专利名称：：用于化学机械研磨装置的操作参数自动反馈方法及其控制系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及半导体晶片研磨技术的化学机械研磨(CMP)装置的自动反馈方法，特别是该CMP装置中的操作参数(recipe)自动反馈的方法。
背景技术：
：图1所示为现有技术的CMP装置的基本架构，其操作过程是将晶片12以研磨头(head)20利用加压装置24压在研磨垫(pad)10上，再以研磨液18由研磨液提供装置16提供至晶片12与研磨垫10之间，当晶片12进行研磨加工时，同时以研磨液18中所包括的超微磨粒(直径在IOO奈米以下)抛光材料，利用研磨头20和研磨平台26的旋转的方式对晶片12的凸部进行选择性的研磨动作。为了保持研磨垫10的平整性，必需使用研磨垫修整器14来修整研磨垫10，修整器多半是以钻石制作，因为进行晶片研磨同时也会磨损研磨垫10和研磨头20的緩沖垫22，造成研磨垫10和研磨头20的表面产生不平整的情况，降低晶片12边缘的研磨效率，所以必需利用硬度较高(如钻石)的研磨垫修整器14将研磨垫10表面的不平整修整，以利晶片12和研磨垫10的接触面能维持良好的状态，让研磨液18可以均匀分布在晶片和研磨垫之间，维持研磨的良好效率。在研磨的过程中，无论研磨头20、研磨垫10和研磨垫修整器14都会磨损，因此这些零件都属消耗性零件，也都有其生命周期，使用的时间越长时，会造成晶片表面某些部分的研磨速率明显的下降，如图3所示，在不同的生命周期下在晶片12的内外部分所产生的研磨速率效果也会产生明显的不同，如图形中所显示，当消耗性零件生命周期尚属年轻的曲线1和2中，曲线的落差还不算太大，但到生命周期较老化的曲线4(PAD18小时/Condition18小时/Head18小时)时，晶片12边缘的研磨速率呈现大幅的下降趋势，此问题会造成整个晶片的研磨效果会随消耗性零件生命周期的增加而越来越差。因为这样的变化，在CMP装置的操作参数上，可以适当调整施加在晶片12区域上的压力，让晶片12的各部分的研磨速率值产生变化，依此可以调整晶片12边缘的研磨速率，因此需要一个机制来判断不同消耗性零件生命周期时，要如何调整搡作参数来保持研磨速率，以维持良好的研磨品质。因此在使用CMP装置研磨过程中，自动依据不同的消耗性零件生命周期来产生最佳的操作参数设定，以维持良好的研磨品质是必需的。
发明内容本段摘述本发明的某些特征，其它特征将叙述于后续的段落。本发明通过附加的权利要求定义，其合并于此段落作为参考。为了改善上述的缺点，本发明揭示一种用于化学机械研磨(CMP)装置的操作参数(recipe)自动反馈方法，其步骤包括(l)将该CMP装置中相关消耗性零件生命周期(consumablepartslifetime)下载(download)至数据库中，该数据库包括第一参照表和第二参照表；(2)利用该数据库中的第一参照表，查出在该CMP装置中相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓(thicknessprofile)值；(3)利用该晶片厚度轮廓值和该数据库中的第二参照表，查出最佳的CMP装置的操作参数；并且(4)将该最佳操作参数上传(upload)至CMP装置中。根据本发明的方法，该消耗性零件为研磨垫(pad)。根据本发明的方法，该消耗性零件为研磨垫平整器(padconditioner^根据本发明的方法，该消耗性零件为研磨头(head)。根据本发明的方法，其中第一参照表为不同的消耗性零件生命周期时，研磨速率(polishrate)对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本发明的方法，其中第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本发明的方法，其中操作参数包括研磨率(RR,removalrate)、操作压力(pressure)、研磨头和研磨垫转速、操作温度。根据本发明的方法，还包括步骤(5)，将晶片厚度轮廓值结果回存到数据库的第一与第二参照表内，作为以后对比用。本发明另揭示一种化学机械研磨(CMP)操作参数自动反馈控制系统，包括化学机械研磨(CMP)装置；数据库，其中储存第一参照表和第二参照表；和自动反馈机制，当晶片进入该CMP装置时，自动下载该裝置内的相关消耗性零件生命周期，和该数据库内的该两个参照表对比，并将对比出的最佳操作参数上传回该CMP装置。根据本发明的系统，该消耗性零件为研磨垫。根据本发明的系统，该消耗性零件为研磨垫平整器。根据本发明的系统，该消耗性零件为研磨头。根据本发明，其中第一参照表为不同的消耗性零件生命周期时，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本发明，其中第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本发明，其中操作参数包括研磨率、操作压力、研磨头和研磨垫转速、操作温度。至于其它本发明的特征和优点，将于下段以优选实施例结合附图详细说明。图1是现有技术CMP装置的示意图。图2是研磨垫(pad)初期/中期/末期和晶片边缘轮廓值的变化图。图3是不同消耗性零件生命周期时研磨速率和晶片研磨位置的晶片轮廓值的关系图。图4是不同操作参数时研磨速率和晶片研磨位置的晶片轮廓值的关系图。图5是本发明的CMP装置和自动反馈的系统图。图6是本发明的流程图。简单符号说明10研磨垫12晶片14研磨垫修整器16装置18研磨液20研磨头221￡冲垫24加压装置26研磨平台501CMP裝置502自动反馈系统具体实施方式体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明和附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。下面的表1是不同消耗性零件生命周期的CMP装置抛光晶片时，在不同的晶片研磨位置上的研磨速率(A/m)节录自实施例中第一参照表的部分资料，其中1、2、3、4分别代表研磨垫0小时/研磨垫平整器0小时/研磨头0小时(PadOhr/Condition0hr/Head0hr)、研磨垫6小时/研磨垫平整器6小时/研磨头6小时(Pad6hr/Condition6hr/Head6hr)、研磨垫12小时/研磨垫平整器12小时/研磨头12小时(Pad12hr/Condition12hr/Head12hr)、研磨垫18小时/研磨垫平整器18小时/研磨头18小时(Pad18hr/Condition18hr/Head18hr)的生命周期下，各不同晶片研磨位置时的研磨效率值，依此表格可以绘制成如图3的图形。在图6的本发明的流程图中，如图所示，步骤S01是在晶片进入CMP装置之前，将目前CMP装置消耗性零件生命周期由步骤S02下载到本发明的自动反々贵系统502中(如图5是本发明系统的关系图)，而此自动反馈系统502中还包括步骤S03将下载的生命周期值与数据库中第一参照表作对比，第一参照表是将以往的研磨经验所累积的晶片研磨厚度轮廓变化记录起来，依过去的记录来判断此次的研磨过程将会发生何种的情况，晶片的边缘的研磨速率落差有多大等等。而表2是依照不同的操作参数设定下，CMP装置研磨晶片时，在不同的晶片研磨位置上的研磨速率(A/m)节录自实施例中第二参照表的部分资料，其中1、2、3、4、5分别代表不同的操作参数#1:RR:8.8,Zone1:7.2,Zone2:3.4，Zone3:3.4，Zone4:3.4，Zone5:3.4;弁2:RR:9.8，Zonel:7.9，Z;one2:3.8，Zone3:3.8,Zone4:3.8，Zone5:3.8;#3:RR:8.8，Zonel:9.2,Zone2:4.4,Zone3:4.5,Zone4:4.6，Zone5:4.7;#4:RR:9.3,Zonel:8.9，Zone2:4.4,Zone3:4.1，Zone4:4.6，Zone5:4.7;#5:RR:11.8，Zone1:9.2,Zone2:4.4，Zone3:4.5,Zone4:4.6，Zone5:4.7;依照这些不同搡作参数所得到的如表2的值，可以画出如图4的关系图。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>步骤S04是将由第一参照表中对照出目前装置的消耗性零件生命周期对晶片研磨速率和晶片厚度轮廓的影响之后，再根据第二参照表，在不同的操作参数设定中选择一个最佳的操作参数，而此操作参数对晶片研磨厚度轮廓的变化影响，正好可以补偿因为消耗性零件生命周期老化对晶片边缘的研磨速率所造成的影响。如图5的装置中，本发明的自动反馈系统502，会自动对比数据库第二参照表内各种不同的操作参数下，研磨速率在晶片上不同研磨点的变化，并判断出最佳可以补偿因为消耗性零件生命周期对晶片所造成的伤害的操作参数上传至CMP装置501。步骤S05是将所选择的最佳操作参数上传至CMP装置之中并依此操作参数来设定CMP装置，以进行步骤605的CMP研磨晶片的程序，同样在此程序完成后，最后将晶片表面研磨的结果回存至数据库作为下次自动反馈系统502中的参照表资料之一。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在本实施例中，当晶片进入CMP装置时，下载到数据库的生命周期在1820小时(也就是Pad18~20hr/Condition18-20hr/Head1820hr)之间时，对照第一参照表其将会产生如图3中的第4条的晶片厚度轮廓值曲线，明显看出在晶片的边缘部分其研磨速率有明显的下降，造成晶片的研磨品质不良。再对照图4的第二参照表，可以发现当使用操作参数第5模块(RR:11.8,Zonel:9.2，Zone2:4.4，Zone3:4.5,Zone4:4.5，Zone5:4.7)时，可以补偿因耗材的生命周期对晶片的边缘所造成的伤害，因此本发明的自动反馈系统，将会从第二参照表中挑选操作参数第5模块回传到CMP的装置中，然后依此搡作参数对晶片进行研磨的程序。每次CMP装置研磨的过程，会将使用的操作参数、消耗性零件生命周期和晶片的研磨结果再回存到数据库的参照表内，可以让数据库参照表更加完整，让每次CMP装置要研磨晶片时，更精确的掌握不同的消耗性零件生命周期时，应上传的操作参数，有效补偿因消耗性零件生命周期所造成的伤害，让研磨效率能保持良好的品质。尽管本发明已由上述的实施例详细叙述，然而可由本领域的技术人员进行改变和修改，而都不脱离如所附权利要求所要保护的范围。权利要求1、一种用于化学机械研磨装置的操作参数自动反馈方法，其步骤包括(1)将该化学机械研磨装置中相关消耗性零件生命周期下载至数据库中，该数据库包括第一参照表和第二参照表；(2)利用该数据库中的该第一参照表，查出在该化学机械研磨装置中该相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓值；(3)利用该晶片厚度轮廓值和该数据库中的该第二参照表，查出最佳的化学机械研磨装置的操作参数；以及(4)将该最佳操作参数上传至该化学机械研磨装置中。2、如权利要求l的方法，其中该消耗性零件为研磨垫。3、如权利要求l的方法，其中该消耗性零件为研磨垫平整器。4、如权利要求l的方法，其中该消耗性零件为研磨头。5、如权利要求1的方法，其中该第一参照表为不同的消耗性零件生命周期时，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。6、如权利要求1的方法，其中该第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。7、如权利要求1的方法，其中该操作参数包括研磨率、操作压力、研磨头和研磨垫转速、操作温度。8、如权利要求1的方法，还包括以下步骤将研磨厚度轮廓值结果回存到该数据库的该第一与第二参照表内，作为以后对比用。9、一种化学机械研磨操作参数自动反馈控制系统，包括化学机械研磨装置；数据库，其中储存第一参照表和第二参照表；以及自动反馈机制，当晶片进入该化学机械研磨装置时，自动下载该装置内的相关消耗性零件生命周期，和该数据库内的该两个参照表对比，并将对比出的最佳操作参数上传回该化学机械研磨装置。10、如权利要求9的系统，其中该消耗性零件为研磨垫。11、如权利要求9的系统，其中该消耗性零件为研磨垫平整器。12、如权利要求9的系统，其中该消耗性零件为研磨头。13、如权利要求9的系统，其中该第一参照表为不同的消耗性零件生命周期时，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。14、如权利要求9的系统，其中该第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。15、如权利要求9的系统，其中该搡作参数包括研磨率、搡作压力、研磨头和研磨垫转速、操作温度。全文摘要本发明揭示一种使用于化学机械研磨(CMP)装置的操作参数(recipe)自动反馈方法，其步骤包括(1)将CMP装置中相关消耗性零件生命周期(consumablepartslifetime)下载(download)至数据库中，数据库包括第一参照表和第二参照表；(2)利用数据库中的第一参照表，查出在CMP装置中相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓(thicknessprofile)值；(3)利用晶片厚度轮廓值和数据库中的第二参照表，查出最佳的CMP装置的操作参数；并且(4)将最佳操作参数上传(upload)至CMP装置中。文档编号G05B19/02GK101116955SQ20061010841公开日2008年2月6日申请日期2006年8月2日优先权日2006年8月2日发明者庄千莹,庄志豪,曾圣桓申请人:力晶半导体股份有限公司