JP2022122901A - 処理構成要素のｒｆｉｄ部品認証および追跡 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システムを提供する。【解決手段】本発明は、半導体チップの製造などの電子デバイスの製造のために基板処理システム上で使用される消耗構成要素または非消耗構成要素を含む処理構成要素を検出、認証、及び追跡する方法および装置を提供する。本発明の半導体処理システム及び／又はその処理構成要素は、無線通信装置、例えば無線周波識別（ＲＦＩＤ）デバイスまたは他のデバイスなどの遠隔通信デバイスを含み、遠隔通信デバイスは、１つ又は複数の処理構成要素又は処理構成要素アセンブリ内に埋め込まれ、それらの中に配置され、それらの上に配置され、それらの上に位置し、もしくは他の方法でそれらに結合されており、かつ／又は半導体処理システム自体に一体化されている。処理構成要素は、半導体処理ツール内で使用される単一の構成要素（部品）または構成要素（部品）のアセンブリを含むことができる。【選択図】図１Ｂ

Description

本開示の実施形態は、一般に、基板処理システム内で消耗構成要素などの処理構成要素を認証、追跡、および使用する装置および方法に関する。本明細書に記載する実施形態はさらに、基板処理システム内かつ／または基板処理システムからデータを収集するシステムおよび技法、ならびに電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システム内の処理構成要素に関する。
半導体チップの製造では、複数のタイプの基板処理システムが必要とされる。典型的には、基板処理システムは、その動作のために、消耗構成要素（使用により摩耗しまたは使い尽くされ、したがって定期的な交換および／または補充を必要とする構成要素）ならびに非消耗構成要素（典型的には、使用によって使い尽くされたり枯渇したりしない処理構成要素／部品）などの複数の処理構成要素を必要とする。多くの場合、処理構成要素は、１組の特定の特徴を有しており、それらの特徴に関する知識は、基板処理システム内でそれらを最適に使用するために重要である。
本明細書における処理システムの一例は、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムである。ＣＭＰは一般に、高密度集積回路の製造において、基板上に堆積させた材料層を平坦化または研磨するために使用され、これは、平坦化すべき材料層を研磨プラテン上に取り付けられた研磨パッドに接触させ、研磨流体および研磨粒子の存在下で研磨パッドおよび／または基板（したがって、基板上の材料層の表面）を動かすことによって行われる。ＣＭＰシステムは、研磨パッド、基板キャリアアセンブリおよびそれらの個々の構成要素、ダイヤモンド調整ディスク、ならびに使用とともに摩耗し、定期的な交換および／または補充を必要とする他の構成要素など、複数の消耗構成要素を必要とする。認証されていない消耗構成要素、たとえば偽造構成要素、無資格の供給業者および／もしくは無許可の供給業者からの消耗構成要素、または特有のプロセスに不適合な消耗構成要素の使用は、安全でない処理状態および／または信頼できない研磨結果を招く可能性があるため、研磨プロセスでは、認証された消耗構成要素、たとえば資格のある供給業者および／または正規の供給業者からの消耗構成要素の使用が肝要である。加えて、ＣＭＰシステム上でかつ／またはＣＭＰシステムとともに使用される個々の消耗構成要素は、消耗構成要素および／またはそれに対応するＣＭＰシステム部品を最適および／または安全に使用するためにＣＭＰシステムを構成する必要があり得る特定の特徴を有することが多い。
研磨パッド、基板キャリアアセンブリおよびそれらの個々の構成要素、ならびに他の従来のＣＭＰシステム処理構成要素には、障害の検出、本物および／または正規の構成要素の認証、システムまたは構成要素部品に関する有用なデータの追跡、プロセス条件または有用なデータの感知、ならびにＣＭＰプロセスの様子または他の有用なプロセス情報の監視などの機能を可能にするためのデバイスおよび／または方法がないことが多い。
したがって、プロセスの再現性および信頼性を保証し、それによってデバイスの収率を改善し、処理システムの安全な動作を確実にするために、処理構成要素の認証および／または追跡を提供するデバイスおよび方法が、当技術分野で必要とされている。また、部品の品質およびシステムの信頼性を保証するために、ツール供給業者の機器処理構成要素／部品を検出および認証することができるシステム、消耗部品、および他の装置が必要とされている。改善された研磨性能および望ましいプロセス感知能力を提供する消耗構成要素を含む電子デバイス製造基板処理システムおよび処理構成要素が必要とされている。加えて、そのようなデバイスを製造する方法が必要とされている。
本開示の実施形態は、一般に、電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システムに関する。より詳細には、本明細書に記載する実施形態は、化学機械研磨（ＣＭＰ）システム、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、イオン注入チャンバ、エッチ処理システムおよび／またはチャンバ、フォトリソグラフィ処理システム、基板薄型化システム（たとえば、バックグラインド）、それに関連する処理システム、ならびに半導体デバイスなどの電子デバイスの製造で使用される他の処理システムなど、電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システム内で、それらの上で、またはそれらとともに使用される処理構成要素の遠隔追跡および認証に関する。
一実施形態では、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法が提供される。この方法は、呼掛器を使用して、基板処理システム内に配置された処理構成要素に結合された遠隔通信デバイスから１つまたは複数の信号を受信することを含む。本明細書では、１つまたは複数の信号は、処理構成要素に関する情報を含む。この方法は、コントローラを使用して、データベース内に記憶されている処理構成要素識別子と識別子情報を比較し、処理構成要素を認証することと、コントローラを使用して、処理構成要素の認証に基づいて、１つまたは複数の基板処理動作を実行することとをさらに含む。
別の実施形態では、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法が、ＲＦＩＤタグを備える遠隔通信デバイスへ１つまたは複数の信号を送達することを含む。本明細書では、遠隔通信デバイスは、基板処理システム内の処理構成要素上に配置される。この方法は、１つまたは複数の信号内で受信した情報を遠隔通信デバイスのメモリ内に記憶してから、処理構成要素を基板処理システムから取り外すことと、処理構成要素が基板処理システム内に再設置された後、記憶されている情報の少なくとも一部分を遠隔通信デバイスから受信することとをさらに含む。
別の実施形態では、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法が、呼掛器を介して、処理構成要素に結合されたセンサによって検出された１つまたは複数の処理パラメータに関する情報を含む１つまたは複数の信号をＲＦＩＤタグから受信することと、基板処理システム内で実行されるプロセスを制御するように適合されたコントローラを使用して、１つまたは複数の信号を分析することとを含み、コントローラは、受信した１つまたは複数の信号に応答して、研磨プロセスの変更を開始する。
一実施形態では、基板処理システムは、基板キャリアアセンブリに結合されたキャリア駆動シャフトを取り囲むスロットを有するカルーセル支持板を含む。基板キャリアアセンブリは、カルーセル支持板のスロットの周りを回る呼掛器と通信するために中に配置されたＲＦＩＤタグを含む。呼掛器およびＲＦＩＤタグは、無線通信技法を使用して互いに通信するように構成される。
別の実施形態では、基板処理システムは、ＲＦＩＤタグが中または上に配置されたターゲットを含む処理チャンバと、処理チャンバの内部体積内に配置された誘電体支持体内に埋め込まれた呼掛器とを備える。呼掛器およびＲＦＩＤタグは、無線通信技法を使用して互いに通信するように構成される。
別の実施形態では、基板処理システムは、ＲＦＩＤタグが埋め込まれた磁石を有するマグネトロンを含む処理チャンバと、ヨークまたはプロセス片内に埋め込まれた呼掛器とを備える。呼掛器およびＲＦＩＤタグは、無線通信技法を使用して互いに通信するように構成される。
特定の実施形態は、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法を提供する。この方法は、処理中に、呼掛器を使用して、処理構成要素に結合されたＲＦＩＤタグから、処理構成要素に関する情報を含む１つまたは複数の信号を受信することと、コントローラを使用して、１つまたは複数の信号に基づいて、処理構成要素を認証することと、コントローラを使用して、１つまたは複数の信号に基づいて、１つまたは複数の基板処理動作を実行することとを含む。
特定の実施形態は、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法を提供する。この方法は、基板処理システム内の処理構成要素上に配置されているＲＦＩＤタグを備える遠隔通信デバイスへ１つまたは複数の信号を送達することと、１つまたは複数の信号内で受信した情報を遠隔通信デバイスのメモリ内に記憶してから、処理構成要素を基板処理システムから取り外すことと、処理構成要素が基板処理システム内に再設置された後、記憶されている情報の少なくとも一部分を遠隔通信デバイスから受信することとを含む。
特定の実施形態は、基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法を提供する。この方法は、呼掛器を介して、処理構成要素に結合されたセンサによって検出された１つまたは複数の処理パラメータに関する情報を含む１つまたは複数の信号をＲＦＩＤタグから受信することと、基板処理システム内で実行されるプロセスを制御するように適合されたコントローラを使用して、１つまたは複数の信号を分析することとを含み、コントローラは、受信した１つまたは複数の信号に応答して、研磨プロセスの変更を開始する。
本開示の上述した特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示に関するより具体的な説明を、実施形態を参照することによって得ることができ、実施形態のいくつかは、添付の図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容することができるため、添付の図面は例示的な実施形態のみを示し、したがって本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではないことに留意されたい。
本明細書に記載する実施形態から利益を得るように適合された例示的な基板処理システム、本明細書では基板研磨システムの分解概略斜視図である。 図１Ａの研磨システムの一部分の横断面図である。 一実施形態によるその半径方向スロットの周りに位置決めされた呼掛器を示す、図１Ｂのカルーセル支持板の概略平面図である。 図２Ａに示すカルーセル支持板６６の一部分の拡大図である。 本明細書に記載するいくつかの実施形態による図１Ｂの無線通信装置、呼掛器、およびコントローラの部分概略図である。 本明細書に記載するいくつかの実施形態による図１Ｂのソフトウェアアプリケーション階層構造の論理図である。 本明細書に記載する実施形態から利益を得るように適合された別の例示的な基板処理システム、本明細書では物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理チャンバの概略横断面図である。 本開示の態様による図１Ａおよび図５に示す例示的な基板処理システムなどの基板処理システムによって使用するための例示的な動作を示す図である。 本開示の態様による図１Ａおよび図５に示す例示的な基板処理システムなどの基板処理システムによって使用するための例示的な動作を示す図である。 本開示の態様による図１Ａおよび図５に示す例示的な基板処理システムなどの基板処理システムによって使用するための例示的な動作を示す図である。
理解を容易にするために、複数の図に共通する同一の要素を指すために、可能な限り同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素および特徴は、さらなる記載がなくても、他の実施形態内に有益に組み込むことができることが企図される。
本開示の実施形態は、一般に、電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システムに関する。より詳細には、本明細書に記載する実施形態は、化学機械研磨（ＣＭＰ）システム、化学気相堆積システム（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）システム、イオン注入システム、エッチ処理システム、フォトリソグラフィ処理システム、および電子デバイスの製造で使用される他の処理システムなど、電子デバイス製造プロセスで使用される基板処理システム内で、それらの上で、またはそれらとともに使用される処理構成要素の遠隔追跡および認証に関する。
本明細書に記載する例示的な基板処理システムは、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムおよび物理的気相堆積（ＰＶＤ）システムを含むが、本明細書に記載する実施形態は、化学気相堆積システム（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）システム、イオン注入システム、エッチ処理システム、フォトリソグラフィ処理システム、および基板薄型化システム（たとえば、バックグラインド）など、その中で使用される処理構成要素の遠隔追跡および認証から利益を得るはずの任意の基板処理システムとともに使用することができる。本明細書の例示的な基板処理システムは、非消耗構成要素および消耗構成要素を含めて、その中で、それとともに、またはその上で使用される処理構成要素を含み、その認証および追跡を可能にするために、無線周波識別（ＲＦＩＤ）デバイスおよび／または他の好適な無線通信デバイスを含む無線通信デバイスなどの１つまたは複数の遠隔通信デバイスが、その上に配置され、その中に配置され、その中に埋め込まれ、その上に位置し、または他の方法でそれに結合されている。
本明細書の処理構成要素は、基板処理システム内で、その上で、かつ／またはそれとともに使用される単一の非消耗構成要素、単一の消耗構成要素、ならびに非消耗構成要素および／または消耗構成要素のアセンブリを含む。本明細書の方法は、基板処理前、基板処理中、および／または基板処理後に、呼掛器を使用して、半導体処理システムの処理構成要素上に配置され、その中に配置され、その中に埋め込まれ、その中に位置し、または他の方法でそれに結合されたＲＦＩＤタグなどの遠隔通信デバイスから、１つまたは複数の信号を受信することを含む。１つまたは複数の信号は、処理構成要素に関する情報を含む。本明細書の方法は、コントローラを使用して、１つまたは複数の信号に基づいて、処理構成要素を認証することと、コントローラを使用して、１つまたは複数の信号に基づいて、１つまたは複数の基板処理動作を実行することとをさらに含む。いくつかの他の実施形態では、方法は、基板処理システム内の処理構成要素上に配置され、その中に配置され、その中に埋め込まれ、その上に位置し、または他の方法でそれに結合されたＲＦＩＤタグを備える遠隔通信デバイスへ、１つまたは複数の信号を送達することと、１つまたは複数の信号内で受信した情報を遠隔通信デバイスのメモリ内に記憶してから、処理構成要素を基板処理システムから取り外すことと、処理構成要素が基板処理システム内に再設置された後、記憶されている情報の少なくとも一部分を遠隔通信デバイスから受信することとを含む。さらなるいくつかの他の実施形態では、方法は、呼掛器を介して、処理構成要素に結合されたセンサによって検出された１つまたは複数の処理条件に関する情報を含む１つまたは複数の信号をＲＦＩＤタグから受信することと、基板処理システム内で実行されるプロセスを制御するように適合されたコントローラを使用して、１つまたは複数の信号を分析することとを含み、コントローラは、受信した１つまたは複数の信号に応答して、研磨プロセスの変更を開始する。
図１Ａは、一実施形態による例示的な研磨システムの分解概略斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの研磨システム２０の一部分の横断面図である。研磨システム２０は、テーブルトップ２３が取り付けられた機械ベース２２と、取外し可能な上部外側カバー（図示せず）とを含む。テーブルトップ２３は、複数の研磨ステーション２５ａ、２５ｂ、および２５ｃと、複数の基板キャリアアセンブリ１０８との間で複数の基板１０のそれぞれの装填および除去を行う移送ステーション２７とを支持する。本明細書では、移送ステーション２７は、複数の研磨ステーション２５ａ、２５ｂ、および２５ｃを有する略正方形の配置を形成する。
本明細書の研磨ステーション２５ａ～ｃはそれぞれ、研磨プラテン３０を含み、研磨プラテン３０には、感圧接着剤などの接着剤を使用して、研磨パッド３２が取り付けられかつ／または固定されている。本明細書の研磨プラテン３０はそれぞれ、機械ベース２２内に配置されたそれぞれのプラテン駆動モータ（図示せず）に動作可能に結合されており、機械ベース２２は、図１Ｂに示すプラテン軸３０ａなど、研磨プラテン３０を通って配置された軸の周りで、研磨プラテン３０を回転させる。本明細書では、研磨ステーション２５ａ～ｃはそれぞれ、研磨パッド３２の所望の表面テキスチャを維持し、かつ／またはそこから研磨副生成物を洗浄し、それによって研磨パッド３２の寿命にわたって一貫した研磨結果を提供するために使用される研磨ディスクまたはブラシなどのパッドコンディショナを備えるパッド調節アセンブリ４０をさらに含む。本明細書では、複数の研磨プラテン３０のそれぞれおよびそれらの上に配置された研磨パッド３２の表面積は、基板１０の研磨すべき表面積より大きいが、いくつかの研磨システムでは、研磨プラテン３０および／またはそれらの上に配置された研磨パッド３２の表面積は、基板１０の研磨すべき表面積より小さい。
研磨中、研磨プラテン３０の上に位置決めされた流体ディスペンサ５２を通って、研磨流体５０が研磨パッド３２へ導入される。典型的には、研磨流体５０は、研磨粒子、洗浄流体、水、またはこれらの組合せを含む研磨スラリである。いくつかの実施形態では、研磨流体５０は、研磨流体５０内に懸濁しかつ／または研磨パッド３２内に埋め込まれている研磨粒子とともに基板１０の材料表面の化学機械研磨を可能にするために、ｐＨ調整剤および／または酸化剤などの化学的に活性の構成要素を含む。いくつかの実施形態では、流体ディスペンサ５２は、各基板研磨および／またはパッド調節サイクルの終わりに研磨パッド３２の高圧リンスを提供する１つまたは複数のスプレーノズル（図示せず）を含む。
研磨システム２０は、機械ベース２２の上に位置決めされたカルーセル６０をさらに含む。カルーセル６０は、カルーセル支持板６６およびカバー６８を含む。本明細書では、カルーセル支持板６６は、中心ポスト６２によって支持され、機械ベース２２内に配置されたカルーセルモータアセンブリ（図示せず）によって、そのカルーセル軸６４の周りを動かされる。カルーセル６０は、カルーセル軸６４の周りに等しい角度間隔でカルーセル支持板６６上に取り付けられた複数の基板キャリアシステム７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、および７０ｄを含む。研磨システム２０の動作中、基板キャリアシステム７０ｄなどの基板キャリアシステムのうちの１つとの間で基板１０の装填および／または除去を行い、７０ａ～ｃなどの残りの複数の基板キャリアシステムを使用してそれぞれの複数の基板１０を研磨する。カルーセルは、カルーセル軸６４の周りでそれに結合された基板キャリアシステム７０ａ～７０ｄを動かすことによって、所望の研磨ステーション２５ａ～ｃおよび／または移送ステーション２７間で、基板キャリアシステム７０ａ～７０ｄ及びそれらの中に配置された基板を動かす。
本明細書の基板キャリアシステム７０ａ～ｄはそれぞれ、基板キャリアアセンブリ１０８と、基板キャリアアセンブリ１０８に結合され、カルーセル支持板６６内に形成された半径方向スロット７２を通って延びるキャリア駆動シャフト７４と、キャリア駆動シャフト７４に動作可能に結合された基板キャリアアセンブリ回転モータ７６とを含む。基板キャリアアセンブリ１０８はそれぞれ、それぞれのキャリア駆動シャフト７４を通って配置されたキャリア軸１１４の周りを独立して回転する。本明細書では、各基板キャリアアセンブリ回転モータ７６およびそれに動作可能に結合されたキャリア駆動シャフト７４は、それぞれの基板キャリアアセンブリ１０８を横方向に振動させるように半径方向駆動モータ（図示せず）によって半径方向スロット７２に沿って線形に駆動されるスライダ（図示せず）上に支持される。
本明細書では、基板キャリアアセンブリ１０８は、キャリアハウジング１０８Ｃと、基板１０を取り囲むキャリアハウジング１０８Ｃに結合された基板保持リング１０８Ａと、キャリアハウジング１０８Ｃと基板キャリアアセンブリ１０８内に配置された基板１０との間に配置された可撓膜などの可撓性ダイアフラム１０８Ｂとを含む。研磨中、それぞれの研磨ステーション２５ａ～ｃに位置決めされた基板キャリアアセンブリ１０８はそれぞれ、基板１０を下降させてそれぞれの研磨パッド３２に接触させる。基板保持リング１０８Ａに対して下方に働く力により、基板保持リング１０８Ａをそれぞれの研磨パッド３２に押し付け、それによって基板１０が基板キャリアアセンブリ１０８から滑り落ちるのを防止する。可撓性ダイアフラム１０８Ｂが基板１０の研磨すべき表面を研磨パッド３２の研磨面に押し付けている間に、基板キャリアアセンブリ１０８はそれぞれのキャリア軸１１４の周りを回転する。本明細書の実施形態では、可撓性ダイアフラム１０８Ｂは、基板１０の研磨すべき表面を研磨パッド３２の研磨面に押し付けながら、基板１０の異なる領域に対して異なる圧力を加えるように構成される。典型的には、研磨パッド３２の不均一な摩耗を部分的に低減させるために、基板キャリアアセンブリ１０８が研磨プラテン３０の内径から研磨プラテン３０の外径へ振動している間に、研磨プラテン３０はそれぞれ、それぞれのプラテン軸３０ａの周りを、基板キャリアアセンブリ１０８の回転方向とは逆の回転方向に回転する。典型的には、基板１０は、研磨すべき基板１０のタイプに対して選択された所定の１組の研磨プロセスパラメータ、本明細書では研磨プロセス変数を使用して研磨され、研磨プロセスパラメータは、研磨プロセスレシピをともに含む。本明細書では、プロセス変数を含むプロセスパラメータは、研磨プロセスを制御するために使用される設定点であり、処理条件は、研磨システム２０、その中のセンサ、および／またはその構成要素から受信した測定値である。本明細書の研磨プロセス変数の例には、それだけに限定されるものではないが、研磨プラテン３０の回転速度、基板キャリアアセンブリ１０８の回転速度、研磨流体５０の流量、研磨プラテン３０の温度、基板保持リング１０８Ａに対して下方に働く力、可撓性ダイアフラム１０８Ｂによって基板１０および／もしくはその領域にかけられる圧力を含む基板１０に対して下方に働く力、基板キャリアアセンブリ１０８の掃引速度、パッド調節アセンブリ４０の掃引速度、パッドコンディショナに対して下方に働く力（パッドコンディショナによって研磨パッドにかけられる力）、パッドコンディショナの回転速度、調整サイクル（掃引）の数、または調整の持続時間（秒）、ならびに場合により研磨時間が含まれる。多くの場合、いくつかのタイプまたは処理構成要素がいくつかの基板研磨プロセスに対して不適合であり、したがってそれらとの使用に対して許可されていないため、特有のタイプの処理構成要素が、いくつかの研磨プロセスレシピとの使用に対して必要とされ、他の研磨プロセスレシピとの使用に対して禁止される。他の実施形態では、いくつかの処理構成要素またはそれらのアセンブリは、使用履歴に基づいて、いくつかの基板研磨プロセスとの使用に対して禁止される。たとえば、銅研磨プロセスなどの金属研磨プロセスで使用された基板キャリアアセンブリ１０８および／またはそれらの個々の構成要素は、浅いトレンチ隔離プロセス（ＳＴＩ）との使用に対して許可されていない可能性がある。なぜなら、銅研磨プロセスからの汚染物質は、ＳＴＩ研磨プロセス中に基板に導入された場合、基板上の電子デバイス内で障害を引き起こすからである。
研磨パッド３２、基板キャリアアセンブリ１０８およびそれらの処理構成要素、ならびに従来の技法によって製造された他の処理構成要素には、研磨システム２０および／またはその外部にある他の自動化された制御システムによるそれらの検出、認証、追跡、感知、および監視などの機能を可能にするためのデバイスおよび／または方法がないことが多い。したがって、本明細書に記載する特定の実施形態は、研磨システム２０および／またはその外部にある制御システムと、本明細書に記載する機能を可能にするその処理構成要素のうちの１つまたは複数との間のデータ通信のための１つまたは複数の装置および方法を提供する。
情報収集システムの構成例
図１Ｂに示すように、基板キャリアアセンブリ１０８がキャリア駆動シャフト７４に結合され、キャリア駆動シャフト７４は、基板キャリアアセンブリ１０８を基板キャリアアセンブリ回転モータ７６に結合するように、半径方向スロット７２を通って延びる。基板キャリアアセンブリ１０８は、キャリア軸１１４の周りを回転し、掃引運動で振動して、基板１０の材料表面と研磨パッド３２との間の相対運動を提供する。上述したように、基板キャリアアセンブリ１０８は、キャリア駆動シャフト７４に直接または間接的に結合されたキャリアハウジング１０８Ｃと、基板保持リング１０８Ａと、可撓性ダイアフラム１０８Ｂとを含む複数の処理構成要素を含む。典型的には、基板キャリアアセンブリ１０８の処理構成要素のうちの１つまたは複数は、使用とともに摩耗する消耗構成要素であり、一貫した望ましい研磨性能を提供するために、定期的な交換を必要とする。
本明細書では、図１Ｂは、ＲＦＩＤデバイスなどの複数の遠隔通信デバイス６００と、複数の呼掛器６０１とをさらに示し、複数の呼掛器６０１は、研磨システム２０の複数の処理構成要素上に配置され、それらの中に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されている。一実施形態では、複数の遠隔通信デバイス６００は、研磨パッド３２の中および／または上に配置されており、基板キャリアアセンブリ１０８上に配置され、それらの中に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されており、基板キャリアアセンブリ１０８は、キャリアハウジング１０８Ｃ、基板保持リング１０８Ａ、および可撓性ダイアフラム１０８Ｂなどのそれらの非消耗および消耗構成要素を含む。本明細書では、複数の呼掛器６０１は、研磨システム２０の様々な処理構成要素上に配置され、それらの中に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されており、研磨システム２０は、カルーセル支持板６６上に、基板キャリアシステム７０の支持構造と、複数の研磨プラテン３０とを含む。
本明細書では、ＲＦＩＤデバイスなどの複数の遠隔通信デバイス６００はそれぞれ、複数の呼掛器６０１のうちの１つまたは複数と無線で通信するように構成される。無線通信プロトコルの例には、近距離通信技法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、光信号伝送技法、音響信号伝送技法、無線周波通信技法、および他の好適な無線通信技法が含まれる。他の実施形態では、通信デバイス（図示せず）は、それらの間の通信を容易にするために、呼掛器６０１に配線接続される。遠隔通信デバイス６００と同様に、呼掛器６０１は、研磨システム２０の様々な区域または部品の中および／または上に位置決めされる。いくつかの実施形態では、呼掛器６０１の位置は、それぞれの遠隔通信デバイス６００の位置から独立しており、他の実施形態では、呼掛器６０１のそれぞれの位置は、少なくとも部分的に、それらの間の通信を容易にするために、それぞれの遠隔通信デバイス６００の位置によって決定される。
上述したように、複数の遠隔通信デバイス６００のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の処理構成要素上に配置され、それらの中に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されており、１つまたは複数の処理構成要素は、本明細書では、基板キャリアアセンブリ１０８、それらの消耗構成要素、および研磨パッド３２など、上述した研磨システム２０によって使用される処理構成要素のうちの少なくとも１つまたは複数を含む。一実施形態では、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００が、研磨パッド３２内に配置され、その中に埋め込まれ、かつ／または他の方法でそれに結合されており、１つまたは複数の呼掛器６０１が、それぞれの研磨プラテン３０内に配置され、または他の方法でそれに結合されており、その上に研磨パッド３２が配置される。本明細書では、研磨パッド３２に結合された遠隔通信デバイス６００、および研磨プラテン３０内に埋め込まれたそれぞれの呼掛器６０１は、通信リンク６０７を介して通信するように構成される。いくつかの実施形態では、通信リンク６０７は無線通信プロトコルである。別の実施形態では、通信リンク６０７は有線接続である。典型的には、呼掛器６０１はそれぞれ、研磨システム２０のコントローラ６１２に通信可能に結合され、コントローラ６１２は、遠隔通信デバイス６００からの信号入力を、通信リンク６０９を通ってそれぞれの呼掛器６０１を介して受信する。遠隔通信デバイス６００から呼掛器６０１を通って受信した入力は、コントローラ６１２によって、ミドルウェアアプリケーション６５１、ソフトウェアアプリケーション、および／またはファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３などのソフトウェアアプリケーションのうちの１つまたは複数を使用して処理および利用される。他の実施形態では、外部コントローラ（図示せず）が、呼掛器６０１からの入力を受信および処理する。
図１Ｂは、ソフトウェアアプリケーション階層構造の論理図をさらに示し、このソフトウェアアプリケーション階層構造は、本明細書では、ミドルウェアアプリケーション６５１、機器ソフトウェアアプリケーション６５２、およびファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３を含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の呼掛器６０１からの信号入力を受信した後、コントローラ６１２は、ミドルウェアアプリケーション６５１を使用し、入力を処理してデータを導出し、ミドルウェアアプリケーション６５１は、通信リンク６５７を通ってこのデータを機器ソフトウェアアプリケーション６５２へ送信する。本明細書の通信リンク６５７は、有線接続（たとえば、イーサネット（登録商標））および／または無線通信プロトコルを含む。いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、ミドルウェアアプリケーション６５１から受信したデータを、通信リンク６５８を通ってファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３へさらに送信する。本明細書では、通信リンク６５８は有線接続である。他の実施形態では、通信リンク６５８は無線通信プロトコルである。
いくつかの実施形態では、コントローラ６１２からの情報が遠隔通信デバイス６００のうちの１つまたは複数に受信および記憶されるように、情報が逆方向に送信される。たとえば、図４に記載する一実施形態では、ファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３、機器ソフトウェアアプリケーション６５２、およびミドルウェアアプリケーション６５１はそれぞれ、遠隔通信デバイス６００の１つまたは複数に記憶すべき情報を送信するように構成される。したがって、いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００、呼掛器６０１、およびコントローラ６１２、ならびにすべての異なるレベルのソフトウェアアプリケーション階層構造（たとえば、６５１、６５２、および６５３）間の通信は、両方向通信を構成する。
いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００は、基板キャリアアセンブリ１０８および／またはその処理構成要素上に配置され、それらの中に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されている。一実施形態では、図１Ｂに示すように、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００は、その中に配置された基板１０の研磨すべき表面から遠位の基板キャリアアセンブリ１０８の表面上に位置する。別の実施形態では、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００（図示せず）は、基板キャリアアセンブリ１０８のキャリアハウジング１０８Ｃ内に埋め込まれており、キャリアハウジング１０８Ｃは、キャリア駆動シャフト７４に固定可能であり、キャリアハウジング１０８Ｃは、キャリア駆動シャフト７４から可動につり下げられている。基板キャリアアセンブリ１０８内に配置され、その上に配置され、または他の方法でそれに結合された遠隔通信デバイス６００と通信するために、呼掛器６０１（図２Ａ～Ｂに示す）が、カルーセル支持板６６の１つもしくは複数の部品内に配置され、またはそれらの上に位置する。たとえば、いくつかの実施形態では、呼掛器６０１は、図２Ａ～Ｂに関連して以下でさらに説明するように、カルーセル支持板６６内に形成された半径方向スロット７２の近傍に位置する。
図１Ｂに示すように、基板キャリアアセンブリ１０８のキャリアハウジング１０８Ｃ上に配置された遠隔通信デバイス６００、およびそれらと通信しているそれぞれの呼掛器６０１は、通信リンク６５５を介して通信するように構成される。いくつかの実施形態では、通信リンク６５５は、無線通信プロトコルを含む。他の実施形態では、通信リンク６５５は、有線接続を構成する。概して、遠隔通信デバイス６００が、対応する呼掛器６０１が配置された研磨システム２０の別の処理構成要素および／または部品に対して動く処理構成要素上に配置されている構成では、無線通信技法（たとえば、ＮＦＣ、ＲＦ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を使用することが望ましい。呼掛器６０１は、コントローラ６１２にさらに通信可能に結合され、コントローラ６１２は、呼掛器６０１を介して遠隔通信デバイス６００からの入力を受信する。本明細書では、呼掛器６０１とコントローラ６１２との間の通信リンク６５６は、有線接続、無線通信プロトコル、またはこれらの組合せを含む。
基板キャリアアセンブリ１０８に結合された遠隔通信デバイス６００から入力を受信した後、呼掛器６０１は、コントローラ６１２へ入力を伝送し、コントローラ６１２は、一実施形態では、図４に関連してさらに説明するように、ミドルウェアアプリケーション６５１を使用して入力を処理する。図示のように、呼掛器６０１からミドルウェアアプリケーション６５１への入力の伝送は、通信リンク６５６を通って実行される。いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１によって受信された入力は、次いで翻訳され、通信リンク６５７を通って機器ソフトウェアアプリケーション６５２へ送信される。本明細書では、通信リンク６５７は、有線接続または無線通信プロトコルである。さらに、いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１から情報を受信した後、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、その情報をファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３へ送信するように構成される。他の実施形態では、呼掛器６０１からの情報は、有線または無線の通信リンク（図示せず）を通って、ファブレベルソフトウェアアプリケーションへ直接通信される。本明細書の実施形態では、遠隔通信デバイス６００、呼掛器６０１、およびコントローラ６１２、ならびにすべての異なるレベルのソフトウェアアプリケーション（たとえば、６５１、６５２、および６５３）間の通信は、両方向通信経路を含み、これは、ファブレベルソフトウェア６５８、コントローラ６１２、機器ソフトウェアアプリケーション６５２、および／またはミドルウェアアプリケーション６５１によって、遠隔通信デバイス６００との間で、呼掛器６０１を介して通信リンク６０７、６０９、６５５、６５６、６５７、および／または６５８を通って情報が送信および受信されることを意味する。他の実施形態では、遠隔通信デバイス６００、呼掛器６０１、およびコントローラ６１２、ならびにすべての異なるレベルのソフトウェアアプリケーション（たとえば、６５１、６５２、および６５３）間の通信は、一方向通信経路を含み、これは、ファブレベルソフトウェア６５８、コントローラ６１２、機器ソフトウェアアプリケーション６５２、および／またはミドルウェアアプリケーション６５１によって、遠隔通信デバイス６００から呼掛器６０１を介して通信リンク６０７、６０９、６５５、６５６、６５７、および／または６５８を通って情報が受信されるが、遠隔通信デバイス６００へ送信されないことを意味する。
図２Ａは、一実施形態による図１Ａ～Ｂに記載する研磨システム２０のカルーセル支持板６６などのカルーセル支持板の概略平面図である。図２Ｂは、図２Ａに記載するカルーセル支持板６６の一部分の拡大図である。基板キャリアアセンブリ１０８および／またはその構成要素に結合された遠隔通信デバイス６００との通信を容易にするために、呼掛器６０１が、典型的には、カルーセル支持板６６の１つもしくは複数の部品内に配置され、またはそれらの上に位置している。本明細書では、カルーセル支持板６６内に４つの半径方向スロット７２が形成されており、基板キャリアアセンブリ１０８のそれぞれが独立して、半径方向スロット７２に対して回転および振動することが可能になる。カルーセル支持板６６上に配置された呼掛器６０１はそれぞれ、カルーセル支持板６６内に形成された半径方向スロット７２の近傍で、半径方向スロット７２のうちの１つの周りに位置決めされる。これにより、各半径方向スロット７２の周りに位置決めされた各呼掛器６０１が、基板キャリアアセンブリ１０８に結合された対応する遠隔通信デバイス６００に密接することが可能になる。したがって、それぞれの遠隔通信デバイス６００および呼掛器６０１は、図３に関連してさらに説明するように、無線で通信することができる。
図３は、本明細書に記載する実施形態による例示的な遠隔通信デバイス６００、呼掛器６０１、およびそれらの間で通信しているコントローラ６１２の部分概略図を示す。図３に示す遠隔通信デバイス６００は、無線通信ＲＦＩＤデバイスである。上述したように、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００が、研磨パッド３２内に配置され、１つまたは複数の対応する呼掛器６０１が、それぞれの研磨プラテン３０内に配置される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００が、基板キャリアアセンブリ１０８および／またはそれらの処理構成要素上に位置し、それらの中に埋め込まれ、または他の方法でそれらに結合されており、１つまたは複数の対応する呼掛器６０１が、カルーセル支持板６６内に形成された各半径方向スロット７２の周りに位置決めされる。
単一の遠隔通信デバイス６００および単一の呼掛器６０１が、図３に示されているが、研磨システム２０およびそれとともに使用される処理構成要素は、複数の研磨パッド３２およびそれぞれの研磨プラテン３０、ならびに複数の基板キャリアアセンブリ１０８およびカルーセル支持板６６内に形成されたそれぞれの半径方向スロット７２内に配置され、それらの中に埋め込まれ、それらの上に位置し、または他の方法でそれらに結合されているものなど、複数の遠隔通信デバイス６００および対応する呼掛器６０１を備えることが企図される。いくつかの実施形態では、２つ以上の遠隔通信デバイス６００を、単一の対応する呼掛器６０１によって感知することができる。
図３に示すように、複数の呼掛器６０１はそれぞれ、リーダ６０８およびアンテナ６１０を含む。典型的には、リーダ６０８は、ＲＦ電源などの電源を含みかつ／またはそれに結合されており、アンテナ６１０を介して、遠隔通信デバイス６００によって受信される信号を伝送するように構成される。いくつかの実施形態では、アンテナ６１０は、図３に示すように、カルーセル支持板６６内に形成された各半径方向スロット７２の周りに位置決めされた同軸ケーブルを備える。そのような実施形態では、半径方向スロットの周りに円周状にケーブルを位置決めすることで、遠隔通信デバイス６００のＲＦＩＤタグなどのタグ６０２へＲＦエネルギーを異なる角度から伝播させ、それによって伝送されたＲＦエネルギーがタグ６０２によって受信される可能性を増大させることが可能になる。本明細書では、アンテナ６１０はそれぞれ、ＣＭＰヘッド支持構造の端部カバーのそれぞれで終端する。他方の端部では、アンテナ６１０の同軸ケーブルはプリント基板６１０Ａを含み、プリント基板６１０Ａは、アンテナ６１０と遠隔通信デバイス６００との間の通信を容易にするように構成された１つまたは複数の電気構成要素を収容する。
加えて、図２Ａに示すカルーセル支持板６６は、複数の半径方向スロット７２内で独立して回転および振動する複数の基板キャリアシステム７０ａ～ｄを支持する。したがって、いくつかの実施形態では、基板キャリアアセンブリ１０８および／またはそれらの処理構成要素のそれぞれの上および／または中に、同等の数の遠隔通信デバイス６００、ならびに対応する数の呼掛器６０１が、呼掛器６０１のアンテナ６１０を含めて４つの半径方向スロット７２を取り囲む。いくつかの実施形態では、クロストークを回避するために、呼掛器６０１によって伝播されるＲＦエネルギーが、所望の遠隔通信デバイス６００によってのみ捕捉され（他の遠隔通信デバイス６００は補足しない）、呼掛器６０１および遠隔通信デバイス６００のそれぞれに対して、それらの間のそれぞれの通信において、特有の範囲のＲＦエネルギーが利用される。そのような実施形態では、ＲＦエネルギーのＲＳＳＩ値は、－３０～－６０ｄＢの範囲内である。また、いくつかの実施形態では、呼掛器６０１が、８５６～９６０ＭＨｚの範囲内の超高周波（ＵＨＦ）を放出することができる。いくつかの構成では、各遠隔通信デバイス６００は、そのメモリ内に記憶された固有の識別コードを有する。固有の識別コードは、呼掛器６０１へ伝送され、コントローラ６１２内でミドルウェアアプリケーション６５１によって、本明細書に記載するプロセスのうちの１つまたは複数の間に、２つ以上の遠隔通信デバイスのデータのうちのどちらを受信するか、および／またはどの遠隔通信デバイス６００の情報を転送するかを判定するために使用される。
いくつかの実施形態では、リーダ６０８は、他の構成要素の中でも、リーダ６０８による信号の伝送および受信を管理するように構成されたＲＦ変調器および呼掛器コントローラを含む。一実施形態では、ＲＦ変調器は、約１３．５６ＭＨｚの波長を有するＲＦ信号を生成および／または変調するように構成される。１つの受動タグの実施形態では、呼掛器６０１および遠隔通信デバイス６００は、約２インチ未満または約１インチ未満など、約１２インチ未満の距離を有する空間関係で位置決めされる。能動タグの実施形態では、呼掛器６０１と遠隔通信デバイス６００との間の空間関係は、受動タグの実施形態より大きくすることができ、信号の伝送に利用可能な電力に依存する。
また図３には、遠隔通信デバイス６００が示されており、遠隔通信デバイス６００は概して、タグ６０２と、メモリ６０３と、タグ６０２に結合されまたはその中に一体的に製造されたアンテナ６０６とを含む。いくつかの実施形態では、タグ６０２にセンサ６０４が通信可能に結合される。本明細書では、タグ６０２は、所望の実装形態に応じて、能動タグまたは受動タグである。能動タグの実施形態では、好適な電力をタグ６０２に提供するために、電池などの電源がタグ６０２に電気的に結合されており、したがってタグ６０２は、デバイス間に形成された通信リンク（たとえば、６０７、６５５など）を介して信号を呼掛器６０１へ伝送することができる。能動タグは、電力がタグに結合される実施形態で実施することができることが企図される。加えて、能動タグは、タグによって伝送されるデータが、受動タグを使用したときに得ることができる距離より大きい距離をあけた呼掛器６０１によって感知されることが意図される構成で利用することができる。しかし、能動タグは、受動タグでも好適な利用を得られるはずの近距離通信の実施形態で利用することもできることが企図される。
１つの受動タグの実施形態では、タグ６０２は、呼掛器６０１から無線周波信号などの信号を受信し、受信した信号の電磁エネルギーを利用して、タグ６０２に固有の何らかの量のデータを含む信号を、通信リンク（たとえば、６０７、６５５など）を介して再び呼掛器６０１へ伝送（または反射）するように構成される。受動タグは、呼掛器６０１がタグ６０２から臨界通信距離未満に位置決めされる実施形態で利用することができる。臨界通信距離は概して、受動タグによって反射される電磁信号が呼掛器６０１によって確実に受信されない距離であると定義される。臨界通信距離は、呼掛器６０１によって生成される信号に関連する電力の量、ならびにタグ送信器のサイズおよび電力に依存する実施形態によって変動することがある。
上述したように、タグ６０２には、センサ６０４（または複数のセンサ）を通信可能に結合することもできる。そのような実施形態では、遠隔通信デバイス６００を検出、認証、およびデータ記憶などに利用することに加えて、遠隔通信デバイス６００はまた、研磨システムの研磨性能を監視および／または改善するために、センサ６０４を使用して、一連の感知および計測データを提供することができる。
たとえば、いくつかの実施形態では、センサ６０４（または特定の実施形態では複数のセンサ）が、１つまたは複数の研磨状態を検出するように構成される。一例では、センサ６０４は、研磨パッド３２、研磨流体５０、基板１０、またはこれらの任意の組合せの温度を検出するように構成された構成要素を含む熱センサ（たとえば、ＲＴＤ、熱電対）である。別の例では、センサ６０４は、研磨プロセス中の音響振動の変化を判定するように構成された音響センサ（図示せず）である。
別の実施形態によれば、伝導率センサは、遠隔通信デバイス６００で利用することができる別のタイプのセンサ６０４である。この実施形態では、伝導率センサ（図示せず）は、研磨流体５０の伝導率（たとえば、金属濃度の増大（スラリの金属負荷））、または研磨流体５０がその様々な領域を洗浄することに起因する研磨パッド３２の表面における伝導率の変化を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、伝導率センサは、タグ６０２および遠隔通信デバイス６００と通信する２つの電極（図示せず）を含み、これらの電極はそれぞれ、研磨パッド３２の表面に露出している。露出した電極は、タグ６０２に見られる構成要素の使用によって電極の両端間に電圧を印加することによって、研磨流体５０、基板１０の材料表面、および／または研磨パッド３２の表面の伝導率を直接測定するために使用される。
センサ６０４の別の例は、角運動量、動力、回転角度方向に対する面外振動運動、および／またはトルクの変化を感知するように構成された加速度計（たとえば、ＭＥＭＳデバイス）である。センサ６０４の追加の例は、その研磨中に基板１０の材料表面に対する研磨パッド３２のせん断応力を感知する歪みゲージなどの摩擦センサである。センサ６０４のさらに別の実施形態は、基板キャリアアセンブリの可撓性ダイアフラム１０８Ｂによって基板１０の領域に印加される圧力など、研磨パッド３２に印加される力および帯状圧力を測定するように構成されたロードセル（たとえば、ＭＥＭＳロードセル）などの圧力センサである。
前述のセンサの実施形態は、単独で利用することができ、または研磨中の処理状態をより効果的に測定するために互いに組み合わせて利用することができる。いくつかの実施形態では、図８の例示的な動作８００の活動８０２および８０４に記載したように、１つまたは複数のセンサからのセンサ情報を受信および分析した後、コントローラ６１２は、研磨プロセスにインシトゥ処理および／または実時間調整を加えることによって、研磨プロセスの変更を開始する。そのような調整は、たとえば研磨の均一性および研磨の終点検出を改善するために実施することができる。たとえば、一実施形態では、遠隔通信デバイス６００による研磨性能の判定は、インシトゥで（すなわち、研磨中に）実行され、基板研磨性能を改善するようにプロセス変数がインシトゥで調整される。本明細書では、感知することができる処理状態には、温度データ、圧力データ、導電率データ、弾性係数データ、光学データ、音響データ、フィルム厚データ、および基板研磨プロセス中の処理状態を測定するように構成された他のデータタイプが含まれる。
概して、１つまたは複数の検出された処理状態に応答してセンサ６０４によって生成される信号は、タグ６０２によって符号化され、アンテナ６０６によって伝送される。図４に関連して以下に説明するように、遠隔通信デバイス６００から感知信号または情報（上述した様々なセンサによって感知される）を受信した後、呼掛器６０１が、この感知データを研磨システム２０による使用のためにコントローラ６１２へ送信し、研磨システム２０は、感知情報に基づいて、プロセスレシピ変数などの１つまたは複数の研磨パラメータをインシトゥで調整する。
上述した構成要素に加えて、本明細書に記載する遠隔通信デバイス６００は、タグ６０２に結合されまたはその中に一体的に製造されたメモリ６０３を含むことができる。いくつかの実施形態では、メモリ６０３を使用することで、遠隔通信デバイス６００を処理構成要素の追跡、検出、および認証、ならびに研磨システム２０の構成の変更または改善に使用することができる。いくつかの実施形態では、メモリ６０３は、不揮発性メモリを含むコンピュータ可読記憶媒体を備える。たとえば、いくつかの実施形態では、処理構成要素に結合された遠隔通信デバイス６００は、そのメモリ６０３内に、処理構成要素に特有の特定の識別情報を記憶している。典型的には、識別情報には、処理構成要素識別子情報、部品構成情報、履歴情報、障害情報、ライフサイクルデータ、顧客／製造名、処理システム情報、およびそれらに関連する任意の望ましい情報が含まれる。図４にさらに説明するように、この情報をコントローラ６１２へ伝送することで、その中に含まれる情報に基づいて、処理構成要素の追跡、検出、および認証、ならびに研磨システムの構成の変更または改善が可能になる。
典型的には、遠隔通信デバイス６００から感知および／または識別データを受信した後、呼掛器６０１は、無線または有線通信を介してこの情報をコントローラ６１２などのプロセッサベースのシステムコントローラへ中継する。たとえば、一実施形態では、コントローラ６１２は、リーダ６０８による信号の生成を引き起こすように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラ６１２は、呼掛器６０１を介して遠隔通信デバイス６００からのデータを受信して分析するようにさらに構成される。本明細書のコントローラ６１２は、基板研磨プロセスの制御を容易にするために研磨システム２０の様々な構成要素に結合された電力供給、クロック、キャッシュ、入出力（Ｉ／Ｏ）回路など、メモリ６１８（たとえば、不揮発性メモリ）および大容量記憶デバイス、入力制御ユニット、および表示ユニット（図示せず）とともに動作可能であるプログラム可能な中央処理装置（ＣＰＵ）６１４を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ６１２は、研磨システム２０内のシステムレベルセンサを介して基板処理を監視するハードウェアを含む。
上述した研磨システム２０、およびより具体的には遠隔通信デバイス６００および対応する呼掛器６０１の制御を容易にするために、ＣＰＵ６１４は、様々なチャンバおよびサブプロセッサを制御するプログラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）などの工業的な環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つとすることができる。メモリ６１８は、ＣＰＵ６１４に結合されており、メモリ６１８は非一過性であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、または任意の他の形態の局所もしくは遠隔のデジタルストレージなど、容易に利用可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。ＣＰＵ６１４には、従来のようにプロセッサを支持する支持回路６１６が結合される。呼掛器６０１を介した遠隔通信デバイス６００からの信号生成命令、データ受信、および分析は、典型的にはソフトウェアルーチンであるメモリ６１８によって実行および記憶することができる。ソフトウェアルーチンはまた、ＣＰＵ６１４によって制御されているハードウェアから遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶および／または実行することができる。
本明細書では、メモリ６１８は、ＣＰＵ６１４によって実行されると遠隔通信デバイス６００および呼掛器６０１の動作を含む研磨システム２０の動作を容易にする命令を含むコンピュータ可読記憶媒体（たとえば、不揮発性メモリ）の形態である。メモリ６１８内の命令は、本開示の方法を実施するプログラムなどのプログラム製品（たとえば、ミドルウェアアプリケーション、機器ソフトウェアアプリケーションなど）の形態である。プログラムコードは、複数の異なるプログラミング言語のうちのいずれか１つに準拠することができる。一例では、本開示は、コンピュータシステムとともに使用するためのコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されているプログラム製品として実施することができる。プログラム製品のプログラムは、実施形態（本明細書に記載する方法を含む）の機能を定義する。いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２およびミドルウェアアプリケーション６５１は、コントローラ６１２内に見られるＣＰＵ６１４およびメモリ６１８の使用によって実行される。
例示的なコンピュータ可読記憶媒体には、それだけに限定されるものではないが、（ｉ）情報が恒久的に記憶される書込み可能でない記憶媒体（たとえば、ＣＤ－ＲＯＭドライブによって可読のＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、または任意のタイプの固体の不揮発性半導体メモリなどのコンピュータ内の読取り専用記憶デバイス）、ならびに（ｉｉ）可変情報が記憶される書込み可能な記憶媒体（たとえば、ディスケットドライブもしくはハードディスクドライブ内のフロッピーディスク、または任意のタイプの固体のランダムアクセス半導体メモリ）が含まれる。そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、本明細書に記載する方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を有するとき、本開示の実施形態である。
図４は、呼掛器６０１および遠隔通信デバイス６００と相互作用するためにコントローラ６１２によって使用される複数のプログラム製品の概略論理図を示す。図４は下に、複数のＲＦＩＤリーダ（たとえば、リーダ６０８1～６０８N）と通信する複数のＲＤＩＦタグ（たとえば、タグ６０２1～６０２N）を示す。図４は中央に、ミドルウェアアプリケーション６５１をさらに示し、ミドルウェアアプリケーション６５１は、いくつかの実施形態では、コントローラ６１２のメモリ６１８内に常駐することができる。概して、ミドルウェアアプリケーションは、普通のオペレーティングシステムによって通常は提供されないサービスを備えたより高レベルのソフトウェアアプリケーションを提供することが可能なソフトウェアサブシステムである。図４に示すように、ミドルウェアアプリケーション６５１は、下にあるハードウェア（たとえば、ＲＦＩＤリーダおよびタグ）から機器ソフトウェアアプリケーション６５２を分離する。
ミドルウェアアプリケーション６５１の底層を基点として、ハードウェア抽象化層４１１は、ハードウェア層をミドルウェアアプリケーション６５１内の他の層から分離するためのコードの論理的な分割を提供する。ハードウェア抽象化層４１１は、イベントおよびデータ管理層がＲＦＩＤリーダおよびタグと通信することを可能にするＲＦＩＤリーダドライバインターフェースを提供する。いくつかの実施形態では、ＲＦＩＤリーダドライバはまた、ハードウェア層に対するアプリケーションの作成を可能にする１組のソフトウェア開発ツールであるソフトウェア開発キット（ＳＤＫ）を提供する。いくつかの実施形態では、ハードウェア抽象化層４１１は、ミドルウェアアプリケーション６５１が、様々な販売業者によって提供されるＲＦＩＤリーダ６０８1～６０８Nまたはタグ６０１1～６０１Nなどのハードウェアとインターフェース接続することをさらに可能にする。
次にイベントおよびデータ管理層４１２へ進むと、イベントおよびデータ管理層４１２は、認証、構成、暗号（暗号化／解読）、符号化、ログビュア、ライセンシング、およびユーザ管理などのサービスを提供するソフトウェアコードおよび命令を含む。そのようなサービスまたは機能性は、コントローラ６１２がメモリ６１８内に記憶することができる普通のオペレーティングシステムによって通常は提供されない。ハードウェア抽象化層４１１およびイベントおよびデータ管理層４１２に加えて、ミドルウェアアプリケーション６５１は、上述した機能性の実装の詳細を抽象化するアプリケーション抽象化層４１３を含むことができる。いくつかの実施形態では、アプリケーション抽象化層４１３は、ミドルウェアアプリケーション６５１と機器ソフトウェアアプリケーション６５２との間の通信の明確に定義された方法を提供する１組のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を含む。加えて、いくつかの実施形態では、アプリケーション抽象化層は、ネットワークを介したミドルウェアアプリケーション６５１と機器ソフトウェアアプリケーション６５２との間の通信に利用される１つまたは複数のソケットを含む。
ソケットは、機器ソフトウェアアプリケーション６５２およびミドルウェアアプリケーション６５１がどちらもそれらの間で情報を送信および受信することができるように、双方向通信を可能にする。いくつかの実施形態では、ソケットベースのソフトウェアは、２つの異なるコンピュータデバイス上で走行し、異なるコンピュータ上に常駐するソフトウェアアプリケーション間の通信を可能にする。いくつかの他の実施形態では、ソケットは、単一のコンピュータ上の様々なソフトウェアアプリケーション間の局所通信に使用される。上述したアプリケーション抽象化層４１３のため、ミドルウェアアプリケーション６５１は、ごくわずかなカスタマイゼーションで機器ソフトウェアアプリケーション６５２に容易に統合することができる。
次に機器ソフトウェアアプリケーション６５２へ進む。典型的には、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、基板キャリアアセンブリ１０８および／または研磨パッド３２などの提供業者など、研磨システム２０および／またはそれとともに使用される処理構成要素の提供業者によって提供される。いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、コントローラ６１２のメモリ６１８内に常駐する。いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアは、別のコンピュータデバイスまたはそのメモリ上に常駐し、通信リンク６５７を介してミドルウェアアプリケーション６５１と通信する。
いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、ＲＦＩＤタグの読取りおよび書込み要求を可能にする。たとえば、一実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、ユーザ／オペレータがそれと対話するためのユーザインターフェースを提供する。１つのそのような例では、ユーザ／オペレータは、読取り要求を介して遠隔通信デバイス６００にデータを要求し、かつ／または書込み要求を介して遠隔通信デバイス６００によって記憶すべき情報を送信する。上述したように、遠隔通信デバイス６００とコントローラ６１２との間で送信および受信されるデータは、処理構成要素の検出、認証、および追跡、ならびに研磨システムの構成の変更または改善を可能にする。
一実施形態では、研磨システム２０は、遠隔通信デバイス６００が中に埋め込まれ、上に位置し、または結合された研磨パッドまたは基板キャリアアセンブリが設置されているときのみ動作に関与するように構成される。そのような実施形態では、研磨システムが研磨プロセスを開始する前に、処理構成要素を検出および認証する必要がある。一例として、処理システムのユーザ／オペレータによる使用のために、遠隔通信デバイス６００が結合された基板キャリアアセンブリ１０８を設置することができる。遠隔通信デバイス６００は、機器供給業者部品の部品番号、部品シリアル番号、部品構成タイプなどを含む部品識別子情報など、基板キャリアアセンブリ１０８の検出および認証のための記憶されている情報を含む。基板キャリアアセンブリ１０８が研磨システムのユーザ／オペレータによって設置された後、基板キャリアアセンブリ１０８に結合された遠隔通信デバイス６００は、そのメモリ内に記憶されている部品識別子情報を、カルーセル支持板６６の半径方向スロット７２の周りに位置決めされた呼掛器６０１へ、それらの間で通信される１つまたは複数の無線信号を介して送信する。図６の例示的な動作６２０の活動６２２に記載するように、遠隔通信デバイス６００から１つまたは複数の信号を受信した後、呼掛器６０１は、１つまたは複数の信号をコントローラ６１２内のミドルウェアアプリケーション６５１へ送信する。ミドルウェアアプリケーション６５１は、図６の例示的な動作６２０の活動６２４に記載するように、信号を処理して、基板キャリアアセンブリ１０８および／またはその処理構成要素を検出および／または認証する。たとえば、一実施形態では、イベントおよびデータ管理層４１２は、信号から導出される処理構成要素識別子情報を、ミドルウェアアプリケーション６５１によってアクセス可能なデータベース内に記憶されている複数の処理構成要素（部品）識別子と比較するように構成される。より具体的には、ミドルウェアアプリケーション６５１は、複数の機器供給業者部品（ＥＰＳ）の部品番号ならびに所望の機器供給業者によって製造されたすべての部品シリアル番号を含む記憶されているデータベースを構文解析することができる。いくつかの実施形態では、データベースは、コントローラ６１２のメモリ６１８内に常駐することができる。いくつかの他の実施形態では、データベースは、別のシステム上に常駐することができ、コントローラ６１２内の１つまたは複数の構成要素にアクセス可能なネットワークを介して、ミドルウェアアプリケーション６５１によって、このデータベースにアクセスすることができる。
上記の例では、ＥＰＳ部品番号および／または部品シリアル番号に対する一致を見つけたことに基づいて、ミドルウェアアプリケーション６５１は、基板キャリアアセンブリ、たとえば基板キャリアアセンブリ１０８によって１つまたは複数の信号が伝送されていることを検出することができ、また基板キャリアアセンブリ１０８が所望の機器供給業者によって製造された基板キャリアアセンブリなどの正規の処理構成要素アセンブリであることを認証することができる。部品識別子情報に加えて、本明細書の遠隔通信デバイス６００はまた、基板キャリアアセンブリのサイズ、可撓性ダイアフラムのタイプ、基板保持リングのタイプ、および／またはそれに関連する研磨プロセス情報などの処理構成要素（部品）構成情報を伝送することができる。部品構成情報に基づいて、ミドルウェアアプリケーション６５１のイベントおよびデータ管理層４１２は、基板キャリアアセンブリ１０８の構成を判定し、研磨システムによって実行される１つまたは複数のプロセスの制御での使用のために、この情報を機器ソフトウェアアプリケーション６５２へ提供する。
図６の例示的な動作６２０の活動６２６に記載するように、遠隔通信デバイス６００から受信した情報を使用して、コントローラ６１２は、１つまたは複数の基板処理動作を実行する。たとえば、いくつかの実施形態では、コントローラ６１２は、ミドルウェアアプリケーション６５１によって、上述したように判定した基板キャリアアセンブリ１０８の構成に基づいて研磨システム２０の構成を設定または変更するように構成される。たとえば、研磨システム２０は、基板キャリアアセンブリ１０８のサイズが所定の値を下回る場合、構成タイプＡに設定する必要があることがあり、基板キャリアアセンブリ１０８のサイズが所定の値を上回る場合、構成タイプＢを使用することができる。したがって、１つのサイズの基板キャリアアセンブリから別のものに変更するときにユーザ／オペレータが研磨システム２０の構成を手動で設定および／または調整する代わりに、コントローラ６１２がそのような機能を自動的に実行する。上記で論じた基板キャリアアセンブリ１０８のサイズの例と同様に、研磨システム２０の構成は、基板キャリアアセンブリ１０８を構成する可撓性ダイアフラム１０８Ｂおよび／または基板保持リング１０８Ａのタイプに基づいてカスタマイズすることができる。いくつかの実施形態では、コントローラ６１２は、遠隔通信デバイス６００から受信した研磨プロセス情報に基づいて、研磨システム２０を特定のタイプの基板処理に対して構成する。いくつかの実施形態では、上述したように、遠隔通信デバイス６００によって伝送される識別情報は、コントローラ６１２によって、ウエハ処理および／または取扱いシーケンスを自動的に割り当てるために使用される。
いくつかの実施形態では、呼掛器６０１によって受信された部品識別子および構成情報を使用した処理構成要素の認証後、コントローラ６１２は、研磨システム２０を「アンロック」し、完全な研磨または処理の機能性に関与する。また、認証段階後、いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２および／またはミドルウェアアプリケーション６５１のロックされている特定の特徴がアンロックされる。たとえば、いくつかの実施形態では、研磨システム２０は、必要とされる処理構成要素を認証する前に特定のタイプの研磨プロセスおよび／または動作を実行するのを防止するようにロックされている。認証後、研磨システム２０は、以前はロックされていた研磨プロセスおよび／または動作に関与することができる。これは、いくつかの状況では、無許可のおよび／または不適合な処理構成要素を使用して特定の機能および／または研磨プロセスを実行する結果、安全でない処理状態および／または信頼できない研磨結果を招く可能性があるため、安全および信頼性を確実にするためである。
部品識別子および部品構成情報に加えて、いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００は、処理構成要素に関連付けられている部品履歴情報またはアセンブリ履歴情報をさらに記憶し、コントローラ６１２へ伝送する。本明細書の部品履歴情報には、設置日、除去日、部品またはその関連アセンブリが修繕された回数、現在の基板処理数、過去の障害データ、寿命追跡情報、およびその追跡に有用な他の情報が含まれる。いくつかの実施形態では、部品履歴情報は、ミドルウェアアプリケーション６５１または機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって、処理構成要素がさらなる使用にとって好適であるかどうかを判定するために使用することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、処理構成要素に関連付けられている設置日は、処理構成要素が設置されてからどれだけ使用されてきたかを示す。
加えて、いくつかの処理構成要素、特に消耗構成要素の場合、処理された基板の数および／またはそれに関連付けられている処理状態などの基板処理に関する情報は、処理構成要素が受けた摩耗および亀裂の量を示す。たとえば、一実施形態では、コントローラ６１２は、所定の基板数を超えて研磨に使用された基板キャリアアセンブリ１０８などの処理構成要素または処理構成要素アセンブリを識別することができ、処理構成要素が識別された後、コントローラ６１２は、基板保持リングおよび／または可撓性ダイアフラムなどの基板キャリアアセンブリの消耗構成要素を交換する必要があると判定することができる。いくつかの実施形態では、後述するように、使用に関する情報（たとえば、基板数）が、動作ユーザ／オペレータによって、機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって提供されるインターフェースを使用して入力され、次にミドルウェアアプリケーション６５１を介して遠隔通信デバイス６００内に記憶される。
いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００がセンサを備える場合、追跡情報が感知データによって提供される。そのような実施形態では、センサ６０４は、その消耗構成要素を含む研磨パッドおよび／または基板キャリアアセンブリなどの消耗構成要素の使用統計を追跡するために使用される。たとえば、一実施形態では、遠隔通信デバイス６００を使用して、研磨パッドおよび／または基板キャリアアセンブリを使用して研磨される基板の数が追跡され、追跡データは、同時および／または後に呼掛器６０１へ通信される。追跡データは次いで、コントローラ６１２によって解釈され、その結果、研磨パッドおよび／または基板キャリアアセンブリの寿命がより正確に追跡され（本明細書に記載する実施形態を使用しない研磨システムと比較したとき）、適時の部品交換により、異なる処理構成要素の寿命にわたって改善されかつ／または繰返し可能な研磨性能を提供することが確実になる。いくつかの実施形態では、研磨システム２０は、伝送されたタグデータ内で受信した研磨パッドなどの消耗構成要素の追跡された使用統計に基づいて、プロセス変数などの１つまたは複数の研磨パラメータを調整する。一例では、基板キャリアアセンブリ１０８の使用に関するプロセス変数（たとえば、可撓性ダイアフラムの圧力／下方に働く力）が、研磨パッドの寿命にわたって研磨パッドが受けた研磨性能の変化を補償するように調整される。
上述したように、処理構成要素（部品）履歴はまた、寿命追跡データを含み、寿命追跡データは、いくつかの実施形態では、処理構成要素が過去にいつ、どこで、および／またはどのように使用されたか（たとえば、どの製造施設か、どの研磨システムか、および／またはどのタイプの研磨プロセスかなど）を示すために使用される。寿命追跡データはまた、処理構成要素が何時間使用されたかに関する情報を含み、この情報は、何回および／またはどの処理構成要素および処理構成要素アセンブリ（たとえば、基板キャリアアセンブリの場合、処理構成要素が基板保持リング、研磨ダイアフラム、および／または他の消耗構成要素を含む）がサービス寿命の終わりに近づいているかなどを示す。部品またはそれに付随するアセンブリの部品履歴を追跡することで、研磨システムおよびその上で実行されるプロセスの安全および信頼性が確実になる。
部品履歴情報に加えて、いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００は、ライフサイクル情報を記憶し、コントローラ６１２へ伝送する。いくつかの処理構成要素の修繕は、その製造に伴う費用のために共通であるが、研磨性能要件および他の考慮すべき点のため、処理構成要素を修繕することができる回数が制限されることが多い。本明細書に記載する実施形態を使用して判定された処理構成要素のライフサイクルデータは、部品が何回修繕されたか、およびその部品がそれを修繕することができる回数の所定の限界に到達したかどうかに関する情報を提供する。１つのそのような例では、コントローラ６１２は、たとえば、処理構成要素を廃棄する必要があることを、動作ユーザ／オペレータに示す。いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００によって記憶および伝送される部品履歴情報およびライフサイクルデータは、対応する処理構成要素および／またはそれに伴う研磨システムに対する保守スケジュールを決定および／または展開するために使用される。
いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００は、処理構成要素および／または処理構成要素アセンブリの障害情報を記憶し、コントローラ６１２へ伝送するために使用される。いくつかの実施形態では、現在の部品またはアセンブリが所望されるように実行することができないことに関する障害情報が、ユーザ／オペレータによって、機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって提供されるインターフェースを使用して入力される。いくつかの実施形態では、さらに後述するように、障害情報は後に、ミドルウェアアプリケーション６５１を介して１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００によって記憶される。また、いくつかの実施形態では、障害情報は、遠隔通信デバイス６００または研磨システム２０内の他の領域内に配置された１つまたは複数のセンサ（たとえば、センサ６０４）によって感知される。
さらに、いくつかの実施形態では、顧客／製造名および処理システム識別（ＩＤ）情報が、遠隔通信デバイス６００によって記憶され、コントローラ６１２へ伝送される。この情報は、処理構成要素がどこでおよび／または誰に属していたか（たとえば、どの顧客および／または製造施設かなど）を示す。さらに、遠隔通信デバイス６００によって伝送される識別および感知データを使用することで、障害分析をより効率的に実行することが可能になる。典型的には、そのような障害分析の結果は、遠隔通信デバイス６００内に記憶される。
いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１は、ＲＦＩＤリーダの設定を調節するための診断ユーザインターフェースを提供する。加えて、いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１は、データのセキュリティのために、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグとの間のその通信を暗号化するように構成される。本明細書のミドルウェアアプリケーション６５１は、複数のＲＦＩＤタグを区別し、同時にそれらのすべてとの通信に関与することがさらに可能である。さらに、いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１は、異なるユーザの異なるアクセス特権を管理することが可能である。
識別および感知情報がミドルウェアアプリケーション６５１によって受信および処理された後、ミドルウェアアプリケーション６５１は、その情報を、１つまたは複数のＡＰＩを介して機器ソフトウェアアプリケーション６５２へ伝送する。機器ソフトウェアアプリケーション６５２は次いで、そのような情報を処理システムのユーザ／オペレータへのユーザインターフェース内に表示する。図１Ｂに関連して説明したように、図１Ｂに示す遠隔通信デバイス６００とソフトウェア階層構造の異なる層との間の通信は両方向通信である。
したがって、いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、ＲＦＩＤタグメモリへの読取り／書込み動作に対する要求を受け付ける。いくつかの実施形態では、認証の目的で、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、それに結合された遠隔通信デバイス６００が検出された後、処理構成要素に識別情報を要求するように構成される。いくつかの実施形態では、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、遠隔通信デバイス６００のメモリ６０３へ書込み動作に対する要求を行うように構成される。そのような実施形態では、図７の例示的な動作７００の活動７０２および７０４に記載するように、コントローラ６１２は、処理構成要素（たとえば、基板キャリアアセンブリ１０８）を研磨システム２０から取り外す前に、１つまたは複数の信号を遠隔通信デバイス６００へ送達してその中に記憶させる。たとえば、いくつかの実施形態では、システムのユーザ／オペレータによって、機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって提供されるユーザインターフェース内に障害情報が入力される。この情報は次いで、そのメモリ６０３内に記憶するために、呼掛器６０１を介して遠隔通信デバイス６００へ伝送される。いくつかの実施形態では、上述した他の識別または感知情報が、機器ソフトウェアアプリケーション６５２から下流へ進み、次の使用中に後に回収するために、遠隔通信デバイス６００によって記憶される。
いくつかの実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１または機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって遠隔通信デバイス６００から収集された識別および感知情報は、典型的には半導体製造プロセスの品質制御に使用される統計方法である統計プロセス制御（ＳＰＣ）方法に使用される。そのような実施形態では、障害情報または分析（上述）ならびに処理構成要素および／または処理構成要素アセンブリ構成情報を含むデータが、ＳＰＣ方法、特に自動化されたデータ入力に依拠するＳＰＣ方法に特に有用である。いくつかの実施形態では、ＳＰＣ方法は、ミドルウェアアプリケーション６５１または機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって実施および実行される。いくつかの他の実施形態では、ミドルウェアアプリケーション６５１または機器ソフトウェアアプリケーション６５２によって収集される識別および感知情報は、ファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３へ伝送され、そこでＳＰＣ方法が実行される。
典型的には、ファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３は、製造施設内の研磨システムおよび／またはそれらのコントローラのすべてに接続されたサーバ上に常駐する。たとえば、典型的な製造施設では、識別およびセンサ情報が、本明細書に記載する研磨システム２０などの複数の異なる研磨システムによって使用されている多数の処理構成要素（たとえば、基板キャリアアセンブリ）から収集される。そのような例では、ＳＰＣ方法を実行した後、これらの研磨システムによって使用される特有のタイプの基板キャリアアセンブリに関する特定の傾向が、ファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３によって導出される。一例として、処理された識別および感知情報は、記憶デバイスがその上に形成された基板を研磨するために使用される特定の基板キャリアアセンブリが、論理デバイスがその上に形成された基板を研磨するために使用されるときと同じ基板キャリアアセンブリより高い故障率を有することを示すことがある。この情報は次いで、関連する異なる当事者（たとえば、システムのユーザ／オペレータ、部品の製造業者など）が、研磨プロセスおよび／または処理構成要素などに変更を加えるために使用することができる。ファブレベルソフトウェアアプリケーション６５３に加えて、いくつかの実施形態では、識別および感知データは、処理構成要素の状態に関する更新を提供するために、コントローラ６１２またはファブレベルコントローラ（図示せず）によって形成される外部通信リンクを介して、研磨システムの製造業者および／または処理構成要素の供給業者へさらに伝送される。この情報は、研磨システムによって設置および検出された後、研磨プロセス中、ならびにプロセスが終了した後、処理構成要素の状態に対する追加の可視性を提供する。
上述したように、本明細書に記載する方法および装置は、研磨システム２０以外のツールまたはデバイスによって利用することができる。本明細書に提供する１つまたは複数の研磨構成要素、処理構成要素アセンブリ、および研磨プロセスに関する説明は、本明細書に提供する本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、したがって本明細書に提供する開示の実施形態のうちの１つまたは複数は、図５に記載する物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバなど、交換可能であり、消耗し、および／または制限された有用寿命時間を有する処理構成要素および／または処理構成要素アセンブリを含む任意のタイプのツールまたはデバイスとともに使用することができる。
図５は、本明細書に記載する実施形態から利益を得るように適合させることができる別の例示的な基板処理システム、本明細書では物理的気相堆積（ＰＶＤ）処理チャンバの概略横断面図である。本明細書に提供する実施形態から利益を得るように適合させることができる処理チャンバの他の例は、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＡＬＰＳ（登録商標）ＰｌｕｓおよびＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）ＰＶＤ処理チャンバである。しかし、他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバも、本明細書に記載する実施形態から利益を得るように適合させることができることが企図される。本明細書に記載する処理チャンバ１００は、チタンまたはアルミニウム酸化物または窒化物を基板１０５上に堆積させるように構成される。他の実施形態では、処理チャンバ１００は、たとえばアルミニウム、銅、タンタル、窒化タンタル、炭化タンタル、タングステン、窒化タングステン、ランタン、酸化ランタン、チタン、またはこれらの組合せを堆積させるためなどの他の目的で使用される。
処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０１を含み、チャンバ本体１０１は、内部体積１１０を画定する１つまたは複数の上部アダプタ１０２および１つまたは複数の側壁アダプタ１０４、チャンバ底部１０６、ならびにリッドアセンブリ８０８を有する。チャンバ本体１０１は、典型的には、ステンレス鋼の板を機械加工および溶接すること、または一塊のアルミニウムを機械加工することによって製作される。一実施形態では、側壁アダプタ１０４はアルミニウムを含み、チャンバ底部１０６はステンレス鋼を含む。処理チャンバ１００のリッドアセンブリ８０８は、カバーリング１７０と交互配置された接地シールド１６０と協働して、内部体積１１０内に形成されるプラズマを基板１０５の上の領域に実質上閉じ込める。
処理チャンバ１００は、内部体積１１０内に配置された基板支持アセンブリ１２０をさらに含み、基板支持アセンブリ１２０は、接地板１２５に結合されたベースプレート１２８に密閉して結合された基板支持体１２６を含む。基板支持アセンブリ１２０は、可動に配置された支持シャフト１２２上に配置され、支持シャフト１２２は、チャンバ底部１０６を通って密閉して延びる。支持シャフト１２２は、基板１０５の処理および処理チャンバ１００に対するその移送を容易にするために、支持シャフト１２２、したがってその上に配置された基板支持アセンブリ１２０を上下させるように構成されたアクチュエータ（図示せず）に結合される。ベローズ１２４が支持シャフト１２２に外接し、基板支持アセンブリ１２０およびチャンバ底部１０６に結合されて、それらの間の柔軟な密閉を提供し、内部体積１１０の真空の完全性を維持する。
基板１０５は、ドアまたはバルブ（図示せず）によって従来どおり密閉されたチャンバ本体１０１を通って形成される開口（図示せず）を通って、処理チャンバ１００の内外へ移送される。いくつかの実施形態では、処理チャンバ１００は、基板処理システムの移送チャンバおよび／または他のチャンバに結合される。典型的には、基板支持体１２６の基板受取り面１２７との間の基板１０５の移送を容易にするために、基板支持アセンブリ１２０を通って複数のリフトピン（図示せず）が可動に配置される。基板支持アセンブリ１２０が下降位置にあるとき、複数のリフトピンは、基板受取り面１２７の上に延び、それによってロボットハンドラによるアクセスのために基板１０５を基板支持体１２６から隔置させる。基板支持アセンブリ１２０が上昇処理位置にあるとき、複数のリフトピンの頂部は、基板受取り面１２７と同じ高さまたはその下に位置し、基板１０５は、処理のために基板受取り面１２７上に直接位置する。リフトピンの頂部および基板支持体１２６の基板受取り面１２７の相対位置は、基板支持体１２６が処理チャンバ１００の内部体積１１０内で下降しているとき、静止もしくは可動のピンプレート（図示せず）のそれらの下端または処理チャンバ１００のチャンバ底部１０６との接触によって変更することができる。
典型的には、基板支持体１２６は、アルミニウム、セラミック、またはこれらの組合せから構成される。いくつかの実施形態では、基板支持体１２６は、静電チャックを備えており、チャック電極１３８が中に埋め込まれた誘電体材料から形成される。いくつかの実施形態では、基板支持体１２６および／またはそれに結合されたベースプレート１２８は、その中に配置された抵抗加熱要素（図示せず）および／または冷却チャネル（図示せず）を使用して基板を加熱および／または冷却するように構成される。典型的には、冷却チャネルは、冷媒源または温度制御流体源などの冷却剤源（図示せず）と流体連結されている。本明細書では、基板支持アセンブリ１２０は、堆積プロセス中に基板１０５とともに堆積リング３０２を支持する。
リッドアセンブリ８０８は、概して、ターゲットバッキング板１３０、ターゲット１３２、およびマグネトロン１３４を含む。ターゲットバッキング板１３０は、図５に示すように、リッドアセンブリ８０８が閉鎖位置にあるとき、上部アダプタ１０２によって支持される。ターゲットバッキング板１３０と上部アダプタ１０２との間には、それらの間の真空漏れを防止するために、セラミックリングシール１３６が配置される。
ターゲット１３２は、ターゲットバッキング板１３０に結合され、処理チャンバ１００の内部体積１１０に露出される。ターゲット１３２は、ＰＶＤプロセス中に基板１０５上に堆積させるための材料を提供する。ターゲット１３２と、ターゲットバッキング板１３０と、ターゲット１３２をターゲットバッキング板１３０およびチャンバ本体１０１の上部アダプタ１０２から電気的に分離するチャンバ本体１０１との間には、絶縁リング１８０が配置される。
ターゲット１３２は、電源１４０によって、ＲＦおよび／またはＤＣ電力により接地、たとえばチャンバ本体１０１に対して付勢される。内部体積１１０には、ガス源１４２から導管１４４を介してアルゴンなどのガスが供給される。ガス源１４２は、ターゲット１３２からの材料に強く衝突してスパッタリングすることが可能なアルゴンまたはキセノンなどの非反応ガスを含むことができる。使用済みプロセスガスおよび副生成物は、処理チャンバ１００の内部体積１１０から排気口１４６を通って排気される。排気口１４６は、使用済みプロセスガスを受け取り、処理チャンバ１００の内部体積１１０内のガスの圧力を制御するためのスロットルバルブを有する排気導管１４８へ使用済みプロセスガスを誘導する。排気導管１４８は、１つまたは複数の排気ポンプ１４９に流体的に結合される。典型的には、処理チャンバ１００の内部体積１１０内のスパッタリングガスの圧力は、真空環境、たとえば約０．６ミリトル～約４００ミリトルのガス圧力などの大気圧以下のレベルに設定される。基板１０５とターゲット１３２との間のガスから、プラズマが形成される。プラズマ内のイオンは、ターゲット１３２の方へ加速され、その表面から材料を押しのける。押しのけられたターゲット材料は、基板上に堆積する。マグネトロン１３４は、ターゲットバッキング板１３０を覆うようにターゲット領域８１５内に配置され、ターゲット領域８１５は、処理チャンバ１００上に位置決めされた誘電体支持体８１１および誘電体ターゲットリッド８１２によって密閉される。いくつかの実施形態では、誘電体ターゲットリッド８１２は、処理中にターゲット領域８１５内で軸８０３の周りで動かすことができるようにマグネトロン１３４に結合されたモータ（図示せず）を含む。
処理チャンバ１００で実行されるプロセスは、その中の基板の処理を容易にするように処理チャンバ１００の構成要素を動作させる命令セットを有するプログラムコードを備えるコントローラ１９０によって制御される。たとえば、一実施形態では、コントローラ１９０は、基板支持アセンブリ１２０を位置決めするための基板位置決め命令セット、処理チャンバ１００の内部体積１１０へのスパッタリングガスの流量を設定するようにガス流量制御バルブを動作させるためのガス流量制御命令セット、内部体積１１０内の圧力を維持するようにスロットルバルブを動作させるためのガス圧力制御命令セット、ターゲット１３２に電力供給するためのプロセススパッタリング電力制御命令セット、基板または側壁アダプタ１０４の温度をそれぞれ設定するように基板支持アセンブリ１２０または側壁アダプタ１０４内の温度制御システム（図示せず）を制御するための温度制御命令セット、および処理チャンバ１００内のプロセスを監視するためのプロセス監視命令セットを含むプログラムコードを備える。コントローラ１９０によって処理チャンバ１００へ提供される命令セットは、堆積プロセスレシピをともに構成する１組の堆積プロセスパラメータ、本明細書では堆積プロセス変数を含む。本明細書の堆積プロセス変数の例には、それだけに限定されるものではないが、基板１０５の表面とターゲット１３２の表面との間の距離、ターゲット１３２へ提供されるバイアス電力、基板支持体１２６および／またはその上に配置される基板１０５の温度、処理チャンバ１００に入るスパッタリングガスおよび／または反応ガスの流量、内部体積１１０内の圧力、堆積持続時間、軸８０３の周りのマグネトロン１３４の速度、ならびにいくつかの実施形態では、基板支持体１２６内に配置されたバイアス電極（図示せず）へ提供される基板バイアス電力が含まれる。多くの場合、いくつかのタイプの処理構成要素がいくつかの基板堆積プロセスに対して不適合であり、したがってそれらとの使用に対して許可されていないため、特有のタイプの処理構成要素が、いくつかの堆積プロセスレシピとの使用に対して必要とされ、他の堆積プロセスレシピとの使用に対して禁止される。
典型的には、処理チャンバ１００は、たとえば、構成要素の表面からのスパッタリング堆積物の洗浄、浸食された構成要素の交換もしくは修理、または他のプロセスおよび／もしくは用途に対する処理チャンバ１００の適合のため、処理チャンバ１００から容易に取り外すことができる様々な処理構成要素を備えるプロセスキット１５０を含む。一実施形態では、プロセスキット１５０は、接地シールド１６０と、交互配置されたカバーリング１７０と、一体型の接地シールド１６０と交互配置されたカバーリング１７０との間に制御された間隙を提供する中心合わせ機構１７５とを備える。いくつかの実施形態では、プロセスキット１５０は、堆積リング３０２をさらに備える。
本明細書では、１つまたは複数の遠隔通信デバイス６００が、処理チャンバ１００および／またはその中に配置された処理構成要素の様々な領域上に位置し、それらの中に埋め込まれ、それらの中に配置され、または他の方法でそれらに結合されている。一実施形態では、第１の遠隔通信デバイス６００Ａが、ターゲット１３２上に位置し、その中に埋め込まれ、その中に配置され、または他の方法でそれに結合されており、第１の呼掛器６０１Ａと通信しており、第１の呼掛器６０１Ａは、マグネトロン１３４に隣接して、チャンバ本体１０１の誘電体支持体８１１上に位置し、その中に埋め込まれ、その中に配置され、または他の方法でそれに結合されている。別の実施形態では、マグネトロン１３４の磁石８０１上に位置し、その中に埋め込まれ、その中に配置され、または他の方法でそれに結合された第２の遠隔通信デバイス６００Ｂが、第２の呼掛器６０１Ｂと通信しており、第２の呼掛器６０１Ｂは、図５に示すように、ヨークまたはプロセス片上に位置し、その中に埋め込まれ、その中に配置され、または他の方法でそれに結合されている。図５にさらに示すように、呼掛器６０１Ａおよび６０１Ｂが、通信リンク６５５Ａおよび６５５Ｂをそれぞれ使用して、ミドルウェアアプリケーション６５１と通信しており、ミドルウェアアプリケーション６５１は、いくつかの実施形態では、コントローラ１９０上に常駐する。いくつかの実施形態では、通信リンク６５５Ａおよび６５５Ｂは有線接続であり、他の実施形態では、無線通信プロトコルである。
本明細書では、遠隔通信デバイス６００Ａおよび６００Ｂは、処理構成要素（たとえば、ターゲット１３２）の検出、認証、および追跡、ならびに処理チャンバ１００内の特定の区別された特徴の設定、再構成、またはアンロックを含めて、図１～４記載する研磨システム２０に関連して上述したものと同じ機能性を可能にするように動作する。したがって、遠隔通信デバイス６００Ａおよび６００Ｂ内に記憶されている識別情報が、信号を介して呼掛器６０１Ａおよび６０１Ｂによってそれぞれ受信された後、情報は、図４に関連して説明したものと同じソフトウェアアプリケーション階層構造を通って進むことができる。したがって、遠隔通信デバイス６００Ａ～Ｂと、異なるレベルのソフトウェアアプリケーション（たとえば、６５１、６５２、および６５３）との間の両方向通信により、上述した機能性が可能になり、また遠隔通信デバイス６００Ａおよび６００Ｂ内に情報を記憶することが可能になる。
たとえば、ターゲット１３２および／または磁石８０１などの処理構成要素に特有の特定の情報が、それぞれ遠隔通信デバイス６００Ａおよび／または６００Ｂ内に記憶される。研磨システム２０の基板キャリアアセンブリ１０８と同様に、ターゲット１３２および／または磁石８０１もまた、いくつかの実施形態ではＲＦＩＤタグであるそれぞれの遠隔通信デバイス６００Ａ～Ｂ内に記憶されている情報を使用して検出および認証される。一例では、図４に関連して説明した認証後、識別情報によって識別される磁石のタイプおよび／またはターゲットのタイプに基づいて、特定のプロセスまたは動作をアンロックすることができる。たとえば、一実施形態では、処理チャンバ１００は、部品を含む遠隔通信デバイスの認証まで、特定のタイプのＰＶＤ堆積動作を実行することがロックされる。認証後、たとえば、処理チャンバ１００がアンロックされ、以前はロックされていた堆積プロセス変数の方法に関与することができる。一例では、遠隔通信デバイス６００Ａおよび／または６００Ｂから受信した情報に基づいて、機器ソフトウェアアプリケーション６５２は、ミドルウェアアプリケーション６５１により受信した情報に基づいて、ターゲット１３２に適用されるＤＣもしくはＲＦ電力レベルまたは基板支持アセンブリ１２０に適用される温度設定点を増大または低減させることが可能になる。一例では、遠隔通信デバイス６００Ａおよび／または６００Ｂのうちの１つがシステム内に存在しない場合、機器ソフトウェアアプリケーション６５２内の１つまたは複数のプロセス変数を変更する能力は可能にされないことがある。部品を含む遠隔通信デバイス６００Ａおよび／または６００Ｂの存在または状態による様々なプロセス変数の設定点をインタロックする能力を使用して、処理チャンバまたは処理システム内の堆積プロセスの安全および信頼性を確実にすることができる。いくつかの場合、無許可のおよび／または不適合な処理構成要素を使用する結果、安全でない動作条件および／または信頼できない処理結果を招く可能性がある。
いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス６００Ａ～Ｂ、呼掛器６０１Ａ～Ｂ、および処理チャンバ１００のコントローラ１９０は、図１～４に記載するそれぞれ研磨システム２０の遠隔通信デバイス６００、呼掛器６０１、およびコントローラ６１２と同じ構成要素を含み、同様に動作する。
また、その中に配置された消耗構成要素および非消耗構成要素を含む処理構成要素の検出、認証、および追跡を可能にするために、他のタイプのデバイスが無線通信デバイスを利用することもできるため、上述した実施形態は、ＣＭＰデバイスおよびＰＶＤ処理チャンバに限定されるものではないことに留意することが重要である。

Claims (15)

  1. 基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法であって、
    呼掛器を使用して、前記基板処理システム内に配置された処理構成要素に結合された遠隔通信デバイスから、前記処理構成要素に関する識別子情報を含む１つまたは複数の信号を受信することと、
    コントローラを使用して、データベース内に記憶されている処理構成要素識別子と前記識別子情報を比較し、前記処理構成要素を認証することと、
    前記コントローラを使用して、前記処理構成要素の前記認証に基づいて、１つまたは複数の基板処理動作を実行することとを含む方法。
  2. 前記処理構成要素を認証する前に、前記コントローラを使用して、前記１つまたは複数の信号に基づいて、前記処理構成要素の存在を検出すること
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記コントローラ上に常駐するミドルウェアアプリケーションを使用して、前記１つまたは複数の信号を処理し、１つまたは複数のデータパラメータを生成することと、
    前記ミドルウェアアプリケーションを使用して、前記１つまたは複数のデータパラメータを、１つまたは複数のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を介してユーザアプリケーションへ送信することと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  4. １つまたは複数のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を介して、ユーザインターフェースアプリケーションからユーザ入力を受信することと、
    前記呼掛器を使用して、そのメモリ内に記憶するために、前記ユーザ入力を前記遠隔通信デバイスへ送信することと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ユーザ入力が、前記処理構成要素に対応する障害情報を含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ユーザ入力が、前記処理構成要素に対応する使用情報を含む、請求項４に記載の方法。
  7. 前記１つまたは複数の基板処理動作を実行することが、前記処理構成要素との使用が許可されたプロセスレシピをアンロックすることを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記１つまたは複数の基板処理動作を実行することが、プロセスレシピのプロセス変数を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記１つまたは複数の信号が、処理構成要素の識別子、処理構成要素の構成、処理構成要素の履歴、障害情報、ライフサイクルデータ、顧客名、および処理システムの識別情報からなる１群から選択された情報を含む、請求項１に記載の方法。
  10. 基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法であって、
    第１の基板処理システム内の処理構成要素に結合された、ＲＦＩＤタグを備える遠隔通信デバイスへ１つまたは複数の信号を送達することと、
    前記１つまたは複数の信号内で受信した情報を前記遠隔通信デバイスのメモリ内に記憶してから、前記処理構成要素を前記基板処理システムから取り外すことと、
    前記処理構成要素が前記第１の基板処理システムまたは第２の基板処理システム内に設置された後、前記記憶されている情報の少なくとも一部分を前記遠隔通信デバイスから受信することとを含む方法。
  11. 前記記憶されている情報の前記一部分の受信に基づいて、前記第１または第２の基板処理システム上で１つまたは複数の基板処理動作を実行すること
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記記憶されている情報が、処理構成要素の識別子、処理構成要素の構成、処理構成要素の履歴、障害情報、ライフサイクルデータ、顧客名、および処理システムの識別情報からなる１群から選択された情報を含む、請求項１０に記載の方法。
  13. 基板処理システム内に配置された処理構成要素を使用して基板を処理する方法であって、
    呼掛器を介して、前記処理構成要素に結合されたセンサによって検出された１つまたは複数の処理状態に関する情報を含む１つまたは複数の信号をＲＦＩＤタグから受信することと、
    前記基板処理システム内で実行されるプロセスを制御するように適合されたコントローラを使用して、前記１つまたは複数の信号を分析することとを含み、前記コントローラが、受信した前記情報に応答して、前記研磨プロセスの変更を開始する、方法。
  14. 前記１つまたは複数の処理状態が、温度データ、圧力データ、導電率データ、弾性係数データ、光学データ、音響データ、およびフィルム厚データのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
  15. 前記センサが、熱センサ、音響センサ、伝導率センサ、および加速度計のうちの１つである、請求項１３に記載の方法。
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