TWI639486B - 全向整合式調節裝置 - Google Patents
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Abstract
一種全向整合式調節裝置包含一產品夾持座、一調節器,及至少一方向調整器。產品夾持座包括用以承載產品的承載面,及圍繞承載面的外圍面。方向調整器設置於產品夾持座與調節器之間,並包括帶動件、連接帶動件的連接件,及連接產品夾持座的固定部。
Description
本發明是有關於一種用於研磨製程中的裝置,特別是指一種用於研磨或拋光製程中的全向整合式調節裝置。
對於需要進行平面研磨的產品而言,其產品在進行研磨或拋光的過程中,常遇到如何更有效率地處理研磨或拋光過程所產生的雜質,以現有半導體領域中的化學機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)製程為例,其晶圓夾持座與調節器為分開設置的元件,因此,對晶圓的拋光及使用調節器去除拋光產生的雜質無法同時進行,進而降低了整體的循環流程。
此外,在研磨過程中,研磨晶圓的轉向會視需求而改變,並沒有固定的方向,而現有裝置不僅無法快速調整調節器的調節方向,且調節器移除的雜質並無法一直朝向遠離晶圓方向移動,當雜質累積在研磨台上時,容易造成晶圓的刮傷。
因此,本發明的目的,即在提供一種全向整合式調節裝置。
於是,本發明全向整合式調節裝置,適用於化學機械研磨製程中,該全向整合式調節裝置能進行轉動以研磨一產品,該全向整合式調節裝置包含一產品夾持座、一調節器,及至少一方向調整器。
該產品夾持座包括一用以承載該產品的承載面,及一圍繞連接該承載面的外圍面。
該調節器圍繞該外圍面設置。
該至少一方向調整器設置於該產品夾持座與該調節器之間,並包括一連接該產品夾持座的該外圍面與該調節器的帶動件、一連接該帶動件且與該帶動件連動的連接件,及一與該產品夾持座相連接的固定部,該連接件能與該固定部在一接觸位置與一非接觸位置之間移動,當在該接觸位置時,該調節器與該產品夾持座的轉向相同,當在該非接觸位置時,該調節器與該產品夾持座的轉向相反。
本發明的功效在於,藉由讓方向調整器連接該產品夾持座與該調節器,使得該調節器圍繞該產品夾持座而將兩者設置在一起,從而讓拋光產品與調節排除雜質同時進行,並透過該方向調整
器的帶動件與該固定部的配合,使兩者能彼此同向轉動或反向轉動,除了能快速調整研磨該產品的研磨方向及調節該調節器的方向,還能使移除雜質的方向永遠朝遠離產品的方向。
2‧‧‧產品夾持座
21‧‧‧承載面
22‧‧‧外圍面
3‧‧‧調節器
31‧‧‧底面
32‧‧‧頂面
33‧‧‧穿槽
34‧‧‧溝槽
35‧‧‧孔洞
350‧‧‧微結構
36‧‧‧調節圖案
4‧‧‧方向調整器
41‧‧‧帶動件
42‧‧‧輔助支撐件
43‧‧‧連接件
431‧‧‧滑動部
44‧‧‧固定部
5‧‧‧連接單元
50‧‧‧連接面
51‧‧‧連接環
52‧‧‧快拆件
6‧‧‧研磨台
60‧‧‧排出孔
D‧‧‧雜質移除方向
400‧‧‧缺口
本發明的其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一立體示意圖,說明本發明全向整合式調節裝置的一實第一實施例;圖2是一局部放大示意圖,說明該第一實施例的一連接件與一固定部在一接觸位置的態樣;圖3是一俯視示意圖,說明該第一實施例的一產品夾持座與一調節器彼此的作動態樣;圖4是一局部放大示意圖,說明該第一實施例的該連接件與該固定部在一非接觸位置的態樣;圖5是一俯視示意圖,說明該第一實施例的該產品夾持座與該調節器彼此的另一作動態樣;圖6是一俯視示意圖,說明該第一實施例與一研磨台同向往逆時針方向旋轉時,其雜質移除方向;圖7是一俯視示意圖,說明該第一實施例與該研磨台分別反向
往順時針方向及往逆時針方向旋轉時,其雜質移除方向;圖8是一俯視示意圖,說明該第一實施例與該研磨台分別反向往逆時針方向及往順時針方向旋轉時,其雜質移除方向;圖9是一俯視示意圖,說明該第一實施例與一研磨台同向往順時針方向旋轉時,其雜質移除方向;圖10是一立體示意圖,說明本發明全向整合式調節裝置的一實第二實施例;圖11是一立體示意圖,說明本發明全向整合式調節裝置的一實第三實施例;及圖12是一俯視示意圖,說明本發明全向整合式調節裝置適用於設置在一具有一排出孔的研磨台上。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明全向整合式調節裝置的一第一實施例,能透過讓全向整合式調節裝置進行轉動以研磨一產品(圖未示)。該全向整合式調整裝置包含一產品夾持座2、一調節器(conditioner)3,及三個設置於該產品夾持座2與該調節器3之間的方向調整器4。要說明的是,該第一實施例的全向式調節裝置是適
用於對任何需要進行平面研磨的產品進行應用,於本實施例中,是以將全向整合式調節裝置應用於半導體製程中的化學機械研磨(CMP)或拋光製程為例做說明,而該產品則是以一晶圓為例,該產品夾持座2是以一晶圓承載座(wafer carrier)為例做說明。此外,該等方向調整器4的數量沒有特別限制,可以視情況而僅設置一個方向調整器4,或設置二個以上的方向調整器4,於本實施例中,是以設置三個方向調整器4為例做說明。
具體地說,該產品夾持座2包括一用以承載晶圓的承載面21,及一圍繞連接該承載面21的外圍面22,並透過該產品夾持座2的動力來旋轉該產品以利研磨或拋光。該調節器3圍繞該外圍面22設置。
每一個該方向調整器4包括一連接該產品夾持座2的該外圍面22與該調節器3的帶動件41、一與該帶動件41相間隔地連接該產品夾持座2的輔助支撐件42、一連接該帶動件41與該輔助支撐件42且能與該帶動件41連動的連接件43,及一設置於該輔助支撐件42上的固定部44,該連接件43具有可滑動地卡固於該固定部44的滑動部431;其中,該連接件43的該滑動部431與該固定部44能在一接觸位置與一非接觸位置之間移動,當在該接觸位置時,該調節器3與該產品夾持座2的轉向相同,當在該非接觸位置時,該調節器3與該產品夾持座2的轉向相反。要說明的是,於本實施例中,該方
向調整器4是透過該滑動部431可滑動地卡固於該固定部44,使得該連接件43能與該固定部44固定,並用以控制該調節器3與該產品夾持座2彼此的轉向為例做說明,但不以此為限,也可以透過其他例如直接卡固等方式,只要能使該連接件43與該固定部44分離或固定即可。
詳細地說,該連接件43由該帶動件41往該輔助支撐件42延伸,並讓該滑動部431凸伸地設置於該輔助支撐件42的表面,並具有一能卡固該固定部44的缺口400。適用於本實施例中的該帶動件41能以齒輪為例做說明,當該帶動件41是以齒輪為例時,該調節器3的內周緣則具有配合齒輪的結構,而該滑動部431則是以可滑動的滑動止塊為例做說明,要說明的是,圖1的該帶動件41及該調節器3的內周緣僅是以圓滑為示意說明,並不以此為限,本領域技術人員均可知,當變更該帶動件41態樣時,彼此相連接的元件也會一併變更相關結構。
參閱圖2與圖3,該全向整合式調節裝置適用於設置在一研磨台(polishing table)6上,並將晶圓設置在該產品夾持座2與該研磨台6之間,以對晶圓進行研磨拋光,當該滑動部431卡固於該固定部44而位於該接觸位置時,該調節器3是與該產品夾持座2彼此連動而對晶圓進行研磨拋光,並同時產生許多雜質。
參閱圖4與圖5,當該滑動部431遠離該固定部44而沒有
與該固定部44接觸而位於該非接觸位置時,該調節器3與該產品夾持座2則能彼此反向轉動,進而更快速的移除對晶圓研磨拋光時產生的雜質。舉例來說,若該產品夾持座2是以順(逆)時針方向旋轉時,則該調節器3則是以逆(順)時針方向旋轉,此時,可透過讓該調節器3與該產品夾持座2兩者反向作動的關係,使得雜質永遠朝向離開晶圓的方向排除,以避免雜質累積進而造成對晶圓的刮傷。此處要特別說明的是,圖3與圖5的該產品夾持座2是分別以逆時針及順時針方向轉動,而該研磨台6與該調節器3則是統一以逆時針方向為例而用以說明該調節器3可與該產品夾持座2同向或反向作動,但並不以此為限,本領域技術人員均可由本發明所揭示而得知,其該研磨台6與該調節器3也可為順時針方向旋轉。
配合參閱圖6至圖9,詳細地來說,圖6與圖9分別以該研磨台6與該全向整合式調節裝置可為彼此或相對順時針方向旋轉或逆時針方向旋轉的四種態樣,並分別標示出雜質移除方向D。更詳細地說,由圖6至圖9可知,無論是當該研磨台6與該全向整合式調節裝置彼此同向轉動時,或兩者彼此反向轉動時,其雜質移除方向D永遠是朝向離開全向整合式調節裝置的方向(也就是朝向離開晶圓方向)排除。
參閱圖10,本發明全向整合式調節裝置的一第二實施例,其結構大致相同與該第一實施例,其不同處在於,該調節器3
的結構。具體地說,該調節器3包括一與該產品夾持座2的該承載面21同向的底面31、一相反該底面31的頂面32,及多個貫穿該底面31與該頂面32且沿該產品夾持座2的一徑向延伸的穿槽33。該第二實施例藉由設置該等穿槽33,當該調節器3對研磨拋光晶圓產生的雜質進行調節排除時,該些雜質不會一直被壓在該調節器3下面,而可以讓該些雜質透過該等穿槽33間因離心力被拋出,進一步增強移除效果。也就是說,當該第二實施例的該全向整合式調節裝置應用於該研磨台6(見圖6)上時,其研磨台6與該全向整合式調節裝置彼此作動的態樣也同樣地適用如圖6至圖9所示,其雜質移除方向D也是永遠朝向離開該全向整合式調節裝置的方向(也就是朝向離開晶圓方向)排除。
參閱圖11,本發明全向整合式調節裝置的一第三實施例,其結構大致相同與該第二實施例,其不同處在於,該調節器3的結構。具體地說,該第三實施例的該調節器3沒有如該第二實施例的該等穿槽33,而是在該調節器3的該底面31形成一圍繞該產品夾持座2的該承載面21的溝槽34,及多個形成與該溝槽34而貫穿該底面31與該頂面32(見圖10)的孔洞35。具體地說,該第三實施例在該調節器3的底面31形成該溝槽34及該等孔洞35的結構,能搭配一吸收設備(圖未示)進行排除該些雜質,或引入流體以協助更有效清除雜質並梳理該調節器3。詳細地說,該吸收設備能由該調節器3
的頂面32連接該些孔洞35,當研磨拋光晶圓產生雜質時,能藉由該吸收設備將經過該些孔洞35的雜質吸起,以增加雜質的移除效果。更佳地,還能在該底面31形成多個位於該溝槽34兩側的微結構350,該等微結構350可為由鑽石或其他材質構成,能重新整理該調節器3的該底面31的絨毛(圖未示),使其保持一定的拋光效果。此處要說明的是,該第三實施例的該全向整合式調節裝置除了能搭配該吸收設備進行排除該些雜質外,也同樣在應用於研磨台6(見圖6)時,其彼此同向或反向作動時,使雜質也會如圖6至圖9所示的雜質移除方向D移動,也就是朝向離開該全向整合式調節裝置的方向(也就是朝向離開晶圓方向)排除。
參閱圖12,本發明前述該些實施例的全向整合式調節裝置也可以搭配設置在具有一排出孔60的該研磨台6上。當該調節器3將該些雜質排出後,則可透過該排出孔60蒐集或排出,而不會累積在該研磨台6的表面上影響晶圓的研磨拋光。
綜上所述,本發明全向整合式調節裝置,本發明全向整合式調節裝置,透過該方向調整器4將該產品夾持座2與該調節器3彼此連接,從而讓拋光的產品(本發明是以晶圓為例作說明)與調節排除雜質能同時進行,並透過該帶動件41、該滑動部431,及該固定部44的配合,使該產品夾持座2與該調節器3兩者能彼此連動或反向作動,除了能快速調整研磨該產品的研磨方向及調節該調節器
3的方向,還能使移除雜質的方向永遠朝遠離晶圓的方向;此外,還可進一步在該調節器3的該底面31設置如穿槽33或溝槽34與孔洞35來增進排除雜質的效能;更可以配合具有排出孔60的研磨台6來將雜質由該排出孔60排出,故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
Claims (7)
- 一種全向整合式調節裝置,適用於化學機械研磨或拋光製程中,該全向整合式調節裝置能進行轉動以研磨一產品,並包含:一產品夾持座,包括一用以夾持該產品的承載面,及一圍繞連接該承載面的外圍面;一調節器,圍繞該產品夾持座的該外圍面設置;及至少一方向調整器,設置於該產品夾持座與該調節器之間,並包括一連接該產品夾持座的該外圍面與該調節器的帶動件、一連接該帶動件且與該帶動件連動的連接件,及一與該產品夾持座相連接的固定部,該連接件能與該固定部在一接觸位置與一非接觸位置之間移動,當在該接觸位置時,該調節器與該產品夾持座的轉向相同,當在該非接觸位置時,該調節器與該產品夾持座的轉向相反。
- 如請求項1所述的全向整合式調節裝置,其中,該連接件具有一可滑動地卡固於該固定部的滑動部,當在該接觸位置時,該滑動部卡固於該固定部,在該非接觸位置時,該滑動部遠離該固定部。
- 如請求項2所述的全向整合式調節裝置,其中,該至少一方向調整器還包括一由該產品夾持座延伸並於高度方向與該帶動件相間隔的輔助支撐件,該連接件連接該帶動件與該輔助支撐件,並讓該滑動部可滑動地設置於該輔助支撐件上,該固定部設置於該輔助支撐件上。
- 如請求項3所述的全向整合式調節裝置,其中,該帶動件為齒輪,該滑動部為具有一能卡固該固定部的缺口的滑動止塊。
- 如請求項1所述的全向整合式調節裝置,其中,該調節器包括一與該承載面同向的底面、一相反該底面的頂面,及多個貫穿該底面與該頂面且沿一徑向延伸的穿槽。
- 如請求項1所述的全向整合式調節裝置,其中,該調節器包括一與該承載面同向的底面、一相反該底面的頂面、一圍繞該承載面而形成於該底面的溝槽,及多個形成於該溝槽而貫穿該底面與該頂面的孔洞。
- 如請求項1至6中任一項所述的全向整合式調節裝置,適用於設置在一具有一排出孔的研磨台上,該研磨台上的雜質能由該排出孔排出。
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