CN102744677A - 研磨垫磨损状况检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种研磨垫磨损状况检测装置，适用于化学机械研磨机，且包括臂状物及高度检测器。臂状物的一端固定在化学机械研磨机上。高度检测器设置于臂状物上，用以量测研磨垫的高度变化。本发明可实时地且准确地量测出研磨垫的磨损状况。

Description

研磨垫磨损状况检测装置
技术领域
本发明涉及一种化学机械研磨机的检测装置，尤其涉及一种研磨垫磨损状况检测装置。
背景技术
随着组件尺寸持续缩减，微影曝光分辨率相对增加，伴随着曝光景深的缩减，对于芯片表面的高低起伏程度的要求更为严苛。因此在进入深次微米的制程时，芯片的平坦化就依赖化学机械研磨制程来完成，它独特的非等向性磨除性质除了用于芯片表面轮廓的平坦化之外，亦可应用于垂直及水平金属内联机的镶嵌结构的制作、前段制程中组件浅沟渠隔离制作及先进组件的制作、微机电***平坦化和平面显示器制作等。
化学机械研磨主要是利用研浆中的化学助剂(reagent)，在晶圆的正面上产生化学反应，形成易研磨层，再配合晶圆在研磨垫上，藉由研浆中的研磨粒(abrasive particles)辅助的机械研磨，将易研磨层的突出部份研磨，反复上述化学反应与机械研磨，即可形成平坦的表面。
在化学机械研磨所使用的研磨垫为耗材，会在研磨过程中磨损。对特定产品进行研磨时，会预先设定单一研磨垫所能研磨的晶圆片数，当研磨垫已研磨预定片数的晶圆时，进行研磨垫的更换。然而，此种更换研磨垫的规则(rule)并无法反应出研磨垫实际的磨损状况。当研磨垫尚未研磨至预定研磨片数，但是研磨垫已经过度磨损而不堪使用时，使用此研磨垫继续进行研磨制程会产生研磨效率不佳的问题。当研磨垫已经研磨预定研磨片数，但是研磨垫的磨损状况不严重而可继续使用时，换掉此研磨垫会提高耗材的更换成本。
发明内容
本发明提供一种研磨垫磨损状况检测装置，其可实时地且准确地量测出研磨垫的磨损状况。
本发明提出一种研磨垫磨损状况检测装置，适用于化学机械研磨机，且包括臂状物及高度检测器。臂状物的一端固定在化学机械研磨机上。高度检测器设置于臂状物上，用以量测研磨垫的高度变化。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，臂状物固定在化学机械研磨机上的方式例如是枢接，以使得臂状物可在研磨垫的上方进行扫描。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，臂状物的长度例如是使高度检测器位于研磨垫的中央位置上方的长度。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，臂状物的材料例如是刚性材料。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，高度检测器例如是非接触式高度检测器或接触式高度检测器。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，非接触式高度检测器例如是电磁阻抗检测装置、雷射发射与接收装置或超音波发送与接收装置。
依照本发明的一实施例所述，在上述的研磨垫磨损状况检测装置中，接触式高度检测器例如是探针装置。
基于上述，在本发明所提出的研磨垫磨损状况检测装置中，由于设置于臂状物上的高度检测器可实时量测研磨垫的高度变化，藉此可实时地且准确地得知研磨垫的磨损状况。
为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一实施例的以化学机械研磨机进行研磨时的示意图。
图2为图1的侧视图。
主要组件符号说明
100：研磨垫磨损状况检测装置
102：臂状物
104：高度检测器
106：支撑轴
200：化学机械研磨机
202：载台
204：研磨垫
206：研磨区
208：非研磨区
D：旋转方向
W：晶圆
ΔH：高度变化
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的以化学机械研磨机进行研磨时的示意图。图2为图1的侧视图，在图2中省略晶圆的绘示。
请同时参照图1及图2，研磨垫磨损状况检测装置100，适用于化学机械研磨机200。在此实施例中，进行研磨的基材例如是以晶圆W为例进行说明。化学机械研磨机200包括载台202及研磨垫204。研磨垫204设置于载台202上，且包括研磨区206与非研磨区(non-polish area)208。晶圆W置放于研磨垫204的研磨区206中进行研磨。在非研磨区208中的研磨垫204并不会与晶圆W接触，所以非研磨区208中的研磨垫204不会产生磨损。此外，化学机械研磨机200还可包括旋转盘及研浆输送管等其它构件，此为于此技术领域具有通常知识者所周知，故于图1中未绘出并省略其说明。
研磨垫磨损状况检测装置100包括臂状物102及高度检测器104。臂状物102的一端固定在化学机械研磨机200上。臂状物102固定在化学机械研磨机200上的方式例如是枢接，以使得臂状物102可在研磨垫204的上方进行扫描。举例来说，可利用支撑轴106将臂状物102与化学机械研磨机200的载台202进行枢接，但并不用以限制本发明的范围。臂状物102的长度例如是使高度检测器104位于研磨垫204的中央位置上方的长度。研磨垫204的中央位置例如是研磨垫204的非研磨区208。臂状物102的材料例如是刚性材料。
高度检测器104设置于臂状物102上，用以量测研磨垫204的高度变化ΔH。高度检测器104例如是非接触式高度检测器或接触式高度检测器。其中，非接触式高度检测器例如是电磁阻抗检测装置、雷射发射与接收装置或超音波发送与接收装置。接触式高度检测器例如是探针装置。
基于上述实施例可知，当使用化学机械研磨机200对晶圆W进行研磨时，由于研磨垫204沿着旋转方向D进行转动，所以利用设置于臂状物102上的高度检测器104对研磨垫204的研磨区206与非研磨区208进行扫描，且以研磨垫204的非研磨区208的高度为基准，可量测出研磨垫204上各位置的高度变化ΔH。因此，藉由研磨垫磨损状况检测装置100所量测出的研磨垫204的高度变化ΔH，可实时地且准确地得知研磨垫204的磨损状况，所以能正确地判断出更换研磨垫204的时机。
此外，由于研磨垫磨损状况检测装置100可协助正确地判断出更换研磨垫204的时机，因此能避免继续使用过度磨损且研磨效率不佳的研磨垫204进行研磨，且可降低因过早更换尚可继续使用的研磨垫204所造成的更换成本。
综上所述，上述实施例的研磨头用的薄膜至少具有下列特征：
1、上述实施例所提出的研磨垫磨损状况检测装置可实时地且准确地量测出研磨垫的磨损状况。
2、藉由上述实施例所提出的研磨垫磨损状况检测装置可正确地得知更换研磨垫的时机。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种研磨垫磨损状况检测装置，适用于一化学机械研磨机，且包括：
一臂状物，一端固定在该化学机械研磨机上；以及
一高度检测器，设置于该臂状物上，用以量测一研磨垫的高度变化。
2.根据权利要求1所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该臂状物固定在该化学机械研磨机上的方式包括枢接，以使得该臂状物可在该研磨垫的上方进行扫描。
3.根据权利要求1所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该臂状物的长度为使该高度检测器位于该研磨垫的中央位置上方的长度。
4.根据权利要求1所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该臂状物的材料包括刚性材料。
5.根据权利要求1所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该高度检测器包括一非接触式高度检测器或一接触式高度检测器。
6.根据权利要求5所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该非接触式高度检测器包括电磁阻抗检测装置、雷射发射与接收装置或超音波发送与接收装置。
7.根据权利要求5所述的研磨垫磨损状况检测装置，其特征在于该接触式高度检测器包括探针装置。
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