專(zhuān)利名稱(chēng)：：基板拋光的方法和裝置的制作方法SWtt的方法和錢(qián)駄領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種拋光將被拋光的材料(如半導(dǎo)體)的^光裝置，其可消除由于在表面上的殘留膜的非一致性(其主要是由這種耗材的老化變化導(dǎo)致)弓胞的產(chǎn)率降低，并延長(zhǎng)這種耗材的壽命以M^、運(yùn)行成本，以及實(shí)施該拋)fe^S的方去。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著半導(dǎo)，件逐^t也小型化并且元件結(jié)構(gòu)^ra復(fù)雜，半導(dǎo)體器件往往在表面具有更大的粗離和更大的梯度(step)。因此，形成于這些梯度上的膜厚度更小，并且由于金屬線(xiàn)連接斷開(kāi)可發(fā)生斷路，布線(xiàn)層之間的不良絕緣弓l起的短路，導(dǎo)致更低的產(chǎn)率。在解決這些問(wèn)題的平面4戰(zhàn)術(shù)中，在布置絕緣膜和布線(xiàn)鍋膜期間(例如在半導(dǎo)體±制造半導(dǎo)#^件過(guò)翻間)，使用化學(xué)mWfi光(CMP)以平面4七^(guò)ffi粗糙。在CMP中，艦，即被拋光的物體，被擠壓貼在由琉布^S^樸斗制成的拋光墊上，并且翻和拋光墊相對(duì)于彼此滑動(dòng)，其間供以?huà)伖鉂{液以:基板。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在拋光墊表面形成的同心離狀溝槽對(duì)于在CMPlira間將足量的拋M液t幾深A(yù)S^的中心區(qū)域是非常有效的。財(cái)卜，CMP還涉皿胃的墊調(diào)理(padconditioning),以用金剛石盤(pán)^^似物修,表面，從而去除可育激附于1^^面的:碎屑。在Wfc觀疊在SIO:的布線(xiàn)金屬和絕繊至鵬光的CMP過(guò)程中，用于生產(chǎn)線(xiàn)的拋光^K牛在之前已經(jīng)被優(yōu)化了，以使#^光在相同的劍牛下進(jìn)行1^拋鄉(xiāng)件達(dá)到優(yōu)化斜牛下的極限消耗水平。但是，隨著;部件被消耗，對(duì)鎌上的誠(chéng)線(xiàn)和纟M^a行wtt后的表面皿(戶(hù)腿的"拋皿廓")會(huì)隨著時(shí)間的M與拋光部件的消齡JC平同步改變。一般地，拋光部件在其老化變化影響器件性會(huì)&前戶(hù)服定的適當(dāng)時(shí)機(jī)換。隨著半導(dǎo)，件的小型化，布線(xiàn)層的數(shù)量增加，近年^ii^M更快，表面輪廓(即布線(xiàn)金屬和鄉(xiāng)櫞膜在拋光后的W:輪廓)所需的平M更高。特別地，拋光輪廓允許的老化變化在小型化的器件和具有更多層的器件內(nèi)更為都艮，導(dǎo)致消耗的拋光部件的置換頻率更高。但是，CMP的消耗部件如此昂貴，使得磨損損失弓胞的置換頻率的增高將極大地影響器件的成本?！愕兀ǔ６贾饬縌可根據(jù)關(guān)系式Q^lqwAt以一定精確度進(jìn)行預(yù)測(cè)(其中，Q表示拋光量；k是由拋光墊的材料、拋光液以及鎌和類(lèi)似物決定的系數(shù)；p是加工壓力，v是移動(dòng)速度，并且At是拋光時(shí)間)，這;1$頁(yè)域公知的普雷斯頓i圣驗(yàn)公式，并且普雷斯頓經(jīng)驗(yàn)公式在CMP中通常也^:的。但是，在CMP中，基于化學(xué)鵬的拋^M極^i也受到加工鵬的影響，從而使IK某些膚形下4歐隹,普雷斯頓經(jīng)驗(yàn)公式以高精確度預(yù)測(cè)拋光量。形卜，拋光墊的表面內(nèi)的溝槽中的拋光漿液的狀態(tài)遵循流體力學(xué)，并且因此是;f^慮在普雷斯頓經(jīng)驗(yàn)公式中的。此外，普雷斯頓公式不能包戰(zhàn)些因素，如與墊調(diào)理器的切割速率^^有關(guān)的不充州彥整以及被去除的拋光碎屑的im減少。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)前述的問(wèn)題而提出，并且本發(fā)明的目的在于，拋光裝置內(nèi)基于普雷斯頓公式的模擬器自動(dòng)地優(yōu)化加工壓力，充分地監(jiān)控甚至普雷斯頓公式都不包括的參數(shù)，從而提高校正精確度，并且實(shí)現(xiàn)與誠(chéng)電路日益小型化相關(guān)的均一的拋光輪廓。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于正確地管理耗材的狀態(tài)，該耗材通常在加工一定M的,后M換以延^i材的^^Wd^行^。為實(shí)5JLh^目的，根據(jù)本發(fā)明的拋光^S包括頂環(huán)，用于抓持將光的物體如晶片，同時(shí)將>1拋光的物體壓緊在拋光部件上，從而拋光將被拋光的物體。頂,在旨同心分割的區(qū)域內(nèi)任意;W將W^的物體設(shè)置壓力，并因雌制作用于將W^t的物體上的壓力。因此，如果^I^Wtt的物^^有被拋光為平面形狀，用于所需:量的壓力將會(huì)卜地加于例如沒(méi)有^5分的部位，從而使得可能Jlf共帶有高精度平ffi的高旨性能。頂環(huán)的區(qū)域內(nèi)的壓力通常被設(shè)定成，為形成于被拋光物體上的布線(xiàn)金屬或內(nèi)層絕緣膜提供平坦表面。一般地，該壓力往往根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定，因此若干將被拋光的物限定劍牛以將被拋光的物體表面拋光為平坦的之前必須豐M光，以用于調(diào)整。因此，本發(fā)明利用第一模擬f驕，其接l&J^頂環(huán)的齡區(qū)域的壓力設(shè)定割牛，以佐測(cè)將被拋光的物體的拋光輪廓。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，第一娜禾M)Wi行的模擬的結(jié)果與拋光得到的真，廓相比僅有1-5%的誤差。本發(fā)明可M^、己經(jīng)用于壓力設(shè)定階段的將被拋光的物體的浪費(fèi)，同時(shí)可通過(guò)模擬即時(shí)預(yù)測(cè)拋光輪廓，并且據(jù)此也可M^、設(shè)定壓力所需的時(shí)間。因?yàn)榈谝荒M禾辨可簡(jiǎn)單地更新拋光系數(shù)(該系數(shù)包括由于墊和漿麵受的影響)，其可顏殘留膜(或拋光微)的制犬的觀懂結(jié)果以較小數(shù)量的測(cè)量點(diǎn)得到，從而預(yù)測(cè)在拋光后位于大量一剛量點(diǎn)處的點(diǎn)的位置的殘留膜的厚度，模擬禾歸可輕易校正拋光部件中如漿液、墊和類(lèi)似物的變化導(dǎo)致的影響，并且可預(yù)觀敗正后設(shè)定的拋光剝牛下的拋光輪廓。當(dāng)4頓在第H^乂辦中,光剝牛設(shè)定值Pf逝的m結(jié)果頓拋絲數(shù)時(shí)，驗(yàn)可減至1-3%。當(dāng)將Wt的物條真實(shí)的半導(dǎo)體妒線(xiàn)上隨后被m時(shí)，在將鵬光的依次排列的物體之間的拋光剝牛設(shè)定值沒(méi)有較娃異，因此可在更高精度下進(jìn)行模擬。當(dāng)測(cè)定的拋光靴的點(diǎn)的數(shù)量較少時(shí)，m系數(shù)可i頓由湖啶點(diǎn)光滑內(nèi)插的曲線(xiàn)進(jìn)衍十算。本發(fā)明isi供在所需厚度的晶片表面生,形狀，從而提供了一種所需的輪廓。為此目的，在本發(fā)明中，所需的拋光時(shí)間、平,光量以及殘留膜的形狀(也可^ffl拋光形狀)被輸入以計(jì)算每個(gè)區(qū)域的設(shè)定壓力，從而滿(mǎn)足第二模擬禾ijf的^j牛。第一模擬禾M^以模，式被合并人第二模^g0。第一模擬，計(jì)算在一定設(shè)定壓力下拋光輪廓的預(yù)定值，并皿二，Me^將該預(yù)定值與所需的拋光輪廓進(jìn)行比較，從而計(jì)算設(shè)定壓力的修正值。當(dāng)?shù)诙^用于重復(fù)計(jì)算拋光輪廓的預(yù)定餅且計(jì)算設(shè)定壓力的修正值時(shí)，這樣可會(huì)針?biāo)鉤a0f需拋光輪廓的設(shè)定壓力。此處，設(shè)定ti^時(shí)間可被看作參考值(目標(biāo)值)，并且在實(shí)際上被終端點(diǎn)系控的殘留膜的!&到預(yù)定值0光可終止。因?yàn)檫^(guò)去平均拋光量簡(jiǎn)單地被保持穩(wěn)定，本發(fā)明還控制并穩(wěn)定m后的平m或殘留膜的所需微。因此，在本發(fā)明中，在一個(gè)將被m的測(cè)試物體優(yōu)選被加工以更新拋光系數(shù)后，第二模擬,找至批化拋光劍牛以ji^所需m時(shí)間、平均拋光量和殘留膜柳。當(dāng)將被拋光的物#匕優(yōu)髓光割牛下被拋光時(shí)，拋光系數(shù)基于拋光部件的消耗離被適當(dāng)?shù)匚海瑥亩俅蝺?yōu)tt^光條件以穩(wěn)定地提供所需拋光時(shí)間、平均拋光量和殘留膜的形狀。此處，當(dāng)將被拋光的物體被拋光的拋光剝牛可被反饋用于隨后的拋光時(shí)，考慮到受拋光后殘留膜的平整度的精度影響的反饋控制精度以及拋光條件，可以極高的精度保證將被拋光的物體的質(zhì)量。本發(fā)明可得至ij與拋光微相關(guān)的t^，不僅可用于由光學(xué)測(cè)M^a觀啶的生鵬，而且可用于〗頓可測(cè)量金屬膜以傳導(dǎo)反饋控帝啲測(cè)觀置的金屬膜，并且富于通常目的的特性，因?yàn)樗粌H僅限于CMP加工。itw卜，厚度的l^可fflil任意選擇的方法而獲得，如使用拋光期間可進(jìn)行監(jiān)控的測(cè)量裝置的測(cè)量方法，測(cè)量拋光后被轉(zhuǎn)移至測(cè)觀置處的晶片的方法，纟維于CMP^g^卜部的測(cè)S^g觀啶的ta^鏈并且將娜輸入CMP錢(qián)的方法，籍。財(cái)卜，前述的方法可任意組合，以使用不同方法獲ffM光前和拋光后的厚ra^等等，以便于操作。財(cái)卜，在本發(fā)明中，校正精度通過(guò)充分M控普雷斯頓公式?jīng)]有包括的參數(shù)來(lái)提高，并且實(shí)現(xiàn)了與集成鵬的日益小型化同步所需的Htt晶片微的一致性。為此目的，本發(fā)明甚至考慮了晶片的拋光表面的溫度、墊片的厚度、墊片內(nèi)的溝槽的離以及修整器的切害瞇率{|^控制:操作。因此，本發(fā)明的權(quán)利要求1臓的實(shí)施例Jli共了一種S^制單元的控制下對(duì)將Wfc物體進(jìn)行拋光的ti^g，包括頂環(huán)，其具有至少兩個(gè)壓緊部分，并且育^從每個(gè)^ffi緊部分對(duì)將艦光的物^加任意壓九用于測(cè)量將W^的物體的W!:量的測(cè)^置；以及^^的物體的:擾態(tài)的^2，戶(hù);^^g的特征在于戶(hù);f^制單元根據(jù)一個(gè)模撲鵬迫使拋^g拋光將W6的物體，臓模擬^s于戶(hù)腿測(cè)s^置的輸出和所皿控裝置sm出對(duì)戶(hù)脫頂環(huán)設(shè)定優(yōu)化將ITOfc的物體的Wfc輪廓所需的加工壓力。權(quán)利要求2戶(hù)腿的本發(fā)明的特征在于0MM少兩個(gè)壓緊部他括多個(gè)同心氣袋以及圍^^f^氣袋的卡環(huán)，并i^M卡環(huán)的壓力被保持在大于戶(hù);f^氣袋施加的壓力的總和的平均值的20%。權(quán)利要求3所述的本發(fā)明的特征在于，當(dāng)所iM^置的輸出指示戶(hù);f^卡環(huán)的磨損損失低于閾值，戶(hù);MS制單元j際戶(hù);^Wfc^a停雄光。權(quán)利要求4戶(hù)腿的本發(fā)明的特征在于，當(dāng)監(jiān)控裝置的輸出指示將im)fc的物體的表面驢超過(guò)預(yù)設(shè)鵬，控制單元停止〗頓模擬禾驕或指示拋^S停止拋光，并且當(dāng)鵬裝置的輸出指示表面鵬低于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制單元指示拋條置繼續(xù)拋光。本發(fā)明的權(quán)利要求5中，拋^S還包括拋光墊，用于^0W^MM頂環(huán)壓緊將被拋光的物體的狀態(tài)下拋光將被拋光的物體，所^:裝置的特征在于當(dāng)所M控裝置的輸出指示所述拋光墊的厚度低于閾值時(shí)，戶(hù);^制單元停止艦?zāi)M辦或指示戶(hù);w^^g停iUtt。權(quán)利要求6戶(hù)皿的本發(fā)明的特征在于，戶(hù);^控^g包括激光位移量測(cè)定儀，用于測(cè)a^MM光墊的厚度。在本發(fā)明的權(quán)利要求7中，拋^S還包括拋，，用于^E^Wtt,頂環(huán)壓緊的狀態(tài)下拋光將被拋光的物體，以及包括調(diào)s^述mi!的修整器，戶(hù)膽拋光^s的特征在于當(dāng)戶(hù)腿監(jiān)控裝置的輸出指示所述修整器的切害腿率低于閾值時(shí)，戶(hù);Mg制單元停止^ffl模概驕，或^^戶(hù);few^s停ihm。權(quán)利要求s，的本發(fā)明的特征在于，切害腿率iOT驅(qū)動(dòng)戶(hù);M修整器用的電機(jī)的i^Ba行監(jiān)控。權(quán)利要求9臓的本發(fā)明的特征在于，戶(hù);M控制單元可根據(jù)鵬狀態(tài)調(diào)節(jié)鵬的漿液量。通常地，拋光裝置具有作員輸入操作割牛的觸摸面板，并且當(dāng)控帶憚元指示拋，置停止，模擬程序時(shí)，該命令顯示^M^面板上。作為響應(yīng)，操作員確定拋光是否繼續(xù)或者停止。此外，通過(guò)在觸摸面板上的操作可進(jìn)fiii先設(shè)定，以當(dāng)控制單元產(chǎn)生停止頓模^1^的指示時(shí)選擇?！?的設(shè)定。圖1為大體示出根據(jù)本發(fā)明的m^S的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖2為圖1的m^g的透視圖3為描述圖1的拋光裝置的鵬部件的示意圖4為描述圖1的拋條置的某些部件的示意圖5為描述用于圖1的拋;)t^a的頂環(huán)的結(jié)構(gòu)的截面圖6為描述在圖1的拋光體中收翻艦率分布M的過(guò)程的流程圖7(A)為總體描述在圖1的拋光驢中4頓激光位移量測(cè)定儀檢測(cè)m墊厚度變化的結(jié)構(gòu)的示意圖，并且圖7(B)為示出激光位移量測(cè)定儀的輸出隨著時(shí)間變化的示意圖8(A)為示出^頓或不i頓根據(jù)本發(fā)明的拋光方法得至啲測(cè)定值的比較表，圖8(B)為示出比較結(jié)果的示意圖9(A)至9(C)分別為當(dāng)拋光墊為新的時(shí)在CMP(A)之前的晶片上的膜厚度、在CMP(B)之后的晶片上的膜厚度以及拋光速率(C)的曲線(xiàn)圖10(A)至IO(C)分別為當(dāng)m墊已被消耗0.1mm時(shí)在CMP(A)之前的晶片上的膜厚度、在CMP(B)之后的晶片上的膜厚度以及拋率(C)的曲線(xiàn)圖；并且圖ll(A)至ll(C)分別為當(dāng)拋已被消耗0.2謹(jǐn)時(shí)在0^(A)之前的晶片上的,度、在CMP(B)之后的晶片上的麟度以及拋^i率(C)的曲線(xiàn)圖。下面，將結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的拋光方法和裝置的^F實(shí)施例。首先，,本發(fā)明的W^S的一個(gè)實(shí)施例將結(jié)合圖1和圖2述，圖1為示出拋^S的各^IH牛的結(jié)構(gòu)和布局的俯視圖，圖2為示出M^S的艦圖。在圖1和2中，安裝于區(qū)域A、B的兩個(gè)Wfc站臺(tái)(polishingstation)共用的微機(jī)構(gòu)包括單獨(dú)安裝的直線(xiàn)41器，每個(gè)直線(xiàn)傳輸器都包括兩個(gè)直線(xiàn)往復(fù)平臺(tái)(stage),m^線(xiàn)往復(fù)平臺(tái)分別是專(zhuān)用于兩個(gè)拋形占臺(tái)的^liTOl。稱(chēng)哋，圖1和2所示的M^g包括四個(gè)裝敷卸載臺(tái)2IMit,疊多個(gè)晶片的晶片盒1。具有兩只手的mg機(jī)器人4位Tig^S3上，從而其手可夠至蝶薪卸載臺(tái)2上的旨晶片盒1。運(yùn)fi^S3以直線(xiàn)電機(jī)為基礎(chǔ)。M:^ffl基于直線(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行裝置，即使晶片的直徑和重4ii加也可確保高速和穩(wěn)定的傳輸。在圖1所示的M^S中，運(yùn)載晶片盒1的裝歡卸載臺(tái)2包括一個(gè)SMIF(標(biāo)準(zhǔn)制造接口)艙自其外部連,敷卸載臺(tái)的FOUP(前開(kāi)口式S^艙)。SMF和FOUP都是密閉的容器，在其內(nèi)接收晶片M^^分隔件將皿蓋，以保持與外界空間隔離。當(dāng)SMIF或FOUP作為^置的裝敏卸載臺(tái)2被安裝時(shí)，M^丁開(kāi)位于M^g的殼體H上的閘板S以及SMF或FOUP的閘板，拋光裝置與晶片盒被合并為一體。在終止ii光步驟后，SMEF或FOUPM:閉合閘feiAIW:,上分離，并且自動(dòng)i喊手動(dòng)地被j輸至另一個(gè)加工步驟，因此保持了內(nèi)部環(huán)境的清潔。為此目的，3iil在晶片返回盒子前剛剛鄉(xiāng)紐的區(qū)域C上方的化學(xué)過(guò)濾器形成了向下清潔空氣流。財(cái)卜，因?yàn)橹本€(xiàn)電mffi于移動(dòng)^it臘人4，就抑制了M^f區(qū)域C的環(huán)境更力征常。itl^卜，為{親晶片盒1內(nèi)的晶片清潔，可4頓包含化學(xué)過(guò)濾器和風(fēng)扇的清潔盒以利用自身維持其內(nèi)的清潔度，以用于密閉容器如SMIF和FOUP。在晶片盒1的相反兩側(cè)、相對(duì)于,機(jī)器人4的運(yùn)fi^置3地設(shè)置了兩臺(tái)清洗機(jī)5、6。旨清洗機(jī)5、6者啦于^ig機(jī)器人4觸手可及的位置。晶片站50包括四個(gè)半導(dǎo)體晶片基座7、8、9、10，且位于兩個(gè)^5tm5、6之間艇機(jī)器人4觸手可及的涯設(shè)置擋隔件14以將設(shè)置了清洗機(jī)5、6和基座7、8、9、IO的區(qū)域D與設(shè)置了晶片盒1和H^機(jī)器人4的區(qū)域C的清潔度分級(jí)。擋隔件14在一個(gè)開(kāi)口處具有閘板ll以將半導(dǎo)體晶片從一個(gè)區(qū):ls旋至另一個(gè)區(qū)域。^t機(jī)器人20位于MiE機(jī)器人20觸手可及清^l幾5和三個(gè)基座7、9、10的^S，并^Mitm^人21位于liit機(jī)器人21觸手可及清6和三個(gè)基座8、9、10的健。清艦22位于清艦5的,和鵬幾器人20的手可艦的織雌，衞Ml234立于清iML6的Pftifi和^i^皿人21的手可MSi的位置。ltbm22、23可衝冼晶片的Mffi。所有這些清洗機(jī)5、6、22、23，晶片站臺(tái)(waferstation)50的基座7、8、9、10，以Mit機(jī)器人20、21搬于區(qū)域D，其中空綴力被調(diào)節(jié)至低于區(qū)域C的空氣壓力。圖1和2所示的拋^S具有圍繞M^置的殼體H，并且殼體H被分隔件14、24A、24B分隔為多個(gè)室(包括區(qū)域C，D)。分隔件24A、24BP艮定了與區(qū)域D分開(kāi)的、形成兩個(gè)拋光室的兩個(gè)區(qū)域A、B。兩個(gè)區(qū)域A、B的^h都包括兩個(gè)拋光臺(tái)(polishingtable)，以及一個(gè)抓持半導(dǎo)體晶片并且將其壓緊在鵬臺(tái)的同Btm該半導(dǎo)體晶片的頂環(huán)。特別地，拋光臺(tái)34、36位于區(qū)域A,同日光臺(tái)35、37位于區(qū)域B。頂環(huán)32設(shè)置在區(qū)域A，且頂環(huán)33設(shè)置在區(qū)域B。此外，在區(qū)域A內(nèi)還設(shè)置研磨液噴嘴40以向拋光臺(tái)34掛期開(kāi)磨液，以及機(jī)械修整器38以修翻光臺(tái)34，同時(shí)在區(qū)域B體研磨液噴嘴41以向拋光臺(tái)35提^5開(kāi)磨液，以及,修整器39以修光臺(tái)35。此外，在區(qū)域A內(nèi)設(shè)置修整器48以修整拋光臺(tái)36，同時(shí)在區(qū)域B內(nèi)設(shè)置修整器49以修整拋光臺(tái)37。除機(jī)械修整器38、39之外，鵬臺(tái)34、35包括噴霧器44、45，戶(hù)腐噴霧器44、45是艦修整器。噴霧器將液體(例如，船JO與氣體(例如，氮?dú)?混合成噴霧流體混合物，從多傾嘴吹向拋光表面從而沖洗拋艦以及拋光表面上堆積離塞的泥點(diǎn)。通過(guò)噴霧器的流體壓力進(jìn)行的拋光表面的清潔，以及修整器38、39Mi共的涉及機(jī),觸的拋光表面修整，可實(shí)IJ^Mim的修整，即拋光表面的恢復(fù)。圖3為示出頂環(huán)32與拋光臺(tái)34、36之間關(guān)系的示意圖。可以理解，33與拋光臺(tái)35、37之間建立類(lèi)似的關(guān)系。如圖3所示，頂環(huán)32通過(guò)可旋轉(zhuǎn)頂環(huán)驅(qū)動(dòng)軸91從頂環(huán)頭31懸伸下來(lái)。頂環(huán)頭31被可定位的搖臂軸92所支撐，并且使得頂環(huán)32可^5li光臺(tái)34、36。修整器38M可旋樹(shù)彥整器驅(qū)動(dòng)軸93從修整頭94懸伸下來(lái)。修整頭94被可定位的搖臂軸95所支撐，并且修整器38可在Jitt臺(tái)34上的待機(jī)，與修謝5S之間移動(dòng)。修整頭(搖臂)97被可定位的搖臂軸98所支撐，并且修整器48可在拋光臺(tái)36上的待機(jī)OT與修l^fi之間移動(dòng)。修整器38具有比拋光臺(tái)36的直徑更長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)形狀，并且修整頭97，臂軸98麟。修整器48il31修整固定裝置96從修整頭97劚申下來(lái)，從而與來(lái)自搖臂軸98的修整頭97相對(duì)的修整固定裝置％和修整器48—^^灘,動(dòng)，因此使得修歡48艦類(lèi)似群的刮水器的運(yùn)動(dòng)在鵬臺(tái)36上修整麻旋轉(zhuǎn)。！形1臺(tái)可用于1臺(tái)36、37?；氐綀Dl，反，28安裝于^itm^人20的手可觸及的地方，以在M:分隔件24A與區(qū)域D隔開(kāi)的區(qū)域A內(nèi)反轉(zhuǎn)半導(dǎo)體晶片。類(lèi)似地，反轉(zhuǎn)器28，安裝于^ii機(jī)器人21的手可觸及的地方，以^i!M分隔件24B與區(qū)域D隔開(kāi)的區(qū)域B內(nèi)反轉(zhuǎn)半導(dǎo)體晶片。將區(qū)域A、B與區(qū)域D分隔的分隔件24A、24B具有使半導(dǎo)體晶片被^lr通過(guò)的開(kāi)口，井且專(zhuān)用于反轉(zhuǎn)器28、28，的閘板25、26位于計(jì)開(kāi)口上。反轉(zhuǎn)器28、28'的^都包括夾持半導(dǎo)體晶片的夾持機(jī)構(gòu)，使得半導(dǎo)體晶片上下反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及確定半導(dǎo)體晶片是否持機(jī)構(gòu)所夾持的晶片存在探測(cè)傳感器。半導(dǎo)體晶片Wg機(jī)器人20^至反轉(zhuǎn)器28，同時(shí)半導(dǎo)體晶片被MiS機(jī)器人21iiit至反轉(zhuǎn)器28'0在限定一個(gè)拋光室的區(qū)域A內(nèi)，安裝了衝斜專(zhuān)輸機(jī)構(gòu)的直線(xiàn)^lr器27A，以在反轉(zhuǎn)器28與頂環(huán)32之間傳輸半導(dǎo)體晶片。在限定一個(gè)Wfc室的區(qū)域B內(nèi)，安裝了J^^^幾構(gòu)的直線(xiàn)4彌器27B，以在反轉(zhuǎn)器28，與頂環(huán)33之間^tr半導(dǎo)體晶片。直線(xiàn)傳輸器27A、27B包括兩個(gè)可直線(xiàn)往復(fù)的平臺(tái)(stage),并且半導(dǎo)體晶片在直線(xiàn)^^器與頂環(huán)或反轉(zhuǎn)器之間M:晶片托盤(pán)移動(dòng)。圖3的右部區(qū)域示出直線(xiàn)f^I器27A、升降器29與,器30之間的，關(guān)系。在直線(xiàn)傳輸器27B、升麟29'與概器30，之間具有與圖3所示類(lèi)似的位置絲。因此，下面的描述僅針對(duì)直線(xiàn)4輸器27A、升麟29與ffia器30。如圖3所示，升降器29和推進(jìn)器30位于直劍纖器27A下部。反轉(zhuǎn)器28位于直線(xiàn)4^f器27A上部。頂環(huán)32搖擺時(shí)可體于繊器30和直線(xiàn)傳輸器27A的上部。圖4為描述半導(dǎo)體晶片如何JM:直線(xiàn)傳輸器與反轉(zhuǎn)器之間以^sm線(xiàn)^^器與頂環(huán)之間。如圖4所示，半導(dǎo)體晶片101在拋光前^g,人20itM^轉(zhuǎn)器28，從而lte轉(zhuǎn)器28反轉(zhuǎn)。當(dāng)升降器29向上移動(dòng)，裝載臺(tái)901上的晶片托盤(pán)925被趙升麟29上。當(dāng)升降器29再度向上移動(dòng)時(shí)，半導(dǎo)體晶片101從反轉(zhuǎn)器28被MM升降器29上的晶片托盤(pán)925。隨后，升降器29向下移動(dòng)，并且半導(dǎo)體晶片101與晶片髓925—起位預(yù)載臺(tái)卯l上。晶片髓925和半導(dǎo)體晶片101借助裝載臺(tái)901的直軀動(dòng)被送至腿器30上方。在這種情形下，卸載臺(tái)902M晶片托盤(pán)925接收來(lái)自頂環(huán)32的拋光半導(dǎo)體晶片101，并且朝升降器29移動(dòng)。裝載臺(tái)901和卸載臺(tái)902在其移動(dòng)中途彼J^劍。當(dāng)裝載臺(tái)901至跶Jlia器30上方B寸，頂環(huán)32在之前已經(jīng)擺動(dòng)至如圖4戶(hù)標(biāo)的隨。接下來(lái)，!liS器30向上移動(dòng)，并且在其膽載臺(tái)901接收晶片托盤(pán)925和半導(dǎo)體晶片101后進(jìn)一步向上移動(dòng)，以至撻僅4魏半導(dǎo)體晶片101的頂環(huán)32。已被^3IM頂環(huán)32的晶片101被頂環(huán)32的真空抽吸機(jī)構(gòu)所抽吸，當(dāng)其仍然棚吸時(shí)被4輸至:臺(tái)34。接下來(lái)，晶片101被具有Wfcls磨石或安裝于拋光臺(tái)34上的類(lèi)似物的拋光表面所Ktto第二拋光臺(tái)36位于頂環(huán)32可至噠的位置。在晶片以此方式在第一拋光臺(tái)34上被拋光后，晶片再次在第二拋光臺(tái)36上被拋光。但是，取決于形成于半導(dǎo)體晶片上的膜類(lèi)型，半導(dǎo)體晶片可首先在第二拋光臺(tái)36上被拋光，隨后在第一拋光臺(tái)34上被拋光。被拋光晶片101Sii與前述相反的ffiil而返回反轉(zhuǎn)器28。返回反轉(zhuǎn)器28的晶片用純水或來(lái)自沖洗噴嘴的化學(xué)洗滌液清洗。財(cái)卜，晶片已被移走的頂環(huán)32的晶片抽吸表面用純7jCg^自頂環(huán)清洗噴嘴的化學(xué)液Wt洗。現(xiàn)在，對(duì)圖14示出的拋光裝置的加工步皿行一般描述。在兩個(gè)平臺(tái)清洗中，兩個(gè)盒平行加工，一個(gè)晶片、隨傳遞晶片盒(CS1)的路徑一^g豐臘人4—晶片站臺(tái)(waferstation)50的基座7—i^ii機(jī)器人20—反轉(zhuǎn)器28—直線(xiàn)傳輸器27A的裝載臺(tái)901—頂環(huán)32—拋光臺(tái)34—M:臺(tái)36(若需要)一直線(xiàn)4鰳器27A的卸載臺(tái)902—反轉(zhuǎn)器28—J^t^l器人20—清Ml22—^glfl^人20—清洗機(jī)5—^ig機(jī)器人4t—晶片盒(CS1)。另一個(gè)晶片依次g傳遞晶片盒(CS2)的路徑一Hig機(jī)器人4—晶片站臺(tái)50的基座8—^gmH人21—反轉(zhuǎn)器28，一直線(xiàn)^l!器27B的裝載臺(tái)901—頂環(huán)33—拋光臺(tái)35—頂環(huán)33—直線(xiàn)寸flf器27B的卸載臺(tái)902—反轉(zhuǎn)器28'—igig機(jī)器人21—清,23—人21—清^fet幾6—H^t臘人4—晶片盒(CS2)。掃^(guò)F臺(tái)(three-stage)清洗中，兩^:平行加工，j晶片沿著糊晶片盒(CS1)的路徑一^i豐腿人4—晶片站臺(tái)50的基座7—^igm^人21—清洗機(jī)6H^,人21—晶片站臺(tái)50的基座9—,機(jī)器人20—反轉(zhuǎn)器28—直線(xiàn)fHl器27A的裝載臺(tái)901—頂環(huán)32—拋光臺(tái)34—拋光臺(tái)36(若需要)一直線(xiàn)^ll器27A的卸載臺(tái)902—反轉(zhuǎn)器28—^ii機(jī)器人20—瘠^^122—^t機(jī)器人20—晶片站臺(tái)50的基座10—^ig機(jī)器人20—清洗機(jī)5—^1人4—晶片盒(CS1)。另一個(gè)晶片依次、^W傳遞晶片盒(CS2)的路徑一^ii機(jī)器人4—晶片站臺(tái)50的基座8—i^t機(jī)器人21—反轉(zhuǎn)器28，一直線(xiàn)^lr器27B的裝載臺(tái)901—頂環(huán)33—拋光臺(tái)35—拋光臺(tái)37(若需要)一直線(xiàn)fHr器27B的卸載臺(tái)902—反轉(zhuǎn)器28'—^i^lfl人21—繊幾23—艇機(jī)器人2卜清6—l^t機(jī)器人21—晶片站臺(tái)50的基座9—!^g機(jī)器人20—衝皿5—!^tm^人4—晶片盒(CS2)。itb^卜，SH個(gè)平臺(tái)清^爐續(xù)加工中，一個(gè)晶片沿著傳遞晶片盒(CS1)的路徑一i^t機(jī)器人4—晶片站臺(tái)50的基座7—搬運(yùn)m^人20—反轉(zhuǎn)器28—直線(xiàn)傳輸器27A的裝載臺(tái)901—頂環(huán)32—拋光臺(tái)34—拋光臺(tái)36(若需要)一直線(xiàn)寸^f器27A的卸載臺(tái)902—反轉(zhuǎn)器28—^il機(jī)器人20—清洗機(jī)22—搬運(yùn)人20—晶片站臺(tái)50的基座(seat)10—反轉(zhuǎn)器28'—直線(xiàn)^if器27B的裝載臺(tái)901—拋光臺(tái)35—拋光臺(tái)37(若需要)一直線(xiàn)傳輸器27B的卸載臺(tái)902—頂環(huán)33—反轉(zhuǎn)器28，一鵬機(jī)器人21—清先豐幾23—i5ig機(jī)器人21—^ftMl6—鵬^L器人21—晶片站臺(tái)50的基座9—^g機(jī)器人20—清洗機(jī)5—^ii機(jī)器人4—晶片盒(CS1)。根據(jù)圖l"4所示的Wfi裝置，因?yàn)閽伖?包括具有至少兩個(gè)直線(xiàn)往復(fù)平臺(tái)(基座)的直線(xiàn)^if器(作為專(zhuān)用于旨拋光站臺(tái)的#^機(jī)構(gòu))，拋^a可減少在反轉(zhuǎn)器與頂環(huán)之間轉(zhuǎn)移將被拋光的物體所需的時(shí)間，并且可增加單位時(shí)間內(nèi)可fe!ra工的將自光的物體的數(shù)量。此外，當(dāng)將被拋光的物^t線(xiàn)傳輸器的一個(gè)平臺(tái)與反轉(zhuǎn)器之間轉(zhuǎn)移時(shí)，將被拋光的物條晶片托盤(pán)與反轉(zhuǎn)器之間轉(zhuǎn)移，并且當(dāng)將被拋光的物條直線(xiàn)傳輸器的一個(gè)平臺(tái)與頂環(huán)之間轉(zhuǎn)移時(shí)，將被拋光的物體在晶片托盤(pán)與頂環(huán)之間轉(zhuǎn)移，因此晶片托盤(pán)在轉(zhuǎn)移期間可吸收沖擊九從而使得不僅增加了將被拋光的物體被轉(zhuǎn)移6^,而且增加了將M光物體的產(chǎn)量。itW卜，因?yàn)閺姆崔D(zhuǎn)器到頂環(huán)的晶片的轉(zhuǎn)移和位移可以5M:可拆卸地保持在直線(xiàn)傳輸器的^h平臺(tái)上的ft^實(shí)現(xiàn)，有可能^>晶片的轉(zhuǎn)移，例如升降器與直線(xiàn)傳輸器之間以及直線(xiàn)傳輸器與ffiiS器之間的轉(zhuǎn)移，從而防止產(chǎn)生的M可能導(dǎo)致的損壞以及在保持晶片過(guò)程中的失效。因?yàn)閊置具有可被分為兩組的多個(gè)托盤(pán)，即一組專(zhuān)用^載以在拋光fH辦將被m的物體，并且一組專(zhuān)用于卸載以保^tt物體，:前的晶片從專(zhuān)用于裝載的托盤(pán)而非從^iS^^傳遞至頂環(huán)，同時(shí)拋光后晶片從頂環(huán)被^mM專(zhuān)用于卸載的托盤(pán)而非職器。因此，向頂環(huán)裝載晶片1M糊夾具或與用于從頂環(huán)卸載晶片的部件所不同的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得可倉(cāng)辦決這樣的問(wèn)題，即粘附于拋光后晶片的拋光液麟似物會(huì)粘在或凝固在裝t^l卸辦用的晶片支撐部件上，并且在拋光前刮擦鄉(xiāng)占在晶片上。聯(lián)控器(inlinemonitor)IM安裝于J^Ji^g的區(qū)域C內(nèi)的適當(dāng)位置，因此被拋光和衞先的晶片Wiimt^M輸至聯(lián)ltt控器iM處以測(cè)量晶片的厚度和輪廓。聯(lián)M^器M頓測(cè)量拋光前的晶片，并鵬光前和拋光后厚度的差被視為與拋光量相等。因此，聯(lián)^tt控器M作用為厚度測(cè)，置。事實(shí)上，聯(lián)M控器IM位于in^人3:tJ:。Jl^卜，拋光體包括狀態(tài)監(jiān)控器SM以監(jiān)控表示W(wǎng)^S操作狀態(tài)的參數(shù)，如Wfi表面的皿、拋光墊的厚度、修整器的切害腿率以及卡環(huán)的磨損,。M^拋光裝置的運(yùn)行由控制單元CU所控制?？刂茊卧猚u存儲(chǔ)后面將詳述的模擬禾歸，以及控制流程辦，用于測(cè)量拋光表面上鵬、墊厚度、墊內(nèi)溝槽深度、修整器切害瞇率值以及頂環(huán)內(nèi)的卡環(huán)的磨損程度中的任意值，從而優(yōu)^W光?？刂茊卧狢U可容納于圖1所示的拋光體內(nèi)或與拋)t^S分離。狀態(tài)監(jiān)控器SM、聯(lián)TO^器IM以鵬制單元CU在圖2中被省略。從普雷斯頓(Preston)公式已知，將晶片表面壓緊在拋光墊上的擠壓力通常與拋光量成正比。但是，必須通過(guò)模擬具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的頂環(huán)，并且考慮由彈性材料制成的拋光墊的非線(xiàn)性、薄板式晶片的巨大變形特別是明顯出現(xiàn)在晶片端面的應(yīng)力集中，以找到適當(dāng)?shù)臄D壓力。因此，困難集中在分析地尋求一種數(shù)學(xué)解決方案。另一方面，使用有限元法或邊界元法以尋找擠壓力涉及將物體劃分為大量的單元，需要極其大量的計(jì)算，很長(zhǎng)的運(yùn)算時(shí)間以及極高的運(yùn)算能九此外，為得到適當(dāng)結(jié)果，操作員需要具有數(shù)值分析的專(zhuān)業(yè)能力，因Jtb!^:和實(shí)際的角度考慮，幾乎不可能在該領(lǐng),行簡(jiǎn)單的調(diào)整就參照數(shù)學(xué)方知的擠壓九以及將其包括在CMP體中進(jìn)行鵬。有了前述的討論，戰(zhàn)構(gòu)型的拋光裝置中的頂環(huán)M31輪廓控帶撲型的頂環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此處的輪廓控制類(lèi)型頂環(huán)是指普通意義上的具有多個(gè)壓緊部件的頂環(huán)。特別地，輪廓控制類(lèi)型頂環(huán)可以是包括被多個(gè)膜同心分隔開(kāi)的氣^7JC袋的多個(gè)壓緊部件，或者是具有M^分隔氣室Jli共壓力而，氣壓直接壓緊晶片后表面的多，件，或者是具有借助彈簧產(chǎn)生擠壓力的部件，或者是具有M:安置一個(gè)或多個(gè)壓電元件的局部壓緊部件，以及或者是其組合。下面，將參照具有多個(gè)同心分隔的氣袋的,來(lái)描,緊部件。如圖5所示，頂環(huán)包括多個(gè)同心氣袋，并且調(diào)節(jié)從^hn袋供至相關(guān)晶片區(qū)域的壓力。下面，晶片面對(duì)，的Hi稱(chēng)為"晶片后表面"，并且晶片面Wtt墊的Hi稱(chēng)為"晶片表面"。圖5示出沿包括用于本發(fā)明的拋，置中的頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸的平面來(lái)看的截面圖，其中頂環(huán)T具有中心圓盤(pán)狀氣袋E1，圍,袋E1的環(huán)形氣袋E2，圍氣袋E2的環(huán)形氣袋E3，圍^n袋E3的環(huán)形氣袋E4，以及圍氣袋E4的環(huán)形卡環(huán)E5。如圖所示，卡環(huán)E5被如此設(shè)計(jì)以使其可與,觸，并且7承載在拋光臺(tái)上的晶片W裝配在被卡環(huán)E5限定的空間，并且受到氣袋El-E4提供的壓力?？梢?xún)P軍，構(gòu)成頂環(huán)T的氣袋數(shù)目不限于四個(gè)，而是可根據(jù)晶片的尺寸增加或^b。此外，盡管圖5未示出，用于^^袋的氣壓供給,于頂環(huán)T的適當(dāng)位置以M相關(guān)的氣袋E1-E4調(diào)節(jié)供給晶片W后表面的壓力。Ith^卜，施力口于卡環(huán)E5的壓力可被置于卡環(huán)E5上的氣袋以類(lèi)似其它氣袋的方^^f控制，或M31直接從支撐頂環(huán)T的軸傳遞壓力lffi制。在本發(fā)明中，M氣袋E1-E4和卡環(huán)E5對(duì)晶片W的后表面以及圍繞晶片W的拋光墊施加的壓力的組合，以及在晶片W表面上的擠壓力的結(jié)果分布，已在之前被存儲(chǔ)，置的控制單元CU的存儲(chǔ)器內(nèi)。tt^i也，卡環(huán)E5的壓力被設(shè)置為大^袋E1-E4施加的壓力的總和的20%或更高，從而避免晶片滑落。MHffi，結(jié)構(gòu)，假定從氣袋供至晶片后表面以M卡環(huán)供至拋光墊的實(shí)際壓力(下文中稱(chēng)為"后表面壓力")設(shè)定范圍是100^500hPa,氣壓的范圍是土200hPa，并且在晶片\￥上的擠壓力分布被視為;^性的(即，動(dòng)n原理大致成立)fflil組合施加于后表面上的三個(gè)不同壓力100hPa、300hPa和500hPa而合成晶片表面上的擠壓力分布，可在后表面壓力設(shè)定范圍士200hPa中得至晦^袋供至晶片后表面上的相關(guān)區(qū)域的理想壓力弓胞的晶片表面上的擠壓力分布o(jì)也就是說(shuō)，M在表面擠壓力變化被視為基本線(xiàn)性的范圍內(nèi)劃分后表面上的設(shè)定壓力(動(dòng)卩原S^:),準(zhǔn)備之前計(jì)算的多種情形下分布于晶片表面上的擠壓力分布的數(shù)據(jù)，并且合成從準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)中適當(dāng)?shù)剡x擇的數(shù)據(jù)，不需復(fù)斜十算就可根據(jù)有限元法或類(lèi)似方法算出對(duì)應(yīng)于晶片后表面上的任意設(shè)定壓力的晶片表面上的擠壓力分布。M存fit在計(jì)f^幾內(nèi)尋找晶片表面上的擠壓力分布的程序，可^f擬工具以尋找用于晶片后表面上的設(shè)定壓力的晶片表面上擠壓力分布。一旦晶片表面上的擠壓力分布以這種方式被找到，可il31將該擠壓力分布乘以之前找到的用于將被拋光的晶片的晶片表面上的拋光系數(shù)分布數(shù)據(jù)，以得到晶片的預(yù)計(jì)拋光輪廓。從前述的普雷斯頓公式可知，Wt的晶片量Q通常與m^纖加于晶片的壓力即擠壓力P、^M面上的移動(dòng)鵬V以2^W時(shí)間At成正比。當(dāng)晶片表面上的,面的移動(dòng)速度(即，晶片^M相)^J1i，的速度)v在晶片表面的一個(gè)OT上與另一個(gè)位置上不同，并且取決于;條件的拋光時(shí)間At也各異，如果單位壓力內(nèi)的拋率被限定為拋光系數(shù)，那么Jtt^im應(yīng)于kv。當(dāng)已得到普雷斯頓公式中用于晶片表面的對(duì)應(yīng)于kv的數(shù)值分布,按本發(fā)明，所述內(nèi)框架支架3浮動(dòng)地并且借助于有彈性的減輕沖擊和振動(dòng)的緩沖本體、優(yōu)選借助于公知的鋼絲繩減震器34得到緩沖地支承在所述外框架支架2中。所述鋼絲繩減震器34基本上包括兩塊平行地彼此保持間距的、具有優(yōu)選圓形的空隙34b的端子板34a，尤其由鋼或特種鋼優(yōu)選由彈簧鋼制成的鋼絲繩34c按照彈簧的方式從所述空隙34b中穿過(guò)或穿線(xiàn)并且?guī)喞@，其中由此產(chǎn)生的鋼絲繩34c的螺距會(huì)隨著所述空隙34b的數(shù)目和間距而不同(圖5和6)。從側(cè)面看上去，所述巻繞的鋼絲繩34c彎曲成橢圓狀(圖6)。此外，優(yōu)選如此確定所述內(nèi)框架支架3和外框架支架2的尺寸，尤其如此使得所述內(nèi)框架支架3完全布置在所述外框架支架2的內(nèi)部并且被該外框架支架2所容納，從而所述外框架垂直支柱7按照與所述相應(yīng)的內(nèi)框架垂直支柱24在側(cè)3見(jiàn)圖中前后齊平的方式進(jìn)行布置(圖3)，所述外框架底部支柱13按照與所述相應(yīng)的內(nèi)框架底部支柱27在俯視圖中上下齊平的方式進(jìn)行布置，并且所述外框架頂部支柱14、15按照與所述相應(yīng)的內(nèi)框架頂部支柱28、29在俯^L圖中上下齊平的方式進(jìn)行布置(圖4)。此外，優(yōu)選所述外框架側(cè)面支柱11、12向里偏置布置，并且所述內(nèi)框架側(cè)面支柱25、26向外偏置布置，使得其按照在俯^L圖中上下齊平的方式進(jìn)行布置(圖4)，并且所述鋼絲繩減震器34分別以其端子板34a與所述上面的內(nèi)框架側(cè)面支柱25的上側(cè)面35相連接并且與所述上面的外框架側(cè)面支柱11的下側(cè)面36相連接，或者與所述下面的內(nèi)框架側(cè)面支柱26的下側(cè)面37相連接并且與所述下面的外框架側(cè)面支柱12的上側(cè)面38相連接(圖2和3)。3.基于測(cè)量結(jié)果，計(jì)算出拋光壓力剝牛從而創(chuàng)建目標(biāo)拋光輪廓。該步驟在11下步翻行3-1)設(shè)定目標(biāo)拋光輪廓。例如，拋光離當(dāng)被控制的多個(gè)任意點(diǎn)在晶片表面上被指定，并且拋光量Qr在每個(gè)指定點(diǎn)被設(shè)定，或拋艦率QrAt^Qi/At在每個(gè)點(diǎn)被設(shè)定。通過(guò)樹(shù)可方法進(jìn)行加工。此處，給出描述設(shè)定拋爐的方法。3-2)算出實(shí)際拋光的晶片的每個(gè)區(qū)域的拋光量Qpoli。拋光量的計(jì)算需要拋光前的晶片厚度的初始數(shù)據(jù)，并且初始厚度^ffi容納于拋^S內(nèi)或位于拋光錢(qián)外部的測(cè)量體進(jìn)行觀懂。初始厚度娜可鵬步驟2描述的招可方法得到。3-3)每個(gè)點(diǎn)算出的ife光量除以施加于區(qū)域的壓力P，后者包^i十算每單位^Mffi力的拋光量的點(diǎn)QpoliAp=Qpoli/P。34)在最離步驟2觀懂的分布的點(diǎn)處的目標(biāo)拋光量Qr被開(kāi)方。可艦，目標(biāo)拋爐Qr可根據(jù)範(fàn)湖懂點(diǎn)附近的兩個(gè)位置以線(xiàn)性豐試被估算。3-5)在旨點(diǎn)，3-1設(shè)定的目標(biāo)拋光量Qr與3-2算出的拋光量Qpoli之間的MKOr—Qpoli，并1^應(yīng)于該差值的1量除以3-3算出的單位,壓力的Jtt:量以算出校正拋光壓力(Qr—Qpoli)/QpoliAp。3-6)3-5算出的校正m玉力加上拋光時(shí)設(shè)定的壓力得到壓力值Piiq)Ut。當(dāng)一個(gè)區(qū)域包括多個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，多個(gè)點(diǎn)算出的壓力值被平均，并且平均值被設(shè)定為該區(qū)域的壓力值Pinput。3-7)3~6算出的壓力值Pinput輸A^發(fā)明的模擬工具，以依測(cè)3-1指定的每個(gè)點(diǎn)的m量，從而得到拋光量Qest的估計(jì)值。3-8)拋光量Qest的估計(jì)值與目標(biāo)m量Qr之間的對(duì)直為Qr—Qest。3-9)3-7算出的拋光量Qest除以壓力值Pinput以算出單位^Mffi力下的拋光量QestAp(=Qest/Pinput)。3-10)3-8計(jì)算出的MtQr—Qest除以單位接角ffi力下的拋光量QestAp以得妾啦IEE力值(Qr—Qest)/QestAp，后者接著加上壓力值Piiput。區(qū)域內(nèi)的各點(diǎn)處計(jì)算出的壓力值被平均，并且得到的平均值被定義為旨區(qū)域所推薦的壓力值Poutput。3-11)3-10算出的推薦的壓力值Poutput再次輸入模擬工具內(nèi)。如果每個(gè)點(diǎn)的拋光量的估計(jì)值與目標(biāo)拋光量之間的差值落入預(yù)先設(shè)定的任意允許范圍內(nèi)，該推薦的壓力值PoutputlM加(反饋)于從那時(shí)起實(shí)際上將被拋光的晶片。如果差值縱可允許的范圍之外，步驟3-73-10被重mmMMIt落入允許的范圍內(nèi)以得到推薦的壓力值。反饋的周期可被任意設(shè)定，并且設(shè)定周期的典型方法可涉及測(cè)量所有晶片并且將推薦的壓力值反饋給隨后將被拋光的晶片，或當(dāng)拋光部件由于拋光輪廓的小小變化沒(méi)有被怎么消耗時(shí)不進(jìn)行反饋而是當(dāng)拋光部件已經(jīng)被消耗的很厲害時(shí)進(jìn)行反饋。此外，后者方法設(shè)定的周期也可測(cè)量任意數(shù)量的晶片，并且緊鄰測(cè)量前反饋的拋光剝牛從一旦進(jìn)行觀懂的時(shí)間起,驗(yàn)續(xù)施加鼓晶片被下一步測(cè)量。拋光部件被消耗的越多，周期可設(shè)定的越短?？蒦i也，為設(shè)定拋M率，*:量可除以前述步驟3的拋光時(shí)間。此外，不是校正受邊緣形狀影響的已形成以預(yù)測(cè)拋光輪廓的拋光系數(shù)，而是該職職的湖ij量弓胞的后表面的壓力可在計(jì)算推薦的壓力能被校正，以校正驗(yàn)拋光輪廓，限制由于雌形狀弓胞的晶片的外周區(qū)域的Jltt聽(tīng)。例如，對(duì)于晶片上的氧4機(jī)，卡環(huán)(E5)的推薦壓力值可根據(jù)跌落量(rdk)ff)乘以壓力校正系數(shù)(卡環(huán)的ffiEJl力值壓力校正系數(shù)X卡環(huán)的推薦壓力值)。此處，壓力校正系M31實(shí)際拋光晶片而得到，該晶片具有例如當(dāng)改變卡環(huán)壓力時(shí)預(yù)先可知的跌落量?？蛇x地，可依靠有限元法計(jì)算壓力與跌落量之間的關(guān)系以得到^IE系數(shù)。因?yàn)閃di行時(shí)跌落量在每一，都彼此不同，拋光期間跌落量可M與拋光體有關(guān)的測(cè)量裝魏行測(cè)量以校正拋光期間的壓力。可艦，可M:考皿光時(shí)間得到的壓力校正系lf![^^E壓力而^i量拋光期間跌落量。由于晶片上的金屬膜一端的皿，可以iM與氧tt^皿正方法類(lèi)似的方法進(jìn)行校正。當(dāng)推薦的壓力值沒(méi)有算出時(shí)，也可自使用壓力校正系t^IE纖靴的方法。il3iS換頂環(huán)，圖l示出的W^g可用于將被拋光的各種物體。當(dāng)頂環(huán)被交換以改變將被拋光的物體，必然要改變將光的物體表面上的、與頂環(huán)形狀一致的預(yù)先算出的一系列擠壓力分布。這樣，可設(shè)定單獨(dú)預(yù)先算出的擠壓力分布的計(jì)算結(jié)果，或當(dāng)W^S被最初致動(dòng)時(shí)可輸入?yún)⑥k順環(huán)的，數(shù)目、有效的壓力范圍和類(lèi)似物，并且可在拋光裝置內(nèi)對(duì)應(yīng)于輸入的參數(shù)計(jì)i^l每被拋光的物體表面上的多個(gè)擠壓力分布并將餘儲(chǔ)在控制單元中。這樣，圖i所示的Wfc裝置中，可生成不僅拋光晶片為平面的而且拋光晶片為特定形狀的塊窮方法。甚至當(dāng)拋光前晶片的膜表面形狀不是平坦的，考慮其原始形狀也可生成出使得殘留膜的形狀在拋光后為平坦的訣窮方法。財(cái)卜，拋光割牛可被優(yōu)化而不依賴(lài)前m:程師的經(jīng)驗(yàn)值，相反可計(jì)算出優(yōu)化^#以?huà)伖鉃榇茠伖廨喞?。與在拋光多個(gè)測(cè)試晶片后設(shè)定拋光剝牛的現(xiàn)有技斜目比，可參勞動(dòng)離、時(shí)間和成本。在前述的描述中，模擬fM)^頓了兩個(gè)變量，即初始晶片和Wtt晶片的厚度以及頂環(huán)的擠壓力。此外，在本發(fā)明中，校正的精確度Sil充分監(jiān)控不能被普雷斯頓公式包括的參數(shù)而進(jìn)行修正，并且拋光表面上的溫度、墊的厚度、墊內(nèi)溝槽的深度、修整器的切割速率值以及頂環(huán)內(nèi)的卡環(huán)的磨損量iWJtt有影響，用于完成與誠(chéng)電路的進(jìn)一步小型化相關(guān)的拋光弓胞的一致微。為實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的we^g中的狀態(tài)監(jiān)控器sM(圖i)執(zhí)行了下作，并^a^制單元cu供以合成的輸出值，以fOT豐莫^^未考慮的參艦—?dú)i優(yōu)4Wfc。(1)關(guān)于拋光表面上的溫度，設(shè)定拋光可繼續(xù)的溫度范圍，并且拋光表面上的驗(yàn)被狀態(tài)鵬器SM所監(jiān)控。這可ililMI如帶摘針鵬的狀態(tài)監(jiān)控器sm來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為監(jiān)控的結(jié)果，當(dāng)狀態(tài)監(jiān)控器sm檢測(cè)到Ji^面上的溫^i設(shè)定^范圍的上限或下限時(shí)，控制單元cu停iiJtt并且mnm^面。拋光表面以如下方式被冷卻。在拋光臺(tái)內(nèi)提傲M以在其內(nèi)ms冷卻介質(zhì)如水。隨著Jtt停止信號(hào)從控制單元輸出，辨卩介質(zhì)的'M被增加或者糊校正本身的,被減小。此處，當(dāng)冷卻介質(zhì)的、M^^根據(jù)控制單元的停止信號(hào)!鵬制時(shí)，糊介質(zhì)的、鵬和驢可鵬狀態(tài)監(jiān)控器sm的輸出(即^面上的，變化)進(jìn)行控制。隨后，當(dāng)狀態(tài)監(jiān)控器sm檢測(cè)到ltt表面上的溫度落入M范圍內(nèi)，控制單元cu重新開(kāi)始拋光。這種情形下，光停止的期間可被暫停。(2)狀態(tài)監(jiān)控器SM還監(jiān)控拋的厚度或:臺(tái)上墊內(nèi)的溝槽的深度(結(jié)合圖7更為詳述)。每次狀態(tài)監(jiān)控器sm檢測(cè)到拋光墊的厚度^ltt墊內(nèi)的溝槽的深度^>O.lmm時(shí)，監(jiān)控晶片而不是到目前為止B^^Wfc的晶片就被:，并且狀態(tài)監(jiān)控器sm根據(jù)拋光結(jié)果修正模mi^的默認(rèn)值，從而優(yōu)化用于下一個(gè)被拋光的晶片的頂環(huán)內(nèi)的卡環(huán)和氣袋的壓力平衡。當(dāng)狀態(tài)，器SM檢測(cè)到拋光墊的厚度或溝槽的深度低于預(yù)定閾值同時(shí)晶片正在被m，控制單元CU停止拋光。作為響應(yīng)，操作員替皿光墊。狀態(tài)監(jiān)控器SM包括激光位移量測(cè)定儀，從而拋的厚度可借助激光位移量測(cè)定儀通過(guò)直接監(jiān)控拋光墊的表面被監(jiān)控，或借助激光位移量測(cè)定儀iM:觀懂與鵬,觸的部件的距離ttt控，本發(fā)明不鈔匕限制。(3)為防止修整器的不充^j彥整和被移除拋光碎片的量M^，當(dāng)調(diào)理時(shí)，狀態(tài)監(jiān)控器SM監(jiān)控修整器的切割速率。當(dāng)狀態(tài)鵬器SM檢測(cè)至徹害瞇率低于預(yù)定閾值時(shí)，控制單元CU停止拋光艦長(zhǎng)修整器的調(diào)理時(shí)間，即拋光墊被切割的時(shí)間。這樣，由于拋光墊總是被一ict也切去，可以極高精確度進(jìn)行?？蒮fl3S監(jiān)控調(diào)理用修整器所i頓的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來(lái)檢測(cè)切割速率的變化。C4)財(cái)卜，狀態(tài)監(jiān)控器SM可監(jiān)控頂環(huán)內(nèi)的卡環(huán)的磨損損失。接著，當(dāng)狀態(tài)監(jiān)控器SM檢測(cè)到卡環(huán)的磨損損知氏于一定閾值時(shí)控制單元CU當(dāng)即使考慮到普雷斯頓公式?jīng)]有包括的那些參,行拋光時(shí)也不能得到理想的結(jié)果時(shí)，供應(yīng)的漿液量,被調(diào)節(jié)。前述(1)至(4)的控制指令被存儲(chǔ)^g制單元CU內(nèi)作為,。圖7(A)大體示出M與狀態(tài)i^S器SM有關(guān)的激光位移量測(cè)定儀測(cè)量的機(jī)械修整器38、39(圖1)的位置相對(duì)變化的構(gòu)型，從而檢測(cè)拋光墊的厚度。如圖戶(hù)麻，桿部件1001雜于^H彥整器的驅(qū)辦由93的適當(dāng)錢(qián)。mP件1001由可^lt激光的材料形成，#其表面形成有膜并且由可^}#光的材料制成。激光位移量測(cè)定儀1002M3i當(dāng)?shù)倪B^a連接^^樣一個(gè)^S，在^S，激光位移量測(cè)定儀1002可接收輻照至ra件1001并皿鄉(xiāng)件1001tel!f的激光。這樣，當(dāng)拋艘的厚度隨著調(diào)理的進(jìn)行被減小時(shí)，激光位移量測(cè)定儀1002對(duì)應(yīng)于鄉(xiāng)件1001與激光位移量觀啶儀1002之間的距離變化，即mi:厚度的減小，而輸出信號(hào)。圖7(B)示出調(diào)理時(shí)間與拋艘的厚度減小之間的絲，艦利用激光位移量測(cè)定儀1003的輸出值推知。從該曲線(xiàn)圖中可以了解，拋體的厚度隨著調(diào)理的進(jìn)行煩直線(xiàn)減小。ilil利用這種^^，可得出拋光墊厚度的臨時(shí)變化率，即修整器的切割速率。當(dāng)上艦光錢(qián)實(shí)際上用于拋光晶片時(shí)，可得到下面的結(jié)果。作為參考，〗■IC1000/Suba400(K-gr)的拋用于拋光，以及寸OTSS-25的漿液，并且拋光臺(tái)的,設(shè)定為70/71rpm，頂環(huán)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為71rpm，并且氣力的默認(rèn)值設(shè)定為250hPa，修整器的壓力設(shè)定為200N。在前述^#下，以下述步職行拋光。首先，在拋光墊被置換后，對(duì)監(jiān)控晶片進(jìn)行拋光。頂環(huán)內(nèi)氣袋的壓力平衡根據(jù)拋光的結(jié)魏行最優(yōu)化以鵬晶片。接下來(lái)，在拋光纖切除0.1mm后，監(jiān)控晶片被拋光。頂環(huán)內(nèi)的，的壓力平衡根據(jù)拋光晶片的結(jié)果被優(yōu)化。在拋光墊再次被切除O.lmm后，鵬晶片鵬光。氣袋內(nèi)的壓力平衡根據(jù)拋光晶片的結(jié)果被優(yōu)化。隨后，該步驟在所需的時(shí)間段內(nèi)重復(fù)。當(dāng)t應(yīng)修整器38、39被這樣的體如^^絲杠戶(hù);f^時(shí)，可測(cè)量驅(qū)動(dòng)頓所需的用TiS給的多個(gè)沖量(pulse)，以計(jì)對(duì)幾械修整親艦給的量。圖8(A)為描述當(dāng)實(shí)施本發(fā)明和不實(shí)施本發(fā)明時(shí)殘留^t態(tài)的示意圖。晶片的表面不是平坦的而是部分比較粗糙并且具有梯度。晶片內(nèi)將M光的膜的厚度的^值與最小值之間的差值被稱(chēng)為"厚度Mit"。當(dāng)晶片的拋光表面為平坦的時(shí)，厚度差值為零。財(cái)卜，拋光后與拋光前的"厚錢(qián)值"之間的Mt被稱(chēng)為"殘留膜對(duì)直"。圖8(A)示出當(dāng)，本發(fā)明和不實(shí)施本發(fā)明時(shí)的殘留^1A，1墊內(nèi)的溝槽皿分別為0.4mm，0.3mm以及0.2mm，其中頂環(huán)內(nèi)，湊E1-E5的壓力如戶(hù)標(biāo)被設(shè)定。特別地，殘留膜魏A為3.3nm，其中溝槽深度為0.4mm并且未實(shí)tt發(fā)明；43.5nm，其中溝槽深度為0.4mm并且實(shí)施本發(fā)明；7.2nm，其中溝槽深度為(X3mm并M實(shí)施本發(fā)明；-29.4nm，其中溝槽深度為0.3mm并且實(shí)施本發(fā)明；6&6nm，其中溝槽深度為0.2mm并且未實(shí)施本發(fā)明；-65.3nm，其中溝槽總為0.2mm并且實(shí)施本發(fā)明。圖8(B)為標(biāo)上述結(jié)果的示意圖。負(fù)的殘留膜難意卩據(jù)鵬后的"厚度差值"小于拋光前的"厚度MT'，因此厚度的差值與W:前相比被修正，即平提高。因此可理解，通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，CMP后的厚度魏極^ik被減小。接下來(lái)，圖9示出當(dāng)拋光墊沒(méi)有完全被消耗時(shí)的厚度和拋，率，其中參代表當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值，并且令代表未實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值。圖9(A)為示出在CMP之前距300-mm的晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖；并且圖9(B)示出圖9(A)中的在CMP之后距晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖。接著，當(dāng)實(shí)施和不實(shí)施本發(fā)明時(shí)從CMP之前和CMP之后的厚度推知拋^I率，得到圖9(C)所示的曲線(xiàn)圖。當(dāng)在曲線(xiàn)圖中描繪^率(用〇表示)的模擬結(jié)果時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)施本發(fā)明的拋，率與模擬結(jié)果高度一致。圖10示出當(dāng)拋^1^消耗O.lmm時(shí)的厚度和拋皿率，其中參代表當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值，并且令代表未實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值。圖IO(A)為示出在CMP之前距300-mm的晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖;并且圖10(B)示出圖10(A)中的在CMP之后距晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖。接著，當(dāng)實(shí)施和不^H本發(fā)明時(shí)從CMP之前和CMP之后的厚度推知J^:速率，得到圖10(C)所示的曲線(xiàn)圖。當(dāng)在曲線(xiàn)圖中描繪拋艦率(用O標(biāo))的豐^^l結(jié)果時(shí)，可以認(rèn)識(shí)到，當(dāng)Jfttl:被消耗更多即拋艘具有更淺的溝槽時(shí)，拋率在中心盡管輕微但仍被減小了，但，率在中心仍然與模擬結(jié)果相當(dāng)一致，同時(shí)砂卜周區(qū)域，實(shí)際的數(shù)值與模擬結(jié)果有輕1t^。圖11示出當(dāng)拋，被消耗0.2mm時(shí)的厚度和拋^I率，其中參代表當(dāng)實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值，并且令代^實(shí)施本發(fā)明時(shí)的值。與圖9和圖10類(lèi)似，圖ll(A)為示出在CMP之前距300-mm的晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖；并且圖ll(B)示出圖ll(A)中的在CMP之后距晶片中心的徑向距離與厚度之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖。接著，當(dāng)實(shí)施和不實(shí)施本發(fā)明時(shí)從CMP之前和CMP;tB的厚度推知拋，率，得到圖ll(C)g的曲線(xiàn)圖。當(dāng)在曲線(xiàn)圖中描繪拋，率(用O表示)的模擬結(jié)果時(shí)，可以認(rèn)識(shí)到，在中心處的m^率被極大地減小了，并且在外周區(qū)鵬模擬結(jié)果有極腫異。微應(yīng)用的默認(rèn)值應(yīng)當(dāng)被修正o蓋實(shí)用性從前述的描述可知，因?yàn)楸景l(fā)明基于普雷斯頓基本公式優(yōu)化了加工壓九并且考慮了甚至普雷斯頓公式都沒(méi)有包括的那些參lfefea行拋光，可以實(shí)光晶片的皿的一致化，這在與集成電路的曰益小型化同步中是必需的。還可肯^131正確管M材的狀態(tài)來(lái)延^li材的a，以M^運(yùn)行J^。權(quán)利要求1、一種在控制單元的控制下對(duì)將被拋光物體進(jìn)行拋光的拋光裝置，包括頂環(huán)，其具有至少兩個(gè)壓緊部分，并且能夠從每個(gè)所述壓緊部分對(duì)將被拋光的物體施加任意壓力；用于測(cè)量將被拋光的物體的拋光量的測(cè)量裝置；以及監(jiān)控將被拋光的物體的拋光狀態(tài)的監(jiān)控裝置，所述拋光裝置的特征在于所述控制單元根據(jù)一個(gè)模擬程序迫使拋光裝置拋光將被拋光的物體，所述模擬程序基于所述測(cè)量裝置的輸出和所述監(jiān)控裝置的輸出對(duì)所述頂環(huán)設(shè)定優(yōu)化將被拋光的物體的拋光輪廓所需的加工壓力。2、如權(quán)利要求1戶(hù)皿的拋光^g，，征在于所述至少兩個(gè)壓緊部5^^括多個(gè)同心氣袋以及圍^^^氣袋的卡環(huán)，并且所述卡環(huán)的壓力被保持在大于所述氣^加的壓力的總和的平均值的20%。3、如權(quán)利要求l或2戶(hù)腿的拋光^S，還包括用于拋光將f^tt的物體的拋光墊，以使得戶(hù);f^光墊M^^頂環(huán)壓緊，其中當(dāng)所皿控^s檢測(cè)到皿拋光,切除預(yù)定深度時(shí)，戶(hù);f^制單對(duì)旨示戶(hù);Mm裝置m—個(gè)監(jiān)控晶片而不拋妙脫微拋光的物體。4、如權(quán)利要求2所述的拋光裝置，，征在于當(dāng)戶(hù)JMM^置的輸出指示戶(hù)脫卡環(huán)的磨損損失落入閾值以下，所述控制單元^^戶(hù);^;)|1^停1光。5、鄉(xiāng)敝利要求l或2戶(hù)M的拋^g，辦征在于當(dāng)戶(hù);M^控錢(qián)的輸出j際將Wfc的物體的表面^^i預(yù)設(shè)M時(shí)，^^制單元停止艦?zāi)８抛砘蝌?yàn)戶(hù);wtt^s停ihm并且當(dāng)戶(hù);ime錢(qián)的輸出指示表面鵬落入設(shè)定值以下時(shí)，控制單元^t^拋^M新繼續(xù)亂6、如權(quán)利要求1或2所述的^置，，征在于，還包括m墊，用于在戶(hù);MM光墊被頂環(huán)壓緊貼著將被拋光的物體的狀態(tài)下拋光將被拋光的物體，戶(hù)脫拋^a的特征在于當(dāng)臓監(jiān)控縫的輸出指示戶(hù)脫拋光墊的厚度落入閾值以下時(shí)，0f^制單元停止艦?zāi)M辦或指示戶(hù);wfi光驢停止拋光。7、如權(quán)利要求6戶(hù)艦的拋光^ff，^^寺征在于戶(hù);MU5控^包括激光位移量測(cè)定儀，用于測(cè)量戶(hù)，墊的厚度。8、如權(quán)利要求l或2戶(hù)腿的Wfc錢(qián)，還包括拋體，用于^BWttl:被頂環(huán)壓緊貼著將光的物體的狀態(tài)下拋光將被拋光的物體，以及包自理臓拋爐的修整器，臓m^S的特征在于當(dāng)戶(hù);^控體的輸出指示戶(hù)做修整器的切害瞇轉(zhuǎn)入閾值以下時(shí)，臓控制單元停止娜熟:ifw，或指示戶(hù);MM光裝置停止亂9、如權(quán)利要求7g的拋^S，，征在于戶(hù)脫切害瞇率iOT驅(qū)動(dòng)所述修整器用的電機(jī)的辦Bt行i^。10、如權(quán)利要求l-9任意一J砂誠(chéng)的Jte^a，^t^寺征在于fMg制單元可根據(jù)拋光狀態(tài)調(diào)節(jié)所供應(yīng)的漿液量。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于優(yōu)化拋光輪廓的拋光裝置，其除了拋光量外還考慮到甚至如將被拋光的物體表面的溫度以及拋光墊厚度這些參數(shù)。在控制單元CU的控制下拋光將被拋光的物體的拋光裝置具有至少兩個(gè)壓緊部分，并且包括能夠從每個(gè)所述壓緊部分對(duì)將被拋光的物體施加任意壓力的頂環(huán)，用于測(cè)量將被拋光的物體的拋光量的測(cè)量裝置IM，以及監(jiān)控將被拋光的物體的拋光條件的監(jiān)控裝置SM。控制單元CU根據(jù)一個(gè)模擬程序迫使拋光裝置拋光將被拋光的物體，所述模擬程序基于所述測(cè)量裝置的輸出和所述監(jiān)控裝置的輸出對(duì)所述頂環(huán)設(shè)定優(yōu)化將被拋光的物體的拋光輪廓所需的加工壓力。文檔編號(hào)B24B49/16GK101107097SQ200680002848公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2006年1月16日優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日發(fā)明者上岡真太郎,佐佐木達(dá)也申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所