具有直接裝載臺板的拋光設備和方法
2023-04-24 13:21:46
專利名稱：具有直接裝載臺板的拋光設備和方法
技術領域：
本發明涉及化學機械拋光設備和方法。
背景技術：
通常通過在矽晶片上順序地沉積導體層、半導體層或絕緣層來在襯底上形成集成電路。一種製造步驟包括在非平面表面上沉積填充物層，並對填充物層進行平面化直到暴露出非平面表面。例如，可以在圖案化的絕緣層上沉積導體填充物來填充絕緣層中的溝槽或孔。然後對填充物層進行拋光，直到暴露出凸起的絕緣層。在平面化之後，絕緣層的凸起圖案之間保留的導體層部分形成了過孔、插頭和導線，它們在襯底上的薄膜電路之間提供導電路徑。另外，還需要平面化來使用於光刻的襯底表面平面化。通過拋光機進行的化學機械拋光(CMP)是一種常用的平面化方法。傳統的拋光機包括基座，基座帶有若干個拋光臺並帶有裝載埠。裝載埠通常專用於提供精密的位置，用於由載具或拋光頭進行卡住。在從裝載埠卡住襯底之後，拋光機可以將襯底移動到一個或多個拋光臺以進行處理。在平面化過程中，襯底的暴露表面被靠著拋光墊的拋光表面放置，所述拋光墊例如旋轉拋光碟或直線前進的帶。載具頭給襯底提供可控的載荷，推動其靠著拋光墊。拋光液可以包括研磨顆粒，並被提供到拋光墊的表面，襯底與拋光墊之間的相對運動實現平面化和拋光。傳統的拋光墊包括「標準」墊和固定研磨墊。通常的標準墊具有帶耐用粗糙表面的聚氨酯拋光層，還可以包括可壓縮的襯背層。相比之下，固定研磨墊具有保持在容納介質中的研磨顆粒，並可以被支撐在大體上不可壓縮的襯背層上。總的來說，形成集成電路的過程可能驚人的昂貴並且在越來越昂貴。費用的一個主要因素是傳統的半導體製造設備所需的尺寸，所述設備除了拋光機之外還包括大量的處理機器。每個機器都消耗一定的地面面積，稱為「佔地(footprint)面積」。特別是，拋光機的裝載埠可能消耗拋光機佔地面積的多達四分之一。費用的另一個主要因素是處理中大量步驟所需的總時間。處理時間影響著生產率或生產量。此外，許多步驟還需要傳遞(handoff),這種傳遞可能使襯底因破壞而被廢棄。
發明內容
本發明總的描述了用於化學拋光設備的系統、方法、電腦程式產品和裝置。總的來說，化學拋光設備可以在拋光物件或臺板上直接裝載(和卸載)襯底，可以由拋光頭從所述拋光物件或臺板來卡住襯底。在一個方面，本發明針對一種化學機械拋光設備。該設備包括帶有N個拋光頭的轉盤、N個臺板、以及機械手。N個拋光頭圍繞轉盤的旋轉軸線大體上等角度地定位。N個臺板各被設置成支撐著拋光物件，N個臺板圍繞轉盤的旋轉軸線大體上等角度地定位，使每個拋光頭可以將襯底定位成與有關臺板處的拋光物件接觸。N個臺板包括裝載臺板，機械手位於接近裝載臺板處並被設置成將襯底定位於裝載臺板處的拋光物件上，以裝載到來自N個拋光頭中的一拋光頭中。本發明的實施方式可以包括下面的一項或多項。N個拋光頭可以是可旋轉的。機械手可以被設置成只在裝載臺板處定位襯底，也可以設置成在來自N個臺板中的多個臺板之一處定位襯底。機械手可以設置成從裝載臺板取回襯底，也可以設置成從不同於裝載臺板的臺板取回襯底。另一機械手可以設置在與不同於裝載臺板的第二臺板接近處，並可以被設置成在第二臺板處將襯底定位在拋光物件上，以裝載到來自N個拋光頭的另一拋光頭中。第一定位傳感器可以向機械手通知:襯底已經到達沿著與裝載臺板有關的第一維度的第一期望位置。第二定位傳感器可以向機械手通知:襯底已經到達沿著與裝載臺板有關的第二維度的第二期望位置。第一定位傳感器可以耦合到機械手，或者耦合到轉盤或載具頭中一者或二者上。控制器可以與第一定位傳感器和機械手通信，控制器可以被設置成從響應於位置的第一定位傳感器接收反饋信號，並作為響應而向機械手阿飛送對機械手運動進行指導的位置信號。該裝置可以包括用於在襯底已被機械手鬆開之後但被N個拋光頭之一卡住之前對襯底位置進行調節的裝置。載具頭中的保持環可以被設置成從第一直徑調節到小於第一直徑的第二直徑。可調節環可以被設置成通過從第二直徑調節到第一直徑來卸載襯底。裝載臺板可以包括一組對準銷，以通過對襯底進行重新定位來更加精確地定位襯底。對準銷可以是可縮回臺板中的。對準銷的內表面之間的間距可以是在對準銷的頂部比底部提供了更大的尺寸。裝載臺板可以是可旋轉到裝載位置以不受載具頭幹擾地訪問，並可以是可旋轉到卡住位置以由載具頭訪問。轉盤和N個臺板各自可以耦合到用於支撐的基座。在另一個方面，本發明針對一種化學機械拋光設備，該設備包括:拋光頭；臺板，設置成支撐拋光物件；機械手，位於接近臺板處並設置成將襯底定位在拋光物件上；以及調節機構，在第一位置處接合襯底並將襯底重新定位到第二位置。第二位置在拋光頭從裝載臺板卡住襯底的位置範圍內，第一位置包括範圍外的位置。本發明的實施方式可以包括下述特徵中的一項或多項。調節機構可以包括保持環，保持環被設置成從第一直徑調節到小於第一直徑的第二直徑。調節機構包括一組可縮回到臺板中的對準銷。臺板可以是可旋轉到裝載位置以不受載具頭阻礙地進行訪問，裝載臺板可以是可旋轉到裝載位置以由載具頭訪問。在另一個方面，本發明針對一種化學機械拋光設備，該設備包括:臺板，支撐拋光物件；機械手，位於接近臺板處並設置成將襯底定位於拋光物件上；載具頭，具有保持環；以及載具頭支撐機構，設置成將載具頭移動到使保持環圍繞襯底的位置。在另一個方面，本發明針對一種對拋光系統進行操作的方法。該方法包括:用機械手將襯底放置到拋光表面上；使載具頭的至少一部分處於裝載位置，使得載具頭的保持環圍繞襯底；以及造成載具頭與拋光表面之間的相對運動以拋光襯底。本發明的實施方式可以包括下述特徵中的一項或多項。襯底可以在第一位置處被放置到拋光表面上，襯底可以被從第一位置移動到裝載位置。移動襯底可以包括:對保持環的內表面直徑進行調節，使襯底邊緣與對準銷接觸，或使臺板移動。可以用載具頭來卡住襯底，載具頭可以帶著襯底移動到另一拋光表面，可以由所述另一拋光表面對襯底進行拋光。
本發明的實施方式可以包括下列優點中的一種或多種。在不需要專用裝載埠的情況下，設備可以在製造機構內佔地更小。此外，通過消除傳遞，該設備可以有更高的生產率，且因機器損壞造成的損耗更小。由此，該設備可以使與半導體製造設備有關地產生的費用減小。附圖和下面的說明中闡述了本發明一種或多種實施例的詳細情況。根據這些說明和附圖，並根據權利要求，可以了解本發明的其他特徵、目的和優點。
圖1的示意性俯視示了對襯底進行處理的系統的一種實施方式。圖2的示意性剖視側視示了圖1的系統中的拋光臺。圖3A-3C的示意性側視示了將襯底裝載到拋光臺中的處理。圖4的不意不了對襯底進行處理的系統的另一實施方式。圖5的示意示了對襯底進行處理的系統的另一實施方式。圖6A-6B的示意性側視圖和俯視示了將襯底直接裝載到圖1的拋光機中的溼法機械手。圖7的示意示了與直接裝載有關的定位機構的第一實施方式。圖8A-8B的示意性側視圖和俯視示了與直接裝載有關的定位機構的第二實施方式。圖9A-9B的示意性剖視示了與直接裝載有關的定位機構的第三實施方式。圖9C是圖9A-9B的定位機構中對準銷的示意性側視圖。圖10A-B的示意示了與直接裝載有關的定位機構的第四實施方式。各個附圖中相同的參考標號標識相似的元件。
具體實施例方式圖1的示意示了半導體製造設備中對襯底進行處理(例如平面化)的系統20。襯底處理系統20包括化學機械拋光設備(「拋光機」)22、溼法(wet)機械手(「機械手」)24、清潔器26、工廠接口模塊28和控制器32。系統20可以包括可選的元件，例如計量裝置或顆粒監測系統。襯底10例如可以是矽晶片(例如用來形成集成電路)或系統20中處理的其他對象。通常，襯底10在機械手24的幫助下被傳送到系統20，以便由拋光機22進行平面化或拋光，並由清潔器26進行清潔。圖1圖示了一種具體實施方式
的示例系統20，因為拋光機22可以在其他系統中實施並通過其他方法來與系統20交換襯底10。在一種實施方式中，工廠接口模塊28可以是矩形形狀。若干個晶盒支撐板110 (例如四個)從工廠接口模塊28突出到清潔室中以接受晶盒12。晶盒12用來在半導體製造設備周圍和系統10內的傳輸過程中保護襯底。多個晶盒埠 112允許將襯底10從晶盒12傳送進出工廠接口模塊28。工廠接口機械手130可以設在軌道142上，軌道142在工廠接口模塊28內線性延伸。工廠接口機械手130可以沿軌道142行進以在各個處理(例如拋光或清潔)之間移動襯底。具體地說，工廠接口機械手130可以將襯底10從晶盒埠 112移動到接受埠 120處的臺架部分176。另外，工廠接口機械手130可以將襯底10從接受埠 122處的清潔器26移動回晶盒埠 112。機械手24設在臺架部分176與拋光機22之間。在一種實施方式中,機械手24率禹合到拋光機22,例如被支撐在拋光機22的基座上。在另一種實施方式中,機械手24可以是單獨的設備。機械手24將襯底10在臺架部分與拋光機22之間傳送。在臺架部分176中，襯底10可以被機械手24從可索引的(indexable)緩衝區182接收。機械手24包括襯底握持器(例如葉片141)，所述襯底握持器可在臺板54上方水平運動。拋光機22包括拋光臺(例如四個臺50a_50d，但是也可以有其他數目的臺)以及被支撐在拋光臺上方的轉盤(carousel) 60。拋光臺50a_50d可以在轉盤60的旋轉軸線57周圍以大體相等的角度布置，並離開所述軸線57大體相等的距離。如圖2所示，拋光臺50a_50d各包括由公共基座58支撐的臺板54。每個拋光臺還可以可選地包括例如清洗臺、墊調節器(pad conditioner)等。每個臺板支撐著拋光物件56。拋光物件56可以是例如標準墊、固定研磨墊或拋光墊。或者，一個或多個拋光臺可以使用連續帶或者遞增式前進的薄板而不是圓形的拋光墊。臺板54可以是圓形，可以以可旋轉方式安裝並由電動機驅動。在工作中，臺板54旋轉，在襯底與拋光表面之間產生相對運動，並與漿液(slurry) —起使襯底10的表面光滑。參照圖1和圖2，在一種實施例中，轉盤60是十字形並帶有載具頭62 (例如四個)，載具頭62圍繞轉盤的旋轉軸線57以大體相等的角度間隔(例如90度間隔)分開(圖1中未示出載具頭以便更清楚地示出拋光物件)。保持了載具頭62的支撐軌道64的位置也可以離軸線57大體相等的距離，每個載具頭62可以沿支撐軌道64獨立地運動，從而沿徑向直線地朝向或離開軸線57運動。在所示的實施方式中，轉盤60上的載具頭62(例如N個載具頭62)的數目等於拋光臺50 (例如N個拋光臺50)的數目。載具頭62例如通過真空卡住或通過保持環(retaining ring)來緊固襯底10。轉盤60圍繞軸線57旋轉,從而在各個拋光臺50之間傳輸帶有襯底10的載具頭62。每個載具頭62可以是垂直可動的，或者包括可垂直運動的下部，從而能夠將卡住的襯底10降低到拋光臺50進行處理。另外，每個載具頭還可以是例如由電動機66帶動可獨立旋轉的。在一種實施方式中，清潔器26是矩形柜子。穿通支撐件180可以從可索引緩衝區182取走襯底10。總的來說，清潔器26在平面化之後對襯底10進行清洗，以除去多餘的碎片。為了將襯底裝載到拋光機中，可以設置機械手24並對控制器32進行編程，使機械手24從臺架部分176傳輸襯底10並將其直接放置在拋光臺的臺板上拋光物件的拋光表面上。類似地，為了從拋光機卸載襯底，可以設置機械手24並對控制器32進行編程，使機械手24直接從拋光臺的臺板上拋光物件的拋光表面上拾取襯底10並將其放到臺架部分176中。在一種實施方式中，葉片141可以垂直定位於載具頭52的縮回位置與拋光物件56的拋光表面之間。參照圖3A-3C，示出了用於將襯底裝載到拋光臺50a中的處理的一種實施方式。最初，如圖3A所示，載具頭62的安裝表面被縮回，葉片141將襯底橫向(如箭頭A所示)傳輸到載具頭與拋光物件之間的位置。然後，如圖3B所示，葉片將襯底降低到拋光表面上，鬆開襯底，並縮回(如箭頭B所示)。然後，如圖3C所示，載具頭62的安裝表面被降低，使得襯底配裝在載具頭的容納凹部68中。此時，襯底可以在拋光臺處受到拋光，也可以通過真空方式卡到載具頭62並被傳送到另一拋光臺。從拋光系統卸載襯底10的處理基本上以相反的順序執行這些步驟。這種構造給處理和襯底流動提供了很高的靈活度。例如，在順序拋光操作中，每個襯底10可以被裝載到裝載臺50a，在裝載臺50a處受到拋光，並被依次傳輸到裝載拋光臺50a之外的各個拋光臺50b-50d以進行附加拋光，被返回到裝載臺50a，然後被卸載。對於順序拋光操作，不同拋光臺處拋光條件可以不同，例如可以設置不同的拋光臺用於對不同材料進行拋光，或者用於相繼進行更加精細的拋光操作。或者，在成批拋光操作中，可以由依次不同的載具頭將N個襯底裝載到裝載臺50a中，在不同的拋光臺50a-50d進行拋光(而不在其他臺進行拋光)，然後從拋光臺50a依次返回並卸載。對於成批拋光操作，拋光臺處的襯底可以在大體上類似的條件下受到拋光。作為混合拋光處理，可以用交替的成對拋光臺對交替的襯底進行拋光。例如，一個襯底可以在裝載臺50a處裝載，被傳輸到拋光臺50b處並受到拋光(而不在裝載臺50a處拋光)，被傳輸到拋光臺50d處並受到拋光，然後被傳輸到拋光臺50a處並卸載。下一個襯底可以在裝載臺50a處裝載,被傳輸到拋光臺50c處並受到拋光(這可以與第一襯底在臺50d處的拋光同時進行)，然後被傳輸到拋光臺50a處並卸載。在圖1所示的實施方式中，機械手24的位置與拋光臺50』鄰近，以將襯底10裝載到專用拋光臺50』或從該拋光臺取回該襯底(即，在該實施方式中，系統架構是機械手24隻能訪問這些拋光臺中的一個)。在另一種實施方式中，如圖4所示，機械手24可以位於兩個拋光臺50之間，系統架構是機械手24可以訪問拋光臺中的兩個。另外，機械手也可以設置成在幾個拋光臺50之間運動(例如通過軌道)以便將襯底直接裝載或卸載到相鄰的拋光臺中。總的來說，控制器32被設置成選擇從襯底被發送到兩個拋光臺中的哪一個或者從兩個拋光臺中的哪一個取回襯底。例如，機械手24可以將襯底發送到一個專用拋光臺50a並從另一個專用拋光臺50b取回襯底(即，在這種實施方式中，控制器的軟體被設定成使得機械手24訪問拋光臺中的一個以進行裝載並訪問拋光臺中的另外一個以進行卸載)。作為另一種示例，控制器32可以根據運行時的狀況來動態地確定使用哪個拋光臺進行裝載或卸載。另一個示例可能有利於上述混合拋光操作，在該示例中，機械手24向/從兩個相鄰的拋光臺裝載交替的襯底。例如，一個襯底在裝載臺50a處受到拋光，被傳輸到拋光臺50c處並受到拋光，然後被傳輸到裝載臺50a並從其卸載。這批的下一個襯底可以在裝載臺50d處裝載並受到拋光，被傳輸到拋光臺50b處並受到拋光，然後被裝載到裝載臺50d並從其卸載。特別是，通過轉盤的第一旋轉，臺50a和50d處受到部分拋光的襯底可以分別被同時傳輸到臺50c和50b用於附加拋光,而原先在臺50c和50b處的襯底被通過同一旋轉傳輸回臺50a和50d用於卸載。轉盤的第二旋轉將經過拋光的襯底返回臺50a和50d用於卸載，並將兩個新的部分拋光襯底傳輸到臺50c和50d。這種操作的一個優點是每個拋光循環之需要兩次轉盤旋轉。在再一種實施例中，如圖5所示，系統20包括兩個裝載機械手24a和24b，它們被定位成分別訪問兩個相鄰的不同拋光臺，例如臺50a和50d。這種系統架構可以是每個機械手只能訪問拋光臺中不同的一個。在一種實施方式中，與一個拋光臺50a鄰近的機械手是專用的裝載機械手24a，與拋光臺50d鄰近的機械手是專用的卸載機械手24b。這也可以應用於上述順序拋光操作(只是襯底從臺50d而不是臺50a卸載)，在另一種實施方式中，裝載機械手24a和24b既執行裝載也執行卸載。這也可以應用於上面參照圖4所述的混合拋光操作(只是對不同臺使用了不同的機械手而不是共用的機械手)。控制器32可以包括一個或多個可編程的數字計算機，計算機執行中央控制軟體或分布式控制軟體。控制器32可以協調系統20的操作。在一種實施方式中，控制器32管理襯底10的直接裝載。例如，控制軟體可以使用映射系統，該系統給機械手24的運動範圍分配坐標。反饋系統可以提供當前坐標，使控制軟體能夠計算例如如何到達襯底10可被從臺板54卡住的位置。控制器32可以產生電控制信號(例如模擬信號或數位訊號)來指導機械手24。圖6A是機械手24直接裝載襯底10的一種實施方式示意圖。機械手24具有機械手基座132、垂直軸134以及終止於襯底握持器141的關節臂136。垂直軸134能夠調節襯底的高度。為此，垂直軸134如箭頭A所示沿著垂直軸線升高和降低關節臂136。關節臂136能夠橫向移動襯底10。具體地說，關節臂136如B所示圍繞垂直軸旋轉。另外，關節臂136如C所示在水平方向伸縮。在一種實施方式中，關節臂包括旋轉致動器138，旋轉致動器138能夠圍繞水平軸線旋轉襯底10，如D所示。機械手24由此提供了大範圍的運動來在臺架部分176與裝載拋光臺50a之間移動襯底。圖6B是關節臂136的仰視圖。襯底握持器141可以是真空卡盤，例如葉片、靜電卡盤、邊緣夾(edge clamp)或類似的晶片握持機構。襯底握持器141在由機械手24傳送的同時緊固襯底10。襯底握持器141可以將襯底10緊固在面向下的位置並在關節臂136的運動過程中緊固襯底10。在一種實施方式中，裝載(和卸載)受到由下文中結合圖7-10所述的一種或多種定位系統實施方式的輔助。拋光機22可以具有一個或多個元件對襯底10在裝載拋光臺50a上的定位進行輔助，圖7-10中描述了一些示例。大體上，定位系統的元件可以包括硬體和/或軟體。硬體方面可以用來在實體上將襯底10定位到目標卡住位置(即，在可由拋光頭62安全卡住襯底10的位置範圍內)。軟體方面可以用來通過指令控制硬體方面，所述指令例如被設置成計算當前位置並確定到達卡住位置所需的運動。在某些實施方式中，關節臂136可以被校準為將襯底10直接放在卡住位置。例如，反饋處理可以如下所述對關節臂136進行導向。在某些實施例中，關節臂136可以將襯底10放在臺板54上，然後臺板54可以被重新定位到卡住位置(例如通過使臺板54旋轉)。在其他實施方式中，調節機構可以通過關節臂136將襯底10從初始方位重新定位到目標卡住位置(例如從範圍外的位置)。圖7是拋光機22的示意圖，拋光機22帶有定位系統的第一實施方式，該定位系統在放置襯底過程中使用反饋來控制關節臂136的位置。在定位機構的一種實施方式中，機械手24和拋光機22中一者或二者可以包括定位傳感器，以確定關節臂136相對於拋光機22元件的位置。例如，定位傳感器144可以被定位在關節臂136上、葉片141上、轉盤60上或載具頭62上。在一種實施方式中，機械手24或拋光機22之一可以包括位置傳感器144,而另一元件(例如，如果傳感器144在葉片上，則載具頭62上)可以包括提高檢測容易性的特徵162，例如對準圖案(例如反射條)或光源(例如LED)。位置傳感器144可以是光學檢測器(例如光電檢測器)、相機、邊緣檢測器等。在一種實施方式中，光學檢測器對來自安裝在另一元件上的光源162的光進行檢測，以確定襯底是否已到達了卡住位置。在另一種實施方式中，相機使用圖像處理，用於對卡住位置的視覺識別。圖6A-6B圖示了位置傳感器144在機械手24上的一種示例，而圖7圖示了位置傳感器分布在機械手24 (例如葉片141)與拋光系統22 (例如載具頭62)之間的一種示例。儘管傳感器144被圖示為位於葉片141的頂面上，但傳感器144也可以位於底面上。位置傳感器144可以提供反饋信息。位置傳感器144可以例如向控制軟體或硬體(例如控制器32)提供輸出，所述控制軟體或硬體計算位置並確定如何到達卡住位置。關節臂136可以接收對進一步運動進行指導的信號。例如，如果使用相機，則控制器可以被設置成使葉片移動，以使來自相機的圖像與預定目標圖像匹配，其中葉片141在所述預定目標圖像處會被正確定位。在一種實施方式中，關節臂136可沿受限軸線延伸(即，具有一個自由度)並可以通過單一的位置傳感器144而定位到卡住位置。在其他實施例中，關節臂136可沿多於一個軸線延伸，因而通過多於一個位置傳感器144來定位。反饋處理可以持續至到達卡住位置時為止。在被定位於拋光物件56上之後，關節臂136鬆開襯底10。圖8A和圖8B是帶有定位系統第二實施方式的拋光機22的示意圖，該定位系統帶有調節機構的第一實施方式。在圖8A中，載具頭62包括保持環164。圖SB示出了保持環164的仰視圖(即，環狀保持環的實施方式)。保持環164具有可調內徑163。在工作中，可以在降低載具頭62的時候使內徑增大。增大的直徑163放寬了與機械手放置襯底10的位置有關的公差。在載具頭被降低之後，使保持環164的內徑減小，以便輕微地將襯底10向內促緊。例如，如果襯底10相對於內徑163偏心，則保持環164的相應部分可以輕推襯底10至接觸或幾乎接觸保持環164的相對側。在拋光之後，保持環164的可調內徑可以再次增大以鬆開襯底10。美國專利N0.6，436，228中描述了帶有可調內徑的保持環，該專利通過引用方式而結合。圖9A-9C是帶有定位系統第三實施方式的拋光機22的示意圖，該定位系統帶有調節機構的第二實施方式。臺板54包括可縮回的對準銷166，這些對準銷166圍繞卡住位置定位。可縮回的銷166可被安裝到臺板54內的致動器(未示出)，並在縮回時可位於臺板54中的凹部168中。在被向上致動時，銷166穿過拋光物件56中的孔延伸，使它們突出於拋光表面上方。在一種實施方式中，三個可縮回的銷166以120度的增量圍繞卡住位置的周邊設置。在另一種實施例中，可以有其他數目的可縮回銷166。如圖9C所示，各個可縮回銷166的頂部處向內的表面可以錐形(如圖所示，整個銷可以是錐形)，使得可縮回銷的頂部部分比下部對應於更大的襯底直徑。或者，可縮回銷166也可以不是錐形，而是被定位成使它們的縱軸相對於拋光表面成非直角的角度，從而在直徑大小方面有類似進展。在工作中，可以使可縮回銷166降低，使襯底10能夠被沒有幹涉地放置在拋光物件56上。可以利用各種技術來放置襯底10 (例如使用上文結合圖7所述的定位傳感器144)。可縮回銷166可以被致動，從而響應於所感知的襯底(例如在被控制器通知時，或者在被位於襯底10下方的光傳感器檢測到時)而從臺板54伸出。可縮回銷166的錐形邊緣167被設置成接觸襯底邊緣，並輕微地將襯底10從初始位置重新定位到卡住位置。隨後，可縮回銷166可以縮回臺板54中，以免被降低以卡住襯底10時與載具頭62發生幹涉。圖1OA和圖1OB是帶有定位機構第四實施方式的拋光機22的示意圖。在這種實施方式中，臺板54在圖1OA所示的裝載位置與圖1OB所示的緊固位置之間旋轉。在裝載位置，襯底10可被機械手24放置在可縮回銷166之間，而不需要操縱載具頭62下的葉片141。在裝載之後，臺板54朝卡住位置旋轉，從而對襯底10進行定位以便由載具頭62卡住。上文已經說明了本發明的多種實施例。但是，應當明白，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以進行各種改變。因此，其他實施例也在所附權利要求的範圍之內。因此，其他實施例也在所附權利要求的範圍之內。
權利要求
1.一種對拋光系統進行操作的方法，包括: 用機械手將襯底放置到拋光表面上； 使載具頭的至少一部分處於裝載位置，使得所述載具頭的保持環圍繞所述襯底；和 使得所述載具頭與所述拋光表面之間進行相對運動以對所述襯底進行拋光。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述襯底在第一位置處被放置到所述拋光表面上，所述方法還包括使所述襯底從所述第一位置移動到所述裝載位置。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，移動所述襯底包括調節所述保持環的內表面的直徑。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，移動所述襯底包括使所述襯底的邊緣與對準銷接觸。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，移動所述襯底包括移動所述臺板。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述載具頭的所述保持環圍繞所述襯底之前，所述襯底被放置在所述拋光表面上。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述襯底放置到所述拋光表面上包括:縮回所述載具頭，將所述機械手的葉片上的所述襯底橫向傳輸到所述載具頭和拋光物件之間的位置，將所述襯底降低到所述拋光表面上，鬆開所述襯底，並縮回所述機械手的所述葉片。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述載具頭的至少一部分處於所述裝載位置包括:降低拋光頭的安裝表面，以使得所述襯底配裝在所述拋光頭的容納凹部中。
9.一種化學機械拋光機，其包括: 對拋光物件進行支撐的臺板； 機械手，位於與所述臺板接近處並被設置成將襯底定位於所述拋光物件上； 具有保持環的載具頭；和 載具頭支撐機構，設置成將所述載具頭移動到使所述保持環圍繞所述襯底的位置。
10.根據權利要求9所述的化學機械拋光機，其中，在操作中，拋光頭的安裝表面被縮回，所述機械手的葉片將所述襯底橫向傳輸到所述載具頭和拋光物件之間的位置，將所述襯底降低到所述拋光物件的拋光表面上，鬆開所述襯底，並縮回，然後所述拋光頭的所述安裝表面降低使得所述保持環圍繞所述襯底並且所述襯底配裝在所述拋光頭的容納凹部中。
全文摘要
本發明提供一種用於化學機械拋光的方法和設備，其包括支撐著拋光物件的臺板、位於臺板附近的機械手、帶有保持環的載具頭、以及載具頭支撐機構。機械手被設置成將襯底定位在拋光物件上，載具頭支撐機構被設置成使載具頭移動到使保持環圍繞襯底的位置。
文檔編號B24B37/34GK103203685SQ20131007600
公開日2013年7月17日 申請日期2006年9月21日 優先權日2005年9月30日
發明者陳宏清 申請人:應用材料公司