專利名稱：：化學(xué)機(jī)械研磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型是關(guān)于一種用于研磨半導(dǎo)體晶圓基材的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，特別是有關(guān)于一種在各研磨步驟間整合有化學(xué)機(jī)械研磨度量的化學(xué)機(jī)械研磨裝置。
背景技術(shù)：
：在來(lái)自一硅晶圓的半導(dǎo)體裝置的制造中，多個(gè)半導(dǎo)體制程設(shè)備或機(jī)臺(tái)會(huì)被使用。其中一種半導(dǎo)體制程機(jī)臺(tái)即是用來(lái)研磨薄型及平坦的半導(dǎo)體晶圓，以獲得一平坦化的表面。在需經(jīng)常被使用于邏輯與記憶裝置中的一淺溝絕緣(shallowtrenchisolation，STI)層、內(nèi)層介電材料(inter-layerdielectric，ILD)層或一內(nèi)金屬介電(inter-metaldielectric，IMD)層上，一平坦化的表面特別重要。由于關(guān)系到后續(xù)的高分辨率微影制程以制造下一階段的電路，故平坦化制程更顯重要。高分辨率微影制程只有當(dāng)其在一很平坦的表面上進(jìn)行時(shí)才能獲致高精確度。因此，平坦化制程在半導(dǎo)體裝置的制造中是屬于一個(gè)非常重要的制程步驟。一總體的平坦化制程可通過(guò)已知的化學(xué)機(jī)械研磨法來(lái)進(jìn)行。在現(xiàn)代的半導(dǎo)體裝置的制造中，化學(xué)機(jī)械研磨法已廣泛地被應(yīng)用于內(nèi)層介電材料或內(nèi)金屬介電層上?；瘜W(xué)機(jī)械研磨制程是以一轉(zhuǎn)盤(pán)(rotatingplaten)與一研磨頭來(lái)進(jìn)行?；瘜W(xué)機(jī)械研磨制程主要是用于研磨一半導(dǎo)體晶圓的正面，以達(dá)成平坦化的目的以及為下一個(gè)階段的制程做準(zhǔn)備。一晶圓通常會(huì)被平坦化處理一次或好幾次，以使其上的表面盡可能的平坦。晶圓可以在一化學(xué)機(jī)械研磨裝置中被研磨，其乃是通過(guò)將晶圓放置于一載具上，并將晶圓的正面朝下壓在覆以研漿(slurry)的一研磨墊上來(lái)進(jìn)行。上述的研漿可以是內(nèi)含膠狀的硅土、CeO2或鋁化物等。在一轉(zhuǎn)盤(pán)上的研磨墊(polishingpad)通常是以一彈性層做為其外層，此彈性層可以是由一聚合材料(例如聚氨酯)所制成，并且具有一填充料來(lái)控制其尺寸穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械研磨制程中，晶圓本身亦會(huì)旋轉(zhuǎn)，以避免晶圓表面產(chǎn)生錐狀外形。晶圓的旋轉(zhuǎn)軸乃是刻意地不與研磨墊的旋轉(zhuǎn)軸同軸，但晶圓的旋轉(zhuǎn)軸是與研磨墊的旋轉(zhuǎn)軸平行。眾所周知，以化學(xué)機(jī)械研磨制程所處理的晶圓均勻度是壓力、速度及研漿濃度所組成的函數(shù)關(guān)系。化學(xué)機(jī)械研磨制程是經(jīng)常地應(yīng)用于使一半導(dǎo)體裝置上的淺溝絕緣層、內(nèi)層介電材料層或內(nèi)金屬介電層平坦化，而淺溝絕緣層、內(nèi)層介電材料層或內(nèi)金屬介電層傳統(tǒng)上是由介電材料所組成。同時(shí)，上述的介電材料大多是采用氧化硅或其它低介電質(zhì)。在研磨一介電層的制程中，其目的是要移除印刷樣式(typography)，而卻使得整個(gè)晶圓維持良好的均勻度。介電材料的移除量一般是介于2000埃與20000埃之間。內(nèi)層介電材料層或內(nèi)金屬介電層研磨的均勻度要求是非常嚴(yán)格的，此乃因?yàn)椴痪鶆虻慕殡姳∧?huì)造成不良的微影結(jié)果，以及導(dǎo)致接觸窗蝕刻(contactorviaetching)或插塞形成(plug-formation)的困難性。在化學(xué)機(jī)械研磨制程中通常會(huì)使用到一旋轉(zhuǎn)研磨轉(zhuǎn)盤(pán)以及一晶圓承載器，旋轉(zhuǎn)研磨轉(zhuǎn)盤(pán)以及晶圓承載器皆會(huì)施加一壓力于晶圓上，并且使晶圓旋轉(zhuǎn)。晶圓表層的研磨或移除可搭配利用一研漿來(lái)達(dá)成，而該研漿主要是由內(nèi)含膠狀的硅土或由懸浮于去離子水或堿性溶液中的CeO2所組成。研漿可由一自動(dòng)研漿供應(yīng)系統(tǒng)來(lái)供給，以確保均勻的研磨墊濕度以及適當(dāng)?shù)难袧{傳遞與回復(fù)?；瘜W(xué)機(jī)械研磨制程是以化學(xué)及機(jī)械的方式來(lái)執(zhí)行精微的研磨作用。雖然化學(xué)機(jī)械研磨制程比起傳統(tǒng)的機(jī)械磨耗式研磨制程具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但化學(xué)機(jī)械研磨制程仍具有難以在一晶圓表面上的不同位置處控制研磨速率的缺點(diǎn)。由于研磨速率通常是正比于研磨墊的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度，故在晶圓表面上的一特定點(diǎn)處的研磨速率是取決于旋轉(zhuǎn)軸的距離。換言之，在晶圓邊緣部(最靠近研磨墊的旋轉(zhuǎn)軸)所得到的研磨速率是小于在晶圓的相對(duì)邊緣所得到的研磨速率。盡管上述的研磨速率差異可通過(guò)旋轉(zhuǎn)晶圓表面而獲得補(bǔ)償，但在化學(xué)機(jī)械研磨制程中，晶圓表面仍就會(huì)遭受到多變研磨速率的影響。目前有一種線性化學(xué)機(jī)械研磨制程可使研磨墊以線性的方式來(lái)對(duì)一旋轉(zhuǎn)晶圓表面做相對(duì)移動(dòng)。在整個(gè)平坦化過(guò)程中，此種線性研磨方式可提供一較均勻的研磨速率于一晶圓表面上。此外，應(yīng)用線性研磨方式的一線性研磨系統(tǒng)還可具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，亦即，線性研磨系統(tǒng)不僅具有低制造成本，其還可使得占用空間較為減小。請(qǐng)參閱圖1，一種已知的化學(xué)機(jī)械研磨裝置90主要包括有一底座100、數(shù)個(gè)研磨墊210a、210b及210c、一研磨頭清潔裝載/卸載站(headcleanload/unloadstation)360以及一研磨頭旋轉(zhuǎn)單元(headrotationunit)400。研磨墊210a、210b及210c是設(shè)置于底座100之上。研磨頭清潔裝載/卸載站360更包括有一承載杯(loadcup)300，承載杯300可用來(lái)將晶圓(未顯示)裝載至研磨頭410a，410b，410c，410d上，以及用來(lái)從研磨頭410a，410b，410c，410d上卸載晶圓。研磨頭旋轉(zhuǎn)單元400更包括有數(shù)個(gè)研磨頭410a、410b、410c及410d，研磨頭410a、410b、410c及410d可用以支承與轉(zhuǎn)動(dòng)晶圓。數(shù)個(gè)研磨墊210a、210b及210c可在較短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)對(duì)數(shù)個(gè)晶圓進(jìn)行處理。每一個(gè)研磨墊皆是固定于一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(rotatablecarousel，未顯示)上。數(shù)個(gè)研磨墊調(diào)節(jié)器(padconditioner)211a、211b及211c是設(shè)置于底座100之上，并且可分別掃過(guò)對(duì)應(yīng)的研磨墊表面，以進(jìn)行研磨墊表面的調(diào)節(jié)。研漿供給臂212a、212b及212c亦是設(shè)置于底座100之上，并可分別供應(yīng)研漿至每一個(gè)研磨墊表面上。研磨頭旋轉(zhuǎn)單元400的研磨頭410a、410b、410c及410d是分別固定于轉(zhuǎn)軸420a、420b、420c及420d之上，而轉(zhuǎn)軸420a、420b、420c及420d皆是由位于研磨頭旋轉(zhuǎn)單元400的框架401內(nèi)的一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未顯示)所驅(qū)使轉(zhuǎn)動(dòng)。研磨頭410a、410b、410c及410d可分別地支承晶圓(未顯示)，并且可分別將晶圓壓向研磨墊210a、210b及210c的上表面，如此一來(lái)，各晶圓上的材料層即可被移除。在化學(xué)機(jī)械研磨制程中，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元400是通過(guò)一旋轉(zhuǎn)軸承402而被支撐于底座100之上。如圖1A所示，承載杯300包括有一支撐柱312，支撐柱312可支撐一圓形底座310。晶圓可被放置于圓形底座310上。圓形底座310可將晶圓承載至研磨頭410a，410b，410c，410d上，以及圓形底座310可從研磨頭410a，410b，410c，410d上卸載晶圓。在圓形底座310的上表面上還具有一底座薄膜313，而底座薄膜313是與晶圓的圖案表面(集成電路所在的表面)所接觸。數(shù)個(gè)流體開(kāi)口314是穿設(shè)于圓形底座310與底座薄膜313上。通過(guò)使清潔流體從流體開(kāi)口314噴出，研磨頭410a、410b、410c及410d的下表面與底座薄膜313的上表面即可在承載杯300處被清洗。在化學(xué)機(jī)械研磨裝置90的操作中，每一個(gè)晶圓皆是固定于每一個(gè)研磨頭410a、410b、410c及410d上，并且每一個(gè)晶圓皆是依序地被每一個(gè)研磨墊210a、210b及210c所研磨。如圖2所示，S1表示晶圓在研磨墊210a上所進(jìn)行的第一個(gè)研磨步驟；S2表示晶圓在研磨墊210b上所進(jìn)行的第二個(gè)研磨步驟；S3表示晶圓在研磨墊210c上所進(jìn)行的第三個(gè)研磨步驟；S4表示晶圓在被研磨后可被清洗的步驟；而S5表示對(duì)晶圓進(jìn)行同軸度量的步驟。同軸度量的步驟(S5)經(jīng)常還指出經(jīng)研磨過(guò)的晶圓還需進(jìn)行額外的研磨步驟來(lái)從晶圓上移除額外的材料。換句話說(shuō)，在進(jìn)行同軸度量的步驟后，晶圓還需進(jìn)行另一系列的研磨步驟。此種完善研磨制程乃是根據(jù)同軸度量步驟的結(jié)果來(lái)執(zhí)行，以期使晶圓具有一材料層目標(biāo)厚度，而此材料層目標(biāo)厚度可利于后續(xù)的制程。雖然上述研磨制程中的實(shí)際材料移除速率約為第一個(gè)研磨制程的材料移除速率的1/5至1/25，但兩個(gè)制程的總處理時(shí)間是大約相同的。此種晶圓的雙重制程實(shí)質(zhì)上會(huì)延長(zhǎng)制程周期時(shí)間，進(jìn)而會(huì)降低制程設(shè)備利用率以及制程生產(chǎn)率。如上所述，一種改良的化學(xué)機(jī)械研磨裝置及其制程方法是迫切需要的來(lái)解決上述的問(wèn)題，亦即，此改良的化學(xué)機(jī)械研磨裝置及其制程方法可在不需進(jìn)行額外制程的情形下，來(lái)達(dá)成在晶圓上獲得具有一目標(biāo)厚度的材料層。有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是要提供一種改良的化學(xué)機(jī)械研磨裝置及其研磨方法，在本實(shí)用新型的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中，一(同軸)度量器是設(shè)置于連續(xù)的研磨墊之間，而本實(shí)用新型的研磨方法則可增進(jìn)晶圓在化學(xué)機(jī)械研磨制程中的產(chǎn)量。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型基本上采用如下所詳述的特征以解決上述的問(wèn)題。本實(shí)用新型的一目的是要提供一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其適用于研磨一晶圓上的一材料層，并且包括一底座；數(shù)個(gè)研磨頭，設(shè)置于該底座之上，是用以支承該晶圓；數(shù)個(gè)研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一度量器，設(shè)置于該底座之上，并且是位于該研磨墊中的兩個(gè)相鄰研磨墊之間，用以量測(cè)該材料層的厚度；以及一控制器，連接于該研磨墊以及該度量器，是用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使至少一個(gè)研磨墊運(yùn)作。又根據(jù)上述目的，該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭。又根據(jù)上述目的，該研磨墊包括一第一研磨墊、一第二研磨墊以及一第三研磨墊，該第一研磨墊、該第二研磨墊以及該第三研磨墊是以轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置于該底座之上。又根據(jù)上述目的，其更包括一裝載/卸載站，是設(shè)置于該底座之上，該裝載/卸載站是將該晶圓裝載至該研磨頭上以及從該研磨頭上卸載該晶圓。又根據(jù)上述目的，該度量器是設(shè)置于該第二研磨墊與該第三研磨墊之間。本實(shí)用新型的另一目的是要提供另一種研磨裝置，適用于研磨一晶圓上的一材料層，包括一底座；數(shù)個(gè)研磨頭，設(shè)置于該底座之上，是用以支承該晶圓；一第一研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一第二研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一第三研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一度量器，設(shè)置于該底座之上，并且是位于該第一研磨墊與該第二研磨墊之間，用以量測(cè)該材料層的厚度；以及一控制器，連接于該第一研磨墊、該第二研磨墊、該第三研磨墊以及該度量器，是用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使該第二研磨墊以及該第三研磨墊運(yùn)作。又根據(jù)上述目的，該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭。又根據(jù)上述目的，該研磨裝置還包括一將該晶圓裝載至該研磨頭上以及從該研磨頭上卸載該晶圓裝載/卸載站，是設(shè)置于該底座之上。又根據(jù)上述目的，該研磨裝置的該控制器是用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使后續(xù)芯片在第一研磨墊運(yùn)作又根據(jù)上述目的，該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案可以較大幅度的節(jié)省研磨的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例并配合所附圖式做詳細(xì)說(shuō)明。圖1是顯示一已知的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的立體示意圖；圖1A是顯示根據(jù)圖1的一圓形底座的立體示意圖；圖2是顯示根據(jù)圖1的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的制程流程圖；圖3是顯示本實(shí)用新型的一實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的俯視示意圖；圖3A是顯示具有一材料層的晶圓的部份剖面示意圖；圖4是顯示本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的俯視示意圖；以及圖5是顯示根據(jù)本實(shí)用新型的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的制程流程圖。具體實(shí)施方式茲配合圖式說(shuō)明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨裝置(CMPapparatus)10主要包括有底座12、裝載/卸載站22、第一研磨墊(帶)28a、第二研磨墊(帶)28b、第三研磨墊(帶)28c、研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14、五個(gè)研磨頭20a、20b、20c、20d、20e、三個(gè)研漿分配臂30a、30b、30c、三個(gè)研磨墊調(diào)節(jié)器(padconditioner)32a、32b、32c、同軸度量器(in-linemetrologytool)34、制程控制器(CLCprocesscontroller)36、內(nèi)部清潔器(in-situcleantool)50以及一外部清潔器(ex-situcleantool)51。裝載/卸載站22是設(shè)置于底座12之上，并且可從一機(jī)械手臂24處承接一晶圓26。第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c皆是分別設(shè)置于一轉(zhuǎn)動(dòng)的滾軸(未顯示，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)置于底座12上)上，并且第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c是用來(lái)依序地研磨晶圓26。研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14是設(shè)置于一軸16之上，并且是懸設(shè)于底座12的上方。此外，在本實(shí)施例之中，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14還包括有五個(gè)向外延伸的臂桿18，而五個(gè)研磨頭20a、20b、20c、20d及20e則是分別設(shè)置于五個(gè)向外延伸的臂桿18上。三個(gè)研漿分配臂30a、30b、30c亦是設(shè)置于底座12之上，并且是分別鄰接于第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c。在依序研磨每一個(gè)晶圓26的過(guò)程中，研漿分配臂30a、30b、30c可分別將研漿(未顯示)分配到第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c上。三個(gè)研磨墊調(diào)節(jié)器32a、32b、32c亦是設(shè)置于底座12，而可分別用來(lái)調(diào)節(jié)第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c。同軸度量器34亦是設(shè)置于底座12之上，并且是位于第二研磨墊28b與第三研磨墊28c之間。同軸度量器34可以是任何已知的度量器形式，而可用來(lái)量測(cè)在每一個(gè)晶圓26上的一材料層(未顯示于圖3中)。制程控制器36是(電性)連接于一些功能性機(jī)件，例如，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14、第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c。制程控制器36可具有控制晶圓26的自動(dòng)傳送以及控制同軸度量器34等功能，而其詳細(xì)的運(yùn)作方式將在以下的敘述中說(shuō)明。制程控制器36亦可用來(lái)控制晶圓26在第一研磨墊28a、第二研磨墊28b以及第三研磨墊28c上的每一個(gè)研磨步驟的研磨時(shí)間。同軸度量器34是(電性)連接于制程控制器36，同軸度量器34可在最后的研磨步驟中，驅(qū)使制程控制器36修正或調(diào)整對(duì)于晶圓26在第三研磨墊28c上的研磨時(shí)間，如此即可在晶圓26上得到一所需的材料層目標(biāo)厚度。此外，同軸度量器34亦可以與第一研磨墊28a、第二研磨墊28b、第三研磨墊28c以及制程控制器36整合成一個(gè)單元。內(nèi)部清潔器50是整合于化學(xué)機(jī)械研磨裝置10中，其可在化學(xué)機(jī)械研磨制程后清潔晶圓26。另外，外部清潔器51亦可以用來(lái)清潔晶圓26。請(qǐng)配合參閱圖3A，化學(xué)機(jī)械研磨裝置10主要是用來(lái)研磨或減少已在晶圓26上所沉積的一材料層27的厚度。在整個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨制程中，材料層27會(huì)從一前化學(xué)機(jī)械研磨厚度(pre-CMPthickness)42減少成一目標(biāo)厚度(targetthickness)44。傳統(tǒng)上，材料層27可以是包括有一介電材料的金屬層。舉例來(lái)說(shuō)，金屬層可以是鎢、銅、鋁或其合金，金屬層及介電層可以物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)或電化學(xué)電鍍(ECP)等方式沉積于晶圓26上。此外，材料層27亦可以完全是介電層。在材料層27沉積于晶圓26的上后，其前化學(xué)機(jī)械研磨厚度42通常會(huì)大于目標(biāo)厚度44，而其為在材料層27中制作溝渠所需。當(dāng)材料層27是一介電層時(shí)，其目標(biāo)厚度44通常需介于300埃與20000埃之間，而對(duì)應(yīng)于介電溝渠深度。另外，化學(xué)機(jī)械研磨制程亦可在一金屬層中的淺溝隔離(Trench)結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程中進(jìn)行，此時(shí)，材料層27的溝渠深度或目標(biāo)厚度44通常需介于500埃與5微米(μm)之間。如圖3、圖3A及圖5所示，在化學(xué)機(jī)械研磨裝置10的運(yùn)作過(guò)程中，材料層27的前化學(xué)機(jī)械研磨厚度42、目標(biāo)厚度44以及材料層27被研磨至目標(biāo)厚度44的總估算研磨時(shí)間會(huì)先被輸入制程控制器36中，如圖5的制程步驟S1所示。接著，每一個(gè)晶圓26是分別且依序地被機(jī)械手臂24傳送至裝載/卸載站22上。然后，每一個(gè)晶圓26會(huì)依序地從裝載/卸載站22被放到研磨頭20a、20b、20c、20d上，如圖5的制程步驟S2所示。在晶圓26被放置于研磨頭20a、20b、20c或20d上后，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14即會(huì)旋轉(zhuǎn)而使得研磨頭20a、20b、20c或20d旋轉(zhuǎn)至第一研磨墊28a處。在第一個(gè)研磨步驟中，研磨頭20a、20b、20c或20d還會(huì)使晶圓26旋轉(zhuǎn)，并且將晶圓26的材料層27壓向第一研磨墊28a，如圖5的制程步驟S3所示。接著，制程控制器36會(huì)將制程訊號(hào)37及37a傳送至化學(xué)機(jī)械研磨裝置10中，如圖5所示。然后，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14會(huì)迫使研磨頭20a、20b、20c或20d將晶圓26的材料層27對(duì)著第一研磨墊28a旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，在此，該一段時(shí)間是取決于總估算研磨時(shí)間、前化學(xué)機(jī)械研磨厚度42及目標(biāo)厚度44。第一個(gè)研磨步驟通常為一粗研磨步驟(coarsepolishstep)，而其可以在不接觸到襯層(underlyinglayer)的情形下移除蓋層(caplayer)。在一些情形中，過(guò)程研磨步驟可以移除深度達(dá)20000埃的蓋層。在第一個(gè)研磨步驟完成后，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14會(huì)使晶圓26從第一研磨墊28a旋轉(zhuǎn)至第二研磨墊28b，并且使其材料層27對(duì)著第二研磨墊28b旋轉(zhuǎn)，而此第二個(gè)研磨步驟中是如圖5的制程步驟S4所示。制程控制器36會(huì)將一制程訊號(hào)37b傳送至化學(xué)機(jī)械研磨裝置10中，如圖5所示。接著，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14會(huì)迫使研磨頭20a、20b、20c或20d將晶圓26的材料層27對(duì)著第二研磨墊28b旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間，在此，該一段時(shí)間是取決于先前于制程步驟S1時(shí)輸入至制程控制器36中的總估算研磨時(shí)間、前化學(xué)機(jī)械研磨厚度42及目標(biāo)厚度44。如同第一個(gè)研磨步驟，第二個(gè)研磨步驟亦通常是一過(guò)程研磨步驟，而材料可從材料層27上被移除，在此，材料層27的移除厚度可介于0埃與20000埃之間。第二個(gè)研磨步驟可以在不接觸到襯層的情形下移除蓋層。在一些情形中，過(guò)程研磨步驟可以移除深度達(dá)20000埃的蓋層。在第二個(gè)研磨步驟完成后，研磨頭旋轉(zhuǎn)單元14會(huì)將晶圓26從第二研磨墊28b傳送至同軸度量器34。如圖5的制程步驟S5所示，材料層27的厚度是被同軸度量器34所量測(cè)。此外，其它的參數(shù)，例如，薄膜密度(filmdensity)及片電阻(sheetresistance，Rs)等亦可以為同軸度量器34所量測(cè)。如圖3及圖5所示，同軸度量器34會(huì)將對(duì)應(yīng)于所量測(cè)到的材料層27的厚度的一回授訊號(hào)(feedbacksignal)46傳送至制程控制器36，以調(diào)整對(duì)于后續(xù)晶圓的過(guò)程研磨條件(coursepolishcondition)，例如，研磨時(shí)間、下壓力、研磨頭旋轉(zhuǎn)速度以及研漿流動(dòng)等。根據(jù)材料層27的量測(cè)厚度(透過(guò)回授訊號(hào)46)，制程控制器36會(huì)計(jì)算將材料層27從量測(cè)厚度研磨至一中間目標(biāo)厚度所需的時(shí)間，并將此時(shí)間信息以一調(diào)整訊號(hào)48分別傳送至第一研磨墊28a及第二研磨墊28b，以減小對(duì)于后續(xù)晶圓的研磨變異。在另一方面，根據(jù)材料層27的量測(cè)厚度(透過(guò)回授訊號(hào)46)，制程控制器36會(huì)計(jì)算將材料層27從量測(cè)厚度研磨至目標(biāo)厚度44所需的時(shí)間，并將此時(shí)間信息以一調(diào)整訊號(hào)48傳送至第三研磨墊28c。如圖5的制程步驟S6所示，第三研磨墊28c即可根據(jù)通過(guò)調(diào)整訊號(hào)48所傳送的時(shí)間信息來(lái)將材料層27從量測(cè)厚度研磨至目標(biāo)厚度44。最后，在材料層27被清潔之前或之后，其后化學(xué)機(jī)械研磨厚度可被量測(cè)，以驗(yàn)證其目標(biāo)厚度44。如圖5的制程步驟S7所示，在后續(xù)的半導(dǎo)體制造進(jìn)行前，晶圓26可以進(jìn)行一后化學(xué)機(jī)械研磨清潔程序以清除其上所殘留的粉塵(particle)，而后化學(xué)機(jī)械研磨清潔程序可以利用內(nèi)部清潔器50或外部清潔器51來(lái)進(jìn)行。在另一方面，當(dāng)材料層27的后化學(xué)機(jī)械研磨厚度偏離于目標(biāo)厚度44時(shí)，晶圓26就必須被重新處理，并再透過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨裝置10來(lái)進(jìn)行研磨循環(huán)。此外，當(dāng)?shù)谝黄A在第一研磨墊28a上被研磨時(shí)，第二片晶圓即會(huì)被裝載至裝載/卸載站22上。接著，當(dāng)?shù)谝黄A被傳送至第二研磨墊28b上而被研磨時(shí)，第二片晶圓即會(huì)被傳送至第一研磨墊28a上而被研磨，同時(shí)，第三片晶圓會(huì)被裝載至裝載/卸載站22上。當(dāng)?shù)谝黄A在同軸度量器34處進(jìn)行量測(cè)時(shí)，第二片晶圓會(huì)被傳送至第二研磨墊28b上而被研磨，以及第三片晶圓會(huì)被傳送至第一研磨墊28a上而被研磨。當(dāng)?shù)谝黄A在第三研磨墊28c上進(jìn)行最后的研磨步驟時(shí)，第二片晶圓即會(huì)在同軸度量器34處受到量測(cè)，以及第三片晶圓會(huì)被傳送至第二研磨墊28b上而被研磨。如上所述，所有的晶圓皆會(huì)依序地透過(guò)研磨程序來(lái)被研磨。如圖4所示，在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的一化學(xué)機(jī)械研磨裝置40中，其同軸度量器34是設(shè)置于底座12上的第一研磨墊28a與第二研磨墊28b之間。晶圓26在第一研磨墊28a上被研磨后，即會(huì)被傳送至同軸度量器34處，接著同軸度量器34便會(huì)量測(cè)晶圓26上的材料層27的厚度。然后，根據(jù)材料層27的量測(cè)厚度，制程控制器36便會(huì)計(jì)算晶圓26后續(xù)分別在第二個(gè)研磨步驟(在第二研磨墊28b上)及第三個(gè)研磨步驟(在第三研磨墊28c上)所需被研磨的時(shí)間，進(jìn)而可使材料層27具有目標(biāo)厚度44。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示于上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。符號(hào)說(shuō)明10、90化學(xué)機(jī)械研磨裝置12、100底座14研磨頭旋轉(zhuǎn)單元16軸18臂桿22裝載/卸載站24機(jī)械手臂26晶圓27材料層28a第一研磨墊28b第二研磨墊28c第三研磨墊30a、30b、30c研漿分配臂34同軸度量器36制程控制器37、37a、37b制程訊號(hào)42前化學(xué)機(jī)械研磨厚度44目標(biāo)厚度46回授訊號(hào)48調(diào)整訊號(hào)50內(nèi)部清潔器51外部清潔器210a、210b、210c研磨墊32a、32b、32c、211a、211b、211c研磨墊調(diào)節(jié)器212a、212b、212c研漿供給臂300承載杯310圓形底座312支撐柱313底座薄膜314流體開(kāi)口360研磨頭清潔裝載/卸載站400研磨頭旋轉(zhuǎn)單元401框架402旋轉(zhuǎn)軸承20a、20b、20c、20d、20e、410a、410b、410c、410d研磨頭420a、420b、420c、420d轉(zhuǎn)軸權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，適用于研磨一晶圓上的一材料層，其特征在于包括一底座；數(shù)個(gè)研磨頭，設(shè)置于該底座之上，是用以支承該晶圓；數(shù)個(gè)研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一度量器，設(shè)置于該底座之上，并且是位于該研磨墊中的兩個(gè)相鄰研磨墊之間，用以量測(cè)該材料層的厚度；以及一控制器，連接于該研磨墊以及該度量器，是用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使至少一個(gè)研磨墊運(yùn)作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該研磨墊包括第一研磨墊、第二研磨墊以及第三研磨墊，該第一研磨墊、該第二研磨墊以及該第三研磨墊是以轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置于該底座之上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭，該研磨墊包括第一研磨墊、第二研磨墊以及第三研磨墊，該第一研磨墊、該第二研磨墊以及該第三研磨墊是以轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置于該底座之上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于還包括一將該晶圓裝載至該研磨頭上以及從該研磨頭上卸載該晶圓裝載/卸載站，是設(shè)置于該底座之上。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該度量器是設(shè)置于該第二研磨墊與該第三研磨墊之間。6.一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，適用于研磨一晶圓上的一材料層，其特征在于包括一底座；數(shù)個(gè)研磨頭，設(shè)置于該底座之上，是用以支承該晶圓；一第一研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一第二研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一第三研磨墊，設(shè)置于該底座之上，是用以研磨該材料層；一度量器，設(shè)置于該底座之上，并且是位于該第一研磨墊與該第二研磨墊之間，用以量測(cè)該材料層的厚度；以及一控制器，連接于該第一研磨墊、該第二研磨墊、該第三研磨墊以及該度量器，是用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使該第二研磨墊以及該第三研磨墊運(yùn)作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于還包括一將該晶圓裝載至該研磨頭上以及從該研磨頭上卸載該晶圓裝載/卸載站，是設(shè)置于該底座之上。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該控制器是根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使后續(xù)芯片在第一研磨墊運(yùn)作。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，其特征在于該研磨頭包括至少四個(gè)研磨頭。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，適用于研磨一晶圓上的一材料層，其包括一底座、數(shù)個(gè)研磨頭、數(shù)個(gè)研磨墊、一度量器以及一控制器。該研磨頭是設(shè)置于該底座之上，用以支承該晶圓。該研磨墊是設(shè)置于該底座之上，用以研磨該材料層。該度量器是設(shè)置于該底座之上，并且是位于該研磨墊中的兩個(gè)相鄰研磨墊之間，用以量測(cè)該材料層的厚度。該控制器是連接于該研磨墊以及該度量器，用以根據(jù)從該度量器所輸入的材料層的厚度來(lái)使至少一個(gè)研磨墊運(yùn)作。本實(shí)用新型可以較大幅度的節(jié)省研磨的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。文檔編號(hào)B24B37/04GK2763968SQ20042012190公開(kāi)日2006年3月8日申請(qǐng)日期2004年12月29日優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日發(fā)明者陳承先,黃雅儀,高銘祥,林義雄,郭祖寬申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司