CN101068657A - 使用可旋转的负载/卸载的杯状物进行抛光晶圆 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种使用可旋转的负载/卸载的杯状物进行抛光半导体晶圆等物件的装置与方法，藉以传送物件至物件载具而在至少一抛光表面上抛光物件。可旋转的负载/卸载的杯状物所具有的旋转轴是位于物件载具之间。

Description

使用可旋转的负载/卸载的杯状物进行抛光晶圆

本发明是以2004年08月30日在美国申请的临时申请案No.60/605,698作为优先权的前案，该案的内容在此处以附件方式供参考。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种进行抛光半导体晶圆的装置与方法。

背景技术

由于更多的金属层及中间介电层被堆叠于晶圆之上，因此半导体晶圆的局部平坦化(local planarization)及全面平坦化(globalplanarization)等技术变得日益重要。一种较佳的半导体晶圆的平坦化方法为化学机械抛光(CMP)方法，其是在一晶圆及一抛光垫(polishing pad)之间提供一浆式溶液(slurry solution)后，再对该半导体晶圆的一表面进行抛光。CMP方法亦被广泛地应用于嵌入式制程(damascene process)，以在半导体晶圆上形成铜结构。

一般来说，一CMP设备是包括一抛光台及一晶圆载具，该抛光台上设有一抛光垫，该晶圆载具用以支持一半导体晶圆并将该晶圆压向该抛光垫。一CMP设备最重要的性能是生产率(productivity)。对于较高的生产率来说，一CMP设备通常需要更多的抛光台及更多的晶圆载具；而为了有效率地使用更多的抛光台及更多的晶圆载具，很重要的一点是必须很有效率地将半导体晶圆由晶圆载具输送至别处、或是将半导体晶圆输送至晶圆载具，使得晶圆载具在卸载了经抛光的晶圆后仅以最少量的闲置时间便能够接收下一批新的晶圆。晶圆载具所减少的闲置时间会反应在该CMP设备的高生产率上。

发明内容

本发明的目的在于，鉴于前述这些问题，有必要提供一种以高效率晶圆输送装置进行半导体晶圆的抛光的装置及方法。

本发明提供一种使用可旋转的负载/卸载的杯状物进行抛光半导体晶圆等物件的装置与方法(APPARATUS AND METHOD FOR POLISHINGSEMICONDUCTOR WAFERS USING PIVOTABLE LOAD/UNLOAD CUPS)，藉以传送物件至物件载具而在至少一抛光表面上抛光物件，可旋转的负载/卸载的杯状物所具有的旋转轴是位于物件载具之间，使用可旋转的负载/卸载的杯状物能够更有效率地进行物件的处理而在至少一抛光表面上抛光物件。

根据本发明的一实施例，提出一种物件抛光装置，其包括至少一抛光表面、设于该至少一抛光表面上的一第一物件载具、设于该至少一抛光表面上的一第二物件载具、以及一第一物件传输装置与一第二物件传输装置。该第一物件传输装置包括一第一负载/卸载杯状物，该第一物件传输装置是用以使得该第一负载/卸载杯状物独立地绕着该第一及第二物件载具中的至少一个的一第一轴转动，以传送位于该第一负载/卸载杯状物与该第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，该第一轴是位于该第一及第二物件载具之间。该第二物件传输装置包括一第二负载/卸载杯状物，该第二物件传输装置是用以使得该第二负载/卸载杯状物独立地绕着该第一及第二物件载具中的至少一个的一第二轴转动，以传送位于该第二负载/卸载杯状物与该第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，该第二轴是位于该第一及第二物件载具之间。

根据本发明一实施例，提出一种物件抛光方法，包括以下步骤：(a)使得一第一负载/卸载杯状物独立地绕着一第一轴转动而至一第一及第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第一负载/卸载杯状物与该第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件；(b)使得一第二负载/卸载杯状物独立地绕着一第二轴转动而至该第一及第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第二负载/卸载杯状物与该第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件；(c)在使用该第一物件载具的至少一抛光表面上抛光至少部分该等物件；以及(d)在使用该第二物件载具的至少一抛光表面上抛光至少部分该等物件。

本发明的其他观点与优点将藉由以下所述较佳实施例及所附图示而进行详细说明。

附图说明

图1为本发明一实施例的抛光装置的上视图。

图2为图1的抛光装置的抛光单元的前视图。

图3为图1的抛光单元的晶圆传输装置的侧视图。

图4为本发明一实施例的晶圆传输装置的负载/卸载杯状物的上视图。

图5为图4的负载/卸载杯状物的断面图。

图6(a)及图6(b)为图4的负载/卸载杯状物的连续断面图，用以显示本发明一实施例中将一晶圆W搭载至一晶圆载具上的顺序情形。

图7(a)至图7(h)为图1的抛光装置的抛光单元的连续上视图，用以显示本发明一实施例中抛光单元内的一处理顺序情形。

图8为一抛光单元的上视图，根据本发明另一实施例、其可用以取代图1的抛光装置的抛光单元。

图9为一抛光单元的上视图，根据本发明另一实施例、其可用以取代图1的抛光装置的抛光单元。

图10(a)及图10(b)为本发明其他实施例的晶圆传输装置的侧视图。

图11为本发明一实施例的物件(如半导体晶圆)抛光方法的流程图。

100：抛光装置                    130：晶圆输入站

140：晶圆运送装置                150、250、350、620：抛光单元

152：上外壳表面                  153：下外壳表面

155a、155b：抛光垫               156a：第一抛光台

156b：第二抛光台                 156c：第三抛光台

160a：第一晶圆载具组合           160b：第二晶圆载具组合

162a：第一晶圆载具               162b：第二晶圆载具

162c：第三晶圆载具               162d：第四晶圆载具

164：载具轴                      166a、166b：旋转及垂直驱动器

180x：第一晶圆接转装置           180y：第二晶圆接转装置

180x’：第三晶圆接转装置         180y’：第四晶圆接转装置

182x：第一负载/卸载杯状物        182y：第二负载/卸载杯状物

182x’：第三负载/卸载杯状物      182y’：第四负载/卸载杯状物

183：旋转臂                      183x、183x’：旋转轴

183y、183y’：旋转轴             184、184x、184y：旋转轴

185x、185y：旋转轴               186a、186b：旋转及垂直驱动器

187x、187y：平面                 190：杯状基材

195：杯状环                      200：升高器

202：升高活塞                    204：升高器气动筒

210：晶圆盘                      240：第一复数个喷嘴

250：第二复数个喷嘴              260：汲取通道

270：第一流体通道                272：第二流体通道

280：定位环                      285：真空通道

410a：第一抛光垫处理器           410b：第二抛光垫处理器

410c：第三抛光垫处理器           902、904、906、908：方块

X、X’、Y、Y’：位置             W：晶圆

W1：第一晶圆                     A：旋转作动

B：旋转作动                      C：旋转作动

D：旋转作动

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及其较佳实施例，对依据本发明提出的使用可旋转的负载/卸载的杯状物进行抛光半导体晶圆的装置与方法其具体实施方式、结构、方法步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，其绘制的是本发明一实施例的抛光装置100，图1为抛光装置100的上视图。抛光装置100可用以在物件(例如半导体晶圆)上执行化学机械抛光(CMP)，抛光装置100被设计成能够有效率地处理半导体晶圆以增加该装置的生产率。

如图1所示，抛光装置100，包括一晶圆输入站130、一晶圆运送装置140以及一抛光单元150。晶圆输入站130用以容纳半导体晶圆或其他类似的物件以待抛光装置100进行抛光，晶圆输入站130亦可容纳已经由抛光装置100进行抛光后的半导体晶圆。晶圆运送装置140在晶圆输入站130和抛光单元150之间运送晶圆，如以下的详述。作为实施例，晶圆运送装置140可以包括用以处理一晶圆的运送的一机械手臂。

请参阅图1、图2及图3所示，为本发明一实施例的抛光单元150。图2是为抛光单元150的前视图，而图3是抛光单元150的晶圆接转装置180x及180y的侧视图。抛光单元150包括一第一抛光台156a、一第二抛光台156b、一第一晶圆载具组合160a、一第二晶圆载具组合160b、第一晶圆接转装置180x以及第二晶圆接转装置180y。

该第一抛光台156a及第二抛光台156b，能够绕着一轴转动或是围绕该轴运行，抛光垫155a及155b是分别贴附于抛光台156a及156b之上，抛光垫155a及155b提供抛光表面以供执行半导体晶圆的CMP制程，该制程包括使用一或多种包含抛光颗粒及/或化学品(如KOH)的浆式溶液藉由抛光垫155a及155b以抛光半导体晶圆，抛光垫处理器410a及410b是用以在CMP制程期间处理抛光垫155的表面以更新用于适当抛光的抛光垫155a及155b的表面。

该晶圆载具组合160a及160b，其是分别位于抛光垫155a及155b之上，每个晶圆载具组合160a及160b皆包括一晶圆载具162、一载具轴164及一旋转及垂直驱动器166，晶圆载具162被设计成支撑一半导体晶圆使得待抛光的该晶圆的表面朝向个别的抛光垫155a及155b，晶圆载具162是经由载具轴164而连接至旋转及垂直驱动器166，旋转及垂直驱动器166a及166b是装设于抛光单元150一外壳的一上表面152上，上外壳表面152是位于抛光垫155a及155b的上方。旋转及垂直驱动器166是经由所连接的载具轴164而控制个别的晶圆载具162的旋转及垂直运动，因此，旋转及垂直驱动器166可以藉由转动所连接的载具轴164而转动个别的晶圆载具162，亦可以藉由垂直地移动所连接的载具轴而垂直地移动个别的晶圆载具。因此，晶圆载具162能够在其位于个别的抛光台156上的抛光位置以及其位于该抛光台156上的晶圆负载/卸载位置(在该抛光位置上方)之间进行移动。为了要抛光半导体晶圆，晶圆载具162a及162b可藉由旋转及垂直驱动器166a及166b而下移个别的至抛光垫155a及155b上的个别的抛光位置，而将由晶圆载具所支撑的晶圆压向个别的抛光垫。

该晶圆接转装置180x及180y，皆包括一负载/卸载杯状物182、一旋转臂183、一旋转轴184以及一旋转及垂直驱动器186。负载/卸载杯状物182是经由旋转臂183而连接至旋转轴184，旋转轴184是连接至旋转及垂直驱动器186，旋转轴184的中心是为应用于晶圆接转装置180x或180y的旋转轴185。在一实施例中，旋转及垂直驱动器186是固定于抛光单元150的上外壳表面152，如图2所示。旋转及垂直驱动器186经由旋转轴184及旋转臂183控制负载/卸载杯状物1 82的旋转及垂直移动，因此，旋转及垂直驱动器186a及186b皆是经由所连接的旋转轴184而旋转个别的负载/卸载杯状物182、并经由所连接的旋转轴而垂直地移动个别的负载/卸载杯状物。

在图1、图2及图3中，第一及第二负载/卸载杯状物182x及182y的位置X及Y是为其分别的停留位置。负载/卸载杯状物182x及182y是设计成分别由晶圆运送装置140上的停留位置X及Y接收晶圆，第一负载/卸载杯状物182x能够绕着旋转轴185x从位置X旋转至第一及第二晶圆载具162a及162b的其中之一或两者，如图1的旋转作动A及B分别所示；同样地，第二负载/卸载杯状物182y能够绕着旋转轴185y从位置Y旋转至第一及第二晶圆载具162a及162b的其中之一或两者，如图1的旋转作动C及D分别所示。如图1所示，晶圆接转装置180x及180y的旋转轴185x及185y是分别位于抛光台156a及156b之间和位于晶圆载具162a及162b之间。

为了要将第一负载/卸载杯状物182x水平地对准于用于晶圆负载/卸载的第一及第二晶圆载具162a及162b其中之一，第一晶圆运送装置180x的设计与设置方式是使得由第一旋转轴184x的中心(即旋转轴185x)到第一负载/卸载杯状物182x的中心的距离基本上相等于由第一旋转轴184x的中心到第一晶圆载具162a的中心的距离，亦相等于由旋转轴184x的中心到第二晶圆载具162b的中心的距离。同样地，第二晶圆运送装置180y的设计与设置方式是使得由第二旋转轴184y的中心(即旋转轴185y)到第二负载/卸载杯状物182y的中心的距离基本上相等于由第二旋转轴184y的中心到第一及第二晶圆载具162a及162b的中心的距离。再者，负载/卸载杯状物182x及182y是垂直地对准于晶圆载具162a及612b上藉由负载/卸载杯状物182x及182y的垂直移动而用以负载/卸载半导体晶圆的晶圆负载/卸载位置，亦可以藉由晶圆载具的垂直移动而将晶圆载具162a及162b对准于负载/卸载杯状物182x及182y。

两个晶圆接转装置180x及180y可以设置于抛光单元620的两个晶圆载具162之间，使得第一负载/卸载杯状物182x位于分别处于其停留位置X及Y的第二负载/卸载杯状物182y之上，如图1及图2所示。如图2及图3所示，第一负载/卸载杯状物182x是绕着一平面187x上的旋转轴185x而旋转，第二负载/卸载杯状物182y则是绕着一平面187y上的旋转轴185y而旋转，平面187x及187y是彼此平行、并共同平行于抛光台156a及156b的抛光表面，因此，平面187y相较于平面187x更为接近于抛光台156a及156b的抛光表面。然而，在另一个实施例中，晶圆接转装置180x及180y的设计方式使得平面187x相较于平面187y更为接近于抛光台156a及156b的抛光表面。

晶圆接转装置180x及180y的第一及第二旋转及垂直驱动器186x及186y可以如图2及图3般地设置于抛光单元150的上外壳表面152，在另一实施例中，如图10(a)所示，第一及第二旋转及垂直驱动器186x及186y是设置于抛光单元150的外壳的下表面153。下外壳表面153是位于抛光台156a及156b的下方(图10(a)中未示出)。在另一实施例中，如图10(b)所示，第一旋转及垂直驱动器186x是设置于抛光单元150的外壳的上表面152，而第二旋转及垂直驱动器186y是设置于抛光单元150的下外壳表面153。在另一实施例中，晶圆接转装置180x及180y的设计及设置方式使得第一晶圆接转装置180x的旋转轴185x等于第二晶圆接转装置180y的旋转轴185y。

请参阅图4及图5所示，其是显示一晶圆接转装置180的一负载/卸载杯状物182，其为抛光装置150的晶圆接转装置180x或晶圆接转装置180y。图4是为负载/卸载杯状物182的上视图，而图5是图4中负载/卸载杯状物182沿Q-Q剖面线的断面图。负载/卸载杯状物182，包括一杯状基材190、一杯状环195、一升高器200、一晶圆盘210、第一复数个喷嘴240、第二复数个喷嘴250、一汲取通道260、一第一流体通道270以及一第二流体通道272。流体通道270及272可经由旋转臂183及旋转轴184而连接至流体源(图中未示出)，而汲取通道260可经由旋转臂183及旋转轴184而连接至一汲取泵(泵即帮浦，图中未示出)，如同流体通道270及272般。

杯状环195及晶圆盘210是设置于杯状基材190上，晶圆盘210包括位于中心的一孔、其可使得升高器200位于杯状基材190的中心。升高器200是经由一升高活塞202而连接至一升高器气动筒204，如图5的负载/卸载杯状物182的断面图所示。升高器200是为一晶圆处理装置，用以升起或降下一晶圆使其接近或远离如同抛光单元150的晶圆载具162a或162b般的一晶圆载具。升高器200最好是由软性材质(例如橡胶)构成以避免伤害晶圆表面，升高器200具有一表面区域、其是小于该升高器所处理的晶圆的表面区域。升高器气动筒204是连接于第一流体通道270并为经由第一流体通道270供应的一流体所操作，氮气是为可使用的该流体的一例。升高器200因升高器气动筒204而上下移动，升高器200上移至杯状环195的上表面的上方以便自晶圆运送装置140接收一晶圆W，如图5所示。在升高器200接收晶圆W之后，该升高器便下移至晶圆盘210的下方以便置放晶圆W于晶圆盘210上。

第一复数个喷嘴240是设置于杯状基材190上，而第二复数个喷嘴250是设置于杯状环195的内侧，如图5所示。第一及第二复数个喷嘴240及250是连接至第二流体通道272及经由第二流体通道272所供应的喷射流体(例如去离子水)，所使用的流体(例如所使用的去离子水)是经由汲取通道260而被汲取泵(图中未示出)所汲取。

请参阅图6(a)及图6(b)所示，其显示本发明一实施例中、使用图4的负载/卸载杯状物182将一晶圆W搭载至一晶圆载具(其可为晶圆载具162a或162b)上的顺序情形，图6(a)及图6(b)是图4的负载/卸载杯状物182的顺序断面图。在该晶圆W如同前面图5所述般地位于晶圆盘210上之后，负载/卸载杯状物182便被运送至晶圆载具162所处的一位置上，如图6(a)所示。晶圆载具162包括在抛光制程中用以定位该晶圆W的一定位环280，其次，升高器200上移并且位于该升高器上的该晶圆W为使用真空通道285所供应一真空的晶圆载具162所接收，如图6(b)所示。在该晶圆W为晶圆载具162所接收后，升高器200便下移。为了卸载该晶圆W，真空通道285所供应的该真空会被移除，这可使得该晶圆W由晶圆载具162被释放至负载/卸载杯状物182的升高器200，负载/卸载杯状物182能够藉由喷洒去离子水至晶圆载具162上而清洗晶圆载具162。

即使前述的负载/卸载杯状物182及其晶圆负载/卸载过程是为一特殊结构，但只要能够将晶圆负载至晶圆载具162上或是从晶圆载具162卸载晶圆下来的任何型态的装置皆可应用于晶圆接转装置180；即抛光装置150的晶圆接转装置180x及180y。

请参阅图7(a)至图7(h)所示，其是显示抛光装置100的抛光单元150上的晶圆运送及抛光的制程顺序的实施例，图7(a)至图7(h)是为抛光单元150的顺序透视图，其可显示制程的顺序。

在图7(a)中，两个晶圆载具162a及162b是分别位于在个别的抛光垫155a及155b上方的晶圆负载/卸载位置上，两个负载/卸载杯状物182x及182y是分别位于停留位置X及Y(在图7(a)至图7(h)中未示出)之上，一第一晶圆W1是被晶圆运送装置140(图7(a)至图7(h)中未示出)供应至第一负载/卸载杯状物182x。

在图7(b)中，第一负载/卸载杯状物182x被传送至第一晶圆载具162a的该晶圆负载/卸载位置，而第一晶圆W1被负载至第一晶圆载具162a上。

在图7(c)中，第一负载/卸载杯状物182x被传回至停留位置X，而第一晶圆W1在抛光垫155a上被第一晶圆载具162a使用一第一种浆式溶液进行抛光，当第一晶圆W1在被抛光时，一第二晶圆W2被晶圆运送装置140供应至第一负载/卸载杯状物182x。

在图7(d)中，在完成了第一晶圆W1的抛光制程之后，第一晶圆载具162a便会从抛光垫155a被上移、接着被传回至该晶圆负载/卸载位置，第二负载/卸载杯状物182y接着被传送至第一晶圆载具162a的该晶圆负载/卸载位置，其中第一晶圆W1从第一晶圆载具162a被卸载至第二负载/卸载杯状物之上。

在图7(e)中，第二负载/卸载杯状物182y被传送至第二晶圆载具162b的该晶圆负载/卸载位置，接着第一晶圆W1被负载至第二晶圆载具162b之上。在该传送过程中，第一晶圆W1能够被去离子水或化学品(如经由第二负载/卸载杯状物182y的喷嘴240及250所供应的苯亚三唑(benzotriazol，BTA)所清洗，在第二负载/卸载杯状物182y从第一晶圆载具162a被传送之后，第一负载/卸载杯状物182x便被传送至第一载具162a且接着第二晶圆W2被负载至第一晶圆载具162a之上。

在图7(f)中，负载/卸载杯状物182x及182y被传回至个别的停留位置X及Y，再者，第二晶圆W2在抛光垫155a上被第一晶圆载具162a使用该第一种浆式溶液所清洗。此外，第一晶圆W1在抛光垫155b上被第二晶圆载具162b使用该第一种浆式溶液或是一第二种浆式溶液所清洗。

在图7(g)中，在完成了第一晶圆W1的抛光制程之后，第二晶圆载具162b便会从抛光垫155b被上移、接着被传回至其晶圆负载/卸载位置，第二负载/卸载杯状物182y被传送至第二晶圆载具162b的该晶圆负载/卸载位置，其中第二晶圆W2从第二晶圆载具162b被卸载至第二负载/卸载杯状物182y之上。

在图7(h)中，第二负载/卸载杯状物182y被传回至停留位置Y，接着第一晶圆W1被晶圆运送装置140从第二负载/卸载杯状物182y移除。在该传送过程中，第一晶圆W1能够被去离子水或化学品(如经由第二负载/卸载杯状物182y的喷嘴240及250所供应的苯亚三唑)所清洗，该过程接着在第二晶圆W2上以同样方式持续。

前述的实施方式亦可适用于Cu嵌入式CMP制程上，其是藉由抛光位于第一抛光垫155a上的半导体晶圆的Cu薄膜，接着抛光第二抛光垫155b上的半导体晶圆的阻隔金属(barrier metal)。

即使已藉由参考图7(a)至图7(h)叙述了传送及抛光抛光单元150中的半导体晶圆的实施顺序，其他的顺序仍可以应用于抛光单元150中。举例来说，除了使用第二负载/卸载杯状物182y将第一晶圆W1从第一晶圆载具162a传送至第二晶圆载具162b之外，亦可以使用第一负载/卸载杯状物182x。因此，在此实施例中，第二负载/卸载杯状物182y是用以接收第二晶圆W2，并传送第二晶圆W2至第一晶圆载具162a。若是作为另一种实施例，除了使用第二负载/卸载杯状物182y将第一晶圆W1从第二晶圆载具162b进行传送之外，亦可以使用第一负载/卸载杯状物182x。在另一种实施例中，除了使用第二负载/卸载杯状物182y将第一晶圆W1从第一晶圆载具162a传送至第二晶圆载具162b以及将第一晶圆载具162a从第二晶圆载具162b传送出去之外，亦可以使用第一负载/卸载杯状物182x来同时执行这两种工作。因此，第一及第二负载/卸载杯状物182x及182y皆可被应用于将半导体晶圆负载至第一及第二晶圆载具162a及162b的其中之一或两者之上、并且/或是将半导体晶圆由第一及第二晶圆载具162a及162b的其中之一或两者上卸载下来。

请参阅图8所示，其显示本发明另一实施例的抛光单元250，图8是抛光单元250的上视图。在图8中，与图1相同的元件是采用相同的图示符号标示。抛光单元250是用以取代图1中抛光装置100的抛光单元150，抛光单元250包括抛光单元150中的所有元件。然而，抛光单元250更包括一第三晶圆载具162c、一第三抛光台156c、一第三晶圆接转装置180x’以及一第四晶圆接转装置180y’。第三晶圆载具162c是位于第三抛光台156c的上方，其是使用一抛光垫155c以抛光第三抛光台156c上的晶圆。抛光单元250亦包括一第三垫处理器410c，其是用以对抛光垫155c的表面进行处理。

在图8中，晶圆载具162a、162b及162c是不具有相关的载具轴164和旋转及垂直驱动器166。然而，抛光单元250中的晶圆载具162a、162b及162c皆为一晶圆载具组合的一部分，如图1及图2所示。在图8中，晶圆接转装置180x、180y、180x’及180y’是不具有相关的旋转及垂直驱动器186，然而，晶圆接转装置180x、180y、180x’及180y’的每个负载/卸载杯状物182皆是由个别的旋转及垂直驱动器186所控制，如图1、图2及图3所示。

在图8中，第三及第四负载/卸载杯状物182x’及182y’的位置X’及Y’是为其个别的停留位置，负载/卸载杯状物182x’能够绕着一旋转轴185x’、藉由其旋转运动从停留位置X’旋转至第二及第三晶圆载具162b及162c的该等晶圆负载/卸载位置；同样地，负载/卸载杯状物182y’能够绕着一旋转轴185y’、藉由其旋转运动从停留位置Y’旋转至第二及第三晶圆载具162b及162c的该等晶圆负载/卸载位置。如图8所示，晶圆接转装置180x’及180y’的旋转轴185x’及185y’是分别位于抛光台156b和156c之间以及晶圆载具162b和162c之间。

为了将负载/卸载杯状物182x’水平地对准第二及第三晶圆载具162b及162c其中之一以进行晶圆负载/卸载，第三晶圆接转装置180x’的设计及设置方式，是由其旋转轴184x’的中心(即旋转轴185x’)到其负载/卸载杯状物182x’的距离实际上等于由旋转轴184x’到第二及第三晶圆载具162b及162c的中心的距离。同样地，第四晶圆接转装置180y’的设计及设置方式，是由其旋转轴184y’到其负载/卸载杯状物182y’的中心的距离实际上等于由旋转轴184y’到第二及第三晶圆载具162b及162c的中心的距离。再者，负载/卸载杯状物182x’及182y’，可以藉由本身的垂直移动而垂直地对准于半导体晶圆在负载及卸载时的该等晶圆负载/卸载位置上的晶圆载具162b及162c，亦可能藉由晶圆载具162b及162c的垂直移动将晶圆载具162b及162c垂直地对准于负载/卸载杯状物182x’及182y’。

两个晶圆接转装置180x’及180y’可以位于两个晶圆载具162b及162c之间，使得负载/卸载杯状物182x’位于负载/卸载杯状物182y’上方的个别的停留位置X’及Y’上，如图8所示。晶圆运送装置140(未示于图8中)是将晶圆运送至负载/卸载杯状物182x’及182y’的这些停留位置X’及Y’上、以及将晶圆从负载/卸载杯状物182x’及182y’的这些停留位置X’及Y’上运送出去。

在抛光单元250的一混合模式操作中，根据前述抛光单元150的制程顺序之一，第一群组晶圆是使用第一及第二晶圆载具162a及162b、第一及第二抛光台156a及156b、以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。再者，第二群组晶圆是使用第二及第三晶圆载具162b及162c、第二及第三抛光台156b及156c、以及第三及第四晶圆接转装置180x’及180y’以进行处理。

为了处理抛光单元250中的第二群组晶圆，第二群组晶圆中的每片晶圆被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一传送至第三晶圆载具162c，接着在第三抛光台156c上以抛光垫155c抛光。接下来，该晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一传送至第二晶圆载具162b、并且接着在第二抛光台156b上以抛光垫155b抛光。其次，该晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一从第二晶圆载具162b上移除。

本发明亦可以藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一先将第二群组的每个晶圆传送至第二晶圆载具162b，在第二抛光台156b上使用抛光垫155b抛光该晶圆，接着藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一将该晶圆由第二晶圆载具162b传送至第三晶圆载具162c，再在第三抛光台156c上使用抛光垫155c抛光该晶圆，最后藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一将该晶圆自第三晶圆载具162c上移除。

当第一群组的一晶圆与第二群组的一晶圆被传送至第二晶圆载具162b以便于第二抛光台156b上使用抛光垫155b进行抛光时，这些晶圆会以另一种方式被传送至第二晶圆载具162b，使得第二晶圆载具162b抛光第一群组的一第一晶圆、第二群组的一第一晶圆、第一群组的一第二晶圆以及第二群组的一第二晶圆等等。

在抛光单元250的一平行模式操作中，一第一群组晶圆是使用第一晶圆载具162a、第一抛光台156a以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。一第二群组晶圆是使用第二晶圆载具162b、第二抛光台156b以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。一第三群组晶圆是使用第三晶圆载具162c、第三抛光台156c以及第三及第四晶圆接转装置180x’及180y’以进行处理。

为了处理抛光单元250中的第一群组晶圆，第一群组晶圆中的每片晶圆会被晶圆接转装置180x及180y其中之一传送至第一晶圆载具162a，接着在第一抛光台156a上使用抛光垫155a抛光。接下来，该晶圆会被晶圆接转装置180x及180y其中之一传送至第一晶圆载具162a。

为了处理抛光单元250中的第二群组晶圆，第二群组晶圆中的每片晶圆会被晶圆接转装置180x及180y其中之一传送至第二晶圆载具162b，接着在第二抛光台156b上使用抛光垫155b抛光。接下来，该晶圆会被晶圆接转装置180x及180y其中之一从第二晶圆载具162b上移除。

为了处理抛光单元250中的第三群组晶圆，第三群组晶圆中的每片晶圆会被晶圆接转装置180x及180y其中之一传送至第三晶圆载具162c，接着在第三抛光台156c上使用抛光垫155c抛光。接下来，该晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一从第三晶圆载具162c上移除。

请参阅图9所示，其显示本发明另一实施例的抛光单元350。图9是抛光单元350的上视图。抛光单元350是用以取代图1中抛光装置100的抛光单元150，抛光单元350包括抛光单元250中的所有元件。抛光单元350包括抛光单元250的所有构件。然而，抛光单元350更包括位于第二抛光台156b上的一第四晶圆载具162d。第四晶圆载具162d是使用抛光垫155b以抛光第二抛光台156b上的晶圆。因此，第二及第四晶圆载具162b及162d便能够同时地抛光在第二抛光台156b上的两个晶圆。为在抛光台156b上容纳额外的晶圆载具162d，晶圆载具162的位置是较为接近邻接的晶圆接转装置180x、180y、180x’及180y’。再者，旋转轴183x、183y、183x’及183y’亦可以缩短。

在图9中，第三及第四负载/卸载杯状物182x’及182y’的位置X’及Y’分别为其停留位置，第三负载/卸载杯状物182x’能够藉由其旋转运动由其停留位置X’旋转至第三及第四晶圆载具162c及162d的晶圆负载/卸载位置的其中之一或两者。同样地，第四负载/卸载杯状物182y’能够藉由其旋转运动由其停留位置Y’旋转至第三及第四晶圆载具162c及162d的晶圆负载/卸载位置的其中之一或两者。如图9所示，晶圆接转装置180x’及180y’的旋转轴185x’及185y’是分别位于抛光垫156b及156c之间以及位于晶圆载具162c及162d之间。

为了将负载/卸载杯状物182x’水平地对准第三及第四晶圆载具162c及162d其中之一以进行晶圆负载/卸载，第三晶圆接转装置180x’的设计及设置的方式是由其旋转轴184x’的中心(即旋转轴185x’)到其负载/卸载杯状物182x’的距离实际上等于由旋转轴184x’到第三及第四晶圆载具162c及162d的中心的距离。同样地，第四晶圆接转装置180y’的设计及设置的方式，是由其旋转轴184y’(即旋转轴185y’)到其负载/卸载杯状物182y’的中心的距离实际上等于由旋转轴184y’到第三及第四晶圆载具162c及162d的中心的距离。再者，负载/卸载杯状物182x’及182y’可以藉由本身的垂直移动而垂直地对准于半导体晶圆在负载及卸载时的该等晶圆负载/卸载位置上的晶圆载具162c及162d。亦可能藉由晶圆载具162c及162d的垂直移动将晶圆载具162c及162d垂直地对准于负载/卸载杯状物182x’及182y’。

两个晶圆接转装置180x’及180y’可以位于两个晶圆载具162c及162d之间，使得负载/卸载杯状物182x’位于负载/卸载杯状物182y’上方的个别的停留位置X’及Y’上，如图9所示。晶圆运送装置140(未示于图9中)是将晶圆运送至负载/卸载杯状物182x’及182y’的这些停留位置X’及Y’上、以及将晶圆从负载/卸载杯状物182x’及182y’的这些停留位置X’及Y’上运送出去。

在抛光单元350的一混合模式操作中，根据前述的抛光单元150的制程顺序之一，一第一群组晶圆是使用第一及第二晶圆载具162a及162b、第一及第二抛光台156a及156b、以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。再者，一第二群组晶圆是使用第三及第四晶圆载具162c及162d、第二及第三抛光台156b及156c、以及第三及第四晶圆接转装置180x’及180y’以进行处理。

为了处理抛光单元250中的第二群组晶圆，第二群组晶圆中的每片晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一传送至第三晶圆载具162c，接着在第三抛光台156c上被抛光垫155c抛光。接下来，该晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一由第三晶圆载具162c传送至第四晶圆载具162d、并且接着在第二抛光台156b上被抛光垫155b抛光。其次，该晶圆会被晶圆接转装置180x’及180y’其中之一从第四晶圆载具162d上移除。

本发明亦可以藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一先将第二群组的每个晶圆传送至第四晶圆载具162d，在第二抛光台156b上使用抛光垫155b抛光该晶圆，接着藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一将该晶圆由第四晶圆载具162d传送至第三晶圆载具162c，再在第三抛光台156c上使用抛光垫155c抛光该晶圆，最后藉由晶圆接转装置180x’及180y’其中之一将该晶圆从第三晶圆载具162c上移除。

在抛光单元350的一平行模式操作中，一第一群组晶圆是使用第一晶圆载具162a、第一抛光台156a以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。一第二群组晶圆是使用第二晶圆载具162b、第二抛光台156b以及第一及第二晶圆接转装置180x及180y以进行处理。一第三群组晶圆是使用第四晶圆载具162d、第二抛光台156b以及第三及第四晶圆接转装置180x’及180y’以进行处理。一第四群组晶圆是使用第三晶圆载具162c、第三抛光台156c以及第三及第四晶圆接转装置180x’及180y’以进行处理。

请参阅图11流程所示，其是为抛光本发明一实施例的物件，如半导体晶圆的方法。在方块902中，一第一负载/卸载杯状物是独立地绕着一第一轴旋转至第一及第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第一负载/卸载杯状物与第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件。该第一轴是位于第一及第二物件载具之间。其次，在方块904中，一第二负载/卸载杯状物是独立地绕着一第二轴旋转至第一及第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第二负载/卸载杯状物与第一及第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件。该第二轴是位于第一及第二物件载具之间。其次，在方块906中，至少部分该等物件是在至少一抛光表面上使用该第一物件载具而被抛光。最后，至少部分该等物件是在至少一抛光表面上使用该第二物件载具而被抛光。

即使本发明是以以上的较佳实施例来作说明，然而对于熟习本项技术的技术人员来说，本发明仍不限于这些实施例和使用方法，尤有甚者，凡依本发明所附权利要求所做的均等变化及修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1、一种物件抛光装置，其特征在于其包括：

至少一抛光表面；

一第一物件载具，设于该至少一抛光表面上；

一第二物件载具，设于该至少一抛光表面上；

一第一物件传输装置，包括一第一负载/卸载杯状物，用以使得该第一负载/卸载杯状物独立地绕着一第一轴转动至该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第一负载/卸载杯状物与该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个之间的至少部分物件，且该第一轴是位于该第一物件载具及该第二物件载具之间；以及

一第二物件传输装置，包括一第二负载/卸载杯状物，用以使得该第二负载/卸载杯状物独立地绕着一第二轴转动至该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个，以传送位于该第二负载/卸载杯状物与该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第二轴是位于该第一物件载具及该第二物件载具之间。

2、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该至少一抛光表面包括一第一抛光表面及一第二抛光表面，该第一物件载具设于该第一抛光表面上，该第二物件载具设于该第二抛光表面上。

3、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置是用以使得该第一负载/卸载杯状物独立地在一第一平面上转动，及其中该第二物件传输装置是用以使得该第二负载/卸载杯状物独立地在一第二平面上转动，该第一平面及该第二平面是平行于该至少一抛光表面，该第一平面及该第二平面中的一平面相较于另一平面更为接近该至少一抛光表面。

4、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置及该第二物件传输装置是装设于位在该至少一抛光表面上的一上层外壳表面。

5、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置及该第二物件传输装置是装设于位在该至少一抛光表面上的一下层外壳表面。

6、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置是装设于位在该至少一抛光表面上的一上层外壳表面，及其中该第二物件传输装置是装设于位在该至少一抛光表面上的一下层外壳表面。

7、根据权利要求6所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置及该第二物件传输装置的设置使得该第一物件传输装置的该第一轴与该第二物件传输装置的该第二轴相合。

8、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中该第一物件传输装置是用以在一垂直方向上移动该第一负载/卸载杯状物，及其中该第二物件传输装置是用以在该垂直方向上移动该第二负载/卸载杯状物。

9、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中更包括一物件运送装置，用以运送至少部分该等物件至该第一负载/卸载杯状物及该第二负载/卸载杯状物、以及从该第一负载/卸载杯状物及该第二负载/卸载杯状物运送出至少部分该等物件。

10、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中更包括：

一第三物件载具，设于该至少一抛光表面上；

一第三物件传输装置，包括一第三负载/卸载杯状物，用以使得该第三负载/卸载杯状物独立地绕着一第三轴转动而至该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个，以传送位于该第三负载/卸载杯状物与该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第三轴是位于该第二物件载具及该第三物件载具之间；以及

一第四物件传输装置，包括一第四负载/卸载杯状物，用以使得该第四负载/卸载杯状物独立地绕着一第四轴转动至该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个，以传送于该第四负载/卸载杯状物与该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第四轴是位于该第二物件载具及该第三物件载具之间。

11、根据权利要求1所述的物件抛光装置，其特征在于其中更包括：

一第三物件载具，设于该至少一抛光表面上；

一第四物件载具，设于该至少一抛光表面上；

一第三物件传输装置，包括一第三负载/卸载杯状物，用以使得该第三负载/卸载杯状物独立地绕着一第三轴转动至该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个，以传送于该第三负载/卸载杯状物与该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第三轴是位于该第三物件载具及该第四物件载具之间；以及

一第四物件传输装置，包括一第四负载/卸载杯状物，用以使得该第四负载/卸载杯状物独立地绕着一第四轴转动而至该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个，以传送于该第四负载/卸载杯状物与该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第四轴是位于该第三物件载具及该第四物件载具之间。

12、一种物件抛光方法，其特征在于其包括以下步骤：

使一第一负载/卸载杯状物独立地绕着一第一轴转动至第一物件载具及第二物件载具中的至少一个，以传送于该第一负载/卸载杯状物与该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个的至少部分物件，且该第一轴是位于该第一物件载具及该第二物件载具之间；

使一第二负载/卸载杯状物独立地绕着一第二轴转动而至该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个，以传送于该第二负载/卸载杯状物与该第一物件载具及该第二物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第二轴是位于该第一物件载具及该第二物件载具之间；

使用该第一物件载具抛光在至少一表面上的至少部分该等物件；以及

使用该第二物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件。

13、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中使用该第一物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件的步骤包括使用该第一物件载具抛光在一第一抛光表面上至少部分该等物件，及其中使用该第二物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件的步骤是包括使用该第二物件载具抛光在一第二抛光表面上的至少部分该等物件。

14、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中使该第一负载/卸载杯状物独立地绕着该第一轴转动包括使该第一负载/卸载杯状物独立地绕着在一第一平面上的该第一轴转动，及其中使该第二负载/卸载杯状物独立地绕着该第二轴转动包括使该第二负载/卸载杯状物独立地绕着在一第二平面上的该第二轴转动，该第一平面及该第二平面是平行于该至少一抛光表面，该第一平面及该第二平面中的一平面相较于另一平面更为接近该至少一抛光表面。

15、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中更包括：使用一物件运送装置运送至少部分该等物件至该第一负载/卸载杯状物及该第二负载/卸载杯状物、以及从该第一负载/卸载杯状物及该第二负载/卸载杯状物运送出至少部分该等物件。

16、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中使该第一负载/卸载杯状物独立地转动，包括使用该第一负载/卸载杯状物传送至少部分该等物件至该第一物件载具，及其中使该第二负载/卸载杯状物独立地转动包括使用该第二负载/卸载杯状物传送至少部分该等物件至该第二物件载具。

17、根据权利要求16所述的物件抛光方法，其特征在于其中更包括使用该第二负载/卸载杯状物由该第一物件载具传送至少部分该等物件至该第二物件载具。

18、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中更包括：

使一第三负载/卸载杯状物独立地绕着一第三轴转动而至该第二物件载具及一第三物件载具中的至少一个，以传送位于该第三负载/卸载杯状物与该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第三轴是位于该第二物件载具及该第三物件载具之间；

使一第四负载/卸载杯状物独立地绕着一第四轴转动而至该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个，以传送位于该第四负载/卸载杯状物与该第二物件载具及该第三物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第四轴是位于该第二物件载具及该第三物件载具之间；以及

使用该第三物件载具抛光在至少一抛光表面上的至少部分该等物件。

19、根据权利要求18所述的物件抛光方法，其特征在于其中使用该第一物件载具抛光在至该少一抛光表面上的至少部分该等物件包括使用该第一物件载具抛光在一第一抛光表面上至少部分该等物件，及其中使用该第二物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件是包括使用该第二物件载具抛光在一第二抛光表面上的至少部分该等物件，以及其中使用该第三物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件包括使用该第三物件载具抛光在一第三抛光表面上的至少部分该等物件。

20、根据权利要求12所述的物件抛光方法，其特征在于其中更包括：

使一第三负载/卸载杯状物独立地绕着一第三轴转动至第三及第四物件载具中的至少一个，以传送位于该第三负载/卸载杯状物与该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第三轴是位于该第三物件载具及该第四物件载具之间；

使一第四负载/卸载杯状物独立地绕着一第四轴转动而至该第三物件载具及该第四物件载具中的至少一个，以传送位于该第四负载/卸载杯状物与该第三四物件载及该第四物件载具中的至少一个之间的至少部分该等物件，且该第四轴是位于该第三物件载具及该第四物件载具之间；

使用该第三物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件；以及

使用该第四物件载具抛光在该至少一抛光表面上的至少部分该等物件。

Images