CN113070809B - 化学机械研磨装置的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种化学机械研磨装置的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置，尤指以动态方式进行对研磨垫表面进行检测的方法与装置，利用检测装置以气体隔离出供研磨垫露出的隔离区域进行检测让化学机械研磨装置可在不中断制程的状态下，对研磨垫进行检测，并达到更加精准的检测结果，进而可更加适时的对抛光垫进行整修与更换。

Description

化学机械研磨装置的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置
技术领域
本发明涉及一种化学机械研磨装置的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置，尤指用以检测化学机械研磨装置的研磨垫表面的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置。
背景技术
化学机械研磨装置是结合了化学和机械抛光的原理，以达成对高度复合材料时，可以够均匀地进行抛光加工，而化学机械研磨装置的研磨垫在使用一段时间后，必须进行表面修整，以维持研磨垫的研磨能力，现有的整修研磨垫方式，是依据研磨垫厂商所给使用寿限，或是使用者的经验判断进行整修与更换，但由于不同研磨制程所造成抛光垫损耗的状况不同，往往无法适时的进行整修与更换。为了解决抛光垫整修与更换的问题，即有相关业者利用检测研磨垫表面来决定整修与更换的进行，由于抛光垫表面会有抛光液层，因此目前检测抛光垫表面的测量设备是以放置方式置于抛光垫表面，并利用浸入式镜头浸入抛光液层来对抛光垫表面进行检测。此种做法仅能进行单点检测且必须使中断制程进行检测，除了无法达到适时进行整修与更换研磨垫外，更会影响整体制程，造成产量大幅降低，且此种检测方式于晶圆的膜厚测定上也有使用，且也早成了晶圆膜厚测定装置的设计困难，因此及有相关业者以中国台湾专利第I632988号「膜厚测定装置、膜厚测定方法、及具备膜厚测定装置的研磨装置」提出了一种利用气体或纯水等流体局部除去形成于该测定区域上冲洗水的膜的测定装置，虽解决了测定时使用浸入式镜头的问题，但同样为单点检测，也是无法使用于研磨垫。
是以，要如何解决上述现有的问题与缺失，即为相关业者所亟欲研发的课题所在。
发明内容
本发明的主要目的乃在于，提供一种化学机械研磨装置的研磨垫检测方法与研磨垫检测装置，让化学机械研磨装置可在不中断制程的状态下，对研磨垫进行检测，并达到更加精准的检测结果，进而可更加适时的对抛光垫进行整修与更换。
为达上述目的，本发明提供一种化学机械研磨装置的研磨垫检测方法，尤指以动态方式进行对研磨垫表面进行检测的方法，该化学机械研磨装置具有设置于基座上的研磨垫，以及覆盖于研磨垫表面的抛光液层，该检测方法旋转基座带动研磨垫枢转；将气体由抛光液层上方朝向研磨垫表面喷注，使抛光液层上形成有以气体隔离供研磨垫露出的隔离区域；检测研磨垫由抛光液层露出的部分。
前述化学机械研磨装置的研磨垫检测方法，其中该气体于抛光液层上形成的隔离区域朝向研磨垫内侧或外侧水平位移，且于隔离区域位移的过程中，持续地检测研磨垫由抛光液层露出的部分。
再者，本发明提供一种化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，设置有化学机械研磨装置与检测装置，化学机械研磨装置具有研磨垫、抛光液层与基座，研磨垫定位覆盖于基座上，抛光液覆盖于研磨垫表面；该检测装置，具有用以检测研磨垫表面的检测器，以及利用气体喷注让抛光液层产生隔离区域使研磨垫露出的隔离器。
前述化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，其中该检测装置的隔离器具有用以喷注气体的气嘴，气嘴喷注气体范围包含检测器的检测位置。
前述化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，其中该检测装置的隔离器具有用以喷注气体的第一气嘴与第二气嘴，第一气嘴朝向检测器的检测位置中央处喷注气体，第二气嘴朝向检测器的检测位置外缘处喷注气体。
前述化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，其中该检测装置进一步设置有位移器，位移器具有驱动单元以及连接于驱动单元的摆臂，检测器与隔离器连接于摆臂，摆臂带动检测器与隔离器于研磨垫上方朝向研磨垫内侧或外侧水平位移。
本发明的优点在于，化学机械研磨装置可在不中断制程的状态下，对研磨垫进行检测，并达到更加精准的检测结果，进而可更加适时的对抛光垫进行整修与更换。
附图说明
图1是本发明的外观示意图。
图2是本发明检测装置的动作示意图。
图3是本发明检测装置进行检测时的示意图。
图4是本发明检测装置又一具体实施方式的动作示意图。
图5是本发明检测装置又一具体实施方式进行检测时的示意图。
图6是本发明检测装置再一具体实施方式进行检测时的示意图。
附图标记说明：1-化学机械研磨装置；11-研磨垫；12-抛光液层；121-隔离区域；13-基座；2-2’-检测装置；21-21’-检测器；22-22’-隔离器；221-气嘴；221’-第一气嘴；222’-第二气嘴；23-位移器；231-驱动单元；232-摆臂。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，由图中可清楚看出，本发明具有化学机械研磨装置1以及检测装置2，其中：
该化学机械研磨装置1具有研磨垫11、抛光液层12与基座13，研磨垫11定位覆盖于基座13上，抛光液层12覆盖于研磨垫11表面。
该检测装置2具有检测器21、隔离器22与位移器23，位移器23具有驱动单元231以及连接于驱动单元231的摆臂232，检测器21与隔离器22连接于摆臂232，在本实施中检测器21与隔离器22并排连接于摆臂232。
凭借上，对研磨垫11表面进行检测时，隔离器22的气嘴221会对检测器21的检测位置喷注气体，利用气流让抛光液层12产生隔离区域121使研磨垫11露出，让检测器21可对由隔离区域121露出的位置进行检测，并利用基座13带动研磨垫11旋转，以及摆臂232带动检测器21与隔离器22于研磨垫11上方朝向研磨垫11内侧或外侧水平位移，让检测器21可对研磨垫11进行全面检测，且不须中断化学机械研磨装置1的制程。
请参阅图4与图5所示，由图中可清楚看出，本发明检测装置2的检测器21与隔离器22以内外层迭连接于摆臂232，同样的，检测装置2对研磨垫11表面进行检测时，隔离器22的气嘴221会利用气流让抛光液层12产生隔离区域121，并凭借基座13带动研磨垫11旋转，以及摆臂232带动检测器21与隔离器22于研磨垫11上方朝向研磨垫11内侧或外侧水平位移，让检测器21可对研磨垫11进行全面检测。
请参阅图6所示，由图中可清楚看出，本发明检测装置2’的隔离器22’是复数组设置，各隔离器22’具有用以喷注气体的第一气嘴221’与第二气嘴222’，第一气嘴221’朝向检测器21’的检测位置中央处喷注气体，第二气嘴222’朝向检测器21’的检测位置外缘处喷注气体，俾使第一气嘴221’将抛光液层12的液体由检测位置中央处朝向外缘推动，并凭借第二气嘴222’于检测位置外缘处形成气墙阻绝抛光液层12的液体朝向检测位置中央处流动，除了使抛光液层12于检测器21’对研磨垫11的检测位置处产生更大的隔离区域121外，更可减少隔离区域121内抛光液层12的液体残留，提高检测精度。

Claims (4)

1.一种化学机械研磨装置的研磨垫检测方法，是以动态方式进行对研磨垫表面进行检测的方法，且不须中断化学机械研磨装置的制程，该化学机械研磨装置具有设置于基座上的研磨垫，以及覆盖于研磨垫表面的抛光液层，其特征在于，该检测方法包括下列步骤：
旋转基座带动研磨垫枢转；
将气体由抛光液层上方朝向研磨垫表面喷注，使抛光液层上形成有以气体隔离供研磨垫露出的隔离区域；具有用以喷注气体的第一气嘴与第二气嘴，第一气嘴朝向检测位置中央处喷注气体，第二气嘴朝向检测位置外缘处喷注气体，第一气嘴将抛光液层的液体由检测位置中央处朝向外缘推动，第二气嘴在检测位置外缘处形成气墙阻绝抛光液层的液体朝向检测位置中央处流动；
检测研磨垫由抛光液层露出的部分。
2.如权利要求1所述化学机械研磨装置的研磨垫检测方法，其特征在于：该气体于抛光液层上形成的隔离区域朝向研磨垫内侧或外侧水平位移，且于隔离区域位移的过程中，持续地检测研磨垫由抛光液层露出的部分。
3.一种化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，其特征在于，至少包含有：
化学机械研磨装置，具有研磨垫、抛光液层与基座，研磨垫定位覆盖于基座上，抛光液覆盖于研磨垫表面；
检测装置，具有用以检测研磨垫表面的检测器，以及利用气体喷注让抛光液层产生隔离区域使研磨垫露出的隔离器，该检测装置的隔离器具有用以喷注气体的第一气嘴与第二气嘴，第一气嘴能够朝向检测器的检测位置中央处喷注气体，第二气嘴能够朝向检测器的检测位置外缘处喷注气体。
4.如权利要求3所述化学机械研磨装置的研磨垫检测装置，其特征在于：该检测装置还设置有位移器，位移器具有驱动单元以及连接于驱动单元的摆臂，检测器与隔离器连接于摆臂，摆臂能够带动检测器与隔离器于研磨垫上方朝向研磨垫内侧或外侧水平位移。
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