振盪部901的振動頻率：500kHz
以上述條件將一片晶圓W研磨恰好之規定的研磨量，令一片晶圓W之研磨完成後，藉由圖1所示之研磨饋送手段5令研磨手段7往+Z方向移動而從研磨加工完畢之晶圓W遠離，再藉由未圖示之Y軸方向饋送手段令保持平台30朝-Y方向而回到裝卸區域A的原來位置。未圖示之搬運手段，將回到了裝卸區域A的原來位置之被載置於保持平台30上之已施加研磨加工之晶圓W，從保持平台30搬運往未圖示之晶圓匣並予以收納。接下來，未圖示之搬運手段，將研磨加工前的另一新的一片晶 圓W搬運至保持平台30，如同上述般逐漸施加研磨加工。
(比較例1)
比較例1中，於晶圓W之研磨中，不使研磨裝置1中具備之ON/OFF手段16作動，例如，藉由研磨輪74研磨了複數片晶圓W後，從超音波振盪部901開始超音波之振盪，其後亦從超音波振盪部901不間斷地將超音波持續傳播至洗淨水L，又繼續研磨了複數片晶圓W。
在此，於研磨加工中，若研磨砥石740的研磨面740a因氣孔堵塞或鈍化而研磨砥石740的研磨力降低，則研磨加工中來自晶圓W的背面Wb之阻力會增大，伴隨此，心軸電動機72的電流值亦會逐漸上昇。又，開始來自超音波振盪部901之超音波振盪後，於晶圓W之研磨中，若從超音波振盪部901不間斷地將超音波持續傳播至洗淨水L而持續研磨砥石740的研磨面740a之洗淨，則產生研磨輪74的旋轉力並藉由電流值測定部14測定出之心軸電動機72的電流值，可由圖3所示圖表看出會逐漸上昇。也就是說，證實有研磨砥石740的研磨力降低之現象，其後並證實，只要超音波仍持續振盪，則心軸電動機72的電流值不會下降。是故，比較例1中，無法維持研磨砥石740的研磨力，以連續複數片研磨晶圓W而言不合格。另，圖3所示圖表中，於縱軸並未揭示當藉由未圖示之搬運手段更換晶圓W時因研磨輪74的空轉所 造成之電流值降低，此外，於橫軸揭示了藉由研磨砥石740研磨了複數片晶圓W後，超音波持續被傳播至洗淨液L而研磨面740a受到洗淨而被削銳之後。
(比較例2)
比較例2中，訂定於晶圓W之研磨中，不使研磨裝置1中具備之ON/OFF手段16作動，並不進行來自超音波振盪部901之超音波振盪。首先，如同比較例1中的情形般，藉由研磨輪74研磨了複數片晶圓W後，從超音波振盪部901開始超音波之振盪，其後亦從超音波振盪部901不間斷地將超音波持續傳播至洗淨水L，又繼續複數片晶圓W之研磨。
然後繼續進行晶圓W之研磨，在發生了比較例1中證實之心軸電動機72的電流值上昇之現象後，停止來自高頻電源91之高頻電力供給，並令來自超音波振盪部901之超音波振盪停止。結果，可從圖4所示圖表看出，證實有心軸電動機72的電流值再度下降，亦即研磨砥石740的研磨力上昇之現象。
但，其後，在令來自超音波振盪部901之超音波振盪停止的狀態下若又持續研磨複數片晶圓W，則證實有心軸電動機72的電流值再度上昇，亦即研磨砥石740的研磨力逐漸下降之現象。又證實，心軸電動機72的電流值上昇後，即使再度重啟來自高頻電源91之高頻電力供給，令超音波振盪部901振盪超音波而令超音波傳 播至洗淨水L，心軸電動機72的電流值仍不會下降而研磨砥石740的研磨力不會上昇。是故，比較例2中，無法維持研磨砥石740的研磨力，以連續複數片研磨晶圓W而言不合格。另，圖4所示圖表中，於縱軸並未揭示當藉由未圖示之搬運手段更換晶圓W時因研磨輪74的空轉所造成之電流值降低，此外，於橫軸揭示了超音波持續被傳播至洗淨液L而研磨面740a受到洗淨而一面被削銳並一面藉由研磨砥石740研磨了複數片晶圓W之後。
(實施例1)
實施例1中，說明於晶圓W之研磨中使研磨裝置1中具備之ON/OFF手段16作動而進行研磨之情形。
首先，在ON/OFF手段16，事先設定會在研磨手段7所做的研磨中變化而由電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值的上限值及下限值。
心軸電動機72的電流值的下限值，例如為至少比上述比較例2中已證實之停止超音波振盪後的心軸電動機72的電流值的最低值還高之電流值，較佳為比該最低值還高1A程度之電流值。本實施例1中，例如將心軸電動機72的電流值的下限值設定為8.5A。
另一方面，心軸電動機72的電流值的上限值，例如設定為9A。心軸電動機72的電流值的上限值，例如是基於心軸電動機72的電流值的下限值而決定，較佳是以比心軸電動機72的電流值的下限值還大1A程度之 範圍來決定。另，心軸電動機72的電流值的上限值及下限值，並不限定於本實施例1，而可依晶圓W的形狀及種類以及研磨砥石740的種類等來適當變更。
以下，利用圖5的圖表說明事先將心軸電動機72的電流值的上限值設為9A，且將電流值的下限值設為8.5A而使ON/OFF手段16作動，藉由研磨手段7逐漸研磨晶圓W之情形。圖5中雖未圖示，但研磨了複數片晶圓W後，從高頻電源91將高頻電力供給至超音波振盪部901而從超音波振盪部901傳播超音波，將伴隨超音波振動之洗淨水L一面噴射至研磨砥石740的研磨面740a一面逐漸研磨。如此一來，藉由對於研磨砥石740的研磨面740a之洗淨水L的供給，超音波振動會傳播至研磨面740a，深入至形成研磨砥石740的瓷質結合劑的氣孔中之研磨屑會從氣孔中被掏出。因此，研磨砥石740的研磨阻力會降低而心軸電動機72的電流值會逐漸下降，也就是研磨砥石740的研磨力會逐漸上昇。但，其後，若從超音波振盪部901持續振盪超音波，則圖5所示，心軸電動機72的電流值會逐漸上昇。
然後，例如如圖5之圖表所示，於電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值上昇到了上限值亦即9A之時間點，ON/OFF手段16會作動而停止來自高頻電源91之高頻電力供給。如此一來，來自超音波振盪部901之超音波振盪會停止，未被傳播超音波之洗淨水L會供給至研磨砥石740的研磨面740a。
一旦藉由ON/OFF手段16停止來自高頻電源91之高頻電力供給而令未傳播超音波之洗淨水L一面噴射至研磨砥石740的研磨面740a一面逐漸研磨，則如圖5之圖表所示，電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值會下降至下限值亦即8.5A。於此時間點，ON/OFF手段16會重啟來自高頻電源91之高頻電力供給而重啟來自超音波振盪部901之超音波振盪，將受到超音波傳播之洗淨水L供給至研磨砥石740的研磨面740a。
一旦像這樣重啟經由對研磨砥石740的研磨面740a的洗淨水L之超音波傳播，則如圖5之圖表所示，電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值會再度逐漸上昇。然後，於電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值上昇到了上限值亦即9A之時間點，ON/OFF手段16會停止來自高頻電源91之高頻電力供給，來自超音波振盪部901之超音波振盪會停止。如此一來，未被傳播超音波之洗淨水L會供給至研磨砥石740的研磨面740a。像這樣，ON/OFF手段16，是以心軸電動機72的電流值取上限值與下限值之間的值之方式一面控制超音波的振盪一面繼續研磨。
另，當ON/OFF手段16切換來自高頻電源91之高頻電力供給時，較佳是與ON/OFF的切換同時，亦進行晶圓W之更換。也就是說，例如較佳是對一片晶圓W在總是將來自高頻電源91之高頻電力供給設為ON(或OFF)的狀態下，予以研磨規定的研磨量而進行研磨 加工。
像這樣，研磨裝置1，如實施例1中所示，使ON/OFF手段16作動，於研磨加工中，在電流值測定部14測定之心軸電動機72的電流值的上限值與下限值之間藉由ON/OFF手段16切換來自高頻電源91之高頻電力供給，間歇性地令超音波從超音波振盪部901振盪而令其對洗淨水L傳播超音波，藉此便可將研磨砥石740的研磨力保持在一定範圍，而可連續研磨複數片晶圓W。
1‧‧‧研磨裝置
10‧‧‧基座
11‧‧‧柱
14‧‧‧電流值測定部
16‧‧‧ON/OFF手段
30‧‧‧保持平台
300‧‧‧吸附部
300a‧‧‧保持面
301‧‧‧框體
5‧‧‧研磨饋送手段
50‧‧‧滾珠螺桿
51‧‧‧導軌
52‧‧‧電動機
53‧‧‧升降板
54‧‧‧托座
7‧‧‧研磨手段
70‧‧‧心軸
70a‧‧‧流路
71‧‧‧心軸外殼
72‧‧‧心軸電動機
73‧‧‧座架
74‧‧‧研磨輪
740‧‧‧研磨砥石
740a‧‧‧研磨面
741‧‧‧輪基台
8‧‧‧研磨水供給手段
80‧‧‧研磨水供給源
81‧‧‧配管
9‧‧‧超音波洗淨水供給手段
90‧‧‧超音波噴嘴
900‧‧‧噴射口
901‧‧‧超音波振盪部
91‧‧‧高頻電源
910‧‧‧導電線
92‧‧‧洗淨水供給源
920‧‧‧配管
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧晶圓的表面
Wb‧‧‧晶圓的背面
T‧‧‧保護膠帶
A‧‧‧裝卸區域
B‧‧‧研磨區域

Claims (1)

  1. 一種研磨裝置，具備：保持平台，保持晶圓；及研磨手段，具有令心軸旋轉之心軸電動機，該心軸將研磨輪可旋轉地裝配，該研磨輪係以環狀配設將被保持於該保持平台的晶圓予以研磨之研磨砥石而成；及研磨水供給手段，對該研磨砥石及該晶圓供給研磨水；該研磨裝置，其特徵為：包含：超音波洗淨水供給手段，不同於該研磨水供給手段，對該研磨砥石的與該晶圓接觸之研磨面噴射傳播超音波之洗淨水；及電流值測定部，測定該心軸電動機的電流值；及ON/OFF手段，因應該電流值測定部測定之該心軸電動機的電流值而切換超音波振盪之ON與OFF；該超音波洗淨水供給手段，具備：超音波噴嘴，具有將該洗淨水對該研磨面噴射之噴射口及振盪超音波之超音波振盪部；及高頻電源，對該超音波振盪部供給高頻電力；該ON/OFF手段，設定會在該研磨手段所做的研磨中變化而由該電流值測定部測定之該心軸電動機的該電流值的上限值及下限值，當從該高頻電源供給高頻電力而一面將傳播超音波之洗淨水噴射至該研磨面一面研磨時，若該電流值測定部測定之該電流值上昇到了該上限值，則停止來自該高頻電源之高頻電力供給而將不傳播超音波之洗淨水供給至該研磨面， 當停止來自該高頻電源之高頻電力供給而一面將不傳播超音波之洗淨水噴射至該研磨面一面研磨時，若該電流值測定部測定之該電流值下降到了該下限值，則從該高頻電源供給高頻電力而將傳播超音波之洗淨水供給至該研磨面，在該電流值測定部測定之該心軸電動機的該電流值的該上限值與該下限值之間，藉由該ON/OFF手段切換來自該高頻電源之高頻電力供給而研磨。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7012454B2 (ja) * 2017-04-27 2022-01-28 株式会社岡本工作機械製作所 静電吸着チャックの製造方法並びに半導体装置の製造方法
JP6506797B2 (ja) * 2017-06-09 2019-04-24 Ｔｏｗａ株式会社 研削装置および研削方法
JP7045212B2 (ja) * 2018-02-08 2022-03-31 株式会社ディスコ 研削装置
JP7032217B2 (ja) * 2018-04-05 2022-03-08 株式会社ディスコ 研磨装置
JP7299773B2 (ja) * 2019-07-09 2023-06-28 株式会社ディスコ 研削装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577161A (ja) * 1991-03-13 1993-03-30 Mitsubishi Materials Corp 研削盤のドレツシング装置
TW242597B (zh) * 1992-06-19 1995-03-11 Rikagaku Kenkyusho
JP2000117630A (ja) * 1998-10-12 2000-04-25 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置のドレッシング工具及びそのドレッシング工具を用いたウェーハ面取り装置のドレッシング機構
JP2006281341A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 研削装置
TW200734120A (en) * 2005-12-06 2007-09-16 Disco Corp Polishing grindstone and method for producing same
TW201321132A (zh) * 2011-10-21 2013-06-01 Disco Corp 藍寶石基板之研磨方法
JP2013123792A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び研削装置
JP5527622B2 (ja) * 2009-06-04 2014-06-18 旭硝子株式会社 板状体の研磨方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6025653A (ja) * 1983-07-20 1985-02-08 Hitachi Ltd 研削砥石のドレツシング方法
JP3305732B2 (ja) * 1991-05-28 2002-07-24 日立ビアメカニクス株式会社 平面研削盤の制御方法
JPH0557610A (ja) * 1991-08-27 1993-03-09 Toshiba Mach Co Ltd 研削加工方法
JP2001096461A (ja) * 1999-09-29 2001-04-10 Disco Abrasive Syst Ltd 研削砥石の目立て方法及び目立て装置
JP2001113455A (ja) * 1999-10-14 2001-04-24 Sony Corp 化学的機械研磨装置及び方法
JP2001328069A (ja) * 2000-05-24 2001-11-27 Ebara Corp 研磨装置のドレッサー洗浄方法及び装置
TW492065B (en) * 2001-07-20 2002-06-21 United Microelectronics Corp Structure of polishing pad conditioner and method of use
US20040248415A1 (en) * 2002-02-20 2004-12-09 Yutaka Wada Polishing method and polishing liquid
CN102513920B (zh) * 2004-11-01 2016-04-27 株式会社荏原制作所 抛光设备
JP5254539B2 (ja) * 2006-08-09 2013-08-07 株式会社ディスコ ウエーハ研削装置
JP2009094326A (ja) * 2007-10-10 2009-04-30 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの研削方法
JP5165458B2 (ja) 2008-05-23 2013-03-21 オリンパス株式会社 芯取加工方法および芯取加工装置
JP5550940B2 (ja) * 2010-02-23 2014-07-16 株式会社ディスコ 搬送機構
JP2011189456A (ja) 2010-03-15 2011-09-29 Disco Corp 研削装置及び研削方法
US8920214B2 (en) * 2011-07-12 2014-12-30 Chien-Min Sung Dual dressing system for CMP pads and associated methods
JP6239354B2 (ja) * 2012-12-04 2017-11-29 不二越機械工業株式会社 ウェーハ研磨装置
JP6166974B2 (ja) * 2013-07-22 2017-07-19 株式会社ディスコ 研削装置
CN103921213B (zh) * 2014-03-14 2017-01-04 河南理工大学 多点超声波振动cbn砂轮修整装置
CN104440559A (zh) * 2014-11-24 2015-03-25 河南理工大学 一种超硬磨料砂轮超声激光复合修整装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577161A (ja) * 1991-03-13 1993-03-30 Mitsubishi Materials Corp 研削盤のドレツシング装置
TW242597B (zh) * 1992-06-19 1995-03-11 Rikagaku Kenkyusho
JP2000117630A (ja) * 1998-10-12 2000-04-25 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ面取り装置のドレッシング工具及びそのドレッシング工具を用いたウェーハ面取り装置のドレッシング機構
JP2006281341A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 研削装置
TW200734120A (en) * 2005-12-06 2007-09-16 Disco Corp Polishing grindstone and method for producing same
JP5527622B2 (ja) * 2009-06-04 2014-06-18 旭硝子株式会社 板状体の研磨方法
TW201321132A (zh) * 2011-10-21 2013-06-01 Disco Corp 藍寶石基板之研磨方法
JP2013123792A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び研削装置

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