智能调整器润湿站的制作方法

专利名称：智能调整器润湿站的制作方法
技术领域：
本发明实施例大致是关于化学^u成研磨系统。更明确而言，是关于 监控化学机械研磨系统的研磨表面调整机构的方法及设备。
背景技术：
化学机械研磨为制造高密度积体电路的常用制程之一。化学机械研 磨通过使基材接触存有研磨液体的研磨表面，以将半导体基材上沉积的 材料层平坦化。经由化学及机械的运动，材料会因所接触的研磨表面自 基材表面移除。为达到所欲的研磨效果，研磨表面必须周期性整理或调整。其中一 种调整制程是于聚氨酯研磨垫上进行，其是设计以恢复研磨表面液体维 持的特性，并自研磨表面移除嵌杂的材料。另一种调整制程通常是在有 固定研磨粒的研磨表面上进行，其经设计呈现结构(其包含研磨性研磨材 料)内的研磨元素，同时自研磨材料的上表面移除粗糙物，并整平包含研 磨表面的结构，使之具有均匀高度。于一实施例中，研磨表面调整器包括一可替换的调整件，例如钻石盘(diamonddisk)，其可与研磨表面上移动的调整头相耦接。调整件在旋 转时会下降与研磨表面接触。调整头大致扫过旋转研磨表面，以让调整 件调整研磨表面的预定区域。习知调整器通常利用调整头内的隔板来控制调整件的高度。隔板后 的腔室通常会受压而降下调整件，并于调整期间压抵研磨垫的研磨表面。 在调整完成后，空腔会排空，并通过上弹簧偏压的辅助缩回调整件。加压及排空腔室会致使隔板重复磨刮及松弛。此外，调整件的上升 及下降更会对隔板形成应力。然而，弹性隔板如同所有弹性材料，都有 使用寿命。若不维修或更换，最终隔板的劣化会使得调整效果变差。为 避免不可避免的劣化，隔板通常以设定的间隔作更换，例如在预先选定的调整循环数后进行。然而，习知的方法效率并不佳。因有时隔板在更 换时仍处于良好状况，形成无谓的停机而增加成本。在其他时候，隔板 状况已不佳却仍未予以更换，使得研磨垫的调整劣化。因此，业界需要一种用于监控研磨垫调整机构的方法及设备。发明内容本发明是提供一种用于监控研磨垫调整机构的方法及设备。于 一 实 施例中，提供用于监控调整器的设备是包括一感应器，其是经安置以在 调整件未装配处理衬垫时检测调整件的效能参数。效能参数可能包括下压力(downforce)、功率传输或调整表面的状况以及其他可能会影响调整 效能的参数。于另 一 实施例中，半导体基材研磨系统包括一润湿站、 一研磨表面、 一调整件以及一调整机构。该调整机构可选择性将调整件定位在研磨表 面及润湿站上方。并提供至少一感应器，并配置以在设于润湿站上方时 检测调整件的第 一 位置及第二位置。于另一实施态样中，半导体基材研磨系统具有一研磨表面及一调整 机构，其可移动于研磨表面上方的 一 调整位置以及研磨表面旁侧的 一 非 调整位置之间。感应器并提供以检测调整件在非调整位置时的效能参数。于发明另一态样中，是提供一种校准调整机构元件的方法。该方法 包括感应调整机构效能参数的数值(metric),并判定所感应的数值是否落 在制程窗内。于另 一 实施例中，用于校准调整机构的元件的方法包括启动调整机 构的调整件，以移动于第一及第二位置之间。继而，分析使调整件作动 于第 一位置及第二位置之间的所需时间。


因此本发明前述特征及态样均可由前文略述的实施方式并参照实施 例及附加图示的方式获致更详细的领会。然而应注意的是，附加图示仅 为发明一般实施例且不应视为本发明的范围限制，故本发明亦涵盖其他 等效实施例。图1是调整机构具有 一润湿站实施例的例示性研磨系统的俯视图。 图2是图1的调整机构及润湿站实施例的截面侧视图。图3A及3B分别描绘一 润湿站实施例的侧视及俯视图。 图4A、 4B及4C是说明使用润湿站的方法；以及 图5是润湿站感应时间的图表。为便于了解，文中尽可能以相同参考号标示图中相同元件。应可理 解的是本申请实施例中的元件亦可于不另描述下适用于其他实施例。主要元件符号说明100系统102液体输送系统104工厂接口108研磨器110第一机械臂"2卡匣114第一传送系统116第二机械臂118第二传送站120传送装置122支臂124头126研磨站128研磨材料130平台134调整机构135润;显乡占140底座142负载杯144输入緩冲器146输出緩沖器148传送站机械臂150液体供应器152支臂组件160控制器202头组件204支撑件206支臂208元件210致动器212轴承214马区动轴216水218滑轮220第一端222传送带224导管226液体控制系统 230本体232安装板234喷嘴236液体源238支撑件240隔板242弹簧250感应器290腔室292PLC302支臂304突出部306支架310狭长槽312第一感应器314虚线316第二感应器318部分322感应器324第二喷嘴330内缘390感应器502状态轴504时间轴508第二感应器具体实施方式
图1是一例示性研磨系统100的俯视图，其具有本发明的润湿站135 实施例。该研磨系统100大致包括一工厂接口 104、 一清洗件106及一 研磨件108。可受益于本发明的两研磨系统为加州圣塔克拉拉应用材料 公司锁上式的REFLEXION⑧化学机械研磨系统以及REFLEXION LK Ecmp 。可受益于本发明的另一研磨系统是描述于Birang等人于2001 年6月12日所领证的美国专利第6，244，935号案，标题为r Apparatus and Methods for Chemical Mechanical Polishing with an Advanceable Polishing Sheet J —文中。控制器160并设置以协助系统100控制及整合。控制器160通常包 含一中央处理单元(CPU)、记忆体以及支援电路(未示出)。该控制器160 耦接至系统100的不同元件以助控制，例如平坦化、清洁及传送等处理。于一实施例中，工厂接口 104包括一第一、或接口机器人110,其 适于将基材自一或多个基材储存匣112传送至第一传送站114。第二机 器人116是设置于工厂接口 104及研磨件108之间，且是设置以将基材 传送于工厂接口 104的第一传送站114以及研磨件108上设置的第二传 送站118之间。清洁件106通常设置在、或接近工厂接口 104处，且适 于在将基材送返(以接口机器人110)基材储存匣112的前清洁并干燥由 研磨件108送回的基材。研磨件108包括至少一研磨站126及一设在一基座140上的传送装 置120。于图1所示的实施例中，研磨件108包括三个研磨站126,各 具有一平台130，用以支撑研磨材料128，基材并于其上进行处理。传送装置120可支撑至少一研磨头124，其于处理期间可固持基材。 于图1所示的实施例中，传送装置120是一旋转台，并将研磨头124支 撑在其四个支臂122上。传送装置的一支臂122并切除以呈现第二传送 站118。传送装置120有助于将固持在各研磨头124中的基材移动于第 二传送站118及研磨站126之间，使基材于所述站之间进行处理。研磨 头124并配置在研磨的同时固持基材。研磨头124并耦接至传送机构， 其中传送机构是经设置用以将固持在研磨头124中的基材移动于传送战 118及研磨站126之间。而可受益于本发明的一种研磨头为TITAN HEADTM基材承载件，其是由应用材料公司所上市。第二传送站118包括一负载杯142、 一输入緩冲器144、 一输出緩 冲器146及一传送站机器人148。该输入緩冲器144可承接由第二机器 人116传送至研磨件108的基材。该传送站机器人148可将基材自输入 緩冲器144传送至负载杯142。该负载杯142可将基材垂直传送至研磨 头124(其于制程期间可固持基材)。经研磨的基材会自研磨头124传送 至负载杯142，并接着以传送站机器人148移至输出緩冲器146。经研 磨的基材会藉第二机器人116由输出緩冲器146传送至第一传送站114, 并接着传送通过清洁件106。可受益于本发明的第二传送站是描述于 2000年12月5日由Tobin所领证的美国专利第6,156,124号，标题为 r Wafer Transfer Station for a Chemical Mechanical Polisher J—文中。研磨液输送系统102包括至少一研磨液体供应器150,其耦接到至 少一研磨液输送臂组件152。 一般而言，各研磨站126设有各自的输送 臂组件152，座落于各平台130附近以于研磨期间提供研磨液。于图1
所示实施例中，三个研磨站126各具有一相连的输送臂组件152。各研磨站126的平台130可支撑研磨材料128。于处理期间，基材 处于研磨液(由输送系统102所提供)的环境中由研磨头124靠抵研磨材 料128。平台130可旋转以于基材及研磨材料128之间提供至少一部份 的研磨运动。或者，研磨运动可通过线性、轨道式、随机、旋转或其他 运动的方式移动该研磨头124或研磨材料128的至少一者。研磨材料128可由发泡聚合物形成，例如聚氨酯、导电性材料、固 定研磨性材料或其组合物。固定研磨性材料(fixed abrasive material)大 致包括数个研磨性元素，设在可弯曲背板上。于一实施例中，该研磨性 元素是由几何形状的研磨性例子浮置在聚合物粘结剂中而形成。研磨材 料可为衬垫状或网状。调整机构134是设在邻近各研磨站126处，且适于平整或调整个平 台130上的研磨材料128。各调整机构134是经设置以移动于不含研磨 材料128以及平台130的一位置(如图1所示)以及一位于研磨材料128 上方的调整位置之间。于该调整位置中，该调整机构134是启动以接合 研磨材料128，并使研磨材料128的表面达一可形成所欲研磨结果的状 态。于不含研磨材料128及平台130的位置中，调整机构134是经定位 以与润湿站135接合。图2是该调整机构134接合在该润湿站135内的一实施例的截面图。 该调整机构134大致包括一头组件202，以一臂206耦接至支撑件204。 该支撑件204是设置通过研磨件108的底座140。轴承212则设在底座 140及支撑件204之间，以利支撑件204的旋转。致动器210耦接于该 底座140及该支撑件204之间，以控制支撑件204的旋转方位。致动器 210(例如气动汽缸、伺服电动机、^L动滚珠螺杆、谐波传动或其他适于 控制支撑件204旋转方位的运动控制元件)可使自支撑件204延伸的支臂 206绕支撑件204旋转，因此使头组件202相对于该研磨站126横向移 动。调整件208是耦接至头组件202底部，并可选择性压抵平台130以 调整研磨材料128。调整件208的高度大致以加压一可扩展腔室290(以位于头组件202 中的隔板240部分接合)的方式予以控制。设于头组件202中的弹簧242 可提供上偏压力，以在隔板240后的腔室290排空或抽真空时协助调整 件208缩回。适用于本发明调整机构的所述范例是描述于Lischka等人 于2003年4月10曰申请的美国专利申请号第10/411,752号，标题为 「 Conditioner Mechanism for Chemical Mechanical Polishing」一文中， 以及Osterheld等人于2Q03年6月3日所领证的美国专利第6,572,446 号，标题为「 Chemical Mechanical Polishing Pad Conditioning Element with Discrete Points and Compliant Membrane」 一文中。虽然图2所示 调整头组件202是一旋转隔板240及一弹簧242，但应可理解使用其他 致动机构(例如全隔板、传送带、弹簧、致动器及类似者)的调整头组件 202也可于润湿站135中进行调整，下文将进一步讨论。此外，应可理 解此处教示也可用于校准其他制程设备的元件，例如研磨头124中的隔 板及/或嚢状物，或其他会消耗使用寿命的元件。支撑件204可遮罩驱动轴214，该驱动轴耦接底座140下方的马达 216,并至邻近支臂206第一端220的滑轮218。传送带222是设于支 臂206中，并可操作地耦接该滑轮218及头组件202 ，用以使马达216 能选择性旋转调整件208。传送带222可以为任何适于在马达216及头 组件202间传送i走转运动的元件。来自液体控制系统226的控制液体导管224是经由支撑件204及支 臂206旋转，并耦接至头组件202。该液体控制系统226包括一气体供 应器及不同控制元件(亦即，阀门、调节器及类似者)，以协助施加及/或 移除头组件202腔室290的液体压力。于一实施例中，液体控制系统226 可提供空气或氮气以控制调整件208相对于平台130(或底座140)的高 度，并于调整期间控制调整件208靠抵研磨材料128所施加的压力(例如 调整头的下降力)。调整件108在未使用时会移至润湿站135。润湿站135大致包括一 本体230、 一或多个感应器250以及一润湿喷嘴234。于一实施例中， 本体230是以一支撑件238安置于底座140上。本体230也可直接耦接 至支撑件238。或者，本体230可经由安装板232耦接至支撑件238。
使本体230高于底座140有助于调整件208润湿时的液体排放及其他碎 屑的移除，下文将进一步讨论。一或多个感应器250并经设置以检测调整器效能的数值。若干可被 感应的调整器效能数值包括调整器下压力、调整表面的参数、功率传输 (例如用于调整器旋转)、密封及隔板效能以及润湿液体流动及其他类似 者。于一实施例中，感应器250是经配置以相对于该头组件202于多个 预定延伸位置感应调整件208的位置。感应器250可定位于任何适于才全 测预定位置处的调整件208位置。或者， 一或多个感应器可位于润湿站 135的远端处。例如， 一或多个感应器250可定位在头组件202、支臂 206、底座140的中或上，或其他适合感应调整件208相对于头组件202 的位置的处所。于图2所示实施例中，至少一感应器250是耦接至本体 230。润湿喷嘴234可自液体源236提供清洁液体以润湿或清洁调整件 208的工作表面。喷嘴234是经定位以有效润湿调整件208级/或头组件 202的其他元件。于一实施例中，润湿喷嘴234是位于安装板232处。第3A及3B图分别绘示润湿站135的一实施例的侧视及俯视图。润 湿站135的本体230包括支臂302及支架306。支臂302可以任何其他 方式耦接至安装板232，例如以数个螺栓(未示出)。支臂302包括一具 轮廓的内缘330及突出部304。内缘330轮廓经设计以在嗫合润湿站135 时(如图2所示)留下调整件208的空隙。突出部304在下降至润湿站135 时可提供调整件208硬式阻挡。因此，在调整件208位于润湿站135时， 调整件208是设置在支臂302内缘330的邻近处，且可在下降时接触突 出部304。突出部304的轮廓应可让润湿臂234润湿调整件208(亦即， 除去突出部304时可暴露调整件208底部的绝大部分)。亦可选择的是，用于校准调整器效能的一感应器250可为设于突出 部304中的感应器390，其适于检测调整下压力的数值。因此，当调整 件208致动而靠抵突出部304时，感应器390可与预测值或制程窗的值 相比较，而提供与控制器有关的下压力数值指标。若所感应的下压力超 出制程窗及/或与预测值为不同值时，控制器可标注为特别状况，通知操 作者或中断制程操作。感应器390所提供的数据也可将效能趋势化，以预测或监控使用寿命。此外，下压力感应器390可通过提供一段时间过 后力量变化的检测数据的方式检测密封及/或隔板泄漏、压力供应气流及 类似者。亦可选择的是，除直接提供控制器160校准信息外，专用的电力线 载波(PLC)292或其他计算元件也可监控感应器250。电力线载波292 可有一耦接至控制器160的输出端，以标注那些已识别是控制器会触发 终止或改变调整及/或基材处理的潜在调整器效能事件。同样的图2所示实施例中也图示一或多个感应器250,包括一第一 感应器312,设于支臂302内缘330上；以及一第二感应器316，耦才姿 至支臂302底表面。感应器250可包括任何适合的感应器，以检测调整 件208的位置。于一实施例中，第一感应器312为一穿透式 (break-through)感应器，其经配置以传递及接收光束(以虛线314表示)， 以感应位于两者之间的一插入物(即，调整件208)。于一实施例中，第二感应器316是一邻近感应器，位于突出部304 部分318的下方。该邻近感应器或第二感应器316,可检测位于突出部 304的部分318 —预定距离处或的上的调整件208。感应器312、 316大致耦接至PLC 292或其他适于记录数据(由感应 器取得的数据)的元件，例如条形图表纸记录器(strip chart recorder)或记 忆模组。通过检测调整件208于润湿站135不同处所的位置，将可有效 执行调整机构134的各种校准，如下文将进一步讨论者。支架306是可调整地以任何适当方式耦接至支臂302，例如，以螺 钉或螺栓(未示出)通过狭长槽310的方式。支架306的调整可使支架306 中形成的支撑突出部308与支臂302的突出部304对齐，用以在位于润 湿站135时提供头组件202的调整件208延伸的支撑面积。延伸的支撑 面积可避免调整件下降且靠抵突出部304时不均匀的力量施加至头组件 202的所述元件。于另一实施例中，感应器390可经配置以指出调整件208表面状况 的数值。例如，感应器390可为检测调整件表面状况的粗糙感应器。于 另一实施例中，感应器390可为可视觉监控调整件208的表面状况的相 机。应理解的是，来自调整件208表面的影像可作电子分析，以判定调 整状况，例如缺少钻石或研磨物及类似者。也应理解的是感应器390也 可配置以提供调整件208削减(cut rate)的数值表示。润湿喷嘴234是经定位以提供润湿及/或清洁液予调整件208底表面 及/或头组件202。于一实施例中，该润湿喷嘴234是以适当方式(例如 以螺紋啜合)耦接至安装板232。喷嘴234的配置及位置并经选择，以在 头组件202位于润湿站135中时可将液体流导向调整件208上的所欲位 置。喷嘴234则耦接至流体源236。应理解的是润湿喷嘴234也可耦接 至研磨系统100的不同元件，例如底座140，只要其是安设在适于分配 润湿及/或清洁液至调整件208及/或头组件202的位置即可。亦可选择的是，也可于元件320或润湿站135其他位置形成额外的 喷嘴，并耦接至液体源236。例如，于第3A及3B图所示实施例中，第 二喷嘴324是形成于安装板232中并经定位以沿调整件208周围及/或 头组件202喷涂润湿及/或清洁液。于一实施例中，用于校准调整器的一感应器250可经定位以检测清 洁液至润湿站135的流动。例如，于图3B所示实施例中，感应器322(例 如流动感应器)可与提供液体至喷嘴234的导管接口连接，并配置以提供 润湿站135中的流动数值，用以将调整件208是否正如预期般进行润湿 的指示提供给PLC 292。于又另一实施例中，用于调整调整件的感应器250的一者可作定位 以检测调整件的旋转运动。例如，于图2B所示实施例中，感应器252(例 如旋转感应器)可与传送带222及/或头组件202或其他元件接口连接， 并配置以提供调整件208旋转的数值表示，用以将调整件208以预定方 式旋转的指示提供给PLC 292。于操作中，调整机构134会旋转以将头组件202及调整件208放置 在润湿站135上方。喷嘴322及324可供应清洁液，以移除调整件208 及/或头组件202表面上的任何碎屑(例如，研磨浆、粒状物质及类似者)。调整件208更可经由加压腔室290而下降以接触润湿站135的突出 部304、 308(如图2所示)。当调整件208下降时，PLC 292可记录调整 件208接触突出部304时的对应数据，如第二感应器316所测得者。通过比较调整件208通过第一感应器312及第二感应器316时所记 录的数据，便可得到调整件208向下移动于一已知距离(即，感应器312、 316之间)的时间。时间可与一时间预定量比较、或时间可以多个循环期 间进行图表判订，以监控时间趋势来启动调整件208的向下移动。调整件相对于润湿站135的移动校准也可利用一或多个参数取得， 例如调整件热运动(亦即腔室290的加压)之间的时间、于不同高度的腔 室压力及/或改变速率及类似者。此外，也可监控调整器底表面的清洁度、 损害及/或磨损。再者，调整器的操作态样(例如下压力、旋转速率、削减 率及清洁度等)均可与制程窗比较，以让调整器可再作清洁或在调整研磨 表面前作表面处理，以避免制程异常。例如，图4A描绘用于监控调整机构的方法400,该方法是以图2 及图3A-B所示设备进行说明。方法400起始于步骤402,于该步骤中 调整件208是以加压腔室290的方式向下降至润湿站135。该方法于步 骤404处继续，记录下降调整件208至突出部304的预定距离内的所需 时间。所记录的时间可能为进行腔室加压及触发感应器之间的时间。于一实施例中，步骤404包括次步骤406，在第一感应器312感应 到调整件208时(例如，当调整件208阻断第一感应器312的发射器及 接收器对之间的光束314)让计时器开始计时。于次步骤408处，计时器 在第二感应器316检测到突出部304上的调整件208时会终止计时。或 者，于步骤406处会记录起始时间并于步骤408处记录终止时间，以终 止时间减去起始时间便可得下降调整件208的所需时间。于其他实施例中，感应器312、 316可检测到调整件208的间隔位 置。例如，感应器312、 316或该方法可配置以记录升起头组件202的 所需时间。此外亦可进行的是，感应器252可用以检测调整件208的旋 转。通过记录升起、下降或旋转调整件208的所需时间，即可监控调整 机构134的头组件202的隔板、弹簧或其他元件的状况。于另一范例中，图4B是描绘用于监控调整机构的方法410,其是参
照图2及图3A-B所示的设备。该方法410起始于步骤412，亦即，在 例如，数据库中储存下降调整件208的所需时间时。其次，于步骤414 处，分析下降调整件208的所需时间。下降调整件208的所需时间可以 许多不同方式分析。例如，于次步骤416处，下降头组件的所需时间可 以多个循环进行图表判定，以决定或监控下降调整件208所需的时间变 化。或者也可结合的是，次步骤418可与调整件208下降至一预定临界 值的所需时间进行比较。继而，于步骤420处，依据步骤414的分析决定动作进程。例如， 于步骤422处，可做出决定以修复或替换头组件202的隔板240。或者， 分析值也可指出隔板240仍处于可接受状态且可继续使用，如次步骤 424所示。步骤420处所作的决定也可以不同方式进行。例如，在将下降调整件208所需时间以多个循环图表判定的实施例 中(如于次步骤416中)，可依据图表曲线的斜率变化做出决定，曲线可 指出隔板240状况有快速劣化的倾向。或者，在次步骤418进行前，可 将预定的临界值与下降调整件208的所需时间作比较，以在下降调整件 208的所需时间超过临界值时'，指出隔板240的劣化达到需替换的更换 点。应可理解的是方法410的步骤412及次步骤416也可忽略。例如， 方法410可仅包括将下降调整件208的所需时间与预定临界值作比较(如 步骤418)，而无需参考先前数值，因此，也无需储存下降调整件208的 所需时间或对数个循环时间作图表判定。图4C为另一监控调整机构的方法440的流程图。该方法440起始 于步骤412,即检测调整机构134校准的数值表示。数值可提供予控制 器160及/或PLC 292，其负责监控调整器功能及/或一或多个感应器的 效能，如前文所述。于步骤444处，分析由感应器取得的数值及/或信息。 分析值可包括判定校准是否落在制程视窗内、判定是否需要维护、判定 元件的磨耗率、依据磨耗率判定所得的维护、判定调整件208是否需更 换、判定功率传输部(例如传送带、轴承等)是否需要维修、判定调整件 208是否应再做清洁、判定调整件的清洁是否依规定操作、以及判定调
整操作是否需延滞或更改。应可理解的是，许多其他效能/调整器状态指标亦应作监控。于步骤446处，若分析值指出第二数值超出要求或落在 制程窗外，便需在步骤448处进行^^正。修正动作的范例包括标示需维 护及/或更换元件、调整下压力、调整转速、微调衬垫调整流程以应付调 整器的削减率、疏通液体线、再清洁调整件、预测进一步维修的需求以 及标示可能的调整异常及类似者。若在步骤446处的分析值指出效能落 在要求内，方法将返回至步骤442处以持续监控调整机构134。图5绘示感应器选择时间的图表，表示可被监控、记录或图表化的 额外变数，及进一步校准调整机构134的关键元件的可能性。图5并绘 示数位状态，即第一感应器(线506)、第二感应器(线508)及压力指令(线 510)经过一段时间(沿轴504)的r开启」或「关闭」状态(沿轴502)。压力指令是加压或排空隔板240压力以升起或下降调整件208的指 令。图表可任意起始于调整件208下降并置放靠抵突出部304之处。于 时间520处，压力指令状态由关闭转为开启，取决于升起调整件208的 指令。于时间522处，第二感应器316的状态由开启转为关闭，表示调 整件208已开始升起并不再位于突出部304上。于时间524处，第一感 应器312的状态由关闭转为开启，表示调整件208以通过第一感应器 312。压力指令的改变状态以及第二感应器316的改变状态间的时间长度 标示为T1。 T1表示执行升起调整件208指令以及将调整件208举离突 出部304期间所耗费的时间量。压力指令的改变状态以及第一感应器 312的改变状态间的时间长度则标示为T2。T2表示执行升起调整件208 及调整件208抵达接近第一感应器312的上方位置处期间所耗费的时间 量。T2及T1间的时间差便可指出调整件208移动于突出部304的下方 位置及接近第一感应器312的上方位置之间的实际所需时间。于时间526处，压力指令的状态是由开启转为关闭，取决于下降调 整件208指令。于时间528处，第一感应器312的状态是由开启转为关 闭，表示调整件208已下降并不再接近第一感应器312。于时间530处， 第二感应器316的状态由关闭转为开启，表示调整件208已接触突出部304。压力指令的改变状态以及第一感应器312的改变状态间的时间长度 标示为T3。 T3是指下降调整件208及调整件208自接近第 一感应器312 的位置下降期间所耗费的时间量。压力指令的改变状态以及第二感应器 316的改变状态标示为T4。 T4表示下降调整件208级调整件208抵达 突出部304上期间所耗费的时间量。T4及T3间的时间差表示调整件208 移动于接近第一感应器312的上方位置以及突出部304上的下方位置之 间实际所需的时间量。此等时间长度的任一者或组合均可监控及/或作一段时间的图表判 定，如前文图4A及图4B所述的，以判定隔板240是否需要维修或更换。 或者，也可监控其他运动(例如头组件202的转动)，以校准所欲关键元 件的状态。因此，前文已揭示监控一调整机构的方法及设备。于一实施例中， 并提供聪颖的润湿站以在未使用时清洁调整机构，并校准调整机构的关 键元件，例如隔板、弹簧及类似者。调整机构可校准一段时间以检测趋 势或与预定临界值作比较，以检测调整机构效能的劣化程度并避免不当 调整。虽然前述设备及方法是参照调整机构进行说明，然应理解的是前 述教示亦可作变化以监控或校准其他系统中的关键元件。虽然前文是关于本发明的实施例，然其他及进一步实施例亦可于不 悖离发明基本精神下作变化，且其范围应由下文权利要求界定。
权利要求
1. 一种半导体基材研磨系统，其至少包含 一研磨表面；一调整件；一调整机构，用于选择性将该调整件定位于该研磨表面上方；以及 至少一感应器，其经定位以感应该调整机构的一参数，其中该参数可 指出调整效能。
2. 如权利要求1所述的系统，其中该至少一感应器是经配置以检测该 调整件的 一 第 一位置以及一 第二位置的垂直偏移。
3. 如权利要求1所述的系统，其更包含一润湿站，设置在该研磨表面横向处，该调整机构更经配置以选择性 将调整件定位在邻近该润湿站附近。
4. 如权利要求3所述的系统，其中该润湿站更包括 一';闰湿喷嘴，其经配置以将 一 液体喷涂在该调整件上。
5. 如权利要求1所述的系统，其中该至少一感应器是设置在该润湿站中。
6. 如权利要求5所述的系统，其中该至少一感应器更包括 一第一感应器，其经配置以检测该调整件的一第一位置；以及 一第二感应器，其经配置以检测该调整件的一第二位置。
7. 如权利要求1所述的系统，其中该至少一感应器是经配置以检测该 调整件的旋转。
8. 如权利要求1所述的系统，其中该至少一感应器是经配置以检测该 调整件的下压力。
9. 如权利要求1所述的系统，其中该至少一感应器是经配置以提供该 调整件的 一调整表面的 一数值表示。
10. 如权利要求9所述的系统，其中该调整表面的数值表示为削减率(cut-rate)、清洁度、调整件磨耗或损害度的至少一者。
11. 如权利要求4所述的系统，其中该至少一感应器是经配置以提供 流经该喷嘴的 一 液体的 一 数值表示。
12. 如权利要求1所述的系统，其更包含一控制器，耦接至该至少一感应器，其并包含数个用于校准该调整器 状态的指令。
13. —种具有一研磨表面的半导体基材研磨系统，其至少包含 一调整机构，可移动于设于该研磨表面上方的一调整位置以及接近该研磨表面一侧的一非调整位置之间，该调整机构具有一调整件，用以调整 该研磨表面；以及一站台，设置在该研磨表面横向处，且位于该调整件的非调整位置下 方，该站台包括；一本体；一第一感应器，耦接至该本体，其并经配置以检测该调整件的一第一 ^立置；以及一第二感应器，耦接至该本体，其并经配置以检测该调整件的一第二 位置。
14. 如权利要求13所述的系统，其更包含 一喷嘴，设于该站台中，其并经安设以将一液体导至该调整件的一底 表面。
15. 如权利要求14所述的系统，其更包含一第三感应器，经配置以提供流经该喷嘴的一液体的一数值表示。
16. 如权利要求14所述的系统，其更包含 一第三感应器，经配置以提供该调整件下压力的一数值表示。
17. 如权利要求14所述的系统，其更包含一第三感应器，经配置以提供该调整件旋转的 一数值表示。
18. —种用于一调整机构的润湿站，其至少包含 一本体，经配置以与 一调整机构的 一调整件结合；一润湿喷嘴，设置于该本体中，并经配置以在与润湿站结合时将一液 体喷涂在该调整件上；以及至少一感应器，耦接至该本体，其并经配置以检测该调整件的一效能 参数。
19. 如权利要求18所述的润湿站，其中该至少一感应器更包括一力 量感应器、 一流动检测感应器、 一削减率(cut-rate)感应器、 一旋转感应器 或 一适于提供该调整件图像的感应器的至少 一者。
20. 如权利要求18所述的润湿站，其中该至少一感应器更包括 一第一感应器，经配置以检测该调整件的第一位置；以及一第二感应器，经配置以检测该调整件的第二位置。
21. —种具有一研磨表面的半导体研磨系统，其至少包含一调整机构，可移动于该研磨表面上方的一调整位置以及接近该研磨 表面一侧的一非调整位置，该调整机构具有一用于调整该研磨表面的调整件；一润湿站，设于该研磨表面的横向处，且位于该研磨件的非调整位置下方，该润湿站至少包舍 一本体；一润湿臂，具有一喷嘴，用以将一液体喷涂于该调整件上； 一第一感应器，耦接至该本体，其并经配置以检测该调整件的一第一 位置；以及一第二感应器，耦接至该本体，其并经配置以检测该调整件的一第二 位置；以及一控制器，耦接至该第一感应器及第二感应器，该控制器具有数个用 以校准该调整件移动的指令。
22. —种用于校准一调整机构的一元件的方法，其至少包含启动该调整机构的 一调整件，以移动于 一第 一位置及一第二位置之间；以及分析将该调整件移动于该第一位置及第二位置之间所需的一启动时间。
23. 如权利要求22所述的方法，其中该分析步骤更包含 将该启动时间与 一 预定时间作比较。
24. 如权利要求22所述的方法，其中该分析步骤更包含由启动时间的历史数据库取得的趋势或偏差来判定是否需维护该调整 机构。
25. —种用于校准一调整机构的一元件的方法，其至少包含 将位于一非调整位置的一调整机构与一或多个感应器接口连接； 由该 一或多个感应器取得该调整机构效能的 一数值表示；以及 判定该效能数值是否落在 一 制程窗内。
26. 如权利要求25所述的方法，其中该调整机构效能的数值表示的 取得更包括检测该调整机构的旋转。
27. 如权利要求25所述的方法，其中该调整机构效能的数值表示的 取得更包括检测 一 清洁液至该调整机构的 一 流动。
28. 如权利要求25所述的方法，其中该调整机构效能的数值表示的 取得更包括检测该调整机构的 一 下压力。
29. 如权利要求25所述的方法，其中该调整机构效能的数值表示的 取得更包括检测该调整机构的 一 削减率。
30. 如权利要求25所述的方法，其中该调整机构效能的数值表示的 取得更包括评估该调整机构的 一调整件的 一调整表面。
全文摘要
本发明提供一种用于监控研磨衬垫调整机构的方法及设备。于一实施例中，半导体基材研磨系统包括一润湿站、一研磨表面、一调整件以及一调整机构。该调整机构可选择性将调整件定位于研磨表面及润湿站上方。并提供至少一感应器且其经配置以在位于润湿站上方时检测该调整件的第一位置及第二位置。
文档编号H01L21/00GK101147232SQ200680009439
公开日2008年3月19日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年5月26日
发明者A·耶尔马兹, L·卡鲁皮亚 申请人:应用材料股份有限公司