Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Poliertuchs
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.The
The invention relates to a method for cleaning a polishing cloth
according to the generic term
of claim 1
Poliertücher werden
im Bereich der Halbleitertechnik für CMP-Prozesse eingesetzt, um Oberflächen von
Halbleitermaterialien mit einem chemisch-mechanischen Polierverfahren
zu bearbeiten, insbesondere um die Oberfläche eines Halbleiterbausteins
zu planarisieren und/oder abzutragen.Polishing cloths will be
used in the field of semiconductor technology for CMP processes to surface of
Semiconductor materials with a chemical-mechanical polishing process
to process, in particular around the surface of a semiconductor device
to planarize and / or ablate.
CMP-Prozesse
werden insbesondere bei elektronischen Speicherelementen eingesetzt,
die in der Regel schichtweise aus unterschiedlichen Materialien
aufgebaut sind. Beim Aufbau der Speicherelemente werden nach einem
Aufbau- und Strukturierungsschritt, der z.B, in einem Ätzen, Sputtern
oder einer Oxidabscheidung besteht, ein Planarisierungsschritt durchgeführt, da
der Schichtaufbau in der Regel nicht die erforderlichen, hochpräzisen Oberflächenanforderungen
erfüllt.
Beim CMP-Prozess werden möglichst
topographieselektiv höher
liegende Oberflächenbereiche
durch ein Zusammenwirken flüssiger
Chemikalien und auf der Oberfläche
bewegter Abrasivkörper,
wie z.B. frei bewegliche oder in einem Poliertuch fixierte Polierkörner, präzise abgetragen.
Die Poliertücher
können
aus verschiedensten Materialien bestehen und beispielsweise mit
oder ohne Polierkörner
ausgebildet sein. Beim Polieren oder Schleifen der Halbleiteroberfläche wird
das Poliertuch unter Anwendung von mechanischem Druck und unter
Zuhilfenahme chemischer Substanzen translatorisch und/oder rotatorisch über die
Halbleiteroberfläche
geführt.
Dieser Vorgang führt
jedoch zu einer Veränderung
der mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften, die wiederum
einen Einfluss auf den chemisch-mechanischen
Poliervorgang haben.CMP processes
are used in particular in electronic storage elements,
usually in layers of different materials
are constructed. When building the memory elements are after a
Construction and structuring step, for example, in an etching, sputtering
or an oxide deposition, a planarization step is performed
The layer structure usually does not meet the required, high-precision surface requirements
Fulfills.
The CMP process will be as possible
topographically selectively higher
lying surface areas
through a combination of liquid
Chemicals and on the surface
moving abrasive body,
such as. freely movable or in a polishing cloth fixed polishing grains, precisely removed.
The polishing cloths
can
consist of various materials and, for example, with
or without polishing grains
be educated. When polishing or grinding the semiconductor surface is
the polishing cloth using mechanical pressure and under
Use of chemical substances translationally and / or rotationally over the
Semiconductor surface
guided.
This process leads
but to a change
the mechanical and / or chemical properties, in turn
an influence on the chemical-mechanical
Have polishing process.
Beim
Polieren der Halbleiteroberfläche
tritt zudem eine Veränderung
der Oberflächenschicht des
Poliertuchs, insbesondere eine Verglasung des Poliertuchs, auf.At the
Polishing the semiconductor surface
There is also a change
the surface layer of the
Polishing cloth, in particular a glazing of the polishing cloth on.
Deshalb
ist es erforderlich, dass das Poliertuch in regelmäßigen Abständen wieder
aufbereitet und in einen Ausgangszustand versetzt wird. Hierzu besitzen
CMP-Anlagen Konditionierwerkzeuge, mit denen das Poliertuch bearbeitet
wird. Dabei wird das Konditionierwerkzeug, das eine Bearbeitungsscheibe
aufweist, mit Rotationsbewegungen und einem festgelegten Druck über das
Poliertuch geführt.
Bei diesem Konditioniervorgang wird die Oberfläche des Poliertuchs mit der
Bearbeitungsscheibe oder dem Ring aufbereitet und es werden beispielsweise
Ablagerungen oder Verunreinigungen aus dem Poliertuch herausgebürstet bzw.
entfernt und zudem die Struktur des Poliertuchs wieder in einen
Ausgangszustand gebracht. Bei dem Konditioniervorgang werden vorzugsweise
auch Chemikalien wie z.B. Ammoniak-Lösungen unterstützend eingesetzt.Therefore
It is necessary to return the polishing cloth periodically
prepared and put into an initial state. Own this
CMP systems Conditioning tools used to process the polishing cloth
becomes. In the process, the conditioning tool, which is a machining disk
having rotational movements and a predetermined pressure over the
Polishing cloth led.
In this conditioning process, the surface of the polishing cloth with the
Machining disc or the ring processed and it will be, for example
Brushed out deposits or impurities from the polishing cloth or
removed and also the structure of the polishing cloth back into one
Initial state brought. In the conditioning process are preferably
also chemicals such as e.g. Ammonia solutions used supportive.
Beim
Konditioniervorgang wird vorzugsweise ein makrogeometrisches ebenes
Poliertuch erzeugt. Zudem wird vorzugsweise eine Verglasung der
Oberflächenschicht
des Poliertuchs abgebürstet und
entfernt. Weiterhin ist es in vielen Fällen vorteilhaft, wenn das
Poliertuch eine definierte Rauhigkeit aufweist. Auch diese definierte
Rauhigkeit wird vorzugsweise durch den Konditioniervorgang wieder hergestellt.At the
Conditioning process is preferably a macrogeometric planar
Polishing cloth produced. In addition, preferably a glazing of
surface layer
of the polishing cloth brushed off and
away. Furthermore, it is advantageous in many cases, if the
Polishing cloth has a defined roughness. This also defined
Roughness is preferably restored by the conditioning process.
Aus DE 101 31 668 A1 ist
ein Verfahren zur abrasiven Bearbeitung von Oberflächen bekannt,
bei dem ein Poliertuch mit einem Polierkornträger und darin fixierten Polierkörnern zur
Bearbeitung von Halbleiterwafern eingesetzt wird. Zur Regenerierung des
Poliertuchs wird in regelmäßigen Abständen ein Konditionierschritt
durchgeführt,
bei dem das Poliertuch wieder in den Ausgangszustand versetzt wird.Out DE 101 31 668 A1 For example, there is known a method of abrasive surface treatment in which a polishing cloth having a polishing grain carrier and polishing grains fixed therein is used for processing semiconductor wafers. To regenerate the polishing cloth, a conditioning step is carried out at regular intervals, in which the polishing cloth is returned to the initial state.
Aus DE 197 37 854 A1 ist
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen eines Poliertuchs beschrieben,
bei dem das Po liertuch mithilfe eines Gas-Wasser-Gemisches gereinigt
wird, das mit einem hohen Druck über
eine Abstrahldüse
in einem flachen Winkel auf das zu reinigende Poliertuch gespritzt
wird. Bei diesem Verfahren wird die Reinigung des Poliertuchs über dem
Wasserstrahl erreicht. Weiterhin ist es bekannt, ein Poliertuch
mithilfe eines Ultraschallreinigungsverfahrens wieder aufzubereiten.Out DE 197 37 854 A1 an apparatus and a method for cleaning a polishing cloth is described in which the Po liertuch is cleaned by means of a gas-water mixture which is injected at a high pressure via a jet at a shallow angle to the polishing cloth to be cleaned. In this method, the cleaning of the polishing cloth over the water jet is achieved. Furthermore, it is known to reprocess a polishing cloth using an ultrasonic cleaning method.
Die
bisher bekannten Verfahren zum Konditionieren eines Poliertuchs,
d.h. zum Wiederaufbereiten des Poliertuchs ein einen definierten
Anfangszustand, sind bisher zeitgesteuert. Dabei wird das Poliertuch
mit dem Konditionierwerkzeug über
eine festgelegte Zeitdauer aufbereitet. Die Zeitdauer ist experimentell
ermittelt und so gewählt,
dass das Poliertuch in einen gewünschten
Ausgangszustand versetzt wird. Dieses Verfahren ist jedoch relativ
ungenau in der Erreichung des gewünschten Ausgangszustands des
Poliertuchs.The
previously known methods for conditioning a polishing cloth,
i.e. to reprocess the polishing cloth a defined one
Initial state, so far timed. This is the polishing cloth
with the conditioning tool via
prepared a specified period of time. The time is experimental
determined and chosen
that the polishing cloth into a desired
Initial state is offset. However, this procedure is relative
inaccurate in achieving the desired initial state of the
Polishing cloth.
Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren
zum Aufbereiten eines Poliertuchs bereitzustellen.The
The object of the invention is an improved method
for preparing a polishing cloth.
Die
Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Anspruch
1 gelöst.The
The object of the invention is achieved by the method according to claim
1 solved.
Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.Further
advantageous embodiments
of the invention are in the dependent
claims
specified.
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch
1 besteht darin, dass während
des Aufbereitens des Poliertuchs der Aufbereitungszustand des Poliertuchs überwacht wird
und die Aufbereitung beendet wird, wenn ein festgelegter Aufbereitungszustand
erreicht wird. Auf diese Weise ist eine flexible Festlegung der
Zeitdauer des Aufbereitungsverfahrens in Abhängigkeit von dem Zustand des
Poliertuchs möglich.
Dadurch wird eine optimale Zeitdauer auch bei verschiedensten Zuständen des
Poliertuchs erreicht. Zudem wird durch das erfindungsgemäße Verfahren
sichergestellt, dass das Poliertuch einen festgelegten Zustand nach
der Aufbereitung aufweist. Beispielsweise kann eine zu lange Aufbereitung
des Poliertuchs zu einem erhöhten
Verschleiß oder
einer Beschädigung
des Poliertuchs führen.
Dies wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
sicher vermieden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch
erreicht, dass der Zustand des Poliertuchs während der Aufbereitung überwacht
wird und dass das Aufbereitungsverfahren beendet wird, wenn ein festgelegter
Zustand des Poliertuchs erreicht wird.One
significant advantage of the method according to claim
1 is that during
of conditioning the polishing cloth, the conditioning condition of the polishing cloth is monitored
and the treatment is terminated when a specified treatment state
is reached. In this way is a flexible determination of
Duration of the treatment process depending on the state of
Polishing cloth possible.
As a result, an optimal period of time is also in the most diverse states of the
Polished cloth reached. In addition, by the inventive method
Make sure the polishing cloth is in a specified condition
the processing has. For example, too long a preparation
of the polishing cloth to an elevated
Wear or
damage
lead the polishing cloth.
This is achieved with the method according to the invention
safely avoided. The advantage of the method according to the invention is characterized
ensures that the condition of the polishing cloth is monitored during processing
and that the reprocessing process is terminated when a specified
Condition of the polishing cloth is achieved.
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Poliertuch mit einem mechanischen Aufbereitungsverfahren
aufbereitet, wobei ein Reinigungswerkzeug zum Aufbereiten des Poliertuchs
mit einem mechanischen Druck auf das Poliertuch gedrückt und über das
Poliertuch bewegt wird. Versuche haben gezeigt, dass die zwischen
dem Reinigungswerkzeug und dem Poliertuch wirkende Reibungskraft
von dem Zustand des Poliertuchs abhängt. Somit kann über die
zwischen dem Poliertuch und dem Reinigungswerkzeug wirkende Reibungskraft
ein festgelegter Zustand des Poliertuchs erfasst werden und damit
in Abhängigkeit
von der herrschenden Reibungskraft und/oder in Abhängigkeit
von der Änderung
der herrschenden Reibungskraft das Aufbereitungsverfahren des Poliertuchs
beendet werden. Im Fall der mechanischen Wechselwirkung zwischen
dem Reinigungswerkzeug und dem Poliertuch bietet die Erfassung der
Reibungskraft eine einfache und präzise Steuerung des Aufbereitungsverfahrens.In
an advantageous embodiment of the method according to the invention
is the polishing cloth with a mechanical treatment process
prepared using a cleaning tool for processing the polishing cloth
with a mechanical pressure on the polishing cloth and pressed over the
Polishing cloth is moved. Experiments have shown that between
the cleaning tool and the polishing cloth acting friction force
depends on the condition of the polishing cloth. Thus, over the
friction force acting between the polishing cloth and the cleaning tool
a fixed state of the polishing cloth are detected and thus
dependent on
from the prevailing frictional force and / or depending
from the change
the prevailing frictional force, the preparation process of the polishing cloth
to be ended. In the case of mechanical interaction between
the cleaning tool and the polishing cloth provides the detection of
Friction force a simple and precise control of the treatment process.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird das Reinigungswerkzeug und/oder das Poliertuch mithilfe eines
Motors bewegt, insbesondere mit einer festgelegten Drehzahl. Bei
dieser Anordnung bietet die Erfassung des Motorstroms einen einfachen
Parameter, um bei einer vorliegenden Änderung und/oder einem vorliegenden
Wert des Motorstroms als Maß für die Reibungskraft
ein Erreichen eines gewünschten
Aufbereitungszustands des Poliertuchs zu erkennen und damit das
Verfahren zur Aufbereitung des Poliertuchs zu beenden.In
a further preferred embodiment
The cleaning tool and / or the polishing cloth is using a
Motors moves, especially at a fixed speed. at
In this arrangement, the detection of the motor current provides a simple
Parameter to be at a present change and / or present
Value of the motor current as a measure of the friction force
a reaching a desired
To recognize state of preparation of the polishing cloth and thus the
Process to finish the polishing cloth to finish.
In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Aufbereitungszustand des Poliertuchs über das Erfassen einer festgelegten Änderung und/oder
das Erfassen eines festgelegten Zustands der Oberflächenstruktur
des Poliertuchs gesteuert. Dabei kann beispielsweise die Planheit
des Poliertuchs als Parameter für
die Struktur der Poliertuchoberfläche verwendet werden. Weist
das Poliertuch eine vorgegebene Planheit auf, wobei die Oberfläche des
Poliertuchs Höhenschwankungen
nur in einem festgelegten Bereich aufweist, so wird ein festgelegter
Aufbereitungszustand des Poliertuchs erkannt und das Verfahren zur
Aufbereitung des Poliertuchs beendet.In
a further preferred embodiment
the state of preparation of the polishing cloth is determined by detecting a specified change and / or
the detection of a fixed state of the surface structure
controlled by the polishing cloth. In this case, for example, the flatness
of the polishing cloth as a parameter for
the structure of the polishing cloth surface can be used. has
the polishing cloth on a predetermined flatness, wherein the surface of the
Polishing cloth height variations
only in a defined range, so becomes a fixed
Condition of the polishing cloth recognized and the method for
Preparation of polishing cloth finished.
Vorzugsweise
wird die Struktur der Poliertuchoberfläche mittels eines optischen
Messverfahrens erfasst.Preferably
the structure of the polishing cloth surface is determined by means of an optical
Measuring method recorded.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird für
die Erfassung des Aufbereitungszustands des Poliertuchs die Dicke
des Poliertuchs erfasst und bei Erreichen einer festgelegten Dicke
und/oder einer festgelegten Dickenänderung das Aufbereitungsverfahren beendet.
Die Dicke des Poliertuchs stellt einen einfach zu erfassenden Parameter
dar, der zudem eine ausreichende Aussage über den Aufbereitungszustand
des Poliertuchs ermöglicht.In
a further preferred embodiment
the method according to the invention
is for
the detection of the state of preparation of the polishing cloth the thickness
of the polishing cloth and when reaching a specified thickness
and / or a specified thickness change terminates the treatment process.
The thickness of the polishing cloth provides an easy-to-grasp parameter
which also provides sufficient information about the state of preparation
of the polishing cloth allows.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei dem eine mechanische Wechselwirkung zwischen dem Reinigungswerkzeug
und dem Poliertuch auftritt, wird zur Erkennung eines festgelegten
Aufbereitungszustands des Poliertuchs die Temperatur des Poliertuchs
erfasst und bei Erfassen einer festgelegten Änderung der Temperatur oder
einer festgelegten Temperatur das Aufbereitungsverfahren beendet. Die
Temperatur des Poliertuchs stellt einen einfach zu erfassenden Parameter
dar, der von der Reibungskraft abhängt, die zwischen dem Poliertuch und
dem Reinigungswerkzeug während
der Aufbereitung herrscht und deshalb als Parameter für den Aufbereitungszustand
des Poliertuchs verwendet werden kann.In
a further preferred embodiment
of the method according to the invention,
in which a mechanical interaction between the cleaning tool
and the polishing cloth occurs, is used to detect a specified
Condition of polishing cloth the temperature of the polishing cloth
detected and upon detection of a specified change in temperature or
a specified temperature, the treatment process ended. The
Temperature of the polishing cloth provides an easy-to-grasp parameter
which depends on the frictional force between the polishing cloth and
the cleaning tool during
the treatment prevails and therefore as a parameter for the treatment state
of the polishing cloth can be used.
In
einem weiteren bevorzugten Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit
zur Aufbereitung des Poliertuchs verwendet wird, wobei das Poliertuch
während des
Aufbereitungsverfahrens mit der Flüssigkeit gespült wird,
wird der pH-Wert der Flüssigkeit
erfasst und bei einer festgelegten Änderung und/oder bei einem
festgelegten Wert des pH-Werts das Aufbereitungsverfahren beendet.
Dieses Verfahren ist insbesondere dann einsetzbar, wenn sich im
Poliertuch während
des CMP-Verfahrens chemische Poliermittel angereichert haben.In
Another preferred method, wherein a liquid
is used for the preparation of the polishing cloth, wherein the polishing cloth
during the
Rinsing process with the liquid is rinsed,
becomes the pH of the liquid
recorded and at a specified change and / or one
fixed value of the pH, the treatment process ended.
This method can be used especially when in
Polishing cloth while
of the CMP process have enriched chemical polishing agents.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
bei der zur Aufbereitung des Poliertuchs eine Spülflüssigkeit verwendet wird, wird
zum Erkennen eines gewünschten
Aufbereitungszustands des Poliertuchs eine Konzentration eines festgelegten
Stoffes erfasst und bei einer festgelegten Änderung und/oder bei einer
festgelegten Konzentration des Stoffes das Aufbereitungsverfahren
beendet. Als Stoff kann ein beim CMP-Prozess eingesetztes Poliermittel oder
ein beim CMP-Prozess abgetragenes Material verwendet werden.In a further preferred embodiment, in which a rinsing liquid is used for the preparation of the polishing cloth, is for detecting a desired state of preparation of the polishing cloth detects a concentration of a specified substance and terminated at a fixed change and / or at a predetermined concentration of the substance, the treatment process. The substance used may be a polishing agent used in the CMP process or a material removed during the CMP process.
Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The
The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:
1 eine
schematische Anordnung einer ersten Vorrichtung zum Aufbereiten
eines Poliertuchs; 1 a schematic arrangement of a first apparatus for processing a polishing cloth;
2 eine
zweite schematische Anordnung zur Aufbereitung eines Poliertuchs; 2 a second schematic arrangement for the preparation of a polishing cloth;
3 eine
Anordnung mit einer Reibungsmesseinheit; und 3 an arrangement with a friction measuring unit; and
4 eine
Anordnung mit einer kapazitiven Messeinheit. 4 an arrangement with a capacitive measuring unit.
1 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine erste Anordnung zur Aufbereitung
eines Poliertuchs 1. Das Poliertuch 1 ist auf
einem Tuchträger 2 befestigt,
der über
eine erste Achse 3 mit einem ersten Motor 4 verbunden
ist. Der Tuchträger 2 und das
Poliertuch 1 sind in einem Spülbecken 5 angeordnet.
Oberhalb des Poliertuchs 1 ist ein Konditionierwerkzeug 6 angeordnet,
das wiederum drehbar mit einem zweiten Motor 7 verbunden
ist. Der zweite Motor 7 ist wiederum an einer Führungsachse 8 gehaltert,
die mit einem Antrieb 9 verbunden ist. 1 shows a schematic representation of a first arrangement for the preparation of a polishing cloth 1 , The polishing cloth 1 is on a cloth carrier 2 attached, over a first axis 3 with a first engine 4 connected is. The cloth carrier 2 and the polishing cloth 1 are in a sink 5 arranged. Above the polishing cloth 1 is a conditioning tool 6 arranged, in turn rotatable with a second motor 7 connected is. The second engine 7 is in turn on a guide axis 8th held, with a drive 9 connected is.
Weiterhin
ist ein Zuleitungsrohr 10 mit einer Öffnung oberhalb des Poliertuchs 1 angeordnet
und das Spülbecken 5 weist
einen Abfluss 11 auf. Über das
Zuleitungsrohr 10 wird eine Spülflüssigkeit auf eine Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1 geführt,
die seitlich am Poliertuch 1 wieder abfließt und über einen
Boden des Spülbeckens 5 zu
einem Abfluss 11 fließt
und das Spülbecken 5 verlässt.Furthermore, a supply pipe 10 with an opening above the polishing cloth 1 arranged and the sink 5 has an outflow 11 on. About the supply pipe 10 is a rinsing liquid on a surface 12 of the polishing cloth 1 guided, the side of the polishing cloth 1 drains off again and over a bottom of the sink 5 to a drain 11 flows and the sink 5 leaves.
Das
Konditionierwerkzeug 6 weist eine Bearbeitungsfläche 13 auf,
die beispielsweise aus Diamanten besteht. Das Konditionierwerkzeug 6 wird dazu
verwendet, um das Poliertuch 1 wieder in einen gewünschten
Ausgangszustand zu versetzen. Der Ausgangszustand wird sowohl von
der Struktur der Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1, von mechanischen Eigenschaften wie Rauheit,
Weichheit usw, und durch Verunreinigungen des Poliertuchs 1 bestimmt. Somit
hat das Konditionierwerkzeug 6 die Aufgabe, das Poliertuch 1 sowohl
zu reinigen, als auch die Struktur des Poliertuchs 1, insbesondere
die Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1 wieder in einen Ausgangszustand zu bringen.
Für die
Vielzahl von existierenden chemisch-mechanischen Polierverfahren
gibt es eine Vielzahl von unterschiedlich aufgebauten Poliertüchern 1.
Die Poliertücher 1 unterscheiden
sich sowohl in mechanischen Eigenschaften, wie z.B. der Rauheit,
der Oberflächenstruktur,
der Weichheit usw., als auch in den Materialien, aus denen die Poliertücher 1 hergestellt
sind. Zudem ist es beispielsweise bekannt, für einen „fixed abrasive" CMP-Prozess ein
Poliertuch zu verwenden, in dem Polierkörner in einem Polierkornträger integriert
sind. Entsprechend den unterschiedlichen Arten von Poliertüchern gibt
es auch entsprechende unterschiedliche Arten von Bearbeitungsflächen 13,
mit denen ein Konditionierwerkzeug 6 ausgestattet sein
kann. Das Konditionierwerkzeug wird auch auf das abgetragene Material
und das Prozessziel abgestimmt. Die Bearbeitungsfläche 13 ist
jeweils auf das entsprechende Poliertuch 1 abgestimmt.The conditioning tool 6 has a working surface 13 on, for example, consists of diamonds. The conditioning tool 6 is used to make the polishing cloth 1 back to a desired initial state. The initial state is determined both by the structure of the surface 12 of the polishing cloth 1 , mechanical properties such as roughness, softness, etc., and impurities of the polishing cloth 1 certainly. Thus, the conditioning tool has 6 the job, the polishing cloth 1 both to clean, as well as the structure of the polishing cloth 1 , especially the surface 12 of the polishing cloth 1 to bring it back to an initial state. For the variety of existing chemical-mechanical polishing processes, there are a variety of differently structured polishing cloths 1 , The polishing cloths 1 differ both in mechanical properties, such as roughness, surface texture, softness, etc., as well as in the materials from which the polishing cloths 1 are made. In addition, for example, it is known to use a polishing cloth in which polishing grains are integrated in a polishing grain carrier for a "fixed abrasive" CMP process, and correspondingly different types of processing surfaces exist corresponding to the different types of polishing cloths 13 with which a conditioning tool 6 can be equipped. The conditioning tool is also tuned to the removed material and the process target. The working surface 13 is always on the appropriate polishing cloth 1 Voted.
Zur
Aufbereitung des Poliertuchs 1 wird das Poliertuch 1 über den
ersten Motor 4 um eine Mittenachse gedreht. Gleichzeitig
wird die Bearbeitungsfläche 13 des
Konditionierwerkzeugs 6 ebenfalls um eine Mittenachse durch
den zweiten Motor 7 gedreht und die Bearbeitungsfläche 13 wird
auf die Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1 mit einem festgelegten Druck aufgelegt. Gleichzeitig
wird die Position des Konditionierwerkzeugs 6 während des
Aufbereitungsvorgangs in axialer Richtung durch den Antrieb 9 von
einem Randbereich des Poliertuchs 1 bis in einen Mittenbereich,
der über
der Mittenachse des Poliertuchs 1 angeordnet ist, hin-
und herbewegt. Zudem wird Spülflüssigkeit
auf die Oberfläche 12 über das
Zuleitungsrohr 10 geleitet.For the preparation of the polishing cloth 1 becomes the polishing cloth 1 over the first engine 4 rotated around a center axis. At the same time the working surface becomes 13 of the conditioning tool 6 also about a center axis through the second motor 7 turned and the working surface 13 will be on the surface 12 of the polishing cloth 1 applied with a specified pressure. At the same time the position of the conditioning tool 6 during the treatment process in the axial direction by the drive 9 from a peripheral area of the polishing cloth 1 to a center area that is above the center axis of the polishing cloth 1 is arranged, reciprocated. In addition, rinse liquid is on the surface 12 via the supply pipe 10 directed.
In
dem bisherigen Verfahren wurde der Aufbereitungsvorgang nach einer
vorgegebenen Zeit gesteuert. Im Gegensatz dazu wird nun der Aufbereitungszustand
des Poliertuchs verwendet, um den Aufbereitungsvorgang zu beenden.
Zur Erfassung des Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 können verschiedene
Parameter verwendet werden. Die verwendeten Parameter hängen sowohl
von der Art des Poliertuchs, als auch von der Art des CMP-Prozesses
ab, bei dem das Poliertuch eingesetzt wurde.In the previous method, the conditioning operation was controlled after a predetermined time. In contrast, the conditioning state of the polishing cloth is now used to finish the conditioning operation. To record the condition of the polishing cloth 1 different parameters can be used. The parameters used depend on both the type of polishing cloth and the type of CMP process in which the polishing cloth was used.
Der
erste Motor 4, der zweite Motor 7 und der Antrieb 9 stehen über Strom-
und Steuerleitungen 14, 15, 16 mit einem
Steuergerät 17 in
Verbindung. Das Steuergerät 17 steuert
sowohl die Drehzahl des ersten, als auch des zweiten Motors 4, 7.
Weiterhin sind in einer ersten Ausführungsform ein erster Stromsensor 18 an
ersten Stromleitungen 14 des ersten Motors 1 und
ein zweiter Stromsensor 19 an zweiten Stromleitungen 15 des
zweiten Motors 7 angeordnet. Der ersten Stromsensor 18 und
der zweite Stromsensor 19 stehen über Signalleitungen mit dem
Steuergerät 17 in
Verbindung. In Abhängigkeit
von der Ausführungsform
reicht auch die Anordnung nur eines Stromsensors 18, 19 entweder
beim ersten oder beim zweiten Motor 4, 7 aus.The first engine 4 , the second engine 7 and the drive 9 are connected via power and control cables 14 . 15 . 16 with a control unit 17 in connection. The control unit 17 controls both the speed of the first, as well as the second motor 4 . 7 , Furthermore, in a first embodiment, a first current sensor 18 on first power lines 14 of the first engine 1 and a second current sensor 19 on second power lines 15 of the second engine 7 arranged. The first current sensor 18 and the second current sensor 19 stand over signal lines with the control unit 17 in connection. Depending on the off The arrangement of only one current sensor is sufficient 18 . 19 either the first or the second engine 4 . 7 out.
Versuche
haben gezeigt, dass sich der Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 in
der Reibungskraft zeigt, die zwischen dem Konditionierwerkzeug 6 und
dem Poliertuch 1 während
des Aufbereitungszustands vorliegt.Experiments have shown that the condition of the polishing cloth 1 in the frictional force that shows between the conditioning tool 6 and the polishing cloth 1 during the conditioning state.
Somit
kann durch Erfassung der während des
Aufbereitungszustands vorliegenden Reibungskraft, die zwischen dem
Konditionierwerkzeug 6 und dem Poliertuch 1 herrscht,
der Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 erfasst werden.
Zur Erfassung der Reibungskraft können verschiedene Parameter
verwendet werden. Wird beispielsweise der erste Motor 4 und/oder
der zweite Motor 7 mit konstanter Drehzahl während des
Aufbereitungsverfahrens angetrieben, so kann durch eine Veränderung
der Stromaufnahme durch den ersten und/oder den zweiten Motor 4, 7 eine
Veränderung
in der zwischen dem Konditionierwerkzeug 6 und dem Poliertuch 1 wirkenden
Reibungskraft erkannt werden. Dazu überwacht das Steuergerät 17 über die
Stromsensoren 18, 19 die Stromaufnahme des ersten
und/oder des zweiten Motors 4, 7. In einem Speicher
des Steuergeräts 17 sind
festgelegte Stromänderungen
und/oder festgelegte Stromwerte abgelegt, die einem gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 entsprechen. Erkennt nun das Steuergerät 17,
dass während des
Aufbereitungszustands die im Speicher abgelegte Stromänderung
und/oder die im Speicher abgelegten Stromwerte für den ersten und/oder den zweiten Motor 4, 7 vorliegen,
so wird vom Steuergerät 17 der Aufbereitungsvorgang
des Poliertuchs 1 abgebrochen. Die im Speicher abgelegten
Stromänderun gen und/oder
Stromwerte sind experimentell für
das verwendete Konditionierwerkzeug und das verwendete Poliertuch
zu ermitteln, da diese sowohl von der Art des Konditionierwerkzeugs,
als auch von der Art des Poliertuchs abhängen. Weiterhin sind die abgelegten Stromänderungen
und die abgelegten Stromwerte, die einem gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 entsprechen, auch von den für den ersten
und den zweiten Motor 4, 7 verwendeten Motortypen
abhängig.
Zudem hat auch die verwendete Spülflüssigkeit
und die verwendete Drehzahl Einfluss auf die Stromänderungen
und/oder die Stromwerte, die einem gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 entsprechen.Thus, by detecting the frictional force present during the conditioning state, the flow between the conditioning tool 6 and the polishing cloth 1 prevails, the state of preparation of the polishing cloth 1 be recorded. Various parameters can be used to detect the friction force. For example, the first engine 4 and / or the second engine 7 driven at a constant speed during the treatment process, so may by changing the power consumption by the first and / or the second motor 4 . 7 a change in the between the conditioning tool 6 and the polishing cloth 1 acting friction force can be detected. For this purpose, the control unit monitors 17 via the current sensors 18 . 19 the current consumption of the first and / or the second motor 4 . 7 , In a memory of the controller 17 fixed current changes and / or set current values are stored, which correspond to a desired condition of the polishing cloth 1 correspond. Now recognize the controller 17 in that, during the conditioning state, the current change stored in the memory and / or the current values stored in the memory for the first and / or the second motor 4 . 7 are present, so is the control unit 17 the preparation process of the polishing cloth 1 canceled. The current changes and / or current values stored in the memory are to be determined experimentally for the conditioning tool used and the polishing cloth used, since these depend both on the type of conditioning tool and on the type of polishing cloth. Furthermore, the stored current changes and the stored current values are the desired condition of the polishing cloth 1 also for the first and second engines 4 . 7 used motor types. In addition, the rinsing fluid used and the speed used also have an influence on the current changes and / or the current values which correspond to a desired state of preparation of the polishing cloth 1 correspond.
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
werden der erste und/oder der zweite Motor 4, 7 nicht
mit einer konstanten Drehzahl, sondern mit einem konstanten Strom
angetrieben. In dieser Ausführungsform
kann die Änderung
der Reibungskraft und die Größe der Reibungskraft,
die zwischen dem Konditionierwerkzeug 6 und dem Poliertuch 1 herrscht, über die
Drehzahl des ersten und/oder des zweiten Motors 4, 7 erfasst
werden. In dieser Ausführungsform
sind dem ersten und/oder dem zweiten Motor 4, 7 jeweils ein
erster bzw. ein zweiter Drehzahlsensor 20, 21 zugeordnet,
die über
jeweils eine Signalleitung mit dem Steuergerät 17 verbunden sind.
In dieser Ausführungsform
sind im Speicher 22 des Steuergeräts 17 entsprechende
Werte für
die Drehzahländerung und/oder
die Drehzahl abgelegt, die zuvor experimentell ermittelt wurden,
und die einem gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 entsprechen. Durch einen Vergleich der
abgelegten Drehzahländerungen
und/oder Drehzahlwerte erkennt das Steuergerät das Erreichen eines gewünschten Aufbereitungszustands
des Poliertuchs und beendet den Aufbereitungsvorgang.In a further embodiment, the first and / or the second engine 4 . 7 not driven at a constant speed, but at a constant current. In this embodiment, the change in the frictional force and the magnitude of the frictional force between the conditioning tool 6 and the polishing cloth 1 prevails over the speed of the first and / or the second motor 4 . 7 be recorded. In this embodiment, the first and / or the second motor 4 . 7 in each case a first or a second rotational speed sensor 20 . 21 assigned, in each case via a signal line with the control unit 17 are connected. In this embodiment are in memory 22 of the control unit 17 stored corresponding values for the speed change and / or the rotational speed, which were previously determined experimentally, and a desired state of preparation of the polishing cloth 1 correspond. By comparing the stored speed changes and / or rotational speed values, the control unit recognizes the achievement of a desired preparation state of the polishing cloth and terminates the preparation process.
In
einer weiteren Ausführungsform,
bei der die Reibungskraft als Maß für den Aufbereitungszustand
des Poliertuchs verwendet wird, wird die Temperatur der Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1 als Maß für die Reibungskraft
erfasst und mit abge legten Temperaturwerten und/oder Temperaturänderungen verglichen.
Die Temperaturwerte und/oder Temperaturänderungen sind im Datenspeicher 22 abgelegt. Zudem
ist ein optischer Temperatursensor 23 über dem Poliertuch 1 angeordnet,
der während
des Aufbereitungsvorgangs die Temperatur der Oberfläche 12 des
Poliertuchs 1 erfasst. Der Temperatursensor ist über eine
Signalleitung mit dem Steuergerät 17 verbunden.
Das Steuergerät 17 erfasst
die Temperatur des Poliertuchs 1 und vergleicht die aktuelle
Temperatur mit der im Speicher 22 abgelegten Temperatur,
die zuvor experimentell ermittelt wurde und einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 entspricht. Anstelle
der Temperatur kann auch eine experimentell ermittelte Temperaturänderung
des Poliertuchs 1 verwendet werden, die einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 entspricht. Die
Temperatur ist auch in diesem Fall wieder ein Maß für die zwischen dem Konditionierwerkzeug 6 und
dem Poliertuch 1 herrschenden Reibungskraft. Weist das
Poliertuch 1 die im Speicher 22 abgelegten Temperatur
und/oder Temperaturänderung
auf, so weist das Poliertuch 1 den gewünschten Aufbereitungszustand
auf und das Steuergerät 17 beendet
den Aufbereitungsvorgang.In another embodiment, where the frictional force is used as a measure of the conditioning condition of the polishing cloth, the temperature of the surface becomes 12 of the polishing cloth 1 recorded as a measure of the frictional force and compared with abge abgeten temperature values and / or temperature changes. The temperature values and / or temperature changes are in the data memory 22 stored. There is also an optical temperature sensor 23 over the polishing cloth 1 arranged during the conditioning process, the temperature of the surface 12 of the polishing cloth 1 detected. The temperature sensor is connected to the control unit via a signal line 17 connected. The control unit 17 records the temperature of the polishing cloth 1 and compares the current temperature with the one in the memory 22 stored temperature, which was previously determined experimentally and a desired state of preparation of the polishing cloth 1 equivalent. Instead of the temperature can also be an experimentally determined temperature change of the polishing cloth 1 used, the a desired condition of the polishing cloth 1 equivalent. The temperature is in this case again a measure of the between the conditioning tool 6 and the polishing cloth 1 prevailing frictional force. Indicates the polishing cloth 1 those in the store 22 stored temperature and / or temperature change, so has the polishing cloth 1 the desired conditioning state and the control unit 17 ends the preparation process.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zur Erfassung des Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 die
Dicke des Poliertuchs 1 während des Aufbereitungszustands
erfasst. Dazu sind im Datenspeicher 22 für das verwendete
Poliertuch 1 entsprechende Werte für die Dicke abgelegt, die einem
gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 entsprechen. Die Werte wurden zuvor experimentell
ermittelt. Die Dickenänderung
während
des Konditioniervorgangs ist signifikanter als eine absolute Dicke
in Korrelation zum Aufbereitungszustand.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the detection state of the polishing cloth is detected 1 the thickness of the polishing cloth 1 recorded during the processing state. These are in the data memory 22 for the polishing cloth used 1 deposited corresponding values for the thickness, the desired state of preparation of the polishing cloth 1 correspond. The values were previously determined experimentally. The change in thickness during the conditioning process is more significant than an absolute thickness in correlation to the conditioning state.
Die
Dicke des Poliertuchs 1 ändert sich während des
CMP-Prozesses durch
die mechanische Beanspruchung und/oder durch das Ansammeln von Poliermaterial,
das bei dem CMP-Prozess verwendet wird. Bei dem Aufbereitungsvorgang
wird sowohl die mechanische Struktur des Poliertuchs 1 wieder
gelockert, als auch das Poliertuch 1 von Poliermaterial gereinigt.
Somit ändert
sich während
des Aufbereitungsvorgangs die Dicke des Poliertuchs 1,
die somit als Maß für den Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 verwendet werden kann.The thickness of the polishing cloth 1 Changes during the CMP process by the mechanical stress and / or by the accumulation of polishing material, which is used in the CMP process. In the conditioning process, both the mechanical structure of the polishing cloth 1 relaxed again, as well as the polishing cloth 1 cleaned of polishing material. Thus, during the conditioning operation, the thickness of the polishing cloth changes 1 , thus as a measure of the condition of the polishing cloth 1 can be used.
Zur
Erfassung der Dicke des Poliertuchs 1 wird beispielsweise
ein optischer Sensor 24 eingesetzt. Der Sensor 24 erfasst
dabei den Abstand zwischen der Oberfläche 12 des Poliertuchs 1 und
dem Sensor 24. Dazu ist der Sensor 24 ortsfest
oberhalb des Poliertuchs 1 angeordnet. Zudem ist im Datenspeicher 22 ein
Wert für
den Abstand zwischen der Oberfläche
des Tuchträgers 2 und
dem Sensor 24 abgelegt. Aus der Differenz zwischen dem
Abstand des Sensors 24 und der Oberfläche 12 des Poliertuchs 1 und
dem abgelegten Wert für
den Abstand zwischen dem Sensor 24 und der Oberfläche des Tuchträgers 2 berechnet
das Steuergerät 17 die
aktuelle Dicke während
des Aufbereitungsvorgangs. Entspricht die aktuelle Dicke des Poliertuchs
1 einem abgelegten Wert für
die Dicke, die einem gewünschten
Aufbereitungszustand entspricht, so beendet das Steuergerät 17 den
Aufbereitungsvorgang.For detecting the thickness of the polishing cloth 1 becomes, for example, an optical sensor 24 used. The sensor 24 captures the distance between the surface 12 of the polishing cloth 1 and the sensor 24 , This is the sensor 24 fixed above the polishing cloth 1 arranged. In addition, in the data memory 22 a value for the distance between the surface of the cloth carrier 2 and the sensor 24 stored. From the difference between the distance of the sensor 24 and the surface 12 of the polishing cloth 1 and the stored value for the distance between the sensor 24 and the surface of the cloth carrier 2 calculates the controller 17 the current thickness during the conditioning process. If the current thickness of the polishing cloth 1 corresponds to a stored value for the thickness which corresponds to a desired conditioning state, then the control unit terminates 17 the treatment process.
In
einer weiteren Ausführungsform
wird die Dicke des Poliertuchs mit einem induktiven Messverfahren
bestimmt. Dazu ist auf der Oberfläche 12 des Poliertuchs 1 eine
metallische Platte 29 angeordnet, die zusammen mit dem
metallischen Tuchträger 2 als Kondensator
wirkt. Aus der Kapazität
des Kondensators ermittelt das Steuergerät 17 die Dicke des
Poliertuchs 1.In a further embodiment, the thickness of the polishing cloth is determined by an inductive measuring method. This is on the surface 12 of the polishing cloth 1 a metallic plate 29 arranged along with the metallic cloth carrier 2 acts as a capacitor. From the capacitance of the capacitor determines the controller 17 the thickness of the polishing cloth 1 ,
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird zur Erfassung der Dicke des Poliertuchs 1 bzw. zur
Erfassung des Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 die
Höhenposition
des Konditionierwerkzeugs 6 erfasst. Dazu weist das Konditionierwerkzeug 6 eine
Messfläche 25 auf,
die der Sensor 24 abtastet. Das Konditionierwerkzeug 6 wird
während
des Aufbereitungsverfahrens mit einem festgelegten Druck auf die
Oberflä che 12 des
Poliertuchs 1 gedrückt.
Versuche haben gezeigt, dass sich während des Aufbereitungsverfahrens
die Weichheit des Poliertuchs 1 ändert. Somit ändert sich
auch die Höhenposition
des Konditionierwerkzeugs 6 und kann deshalb für die Erkennung
eines gewünschten
Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 verwendet werden.
Dazu wurden zuvor experimentell Werte für die Höhenposition des Konditionierwerkzeugs 6 abgelegt,
die bei einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 vorliegen. Die Höhenposition des
Konditionierwerkzeugs 6 wird während des Aufbereitungsvorgangs
erfasst und das Steuergerät 17 vergleicht
den über
den Sensor 24 erfassten Abstand zum Konditionierwerkzeug 6 und
vergleicht den erfassten Abstand mit dem abgelegten Abstand, der
einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs entspricht. Anstelle des Abstands
bzw. der Höhenposition
der Konditionierwerkzeuges 6 kann auch eine Änderung
des Abstandes bzw. eine Änderung der
Höhenposition
des Konditionierwerkzeugs 6 verwendet werden, um einen
gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs zu erkennen. Dazu ist eine
entsprechende Änderung
der Höhenposition bzw.
eine entsprechende Änderung
des Abstands zwischen dem Sensor 24 und dem Konditionierwerkzeug 6 im
Datenspeicher 22 abgelegt, die einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 entsprechen und
zuvor experimentell ermittelt wurden. Ändert sich die Höhenposition
gemäß dem abgelegten
Wert für
die Höhenposition,
so wird der Aufbereitungsvorgang des Poliertuchs beendet.In a further preferred embodiment, for detecting the thickness of the polishing cloth 1 or for recording the condition of the polishing cloth 1 the height position of the conditioning tool 6 detected. This is indicated by the conditioning tool 6 a measuring surface 25 on top of that the sensor 24 scans. The conditioning tool 6 is used during the conditioning process with a set pressure on the surface 12 of the polishing cloth 1 pressed. Experiments have shown that during the treatment process, the softness of the polishing cloth 1 changes. Thus, the height position of the conditioning tool also changes 6 and therefore can be used to detect a desired conditioning state of the polishing cloth 1 be used. These were previously experimentally values for the height position of the conditioning tool 6 filed at a desired state of preparation of the polishing cloth 1 available. The height position of the conditioning tool 6 is detected during the conditioning process and the controller 17 compares that over the sensor 24 recorded distance to the conditioning tool 6 and compares the detected distance with the stored distance corresponding to a desired condition of preparation of the polishing cloth. Instead of the distance or the height position of the conditioning tool 6 can also change the distance or a change in the height position of the conditioning tool 6 used to detect a desired condition of the polishing cloth. This is a corresponding change in the height position or a corresponding change in the distance between the sensor 24 and the conditioning tool 6 in the data store 22 filed, the a desired state of preparation of the polishing cloth 1 and previously determined experimentally. If the height position changes in accordance with the stored value for the height position, the processing operation of the polishing cloth is ended.
In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zur Erfassung des Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 die
Qualität der
Spülflüssigkeit
verwendet. Versuche haben gezeigt, dass sich die Qualität der Spülflüssigkeit
mit dem Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 ändert. Dies
ist insbesondere dann der Fall, wenn das Poliertuch 1 bei
CMP-Prozessen eingesetzt wurde, bei denen chemische Poliermittel
und/oder mechanische Poliermittel eingesetzt wurden. Am Anfang des
Aufbereitungsverfahrens ist das Poliertuch 1 noch mit relativ
viel Poliermittel verunreinigt. Somit wird in der Anfangsphase relativ
viel Poliermittel aus dem Poliertuch 1 ausgebürstet und
ausgeschwemmt. Das Poliermittel wird mit der Spülflüssigkeit auf den Boden des
Spülbeckens 5 gespült. Zur
Erfassung der Verunreinigung ist ein entsprechender chemischer Sensor 26 am
Boden des Spülbeckens 5 angeordnet,
der über
eine Signalleitung mit dem Steuergerät 17 verbunden ist.
Der chemische Sensor 26 erfasst nun die Qualität des Spülwasser,
die beispielsweise in Form des pH-Wertes und/oder in Form der Konzentration von
festgelegten Ionen eines Poliermittels erfasst werden kann. In einer
Experimentierphase wird die Qualität des Spülmittels erfasst, die ein Poliertuch 1 aufweist,
das einem gewünschten
Aufbereitungszustand aufweist. Entsprechende Werte für die Qualität der Spülflüssigkeit,
insbesondere den pH-Wert oder eine festgelegte Konzentration eines
Ions, das bei einem vorhergehenden CMP-Prozess als Poliermittel verwendet
wurde, sind im Datenspeicher 22 abgelegt. Während des
Aufbereitungszustands erfasst der chemische Sensor 26 den
pH-Wert oder die entsprechende Ionenkonzentration und gibt ein entsprechendes
Signal an ein Steuergerät 17.
Das Steuergerät 17 vergleicht
die erfassten Werte für
den pH-Wert und/oder die Ionenkonzentration mit den abgelegten Werten
für den
pH-Wert und/oder die Ionenkonzentration, die einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs entsprechen. Weist die Spülflüssigkeit
den gleichen pH-Wert und/oder die gleiche Ionenkonzentration wie
die abgelegten Werte auf, so wird das Aufbereitungsverfahren beendet,
denn in diesem Fall weist das Poliertuch den gewünschten Aufbereitungszustand
auf. Anstelle von pH-Werten und/oder von Ionenkonzentrationen können auch Änderungen
des pH-Werts und Änderungen
der Ionenkonzentration als Vergleichswerte im Datenspeicher 22 abgelegt
sein, die zuvor experimentell ermittelt wurden.In a further embodiment of the method according to the invention, the detection state of the polishing cloth is detected 1 the quality of the rinsing fluid used. Experiments have shown that the quality of the washing liquid with the condition of the polishing cloth 1 changes. This is especially the case when the polishing cloth 1 in CMP processes using chemical polishing agents and / or mechanical polishing agents. At the beginning of the treatment process is the polishing cloth 1 still contaminated with relatively much polish. Thus, in the initial phase relatively much polishing agent from the polishing cloth 1 brushed and washed out. The polish is flushed to the bottom of the sink 5 rinsed. To detect the contamination is a corresponding chemical sensor 26 at the bottom of the sink 5 arranged, via a signal line to the control unit 17 connected is. The chemical sensor 26 now detects the quality of the rinse water, which can be detected for example in the form of the pH and / or in the form of the concentration of fixed ions of a polishing agent. In an experimentation phase, the quality of the rinsing agent is recorded, which is a polishing cloth 1 having a desired conditioning state. Corresponding values for the quality of the rinsing liquid, in particular the pH or a fixed concentration of an ion, which was used as a polishing agent in a previous CMP process, are in the data memory 22 stored. During the treatment state, the chemical sensor detects 26 the pH or the corresponding ion concentration and gives a corresponding signal to a control unit 17 , The control unit 17 compares the detected values of pH and / or ion concentration with the stored pH and / or ion concentration values corresponding to a desired conditioning state match the polishing cloth. If the rinsing liquid has the same pH and / or the same ion concentration as the stored values, then the treatment process is ended, because in this case the polishing cloth has the desired conditioning state. Instead of pH values and / or ion concentrations, changes in the pH value and changes in the ion concentration can also be used as comparison values in the data memory 22 be stored, which were previously determined experimentally.
In
einer weiteren Ausführungsform
kann als Maß für den Aufbereitungszustand
auch eine Ionenkonzentration eines Materials verwendet werden, das
beim CMP-Prozess abgetragen wurde und sich im Poliertuch abgesetzt
hat. Auch in diesem Fall werden Vergleichswerte, die einem gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs entsprechen, experimentell
ermittelt und im Datenspeicher abgelegt.In
a further embodiment
can be used as a measure for the treatment state
also be used an ion concentration of a material, the
was removed during the CMP process and settled in the polishing cloth
Has. Also in this case, comparative values that are a desired
Condition of the polishing cloth correspond, experimentally
determined and stored in the data memory.
Die
Qualität
der Spülflüssigkeit
kann zudem auch bei Aufbereitungsverfahren eingesetzt werden, bei
denen die Aufbereitung des Poliertuchs mit einem Flüssigkeitsstrahl
durchgeführt
wird.The
quality
the rinsing liquid
can also be used in treatment processes, in
the preparation of the polishing cloth with a liquid jet
carried out
becomes.
2 zeigt
eine weitere Vorrichtung zur Aufbereitung eines Poliertuchs 1,
das mithilfe von Ultraschallwellen gereinigt wird. Dazu ist auf
dem Poliertuch 1 ein Gefäß 35 angeordnet, das
eine Wassersäule 34 auf
dem Poliertuch 1 begrenzt. Das Poliertuch ist auf einem
Tuchträger 2 gehaltert.
Die Wassersäule
wird mit einer Spülflüssigkeit 27 gespült. Die Spülflüssigkeit 27 dient
zur Spülung
und als Übertragungsmedium
für die
Ultraschallwellen, die von einer Ultraschallquelle 28 abgegeben
werden. Die Ultraschallquelle 28 ist ebenfalls in der Wassersäule angeordnet.
Die Spülflüssigkeit 27 wird
von einem Zuleitungsrohr 10 in die Wassersäule 34 abgegeben. Das
Gefäß 35 weist
einen Abfluss 11 auf, über
den die Spülflüssigkeit
aus der Wassersäule
abfließt. 2 shows a further device for the preparation of a polishing cloth 1 which is cleaned using ultrasonic waves. This is on the polishing cloth 1 a vessel 35 arranged, which has a water column 34 on the polishing cloth 1 limited. The polishing cloth is on a cloth carrier 2 supported. The water column is filled with a rinsing liquid 27 rinsed. The rinsing liquid 27 Used for flushing and as a transmission medium for the ultrasonic waves emitted by an ultrasonic source 28 be delivered. The ultrasound source 28 is also located in the water column. The rinsing liquid 27 is from a supply pipe 10 in the water column 34 issued. The container 35 has an outflow 11 on, over which the flushing liquid flows from the water column.
Auch
bei dieser Anordnung kann die Qualität der Spülflüssigkeit zur Erfassung des
Aufbereitungszustands des Poliertuchs 1 verwendet werden.
Dazu ist nahe dem Abfluss 11 ein chemischer Sensor 26 angeordnet.
Der chemische Sensor 26 ist stromabwärts in Bezug auf das Poliertuch 1 und
der Strömung
der Spülflüssigkeit
angeordnet. Durch die laufende Spülung ändert sich die Qualität der Spülflüssigkeit
mit dem Aufbereitungszustand des Poliertuchs. Auch in dieser Ausführungsform
kann der pH-Wert der Spülflüssigkeit
und/oder eine festgelegten Ionenkonzentration über den chemischen Sensor 26 erfasst
und an das Steuergerät 17 (nicht
dargestellt) weitergeleitet werden.Even with this arrangement, the quality of the rinsing liquid for detecting the state of preparation of the polishing cloth 1 be used. This is near the drain 11 a chemical sensor 26 arranged. The chemical sensor 26 is downstream with respect to the polishing cloth 1 and arranged the flow of the rinsing liquid. The ongoing rinsing changes the quality of the rinsing liquid with the condition of the polishing cloth. Also in this embodiment, the pH of the rinsing liquid and / or a fixed ion concentration over the chemical sensor 26 recorded and sent to the control unit 17 (not shown) forwarded.
Im
Steuergerät 17 sind
für die
entsprechende Anordnung experimentell ermittelte Vergleichswerte für die pH-Konzentration
und/oder die festgelegte Ionenkonzentration abgelegt, die einem
gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs entsprechen. Anstelle des pH-Wertes und/oder der
festgelegten Ionenkonzentration kann auch eine pH-Wertänderung und/oder
eine Ionenkonzentrationänderung
als Vergleichswert erfasst und abgelegt sein. Auch die pH-Wertänderung
und/oder die Ionenkonzentrationänderung
wurde zuvor experimentell ermittelt. Erkennt das Steuergerät 17,
dass die Qualität
der Spülflüssigkeit
einem abgelegten Wert entspricht, so wird vom Steuergerät 17 der
Aufbereitungsvorgang durch die Ultraschallquelle 28 beendet.In the control unit 17 are stored for the corresponding arrangement experimentally determined comparative values for the pH concentration and / or the fixed ion concentration, which correspond to a desired state of preparation of the polishing cloth. Instead of the pH and / or the defined ion concentration, a pH change and / or an ion concentration change can also be detected and stored as comparison value. Also, the pH change and / or the ion concentration change was previously determined experimentally. Detects the controller 17 that the quality of the rinsing liquid corresponds to a stored value, so is the control unit 17 the treatment process by the ultrasonic source 28 completed.
3 zeigt
eine Anordnung, bei der eine Reibungsmesseinheit 31 vorgesehen
ist, mit der der Aufbereitungszustand des Poliertuchs 1 mit
einer Reibungsmessung erfasst wird. Dazu ist ein Drehmotor 32 vorgesehen,
der eine Messscheibe 33 in Rotationsbewegung über die
Oberfläche 12 des
Poliertuchs bewegt. Dabei wird die Messscheibe mit einer definierten
Kraft auf das Poliertuch 1 gedrückt. Gleichzeitig wird die
zwischen der Messscheibe 33 und dem Poliertuch 1 wirkende
Reibungskraft erfasst. Dazu wird beispielsweise die Stromaufnahme des
Drehmotors 32 erfasst. Der erfasste Wert für die Reibungskraft
wird an das Steuergerät 17 übermittelt und
mit abgelegten Vergleichswerten verglichen. Anstelle der Reibungskraft
kann auch oder zusätzlich eine Änderung
der Reibungskraft verwendet werden. 3 shows an arrangement in which a friction measuring unit 31 is provided, with the processing state of the polishing cloth 1 is detected with a friction measurement. This is a rotary motor 32 provided that a measuring disk 33 in rotational motion over the surface 12 of the polishing cloth moves. In doing so, the measuring disk is pressed onto the polishing cloth with a defined force 1 pressed. At the same time, the between the measuring disc 33 and the polishing cloth 1 acting frictional force detected. For this example, the current consumption of the rotary motor 32 detected. The detected value for the friction force is sent to the controller 17 transmitted and compared with stored comparison values. Instead of the frictional force, a change of the frictional force can also or additionally be used.
Aus
dem Vergleich erkennt das Steuergerät 17 einen gewünschten
Aufbereitungszustand des Poliertuchs und der Aufbereitungsvorgang
wird beendet.From the comparison, the controller recognizes 17 a desired preparation state of the polishing cloth and the dressing process is terminated.
4 zeigt
eine weitere Anordnung, bei der zusätzlich zur Platte 29,
die auf der Oberfläche
des Poliertuchs 1 aufgebracht ist, ein Kapazitätsmessgerät 30 vorgesehen
ist, das die Kapazität
des Kondensators erfasst, der zwischen der Platte 29 auf
dem Tuchträger 2 ausgebildet
ist. Der Wert und/oder die Änderung
des Werts der Kapazität
wird vom Kapazitätsmessgerät 30 an
das Steuergerät 17 weitergeleitet.
Das Steuergerät 17 erkennt
aus einem Vergleich der gemessenen Kapazität und/oder Kapazitätsänderung
mit abgelegten Werten einen gewünschten Aufbereitungszustand
des Poliertuchs 1 und beendet das Aufbereitungsverfahren. 4 shows another arrangement, in addition to the plate 29 standing on the surface of the polishing cloth 1 is applied, a capacitance meter 30 is provided, which detects the capacitance of the capacitor between the plate 29 on the cloth carrier 2 is trained. The value and / or the change in the value of the capacity is determined by the capacity meter 30 to the control unit 17 forwarded. The control unit 17 recognizes a desired condition of the polishing cloth from a comparison of the measured capacity and / or capacity change with stored values 1 and ends the preparation process.
-
11
-
Poliertuchpolishing cloth
-
22
-
Tuchträgerblanket support
-
33
-
Erste
AchseFirst
axis
-
44
-
Erster
Motorfirst
engine
-
55
-
SpülbeckenSink
-
66
-
Konditionierwerkzeugdressing tool
-
77
-
Zweiter
Motorsecond
engine
-
88th
-
Führungsachseguide axis
-
99
-
Antriebdrive
-
1010
-
Zuleitungsrohrsupply pipe
-
1111
-
Abflussoutflow
-
1212
-
Oberflächesurface
-
1313
-
Bearbeitungsflächeworking surface
-
1414
-
Strom-/SteuerleitungPower / control
-
1515
-
Strom-/SteuerleitungPower / control
-
1616
-
Strom-/SteuerleitungPower / control
-
1717
-
Steuergerätcontrol unit
-
1818
-
Erster
Stromsensorfirst
current sensor
-
1919
-
Zweiter
Stromsensorsecond
current sensor
-
2020
-
Erster
Drehzahlsensorfirst
Speed sensor
-
2121
-
Zweiter
Drehzahlsensorsecond
Speed sensor
-
2222
-
Datenspeicherdata storage
-
2323
-
Temperatursensortemperature sensor
-
2424
-
Optischer
Sensoroptical
sensor
-
2525
-
Messflächemeasuring surface
-
2626
-
Chemischer
Sensorchemical
sensor
-
2727
-
Spülflüssigkeitrinse
-
2828
-
Ultraschallquelleultrasound source
-
2929
-
Platteplate
-
3030
-
Messgerätgauge
-
3131
-
Reibungsmessgerätfriction meter
-
3232
-
Drehmotorrotary engine
-
3333
-
Messscheibemeasuring disk
-
3434
-
Wassersäulewater column
-
3535
-
Gefäßvessel