DE10324429A1

DE10324429A1 - Verfahren und System zum Steuern des chemisch-mechanischen Polierens mittels eines Sensorsignals eines Polierkissenkonditionierers

Info

Publication number: DE10324429A1
Application number: DE10324429A
Authority: DE
Inventors: Jens Kramer; Uwe Gunter Stoeckgen; Jens Kunath
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: CN100556620C; TWI320732B; TW200507981A; CN1795076A; DE10324429B4; JP4699371B2; CN101693352A; JP2007529111A; US20040242122A1; US7150675B2

Abstract

In einem System und einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sensorsignal, etwa ein Motorstromsignal, von einer Antriebsanordnung eines Kissenkonditionierungssystems verwendet, um den Status eines oder mehrerer Verbrauchsmaterialien in einem CMP-System anzuschätzen.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Herstellung von Mikrostrukturen und betrifft insbesondere eine Anlage zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Substraten, die beispielsweise eine Vielzahl von Chipflächen zur Herstellung integrierter Schaltungen tragen, wobei die Anlage mit einem Konditionierersystem ausgestattet ist, um die Oberfläche eines Polierkissens der Anlage zu konditionieren.

In Mikrostrukturen, etwa in integrierten Schaltungen, werden eine große Anzahl von Elementen, etwa von Transistoren, Kondensatoren und Widerständen, auf einem einzelnen Substrat hergestellt, indem halbleitende, leitende und isolierende Materialschichten abgeschieden und durch Photolithographie- und Ätzverfahren strukturiert werden. Häufig entsteht das Problem, dass das Strukturieren einer nachfolgenden Materialschicht nachteilig durch eine ausgeprägte Topographie der zuvor gebildeten Materialschichten beeinflusst wird. Ferner erfordert die Herstellung von Mikrostrukturen häufig das Abtragen von überschüssigem Material einer zuvor abgeschiedenen Materialschicht. Beispielsweise können einzelne Schaltungselemente elektrisch mittels Metallleitungen verbunden sein, die in einem Dielektrikum eingebettet sind, wodurch eine sogenannte Metallisierungsschicht gebildet wird. In modernen integrierten Schaltungen ist typischerweise eine Vielzahl derartiger Metallisierungsschichten vorgesehen, die übereinander gestapelt werden müssen, um die erforderliche Funktionsfähigkeit zu erreichen. Das wiederholte Strukturieren von Materialschichten erzeugt jedoch eine zunehmend nicht planare Oberflächentopographie, die nachfolgende Strukturierungsprozesse beinträchtigen kann, insbesondere für Mikrostrukturen mit Strukturelementen mit minimalen Abmessungen im Bereich unter einem Mikrometer, wie dies für technisch fortschrittliche integrierte Schaltungen der Fall ist.

Es hat sich daher gezeigt, dass es notwendig ist, die Oberfläche des Substrats zwischen der Herstellung spezieller nachfolgender Schichten zu planarisieren. Eine planare Oberfläche des Substrats ist aus diversen Gründen wünschenswert, unter anderem wegen der eingeschränkten optischen Fokustiefe bei der Photolithographie, die zur Strukturierung der Materialschichten von Mikrostrukturen angewendet wird.

Das chemisch-mechanische Polieren (CMP) ist ein geeigneter und häufig verwendeter Prozess zur Entfernung von überschüssigem Material und zum Erreichen einer globalen Ebenheit eines Substrats. Beim CMP-Prozess wird eine Scheibe auf einem geeignet ausgebildeten Träger, der auch als Polierkopf bezeichnet wird, montiert und der Träger wird relativ zu einem Polierkissen bewegt, während die Scheibe mit dem Polierkissen in Berührung ist. Eine Schleifmittellösung wird dem Polierkissen während des CMP-Prozesses zugeführt und enthält eine chemische Verbindung, die mit dem Material oder den Materialien der einzuebnenden Schicht reagiert, indem beispielsweise das Material in ein Oxid umgewandelt wird, während das Reaktionsprodukt, etwa ein Metalloxid, dann mechanisch mit Schleifpartikeln entfernt wird, die in der Schleifmittellösung und/oder dem Polierkissen enthalten sind. Um eine erforderliche Abtragsrate zu erhalten, wobei gleichzeitig ein hohes Maß an Ebenheit der Schicht erreicht wird, müssen Parameter und Bedingungen des CMP-Prozesses geeignet gewählt werden, wobei Faktoren zu berücksichtigen sind, etwa der Aufbau des Polierkissens, die Art der Schleifmittelösung, der auf die Scheibe während der Bewegung relativ zu dem Polierkissen ausgeübte Druck und die Relativgeschwindigkeit zwischen der Scheibe und dem Polierkissen. Die Abtragsrate hängt ferner signifikant ab von der Temperatur der Schleifmittellösung, die wiederum deutlich durch das Maß an Reibung beeinflusst wird, die bei der Relativbewegung des Polierkissens und der Scheibe zueinander erzeugt wird, von dem Maß der Sättigung der Schleifmittellösung mit abgetragenen Partikeln und insbesondere dem Zustand der Polieroberfläche des Polierkissens.

Die meisten Polierkissen sind aus einem Polymermaterial mit zellartiger Mikrostruktur aufgebaut, die zahlreiche Hohlräume darin enthalten, die während des Betriebs mit der Schleifmittelösung gefüllt werden. Eine Verdichtung der Schleifmittellösung innerhalb der Hohlräume tritt auf Grund der absorbierten Partikel auf, die von der Substratoberfläche abgetragen wurden und sich in der Schleifmittellösung ansammeln. Als Folge davon verringert sich die Abtragsrate ständig, wodurch die Zuverlässigkeit des Einebnungsprozesses nachteilig beeinflusst wird und damit die Ausbeute und die Zuverlässigkeit für die fertiggestellten Halbleiterbauelemente beeinträchtigt werden. Um dieses Problem teilweise zu lösen wird ein sogenannter Kissenkonditionierer verwendet, der die polierende Oberfläche des Polierkissens „re-konditioniert" bzw. „wieder aufbereitet". Der Kissenkonditionierer umfasst eine konditionierende Oberfläche, die aus einer Vielzahl von Materialien aufgebaut sein kann, beispielsweise aus Diamant, der in einem widerstandsfähigen Material eingefasst ist. In diesen Fällen wird die abgearbeitete Oberfläche des Kissens abgetragen und/oder wieder aufbereitet mittels des harten Materials des Kissenkonditionierers, sobald die Abtragsrate als zu gering eingeschätzt wird. In anderen Fällen, etwa in moderneren CMP-Anlagen, ist der Kissenkonditionierer ständig mit dem Polierkissen in Berührung, während das Substrat poliert wird.

In technisch fortschrittlichen integrierten Schaltungen sind die Prozessanforderungen hinsichtlich der Gleichförmigkeit des CMP-Prozesses sehr strikt, so dass der Zustand des Polierkissens möglichst konstant über die gesamte Fläche eines einzelnen Substrats sowie für das Verarbeiten möglichst vieler Substrate gehalten werden muss. Folglich sind die Kissenkonditionierer typischerweise mit einer Antriebsanordnung und einer Steuerungseinheit versehen, die es ermöglichen, dass der Kissenkonditionierer, d. h. zumindest ein Träger mit der konditionierenden Oberfläche, in Bezug auf den Polierkopf und das Polierkissen so bewegbar ist, um das Polierkissen gleichförmig wieder aufzubereiten, wobei gleichzeitig eine Störung der Bewegung des Polierkopfes vermieden wird. Daher werden ein oder mehrere Elektromotoren typischerweise in der Konditioniererantriebsanordnung vorgesehen, um die konditionierende Oberfläche in geeigneter Weise zu drehen und/oder zu schwenken.

Ein Problem bei konventionellen CMP-Systemen gründet auf der Tatsache, dass Verbrauchsmaterialien, etwa die konditionierende Oberfläche, das Polierkissen, Komponenten des Polierkopfes und dergleichen regelmäßig ersetzt werden müssen. Beispielsweise können diamantenthaltende konditionierende Oberflächen typischerweise eine Lebensdauer von weniger als 2000 Substraten aufweisen, wobei die tatsächliche Lebensdauer von diversen Faktoren abhängt, die es sehr schwer machen, die geeignete Zeit für den Austausch vorherzusagen. Im Allgemeinen trägt ein Ersetzen der Verbrauchsmaterialien in einem frühen Zustand deutlich zu den Betriebskosten und zu einer reduzierten Anlagenverfügbarkeit bei, wohingegen ein Austauschen eines oder mehrerer Verbrauchsmaterialien eines CMP-Systems in einem sehr fortgeschrittenem Stadium die Prozessstabilität gefährden kann. Ferner macht es die Alterung der Verbrauchsmaterialien schwierig, die Prozessstabilität zu bewahren und zuverlässig einen optimalen Zeitpunkt für den Austausch der Verbrauchsmaterialien vorherzusagen.

Angesichts der zuvor aufgeführten Probleme besteht daher ein Bedarf für eine verbesserte Steuerungsstrategie in CMP-Systemen, wobei das Verhalten von Verbrauchsmaterialien berücksichtigt wird.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik zum Steuern eines CMP-Systems auf der Grundlage eines Signals, das den Status einer Antriebsanordnung repräsentiert, die mit einem Kissenkonditionierer gekoppelt ist, wobei das von der Antriebsanordnung bereitgestellte Signal verwendet werden kann, um den momentanen Anlagenstatus zu kennzeichnen und/oder um eine verbleibende Lebensdauerzeit eines oder mehrerer Verbrauchsmaterialien des CMP-Systems abzuschätzen und/oder um die Qualität der CMP-Prozesssteuerung zu verbessern. Dazu kann das von der Antriebsanordnung des Kissenkonditionierers gelieferte Signal als ein „Sensor-"Signal dienen, das Informationen hinsichtlich des momentanen Status der konditionierenden Oberfläche enthält, der wiederum zur Vorhersage der Lebensdauer und/oder zum erneuten Einstellen eines oder mehrerer Prozessparameter des CMP-Prozesses bewertet werden kann. Da die Reibungskraft, die durch die Relativbewegung zwischen einer konditionierenden Oberfläche und eines Polierkissens erzeugt wird, im Wesentlichen unempfindlich auf kurzzeitige Fluktuationen ist – im Gegensatz zur Reibungskraft zwischen einem Substrat und dem Polierkissen – kann ein für diese Reibungskraft kennzeichnendes Signal in effizienter Weise zum Abschätzen des Status der konditionierende Oberfläche verwendet werden. Erfindungsgemäß wird die Antriebsanordnung des Kissenkonditionerers als eine Quelle zum Erzeugen eines Signals verwendet, das die Reibungskraft kennzeichnet, und dient damit als ein „Status-" Sensor zumindest der konditionierenden Oberfläche des Kissenkonditionierers.

Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum chemisch-mechanischen Polieren einen bewegbaren und aktivierbaren Polierkopf, der ausgebildet ist, ein Substrat zu empfangen und in Position zu halten. Ferner ist ein Polierkissen vorgesehen, das auf einem Teller montiert ist, der mit einer ersten Antriebsanordnung in Verbindung steht. Eine Kissenkonditionierungsanordnung ist mit einer zweiten Antriebsanordnung verbunden. Eine Steuereinheit ist funktionsmäßig mit dem Polierkopf und der ersten Antriebsanordnung und der zweiten Antriebsanordnung verbunden, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, um den Betrieb der ersten und der zweiten Antriebsanordnung zu steuern und um eine Indikation für mindestens eine Eigenschaft einer Verbrauchskomponente des CMP-Systems bereitzustellen, wenn ein Sensorsignal von der zweiten Antriebsanordnung empfangen wird.

Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines CMP-Systems das Erhalten eines Sensorsignals von einer elektrischen Antriebsanordnung, die einen Kissenkonditionierer des CMP-Systems antreibt, und das Abschätzen eines Zustand des Kissenkontionierers auf der Grundlage des Sensorsignals.

Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Abschätzen einer Lebensdauer eines Verbrauchsmaterials in einem CMP-System das Bestimmen des Zustands einer ersten konditionierenden Oberfläche eines Kissenkonditionierers an mehreren Zeitpunkten, während die erste konditionierende Oberfläche bei vordefinierten Betriebsbedingungen des CMP-Systems angewendet wird. Des weiteren wird eine Beziehung zwischen dem für jeden Zeitpunkt bestimmten Status und einem Sensorsignal ermittelt, das mindestens einen Parameter einer Antriebsanordnung zum Antreiben des Kissenkonditionierers kennzeichnet. Schließlich wird das Sensorsignal auf der Grundlage der Beziehung bewertet, wenn das CMP-System bei den vordefinierten Betriebsbedingungen mit einer zweiten konditionierenden Oberfläche betrieben wird, um damit eine verbleibende Lebensdauer mindestens einer Verbrauchskomponente des CMP-Systems abzuschätzen.

Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Prozesssequenz mit einem CMP-Prozess das Erhalten eines Signals von einer Konditioniererantriebsanordnung eines CMP-Systems, wobei das Signal kennzeichnend ist für ein Motordrehmoment und/oder eine Motorlaufgeschwindigkeit der Antriebsanordnung. Ferner wird mindestens ein Prozessparameter in der Prozesssequenz auf der Grundlage des Signals eingestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird; es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines CMP-Systems gemäß anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

2 einen Graphen, der die Abhängigkeit zwischen dem Motorstrom einer Konditioniererantriebsanordnung gegenüber der Konditionierungszeit darstellt;

3 einen Graphen des Motorstroms einer Konditioniererantriebsanordnung in Abhängigkeit von der Zeit, während ein Substrat unter im Wesentlichen stabilen Konditionierungsbedingungen poliert wird; und

4 schematisch einen Graphen, der die Abhängigkeit einer speziellen Eigenschaft einer konditionierenden Oberfläche, beispielsweise in Form einer Abtragsrate, die beim Konditionieren eines Polierkissens unter vordefinierten Betriebsbedingungen erhalten wird, gegenüber dem Motorstrom zum Antreiben der konditionierenden Oberfläche darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.

Mit Bezug zu den Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.

1 zeigt schematisch ein CMP-System 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das CMP-System 100 umfasst einen Teller 101, auf dem ein Polierkissen 102 montiert ist. Der Teller 101 ist drehbar an einer Antriebsanordnung 103 befestigt, die ausgebildet ist, den Teller 101 bei einer gewünschten Drehzahl zwischen einem Bereich von Null bis einige hundert Umdrehungen pro Minute zu rotieren. Ein Polierkopf 104 ist mit einer Antriebsanordnung 105 gekoppelt, die ausgebildet ist, den Polierkopf 104 zu drehen und diesen radial in Bezug auf den Teller 101 zu bewegen, wie dies durch 106 angezeigt ist.

Ferner kann die Antriebsanordnung 105 so ausgebildet sein, um den Polierkopf 104 in einer beliebigen gewünschten Weise zu bewegen, wie dies zum Einladen und Ausladen eines Substrats 107 erforderlich ist, das von dem Polierkopf 104 empfangen und in Position gehalten wird. Eine Schleifmittellösungszufuhr 108 ist vorgesehen und so positioniert, dass eine Schleifmittellösung 109 in geeigneter Weise dem Polierkissen 102 zugeführt werden kann.

Das CMP-System 100 umfasst ferner ein konditionierendes System 110, das im Weiteren auch als Kissenkoditionierer 110 bezeichnet wird, mit einem Kopf 111, an welchem ein konditionierendes Element 113 mit einer konditionierenden Oberfläche mit einem geeigneten Material, etwa Diamant mit einer speziellen Oberflächenbeschaffenheit, die so gestaltet ist, um eine optimale konditionierende Wirkung an dem Polierkissen 102 zu erhalten, angebracht ist. Der Kopf 111 ist mit einer Antriebsanordnung 112 verbunden, die wiederum ausgebildet ist, um den Kopf 111 zu drehen und diesen radial in Bezug auf den Teller 101 zu bewegen, wie dies durch den Pfeil 114 angedeutet ist. Des weiteren kann die Antriebsanordnung 112 so ausgestaltet sein, dass sie den Kopf 111 eine beliebige Bewegbarkeit verleiht, die zum Erreichen des geeigneten konditionierend Effekts erforderlich ist.

Die Antriebsanordnung 112 umfasst mindestens einen Elektromotor geeigneter Machart, um dem Kissenkonditionierer 110 die erforderliche Funktionalität zu verleihen. Zum Beispiel kann die Antriebsanordnung 112 einen beliebigen DC-(Gleichstrom) oder AC-(Wechselstrom) Servomotor enthalten. In ähnlicher Weise können die Antriebsanordnungen 103 und 105 mit einem oder mehreren geeigneten Elektromotoren ausgestattet sein.

Das CMP-System 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 120, die funktionsmäßig mit den Antriebsanordnungen 103, 105 und 112 verbunden ist. Die Steuereinheit 120 kann auch mit der Schleifmittelzufuhr 108 verbunden sein, um das Abgeben von Schleifmittellösung zu bewirken. Die Steuereinheit 120 kann aus zwei oder mehr Teileinheiten aufgebaut sein, die mittels geeigneter Kommunikationsnetzwerke in Verbindung stehen, etwa durch Kabelverbindungen, drahtlose Netzwerke und dergleichen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 120 eine Untersteuereinheit aufweisen, wie sie in konventionellen CMP- Systemen vorgesehen ist, um in geeigneter Weise Steuersignale 121, 122 und 123 zu den Antriebsanordnungen 105, 103 und 112 zu liefern, um die Bewegung des Polierkopfes 104, des Polierkissens 102 und des Kissenkonditionierers 110 zu koordinieren. Die Steuersignale 121, 122 und 123 können eine beliebige geeignete Signalform repräsentieren, um die entsprechenden Antriebsanordnungen zu instruieren, mit der erforderlichen Rotations- und/oder Translationsgeschwindigkeit zu arbeiten.

Im Gegensatz zu konventionellen CMP-Systemen ist die Steuereinheit 120 so ausgebildet, um ein Signal 124 von der Antriebsanordnung 112 zu empfangen und zu verarbeiten, das im Prinzip eine Reibungskraft kennzeichnet, die zwischen dem Polierkissen 102 und dem konditionierenden Element 113 während des Betriebs wirkt. Daher wird das Signal 124 auch als „Sensor"-Signal bezeichnet. Die Möglichkeit des Empfangens und Verarbeitens des Sensorsignals 124 kann in Form einer entsprechenden Untereinheit, eines separaten Steuerungsgerätes, etwa einem PC, oder als Teil eines Fabrikmanagementsystem implementiert sein. Eine Datenkommunikation zum Kombinieren der konventionellen Prozesssteuerungsfunktionen mit der Sensorsignalverarbeitung kann durch die oben genannten Kommunikationsnetzwerke erreicht werden.

Während des Betriebs des CMP-Systems 100 wird das Substrat 107 in den Polierkopf 104 eingeladen, der geeignet positioniert worden ist, um das Substrat 107 aufzunehmen und dieses zu dem Polierkissen 102 zu transportieren. Es sollte beachtet werden, dass der Polierkopf 104 typischerweise mehrere Gasleitungen aufweist, die Vakuum und/oder Gase zu dem Polierkopf 104 führen, um das Substrat 107 zu fixieren und um eine spezielle Andruckskraft während der Relativbewegung zwischen dem Substrat 107 dem Polierkissen 102 auszuüben.

Die diversen Funktionen, die für den korrekten Betrieb des Polierkopfes 104 erforderlich sind, können ebenso von der Steuereinheit 120 gesteuert werden. Die Schleifmittelzufuhr 108 wird betätigt, beispielsweise durch die Steuereinheit 120, um die Schleifmittellösung 109 zuzuführen, die über das Polierkissen 102 beim Drehen des Tellers 101 und des Polierkopfes 104 verteilt wird. Die Steuersignale 121 und 122, die den Antriebsanordnungen 105 und 103 zugeführt werden, bewirken eine spezielle Relativbewegung zwischen dem Substrat 107 und dem Polierkissen 102, um eine gewünschte Abtragsrate zu erreichen, die, wie zuvor erläutert, unter anderem von den Eigenschaften des Substrats 107, dem Aufbau und dem momentanen Status des Polierkissens 102, der Art der verwendeten Schleifmittellösung 109 und der auf das Substrat 107 ausgeübten Andruckskraft abhängt. Vor und/oder während des Polierens des Substrats 107 wird das konditionierende Element 113 mit dem Polierkissen 102 in Berührung gebracht, um die Oberfläche des Polierkissens 102 wieder aufzubereiten. Dazu wird der Kopf 111 in Drehung versetzt und/oder über das Polierkissen 102 geschwenkt, wobei z. B. die Steuereinheit 120 das Steuersignal 123 so bereitstellt, dass eine im Wesentliche konstante Geschwindigkeit, beispielsweise ein Rotationsgeschwindigkeit, während des Konditionierungsprozesses beibehalten wird. Abhängig von dem Zustand des Polierkissens 102 und der konditionierenden Oberfläche des Elements 113 wirkt für eine vorgegebene Art der Schleifmittellösung 109 eine Reibungskraft und erfordert einen spezifischen Betrag an Motordrehmoment, um die spezifizierte konstante Drehgeschwindigkeit beizubehalten.

Im Gegensatz zu der Reibungskraft, die zwischen dem Substrat 107 und dem Polierkissen 102 wirkt, die deutlich von Substrateigenarten abhängen kann und daher deutlich während des Polierprozesses eines einzelnen Substrats variieren kann, ist die Reibungskraft zwischen dem konditionierenden Element 113 und dem Polierkissen 102 im Wesentlichen durch eine „Langzeit"-Entwicklung des Kissenzustandes und des Zustandes des konditionierenden Elements bestimmt, ohne auf substratbedingte Kurzzeitfluktuationen zu reagieren. Beispielsweise kann während des Verlaufs des Konditionierungsprozesses für eine Vielzahl von Substraten 107 eine Schärfe der Oberflächenbeschaffenheit des konditionierenden Elements 113 abnehmen, was zu einer Reduzierung der Reibungskraft zwischen dem Kissen 102 und dem konditionierenden Element 113 führen kann. Folglich nehmen das Motordrehmoment und damit der zur Beibehaltung der konstanten Drehgeschwindigkeit erforderliche Motorstrom ebenso ab. Somit trägt der Wert des Motordrehmoments Information hinsichtlich der Reibungskraft in sich und hängt damit von dem Zustand zumindest des konditionierenden Elements 113 ab. Das Sensorsignal 124, das beispielsweise das Motordrehmoment oder den Motorstrom repräsentiert, wird von der Steuereinheit 120 empfangen und so verarbeitet, um den momentanen Status mindestens des konditionierenden Elements 113 abzuschätzen. Somit kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Motormoment eine Eigenschaft des konditionierenden Elements 113 repräsentieren, um dessen momentanen Status abzuschätzen. D. h., das Motordrehmoment charakterisiert die Reibungskraft und somit die konditionierende Wirkung, die momentan von dem konditionierenden Element 113 bereitgestellt wird.

Bei Empfang und Verarbeitung, beispielsweise bei Vergleich mit einem Schwellwert, kann dann die Steuereinheit 120 anzeigen, ob der momentane Status des konditionierenden Elements 113 zulässig ist, d. h. ob dieser als geeignet erachtet wird, um den gewünschten konditionierenden Effekt zu liefern. In anderen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 120 ferner die verbleibende Lebensdauer des konditionierenden Elements 113 abschätzen, indem beispielsweise zuvor erhaltene Motordrehmomentswerte gespeichert und diese Werte für die weitere Konditionierungszeit auf der Grundlage geeigneter Algorithmen und/oder auf der Grundlage von Referenzdaten, die zuvor gewonnen wurden, interpoliert werden, wie dies mit Bezug zu 2 detaillierter beschrieben wird.

2 zeigt schematisch einen Graphen, der die Abhängigkeit des Motorstromes der Antriebsanordnung 112 gegenüber der Konditionierungszeit für spezifizierte Betriebsbedingungen des CMP-Systems 100 darstellt. Unter spezifizierten Betriebsbedingungen ist gemeint, dass eine spezifizierte Art der Schleifmittellösung 109 während des Konditionierungsprozesses bereitgestellt wird, wobei die Drehgeschwindigkeit des Tellers 101 und die des Kopfes 111 im Wesentlichen konstant gehalten werden. Ferner kann beim Ermitteln repräsentativer Daten oder Referenzdaten für den Motorstrom das CMP-System 100 ohne ein Substrat 107 betrieben werden, um die Abhängigkeit der Kissenalterung zum Abschätzen des Status des konditionierenden Elements 113 zu minimieren. In anderen Ausführungsformen kann ein Produktsubstrat 107 oder ein spezielles Testsubstrat poliert werden, um gleichzeitig Informationen über den Status des Polierkissens 102 und des konditionierenden Elements 113 zu erhalten, wie dies später erläutert ist.

2 zeigt das Sensorsignal 124, das in dieser Ausführungsform den Motorstrom repräsentiert, für drei unterschiedliche Konditionierungselemente 113 in Bezug auf die Konditionierungszeit. Wie gesagt, können die Motorstromwerte bei diskreten Zeitpunkten ermittelt werden oder können im Wesentlichen kontinuierlich gewonnen werden, abhängig von der Fähigkeit der Steuereinheit 120 beim Verarbeiten des Sensorsignals 124 und von der Fähigkeit der Antriebsanordnung 112, das Sensorsignal 124 in einer zeitlich diskreten Weise oder in einer im Wesentlichen kontinuierlichen Weise bereitzustellen.

In anderen Ausführungsformen können glatte Motorstromkurven erhalten werden, indem interpoliert wird oder ansonsten Fitalgorithmen auf diskrete Motorstromwerte angewendet werden.

In 2 repräsentieren die Kurven A, B und C die entsprechenden Sensorsignale 124 der drei unterschiedlichen konditionierenden Elemente 113, wobei in dem vorliegenden Beispiel angenommen ist, dass die Kurven A, B und C mit Polierkissen 102 ermittelt wurden, die häufig ersetzt werden, um im Wesentlichen den Einfluss der Kissenabnutzung auf den Motorstrom auszuschließen. Die Kurve A repräsentiert ein konditionierendes Element 113, das einen hohen Betrag an Motorstrom über die gesamte Konditionierungszeit im Vergleich zu den konditionierenden Elementen 113, die durch die Kurven B und C repräsentiert sind, erfordert. Somit kann die Reibungskraft und damit die konditionierende Wirkung des konditionierenden Elements 113, das durch die Kurve A repräsentiert ist, größer sein als die konditionierende Wirkung, die von den konditionierenden Elementen 113, die durch die Kurven B und C repräsentiert sind, geliefert wird. Die gestrichelte Linie, die als groß L bezeichnet ist, kann den minimalen Motorstrom und damit die minimale konditionierende Wirkung repräsentieren, die zumindest erforderlich ist, um eine als ausreichend erachtende Prozessstabilität während des Polierens des Substrats 107 zu gewährleisten. Daher bezeichnen die drei Zeitpunkte t_A, t_B, t_C die entsprechenden nutzbaren Lebensdauer der drei konditionierenden Elemente 113, die durch die Kurven A, B und C repräsentiert sind.

Falls die Kurven A, B und C durch gleichzeitiges Polieren tatsächlicher Produktsubstrate 107 ermittelt werden, kann die Steuereinheit 120 einen unzulässigen Systemstatus anzeigen, sobald die entsprechenden Zeitpunkte t_A, t_B, und t_C erreicht werden.

In anderen Ausführungsformen kann die verbleibende Lebensdauer des konditionierenden Elements 113 von der Steuereinheit 120 vorhergesagt werden auf der Grundlage des Sensorsignals 124, indem der vorhergehende Verlauf des Motorstromes bewertet und verwendet wird, um das Verhalten der entsprechenden Motorstromkurve für die Zukunft zu interpolieren. Es sei beispielsweise angenommen, dass das Sensorsignal 124 der Kurve B in 2 folgt und das bei einem Zeitpunkt t_P eine Vorhersage hinsichtlich der verbleibenden Lebensdauer des konditionierenden Elements 113 angefordert wird, um beispielsweise die Wartung diverser Komponenten des CMP-Systems 100 zu koordinieren, oder um die Anlagenverfügbarkeit abzuschätzen, wenn ein Prozessplan für eine gewisse Herstellungssequenz erstellt wird. Aus dem vorhergehenden Verlauf und der Steigung der Kurve B kann die Steuereinheit 120 dann, beispielsweise durch Interpolation, eine zuverlässige Abschätzung der Differenz t_B–t_P bestimmen, d. h. der verbleibenden nutzbaren Lebensdauer des konditionierenden Elements. Die Vorhersage der Steuereinheit 120 kann ferner auf der „Erfahrung" anderer Motorstromkurven basieren, die einen sehr ähnlichen Verlauf während der anfänglichen Phase t_P aufweisen. Dazu kann eine Bibliothek von Kurven, die das Sensorsignal 124 repräsentieren, erzeugt werden, wobei das Sensorsignal 124, beispielsweise der Motorstrom, mit der entsprechenden Konditionierungszeit für spezifizierte Betriebsbedingungen des CMP-Systems 100 in Beziehung gesetzt wird. Durch Verwenden der Bibliothek als Referenzdaten gewinnt die Zuverlässigkeit der vorhergesagten verbleibenden Lebenszeiten an Konsistenz, wenn eine zunehmende Datenmenge in die Bibliothek eingegeben wird. Ferner kann aus einer Vielzahl repräsentativer Kurven, etwa der Kurven A, B und C, ein Bemitteltes Verhalten der weiteren Entwicklung zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt ermittelt werden, um die Zuverlässigkeit bei der Vorhersage einer verbleibenden Lebensdauer des konditionierenden Elements 113 weiter zu verbessern.

Wie zuvor dargelegt ist, kann die Reibungskraft ebenso von dem momentanen Status des Polierkissens 102 abhängen und damit kann eine Alterung des Polierkissens 102 ebenso zum zeitlichen Verlauf des Sensorsignals 124 beitragen. Da das Polierkissen 102 und das konditionierende Element 113 deutlich unterschiedliche Lebensdauer aufweisen können, kann es vorteilhaft sein, Informationen hinsichtlich des Status sowohl des konditionierenden Elements 113 als auch des Polierkissens 102 zu erhalten, um in der Lage zu sein, separat einen erforderlichen Austausch der entsprechenden Komponente anzuzeigen. Daher wird in einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Beziehung erstellt zwischen der zeitlichen Entwicklung des Sensorsignals 124, das in einem Beispiel das Motorstromsignal ist, und der Alterung des Polierkissens 102. Dazu kann ein spezifizierter CMP-Prozess, d. h. ein vordefiniertes CMP-Rezept, für eine Vielzahl von Substraten durchgeführt werden, wobei häufig das konditionierende Element 113 ersetzt wird, um somit den Einfluss der Alterung des konditionierenden Elements 113 auf die Messergebnisse zu minimieren.

3 zeigt schematisch in beispielhafter Weise das Sensorsignal 124 in Abhängigkeit der Zeit, wobei eine abnehmende Reibungskraft zwischen dem konditionierenden Element 113 und dem Polierkissen 102 angedeutet ist, wobei angenommen werden kann, dass die Verringerung der konditionierenden Wirkung im Wesentlichen durch eine Änderung der Oberfläche des Polierkissens 102 hervorgerufen wird. In dem vorliegenden Beispiel kann die Kissenalterung zu einer leichten Abnahme des Motorstromsignals führen, wohingegen in anderen CMP-Prozessen ein anderes Verhalten resultieren kann. Es sollte beachtet werden, dass eine beliebige Art an Signalvariation des Sensorsignals 124 verwendbar ist, um den Status des Polierkissens 102 zu kennzeichnen, solange ein eindeutiges, d. h. ein im Wesentlichen monotones Verhalten des Sensorsignals 124 in Abhängigkeit von der Zeit, zumindest innerhalb gewisser spezifizierter Zeitintervalle, erhalten wird. Wie zuvor mit Bezug zu 2 dargelegt ist, können mehrere Polierkissen 102 und mehrere unterschiedliche CMP-Prozesse untersucht werden, um eine Bibliothek an Referenzdaten zu erstellen, oder um kontinuierlich Parameter, die in der Steuereinheit 120 zur Bewertung des momentanen Status der Verbrauchsgegenstände des CMP-Systems 100 verwendet werden, zu aktualisieren.

In einer anschaulichen Ausführungsform können die beispielhaft in 3 dargestellten Messergebnisse mit den Messdaten aus 2 kombiniert werden, so dass die Steuereinheit 120 in der Lage ist, die verbleibende nutzbare Lebensdauer sowohl des Polierkissens 102 als auch des konditionierenden Elements 113 abzuschätzen. Z. B. kann die Steuereinheit 120 so ausgebildet sein, um in genauer Weise Zeitperioden zu überwachen, in denen das Polierkissen 102 und das konditionierende Element 113 benutzt werden. Aus den Messergebnissen in 2, die die Alterung des konditionierenden Elements 113 im Wesentlichen ohne den Einfluss einer Änderung des Kissens darstellen, kann dann ein geringfügig stärkerer Abfall des Sensorsignals 124 erwartet werden, auf Grund der zusätzlichen Reduzierung des Sensorsignals 124, die durch die zusätzliche Alterung des Polierkissens 102 bewirkt wird. Somit kann ein tatsächliches Sensorsignal 124, dass während des Polierens mehrerer Substrate ohne Austausch des konditionierenden Elements 113 und des Polierkissens 102 gewonnen wird, zu ähnlichen Kurven führen, die in 2 gezeigt sind, mit der Ausnahme einer etwas steileren Steigung dieser Kurven über die gesamte Lebensdauer. Somit kann durch Vergleich tatsächlicher Sensorsignale 124 mit repräsentativen Kurven, etwa wie sie in 2 gezeigt sind, und mit repräsentativen Kurven, etwa wie sie in 3 gezeigt sind, ein momentaner Status des Polierkissens 102 und des konditionierenden Elements 113 abgeschätzt werden.

Ferner kann das Sensorsignal 124 auch für tatsächliche CMP-Prozesse aufgezeichnet und mit dem Status der Verbrauchsmaterialien der CMP-Station 100 nach dem Austausch in Beziehung gesetzt werden, um damit die „Robustheit" der Beziehung zwischen dem Sensorsignal 124 und der momentanen Status eines Verbrauchsmaterials während tatsächlicher CMP-Prozesse zu verbessern. Zum Beispiel kann der Verlauf eines spezifizierten Sensorsignals 124 nach dem Austausch des konditionierenden Elements 113, was durch die Steuereinheit 120 auf der Grundlage der zuvor dargelegten Überlegungen bewirkt worden ist, bewertet werden, wobei der tatsächliche Status des konditionierenden Elements 113 und möglicherweise anderer Verbrauchsgegenstände, etwa des Polierkissens 102, in Betracht gezogen werden. Wenn die Inspektion des konditionierenden Elements 113 und möglicherweise anderer Verbrauchsgegenstände einen Status zeigen, der nicht in ausreichend korrekter Weise durch das Sensorsignal 124 repräsentiert wird, kann z. B. die Grenze L in 2 entsprechend angepasst werden. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 120 kontinuierlich auf der Grundlage des Sensorsignals 124 aktualisiert werden.

Es sollte beachtet werden, dass in den bislang beschriebenen Ausführungsformen das Sensorsignal 124 den Motorstrom mindestens eines Elektromotors in der Antriebsanordnung 112 repräsentiert. In anderen Ausführungsformen kann das Sensorsignal durch ein beliebiges geeignetes Signal repräsentiert werden, das eine Wechselwirkung zwischen dem konditionierenden Element 113 und dem Polierkissen 102 kennzeichnet. Beispielsweise kann die Steuereinheit 120 einen Konstantstrom oder eine Konstantspannung, abhängig von der in der Antriebsanordnung 112 verwendeten Motorart liefern und kann dann die „Reaktion" der Antriebsanordnung 112 in Bezug auf eine Änderung in der Wechselwirkung zwischen dem konditionierenden Element 113 und dem Polierkissen 102 verwenden. Wenn beispielsweise ein AC-Servomotor in der Antriebsanordnung 112 verwendet wird, kann ein zugeführter Konstantstrom zu einem Ansteigen der Rotationsgeschwindigkeit führen, wenn die Reibungskraft bei Alterung des konditionierenden Elements 113 und/oder des Polierkissens 102 abnimmt. Die Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit kann dann als ein Indikator des momentanen Status verwendet werden, ähnlich wie dies mit Bezug zu den 2 und 3 erläutert ist.

Mit Bezug zu 4 werden nun weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Steuereinheit 120 zusätzlich oder alternativ die Funktion des Steuerns des CMP-Prozesses auf der Grundlage des Sensorsignals 124 enthält. Wie zuvor erläutert ist, kann die Alterung eines der Verbrauchsgegenstände des CMP-Systems 100, beispielsweise des konditionierenden Elements 112, das Verhalten des CMP-Systems 100 beeinflussen, selbst wenn die nutzbare Lebensdauer noch im zulässigen Bereich liegt. Um eine Beziehung zwischen dem Leistungsverhalten des CMP-Systems 100 und dem Sensorsignal 124, das beispielsweise in Form des Motorstromsignals bereitgestellt wird, zu erhalten, können ein oder mehrere repräsentative Parameter in Abhängigkeit von dem Signal 124 bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann eine globale Abtragsrate für ein spezifiziertes CMP-Rezept in Bezug auf das entsprechende Sensorsignal, das von der Antriebsanordnung 112 gewonnen wird, bestimmt werden. Dazu können ein oder mehrere Testsubstrate, beispielsweise abwechselnd mit Produktsubstraten, poliert werden, um eine abgetragene Dicke einer spezifizierten Materialschicht zu bestimmen. Gleichzeitig wird das entsprechende Sensorsignal 124 aufgezeichnet. Die Testsubstrate können eine darauf gebildete relativ dicke nicht strukturierte Materialschicht aufweisen, um substratspezifische Einflüsse zu minimieren.

4 zeigt schematisch einen Graphen, der qualitativ die Abhängigkeit der Abtragsrate für ein spezifiziertes CMP-Rezept und eine spezifizierte Materialschicht vom Motorstrom als ein Beispiel des Sensorsignals 124 zeigt. Aus den Messdaten kann dann eine entsprechende Beziehung zwischen dem Sensorsignal 124 und der CMP-spezifischen Eigenschaft ermittelt werden. D. h., in dem in 4 gezeigten Beispiel repräsentiert jeder Motorstromwert eine entsprechende Abtragsrate des CMP-Systems 100. Diese Beziehung kann dann in die Steuereinheit 120 implementiert werden, beispielsweise in Form einer Tabelle oder eines mathematischen Ausdrucks, und dergleichen, um somit das CMP-System 100 auf der Grundlage des Sensorsignals 124 zu steuern. Wenn beispielsweise ein Sensorsignal 124 durch die Steuereinheit 120 erfasst wird, das eine Verringerung der Abtragsrate des CMP-Systems 100 anzeigt, kann die Steuereinheit 120 den Polierkopf 104 anweisen, entsprechend die Andruckskraft, die auf das Substrat 107 ausgeübt wird, zu erhöhen. In anderen Fällen kann die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Polierkopf 104 und dem Polierkissen 102 erhöht werden, um die Abnahme der Abtragsrate zu kompensieren. In einem weiteren Beispiel kann die Gesamtpolierzeit in Hinblick auf die momentan vorherrschende Abtragsrate, die durch das Sensorsignal 124 gekennzeichnet ist, angepasst werden.

In anderen Ausführungsformen können andere repräsentative Eigenschaften des CMP-Systems 100 als die Abtragsrate mit dem Sensorsignal 124 in Beziehung gesetzt werden. Z. B. kann die Dauer des Poliervorganges, d. h. die Polierzeit, für ein spezifiziertes Produkt – oder Testsubstrat – bestimmt werden und kann mit dem Sensorsignal 124 in Beziehung gesetzt werden, in der Form wie dieses während der Polierzeit für das spezifizierte Substrat empfangen wird, so dass in einem tatsächlichen CMP-Prozess das von der Steuereinheit 120 empfangene Sensorsignal 124 dann verwendet werden kann, um die Polierzeit auf der Grundlage der bestimmten Beziehung für das momentan bearbeitete Substrat einzustellen. Somit kann durch Verwendung des Sensorsignals 124 alternativ oder zusätzlich zum Abschätzen des Status von Verbrauchskomponenten eine Prozesssteuerung auf der Grundlage einzelner Durchläufe ausgeführt werden, wodurch die Prozessstabilität deutlich verbessert wird. In anderen Ausführungsformen kann das Sensorsignal 124 auch als ein Statussignal verwendet werden, das nicht nur den Status eines oder mehrerer Verbrauchsmaterialien repräsentiert, sondern auch das momentane Leistungsverhalten des CMP-Systems 100, wobei dieses Statussignal einem Fabrikmanagementsystem zugleitet werden kann oder einer Gruppe zugehöriger Prozess- und Messanlagen zugleitet werden kann, um damit die Steuerung einer komplexen Prozesssequenz zu verbessern, indem der Status der beteiligten diversen Prozess- und Messanlagen bewertet und entsprechend ein oder mehrere Prozessparameter davon eingestellt werden. Beispielsweise kann eine Abscheideanlage entsprechend auf der Grundlage des Sensorsignals 124 so gesteuert werden, um das Abscheideprofil dem aktuellen CMP-Status anzupassen. Es sei angenommen, dass eine Korrelation zwischen dem Sensorsignal 124 und der Poliergleichförmigkeit über den Substratdurchmesser hinweg erstellt worden ist, was besonders wichtig für Substrate mit großem Durchmesser von 200 oder 300 mm sein kann. Die Information des Sensorsignals 124 wird dann verwendet, um die Prozessparameter der Abscheidanlage, etwa eines Elektroplattierungsreaktors, so einzustellen, um das Abscheideprofil der momentan erfassten Polierungleichförmigkeit anzupassen.

Es gilt also: die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren bereit, um das Leistungsverhalten eines CMP-Systems oder einer Prozessanlagenkette mit einem CMP-System zu verbessern, da ein Sensorsignal, das von der Antriebsanordnung eines Kissenkonditionierungssystems geliefert wird, verwendet wird, um den momentanen Status eines oder mehrerer Verbrauchsmaterialien und/oder den momentanen Betriebverhaltenstatus des CMP-Systems zu erfassen oder zumindest abzuschätzen. Auf der Grundlage dieses Sensorsignals kann ein unzulässiger Systemstatus und/oder eine verbleibende Lebensdauer angezeigt werden und/oder die Steuerung des CMP-Prozesses kann unter anderem auf der Grundlage dieses Sensorsignals erfolgen. Die Abschätzung des Status der Verbrauchsmaterialien, z. B. durch die Vorhersage der verbleibenden Lebensdauer, ermöglicht die Koordination von Wartungsperioden unterschiedlicher CMP-Komponenten und/oder unterschiedlicher Prozessanlagen, die mit dem CMP verknüpft sind. Somit werden die Betriebskosten auf Grund einer effizienteren Ausnutzung von Verbrauchsmaterialien reduziert, während die Anlagenverfügbarkeit verbessert wird. Durch Verwendung des von der Antriebsanordnung des Kissenkonditionieres gelieferten Sensorsignals wird ferner die Prozessstabilität verbessert, indem CMP-spezifische Variationen in der CMP-Anlage und/oder einer oder mehreren Prozessanlagen, die der CMP-Anlage vorgeschaltet oder nachgeschaltet sind, kompensiert werden.

Weitere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu erachten.

Claims

System zum chemisch-mechanischen Polieren mit: einem bewegbaren und betätigbaren Polierkopf, der ausgebildet ist, ein Substrat aufzunehmen und in Position zu halten; einem Polierkissen, das auf einem Teller montiert ist, der mit einer ersten Antriebsanordnung gekoppelt ist; einer Kissenkoditionierungsanordnung, die mit einer zweiten Antriebsanordnung mit mindestens einem Elektromotor verbunden ist; und einer Steuereinheit, die funktionsmäßig mit dem Polierkopf und der ersten und der zweiten Antriebsanordnung verbunden ist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Betrieb der ersten und der zweiten Antriebsanordnung zu steuern, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, bei Empfang eines Sensorsignals von der zweiten Antriebsanordnung eine Indikation für mindestens eine Eigenschaft eines Verbrauchskomponente des Systems bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 1, wobei das von der zweiten Antriebsanordnung empfangene Sensorsignal für eine Umdrehungszahl des mindestens einen Elektromotors und/oder ein Drehmoment des mindestens einen Motors kennzeichnend ist.
Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die erste Antriebsanordnung und/oder dem Polierkopf auf der Grundlage des Sensorsignals zu steuern.
Verfahren zum Betreiben eines CMP-Systems, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten eines Sensorsignals von einer elektrischen Antriebsanordnung, die einen Kissenkonditionierer des CMP-Systems antreibt; und Abschätzen eines Zustands des Kissenkondierers auf der Grundlage des Sensorsignals.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Sensorsignal für eine Drehzahl mindestens eines Elektromotors der Antriebsanordnung und/oder ein Drehmoment des mindestens einen Motors kennzeichnend ist.
Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei Abschätzen des Zustands des Kissenkonditionierers umfasst: Ermitteln von Referenzdaten für mindestens eine Eigenschaft des Kissenkonditionieres; und Vergleichen des Sensorsignals mit den Referenzdaten.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Eigenschaft eine Reibungskraft mit einschließt, die zwischen einer konditionierenden Oberfläche des Kissenkoditionierers und einem Polierkissen während des Betriebs des CMP-Systems wirkt.
Das Verfahren nach Anspruch 4, das ferner Vorhersagen einer verbleibenden Lebensdauer einer konditionierenden Oberfläche des Kissenkonditionierers auf der Grundlage des abgeschätzten Zustands umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 4, das ferner Steuern des Betriebs des CMP-Systems auf der Grundlage des Sensorsignals umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei Steuern des Betriebs des CMP-Systems umfasst: Einstellen einer Auflagekraft und/oder ein Polierzeit und/oder einer Relativgeschwindigkeit zwischen einem Substrat und einem Polierkissen auf der Grundlage des Sensorsignals.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei Steuern des Betriebs des CMP-Systems umfasst: Einstellen eines Ansteuersignals an die Antriebsanordnung auf der Grundlage des Sensorsignals, um eine konditionierende Wirkung einzustellen.
Verfahren zum Steuern einer Prozesssequenz mit einem CMP-Prozess, mit: Erhalten eines Signals von einer Konditioniererantriebsanordnung eines CMP-Systems, wobei das Signal für ein Motordrehmoment und/oder eine Laufgeschwindigkeit eines Motors der Antriebsanordnung kennzeichnend ist; und Einstellen mindestens eines Prozessparameters in der Prozesssequenz auf der Grundlage der Signals.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Prozessparameter eine Auflagekraft und/oder eine Polierzeit und/oder eine Relativgeschwindigkeit eines Kissens und eines Polierkopf in dem CMP-System umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Prozessparameter einen abscheidespezifischen Parameter einer Abscheideanlage umfasst, die dem CMP-System vorgeschaltet ist.
Das Verfahren nach Anspruch 12, das ferner Abschätzen eines Status mindestens einer Verbrauchskomponente des CMP-Systems auf der Grundlage des Signals umfasst.
Verfahren zum Abschätzen einer Lebensdauer eines Verbrauchsmaterials in einem CMP-System, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen des Statuts einer ersten konditionierenden Oberfläche eines Kissenkoditionierers an mehreren Zeitpunkten, wobei die erste konditionierende Oberfläche unter vordefinierten Betriebsbedingungen verwendet wird; Ermitteln einer Beziehung zwischen dem Status, der für jeden Zeitpunkt bestimmt wird, und einem Sensorsignal, das mindestens einen Parameter einer Antriebsanordnung zum Antreiben des Kissenkonditionierers kennzeichnet; und Bewerten des Sensorsignals, wenn das CMP-System unter den vordefinierten Betriebsbedingungen mit einer zweiten konditionierenden Oberfläche betrieben wird, auf der Grundlage der Beziehung, um eine verbleibende Lebensdauer mindestens eines Verbrauchsmaterials des CMP-Systems abzuschätzen.
Das Verfahren nach Anspruch 16, das ferner Bestimmen eines zulässigen Bereichs für das Sensorsignal umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Kennzeichnen eines unzulässigen CMP-Systemstatus umfasst, wenn das Sensorsignal außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Bestimmen einer verbleibenden Lebensdauer des mindestens einen Verbrauchsmaterials umfasst, wenn das Sensorsignal innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 17, das ferner umfasst: Erstellen einer Beziehung zwischen einer Abtragsrate und/oder einer Polierzeit für ein spezifisches CMP-Rezept und dem Sensorsignal, um den zulässigen Bereich zu bestimmen.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Sensorsignal ein Motordrehmoment der Antriebsanordnung repräsentiert.