CN111230733A - 包括抛光垫监测方法的制造方法以及抛光设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种制造方法和抛光设备。在制造方法中，在调节盘上方设置位移传感器。旋转调节盘以对抛光垫的抛光表面执行调节处理。在调节处理期间使用位移传感器检测旋转的调节盘的位移。根据检测到的位移计算调节盘的高度。基于计算的高度确定对所述抛光表面的所述调节处理的终点。

Description

包括抛光垫监测方法的制造方法以及抛光设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年11月12日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2018-0137886的优先权，其公开内容通过引用其全部合并于此。
技术领域
示例实施例涉及抛光垫监测方法、抛光垫监测设备、包括抛光垫监测设备的抛光设备、以及使用该抛光设备制造半导体器件的方法。更具体地，示例实施例涉及一种监测抛光垫上的调节处理的抛光垫监测方法以及用于执行该抛光垫监测方法的抛光垫监测设备。
背景技术
在化学机械抛光处理中，可以旋转调节盘以调节抛光垫的抛光表面，从而保持抛光性能。为了监测抛光垫上的调节处理，获得抛光垫的轮廓(例如，抛光表面的截面轮廓/形状)可以是有益的。然而，由于不监测调节盘的移动，可能无法获得抛光垫的精确轮廓，因此，可能难以精确地分析抛光垫调节处理并确定抛光垫调节器是否具备适当的条件。
发明内容
各个示例实施例提供了一种抛光垫监测方法，其能够获得抛光垫的精确轮廓，精确地分析抛光垫调节处理，并诊断抛光垫调节器中的故障。
各示例实施例提供一种用于执行抛光垫监测方法的抛光垫监测设备。各示例实施例还提供了使用监测设备和/或监测方法来制造半导体器件的方法。
根据示例实施例，在制造方法中，在调节盘上方设置位移传感器。旋转调节盘以对抛光垫的抛光表面执行调节处理。在调节处理期间使用位移传感器检测旋转的调节盘的位移。根据检测到的位移计算调节盘的高度。基于计算的高度确定对抛光表面的调节处理的终点。
根据示例实施例，在制造方法中，旋转调节盘以对抛光垫的抛光表面执行调节处理。在调节处理期间，使用非接触式位移传感器检测旋转的调节盘的位移，该非接触式位移传感器布置成面向调节盘的上表面。根据检测到的位移计算调节盘的高度。基于计算的高度确定抛光垫的高度或包括调节盘的抛光垫调节器的故障。
根据示例性实施例，一种抛光设备包括：抛光垫调节器，其包括调节盘，所述调节盘可旋转并且构造成调节抛光垫的抛光表面；非接触式位移传感器，其布置为面向所述调节盘的上表面，并且构造为在所述调节盘旋转时检测所述调节盘的位移；以及数据处理器，被构造为根据所述非接触式位移传感器检测到的位移来计算所述调节盘的高度，并且被构造为确定所述抛光垫的高度或包括所述调节盘的所述抛光垫调节器的故障。
根据示例实施例，可以使用安装在盘头中的涡流传感器来检测旋转的调节盘的位移，并且可以确定抛光垫的高度以及抛光垫调节器中的各部件的故障和更换时间。
因此，由于在执行抛光垫调节处理的同时可获得抛光垫的精确轮廓，因此可以精确地分析抛光垫调节处理，并且可以容易地执行对调节盘的运动平衡(横扫、旋转)维护的故障诊断。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图14表示如本文所述的非限制性示例实施例。
图1是示出根据示例实施例的化学机械抛光设备的立体图。
图2是示出图1中的化学机械抛光设备的抛光垫的立体图。
图3是示出图1中的化学机械抛光设备的抛光垫和抛光垫调节器之间的相对位置的平面图。
图4是示出图2中的抛光垫的监测设备的框图。
图5是示出图4中的抛光垫调节器和涡流传感器的侧视图。
图6是示出图4中的抛光垫调节器和涡流传感器的立体图。
图7是示出安装在图6中的抛光垫调节器的盘头中的涡流传感器的立体图。
图8至图10是根据示例实施例的分度结构设置在抛光垫调节器的盘的上表面中的立体图。
图11是示出根据示例实施例的用于抛光垫监测设备中的数据转换的校准夹具的立体图。
图12是示出用于通过使用图11中的校准夹具将模拟输出数据转换为恒定高度的二维平面轮廓数据的第一校准图的曲线图。
图13是第二校准图，其用于通过使用图11中的校准夹具将模拟输出数据转换成二维平面的高度数据。
图14是示出根据示例实施例的抛光垫监测方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明示例实施例。
图1是示出根据示例实施例的化学机械抛光设备的立体图。图2是示出图1中的化学机械抛光设备的抛光垫的立体图。图3是示出图1中的化学机械抛光设备的抛光垫和抛光垫调节器之间的相对位置的平面图。图4是示出图2中的抛光垫的监测设备的框图。图5是示出图4中的抛光垫调节器和涡流传感器的侧视图。图6是示出图4中的抛光垫调节器和涡流传感器的立体图。图7是示出安装在图6中的抛光垫调节器的盘头中的涡流传感器的立体图。图8至图10是根据示例实施例的分度结构设置在抛光垫调节器的盘的上表面中的的立体图。
参照图1至图10，化学机械抛光(CMP)设备10可包括：抛光台20，其上具有抛光垫30；抛光载体设备40，其具有用于保持诸如晶片W的衬底的抛光头42；浆料分配器50，其构造为将浆料分配到抛光垫30上，以用于化学机械抛光处理；抛光垫调节器100，其构造为调节抛光垫30的抛光表面32；以及抛光垫监测设备/装置，其构造为监测抛光垫调节器100，以保持抛光垫30的抛光性能。
晶片可以指由半导体材料或非半导体材料形成的衬底。晶片可包括形成在衬底上的一个或多个层。例如，这些层可包括但不限于，抗蚀剂、介电材料或导电材料。例如，晶片可以包括要切割成多个裸片的部分，每个裸片具有可重复的图案特征。
抛光台20可以是可旋转的并且可以具有其上放置有抛光垫30的圆盘形状。抛光台20可以可操作以绕其自身的轴线23旋转。抛光台20可以以期望的速度旋转抛光垫30，以便抛光诸如晶片的衬底。例如，CMP设备可以包括马达(未示出)，该马达可以使连接到抛光台20的驱动轴22旋转，从而使抛光台20旋转。
抛光垫30可包括形成在其上的磨料颗粒以抛光衬底。抛光垫30可包括具有粗糙表面的弹性材料，例如聚氨酯。抛光垫30也可以通过抛光台20旋转。
抛光头42可以保持衬底，并向下按压衬底以使衬底的表面与抛光垫30接触并且通过抛光垫30抛光。抛光头42可以连接到抛光载体设备40的驱动轴并且与抛光载体设备40的驱动轴组合，以在旋转的同时在抛光垫30上移动。抛光头42可以包括扣环(retainerring)，并且可以将诸如晶片W的衬底保持在柔性膜下。
浆料分配器50可以通过浆料分配喷嘴将浆料分配到抛光垫30上。浆料可用于执行化学机械抛光处理。浆料可用于化学和/或机械地使晶片平面化。
抛光头42和抛光台20可以在相应的方向上旋转，如图1中的箭头所示。在这种状态下，抛光头42可以保持晶片W并将其压在抛光垫30上，浆料分配器50可以将浆料作为抛光材料供应到抛光垫30上。例如，浆料可以是不溶物质的水状混合物。例如，浆料可以是液体和固体粉末的混合物。晶片W和抛光垫30可以在存在抛光材料的情况下彼此滑动接触，从而抛光晶片W的表面。例如，晶片W和抛光垫30可以彼此接触并且可以彼此滑动。当晶片W和抛光垫30彼此滑动时，浆料可以夹在晶片W和抛光垫30之间。
当抛光垫30通过抛光垫30和晶片W之间的摩擦而磨损时，可以提供抛光垫调节器100以减少抛光垫30的磨损。抛光垫调节器100可以使抛光垫30的粗糙表面再生以保持可接受且一致的移除速率。抛光垫调节器100的调节盘120可以与抛光垫30的抛光表面32滑动接触。例如，调节盘120可以与抛光表面32接触，并且当抛光垫调节器100再生抛光垫30的粗糙表面时，调节盘120可以相对于抛光垫30的抛光表面32滑动。因此，抛光垫30可以长时间使用而不需要更换。
除了抛光垫调节器和抛光垫监测设备之外，CMP设备可以包括与常规CMP设备基本相同或类似的元件。在下文中，将详细说明抛光垫调节器和抛光垫监测设备。
在示例实施例中，抛光垫调节器100可以对抛光垫30的抛光表面32执行调节处理，并且抛光垫监测设备可以监测抛光垫调节器100以诊断抛光垫30的磨损量和磨损状态以及抛光垫调节器100的故障。
抛光垫调节器100可包括调节盘120和盘头110，其中调节盘120与抛光垫30的抛光表面32滑动接触(例如，接触和滑动)，盘头110可旋转地支撑与调节盘120连接的盘轴130。例如，盘头110可以连接在盘轴130的一端，而调节盘120可以连接到盘轴130的另一端。抛光垫调节器100可以包括：调节臂支撑轴104和围绕调节臂支撑轴104的中心轴旋转的调节臂102。盘头110可以安装在调节臂102的远端部分中。例如，调节臂支撑轴104可以连接至调节臂102的一端，盘头110可以连接至调节臂102的另一端。
盘轴130可以通过安装/设置在盘头110或调节臂102中的马达(未示出)旋转。固定到盘轴130的调节盘120可以通过盘轴130的旋转而旋转。
盘头110或调节臂102可包括用于升高盘轴130的气缸(未示出)。气缸可以是用于使调节盘120能够对抛光垫30施加负荷的致动器。可以通过提供给气缸的气压来调节所述负荷。气缸可以通过盘轴130以预定负荷将调节盘120压靠在抛光垫30的抛光表面32上。
调节盘120可包括盘盖122、盘体124和下盘126。下盘126可具有下表面，金刚石颗粒固定到所述下表面上。盘体124可以连接到盘轴130并随其旋转。盘盖122可以包括分度结构，该分度结构围绕盘中心以相等的角度间隔布置，如稍后所述。
盘头110可以具有与调节盘120相对应的形状。盘头110的尺寸可以与调节盘120的尺寸基本相同或者小于调节盘120的尺寸。例如，在平面图中，盘头110的直径可以等于或小于调节盘120的直径。例如，盘头110可具有约50mm至约200mm的直径。盘头110和调节盘120可包括金属材料，例如铝、不锈钢等。
抛光垫30的抛光表面32的调节处理可以如下进行。抛光台20和抛光垫30可以通过驱动轴22的旋转而旋转。在这种状态下，可以将修整液(dressing liquid)供应到抛光垫30的抛光表面32上。例如，修整液可以是去离子水或化学液体。调节盘120可以围绕其自身的轴旋转。调节盘120可以通过气缸压靠在抛光表面32上，以使调节盘120的下表面与抛光表面32滑动接触。调节臂102可以在抛光垫30上摆动，从而使调节盘120在抛光垫30上沿着抛光垫30的基本径向方向移动(摆动)。例如，在抛光垫30与抛光台20一起旋转时，调节盘120可以在抛光垫30上、从抛光垫30的中心朝向抛光垫30的边缘移动。在一些实施例中，在抛光垫30与抛光台20一起旋转时，调节盘120也可以在抛光垫30上、从抛光垫30的边缘朝向抛光垫30的中心移动。旋转的调节盘120可以使抛光垫30的抛光表面32再生，以提供均匀的抛光表面。例如，旋转的调节盘120可以将抛光垫30的抛光表面32调节为平坦的，从而允许抛光垫30再次用于抛光晶片。
化学机械抛光设备可包括：台旋转编码器，其用于检测抛光台20和抛光垫30的旋转角；以及调节臂旋转编码器，其用于检测调节臂102的摆角。例如，各个旋转编码器可以是同轴磁编码器(on-axis magnetic encoder)、离轴磁编码器(off-axis magneticencoder)或光编码器。
如图3所示，xy坐标系是基于抛光设备限定的静止坐标系，并且XY坐标系是在抛光垫30的抛光表面32上限定的旋转坐标系。抛光垫30可以围绕xy坐标系的原点O旋转，而调节盘120可以绕xy坐标系上的预定点C以预定角度摆动。点C的位置可以对应于图1中的调节臂支撑轴104的中心轴位置。
可以根据点C的坐标、距离R和角度θ来确定调节盘120的中心在xy静止坐标系中的坐标。可以根据调节盘120的中心在xy静止坐标系中的坐标以及抛光垫30的旋转角α来确定调节盘120的中心在XY旋转坐标系中的坐标。可以通过使用已知的三角函数和四个算术运算来执行静止坐标系中的坐标至旋转坐标系中的坐标的转换。
XY旋转坐标系可以是在抛光表面32上限定的二维表面。例如，调节盘120在XY旋转坐标系中的坐标可以指示调节盘120相对于抛光表面32的相对位置。以这种方式，调节盘120的位置可以表示为在抛光表面32上限定的二维表面上的位置。
抛光垫监测设备可包括诸如涡流传感器200的非接触式传感器和数据处理器300。非接触式传感器可检测调节盘120的位移。抛光垫监测设备还可以包括控制器400，其用于根据在数据处理器300中计算的结果来控制调节盘120的操作。
诸如涡流传感器200的非接触式传感器可以安装成面向调节盘120的上表面，以检测调节盘120的位移。例如，非接触式传感器可以检测调节盘120与非接触式传感器的距离。例如，非接触式传感器可以检测与调节盘120的预定位置的偏差。例如，非接触式传感器可以包括涡流传感器200。涡流传感器200可以检测旋转的调节盘120在与抛光垫30的抛光表面32接触的同时该调节盘120的上表面的高度。每当涡流传感器200检测调节盘120的上表面的高度时，涡流传感器200可以将输出信号(例如，调节盘120的高度值)传送到数据处理器300。
如图7所示，一个或多个涡流传感器200可以安装在盘头110中。例如，四个涡流传感器200可以围绕盘头110的中心以相等的角度间隔安装，以彼此间隔开。调节盘120可具有常平架(gimbal)结构。当具有常平架结构的调节盘120摆动或旋转时，可以提供多个涡流传感器200以精确地检测调节盘120的位置信息。例如，可以通过根据多个涡流传感器200的感测值获得线或表面的位置来检测调节盘120的位置。可以将涡流传感器200安装在盘头110的下表面上。涡流传感器200可以安装在座部分112，诸如盘头110的下表面中形成的槽或凹槽。盖元件114可以覆盖涡流传感器200以保护其免受周围环境的影响。例如，盖元件114可以是由金属或陶瓷制成的盖子。
可替换地，当盘头110的尺寸小于调节盘120的尺寸时，涡流传感器200可安装在盘头110外部的调节臂102的下表面上以面向调节盘120的上表面。
如图8至图10所示，调节盘120可以包括分度结构121a至121g，其可以围绕其上表面中的盘中心以相等的角度间隔布置。分度结构121可以共同地表示分度结构121a至121g，或者表示包括附图的本公开全文中的分度结构121a至121g中的任意一个。如稍后所述，分度结构可用于在调节盘120的旋转期间计算调节盘120的旋转速度(rpm)和旋转角位移，并提供奇点(signular point)以用于转换成具有恒定高度的二维平面轮廓。例如，传感器可以被构造为基于分度结构的位置来检测调节盘120的各部分的距离和/或位置。
图8中的调节盘120包括：第一分度槽121a、第二分度槽121b和第三分度槽121c。第一分度槽121a、第二分度槽121b和第三分度槽121c可以以相等的角度间隔(例如，120度)布置。第一分度槽121a可以具有第一宽度，第二分度槽121b可以具有大于第一宽度的第二宽度，第三分度槽121c可以具有大于第二宽度的第三宽度。
图9中的调节盘120可包括第一分度导体121d、第二分度导体121e和第三分度导体121f。第一分度导体121d、第二分度导体121e和第三分度导体121f可以包括导电材料，例如金属图案、螺栓等。第一分度导体121d可以具有第一尺寸，第二分度导体121e可以具有大于第一尺寸的第二尺寸，第三分度导体121f可以具有大于第二尺寸的第三尺寸。
图10中的调节盘120可以包括多个分度磁体121g。分度磁体可以围绕调节盘120的中心沿圆周方向布置。分度磁体121g之间的距离或分度磁体121g的磁力可以改变以根据角度位置提供奇点。
在示例实施例中，如图4所示，数据处理器300可以将来自涡流传感器200的模拟输出信号转换为调节盘120的上表面上的二维平面轮廓，并根据转换后的二维平面轮廓来确定抛光垫20的高度和抛光垫调节器100的故障。数据处理器300可以包括数据接收器372、数据转换器374、计算器376和存储部分378。
数据接收器372可以从涡流传感器200接收模拟输出信号。数据接收器372可以从台旋转编码器和调节臂旋转编码器接收旋转角α和摆动角θ的检测值。
数据转换器374可以通过使用第一校准图将来自涡流传感器200的输出信号转换为恒定高度的二维平面轮廓数据。数据转换器374可以通过第二校准图将涡流传感器200的输出值(例如，电压信号)转换(匹配)为二维平面的高度数据。存储部分378可以存储第一校准图和第二校准图。如稍后所述，可以通过使用校准夹具获得第一校准图和第二校准图。
计算器376可以基于转换的二维平面数据和高度数据来计算调节盘120的高度，并确定抛光垫30的高度。计算器376可以计算检测点在抛光垫30上的位置，从而产生抛光垫30的高度分布。计算器376可以确定抛光垫调节器100的部件的故障以及是否应该更换该部件。
控制器400可以根据数据处理器300中确定的抛光垫调节器100的故障或抛光垫30的高度来终止对抛光垫30的调节操作。数据处理器300、控制器400、数据接收器372、数据转换器374和计算器376可以用专用硬件、软件和被构造成执行本文所述功能的电路来实现。这些元件可以通过电子(或光学)电路(例如逻辑电路、分立部件、微处理器、硬连线电路、存储器元件、布线连接等)物理地实现。
在下文中，将说明校准来自涡流传感器的输出信号的方法。
图11是示出根据示例实施例的用于抛光垫监测设备中的数据转换的校准夹具的立体图。图12是示出第一校准图的曲线图，所述第一校准图通过使用图11中的校准夹具将模拟输出数据转换为恒定高度的二维平面轮廓数据。图13是第二校准图，其用于通过使用图11中的校准夹具将模拟输出数据转换成二维平面的高度数据。
参照图11，校准夹具500可包括基座502、柱体504、第一支撑件510和第二支撑件520。柱体504可在基座502上沿竖直方向延伸。第一支撑件510可沿水平方向从柱体504延伸以面对第二支撑件520。第二支撑件520可以设置在基座502上以面对第一支撑件510。
第一支撑件510的下表面上可以固定地支撑盘头110。第二支撑件520的上表面上可以旋转地支撑调节盘120。可以调整改变第一支撑件510和第二支撑件520之间的相对竖直距离。例如，第二支撑件520可以安装在基座502上，以在竖直方向上向上和向下移动。可替换地，第一支撑件510可以安装成沿着柱体504在竖直方向上向上和向下移动。
作为位移传感器的涡流传感器200可以安装在抛光垫调节器100的盘头110中，以检测调节盘120的位移。分度结构121可以设置在调节盘120的上表面中。在将盘头110固定到第一支撑件510的下表面并且将调节盘120固定到第二支撑件520的上表面之后，同时旋转调节盘120并改变盘头110和调节盘120之间的距离，可以获得校准图，其用于转换来自涡流传感器200的模拟电压信号数据。例如，校准图可以表示指示调节盘120的各部分相对于涡流传感器200的相应距离的参考值，并且在抛光垫调节器100执行抛光垫30的调节处理时，可以基于所述参考值来检查抛光垫30。
参照图12，由涡流传感器200检测的位移值可以根据调节盘120的旋转角度形成波形(P1)。调节盘120的上表面可以是不均匀的并且在上表面中可存在诸如螺栓的导体。在调节盘120的一次旋转期间，可以通过分度结构121提供出现在波形中的奇点(例如，a、b和c)。奇点可以提供调节盘120的旋转速度(rpm)和旋转角位移以及位移偏差值(例如，偏置值)。
由于涡流传感器200受到调节盘120的形状和磁场的影响，因此波形(P1)的平面轮廓可以通过反映奇点的位移偏差值来偏置补偿，以获得恒定的位移值(例如，恒定高度)的二维平面轮廓(P2)。波形(P1)的平面轮廓和二维平面轮廓(P2)之间的相关性可以作为第一校准图存储在存储部分378中。因此，由于调节盘的表面引起的干扰、导体的形状、磁场等可以从涡流传感器200的输出信号中减小或去除，以获得恒定的位移值。例如，可以补偿由涡流传感器200检测的原始数据(如图12的曲线P1所示)以消除奇点的影响和其他影响，从而形成第一校准图，使得第一校准图具有平坦的平面参考，如图12的曲线图P2所示。
参照图13，在改变第一支撑件510和第二支撑件520之间的相对距离时，可以感测涡流传感器200的模拟输出值(例如，电压值)以获得涡流传感器200的感测值(例如，电压值)与相对距离D之间的相关性。可以将相关性作为第二校准图存储在存储部分378中。
由于涡流传感器200安装在作为导体的盘头110中，所以涡流传感器200可能受到周围导体材料的干扰。例如，因为盘头110是导体，所以盘头110可以影响由涡流传感器200检测的信号。曲线G1可以表示在周围没有导体材料的情况下，从涡流传感器200输出的电压信号与相对距离之间的相关性，曲线G2可以表示当涡流传感器200安装在盘头中时，在检测信号受到周围导体材料的影响的情况下，从涡流传感器200输出的电压信号与相对距离之间的相关性(例如，第二校准图)。因此，通过反映由于干扰引起的电压信号的变化，检测到的电压值可以与精确距离进行匹配，从而计算调节盘120的精确高度。例如，通过补偿环境导电材料的影响，可以获得更精确的距离。例如，通过在测量距离时产生并应用第二校准图(例如，图13的曲线G2)，可以获得物体距涡流传感器200的更精确的距离。
在下文中，将说明在使用抛光垫监测设备对抛光垫执行调节处理期间监测抛光垫的方法。
图14是示出根据示例实施例的抛光垫监测方法的流程图。
参照图1、图4、图7和图14，诸如涡流传感器200的位移传感器可以定位在调节盘120上方(S100)。
在示例实施例中，诸如涡流传感器200的位移传感器可以安装在盘头110中，盘头110被构造为旋转与调节盘120连接的盘轴130。
位移传感器不限于涡流传感器200。例如，位移传感器可包括非接触式传感器或另一位移传感器。非接触式传感器不限于涡流传感器200。例如，非接触式传感器可包括涡流传感器200或另一非接触式传感器。涡流传感器200可以安装在盘头110的下表面上。多个涡流传感器200可以沿盘头110的圆周方向以相等的角度间隔安装，以彼此间隔开。
调节盘120可包括分度结构121，其围绕调节盘120的上表面中的盘中心以相等的角度间隔布置。
然后，可以旋转调节盘120以对抛光垫30的抛光表面32执行调节处理(S110)，可以在抛光表面32上的调节处理期间，通过使用诸如涡流传感器200的位移传感器来检测旋转的调节盘120的位移(S120)，然后可以根据检测到的位移计算调节盘120的高度(S130)。
调节臂102可以摆动以使调节盘120在抛光垫30上移动，调节盘120可以旋转并且调节盘120可以以预定负荷压靠在抛光垫30的抛光表面32上。每当涡流传感器200检测到旋转的调节盘120的上表面的高度时，涡流传感器200可以将电压信号传输到数据处理器300。
由涡流传感器200检测的位移值可以形成相对于调节盘120的旋转角的波形。在调节盘120的一次旋转期间，奇点(a、b、c)可以由于分度结构121而出现在波形中。
数据转换器374可通过使用第一校准图(参见图12)反映奇点的位移偏差值来偏移补偿波形(P1)的平面轮廓，以获得恒定的位移值(例如恒定高度)的二维平面轮廓(P2)。计算器376可以在调节盘120的一次旋转期间、基于二维平面轮廓(P2)计算调节盘120的高度(例如，位移)。
数据转换器374可以通过使用第二校准图(参见图13)，将涡流传感器200的输出值(例如，电压信号)转换(例如，匹配)为二维平面的高度数据。
然后，可以基于计算的高度(例如，距离)确定抛光表面32上的调节处理的终点(S140)。
在调节臂102的摆动操作期间，数据处理器300可以计算抛光垫30的高度的变化、调节盘120的旋转速度(rpm)的变化、调节臂102的摆动速度的变化、以及调节盘120的位移的变化等。
可以基于抛光垫30的高度来确定调节处理的终点。可以根据抛光垫30的高度的变化来确定调节盘120对抛光垫30的压力的变化。在调节臂102的摆动操作期间，可以基于调节盘120的旋转速度(rpm)的变化、调节臂102的摆动速度的变化、调节盘120的位移的变化，确定抛光垫调节器100中的各部件的故障和更换时间。
控制器400可以将分析结果/数据输出到抛光设备10和/或可以控制抛光设备10的操作。
如上所述，在抛光垫监测方法中，可以通过使用安装在盘头110中的涡流传感器200来检测旋转的调节盘120的移动(位移)，并且可以确定抛光垫30的高度以及抛光垫调节器100中的各部件的故障和更换时间。
因此，由于在调节处理中获得了抛光垫30的精确轮廓，因此可以精确地分析抛光垫调节处理，并且可以容易地对调节盘120的运动平衡(横扫(sweep)、旋转)维护执行故障诊断。例如，可以通过抛光垫监测方法容易地检测调节盘120和/或抛光垫30的问题，从而可以迅速地执行故障排除。
上述抛光垫监测方法和设备可以应用于CMP处理。通过使用CMP处理制造的诸如DRAM、VNAND等的半导体器件可以用于各种系统，例如计算系统。该系统可以应用于计算机、便携式计算机、膝上型计算机、PDA、平板电脑、移动电话、数字音乐播放器等。例如，CMP处理可以应用于诸如半导体晶片的衬底上以在衬底上形成导体图案或绝缘体图案。可以将衬底切割成多个芯片，并且可以封装每个芯片以形成诸如DRAM、VNAND等的半导体器件。
前述内容是对示例实施例的说明，而不应解释为对其进行限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，在示例实施例中的许多修改是可能的。因此，所有这些修改旨在被包括在权利要求中限定的示例实施例的范围内。

Claims (25)

1.一种制造方法，所述方法包括：
在调节盘上方设置位移传感器；
旋转所述调节盘以对抛光垫的抛光表面执行调节处理；
在所述调节处理期间使用所述位移传感器检测旋转的调节盘的位移；
根据检测到的位移计算所述调节盘的高度；以及
基于计算的高度确定对所述抛光表面的所述调节处理的终点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述位移传感器安装在盘头中，所述盘头使连接到所述调节盘的盘轴旋转。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述位移传感器安装在所述盘头的下表面上。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，多个位移传感器沿着所述盘头的圆周方向以相等的角度间隔安装以彼此间隔开。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述位移传感器包括涡流传感器，以及
其中，所述方法还包括：
利用设置在化学机械抛光设备的抛光台上的所述抛光垫，对衬底执行化学机械抛光处理；
将所述衬底切割成多个芯片；以及
封装所述多个芯片中的每个芯片以形成半导体器件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述检测所述旋转的调节盘的位移包括：从所述涡流传感器获得电压信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述检测所述旋转的调节盘的位移包括：将所述调节盘的上表面的波形的平面轮廓转换成恒定位移的二维平面轮廓。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述将波形的平面轮廓转换成恒定位移的二维平面轮廓包括：使用根据所述调节器的上表面上的分度结构获得的奇点来对电压信号的数据执行偏置补偿。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述根据检测到的位移计算所述调节盘的高度包括：使用所述电压信号和所述高度之间的校准图将所述电压信号转换成所述调节盘的高度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于计算的高度确定所述抛光表面的所述调节处理的终点包括：确定所述抛光垫的高度或包括所述调节盘的抛光垫调节器的故障。
11.一种制造方法，所述方法包括：
旋转调节盘以对抛光垫的抛光表面执行调节处理；
在所述调节处理期间，使用非接触式位移传感器检测旋转的调节盘的位移，所述非接触式位移传感器设置成面向所述调节盘的上表面；
根据检测到的位移计算所述调节盘的高度；以及
基于计算的高度来确定所述抛光垫的高度或包括所述调节盘的抛光垫调节器的故障。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述非接触式位移传感器安装在盘头中，所述盘头构造成使连接到所述调节盘的盘轴旋转。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述非接触式位移传感器安装在所述盘头的下表面上。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，多个非接触式位移传感器沿着所述盘头的圆周方向以相等的角度间隔安装以彼此间隔开。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述非接触式位移传感器包括涡流传感器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述检测旋转的调节盘的位移包括：从所述涡流传感器获得电压信号。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
将所述调节盘固定到校准夹具上以产生用于转换电压信号的数据的校准图。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述校准图包括：
第一校准图，其用于将所述调节盘的上表面的波形的平面轮廓转换成恒定位移的二维平面轮廓；以及
第二校准图，其用于将所述电压信号转换成所述调节盘的高度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述检测旋转的调节盘的位移包括：使用所述第一校准图将来自所述涡流传感器的输出信号转换为恒定位移的二维平面轮廓数据。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述根据检测到的位移计算所述调节盘的高度包括：使用所述第二校准图将所述电压信号转换为所述调节盘的高度。
21.一种抛光设备，包括：
抛光垫调节器，其包括调节盘，所述调节盘是可旋转的并且构造成调节抛光垫的抛光表面；
非接触式位移传感器，其布置为面向所述调节盘的上表面，并且构造为在所述调节盘旋转时检测所述调节盘的位移；以及
数据处理器，被构造为根据所述非接触式位移传感器检测到的位移来计算所述调节盘的高度，并且被构造为确定所述抛光垫的高度或包括所述调节盘的所述抛光垫调节器的故障。
22.根据权利要求21所述的抛光设备，其中，所述抛光垫调节器包括盘头，所述盘头构造为使连接到所述调节盘的盘轴旋转，并且所述非接触式位移传感器安装在所述盘头中。
23.根据权利要求22所述的抛光设备，其中，所述非接触式位移传感器安装在所述盘头的下表面上。
24.根据权利要求22所述的抛光设备，其中，多个非接触式位移传感器沿着所述盘头的圆周方向以相等的角度间隔安装以彼此间隔开。
25.根据权利要求21所述的抛光设备，其中，所述非接触式位移传感器包括涡流传感器。
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