(57)【要約】  半導体ウェーハのような被研磨体を研磨するための装置と方法は、少なくとも一つの研磨面の上で研磨するために被研磨体を被研磨体キャリアに伝達するためにピボット可能なロード／アンロードカップを使用する。ピボット可能なロード／アンロードカップのピボット軸は被研磨体キャリアの間に位置する。【選択図】図１
2008512000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨体の研磨装置において、
少なくとも一つの研磨面と、
前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する第１被研磨体キャリアと、
前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する第２被研磨体キャリアと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第１ロード／アンロードカップと前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置した第１軸を中心に前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第１ロード／アンロードカップを備える第１被研磨体リレイ装置と、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第２ロード／アンロードカップと前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置した第２軸を中心に前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第２ロード／アンロードカップを備える第２被研磨体リレイ装置と、を備える研磨装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの研磨面は第１及び第２研磨面を備え、前記第１被研磨体キャリアは前記第１研磨面上側に位置し、前記第２被研磨体キャリアは前記第２研磨面上側に位置することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記第１被研磨体リレイ装置は、前記第１ロード／アンロードカップを第１面上で独立的にピボットし、前記第２被研磨体リレイ装置は、前記第２ロード／アンロードカップを第２面上で独立的にピボットし、前記第１及び第２面は前記少なくとも一つの研磨面に平行し、前記第１及び第２面のうち一つが他の一つに比べて前記少なくとも一つの研磨面にさらに近く構成されたことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１及び第２被研磨体リレイ装置は、前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する上部ハウジング面に付着されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記第１及び第２被研磨体リレイ装置は、前記少なくとも一つの研磨面の下側に位置する下部ハウジング面に付着されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記第１被研磨体リレイ装置は、前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する上部ハウジング面に付着され、前記第２被研磨体リレイ装置は、前記少なくとも一つの研磨面の下側に位置する下部ハウジング面に付着されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記第１被研磨体リレイ装置の前記第１軸が前記第２被研磨体リレイ装置の前記第２軸と一致するように、前記第１及び第２被研磨体リレイ装置が設置されることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記第１被研磨体リレイ装置は、前記第１ロード／アンロードカップを垂直方向に動かし、前記第２被研磨体リレイ装置は、前記第２ロード／アンロードカップを垂直方向に動かすことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項９】
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１及び第２ロード／アンロードカップに、そして、前記第１及び第２ロード／アンロードカップから伝達するように設置された被研磨体移送装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する第３被研磨体キャリアと、
前記被研磨体の少なくとも一部を第３ロード／アンロードカップと前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第２及び第３被研磨体キャリアの間に位置した第３軸を中心に、前記第２及び第３被研磨体キャリアの少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第３ロード／アンロードカップを備える第３被研磨体リレイ装置と、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第４ロード／アンロードカップと前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第２及び第３被研磨体キャリアの間に位置した第４軸を中心に、前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第４ロード／アンロードカップを備える第４被研磨体リレイ装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する第３被研磨体キャリアと、
前記少なくとも一つの研磨面の上側に位置する第４被研磨体キャリアと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第３ロード／アンロードカップと前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第３及び第４被研磨体キャリアの間に位置する第３軸を中心に、前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第３ロード／アンロードカップを備える第３被研磨体リレイ装置と、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第４ロード／アンロードカップと前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第３及び第４被研磨体キャリアの間に位置する第４軸を中心に、前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに独立的にピボットするように構成された前記第４ロード／アンロードカップを備える第４被研磨体リレイ装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項１２】
被研磨体の少なくとも一部を、第１ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する第１軸を中心に、前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第１ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第２ロード／アンロードカップと前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する第２軸を中心に、前記第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第２ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２被研磨体キャリアを使用して前記少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップと、を含む研磨方法。
【請求項１３】
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１被研磨体キャリアを使用して前記少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１被研磨体キャリアを使用して第１研磨面上で研磨するステップを含み、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２被研磨体キャリアを使用して前記少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２被研磨体キャリアを使用して第２研磨面上で研磨するステップと、を含むことを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
【請求項１４】
前記第１軸を中心に前記第１ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップは、第１面上で前記第１軸を中心に前記第１ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップを含み、前記第２軸を中心に前記第２ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップは、第２面上で前記第２軸を中心に前記第２ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップを含み、前記第１及び第２面は前記少なくとも一つの研磨面と平行し、前記第１及び第２研磨面のうち一つが他の一つに比べて前記少なくとも一つの研磨面にさらに近いことを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
【請求項１５】
前記被研磨体の少なくとも一部を、被研磨体移送装置を使用して前記第１及び第２ロード／アンロードカップに、そして、前記第１及び第２ロード／アンロードカップから移送するステップをさらに含む請求項１２に記載の研磨方法。
【請求項１６】
前記第１ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１ロード／アンロードカップを使用して前記第１被研磨体キャリアに伝達するステップを含み、
前記第２ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２ロード／アンロードカップを使用して前記第２被研磨体キャリアに伝達するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
【請求項１７】
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２ロード／アンロードカップを使用して前記第１被研磨体キャリアから前記第２被研磨体キャリアに伝達するステップをさらに含む請求項１６に記載の研磨方法。
【請求項１８】
前記被研磨体の少なくとも一部を、第３ロード／アンロードカップと前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第２及び第３被研磨体キャリアの間に位置する第３軸を中心に、前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第３ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第４ロード／アンロードカップと前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第２及び第３被研磨体キャリアの間に位置する第４軸を中心に、前記第２及び第３被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第４ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第３被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
【請求項１９】
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第１被研磨体キャリアを使用して第１被研磨面上で研磨するステップを含み、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第２被研磨体キャリアを使用して第２被研磨面上で研磨するステップを含み、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第３被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップは、前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第３被研磨体キャリアを使用して第３被研磨面上で研磨するステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載の研磨方法。
【請求項２０】
前記被研磨体の少なくとも一部を第３ロード／アンロードカップと第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第３及び第４被研磨体キャリアの間に位置する第３軸を中心に、前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第３ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、第４ロード／アンロードカップと前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、前記第３及び第４被研磨体キャリアの間に位置する第４軸を中心に、前記第３及び第４被研磨体キャリアのうち少なくとも一つに前記第４ロード／アンロードカップを独立的にピボットするステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第３被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップと、
前記被研磨体の少なくとも一部を、前記第４被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に半導体工程設備、より具体的には、半導体ウェーハを研磨する装置と方法に関する。
【０００２】
＜関連出願についての参照＞
本出願は、２００４年８月３０日付けで出願された米国予備特許出願番号第６０／６０５、６９８号の利益を受け、ここで参照として統合される。
【背景技術】
【０００３】
ウェーハ上にさらに多くの金属層と層間絶縁層とが積層されるにつれて、半導体ウェーハの局部的及び広範囲な領域での平坦度が益々重要になりつつある。半導体ウェーハを平坦化するために好まれる方法は、化学機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）方法であるが、この方法では半導体ウェーハの表面がウェーハと研磨パッドとの間に供給される研磨剤溶液を使用して研磨される。このＣＭＰ法はまた、半導体ウェーハ上に銅構造物を形成するためのダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）工程にも広く使われる。
【０００４】
一般的に、ＣＭＰ装置は、研磨パッドが付着される研磨テーブルと、半導体ウェーハを支持して研磨パッド上でウェーハを加圧するウェーハキャリアとを備える。ＣＭＰ装置の最も重要な性能のうち一つは生産性である。さらに高い生産性のために、ＣＭＰ装置は、通常さらに多くの研磨テーブルとさらに多くのウェーハキャリアとを必要とする。さらに多くの研磨テーブルとさらに多くのウェーハキャリアとを効率的に使用するためには、ウェーハキャリアが研磨されたウェーハをアンロードした後に最小の待ち時間で新たなウェーハを受け入れるように、ウェーハキャリアに、そしてウェーハキャリアから半導体ウェーハを効率的に伝達することが重要である。ウェーハキャリアの減少した待ち時間はＣＭＰ装置の高い生産性に寄与する。
【０００５】
このような観点で、高効率ウェーハ移送装置を持って半導体ウェーハを研磨するための装置及び方法が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体ウェーハのような被研磨体を研磨するための装置及び方法は、被研磨体を少なくとも一つの研磨面で研磨するために、被研磨体キャリアに被研磨体を伝達するためのピボット可能なロード／アンロードカップを使用する。ピボット可能なロード／アンロードカップのピボッティング軸は、被研磨体キャリアの間に位置する。ピボット可能なロード／アンロードカップの使用は、被研磨体を少なくとも一つの研磨面で研磨するに当たって被研磨体をさらに効率的に処理可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態による被研磨体研磨装置は、少なくとも一つの研磨面、前記少なくとも一つの研磨面の上に位置する第１被研磨体キャリア、前記少なくとも一つの研磨面の上に位置する第２被研磨体キャリア、第１被研磨体リレイ装置及び第２被研磨体リレイ装置を備える。第１被研磨体リレイ装置は、第１ロード／アンロードカップを備える。第１被研磨体リレイ装置は、被研磨体のうち少なくとも一部を第１ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、第１ロード／アンロードカップを、第１軸を中心に第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つに独立的にピボットするように構成される。第１軸は、第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する。第２被研磨体リレイ装置は、第２ロード／アンロードカップを備える。第２被研磨体リレイ装置は、被研磨体のうち少なくとも一部を、第２ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、第２ロード／アンロードカップを、第２軸を中心に第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つに独立的にピボットするように構成される。
【０００８】
第２軸は、第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する。
【０００９】
本発明の実施形態によって被研磨体を研磨する方法は、被研磨体の少なくとも一部を第１ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、第１ロード／アンロードカップを、第１軸を中心に第１及び第２研磨キャリアの少なくとも一つに独立的にピボットするステップ、被研磨体の少なくとも一部を第２ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアのうち少なくとも一つの間で伝達するために、第２ロード／アンロードカップを第２軸を中心に第１及び第２研磨キャリアの少なくとも一つに独立的にピボットするステップ、そして、第１研磨キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で被研磨体のうち少なくとも一部を研磨するステップ、そして、被研磨体のうち少なくとも一部を第２研磨キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨するステップを含む。第１及び第２軸は、第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する。
【００１０】
本発明のさらに他の観点と長所は、本発明の原理の例を使用して図示された図面と共に次の詳細な説明から明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参考として、本発明の実施形態による研磨装置１００が説明される。図１は、研磨装置１００の平面図である。研磨装置１００は、半導体ウェーハのような被研磨体に対してＣＭＰを行うために使われうる。研磨装置１００は、装置のスループットを増大させるために、半導体ウェーハを効率的に処理する目的でデザインされる。
【００１２】
図１に示すように、研磨装置１００は、ウェーハ入力ステーション１３０、ウェーハ移送装置１４０、そして研磨ユニット１５０で構成される。ウェーハ入力ステーション１３０は、研磨装置１００によって研磨される半導体ウェーハまたはこれと類似した被研磨体を保管する。ウェーハ入力ステーション１３０は、研磨装置１００によって研磨された半導体ウェーハを保管することもある。ウェーハ移送装置１４０は、後述するようにウェーハをウェーハ入力ステーション１３０と研磨ユニット１５０との間で伝達する。
【００１３】
一つの例として、ウェーハ移送装置１４０は、移送のためにウェーハを取扱うロボットアームを備えることもある。
【００１４】
図１ないし図３を参考として、本発明の実施による研磨ユニット１５０が説明される。図２は、研磨ユニット１５０の正面図であり、図３は、研磨ユニット１５０のウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの側面図である。研磨ユニット１５０は、第１研磨テーブル１５６ａ、第２研磨テーブル１５６ｂ、第１ウェーハキャリア組立体１６０ａ、第２ウェーハキャリア組立体１６０ｂ、第１ウェーハリレイ装置１８０ｘと第２ウェーハリレイ装置１８０ｙとを備える。
【００１５】
研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂそれぞれは、軸を中心に回転または軌道運動を行える。研磨パッド１５５ａ、１５５ｂが研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂに付着されることもある。研磨パッド１５５ａ、１５５ｂは、半導体ウェーハ上にＣＭＰ工程を適用できるように研磨面を提供するが、ＣＭＰ工程は、半導体ウェーハを研磨するために研磨パッド１５５ａ、１５５ｂと共に研磨粒子とＫＯＨのような化学物質を含んでいる一つ以上の研磨剤を使用する。適切な研磨のために研磨パッド１５５ａ、１５５ｂの表面を再生するために、パッドコンディショナー４１０ａ、４１０ｂが使われることもある。
【００１６】
ウェーハキャリア組立体１６０ａ、１６０ｂは、それぞれ研磨パッド１５５ａ、１５５ｂ上に位置する。それぞれのウェーハキャリア組立体１６０ａ、１６０ｂは、ウェーハキャリア１６２、キャリアシャフト１６４、そして回転及び垂直駆動機構１６６を備える。ウェーハキャリア１６２は、ウェーハの研磨される面がそれぞれの研磨パッド１５５ａまたは１５５ｂに対向するように、半導体ウェーハを支持するようにデザインされる。ウェーハキャリア１６２は、キャリアシャフト１６４を通じて回転及び垂直駆動機構１６６に連結される。回転及び垂直駆動機構１６６ａ、１６６ｂは、研磨ユニット１５０の上部ハウジング面１５２に付着される。上部ハウジング面１５２は、研磨パッド１５５ａ、１５５ｂ上に位置する。回転及び垂直駆動機構１６６は、連結されたキャリアシャフト１６４を通じてそれぞれのウェーハキャリア１６２の回転及び垂直動作を制御する。したがって、回転及び垂直駆動機構１６６は、連結したキャリアシャフト１６４を回転させることによって、それぞれのウェーハキャリア１６２を回転させ、連結されたキャリアシャフトを垂直方向に動かすことによって、それぞれのウェーハキャリアを垂直方向に駆動するように構成される。
【００１７】
結果的に、ウェーハキャリア１６２は、それぞれの研磨テーブル１５６上の研磨位置と研磨テーブル１５６上のウェーハロード／アンロード位置との間で動くことができ、前記ウェーハロード／アンロード位置は前記研磨位置上にある。
【００１８】
半導体ウェーハを研磨するために、ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂは、ウェーハキャリアにより支持されるウェーハをそれぞれの研磨パッド上で加圧するために、それぞれの回転及び垂直駆動機構１６６ａ、１６６ｂによってそれぞれの研磨パッド１５５ａ、１５５ｂ上のそれぞれの研磨位置に下向き移動する。
【００１９】
それぞれのウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙは、ロード／アンロードカップ１８２、ピボッティングアーム１８３、ピボッティングシャフト１８４、そしてピボッティング及び垂直駆動機構１８６を備える。ロード／アンロードカップ１８２は、ピボッティングアーム１８３を通じてピボッティングシャフト１８４に連結される。ピボッティングシャフト１８４は、ピボッティング及び垂直駆動機構１８６に連結される。ピボッティングシャフト１８４の中心は、ウェーハリレイ装置１８０ｘまたは１８０ｙのピボッティング軸１８５である。一つの実施形態で、ピボッティング及び垂直駆動機構１８６は、図２に示したように、研磨ユニット１５０の上部ハウジング面１５２に装着される。ピボッティング及び垂直駆動機構１８６は、ピボッティングシャフト１８４とピボッティングアーム１８３とを通じて、ロード／アンロードカップ１８２のピボッティング及び垂直動作を制御する。したがって、それぞれのピボッティング及び垂直駆動機構１８６ｘ、１８６ｙは、連結されたピボッティングシャフト１８４を通じてそれぞれのロード／アンロードカップ１８２をピボッティングし、連結されたピボッティングシャフトを通じてそれぞれのロード／アンロードカップを垂直方向に動かすように構成される。
【００２０】
図１ないし図３で、第１及び第２ロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙの位置であるＸとＹは、それらそれぞれのパーキング位置である。ロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙは、それぞれパーキング位置Ｘ及びＹで、ウェーハ移送装置１４０からウェーハを受けるようにデザインされる。第１ロード／アンロードカップ１８２ｘは、図１にそれぞれピボッティング動作ＡとＢとで図示されたように、ピボッティング軸１８５ｘを中心にパーキング位置Ｘから、第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。同様に、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙは、図１にそれぞれピボッティング動作ＣとＤとで図示されたように、ピボッティング軸１８５ｙを中心にパーキング位置Ｙから第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。図１に示すように、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙのピボッティング軸１８５ｘ、１８５ｙは、それぞれ研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂの間及びウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂの間に位置する。
【００２１】
ウェーハロード／アンロードのために、第１ロード／アンロードカップ１８２ｘを第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂの一つに水平整列させるために、第１ウェーハリレイ装置１８０ｘは第１ピボッティングシャフト１８４ｘの中心、すなわち、ピボッティング軸１８５ｘから第１ロード／アンロードカップ１８２ｘの中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｘの中心から第１ウェーハキャリア１６２ａの中心までの距離、及びピボッティングシャフト１８４ｘの中心から第２ウェーハキャリア１６２ｂの中心までの距離と等しくなるようにデザインされ、設置される。同様に、第２ウェーハリレイ装置１８０ｙは、第２ピボッティングシャフト１８４ｙの中心、すなわち、ピボッティング軸１８５ｙから第２ロード／アンロードカップ１８２ｙの中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｙの中心から第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂの中心までの距離と等しくなるようにデザインされ、設置される。さらには、半導体ウェーハのローディングとアンローディングのためにロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙは、それらのウェーハロード／アンロード位置でロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙの垂直動作によってウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂに垂直整列されうる。ウェーハキャリアの垂直動作によってウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂをロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙに垂直整列することもできる。
【００２２】
図１及び図２に示したように、二つのウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙは、それらそれぞれのパーキング位置ＸとＹとで第１ロード／アンロードカップ１８２ｘが第２ロード／アンロードカップ１８２ｙ上に位置するように、研磨ユニット１５０の二つのウェーハキャリア１６２の間に位置できる。図２及び図３に示したように、第１ロード／アンロードカップ１８２ｘは、ピボッティング軸１８５ｘを中心に面１８７ｘ上でピボッティングされ、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙは、ピボッティング軸１８５ｙを中心に面１８７ｙ上でピボッティングされうる。面１８７ｘ、１８７ｙは互いに平行し、研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂの研磨面に対しても平行する。したがって、面１８７ｙは、面１８７ｘより研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂの研磨面にさらに近い。しかし、これを代替する実施形態として、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙは、面１８７ｘが面１８７ｙより研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂの研磨面にさらに近く構成されてもよい。
【００２３】
図２及び図３に示したように、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの第１及び第２ピボッティング及び垂直駆動機構１８６ｘ、１８６ｙは、研磨ユニット１５０の上部ハウジング面１５２に装着されうる。これを代替する実施形態として、図１０Ａに示すように、第１及び第２ピボッティング及び垂直駆動機構１８６ｘ、１８６ｙは研磨ユニット１５０の下部ハウジング面１５３に装着されることもある。下部ハウジング面１５３は、研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂの下に位置する（図１０Ａには図示せず）。これを代替するさらに他の実施形態として、図１０Ｂに示すように第１ピボッティング及び垂直駆動機構１８６ｘは研磨ユニット１５０の上部ハウジング面１５２に、第２ピボッティング及び垂直駆動機構１８６ｙは研磨ユニット１５０の下部ハウジング面１５３に装着されることもある。この代替実施形態で、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙは、第１ウェーハリレイ装置１８０ｘのピボッティング軸１８５ｘが第２ウェーハリレイ装置１８０ｙのピボッティング軸１８５ｙと一致するようにデザインされて設置されうる。
【００２４】
図４及び図５を参考にして、本発明の実施形態によって研磨ユニット１５０のウェーハリレイ装置１８０ｘまたはウェーハリレイ装置１８０ｙのうちいずれか一つでありうるウェーハリレイ装置１８０のロード／アンロードカップ１８２が説明される。図４は、ロード／アンロードカップ１８２の平面図であり、図５は、図４のロード／アンロードカップ１８２の線ＱＱに沿う断面図である。ロード／アンロードカップ１８２は、カップベース１９０、カップリング１９５、リフター２００、ウェーハトレイ２１０、第１複数ノズル２４０、第２複数ノズル２５０、排水管２６０、第１流体管２７０、そして第２流体管２７２を備える。流体管２７０、２７２は、ピボッティングアーム１８３とピボッティングシャフト１８４とを通じて流体源（図示せず）に連結されることもある。排水管２６０は、流体管２７０、２７２と同様にピボッティングアーム１８３とピボッティングシャフト１８４とを通じて排水ポンプ（図示せず）に連結されることもある。
【００２５】
カップリング１９５とウェーハトレイ２１０はカップベース１９０に装着される。ウェーハトレイ２１０は、リフター２００がカップベース１９０の中心に位置するようにその中心に孔を含む。リフター２００は、ロード／アンロードカップ１８２の断面図である図５に示したように、リフトピストン２０２を通じてリフター流体シリンダー２０４に連結される。リフター２００は、研磨ユニット１５０のウェーハキャリア１６２ａまたは１６２ｂに、そしてウェーハキャリア１６２ａまたは１６２ｂからウェーハを昇降させるためのウェーハハンドリング装置である。リフター２００は、ウェーハ表面を破損しないようにゴムのような軟らかい材料で作られることが望ましい。リフター２００は、リフターにより取り扱われるウェーハの表面積より小さな表面積を持つ。リフターシリンダー２０４は、第１流体管２７０に連結され、第１流体管２７０を通じて供給される流体によって作動する。窒素ガスが使われうる流体の一例である。リフター２００は、リフターシリンダー２０４によって上昇及び下降する。リフター２００は、図５に示したように、ウェーハ移送装置１４０からウェーハＷを受けるためにカップリング１９５の上部面の上に持ち上げられる。リフター２００がウェーハＷを受けた後に、リフターは、ウェーハトレイ２１０上にウェーハＷを載せるためにウェーハトレイ２１０より下に下降する。
【００２６】
図５に示したように、第１複数ノズル２４０はカップベース１９０上に装着され、第２複数ノズル２５０はカップリング１９５の内側面に装着される。第１及び第２複数ノズル２４０、２５０は、第２流体管２７２を通じて供給される超純水（Ｄ．Ｉ．ｗａｔｅｒ）のような流体を噴射する。使われた超純水のような使われた流体は、排水ポンプ（図示せず）によって排水管２６０に沿って排水される。
【００２７】
図６Ａ及び図６Ｂを参考にして、本発明の実施形態によって図４のロード／アンロードカップ１８２を使用して、ウェーハキャリア１６２ａまたは１６２ｂのうちいずれか一つであるウェーハキャリア１６２にウェーハＷをローディングするための工程順序が説明される。図６Ａ及び図６Ｂは、図４のロード／アンロードカップ１８２の順次的な断面図である。図５を参考にして前述されたようにウェーハＷがウェーハトレイ２１０に置かれた後に、ロード／アンロードカップ１８２は、図６Ａに示したように、ウェーハキャリア１６２が位置した所に移動する。ウェーハキャリア１６２は、研磨過程中にウェーハＷを閉じ込めるためのリテーナリング２８０を備える。次いで、リフター２００が上昇し、リフター上のウェーハＷが図６Ｂに示したように、真空管２８５を通じて供給される真空を使用してウェーハキャリア１６２によって受入れられる。ウェーハＷがウェーハキャリア１６２により受入れられた後にリフター２００は下降する。ウェーハＷをアンローディングするためには、真空管２８５を通じて供給される真空が除去され、このような真空除去は、ウェーハＷをウェーハキャリア１６２からロード／アンロードカップ１８２のリフター２００に載せる。ロード／アンロードカップ１８２は、超純水をウェーハキャリア１６２に噴射することによってウェーハキャリア１６２を洗浄できる。
【００２８】
ロード／アンロードカップ１８２とそのウェーハローディング／アンローディング過程の特殊な構成が説明されたが、ウェーハをウェーハキャリア１６２に、そして、ウェーハキャリア１６２からロード及びアンロードできるいかなる種類の装置もウェーハリレイ装置１８０に使われることができ、したがって、研磨ユニット１５０のウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙにも使われうる。
【００２９】
図７Ａないし図７Ｈを参考にして、研磨装置１００の研磨ユニット１５０でウェーハを伝達して研磨する工程順序の一例が説明される。図７Ａないし図７Ｈは、工程順序を示すための研磨ユニット１５０の順次的な平面図である。
【００３０】
図７Ａで二つのウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂが、それぞれの研磨パッド１５５ａ、１５５ｂ上のそれぞれのウェーハロード／アンロード位置に位置している。二つのロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙは、それぞれのパーキング位置ＸとＹに位置する（図７Ａないし図７Ｈに図示せず）。第１ウェーハＷ１は、ウェーハ移送装置１４０（図７Ａないし図７Ｈに図示せず）によって第１ロード／アンロードカップ１８２ｘに供給される。
【００３１】
図７Ｂで、第１ロード／アンロードカップ１８２ｘは第１ウェーハキャリア１６２ａのウェーハロード／アンロード位置に伝えられ、第１ウェーハＷ１は第１ウェーハキャリア１６２ａにローディングされる。
【００３２】
図７Ｃで、第１ロード／アンロードカップ１８２ｘはパーキング位置Ｘに戻り、第１ウェーハＷ１は、第１ウェーハキャリア１６２ａによって第１研磨剤を使用して研磨パッド１５５ａ上で研磨される。第１ウェーハＷ１が研磨される間、第２ウェーハＷ２がウェーハ移送装置１４０によって第１ロード／アンロードカップ１８２ｘに供給される。
【００３３】
図７Ｄで第１ウェーハＷ１の研磨過程が完了した後に、第１ウェーハキャリア１６２ａは、研磨パッド１５５ａから持ち上げられてウェーハロード／アンロード位置に取り戻される。それにより、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙが第１ウェーハキャリア１６２ａのウェーハロード／アンロード位置に移動するが、この位置で、第１ウェーハＷ１が第１ウェーハキャリア１６２ａから第２ロード／アンロードカップにアンローディングされる。
【００３４】
図７Ｅで、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙが第２ウェーハキャリア１６２ｂのウェーハロード／アンロード位置に移動し、第１ウェーハＷ１は第２ウェーハキャリア１６２ｂにローディングされる。前記移送工程中に、第１ウェーハＷ１は、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙ上で第２ロード／アンロードカップ１８２ｙのノズル２４０、２５０（図７Ｅに図示せず）を通じて供給される超純水またはＢＴＡのような化学物質によって洗浄されうる。第２ロード／アンロードカップ１８２ｙが第１ウェーハキャリア１６２ａから移動した後に、第１ロード／アンロードカップ１８２ｘが第１ウェーハキャリア１６２ａに移動し、第２ウェーハＷ２が第１ウェーハキャリア１６２ａにローディングされる。
【００３５】
図７Ｆで、ロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙがそれぞれのパーキング位置ＸとＹとに取り戻される。そして、第２ウェーハＷ２は第１ウェーハキャリア１６２ａによって、第１研磨剤を使用して研磨パッド１５５ａ上で研磨される。また、第１ウェーハＷ１は第２ウェーハキャリア１６２ｂによって、第１または第２研磨剤を使用して研磨パッド１５５ｂ上で研磨される。
【００３６】
図７Ｇで第１ウェーハＷ１の研磨過程が完了した後に、第２ウェーハキャリア１６２ｂは、研磨パッド１５５ｂから持ち上げられてウェーハロード／アンロード位置に取り戻される。第２ロード／アンロードカップ１８２ｙが第２ウェーハキャリア１６２ｂのウェーハロード／アンロード位置に移動するが、この位置で第１ウェーハＷ１が第２ウェーハキャリア１６２ｂから第２ロード／アンロードカップ１８２ｙにアンローディングされる。
【００３７】
図７Ｈで、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙがパーキング位置Ｙに取り戻され、第１ウェーハＷ１がウェーハ移送装置１４０によって第２ロード／アンロードカップ１８２ｙから除去される。前記移送工程中に、第１ウェーハＷ１は、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙ上で第２ロード／アンロードカップ１８２ｙのノズル２４０、２５０（図７Ｈに図示せず）を通じて供給される超純水またはＢＴＡのような化学物質によって洗浄されうる。このような工程は、第２ウェーハＷ２についても同様に行われる。
【００３８】
前記で例を挙げて記述された順序は、半導体ウェーハ上の銅膜を第１研磨パッド１５５ａで研磨した後、半導体ウェーハ上のバリア金属を第２研磨パッド１５５ｂ上で研磨することによって、銅ダマシンＣＭＰ工程に対して使われうる。
【００３９】
研磨ユニット１５０で半導体ウェーハを移送して研磨する一つの順序が図７Ａないし図７Ｈを参考に説明されたが、研磨ユニット１５０では他の順序が使われてもよい。例えば、第１ウェーハＷ１を第１ウェーハキャリア１６２ａから第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝達するために、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙを使用する代わりに第１ロード／アンロードカップ１８２ｘが使われうる。したがって、この例では、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙが第２ウェーハＷ２を受けて第１ウェーハキャリア１６２ａに伝達するのに使われる。さらに他の例として、第１ウェーハＷ１を第２ウェーハキャリア１６２ｂから伝達するために、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙを使用する代わりに第１ロード／アンロードカップ１８２ｘが使われうる。さらに他の例として、第１ウェーハＷ１を第１ウェーハキャリア１６２ａから第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝達するために、そして第１ウェーハＷ１を第２ウェーハキャリア１６２ｂから伝達するために、第２ロード／アンロードカップ１８２ｙを使用する代わりに、この２種類の作業をいずれも行うために第１ロード／アンロードカップ１８２ｘが使われうる。したがって、第１及び第２ロード／アンロードカップ１８２ｘ、１８２ｙそれぞれは、第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂの一つまたは両側に半導体ウェーハをローディングするか、第１及び第２ウェーハキャリアの１つまたは両側からウェーハをアンローディングできる。
【００４０】
図８を参考にして、本発明のさらに他の実施形態による研磨ユニット２５０が説明される。図８は、研磨ユニット２５０の平面図である。図１に使われたような図面番号が同じ要素を識別するために図８で使われる。研磨ユニット２５０は、図１の研磨装置１００に研磨ユニット１５０の代りに使われうる。研磨ユニット２５０は、研磨ユニット１５０のあらゆる要素を含む。しかし、研磨ユニット２５０は、第３ウェーハキャリア１６２ｃ、第３研磨テーブル１５６ｃ、第３ウェーハリレイ装置１８０ｘ’及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｙ’をさらに備える。第３ウェーハキャリア１６２ｃは、第３研磨テーブル１５６ｃ上に位置し、研磨パッド１５５ｃを使用して第３研磨テーブル１５６ｃ上でウェーハを研磨する。研磨ユニット２５０は、研磨パッド１５５ｃの研磨面をコンディショニングするために使われる第３パッドコンディショナー４１０ｃを備える。
【００４１】
図８でウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃは、それぞれに結合されるキャリアシャフト１６４と回転及び垂直駆動機構１６６なしに図示される。しかし、研磨ユニット２５０のウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃそれぞれは、図１及び図２を参考にして前述されたようにウェーハキャリア組立体の一部である。図８で、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙ、１８０ｘ’、１８０ｙ’は、それぞれに結合されたピボッティング及び垂直駆動機構１８６なしに図示される。しかし、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙ、１８０ｘ’、１８０ｙ’のそれぞれのロード／アンロードカップ１８２は、図１ないし図３を参考にして前述されたように、それぞれのピボッティング及び垂直駆動機構１８６によって制御される。
【００４２】
図８で、第３及び第４ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’の位置Ｘ’及びＹ’は、それらそれぞれのパーキング位置である。ロード／アンロードカップ１８２ｘ’は、そのピボッティング動作によってピボッティング点１８５ｘ’を中心にパーキング位置Ｘ’から第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。同様に、ロード／アンロードカップ１８２ｙ’はそのピボッティング動作によって、ピボッティング点１８５ｙ’を中心にパーキング位置Ｙ’から第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。図８に示したように、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’のピボッティング軸１８５ｘ’、１８５ｙ’それぞれは、研磨テーブル１５６ｂ、１５６ｃの間及び研磨キャリア１６２ｂ、１６２ｃの間に位置している。
【００４３】
ウェーハロード／アンロードのために、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’を第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃの一つに水平整列させるために、第３ウェーハリレイ装置１８０ｘ’は、そのピボッティングシャフト１８４ｘ’の中心、すなわち、ピボッティング軸１８５ｘ’からロード／アンロードカップ１８２ｘ’の中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｘ’の中心から第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃの中心までの距離と等しくなるようにデザインされて設置される。同様に、第４ウェーハリレイ装置１８０ｙ’は、そのピボッティングシャフト１８４ｙ’の中心からロード／アンロードカップ１８２ｙ’の中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｙ’の中心から第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃの中心までの距離と等しくなるようににデザインされて設置される。合わせて、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’は、ウェーハロード／アンロード位置で半導体ウェーハのローディングとアンローディングのために、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’の垂直動作によってウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃに垂直整列されうる。ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃの垂直動作によってウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃをロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’に垂直整列することも可能である。
【００４４】
二つのウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’は、図８に示したように、それらそれぞれのパーキング位置Ｘ’及びＹ’でロード／アンロードカップ１８２ｘ’がロード／アンロードカップ１８２ｙ’上に位置するように、二つのウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃの間に置かれうる。ウェーハ移送装置１４０（図８に図示せず）は、このパーキング位置Ｘ’及びＹ’でウェーハをロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’に、そしてロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’から伝達する。
【００４５】
研磨ユニット２５０の混合モード作動で、第１グループのウェーハは、第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂ、第１及び第２研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂ、そして第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙを使用して、研磨ユニット１５０を参考にして前述された工程順序のうち一つによって処理される。合わせて、第２グループのウェーハは、第２及び第３ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｃ、第２及び第３研磨テーブル１５６ｂ、１５６ｃ、そして第３及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’を使用して処理される。
【００４６】
第２グループのウェーハを研磨ユニット２５０で処理するために、第２グループそれぞれのウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃに伝えられて、研磨パッド１５５ｃを使用して第３研磨テーブル１５６ｃ上で研磨される。次いで、ウェーハがウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝えられて、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上でさらに研磨される。次いで、ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第２ウェーハキャリア１６２ｂから除去される。
【００４７】
第２グループの各ウェーハをウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’のうち一つによって第２ウェーハキャリア１６２ｂにまず伝達し、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上で研磨し、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによってウェーハを第２ウェーハキャリア１６２ｂから第３ウェーハキャリア１６２ｃに伝達し、研磨パッド１５５ｃを使用して第３研磨テーブル１５６ｃ上でウェーハをさらに研磨し、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによってウェーハを第３ウェーハキャリア１６２ｃから除去することもできる。
【００４８】
第１グループのウェーハと第２グループのウェーハとが、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上で研磨されるために第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝えられる時、このウェーハは、第２ウェーハキャリア１６２ｂが第１グループの第１ウェーハ、第２グループの第１ウェーハ、第１グループの第２ウェーハ、第２グループの第２ウェーハの順に研磨できるように交互に第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝達される。
【００４９】
研磨ユニット２５０の並列モード作動で、第１グループのウェーハは、第１ウェーハキャリア１６２ａ、第１研磨テーブル１５６ａ、第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙを使用して処理される。第２グループの各ウェーハは、第２ウェーハキャリア１６２ｂ、第２研磨テーブル１５６ｂ、第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙを使用して処理される。第３グループの各ウェーハは、第３ウェーハキャリア１６２ｃ、第３研磨テーブル１５６ｃ、第３及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’を使用して処理される。
【００５０】
第１グループのウェーハを研磨ユニット２５０で処理するために、第１グループのそれぞれのウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの一つによって第１ウェーハキャリア１６２ａに伝えられて、研磨パッド１５５ａを使用して第１研磨テーブル１５６ａ上で研磨される。次いで、前記ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの一つによって第１ウェーハキャリア１６２ａから除去される。
【００５１】
第２グループのウェーハを研磨ユニット２５０で処理するために、第２グループのそれぞれのウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの一つによって第２ウェーハキャリア１６２ｂに伝えられて、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上で研磨される。次いで、前記ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙの一つによって第２ウェーハキャリア１６２ｂから除去される。
【００５２】
第３グループのウェーハを研磨ユニット２５０で処理するために、第３グループのそれぞれのウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃに伝えられて、研磨パッド１５５ｃを使用して第３研磨テーブル１５６ｃ上で研磨される。次いで、前記ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃから除去される。
【００５３】
図９を参考として、本発明のさらに他の実施形態による研磨ユニット３５０が説明される。図９は、研磨ユニット３５０の平面図である。研磨ユニット３５０は、図１の研磨装置１００で研磨ユニット１５０の代りに使われうる。研磨ユニット３５０は、研磨ユニット２５０のあらゆる要素を含む。しかし、研磨ユニット３５０は、第２研磨テーブル１５６ｂ上に位置する第４ウェーハキャリア１６２ｄをさらに備える。第４ウェーハキャリア１６２ｄは、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上でウェーハを研磨する。したがって、第２と第４ウェーハキャリア１６２ｂ、１６２ｄは、第２研磨テーブル１５６ｂ上で同時に二つのウェーハを研磨できる。研磨テーブル１５６ｂ上に付加的なウェーハキャリア１６２ｄを載せるために、ウェーハキャリア１６２は隣接したウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙ、１８０ｘ’、１８０ｙ’にさらに近く置かれる。さらに、ピボッティングシャフト１８３ｘ、１８３ｙ、１８３ｘ’、１８３ｙ’の長さが短くなる。
【００５４】
図９で、第３及び第４ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’の位置Ｘ’及びＹ’は、それらそれぞれのパーキング位置である。第３ロード／アンロードカップ１８２ｘ’は、そのピボッティング動作によってパーキング位置Ｘ’から第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。同様に、第４ロード／アンロードカップ１８２ｙ’は、そのピボッティング動作によってパーキング位置Ｙ’から第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄのウェーハロード／アンロード位置の一つまたは両側にピボッティングされうる。図９に示したように、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’のピボッティング軸１８５ｘ’、１８５ｙ’は、それぞれ研磨テーブル１５６ｂ、１５６ｃの間及びウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの間に置かれる。
【００５５】
ウェーハロード／アンロードのために、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’を第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの一つに水平整列させるために、第３ウェーハリレイ装置１８０ｘ’は、ピボッティングシャフト１８４ｘ’の中心、すなわちピボッティング軸１８５ｘ’からロード／アンロードカップ１８２ｘ’の中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｘ’の中心から第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの中心までの距離と等しくなるようにデザインされて設置される。同様に、第４ウェーハリレイ装置１８０ｙ’は、ピボッティングシャフト１８４ｙ’の中心、すなわち、ピボッティング軸１８５ｙ’からロード／アンロードカップ１８２ｙ’の中心までの距離が、ピボッティングシャフト１８４ｙ’の中心から第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの中心までの距離と等しくなるようにデザインされて設置される。さらに、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’が半導体ウェーハをローディング及びアンローディングするために、ウェーハロード／アンロード位置でロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’の垂直動作によってウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄに垂直整列されうる。ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの垂直動作によって、ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄをロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’に垂直整列することも可能である。
【００５６】
二つのウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’は、図９に示したようにそれらそれぞれのパーキング位置Ｘ’及びＹ’で、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’がロード／アンロードカップ１８２ｙ’の上に位置するように二つのウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄの間に設置される。ウェーハ移送装置１４０（図９に図示せず）は、ロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’に、そしてロード／アンロードカップ１８２ｘ’、１８２ｙ’からそれらパーキング位置Ｘ’及びＹ’でウェーハを伝達する。
【００５７】
研磨ユニット３５０の混合モード作動で、第１グループのウェーハは、第１及び第２ウェーハキャリア１６２ａ、１６２ｂ、第１及び第２研磨テーブル１５６ａ、１５６ｂ、第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙを使用して、研磨ユニット１５０を参考として前述された工程順序のうち一つによって処理される。合わせて、第２グループのウェーハは、第３及び第４ウェーハキャリア１６２ｃ、１６２ｄ、第２及び第３研磨テーブル１５６ｂ、１５６ｃ、第３及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’を使用して処理される。
【００５８】
研磨ユニット２５０で第２グループのウェーハを処理するために、第２グループの各ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃに伝えられ、研磨パッド１５５ｃを使用して第３研磨テーブル１５６ｃ上で研磨される。次いで、ウェーハは、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃから第４ウェーハキャリア１６２ｄに伝えられて、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上で研磨される。次いで、前記ウェーハが第４ウェーハキャリア１６２ｄからウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって除去される。
【００５９】
第２グループの各ウェーハをウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第４ウェーハキャリア１６２ｄに伝達し、研磨パッド１５５ｂを使用して第２研磨テーブル１５６ｂ上で研磨し、前記ウェーハをウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第４研磨キャリア１６２ｄから第３ウェーハキャリア１６２ｃに伝達し、研磨パッド１５５ｃを利用して第３研磨テーブル１５６ｃ上で研磨し、ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’の一つによって第３ウェーハキャリア１６２ｃからウェーハを除去することも可能である。
【００６０】
研磨ユニット３５０の並列モード作動で、第１グループのウェーハは、第１ウェーハキャリア１６２ａ、第１研磨テーブル１５６ａ、第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙによって処理される。第２グループのウェーハは、第２ウェーハキャリア１６２ｂ、第２研磨テーブル１５６ｂ、第１及び第２ウェーハリレイ装置１８０ｘ、１８０ｙによって処理される。第３グループのウェーハは、第４ウェーハキャリア１６２ｄ、第２研磨テーブル１５６ｂ、第３及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’によって処理される。第４グループのウェーハは、第３ウェーハキャリア１６２ｃ、第３研磨テーブル１５６ｃ、第３及び第４ウェーハリレイ装置１８０ｘ’、１８０ｙ’によって処理される。
【００６１】
本発明の実施形態によって半導体ウェーハのような被研磨体を研磨するための方法が、図１１のフローチャートを参考にして説明される。ブロック９０２で、被研磨体のうち少なくとも一部を第１ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つの間で伝達するために、第１ロード／アンロードカップは第１軸を中心に第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つに独立的にピボッティングされる。第１軸は、第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する。次いで、ブロック９０４で被研磨体の少なくとも一部を、第２ロード／アンロードカップと第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つの間で伝達するために、第２ロード／アンロードカップが第２軸を中心に第１及び第２被研磨体キャリアの少なくとも一つに独立的にピボッティングされる。第２軸は、第１及び第２被研磨体キャリアの間に位置する。次いで、ブロック９０６で被研磨体の少なくとも一部は、第１被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨される。次いで、ブロック９０８で、被研磨体の少なくとも一部は第２被研磨体キャリアを使用して少なくとも一つの研磨面の上で研磨される。
【００６２】
本発明の特定の実施形態が説明されて図示されたが、本発明は説明されて図示された特定の形態や配列に制限されない。本発明の範囲は、請求項とそれらの等価物によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態による研磨装置の平面図である。
【図２】図１の研磨装置の研磨ユニットの正面図である。
【図３】図１の研磨ユニットのウェーハリレイ装置の側面図である。
【図４】本発明の実施形態によるウェーハリレイ装置のロード／アンロードカップの平面図である。
【図５】図４のロード／アンロードカップの断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によってウェーハＷをウェーハキャリアに装着する過程を示すための、図４のロード／アンロードカップの連続的な断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によってウェーハＷをウェーハキャリアに装着する過程を示すための、図４のロード／アンロードカップの連続的な断面図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｃ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｄ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｅ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｆ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｇ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図７Ｈ】本発明の実施形態によって研磨ユニットでの研磨過程を示すための、図１の研磨装置の研磨ユニットの連続的な平面図である。
【図８】図１の研磨装置の研磨ユニットを代替できる、本発明のさらに他の実施形態による研磨ユニットの平面図である。
【図９】図１の研磨装置の研磨ユニットを代替できる、本発明のさらに他の実施形態による研磨ユニットの平面図である。
【図１０Ａ】本発明の他の実施形態によるウェーハリレイ装置の側面図である。
【図１０Ｂ】本発明の他の実施形態によるウェーハリレイ装置の側面図である。
【図１１】本発明の実施形態によって半導体ウェーハのような被研磨体を研磨するための方法のフローチャートである。
【図１】
2008512000.tif 000003
【図２】
2008512000.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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