TW320591B - - Google Patents

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3^0591 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 A7 B7五、發明説明（1 ) 太發眼：> 背醫 1. 本發明之領域 本發明係有闢一棰抛光裝置及一種抛光方法，更詳細 而言*一種用於使半導體設置中的絕緣膜、導電膜平坦化 之抛光装置及抛光方法。 2, 習知技術之說明 半導體設置如半導體記憶設置之積髏密度近來年一直 逐漸增加，而且在其内部電路互相連接的多層結構亦曰益 進展。在該連接區域上形成的間層絕緣膜可藉由化學動力 抛光（M下稱爲“CMP”）方式平坦化而產生這種在連接區 域的多層結構。然而CMP技術會造成太多的終點偵拥及拋 光自動化，亦即費時及髙成太。 因為拋光速率會由於如硏磨布的磨損等諸多原因而不 能保持固定，因此即使控制抛光時間亦很難嚴格決定抛光 的終點。由於逭锢原因，直到現在一直都在重覆逭棰工作 步驟，先是在較短的時間内拋光，然後中止以檢査該物釀 的抛光狀態，直到得到可用的平坦表面。因為這些步驟很 花時間及努力，因此並不實用。 就CMP的終點偵澜的方法而言，現有一種達到逭一時 間的方法是先偵測用於使一表面平板（K下稱為“頭部”） 轉動的馬達的力矩變化，然後依據該偵測到的變化監測該 物體拋光表面的摩擦抗力。但這這棰方法的茧敏度很低， 原因是其並不能偵測离頻率的部份，因此只能偵測該物體 與該頭部的抛光表面之間位置及時間平均的滑動摩擦。而 (請先閱讀背面之注#^項心裱寫本I) 訂 線 r 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ K - 320591 A7 B7 經濟部中央橾準局肩工消費合作社印裝 發明说明（2 ) 且由於逭棰頭部的結構使得造棰方法並適用於某些情形。 例如，在空氣背援式条統中，該頭部舆其封套係使用彈性 材料互相結合，因此很難將由抛光表面引起的摩擦影«傳 送到轉動軸，因此偵測靈敏度會極端降低。因此逭棰空氣 背援式条統並不適於實用。 現在的另一種方法是«由使用光學厚度儀測量該抛光 物髏而偵測到拋光終點。但是逭棰方法並不能即時偵測終 點。而且在具有氮化矽膜及Si 0«膜的情形下須同時抛光時 *則光學厚度儀並不能精確測抛光膜的厚度。 因此，在專利申請案公告（KOKAIs)第6-320416號及第 6-45299號中即有提出依據馬達轉動力矩的變化及表面平 板的振動以偵測拋光的終點。但是，在逭些公告（KOKAIs〉 中，當抛光的表面只作簡單的平坦化時，則並不能偵測其 終點，伹是當抛光表面對不同的材料進行抛光時，因此在 抛光表面會產生摩擦抗力的改變以及振動改變，則可以偵 測其終點。 在專利申請案公告（KOKAIs)第6-320416號中敘述有一 種方法，係利用失真感測器測量由於抛光表面與硏磨布之 間的摩擦所產生的表面平板失真。 但是，因爲在採用失真感測器的抛光裝置中由拋光所 引起的振動非常榭弱，所Μ由該失真感測器所抓到的機械 拫動（轚音如在該拋光裝置中的馬逹振動，係爲基線的 雜訊。因此逋棰抛光裝置並不能得到足夠的靈敏度。結果 是，這棰裝置很難精確偵測到抛光表面的所有區域的拋光 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS〉人4規格（210X297公釐〉 、二、 ( (請先閲注意事項寫本頁 •裝· 訂 線 r —f\ — 經濟部中央搮準局肩工消費合作社印製 «059j A7 ___B7_ 五、發明説明（3 ) 條件或是偵測到抛光終點，因此在完成該初级的抛光之後 還需要進一步抛光。 如果是利用失真感測器測量抛光表面與硏磨布之間的 摩擦所引起的頭部失真時，這棰失真情形並不是如該失真 感測器所抓取的情形那樣明顯。再者，在真實的情況中， 即使是在抛光裝置本身的振動藉由濾器予以減低之情形， 失真感測器並不能偵測到晶圖主面凹凸性的改變，原因是 失真感測器對高頻振動不具靈敏性。 在傳統的抛光裝置中，因為並沒有建立有ra硏磨布的 設定及時間更換之客觀指數，所μ這些工作執行起來常常 很浪賨。 再者，如果在拋光遇程中抛光表面已經被灰塵（外來 的物質）刮損時，造棰刮損必須等到拋光完之後拿出抛光 物饑利用顯撤鏡戡察或檢査該抛光表面*才偵拥到。就CMP 而言，並沒有對策以對付灰塵在表面抛光過程中產生或跑 入。該抛光表面僅能利用顯撤鏡觀察其上所形成的刮損之 間接方式予Μ評價。 同時在習知技術酋中*係在完成拋光之後才評價拋光 的條件。因此*即使在批量（通常是25個晶圖）抛光的初始 階段時灰鏖已進入拋光表面而開始刮損該抛光物證的抛光 表面，此時並不能夠發現灰麈混合物，必須等到完成該批 置的抛光過程。由於逭傾原因，被抛光的物體在灰鏖進入 而對抛光表面產生刮損作用之後，括損即成事實，如此抛 光的物體如半導體晶國即被丢索。再者*由於刮損的表面 (請先閲请背舟‘之注^^項寫本頁) -装. 訂 線 本紙張尺度適用中圃國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 7 經濟部中央橾準局男工消費合作社印裂 A7 . B7__五、發明説明（4 ) 產生的灰塵會使已破損的抛光表面部份因灰塵增加而更大 〇 再者，灰塵在抛光表面的位置並不能確認，雖然灰鏖 確實存在於拋光表面，因此在有些情形必須換掉完整的硏 磨布K除去灰麝。在這種情形，將會花很多時間及勞力來 更換硏磨布。 再者，在前逑的專利申請案公告UOKAIs)中亦已敘述 有将表面平板振動的偵測訊號從該表面平板傳送到放大器 。在該情形中其意圈在於利用無線電条統傅送訊號*該無 線霣訊號會被用於轉動該表面平板的馬達軸暫時中止。 同時，抛光Λ係依圔案的高度而定*另外亦廣泛地隨 著如施加的壓力、轉數、硏磨液的滾速、及硏磨布的表面 條件之抛光條件而改變。因此，如果抛光董係依據一段時 間來控制*則每一次批量均可能進行一次拋光測試以確定 其抛光速率。然而這棰抛光測試補要大量的時間及勞力。 再者，在這種情形中，當很多棰其中包括不同圖案的批量 要抛光時，則在全部抛光時間中會增加拋光測試所襦的時 間，因此使產率降低。 太珐明：> 概蓉 本發明的一個目檷是提供一種抛光裝置及一種抛光方 • · . . ..... — - , -· 连，係能夠藉由具高δ歎性的方式偵踱抛光時的振f而即. 時且精確地偵測到抛光時的變化Μ縮短抛光時間，幫助確 認灰塵的存在，適酋地«由無線電糸統傳送表面平板的振 動，以及改善用Μ檢査拋光條件的拋光適當振動之偵測能 (請先閲水^-面^注意事項一!^ "寫本頁) 裝. .1Τ r r 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -8 - W: r;^'五、發明説明（5 ) Α7 Β7 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 力0 依據本發明的一個面向，因為係藉由一訊號分析設置 停止抛光，該訊號分析設置係分析由該振動偵測器經由頻 率分析所偵測到的振動強度、由其他非拋光的因素所引起 的振動成扮（亦即該抛光装置的固有振動成份）之振動強被 對時間作積分、以及當結果對時間的積分值之變化低於一 第一參考值時或當該結果的積分值低於一第二參考值時， 則傳送一拋光停止訊號以停止抛光運作，所Μ可Μ很容易 偵測到抛光終點。 在該訊號分析設置中，因為當從開始抛光到停止抛光 的時間係少於一預定的時間時或當該結果對時間的積分值 降低超過一設定值時，則會_出一指示該硏磨布磨損的訊 號，所Μ很容易決定該硏磨布的磨損或抛光終點，而且可 Μ得到最佳的抛光運作。 因爲現已由實驗證實如果某一特別拫動頻率的振動強 度之減低因數係大於其他振動頻率的拫動強度之減低因數 時，則抛光情形進行並不均勻，所以藉由偵測逭棰表滅的 拫動強度來你改抛光條件而得到均勻的抛光表現，因此得 到最佳的抛光結果。 在一具有其中結構係一用以支持的第一表面平板舆一 轉動力傳送機制係藉由彈性物質連接的抛光裝置中，因爲 拫動偵拥器係接觸於該第一表面平板，所Μ該轉動力傳送 機制的適當振動可Μ被該彈性物質吸收，因此可Μ改善在 偵測該抛光物體的振動時之S/N比。如此，可以很快且精

訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 物59】 Α7 Β7 經濟部中央梂準局身工消费合作社印裝 五、發明説明（6 ) 確地抓到抛光終點。 因爲用Μ在抛光時引發振動的機制是由硏磨布構成， 所以在拋光時所產生的振動強度會增強，而且由該振動偵 測器所偵測到的振動頻寬會變寬。因此，有助於抛光條件 的細撤控制以及拋光時的終點偵測。 在逭一情形中，如果在該硏磨布及該表面平板中形成 空穴，則在抛光時所引發的拫動會增大，因此可以很容易 抓到搌動強度的變化。 藉由M RMS值計算在抛光時由該振動偵測器偵測到的 拫動衮減量，而且在每一時間間隔測量該RMS值的變化， 當一設定的時間間隔的變化或變化置之稹分值變成零或更 大時，則該時間點可Μ視為抛光偵測的終點。 在逭一情形中，如果該第一表面平板係在硏磨布上作 移動蓮作而且加上轉動運作，則AC成份會太大而不能決定 抛光的終點。在造棰情形下，如果該偵測訊號係箱由該RMS 值除Μ—包括有該第一表面平板的位置資訊的函數予Μ你 正，則可以很快且準確地偵澜到該抛光終點。 依據本發明的另一面向，如果該用Μ偵測拫動的振動 偵拥器之_出係藉由無線霣傅送到外界，則可Μ完成檯定 的傳送-接收，即使天線遭到轉動或搖動*原因是傅送的 天嫌舆接收的天線係以共_的方式安排。 爲了供應霣源至該振動偵測器及該與表面平板接觸的 傅送部份，因為在軸的周園係使用環形導體用Κ轉動該表 面平板，然後經由一與該琢形導體接味的刷狀物供臁《源 (請先_

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、1T Γ 線 本紙張尺度適用中國圏家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -1Π - 五、發明説明（7 ) A7 B7 經濟部中央樣準局貞工消費合作社印装 ，所以可κ避免例如更換m池的時間及勞力、由於電猓短 路所造成的運作停止、等等之狀況。市售的滑動環可以用 作該環形導體。 依據本發明之又另一面向，因為係使用自動式頻率控 制機制，當同時進行多健拋光而且係藉由無線電傅送及接 收抛光訊息時，即使傳送頻率會由於溫度改變而變動*但 一樣可以保持穩定的接收狀態。 依據本發明之又另一面向，在由接觸於表面平板的振 動偵潮器在抛光時偵测到不規則的振動強度之後，如果不 規則拫動強度的偵測時間係少於該表面平板的轉動遇期， 則指示存有灰麋的訊號將從一訊號分析部份_出。因此， 接序的拋光物《的抛光表面可μ事先防止被灰鏖括損。 如果不規則的振動強度係比該表面平板的轉動通期為 長，則表示該抛光物醱的表面係由於不是埴種刮損的原因 所擞壞。因此，拋光立即停止，而且可以很容易偵測到並 非由灰*的原因所造成該抛光裝置不規則的蓮作。 依據本發明之又另一面向，在一使用氣背式上表面平 板的結構中，係可免於受到該具有內氣密空穴的封套之振 動，而且在該上表面平板上設有一用Μ偵測周圍振動的振 動偵測器，然後依據由該振動偵測器得到的振動強度訊號 變化或振動頻譜訊铖幘出而決定拋光終點、等等。因此， 藉由偵測該氣背式上表面平板的轉動方向上振動強度變化 或振動頻譜》則可Μ幫助對抛光條件變化的決定。 如果來自該振動偵測器的訊號係籍由頻段通過的濾器 先 閲

IN 面：I 意 事 項 訂 η 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 3^〇59i A7 B7 五、發明説明（8 ) _出至該控制器，則可Μ除去在該拋光裝置中依據固有頻 率振動的振動成份Μ配合該抛光裝置及抛光條件，因此可 Μ只選擇由實際抛光所產生的振動。 如果由該振動偵測器所偵測到的振動訊號係藉由無線 電傳送至控制器，則該振動訊號的調幅範圍可以藉由對數 放大器予以擴展，然該搌動訊號被接收後係藉由反轉對數 放大器予Μ恢復，因此改菩了 S/N比。 如果由該拫動偵測器Ml出的訊號很小，則該《I出的訊 號可以藉由連接多個拫動偵測器予Μ放大。而且，因爲不 應被造些偵測器偵測到的非必要拫動成份係會增加，所以 由非必要振動成份產生的雜訊可Μ»由S擇這些偵拥器的 方向及安排予以降低，如此這棰非必要成份會互相抵消* 而必要的成份會增加，因此增高了 S/N比。 依據本發明之又另一面向，如果隨著抛光進展而改變 的抛光物嫌支持平板之振動會被偵測器偵測到，則由於在 該振動偵測器的周園安置防音的材料，所Μ可以抑制背景 雜訊如馬逹聲音進入該振劻偵測器中，因此提高了S/N比 0 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印| 如果随著抛光進展而改變的抛光物醱支持平板之拫動 會被偵測器偵測到，則由於被偵拥到的振動頻率會被轉換 成該偵測器的最大δ敏度頻率，所以提高了 S/N[：b。 如果随箸拋光進展而改變的抛光物髑支持平板之振動 會被偵測器偵拥到，則由於有一振動平板其固有振動振頻 率與所偵測到的振動頻率相同，係置於該抛光物鼸支持平 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 3^〇59i 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（9 ) 板與該振動偵測器之間*所以翰入該搌動偵测器中的偵測 振動可以藉由共拫而放大，因此提离了 S/Nl：b。 如果随箸抛光進展而改變的抛光物II支持平板之振動 會被偵測器偵測到，則由於有一同時與該振動偵簡器及該 拋光物體接«的振動傳送物質係作成經過該拋光物體支持 平板，所Μ可以提高從該抛光物體至該振動偵測器之振動 傅送效率，因此提高了 S/N比。 如果隨著拋光進展而改變的抛光物體支持平板之振動 會被偵_器偵測到，則由於用Κ驅動該抛光物《支持平板 的電源供應會在偵測時暫時停止，所Κ顯著抑制背景雜訊 ，因此提离了 S/Nl：b。 如果随著抛光進展而改變的抛光物饅支持平板之振動 會被偵測器偵測到，則由於被偵測到的拫動頻率係在該背 景雑訊的振動頻率處作徹分而且設成與該抛光物鼸支持平 板的固有拫動頻率相同，所Μ可以提高S/N比。 如果随著抛光進展而改變的抛光物匾支持平板之振動 會被偵測器偵澜到*則由於有一振動相與該背景雜訊相反 的振動板係置於該抛光物《支持平板與該振動偵測器之間 ，所Μ可Μ消除輸入該振動偵測器中的背景雑訊，因此提 高了 S/N比。 如果随著抛光進展而改變的抛光物體支持平板之振動 會被偵满器偵測到，則由於有多個振動偵測器係設於所S .擇的抛光物體支持平板上，所Μ可Μ減少由於振動偵拥器 的失靈而更換拫動偵測器所需的時間及努力。 (讀先閱^背面么注意事項和^寫本頁) -裝. -訂 f 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 一 13 一 4Γ" ψ' 4Γ" ψ' Α7 Β7 〇59χ 五、發明説明（10 ) 依據本發明之又另一面向，由於設有一用Μ在抛为時 偵拥I該拋光物體支持平板的位置之位移偵測器，而且在該 硏磨布與該拋光物體之間的摩擦力會隨箸抛光進展而改變 ，因而移動了該拋光物體支持平板的位置，因此可Μ依據 該位移的改變量來偵測抛光的終點、等等。在這一情形中 ，由於該抛光物體支持平板的位移改變量係不同於背景雜 訊的振動頻寬，所Κ可Μ偵測到優越的S/N比，而不受到 馬逹搌動的影鬱。 ， 在本發明中，由於有許多方法用Μ放大在抛光時的固 有振動、提高S/N比、等等，所以它變成很容易決定晶圓 抛光的終點，並不補要不同的材料用Μ偵拥抛光終點，及 類似情形。 圔式之籣要説明 第1_係示出依據本發明之一第一實施例的抛光裝置 結構之示意圖； 第2Α及2Β係出示依據本發明之該第一實施例的抛光裝 置中所施用的硏磨布溝槽之平面圈； 第3圔係示出依據本發明之該第一實施例的拋光裝置 中所使用的頭部之透視圓，部分截面； 第4Α圖係顯示依據本發明之該第一實施例的抛光裝置 Μ其拋光方式藉由一振動偵測設置所偵辦到的振動_頻率與 -据動強度的矚係之作_ ; 第4B圈係依據本發明之該第一實施例的流程圈； 第5A及5B圖係示出裂作半導醱設置之一部分步®的截 本紙張尺度逋用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ----,----裝-- S丨A , (請先閱讀背面、5-注意事項^^寫本頁)

1T 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印裝 ί 3^〇59ι ·* Α7 Β7 五、發明説明（11) 面圔； 第6A及6B圏係示出一第一實例之截面圖，其中一半導 醱設置的絕緒膜係《由依據本發明之該第一實施例的拋光 裝置之方式予以抛光； 第7A及7B_係示出一第二實例之截面圖，其中該半導 «設置的絕緒膜係藉由依據本發明之該第一實施例的抛光 f 装置之方式予Μ抛光； 第8Α至8C圈係示出一第一實例之截面圈，說明如何藉 由依據本發明之該第一實施例的抛光裝置之方式進行一半 導饈設置的絕緣謨之抛光遇程； 第9Α至9C圖係示出一第二實例之截面圖，說明如何藉 由依據本發明之該第一實施例的抛光装置之方進行一半導 體設置的絕緣膜之抛光遇程； 第10圈係示出在依據本發明之該第一實施例的抛光裝 置中的振動偵測設置所轅出的波形變化圔； 第11圈係示出依據本發明之一第二賁施例的抛光裝置 之頭部的倒面圖； 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 第12圖係示出依據本發明之一第三實施例的抛光裝置 之頭部的铕面匾； 第13圖係示出依攄本發明之一第四實施例的拋光裝置 之頭部的俩面圈； 第14圈係示出依據本發明之一第五賁施例的抛光裝置 之頭部的側面匾； 第15Α圏係示出依據本發明之一第六買施例的抛光裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 15 經濟部中央橾率局只工消费合作社印装 A7 B7 五、發明^明（12 ) 置之側面圖； 第15B圖傜示出在依據本發明之該第六實施例的拋光 裝置中一傳送天線與一接收天線之間的安排闊傜之透視圖 第16圖偽示出依據本發明之一第七實施例的抛光裝置 之電路组態的方塊圖； 第17圖#示出依據本發明之一第八實施例的抛光裝置 之側面圖； 第18画傜示出在依據本發明之該第八實施例的拋光裝 置中之上表面平板的底面圖； 笫19圖係示出在依據本發明之該第八實施例的抛光裝 置中之訊號条統的方塊圃； 第20圖僳說明多値施用於依據本發明之該第八實施例 的抛光裝置中之頻段通過濾器的通過頻率與訊號傳送率之 間鬨偽的實例圖； 一―第21圖偽示出藉由在依據本發明之該第八實施例的抛 光裝置中之振動偵測設置所偵測到的振動頻率與振動強度 之間闢係的頻譜說明圓； 第22 A圖偽示出在本發明之第九實施例的抛光裝置之 侧面圖； 第22 B圖偽示出在依據本發明之該第九實施例的抛光 裝置中之上表面平板的底面圖； 第23A及23B圖傜示出在依據本發明之該第九實施例的 拋光裝置中之上表面平板的垂直振動之一第一實例的側面 圖； 第24A及24B圖俗示出在依據本發明之該第九實施例的 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Mr —,:Ί, . 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（13 ) A7 B7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印装 抛光裝置中之上表面平板的垂直振動之一第二實例的側面 圔： 第25A及25B圖係示出施用於依據本發明之該第九實施 例的拋光裝置中之訊號糸統實例的個別方塊圖； 第26A及26B圖係分別示出依據本發明之一第十實施例 的抛光裝置之镅面圈及平面圖； 第27 A及27B圖係分別說明依據本發明之該第十實施例 的振動頻率與振動強度之間關係的作圖； 第28圖係示出在依據本發明之該第十實施例的抛光裝 置中由任何非灰鏖引起的及由灰塵引起的不規則訊號之頻 譜說明圈； 第29圖係示出一實例之部份截面画的供面圖，其中在依 據本發明之一第十一實施例的拋光裝置中之頭部中設有一 雜訊吸收材料； 第30圖係示出一實例之部份截面的侧面圖，其中在依 據本發明之第十一實施例的抛光裝置中有一振動器係接觸 於振動偵拥設置的底部； 第31醒係示出一實例之部份截面的側面画，其中在依 據本發明之該第十一資施例的抛光装置中該拫動器係接觭 於振動偵澜設置的底部； 第32匾係示出一實例之部份截面的側面圖，其中在依 據本發明之第十一實施例的抛光裝置中有一振動傅送針係 置於該振動偵測設置與該被偵測的物《之間； 第33鼸係示出一實例之部份截面的側面圖，其中在依 請 先 閱 r 之) 注 項

訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 17 五、發明説明（14 ) A7 B7 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 據本發明之該第十一實施例的拋光裝置中設有一用Μ除去 進入該振動偵測設置中的雜訊振動之電路； 第34圖係示出一實例之部份截面的側面圖，其中在依 據本發明之該第十一貢施例的抛光裝置中設有一用Μ改變 進入該振動偵测設置中的振動頻率之甯路； 第35圔係示出一實例之部份截面的镅面圖，其中在依 據本發明之該第十一實施例的拋光裝置中設有多傾振動偵 測設置及分別接解於其等底部的多個振動平板； ，第36匯係說明施用於依據本發明之該第十一實施例的 抛光裝置中之振動偵測設置的振動頻率與链敏度之間的特 性關係圖； 第37圖係示出在依據本發明之該第十一實施例的抛光 裝置中所偵測到的固有抛光振動頻率與振動強度之間的關 係作圖； 第38圖係說明在依據本發明之該第十一實施例的抛光 裝置中画有拋光振動對拋光時間的稹分頻譜值之變化量； 第39Α圖係示出依據本發明之一第十二實施例的抛光 裝置之钿面画； 第39Β圔係示出在第39Α圖中的下表面平板及硏磨布之 平面圈； 第40_係示出在依據本發明之該第十二實施例的拋光 裝置中之一訊號糸統的方塊圖； 第41圖係說明在依據本發明之該第十二實施例的抛光 請 先 閲-讀 背| 之， 注 項

頁 訂 Λ 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0乂297公釐） 18 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消资合作社印笨 五、發明説明（15) 裝置中霄腦訊號處理步驟的流程圖； 第42A圖係示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光裝置中在校正前平均取樣數據的振動強度曲線及在校正 後的振動強度曲線； 第42B矚係示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光裝置中在校正前及後的撤分振動強度曲線； 第43A圔係示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光裝置中當上表面平板在硏磨布的直徑方向匍離時在該上 表面平板的轉動中心與該硏磨布的轉動中心之間的距離r 變化之波形圔； 第43B麵係示出在第43A圖中的距離Γ所表示的校正因 子的波形圈； 第44A至44D圔係示出在依據本發明之該第十二實施例 的拋光裝置中所使用的硏磨布不同的平面圈； 第45A圈係示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光装置中該上表面平板的軌跡之一第二實例的平面颺； 第45B_係說明在第45A圔中的軌跡上在該上表面平板 的轉動中心與該硏磨布的轉動中心之間距離r變化的波形 圖 第46A圈係示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光裝置中該上表面平板的軌跡之一第三實例的平面圈； 第46B圔係說明在第46A_中的軌跡上在該上表面平板 的轉動中心與該硏磨布的轉動中心之間距離r變化的波形 圈 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS M4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -裝. 訂 r _線. 19 320 320

A7 B7 五、發明説明（16 ) 第47A圖傜示出在依據本發明之該第十二實施例的抛 光裝置中當上表面平板在研磨布上未偏移時振動強度對抛 光時間的曲線圖； - 第47B圖係示出在第47A圖中該振動強度曲線的徹分曲 線圖； 第48 A及48B圖傜分別示出依據本發明之一第十三實施 例的拋光裝置適當部份的截面圖及底面圃； .第49A至49C画偽示出依據本發明之該第十三實施例的 抛光裝置之頭部的底表面之抛光狀況的底面圖； 第50圖傜示出依據本發明之該第十三實施例的拋光裝 置之拋光進展的位移變化置； 第51圖係示出依據本發明之該第十三實施例的抛光裝 置之拋光進展與一參考訊號比較之位移變化置； 第52A及52B圖偽示出在依據本發明之該第十三實施例 的抛光裝置中之一頭部在振動偵測面積上所投影的個別部 份截面的倒面圖。 圓式元件搮號斟照弄 1 研磨布 11 噴嘴 2 下表面平板 12 諝置器 2a 空洞 13、 13A 輸送器 3 上表面平板 14 接收器 3a 空洞 15 訊號分析部份 4 第一溝槽 16 顯示部份 5 第二溝槽 17 驅動控制器 6 第二溝槽（空洞） -20 - 本紙法尺度適用中困國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁)

T 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作.杜印裝

Α7 Β7 五、發明説明（16_今 經 濟 部 中 央 橾 準 貝 工 消 费 合 作 社 印 製 7 彈性物質. 1 1 8 封套 1 9 軸 請 先1 10、 10A、10B 振動偵測設置 閲 | 讀 •Λ 1 背叫 面 | 之 21 軸驅動部份 31 合成器 注 意— 22 彈性物質 32 輸入接收器 事1 項 1 23 .擺動裝置 33 訊號分析部份 寫] 本个 I 1 24 帶 34 積體電路， 25 輸送天線 34a 、34d、34e第一放大器 s—^ I 1 26 接收天線 34b 濾器 Ί 27 訊號線 34c 第二放大器 1 T 27a 遮蔽線 34B FM輸送裝置 1 訂 28 環形導體 35 處理部份 1 1 29 電刷 36 追加器 1 1 30 佈線 38 扣減器 1 1 41 上表面平板 51 褢片 1 I 42 加速偵測設置 52 共振板 1 43 下表面平板 53 放大器 1 | 44 研磨布 54 穿孔 1 I 45 對位器 55 振動輸送針 1 "Ψ rt 46 對位器位置偵測器 56 振動板 50 防音/吸音材料 57 振動偵測設置 1 I 58 振動控制裝置 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐）

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五、發明説明（16-2) 61 位置偵測器 71 高頻通過濾器 61a 光發射設置 72 第一放大器 61b 光接收設置 73 整流器 62 偵測板 74 低頻過濾器 63 整流器 75 第二放大器 64 電容器 76 A/ D轉換器 65 .放大器 77 電腦 66 低頻通過濾器 77d 影像顔示部份 67 高頻通過濾器 80 偵監器’ 69 FM輸送器 70 記錄單元 81 第一位移偵監器 91 半圓凸物 82 第一位移偵監器 92 半圓凸物 83 第一位移偵監器 較侏奮掄例：>説明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 'H-今 訂 經濟部中央揉準局員工消费合作社印製 在下面本發明的較佳實施例將參考所附的圖式予以解 說。 (第一實施例） 第1圖偽示出依據本發明之一第一實施例的拋光装置 之組態的適當部份。 該抛光裝置包含有一環形碟式下表面平板2，傜由馬 逹Μ驅動，及一環形碟式上表面平板3，傜用以藉由一吸 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ2?7公釐） 五、發明説明（17 ) A7 B7 經濟部中央揉準局具工消費合作社印製 收墊（未示出〉支持一抛光物鳢W。由一或多痼空穴所構成 的共振部份2a、3a係分別在該下表面平板2及該上表面平 板3中形成。與抛光物醱W相對且與其接觸的硏磨布1係 黏箸於該下表面平板2上。 該硏磨布1依由例如細胞狀胺基甲酸乙酯所作成，並 具有兩層的結構。 如在第2A及2B画中所示，深度約2Bia的第一溝槽4係 於該硏磨布1的上層部份之多個區域上形成。多傾被該第 一溝槽4所圍嬈的方形區域係分別形成例如寬度20mm的方 形*而且其等可Μ作為共振部份5 »用Μ當與該抛光物» W接«時在作抛光時引發拫動。重叠在該共振部份5上的 第二溝槽（空穴〉係在該硏磨布1的下1中形成》Μ使其與 該共振部份5的振動產生共振。 該第一溝槽4的形成區域並不特別予以限制，其等可 Μ是在第2Α及2Β圈中所示的例子。在第2Α顯中，該第一溝 槽4値別有一方形平面形狀，而且多個該第一溝榷4係在 十字形方向上形成。在第2Β圈中，多傾該第一溝槽係Μ直 線方式在垂直及水平方向上形成。 如在第3圈中所示，該上表面平板3係利用内部空穴 的封套8藉由如橡皮、彈簧、等等之彈性物質7予Μ支持 ，而使其與該封套8作不同的蓮動。該封套8的上部份係 固定於軸9的下端，該軸9係藉由軸驅動部份21予以轉動 及作上下移動。該封套8、該上表面平板3及該揮性物質 7整髏稱為“頭部” ^在該頭部内部空間的内部壓力係保 請 先 閲★讀， 背 ft 之、~ 注- I 項

頁 訂 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 21 五、發明説明（I8 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 持使該上表面平板3推至該硏磨布1。 振動偵测設置（以下亦稱為“加速器設置”）10係接觸 於該上表面平板3的上面或側邊部份。該振動偵測設置1〇 的輸出端係連接於輿該封套8接嫌的轅送器13。列如，該 振動偵測設置10可Μ使用壓霣加速感測器。 該頭部所具有的結構是在該封套8、該上表面平板3 及該彈性物質7之間繞成一個空間，係保持在設定的壓力 ，稱為氣背式頭部。在該氣背式頭部中，如果該上表面平 板3向上位移*則會有向下的Ε力施加於該上表面平板 3上而使其回到原來的位置；如果該上表面平板3向下位 移，則會有一向上的壓力施加於該上表面平板3上而使其 回到原來的位置，然後保持住該向下或向上的壓力。該向 下或向上的壓力係來自外面經由在該軸9中的空穴予以供 應。 該幢送器13係將來自該搌動偵測設置10的振動頻率及 振動強度之振動訊息藉由無線霣訊號蠄送至接收器14。訊 號分析部份15係分析來自該接收器14的振動訊息，然後從 振動頻率與振動強度的結果頻譜滅去由多種非抛光的原因 (例如該抛光裝置的固有振動成份 > 所產生的固有振動成份 。顯示部份16係顯示該減去的結果。驅動控制器17係移動 、驅動及停止該軸9及調置器12,或控制經由噴嘴11供應 的抛光液黼供應量。 該硏磨布1的表面係藉由該調置器12予Μ設定。該調 置器12的垂直移動及轉動移動係由驅動控制器17予以控制 請 先 閱 讀 背 之 注 項 η 訂 本紙张尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 22 00 _ 五、發明説明（B ) A7 B7 用K轉動該下表面平板2的馬達Μ之轉動數目亦係藉 由該驅動控制器17予Μ控制。 為了說明的目的，在上述的拋光裝置中係Μ由矽、緒 、及複合半導«、等等所作成的晶圓當作拋光物蠖W*其 上有導電膜、絕綠膜、金屬膜。 在該硏磨布1中的第一及第二溝樓之位置可Μ形成多 镝撖孔。 在下面將以該半導體晶圈當作例子來解釋該抛光裝置 的拋光運作。 首先該半導體晶_界係黏著於該上表面平板3的下表 面上當拋光物«W，然後依據由該驅動控制器17供應的訊 號使該下表面平板2轉動。該賴9係依據由該驅動控制器 17供應的訊號轉動及放下Κ推動該半導醱晶蹰W至該硏磨 布1。抛光液體係於抛光時經由該哦嘴11供應至該硏磨布 (請先閲讀背面之注 裝-- :寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 在開始抛光之後，由在該半導體晶圔W與該硏磨布1 之間的磨擦所引起該半導醱晶圖W的振動會引起該硏磨布 1的搌動部份5產生振動。該振動部份5的拫動係藉由在 第二溝槽6中的共振及分別在該下表面平板2及該上表面 平板3中的共振部份2a、3a中的共拫予以放大，然後_送 至該拫動偵測設置10。 當振動被_進該拫動偵測設置10時，在該因摩擦所引 起的振動成份中係加上由用以驅動該軸9的軸驅動部份21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 23 320591 A7 B7 五、發明説明（2〇 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印繁 傳來的振動部份。該軸驅動部份21的固有振動係作為該用 Μ偵測摩擦搌動的振動偵測設置10的雜訊。然而，因為該 振動偵測設置10係接觭於該上表面平板3，所Μ由該軸驅 動部份21傳送到該軸9及該封套8的固有振動會由於該彈 性物質7的振動吸收而減弱。結果，因為由該軸驅動部份 21傅送至該上表面平板3的固有振動會減弱，所Μ可以減 低輪進該振動偵測設置10中的雜訊。 由該振動偵拥設置10偵測到的振動訊息如振動頻率及 振動強度係藉由_送器13、接收器14、及訊號分析部份15 傅送到顯示部份16，然後在該.顯示部份16上顯示。例如， 在第4圖中所示的振動強度頻譜係顯示於該顯示部份16上 。該強度頻譜可以藉由訊號分析部份15減去由非抛光因索 所產生的固有振動成份而衍生得到。 在抛光的初始狀態中在全部已抛光的表面上仍然留有 凹凸不平的狀態下，逭可以看到從低頻率到高頻率的整掴 振動寬頻中會出現增強的振動強度。當一部分的抛光表面 隨著抛光的進展而作局部平坦化時，不但會使所有振動頻 率範園的振動強度減低，而且例如在約500Hz的低拫動頻 率的振動強度之衮減亦變得顯著。在該低頻率範圍衮減的 特殊現象表示該抛光表面的部分已被抛光成平坦。相反的 ，如果全部拋光表面已被拋光成很均勻，則在約1000Hz的 高頻率範園的振動強度會減低。如果係使抛光表面的一部 分平坦化，則該上表面平板3及該下表面平板2的轉動數 目Μ及供應給該上表面平板3的壓力係由該驅動控制器17 丨丨.*1丨-^---•「裝丨丨 (請先閲背面h注意Ϋ項-^¾寫本頁) f 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 24 五、發明説明（21 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 予Μ控制，因此可以減低抛光時的變化。 當全部的抛光表面已被均勻平坦化時，則不會產生振 動，因此，如第4Α圖中所示，振動強度在所有振動頻寬中 幾乎為零。 如前述，因為振動頻寬增寬而且由硏磨布1中的撖發 部份5所引起的振動而使拫動強度增強，所Μ不但可Μ增 高δ敏度，而且藉由該硏磨布1的第二溝槽6之共拫作用 Μ及在下表面平板2及上表面平板3中的共拫部份2a、3a 之共振作用使該振動放大。 因此*可Μ很容易偵拥到抛光表面上的撤小凹凸並且 予Μ放大。抛光狀筋係小於O.OWm的抛光表面上的撖小凹 凸可Μ依據振動的變化而偵測到《而且在該抛光表面上抛 光時改變的情況可Μ取得良好的精確度。藉由改變拋光時 的壓力或改變上表面平板3或下表面平板2的轉動數目而 使變化減低，則抛光時變化可Μ»由自動修正方式予以校 正。因此，可Μ偵測到很髙精確度的拋光條件，亦即很容 易決定拋光终點，而且可Κ省略補充的抛光。因此，可Κ 增高產率。 如果利用訊號分析部份15作振動強度的頻譜對振動頻 率稹分時，則該積分值會随抛光的進展而逐渐減低。因此 ，當該稹分值的變化相對於時間變為零時*即決定完成抛 光。在此時，該訊號分析部份15會輪送一抛光結束訊號至 驅動控制器17。該驅動控制器17會藉由停止軸9的轉動或 抬起該軸9而使半導髏晶圖W與硏磨布1分離，並且結束 請 先 閲 * 面 之. - 項

頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -- 25 五、發明説明（22 A7 B7 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印装 抛光蓮作。 在道一情形中，可以採用一設定的頻寬内的振動強度 之平均值當作該稹分值。 酋抛光運作已結束時而該稹分值並不完全變為零之倩 形下，則可Μ依據箪該積分值到達一設定的參考值或該對 時間的稹分值變化小於一設定的參考值時而決定結束拋光 運作，如第4Β圖中所示。 另一方面，如果硏磨布1在结束拋光之前已被磨損時 «則在抛光物髏W與瀲發部份5之間的摩擦力會滅低至使 振動消失，因而使振動強度急速衮滅，因此產生實質上與 結速拋光相同的特性。逭棰拫動強度急速衮減的情形係藉 由振動偵拥器10、輪送器13、及接收器14輪送至訊號分析 部份15，然後藉由該訊號分析部份15決定視為降级。在造 一情形下，該訊號分析部份15會使驅動控制器17停止抛光 *然後驅動調置器12Μ調置該硏磨布1。在完成該硏磨布 1的調置之後會開始對該抛光物鱅W作抛光。 當硏磨布1的表面變為平滑時，則振動強度會在幾儕 dB的级數中出現〇至數百Hz的拫動頻率範圍。因此可Μ瞭 解的是該硏磨布1的硏磨情形可Μ依據當逭種振動頻率範 園的振動強度出現時的訊息Μ及振動強度的變化予以偵測 0 當抛光從開始到終點的時間係少於設定的時間時或當 該對時間的積分值變化係減低超過設定值時，則均可採用 當作該硏磨布1降级的檷準。 .裝-- (請先閲背面之，注意事項^¾寫本頁) 訂 Γ 線 本紙張尺度適用中國®家橾隼（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐> -26 - 五、發明説明（23 A7 B7 經濟部中央梂準局負工消費合作社印— 接下來將說明如何藉由上述的抛光裝置對一覆蓋該半 導髓設置的連線區域的絕緣膜作抛光。 如在第5A困中所示，係先在半導鱧基材t上形成第一 絕绪膜Wa，然後在該第一絕逢膜W«上形成金颶膜，又在第 5B匾中所示，藉由使該金羼膜圖案化而形成連線區域的圔 案W3。之後，如在第6A_中所示，使第二絕续誤W*形成K 保謂該連線逛域園案W3。在該連線區域圈案W3與該第一絕 緣膜W·之間形成的高度差異會在該第二絕緣膜W*的表面上 顯現凹凸不平。該第二絕緣膜W*的表面係被抛光至由上述 抛光裝置偵測到終點。結果，如在第6B圓中所示，該抛光 表面會變爲平坦。 如果該第二絕縑膜W*係由例如使用TE0S的Si 0*膜作成 ，則拋光率會很高。因此，如在第7A圈中所示*在有些情 形中會在該第二絕緣膜W*上藉由CVD方法形成保化矽膜We 。該氮化矽膜We的表面並不平坦。該第二絕续膜W4及該氣 化矽膜We的表面係被抛光至由本發明的抛光裝置偵拥到终 點。結果，如在第7B圓中所示，該抛光表面會變成平坦。 因爲氱化矽比Si〇β硬很多，所Μ當使用該免化矽膜We時所 逹到的拋光量會比當沒有使用該氮化矽膜We時所達到的拋 光覺爲少。 如果只有該第二絕緣膜W4須要拋光，則該拋光的表面 變化情形係如在第8A至8C_中所示。在逭一情形中*輸進 振動偵澜設置10中的振動波形，如在第10圖中所示，會隨 著抛光進展而減低。 (請先閲讀背面之注意事項\^寫本頁) r -裝i λ Λ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 27

經濟部中央梂準局員工消費合作社印$L 3^〇59i A7 B7 五、發明説明（24 ) 另一方面*該第二絕鋒膜W«及該氮化矽膜We均被抛光 ，如在第9A及9B圔中所示，該覆蓋著初始狀態之全部表面 的氮化矽膜We會隨著拋光進展而部分磨失，因而曝露出該 第二絕緣膜W«。如果使該第二絕续膜VU及該《化矽膜、進 一步抛光*則會在該抛光表面已平坦化之時偵測到抛光的 終點，並在此時停止該抛光表面的拋光動作。只有該第一 絕鎵睽W«在抛光表面上曝露出來*如在第9C圈中所示，或 有部分的氮化矽膜We留在該拋光表面。 在逭些抛光動作中，如在第10圏中所示*拫動波形係 被_進振動偵测設置10中。 因此，如在專利申請案公告（Κ0ΚΑΙ)第6-320416號所 述*上述的抛光裝置並不會偵測依據膜性質的變化而使捩 幅增高的情況 > 而是偵測依據隨抛光表面平坦度的增离而 依比例使振動強度減低的情況。因此，該抛光裝置的結構 係作成振動減低至一設定的棟準之階段時決定議拋光終酤 ，然後停止抛光蓮作。 可Μ使用多値上述的振動偵測設置10接觸於上表面平 板3。例如》可Μ藉由分別偵測在垂直及钿续圓周的方向 上的變化而偵測到更細橄的拋光狀況。在這一情形中，可 Μ依據由多傾振動偵測設置10所衍生的平均值Μ偵拥該振 動強度的頻譜積分值。該振動偵測設置10的振動訊號可Μ 不是在垂直方向上的振動*而是在側邊或圖周方向上的拫 動。該圔周方向上的振動會在第八及第九實施例中作詳細 的說明。振動偵拥設置10可Μ接觸於下表面平板2，替代 —叫—,—-1丨丨 (請先閲i背面，<-.注意事項一1-¾寫本頁) 訂 f 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 28 五、發明説明（25 A7 B7 經濟部中央揉準局負工消費合作社印装 上表面平板3。相同的情形，這在下面的實施例中亦爲可 行0 (第二實施例） 第11圈係示出依據本發明之一第二實施例的抛光裝置 之頭部的側面圈。 在該第二實施例中，如在第11圖中所示，由Em材料 如陶瓷或晶餿所作成的振動偵測設置（加速設置）10係置於 上表面平板3的中間層中。因此不但可以偵拥到相對於抛 光物體W的抛光表面之垂直振動，而且可Μ偵拥(到在杻轉 方向上沿著抛光表面所引起的摩擦力，亦即“滑動摩擦” 。因為該滑動摩擦力在一部分的拋光表面被局部平坦化時 會思速的減低，所Μ如果必須均勻抛光全部抛光表面，則 可Κ藉由調整抛光條件（例如抛光壓力、抛光速率、等等> Μ不致急速減低該滑動摩擦力而除去抛光時的變化。 舆第一資施例相似，在該第二實施例中，拫動偵拥設 置18係連接於_送器13。該拫動偵拥器18可Μ施用於其中 撖發部份5不是在硏磨布1中形成的抛光装置中。 (第三實施例> 第12圈係示出依據本發明之一第三實施例的抛光裝置 之頭部側面圈。 在該第三實施例中*如在第12圖中所示，膜狀壓力感 測器19如應變儀表係置於抛光物體W與上表面平板3之間 。因此，在垂直於抛光表面的方向上所施加的壓力變化可 以藉由霣阻變化的形式予Μ偵測，所以可Μ偵測到該垂直 丨丨.Ί丨-^---裝丨丨(請先閲^背面6注意事項^%'寫，本1) 、1Τ f 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4規格（21 OX 297公釐） 29 fr 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（26 ) 方向上的振動頻率及振動強度。造棰用Μ偵測懕力分佈的 想拥器可以笛作該壓力感拥器19。 在該第三賁施例中振動偵拥設置18係連接於_送器13 ，與第一實施例相似，可Μ施用於其中撖發部份不是在硏 _布中形成的抛光裝置中。 (第四實施例） 在上面的實施例中，抛光物《係接«於上表面平板， 同時硏磨布係黏替於下表面平板。相反的*如在第13圈中 所示，抛光物釀W可以接觸於下表面平板2，同時硏磨布 可以黏著於上表面平板3。 在該第四實施例中，激發部份5亦在硏磨布1中形成 ，而振動偵測設置10及幘送器13亦接觸於上表面平板3。 在該第四實施例中，第二溝槽6可以在硏磨布1中形 成，而共振部份2a、3a可以是空穴的形式在上表面平板3 及下表面平板2中形成，與第一實施例相似。 (第五實施例） 在上面的實施例中設有藉由軸使上表面平板轉動的機 制。但是，如在第14圓中所示，拫動偵测設置10及_送器 13可Μ接«於上表面平板20,縱使係使用包括有不具轉動 機制的上表面平板20之所謂的靜重類型的拋光裝置。在逭 棰情形中，激發部份5可Κ在下表面平板2上的硏磨布1 中形成*而共拫部份可Μ是空穴的形式在上表面平板3及 下表面平板2中形成。 醮予注意的是在第14圖中相似竹參考符號係相同於或 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---；---;----^-- (請先閱讀背面.-C.注意事項一C填寫本頁) r 線 -30 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 A7 B7 五、發明説明（27 ) 對應於在第1圖中的部分。 (第六實施例〉 雖然在上面的抛光裝置中可以使用電池當作繪送器的 霣源，但是如果在該抛光裝置驅動期間該電池的霣源供應 能力逐漸減低時，則使拋光動作受阻。在該第六實施例中 ，所揭示的抛光裝置係包括有不是使用«池以供應電源给 轅送器之結構及藉由無線電使該輪送器與接收器連接之结 構。第15A圄係示出依據本發明之一第六實施例的抛光裝 置儸面圈。在第15圏中相似的參考符號係相同於或對應於 在第1圖中的部分。依據第15A圔，包括有馬逹的軸驅動 部份21係設於軸9上。該軸驅動部份2丨係藉由揮性物質22 與振動裝置23結合。該播動裝置23係連接於帶24而且俤安 排成能在垂直及水平方向上沿著硏磨布la的上表面移動。 該振動偵測設置（例如加速感測器）10係固定於上表面 平板3上，位於遠離該上表面平板3的中心有該平板3半 徑1/4至3/4倍長的距離。至少有一連接於输送器13的_送 天線25的線圑係纏繞在與該Ml送器13接觸的封套8外圓周 上。再者，至系有一接收天線26的線圈係纏撓在該旋轉裝 置的外圓周上，而且如在第1園中所示，然後該接收天線 26係藉由一安排成沿著該彈性物質22及該帶24的訊號線27 與該接收器14連接。該接收天線26係利用接地的遮蔽線 27a予以圃繞。 舆該表面分離的環形導«28係在軸9周圍形成。一連 接於向外延伸的霣源供應佈線的導霣刷29係接腾於該環形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )以規格（210X297公釐） (诗先閲讀背面之注意事項+4'寫本頁) -裝 f 31 五、發明説明（28 ) A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 導醱28。佈線30係從該環形導體28沿著該軸9的内部或内 部表面延伸，而且'連接於該_送器13的锺源供應端。該佈 線30係使用絕緒物質予Μ包覆。 如果該用以固定上表面平板3在封套8上的揮性物質 7係由絕緣物質作成，則該由導電材料或金颶作成的上表 面平板3必須與接地線連接Μ使在該上表面平板3與輪送 器13之間的電位保持在地面霣位。如此，只有一傾佈線将 足Κ成為在地面電位的軸9之縱長方向上延伸的佈線30。 依據上面的拋光裝置，縱使當上表面平板3係藉由軸 9轉動時，由蠄送器25輪出的訊號係藉由無線霣經由在該 上表面平板3的周圍形成的幾乎環形的_送天線25予 送。因為該無線電訊號，如在第1圈中所示*係經由在軸 驅動部份21周圍形成的幾乎環形的接收天線26予以輪送進 入接收器14,所Μ該無線電訊號不會受到軸9的干播。在 這一情形中，如果擺動装置23振動時，則該鴒送天線25及 該接收天線26亦同時搌動，而該輪送天線25亦轉動。該接 收天線一點都不轉動。 如果該«I送天線25及該接收天線26其中之一係以實» 上環形的方式安排在》9的周圍，則均能進行輪送及接收 。但為了避免由於軸9的摒動而使輸送及接收的條件不穩 定，所Μ較佳的是該輸送天線25及該接收天線26兩者係分 別作成環形，而且是Μ共軸的方式形成。 因爲該鍮送器13的霣力消耗係S由沿著軸9安排的佈 線30供應，所以可Μ省去更換用Μ供應霣力給該_送器的 ---^---.----裝-- (請先閏讀背面t注意事項寫本頁)

、1T f 線· 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 32 經濟部中央揉準局爲工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（29 ) 霉池之勞力*而且可以避免由於電力不足而使抛光中止， 因此使產率增高。 可Μ使用與第一實施例相似其中有形成激發部份的硏 磨布la。再者，亦可採用在第一實施例中所示並非電源供 應条统及訊號_送条统之結構。 (第七實施例） 如果，如在第一及第六實施例中所示，有多傾抛光物 贐係藉由使用多個抛光装置以平行排列方式予Μ拋光，則 需要安排用以處理多値抛光裝置的糸統。因此，用以實施 該處理条統的本發明之一第t實施例係Κ第16圖予Μ說明 0 在第16圈中*用以轜送不同頻率的訊號匕至匕的輸送 器13係接«於多籲抛光裝置·，至^，每偁均具有上逑的結 構。上述的振動偵測設置10係分別連接於該等轜送器13。 該等轅送器13係作成只藉由經濾器過濾的傾別振動頻寬來 _送訊號。 由個別轅送器13轜出的訊號係經由鳊送天線25及接收 天線26藉由無線霣予以傳送。幘入在該_送天線25的上游 的接收天線26之不同頻率的訊號匕至匕係藉由合成器31輪 入接收器32。每次當訊號分析部份33要求抓取一固定曼的 接收資料時，該接收器32會以一時間間隔步8[依序調準由 該多傾輪送器13供應的訊號。至丨„。該接收器32係備有一 自動調準（自動頻率控制）機制。該自動調準機制會自動抓 住在一參考頻寬内調準訊號的頻率變化，因此可Μ避免不 (請先閲讀背面之注意事項IV"'寫本頁) .装. 訂 f 線 本紙張尺度適用中國阐家橾牟（CNS ) Α4規格（2丨0'〆297公釐） -33 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印褽 Α7 Β7 五、發明説明（30 ) 可能接收的非便利性，縱使個別訊號1^至“的頻率由於溫 度變化或類似情形而稍撖镰移。因此，偁別訊號匕至^结 是可Μ在最佳的接收條件下被接收，縱使該等_送器13的 W送頻率會由於租度改變或類似情形而改變。 該接收器32係将與調準的訊號柑同或幾乎接近的不同 頻率的訊Sth至fn_送到訊«分析部份33。因此，可Κ在 該訊號分析部份33中正常執行訊號處理。 該訊號分析部份33係控制驅勘控制器17，其係設在依 據Μ時間間隔步驟處理的訊號fl至f n之傾別抛光裝置至 »«中，Μ使表面平板驅動/懸浮、控制壓力、調整表面平 板的轉劻數目、或使調置器驅動/懸浮。 調準動作係依頬率大小级數之順序進行*而且重複許 多次。 使用上述的程序，可Κ有效處理多健拋光裝置而且得 到最佳狀況。 (第八實施例） 在該第八實施例中，將說明一抛光裝置，其係依據抛 光表面的圖周方向（轉動方向）上的振動來控制抛光動作。 第17圏係示出依據本發明之該第八實施例的抛光裝置钿面 圔。第18圆係示出在依據該第實施例八的拋光裝置中之上 表面平板的底面圔。在第17圖中相似時參考符號係相同於 或對應於第1及15圖中的部分，而在第17圖中未出示的部 分係與第1及15·中任何對應的部份具有相同的結構。 在該第八實施钒中，用Μ使氣背式封套8與上表面平 本紙張尺度遙用中國國家標準（CNS ) A4規格（210XW7公釐） I. I ^---------裝-- • · A (請先閲讀背面之注意事項命埃寫本頁)

-1T Γ 34 r A7 B7 五、發明説明（31 ) 經濟部中央搮準局爲工消費合作社印装 板3連接的撣性物質7之材料並未特別限制*但是如果係 使用其中夾有布片的多層結構之橡膠片或多偏堆叠的橡膠 片，則可以增高該撣性物質7的機械強度。 如在第18圖中所示，振動偵測設置10A係接觸於上表 面平板3 >而且被指向可K在該上表面平板3的國周方向 上偵測到撤細的振動。該振動偵測設置10A係作成可Μ藉 由改變其方向而選擇想要偵測的振動方向。在上述的第一 至第七實施例中的振動偵测設置10係被指向為偵澜垂直振 動。 該振動偵測設置10Α係藉由訊號線與在封套8上的鑰 送器13Α連接。該幢送器13Α的訊號_出端係連接於在封套 8的外躅周表面上形成的環形輪送天線25。該_送器13Α 的霣源供應端係連接於在第15圓中所示的環形導體28。用 以接收由該瓌形_送天線25_出的無線電訊號之檐制係作 成包括有在第15圖中所示的環形接收天線26。 在第17圈中•參考數宇34係指包括有第一放大器34a 、濾器34b、及第二放大器34c的積路，逭將在下面說 明。， 第19圓係示出在依據該第八實施例的拋光裝置中的_ 送糸統及接收糸統之霣路組態。 該拫動偵測設置10A係藉由一電線經由該第一放大器 34a、濾器34b、及第二放大器34c與該蠄送器13A連接。逭 種振動設置10A之®敏度相酋於50HV/G (約50kV/Gal)或更 离，而其雜訊水平相笛於IbG (約IGal)或更低。如果係使 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 35 3^〇59χ Α7 Β7 經濟部中央揉準局J工消費合作社印袈 五、發明説明（32 ) 加速感測器當作該振動偵測設置10A，則其共拫頻率係离 於20KHz，或該感拥器的拫動係與振動強度隨抛光進展而 改變的頻率共振。 該第一放大器34a具有放大因數爲500 ,該濾器34b是 10Hz至30KHz的頻段通過濾器，而該第二放大器34c具有放 大因數爲1/50。例如，係使用FM_送器當作該輪送器13A 〇 可以使用市埸上隨逸的放大器當作該第一放大器34a 及該第二放大器34c。該濾器34b可Μ藉由組合多鵪頻段通 過的《器如具不同中心頻率的圏型均衡器作成，使其能夠 立即對由於抛光條件的改變、拋光物體的更換、或該抛光 裝置的重組之振動棋式的改變作反應，或者該濾器34b可 Mil由使用可程式的頻段通過濾器作成，使其能夠依值別 的振動頻宽以修飾其_送度。一藉由圖型均衡器所«得的 濾器特性實例係示於第20圖。較佳是使用其衮減率高於34 dB/oct及其頻寬相當於中心頻率或更低或約ΙΚΗζ之頻段通 遇濾器。 同時，在該接收糸统中，該連接於接收天線26的接收 器14係包含有一具有訊號分析部份15的處理部份35、及驅 動控制器17,如在第1圖中所示。該處理部份35係包含有 PFT分析器、CPU板》或所諝的個人電腦。該處理部份35係 作成可Μ接收從約10Hz至約30KHz的振動頻率的頻譜。 雖然該用Μ測量固有拋光振動的組態在上面已有說明 ，其他由，例如，該用Μ使下表面平板2及上表面平板3 (請先閲讀背面之注$項护仏寫本頁) η •裝· f 線 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 36 五、發明説明（33 A7 B7 經.濟部中央標準局員工消費合作社印装 轉動的馬連所引起的振動實際上亦蠄進該振動偵測設置10A 。因此*較佳的是該抛光裝置係作成使由該抛光裝置本身 所引起的上表面平板3振動可Μ逹到50bG(約50Gal〉。作 為決定振動是否低於500iiG的方法，如果係使用平坦的晶 圖當作該抛光物饈W »則可Μ測量到使該上表面平板3受 影«的抛光振動。 接下來将藉由使用上述的抛光裝置來說明抛光的終點 偵測。 首先，該抛光物體W的拋光動作係藉由使下表面平板 2及上表面平板3轉動並使該黏箸於下表面平板2的下表 面之抛光物髏W推向硏磨布1而開始。如在第一實施例中 所說明的，該硏磨布1包括有晶格狀的溝榷4及振動部份 5 〇 現已有探討在該上表面平板3的躓周方向上0至25Hz 的振動頻率與振動強度之間如何随拋光時間而改變。結果 係示於第21圖中。可K看出振動強度係隨箸抛光的進展在 所有的振動頻寬中均減低。 然後*由該拫動偵測設置10A偵测到的拫動訊號係經 由輪送器13A及接收器14輸入處理部份35中。該處理部份 35係使該測置時的振動訊號與當作參考值的參考頻譜作比 較，並在一特別頻宽内的振動強度積分值對該參考頻譜的 積分值之比係減低至低於一設定的底限值之時或在一特別 頻寬内的搌動強度積分值之時間變化量減低至低於一設定 的底限值之時*則決定停止拋光動作。 (請先閲讀背面之注^^¥ 裝-- -"寫本頁)

,1T f 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS.) A4規格（210 X 297公釐） -37 _ 37 r A7 B7 五、發明説明（34 ) 無線電蠄送器13A的表現會受到振動訊號的偵測精確 度後大影«。該第一放大器34a、第二放大器34c及濾器34b 及蠄送的振動訊號之特性係藉由進行下面的步驟而決定。 首先，該上表面平板3的搌動強度係由霜線予K測置 。接著，該第一放大器34a的放大因數係藉由使放大該振 動強度訊號所得到的電壓不超過該濾器34b所可接受的_ 入電S而決定。再者，該第二放大器34c的放大因數係藉 由使放大該經過濾器34b的振動強度訊號所得到的霣壓不 超過該輪送器13A所可接受的蠄入II壓而決定。 接著，偽決定該濾器34b在拫動強度的頻率内之轅送 頻寬。首先，在實際進行拋光動作的同時，振動頻率係藉 由無線《予以輪送，然後後使在抛光動作進行中亦檢查不 會改變拫動強度的振動頻率。因此，不會輪送該振動頻率 的輪送頻寬《得決定。縱使在抛光動作進行中搌動強度不 會改變的振動成份是由該拋光裝置本身所引起的振動雜訊 (請先聞讀背面之注意事項ΐ 裝-- π寫本頁) 訂 f 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 該硏磨布1的降级及該抛光液體的密度改變可Μ藉由 事先測量到的頻譜之一剖面與真實頻譜之剖面比較而得知 。如果並不需要這些訊息而只偵測抛光終點，則該在一特 別頻率範圍内的振動強度訊號可以被轉換成一對應於在該 輸送器13Α的前階段中的平均平方根值之DC訊號，然後該 DC訊號可以從該翰送器13A輪送到該接收器14。 為了擴大在藉由無線笛饞送該拫動訊號時的幅度範圍 >可以瞭解的是該振動訊號可Μ藉由對數放大器予以放大 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） 38 r 經濟部中央標準局—工消費合作社印装 A7 B7五、發明説明(：35 ) 而藉由無線電從該輸送器13A鎗送出來，然後無線電訊號 可K被接收器14接收到，然後該接收的訊號可Μ藉由逆向 對數放大器予Μ回後成原來的訊號。 雖然在該第八實施例中電源，如在第15函中所示，係 藉由該環形導體28供應到該振盪器13Α >但是可Μ使用霄 池。再者*該輸送器13Α可Κ利用一具有與該用以供應電 源的環形導醚相同結構之環形訊號導體藉由電線Μ取代無 線18將該訊號«ί送到該接收器14。再者，雖然該鑰送器 13Α係接«於該封套8的外面，但是也可以與該拫動偵澜 器10相似*係接觸於在該封套8中的空穴褢面。 在第17·中係在一個下表面平板2上安排一傾上表面 平板3。但是在抛光裝置係在一®下表面平板2上使用多 個上表面平板3或使用多组下表面平板2和上表面平板3 之情況中，係《由對每fi頭部提供上逑的結構以值別獨立 控制抛光動作的進行及終止。 在該第八實施例中所說明的放大器及濾器亦可施用於 在該第一至第七實施例中所討論的抛光裝置。 (第九資施例） 雖然在該第八實施例中己說明接觸有一偁振動偵測設 置10A的情形，但是為了增進該上表面平板3的轉動平衡 ，可Μ在該上表面平板3上對稱於該振動偵測設置10A的 位置接*一傾重量與該振動偵測設置10Α相同的重物或一 第二振動偵測設置，MS定該上表面平板3在轉動時的拫 動0 (請先閱讀背面之注意事項命填寫本頁) η .裝· 、1Τ f 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS )人4規^格（210X297公釐） 39 - r A7 B7 五、發明説明（36) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第22圖係示出一接觴有第二振動偵測設置的抛光裝置 。在逭一組態中，由兩傾搌動偵測設置10A、10B所引起的 振動雜訊可MS由使用在Μ下討論的鬣路組態予K減低。 該振動雜訊係起因於在舆測量方向垂直的方向上之振 動成份。一般而言，該振動偵測設置10Α、10Β對在與測量 方向垂直的方向上之振動成份具有幾個％的S敏度。在該 第九賁施例中，該垂直方向的振動成份係鉛直方向上的拫 動。 在第22圈中，有兩種情形，兩値钿別_入兩傾拫動偵 測設置10Α、10Β的垂直振動係在相反方向，如在第23Α及 23Β圖中所示，而係在相同方向，如在第24Α及24Β圔中所 示。 如果垂直振動雜訊如在第23圈中所示係在租反方向上 引起，則在與該振動偵测設置10Α、10Β的_出端連接的第 一放大器34d、34e的輓出端處連接一追加器36,如此該追 加器36的_出端係連接至該濾器34b。在逭一情形中，如 在第22A圈中由實線箭頭所指示，兩锢振動偵測設置10A、 10B係個別安排成在相同的圓周方向上偵測該上表面平板 3的轉動振動。 藉由安排兩掴振動偵測設置10A、10BM及在該第一放 大器34d、34e的蠄出端插入該追加器36,則可Μ消除或減 低垂直振動雜訊。而且，由於輪入該濾器34b中的圓周方 向振動強度係增高兩倍，所Μ可以提高S/N比。 另一方面，如果垂直振動雜訊係如在第24 Α及24Β圈中 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 40 -a η - (請先閲讀背面之注意"項命%'寫本頁) η 裝 f 線 3^〇5 A7 B7 經濟部中央棣準局負工消費合作社印聚 五、發明説明（37 ) 所示的方式產生，則在與該振動偵測設置10A、10B的《I出 端連接的第一放大器34d、34e2_出端處遽接一扣減器38 *如在第25B圈中所示，如此該扣減器38的_出端係連接 至該濾器34b。在道一情形中，如在第22A圈中虛線筋頭所 指示，兩傾振動偵測設置10A、10B係掴別安排成在相反的 圈周方向上偵拥該上表面平板3的轉動拫動。 藉由安排兩艏振動偵測設置10A、10BM及在該等第一 放大器24d、24e的«I出绱處插入該扣滅器，則可Μ由於加 上相反的振動雜訊而減少振動雜訊。而且由於輸入該濾器 34b中的鬮周方向搌動強度之絕對值藉由該扣減器38而增 高2倍，所以亦可以增高S/N比。 依據該抛光裝置及抛光條件，則可Μ決定在該上表面 平板3中安裝的是如在第23Α及23Β圔中所示的垂直振動或 是如在第24Α及24Β園中所示的垂直拫動。因此必須事先檢 査該上表面平板3係採取那一棰垂直振動。逭棰類型的垂 直振動可以藉由改變兩傾振動偵拥i設置1〇Α、10Β的方向安 排或是藉由選取追加器或扣減器而作選擇，Μ使雜訊大幅 減低。 在該第九實施例中，係S擇圖周方向上的振動成份爲 偵測目檷，則垂直振動成份係予忽略。但是，如果係選擇 垂直拫動成份為偵測目檷，則忽略國周方向上的振動成份 。在逭一情形中，必須修正兩掴振動偵測設置1〇Α、10Β的 方向。 (第十實施例） (請先閲讀背面之注意事項吞填寫本頁) '* ^ .裝.

、1T Λ 本紙張尺度逋用中國國家搮準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） 』， -41 - 32059:1 Α? Β7 .Iv 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（38) 第26A圈係示出依據本發明之一第十實施例的拋光裝 置。該第十實施例可Μ防止抛光表面在抛光時被灰麈刮損 ，而且有助於去除灰塵。關於灰廑刮損拋光表面的問題* 係在抛光液體、抛光物體片段、等等之中加有乾燥且加勁 的二氧化矽。 在第26Α圏中，係在靜重式的上表面平板41的表面上 安排一加速偵測設置（振動偵測設置）42。作為抛光物醱W 的半導醱晶圔，例如，係黏貼於該上表面平板41的下表面 ，而且係置於與下表面平板43黏著的硏磨布44上。 一具有很大光反射因數的對位器45係固定於該下表面 平板43的側邊表面上。一對位器位置偵測器46係位於該下 表面平板43的側邊，用以偵測該對位器45是否位於設定的 位置。該對位器位置偵測器46係包含有一光發射設置及一 光接收設置，當其接收到來自該對位器45的反射光時，該 接收的光量會增高，因此其可Μ偵測到該對位器45的存在 0 來自在該上表面平板41上的加速感測器42之訊號係如 在第一實施例中所示藉由輪送器13及接收器14而輸入訊號 分析部份15中。 在上述的拋光裝置中，該下表面平板43並不轉動，而 該抛光物W係藉由硏磨布44而轉動。在逭一情形中，該抛 光物髏W係藉由一手臂，未示出，在固定的方向上移動。 每次當該對位器45轉動時，由該加速感測器42所偵測到該 上表面平板41的振動訊息係，如在第一實施例中所示，藉 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注^^項+4寫本頁) -裝.

、1T r 線. 42 059! r' 3 A7 B7 經濟部中央梂準局—工消費合作社印製 五、發明説明（39 ) 由幘送器13及接收器14至少一次或連繙地輪入訊號分析部 份15中。 如果抛光動作執行適當，則可以導出如在第27A圔中 所示振動頻率與振動強度之頻譜。相反的*如果該抛光物 觴W的拋光表面在硏磨布44上被灰鏖刮損，則如在第27B 圖中所示振動強度在部分的頻寬内會增高。作為決定檫準 之增高的頻譜可以事先檢査，或者可以使用刮損前的頻譜 作為決定檷準。 如果依據振動強度變化而偵測到在抛光表面上的灰塵 *則驅動控制器17可Μ進行以下的控制：讓嗔嘴11供睡水 至硏磨布44而且亦讓調置器12驅動，因此將在該硏磨布44 表面上的灰塵移除到該下表面平板43的外面，然後再開始 抛光。 i 如果要確認灰鼹的位置，則進行下面的程序。當拋光 時該上表面平板41的振動訊息係連繪輪入該訊號分析部份 15中，則在對位器43被對位器偵測器46偵满到時可以發現 到灰塵。因此，如果該對位器43的周期係Μ時間軸笛作對 位器位置被記錄下來，而且該不正常的訊號亦被記錄下來 ，則可Μ得到，例如，在第28圖中所示的特性。因為該對 位器位置係周期性出現，如果在抛光表面上的灰塵形成刮 損，則不正常訊號的發生時間會記錄在該時間軸上。由該 對位器位置到該不正常訊號發生時間間隔之兩個對位器位 置之間的時間間隔速率，可Μ偵測到表示該灰塵位置的角 度Θ *其係相對於該硏磨布44的中心與該對位器43的連線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • , f (請先閲讀背面之注意Ϋ項#-4寫本頁) 訂 f 43 r A7 B7 五、發明説明（4〇 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 如此，該訊號分析部份15會輸出驅動訊號給驅動控制 器17而使調置器12驅動。結果是該調置器12會至少沿著該 角度Θ的正常線掃過該硏磨布44的表面Μ在短時間内除去 灰窿。 如果經該調置器12—再掃除之後該不正常訊號依然在 相同的位置發生，或是如果經更換拋光物體W之後該不正 常訊號依然在相同位置發生，則必須立即俜止抛光動作， 谊棰不正常訊號的產生係告知操作員有不正常的狀況。該 操作員可以排除該不正常訊號的原因。結果是因為可以在 正常狀況下開始下一値拋光物體W的抛光動作，所Μ可Μ 減低廢索抛光物體W，例如半導髏晶圔，之數量，因此使 拋光效率提高。 · 如在第28圈中所示，如果不正常訊號在該對位器的一 個周期内停住，則可以知悉該不正常訊號係由灰8產生。 但是，如果不正常訊號持續超過該對位器的一锢周期，則 該不正常訊號的發生非常可能不是由灰塵產生。在逭一情 形中，所要作的是讓訊號分析部份15發出一停止指示Μ完 全停止抛光運作，同時除了該停止指示之外，亦發出不正 常訊號的聲音以告知操作員有不正常狀況。 (第十一實施例） 在該第十一實施例中將參考第29至35圈以說明其中可 以改菩該振動偵測設置幢出的S/N比及_入該振動偵測設 置的振動S/N比之裝置。輸入該振動偵測設置的捩動雜訊 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 請 閱 讀 背 之 注 意 事 項

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W W 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 3^Q5〇i a7 B7 五、發明説明（41) 係除了由在拋光物體W與硏磨布1之間的摩擦作用所引起 的振動之外的振動，主要是由馬達所產生的。這棰雜訊係 視為下面所述的背景雜訊。 在第29至35圖中*該搌動偵測設置10之所以位於上表 面平板（頭部的底面平板）3的中央是因為可以掻定在作為 該振動偵拥物體的拋光物體W與該硏磨布1之間的相對速 度* Μ減低偵測誤差。在該第十一實施例中的裝置之基本 結構係與第一及第t實施例相似。在該第十一實施例中相 似的參考符號係指舆前述實施例中相同的部份。 在第29圏中，所採用的一傾結構是其中該搌動偵測設 置10係使用一防音/吸音的材料50在該頭部的封套8中的 空穴中的空隙予Μ環繞。該防音/吸音材料50係由揮性物 質如風箱式彈簧、橡膠、等等、或多孔樹脂所作成，可Μ 使該上表面平板3自由振動。 依據上述的結構》在該封套8中空間中傅動的背景雜 訊可以避免及被吸收，因此可Μ提高轅入該振動偵測設置 10中的S/N比。而且，由於在該振動偵測設置10與該防音 /吸音材料50之間形成空隙，所以不會由於在該振動偵測 設置10與該防音/吸音材料50之間的摩擦而產生新的雜訊 〇 當將該上表面平板3的固有振動頻率設定為與該背景 雜訊的振動頻率不一致時，則可進一步提高S/N比。 在第29圈中，參碼51係指一置於該上表面平板3與該 抛光物體W之間的褢片，用Μ吸收該拋光物釀W厚度的變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 裝— (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 訂 —線 r -45 - A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（42 ) 化。 第30圈係示出一裝置，其中有一共振板52係置於如第 29圖中所示的振動偵測設置10與上表面平板3之間。該共 振板52係與所要測量的特別頻率共振，例如，係由彈簧圈 作成。 依據該裝置，具有頻率不同於該共振板52的共振頻率 之背影雜訊係被該共振板52所遮蔽，而且防止使其輪入該 振動偵测設置10中。因此可Μ提高該輪入於振動偵拥設置 10中的S/ Ν比。 第31圖係示出一裝置，其中一放大器53係設於如在第 30圖中所示的共振器10的側面。 如果該搌動偵测設置10本身的阻抗很高，又如果在該 放大器53與該振動偵測設置10之間的連接霣線很長，則雜 訊會被_入於該振動偵測設置10的WI出訊號中。但是，這 種接線情形係藉由在該上表面平板3上同時設有該共振器 10及該放大器53以予減弱，而使與拫動訊號混合的雜訊可 Μ顯著減低。因此亦可Μ提高S/N比。 在第32圈所示的抛光裝置之頭部中，一穿孔54係同時 在該上表面平板3及該褢片51中形成，而一同時接觭於該 搌動偵測設置10及該抛光物體W的振動輸送針係穿過該穿 孔54。由在該硏磨布與該偵測物體W之間的摩擦作用所引 起的振動並不會被該褢片51所吸收，而是經由該拫動_送 針55_送至該振動偵測設置10。因此_入該振動偵測設置 10的振動強度會增高，所Μ使S/N比提离。 (請先閱讀背面之注意事項^¾寫本頁) 裝 、-'β f 線 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 46 _ KC.- 經濟部中央梯準局®c工消費合作社印装 A7 B7 _五、發明説明（43) 第33鼷係示出一装置，其中一拫動板56係設於如在第 29圖中所示的振動偵測設置10與上表面平板3之間，而一 用Μ測量背景雜訊的第二振動偵測設置57係安裝於該封套 8上。由該第二振動偵測設置57轜出的背景雜訊係藉由一 拫動控制器58傳換成反相，然後該振動板56係依據波形與 由該振動控制器58輓出的反相波形相同的訊號而振動。該 振勖板56係由壓電材料作成，例如壓力設置。 依據該裝置，在該振動板56中產生的拫動可以消除要 幘入該振動偵測設置10中的背景雜訊。因此，由在該硏磨 布1與該抛光物腰W之間的摩擦力所引起的振動可Μ有所 選擇而輸入該振動偵測設置10中。因此，可Μ極顬著提高s/nt。 同時，該拫動偵測設置10對共振頻率f。的菝敏度是對 其他頻率S敏度的5至10倍。但是有的情形是所要偵測的 振動頻率“與該共拫頻率ί。並不一致。在逭一情形中，如 在第34圔中所示，頻率h的振動係先被綸入一頻率轉換電 路中，然後使該拫動板56JW舆由該頻率轉換電路59所偵測 到的振動頻率強度相同或成比例的強度在頻率振動， 以使該頻率ί。的振動回《给該拫動偵測設置10，因此可K 偵測到高茧度的拫動。在逭一情形中，該頻率f。的振動係 Μ如在第一或第六實施例的方式處理。 第35圈係示出一裝置，其中多値如在第29圖中所示的 振動偵拥設置10係安排在該上表面平板3上，而多個拫動 板52係分別置於該等振動偵測設置10與該上表面平板3之 j丨^ Jf裝丨丨 (請先閱讀背面之注意事項分填寫本頁) 訂 f .線 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐〉 -47 - ψ ^^〇S9i A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（44) 間。該等偵測設置10的傾別菹敏度係藉由在偁別的振動板 52中施Μ—固定的訊號予以檢査。因此*對所荽偵測的頻 率具有最高靈敏性的拫動偵測設置10可Μ藉由一選擇電路 (未示出）予以選擇。 該等振動偵測設置10的特性變化可得Κ避免，而且可 藉由電路而選擇其他的振動偵測設置10Κ取代已降级的拫 動偵拥設置10。因此可Κ減低更換适些振動偵拥設置10所 痛的時間及勞力。 除了上述用以提高S/N比的方法之外，亦可Μ在抛光 時停止在該抛光裝置中部分或所有馬達的電源供應。依據 這一方法，可Κ顳箸減低背景雜訊。所設定的停止時間係 少於數秒鏟。因為該頭部及該下表面平板2會由於憤董而 繼績轉動數秒鏟*所以可Μ繼續拋光動作。少於數秒鐘的 時間即足Μ偵測到振動 > 而且在搌動偵測中不會引起任何 問題。停止馬達的電源供應係由如在第1圆中所示的驅動 控制器17之訊號所控制。 如果來自該等振動偵測設置10的Ml出係藉由如在第八 賞施例中所示的放大器及濾器而蠄送到外面，或是在A/D 轉換之後而蝙送到外面，則可Μ減低在訊號g送条統中產 生的雜訊。如果經A/D轉換的訊號係藉由無線電輸送，則 A/ D轉換器（未示出）係設於如在第17圖中所示的振通器 13A舆振動偵測設置10A之間。 再者，如果該頭部正在摒動，則由該擺動所引起的背 景雜訊會在該頭部改變方向的位置處增強。由於造一原因 (請先閱讀背面之注意事項命、寫本頁) 裝-

、1T 線 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210 X297公釐）

Ak - 48 五、發明説明<：45 A7 B7 經濟部中央梂準局ως工消費合作社印裝 ，在此必須避免振動偵測。 這種個別振動偵測設置的實例有由美國Vibro/Meter 公司所製作的CESOYM^l、CE507M301類型的壓電設置加速 感測器，而且如果使用這些感測器，如在第36圖中所示， 所需要的是K共振的頻率來偵測振動強度，以達到高®敏 度。這可以施用於上述個別的實施例中。 接著，測量結果係示於第37及38圓中。 第37圖係示出一實例，說明當抛光時間前進時拫動頻 譜如何改變。依據這一結果，可以看出振動強度彳系隨箸拋 光時間的進行而減低。 第38圖係說明在對第37圈的頻譜中一特定的頻率範圍 作積分之後，在該抛光裝置中固有抛光振動的積分頻譜值 對抛光時間的變化量。依據谙一結果，將會瞭解的是稹分 頻譜值的變化量係隨著抛光時間的進行而減低，這表示藉 由抛光動作而導致使該抛光的表面平坦化。 當該積分值不再變化時即偵測到拋光終點。這一判斷 抛光終點的方法亦適用於上述的實施例。 再者，如果所採用的結構是其中該上表面平板3具有 一與由該振動偵測設置10及至少一値用Μ驅動該軸驅動部 份21以驅動該上表面平板3之馬達Μ所要偵測的搌動頻率 相同的第一固有振動頻率，而該下表面平板2具有一與該 第一固有振動頻率不同的第二固有振動頻率，則可以減低 要輪入該振動偵測設置10中的背景雜訊。 (第十二實施例） (請先閱讀背面之注意事項 .9 4··! 裝-- ';寫本頁) 、1Τ f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 49 w 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印策 A7 B7五、發明説明（46 ) 第39A匾係示出依據本發明之一第十二實施例的抛光 裝置中之機械部份的锢面圖。第39B圖係示出第39A圓中的 下表面平板3硏磨布之平面圖。第40圈係示出依據本發明 之該第十二實施例的抛光装置中之訊號處理部份的方塊霣 路圈。在第39A、39B及40圖中，相似的參考符號係與在第 1及15圔中的部份相同或相對應。 在第39A圖中，用Μ偵測該上表面平板3位置的位置 偵測器61係安排在該軸驅動部扮21的拥面。該位置偵澜器 61包含有一用Μ使光放射至一接鵾於該軸驅動部份21的偵 測板62之光發射設置61a、及一用Μ接收來自該偵拥(板62 的反射光之光接收設置61b。該位置偵測器61係依據進入 該光接收設置61b之入射光量Μ拥量自該軸驅動部份21的 · 距離L*然後將該測量的數據蠄入一在下面說明的霣腦77 中。例如，可以使用半導體雷射當作該光發射設置61a， 而使用光偁極醱笛作該光接收設置61b。 一硏磨布Id，其中在垂直及水平方向上有形成多偏溝 榷4a，係黏著於該下表面平板2。該硏磨布ldM及該下表 面平板2在抛光時係藉由該馬逹Μ而轉動。該上表面平板 3在抛光時係在該硏磨布Id上的a黠與b點之間反覆移動* 而且以固定的速率轉動。讓上表面平板3反覆移動及轉動 係由該軸驅動部份21經由彈性物質7、封套8、及軸9而 輸送。 與第一實施例相似，該軸驅動部份21的蓮作係藉由該 驅動控制器17予以控制。 請先閱讀背面之注意事項θ%,寫本頁 .裝· -δ f 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 50 ψ Α7 ' Β7 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 五、發明説明（47) 如在第40圖中所示，轚麼係經由整流器63施加於與該 上表面平板3接觸的振動偵拥設置10之一 _出端。該搌動 偵測設置10的《I出端係經由電容器64、放大器65、低頻通 過濾器66、及高頻通過濾器67而連接至FM餘送器34B。機 械及電性雜訊係藉由該霣容器64從輪出於該振動偵測設置 10的振動訊號中予W除去。該拫動訊轚然後藉由該放大器 65予Μ放大，然後藉由該低頻通過濾器66及該高頻通遇濾 器67予Μ窄化成一特別的振動頻寬，然後再輪入該FM轜送 器34Β中。如果，例如，該低頻通過濾器66可Μ除去高於 18ΚΗζ的振動訊號，而該高頻通過濾器67可以除去低於8ΚΗζ 的振動訊號，則該特別振動頻寬是在SKHz至18ΚΗζ的範圍 。該FM輪送器34Β係利用設在該封套8周圍的輪送天線25 藉由無線霣将振動訊號鑰送至該FM接收器69。 如在第40圈中所示，由設在該軸驅動部份21周圍的接 收天線26所輪入的振動訊號係藉由該FM接收器69予Μ予接 收。 記錄軍元70係連接於該FM接收器69之一 _出端。健存 於該記錄單元70的振動訊號資料係用Κ產生資料庫、頻率 分析、處理霣路的調整、等等。該FM接收器69之一輪出销 係經由一 ΙΚΗζ高頻'通過濾器71、一第一放大器72、一整流 器霣路73、一 0.5Hz低頻濾器74、一第二放大器75、及一 A/ D轉換器76而連接至該霣腦i該高頻通過濾器71係切 除該拫動訊號的DC成份。該整73及該低頻通過濾 器74係在該特別的振動頻寬稹分動訊號以計算出一振 —μ,—λιI-裝—丨 (請先閱讀背面之注意事項4-从寫本頁) 訂 f 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） 51 ψ扣〇591 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消费合作社印装 五、發明説明（48) 動的均方根（RMS)值。 在該霉腦77中，係依據在第41圖中的滾程圖執行算術 蓮作及顯示運作。 首先*將說明一棰情形，其中該抛光物體W係只利用 該上表面平板3的轉動予以抛光，同時該上表面平板3的 轉動中心並不會在該硏磨布的表面上禳移。 在該電腦77中，連績_入的振動訊號之RMS值係以每 秒10次（10H幻的速率依序取樣，然後計算出取1〇偏數據m 的平均值，然後将平均數據設爲點資料D、。 接著，如果該酤資料De係随著時間的進行而邸時顯示 出來，則會導出一曲折線。因此，為了顯示出平滑的曲線 ，可Μ由5锢點資料〇9的平均值導出點顯示資料D3。在這 一情形中，當5値點資料〇8的平均值被算出時，同時依計 算的順序逐一地帶上該點資料〇8，則可Μ每秒得到一值點 顯示資料D3。逭ffl平均值稱爲移動平均值。 由逭一移動平均值所導出的點顯示資料係依序顯示於 該影像顯示部份77D。藉由對多値點顯示資料作圖，可以 得到拫動強度曲線。 由前逑的實施例可Μ推想的是，如果該上表面平板3 只是轉動，則所取樣的資料會隨著抛光進行而逐漸減弱 Ο 但是*如果該上表面平板3所採取的運作不是轉動方 式，而是例如在該硏磨布Id上反覆運作，則該點顯示資料 係包括有如在第42A圖中虛線所示的AC成份。因此，造 (請先閱讀背面之注意事項#.故寫本頁) α -裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 52 ψ Α7 Β7 五、發明説明（49 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 會很難偵測到抛光終點。例如，如果對該在第42A圃中虛 線的曲線作撤分，則可Μ導出與在第42B圈中虛線相似的 曲線。因此*在該撤分值變為零時的時間點並不能決定作 爲抛光終點。 因此，如果該上表面平板3係在該硏磨布Id上a點與b 點之間反覆浬作，則所作的修正是分別将Μ 10Hz取樣的 RMS資料DtBM—修正因數rj，然後計算出該點資料〇,及 該黏顯示資料D3，然後將該點顯示資料D3顯示於該影像顯 示部份77D。如此，可以導出如在第42A画中的實線所示的 曲線。對該曲線作撖分所得到的曲線係如在第42B圆中的 實線所示的曲線。因為該反S運作的周期通常大於數傾十 分之一秒，所Μ該點資料卩8可Μ除以該修正因數π。 如在第39Β圖中所示，如果該轉動的上表面平板3係 由該下表面平板2的轉動中心0。的直徑方向上在a與b兩點 之間反覆蓮作，則該距離r隨時間的變化係示於第43A圖 中，而該修正因數η如在第43B圖中所示偽例如 ，如果該a點與b酤之間距雛是32m，而該上表面平板3的 移動速率V是2BB/sec，則在第43B圖中波形的周期T是32秒 。在逋一情形中，該距離|*1是1341«·。 該修正因數77係K如下方式決定。 假設該抛光物體W的抛光表面上有一撤細部份P係位 於距該硏磨布Id的轉動中心為距離Γ的位置，藉由轉動角 速度為w的硏磨布Id予Μ拋光，則該撖細部份P與該硏磨布 Id之間的相對速度是一 rw的函數。可依據由該位置偵測器 (請先閱讀背面之注意"項承填寫本頁) Γ.. .裝. 訂 f 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 53 f 矬濟部中失梂準爲貝工消費合作社印策 A7 * B7 五、發明説明（50 ) 61所供醮的位置資料計算出該距離r。該撒細部份P係設 定於該上表面平板3的轉動中心。 再者，如在第44A及44B圖中所示，有時會在該硏磨布 Id的表面上Μ設定的密度形成溝槽4e或撖孔4f。在這一情 形中*在該硏磨布Id的一次轉動時間下該撖細部份P與該 溝槽4e或該撖孔4f的接觭次數是一 rw的函數。再者，如在 第44C及44D圖中所示，如果逭些溝搰4g或逭些撖孔4h係自 該硏磨布1(3的轉動中心Μ輻射方式散佈開來，則在該硏磨 布Id的一次轉動時間下該徹细部份Ρ與逭些溝槽4g或造些 撤孔4h的接觸次數是一 w的函數。如果係使用沒有形成溝 榷或徹孔的硏磨布，則不考慮該溝槽或撤孔對該微細部份 P的彩》。 依據這一理由*係採用該相對速度v舆該接觸次數的 乘積當作該修正因數η。該修正因數η的基本原則係列於 表I中。 因為如抛光液體棰類、硏磨布材料、等等之因索在抛 光時可Μ視為幾乎沒有改變，所Μ並沒有加入該修正因數 η中。如果該上表面平板3並沒有採取不是轉動的蓮作， 則r設定為1，因為r是固定的。該上表面平板3的轉動數 目在拋光時通常不會改變，因此該修正因數η可Mw=l的 條件下予以界定。再者，該修正因數η可Μ包括其他係數 。例如，如在第39Β及43Β圏中所示，該距離r可除Μ該距 離^ (固定值）。 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS )八4規格（210X297公釐） ---------ί---裝-- (请先閲讀背面之注意事項-^--4寫本頁) 訂 f Ψ32〇59χ Α7 Β7 五、發明説明（51 )

表 I 抛光液釀的種類 定密度下 的溝棺及撤孔 在輻射方式下 的溝槽及撤孔 沒有溝槽或微孔 採取反覆浬作η r*w8 rwa rw 不採取反覆運作77 wa W8 W 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裝 依據上述的情形，如在第41臞中所示，修正後的取樣 資料Ds係K 10Hz予Μ平均，然後轉換成該點資料〇«，再轉 換成該點顯示資料D3。如在第42Α圈中的實線所示，該酤 顯示資料〇3係表示抛光時間與拫動強度之間的鼷係而顯示 於該影像顯示部份77d上。 依據該點顯示資料卩3而作圈成曲線之撤分值（dv/dt) 或相對於時間的變化量（AV)係在該電腦77中計算出來。 如在第42Β^中的實線所示的曲線係該計算的結果而顯示 於該影像顯示部份77d上。 該黏顯示資料相對於時間的變化量AV之計算結果係 依據前十掴資料的點顯示資料減去現在的點顯示資料 〇3所得到的值而顯示出來。在逭一實例中，相對於時間的 變化量△ V係每秒一偁資料顯示出來。 當撖分值（dv/dt)或相對於時間的變化董△ V係變為零 或更高時，則設定該時間點為拋光終點，而該終點偵測的 结果係頭示於該影像顯示部份77d上。 因為該用以執行上述計算及顯示的霄腦77在第一實施 —^---j----裝— £ > (請先閲讀背面之注意事項#*填寫本頁) 訂

C ，線 本紙浪尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -55 A7 B7 五、發明説明（52 ) 例中酋作驅動控制器17,可於偵測到拋光終點時下指令給 軸驅動部份21以停止抛光。 該上表面平板3在硏磨布Id上a與b點之間反復移動的 軌跡並不限於自該硏磨布Id轉動中心0。的直徑方向上。例 如在第45A臞中所示，該上表面平板3的軌跡係垂直於該 直徑方向的直線軌跡，另外如在第46A圈中所示，其係圖 弧軌跡《因為該上表面平板3是依據機械背而搌動。 在逋捶情形中，該上表面平板3的轉動中心舆該硏磨 布Id的轉動中心0。之間的距離Γ，如果係採取在第45A圓 中所示的軌跡*則會如在第45B圖中所示的方式》時間改 變》而如果係採取在第46A圖中所示的軌跡，則會如在第 46B圈中所示的方式隨時間改變。 該用於測：IUMS值的距_ r係侬據位置偵澜器61所偵 測到的資料而計算得到，而且係用作該修正因數r?。 經濟部中央標準局—工消費合作社印装 另一方面，如果只施加轉動運作於該上表面平板3， 則不需考慮該修正因數η。依據該酤顯示資料的曲線係示 於第47A圓中，而其撤分值的曲線係示於第47B圈中。在第 47A及47B圓中，曲線A表示由TE0S作成的SiO,膜之抛光狀 態，而曲線B表示《化矽膜在5[〇8膜上形成之膜的抛光狀 態。 前面的敘述已說明依據該上表面平板3的拫動強度Μ 偵測終點的情形。但是該拋光的進行狀態可Μ藉由該設於 _驅動部份21中的馬達之扭矩變化予以抓取。因此，在該 RMS值係依據上述方式計算出來之後，可Μ藉由對該RMS值 本紙張尺度逋用中國困家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） Ψ 扣〇591 Α7 Β7 經濟部中央梂準局負工消费合作社印掣 五、發明説明（53 ) 取樣或修正的方式來抓取抛光狀態，亦可K藉由柑同的方 式來偵測終點。 (第十三實施例） 在該第十三實施例中，將說明的裝置是其中並不測置 由該頭部與該硏磨布之間摩擦作用所引起的振動（聲音） ，而是依據該頭部與該硏磨布之間摩擦力變化而拥(量抛光 狀態及終黏。 第48A及48B圔係分別示出依據本發明之該第十三實施 例的拋光装置之一適當部份的截面圈及底面圖。在第48圔 中，相似的參考符號係相同於在第1、15及17圔中的部分 0 在第48A及48B圔中，該下表面平板2,其上表面係黏著 於該硏磨布1，係薙由該轅驅動部份21M設定的轉動數目 予以轉動。該抛光物醱W，其係被推至該硏磨布1要抛光 的上表面，係藉由裒塾51而黏著於該位於氣背式頭部的底 面上之金屬上表面平板3的下表面。在該上表面平板的周 園形成有钿壁3b，而該钿壁3b與該頭部的封套（支撐錶） 8·係藉由揮性物質7予以結合。在該封套8的中心處設有 一用K使該封套8轉動的《柱翰9。在該«9及該封套8 的周圍設有一不會轉動的圆柱頭蓋80,用Μ防止受到頭部 拋光液饅的污染。 在該上表面平板3的上表面上形成有一斜面（未示出 )，用Μ集中該上表面平板3的傷位移（分散）董成為垂 直位移量。 (诗先閱讀背面之注項_ --裝-- 寫本買)

C -*1 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 57 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 ____B7_五、發明説明（54 ) 在該封套8的底表面上設有一第一位移偵測器81，用 Μ偵測該上表面平板3的侧壁3b之位移。在該頭蓋80的底 表面上設有一第二位移偵測器82,用Μ偵測該上表面平板 3的镅壁3b之位移。在該封套8的頂表面上設有一第三位 移偵測器83,用Μ偵測與該上表面平板3的斜面之距離的 位移，該封套8係位於該上表面平板3的斜面上面。 可以作為該第一、第二及第三位移偵測器81至83的例 子有：筆尖位移計儀，係菘由筆尖膨脹及收缩以偵測位移 量；«容位移計儀，係藉由與該上表面平板3的铜壁3b的 距離改變而引起的電容改變Μ偵測位移置；渦滾位移計儀 ，俤藉由與該上表面平板的側壁3b的距離改變而引起滾量 密度改變以偵測位移量；光學位移計儀，係利用光的反射 以偵测距離；及類似計儀。 逭些第一、第二及第彐位移偵測器81至83可Μ如在第 48Β圖中頭部底面圖中所示的方式係安排多倕，或只安排 一値。再者，並不是常常設有全部的第一、第二及第三位 移偵測器81至83,如在第48Α及48Β圖中所示，可Μ至少設 有其中一癘。 由該第一、第二及第三位移偵拥器81至83的_出係藉 由在第19圔中所示的放大器34a及34c、及濾器34b而連接 * 至該輪送器13b。由該輸送器13b蠄出的偵測訊號係藉由接 收器14而_入該處理部份35中。該處理部份35會依據位移 訊號的變化而決定抛光終點以及修正抛光條件。 與上述的實施例一樣，該抛光液腾供醮嗅嘴及調置器 •裝-- (請先閲讀背面^注意事項^"寫本頁)

、1T I.線 • Jalt · 本紙张尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -58 _ 經濟部中央梯準局負工消费合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（55) 係安排於硏磨布1的上方，未待別示出。 該第一及第二位移偵測器81、82可使用透明蓋予Μ覆 ΙΙΜ防止拋光液醱或水。該第三位移偵拥器83可Μ不使用 蓋子，因為該指引器83係置於該封套8中。 接著將說明依據上逑抛光裝置以偵測抛光終黏。 當一平坦的橒準晶圔先置於該褢墊51的下表面上時， 然後進行抛光浬作，則該上表面平板3的位置變化情形係 如在第49Α至49C_中所示。谊次，來自該第一、第二及第 三位移偵測器81至83的位移訊號係記錄為參考訊號。該禰 準晶圓係於完成該參考訊號測董之後即予拿走。 接箸，當一間層祺是該拋物暖W的晶圖係置於該裒链 51的下表面上時，然後進行抛光運作，該置於如第49A· 所示位置之上表面平板3係Μ與第49B圈相似的方式位移 ，伴隨著使該封套8移動。該上表面平板3為何移動的原 因是在該上表面平板3周園的撣性物質7上所施加的醮力 是不平衡的，原因是該抛光物體W與該硏磨布1之間摩擦 作用很大。因此，該上表面平板3會傾向於被拉向該封套 8的移動方向。逭一狀態設定為初始狀態，而且在逋一次 由該第一、第二及第三位移偵測器81至83所偵拥到的位移 量傈視爲最大值。 如果抛光動作再保持繼鳙，則該抛光物《W舆該硏磨 布1之間的摩擦作用會隨#時間的進行而逐漸減低，而且 如在第49(：圓中所示，該上表面平板3係位於接近該封套 8的中心。該上表面平板3的位移亦減小。如在第50鼷中 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） π -59 一 (請先閲i背面b注意ΫίιΙΓ^寫本頁) 訂 费 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ____B7_五、發明説明（56 ) 所示，依據該第一、第二及第三位移偵測器81至83所偵測 到的位移變化量亦逐撕滅低，而最後該變化量變為零或幾 乎為零。在這一狀筋時，拋光即終止。抛光的終止係藉由 減低拋光壓力或藉由抬起該封套8而使該抛光物黼W舆該 硏磨布1分離之方式進行。 如果很難依據該上表面平板3的位移變化置來偵拥(抛 光的終酤，則可Μ如在第51圖中所示係依據該變化置與參 考訊號一致時或其間的差距實質上很小時之時間點而視 爲抛光終點。另一終點偵測的不同實例是，如果用於偵測 該終點的不同材料係形成於該抛光物體W中*則當不同的 材料隨著平坦化的進展而曝S出來時*位移會增加更多。 為了檢査逍種表面平板的位移，來自造些位移偵澜器 81至83的_出訊號變化係溫和的，因此可MDC成份的方式 來測量。依據該封套8，該上表面平板3及該硏磨布1的 «動，如果來自該等位移偵测器81至83的偵測訊號係數十 Hz的低頻率訊號，則只有低頻率成份可Μ取為當作偵測訊 號。 因為如背景雜訊的高頻率訊號係被濾器除去，所以該 等位移指引器81至83的δ敏度會比該振動偵拥設置10离。 類此，如果該偵測訊號是DC訊號或如果該頻寬很窄如接近 0至100 Hz »則該訊號可Μ良好的精確度_送至該偵测器 ，而不用高頻率訊號。因此，可以得到比前述振動测量方 式更离的霣敏度。 * \ 因為該第一位移偵測器係舆該頭部同步轉動，所Μ該 ..^.寫本頁) -裝. 訂 Λ1f. 線 本紙張尺度逋用中围國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） Α7 Β7 經濟部中央揉率局貝工消费合作社印簟 五、發明説明（57 ) 上表面平板3的測量範圍並不會變化。因此，測置並不會 受到該上表面平板3剖面變化的影堪。但是在該第一位移 偵_器81中中，因為該偵測器81與該上表面平板3之間距 離會在該上表面平板3 —次轉動期間變化，所K該位移訊 號的強度及位移方向會依照該轉動頻率而作周期性改變° 因爲這一轉動頻率最大約1〇〇 Hz而且與該頭部同步轉動， 所MS/N比不會降低。 依據該第二位移偵測器82,雖然該位移訊號不會作周 期性改變而且該上表面平板3的改變董可Μ依線性方式偵 測到，但是卻很容易受到該封套8及該上表面平板3的剖 面變化的影《。 依據該第三位移偵測器83,該偵拥的檁的係指該上表 面平板3上形成的斜面之垂直移動。但是該上表面平板3 的上表面之垂直移動可Μ當作偵澜的檷的，而不需這棰斜 面0 依據多锢逭種位移偵測器81至83,可Μ藉由溯量該封 套8及/或該上表面平板3的前後移動、左右移»、及上 下移動而得到全部的資訊量。因此，藉由一起加入多種力 *可以得到許多關於放掉晶圓、晶圓損壞、抛光條件（抛 光液贐的供應、硏磨布不正常、Κ力改變、轉動數目改變 、等等）之訊思。 如果如在第52Α圈與52Β圈中所示的半圔凸物91、92或 凹物（未示出）係在該上表面平板3的倾壁3b上的偵測位 置處形成，則在相同位置的位移可Μ在多重方向上«澜到 *>,* : 1 V (請先閱讀背面之注$項一 .本頁) -裝. 訂 線 本紙張尺度逍用中國鬮家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 61 五、發明説明（58 Α7 Β7 如果係同時有多痼拋光檷的W要抛光，則在第39圖中 所示的多偏頭部可以同時開始。如果由饀別頭部所偵測到 的抛光變化係小於10% »則並不需要使用所有的頭部來偵 測終點。在這一情形中，該等位移偵測器81至83或在前面 所述實施例的振動偵測設置10可以只用於部分的頭部（只 要一値頭部即可行）。在逭一情形中，當具有該位移偵測 器81至83或該振動偵測設置10的頭部進行到終點時*則可 Μ終止所有頭部的抛光動作以達到良好的結果。在逢到終 點之後，抛光動作可以多進行一設定的時間。 如果所有的頭部均設有拫動偵測設置或位移偵測器， 這些頭部（上表面平板3)可以依偵測到抛光終點的顒序 予Μ抬起而停止抛光蓮作*再等到所有的抛光動作均完成 多匍頭部的停止指令係由在第1及19_中所示的控制 器17、35發出。 (請先閱讀背面之注意事項务填寫本頁) Τ -裝. 、1Τ Λ f 丨線 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 62

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 煩請委員明示86年 月曰所提之 經濟部中央揉準局工消費合作社印簟 修正本有無變更實質内容是否准予修正ο 紙5, 22修正 年 Η Β 六、+請專利範圍 第85104957號申諳案申請專利範圍修正本 修正日期：86年5月 1. 一種拋光裝置，其包含有： 一第一表面平板，用以支持一抛光物體； 一第一驅動機制，用以使該第一表面平板轉動； 一第二表面平板，係安排成與該第一表面平板相 對；： 2 2 * 一研磨布，係黏著於該第二表面平板； 一振動偵測器，傜接觸於該第一表面平板或該第 二表面平板，用以偵測抛光時的振動； 一控制部份，用以控制該第一表面平板及該第二 表面平板之至少一個之拋光運作；及 訊號分析設置，用以分析由該振動偵測器藉頻率 分析所偵測到的振動強度，使該振動強度對時間作積 分，及當結果對時間的積分值變化低於一第一參考值 時或當該結果的積分值低於一第二參考值時則輸送出 一拋光停止訊號至該控制部份以停止該第一表面平板 及該第二表面平板之至少一個之抛光蓮作。 2. 如申請專利範圍第1項的抛光裝置，其中有一彈性物 質傜在該第一表面平板的周圍形成。 3. 如申請專利範圍第1項的抛光裝置，其中有溝槽或徹 孔係在該研磨布表面上形成，而會與該研磨布的表面 振動産生共振的空穴傜在該研磨布中形成。 4. 如申請專利範圍第1項的拋光装置，其中有.多個頻段 本紙张尺度逍用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） -It I----I 訂— — I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 經濟部中央揉準局貞工消費合作社印製 六、申請專利範圍 通過濾器，毎値具有不同的中心頻率，傜在該振動偵 測器的輸出端上組合連接。 5.如申請專利範圍第1項的抛光裝置，其進一步包含有： 一訊號分析部份，用以決定是否為開始抛光、停 止抛光、或滿足抛光之條件； 一輸送部份，用以藉由無線電輸送由該振動偵測 器所偵測到在拋光時的振動訊息； /一接收部份，用以接收由該輸送部份輸出的無線 讀訊號，用以具有一自動頻率控制機制以自動控制該 無線電訊號的調準頻率^化在一參考頻率範圍内，及 用以讓該自動頻率控制機制在每次當該訊號分析部份 要求接收資料時從該輸送部份接收一振盪頻率。 6 .如申請專利範圍第1項的抛光裝置，其中該振動偵測 器傜一用以偵測在垂直方向上或在圓周方'向上的振動 之設置。 7. 如申請專利範圍第1項的抛光裝置，其中多個該振動 偵測器傜以對稱於該第一表面平板的轉動中心之方式 接觸，而一用以計算來自該多値振動偵測器的輸出訊 號之和或差的計算器傜連接於該多値振動偵測器的輸 出端。 8. 如申請專利範圍第1項的拋光裝置，其進一步包含有 連接於該振動偵測器的振動轉換設置，用以轉換由該 振動偵測器所偵測到的振動頻率成為該振動偵測器的 個別共振頻率。 . -64 - 本紙張逋用中國國家榇準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I"---Η丨裝丨— (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) iΤΓ-----> --.--3--V---------- 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 9.如申諳專利範圍第1項的拋光裝置，其中該拋光物體 僳藉由一褢片而支持於該第一表面平板上，而有一穿 孔係在該第一表面平板及該褢片及一振動傳送物質中 形成，該振動傳送物質傜藉由該穿孔而與該抛光物體 及該振動偵測器接觸。 10. 如申誚專利範圍第1項的抛光裝置，其進一步包含有 一連接於該笫二表面平板的第二驅動機制，用以使該 第二表面平板轉動，其中該第一表面平板具有一第一 _有振動頻率，係與由該振動偵測器所要偵測的振動 頻率相同，而該第一表面平板及該第二表面平板之至 少一値係具有一與該第一固有振動頻率不同的第二固 有振動頻率。 11. 一種抛光裝置，其包含有： 一第一表面平板，用以支持一抛光物體； 一驅動機制，用以使該第一表面平板轉動； 一第二表面平板，係安排成與該第一表面平板相 對而且在其褢面具有空穴； . 一研磨布，僳黏箸於該第二表面平板； 一振動偵測器，係接觸於該第一表面平板或該第 二表面平板，用以輸出在抛光時引起的振動；及 一控制部份，用以控制該第一表面平板及該第二 表面平板之至少一値之拋光蓮作。 12. —種抛光裝置，其包含有： 一第一表面平板，用以支持一拋光物體.； -65 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --^----Γ 丨裝—».--<—訂-----「線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局属工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一第二表面平板，傜安排成與該第一奉面平板相 對； 一研磨布，偽黏著於該第二表面平板； 一振動偵測器，傜接觸於該第一表面平板或該第 二表面平板； 一驅動機制，用以驅動該第一表面平板及該苐二 表面平板之至少一個； 一輸送部份，傜接觸於該第一表面平板或該第二 表面平板，該振動偵測器傷接觸於該第二表面平板， 用以藉由無線電輸送由該振動偵測器所偵測到的振動 訊息； 一接收部份，用以接收自該輸送部份輸出的無線 電訊號； 一訊號分析部份，偽連接於該接收部份，用以分 析該接收到的無線電訊號； --控制部份，用以依據來自該訊號分析部份的訊 號而輸出一指示停止抛光或改變拋光條件的訊號到至 少該驅動部份； 一環形輸送天線，傜在該第一表面平板或該第二 表面平板的轉動軸之周圍形成，該振動偵測器偽接觸 於該第二表面平板，而且與該輸送部份連接；及 一接收天線，偽設於該轉動軸的延長線上而且與 該接收部份連接。 13.如申請專利範圍第12項的抛光裝置，其進一.步包含有： -66 - 本紙張X»度逋用中國國家橾準（CNS ) M规格（210><297公嫠） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝. 經濟部中央椹準局負工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、+請專利範圍 一對數放大器，用以擴大依據該振動偵測器的輸 出之振動訊號的振幅範圍；及 一逆向對數放大器，係與該接收部份的輸出端連 接，用以轉換來自該接牧部份的輸出訊號。 14. 一種抛光裝置，其包含有： 一第一表面平板，用以支持一抛光物體； 一第二表面平板，傜安排成與該第一表面平板相 對； 一研磨布，傺黏著於該第二表面平板； 驅動設置，用以在該研磨布上的一設定面積内周 期性移動該第一表面平板；及 /拋光終點偵測設置，用以使該第一表面平板的振 動強度或該驅動設置的驅動扭矩除以一包括有該第一 表面平板的位置訊息之函數以設定一結果值當作一抛 光狀態訊號，對該抛光狀態訊號隨時間时變化作徹分 ，及依據一徹分值以偵測拋光终點。 15. —種抛光裝置，其包含有： 一第一表面平板，用以支持一抛光物體； 一封套，用以藉由一彈性物質支持該表面平板的 一周邊部份而且在其中具有空穴； 一研磨布；用以抛光該抛光物體；及 一位移偵測器，用以測量該表面平板的相對位置 ，其相對於該封套而落後的原因是在該研磨布的移動 方向上或在該封套的移動方向上該研磨布與.該抛光物 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^^1 ^^1 —ϋ - -- - -- 1 ?- - -- I - - ^ I n I —Xu n In - ---- I i I PI .n I 1^1 - n 經濟部中央梂率局貝工消費合作社印裂 A8 B8 C8 D8 六、+請專利範圍 體之間的摩擦作用。 16.如申請專利範圍第15項的抛光裝置，其進一步包含有 抛光終點決定設置，用以依據該位移偵測器輸出的訊 號而修正該拋光物體的平坦化率，該拋光物體偽藉由 該拋光物體與該研磨布之間的摩擦作用而平坦化，而 當該輸出訊號的變到達一設定範圍或該平坦化率的一 設定值時決定係偵測到拋光终點。 /17.—種拋光方法，係使用一用以支持一拋光物體的第一 表面平板，一安排成與該第一表面平板相對的第二表 面平板，及一黏著於該第二表面平板的研磨布，而使 該抛光物體藉由該研磨布予以抛光，其包含有步驟如 下： 藉由一振動偵測器偵測該第一表面平板或該第二 表面平板在抛光時的振動；及 分析由該振動偵測器藉頻率分析所偵測到的振動 強度，使該振動強度對時間作積分，及當結果對時間 的積分值變化低於一第一參考值時或當該結果的積分 值低於一第二參考值時停止抛光蓮作。 18. 如申請專利範圍第17項的抛光方法，其中該結果的積 分值是該振動強度的平均值。 19. 如申請專利範圍第17項的抛光方法，其中一在該抛光 物體上形成而且其表面具有凹凸不平的膜係藉由該研 磨布予以平坦化。 20. 如申請專利範圍第17項的拋光方法，其中係當自抛光 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------1^"—裝--...—— ί--訂-----(線-----f. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局βζ工消費合作社印«. A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 開始至抛光停止之時間傜少於一設定的時間或該結果 的積分值相對於時間的變化係降低超過一指定值時即 偵測到該研磨布的降级。 21.如申請專利範圍第17項的拋光方法，其中該拋光狀況 藉由偵測在待定振動頻率之振動強度之降低係數大於 在其他振動頻率之振動強度者以修正抛光。 22 .如申請專利範圍第17項的抛光方法，其中係依據振動 強度訊號不再變化或由該振動偵測器輸出的振動頻譜 而即時分析一拋光狀態以偵測一抛光终點或修正抛光 條件。 23. —種拋光方法，傷使用一拋光裝置其包括有一用以支 持一抛光物體的第一表面平板，一安排成與該·第一表 面平板相對的第二表面平板，及一黏箸於該第二表面 平板的研磨布，該方法包含有步驟如下： >藉由驅動設置以在該研磨布上的一設定面積内周 期性移動該第一表面平板；及 使該第一表面平板的振動強度或該驅動設置的驅 動扭矩除以一包括有該第一表面平板的位置訊息之函 數以設定一結果值當作一抛光狀態訊號，對該抛光狀 態訊號隨時間的變化作徹分，及依據一徹分值以偵測 抛光終點。 24. 如申請專利範圍第23項的抛光方法，其中該函數是一 比例函數，傜與距該研磨布的轉動中心的距離成比例 -69 - 本纸張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -----裝--~IT—I訂—--I-「線 '- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 25·如申請專利範圍第23項的抛光方法，其中如果有溝槽 或徹孔以一實質上均勻的密度在該研磨布上形成，則 該函數是一與距該研磨布的由心的距離平方成比 例的函數。 26. 如申請專利範圍第23項的抛光方法，其中該第二表面 平板的轉動數目傜包括於該函數中。 27. —種抛光方法，傺使用一用以支持一拋光物體的第一 表坪平板，一安排成與該第一表面平板相對的第二表 面平板，及一黏著於該第二表面平板的研磨布，而使 該拋光物髏藉由該研磨布予以抛光，其包含有步驟如 下： 藉由一振動偵測器偵測該第一表面平板或該第二 表面平板在抛光時的振動； 偵測由該振動偵測器所偵測的振動強度之不正常 情形，及如果在該振動強度中之不正常偵測時間傜短 於該第二表面平板的轉動周期，則控制該第一表面平 板及該第二表面平板的驅動。 (請先閲#背面之注1|^項再填寫本頁)

   -裝--，--1--訂----^--「線"--- 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 I張一紙 I本 準 標 家 國 國 中 用 逋 I釐 9 2 ο 7