[發明專利]利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法

有效

• 申請號: 201110143287.X
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102240927A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 路新春;沈攀
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;H01L21/02;H01L21/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

1.一種利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述化學機械拋光設備包括多個化學機械拋光機、機械手和過渡裝置，其中所述多個化學機械拋光機和所述過渡裝置圍繞所述機械手布置，所述方法包括以下步驟：

A)通過所述機械手將所述過渡裝置上的晶圓搬運到所述多個化學機械拋光機中的至少一個上以便利用所述多個化學機械拋光機對晶圓進行拋光；

B)通過所述機械手將拋光后的晶圓搬運到所述過渡裝置上；和

C)重復步驟A)和B)直到完成所有晶圓的拋光。

2.根據權利要求1所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，

所述步驟A)包括：通過所述機械手將多個晶圓從所述過渡裝置上分別搬運到所述多個化學機械拋光機上以便利用所述多個化學機械拋光機對所述多個晶圓進行拋光；

所述步驟B)包括：通過所述機械手將由所述多個化學機械拋光機拋光后的多個晶圓分別搬運到所述過渡裝置上。

3.根據權利要求2所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述化學機械拋光機為三個，且所述機械手為多臂機械手，

其中所述多臂機械手將三個晶圓同時從所述過渡裝置上搬運到所述三個化學機械拋光機上以便通過所述三個化學機械拋光機同時對三個晶圓進行拋光；

其中所述多臂機械手將所述三個化學機械拋光機拋光后的三個晶圓同時搬運到所述過渡裝置上。

4.根據權利要求2所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述化學機械拋光機為三個，且所述機械手為單臂機械手，

其中所述單臂機械手將三個晶圓依次從過渡裝置上搬運到所述三個化學機械拋光機上以便通過所述三個化學機械拋光機對三個晶圓進行拋光；

其中所述單臂機械手將拋光后的三個晶圓從所述三個化學機械拋光機搬運到所述過渡裝置上。

5.根據權利要求1所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述步驟A)包括：

A1)通過所述機械手將一個晶圓從所述過渡裝置上搬運到所述多個化學機械拋光機中的第一化學機械拋光機上進行第一次拋光；

A2)通過所述機械手將經過第一次拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到第二化學機械拋光機進行第二次拋光并重復步驟A1)；和

A3)通過所述機械手將經過第二次拋光后的晶圓從所述第二化學機械拋光機順序搬運到所述多個化學機械拋光機中的其余化學機械拋光機以順序進行拋光并重復步驟A2)；

所述步驟B)包括：B1)通過所述機械手將經過最后一次拋光后的晶圓搬運到所述過渡裝置上。

6.根據權利要求5所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述化學機械拋光機為三個，所述機械手為單臂機械手，且所述過渡裝置包括第一平臺和第二平臺，

所述步驟A)包括：

A1)通過所述機械手將一個晶圓從所述第一平臺上搬運到所述三個化學機械拋光機中的第一化學機械拋光機上進行粗拋光；

A2)通過所述機械手將經過粗拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到第二化學機械拋光機進行細拋光并重復步驟A1)；和

A3)通過所述機械手將經過細拋光后的晶圓從所述第二化學機械拋光機搬運到第三化學機械拋光機以進行精拋光并重復步驟A2)；

所述步驟B)包括：B1)通過所述機械手將經過精拋光后的晶圓搬運到所述第二平臺上。

7.根據權利要求5所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述化學機械拋光機為三個，所述機械手為四臂機械手，且所述過渡裝置包括第一平臺和第二平臺，

所述步驟A)包括：

A1)通過所述四臂機械手的第一手臂將一個晶圓從所述第一平臺上搬運到所述三個化學機械拋光機中的第一化學機械拋光機上進行粗拋光；

A2)通過所述四臂機械手的第二手臂將經過粗拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到第二化學機械拋光機進行細拋光并重復步驟A1)；和

A3)通過所述四臂機械手的第三手臂將經過細拋光后的晶圓從所述第二化學機械拋光機搬運到第三化學機械拋光機以進行精拋光并重復步驟A2)；

所述步驟B)包括：B1)通過所述四臂機械手的第四手臂將經過精拋光后的晶圓搬運到所述第二平臺上。

8.根據權利要求7所述的利用化學機械拋光設備進行化學機械拋光的方法，其特征在于，所述四臂機械手具有基座和可旋轉地安裝在所述基座上且成十字形布置的四個手臂，其中所述第一平臺的第一放置面的圓心、所述第二平臺的第二放置面的圓心和所述三個化學機械拋光機的三個裝卸平臺的工作面的圓心分布在以所述基座的中心線上的點為圓心的圓周上，其中兩個所述化學機械拋光機的裝卸平臺沿所述圓周的徑向相對，另一個所述裝卸平臺與所述第一平臺沿所述圓周的徑向相對，所述第二平臺設在所述第一平臺和與所述第一平臺相鄰的所述裝卸平臺之間，所述第一平臺的第一放置面的圓心與所述圓周的圓心的連線與所述第二平臺的第二放置面的圓心與所述圓周的圓心的連線之間的夾角為θ，

所述步驟A)包括：

A1)通過所述四臂機械手的第一手臂從所述第一平臺上抓取一個未拋光晶圓，然后所述四臂機械手旋轉九十度以使所述第一手臂將未拋光晶圓搬運到所述三個化學機械拋光機中的第一化學機械拋光機上進行粗拋光，隨后所述四臂機械手反向旋轉九十度；

A2)通過所述四臂機械手的第二手臂從所述第一化學機械拋光機上抓取經過粗拋光后的晶圓并重復步驟A1)以使所述第二手臂將經過粗拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到第二化學機械拋光機進行細拋光且使所述第一手臂將未拋光晶圓搬運到所述第一化學機械拋光機上進行粗拋光；

A3)通過所述四臂機械手的第三手臂從所述第二化學機械拋光機上抓取經過細拋光后的晶圓并重復步驟A2)以同時使所述第三手臂將經過細拋光后的晶圓從所述第二化學機械拋光機搬運到第三化學機械拋光機進行精拋光、使所述第二手臂將經過粗拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到所述第二化學機械拋光機進行細拋光、以及使所述第一手臂將未拋光晶圓搬運到所述第一化學機械拋光機上進行粗拋光；和

A4)通過所述四臂機械手的第四手臂從所述第三化學機械拋光機上抓取經過精拋光后的晶圓、通過所述第三手臂從所述第二化學機械拋光機上抓取經過細拋光后的晶圓、通過所述第二手臂從所述第一化學機械拋光機上抓取經過粗拋光后的晶圓、以及通過所述第一手臂從所述第一平臺上抓取一個未拋光晶圓，然后所述四臂機械手旋轉九十度以使所述第三手臂將經過細拋光后的晶圓從所述第二化學機械拋光機搬運到第三化學機械拋光機進行精拋光、使所述第二手臂將經過粗拋光后的晶圓從所述第一化學機械拋光機搬運到所述第二化學機械拋光機進行細拋光、以及使所述第一手臂將未拋光晶圓搬運到所述第一化學機械拋光機上進行粗拋光；

所述步驟B)包括：B1)所述四臂機械手反向旋轉角度θ以使所述第四手臂將經過精拋光后的晶圓搬運到所述第二平臺上，隨后所述四臂機械手反向旋轉90-θ度。