发明名称 研磨垫之表面的测量方法与设备及研磨垫调节过程用之闭回路控制
摘要 一种在化学机械研磨设备中用于在使用寿命期间增强研磨垫处理性能的方法与设备,利用研磨垫损耗(wear)的闭回路控制。一无接触式位移感应器,如雷射位移感应器,提供反馈以用于产生研磨垫的轮廓。而后调节设备在一闭回路控制中回应雷射位移感应器的反馈而修改调节过程并控制研磨垫损耗的均匀性。
申请公布号 TW466153 申请公布日期 2001.12.01
申请号 TW089110081 申请日期 2000.05.24
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 查尔斯C 盖瑞森;多明尼克J 班维纽
分类号 B24B53/007;B24B37/04;B24B49/12;H01L21/304 主分类号 B24B53/007
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种在化学机械研磨设备中控制研磨垫损耗的 方法,该方法至少包含下列步骤: 测量一研磨垫之一研磨表面的轮廓;以及 以闭回路控制之方式更改该研磨垫之调节过程,并 作为所测量到之轮廓的函数,以控制该研磨垫之损 耗。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述 更改该研磨垫之调节过程的步骤包含控制一调节 盘位于该研磨垫区域之上方的相对停留时间。3. 如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述更改 该研磨垫之调节过程的步骤包含控制一调节盘施 于该研磨垫区域上的压力。4.如申请专利范围第1 项所述之方法,其中上述测量轮廓之步骤包含藉由 雷射侦测来测量该研磨垫的轮廓。5.如申请专利 范围第4项所述之方法,其中上述之雷射侦测包含 将雷射定位在该研磨垫之上方,以使得由该雷射所 产生之雷射能量能够照射在该研磨垫之表面上。6 .如申请专利范围第5项所述之方法,其中上述之雷 射侦测更包含相对于该研磨垫移动该雷射,以使得 该雷射能量能够至少扫过该研磨垫之半径。7.如 申请专利范围第6项所述之方法,其中上述之雷射 系架设在一旋转台上,且上述移动该雷射之步骤包 含旋转该旋转台,以使得该雷射能够移动遍及该研 磨垫。8.如申请专利范围第7项所述之方法,更至少 包含增加与其它研磨垫区域比较起来,具有较少损 耗之研磨垫区域的相对停留时间。9.如申请专利 范围第8项所述之方法,其中上述更改该研磨垫之 调节过程的步骤系以闭回路的方式进行,以回应藉 由雷射侦测测量该研磨垫之轮廓。10.如申请专利 范围第4项所述之方法,其中上述更改该研磨垫之 调节过程的步骤系以闭回路的方式进行,以回应藉 由雷射侦测测量该研磨垫之轮廓。11.一种在化学 机械研磨设备中用于侦测一研磨垫之使用寿命终 点的方法,该方法至少包含下列步骤: 从具有一研磨垫之研磨台搬移一工件,且该工件在 该研磨垫上被研磨; 在搬移该工件的过程中测量该研磨垫之损耗量;以 及 将该研磨垫之损耗量与一损耗量门槛値比较,以测 定何时到达研磨垫之使用寿命的终点。12.如申请 专利范围第11项所述之方法,其中上述测量损耗量 的步骤包含在至少部分该研磨垫之复数个点上,利 用一雷射位移感应器测量从该雷射位移感应器到 该研磨垫的距离。13.如申请专利范围第12项所述 之方法,其中上述测量该研磨垫之损耗量的步骤包 含相对于该研磨垫移动该雷射位移感应器。14.如 申请专利范围第13项所述之方法,其中上述搬移的 步骤系藉由一可旋式旋转台来进行,且该雷射位移 感应器系贴附在该旋转台上并随着该旋转台旋转, 以使得该雷射位移感应器可在搬移该工件的过程 中,在该研磨垫之上方移动。15.一种用于测量一化 学机械研磨设备之研磨垫之状态的设备,该设备至 少包含: 一旋转台,可将工件搬移至该研磨垫,或将工件从 该研磨垫搬移开; 一无接触式位移感应器,当该旋转台将该工件搬移 至该研磨垫或将该工件从该研磨垫搬移开时,该无 接触式位移感应器被架设在至少一部份之研磨垫 的上方以来回移动,且该无接触式位移感应器系针 对在该研磨垫上之复数个点进行位移测量,以测定 该研磨垫的状态;以及 一控制器,回应于该位移测量,以修改该研磨垫之 调节过程。16.如申请专利范围第15项所述之设备, 其中上述之无接触式位移感应器为一雷射位移感 应器。17.如申请专利范围第15项所述之设备,其中 上述之控制器系被连接用以接收该雷射位移感应 器之位移测量,并产生该研磨垫之表面轮廓。18.如 申请专利范围第17项所述之设备,更至少包含调节 设备,以可控制之方式调节该研磨垫,且该控制器 系被设计用来控制该调节设备,并以该研磨垫之表 面轮廓之函数的方式来进行。19.如申请专利范围 第18项所述之设备,其中上述之调节设备包含一调 节盘,且该调节盘系与该研磨垫接触并调节该研磨 垫之区域,并藉由该控制器以该研磨垫之表面轮廓 之函数的方式来控制该调节盘在该研磨垫上方的 相对停留时间。20.如申请专利范围第19项所述之 设备,其中上述之控制器系被设计以闭回路的方式 控制该调节盘。图式简单说明: 第一图A至第一图E为例示在基材上沉积与蚀刻一 层的概要图。 第二图A至第二图C为例示在基材上研磨一非平坦 之外部表面的概要图。 第三图为化学机械研磨设备的立体图。 第四图为第三图之化学机械研磨设备的立体分解 图。 第五图A至第五图F为研磨设备的上视图,其例示当 晶圆被载入并研磨时,晶圆行进运动的情形。 第六图为研磨垫之侧视图。 第七图为经磨损之研磨垫的立体图,且具有部分的 剖面。 第八图为本发明用于研磨垫轮廓仪与研磨垫调节 控制器之电脑控制系统的方块图。 第九图为圆盘的上视图,并描述圆盘上的区域。 第十图为本发明用于修改研磨垫调节过程之方法 的流程图。 第十一图A至第十一图C为例示研磨垫轮廓之测量 的曲线图。
地址 美国
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