[發明專利]高生產量CMP平臺

在審

• 申請號: 201310163387.8
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103962935A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 吳健立;沈憲聰;黃循康;黃正吉;楊棋銘
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B37/013;B24B37/34
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明一般地涉及半導體技術領域，更具體地來說，涉及化學機械拋光系統及其方法。

背景技術

在半導體制造中，在形成完整管芯之前，半導體晶圓通常經過多個工藝步驟或階段。例如，這樣的工藝步驟可以包括光刻、蝕刻、半導體摻雜、以及在半導體晶圓上沉積和/或移除多種材料。

不同工藝步驟期間花費的時間直接確定獨立工藝的生產量和形成完整管芯的生產量。然而，一些工藝可能要求對工件再加工，其中，對工件進行校正，以達到多種標準。例如，在化學-機械拋光(CMP)期間，可以在一個或多個相應的拋光臺處實施一個或多個拋光步驟。一旦工件經過所有拋光步驟，就對拋光后的工件測量多種參數。

傳統上，當在CMP工藝之后，一個或多個被測量的參數不在規范內時，工件通常被返回到相同的一個或多個拋光臺，以在被稱為“再加工”期間實現期望參數。然而，由于相同拋光臺過多地用于初始拋光和再加工拋光，所以這樣的再加工技術通常通過CMP工藝降低工件生產量。當工件尺寸增加時，由于拋光更大工件花費更長時間，使用相同拋光臺的這樣的傳統再加工技術降低生產量。

發明內容

以下提供簡化概述，以提供本發明的一個或多個方面的基本理解。該概要不是本發明的完整描述，并且既不旨在識別本發明的關鍵或重要元件，并且也不是對本發明的范圍進行劃界。而是，概要的主要目的在于以簡化形式提出本發明的一些概念，作為稍后提出的更詳細說明的序言。

在一個實施例中，尤其是當工藝工件具有接近和/或超過450mm的直徑時，本發明涉及用于增加生產量的化學-機械拋光系統。本發明的化學-機械拋光系統包括：具有第一拋光盤和第一CMP頭的第一拋光裝置、具有第二拋光盤和第二CMP頭的第二拋光裝置、以及具有再加工拋光盤和再加工CMP頭的再加工拋光裝置。

例如，當工件被放置在第一拋光盤上時，第一CMP頭被配置成對工件實施粗化學-機械拋光。當工件被放置在第二拋光盤上時，第二CMP頭被配置成對工件實施細化學-機械拋光。而且，當工件被放置在再加工拋光盤上時，再加工CMP頭被配置成對工件實施輔助化學-機械拋光。

測量裝置進一步被設置并且配置為測量工件的一個或多個參數。傳送裝置被配置成在第一拋光裝置、第二拋光裝置、再加工拋光裝置、以及測量裝置中的兩個或更多個之間傳送工件?？梢赃M一步提供加載裝置，其中，加載裝置被配置成在多個FOUP(晶圓傳送盒)之一和傳送裝置之間傳送工件。而且，清潔裝置被配置成從工件清潔拋光殘留物。同樣地，傳送裝置進一步被配置成在清潔裝置和第一拋光裝置、第二拋光裝置、以及再加工拋光裝置中的一個或多個之間傳送工件。

控制器進一步被配置成，僅當由測量裝置所測量的一個或多個參數不符合要求時，經由傳送裝置將工件選擇性地傳送到再加工拋光裝置。同樣地，可以繼續通過第一拋光裝置、第二拋光裝置拋光附加工件，而不影響生產量。

根據一個實例，第一拋光裝置和第二拋光裝置通常限定拋光臺，其中，化學-機械拋光系統包括：多個拋光臺，被配置成同時處理多個工件。在另一個實例中，第一拋光盤和第二拋光盤中的每個都被配置成同時支撐多個工件，其中，第一拋光裝置和第二拋光裝置均被配置成同時化學-機械拋光相應的多個工件。

例如，傳送裝置可以進一步包括：機器人，被配置成經由雙臂處理裝置選擇性地傳送兩個或更多工件。例如，機器人進一步可操作地連接至軌道，其中，機器人被配置成沿著第一、第二、以及再加工拋光裝置、測量裝置、清潔裝置、以及加載鎖定室中的兩個或更多之間的軌道平移。

為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種化學機械拋光系統，包括：第一拋光裝置，包括第一拋光盤和第一CMP頭，其中，所述第一CMP頭被配置成當工件被放置在所述第一拋光盤上時對所述工件實施第一化學機械拋光；第二拋光裝置，包括第二拋光盤和第二CMP頭，其中，所述第二CMP頭被配置成當所述工件被放置在所述第二拋光盤上時對所述工件實施第二化學機械拋光；再加工拋光裝置，包括再加工拋光盤和再加工CMP頭，其中，所述再加工CMP頭被配置成當所述工件被放置在所述再加工拋光盤上時對所述工件實施輔助化學機械拋光；測量裝置，被配置成測量所述工件的一個或多個參數；傳送裝置，被配置成在所述第一拋光裝置、所述第二拋光裝置、所述再加工拋光裝置以及所述測量裝置中的兩個或更多個裝置之間傳送所述工件；以及控制器，被配置成僅當所述測量裝置所測量的所述一個或多個參數不符合要求時，經由所述傳送裝置將所述工件選擇性地傳送到所述再加工拋光裝置。