TW200303807A

TW200303807A - Polishing apparatus and method for detecting foreign matter on polishing surface

Info

Publication number: TW200303807A
Application number: TW092103991A
Authority: TW
Inventors: Osamu Nabeya; Tetsuji Togawa
Original assignee: Ebara Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2003-09-16
Also published as: AU2003209718A1; TWI290080B; US20050130562A1; JP2003251559A; WO2003072306A1; JP4102081B2; US7207862B2

Description

200303807 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域】本發明係有關於一個拋光裝置，尤指能夠在一個拋光表面上檢測雜物的一個拋光裝置，該雜物可能是基材在一拋光過程期間中的意外滑落所產生，並有關於一種在一個拋光表面上檢測雜物的方法。【先前技術】一般而言，通常使用一個拋光裝置來產生半導體基材的平坦表面。這種類型的拋光裝置具有一頂環（一個基材固定機制）架構用以夾固一個基材使其被緊靠於一個轉台上表面的一個拋光墊拋光表面，當含有磨料的一研磨漿將供給在拋光表面上，以拋光基材上需被拋光的表面時，它們會以可相互產生滑動的方式產生彼此相對的位移。然而，在具有上述之架構的拋光裝置中，有時基材會在拋光期間從頂環上滑落或者跳出。在這樣的情況下，如果沒有採取一個適當補救行動而仍然繼續拋光操作，則不僅是滑出的基材會破損·，拋光裝置也可能會斷裂。更麻煩的是，在重新開始拋光製程之前可能必須先移除破裂的基材破片和修理拋光墊；而造成生產力的嚴重滑落。為了處理這樣的情況，習知技術係使用一個照相機將拋光墊之拋光表面的圖像拍照並且藉由處理所獲得的圖像資料來檢測基材是否可能滑出，或是在拋光墊上是否有任何雜物的存在，如果檢測檢測兩個條件中的任何一個事件存在時，便有可能會中斷拋光過程。然而，由於使用於上述之目的習知可用照相機是一個

3)AA52 ptd 第7頁 200303807 主、發明說明（2) 單色照相機，因此在某些情況下會無法使用它，例如當拋龙表面的顏色和雜物的顏色不同於彼此但是二者卻具有類似的亮度時，兩者的光度類似但缺少對比。尤其對具有深 >色拋光表面的拋光墊而言（例如一個黑色拋光表面），將會難以檢測滑出的基材是否為半導體基材。【發明内容】本發明係根據在上面所指出的問題所產生的解決方案，並且藉由此目的來提供能夠以更可靠的模式在一個拋光表面上檢測任何雜物存在的一個拋光裝置和方法。 » 為了解決上述之問題，根據本發明的態樣，一個拋光置至少包括一拋光表面和一基材固定機制，用以夾持一基材並將該基材需要被拋光的一表面壓向該拋光表面，以令該兩者接觸該基材與該拋光表面係被相對地移動以使該。需要被拋光的表面被拋光。該拋光裝置另包括一彩色照相機，用以取得界定於緊鄰該基材固定機制之拋光表面上一區域的彩色影像資料；以及一圖像處理部分，用以根據該所取得之彩色照相機彩色影像資料的顏色情況來決定雜物是否存在於該拋光表面上。根據本發明的另一個態樣，一個拋光裝置之特徵為該 |像處理部分（sect ion)包括有：一驗證機制，用以辨認是，否顏色圖像資料中每一個點的顏色是雜物的顏色；以及一測定機制，當所有點的總區域中的每一個點的顏色於經過篩選及辨識後，呈現大於預設的臨界值時，則判斷該雜物係存在。

3M452 】Md 第8頁 200303807 五、發明說明（3) 根據本發明的另一個態樣，一個拋光裝置之特徵為該圖像處理部分包括有：一篩選機制，用以辨認是否顏色圖像資料叢集中每一個點的顏色是已事先儲存之雜物的顏色，或是與該拋光表面的顏色相同；以及一測定機制，其係用以於當對應於該參考顏色或非對應該參考顏色的區域之雜質顏色超過相對應之預定臨界值時，判斷該雜質存在。根據本發明的又另一態樣，一個拋光裝置其特徵為另包括一裝置操作控制部分（sect ion)，當該圖像處理部分決定有雜物存在時，會停止該基材和該拋光表面之間的相對運動，並使該拋光表面從該基材固定機制上分離。根據本發明的另一個態樣，提供一種用以在一拋光過程期間檢測拋光表面上雜物的檢測方法，其中一基材被壓頂住該拋光表面並藉由該基材和該拋光表面兩者之間的相對運動來拋光該基材，該方法至少包括下列步驟：利用一彩色照相機拍攝該拋光表面上的一預定區域的彩色圖像資料；透過篩選以辨認是否透過該彩色照相機所拍攝之顏色圖像資料叢集中的每一個點的顏色是已事先儲存之雜物的顏色，或是與該拋光表面的顏色相同；以及當對應於該參考顏色或非對應該參考顏色的區域之雜質顏色超過相對應之預定臨界值時，判斷該雜質存在。 [實施方式】以下將描述具有一個拋光裝置與一清潔單元的典型化學機械抛光機器設備（CMP機器設備）’其代表本發明的一

314452 ptd 第9頁 200303807 五、發明說明（4) 個應用。第5圖是說明這種類型的一個拋光機器設備範例的大 —體示意圖。拋光機器設備11 0，如同第5圖所示，包含有一 -對兩個相似設置的拋光裝置1 1 0 a和11 0 b，相對稱地設置於機器設備的左側和右側兩邊。而一個清潔單元1 2 6則包括一對兩個主要清潔機器1 2 6 a 1和1 2 6 a 2，一對兩個輔助清潔機器1 2 6 b 1和1 2 6 b 2以及一對兩個翻轉機器1 2 8 a 1和1 2 8 a 2，分別地對稱設置於左側和右側兩邊以與各自拋光裝置1 1 0 a 和1 1 0 b相對應，並另包括兩個傳送設備1 2 4 a和1 2 4b。此，二個裝載和卸載站1 2 2、1 2 2係分別對稱地設置在左側右側兩邊。拋光裝置1 1 0 a，1 1 0 b包括一個轉台（一個拋光台）2 a、 2 b和頂環4 a、4 b，用於將其下表面所夾固的一個半導體晶 $壓頂住轉台2 a、2 b，以拋光這個晶片。在具有上述之架構的拋光裝置中，由傳送設備1 2 4 a、 1 2 4 b彳足裝載和卸載站1 2 2傳送半導體晶圓至遞送台1 3 8 a (或 1 3 8b)以在此處吸附於頂環4a (或4b)的下表面，該下表面會依次地移動至轉台2 a (或2 b )上方的一個位置。拋光工具 1 a、1 b係安置於該轉台之上方，可例如為一拋光墊或是具 &一拋光表面形成於其上層表面的一黏性研磨料，於提供 f特定的研磨料液體時（尤其是用以拋光在一個矽晶片上的一絕緣膜（氧化膜），而驗性水溶液的研磨料液體之中則有具有規定的粒子尺寸之黏性磨料粒子懸浮於其中）5當該轉台2a (或2b)和頂環4a (或4b)分別地轉動時，將半導體 1

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!| vfu—λντ- 314452 ptd 第10頁 200303807 五、發明說明（5) 晶片向下壓頂拋光過程之後文呆過程並送回主要清潔機器，其中設片係藉由形成的外圍圓周，生旋轉，其中的形狀，因此片。輔助清潔端以輻射狀伸器。在上述之潔過程。首先 f清潔的擦洗 #晶片並且從然後，在 —步地清潔這轉後所產生的利用傳送設備站 122。在上面所 +同類型操作 1 1 〇 b係以彼此住：〇表面’以拋光該半導體晶[在完成 + V體晶片會經過一個清潔過程和一個到裝載和卸載站1 2 2。機。口 126al、126a2係為以一低速旋轉型清潔有複數個垂直滾子1 30環繞著晶片，而該晶、方；滾子1 3 0上方周圍的凹槽而夾固於滾子1 Μ 因此該晶片可被滾子丨3〇的旋轉所驅動而產由海綿所製成的清潔元件係呈現滾子或將會從向上與向下方向來接近與遠離兮曰、機器126M、126b2是具有從一轉動軸出的晶片抓握臂的一個高速旋轉型清潔機拋光過程之後，將以下面的模式實行一個、、主，在主要清潔機器（或1 2 6 a 2 )中，晶片會接月，在晶片轉動時這些清潔拋光構件會擦洗、士晶片的頂部和底部表面供給清潔液體。巧輔助清潔機器126bl (或者126b2)中Γ將更、個晶片並再接受由輔助清潔機器的高迷产^ 一乾燥過程。在完成清潔和乾燥過程以後走 124b的乾淨手臂將該晶片送回至裝載和^卩载描述的拋光裝置的設備中可以選擇地杂^一貝4丁兩 :一種疋平行操作，該兩個拋光裝置i丨〇a、獨立的方式分別地為所供給的晶片提供抛光

200303807 五、發明說明（6) 過程’而另一種是連續操作’透過兩個抛光裝置ll〇a 1 1 0 b傳送一個單一晶片it依次在其中分別接受不同的拋光過程。在平行操作中，其每一個拋光裝置11 〇 a、11 〇 b分別提供標準（r e g u 1 a r )拋光和最後（f i n i s h i n g )拋光，並可能在各自拋光裝置1 1 0 a、1 1 0 b之間的不同時段獨立地執行使僅供給水而非磨料液體的水拋光操作，而使得傳送設備 1 2 4 a、1 2 4 b能夠以有效模式傳送該半導體晶片。由於此拋光設備包含有二個拋光裝置n 〇a和n 〇b作為 •要和輔助清潔機器126al、I26a2、126bl和12 6b2，可建立二條分隔的晶片製程線··一條為一第一晶片製程線提供連續步驟其包含有利用抛光裝置11〇a的一拋光過程，利用主要清潔機器126ai的一主要清潔過程和利用第二清 =126bl的一輔助清潔過程，而一第二晶片製程線提佴’ 續步驟其包含有利用抛光裝置丨丨0b的一拋光過程，利、要清潔機器126a2的一主要清潔過程和利用第二清次用^主 1 2 6b2的一輔助清潔過程，而由於該半導體晶片轉彳=_二 :立地操作而不相互干涉，因此將可改善清潔操作的、’效° 在連續操作中，在拋光裝置11〇a已經將標準於-半導體晶片之後，導體晶片被傳送 =仃 Π Ob，以執行水拋光操作於晶片上。衣复日々丄如果在拋光裝乃有污染的問題，便可以直接利用傳详#供]w Μ 上〉又曰U w m ^ 用1寻达5又備1 24a將該半導俨日日片攸拋光裝置1 1 〇a傳送到拋光裝置n n] V月且兀衣置1 1 ϋ b。如果有污染的

200303807 五、發明說明（7) 問題，在已對拋光裝置1 1 0 a中的半導體晶片執行標準拋光之後，該半導體晶片被傳送設備1 2 4 a傳送到主要清潔機器 1 2 6 a 1，然後再被傳送到拋光裝置1 1 0 b，並依次地將水拋光操作施加於半導體晶片上。在這種情況下，可以根據用於拋光裝置1 1 0 a的研磨漿的類型來選擇任何較佳化學製品，而用於在清潔過程期間添入於主要清潔機器126a 1中。在連續操作中，因為標準拋光操作和水拋光操作係個自獨立地完成於在分離的轉台 2 a、2 b上，因此並不需要分別地改變供給轉台的拋光液體，無論是從研磨料液體至淨化水或從淨化水至研磨料液體，從而避免在操作中損失時間的增加以及磨料液體和淨化水成本的增加。本發明另包括一個雜物檢測機制設置於上述的拋光裝置1 1 0 (1 1 0 a、1 1 0 b )中，用以檢測是否有半導體晶片（基材）在拋光時所滑出的雜物存在在拋光表面上。第1圖是說明拋光裝置1 1 0之主要部分的示意正視圖。如第1圖所示，拋光裝置1 1 0包括一轉台（一個拋光台）2，一頂環（一個基材固定機制）4，一彩色CCD照相機1 0，用於處理由照相機所取得的一套圖像資料的圖I處理部分4 0，和用以控制拋光裝置1 1 0的全部操作的裝置操作控制部分 4 5。將在下面詳細描述每一個部分。轉台2係為一圓盤形狀，並具有一轉動軸3安裝於其較低表面上的中心位置和一轉台驅動部分1 5位於轉動軸3下方，透過轉動軸3的轉動驅動轉台2。由例如一個拋光墊或

314452 ptd 第13頁 200303807 五、發明說明（8) 者一個黏性研磨料（研磨料顆粒係使用樹脂黏合劑結合）所形成的拋光工具1係安裝在轉台2的一個上層表面上。頂環4具有一頂環轉動軸5安裝在中央位置，而且該頂環轉動軸5的上段部份係插入一頂環擺動臂6中，而因此才可以由分別設置於頂環擺動臂6上的一頂環轉動驅動機制 6 1與一頂環垂直驅動機制6 3驅動頂環4來轉動和/或者上下 -移動。頂環擺動臂6係設計藉由一擺動臂轉動轴7產生擺動。如第5圖所示，這代表頂環4係在操作上設計可利用擺動臂轉動軸7在一遞送台1 3 8 ( a，b )和轉台2之間自由地移。此外，供給研磨料液體（研磨漿）S的一磨料液體供應管5 0係設至於轉台2上方。彩色CCD照相機1 0係利用一機械臂1 1連接於頂環擺動臂6的一側壁上，以放置於上面所描述的頂環4的一側面部 .分附近。由於這個安排，彩色CCD照相機1 0在拋光過程期間在頂環4附近拍下轉台2拋光表面上某一區域的圖像。彩色CCD照相機1 0可以安裝在就旋轉而論位於轉台2下游上方之特定位置，在此處是半導體晶片W十分可能會產生滑出。彩色CCD照相機1 0若以上述之固定模式與頂環擺動臂6 相連以產生搖擺，頂環擺動臂6係被當作提供頂環4的一個動運動機制，然而在這樣的一個情況中，便可以在擺動頂環4時進行拋光。更方便的是彩色CCD照相機1 0的圖像拍 —攝的位置通常可以依頂環4而決定。彩色CCD照相機1 0可以安裝於其他安裝機制，例如獨立單獨地安置一機械臂而非 "連接於頂環4上，才可以使安裝機制位產生擺動以使彩色

314452 ptd 第 14 頁 200303807 五、發明說明（9) CCD照相機1 0定位於頂環4附近的側壁部分。圖像處理部分4 0係設計用以接收由彩色CCD照相機1 0 所拍得的拋光表面的圖像資料，以決定圖像中的區域是否有任何雜物，然後將決定的結果輸出至裝置操作控制部分 45 ° 裝置操作控制部分4 5控制拋光裝置1 1 0的全部操作，並為轉台2和頂環4提供旋轉次數獨立控制，此外它也透過使頂環4上下移動來控制與拋光表面相對之半導體晶片W的一種壓力，也同時控制頂環擺動臂6的擺動運動和/或研磨漿 S的供應量。其次，將描述在使用拋光裝置1 1 0對一個基材進行一拋光過程期間時對一個拋光表面上之雜物所採用的一個檢測方法。第2圖是透過使用上面所描述的彩色CCD照相機1 0或相似者來檢測在拋光過程期間半導體晶片W滑出事件的方法之大體流程圖。半導體晶片W係以上述之方式炎持於頂壞4 的底部表面並被送入與拋光工具1的拋光表面相接觸，以藉由頂環4和轉台2的旋轉而被抛光，在這段期間，圖像處理部分40接收由彩色CCD照相機1 0以每秒幾十次至幾百次的速度所拍得的影像（步驟1 )，並以一個特定的測定方法決定是否有雜物存在於拋光表面上，其中該雜物多為半導體晶片W滑出頂環4的一部分（步驟2 )。更詳細而言，測定方法包括，例如下面的方法： (測定方法1 )

3]4452 ptd 第15頁 200303807 五、發明說明（10) ' ~-- 首先，將被代表作為雜物的半導體晶片㈣顏色應該已被輸入並預先儲存以作為參考顏色。圖像處理部分4〇會將從彩色CCD照相機1 〇得到之圖像中的圖像資料中的每一個點的顏色個別地與參考顏色相比較，以確定每一點的顏色是表示雜物的顏色或者拋光表面的顏色。然後，在某種時刻的圖像中’當已確定用以表示雜物的顏色的點區域 (由這些點所形成的一表面區域）擴展至比先前所決定特定區域（一臨界值）更大時，圖像處理部分4 〇便決定雜物是存在在抛光表面上的。 η 如第4圖之範例所示，在某種時刻從彩色ccd照相機10 所接收的圖像資料中，如果所篩選的點區域成為雜物（此區域係塗成黑色）的區域並不比該預定的以圖像P 1表示之特定區域（臨界值）更大時，則圖像處理部分4 〇會決定旅沒有雜物。另一方面，如果篩選後已確定該點區域成為雜物 (此區域塗成黑色）的區域已比該預定的以圖像P 2表示之特定區域（臨界值）更大時，則圖像處理部分4 0便會決定雜物是存在在抛光表面上的。如果上面所描述的特定區域設定為較小，則將可提升這個檢測的靈敏性，但是也可能會有因為錯誤識別而產生 « 誤檢測的可能性。可以根據由彩色CCD照相機1 0所拍得的圖像範圍’半導體晶片W的一個尺寸以及圖像處理頻率和轉台2旋轉次數之間的一個關係來更改設定區域，並且這個設定特定區域應該圍繞半導體晶片W總區域的一半。 '另外，應該使該參考顏色設定具有一個顏色寬度（某種範

314452 ptd 第16頁 200303807 五、發明說明（11) 圍的波長）而非單一顏色，所以將能夠提供更穩定的篩選和測定。儘管在上面所討論的測定方法中，已決定當被視作為雜物的點區域已被篩選出超過一預定的臨界值時便是有雜物存在於拋光表面上，雜物的區域不應該是一個絕對標準，但是，圖像處理部分4 0卻可以決定當某個區域並未被篩選成為雜物而已經減少成為預定的區域（一個臨界值）更小時，雜物仍是存在的。 (測定方法2) 已經設訂並儲存在測定方法1中代表雜物的半導體晶片的顏色，但是，測定方法2卻使用拋光表面的顏色作為設定和儲存的參考顏色。在這種情況下，圖像處理部分4 0 會將從彩色CCD照相機1 0得到之圖像中的圖像資料中的每一個點的顏色個別地與參考顏色相比較，圖像處理部分4 0 決定具有參考顏色的點是雜物。然後，與測定方法1相類似，然後，在某種時刻的圖像中，當已確定用以表示雜物的顏色的點區域（由這些點所形成的一表面區域）擴展至比先前所決定特定區域（一臨界值）更大時，圖像處理部分4 0便決定雜物是存在在拋光表面上的。另外，應該設定該參考顏色涵蓋某種範圍的顏色。雜物的區域不應該是一個絕對標準，但是，圖像處理部分4 0卻可以決定當某個區域並未被篩選成為雜物而已經減少成為預定的區域（一個臨界值）更小時，雜物仍是存在的〇

314452.ptd 第17頁 200303807 五、發明說明（12) 需要特別理解的是，因為通常在基材的拋光期間會供給研磨漿S而可能改變這個測定方法中拋光表面的顏色，因此在設定參考顏色時也應該考慮研磨漿S (所供給的研磨漿S改變了拋光表面的顏色）。也有一個情況是在拋光過程若使用淨化水代替研磨漿S便會，改變拋光表面的顏色，也就是說，水拋光或是在拋光期間根據所執行的拋光過程來 -改變研磨漿S從一種類型到另一種類型。另外，因為不同研磨漿S所產生的每個不同的拋光表面顏色應該已經事先設定成為參考顏色，而在操作控制部彳B 4 5所控制的起始、轉換或停止研磨漿S的供應裝置時，操作控制部分4 5可能會輸出操作指示信號至圖像處理部分 4 0，以之圖像處理部分4 0在測定方法中所使用的參考色彩從某一個色彩轉換成另一個，因此圖像處理部分4 0將可做出正確的測定，無論是否有雜物存在於新換的參考顏色上。如此將可以產生穩定的雜物檢測。 (測定方法3) 測定方法3使用具有兩個不同顏色圖案之拋光表面的拋光工具1。例如，拋光工具1之拋光表面的顏色可能是由明亮顏色區域a 1與深顏色區域a 2交替安排所組成的兩個不 H顏色並呈現輕射狀的一個顏色模式，如第3 ( a )圖所顯示，或是格子圖案的一個顏色模式如第3 ( b )圖所示。在圖 _示中均利用黑色和白色來表示任一種模式，但是實際上顏色應該是彩色顏色。應該使上面所描述的圖案的每一個元 '素細小到能夠與由彩色CCD照相機所拍得的圖像範圍相比

314452.pid 第 18 頁 200303807 五、發明說明（13) 較，因此在轉台2的旋轉期間所得之圖像中某一個顏色所佔有之總區域與另一個顏色所佔有之區域的比例可保持幾乎不變或是些微的改變。另外，形成與拋光表面的進行方向相平行或是與轉台的一個共軸環形的一個圖案可以用來減少由拋光表面的運動所產生的某一個顏色與另一個顏色兩者之變化速度。圖案中的這兩個顏色應該都已經事先設定和儲存作為圖像處理部分4 0中的參考顏色，而且圖像在某種時刻參考顏色其中之一顏色所佔有的總區域已分別被決定。在決定一個雜物是否存在的測定中，當由於轉台2的旋轉而造成任一個兩不同顏色的區域之一脫落區域變化的範圍比這個規定的區域更小時，雜物存在。如果拋光表面的顏色與雜物的顏色類似，將有測定無法確認雜物存在的一個可能性，但是，根據使用兩個不同參考顏色的此方法，任何顏色的雜物一定會顯然不同於兩個不同參考顏色之至少任一個顏色，所以應該能夠以更高的可靠性完成這個檢測。而在這種情況下，也應該使每一個參考顏色均涵蓋顏色的某種範圍。上面已經描述三種不同測定方法來作為本發明的實施例，並且因為根據本發明的所有三種方法均使用一彩色照相機作為圖像取得機制，在由彩色照相機所拍得的圖像中的的每一個點均包含對於三個主要顏色中每一個顏色之梯度資料的個別設定。基於如此，可以每一個梯度資料都可以個別地比較，而因此能夠檢測出屬於一個物體之顏色的

314452 ptd 第19頁 200303807 五、發明說明（14) 差別，這種差別是無法透過在黑色和白色的圖像或者單色調單色圖像中的亮度比較而檢測出的。請再次參考第2圖，當圖像處理部分4 0已根據上面所描述的測定方法之一來決定沒有雜物存在時，將繼續拋光裝置11 0的操作並且可以依次重複上面所描述的測定過程 (步驟1和步驟2 )。相反地，當圖像處理部分4 0已經根據上面所描述的測定方法之一而決定雜物存在時，圖像處理部分4 0將傳送一個測定的指示信號到裝置操作控制部分4 5，為回應該信，將會立即停止抛光操作以防止對半導體晶片W以及對拋光裝置1 1 0的損害（步驟3)。更詳細而言，轉台2和頂環4 的轉動運動會停止，並且舉起頂環4以與拋光工具1分離。此外，可以將任何警報聲音或者警報的信號傳送至一個半導體製造機器設備中的中央控制室。應當注意的是，如第5圖所顯示的拋光裝置的清潔單元裝備中，如果拋光裝置11 0 (1 1 0 a，1 1 0 b )的工具包括有複數個轉台2(2a，2b)和複數個頂環4(4a，4b)，和/或包括内建的清潔單元（清潔和乾燥單元1 2 6 )，則可能只有拋光裝置（例如，裝置1 1 0 a )的操作被停止，但是其他拋光裝 ( 1 1 0 b )、清潔單元1 2 6依此類推仍可以繼續它們的特定操作。本發明的這些特點、觀點和優點會藉由下面的描述，附加的專利範圍，和說明本發明的實施例之特點的伴隨圖示而更容易瞭解。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為

314452.ptd 第 20 頁 200303807 五、發明說明（15) 了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。舉例而言，雖然在上述的實施例中已經說明拋光裝置 1 1 0是使用旋轉轉台2，因此不用多說本發明適用於具有一個基材被頂壓以接觸一個線性移動的拋光帶狀物的架構的一個拋光裝置。重點是本發明適用於任何包括有一拋光表面和一基材固定機制這樣架構的一個拋光裝置，其中利用基材固定機制所夾持的基材的一個需要拋光的表面被推壓接觸拋光表面，然後基材和拋光表面會被驅動以對彼此產生一個相對運動，進而對該基材進行拋光。雖然上述實施例中的描述是針對用於檢測半導體晶片 W滑出頂環4成為雜物的例子，但是應不需多作說明的是除了半導體晶片以外本發明也適用於許多類型雜物的檢測。雖然在上面所述的測定方法3中所使用的顏色數目是二個，但是也可以使用三個或者更多的顏色，而且在這種情況下可以將這三個或更多的顏色（或者在它們之間所選擇的特定顏色數目）都用作為雜物測定的參考顏色。 [本發明的影響] 根據本發明，如同上面的詳盡描述，因為已經用一個彩色照相機用來作為取得拋光表面之圖像的照相機，而且在所獲得的圖像中的每一個點中均含有三個主要顏色中的每一個顏色的一組顏色梯度資料，可用於個別地單獨比較，屬於一個物體的顏色差別將能夠更精確被檢測出來，這是習知對比檢測方式無法達到的效果，並且能夠以更可

314452 ptd 第21頁 200303807 五、發明說明（16) 靠的模式檢測任何雜物的存在，以轉保基材和拋光裝置的二者都能夠避免可能的損害而提供一個較佳的結果。

314452.ptd 第22頁 200303807 圖式簡單說明【圖式簡單說明】本發明的這些特點、觀點和優點會藉由下面之描述、附加的專利範圍和用以說明本發明實施例之特點的伴隨圖示而更容易瞭解。第1圖是說明一個拋光裝置1 1 0之主要部分的示意正視圖。第2圖是展示一種雜物的檢測方法之範例的大體流程圖。第3 ( a)圖和第3 ( b )圖是分別使用二種顏色模式表示拋光工具1之抛光表面圖。第4圖是說明用以檢測於拋光表面上的雜物之一特定方法的原理圖。第5圖是說明在具有一清潔單元之拋光裝置裝備的架構範例的大體示意圖。 1 抛光工具 la、 lb 拋光工具 2 轉台 2a、 2b 轉台 3 轉動台轴 4 頂環 4a、 4b 頂環 5 頂環轉動轴 6 頂環擺動臂 7 擺動臂的轉動轴 10 彩色 CCD照相機 11 機械臂 15 轉台馬區動部分 40 圖像處理部分 45 裝置操作控制部分 50 磨料液體供應管 61 頂環轉動馬區動機制 63 頂環垂直驅動機制

314452.ptd 第23頁 200303807 圖式簡單說明 1 1 0拋光裝置 1 1 0 a、1 1 0 b 拋光裝置 122上載和下載站 1 24a、1 24b 傳送設備 126清潔單元 126al、126a2 主要清潔機器 126bl、126b2 輔助清潔機器 1 28al、1 28a2 翻轉機器 130垂直滾子 138a、 138b 遞送台 al 明亮顏色區域 -a 2 深顏色區域 P1 圖像 P2 圖像

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Claims

200303807 六、申請專利範圍 1. 一種拋光裝置，包括：一抛光表面；一基材固定機制，用以夾持一基材並將該基材需要被拋光的一表面壓向該拋光表面，該基材與該拋光表面係被相對地移動以使該需要被拋光的表面被拋光；一彩色照相機，用以取得該拋光表面上一區域的彩色影像資料；以及一圖像處理機制，用以根據彩色影像資料的顏色情況來決定雜物是否存在於該拋光表面上。 2. 如申請專利範圍第1項之一拋光裝置，其中，該圖像處理機制包括：一驗證機制，用以辨認是否顏色圖像資料中每一個點的顏色是雜物的顏色；以及一測定機制，當所有點的總區域中的每一個點的顏色都是雜物的顏色時而超過一個預定的臨界值時，便決定雜物的存在。 3. 如申請專利範圍第1項之一拋光裝置，其中，該圖像處理機制至少包括：一驗證機制，用以辨認是否顏色圖像資料中每一個點的顏色是已事先儲存之雜物的顏色，或是與該拋光表面的顏色相同；以及一測定機制，當所有點的總區域中的每一個點的顏色都是參考顏色時而超過一個預定的臨界值時或是

314452.pld 第25頁 200303807 六、申請專利範圍當所有點的總區域中的每一個點的顏色都不符合參考顏色而且少於一個預定的臨界值時，便決定雜物的存在。 4. 如申請專利範圍第3項之一拋光裝置，其中，該預定的臨界值係取決於彩色照相機所取得的顏色圖像資料的範圍、該基材之尺寸或是處理拋光表面旋轉次數和彩色圖像頻率之間關係，且其中該參考顏色具有一個顏色寬度。 5. 如申請專利範圍第1項至第4項之中任何一項之一拋光 > 裝置，復包括一裝置操作控制機制，當該圖像處理機制決定有雜物存在時，會停止該基材和該拋光表面之間的相對運動，並使該拋光表面從該基材固定機制上分離。 6 .如申請專利範圍第1項至第4項之中任何一項之一拋光裝置，其中，用以拍攝拋光表面之某一區域的彩色圖像資料的彩色照相機係位在該基材固定機制附近。 7. —種用以在一拋光過程期間檢測拋光表面上雜物的方法，其中一基材被壓向該抛光表面並It由該基材和該拋光表面兩者之間的相對運動來拋光該基材，該方法 I 包括下列步驟：利用一彩色照相機拍攝該拋光表面上的一預定區域的彩色圖像資料；辨認是否顏色圖像資料叢集（s e t)中每一個點的顏色是已事先儲存之雜物的顏色，或是與該拋光表面的驅 m I II

II 314452.ptd 第26頁 200303807 六、申請專利範圍顏色相同；以及當所有點的總區域中的每一個點的顏色都是參考顏色時而超過一個預定的臨界值時，或是當所有點的總區域中的每一個點的顏色都不符合參考顏色而且少於一個預定的臨界值時，便決定雜物的存在。 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中，該預定的臨界值係取決於彩色照相機所取得的顏色圖像資料的範圍、該基材之尺寸或是處理拋光表面轉動次數和彩色圖像頻率之間關係，且其中該參考顏色具有一個顏色寬度。

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