发明名称 具有环状移动垫之化学/机械抛光装置
摘要 对一半导体晶圆或其他基材提供抛光的一种方法和装置。该装置包括设量多个晶圆固持器在一台的顶表面。一晶圆面向上被放置于该晶圆固持器上。每一晶圆固持器藉由一电动马达驱动以旋转在一低速率下。在运作过程中,每一晶圆固持器被放置在一工作站中以完成一特定的工作。当该工作在每一站被完成时,该台旋转以移动该晶圆从一站至另一站。因此多个关于抛光的工作(例如磨光和弄乾)可以同时地完成。在每一工作站中,一抛光垫藉由一抛光垫固持器面向下地放置以抛先该半导体晶圆的表面。一马达驱动该抛光垫以移动在一高速的环状移动下。
申请公布号 TW467796 申请公布日期 2001.12.11
申请号 TW089120680 申请日期 2000.10.04
申请人 莫逢俊 发明人 莫逢俊
分类号 B24B37/04;B24B7/24;H01L21/304 主分类号 B24B37/04
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用来抛光一晶圆的装置,包括: 一可旋转台; 一藉由该可旋转台支撑的晶圆固持器,该晶圆固持 器固持该晶圆以露出一该晶圆用来抛光的表面;和 一用来固持一抛光垫靠着该露出表面之抛光垫固 持器;和 一耦合至该抛光垫固持器的致动器,其用来驱动该 抛光垫行一非旋转环状移动以便靠着该晶圆之露 出表面提供抛光作用。2.如申请专利范围第1项之 装置,其中该晶圆固持器是设置在该可旋转台上的 多个晶圆固持器中之一者。3.如申请专利范围第2 项之装置,其中该多个晶圆固持器之每一被放置在 一用来完成一工作的工作站,该工作系关于半导体 晶圆的化学/机械抛光(CMP)。4.如申请专利范围第1 项之装置,其中该晶圆固持器包括一用来容纳一用 于抛光之悬浮液的隆起墙。5.如申请专利范围第1 项之装置,其中该致动器包括一驱动一偏心轴的马 达,该偏心轴提供该非旋转环状移动。6.如申请专 利范围第5项之装置,另包括: 一耦合该抛光垫至该致动器的直线轴承;和 一包括该偏心轴、该直线轴承和该马达的机壳,该 机壳形成多个相连的室以让压缩气流冷却马达。7 .如申请专利范围第5项之装置,其中该致动器包括 一用来放置该抛光垫靠着该晶圆露出表面的直线 轴承。8.如申请专利范围第1项之装置,其中该抛光 垫固持器和该致动器形成一第一抛光总成,另包括 : 一调节总成; 一大体上和该第一抛光总成相同的第二抛光总成; 和 一耦合至该第一抛光总成和该第二抛光总成的定 位装置,该定位装置定位该第一和第二抛光总成之 一以抛光该晶圆并同时地定位该第一和第二抛光 总成之另一为该调节总成以调节抛光垫在该第一 和第二抛光总成之该另一上。9.如申请专利范围 第7项之装置,其中该调节总成包括: 一在一可旋转平台上的菱形板;和 一用来旋转该可旋转平台的致动器。10.如申请专 利范围第1项之装置,另包括一用来装载该晶圆至 该晶圆固持器的机械装置。11.如申请专利范围第1 项之装置,另包括一耦合至该晶圆固持器之一第二 致动器,其在抛光过程中用来旋转该晶圆在该晶圆 固持器中。12.如申请专利范围第1项之装置,该晶 圆固持器另包括一围绕该晶圆的晶圆边缘延伸环, 该晶圆边缘延伸环有一和该晶圆表面齐平的表面 。13.如申请专利范围第1项之装置,另包括: 一可旋转平台; 一支撑该晶圆固持器在该可旋转平台上的框架,该 框架有一入口在该晶圆固持器底部之该框架的一 凹槽部分内; 一覆盖该框架之该凹陷部分并和该晶圆固持器的 一表面接触的可挠性密封,因此形成一室在该晶圆 固持器的表面下;和 用来经由该入口注入一气体至该室的装置,其用来 对该晶圆固持器施加一压力。14.一种用来抛光一 晶圆的方法,包括: 露出一用来抛光的晶圆表面; 一抛光垫靠着该露出表面压平; 移动该抛光垫行一非环状移动以便靠着该晶圆之 该露出表面提供抛光动作。15.如申请专利范围第 14项的方法,其中该晶圆被放置在多个晶圆固持器 中之一者上,该多个晶圆固持器被设置在一可旋转 台上。16.如申请专利范围第15项的方法,另包括完 成一关于半导体晶圆之化学机械抛光的工作,该半 导体晶圆在位于该可旋转台上之该多个晶圆固持 器上。17.如申请专利范围第1项的方法,另包括固 持该晶圆在一晶圆固持器上,该晶圆固持器包括一 用来容纳一用于抛光之悬浮液的隆起墙。18.如申 请专利范围第14项的方法,其中该非旋转环状移动 的提供系藉由一马达驱动一偏心轴。19.如申请专 利范围第18项的方法,其中该抛光垫被设置在一抛 光垫固持器上,该方法另包括: 设置一线性轴承耦合该抛光垫固持器至该致动器; 密封该偏心轴、该线性轴承和该马达形成多个相 连的室;且 提供一受压气流穿过该相连的多个室以冷却该马 达。20.如申请专利范围第18项的方法,其中该受压 气流有效地冷却该室以造成温度凝结在该多个室 的外墙上。21.如申请专利范围第18项的方法,另包 括使用一线性轴承靠着该晶圆的露出表面放置该 抛光垫。22.如申请专利范围第18项的方法,其中非 旋转环状移动系互相地藉由第一和第二抛光总成 提供,该方法另包括设置该第一和第二抛光总成以 便当该第一和第二抛光总成中之一者抛光该晶圆 时,该第一和第二抛光总成中之另一者被放置在一 调节站,其用来在该第一和第二抛光总成之另一者 中调节一抛光垫。23.如申请专利范围第22项的方 法,其中该调节包括压平一靠着该抛光垫的旋转菱 形板。24.如申请专利范围第14项的方法,另包括使 用一机械旋臂放置该晶圆在一晶圆固持器上。25. 如申请专利范围第14项的方法,进一步包括在抛光 过程中旋转该晶圆。26.如申请专利范围第24项的 方法,进一步包括设置一晶圆边缘延伸环在围绕该 晶圆的晶圆固持器上,该晶圆边缘延伸环有一和该 晶圆之表面齐平的表面。27.如申请专利范围第26 项的方法,进一步包括: 提供一可旋转平台; 使用框架支撑该晶圆固持器在该可旋转平台上,该 框架有一入口在该晶圆固持器底部之框架的一凹 槽部分内; 藉由一可挠性密封密封与该晶圆固持器之一表面 有接触之凹槽部分,因此形成一室在该晶圆固持器 的表面下。 注入一气体穿过该入口至该室以靠着该晶圆固持 器施加一压力。28.一种供一非旋转环状移动使用 的轴承,其包括: 一具有数个环状凹槽的第一薄板,每一凹槽有一大 体上为半圆形的横截面; 一具有数个环状凹槽,其每一有一大体上为半圆形 横截面的第二薄板,该第一薄板之环状凹槽的每一 和该第二薄板之相对的环状凹槽重叠以形成一球 面凹部;且 一滚珠轴承容纳在每一球面凹部中。29.如申请专 利范围第28项的轴承,其中该第一薄板藉由一旋转 轴承提供移动。30.一种晶圆固持器,包括一具有一 凹槽部分用来固持一晶圆在其内之框架,当如此固 持时该晶圆的一表面露出,和一围绕该凹槽部分用 来容纳一流体的隆起墙。31.如申请专利范围第30 项的晶圆固持器,其中该晶圆固持器另包括一绕着 该凹部与该晶圆齐平的环状部分以提供一延伸至 该晶圆的一周围部分。图式简单说明: 第一图系根据本发明之一具体实施例的CMP装置100 的一立体图; 第二图系CMP装置100的顶视图; 第三图例示在一抛光垫上的一点相对于抛光马达 17之框架18的移动; 第四图系抛光总成400的一横截面图,包括抛光垫托 架21和抛光马达17; 第五图系晶圆托架总成500的一横截面图; 第六图系调节总成600的一横截面图; 第七图系根据本发明之一第二具体实施例的CMP装 置700的一顶视图; 第八图显示,没有风箱24,一特别轴承总成820提供支 撑该抛光垫固持器809之非旋转环状移动(因此移动 抛光垫806)。 第九图系轴承总成820的一横截面图; 第十图a-第十图d各自地显示在操作过程中四个不 同位置之顶薄板801和底薄板802位置。
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