TWI457204B - 基板研磨裝置及基板研磨方法 - Google Patents

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TWI457204B
TWI457204B TW098140634A TW98140634A TWI457204B TW I457204 B TWI457204 B TW I457204B TW 098140634 A TW098140634 A TW 098140634A TW 98140634 A TW98140634 A TW 98140634A TW I457204 B TWI457204 B TW I457204B
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Description

基板研磨裝置及基板研磨方法
本揭示案係關於一種製造半導體之裝置及方法，且更特定而言，係關於一種用於以單一晶圓處理方式研磨及清潔一半導體基板之基板處理裝置及方法。
一般而言，半導體裝置製程包括複數個單元製程，諸如一沉積製程、一光刻製程及一蝕刻製程，其應重複執行以形成及堆疊一薄膜。重複此等製程，直至於一晶圓上形成所需之預定電路圖案。形成電路圖案之後，晶圓之表面並不平整。由於現在半導體裝置高度整合且亦為多層結構，晶圓表面上彎曲部分之數量及彎曲部分之間之高度差異隨之增加。結果，由於晶圓表面之非平坦化，在光刻製程中可能發生散焦。因此，為實現晶圓表面之平坦化，應定期地研磨晶圓表面。
已經開發各種表面平坦化技術，以用於平坦化晶圓之表面。其中，因為寬表面以及窄表面皆可藉由使用化學機器研磨(CMP)技術平坦化而具有良好平度，CMP技術得到廣泛使用。CMP設備用於藉由使用機械摩擦及化學磨料，來研磨使用鎢或氧化物塗層之晶圓表面，且使用CMP設備可能實現非常精細之研磨。
同時，由於半導體裝置高度整合，且提供高密度及高效能，半導體裝置之電路圖案變得非常精細。因此，殘留於基板表面上諸如粒子、有機污染物及金屬雜質之污染物，會顯著影響裝置特性及產品良率。因此，用於移除附著於基板表面之各種污染物之清潔製程，在半導體製程中 變得非常重要。因此於每一單元製程之前或之後，執行基板清潔製程。
本發明之目的在於提供一種可改良研磨效率之基板研磨裝置。
本發明之目的另提供一種使用上述基板研磨裝置研磨基板之方法。
本發明之具體實施例提供一種基板研磨裝置，其包含：一基板支撐構件、一研磨單元，及一控制單元。
該基板可安置於可旋轉的基板支撐構件上。該研磨單元可包含一可旋轉及可擺動的研磨墊，其研磨該基板之一頂表面。該控制單元可在研磨製程期間控制該基板支撐構件及該研磨單元，以根據該研磨墊相對於該基板之一水平位置調整一研磨變數之值，該研磨變數調整該基板之研磨量。
在發明之其他具體實施例中，一種基板研磨方法包含以下製程。該基板可安置於一基板支撐構件上。一研磨墊可設置於該基板之一頂表面上。當該研磨墊壓緊該基板以研磨基板時，該研磨墊可旋轉及擺動。在該基板之研磨製程期間，可根據該研磨墊相對於該基板之一水平位置，調整一研磨變數之值，而該研磨變數調整該基板之研磨量，以局部調整該基板之研磨量。
以下將參考隨附該等圖式更詳盡描述本發明概念之較佳具體實施例。然而，本發明概念可以不同形式具體實施，且不應被視為限制於本文所闡釋之該等具體實施例。相 反，提供此等具體實施例，係為便於透徹而完整地說明本揭示案，並將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念之範圍。舉例而言，儘管將一晶圓用作一半導體基板，但本發明概念之技術範圍及精神並不限於此。
第一圖係根據本發明概念之一具體實施例單一晶圓類型研磨系統之示意視圖，第二圖係圖解說明第一圖之單一晶圓類型研磨系統之側截面視圖。
參照第一圖和第二圖，一基板處理系統2000可包含一裝載/卸載單元10、一分度機器人20、一緩衝單元30、一主傳送機器人50、複數個基板研磨單元1000，及一控制單元60。
該裝載/卸載單元10包含複數個裝載口11a、11b、11c及11d。儘管在本具體實施例中，該裝載/卸載單元10包含四個裝載口11a、11b、11c及11d，但是該等裝載口11a、11b、11c及11d之數量可根據該基板處理系統2000之製程效率及覆蓋面積(footprint)條件來增加及降低。
前開式晶圓傳送盒(Front open unified pods,FOUPs)12a、12b、12c及12d分別安置於該等裝載口11a、11b、11c及11d上，以於其中接收晶圓。複數個槽設置於各自FOUP 12a、12b、12c及12d中，以於相對於地面之一水平方向上接收晶圓。該等FOUP 12a、12b、12c及12d接收已經在各自基板研磨單元1000中處理之晶圓，或將載入各自基板研磨單元1000之晶圓。以下為便於說明，將已經在各自基板研磨單元1000中處理之晶圓稱作「已處理晶圓」，且將尚未處理之晶圓稱作「原始晶圓」。
一第一傳送路徑41設置於該裝載/卸載單元10與該緩 衝單元30之間。一第一傳送軌條42設置於該第一傳送路徑41中。該分度機器人20設置於該第一傳送軌條42上。該分度機器人20沿該第一傳送軌條42移動，以在該裝載/卸載單元10與該緩衝單元30之間傳送晶圓。即，該分度機器人20自安置於該裝載/卸載單元10上之FOUP 12a、12b、12c及12d取出至少一原始晶圓，以將該晶圓裝載於該緩衝單元30之上。同時，該分度機器人20自該緩衝單元30取出至少一已處理晶圓，以將該晶圓裝載於該等FOUP 12a、12b、12c及12d上，該等FOUP安置於該裝載/卸載單元10上。
該緩衝單元30設置於該第一傳送路徑41之一側。該緩衝單元30接收藉由該分度機器人20傳送之原始晶圓，以及已於該基板研磨單元1000中處理之晶圓。
該主傳送機器人50設置於一第二傳送路徑43中。一第二傳送軌條44設置於該第二傳送路徑43中。該主傳送機器人50設置於該第二傳送軌條44上。該主傳送機器人50沿該第二傳送軌條44移動，以在該緩衝單元30與該基板研磨單元1000之間傳送晶圓。即，該主傳送機器人50自該緩衝單元取出至少一原始晶圓，以向該基板研磨單元1000提供該晶圓。同時，該主傳送機器人50自該等基板研磨單元100取出至少一已處理晶圓，以將該已處理晶圓裝載於該緩衝單元30之上。
該基板研磨單元1000設置於該第二傳送路徑43之兩側處。各自基板研磨單元1000研磨及清潔該原始晶圓，以製造該已處理晶圓。在該基板研磨單元1000中，至少兩個或兩個以上基板研磨單元圍繞該第二傳送路徑43居中對稱 設置，以彼此面對。在本發明概念之一實例中，從俯視圖來檢視，儘管兩對基板研磨單元分別設置於該第二傳送路徑43兩側，且沿該第二傳送路徑43平行設置，但設置於該第二傳送路徑43兩側之該等基板研磨單元之數量，可根據該基板處理系統2000之製程效率及覆蓋面積(footprint)條件而增加及降低。
該基板研磨單元1000可設置成一多級結構(multilevel structure)。在本發明概念之一實例中，該基板研磨單元1000堆疊成兩層，每一級包含兩個基板研磨單元1000。
即，提供八個基板研磨單元。兩級兩個基板研磨單元，每一者分別設置於該第二傳送路徑43之一側處。該等基板研磨單元堆疊之級數、設置於每一級上之基板研磨單元數量，及該等基板研磨單元沿其按順序及平行設置之列數，可根據該基板處理系統2000之製程效率及覆蓋面積(footprint)條件而增加及降低。當該等基板研磨單元沿其平行設置之列數增加時，該第二傳送路徑43及該主傳送機器人50之數量增加。同時，當該等基板研磨單元所在之級數增加時，可增加該主傳送機器人50之數量。
如上所述，因為該基板研磨單元1000設置成複數個級及複數個列，可在該基板處理系統2000中同時研磨及清潔複數個晶圓。因此，可改良該基板處理系統2000之製程效率及生產效率，且同時可降低覆蓋面積(footprint)。
該等基板研磨單元1000之每一者連接至該控制單元60，以在該控制單元60之控制之下，研磨及清潔該原始晶圓。即，該控制單元60控制該基板研磨單元1000，以局部調整藉由該基板研磨單元1000研磨之原始晶圓之研磨量， 藉此改良該基板研磨單元1000之研磨均勻性。以下將參考第十五至十八圖，詳細說明一透過該控制單元60控制該基板研磨單元100之研磨量之過程。
以下，將參照隨附圖式詳細說明該基板研磨單元1000之一組態。
第三圖係圖解說明第一圖之一基板研磨單元之透視圖，第四圖係第三圖之一基板支撐單元及一處理杯之部分截面透視圖。
參照第一、三及四圖，在該基板處理系統2000中，可於該基板研磨單元1000之每一者內，按順序執行一其中研磨一晶圓70頂表面之研磨製程，及一其中在執行該研磨製程之後清潔該晶圓70之一表面之清潔製程。
特定而言，該基板研磨單元1000可包含一基板支撐單元100、一杯單元200、一研磨單元300、第一和第二處理流體供應單元400及500、一掃刷單元600、一氣溶膠單元700，及一墊調節單元800。
一自該主傳送機器人50傳送之晶圓70安置於該基板支撐單元100上。在該晶圓70之研磨製程及清潔製程期間，該基板支撐單元100支撐及固定該晶圓70。該基板支撐單元100可包含一於其上安置該晶圓70之旋轉頭110，及一支撐該旋轉頭110之支撐部件120。從俯視圖來檢視，該旋轉頭110具有一大體上圓形形狀，且其寬度自其一頂表面至一底表面逐漸降低。在本發明概念之一實例中，支撐該晶圓70之旋轉頭110之頂表面尺寸小於該晶圓70。即，該旋轉頭110之頂表面直徑小於該晶圓70。因此，從側視圖來檢視，該晶圓70之安置於該旋轉頭110上之一 端，自該旋轉頭110之一頂端朝外突出。
該支撐部件120設置於該旋轉頭110之下。該支撐部件120具有一大體上近似於圓柱形形狀。該支撐部件120連接至該旋轉頭110，以在該等研磨及清潔製程期間旋轉該旋轉頭110。
該基板支撐單元100被接收於該杯單元200之中。該杯單元200可包含第一和第二處理杯210及220、第一和第二恢復槽230及240、第一和第二恢復管251及252，及一升/降構件260。
特定而言，該等第一和第二處理杯210及220圍繞該基板支撐單元100，以提供一空間，於該空間中在該晶圓70上執行該等研磨及清潔製程。該等第一和第二處理杯210及220之每一者具有一打開之上部分，透過該部分，露出該旋轉頭110。儘管在本具體實施例中，該等第一和第二處理杯210及220之每一者具有一圓環形狀，但本發明之概念並不限於此。舉例而言，該等第一和第二處理杯210及220之每一者可具有各種形狀。
特定而言，該第一處理杯210可包含一側壁211、一頂板212及一導引部件213。該側壁211可具有一近似圓環形狀，以圍繞該基板支撐單元100。
該側壁211之一上端連接至該頂板212。該頂板212自該側壁211延伸，且具有一自該側壁211朝上傾斜之表面。該頂板212具有一近似圓環形狀。從俯視圖來檢視，該頂板212自該旋轉頭110間隔開來，以圍繞該旋轉頭110。
該導引部件213包含第一和第二導引壁213a及213b。該第一導引壁213a自該側壁211之一內壁突出，以面對該 頂板212。同時，該第一導引壁213a具有一自該側壁211朝下傾斜之表面。該第一導引壁213a可具有一圓環形狀。該第二導引壁213b自該第一導引壁213a垂直向下延伸，以面對該側壁211。該第二導引壁213b可具有一圓環形狀。該導引部件213將一處理液流導向該第一恢復槽230，該處理液流係在該晶圓70之研磨過程中，濺射至該側壁211之內部表面及該第一處理杯210之頂板212之上。
該第二處理杯220設置於該第一處理杯210外側。該第二處理杯220圍繞該第一處理杯210。因此，該第二處理杯220尺寸大於該第一處理杯210。
特定而言，該第二處理杯220可包含一側壁221及一頂板222。該側壁可具有一近似圓環形狀，以圍繞該第一處理杯210之側壁211。該側壁221自該第一處理杯210之側壁211間隔設置，且連接至該第一處理杯210。
該側壁221之一上端連接至該頂板222。該頂板222自該側壁221延伸，且具有一自該側壁221朝上傾斜之表面。該頂板222具有一近似圓環形狀。從俯視圖來檢視，該頂板222自該旋轉頭110間隔開來，以圍繞該旋轉頭110。該頂板222設置於該第一處理杯210之頂板212之上。同時，該頂板222面對該第一處理杯210之頂板212，且自該第一處理杯210之頂板212間隔開來。
該等第一和第二恢復槽230及240設置於該等第一和第二處理杯210及220之下，以恢復用於該等研磨及清潔製程之處理液。該等第一和第二恢復槽230及240之每一者具有一近似圓環形狀，且具有一打開之上部分。儘管在本具體實施例中，該等第一和第二恢復槽230及240之每 一者具有該圓環形狀，但本發明之概念並不限於此。舉例而言，該等第一和第二恢復槽230及240之每一者可具有各種形狀。
該第一恢復槽230設置於該第一處理杯210之下，以恢復用於該研磨製程之處理液。該第二恢復槽240設置於該第二處理杯220之下，以恢復用於該清潔製程之處理液。
特定而言，該第一恢復槽230可包含一底板231、一第一側壁232、一第二側壁233與一連接部件234。該底板231具有一近似圓環形狀，以圍繞該支撐部件120。在本發明概念之一實例中，該底板231具有一「V」形截面形狀，以將恢復之處理液輕鬆排入該第一恢復槽230中。因此，一具有一環形形狀之恢復流動路徑231a設置於該底板231中，以輕鬆排出及恢復該處理液。
為恢復該處理液，該第一側壁232自該底板231垂直延伸，以提供一第一恢復空間RS1。該第二側壁233自該第一側壁232間隔開來，以面對該第一側壁232。該連接部件234連接至該第一側壁232之上端及該第二側壁233之上端。該連接部件234具有一自該第一側壁232朝該第二側壁233向上傾斜之表面。該連接部件234將濺落於該第一恢復空間RS1外側之處理液導向該第一恢復空間RS1，以將該處理液引入該第一恢復空間RS1。
該第二恢復槽240設置於該第一恢復槽230外側。該第二恢復槽240圍繞該第一恢復槽230，且自該第一恢復槽230間隔開來。特定而言，該第二恢復槽240可包含一底板241、一第一側壁242及一第二側壁243。該底板241具有一近似圓環形狀，以圍繞該第一恢復槽230之底板231。在 本發明概念之一實例中，該底板241具有一「V」形截面形狀，以將恢復之處理液輕鬆排入該第二恢復槽240中。因此，一具有一環形形狀之恢復流動路徑241a設置於該底板241中，以輕鬆排出及恢復該處理液。
為恢復該處理液，該等第一和第二側壁242及243自該底板241垂直延伸，以提供一第二恢復空間RS2。該等第一和第二側壁242及243之每一者具有一圓環形狀。該第一側壁242設置於該第一恢復槽230之該等第一和第二側壁232與233之間，以圍繞該第一恢復槽230之第一側壁232。該第二恢復槽240之第二側壁243面對該第一側壁242，使該底板242位於其間，以圍繞該第一側壁242。該第二恢復槽240之第二側壁243圍繞該第一恢復槽230之第二側壁233，且其一上端設置於該第二處理杯220之側壁221外側。
當該等研磨及清潔製程執行於該晶圓70上時，該旋轉頭110與該等第一和第二處理杯210及220之間之垂直位置根據每一製程而變更。因此，該等第一和第二恢復槽230及240分別恢復用於彼此不同之製程之處理液。
特定而言，當執行該研磨製程時，該旋轉頭110設置於第一處理杯210內，以於該第一處理杯210內在該晶圓70上執行該研磨製程。在該研磨製程期間，藉由該旋轉頭110之旋轉而旋轉該晶圓70。因此，在該研磨過程中，由於該晶圓70之一旋轉力，一噴灑至該晶圓70上之處理液朝該第一處理杯210之側壁211之一內部表面及該頂板212之一內部表面濺射。附著於該第一處理杯210之側壁211及該頂板212之該等內部表面之處理液，在一重力方向上， 沿該第一處理杯210之側壁211及該頂板212流動，到達該導引部件213，然後，該處理液在該重力方向上，沿該導引部件213之一內部表面流動，且被恢復至該第一恢復槽230中。
當於該研磨製程執行之後執行該清潔製程時，該旋轉頭110設置於該第二處理杯220之頂板222之下，且高於該第一處理杯210。在該清潔製程期間，該旋轉頭110旋轉。因此，一在該清潔製程中噴灑至晶圓上之處理液，朝向該第二處理杯220之頂板222及該側壁221之內部表面，以及該第一處理杯210之一外部表面濺射。該第一處理杯210之側壁211設置於該第二恢復槽240之底板241之上。附著於該第一處理杯210之外部表面之處理液，在該重力方向上沿該第一處理杯210之外部表面流動，且被恢復至該第二恢復槽240中。同時，附著於該第二處理杯220之內部表面之處理液，在該重力方向上沿該第二處理杯220之內部表面流動，且被恢復至該第二恢復槽240中。
如上所述，該第一恢復槽230恢復用於該研磨製程之處理液，且該第二恢復槽240恢復用於該清潔製程之處理液。因此，由於該杯單元200可單獨恢復用於在該杯單元200內執行之每一製程之處理液，該處理液可被輕鬆再用及恢復。
該第一恢復槽230連接至該第一恢復管251，該第二恢復槽240連接至該第二恢復管252。該第一恢復管251連接至該第一恢復槽230之底板231。一與該第一恢復管251連通之第一恢復孔231b界定於該第一恢復槽230之底板231中。恢復至該第一恢復槽230之第一恢復空間RS1中之處 理液，經由該第一恢復孔231b透過該第一恢復管251被排出至外側。
儘管在本具體實施例中，該杯單元200包含兩個處理杯210及220及兩個恢復槽230及240，但該等處理杯210及220及該等恢復槽230及240之數量，可根據用於該等研磨及清潔製程之處理液之數量，以及將要單獨恢復該處理液之數量而增加。
該第二恢復管252連接至該第二恢復槽240之底板241。一與該第二恢復管252連通之第二恢復孔241b界定於該第二恢復槽240之底板241中。恢復至該第二恢復槽240之第二恢復空間RS2中之處理液，經由該第二恢復孔241b，透過該第二恢復管252排出至外側。
儘管該第一恢復管251及該第二恢復管252分別以數量「一」之形式提供，但該等第一和第二恢復管251及252之數量，可根據該等第一和第二恢復槽230及240之尺寸及恢復效率而增加。
垂直可移動的升/降構件260設置於該第二處理杯220外側。該升/降構件260連接至該第二處理杯220之側壁221，以調整該等第一和第二處理杯210及220之垂直位置。特定而言，該升/降構件260可包含一支架261、一運動軸262及一主動件263。該支架261固定至該第二處理杯220之外部側壁221，且連接至該運動軸262。該運動軸262連接至該主動件263，且藉由該主動件263垂直移動。
當該晶圓70安置於該旋轉頭110上或自該旋轉頭110提升時，若該等第一和第二處理杯210及220藉由該升/降構件260下降，可允許該旋轉頭110自該等第一和第二處 理杯210及220向上突出。當該等第一和第二處理杯210及220下降時，該第一恢復槽230之該等第一和第二側壁232及233及連接部件234插入一藉由該第一處理杯210之側壁211及該等第一和第二導引壁213a及213b界定之空間。
同時，當該等研磨及清潔製程執行於該晶圓10上時，該等第一和第二處理杯210及220藉由該升/降構件260上升及下降，以於該等第一和第二處理杯210及220與該旋轉頭110之間調整一相對垂直位置，藉此單獨恢復用於該研磨製程之處理液及用於該清潔製程之處理液。
在本具體實施例中，儘管該等第一和第二處理杯210及220垂直移動，以於該基板研磨單元1000中，該等第一和第二處理杯210及220與該旋轉頭之間，變更該相對垂直位置，但本發明之概念並不限於此。舉例而言，該旋轉頭110可垂直移動，以於該等第一和第二處理杯210及220與該旋轉頭110之間，變更該相對垂直位置。
該研磨單元300、該等第一和第二處理流體供應單元400及500、該掃刷單元600、該氣溶膠單元700，及該墊調節單元800設置於該杯單元200外側。
該研磨單元300以化學和機器方式研磨固定至該基板支撐單元100之晶圓70之一表面，以平坦化該晶圓70之表面。以下將參考第五圖至第十三圖詳細說明該研磨單元300之一組態。
該等第一和第二處理流體供應單元400及500將該晶圓70之該等研磨及清潔製程所需之處理流體，噴灑至固定至該基板支撐單元100上之晶圓70。該第一處理流體供應 單元400面對該研磨單元300，且使該杯單元200位於其間。該第一處理流體供應單元400固定至該第二處理杯220之側壁221。當執行該研磨製程或該清潔製程時，該第一處理流體供應單元400將該處理流體噴灑至固定至該旋轉頭110之晶圓70上，以清潔該晶圓70。該第一處理流體供應單元400可包含複數個噴嘴，該等噴嘴固定至該第二處理杯220之側壁221之一上端。各自噴嘴朝向該晶圓70之一中心區域噴灑該處理流體。自該等噴嘴所噴灑之處理流體，可係一用於清潔或乾燥該晶圓70之處理液，或一用於乾燥該晶圓70之乾燥氣體。
在本發明概念之一實例中，儘管該第一處理流體供應單元400包含四個噴嘴，該等噴嘴之數量可根據用於清潔該晶圓70之處理流體數量而增加或降低。
該第二處理流體供應單元500面對該研磨單元300，且使該杯單元200及該第一處理流體供應單元400位於其間。該第二處理流體供應單元500包含一化學品液噴嘴，以用於噴灑該處理液。當該清潔製程執行時，該第二處理流體供應單元500將該處理液噴灑至固定至該旋轉頭110之晶圓70上，以清潔該晶圓70。該第二處理流體供應單元500可擺動。當該清潔製程執行時，在該化學品液噴嘴設置於該旋轉頭100之上的狀態，該第二處理流體供應單元500擺動以噴灑該處理液。
該掃刷單元600在實體上移除在該研磨製程執行之後殘留於該晶圓70表面上之異物。該掃刷單元600可擺動且包含一刷墊。該刷墊接觸該晶圓70之表面，以實體上掃刷殘留於該晶圓70表面上之異物。當該清潔製程執行時，該 掃刷單元600旋轉該刷墊，以透過其擺動操作，在該刷墊設置於該旋轉頭110之上的狀態下，清潔固定至該旋轉頭110之晶圓70。
該氣溶膠單元700設置於該掃刷單元600之一側。該氣溶膠單元在高壓下將具有細小粒子之處理液，噴灑至固定至該旋轉頭110之晶圓70，以移除殘留於該晶圓70表面上之異物。舉例而言，該氣溶膠單元700使用超聲波噴灑一精細粒子形式之處理液。該掃刷單元600用於移除具有相對較大粒子之異物，且該氣溶膠單元700用於移除具有相對較小粒子之異物。
當該研磨單元300以一待命狀態設置於母港(home port)之內時，該墊調節單元800清潔及再循環該研磨單元300。以下將參考第十四圖詳細說明該墊調節單元800之一組態。
如上所述，在該基板處理系統2000中，由於該晶圓70之所有研磨及清潔製程皆執行於各自基板研磨單元中，所以無需在執行該研磨製程之後將該晶圓70傳送至一室中以用於清潔製程。因此，無需一單獨室以用於清潔製程。因此，可降低該晶圓70之傳送時間及處理時間，以改良生產效率及降低覆蓋面積(footprint)。
以下，將參照隨附圖式詳細說明該研磨單元300之一組態。
第五圖係圖解說明第三圖之一研磨單元之透視圖，第六圖係圖解說明第五圖之研磨單元之部分分解透視圖。第七圖係圖解說明第五圖之研磨單元之一背部表面之部分分解透視圖，第八圖係圖解說明第五圖之研磨單元之部分截面透視圖。
參照第四圖和第五圖，該研磨單元300可包含一壓縮部件310、一流體供應部件320、一擺動部件330與一驅動部件340。
特定而言，在該研磨過程中，該壓縮部件310設置於晶圓70之上，而該晶圓固定於該旋轉頭110之。該壓縮部件310在接觸該晶圓70之頂表面的狀態下旋轉，以便研磨該晶圓70。在本發明概念之一實例中，當該研磨製程執行時，該壓縮部件310在接觸該晶圓70之頂表面的狀態下旋轉，且同時，於該晶圓70上噴灑一化學品液以用於研磨該晶圓70。該流體供應部件320設置於該壓縮部件310上。該流體供應部件320將該化學品液供應至該壓縮部件310。該流體供應部件320透過該擺動部件330自該驅動部件340接收一旋轉力，且因此與該壓縮部件310一起旋轉。以下將參照第九至十二圖對該壓縮部件310及該流體供應部件320之組態進行說明。
參照第六至八圖，該擺動部件330設置於該流體供應部件320之上。該擺動部件330可包含一擺動箱331，其具有一條形及一皮帶輪總成，該皮帶輪總335成將一旋轉力自該驅動部件340傳輸至該流體供應部件320。該擺動箱331一側連接至該流體供應部件320，另一側連接至該驅動部件340。
該驅動部件340可包含一第一驅動馬達341，其用於旋轉該擺動部件330；一第二驅動馬達342，其用於旋轉該流體供應部件320；以及，一垂直運動部件343，其用於調整該壓縮部件310之一垂直位置。
該第一驅動馬達341連接至該擺動箱331，以為該擺動 箱331提供旋轉力。該第一驅動馬達341可在順時針方向(clockwise)和逆時針方向(counterclockwise)上交替、重複地提供旋轉力。因此，該擺動部件330可藉由該驅動部件340圍繞一中央軸線擺動，在此軸上，該擺動部件330連接至該驅動部件340。當該研磨製程執行時，該壓縮部件310可藉由該擺動部件330之擺動操作，在設置於該旋轉頭110上之晶圓70之一上部分(參照第四圖)以一圓弧形水平往復。
該第二驅動馬達342設置於該第一驅動馬達341之下。該第二驅動馬達342為該皮帶輪總成提供一旋轉力。該皮帶輪總成將該第二驅動馬達342之旋轉力傳輸至該流體供應部件320。該皮帶輪總成構建在該擺動箱331中，且可包含一驅動滑輪332、一驅動滑輪333及一皮帶334。該驅動滑輪332設置於該第一驅動馬達341之上，且透過該第一驅動馬達341連接至一垂直臂344之一側。該第二驅動馬達342連接至該垂直臂344之另一側。
該驅動滑輪333面對該驅動滑輪332。該驅動滑輪333設置於該流體供應部件320之上，且連接至該流體供應部件320。該驅動滑輪332及該驅動滑輪333透過該皮帶334彼此連接。該皮帶334纏繞該驅動滑輪332及該驅動滑輪333。
該第二驅動馬達342之旋轉力透過該垂直臂344傳輸至該驅動滑輪332。因此，該驅動滑輪332旋轉。該驅動滑輪332之旋轉力透過該皮帶334傳輸至該驅動滑輪333。因此，該驅動滑輪333旋轉。該驅動滑輪333之旋轉力傳輸至該流體供應部件320。因此，該壓縮部件310及該流體供 應部件320旋轉。
該垂直運動部件343設置於該第一驅動馬達341及該第二驅動馬達342之一背側。該垂直運動部件343可包含一球螺釘343a、一螺母343b及一第三驅動馬達343c。該球螺釘343a具有一大體上條形(bar)形狀，且相對地面垂直設置。該螺母343b插入該球螺釘343a，且固定至該第二驅動馬達342。該第三驅動馬達343c設置於該球螺釘343c之下。該第三驅動馬達343c可連接至該球螺釘343a，以在順時針方向和逆時針方向上向該球螺釘343a提供旋轉力。該球螺釘334a藉由該第三驅動馬達343c在順時針方向及逆時針方向上旋轉。該螺母343b藉由該球螺釘343a之旋轉而沿該球螺釘343a垂直移動。因此，連接至該螺母343b之第二驅動馬達342與該螺母343b一起垂直移動。當該第二驅動馬達342垂直移動時，該第一驅動馬達341及該擺動部件330垂直移動，因此該流體供應部件320及該壓縮部件310亦垂直移動。
儘管在本具體實施例中，該垂直運動部件343包含該球螺釘343a、該螺母343b及該第三驅動馬達343c，以使用一線性馬達方法提供一垂直運動力，但本發明之概念並不限於此。舉例而言，該垂直運動部件343可包含一缸以提供一垂直運動力。
該第一驅動馬達341、該第二驅動馬達342、該球螺釘343a、該螺母343b及該垂直臂344構建於一驅動箱345中。該驅動箱345在一垂直方向上具有一長條形狀。
以下，將參考隨附圖式詳細說明該壓縮部件310及該流體供應部件320。
第九圖係圖解說明第五圖之一壓縮部件及一流體供應部件之縱向截面視圖。
參照第五至九圖，該流體供應部件320將一用於研磨一晶圓之化學品液提供至該壓縮部件310。同時，該流體供應部件320藉由自該驅動部件340傳輸之旋轉力旋轉，以旋轉該壓縮部件310。
特定而言，該流體供應部件320可包含一外殼321、一旋轉軸322、第一和第二軸承323a及323b、一固定軸324、第一和第二化學品液管326a及326b、一空氣注射管327，及第一和第二唇型旋轉油封328a及328b。
該外殼321具有一大體上圓柱管形形狀。該外殼321之一上端插入該擺動部件330之擺動箱331。因此，該外殼321之上端連接至該擺動箱331，下端連接至該壓縮部件310。
該旋轉軸322設置於該外殼321內，且自該外殼321間隔開來。該旋轉軸322係一在該外殼321之一縱向上延伸之中空管。該旋轉軸322之一上端安插及連接入至該擺動部件330之驅動滑輪333，且該旋轉軸322藉由該驅動滑輪333之旋轉而旋轉。該旋轉軸322之一下端連接至該壓縮部件310，且該壓縮部件310藉由該旋轉軸322之旋轉而旋轉。即，該第二驅動馬達342之旋轉力(參見第六圖)按順序傳輸，以便該垂直臂344(參見第八圖)、該驅動滑輪332、該皮帶334、該驅動滑輪333、該旋轉軸322及該壓縮部件310圍繞一中心軸線旋轉該壓縮部件310。
該等第一和第二軸承323a及323b設置於該外殼321與該旋轉軸322之間。該等第一和第二軸承323a及323b 將該外殼321連接至該旋轉軸322，且支撐該旋轉軸322，以便該旋轉軸322穩定旋轉。該第一軸承323a設置成與該擺動部件330相鄰，且該第二軸承323b設置成與該壓縮部件310相鄰。該等第一和第二軸承323a及323b之內座圈插入該旋轉軸322，且因此與該旋轉軸322一起旋轉。該等第一和第二軸承323a及323b之外座圈連接至該外殼321，因此當該旋轉軸322旋轉時不旋轉。是以，僅該旋轉軸322旋轉，該外殼321不旋轉。
該固定軸324設置於該旋轉軸322內部。該固定軸324為一在與該旋轉軸332相同之方向上延伸的中空管。該固定軸324自該旋轉軸322間隔開來，且當該旋轉軸322旋轉時不旋轉。該固定軸324之一上端插入該擺動箱331，且與一固定至該擺動箱331之第一軸支架325a連接。因此，該固定軸324與該擺動箱331連接。該固定軸324之一下端插入該壓縮部件310，且與一設置於該壓縮部件310內部之第二軸支架325b連接。因此，該固定軸324與該壓縮部件310連接。
該等第一和第二化學品液管326a及326b設置於該固定軸324內部。該等第一和第二化學品液管326a及326b，於該固定軸324內，在與該固定軸324相同之方向上延伸，且設置成彼此平行。該等第一和第二化學品液管326a及326b提供該化學品液之傳送流動路徑，以用於該研磨製程，且提供輸出端，該輸出端設置於該壓縮部件310內，而該化學品液透過該輸出端排出。
該第一化學品液管326a之一輸入端連接至一第一化學品液供應管83a。該第一化學品液供應管83a連接至一第一 化學品液供應部件81，該第一化學品液供應部件81供應一用於研磨晶圓的第一化學品液CL1。該第一化學品液管326a透過該第一化學品液供應管83a，自該第一化學品液供應部件81接收該第一化學品液CL1。
該第二化學品液管326b之一輸入端連接至一第二化學品液供應管83b。該第二化學品液供應管83b連接至一第二化學品液供應部件82，該第二化學品液供應部件82供應一第二化學品液CL2，以用於研磨該晶圓。該第二化學品液管326b透過該第二化學品液供應管83b，自該第二化學品液供應部件82接收該第二化學品液CL2。
在本具體實施例中，該等第一和第二化學品液CL1及CL2可係彼此不同之化學品液，或彼此相同之化學品液。舉例而言，自該等第一和第二化學品液管326a及326b排出之該等化學品液CL1及CL2可包含漿料(slurries)，以用於研磨晶圓。
在本發明概念之一實例中，該等第一和第二化學品液管326a及326b分別經由該擺動箱331，連接至設置於位在外側之該等第一和第二化學品液供應管線83a及83b。
該空氣注射管327設置於該外殼321之一上端上。該空氣注射管327連接至一墊壓力調整部件900，且自該墊壓力調整部件900接收空氣。在本發明概念之一實例中，該空氣注射管327設置於該擺動箱331內部。
該空氣注射管327與一設置於該外殼321中之第一空氣流動路徑AFP1連通。注入該空氣注射管327之空氣被引入該第一空氣流動路徑AFP1。該第一空氣流動路徑AFP1設置於該外殼321之一壁中，且自該外殼321之一上端沿 該外殼321之縱向延伸。該第一空氣流動路徑AFP1之一輸出端與設置於該外殼321與該旋轉軸322之間之一第二空氣流動路徑AFP2連通。引入該第一空氣流動路徑AFP1之空氣被引入該第二空氣流動路徑AFP2。
該第二空氣流動路徑AFP2藉由該等第一和第二唇型旋轉油封328a及328b界定。該等第一和第二唇型旋轉油封328a及328b設置於該外殼321與該旋轉軸322之間，以密封該外殼321與該旋轉軸322之間之一空間。該等第一和第二唇型旋轉油封328a及328b彼此面對，且大體上成環形形狀。該第一唇型旋轉油封328a設置於該第一軸承323a之下，且與該第一軸承323a相鄰。該第二唇型旋轉油封328b設置於該第一唇型旋轉油封328a之下，且自該第一唇型旋轉油封328a間隔開來。一間隔於該第一唇型旋轉油封328a與該第二唇型旋轉油封328b之間之空間，充當該第二空氣流動路徑AFP2。該第二空氣流動路徑AFP2圍繞該旋轉軸322。
該第二空氣流動路徑AFP2與一設置於該旋轉軸322之一壁內部之第三空氣流動路徑AFP3連通。引入該第二空氣流動路徑AFP2之空氣被引入該第三空氣流動路徑AFP3。該第三空氣流動路徑AFP3在該旋轉軸322之一縱向上，自一連接至該第二空氣流動路徑AFP2之位置，延伸至該旋轉軸322之一下端。自該墊壓力調整部件900注入之空氣，按如下次序順序流動：該空氣注射管327、該第一空氣流動路徑AFP1、該第二空氣流動路徑AFP2及該第三空氣流動路徑AFP3，然後被提供至該壓縮部件310。
該壓縮部件310設置於該流體供應部件320之下。當 該壓縮部件310壓緊該晶圓之表面時，該壓縮部件310研磨該晶圓之表面。當該研磨製程執行時，藉由該壓縮部件310應用於該晶圓之一壓力，係藉由一透過該第三空氣流動路徑AFP3引入該壓縮部件310之空氣壓力來控制。
參照第五、七及九圖，該壓縮部件310可包含一研磨墊311、一研磨體312、一墊托架313、一夾持構件314、一連接板、一風箱316、一蓋317，及一化學品液噴嘴318。
該研磨墊311具有一板形形狀及一近似圓環形狀。該研磨墊311旋轉，以在以下狀態下研磨該晶圓：該研磨墊311之一底表面在該研磨過程中接觸該晶圓之一頂表面。該研磨墊311直徑小於該晶圓。在該研磨製程期間，該研磨墊311藉由該驅動部件340擺動，以研磨該晶圓。如上所述，因為該研磨墊311直徑小於該晶圓，該研磨墊可局部研磨該晶圓，以防止一特定區域被過分研磨。
該研磨體312設置於該研磨墊311之上。該研磨體312具有一近似圓環形狀，且連接至該流體供應部件320之固定軸324。特定而言，該研磨體312可包含一研磨外殼312a、一下板312b及一上板312c。
該研磨外殼312a具有一近似圓柱形形狀。該下板312b設置於該研磨外殼312a之下。該下板312b具有一近似圓環形狀，且與該研磨墊311之大小相同。該下板312b連接至該研磨外殼312a之一下部分，以密封該研磨外殼312a之下部分。
該研磨墊311設置於該下板312b之下。該墊托架313設置於該研磨墊311與該下板312b之間。該墊托架313允許該研磨墊311以可分離方式固定至該研磨體312。即，該 墊托架313之一底表面連接至該研磨墊311之一頂表面，且其一頂表面藉由該夾持構件314，以可分離方式連接至該下板312b。
該夾持構件314設置於該下板312b與該墊托架313之間。該夾持構件314使用一磁力將該墊托架313固定至該下板312b。特定而言，該夾持構件314包含一磁鐵314a、一夾板314b，及一螺釘314c。該磁鐵314a設置於該夾板314b與該下板312b之間。該磁鐵314a具有一近似圓環形狀。在本發明概念之一實例中，儘管該夾持構件314包含具有環形形狀之磁鐵314a，該磁鐵314a之數量可根據該夾持構件314及該磁鐵314a之大小而增加。同時，該磁鐵314a可具有各種形狀。該夾持構件314b面對該下板312b，且使用該螺釘314c連接至該下板312b。由於該夾板314b可由一具有非磁性特性之材料形成，例如，鋁，該夾板314b不回應該磁鐵312a。另一方面，因為該墊托架313可由一具有磁特性之材料形成，例如，一不銹鋼或一碳鋼，該墊托架313由於該磁鐵312a之磁鐵力，而連接至該下板312b。
如上所述，因為該夾持構件314使用磁力將該墊托架313固定至該下板312b，該墊托架313可輕鬆附加至該下板312b或自該下板312b卸離。即，因為該研磨墊311係一消耗品，應定期替換該研磨墊311。因此，一其中該墊托架313被固定至該下板312b之製程，及一其中該墊托架自該下板312b分離之製程，會頻繁發生。在該壓縮部件310中，因為該墊托架313藉由該夾持構件314中之磁力連接至該下板312b，可縮短用於替換該研磨墊311之時間。因此，在該壓縮部件310中，可縮短製程待命時間，且可改 良生產效率。
在本發明概念之一實例中，於該夾板314b中界定一插槽，其中該磁鐵314a之一部分於該插槽中插入該夾板314b之一部分，而該磁鐵314a設置在該夾板314b之一部分。同時，於該下板312b中界定插槽，其中該磁鐵314a及該夾板314b於該等插槽中插入該夾持構件314連接之部分。
儘管在第九圖中提供一夾持構件314，但該墊托架313可使用複數個夾持構件314連接至該下板312b。
該下板312b連接至該上板312c。該上板312c設置於該下板312b之上，且面對該下板312b。該上板312c設置於該研磨外殼312a內部，以密封該研磨外殼312a之上部分。該上板312c具有一近似圓環形狀。
該上板312c連接且固定至設置於該下板312b上之連接板。該連接板連接至該流體供應部件320之旋轉軸322，且與該旋轉軸322一起旋轉。因此，整個壓縮部件310旋轉。該連接板為一近似圓形盤。一第四空氣流動路徑AFP4設置於該連接板內部，而自該旋轉軸322排出之空氣流過該第四空氣流動路徑AFP4。該第四空氣流動路徑AFP4與該旋轉軸322之第三空氣流動路徑AFP3連通，以透過該第三空氣流動路徑AFP3接收空氣。引入該第四空氣流動路徑AFP4之空氣注入該風箱316。
於該研磨外殼312a內部，該風箱316設置於該下板312b與該上板312c之間之一空間內。該風箱316由一金屬材料製成。該風箱316可根據自該第四空氣流動路徑AFP4提供之空氣的壓力，垂直膨脹和收縮。當該研磨製程執行時，該風箱316可在以下狀態下膨脹：該研磨墊311被緊 密附接至該晶圓。因此，當該研磨製程執行於其中該研磨墊311被緊密附接至該晶圓之狀態下時，可均勻及有效地研磨該晶圓。
以下，將參考第十至十二圖詳細說明一其中藉由該研磨墊311壓緊該晶圓之製程。
第十圖係圖解說明第九圖之壓縮部件在一待命狀態下之縱向截面視圖，第十一圖和第十二圖係一其中一晶圓藉由第九圖之壓縮部件研磨之狀態之縱向截面視圖。
參照第九圖和第十圖，為執行該研磨製程，該壓縮部件310在一待命狀態下設置於一晶圓70之上。在該壓縮部件310之待命狀態下，該風箱316藉由一提供自該墊壓力調整部件900之真空壓力收縮。因此，該下板312b朝向該上板312c移動，且該研磨墊311自該晶圓70間隔開來。一內部止進器312d設置於該上板312c中，以用於調整該風箱316之收縮程度。該內部止進器312d自該上板312c之一底表面突出。當該風箱316收縮時，該內部止進器312d接觸該下板312b。該止進器312d在一預定距離後停止該下板312b之向上移動，以防止該下板312b與該上板312c之間之距離被縮小至一小於該預定距離之距離。
參照第九圖和第十一圖，在該研磨過程中，空氣自該墊壓力調整部件900注入該空氣注射管327。注入該空氣注射管327之空氣依次經由該等第一至第四空氣流動路徑AFP1、AFP2、AFP3及AFP4，注入該風箱316。該風箱藉由所注入空氣之壓力而膨脹。因此，當該風箱膨脹時之長度BD2，大於當該風箱316收縮時之長度BD1。當該風箱膨脹時，該研磨墊311接觸該晶圓70。然後，該壓縮部件 310圍繞該研磨墊311之一中心軸線旋轉，以在該研磨墊311接觸該晶圓70的狀態下，研磨該晶圓70。
參照第九圖和第十二圖，因為該研磨墊311由於該壓縮部件310中之風箱316而壓緊該晶圓70，該研磨墊可為可傾斜。由於該晶圓70包含複數個圖案化薄膜，其一頂表面可能不平整。在該研磨製程期間，因為該研磨墊311可藉由該風箱316傾斜，該研磨墊311可被緊密附接至該晶圓70之表面。在本發明概念之一實例中，該研磨墊311可以一約±1度之角度TA傾斜。
藉由該研磨墊311應用於該晶圓之一壓力根據注入該風箱316之空氣之壓力而調整。該風箱316之空氣壓力藉由該墊壓力調整部件900調整。以下將在該墊壓力調整部件900之一組態(下文將說明)中，說明一用於調整該空氣壓力之製程。
該蓋317設置於該研磨體312之上，以覆蓋該研磨體312之一上部分。該蓋317連接至該研磨外殼312a之一上端，以提供一空間，以於該空間中接收該連接板。一開口317a界定於該蓋317之一中央部分。該連接板之一部分透過該開口317a突出，且連接至該旋轉軸322。一界定該開口317a之表面自該連接板間隔開來，該連接板插入該開口317a，以傾斜該研磨墊311。
該固定軸324及該等第一和第二化學品液管326a及326b之下端部，分別插入界定於連接板317、該上板312c及該下板312b之中央部分中之孔。該第二軸支架325b設置於該上板312c與該固定軸324之間。該第二軸支架325b連接至該上板312c，且固定連接至該固定軸324之下端， 以將該固定軸324固定至該上板312c。該第二軸支架325b使用一軸承(未顯示)連接至該上板312c。因此，該上板312c可旋轉地連接至該第二軸支架325b。
插入該壓縮部件310之固定軸324及該等第一和第二化學品液管326a及326b連接至該化學品液噴嘴318。該化學品液噴嘴318插入一界定於該墊托架313之一中央部分之孔，且連接至該墊托架313。該化學品液噴嘴318之一輸入端連接至該固定軸324以及該等第一和第二化學品液管326a及326b，且與該等第一和第二化學品液管326a及326b之輸出端連通。該化學品液噴嘴318之一輸出端透過一墊孔311a暴露至外部，該墊孔311a界定於該研磨墊311之中心。在該研磨製程期間，供應自該等第一和第二化學品液管326a及326b之該等第一和第二化學品液CL1及CL2，被噴灑至該晶圓70上。根據本發明概念之一實例，在該化學品液噴嘴318中，供應自該第一化學品液管326a之第一化學品液CL1透過其被引入之流動路徑，與供應自該第二化學品液管326b之第二化學品液CL2透過其被引入之流動路徑相分離。
在該研磨製程期間，該固定軸324、該等第一和第二化學品液管326a及326b以及該化學品液噴嘴318不旋轉，且該研磨墊311及該墊托架313旋轉。因此，由於該墊托架在該化學品液噴嘴318固定之狀態下旋轉，自該化學品液噴嘴318噴灑出的該等化學品液CL1及CL2可能被引入該墊托架313與該化學品液噴嘴318之間之一間隙，而產生異物。在該研磨過程中，於該墊托架313與該化學品液噴嘴318之間所產生之異物，可能滴至該晶圓70上，致使 內部研磨及晶圓受到污染。
為克服此等限制，該壓縮部件310可更包含一O形環319，其位於該化學品液噴嘴318與該墊托架313之間。該O形環319圍繞該化學品液噴嘴318，以防止自該化學品液噴嘴318噴灑出的該等化學品液CL1及CL2被引入該壓縮部件310。由於該O形環319可能被因該墊托架313之旋轉而產生之摩擦而磨損，應定期替換該O形環319。該O形環319之替換可與該研磨墊311之替換一起執行。
該研磨單元300可更包含一沖洗構件350，以用於防止在該研磨過程中，噴灑至該晶圓70上之該等第一和第二化學品液CL1及CL2發生硬化。
第十三圖係圖解說明第五圖之一沖洗構件之透視圖。
參照第九圖和第十三圖，該沖洗構件350設置於該流體供應部件320之一側。該沖洗構件350將一諸如超純水或純水之沖洗液RL噴灑至該晶圓70上，以防止在該研磨過程中，噴灑至該晶圓70上之該等第一和第二化學品液CL1及CL2發生硬化。
特定而言，該沖洗構件350可包含第一和第二沖洗噴嘴351及352，以及一連接管353，其連接至該等第一和第二沖洗噴嘴351及352之輸入端。該連接管353連接至一沖洗供應管線85，且該沖洗供應管線85連接至一沖洗液供應部件84。該沖洗液供應部件84將該沖洗液RL供應至該沖洗供應管線85，且該沖洗供應管線85將該沖洗液RL供應至該連接管線353。該連接管353將該沖洗液RL供應至該等第一和第二沖洗噴嘴351及352，且該等第一和第二沖洗噴嘴351及352將該沖洗液RL噴灑至該晶圓70上。
如上所述，該研磨單元300可包含該沖洗構件350，用於噴灑該沖洗液RL，以防止噴灑至該晶圓70上之該等第一和第二化學品液CL1及CL2在該研磨過程中發生硬化。特定而言，當執行一其中該研磨墊311以一大約800RPM之速度旋轉之高速研磨製程時，與一低速研磨製程相比，噴灑至該晶圓70上以用於該研磨製程之漿料的流體膜厚度較薄。因此，在該研磨過程中，噴灑至該晶圓70上之漿料可能易於發生硬化。另一方面，當執行該低速研磨製程時，噴灑至該晶圓70上之漿料淤積在該晶圓70之一邊緣部分。因此，該漿料可能在該晶圓70之邊緣部分硬化成一帶形。
為防止該漿料硬化，該沖洗構件350將該沖洗液RL噴灑至該晶圓70上，同時該研磨墊311旋轉以研磨該晶圓70。因此，由於該研磨單元300防止因該漿料之硬化而發生晶圓污染及內部研磨，從而可改良產品良率。
儘管在本具體實施例中，該等沖洗構件350包含兩個沖洗噴嘴351及352，但該等沖洗噴嘴351及352之數量，可根據製程效率及該等沖洗噴嘴351及352之注射量而增加或降低。
該沖洗構件350藉由一固定支架360固定至該流體供應部件320之一側。即，該固定支架360之一頂表面固定連接至該擺動部件330，且該沖洗構件350固定連接至該固定支架360之一橫向表面。
再次參照第五圖和第九圖，藉由該研磨單元300應用於該晶圓之壓力，係藉由該墊壓力調整部件900來調整。該墊壓力調整部件900可包含一空氣供應部件910、一主管 線920、一調節器930、一電動氣動調節器940、一第一閥950、一測壓計960、一真空構件970、一副線980，及一第二閥990。
特定而言，該空氣供應部件910將待供應至該壓縮部件310之風箱316之空氣，供應至該主管線920。該主管線920之一輸入端連接至該空氣供應部件910，且其一輸出端連接至該空氣注射管327。在該研磨過程中，該主管線920將自該空氣供應部件910注入之空氣，供應至該空氣注射管327。因此，該風箱316可發生膨脹。同時，在該研磨單元300之待命狀態期間，該主管線920將一提供自該真空構件970之真空壓力，傳輸至該空氣注射管327。因此，該風箱316可發生收縮。
該調節器930、該電動氣動調節器940、該第一閥950及該測壓計960按順序設置於該主管線920中。該調節器930將一自該空氣供應部件910供應至該主管線920之空氣壓力，減壓至一預定壓力。藉由該調節器930減壓之空氣朝向該電動氣動調節器940移動。在該研磨過程中，該電動氣動調節器940自動將藉由該調節器930減壓之空氣之壓力，調整於一預先設定壓力。該主管線920中之空氣經由該電動氣動調節器940，朝向該第一閥950移動。該第一閥950執行一開/關操作，以至/自該空氣注射管327，供應及中斷注入該主管線920之空氣。該測壓計960設置於該第一閥950與該空氣注射管327之間，以量測供應至該空氣注射管327之空氣之最終壓力。
該墊壓力調整部件900調整供應至該空氣注射管327之空氣之最終壓力，以調整該研磨單元300壓緊該晶圓70 之壓力。即，在該研磨單元300中，注入該風箱316之空氣之壓力，係根據自該墊壓力調整部件900供應之空氣之最終壓力而調整，且該風箱316之膨脹程度根據該內部空氣壓力而變更。即，隨著注入該風箱316之空氣之壓力增加，該風箱316進一步膨脹。因此，該研磨墊311壓緊該晶圓70之壓力增加。另一方面，隨著注入該風箱316之空氣之壓力降低，該風箱316進一步收縮。因此，該研磨墊311壓緊該晶圓70之壓力降低。
特定而言，該墊壓力調整部件900根據該晶圓70上之研磨墊311之一水平位置，調整該最終空氣壓力。即，該電動氣動調節器940電性連接至該控制單元60。該控制單元60控制該電動氣動調節器940，以便根據該晶圓70上之研磨墊311之水平位置，使該最終空氣壓力等於一設定對應於一對應位置之參考壓力。該控制單元60將該晶圓70劃分為複數個調整部分，且設定一適合該等調整部分之每一者之參考壓力。
如上所述，在該墊壓力調整部件900中，該排出空氣之最終壓力係藉由在該晶圓70之該等調整部分之每一者中之控制單元60來調整。因此，該研磨墊311壓緊該晶圓70之壓力在該等調整部分之每一者中調整。因此，該研磨單元300可防止該晶圓70之一特定區域被過分研磨，且可均勻研磨該晶圓70。
同時，該控制單元60可以電性連接該測壓計960。該測壓計960量測該主管線920之一最終空氣壓力值，以為該控制單元60提供所量測之最終空氣壓力值。當該最終空氣壓力調整時，該控制單元60基於一藉由該測壓計960量 測之壓力值，及一對應於該研磨墊311設置於該晶圓70上之一目前點之參考壓力值，控制該最終空氣壓力，以便使該研磨墊311之一壓縮壓力等於該參考壓力。
如上所述，因為該控制單元60基於一藉由該測壓計960量測之壓力值，而調整該主管線920之最終空氣壓力，所以該研磨單元300之壓縮壓力可精確調整於一壓力，此壓力等於在該研磨過程中該研磨墊311設置於其中之目前調整部分之參考壓力。
該主管線920連接至該副線980。該副線980連接至該真空構件970，以用於提供一真空壓力。即，該副線980連接至該測壓計960被連接之一點，與該第一閥950設置於該主管線920中之一點之間之一位置。該副線980透過該主管線920，將一從該真空構件970供應出的真空壓力，供應至該流體供應部件320。一從該墊壓力調整部件900供應出的真空壓力，透過該空氣注射管327及該等第一至第三空氣流動路徑AFP1、AFP2及AFP3，供應至該風箱316。該風箱316之一內部壓力藉由來自該墊壓力調整部件900供應之真空壓力而增加。因此，該風箱316收縮。
於該副線980中設置一第二閥990，以用於控制是否自/至該空氣注射管327中斷及供應該真空壓力。
一預定研磨圖案形成於該研磨墊311之一接觸該晶圓之表面上，以改良該研磨製程之效率。由於當該研磨製程執行於該晶圓上時該晶圓之摩擦，該研磨圖案可能逐漸磨損。同時，用於該研磨製程之該等化學品液可能在該研磨圖案之內硬化。該墊調節單元800(參見第三圖)可研磨該研磨墊311之表面，以再循環該研磨墊311。
以下，將參照隨附圖式詳細說明該墊調節單元。
第十四圖係圖解說明第三圖之一墊調節單元之透視圖。
參照第十四圖，該墊調節單元800可包含一處理槽810、第一和第二鑽石碟820及830、一清潔噴嘴840，及複數個加濕噴嘴850。
特定而言，該處理槽810具有一圓柱形形狀，並帶一打開之上部分。當該研磨墊311之再循環製程執行時，該研磨單元300之壓縮部件310(參見第五圖)被接收至該處理槽中。
該等第一和第二鑽石碟820及830設置於該處理槽810內部。該等第一和第二鑽石碟820及830設置於一碟支撐部件860上，且該碟支撐部件860設置於該處理槽810之一底表面上。該等第一和第二鑽石碟820及830水平設置成彼此平行。在該再循環製程期間，該鑽石碟820及830接觸該研磨墊311，以研磨該研磨墊311之表面。
在本發明概念之一實例中，該等第一和第二鑽石碟820及830之每一者具有一圓環形狀，且直徑小於該研磨墊311。同時，每一該等第一和第二鑽石碟820及830可藉由在一陶瓷材料、一金屬材料或一樹脂材料上沉積、附接或電沉積鑽石而製成。
當該研磨製程完成時，該研磨單元300之壓縮部件310在該壓縮部件310被接收至該處理槽810中的狀態下等待。當該研磨單元310在一待命狀態下時，執行該研磨墊311之再循環製程。在該再循環製程期間，該研磨墊311於其接觸該等第一和第二鑽石碟820及830的狀態下旋轉。 因此，該研磨墊311之表面可藉由該等第一和第二鑽石碟820及830研磨。
儘管在本具體實施例中，該墊調節單元800包含兩個鑽石碟820及830，但該等鑽石碟820及830之數量可根據各自鑽石碟820及830之大小及該研磨墊311之大小，而增加或降低。
該清潔噴嘴840設置於該碟支撐部件860之一側表面。同時，該清潔噴嘴840設置成與該等第一和第二鑽石碟820及830相鄰。當該研磨墊311藉由該等第一和第二鑽石碟820及830完全研磨時，該清潔噴嘴840將一清潔液體噴灑至該研磨墊311之表面上，以清潔該研磨墊311之表面。具體而言，因為該研磨圖案形成於該研磨墊311之表面上，該研磨圖案中可能會殘留異物。因此，可能難以依據其位置條件移除該等異物。
為有效地移除該異物，該清潔噴嘴840在高壓下噴灑該清潔液體，以將一物理力量應用於該研磨墊311之表面上。在本發明概念之一實例中，該清潔噴嘴840可在大約0.01MPa至大約0.5MPa之一壓力下噴灑該清潔液體。在此，可使用超純水作為該清潔液體。
複數個加濕噴嘴851、852、853及854設置於該處理槽810之一內壁中。儘管在本具體實施例中該墊調節單元800包含四個加濕噴嘴851、852、853及854，但該等加濕噴嘴851、852、853及854之數量可根據製程效率而增加或降低。
該等加濕噴嘴851、852、853及854設置成兩對，每一對在該處理槽810內設置於兩個側壁之每一者中並彼此 面對。在研磨該研磨墊311之前，該等加濕噴嘴851、852、853及854將一沖洗液噴灑至該研磨墊311上以移除該化學品液，例如，該研磨墊311上之漿料殘留。
同時，在該研磨墊311之再循環製程期間，該等加濕噴嘴851、852、853及854連續噴灑該沖洗液，以將該處理槽810之內部維持於潮濕狀態下。因此，該墊調節單元300防止在該研磨墊311之再循環製程期間，殘留於該研磨墊311上之漿料發生硬化。
如上所述，提供獨立於該研磨單元300之單獨墊調節單元800，以於該待命狀態下執行該研磨墊311之再循環製程。即，與該晶圓之研磨製程分開執行該研磨墊311之再循環製程。因此，該基板研磨單元1000可防止殘留於該研磨墊311上之鑽石屑滴落至晶圓上。因此，可防止晶圓之內部研磨。
以下，將參考隨附圖式詳細說明一於其中藉由該基板研磨單元1000研磨該晶圓之製程。
第十五圖係根據本發明概念之一具體實施例一基板研磨方法之流程圖，第十六圖係一於其中一晶圓藉由第四圖之研磨單元研磨之操作狀態之透視圖。第十七A圖和第十七B圖係圖解說明一於其中一晶圓藉由第十六圖之一研磨墊研磨之狀態之一實例之平面視圖。
參照第三、十五及十六圖，在操作S110中，該主傳送機器人50(參見第一圖)自該緩衝單元30取出該晶圓70，以將該晶圓70安置於該基板支撐單元100之旋轉頭110上，然後，該等第一和第二處理杯210及220藉由該升/降單元260上升，以將旋轉頭110安置於該第一處理杯210 內部。
在操作S120中，該壓縮部件310藉由該研磨單元300之驅動部件340，設置於該晶圓70之上，且與該晶圓70相鄰。
該研磨單元300將該等第一和第二化學品液CL1及CL2噴灑至該晶圓70上，且同時在該壓縮部件310之研磨墊311接觸該晶圓70之表面之狀態下，圍繞該研磨墊311之中心軸線旋轉該壓縮部件310之研磨墊311，以研磨該晶圓70。在該研磨製程期間，透過該壓縮部件310之化學品液噴嘴318噴灑該等第一和第二化學品液CL1及CL2，且同時旋轉及擺動該研磨墊311。
根據此具體實施例，在該基板研磨單元1000中，該研磨單元300研磨該晶圓70，同時噴灑該等第一和第二化學品液CL1及CL2。然而，該研磨單元300不噴灑該等第一和第二化學品液CL1及CL2，而是一單獨化學品液注射單元，例如，該第一處理流體供應單元400(參見第三圖)或該第二處理流體供應單元500(參見第三圖)，可噴灑該等第一和第二化學品液CL1及CL2，以用於研磨該晶圓70。當該研磨墊311研磨該晶圓70時，該控制單元60控制該基板支撐單元100、該研磨單元300及該墊壓力調整部件900，以調整研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4之至少一研磨變數，其可針對該晶圓70之一預先設定調整部分VS，調整該晶圓70之研磨量。因此，在操作S130中，該基板研磨單元1000研磨該晶圓70，同時調整該晶圓70之調整部分VS之研磨量。
在該研磨製程期間，該研磨墊311可在與該晶圓70相 同之方向上旋轉，或在一不同於該晶圓70之方向上旋轉。舉例而言，如第十七A圖中所示，該研磨墊311及該晶圓70可全部在順時針方向上旋轉。另一方面，如第十七B圖中所示，該研磨墊311可在逆時針方向上旋轉，該晶圓70可在順時針方向上旋轉。
當該等壓縮部件310噴灑該等化學品液CL1及CL2並同時旋轉以研磨該晶圓70時，該沖洗構件350可將沖洗液噴灑至該晶圓70上。因此，該研磨單元300可防止噴灑至該晶圓70上之該等化學品液CL1及CL2在該研磨過程中發生硬化，同時且亦研磨及清潔該晶圓70。
當該研磨製程完全藉由該研磨單元300執行時，於操作S140中執行用於清潔該晶圓70之清潔製程。
現將簡單說明該晶圓70之清潔製程。該晶圓70之頂表面實體上藉由該掃刷單元600掃刷。此時，該旋轉頭110設置於該第一處理杯210內部。其後，該等第一和第二處理杯210及220藉由該升/降單元260下降，以於該第二處理杯220內將該晶圓70定位於該第一處理杯210之上。然後，該等第一和第二處理流體供應單元400及500將該處理液噴灑至該晶圓70上，以清潔該晶圓70。該氣溶膠單元700將該處理流體噴灑至該晶圓70上，以移除殘留於該晶圓70上之異物。
沖洗及乾燥該晶圓70。用於沖洗該晶圓70的沖洗液以及一乾燥流體，可噴灑自該等第一和第二處理流體供應單元400及500之一者。
如上所述，由於該研磨製程及該清潔製程按順序執行於該基板研磨單元1000中之一杯單元200內，可縮短該晶 圓70之傳送時間及處理時間，以改良該生產效率。
同時，在該基板研磨單元1000中，該晶圓70之研磨製程及掃刷製程執行於一處理杯之內，其不同於用於該晶圓70之清潔製程之處理杯。因此，在該基板研磨單元1000中，用於該研磨製程之處理液可自用於該清潔製程之處理液分離，且彼此單獨恢復。
當該清潔製程完成時，在操作S150中，該主傳送機器人50(參見第一圖)卸載設置於該旋轉頭110上之晶圓70，以將所卸載之晶圓70裝載至該緩衝單元30(參見第一圖)。該分度機器人20(參見第一圖)自該緩衝單元30取出其中已於該基板研磨單元1000中完成該等製程之晶圓70，以將該晶圓70裝載於安置在該裝載/卸載單元10(參見第一圖)上之該等FOUP 12a、12b、12c及12d上。其中已完成該研磨製程及該清潔製程之該等晶圓，藉由該等FOUP 12a、12b、12c及12d之一單元，被傳送至外部。
以下將詳細說明一製程，其中該等研磨變數根據該調整部分而調整以研磨該晶圓。
該等研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4包含第一至第四研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4。該第一研磨變數PV1表示一壓力，該研磨墊311在此壓力下壓緊該晶圓。該第二研磨變數PV2表示一旋轉速度，該研磨墊311以此旋轉速度圍繞該中心軸線旋轉。該第三研磨變數PV3表示該旋轉頭110之一旋轉速度。該第四研磨變數PV4表示該擺動部件330之一擺動速度。
該晶圓70之研磨量可根據該等研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4之每一者之一值變更。同時，該晶圓70之研磨 量可藉由僅調整該等研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4之一者而變更。
該控制單元60將該晶圓之一半徑劃分為複數個預先設定之調整部分。在此具體實施例中，該等調整部分之距離可以相同，亦可以彼此不同。
在該研磨製程期間，該控制單元60選擇至少一研磨變數，以用於根據該等研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4中該等調整部分之每一者調整該研磨變數之值，以調整該晶圓70之研磨量。針對該等調整部分之每一者，將該選定研磨變數設定為適當參考值，以均勻研磨該晶圓70。因此，該選定研磨變數之該等參考值可根據該等對應調整部分而變更。
在該研磨製程期間，該控制單元60控制該對應研磨變數之一值，以便所選定之研磨變數之值等於一參考值，其對應於該研磨墊311設置於其中之目前調整部分。因此，由於該基板研磨單元1000根據該晶圓70之該等調整部分調整一特定研磨變數之一值，邏輯上可調整該晶圓70之研磨量。
以下，將詳細說明各自研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4與該晶圓70之研磨量之間之一關係。
參照第九圖和第十六圖，該第一研磨變數PV1表示一壓力值，該研磨墊311在此壓力下壓緊該晶圓70。該第一研磨變數PV1之一值根據設置於該壓縮部件310中之風箱316之一內部壓力而調整。該風箱316之內部壓力根據該墊壓力調整部件900之一最終空氣壓力而調整。即，隨著自該墊壓力調整部件900排出之空氣壓力增加，風箱316內 之壓力增加。因此，該第一研磨變數PV1之值，即該研磨墊311壓緊該晶圓70之壓力增加。當該研磨墊311之壓縮壓力PV1增加時，該晶圓70之研磨量增加。
該控制單元60控制該墊壓力調整部件900之電動氣動調節器940(參見第五圖)，以使該第一研磨變數PV1之值等於一參考值，該參考值對應於該研磨墊311設置於其中之目前調整部分。因此，該墊壓力調整部件900之最終空氣壓力根據該等調整部分之每一者而調整。因此，該研磨墊311之壓縮壓力PV1得以調整。當該墊壓力調整部件900之最終空氣壓力被調整時，該控制單元60基於藉由該墊壓力調整部件900之測壓計960(參見第五圖)量測之墊壓力調整部件900之目前最終空氣壓力，而判定該最終空氣壓力之一調整程度。
第十八圖係圖解說明根據一研磨單元於一壓力下壓緊該晶圓，晶圓之研磨均勻性的圖表。
參照第十六圖和第十八圖，第一圖形G1表示當該研磨墊311在一預定壓縮壓力下研磨該晶圓70時，該晶圓70在該等調整部分之每一者中之研磨量之圖形。第二圖形G2表示當該研磨墊311在一預先設定壓縮壓力下在該等調整部分之每一者中研磨該晶圓70時，該晶圓70在該等調整部分之每一者中之研磨量之圖形。
比較該第一圖形G1與該第二圖形G2，研磨量可均勻分散於一情況G2中，其中該壓縮壓力根據當與一情況G1比較時該等調整部分之每一者而調整，在該情況G1中，該研磨墊311研磨該晶圓70，同時該研磨墊311在同一壓力下壓緊該晶圓70之整個區域。
即，當該基板研磨單元1000調整該等調整部分之每一者之壓縮壓力時，研磨均勻性得以改良。因此，基板研磨單元1000可改良產品良率及研磨效率。此外，該晶圓70可視需要以各種方式研磨。
該控制單元60可使用該第二研磨變數PV2調整該等調整部分之每一者之研磨量。該第二研磨變數PV2表示該研磨墊311圍繞該磁中心軸線旋轉之一速度，即，該研磨墊311之旋轉速度。當該研磨墊311之旋轉速度PV2增加時，該研磨量增加。該研磨墊311之旋轉速度PV2藉由該研磨單元300之第二驅動馬達342來調整。該控制單元60控制該第二驅動馬達342之旋轉速度，以根據該等調整部分之每一者調整該研磨墊311之旋轉速度PV2。
該第三研磨變數PV3表示該晶圓70之旋轉速度，即，該旋轉頭110之旋轉速度。隨著該旋轉頭110之旋轉速度PV3增加時，該研磨量增加。該旋轉頭110之旋轉速度PV3藉由支撐該旋轉頭110之支撐部件120來調整。該控制單元60控制該支撐部件120之旋轉速度，以根據該等調整部分之每一者調整該旋轉頭110之旋轉速度PV3。
該第四研磨變數PV4表示一速度，該研磨墊311在此速度下擺動於該晶圓70上。當該研磨墊311之擺動速度PV4增加時，該研磨量增加。該研磨墊311之擺動速度PV4藉由該研磨單元300之擺動部件330之擺動速度而調整。該擺動部件330之擺動速度藉由該研磨單元300之第一驅動馬達341(參見第六圖)來調整。該控制單元60控制該第一驅動馬達341之旋轉速度，以根據該等調整部分之每一者，調整該研磨墊311之擺動速度PV4。
在本發明概念之一實例中，該研磨墊311於該晶圓70之一端及一中心點之間擺動。
在本具體實施例中，該控制單元60僅調整該等第一至第四研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4之一，以調整該等調整部分之每一者之研磨量。然而，該控制單元60可結合該等第一至第四研磨變數PV1、PV2、PV3及PV4之至少兩個研磨變數，來調整該等調整部分之每一者之研磨量。因此，該等對應研磨變數之值可根據該等調整部分之每一者而調整。
根據上述發明概念，該基板研磨裝置可局部調整研磨量，以改良研磨均勻性及產品良率。
以上所揭示之標的應被視為示意性的而非限制性的，且所附該等申請專利範圍意欲涵蓋落入本發明概念之真正精神及範圍內之所有此等修改、增強及其他具體實施例。因此，在法律容許之最大範圍內，本發明概念之範圍將藉由以下申請專利範圍及其等效項之最寬泛可允許解釋來判定，且不應受上述詳細說明之約束或限制。
10‧‧‧裝載/卸載單元
20‧‧‧分度機器人
30‧‧‧緩衝單元
41‧‧‧第一傳送路徑
42‧‧‧第一傳送軌條
43‧‧‧第二傳送路徑
44‧‧‧第二傳送軌條
50‧‧‧主傳送機器人
60‧‧‧控制單元
70‧‧‧晶圓
81‧‧‧第一化學品液供應部件
82‧‧‧第二化學品液供應部件
84‧‧‧沖洗液供應部件
85‧‧‧沖洗供應管線
100‧‧‧基板支撐單元
110‧‧‧旋轉頭
120‧‧‧支撐部件
200‧‧‧杯單元
210‧‧‧第一處理杯
211‧‧‧側壁
212‧‧‧頂板
213‧‧‧導引部件
220‧‧‧第二處理杯
221‧‧‧側壁
222‧‧‧頂板
230‧‧‧第一恢復槽
231‧‧‧底板
232‧‧‧第一側壁
233‧‧‧第二側壁
234‧‧‧連接部件
240‧‧‧第二恢復槽
241‧‧‧底板
242‧‧‧第一側壁
243‧‧‧第二側壁
251‧‧‧第一恢復管
252‧‧‧第二恢復管
260‧‧‧升/降構件
261‧‧‧支架
262‧‧‧運動軸
263‧‧‧主動件
300‧‧‧研磨單元
310‧‧‧壓縮部件
311‧‧‧研磨墊
312‧‧‧研磨體
313‧‧‧墊托架
314‧‧‧夾持構件
316‧‧‧風箱
317‧‧‧蓋
318‧‧‧化學品液噴嘴
319‧‧‧O形環
320‧‧‧流體供應部件
321‧‧‧外殼
322‧‧‧旋轉軸
324‧‧‧固定軸
327‧‧‧空氣注射管
330‧‧‧擺動部件
331‧‧‧擺動箱
332‧‧‧滑輪
333‧‧‧驅動滑輪
334‧‧‧皮帶
340‧‧‧驅動部件
341‧‧‧第一驅動馬達
342‧‧‧第二驅動馬達
343‧‧‧垂直運動部件
344‧‧‧垂直臂
345‧‧‧驅動箱
350‧‧‧沖洗構件
351‧‧‧第一沖洗噴嘴
352‧‧‧第二沖洗噴嘴
353‧‧‧連接管
360‧‧‧固定支架
400‧‧‧第一處理流體供應單元
500‧‧‧第二處理流體供應單元
600‧‧‧掃刷單元
700‧‧‧氣溶膠單元
800‧‧‧墊調節單元
810‧‧‧處理槽
820‧‧‧第一鑽石碟
830‧‧‧第二鑽石碟
840‧‧‧清潔噴嘴
851‧‧‧加濕噴嘴
852‧‧‧加濕噴嘴
853‧‧‧加濕噴嘴
854‧‧‧加濕噴嘴
860‧‧‧碟支撐部件
900‧‧‧墊壓力調整部件
910‧‧‧空氣供應部件
920‧‧‧主管線
930‧‧‧調節器
940‧‧‧電動氣動調節器
950‧‧‧第一閥
960‧‧‧測壓計
970‧‧‧真空構件
980‧‧‧副線
990‧‧‧第二閥
1000‧‧‧基板研磨單元
2000‧‧‧基板處理系統
11a‧‧‧裝載口
11b‧‧‧裝載口
11c‧‧‧裝載口
11d‧‧‧裝載口
12a‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12b‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12c‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12d‧‧‧前開式晶圓傳送盒
213a‧‧‧第一導引壁
213b‧‧‧第二導引壁
231a‧‧‧恢復流動路徑
231b‧‧‧第一恢復孔
241a‧‧‧恢復流動路徑
241b‧‧‧第二恢復孔
311a‧‧‧墊孔
312a‧‧‧研磨外殼
312b‧‧‧下板
312c‧‧‧上板
312d‧‧‧內部止進器
314a‧‧‧磁鐵
314b‧‧‧夾板
314c‧‧‧螺釘
317a‧‧‧開口
323a‧‧‧第一軸承
323b‧‧‧第二軸承
325a‧‧‧第一軸支架
325b‧‧‧第二軸支架
326a‧‧‧第一化學品液管
326b‧‧‧第二化學品液管
328a‧‧‧第一唇型旋轉油封
328b‧‧‧第二唇型旋轉油封
343a‧‧‧球螺釘
343b‧‧‧螺母
343c‧‧‧第三驅動馬達
83a‧‧‧第一化學品液供應
83b‧‧‧第二化學品液供應管
AFP1‧‧‧第一空氣流動路徑
AFP2‧‧‧第二空氣流動路徑
AFP3‧‧‧第三空氣流動路徑
AFP4‧‧‧第四空氣流動路徑
CL1‧‧‧第一化學品液
CL2‧‧‧第二化學品液
PV1‧‧‧研磨變數
PV2‧‧‧研磨變數
PV3‧‧‧研磨變數
PV4‧‧‧研磨變數
RL‧‧‧沖洗液
RS1‧‧‧第一恢復空間
RS2‧‧‧第二恢復空間
BD1‧‧‧長度
BD2‧‧‧長度
TA‧‧‧角度
所含隨附圖式係為提供對本發明概念之深入瞭解，其被併入及構成此規範之一部分。該等圖式圖解說明本發明概念之例示性具體實施例，並與「實施方式」一起，用於解釋本發明概念之原理。在圖中：第一圖係根據本發明概念之一具體實施例之單一晶圓類型研磨系統的概略示意視圖；第二圖係第一圖之單一晶圓類型研磨系統之側截面視圖； 第三圖係第一圖之一基板研磨單元之透視圖；第四圖係第三圖之一基板支撐單元及一處理杯之部分截面透視圖；第五圖係第三圖之一研磨單元之透視圖；第六圖係第五圖之研磨單元之部分分解透視圖；第七圖係第五圖之研磨單元之一背部表面之部分分解透視圖；第八圖係第五圖之研磨單元之部分截面透視圖；第九圖係第五圖之一壓縮部件及一流體供應部件之縱向截面視圖；第十圖係第九圖之壓縮部件於一待命狀態下之縱向截面視圖；第十一圖和第十二圖係一狀態之縱向截面視圖，其中一晶圓藉由第九圖之壓縮部件研磨；第十三圖係第五圖之一沖洗構件之透視圖；第十四圖係第三圖之一墊調節單元之透視圖；第十五圖係根據本發明概念之一具體實施例之一基板研磨方法之流程圖；第十六圖係一操作狀態之透視圖，其中一晶圓藉由第四圖之研磨單元研磨；第十七A圖和第十七B圖係圖解說明一狀態之一實例之平面視圖，其中一晶圓藉由第十六圖之一研磨墊研磨；及第十八圖係根據一壓力下之晶圓的研磨均勻性之圖表，其中在該壓力下，藉由一研磨單元壓緊該晶圓。
10‧‧‧裝載/卸載單元
11a‧‧‧裝載口
11b‧‧‧裝載口
11c‧‧‧裝載口
11d‧‧‧裝載口
12a‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12b‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12c‧‧‧前開式晶圓傳送盒
12d‧‧‧前開式晶圓傳送盒
20‧‧‧分度機器人
30‧‧‧緩衝單元
41‧‧‧第一傳送路徑
42‧‧‧第一傳送軌條
43‧‧‧第二傳送路徑
44‧‧‧第二傳送軌條
50‧‧‧主傳送機器人
60‧‧‧控制單元
100‧‧‧基板支撐單元
200‧‧‧杯單元
300‧‧‧研磨單元
400‧‧‧第一處理流體供應單元
500‧‧‧第二處理流體供應單元
600‧‧‧掃刷單元
700‧‧‧氣溶膠單元
800‧‧‧墊調節單元
1000‧‧‧基板研磨單元
2000‧‧‧基板處理系統

Claims (11)

  1. 一種基板研磨裝置，包括：一可旋轉的基板支撐構件，於其上安置一基板；一可旋轉與擺動的研磨單元，其研磨安置於該基板支撐構件上之基板之一頂表面，包括：一壓縮部件，包括：一設置於該研磨墊之上之化學品液噴嘴，該化學品液噴嘴將一化學品液噴灑至安置於該基板支撐構件上之基板；一研磨墊，該壓縮部件圍繞一中心軸線旋轉，以研磨該基板，且該研磨墊中界定一墊孔，該化學品液噴嘴透過該墊孔露出；一O形環(O-ring)，其設置於該墊孔與該化學品液噴嘴之間，該O形環圍繞該化學品液噴嘴，以防止自該化學品液噴嘴噴灑出的研磨化學品液被引入該壓縮部件；一擺動臂，其連接至該壓縮部件以擺動該壓縮部件；一驅動部件，其設置於該擺動臂之下，該驅動部件將一旋轉力提供至該壓縮部件以擺動該擺動臂；及一流體供應部件，其設置於該壓縮部件之上並將該研磨化學品液提供至該化學品液噴嘴，該流體供應部件連接至該擺動部件之一下部分，且藉由該擺動部件擺動，包括：一旋轉軸，其連接至該壓縮部件以旋轉該 研磨墊，該旋轉軸具有一管形形狀；至少一化學品液供應管，其設置於該旋轉軸內部，且該化學品液供應管於該旋轉軸旋轉時係固定不動的，且該化學品液供應管連接至該化學品液噴嘴，以向該化學品液噴嘴提供該研磨化學品液；一內建於該旋轉軸中之外殼，其具有一管形形狀，並連接至該壓縮部件，且該外殼包括一第一空氣流動路徑，而空氣透過該第一空氣流動路徑被引入；一空氣注射管，其連接至該外殼以與該第一空氣流動路徑連通，該空氣注射管自該外部接收空氣，以將該空氣提供至該第一空氣流動路徑；及第一和第二唇型油封構件，其設置於該外殼與該旋轉軸之間，每一唇型油封構件圍繞該旋轉軸，並在一垂直方向上朝向彼此，且自彼此間隔開來，以界定一與該第一空氣流動路徑連通之第二空氣流動路徑；其中，一與該第二空氣流動路徑連通之第三空氣流動路徑設置於該旋轉軸中，且流入該第三空氣流動路徑之空氣被注入該風箱；一控制單元，其於一研磨製程期間控制該基板支撐構件及該研磨單元，以根據該研磨墊相對於該基板之一水平位置，調整一研磨變數之值，該研磨變數調整該基板之一研磨量； 其中，該控制單元將基板之頂表面劃分為複數個調整部分，且在該研磨製程期間根據該等調整部分之每一者調整該研磨變數；其中，該基板具有一圓盤形狀，且沿該基板之一半徑劃分複數個調整部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板研磨裝置，其中，該研磨變數由該研磨墊壓緊該基板之一壓力、該研磨墊之一旋轉速度、該研磨墊之一擺動速度，及該基板支撐構件之一旋轉速度之一者所組成或其組合所組成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板研磨裝置，其中，該等調整部分具有彼此相同之距離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之基板研磨裝置，其中，該等調整部分之距離彼此不同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之基板研磨裝置，其中，該等控制單元控制該驅動部件，以調整該研磨墊之擺動速度之旋轉速度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之基板研磨裝置，其中，該壓縮部件包括一設置於該研磨墊之上之風箱，該風箱調整一壓力，而處在該壓力中，該研磨墊使用一空氣壓力壓緊該基板；其中，該控制單元調整注入該風箱之空氣壓力，以調整該研磨墊之一壓縮壓力。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基板研磨裝置，其中，於該研磨墊中界定一墊孔，該化學品液噴嘴透過該墊孔露出。
  8. 一種以請求項1之基板研磨裝置所進行之基板研 磨方法，該方法包括：將該基板安置於一基板支撐構件上；將一研磨墊設置於該基板之一頂表面上；及旋轉及擺動該研磨墊，同時該研磨墊壓緊該基板，以研磨該基板，其中，該基板之研磨包括根據該研磨墊相對於該基板之一水平位置，調整一研磨變數之一值，而該研磨變數調整該基板的一研磨量，以局部調整該基板之研磨量。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之基板研磨方法，其中，該研磨變數由該研磨墊壓緊該基板之一壓力、該研磨墊之一旋轉速度、該研磨墊之一擺動速度，及該基板支撐構件之一旋轉速度之一者所組成或其組合所組成。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之基板研磨方法，其中，調整該基板之研磨量包括調整該基板之研磨量，以便使該研磨變數之值等於該研磨變數之一參考值，該參考值被預先設定為對應於一目前位置；而在該目前位置，該研磨墊係設置於該基板上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之基板研磨方法，其中，複數個調整部分界定於該基板中，且根據該等調整部分之每一者來設定該研磨變數之參考值。
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