專利名稱：晶圓研磨裝置與晶圓研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于晶圓研磨裝置與晶圓研磨方法，特別有關(guān)于利用晶圓研磨裝置的自動(dòng)化研磨方法。
背景技術(shù)：
晶圓相關(guān)的制造商會(huì)處理到各種不同特性的晶圓，且一般會(huì)以固定的工藝參數(shù)來處理晶圓。然而，由于晶圓特性的不同可能因其材料或結(jié)構(gòu)上的差異，當(dāng)使用晶圓研磨裝置，并以固定的工藝參數(shù)來研磨特性的不同的晶圓時(shí)，很容易導(dǎo)致晶圓損壞的問題，例如晶圓的焦黑或破片。一旦發(fā)生此類的事件，不僅損壞的晶圓其報(bào)廢的可能性提高，晶圓研磨裝置也必須立刻停止作業(yè)，以人工的方式檢查、修復(fù)，因而影響了晶圓的產(chǎn)出量(WPH)與產(chǎn)品 良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于晶圓研磨裝置與晶圓研磨方法。相較于先前技術(shù)，于本案實(shí)施例中所揭露的晶圓研磨裝置與晶圓研磨方法可大幅度地提高晶圓的產(chǎn)出量與產(chǎn)品良率。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種晶圓研磨裝置。晶圓研磨裝置包括一支撐板、一修整墊以及一研磨輪。支撐板用以放置一晶圓于其上。修整墊設(shè)置鄰近于該支撐板。研磨輪能夠在支撐板與修整墊之間移動(dòng)，以研磨放置在支撐板上的晶圓或經(jīng)由修整墊修整研磨輪的一的研磨面。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種晶圓研磨方法。晶圓研磨方法包括以下步驟。利用一研磨輪與一以第一研磨參數(shù)研磨并放置在一支撐板上的一晶圓。在判斷出利用研磨輪與第一研磨參數(shù)研磨晶圓的過程中發(fā)生異常之后，利用研磨輪與相異于第一研磨參數(shù)的一第二研磨參數(shù)研磨晶圓，或者，將研磨輪移至鄰近于支撐板的一修整墊，并利用修整墊修整研磨輪的一研磨面。下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖I繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨裝置的上視圖。圖2繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨裝置的上視圖。圖3A至圖3D繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨方法。主要元件符號(hào)說明102、202:支撐板104A、104B、104C、104D、204B、204C :晶圓承載盤106A, 106B, 106C, 106D.206B.206C :工作區(qū)域108A、108B、208 :修整墊110A、110B :修整墊承載盤
112A、112B、112C、212A、212B :研磨輪114A、114B、114C、114D :晶圓
具體實(shí)施例方式圖I繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨裝置的上視圖。晶圓研磨裝置包括支撐板102。支撐板102上設(shè)置有晶圓承載盤104A、104B、104C、104D。于實(shí)施例中，支撐板102為輪轉(zhuǎn)盤，用以將晶圓承載盤104A、104B、104C、104D轉(zhuǎn)動(dòng)至各個(gè)工作區(qū)域106A、106B、106C、106D。修整墊108A、108B放置在鄰近于支撐板102的修整墊承載盤110A、110B上。舉例來說，修整墊承載盤110A、1 IOB設(shè)置在支撐板102的外側(cè)。請(qǐng)參照?qǐng)D1，舉例來說，研磨輪112A能夠經(jīng)由一移動(dòng)件(未顯示)，例如機(jī)械手臂移動(dòng)在支撐板102與修整墊108A之間移動(dòng)，以研磨位在工作區(qū)域106B的晶圓承載盤104B上的晶圓(未顯示)，或經(jīng)由修整墊108A修整研磨輪112A的研磨面。研磨輪112B能夠在 支撐板102與修整墊108B之間移動(dòng)，以研磨位在工作區(qū)域106C的晶圓承載盤104C上的晶圓(未顯示)或經(jīng)由修整墊108B修整研磨輪112B的研磨面。于一實(shí)施例中，位在工作區(qū)域106B的研磨輪112A用以粗研磨晶圓，位在工作區(qū)域106C的研磨輪112B用以細(xì)研磨晶圓，位在工作區(qū)域106D的研磨輪112C用以拋光晶圓。修整墊108A與修整墊108B可具有不同的研磨特性，分別能夠用以有效率地修整研磨輪112A與研磨輪112B。于此實(shí)施例中，工作區(qū)域106BU06C分別設(shè)置有由成對(duì)的研磨輪112A與修整墊108A所構(gòu)成的研磨單元，與由成對(duì)的研磨輪112B與修整墊108B所構(gòu)成的研磨單元。然本揭露并不限于此，于其他實(shí)施例中，亦可設(shè)計(jì)成其他的配置。于實(shí)施例中，圖I所示的裝置可設(shè)置在單一個(gè)腔室的內(nèi)。圖2繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨裝置的上視圖。圖2的晶圓研磨裝置與圖I的晶圓研磨裝置的差異在于，不同工作區(qū)域206B、206C的研磨輪212A、212B共用單一個(gè)修整墊208。請(qǐng)參照?qǐng)D2，舉例來說，研磨輪212A能夠經(jīng)由移動(dòng)件(未顯示)，例如機(jī)械手臂移動(dòng)在支撐板202與修整墊208之間移動(dòng)，以研磨位在工作區(qū)域206B的晶圓承載盤204B上的晶圓(未顯示)，或經(jīng)由修整墊208修整研磨輪212A。研磨輪212B能夠在支撐板202與修整墊208之間移動(dòng)，以研磨位在工作區(qū)域206C的晶圓承載盤204C上的晶圓(未顯示)或經(jīng)由修整墊208修整研磨輪212B。修整墊208可具有適當(dāng)?shù)难心ヌ匦?，用以有效率地修整研磨?12A與研磨輪212B。圖2所示的裝置可設(shè)置在單一個(gè)腔室之內(nèi)。圖3A至圖3D繪示根據(jù)一實(shí)施例的晶圓研磨方法。雖然此實(shí)施例搭配圖I所示的晶圓研磨裝置作說明，然本揭露并不限于此，于其他實(shí)施例中，亦可使用其他裝置例如圖2所示的裝置參照相似的概念進(jìn)行晶圓研磨方法。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，將晶圓114A從進(jìn)出窗口(未繪示)傳送至工作區(qū)域106A中的晶圓承載盤104A上，然后利用支撐板102將晶圓承載盤104A與位于其上的晶圓114A轉(zhuǎn)至工作區(qū)域106B。接著利用工作區(qū)域106B的研磨輪112A搭配第一研磨參數(shù)對(duì)晶圓114A進(jìn)行研磨，其中可同時(shí)將另一晶圓114B傳送至工作區(qū)域106A中的晶圓承載盤104B上。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，利用工作區(qū)域106B的研磨輪112A搭配第一研磨參數(shù)研磨晶圓114A在正常的情況之下進(jìn)行。于實(shí)施例中，在判斷出利用研磨輪112A與第一研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常狀況之后，位在工作區(qū)域106B的晶圓114A改用相異于第一研磨參數(shù)的第二研磨參數(shù)進(jìn)行研磨，或者，研磨輪112A移至鄰近于支撐板102的修整墊108A，并利用修整墊108A修整研磨輪112A的研磨面。實(shí)施例中的異常狀況可能表示研磨輪112A有阻塞的問題，若繼續(xù)利用研磨輪112A搭配第一研磨參數(shù)進(jìn)行研磨步驟可能會(huì)造成研磨晶圓114A的損壞，例如晶圓焦黑、破片等問題。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，于實(shí)施例中，相較于第一研磨參數(shù)，研磨工藝中使用第二研磨參數(shù)更可避免晶圓114A損壞的情形發(fā)生。舉例來說，第一研磨參數(shù)與第二研磨參數(shù)各可包括研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度、晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速、或冷卻水流量等等。于一實(shí)施例中，第二研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度小于第一研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度。第二研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速小于第一研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速。第二研磨參數(shù)的冷卻水流量大于第一研磨參數(shù)的冷卻水流量。于一實(shí)施例中，判斷出利用研磨輪112A與第一研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常的方法，判斷出研磨輪112A的主軸移動(dòng)速率(例如Z軸位置變化量/時(shí)間)與晶圓114A的移除速率(例如晶圓114A厚度變化量/時(shí)間)的差異大于一設(shè)定極限值例如50%。于實(shí)施例中，正常情況能容忍的范圍為5% 15%。于一實(shí)施例中，在用以粗研磨的工作區(qū)域106B發(fā)生這類的異常狀況時(shí)，會(huì)將第一研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度 5. Oum/s降至第二研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度0. 5um/s。或者,將第一研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速300rpm降至第二研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速lOOrpm。或者，將第一研磨參數(shù)的冷卻水流量2公升/分鐘(LPM, liter per mintue)提高第二研磨參數(shù)的冷卻水流量8公升/分鐘。于一實(shí)施例中，判斷出利用研磨輪112A與第一研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常的方法判斷出研磨輪112A的主軸電流值大于設(shè)定極限值，例如14安培。于實(shí)施例中，正常情況能容忍的范圍為9安培 12安培。于一實(shí)施例中，在用以粗研磨的工作區(qū)域106B發(fā)生這類的異常狀況時(shí)，會(huì)將第一研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度5. Oum/s降至第二研磨參數(shù)的研磨輪112A的主軸進(jìn)給速度0. 5um/s?；蛘撸瑢⒌谝谎心?shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速300rpm降至第二研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速lOOrpm?；蛘撸瑢⒌谝谎心?shù)的冷卻水流量2公升/分鐘(LPM, liter per mintue)提高第二研磨參數(shù)的冷卻水流量8公升/分鐘。于一實(shí)施例中，舉例來說，在利用位在工作區(qū)域106B的研磨輪112A與第二研磨參數(shù)研磨位在工作區(qū)域106B的晶圓114A之后，如圖3B所示，將研磨輪112A移至位在工作區(qū)域106B的修整墊108A，并利用修整墊108A修整研磨輪112A的研磨面。在將研磨輪112A移至位在工作區(qū)域106B的修整墊108A修整的同時(shí)，亦可利用支撐板102將晶圓承載盤104A上的晶圓114A轉(zhuǎn)動(dòng)到工作區(qū)域106C，并將另一晶圓114C傳送至工作區(qū)域106A中的晶圓承載盤104C上。在利用修整墊108A修整研磨輪112A的研磨面之后，請(qǐng)參照?qǐng)D3C，將研磨輪112A移至位在工作區(qū)域106B的支撐板102上的晶圓承載盤104B，繼續(xù)對(duì)晶圓114B進(jìn)行研磨步驟。由于研磨輪112A已經(jīng)被修整而恢復(fù)預(yù)期的研磨特性，因此其不會(huì)對(duì)晶圓114B造成損壞。請(qǐng)參照?qǐng)D3C，在一些實(shí)施例中，在正常的情況之下，利用工作區(qū)域106C的研磨輪112B搭配第三研磨參數(shù)對(duì)晶圓承載盤104A上的晶圓114A進(jìn)行研磨。于實(shí)施例中，在判斷出利用研磨輪112B與第三研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常之后，位在工作區(qū)域106C的晶圓114A改用相異于第三研磨參數(shù)的第四研磨參數(shù)進(jìn)行研磨,或者,研磨輪112B移至鄰近于支撐板102的修整墊108B，并利用修整墊108B修整研磨輪112B的研磨面。實(shí)施例中的異常狀況可能表示研磨輪112B有阻塞的問題，若繼續(xù)利用研磨輪112B搭配第三研磨參數(shù)進(jìn)行研磨步驟可能會(huì)造成研磨晶圓114A的損壞，例如晶圓焦黑、破片等問題。請(qǐng)參照?qǐng)D3C，于實(shí)施例中，相較于第三研磨參數(shù)，研磨工藝中使用第四研磨參數(shù)更可避免晶圓114A損壞的情形發(fā)生。舉例來說，第三研磨參數(shù)與第四研磨參數(shù)各可包括研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度、晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速、或冷卻水流量等等。于一實(shí)施例中，第四研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度小于第三研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度。第四研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速小于第三研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速。第四研磨參數(shù)的冷卻水流量大于第三研磨參數(shù)的冷卻水流量。于一實(shí)施例中，判斷出利用研磨輪112B與第三研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常的方法判斷出研磨輪112B的主軸移動(dòng)速率(例如Z軸位置變化量/時(shí)間)與晶圓114A的移除速率(例如晶圓114A厚度變化量/時(shí)間)的差異大于一設(shè)定極限值例如 50%。于實(shí)施例中，正常情況能容忍的范圍為5% 15%。于一實(shí)施例中，在用以細(xì)研磨的工作區(qū)域106C發(fā)生這類的異常狀況時(shí)，會(huì)將第三研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度0. 5um/s降至第四研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度0. lum/s?；蛘?將第三研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速200rpm降至第四研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速lOOrpm?；蛘?，將第三研磨參數(shù)的冷卻水流量2公升/分鐘(LPM, liter per mintue)提高第四研磨參數(shù)的冷卻水流量8公升/分鐘。于一實(shí)施例中，判斷出利用研磨輪112B與第三研磨參數(shù)研磨晶圓114A的過程中發(fā)生異常的方法判斷出研磨輪112B的主軸電流值大于設(shè)定極限值，例如14安培。于實(shí)施例中，正常情況能容忍的范圍為9安培 12安培。于一實(shí)施例中，在用以細(xì)研磨的工作區(qū)域106C發(fā)生這類的異常狀況時(shí)，會(huì)將第三研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度5. Oum/s降至第四研磨參數(shù)的研磨輪112B的主軸進(jìn)給速度0. 5um/s?；蛘?，將第三研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速300rpm降至第四研磨參數(shù)的晶圓承載盤104A的轉(zhuǎn)速lOOrpm?；蛘?，將第三研磨參數(shù)的冷卻水流量2公升/分鐘(LPM, liter per mintue)提高第四研磨參數(shù)的冷卻水流量8公升/分鐘。于一實(shí)施例中，舉例來說，在利用位在工作區(qū)域106C的研磨輪112B與第三研磨參數(shù)研磨位在工作區(qū)域106C的晶圓114A之后，如圖3C所示，將研磨輪112B移至位在工作區(qū)域106C的修整墊108B，并利用修整墊108B修整研磨輪112B的研磨面。在研磨輪112B移至位在工作區(qū)域106C的修整墊108B修整的同時(shí)，如圖3D所示，亦可利用支撐板102將晶圓承載盤104A上的晶圓114A轉(zhuǎn)動(dòng)到工作區(qū)域106D，并將另一晶圓114D傳送至工作區(qū)域106A中的晶圓承載盤104D上。請(qǐng)參照?qǐng)D3D，在利用修整墊108B修整研磨輪112B的研磨面之后，將研磨輪112B移至位在工作區(qū)域106C的晶圓承載盤104B的晶圓114B，繼續(xù)進(jìn)行研磨工藝。由于研磨輪112B已經(jīng)被修整而恢復(fù)預(yù)期的研磨特性，因此其不會(huì)對(duì)晶圓114B造成損壞。位在工作區(qū)域106D的晶圓114A可進(jìn)行拋光程序，然后轉(zhuǎn)至工作區(qū)域106A并經(jīng)由窗口(未顯示)移出裝置。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書 所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓研磨裝置，包括 一支撐板，用以放置一晶圓于其上； 一修整墊，設(shè)置鄰近于該支撐板；以及 一研磨輪，其能夠在該支撐板與該修整墊之間移動(dòng)，以研磨放置在該支撐板上的該晶圓或經(jīng)由該修整墊修整該研磨輪的一研磨面。
2.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨裝置，其中包括數(shù)個(gè)該修整墊與數(shù)個(gè)該研磨輪，該些修整墊的各個(gè)與該些研磨輪的各個(gè)成對(duì)地構(gòu)成一研磨單元。
3.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨裝置，更包括數(shù)個(gè)研磨區(qū)域，該些研磨區(qū)域至少的一設(shè)置有該研磨單元。
4.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨裝置，其中包括數(shù)個(gè)該研磨輪，該些研磨輪共用單一個(gè)該修整墊。
5.一種晶圓研磨方法，包括 利用一研磨輪與一第一研磨參數(shù)研磨放置在一支撐板上的一晶圓；以及 在判斷出利用該研磨輪與該第一研磨參數(shù)研磨該晶圓的過程中發(fā)生異常之后，利用該研磨輪與相異于該第一研磨參數(shù)的一第二研磨參數(shù)研磨該晶圓，或者，將該研磨輪移至鄰近于該支撐板的一修整墊，并利用該修整墊修整該研磨輪的一研磨面。
6.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨方法，其中在利用該研磨輪與該第二研磨參數(shù)研磨該晶圓之后，將該研磨輪移至該修整墊，并利用該修整墊修整該研磨輪的該研磨面。
7.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨方法，更包括在利用該修整墊修整該研磨輪的該研磨面之后，將該研磨輪移至該支撐板，并利用該研磨輪與該第一研磨參數(shù)研磨放置在該支撐板上的另一晶圓。
8.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨方法，判斷出利用該研磨輪與該第一研磨參數(shù)研磨該晶圓的過程中發(fā)生異常的方法包括 判斷出該研磨輪的一主軸移動(dòng)速率與該晶圓的一移除速率的差異大于一設(shè)定極限值；或者 判斷出該研磨輪的一主軸電流值大于另一設(shè)定極限值。
9.如權(quán)利要求I所述的晶圓研磨方法，其中該支撐板上設(shè)置有一晶圓承載盤，該晶圓放置在該晶圓承載盤上，第一研磨參數(shù)與該第二研磨參數(shù)各包括該研磨輪的一主軸進(jìn)給速度、該晶圓承載盤的一轉(zhuǎn)速、或一冷卻水流量。
10.如權(quán)利要求9所述的晶圓研磨方法，其中該第二研磨參數(shù)的該研磨輪的該主軸進(jìn)給速度小于該第一研磨參數(shù)的該研磨輪的該主軸進(jìn)給速度； 該第二研磨參數(shù)的該晶圓承載盤的該轉(zhuǎn)速小于該第一研磨參數(shù)的該晶圓承載盤的該轉(zhuǎn)速；或者 該第二研磨參數(shù)的該冷卻水流量大于該第一研磨參數(shù)的該冷卻水流量。
全文摘要
一種晶圓研磨裝置與晶圓研磨方法。晶圓研磨裝置包括一支撐板、一修整墊以及一研磨輪。支撐板用以放置一晶圓于其上。修整墊設(shè)置鄰近于支撐板。研磨輪能夠在支撐板與修整墊之間移動(dòng)，以研磨放置在支撐板上的晶圓或經(jīng)由修整墊修整研磨輪的一研磨面。
文檔編號(hào)B24B53/017GK102729133SQ201210245349
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者孫宏琪, 王建清, 黃明玉 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司