发明名称 抛光装置及抛光方法
摘要 一种抛光装置及一种抛光方法,其可防止一待抛光物件之一待抛光表面之一外周缘表面因为一抛光工具之弹性变形而产生过度抛光之现象,并可稳定一抛光率,其中实施抛光作业之方式为:以一转动机台之一固定表面之一法线方向为基准,令一抛光工具之一轴朝该抛光工具之一前进方向倾斜一角度α,之后再以该固定表面之法线方向为基准,令该抛光工具之轴朝某一方向倾斜,此一方向之倾斜可减少一抛光表面在跨叠于一晶圆之一待抛光表面之外周缘时,于该跨叠区域内所产生之弹性变形。
申请公布号 TW510843 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW089124787 申请日期 2000.11.22
申请人 新力股份有限公司 发明人 赤池 吉文;铃木 孝;长井 博之
分类号 B24B37/04;B24B37/00 主分类号 B24B37/04
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种抛光方法,可用于转动一抛光工具,该抛光工 具系由一弹性构件所形成,该弹性构件具有一抛光 表面,其所在之平面系垂直于一转动轴;将该抛光 表面压于一待抛光物件之一待抛光表面上,该待抛 光物件系固定于一固定机台上;及使该待抛光物件 及该抛光工具沿该固定机台之一固定表面而相对 移动,藉以抛光该待抛光物件之表面;该方法包括 下列步骤: 以该固定机台之固定表面之一法线方向为基准,令 该抛光工具之转动轴朝该抛光工具之一前进方向 倾斜一预定之角度;及 以该固定机台之固定表面之法线方向为基准,令该 抛光工具之轴朝某一方向倾斜,此一方向之倾斜可 减少该抛光表面在跨叠于该表面之一边缘之区域 时,于该跨叠区域内该抛光表面所产之弹性变形。 2.如申请专利范围第1项之抛光方法,尚包括一步骤 :令该轴沿一垂直于该抛光工具之前进方向之平面 而倾斜,以减少该抛光表面之弹性变形。3.如申请 专利范围第2项之抛光方法,尚包括一步骤:令该轴 朝某一方向倾斜,于此方向该抛光表面至该待抛光 表面在该抛光表面跨叠于该待抛光表面之外周缘 表面之区域内之高度较大,在该待抛光表面上一远 离该待抛光表面外周缘之区域内之抛光表面高度 则较小。4.如申请专利范围第3项之抛光方法,尚包 括下列步骤:制备一抛光工具,其直径约等于该物 件表面之直径,可用于抛光该物件; 调整位于该物件表面外之抛光工具其抛光表面之 外周缘之位置: 一方面令该抛光工具沿某一方向相对移动,此一方 向之移动可使该抛光表面之重叠区与该物件之表 面重叠; 一方面抛光该物件之表面;及 当该抛光工具之抛光表面之外周缘到达该待抛光 表面之外周缘时,停止抛光作业。5.如申请专利范 围第1项之抛光方法,尚包括一步骤:使用一具有一 环状抛光表面之抛光工具进行抛光。6.如申请专 利范围第5项之抛光方法,尚包括一步骤:制备一抛 光工具,其具有一业经平面切削之抛光表面,该抛 光表面实施平面切削之方式为:令该抛光工具之轴 朝不同方向倾斜,并在此一状态下转动该抛光工具 ,并使其沿一修正工具之一修正表面而相对移动, 该修正表面系平行于该固定表面。7.如申请专利 范围第1项之抛光方法,尚包括一步骤:令该轴以该 固定机台之固定表面之法线方向为基准,朝该抛光 工具之前进方向倾斜之角度大于朝可减少该抛光 表面之弹性变形之方向倾斜之角度。8.如申请专 利范围第1项之抛光方法,尚包括一步骤:一方面转 动该待抛光物件,一方面进行抛光。9.如申请专利 范围第8项之抛光方法,尚包括一步骤:令该待抛光 物件之转动方向与该抛光工具之转动方向相反,并 以此一方式进行抛光。10.如申请专利范围第1项之 抛光方法,尚包括一步骤:将一磨料置于该抛光表 面与该待抛光表面之间,并以此一方式进行抛光。 11.如申请专利范围第2项之抛光方法,尚包括一步 骤:将位于该物件表面外之抛光工具其抛光表面之 一外周缘置于该待抛光表面之一外周缘处;及令该 抛光工具朝某一方向移动,此一方向之移动可使该 抛光表面与该待抛光表面之重叠区增大,并以此一 方式进行抛光,在此同时,令该轴沿一垂直于该抛 光工具前进方向之平面而倾斜,至少直到该轴到达 至一某一位置为止,此处该抛光工具之抛光表面所 造成之弹性变形跨叠于该物件表面之外周缘。12. 如申请专利范围第11项之抛光方法,尚包括一步骤: 当该抛光工具到达某一位置,此处该抛光工具之抛 光表面所造成之弹性变形跨叠于该待抛光表面之 外周缘表面时,令该抛光工具之轴垂直于该固定机 台之固定表面,使该平面之方向垂直于该抛光工具 之前进方向。13.一种抛光方法,可用于转动一抛光 工具,该抛光工具系由一弹性构件所形成,该弹性 构件具有一抛光表面,其所在之平面系垂直于一转 动轴;将该抛光表面压于一待抛光物件之一待抛光 表面上,该待抛光物件系固定于一固定机台上:及 使该待抛光物件及该抛光工具沿该固定机台之一 固定表面而相对移动,藉以抛光该行抛光物件之表 面;该方法包括下列步骤: 以该固定机台之固定表面之法线方向为基准,令该 抛光工具之轴朝某一方向倾斜,此一方向之倾斜可 减少该抛光表面在跨叠于该待抛光表面之一边缘 时,于该跨叠区域内所产之弹性变形。14.如申请专 利范围第13项之抛光方法,尚包括一步骤:一方面转 动该待抛光物件,一方面进行抛光。15.如申请专利 范围第14项之抛光方法,尚包括一步骤:令该行抛光 物件之转动方向与该抛光工具之转动方向相反,并 以此一方式进行抛光。16.如申请专利范围第13项 之抛光方法,尚包括一步骤:使用一具有一环状抛 光表面之抛光工具进行抛光。17.如申请专利范围 第13项之抛光方法,尚包括:使用一具有一环状抛光 表面之抛光工具进行抛光。18.如申请专利范围第 13项之抛光方法,尚包括一步骤:令该轴沿一垂直于 该抛光工具前进方向之平面而倾斜19.一种抛光装 置包括: 一固定机台,可用于固定一待抛光物件; 一抛光工具,其具有一垂直于一可转动轴之抛光表 面; 一抛光工具固定装置,可用于固定该抛光工具,并 使该抛光工具可绕该轴而转动; 一运动暨定位装置,其一方面可将该抛光工具固定 装置固定于某一方向,使该抛光工具之抛光表面平 面切削该物件之表面,一方面可决定该抛光表面在 该平面切削方向上一相对于该表面之位置;及 一相对运动装置,其可令该抛光工具及该固定机台 上之物件沿该固定机台之固定表面而相对移动;其 中 该抛光工具之转动轴系以该固定机台之固定表面 之一法线方向为基准,朝该抛光工具之前进方向倾 斜一预定之角度,并朝另一不同于该倾斜方向之方 向,以另一预定之角度倾斜,此一方向之倾斜可减 少该抛光表面在跨叠于该待抛光表面之外周缘时, 于该跨叠区域内所产生之弹性变形。20.如申请专 利范围第19项之抛光装置,其中可减少该抛光表面 在跨叠于该待抛光表面之外周缘表面时,于该跨叠 区域内所产生之弹性变形之方向系延伸于一垂直 于该抛光工具前进方向之平面内。21.如申请专利 范围第19项之抛光装置,其中该抛光工具系由一弹 性构件所形成。22.如申请专利范围第19项之抛光 装置,其中该抛光工具具有一环状抛光表面。23.如 申请专利范围第22项之抛光装置,其中该抛光工具 之抛光表面业经平面切削,实施平面切削之方式为 :令该抛光工具之轴朝不同方向倾斜,并在此一状 态下转动该抛光工具,并使其沿一修正工具之一修 正表面而相对移动,该修正表面系平行于该固定表 面。24.如申请专利范围第19项之抛光装置,尚包括 一转动装置,可用于转动该固定机台。25.如申请专 利范围第19项之抛光装置,尚包括一磨料进给装置, 可用于供应吾人欲设置于该抛光表面与该待抛光 表面间之磨料。26.一种抛光方法,可用于抛光一固 定机台上所固定之待抛光物件之待抛光表面,包括 下列步骤: 沿一垂直于转动轴之平面转动一抛光工具,该抛光 工具系由一弹性构件所形成,且具有一抛光表面: 转动该固定机台,并转动该待抛光物件: 以该固定机台之一固定表面之一法线方向为基准, 令该抛光工具之转动轴朝该抛光工具之一前进方 向倾斜一预定之角度;及 以该固定机台之固定表面之法线方向为基准,令该 抛光工具之轴朝某一方向倾斜,此一方向之倾斜可 减少该抛光表面在跨叠于该表面之一边缘时,于该 跨叠区域内所产之弹性变形; 将该抛光工具之抛光表面压于该固定机台上所固 定之物件之待抛光表面上;及 使该物件与该抛光工具沿该固定机台之固定表面 之一平行面而相对移动,藉以抛光该物件之表面。 图式简单说明: 图1为一透视图,显示相关技艺中抛光装置之一例 。 图2系为说明相关技艺中抛光方法之一例。 图3为图2所示之抛光方法中,晶圆与抛光工具间压 力分布图之一例。 图4A与图4B均为剖面图,显示在晶圆之外周缘处因 抛光工具之抛光表面压于晶圆所造成之弹性变形 。 图5为一平面图,显示晶圆W已过度抛光之外周缘,此 一状态系由抛光工具其抛光表面之弹性变形所造 成。 图6显示本发明之一具体实例中抛光装置之构造。 图7系为说明本发明一轴倾斜装置之轴倾斜机构。 图8为一轴倾斜机构之结构剖面图。 图9A与图9B显示一角度调整块之结构。 图10A与图10B显示另一角度调整块之结构。 图11系为说明本发明之一抛光方法,并显示一抛光 工具之轴在一前进方向上之倾斜状态。 图12A与图12B系为说明本发明之一抛光方法,并显示 抛光工具之轴在另一方向上之倾斜状态,此一方向 之倾斜可减少一抛光表面在跨叠区内之弹性变形 。 图13系为说明本发明之一抛光方法,并显示一晶圆W 与一抛光工具之相对位置关系。 图14A为抛光工具之一抛光表面与晶圆待抛光表面 间压力分布图之一例;图14B则为沿图14A中A-A剖面之 剖面图。 图15A与图15B为抛光工具之抛光表面在某一状态下 之图示,其中图15A为跨叠区90之状态剖面图,图15B则 为脱离区之状态剖面图。 图16A与图16B为抛光工具之抛光表面在某一状态下 之图示,其中之倾斜角系大于图15A与图15B中之倾 斜角。 图17A与图17B系为说明本发明第二具体实例中之抛 光方法, 图18A至图18C系为说明本发明第二具体实例中抛光 方法之例行抛光程序。 图l9A与图19B系为说明本发明第三具体实例中之抛 光方法。 图20A至图20C系为说明一种为抛光工具之抛光表面 进行平面切削之方法, 图21则显示晶圆与抛光表面间一有效工作区S之形 状。
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