| 主权项 |
1.一种晶圆研磨装置,具备有表面贴附研磨垫的平 台(platen);用以保持应研磨晶圆之一面以使晶圆之 另一面顶接前述研磨垫的晶圆保持头;以及藉由驱 动该晶圆保持以研磨晶圆之另一面的保持头驱动 机械,其特征为: 前述晶圆保持头,系包含有 保持头本体; 膜片,在保持头本体内对保持头轴线成垂直扩张者 ; 流体室,形成于该膜片和前述保持头本体之间; 压力调整机构,用以调整充满于该流体室内的流体 压力; 圆盘状载体,固定在前述膜片上且与膜片同时移位 于保持头轴线方向上,用以保持应研磨晶圆之一面 ; 扣环,以同心状配置在该载体之外周,并固定在前 述膜片上与前述膜片同时移位于保持头轴线方向 上,以俾于研磨时顶接研磨垫者;以及 导引部,至少有一对,其一方设在前述保持头本体 上,而另一方设在前述载体和前述扣环之中至少一 方上且相互啮合者,而 前述导引部系在其啮合部上,可滑动自如于保持头 轴线方向上,且在保持头旋转方向上受到移位限制 者。2.如申请专利范围第1项之晶圆研磨装置,其中 替代成对的前述导引构件,滑动自如地相互啮合于 前述载体之轴线方向上的导引部,系由前述载体之 外周部和前述扣环内周部、及前述扣环外周部和 其近旁之前述保持头本体之至少一方的组合所形 成。3.一种晶圆制造方法,其特征为:在其晶圆研磨 制程中,系使用如申请专利范围第1项之晶圆研磨 装置,边调整前述流体室内之压力、前述平台之旋 转速度和前述保持头驱动机构之运转速度而边研 磨晶圆者。4.一种晶圆制造方法,其特征为:在其晶 圆研磨制程中,系使用如申请专利范围第2项之晶 圆研磨装置,边调整前述流体室内之压力、前述平 台之旋转速度和前述保持头驱动机构之运转速度 而边研磨晶圆者。5.一种晶圆研磨装置,其系具备 有表面贴附研磨垫的平台,及使晶圆之另一方面顶 接前述研磨垫的晶圆保持头,藉由该晶圆保持头和 前述平台之相对运动及利用前述研磨垫来研磨前 述晶圆者,其特征为: 前述晶圆保持头,系由连结在上部的心轴支持成水 旋转自如者,同时 在该心轴和前述晶圆保持头的连结部分之一面上, 设置研磨时用以观测作用于前述晶圆上之力的感 测器。6.如申请专利范围第5项之晶圆研磨装置,其 中前述感测器,系由压电元件所构成者。7.如申请 专利范围第5项之晶圆研磨装置,其中前述晶圆保 持头,系具备有设在其上部且于外周面具有公螺纹 部的圆柱状轴部, 前述心轴,系具备有开口朝下的圆筒状之外筒部; 及形成于该外筒部之内周面之用以与前述公螺纹 部相螺合之母螺纹部;以及前述公螺部与母螺纹部 螺接时配置于与前述轴部上端面相顶接之位置上 的顶接面,而 前述感测器,系在前述顶接面之周方向上具有间隔 而配置复数个者。8.如申请专利范围第7项之晶圆 研磨装置,其中前述感测器,系由压电元件所构成 者。9.如申请专利范围第5项之晶圆研磨装置,其中 前述晶圆保持头,系具备有设在其上部且于外周面 具有公螺纹部的圆柱状轴部, 前述心轴,系具备有连结在该心轴轴本体下部且开 口朝下的圆筒状之外筒部;形成于该外筒部之内周 面之用以与前述公螺纹部相螺合的母螺纹部;以及 设在前述外筒部内部且使其一面顶接于前述轴本 体下端面,同时使另一面于螺接前述公螺纹部和母 螺纹部时会与前述轴部上端面相顶接的位置调整 构件,而 前述感测器,系在前述轴本体下端面和位置调整构 件之顶接面的周方向上具有间隔而配置复数个者 。10.如申请专利范围第9项之晶圆研磨装置,其中 前述感测器,系由压电元件所构成者。11.一种晶圆 制造方法,其系具备有表面贴附研磨垫的平台,及 用以保持应研磨的晶圆以使晶圆之一面顶接前述 研磨垫的晶圆保持头,并包含有藉由该晶圆保持头 和前述平台之相对运动而利用前述研磨垫来研磨 前述晶圆的研磨制程,其特征为: 利用心轴将前述晶圆保持头之上部支持成水平旋 转自如,同时 在该心轴和前述晶圆保持头的连结部分之一面上, 设置研磨时用以观测作用于前述晶圆上之力的感 测器, 藉由该感测器之观测结果边检知前述晶圆之研磨 状态而边进行研磨。12.一种晶圆制造装置,其系具 备有表面贴附研磨垫的平台,及用以保持应研磨的 晶圆以使晶圆之一面顶接前述研磨垫的晶圆保持 头, 并藉由使该晶圆保持头和前述平台分别旋转而利 用前述研磨垫来研磨前述晶圆,其特征为: 前述晶圆保持头,系包含有 保持头本体,由顶板部和设于该顶板部之外周下方 的筒状周壁部所构成; 膜片,在前述保持头本体内对保持头轴线成垂直扩 张者; 压力调整机构,用以调整充满于前述膜片和前述保 持头本体之间所形成之流体室内的流体压力; 载体,固定在前述膜片上且与该膜片同时可移位自 如地设于保持头轴线方向上,用以保持应研磨晶圆 之一面; 扣环,以同心状配置在前述周壁部之内壁和前述载 体之外周之间,同时固定在前述膜片上且与前述膜 片同时可移位自如地设于保持头轴线方向上,以俾 于研磨时顶接研磨垫者; 载体转矩传递机构,在前述保持头本体和载体之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述载体上; 复数个戴体感测器部,设前述各载体转矩传递机构 上,用以观测作用于前述晶圆上之旋转方向之力; 以及 运算部,连接在前述各载体感测器部上,并根据来 自该等载体感测器部之输出而算出作用于前述晶 圆上之力。13.如申请专利范围第12项之晶圆研磨 装置,其中前述载体转矩传递机构,系包含有, 第一构件,自前述顶板部下面开始延伸至下方所形 成者;以及 第二构件,设于前述载体上面,于研磨时可与前述 晶圆保持头之旋转方向之前述第一构件的一部分 相顶接,同时可相对于第一构件在轴线方向移位者 ,而 前述载体感测器部,系设在前述第一构件和第二构 件之顶接部分上者。14.一种晶圆制造方法,其系具 备有表面贴附研磨垫的平台,及用以保持应研磨的 晶圆以使晶圆之一面顶接前述研磨垫的晶圆保持 头, 并包含有藉由使该晶圆保持头和前述平台分别旋 转而利用前述研磨垫来研磨前述晶圆的研磨制程, 其特征为 前述晶圆保持头,系包含有: 保持头本体,由顶板部和设于该顶板部之外周下方 的筒状周壁所构成; 膜片,在前述保持头本体内对保持头轴线成垂直直 扩张者; 压力调整机构,用以调整充满于前述膜片和前述保 持头本体之间所形成之流体室内的流体压力; 载体,固定在前述膜片上且与该膜片同时可移位自 如地设于保持头轴线方向上,用以保持应研磨的晶 圆之一面; 扣环,以同心状配置在前述周壁部之内壁和前述载 体之外周之间,同时固定在前述膜片上且与前述膜 片同时可移位自如地设于保持头轴线方向上,以俾 于研磨时顶接研磨垫者; 载体转矩传递机构,在前述保持头本体和载体之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述载体上; 复数个载体感测器部,设在前述各载体转矩传递机 构上,用以观测作用于前述晶圆上之旋转方向之力 ;以及 运算部,连接在前述各载体感测器部上,并根据来 自该等载体感测器部之输出而算出作用于前述晶 圆上之力,其中 使保持于该晶圆保持头上的晶圆边顶接前述研磨 垫而边旋转,同时 根据来自前述各载体感测器部的输出而利用前述 运算部算出作用于前述晶圆上之力, 根据来自该运算部之输出边判断晶圆之研磨状态 而边进行研磨。15.一种晶圆制造装置,其系具备有 表面贴附研磨垫的平台,及用以保持应研磨的晶圆 以使晶圆之一面顶接前述研磨垫的晶圆保持头, 并藉由使该晶圆保持头和前述平台分别旋转而利 用前述研磨垫来研磨前述晶圆,其特征为: 前述晶圆保持头,系包含有: 保持头本体,由顶板部和设于该顶板部之外周下方 的筒状周壁部所构成; 膜片,在前述保持头本体内对保持头轴线成垂直直 扩张者; 压力调整机构,用以调整充满于前述膜片和前述保 持头本体之间所形成之流体室内的流体压力; 载体,固定在前述膜片上且与该膜片同时可移位自 如地设于保持头轴线方向上,用以保持应研磨的晶 圆之一面; 扣环,以同心状配置在前述周壁部之内壁和前述载 体之外周之间,同时固定在前述膜片上且与前述膜 片同时可移位自如地设于保持头轴线方向上,以俾 于研磨时顶接研磨垫者; 扣环转矩传递机构,在前述保持头本体和扣环之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述扣环上; 复数个扣环感测器部,设在前述各扣环转矩传递机 构上,用以观测作用于前述扣环上之旋转方向之力 ;以及 运算部,连接在前述各自之扣环感测器部上,并根 据来自该等扣环感测器部之输出而算出作用于前 述扣环上之力。16.如申请专利范围第15项之晶圆 研磨装置,其中具备有 载体转矩传递机构,在前述保持头本体和载体之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述载体上;以及 复数个载体感测器部,设在前述各载体转矩传递机 构上,用以观测作用于前述载体上之旋转方向之力 ,而 前述运算部,系连接在前述各载体感测器部上,并 根据来自前述扣环感测器部之输出和来自前述载 体感测器部之输出而算出作用于前述晶圆上之力 。17.一种晶圆制造方法,其系具备有表面贴附研磨 垫的平台,及用以保持应研磨的晶圆以使晶圆以使 晶圆之一面顶接前述研磨垫的晶圆保持头, 并包含有藉由使该晶圆保持头和前述平台分别旋 转而利用前述研磨垫来研磨前述晶圆的研磨制程, 其特征为: 前述晶圆保持头,系包含有 保持头本体,由顶板部和设于该顶板部之外周下方 的筒状周壁部所构成; 膜片,在前述保持头本体内对保持头轴线成垂直扩 张者; 压力调整机构,用以调整充满于前述膜片和前述保 持头本体之间所形成之流体室内的流体压力; 载体,固定在前述膜片上且与该膜片同时可移位自 如地设于保持头轴线方向上,用以保持应研磨晶圆 之一面; 扣环,以同心状配置在前述周壁部之内壁和前述载 体之外周之间,同时固定在前述膜片上且与前述膜 片同时可移位自如地设于保持头轴线方向上,以俾 于研磨时顶接研磨垫者; 载体转矩传递机构,在前述保持头本体和载体之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述载体上; 扣环转矩传递机构,在前述保持头本体和扣环之间 沿着圆周方向设有复数个,用以将前述保持头本体 之转矩传递至前述扣环上; 复数个载体感测器部,设在前述各载体转矩传递机 构上,用以观测作用于前述载体上之旋转方向之力 ;以及 复数个扣环感测器部,设在前述各扣环转矩传递机 构上,用以观测作用于前述扣环上之旋转方向之力 ,而 根据前述扣环感测器部之检测信号以校正前述载 体感测器部之检测信号, 并根据所得的校正値边检测作用于前述晶圆上之 力而边进行研磨。18.一种晶圆保持头,其系用于使 应研磨晶圆之一面顶接表面贴附有研磨垫的平台, 且在此状态下藉由使前述平台和前述晶圆相对移 动以进行该晶圆之研磨的研磨装置中,并保持前述 晶圆以使之顶接前述研磨垫者,其特征为:包含有 保持头本体,由顶板部和设于该顶板部之外周下方 的筒状周壁部所构成; 膜片,在前述保持头本体内对保持头轴线成垂直扩 张者; 流体供给机构,用以对形成于前述膜片和前述保持 头本体之间的流体室内供给流体,且调整前述流体 室内之压力;以及 载体,固定在前述膜片上且与该膜片同时可移位自 如地设于前述保持头轴线方向上,用以保持前述晶 圆之一面;而 前述流体供给机构,系同时供给气体和洗净液以作 为前述流体, 前述保持头本体,系具有洗净液管路以将前述洗净 液从前述流体室导引至前述保持头前端部, 在该洗净液管路中,设有可藉由控制装置而操作开 闭的操作阀。图式简单说明: 第一图系本发明第一实施例之晶圆研磨装置之保 持头本体的剖视图。 第二图(a)至第二图(b)系显示第一实施例之导引构 件之详细形状的第一图中之A-A线剖视图。 第三图系显示第一实施例之晶圆研磨装置之主要 部分的正面图。 第四图系显示第一实施例之晶圆研磨装置之晶圆 保持头和平台之配置状态的平面图。 第五图系显示关于第一实施例将导引构件安装至 顶板部之另一实施例之保持头本体的剖视图。 第六图系显示关于第一实施例之导引构件之安装 位置之另一实施例的保持头本体剖视图。 第七图系在载体、扣环、保持头本体上设置锯齿 状缺口(serratiom)之实施例(第二实施例)之晶圆保持 的本体剖视图。 第八图系显示设在载体、扣环、保持头本体上的 锯齿状缺口之第七图之B-B线剖面的局部放大图。 第九图系显示本发明第三实施例之晶圆研磨装置 之图中之心轴的剖视图。 第十图系显示本发明第三实施例之晶圆研磨装置 之中之晶圆保持头的剖视图。 第十一图系说明设于第三实施例之心轴上之压力 感测器的配置图。 第十二图系说明第三实施例之转矩传递部的示意 图。 第十三图(a1),第十三图(a2),第十三图(b1),第十三图( b2)系显示晶圆之层构成的剖视图及说明研磨该等 晶圆时之心轴感测器之输出结果的示意图。 第十四图系显示本发明第四实施例之晶圆研磨装 置之图中之晶圆保持头的剖视图。 第十五图系说明第四实施例之载体转矩传递机构 及载体感测器部的剖视图。 第十六图系说明第四实施例之载体转矩传递机构 及载体感测器部的配置图。 第十七图系说明第四实施例中以载体感测器部检 测作用于晶圆上之力的样态图。 第十八图系说明第四实施例之载体转矩传递机构 及载体感测器部的配置图。 第十九图(a),第十九图(b)系显示第四实施例之晶圆 研磨装置之载体转矩传递机构及载体感测器部之 另一实施例的剖视图。 第二十图系显示第四实施例之晶圆研磨装置之另 一实施例之图中之晶圆保持头的剖视图。 第二十一图(a),第二十一图(b)系显示第四图实施例 之晶圆研磨装置之一实施例的示意图,且为说明载 体感测器部的安装位置及灵敏度方向的示意图。 第二十二图(a)至第二十二图(c)系显示第四实施例 之晶圆研磨装置之一实施例的示意图,且为说明来 自载体感测器部之输出信号的示意图。 第二十三图系显示本发明第五实施例之晶圆研磨 装置之图中之晶圆保持头的剖视图。 第二十四图系说明第五实施例之晶圆研磨装置之 转矩传递机构及感测器部的剖视图。 第二十五图系说明第五实施例之晶圆研磨装置之 转矩传递机构及感测器部的配置图。 第二十六图系说明第五实施例中以感测器部检测 作用于晶圆上之力的样态图。 第二十七图(a),第二十七(b)系说明研磨第十三图(b1 )所示之晶圆时来自运算部之输出结果的示意图。 第二十八图(a),第二十八图(b)系显示第五实施例之 转矩传送机构及感测部之另一实施例的剖视图。 第二十九图系显示第五图实施例之晶圆研磨装置 之另一实施例之图中之晶圆保持头的剖视图。 第三十图系显示本发明之晶圆保持头的正面剖视 图。 第三十一图系说明以往之晶圆研磨装置整体的示 意图。 第三十二图系显示以往之晶圆保持头之一例的正 面剖视图。 第三十三图系概略显示以往之晶圆研磨装置之另 一例的主要部分放大斜视图。 第三十四图系显示以往之晶圆保持头之另一例的 正面剖视图。 |
