TWI893862B - 晶圓研磨系統及研磨盤組件 - Google Patents

Abstract

一種晶圓研磨系統，用以對至少一晶圓進行研磨。晶圓研磨系統包含一轉動裝置、一研磨盤組件、一修整器及至少一晶圓承載件。研磨盤組件設置於轉動裝置，而經由轉動裝置的驅動而轉動。研磨盤組件包含一座體及多個研磨單元，這些研磨單元可分離地設置於座體。修整器位於座體上方。晶圓承載件用以承載晶圓，且位於座體上方，晶圓承載件及修整器分別對應於座體的相異處。修整器及晶圓承載件上的晶圓用以同時或輪流地接觸於研磨盤組件的這些研磨單元，而令修整器修整這些研磨單元，以及令這些研磨單元研磨晶圓。

Description

晶圓研磨系統及研磨盤組件

本發明係關於一種晶圓研磨系統及研磨盤組件。

目前晶圓係透過一標準晶圓研磨系統及砂輪之座體上的研磨層進行研磨加工。另一方面，該標準晶圓研磨系統所用砂輪之座體為了降低捨棄及更換之成本等因素，常以金屬合金如鋁合金、鐵合金為主。然而，該座體對於日益嚴苛的加工需求，逐漸力不從心。

此外，在經過多次的研磨晶圓之後研磨層會有耗損的問題，或者因研磨需求而需替換研磨層，故未損壞的座體也須隨同研磨層一同替換。如此一來，不僅造成座體的浪費，導致成本增加，對於社會期待企業ESG永續經營的理念更是背道而馳。因此，本領域的研發人員正致力於解決前述的問題。

本發明在於提供一種晶圓研磨系統及研磨盤組件，能避免研磨層損耗之後未損壞的座體也一同替換的問題。

本發明一實施例所揭露的一種晶圓研磨系統，用以對至少一晶圓進行研磨。晶圓研磨系統包含一轉動裝置、一研磨 盤組件、一修整器及至少一晶圓承載件。研磨盤組件設置於轉動裝置，而經由轉動裝置的驅動而轉動。研磨盤組件包含一座體及多個研磨單元，這些研磨單元可分離地設置於座體。修整器位於座體上方。晶圓承載件用以承載晶圓，且位於座體上方，晶圓承載件及修整器分別對應於座體的相異處。修整器及晶圓承載件上的晶圓用以同時或輪流地接觸於研磨盤組件的這些研磨單元，而令修整器修整這些研磨單元，以及令這些研磨單元研磨晶圓。

本發明另一實施例所揭露的一種研磨盤組件，用以設置於一轉動裝置，且供一修整器修整並對於至少一晶圓承載件上的至少一晶圓進行研磨。研磨盤組件包含一座體及多個研磨單元。這些研磨單元可分離地設置於座體。這些研磨單元用以供修整器及至少一晶圓承載件上的至少一晶圓同時或輪流接觸，而令修整器修整這些研磨單元，以及令這些研磨單元研磨至少一晶圓。

根據上述實施例所揭露的晶圓研磨系統及研磨盤組件，藉由研磨盤組件的這些研磨單元可分離地設置於座體的配置，可在至少部分的這些研磨單元損耗之後或因研磨需求而需替換時，僅需將需替換的研磨單元進行替換，來讓座體可繼續使用，故能避免座體的浪費以及成本的增加。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

1:晶圓研磨系統

10:轉動裝置

11:轉軸

20:研磨盤組件

21:座體

211:基底

212:台金

2121:表面

22:研磨單元

23:黏著件

24:治具

241:定位結構

30:修整器

40:晶圓承載件

W:晶圓

C:中心線

S11~S19:步驟

圖1為根據本發明一實施例所揭露的晶圓研磨系統的立體示意圖。

圖2為圖1之晶圓研磨系統的剖視示意圖。

圖3為圖2之研磨盤組件的部分放大剖視示意圖。

圖4為與圖1之晶圓研磨系統搭配之晶圓研磨方法的流程圖。

圖5繪示圖3之研磨單元設置於台金的過程。

圖6繪示圖2之修整器及晶圓承載件上的晶圓同時接觸研磨單元的剖視示意圖。

圖7及圖8繪示圖2之修整器及晶圓承載件上的晶圓輪流接觸研磨單元的剖視示意圖。

請參閱圖1至圖3，圖1為根據本發明一實施例所揭露的晶圓研磨系統的部分立體示意圖。圖2為圖1之晶圓研磨系統的剖視示意圖。圖3為圖2之研磨盤組件的部分放大剖視示意圖。

在本實施例中，晶圓研磨系統1用以對一晶圓W進行研磨。晶圓研磨系統1包含一轉動裝置10、一研磨盤組件20、一修整器30及一晶圓承載件40。

轉動裝置10具有一轉軸11。研磨盤組件20包含一座體21及多個研磨單元22。此外，研磨盤組件20還可包含多個黏著件23。座體21固定於轉軸11上，而可經由轉動裝置10的 驅動，以轉軸11之中心線C為軸轉動。座體21包含相疊的一基底211及一台金212。這些研磨單元22例如為砂條或研磨塊等適於對於晶圓W進行研磨的結構。黏著件23例如但不限為有機黏膠、無機黏膠或包含陶瓷或金屬之具有黏結功能的混合物或結構。這些研磨單元22分別透過這些黏著件23可分離地固定於台金212背對基底211的表面2121上。在本實施例中，可經由烘烤、光解離、溶解或機械加工的方式除去黏著件23，來讓這些研磨單元22分離於台金212。

應注意的是，這些研磨單元22並不限於透過黏著件23可分離地固定於台金212上。在其他實施例中，這些研磨單元可透過其他合適的方式例如鑲嵌、鎖附固定於台金上。

在本實施例中，台金212例如但不限於由高性能材料製成，如碳化矽、氧化鋁或花崗岩等材料，以使台金212具有足夠的剛性、熱穩定性及耐化性，而可維持台金212上之這些研磨單元22的研磨精度。

修整器30及晶圓承載件40位於座體21之台金212的上方。換句話說，修整器30及晶圓承載件40位於台金212之表面2121所面向的一側。修整器30及晶圓承載件40分別對應於台金212的相異處。舉例來說，修整器30及晶圓承載件40平均位於座體21上方。也就是說，修整器30與晶圓承載件40係相對於轉動裝置10之轉軸11之中心線C對稱設置。即，修整器30及晶圓承載件40位於轉動裝置10之轉軸11之中心線C的相對 二側，而使得修整器30及晶圓承載件40分別對應於台金212的相對二側。修整器30及晶圓承載件40可沿平行研磨盤組件20之轉動軸線(即轉軸11之中心線C)的方向朝台金212靠近或遠離台金212。

在本實施例中，修整器30係用以修整研磨盤組件20的這些研磨單元22，而這些研磨單元22係研磨晶圓承載件40上的晶圓W。以下將說明與晶圓研磨系統1搭配的晶圓研磨方法。請參閱圖4，圖4為與圖1之晶圓研磨系統搭配之晶圓研磨方法的流程圖。

首先，於研磨盤組件20的座體21上設置可分離的多個研磨單元22。舉例來說，請參閱圖4及圖5，圖5繪示圖3之研磨單元設置於台金的過程。於研磨盤組件20的座體21上設置可分離的多個研磨單元22的步驟包含步驟S11至步驟S13。在步驟S11中，設置一治具24於研磨盤組件20之台金212的表面2121上，其中治具24具有多個定位結構241，這些定位結構241例如但不限為定位孔。接著，進行步驟S12，將多個黏著件23分別設置於治具24的這些定位結構241內。接著，進行步驟S13，將這些研磨單元22分別設置於治具24的這些定位結構241，而透過這些黏著件23可分離地設置於台金212。在本實施例中，治具24的這些定位結構241可幫助這些研磨單元22定位於台金212上。

接著，請一併參閱圖4及圖6。圖6繪示圖2之修整 器及晶圓承載件上的晶圓同時接觸研磨單元的剖視示意圖。進行步驟S14，移除治具24。然後，進行步驟S15，啟動轉動裝置10轉動研磨盤組件20。再來，進行步驟S16，令修整器30及晶圓承載件40上的晶圓W同時接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22，而令修整器30修整這些研磨單元22，以及令這些研磨單元22研磨晶圓W。

在本實施例中，令修整器30及晶圓承載件40上的晶圓W同時接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22，可使這些研磨單元22在研磨晶圓W的同時，也受到修整器30的修整，使得晶圓W的研磨精度能維持在所需的水準。

應注意的是，在進行步驟S15之前可不用移除治具24。也就是說，修整器30修整這些研磨單元22以及這些研磨單元22研磨晶圓W可在治具24存在於台金212上的狀態下進行。另一方面，治具24為選用的元件。在其他實施例中，若台金上設有可幫助研磨單元定位的結構(如定位凹槽)，則治具可以省去不使用。

如圖4所示，當至少部分的研磨單元22因磨損或因研磨需求而需替換時，可進行步驟S17，令轉動裝置10停止轉動研磨盤組件20。然後，進行步驟S18，令修整器30及晶圓承載件40上的晶圓W分離於研磨盤組件20的這些研磨單元22(如圖2所示)。接著，進行步驟S19，替換需替換的研磨單元22。然後，再回到步驟S15。

在本實施例中，藉由研磨盤組件20的這些研磨單元22可分離地設置於座體21的配置，可在至少部分的這些研磨單元22損耗之後或因研磨需求而需替換時，僅需將需替換的研磨單元22進行替換，來讓座體21可繼續使用，故能避免座體21的浪費以及成本的增加。

在步驟S16中，係令修整器30及晶圓承載件40上的晶圓W同時接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22，但並不以此為限。舉例來說，修整器30及晶圓承載件40上的晶圓W可沿平行研磨盤組件20之轉動軸線的方向輪流地接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22。詳細來說，請參閱7及圖8繪示圖2之修整器及晶圓承載件上的晶圓輪流接觸研磨單元的剖視示意圖。在晶圓研磨系統1研磨晶圓W的過程中，修整器30接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22的時候，晶圓承載件40上的晶圓W上抬而不接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22。接著，在一預設時間後，改成晶圓承載件40上的晶圓W接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22，而修整器30上抬而不接觸於研磨盤組件20的這些研磨單元22。如此，這些研磨單元22也可即時受到修整器30的修整，使得這些研磨單元22對於晶圓W的研磨精度能維持在所需的水準。

應注意的是，晶圓研磨系統1並不限於包含單個晶圓承載件40。在其他實施例中，晶圓研磨系統可包含複數個晶圓承載件，這些晶圓承載件與修整器例如可平均位於研磨盤組件之 座體的上方。也就是說，這些晶圓承載件與修整器中任意相鄰的二者之間的角度皆相等。此外，各個晶圓承載件也不限於承載單個晶圓。在其他實施例中，各個晶圓承載件可承載多個晶圓。

根據上述實施例所揭露的晶圓研磨系統及研磨盤組件，藉由研磨盤組件的這些研磨單元可分離地設置於座體的配置，可在至少部分的這些研磨單元損耗之後或因研磨需求而需替換時，僅需將需替換的研磨單元進行替換，來讓座體可繼續使用，故能避免座體的浪費以及成本的增加。

此外，在晶圓研磨系統研磨晶圓的過程中，令修整器及晶圓承載件上的晶圓同時或輪流地接觸於研磨盤組件的這些研磨單元，可使這些研磨單元即時受到修整器的修整，使得這些研磨單元對於晶圓的研磨精度能維持在所需的水準。

此外，台金可由高性能材料製成，如碳化矽、氧化鋁或花崗岩等材料，以使台金具有足夠的剛性、熱穩定性及耐化性，而可維持台金上之這些研磨單元的研磨精度。

雖然本發明以前述的較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

1:晶圓研磨系統

10:轉動裝置

11:轉軸

20:研磨盤組件

21:座體

211:基底

212:台金

2121:表面

22:研磨單元

23:黏著件

30:修整器

40:晶圓承載件

W:晶圓

C:中心線

Claims (8)

1. 一種晶圓研磨系統，用以對至少一晶圓進行研磨，該晶圓研磨系統包含：一轉動裝置；一研磨盤組件，設置於該轉動裝置，而經由該轉動裝置的驅動而轉動，該研磨盤組件包含一座體及多個研磨單元，該些研磨單元可分離地設置於該座體；一修整器，位於該座體上方；以及至少一晶圓承載件，承載該至少一晶圓，且位於該座體上方，該至少一晶圓承載件及該修整器分別對應於該座體的相異處；其中，該修整器及該至少一晶圓承載件上的該至少一晶圓用以同時或輪流地接觸於該研磨盤組件的該些研磨單元，而令該修整器修整該些研磨單元，以及令該些研磨單元研磨該至少一晶圓；其中該研磨盤組件更包含多個黏著件，該些黏著件為有機黏膠、無機黏膠或包含陶瓷或金屬之具有黏結或固定功能的混合物或結構，該些研磨單元分別透過該些黏著件可分離地設置於該座體。
2. 如請求項1所述之晶圓研磨系統，其中該研磨盤組件更包含一治具，該治具可分離地設置於該座體，該治具具有多個定位結構，該些黏著件設置於該治具的該些定位結構內。
3. 如請求項2所述之晶圓研磨系統，其中該些定位結構為定位孔。
4. 如請求項1所述之晶圓研磨系統，其中該轉動裝置具有一轉軸，該座體固定於該轉軸，該修整器及該至少一晶圓承載件平均位於該座體上方。
5. 如請求項1所述之晶圓研磨系統，其中該修整器及該至少一晶圓承載件上的該至少一晶圓用以沿平行該研磨盤組件之轉動軸線的方向同時或輪流地接觸於該研磨盤組件的該些研磨單元。
6. 一種研磨盤組件，用以設置於一轉動裝置，且供一修整器修整並對於至少一晶圓承載件上的至少一晶圓進行研磨，該研磨盤組件包含：一座體；以及多個研磨單元，該些研磨單元可分離地設置於該座體，該些研磨單元用以供該修整器及該至少一晶圓承載件上的該至少一晶圓同時或輪流接觸，而令該修整器修整該些研磨單元，以及令該些研磨單元研磨該至少一晶圓；其中該研磨盤組件更包含多個黏著件，該些黏著件為有機黏膠、無機黏膠或包含陶瓷或金屬之具有黏結或固定功能的混合物或結構，該些研磨單元分別透過該些黏著件可分離地設置於該座體。
7. 如請求項6所述之研磨盤組件，更包含一治具，該治具可分離地設置於該座體，該治具具有多個定位結構，該些黏著件設置於該治具的該些定位結構內。
8. 如請求項7所述之研磨盤組件，其中該些定位結構為定位孔。