(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-24
(45)【発行日】2022-07-04
(54)【発明の名称】向上したスループット及びプロセス柔軟性を備えたＣＭＰ機械
(51)【国際特許分類】
B24B 37/30 20120101AFI20220627BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220627BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20220627BHJP
B24B 41/06 20120101ALI20220627BHJP
【ＦＩ】
B24B37/30 Z
H01L21/304 621B
H01L21/304 622G
H01L21/68 A
B24B41/06 A
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2019558761
(86)(22)【出願日】2018-04-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-06-25
(86)【国際出願番号】 US2018026590
(87)【国際公開番号】W WO2018200165
(87)【国際公開日】2018-11-01
【審査請求日】2021-03-23
(31)【優先権主張番号】62/602,538
(32)【優先日】2017-04-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】519379905
【氏名又は名称】アクス テクノロジー エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100166338
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 正夫
(74)【代理人】
【識別番号】100118256
【弁理士】
【氏名又は名称】小野寺 隆
(72)【発明者】
【氏名】トロヤン ダニエル レイ
【審査官】城野 祐希
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－１３１７７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１４４０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００３８９９３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１４１９５４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００１－３１５０５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３２６２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００１／００４４２６６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０００－０６１８２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ ３７／３０
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｂ２４Ｂ ４１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持部であって、回転軸がこの支持部を貫いて延在する支持部と、第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を備える少なくとも１つの細長部材であって、前記第１部分は、前記支持部に回転可能に接続し、この細長部材を、前記支持部に対して単一方向に少なくとも約２７０°である回転角にわたって前記回転軸の周りに旋回させるように構成されている少なくとも１つの細長部材と、
前記第２部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッドと
を備える基板キャリアヘッドシステム。
【請求項2】
前記回転角が、単一方向に実質的に無制限である請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記キャリアヘッドが、加圧され、これにより基板がプラテンで研磨パッドと接触してこの研磨パッドによって加工されることが可能になるように構成されている膜を備える請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記キャリアヘッドに、前記基板を、第１プラテンで前記基板に対して第１プロセスを実施することを可能にする第１位置から、第２プラテンで前記基板に対して第２プロセスを実施することを可能にする第２位置へと移動させるように構成されている制御装置をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項5】
前記第１プロセス及び第２プロセスが異なる請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記第１プロセスがバルク除去プロセスであり、前記第２プロセスが微細除去プロセスである請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
少なくとも１つの支持部であって、第１回転軸が前記支持部を貫いて延在する少なくとも１つの支持部と、第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を有する第１リンクであって、前記第１部分は、前記支持部に回転可能に接続し、この第１リンクを、前記支持部に対して第１回転角にわたって前記第１回転軸の周りに旋回させるように構成されており、第２回転軸が前記第２部分を貫いて延在し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸は互いに対してほぼ平行である第１リンク、並びに
第３部分及びこの第３部分に対向する第４部分を有する第２リンクであって、前記第３部分は、前記第２部分に回転可能に接続し、前記第２リンクを前記第１リンクに対して、第２回転角にわたって前記第２回転軸の周りに旋回させるように構成されている第２リンク
を備える少なくとも１つの細長部材と、
前記第４部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッドと
を備える基板キャリアヘッドシステム。
【請求項8】
前記第１回転角が、単一方向に少なくとも約２７０°である請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記キャリアヘッドが、基板に対して圧力を加え、前記基板がプラテンによって加工されることが可能になるように構成されている請求項７又は請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記第１リンク及び前記第２リンクの同期した回転に少なくとも一部は基づいて、前記キャリアヘッドをプラテンの中心に向かって直線的に移動するように構成されている請求項７又は請求項８に記載のシステム。
【請求項11】
請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のシステムを備え、前記キャリアヘッドによって保持された基板を加工するように構成されている少なくとも１つのプラテンをさらに備える化学機械平坦化装置。
【請求項12】
少なくとも２つの請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のシステムを備え、各システムは、少なくとも２つの細長部材及び少なくとも２つのキャリアヘッドと、
各キャリアヘッドによって取り扱われる少なくとも４つの基板を加工するように構成されている少なくとも２つのプラテンと
をさらに備え、
前記第１回転角は、単一方向に少なくとも約２７０°である化学機械平坦化装置。
【請求項13】
第２プラテンをさらに備え、前記少なくとも１つの細長部材が、前記基板を、第１プラテンで前記基板に対して第１プロセスを実施することを可能にする第１位置から、前記第２プラテンで前記基板に対して第２プロセスを実施することを可能にする第２位置へと移動するように構成されている請求項１１に記載の装置。
【請求項14】
少なくとも第１基板キャリアヘッドシステム及び第２基板キャリアヘッドシステムであって、各キャリアヘッドシステムが、支持部であって、回転軸がこの支持部を貫いて延在する支持部、
第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を備える少なくとも１つの細長部材であって、前記第１部分は、前記支持部に回転可能に接続し、この細長部材を前記支持部に対して一定の回転角にわたって前記回転軸の周りに旋回させるように構成されている少なくとも１つの細長部材、並びに
前記第２部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッド
を備える少なくとも第１基板キャリアヘッドシステム及び第２基板キャリアヘッドシステムと、
前記第１キャリアヘッドシステムによって保持された第１基板及び前記第２キャリアヘッドシステムによって保持された第２基板を加工するように構成されている少なくとも１つのプラテンと
を備える化学機械平坦化装置。
【請求項15】
前記回転角が、単一方向に少なくとも約２７０°である請求項１４に記載の装置。
【請求項16】
前記回転角が、単一方向に実質的に無制限である請求項１４又は請求項１５に記載の装置。
【請求項17】
前記第１キャリアヘッドシステムに、第１基板を、第１プラテンで前記第１基板に対して第１プロセスを実施するための第１位置から、第２プラテンで第２基板に対して第２プロセスを実施するための第２位置へと移動させるように構成されている制御装置をさらに備える請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項18】
前記第１プロセス及び第２プロセスが異なる請求項１７に記載の装置。
【請求項19】
前記第２基板キャリアヘッドシステムが加工状態に留まる間、前記第１基板キャリアヘッドシステムをオフライン状態に置くように構成されている制御装置をさらに備える請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項20】
前記制御装置が、前記第１キャリアヘッドシステム又は第２キャリアヘッドシステムに、前記少なくとも１つのプラテンの研磨パッドを交換させるように構成されている請求項１７又は請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
あらゆる優先権主張出願への参照による援用
本願は、２０１７年４月２６日出願の米国特許仮出願第６２／６０２，５３８号に基づく優先権を主張する。この仮出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
本願は、２０１７年４月２６日出願の米国特許仮出願第６２／６０２，５３８号に基づく優先権を主張する。この仮出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0002】
分野
開示された技術は、半導体加工設備、より具体的には、設置面積の減少をもたらし、かつ密集空間での対象物の取り扱い及び操作を可能にする操作能力を有する化学機械平坦化（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＣＭＰ）システム及び装置に関する。
開示された技術は、半導体加工設備、より具体的には、設置面積の減少をもたらし、かつ密集空間での対象物の取り扱い及び操作を可能にする操作能力を有する化学機械平坦化（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＣＭＰ）システム及び装置に関する。
【背景技術】
【0003】
ＣＭＰ装置は、半導体製造業界で広く使用されている。
【0004】
今日の市場における特定のニーズに対するソリューションを可能にするための実質的に異なるアーキテクチャ（構造）を有する機械に対するニーズが存在する。今日利用可能なこの種の機械は、制限されたウェハの取り扱い及び多ウェハ加工オプションに起因するスループットの低下を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
開示された技術の目的は、設置面積の減少並びにスループット及び機能性の向上を備える改良された化学機械平坦化（ＣＭＰ）装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態によれば、基板キャリアヘッドシステムが開示され、この基板キャリアヘッドシステムは、支持部であって、回転軸がこの支持部を貫いて延在する支持部と、第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を備える少なくとも１つの細長部材であって、上記第１部分は、上記支持部に回転可能に接続し、この細長部材を、上記支持部に対して単一方向に少なくとも約２７０°である回転角にわたって上記回転軸の周りに旋回させるように構成されている少なくとも１つの細長部材と、上記第２部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッドとを備える。
【0007】
１つの態様によれば、上記回転角は、単一方向に実質的に無制限である。
【0008】
さらに別の態様によれば、上記キャリアヘッドは、加圧され、これにより基板がプラテンで研磨パッドと接触してこの研磨パッドによって加工されることが可能になるように構成されている膜を備える。
【0009】
別の態様によれば、上記キャリアヘッドに、上記基板を、第１プラテンでその基板に対して第１プロセスを実施することを可能にする第１位置から、第２プラテンでその基板に対して第２プロセスを実施することを可能にする第２位置へと移動させるように構成されている制御装置が開示される。
【0010】
さらに別の態様によれば、上記第１プロセス及び第２プロセスは異なる。
【0011】
別の態様によれば、上記第１プロセスはバルク除去プロセスであり、上記第２プロセスは微細除去プロセスである。
【0012】
別の実施形態によれば、基板キャリアヘッドシステムが開示され、この基板キャリアヘッドシステムは、少なくとも１つの支持部であって、第１回転軸がこの支持部を貫いて延在する少なくとも１つの支持部と、第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を有する第１リンクであって、この第１部分は、上記支持部に回転可能に接続し、この第１リンクを、上記支持部に対して第１回転角にわたって上記第１回転軸の周りに旋回させるように構成されており、第２回転軸が上記第２部分を貫いて延在し、上記第１回転軸及び第２回転軸は互いに対してほぼ平行である第１リンク、並びに第３部分及びこの第３部分に対向する第４部分を有する第２リンクであって、この第３部分は、上記第２部分に回転可能に接続し、この第２リンクを、上記第１リンクに対して第２回転角にわたって上記第２回転軸の周りに旋回させるように構成されている第２リンクを備える少なくとも１つの細長部材と、上記第４部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッドとを備える。
【0013】
１つの態様によれば、上記第１回転角は、単一方向に少なくとも約２７０°である。
【0014】
さらに別の態様によれば、上記キャリアヘッドは、基板に対して圧力を加え、基板がプラテンによって加工されることが可能になるように構成されている。
【0015】
別の態様によれば、当該システムは、上記第１リンク及び上記第２リンクの同期した回転に少なくとも一部は基づいて、上記キャリアヘッドをプラテンの中心に向かって直線的に移動するように構成されている。
【0016】
さらに別の態様によれば、当該システムは、上記キャリアヘッドによって保持された基板を加工するように構成されている少なくとも１つのプラテンをさらに備える。
【0017】
別の態様によれば、少なくとも２つの一実施形態に係る基板キャリアヘッドシステムが開示され、この基板キャリアヘッドシステムにおいて、各システムは、少なくとも２つの細長部材及び少なくとも２つのキャリアヘッドと、各キャリアヘッドによって取り扱われる少なくとも４つの基板を加工するように構成されている少なくとも２つのプラテンとをさらに備え、上記第１回転角は、単一方向に少なくとも約２７０°である。
【0018】
さらに別の態様によれば、第２プラテンが開示され、この第２プラテンにおいて、上記少なくとも１つの細長部材は、基板を、上記第１プラテンでその基板に対して第１プロセスを実施することを可能にする第１位置から、第２プラテンでその基板に対して第２プロセスを実施することを可能にする第２位置へと移動するように構成されている。
【0019】
さらに別の実施形態によれば、化学機械平坦化装置が開示され、この化学機械平坦化装置は、少なくとも第１基板キャリアヘッドシステム及び第２基板キャリアヘッドシステムであって、各キャリアヘッドシステムが、支持部であって、回転軸がこの支持部を貫いて延在する支持部、第１部分及びこの第１部分に対向する第２部分を備える少なくとも１つの細長部材であって、この第１部分は、上記支持部に回転可能に接続し、この細長部材を上記支持部に対して一定の回転角にわたって上記回転軸の周りに旋回させるように構成されている少なくとも１つの細長部材、並びに上記第２部分に接続し、基板を保持し加工するように構成されているキャリアヘッドを備える少なくとも第１基板キャリアヘッドシステム及び第２基板キャリアヘッドシステムと、上記第１キャリアヘッドシステムによって保持された第１基板及び上記第２キャリアヘッドシステムによって保持された第２基板を加工するように構成されている少なくとも１つのプラテンとを備える。
【0020】
１つの態様によれば、上記回転角は、単一方向に少なくとも約２７０°である。
【0021】
別の態様によれば、上記回転角は、単一方向に実質的に無制限である。
【0022】
さらに別の態様によれば、上記第１キャリアヘッドシステムに、第１基板を、第１プラテンでその第１基板に対して第１プロセスを実施するための第１位置から、第２プラテンで第２基板に対して第２プロセスを実施するための第２位置へと移動させるように構成されている制御装置が開示される。
【0023】
別の態様によれば、上記第１プロセス及び第２プロセスは異なる。
【0024】
さらに別の態様によれば、上記第２基板キャリアヘッドシステムが加工状態に留まる間、上記第１基板キャリアヘッドシステムをオフライン状態に置くように構成されている上記制御装置が開示される。
【0025】
別の態様によれば、上記制御装置は、上記第１キャリアヘッドシステム又は第２キャリアヘッドシステムに、上記少なくとも１つのプラテンの研磨パッドを交換させるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0026】
開示された技術の上記の特徴及び優位点、並びに付加的な対象物の特徴及び優位点は、添付の図面を参照した開示された技術の実施形態の、以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明を通してよりよく理解されるであろう。図面では、特段の記載がない限り、同じ参照数字が同じ要素に対して使用される。
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
開示された技術は、典型的なＣＭＰ機械の設置面積と比べて設置面積の減少をもたらすＣＭＰ機械に関し、この設置面積の減少により、その機械が密集空間でウェハ対象物を取り扱って操作することを可能にする操作能力がもたらされる。開示された技術は、支持部に接続されたひじ関節及び肩部を有する屈伸可能なアームを備えるＣＭＰ機械にも関する。開示された技術は、ウェハを研磨するための重要な時間が後続のウェハの研磨によって中断されたり妨害されたりしないように、互い違い（交替）プロセスの一部として２以上のウェハを単一の研磨プラテン（研磨定盤）で研磨するための操作能力を有するＣＭＰ機械にも関する。開示された技術は、機械の休止期間を引き起こすことなくプラテンパッドが効率的に取り外されて事前調節されたプラテンパッドと交換されてもよいシステムを提供することにより、改善されたオフライン消耗品の準備にも関する。というのも、開示された技術は、そのシステム内の他のプラテンを利用することに関するからである。
【0029】
今日の市場における特定のニーズに対するソリューションを可能にするための実質的に異なるアーキテクチャを有する機械に対するニーズが存在する。今日利用可能なこの種の機械、及びそれらのそれぞれの短所としては、加工工程と連続してウェハの取り扱い及び挿入（ローディング）／取り出し（アンローディング）を実施する必要があることに起因してスループットが低下している機械、１つのプラテンあたり１つのウェハのみしか加工することができない機械、互いに固定可能に連結されているためにウェハキャリア（１又は複数）が研磨プラテンの間をすべての他のヘッドと同時に移動することを要する機械、加工操作並びに／又はウェハの挿入／取り出し操作が他のヘッド及び／若しくはプラテンで完了するのをウェハキャリア（１若しくは複数）が待っている間、１つのプラテンが利用できない機械、並びにウェハを複数のプラテン間で加工するために１つのウェハキャリアから別のウェハキャリアへとウェハを移すことを要する機械が挙げられる。
【0030】
開示された技術は、特定の実施形態に関して、そして特定の図面を参照して記載されることになる。本開示はそれらに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。記載された図面は、概略的なものにすぎず、限定を意図したものではない。図面では、説明の目的で、要素のうちのいくつかのもののサイズは誇張されて、原寸に比例していない場合がある。寸法及び相対寸法は、本開示の現実の実施化に必ずしも対応していない。
【0031】
多くの類似の用途の中でも半導体ＩＣ、ＭＥＭＳデバイス及びＬＥＤの製造における薄膜の平坦化のための化学機械研磨（ＣＭＰ）の採用及び使用は、これらの種類のデバイス用の「チップ」を製造するすべての会社のあいだで一般的である。この採用は、携帯電話、タブレット及び他の携帯機器、並びにデスクトップ型及びラップトップ型のコンピュータのためのチップの製造を含む。ナノテクノロジー及び微細加工の成長は、医療分野、自動車用分野及びモノのインターネット（「ＩｏＴ」）におけるデジタル機器の限りなく広がる使用及び採用に対して大きい有望さをもたらす。薄膜の平坦化のための化学機械研磨は、１９８０年代の初頭にＩＢＭ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの科学者及び技術者によって考案され、開発された。今日、このプロセスは世界中に広がり、ほぼすべてのデジタル機器の製造における真の実現技術の１つである。
【0032】
集積回路は、導体材料（銅、タングステン、アルミニウム等）、絶縁層（二酸化ケイ素、窒化ケイ素等）、及び半導性物質（ポリシリコン）の多層及び交互層を備えて製造される。これらの層の連続的な組み合わせが順次ウェハ表面に設けられるが、表面の埋め込まれたデバイスのため、局所的な起伏がデバイス構造体に形成され、これは二酸化ケイ素絶縁体層の場合も同様である。これらの望まれない局所的な起伏は平らにされる又は「平坦化される」必要があり、そのあとでようやく次の層を重ねることができるようになる。銅層の場合、銅は、コンタクトビアを充填して、デバイスからデバイスへ、及び層から層への電子の移動のための有効な縦方向（深さ方向）経路を作製するために表面に堆積される。この手順は、設けられる（通常、蒸着プロセスによって設けられる）各層に対して続けられる。導体材料の多層（金属の多層）の場合、これは、望み通りの電気回路を成し遂げるために数多くの研磨手順（導体、絶縁体、及び半導体材料の各層に対して１回）を生じる可能性がある。
【0033】
ＣＭＰプロセスは、これをすべて可能にする多層電気回路の製造における実現技術である。ＣＭＰプロセス、システム及び装置は。
【0034】
開示された技術の詳細な実施形態が、これより図面を参照して説明される。
【0035】
図１Ａは、支持部１０２（例えば、本体、柱（軸）、基部、研磨アーム支持部等）と、アーム１０４（例えば、細長部材又は研磨アーム）と、キャリアヘッド１０６とを備える化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム１００の実施形態を説明する平面図である。アーム１０４は支持部１０２に取り付けられており、アーム１０４にはキャリアヘッド１０６が取り付けられている。ＣＭＰシステム１００は、以降でさらに論じるように、アームアタッチメント（図示せず）を回転するための手段も備えてよい。支持部１０２は、１以上の研磨プラテン（図４及び図５に示される）の上方に、適所にアーム１０４及びキャリアヘッド１０６を保持するように構成されている構造支持部である。加えて、支持部１０２は、支持部１０２に回転可能に取り付けられているアーム１０４を回転するように構成されている。いくつかの実施形態では、支持部１０２又はその一部分は、支持部１０２に取り付けられたアーム１０４が支持部１０２の周りに回転するように、回転してもよい。あるいは、支持部１０２に取り付けられたアーム１０４が支持部１０２の周りに回転する一方で、支持部１０２は動かないように構成されていてもよい。図１ＢはＣＭＰシステム１００の側面図である。
【0036】
いくつかの実施形態では、支持部１０２は、ＣＭＰシステム１００の残部に電気的接続部及び流体接続部を提供するように構成されている。従って、支持部１０２には、電気的／電気機械的接続部及び流体接続部が支持部１０２の内部及び／又は支持部１０２の外周に沿って配置されていてもよい。この電気的接続部は、電力及び電気信号をＣＭＰシステム１００の１以上の構成要素（コンポーネント）に送り、ＣＭＰシステム１００からフィードバックとして電気信号を受信するように構成されている。例えば、ＣＭＰシステム１００は、支持部１０２の底部を通りＣＭＰシステム１００の種々の構成要素まで供給されうる配線、例えばイーサネット（登録商標）接続部及び電気スリップリングアセンブリを有してもよい。加えて、流体接続部が備えられることが可能であり、この流体接続部は、種々の流体をＣＭＰシステム１００（例えば、ＣＭＰスラリー）に提供するように構成されていてもよい。この流体接続部は、空気圧及び真空力を当該システムに与えることができる。
【0037】
一実施形態では、ＣＭＰシステム１００は、回転軸の周りに回転するように構成することができる。従って、支持部１０２は、アーム１０４を回転軸の周りに回転するための手段を備える。支持部１０２は、例えば、電気モーター（例えば、ステッピングモーター、ブラシレスモーター、トルクモーター等）、機械的歯車、磁気連結器若しくは回転連結器又はアーム１０４又は支持部１０２上で回転を生成するためのいずれかの他の手段を備えてもよい。
【0038】
図１Ａの例では、回転軸は支持部１０２を通る。回転の度（°）は、図１Ａ中では記号θによって示されている。しかしながら、回転の方向は、いずれの方向でもよい（時計回り又は反時計回り）。加えて、アーム１０４及びキャリアヘッド１０６は、単一方向に少なくとも約２７０°（すなわち、２７０°以上の角変位）、回転軸の周りに回転（すなわち、巻き上げ又は巻き戻し）してもよい。別の実施形態では、回転軸の周りのアーム１０４の回転は連続的（すなわち、無制限）であってもよく、従って、ＣＭＰシステム１００は、３６０°以上（すなわち、２πラジアン以上）の角変位を有することができる。
【0039】
加えて、アームに取り付けられたキャリアヘッド１０６は、下方向（すなわち、下降する方向）及び上方向（すなわち、上昇する方向）に作動することができる。従って、キャリアヘッド１０６は、ＣＭＰ加工のための所望の配置に基づいて下降することができ、上昇することもできる。例えば、上昇した配置では、キャリアヘッド１０６又はアーム１０４は、キャリアヘッド１０６に下降するように命じる制御信号を受信してもよい。キャリアヘッド１０６は、キャリアヘッド１０６がプラテン（図示せず）の研磨パッドを圧迫するまで下降してもよい。例えば、キャリアヘッド１０６は、キャリアヘッド１０６の架台部の下に保持されているウェハを研磨パッドに対して圧迫してもよい。
【0040】
図２は、キャリアヘッド１０６の断面図である。キャリアヘッド１０６は、膜アセンブリ２０５及び膜アセンブリ２０５が載置されている支持基盤２８０を備えることができる。支持基盤２８０は、膜アセンブリに支持を提供するように構成されているいずれの好適な構成物であることができる。支持基盤２８０は、キャリアアセンブリ１０６の残部をＣＭＰシステム１００に取り付けるかつなぎ合わせることができる。
【0041】
膜アセンブリ２０５は、示されるように、支持板２１０、弾性膜２２０、膜クランプ２３０、及び外側圧力リング２４０を備えてもよい。支持板２１０は、膜アセンブリ２０５を支持基盤２８０に取り付けるためのいずれの好適な構成物であってもよい。例えば、支持板２１０は、１以上のボルト又は他の好適な取り付け要素を使用して支持基盤２８０に載置されてもよい。支持板２１０は、種々の場所で、例えば支持基盤２８０の外周に沿って、支持基盤２８０に載置されてもよい。
【0042】
支持板２１０は、弾性膜２２０を支持するためのいずれの好適な構成物であってもよい。弾性膜２２０は、いくつかの異なるやり方で支持板２１０に固定されてよい。弾性膜２２０は、支持板２１０が支持基盤２８０に固定される前又は固定された後に、支持板２１０に固定されてよい。弾性膜２２０は、いくつかの好適な異なる保持要素のうちのいずれか、例えば膜クランプ２３０の使用により支持板２１０に固定されてもよい。いくつかの実施形態では、膜クランプ２３０は、ばね付勢されていてもよい。他の実施形態では、膜クランプ２３０は、締結機構（例えば、ナット及びボルト等）の使用によりしっかりと締めつけられてもよい。
【0043】
弾性膜２２０は、例えば図１Ｂを参照して上で説明したとおり、膜２２０がウェハ２７０を研磨パッドに接触して保持しそのウェハを加工することができるように、支持板２１０に固定されることができる。用語「基板」及び「ウェハ」は、本明細書中ではほとんど同義で使用され、例えば、半導体又はシリコンウェハ、フラットパネルディスプレイ、ガラス板又はガラスディスク、プラスチック製ワークピース、及び本明細書に開示される装置及びプロセスの１以上の実施形態を実行することができる種々の形態（例えば、円形、正方形、矩形等）及びサイズの他の実質的に剛直、平坦かつ薄いワークピースを包含する。
【0044】
研磨パッド材料及びプロセスパラメータと組み合わせて、ウェハ破損が減少するように、膜２２０は、十分に弾力性があり柔軟であることができる。膜２２０及び支持板２１０は、ＣＭＰ加工の間、膜２２０と支持板２１０との間のガス圧力を許容し、膜２２０をウェハ２７０に押し付けるようにように構成することができる。例えば、実質的なシール（封止）が膜２２０と板２１０との間に形成されてもよい。支持板２１０は、膜２２０から離間して、支持板２１０と膜２２０との間に隙間又は空洞２６０が形成されてもよい。空洞２６０は、膜２２０が静止状態（例えば、非加圧状態）にあるときに形成されてよい。いくつかの実施形態では、膜２２０が静止状態にある時に膜２２０は板２１０の上に載っているか板２１０のごく近傍にあり、膜２２０が膨張している（例えば、加圧されている）時に空洞２６０が形成される。空洞２６０は、平坦化の間の膜２２０に対する、従ってウェハ２７０に対するガス圧力の変化を再配分し、均等にすることができる。示されるように、ガス圧力を、空気チャネル２５０を通して膜２２０の裏面側に与えることができる。空気チャネル２５０は、支持板２１０内部に配設されていてもよいし、他の構成物を通してガスを供給することもできる。空気チャネル２５０は、用途によって、異なるように改変されてもよい（例えば、円管、角管等）。いくつかの実施形態では、この空気チャネルは、ウェハ２７０を膜アセンブリの下側にとどめておくために真空を提供してもよい。膜２２０は、このような真空を提供するため、及び／又はウェハ２７０を膜２２０から解放するための陽圧を可能にするための孔を備えてもよい。
【0045】
いくつかの実施形態では、空洞２６０は、膜２２０を支持板２１０から離間させることによって形成されてもよい。例えば、支持板２１０は、空洞を形成するための凹型の内側部分を備えることができる。図示された実施形態では、膜アセンブリ２０５は、空洞２６０を形成するための外側圧力リング２４０を備えることができる。他の実施形態では、この膜アセンブリは、圧力リングなしで組み立てられてもよい。例えば、膜２２０は、膜２２０を支持板２１０から隔てる空洞２６０がなく、直接支持板２１０に支えられ（接触し）ていてもよい。いくつかの実施形態では、上記膜アセンブリは、同心円状に配置された１以上の圧力リング２４０を備えてもよい。
【0046】
別の実施形態では、使用される膜２２０は多領域膜であってもよい。例えば、膜２２０は、膜２２０の種々の領域を有効に隔てる膜２２０の溝（例えば、凹部）及び／又は隆起部を有してもよい。限定を意図しない例では、この溝は、膜の中心から発する一系列の同心円として配置されてもよい。別の例では、上記溝及び隆起部は、ウェハ３７０が膜アセンブリに取り付けられた時にウェハ３７０にわたってかかる圧力の分配を改善するために、不規則形状（例えば、相互接続した円（重なり合った円）、非円形の凹部、膜の表面にわたって散らばった円形パターン）であってもよい。
【0047】
膜２２０は、膜２２０が取り囲む構造体に膜２２０がなじむように、柔軟性であってもよい。いくつかの例では、膜２２０は凸状であってもよい。例えば、膜２２０は中心が弛んでいてもよい。膜２２０は、より微細な精度の研磨のために膜２２０の小さい範囲がウェハ表面と接触しているように、錐体のような形状であってさえもよい。
【0048】
膜材料は、本明細書に記載される平坦化に、及び例えばＣＭＰプロセス用のキャリアヘッド内での使用に好適ないずれの弾性材料であってもよい。いくつかの実施形態では、この膜材料は、ゴム又は合成ゴム材料のうちの一種であってもよい。この膜材料は、エチレンプロピレンジエン単量体（Ｍクラス）（ＥＰＤＭ）ゴム又はシリコーンのうちの一種であってもよい。あるいは、膜材料は、ビニル、ゴム、シリコーンゴム、合成ゴム、ニトリル、熱可塑性エラストマー、含フッ素エラストマー、水和アクリロニトリルブタジエンゴム、又はウレタン及びポリウレタンフォームのうちの１以上の組み合わせであってもよい。
【0049】
１以上の膜アセンブリが１つのＣＭＰシステム内に実装されてもよい。当該ＣＭＰシステムは、稼働中、当該システムからのフィードバックを利用する制御を有して、当該ＣＭＰプロセスをより正確に制御してもよい（例えば、可変速モーター制御等）。
【0050】
いくつかの実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照して説明したＣＭＰシステムのアーム（１又は複数）は、キャリアヘッドが支持部に向かって内側に及び／又は支持部から離れるように外側へ振れる（展開する）ことができるように、第２回転軸の周りに屈曲又は回転することができる。いくつかの例では、この細長いアームは、すべて種々の回転軸の周りに回転してもよい複数のリンクを備えてもよい（すなわち、屈伸性アーム又は関節を備えたアーム）。
【0051】
図３Ａ及び図３Ｂは、リンク３０４及び３０６を備える化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム３００実施形態の平面図を示す。ＣＭＰシステム３００は、図１Ａ～図１Ｂ及び図２に記載されたＣＭＰシステム１００と実質的に同様である。しかしながら、ＣＭＰシステム３００は、アーム（１又は複数）が第２回転軸の周りに屈曲又は回転することができ、そのため、キャリアヘッド３０８は、図３Ｂに示されるように支持部に向かって内側に、又は図３Ａに示されるように反対方向に支持部から離れるように外側に振れることができるという点で異なる。例えば、ＣＭＰシステム３００は、支持部３０２に取り付けられた第１リンク３０４、第１リンク３０４に取り付けられた第２リンク３０６、及び第２リンク３０６に取り付けられたキャリアヘッド３０８を備えてもよい。限定を意図しない例では、上記リンクは、センタージョイント（すなわち、ひじ）で連結されていてもよい。
【0052】
いくつかの実施形態では、第１リンク３０４は、支持部３０２に回転可能に取り付けられており、支持部３０２を通る第１回転軸を画定する。加えて、第１リンク３０４は、第２リンク３０６に回転可能に取り付けられて、リンク間の取り付け領域を通る第２回転軸を画定してもよい。あるいは、第１リンク３０４は、回転するように構成されていなくてもよく、この場合は、第２リンク３０６だけが第２回転軸の周りに回転するように構成される。上記取り付けセクションは、図１Ａ～図１Ｂを参照して記載したのと同様の特徴を備える、第２リンクを第２回転軸の周りに回転する手段を備える。電気的接続部及び流体接続部も、図１Ａ～図１Ｂを参照して記載したように、同様にリンク全体にわたって備えることができる。
【0053】
従って、第１リンク３０４及び／又は第２リンク３０６を含むリンクは、そのそれぞれの回転軸（すなわち、第１回転軸、第２回転軸等）の周りに回転するように構成されていてもよい。例えば、第２リンク３０６は、上記リンク取り付けセクションを通る第２回転軸の周りに回転するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第２リンク３０６は、第２リンク３０６が外側へ延在して、他のリンク及び第１回転軸と共に直線を作り出すように、第２回転軸の周りに回転するように構成されていてもよい。他の実施形態では、第２リンク３０６は、第２回転軸の周りに０°～１８０°間及び１８０°～２７０°間及び２７０°～３６０°の範囲を回転してもよい。例えば、第２リンク３０６は、第２回転軸の周りに実質的に無制限に回転してもよい。
【0054】
いくつかの実施形態では、上記リンクは、リンク鎖の中の他のリンクとは独立に、かつ支持部３０２とは独立に回転してもよい。他の実施形態では、特定の複数のリンクは、それらの動きが別のリンクの動き又は支持部３０２の動きに依存するように、一緒に連結されていてもよい。例えば、１以上のリンク及び支持部３０２が、回転歯車又は磁石によって一緒に連結されて、支持部又は別のリンクが回転する時、連結されたリンク又は支持部も動くようになっていてもよい。
【0055】
さらには、当該ＣＭＰシステムは、１以上のアームが各支持部に取り付けられている複数の支持部を備えてもよい。例えば、各支持部は２つのアームを有してもよい。さらには、図３Ａ～図３Ｂを参照して論じられたように、各アームはリンクから構成されてもよい。加えて、複数のプラテンが各支持部に近接して構成されてもよい。例えば、２つのプラテンが２つの支持部の間に置かれて、その２つの支持部の各キャリアヘッドがＣＭＰ加工のために各プラテンに接近できるようになっていてもよい。別の例では、１つのプラテンが２つの支持部に近接して構成されてもよく、その場合、図４に示されるように、各キャリアヘッドは加工のためにそのプラテンに接近するように構成される。
【0056】
いくつかの実施形態では、ウェハは、所定の挿入ステーション（図示せず）に提示され、キャリアヘッド３０８への挿入のために用意される。プロセス装置前面モジュール（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ：ＥＦＥＭ）から挿入／取り出しステーションへのウェハ移動は、例えばオーバーヘッドガントリロボット機構を介して成し遂げられれる。
【0057】
キャリアヘッド３０８は、挿入／取り出しステーション（図示せず）と同心状にかつその頭上に位置決めされ、ウェハはそのステーションからキャリアヘッド１０６へと移される。当業者なら、ウェハをキャリアヘッドに挿入する及びウェハをキャリアヘッドから取り出すための種々の方法及び手段を理解しているであろう。
【0058】
キャリアヘッド３０８は、示されるように、研磨プロセスを実施するためにプラテンの上方に位置決めされる。研磨プロセスが進行する間、その後の加工のために次のウェハを挿入／取り出しステーション（図示せず）上に置くことができる。研磨プロセスが完了すると、キャリア３０８を支持するリンク３０４及び３０６並びにリンク間のひじ（すなわち、関節）は関節運動することができ、この結果、キャリアヘッド３０８が（図３Ａから図３Ｂへの進行によって示されるように）支持部３０２に向かって「しまい込まれ」て、そうではなくてしまい込まれない場合に可能である空間限界よりも小さい空間限界内でこのキャリアの支持部３０２の周りの回転が可能になる。従って、これは、キャリアヘッド３０８を取り出しステーションと同心状に及びその上方に位置決めすることを可能にする。
【0059】
次に、キャリアヘッド３０８は、後続のウェハを挿入ステーションからキャリア３０８へと移動するための位置へと回転して戻ることができ、次にキャリア３０８は、加工のためにプラテンの上方に位置決めされうる。
【0060】
加工されたウェハは、次に、取り出しステーションに取り出されて、ＥＦＥＭへ、又はより一般的には、洗浄システムへと戻されるために移動ロボットによって回収されてもよい。
【0061】
システムのスループットを増大させるために、この同じ過程（シーケンス）を、プラテンを挟んで対称的に配置された対応する組の構成要素に適用して、追加の挿入ステーション及び取り出しステーションを使用してウェハが第２キャリアヘッドへ挿入されているか又は第２キャリアヘッドから取り出されている間にキャリア３０８がプラテンで加工しているようにすることができる。
【0062】
図４は、これまでに記載されたＣＭＰシステム３００及び１００に類似し、キャリアヘッド４１０及び４１２の各々によって保持された基板を加工するように構成されているプラテン４１４を備えるＣＭＰシステム４００の例示実施形態を説明する。いくつかの実施形態では、アーム４０６及び４０８はアーム１０４に実質的に類似している。あるいは、アーム４０６及び４０８は、図３Ａ～図３Ｂを参照して記載されたリンク３０４及び３０６等のリンクを備えてもよい。加えて、キャリアヘッド４１０及び４１２は、キャリアヘッド１０６又は３０８に実質的に類似していてよく、支持部４０４及び４０２は、支持部１０２又は３０２に実質的に類似していてよい。具体例では、プラテン４１４は、いずれの数の形状（例えば、円形、正方形等）で構成することができ、従って、中心を有することになる。図４の例では、プラテン４１４は、中心４１６を有する円である。加えて、ＣＭＰシステム４００はいずれの数のプラテンを備えて構成することもでき、この場合、例えば、各プラテン又は隣接するプラテンの対がいくつかの対応する支持部を有する。
【0063】
加えて、アーム４０６及び４０８の各々は、支持部４０２及び４０４の各々を通るそれぞれの回転軸の周りに回転することができる。さらには、各アームは、２７０°以上の角変位でそれぞれの回転軸の周りに回転するように構成されていてもよい。いくつかの例では、アーム４０６及び／又は４０２は、それそれぞれの回転軸の周りに実質的に無制限に回転するように構成されていてもよい。
【0064】
いくつかの実施形態では、ＣＭＰシステム４００は、１ウェハ対象物を１以上のキャリアヘッドに挿入し及び／又はウェハ対象物を１以上のキャリアヘッドから取り出すための１以上のステーションを備えてもよい。例えば、各キャリアヘッドは、ウェハをキャリアヘッド上に挿入し又はウェハをキャリアヘッドから取り出すための専用の挿入ステーション及び／又は取り出しステーションを有してもよい。２以上のキャリアヘッドは、同じ、又は異なるプラテンでの加工のための、互いに対して共通の挿入／取り出しステーションを有してもよい。加えて、各ステーションは、支持部４０４及び４０２の各々からおよそ同じ半径方向距離に置かれてもよい。あるいは、各ステーションは、支持部４０４及び４０２の各々から異なる半径方向距離に置かれてもよい。各ステーションは、他のステーション（１又は複数）に対して支持部から同じ又は異なる半径方向距離に置かれてもよい。このように、図４の１以上のアームがリンクを備える実施形態では、そのアームは、種々の支持部の異なる構成物及び場所におけるより大きい柔軟性を備えて、その種々のステーションの種々の構成物に到達するように関節運動してもよい。
【0065】
従って、複数のウェハが共通のプラテンで加工されてもよい。これは、１つのプラテンで１つのウェハを加工することよりもスループットを増大させるための特定の用途で望ましい可能性がある。限定を意図しない例では、２以上のウェハがキャリアヘッド４１０及び４１２に挿入されてもよい。挿入は挿入ステーション（図示せず）で行われてよい。加えて、いくつかの例では挿入ステーションとは別個の構成を有する取り出しステーションが存在してもよい。両方のキャリアヘッド４１０及び４１２は、両方のウェハが実質的に同時に加工されてもよいように、プラテン４１４の上方に（示されるとおり）位置決めされてもよい。両方のウェハの加工が完了すると、キャリアは取り出しのために好適なステーション（図示せず）の上方に位置決めされ、次いで、後続の加工のために追加のウェハをキャリア４１０及び４１２に挿入するための好適な挿入ステーション（図示せず）の上方に位置決めされる。あるいは、キャリアヘッドは、そのそれぞれのウェハの加工を交互に行うか行き違え（交替し）てもよい。例えば、キャリアヘッド４１０は、第１ウェハをプラテン４１４で特定の時間又はプロセス全体の特定の割合（百分率）に対して加工してもよい。一方で、キャリアヘッド４１２は、キャリアヘッド４１２がそのヘッドを下げて第２ウェハをプラテン４１２に接して加工するための制御信号を受信するまで、キャリアヘッド４１２がプラテン４１２を圧迫しないように、上昇した位置に構成されてもよい。キャリアヘッド４１２がそのヘッドを下げるための制御信号を受信すると、キャリアヘッド４１０は、第１ウェハがもはや加工されてはいないようにキャリアヘッド４１０のヘッドを上げるための制御信号を受信することができる。あるいは、キャリアヘッド４１０は、両方のキャリアヘッドが同時に処理されるように、そのヘッドを下げたままにしてもよい。
【0066】
加えて、図１Ａ～図１Ｂ、図２、図３又は図４に関して記載されたＣＭＰシステムは、例えば図５に示されるように、いくつかの異なる組み合わせで実装されてもよい。例えば、図５は、第１ＣＭＰシステム５２０及び第２ＣＭＰシステム５３０を備えるＣＭＰ装置５００を説明する。この示された実施形態では、各ＣＭＰシステムは、リンクを備える２つのアーム及び２つのプラテンを備える。従って、各プラテンは、このＣＭＰシステムの各々から１以上のウェハを加工するように構成されている。
【0067】
図５の例示実施形態では、ＣＭＰシステム５２０及び５３０は、リンクを有する２つのアームを有する。図５のＣＭＰシステム５２０及び５３０はアームがリンクを備えて示されているが、当該システムは、アームのうちの１以上が図１及び図４を参照して記載されたようなリンクを有しないように、構成することができるということを理解されたい。加えて、ＣＭＰシステム５２０及び５３０は、そのそれぞれの支持部から延在する任意の数のアームを有することができる。さらには、ＣＭＰ装置５００は、任意の数のプラテンを有することができる。いくつかの実施形態では、１つの支持部に取り付けられている上記２つのアームは、それらが互いに位置を変えるように、互いに同じ方向に、実質的に同時に、共通の回転軸の周りに回転することができる。
【0068】
加えて、ＣＭＰシステム５２０及び５３０は、示されるように制御装置（コントローラ）５１０を備えてもよい。あるいは、制御装置５１０は、ＣＭＰシステム内部（例えば、ＣＭＰシステム５２０及び／又は５３０の支持部の内部）に置かれてもよい。加えて、制御装置５１０は電子制御装置、機械式、空気式又は組み合わせであることができる。加えて、本明細書に記載される装置及びシステムのいずれも、本明細書に記載される方法の機能性及び追加の機能性を提供するように構成することができる制御装置（例えば、制御装置５１０、図５）を備えることができる。加えて、本明細書に記載される装置及びシステムのいずれも、ＣＭＰキャリアヘッドの方向及び角変位をたどる（監視する）ためのデバイス（例えば、アブソリュートエンコーダ等）を備えることができる。加えて、本明細書に記載される装置及びシステムのいずれも、回転又はスピン（高速回転）するように構成されている研磨パッドを有するプラテンを備えることができる。さらには、加えて、本明細書に記載される装置及びシステムのいずれも、回転又はスピンするように構成されているキャリアヘッドを備えることができる。例えば、ウェハを保持するキャリアヘッドは、スピンしているプラテンに接してそのウェハを加工している間、そのウェハをスピンさせてもよい。
【0069】
加えて、上述のウェハキャリアは、外側リンク（又は、リンクがない場合はアーム）の外側部分に取り付けられており、このウェハキャリアは、加工されているウェハに対して圧力を加える。ウェハキャリアヘッドは、所望の操作に応じて、プラテンに向かって下降することができ、プラテンから離れるように上昇することもできる。ウェハキャリアは、ＣＭＰ加工の前後にウェハの挿入及び取り出しの操作を支えるようにも構成されている。キャリアヘッドは、両方のリンクの同期した回転運動により直線的に（又は、プラテンが円である場合は半径方向に）プラテンの中心に向かって（中心４１６に関して上記のとおり）移動するようにも構成されている。例えば、キャリアヘッドは、ウェハをプラテンの一領域に圧迫することができる。その場合、上記制御装置は、ウェハがプラテンの中心に向かって移動するように、両方のリンクに同期した動きで回転するように命令してもよい。さらには、上記キャリアヘッドは、線又は半径に沿って内方向及び外方向に振動するようにさらに構成されている。
【0070】
さらに、各プラテンは、パッド調節器システム（示されているが番号は付いていない）を備えてもよい。このパッド調節器は、研磨プラテン全体又はそのいずれかの一部分にわたって掃引することができる。パッド調節器は、ウェハを研磨する前、研磨している最中、及び／又は研磨した後にパッドを調節する（整える）ように構成することができる。
【0071】
別の実施形態では、上記ＣＭＰ制御装置は、少なくとも２つのＣＭＰキャリアヘッドシステムを有するシステムにおいて、第１プラテンの研磨パッド（例えば、消耗品）を交換するようにいずれかのキャリアヘッドシステムを制御するようにさらに構成されていてもよい。このような実施形態では、第１プラテンが一時的にオフラインである間、第２キャリアヘッドシステムは第２プラテンでウェハを加工し続けてもよい。例えば、研磨パッドがオフラインで（すなわち、ＣＭＰ加工ステーションから離れたところで）用意又は事前調節されてもよい。上記制御装置は、第１キャリアヘッドシステムをオフライン状態（例えば、例えば、メインテナンスモード又は修復モードにあって、第１キャリアヘッドがウェハを加工していない状態）に置いてもよい。第２キャリアヘッドシステムは、加工状態を継続してもよい。従って、この制御装置は、第１キャリアヘッドシステムに、事前調節された研磨パッドを当該システムに取り付けるように命令してもよい。いくつかの実施形態では、この取り付けは、その事前調節された研磨パッドがそのあるべき位置で取り付けられうるように、キャリアヘッドを取り外すことを必要とするであろう。他の実施形態では、事前調節された研磨パッドが別個のアタッチメントに取り付けられうるように、その別個のアタッチメントがそのキャリアヘッドの代わりに組み込まれる必要がある可能性がある。
【0072】
いくつかの実施形態では、ＣＭＰシステム５００は、複数のプラテンで複数のウェハの加工を有利に行き違える（入れ替える）ように構成されていてもよい。例えば、ＣＭＰシステムは、第１キャリアヘッドシステム及び第２キャリアヘッドシステムを備え、各システムが第１アーム及び第２アームを有してもよい。加えて、各アームは一端に取り付けられたキャリアヘッドを有する。
【0073】
第２キャリアヘッドシステムが第２アームを用いて第２プラテンで第２ウェハを加工する間、第１キャリアヘッドシステムは、第１アームを用いて第１プラテンで第１ウェハを加工してもよい。第１ウェハが所定の時間又は全加工の所定の百分率（例えば、８０％加工済み）まで加工されると、第１アームは回転して、その第１ウェハを第２ＣＭＰプロセスのための第２プラテンへと移動することができる。いくつかの実施形態では、この第１及び第２のＣＭＰプロセスは異なる。例えば、第１プロセスは、バルク（大雑把な）除去プロセスであってもよいのに対し、第２プロセスは微細除去プロセスであってもよく、上記バルク除去プロセスは微細除去プロセスよりもウェハから多くの材料を除去する。例えば、いくつかの実施形態では、バルク除去プロセスは、プロセス全体についてウェハから除去される材料全体の８０％を除去し、微細除去プロセスは２０％を除去する。加えて、第２ウェハは第２プラテンで加工され続けてもよい。一方、第３ウェハが第１キャリアヘッドシステムの第２アームを使用して挿入されて、第１ウェハが除去されると第１プラテンで加工され、そしてこのプロセス自体が後続のウェハ加工のために繰り返されてもよい。
【0074】
図６は、本明細書に開示される特定の実施形態に従ってＣＭＰシステムを動作させるための例示の方法６００を説明するフロー図である。いくつかの態様では、方法６００は、図１Ａ～図１Ｂのシステム１００によって実施されてもよい。いくつかの態様では、方法６００は、図３Ａ～図３Ｂのシステム３００によって実施されてもよい。いくつかの態様では、方法６００は、図４のシステム４００によって実施されてもよい。いくつかの態様では、方法６００は、図５のシステム５００、又は他のシステムによって実施されてもよい。
【0075】
ブロック６１０では、ウェハを加工するためにＣＭＰシステムが準備される。このＣＭＰシステムは、支持部に回転可能に取り付けられている細長いアームを備える。ブロック６２０では、そのアームが第１位置から第２位置へ回転される。第１位置から第２位置へのこの回転は、２７０°超の角変位を生じる。
【0076】
このように、本開示は、順次のウェハの挿入及び取り出しの間、１つのウェハの同時加工を可能にすることにより、両方のウェハが同じプラテンで順次加工され、１つのプラテンで１つのウェハを加工するための高スループットをもたらす。加えて、本開示は、順次のウェハの挿入及び取り出しの間、２つのウェハの加工を同時に可能にすることにより、両方のウェハが同じプラテンで加工され、２つのウェハを１つのプラテンで加工するための高スループットをもたらす。さらに、開示された技術は、システム全体に対しておよそ１００％のデューティサイクルをもたらすように構成されている。例えば、当該システムは、本明細書に記載される構成及び実施形態の結果として、ウェハを加工することに関して、休止期間をほとんど経験しない～まったく経験しない可能性がある。さらには、開示された技術は、各ＣＭＰシステムについて（すなわち、支持部及びアーム（１又は複数））並びに総じてシステム全体について設置面積の減少を生じるように構成されている。
【0077】
上記の実施形態に対して多くの変更及び改変が加えられてもよく、それらの要素は、いくつかある許容できる実施例の範囲のものであると理解されるべきである。そのような改変及び変更はすべて、本発明では、本開示の範囲内に包含されることが意図されている。上記の記載は特定の実施形態を詳細に説明している。しかしながら、上記の記載が文言上いかに詳細に見えようとも、当該システム及び方法は多くのやり方で実施することができ、他の形態で実装することができるということは分かるであろう。これまでにも記載したとおり、当該システム及び方法の特定の特徴又は態様を記載するときの特定の専門用語の使用は、その専門用語が、専門用語が関連するシステム及び方法の特徴又は態様のいずれかの特定の特色を含むことに限定されると本明細書中で再定義されていることを含意するとは解釈されないことに留意されたい。
【0078】
条件付き語句、とりわけ「ｃａｎ（…できる、…てもよい）」、「ｃｏｕｌｄ（…できる、…てもよい）」、「ｍｉｇｈｔ（…てもよい、…可能性がある）」又は「ｍａｙ（…てもよい、…可能性がある）」等は、特段の記載がないかぎり、又は使用される文脈で矛盾すると理解されないがきり、特定の実施形態が特定の特徴、要素及び／又は工程を含むのに対し、他の実施形態は含まないということを伝えると一般に意図される。従って、そのような条件付き語句は、特徴、要素及び／又は工程が１以上の実施形態のために何らかの形で必要とされるということ、又は１以上の実施形態が、ユーザー入力若しくは指示があろうとなかろうと、これらの特徴、要素及び／又は工程がいずれかの特定の実施形態で含まれるか又は実施されるべきであるか否かを決めるためのロジックを必ず含むということを含意するとは一般に意図されていない。
【0079】
句「Ｘ、Ｙ及びＺのうちの少なくとも１つ」又は「Ｘ、Ｙ又はＺのうちの少なくとも１つ」等の接続的語句は、特段の記載がないかぎり、項目、項等がＸ、Ｙ若しくはＺのいずれか、又はこれらの組み合わせであってもよいことを伝えるために一般に使用される文脈で理解されるべきである。例えば、用語「又は、若しくは」は、例えば一覧の要素を接続するために使用される場合、用語「又は、若しくは」は、その一覧の中の要素のうちの１つ、いくつか、又はすべてを意味するように、その包含的な意味で（そしてその排他的な意味ではなくて）用いられる。従って、このような接続語句は、特定の実施形態がＸのうちの少なくとも１つ、Ｙのうちの少なくとも１つ、及びＺのうちの少なくとも１つが各々存在することを要求することを含意するということは一般に意図されていない。
【0080】
さらには、明細書中及び請求項中の用語、第１、第２、第３等は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも順序又は時系列的な順番を記載するために使用されるわけではない。上記用語は、適切な状況下では相互に交換可能であり、本開示の実施形態は、本明細書に記載又は説明されたものとは別の順序で機能することができる。
【0081】
さらに、明細書中及び請求項中の用語、頂部（ｔｏｐ）、底部（ｂｏｔｔｏｍ）、上方（ｏｖｅｒ）、下方（ｕｎｄｅｒ）等は、説明の目的で使用されており、必ずしも相対的位置を記載するために使用されているわけではない。そのように使用される用語は、適切な状況下では相互に交換可能であり、本明細書に記載される開示の実施形態は、本明細書に記載又は説明されたものとは別の配向で機能することができる。
【0082】
用語「ａ」は、本明細書で使用する場合、排除的な解釈ではなく包含的な解釈が与えられるべきである。例えば、特段の記載がないかぎり、用語「ａ」は、「まさに１つ」又は「１つであって１つのみ」を意味すると理解されるべきではない。そうではなく、用語「ａ」は、請求項で使われるか又は明細書中の別の箇所で使われるかによらず、そして請求項中又は明細書中の別の箇所での「少なくとも１つの」、「１以上の」又は「複数の」等の限量詞の使用とは関係なく、「１以上の」又は「少なくとも１つの」を意味する。
【0083】
用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（…を含む、備える）」は、本明細書で使用する場合、排除的な解釈ではなく包含的な解釈が与えられるべきである。例えば、１以上のプロセッサを備える汎用コンピュータは、他のコンピュータ構成要素を排除すると解釈されるべきではなく、場合によってはとりわけメモリ、入／出力装置及び／又はネットワークインターフェース等の構成要素を備えてもよい。
【0084】
上記の詳細な説明は、種々の実施形態に適用される新規な特徴を示し、説明し、指摘したが、本開示の趣旨から逸脱せずに、説明されたデバイス又はプロセスの形態及び細部における種々の省略、置き換え及び変更が加えられてもよいことが理解されてもよい。認識されうるとおり、本明細書に記載される開示された技術の特定の実施形態は、本明細書中に示された特徴及び恩恵のすべてを提供するわけではない形態の範囲内で具体化されてもよい。というのも、いくつかの特徴は他のものとは別個に使用又は実施されてもよいからである。本明細書に開示される技術の特定の態様の範囲は、上記の明細書によるのではなく添付の特許請求の範囲によって示される。請求項の均等の意味及び範囲に含まれるすべての変更は請求項の範囲内に包含されることになる。
【符号の説明】
【0085】
１００ 化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム
１０２ 支持部
１０４ アーム
１０６ キャリアヘッド
２０５ 膜アセンブリ
２１０ 支持板
２２０ 弾性膜
２３０ 膜クランプ
２４０ 外側圧力リング
２５０ 空気チャネル
２６０ 空洞
２７０ ウェハ
２８０ 支持基盤
３００ 化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム
３０２ 支持部
３０４ 第１リンク
３０６ 第２リンク
３０８ キャリアヘッド
４００ ＣＭＰシステム
４０２、４０４ 支持部
４０６、４０８ アーム
４１０、４１２ キャリアヘッド
４１４ プラテン
４１６ 中心
５００ ＣＭＰ装置
５１０ 制御装置
５２０ 第１ＣＭＰシステム
５３０ 第２ＣＭＰシステム
１０２ 支持部
１０４ アーム
１０６ キャリアヘッド
２０５ 膜アセンブリ
２１０ 支持板
２２０ 弾性膜
２３０ 膜クランプ
２４０ 外側圧力リング
２５０ 空気チャネル
２６０ 空洞
２７０ ウェハ
２８０ 支持基盤
３００ 化学機械平坦化（ＣＭＰ）システム
３０２ 支持部
３０４ 第１リンク
３０６ 第２リンク
３０８ キャリアヘッド
４００ ＣＭＰシステム
４０２、４０４ 支持部
４０６、４０８ アーム
４１０、４１２ キャリアヘッド
４１４ プラテン
４１６ 中心
５００ ＣＭＰ装置
５１０ 制御装置
５２０ 第１ＣＭＰシステム
５３０ 第２ＣＭＰシステム
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】