專利名稱：研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法，更具體來說，涉及一種應(yīng)用于大尺寸液晶顯示面板的具有修整盤的研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法。
背景技術(shù)：
于現(xiàn)今液晶顯示器產(chǎn)業(yè)中，為因應(yīng)顯示面板尺寸增加，對(duì)薄化玻璃基板，使其輕量化的要求，其是利用化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)裝置薄化玻璃基板的厚度。該化學(xué)機(jī)械研磨裝置藉由研磨盤對(duì)玻璃基板施予旋轉(zhuǎn)的作用力，從而達(dá)到薄化玻璃基板的厚度。經(jīng)過對(duì)玻璃基板進(jìn)行研磨一定時(shí)間之后，該研磨面除了因研磨而產(chǎn)生些許參差不齊的磨痕外，另因于距離研磨面中心較遠(yuǎn)的表面耗損較少，距離研磨面中心較近的表面耗損較多，以至于導(dǎo)致研磨面形成碗型的弧度。此時(shí)若無適當(dāng)修整該研磨面，將造成研磨的玻璃基板表面平坦度的不均勻。
現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于研磨半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的晶片的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其所具備的晶片吸附盤和修整盤為固定式。因此為了達(dá)到晶片完整平坦化的目的，其研磨面的半徑必需大于晶片吸附盤的直徑。然而，若將化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)的概念沿用于研磨液晶顯示器產(chǎn)業(yè)的玻璃基板時(shí)，由于玻璃基板的尺寸甚大于該晶片的尺寸，因此必需增大研磨盤的面積，此舉將導(dǎo)致研磨機(jī)臺(tái)的體積更呈倍數(shù)增大。
現(xiàn)今研磨裝置中研磨盤的研磨面經(jīng)過一定時(shí)間的研磨工藝后，均會(huì)形成碗型的弧度，然而，現(xiàn)今研磨玻璃基板的研磨裝置均無具備修整盤的設(shè)計(jì)，因此欲修整該研磨盤的研磨面時(shí)，先以人工方式拆卸研磨盤，于研磨面上放置修整盤，接著再旋轉(zhuǎn)研磨盤以帶動(dòng)修整盤旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作以進(jìn)行修整處理。其中，由于修整盤僅將于修整面范圍內(nèi)的研磨面部份區(qū)域平坦化。為使研磨面完整平坦化，再以人工方式移動(dòng)修整盤至其他未平坦化的區(qū)域，或以人工方式沿研磨面中心繞行，移動(dòng)修整盤，并重復(fù)上述旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作以將整個(gè)研磨面平坦化。但以人工方式移動(dòng)該修整盤容易于研磨面產(chǎn)生段差，常無法達(dá)成研磨面的平坦度(uniformity)要求，因此現(xiàn)有技術(shù)的修整處理不但無法縮短修整工藝時(shí)間，提高工藝效率外，更有可能無法達(dá)到研磨面完整平坦化的目的。
上述的方法中，修整盤并無特定固定的尺寸。當(dāng)所使用的修整盤大于或等于研磨面的半徑，由于修整面所接觸的研磨面面積較大，即具有高修整效率，但卻容易研磨過多的厚度，造成研磨盤無謂的消耗。而如一般現(xiàn)有技術(shù)使用直徑小于該研磨面半徑許多的修整盤，由于修整面所接觸的研磨面面積較少，雖較能精確地控制研磨處理的厚度，但卻必然耗費(fèi)較多修整時(shí)間及如前述容易導(dǎo)致該研磨面產(chǎn)生細(xì)微的段差。
綜上所述，可知當(dāng)今大尺寸玻璃基板的研磨裝置除了體積較一般研磨裝置呈倍數(shù)增大外，亦因修整時(shí)間、修整盤尺寸以及修整方法的影響，無法提高該研磨工藝的產(chǎn)能及良率。因此有必要提供一種研磨裝置及其修整方法，使之當(dāng)應(yīng)用于大尺寸玻璃基板的研磨時(shí)，除了可有效縮減修整時(shí)間，提高工藝效率外，更能進(jìn)一步改善研磨面的平坦度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種研磨裝置，其包含研磨盤與修整盤，該研磨裝置可利用該修整盤以自動(dòng)化方式修整該研磨面。
本發(fā)明的另一目的是提供上述研磨裝置的自動(dòng)化研磨方法，可有效地大幅縮減修整該研磨面所需耗費(fèi)的作業(yè)時(shí)間與人力的付出。
本發(fā)明的研磨裝置包含研磨盤與修整盤，其中該研磨盤具有研磨面，且該修整盤具有修整面，其直徑介于研磨面直徑的1/5與2/3之間，且本發(fā)明利用該修整盤跨過該研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作，修整該研磨面。
本發(fā)明的自動(dòng)化研磨方法包含提供研磨裝置；利用該修整盤對(duì)該研磨面執(zhí)行第一修整動(dòng)作；再利用該修整盤對(duì)該研磨面執(zhí)行第二修整動(dòng)作，其中該第二修整動(dòng)作包含跨過該研磨面中心的擺動(dòng)，用以將該研磨面達(dá)到完整的平坦化。
藉由本發(fā)明的研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法，當(dāng)應(yīng)用于大尺寸玻璃基板的研磨裝置時(shí)，除了可有效縮減修整時(shí)間，提高工藝效率外，更能進(jìn)一步改善研磨面的平坦度。


圖1是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)化研磨的第一修整示意圖。
圖2是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)化研磨的第二修整示意圖。
圖3A是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用直徑大于研磨面直徑的2/3的修整盤時(shí)，該修整盤所造成的影響示意圖。
圖3B是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用直徑小于研磨面直徑的1/5的修整盤時(shí)，該修整盤所造成的影響示意圖。
圖4A是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面的刻紋為無刻紋的光滑狀的示意圖。
圖4B是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面的刻紋為網(wǎng)格狀的示意圖。
圖4C是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面的刻紋為放射狀的示意圖。
圖4D是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面的刻紋為甜甜圈狀的示意圖。
圖4E是闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面的刻紋為風(fēng)車狀的示意圖。
圖5是闡示本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)化研磨流程圖。
附圖標(biāo)記說明10特定區(qū)域 101研磨盤101a研磨面 102修整盤102a修整面 103研磨面中心104、201箭頭 401厚度S501、S502步驟具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)化研磨的第一修整示意圖。如圖所示，本發(fā)明的研磨裝置包含研磨盤，其具有研磨面，修整盤，其具有修整面，并與該研磨面相互接觸。如前所述，該研磨盤101因研磨產(chǎn)生耗損而導(dǎo)致研磨面101a產(chǎn)生些許參差不齊的磨痕。首先，將修整盤102移置研磨面101a上方，并將修整面102a接觸至研磨面101a的欲平坦化的特定區(qū)域10，接著藉由研磨盤101的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)修整盤102旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作，使修整盤102的旋轉(zhuǎn)方向與研磨盤101的旋轉(zhuǎn)方向相同，即如同箭頭104所示的均為逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)方向。由于第一修整動(dòng)作針對(duì)研磨面101a的特定區(qū)域10做平坦化處理，因此于第一修整動(dòng)作結(jié)束后，將該研磨面101a未經(jīng)平坦化處理的非特定區(qū)域與經(jīng)平坦化處理后的特定區(qū)域10相比較，兩者將具有高度的差異，導(dǎo)致于該研磨面101a產(chǎn)生細(xì)微的段差。
本實(shí)施例于第一修整中雖然該修整盤102的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作藉由研磨盤101的旋轉(zhuǎn)所帶動(dòng)，但本發(fā)明并不限制于此。該修整盤102的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作亦可為主動(dòng)、具動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)方向與研磨盤101的旋轉(zhuǎn)方向相反，以縮短修整時(shí)間。
請(qǐng)參閱圖2，闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)化研磨的第二修整示意圖。如圖所示，修整盤102除持續(xù)對(duì)研磨面101a執(zhí)行相同于該第一修整步驟的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作外，亦同時(shí)或于后執(zhí)行擺動(dòng)的運(yùn)作，即箭頭201所示的擺動(dòng)方向，其擺動(dòng)的運(yùn)作是沿研磨面101a的直徑軌跡擺動(dòng)，該擺動(dòng)的軌跡跨過研磨面101a的中心103，以含蓋整個(gè)研磨面101a，以消除研磨面101a因第一修整動(dòng)作所產(chǎn)生細(xì)微的段差，從而達(dá)到研磨面101a完整的平坦化。
請(qǐng)參閱圖3A與圖3B，闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用不同尺寸的修整盤102所造成的影響示意圖，圖中所示的研磨面101a于經(jīng)過對(duì)玻璃基板進(jìn)行研磨一定時(shí)間之后，因距離研磨面101a中心較遠(yuǎn)的表面耗損較少，距離研磨面101a中心較近的表面耗損較多，進(jìn)而導(dǎo)致研磨面101a形成碗型弧度。箭頭201表示如同圖2所示的擺動(dòng)方向。如圖3A所示，使用修整盤101的直徑大于研磨面101a直徑的2/3時(shí)，由于修整面102a所接觸的研磨面101a面積較大，雖具有高修整效率，但卻容易研磨研磨盤101過多的厚度301，造成研磨盤101無謂的消耗。而如一般現(xiàn)有技術(shù)，使用修整盤102的直徑小于研磨面101a直徑的1/5時(shí)，即如同圖3B所示，由于修整面102a所接觸的研磨面201a的面積較少，因此較能精確地控制研磨處理的厚度301，但卻必然耗費(fèi)較多修整時(shí)間及如前述容易導(dǎo)致于研磨面101a產(chǎn)生段差。故如將修整盤102的直徑大小介定于研磨面101a直徑1/5與2/3之間，尤其較佳為研磨面101a直徑的1/4，除同時(shí)具有上述兩者的優(yōu)點(diǎn)，并可將兩者所具有的缺點(diǎn)降至最低。
請(qǐng)參閱圖4A至圖4E，闡示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的修整面102a的刻紋示意圖。如圖所示，該刻紋包含圖4A所示的無刻紋的光滑狀、圖4B所示的網(wǎng)格狀、圖4C所示的放射狀、圖4D所示甜甜圈狀以及圖4E所示的風(fēng)車狀。于本發(fā)明實(shí)施例中，于修整面102a上形成該五種刻紋的其中一種，用以執(zhí)行研磨面101a的修整處理，其中修整面102a的材質(zhì)可為鉆石、不銹鋼、鋁合金及鑄鐵的其中一種。采用圖4E所示的風(fēng)車狀刻紋時(shí)，可獲得較佳的修整結(jié)果。
請(qǐng)參閱圖5，闡示本發(fā)明自動(dòng)化研磨方法的流程圖。首先，提供研磨裝置，該研磨裝置除具備用以研磨玻璃基板的研磨盤外，亦具備修整盤。研磨盤于經(jīng)過長時(shí)間的研磨運(yùn)作之后，其研磨能力、平坦性以及均勻性皆出現(xiàn)劣化的現(xiàn)象，因此需要執(zhí)行修整處理以維持該研磨盤的加工能力。是以將修整盤移置于研磨面上，并使修整面與研磨面相互接觸。
于步驟S501中，利用修整盤對(duì)研磨面執(zhí)行第一修整動(dòng)作，該第一修整動(dòng)作為旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作。
于步驟S502中，利用修整盤對(duì)研磨面執(zhí)行第二修整動(dòng)作，該第二修整動(dòng)作為同時(shí)包含旋轉(zhuǎn)及跨過研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作，用以消除研磨面因第一修整盤所產(chǎn)生細(xì)微的段差，以使得該研磨面達(dá)到完整的平坦化。
結(jié)束該第二修整動(dòng)作，并移去該修整盤，此時(shí)該研磨面已被修整為平坦的表面，并恢復(fù)所具有的研磨能力、平坦性以及均勻性等特性。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)修整方法，于第一修整動(dòng)作結(jié)束之后，分別測(cè)量該研磨面中心與邊緣的部分，測(cè)量出中心與邊緣的段差約為30μm至40μm之間，于第二修整動(dòng)作結(jié)束之后，再次測(cè)量該研磨面中心與邊緣的部分，其段差已縮減至10μm內(nèi)，是以利用該第一修整動(dòng)作與該第二修整動(dòng)作即可使該研磨面達(dá)到近乎完整的平坦化。根據(jù)上述的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)若需將該段差縮減為10μm以內(nèi)，則該第二修整動(dòng)作的修整時(shí)間需為該第一修整動(dòng)作的兩倍為較佳。換言之，若需將該研磨面達(dá)到完整的平坦化，則該第一修整動(dòng)作與該第二修整動(dòng)作所需的時(shí)間比大約為1∶1～1∶3較佳，尤其是以1∶2時(shí)為最佳。
藉由本發(fā)明的研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法，當(dāng)應(yīng)用于大尺寸玻璃基板的研磨裝置時(shí)，除了可有效縮減修整時(shí)間，提高工藝效率外，更能進(jìn)一步改善研磨面的平坦度。并且，本發(fā)明所提供研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法的工件對(duì)象并非限定于玻璃基板。凡舉需要改善研磨面的平坦度，提高研磨效率的任意研磨工藝，本發(fā)明皆可適用。
綜合以上所述，雖然本發(fā)明已較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)由權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種研磨裝置，包含研磨盤，具有研磨面；以及修整盤，具有修整面，并與該研磨面相互接觸，其中，該修整盤利用跨過該研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作，以修整該研磨面。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面的直徑大于該研磨面直徑的1/5。
3.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面的直徑小于該研磨面直徑的2/3。
4.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面的直徑介于該研磨面直徑的1/5與2/3之間。
5.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面的刻紋為無刻紋的光滑狀、風(fēng)車狀、放射狀、網(wǎng)格狀及甜甜圈狀的任一種刻紋。
6.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面的材質(zhì)為鉆石、不銹鋼、鋁合金及鑄鐵的任一種材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該修整面還包含旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作伴與該擺動(dòng)的運(yùn)作，以修整該研磨面。
8.如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作由該研磨盤的旋轉(zhuǎn)所帶動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該修整盤的旋轉(zhuǎn)方向與該研磨盤的旋轉(zhuǎn)方向相同。
10.如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作亦為主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的研磨裝置，其中該修整盤的旋轉(zhuǎn)方向與該研磨盤的旋轉(zhuǎn)方向相反，以縮短修整時(shí)間。
12.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該擺動(dòng)的運(yùn)作是沿該研磨面的直徑軌跡擺動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中亦利用該修整面的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作修整該研磨面的特定區(qū)域，以將該研磨面的特定區(qū)域平坦化。
14.如權(quán)利要求13所述的研磨裝置，其中該旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作由該研磨盤的旋轉(zhuǎn)所帶動(dòng)。
15.如權(quán)利要求13所述的研磨裝置，其中該修整盤的旋轉(zhuǎn)方向與該研磨盤的旋轉(zhuǎn)方向相同。
16.如權(quán)利要求13所述的研磨裝置，其中該旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作亦為主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其中該修整盤的旋轉(zhuǎn)方向與該研磨盤的旋轉(zhuǎn)方向相反，以縮短修整時(shí)間。
18.如權(quán)利要求13所述的研磨裝置，其中藉由該修整盤跨過該研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作，修整該研磨面因修整該特定區(qū)域所產(chǎn)生的段差。
19.一種研磨裝置的自動(dòng)化研磨方法，包含下列步驟提供研磨裝置，其包含具有研磨面的研磨盤、具有修整面的修整盤，且該修整面與該研磨面相互接觸；利用該修整盤對(duì)該研磨面執(zhí)行第一修整動(dòng)作，以將該研磨面的特定區(qū)域平坦化；以及利用該修整盤對(duì)該研磨面執(zhí)行第二修整動(dòng)作，并跨過該研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作，以將該研磨面完整平坦化。
20.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)化研磨方法，其中該第一修整動(dòng)作與該第二修整動(dòng)作的時(shí)間比為1∶2。
21.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)化研磨方法，其中于執(zhí)行該第一修整動(dòng)作的步驟中，該修整盤以旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作對(duì)該研磨面做修整。
22.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)化研磨方法，其中于執(zhí)行該第二修整動(dòng)作的步驟中，該修整盤還包含旋轉(zhuǎn)的運(yùn)作對(duì)該研磨面做修整。
23.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)化研磨方法，其中該修整盤的擺動(dòng)的運(yùn)作是沿該研磨面的直徑軌跡擺動(dòng)。
24.如權(quán)利要求19所述的自動(dòng)化研磨方法，其中該第二修整動(dòng)作是用以消除該研磨面因該第一修整動(dòng)作于該研磨面所產(chǎn)生的段差。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種研磨裝置及其自動(dòng)化研磨方法。該研磨裝置包含具有研磨面的研磨盤以及具有修整面的修整盤，修整面的直徑介于研磨面直徑的1/5與2/3之間。本發(fā)明的自動(dòng)化研磨方法首先將修整面與研磨面相互接觸，并利用修整盤對(duì)研磨面執(zhí)行第一修整動(dòng)作以將研磨面的特定區(qū)域平坦化，接著再利用修整盤對(duì)研磨面執(zhí)行修整時(shí)間約兩倍于第一修整動(dòng)作的第二修整動(dòng)作以將研磨面完整平坦化，于第二修整動(dòng)作中，修整盤藉由跨過研磨面中心擺動(dòng)的運(yùn)作修整研磨面。
文檔編號(hào)B24B53/02GK101045282SQ20071008432
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月27日
發(fā)明者儲(chǔ)中文, 劉昱辰, 盧聰林, 劉榮其, 吳哲耀 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司