专利名称：调节器检测装置及其用以检测调节器的方法
技术领域：
本发明是关于一种调节器检测装置及其用以检测调节器的方法，特别是一种具有检测调节器的平坦度及其所嵌设的研磨 颗粒数的装置及其方法。
背景技术：
近年来因应半导体工艺的微细化及线路的复杂性，晶圆表面的平整度随之受到重视。为了达到晶圆表面全面整平的效果，目前多使用化学机械抛光技术，该化学机械抛光技术是依赖机台的设计、研磨液、研磨垫及研磨垫调节器维持整个化学机械抛光工艺的稳定性，且以该研磨垫调节器(Pad conditioner)刮除该研磨垫表面老化的部份,进而确保晶圆的研磨质量。其中，该研磨垫调节器多半是嵌设有研磨颗粒以对该研磨垫进行较精准的修整工作，特别又以硬度较高的钻石颗粒作为研磨颗粒较适当(称为钻石调节器)。然而，该钻石调节器经长时间的研磨动作后，是容易于该钻石调节器嵌设有钻石的表面产生磨损，甚至影响该钻石颗粒的平坦度，以至于在该钻石调节器表面产生钻石颗粒不均匀的现象。因此，于长时间的研磨过程后，必须检测该钻石调节器表面的平坦度及其所嵌设的钻石颗粒数量，以确保该钻石调节器所嵌设的钻石颗粒可以充分接触该研磨垫的表面，而具有较佳的研磨效率。目前用以检测该钻石调节器的方法，是提供一检测装置，该检测装置是包含一大理石平台及一量测具，该量测具是架设于该大理石平台的上方，且该量测具可以为高度规。借此，将该钻石调节器置放于大理石平台后，是以高度规量测具测量该钻石调节器内外圈的高度差，而获得内外圈各八个量测点(如图I所示)，再依该内外圈所测得的量测点数据进行计算，即可得知该钻石调节器表面的平坦度情形。然而，上述现有的方法是利用额外架设的量测具检测该钻石调节器的内外高度差，以此作为判断该钻石调节器表面平坦度的依据，因此容易衍生有下述问题I、由于该量测具是属额外架设的设备，容易因该量测具与该钻石调节器的对位偏差而影响检测的结果，甚至可能因检测过程产生不当碰触而导致该量测具位移，最终均会造成该钻石调节器的检测误差，而增加数据判断的困难性，以至于无法具有稳定的检测效果O2、再者，该钻石调节器的平坦度是指该钻石调节器所嵌设的钻石颗粒接触待整物(如研磨垫)的均匀度，由于该钻石颗粒是散布于该钻石调节器的表面，且各该钻石颗粒经长时间研磨后的表面尖锐度亦明显不同，因此，就上述现有方法是无法针对各该钻石颗粒的表面尖锐度获得准确的检测数据，以至于产生该钻石调节器表面的钻石颗粒与该待整物接触不均匀的现象，进而增加该钻石调节器表面的磨损率且降低其使用寿命。3、另外，该钻石调节器不仅需检测其表面的平坦度，更需要对该钻石调节器所嵌设的钻石颗粒数进行评估，以维持适当的钻石颗粒数。然而，上述现有方法仅针对该钻石调节器的表面平坦度进行测试，并无法同时检测该钻石调节器所嵌设的钻石颗粒数，因此，当该钻石调节器经长时间研磨后，往往无法经检测快速得知其中所嵌设的钻石颗粒的残余数量，以至于常产生钻石颗粒数过低而导致研磨效果不佳的现象。有鉴于上述缺点，该现有的调节器检测装置及其用以检测调节器的方法确实仍有加以改善的必要。
发明内容
本发明的主要目的乃改良上述缺点，以提供一种调节器检测装置，其是能够排除检测误差且降低数据判断的困难度，以维持稳定的检测效果。本发明的次一目的是提供一种调节器检测装置，是能够获得准确的平坦度检测数据，以提升该调节器表面的研磨颗粒均匀度而降低磨损率。本发明的再一目的是提供一种调节器检测装置，是能够快速得知该调节器表面的研磨颗粒数，以适时更换该调节器而维持较佳研磨效率。 本发明的另一目的是提供一种检测调节器的方法，是能够快速检测该调节器的表面平坦度及研磨颗粒数，以维持研磨效率且控制产品合格率。为达到前述发明目的，本发明的调节器检测装置，是包含一载台，是具有供一调节器容纳的一容置空间，且该载台形成有一承载面，于该载台的承载面堆栈有一成形层及一压印层，该成形层是位于该载台的承载面与压印层之间，且该压印层是贴合于该成形层；及一压合件，是用以压合该调节器以于该成形层形成压印痕迹。再者，为达到前述发明目的，本发明另包含一种检测调节器的方法，其包含一前置步骤，是将一调节器嵌设有数个研磨粒的表面接触于压印层的一表面，且于该压印层的另一表面贴合一成形层；及一压印步骤，以一压合件对该调节器施与均压，使该调节器于该压印层产生一下压力量而产生数个研磨粒压印痕迹，进而透过该压印层将该数研磨粒所产生的压印痕迹成形于该成形层，以由该成形层上的数个研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。其中，该压印步骤是以真空抽气法，使该压合件施与该调节器于该压印层产生该下压力量，进而形成数个研磨粒压印痕迹于该成形层，以由该成形层上的数研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。
图I :现有的调节器检测示意图。图2 :本发明的剖面示意图。图3 :本发明的剖面工作示意图一。图4 :本发明的剖面工作示意图二。图5 :本发明的操作流程图一。图6 :本发明的钻石接触比与钻石等高度关系图。图7 :本发明的钻石接触比与表面平坦度关系图。主要元件符号说明〔本发明〕1载台10承载面11 成形层 12压印层13 凹槽 14 气孔
2压合件21固定件
3调节器31研磨粒 S 容置空间 SI 前置步骤S2 压印步骤 S2， 真空压印步骤
具体实施例方式为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下 请参照图2所示，本发明较佳实施例的调节器检测装置是包含一载台I及一压合件2，该载台I是具有供一调节器3容纳的一容置空间S，且该压合件2是用以压合该调节器3(参见图3)。该载台I是可以选择为各种材质及形状(如陶瓷、玻璃、大理石等)，较佳是选择为圆形且高硬度的材质，借此提升与该调节器3的贴合度，且于压印过程提供该调节器3较佳的支撑力。该载台I是具有一承载面10，于该承载面10依序堆栈有一成形层11及一压印层12，该成形层11是位于该承载面10与压印层12之间，且该压印层12是紧密贴合于该成形层11，用以与该调节器3相互接触。于本实施例中，该容置空间S是由该载台I的承载面10内凹而成，且该容置空间S是具有一开口，用以供该调节器3经该开口容纳于该容置空间S，其中，该成形层11是可以选择为具有显现图样功能的片状物(如描图纸、薄膜等)，且该压印层12可以选择为具有复写图样功能的片状物(如复写纸)。再者，该成形层11及该压印层12较佳是紧密堆栈于该载台I的承载面10所形成的一凹槽13内，使得该压印层12是位于该成形层11与该凹槽13的一开口之间，其中，该凹槽13的开口是朝向该容置空间S的开口。借此，能够限制该成形层11与该压印层12位于该载台I表面的位置，以增加该成形层11与压印层12的定位效果。此外，该载台I还可以另开设一气孔14，该气孔14是连通该容置空间S，用以排除该容置空间S内的空气。该压合件2是用以压合该调节器3以于该成形层11形成压印痕迹。该压合件2可以选择如压板等具有均匀施压功用的物件，借此直接施与该调节器3均匀下压的力量，而可以于该成形层11获得压印痕迹以作为检测依据。于本实施例中，特别是以该压合件2抵靠于该调节器3的表面，用以封闭该容置空间S，且利用该气孔14对该容置空间S进行抽气，使得该容置空间S可以形成真空状态，其中是选择以硅胶膜作为该压合件2较为适当，且该气孔14较佳是以一管路连接一真空泵(未绘示)，以利用该真空泵维持该容置空间S的压力值位于70至130托耳(torr)之间。借此，使该容置空间S呈现较佳的真空环境，不需额外对该调节器3施与均压，即可提升该调节器3于该容置空间S内的受压均匀度，进而于该成形层11获得精准的压印痕迹。再者，当选择以硅胶膜作为该压合件2时，还可以另以一固定件21将该压合件2紧密结合于该载台I，借此不仅可以提升该压合件2于该载台I的定位效果，更可以进一步确保该容置空间S的密闭性而提升真空抽气的完成度。其中，该固定件21较佳是选择为一圆形环，以完全覆盖于该压合件2的外周缘，达到较佳的密封效果。请参照图3及4所示，实际使用本发明较佳实施例的调节器检测装置时，是先将该成形层11及该压印层12依序堆栈于该载台I的凹槽13内，使该成形层11与该压印层12互相接触贴合；再将嵌设有数个研磨粒31的调节器3置于该压印层12上，使得该调节器3所嵌设的数个研磨粒31接触于该压印层12 ;接着，可以选择以该压合件2直接对该调节器3平均施压，或者利用该气孔14抽气使置放有该调节器3的容置空间S呈现真空状态，使该调节器3所嵌设的数个研磨粒31对该压印层12产生向下压力，而透过该压印层12将数个 研磨粒31所产生的压印痕迹成形于该成形层11，以由该成形层11上的数个研磨粒31压印痕迹作为检测该调节器3的判断依据。请参照图5所示，本发明的较佳实施例的检测调节器的方法是包含一前置步骤SI及一压印步骤S2。借此，可以选择以上述的调节器检测装置进行该调节器表面平坦度及其中嵌设研磨颗粒数的检测。该前置步骤I是将一调节器嵌设有数个研磨粒的表面接触于压印层的一表面，且于该压印层的另一表面贴合一成形层。更详言之，该调节器的一表面是嵌设有数个研磨颗粒，以将该数个研磨粒接触于该压印层的一表面，待后续进行该压印步骤S2时，是可以透过该压印层将压印痕迹成形于该成形层。其中，本发明特别是以钻石颗粒作为该研磨粒，以利用该钻石颗粒的高硬度使该调节器具有较佳的研磨效果，且该成形层可以如上所述选择具有显现图样功能的片状物，且该压印层可以如上所述选择具有复写图样功能的片状物。举例而言，请再参照图3所示，本发明是于该载台I的凹槽13内依序堆栈有描图纸11及复写纸12，使得该复写纸12轻放于该描图纸11的上方(如图3所示)；再将嵌设有数个钻石颗粒31的该调节器3放置于该容置空间S内，且进一步限制于该凹槽13，使该数个钻石颗粒31轻微接触于该复写纸12的表面，以进行后续该压印步骤S2。借此，可以避免该调节器3于后续该压印步骤S2产生位移的现象，以达到较佳的定位效果。该压印步骤S2是以一压合件对该调节器施与均压，使该调节器于该压印层产生一下压力量而产生数个研磨粒压印痕迹，进而透过该压印层将该数个研磨粒所产生的压印痕迹成形于该成形层，以由该成形层上的数个研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。更详言之，待该调节器于该前置步骤SI放置完成后，是直接以该压合件施与该调节器表面均匀压力，使得该调节器所嵌设的数个研磨粒可以于该压印层产生下压力量，而于该压印层生成数个研磨粒的压印痕迹，由于该压印层是具有复写图样的功能，故该压印层所产生的数个压印痕迹是同时成形于该成形层的表面。如此，是可以由该成形层表面的数个研磨粒压印痕迹得知该调节器接触于该压印层表面的研磨粒颗数、各该研磨粒的等高度，以及该调节器的表面平坦度，且经由计算获得研磨粒接触比以作为该调节器的检测依据。举例而言，本发明是以该压合件直接施压于该调节器3的表面，使得该调节器3产生一向下压力，而于该复写纸12的表面产生数个钻石颗粒31压印痕迹，且同时将该数个钻石颗粒31压印痕迹成形于该描图纸11的表面，以获得下述相关数据。此外，该压印步骤S2还可以选择以真空抽气法，使该压合件施与该调节器于该压印层产生该下压力量，进而形成数个研磨粒压印痕迹于该成形层，以由该成形层上的数个研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。更详言之，是利用硅胶膜作为该压合件，以将该调节器封闭于该容置空间内，再对该容置空间进行真空抽气以逐渐形成真空状态，于此同时，该容置空间内的压力是与外界大气压产生预定压力差，进而使该调节器所嵌设的数个研磨粒对该压印层产生向下压力，而同样以该压印层具有复写的功能，将该压印层所产生的数个压印痕迹成形于该成形层的表面。举例而言，请再参照图4所示，本发明是于该气孔14以一管路连接一真空泵(未绘示)，以由该真空泵对该容置空间S进行抽气，使该容置空间S内的压力值位于70至130托耳(torr)之间而形成较佳真空状态，于此同时该调节器3是因内外压力差的不同而产生向下压力，而于该复写纸12的表面产生数个钻石颗粒31压印痕迹，且同时将该数个钻石颗粒31压印痕迹成形于该描图纸11的表面，以测得该调节器3接触于该压印层12表面的钻石 颗粒数，且将该测得的钻石颗粒数除以该调节器3所嵌设的全部钻石颗粒数，即可获得该 调节器3表面的钻石接触比(contact diamond ratio),如表I所示。表I :接触钻石颗粒数与钻石接触比
权利要求
1.一种调节器检测装置，其特征在于，其包含一个载台，具有供一个调节器容纳的一个容置空间，且该载台形成有一个承载面，于该载台的承载面堆栈有一层成形层及一层压印层，该成形层是位于该载台的承载面与压印层之间，且该压印层是贴合于该成形层 '及一个用以压合该调节器以于该成形层形成压印痕迹的压合件。
2.根据权利要求I所述的调节器检测装置，其特征在于，该载台另开设一个用以排除该容置空间内的空气以使该容置空间形成真空态的气孔，该气孔是连通该容置空间。
3.根据权利要求I或2所述的调节器检测装置，其特征在于，该容置空间是由该载台的承载面内凹而成，且该容置空间是具有一个用以供该调节器经容纳于该容置空间的开口。
4.根据权利要求3所述的调节器检测装置，其特征在于，该载台的承载面设有一个凹槽，该凹槽的开口是朝向该容置空间的开口，且该凹槽堆栈有该成形层及该压印层，且该压印层是位于该成形层与该凹槽的开口之间。
5.根据权利要求I或2所述的调节器检测装置，其特征在于，该成形层为描图纸，且该压印层为复写纸。
6.根据权利要求I或2所述的调节器检测装置，其特征在于，该压合件为硅胶膜。
7.根据权利要求I或2所述的调节器检测装置，其特征在于，另设有一个固定件，该固定件覆盖于该压合件的外周缘，且使该压合件紧密贴合于该载台以封闭该容置空间。
8.—种检测调节器的方法，其特征在于，其包含一个前置步骤，是将一个调节器嵌设有数个研磨粒的表面接触于压印层的一个表面，且于该压印层的另一个表面贴合一层成形层；及一个压印步骤，以一个压合件对该调节器施与均压，使该调节器于该压印层产生一股下压力量而形成数个研磨粒压印痕迹，进而透过该压印层将该数个研磨粒所产生的压印痕迹成形于该成形层，以由该成形层上的数个研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。
9.根据权利要求8所述的检测调节器的方法，其特征在于，该压印步骤是以真空抽气法，使该压合件施与该调节器于该压印层产生该下压力量，进而形成数个研磨粒压印痕迹于该成形层。
10.根据权利要求8或9所述的检测调节器的方法，其特征在于，该压合件为硅胶膜。
11.根据权利要求8或9所述的检测调节器的方法，其特征在于，该容置空间内的压力值 位于70至130托耳之间。
12.根据权利要求8或9所述的检测调节器的方法，其特征在于，该成形层为描图纸，且该压印层为复写纸。
全文摘要
一种调节器检测装置，包含一载台，具有供一调节器容纳的一容置空间，且该载台形成有一承载面，于该载台的承载面堆栈有一成形层及一压印层，该成形层是位于该载台的承载面与压印层之间，且该压印层是贴合于该成形层；及一压合件，是用以压合该调节器以于该成形层形成压印痕迹。利用上述调节器检测装置，将一调节器嵌设有数个研磨粒的表面接触于压印层的一表面，再以一压合件对该调节器施与均压，使该调节器于该压印层产生的数个研磨粒压印痕迹同时成形于该成形层，以由该成形层上的数个研磨粒压印痕迹作为该调节器的检测依据。
文档编号G01B5/28GK102829707SQ20111015871
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者李安谦, 庄志豪, 洪政豪, 魏进忠 申请人:虎尾科技大学