TW201924861A - 化學機械研磨設備 - Google Patents

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蘇正熹
林世和
賴人傑
詹鈞傑
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Abstract

本揭露提供一種化學機械研磨設備，包括一研磨墊、一墊修整器、一測量工具及一控制器。研磨墊設置於一加工腔室中，用於研磨放置在研磨墊的研磨表面上的晶圓。墊修整器配置用以修整研磨表面。測量工具設置於加工腔室中，並配置用以測量墊修整器的向下力。控制器耦接至墊修整器和測量工具，並配置用以響應於來自測量工具的一輸入以調整墊修整器的向下力。

Description

化學機械研磨設備
本發明實施例關於一種半導體製造技術，特別係有關於一種化學機械研磨設備及化學機械研磨方法。
化學機械研磨(Chemical-mechanical polishing(CMP))是在半導體元件製造中使用的一種加工(processing)類型。化學機械研磨是一種使用化學及機械力之組合來使晶圓的表面平滑化及平坦化的製程(process)。積體電路(Integrated circuit，IC)晶粒(dies)可以晶圓型式置入一化學機械研磨設備之腔室中，並在化學機械研磨過程之各個階段中被平坦化或研磨。例如，化學機械研磨過程可以用來在一晶圓之介電層、半導體層及導電材料層上形成平坦表面。
化學機械研磨設備通常具有一可轉動的平台，其上附著有一研磨墊。在一些化學機械研磨過程中，使用一預定量的壓力將一半導體晶圓倒置抵靠(against)在研磨墊上。又，在化學機械研磨過程中，在晶圓被保持抵靠在旋轉的研磨墊上的同時，將含有化學物質(chemicals)和微小的磨料顆粒(microabrasive grains)的稱作研磨液(slurry)之液相分散體(liquid dispersion)施加到研磨墊上。在一些應用中，晶圓也旋 轉。一墊修整(conditioning)過程可以在研磨過程中或在研磨過程之後進行，已從研磨墊/研磨表面去除研磨碎屑(debris)，從而延長研磨墊的使用壽命。
雖然用於化學機械研磨過程的現有設備和方法已經足以達到其預期需求，然而仍未全面滿足。因此，需要提供一種用於在化學機械研磨設備中研磨晶圓的解決方案。
本揭露一些實施例提供一種化學機械研磨設備，包括一研磨墊、一墊修整器、一測量工具及一控制器。研磨墊設置於一加工腔室中，用於研磨放置在研磨墊的研磨表面上的晶圓。墊修整器配置用以修整研磨表面。測量工具設置於加工腔室中，並配置用以測量墊修整器的向下力。控制器耦接至墊修整器和測量工具，並配置用以響應於來自測量工具的一輸入以調整墊修整器的向下力。
本揭露一些實施例提供一種化學機械研磨設備，包括一研磨墊、一研磨頭、一墊修整器、一測量工具及一控制器。研磨墊具有一研磨表面。研磨頭配置用以將晶圓保持與研磨表面接觸。墊修整器配置用以修整研磨表面。測量工具在一靜止位置處設置在墊修整器下方，並配置用以測量墊修整器的向下力。控制器耦接至墊修整器和測量工具，並配置用以校準墊修整器的向下力，當測量的向下力與預定的向下力之間的差異超出一可接受值範圍時。
本揭露一些實施例提供一種化學機械研磨方法，包括：在一研磨墊的研磨表面上依序研磨一批次的晶圓；用一 墊修整器修整研磨表面；當墊修整器在一靜止位置處時，測量墊修整器的向下力；比較測量的向下力和一預定的向下力，以確定測量的向下力與預定的向下力之間的差異是否超出一可接受值範圍；以及當差異超出可接受值範圍時，校準墊修整器的向下力。
10‧‧‧化學機械研磨設備
11‧‧‧加工腔室
12‧‧‧晶圓裝載/卸載站
13‧‧‧晶圓研磨站
14‧‧‧研磨平台
15‧‧‧研磨墊
15A‧‧‧研磨表面
16‧‧‧研磨頭
17‧‧‧研磨液分配器
18‧‧‧墊修整器
18A‧‧‧修整盤
18B‧‧‧可樞轉臂
18C‧‧‧驅動軸
18D‧‧‧馬達殼體
19‧‧‧測量工具
20‧‧‧控制器
50‧‧‧化學機械研磨方法
51、52、53、54、55‧‧‧操作
121‧‧‧載台單元
121A‧‧‧載台本體
122‧‧‧槽
122A‧‧‧端口
161‧‧‧保持環
161A‧‧‧孔
162‧‧‧流體通道
163‧‧‧抽氣系統
164‧‧‧清洗溶液供應系統
191‧‧‧支架
192‧‧‧框架
192A‧‧‧容納空間
192B‧‧‧氣流通道
193‧‧‧按鈕
194‧‧‧彈簧
195‧‧‧壓力傳感器
196‧‧‧保護層
1210‧‧‧內部部分
1212‧‧‧外部部分
A‧‧‧中心軸
E‧‧‧邊緣
G‧‧‧凹槽
M‧‧‧旋轉馬達
N‧‧‧噴灑噴嘴
O‧‧‧噴嘴孔
S‧‧‧研磨液
W‧‧‧晶圓
P1‧‧‧修整位置
P2‧‧‧靜止位置
T1‧‧‧第一內部路徑
T2‧‧‧第二內部路徑
第1圖顯示根據一些實施例，一化學機械研磨設備的示意圖。
第2圖顯示根據一些實施例，一墊修整器可在一修整位置與一靜止位置之間移動，並且一測量工具在靜止位置處設置在墊修整器下方以測量其向下力的示意圖。
第3圖顯示根據一些實施例，一測量工具的內部配置示意圖。
第4A圖顯示根據一些實施例，一測量工具的部分的俯視圖。
第4B圖顯示根據一些實施例，一測量工具的部分的俯視圖。
第5圖顯示根據一些實施例，一化學機械研磨方法的簡化流程圖。
第6圖顯示根據一些實施例，所描繪出化學機械研磨設備中的向下力測量對連續的化學機械研磨過程的加工時間的關係圖，其中還示出了目標值、上控制極限和下控制極限。
第7圖顯示根據一些實施例，一研磨頭的內部配置示意 圖。
第8圖顯示第7圖中的研磨頭的仰視圖。
第9圖顯示根據一些實施例，研磨頭的保持環具有多孔結構的示意圖。
第10圖顯示沿第8圖中線段B-B的剖視圖。
第11圖顯示根據一些實施例，一清洗溶液供應系統耦接至研磨頭，並且研磨頭在研磨過程之後其移動到晶圓裝載/卸載站上方時執行一自我清潔過程的示意圖。
第12圖顯示根據一些實施例，晶圓裝載/卸載站的一載台單元的載台本體具有多個噴灑噴嘴的示意圖。
第13圖顯示根據一些實施例，一噴灑噴嘴的剖視圖。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含第一特徵與第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，而使第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。為了簡單和清楚起見，各種特徵可能以不同比例任意繪製。
此外，空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、 “較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
第1圖顯示根據本揭露的一些實施例，一化學機械研磨(CMP)設備之一部分的示意圖。化學機械研磨設備10用於在晶圓上的半導體元件製造期間研磨一半導體晶圓(第1圖中未示出)的頂表面或元件側。在化學機械研磨過程中，化學機械研磨設備10將晶圓進行一次或多次的平坦化或平滑化，以使晶圓的頂表面盡可能平坦。晶圓可以例如是一產品晶圓(production wafer)或一測試晶圓(test wafer)。根據一些實施例，晶圓的直徑範圍從約150毫米(millimeters(mm))至約450毫米，或者具有甚至更大的直徑。
化學機械研磨設備10包括一加工腔室11，其為如下所述的化學機械研磨設備10的部件提供一個密封的容納系統。一個或多個裝載端口(圖未示)可以耦接至加工腔室11的腔室壁，以允許一個或多個晶圓進入和離開化學機械研磨設備10。加工腔室11中的晶圓可以使用一機器人晶圓傳送系統(圖未示)傳送到一晶圓裝載/卸載站(station)12上或從晶圓裝載/卸載站12轉移出來。晶圓裝載/卸載站12用於將晶圓裝載到一晶圓研磨站13上或從晶圓研磨站13卸載，晶圓研磨站13用於對晶圓上的材料層進行化學地和機械地研磨。如第1圖中所示，晶圓研 磨站13包括一研磨平台14、一研磨墊15、一研磨頭16、一研磨液分配器17及一墊修整器(pad conditioner)18。
研磨液分配器17可操作以在化學機械研磨過程中將研磨液S分配到研磨墊15上。研磨液S包括可與晶圓的頂表面反應的反應性化學物質。此外，研磨液S包括用於機械地研磨晶圓的磨料顆粒。根據一些實施例，研磨液分配器17耦接至保持研磨液S的供應的一容器(圖未示)。再者，研磨液分配器17包括用於分配研磨液S的一噴嘴和耦接至噴嘴的一可樞轉臂(pivotable arm)。可樞轉臂由例如馬達(圖未示)之類的機構驅動，因此研磨液分配器17可在化學機械研磨過程中(如第1圖中所示)朝向研磨墊15移動並在化學機械研磨過程之後遠離研磨墊15。
研磨墊15由硬度足以允許研磨液S中的磨料顆粒機械地研磨晶圓的材料形成，其在化學機械研磨過程中放置在研磨頭16下方。另一方面，研磨墊15也足夠柔軟，使得它基本上不會刮傷晶圓。根據一些實施例，研磨墊15通過例如黏合膜、黏合劑或膠黏劑附著到研磨平台14。在化學機械研磨過程中，研磨平台14通過例如耦接至一旋轉馬達(圖未示)的一軸的機構進行旋轉，因此固定在其上的研磨墊15也與研磨平台14一起旋轉。
研磨頭16配置用以在化學機械研磨過程的各個階段中保持和移動晶圓。舉例來說，當一個要被研磨的晶圓被傳送至加工腔室11中並移動至晶圓裝載/卸載站12上時，研磨頭16由例如一可樞轉臂和一馬達(圖未示)的機構驅動以在晶圓上 方移動。然後，晶圓由研磨頭16拾取(picked up)。根據一些實施例，研磨頭16包括多個可產生真空的空氣通道(圖未示)。通過對空氣通道進行抽真空，晶圓被吸起被保持在研磨頭16的底部，從而可將晶圓傳送到研磨墊15。而在研磨墊15上的晶圓的研磨完成之後，經研磨的晶圓通過研磨頭16進一步從研磨墊15移動到晶圓裝載/卸載站12，從而準備好將其從加工腔室11中移出。
在化學機械研磨過程中，研磨頭16還可操作以提供一預定量的壓力來將晶圓壓靠在研磨墊15上，以進行機械研磨。舉例來說，在研磨頭16移動並且壓靠在研磨墊15上之後，空氣通道中的真空被關閉，因此晶圓不再被吸起。之後，例如通過將空氣泵送(pumping)到研磨頭16的一可撓性薄膜(圖未示)的部分區域中，使得設置在研磨頭16的底部與晶圓之間的可撓性薄膜被充氣(inflated)，因此被充氣的可撓性薄膜將晶圓壓靠在研磨墊15上。
在化學機械研磨過程中，研磨頭16也通過例如耦接至一旋轉馬達(圖未示)的一軸的機構進行旋轉，從而造成固定在研磨頭16上的晶圓的旋轉。根據一些實施例，如第1圖中所示，研磨頭16和研磨墊15以相同方向(順時針或逆時針)進行旋轉。根據一些替代實施例，研磨頭16和研磨墊15以相反方向進行旋轉。隨著研磨墊15和研磨頭16的旋轉，研磨液S通過形成在研磨墊15的研磨表面15A上的表面凹槽(圖未示)在晶圓與研磨墊15之間流動。通過研磨液S中的反應性化學物質與晶圓的頂表面之間的化學反應，並且進一步通過機械研磨(即，通 過晶圓的頂表面與研磨表面15A之間的接觸和摩擦)，晶圓的頂表面被平坦化。
雖然在第1圖中未示出，一個圓形的保持環161(參見第7圖及第8圖)沿著研磨頭16的底部的周邊設置，並且在化學機械研磨過程中將被壓靠在研磨表面15A上。保持環161用於在晶圓W(第7圖)偏離研磨頭16的中心軸的情況下保持晶圓W，使得晶圓W在研磨過程中不會從研磨墊15上脫離(spun off)。保持環161的底表面可具有一些凹槽G，其允許研磨液S在研磨頭16(和保持環161)的旋轉期間進出保持環161。根據一些實施例，保持環161包括耐磨材料(wear-resistant material)，其可以是塑膠、陶瓷、聚合物等。例如，保持環161由聚苯硫醚(polyphenylene sulfide(PPS))、聚醚醚酮(polyetheretherketone(PEEK))或這些材料和其它材料如聚合物(例如，聚氨酯(polyurethane)、聚酯(polyester)、聚醚(polyether)或聚碳酸酯(polycarbonate))的混合物形成。
墊修整器18配置並可操作以在化學機械研磨過程中執行一修整過程(conditioning process)以從研磨墊15的研磨表面15A去除研磨碎屑和不希望的副產物。根據一些實施例，墊修整器18包括一修整盤(disk)18A(參見第2圖)，其包括嵌入或封裝在一基板上的切割鑽石顆粒。當研磨墊15要被修整時，例如在前述的研磨過程中或在研磨過程之後，墊修整器18與研磨表面15A接觸(用以執行修整過程)。在修整過程中，研磨墊15和修整盤18A都旋轉，並且修整盤18A也在研磨表面15A上前後掃動，使得修整盤18A的突起或切割邊緣相對於研磨表面 15A移動，進而從研磨表面15A去除研磨碎屑和不希望的副產物並且重新打開(re-opening)研磨表面15A上的表面凹槽(即，重新紋理化(re-texturizing)研磨表面15A)。如此一來，研磨表面15A的清潔度被保持且研磨墊15的壽命可延長。
根據一些實施例，如第2圖中所示，修整盤18A安裝在一可樞轉臂18B的一端，並且一驅動軸18C耦接至可樞轉臂18B的另一端和一馬達殼體18D。馬達殼體18D容納用於驅動驅動軸18C沿著中心軸A旋轉的一旋轉馬達(圖未示)，使得可樞轉臂18B和修整盤18A能夠在化學機械研磨過程中來回掃過研磨表面15A(第1圖)。另外，在驅動軸18C和可樞轉臂18B中設置有例如皮帶、滾輪等傳動組件(圖未示)，因此馬達殼體18D中的旋轉馬達也可以通過傳動組件驅動修整盤18A在研磨表面15A上方旋轉，在化學機械研磨過程中。
根據一些實施例，如第2圖中所示，修整盤18A和由驅動軸18C驅動的可樞轉臂18B可在一研磨表面15A上方的修整位置(conditioning position)P1與一遠離研磨表面15A的靜止位置(home position)P2之間移動。墊修整器18在修整位置P1處執行如上述的修整過程以修整研磨表面15A，並在修整過程之後(例如，在兩個連續的(successive)晶圓的研磨過程之間的間隔)停放(parks)或停靠(rests)在靜止位置P2處。
根據一些實施例，在修整位置P1處，墊修整器18還對研磨表面15A施加向下力(downward force)以修整研磨表面15A。舉例來說，可樞轉臂18B通過一加壓空氣系統(pressured air system(圖未示))或類似的致動裝置向下彎曲，使得修整盤 18A壓靠在研磨表面15A上並施加向下力以修整研磨表面15A。要瞭解的是，墊修整器18的向下力是可能影響研磨表面15A的粗造度和清潔度以及化學機械研磨設備10的研磨速率(也被稱作CMP速率)的重要加工因素。當在連續的化學機械研磨過程中墊修整器18的向下力不穩定時，可能導致難以控制晶圓上被研磨層的厚度。此外，墊修整器18的碎屑去除效率也會降低，這可能導致在研磨表面15A上的研磨碎屑和不希望的副產物重新汙染(re-stain)晶圓，造成在化學機械研磨過程之後晶圓上的缺陷。
為了在化學機械研磨過程中監測墊修整器18的向下力，在加工腔室11中設置有一測量工具19。根據一些實施例，如第2圖所示，測量工具19在靜止位置P2處設置在墊修整器18下方。一旦修整過程完成且墊修整器18移動回到靜止位置P2處時，墊修整器18可向測量工具19施加向下力，並且測量工具19由此確定墊修整器18的向下力。之後，測量工具19將偵測到的向下力資訊提供耦接至測量工具19和墊修整器18的一控制器20(例如，一錯誤偵測及分類系統(fault detection and classification system))，並且控制器20可響應於(in response to)來自測量工具19的輸入來調整墊修整器18的向下力，這將在稍後更詳細地說明。因此，墊修整器18在連續的化學機械研磨過程中可以具有穩定的向下力，並且化學機械研磨過程的良率(yield)也被改善。
第3圖顯示根據一些實施例，測量工具19的內部配置的示意圖。第4A圖顯示根據一些實施例，測量工具19的部分 的俯視圖。如第3圖及第4A圖中所示，測量工具19包括一支架191、一框架192、一按鈕193、一彈簧194及一壓力傳感器(pressure transducer)195。應瞭解的是，一些附加元件可以被加入測量工具19中，並且在測量工具19的其他實施例中可以替換或消除下面描述的一些元件。支架191配置用以支撐加工腔室11(第2圖)中的測量工具19的部件。框架192設置在支架191上方並配置用以在其中容納壓力傳感器195，以防止壓力傳感器195暴露於加工腔室11中的潮濕和腐蝕性環境。根據一些實施例，如第3圖中所示，一容納空間192A(例如，一凹槽)通過例如機械鑽孔而形成於框架192中，並且壓力傳感器195固定地設置在容納空間192A的底部。按鈕193安裝在容納空間192A中並從框架192暴露出而可被墊修整器18按壓(如第3圖中的向下箭頭所示)。按鈕193的寬度可與容納空間192A的寬度基本上相同，以便通過按鈕193覆蓋容納空間192A。此外，容納空間192A的側壁可以引導按鈕193在容納空間192A中的移動。彈簧194(例如，一壓縮彈簧)設置在按鈕193與壓力傳感器195之間並連接到按鈕193和壓力傳感器195。
通過上述配置，當墊修整器18在靜止位置P2(第2圖)處向下按壓按鈕193時，壓力傳感器195可以基於來自按鈕193的壓力以偵測墊修整器18的向下力，並且向控制器20提供與墊修整器18的向下力大小有關的電信號。壓力傳感器195可以包括各種傳統的壓力傳感器(例如，壓-電類型)，其可以將一定的壓力值轉換成相對應的電輸出信號。在墊修整器18的向下力被釋放之後，彈簧194可以將按鈕193向上推回到原來位置。
第4B圖顯示根據一些其他實施例，測量工具19之一部分的俯視圖。如第4B中所示，設置有多個按鈕193並從框架192暴露出而可同時被墊修整器18按壓。由此，墊修整器18的向下力通過該等按鈕193均勻地施加到壓力傳感器195，因此壓力傳感器195的測量結果更準確。然而，應瞭解的是，按鈕193可具有其他任意的數量和佈置樣式，並且不限於第4B圖中的實施例。
根據一些實施例，如第3圖中所示，框架192的暴露表面塗覆有包含抗腐蝕材料(例如，石英、陶瓷等)的一保護層196，用以保護框架192(例如由不銹鋼或類似的材料製成)免受加工腔室11中的腐蝕性環境的影響。雖然未示出，按鈕193的暴露表面(例如由金屬或塑膠材料製成)也塗覆有保護層196以保護按鈕193。另外，可以在框架192中設置至少一氣流通道192B來引導氣體(例如，惰性氣體)通過壓力傳感器195，以去除進入框架192的過量濕氣並保持壓力傳感器195乾燥。雖然未示出，氣流通道192B的一端耦接至一氣體來源，而氣流通道192B的另一端耦接至一排氣系統。根據一些實施例，還可以在按鈕193與容納空間192A的側壁之間設置由橡膠或類似的材料製成的一氣體密封件(圖未示)，以減少進入框架192的腐蝕性氣體或濕氣的量。由此，測量工具19適合設置於加工腔室11中以在化學機械研磨過程中監測墊修整器18的向下力。
第5圖顯示根據一些實施例，一化學機械研磨方法50的簡化流程圖。為了說明，流程圖將與附圖第1、2及6圖一起描述。下面描述的一些操作可以在不同實施例中被替換或消 除。或者，可以在不同實施例中添加一些操作。
化學機械研磨方法50包括操作51，在化學機械研磨過程中，在一化學機械研磨設備10的一研磨墊15的研磨表面15A上依序研磨一批次(batch)的半導體晶圓(圖未示)，如第1圖中所示。在化學機械研磨過程中，每個晶圓由一研磨頭16保持而與研磨表面15A接觸並被壓靠在研磨表面15A上，以進行如上所述的機械研磨。同時，一研磨液分配器17將研磨液S供應到研磨表面15A上以產生化學反應效果和機械研磨效果，以實現晶圓的平坦化。
化學機械研磨方法50進一步包括操作52，通過一墊修整器18執行一修整過程以修整研磨表面15A，如第1圖中所示。在修整過程中，墊修整器18在研磨表面15A上來回掃動以修整研磨表面15A。此外，藉由一加壓空氣系統(圖未示)或類似的致動裝置驅動，墊修整器18亦施加向下力來修整研磨表面15A。根據一些實施例，修整過程在每個晶圓的研磨過程期間進行(即，同時修整)，或者在每個晶圓的研磨過程之後進行。
修整過程通常被執行以便從研磨表面15A上去除在化學機械研磨過程中生成的研磨碎屑和不希望的副產物，以保持研磨墊15的一致的研磨速率。然而，在連續的化學機械研磨過程中，墊修整器18的向下力可能改變(例如，加壓空氣系統的空氣洩漏(air leakage)可能導致墊修整器18的向下力變化)，使得化學機械研磨過程的良率受到不利的影響。
化學機械研磨方法50進一步包括操作53，在化學機械研磨過程期間，通過設置在化學機械研磨設備10的加工腔 室11中的一測量工具19監測墊修整器18的向下力，如第2圖所示。根據一些實施例，在修整過程結束之後，墊修整器18將移動回到其靜止位置P2處並等待下一個修整過程。測量工具19設置於位在靜止位置P2處的墊修整器18下方，並且配置用以測量墊修整器18的向下力，以及向一控制器20(例如，一錯誤偵測及分類系統)提供與墊修整器18的向下力大小有關的電信號(如上所述)。
根據一些實施例，每當墊修整器18在修整過程之後(例如，在兩個連續的晶圓的研磨過程之間的間隔)移動回到靜止位置P2處時，測量工具19測量墊修整器18的向下力。根據一些替代實施例，在研磨過一預定數量的晶圓之後，測量工具19測量墊修整器18的向下力(即，墊修整器18的向下力的測量頻率可由使用者預先確定和調整)。根據一些實施例，控制器20包括一電腦和供使用者設定測量參數(例如，測量頻率)的一I/O介面(圖未示)。
化學機械研磨方法50進一步包括操作54，墊修整器18的測量的向下力和一預定的向下力被比較，以確定測量的向下力與預定的向下力之間的差異(difference)是否超過一可接受值範圍(a range of acceptable values)。舉例來說，在通過控制器20分析測量的向下力之前(或者在化學機械研磨過程之前)，使用者可以通過I/O介面對控制器20設定一目標(向下力)值(例如，以磅(pounds(lb))為單位)和可允許的偏差值(例如，幾磅))。在一些實施例中，如第6圖中所示，上控制極限(upper control limit(UCL))設定為目標值加上可允許的偏差值，而下 控制極限(lower control limit(LCL))設定為目標值減去可允許的偏差值。上控制極限與下控制極限之間的差異即稱為可接受值範圍。
在確定測量的向下力與預定的向下力(例如，目標值)之間的差異的可接受值範圍之後，控制器20比較由測量工具19測量的墊修整器18的向下力和儲存在控制器20中的預定的向下力，以確定它們之間的差異是否在可接受值範圍內。
經過比較之後，如果測量的向下力與預定的向下力之間的差異在可接受值範圍內(即，不超出)，則化學機械研磨方法50重複操作51至54，直到處理完所有的半導體晶圓W。然而，如果測量的向下力與預定的向下力之間的差異超出可接受值範圍(如第6圖中圈出的部分)，則化學機械研磨方法50繼續進行操作55。在操作55中，控制器20回授(feedback)控制例如耦接至墊修整器18的加壓空氣系統以將墊修整器18的向下力校準到目標向下力。之後，化學機械研磨方法50重複操作51至54直到所有的半導體晶圓W被處理完，或者當測量的向下力與預定的向下力之間的差異再次超出可接受值範圍時，進一步重新校準墊修整器18的向下力(即，操作55)。
根據一些替代實施例，化學機械研磨方法50還可以包括當墊修整器18的向下力的校準(calibration)發生多次(例如，多於五次)時由控制器20顯示一警示(alarm)狀態的操作。應可理解的是，加壓空氣系統的空氣洩漏多次發生可能顯示加壓空氣系統的錯誤或異常情況。因此，控制器20觸發警示(alarm)狀態並通知化學機械研磨設備10的使用者對異常的加壓空氣 系統進行維護或修理，使空氣洩漏問題及早被改善。
由於墊修整器18的向下力可以由控制器20動態地調整，在連續的化學機械研磨過程期間墊修整器18的碎屑去除效率可保持一致。因此，化學機械研磨過程的良率得到改善(例如，化學機械研磨過程之後晶圓上的缺陷可減少)並且研磨墊15的壽命也被延長。此外，由於墊修整器18的向下力是在墊修整器18停在靜止位置處的同時被偵測，化學機械研磨過程的順序不會改變並且化學機械研磨過程的時間不會增加。
在本揭露中，可以對化學機械研磨設備10的實施例提供附加的特徵(additional features)，以便在化學機械研磨過程期間或之後減少殘留在研磨墊15的研磨表面15A上的研磨碎屑和不希望的副產物。
舉例來說，研磨頭16的保持環161還可以在其面對研磨表面15A(第1圖)的底表面上形成多個孔161A，如第7圖及第8圖中所示。另外，至少一個流體通道162設置於研磨頭16中並且流體地連接到上述孔161A和一抽氣系統163(例如，包括真空泵)，抽氣系統163可以產生真空抽吸。當保持環161被壓靠在研磨表面15A上時，通過對流體通道162抽真空，研磨碎屑和化學機械研磨副產物也可以經由孔161A從研磨表面15A上去除，除了由墊修整器18執行的清掃去除之外。因此，可以改善研磨表面15A的清潔度，並且降低研磨表面15A上殘留的研磨碎屑和不希望的副產物在化學機械研磨過程中重新汙染晶圓W的機會。
根據一些實施例，孔161A通過機械鑽孔或其他可 利用的技術形成在保持環161上。孔161A可以是圓形、三角形、正方形、橢圓形或其他形狀。根據一些實施例，孔161A以規則(例如，具有均勻的孔對孔間隔)或不規則的方式佈置在圓形保持環161上。另外，孔161A的尺寸被選擇為使得殘留在研磨表面15A上之聚集的碎屑或顆粒可以夠被順利地去除。根據一些實施例，流體通道162是佈置成圓形以連接到孔161A的管道(pipeline)。
根據一些替代實施例，可以省略孔161A，並且保持環161由包含允許流體通過的孔(pores)的多孔材料形成，如第9圖中所示。設置在研磨頭16中的流體通道162也流體地連接保持環161和抽氣系統163。以這種方式，研磨碎屑和化學機械研磨副產物也可以通過真空吸力經由保持環161中的孔從研磨表面15A上去除，除了由墊修整器18執行的清掃去除之外。具有多孔結構的保持環161可以通過燒結或其他可利用的技術形成。
根據一些實施例，如第10圖中所示，在研磨過程中可能接觸研磨表面15A(第1圖)的保持環161的邊緣E被進一步設計為彎曲形狀(例如，圓形或弧形)，以減少由於研磨表面15A與保持環161之間的摩擦而對保持環161造成的損壞。因此，在化學機械研磨期間生成的研磨碎屑和不希望的副產物也可以減少。
根據一些實施例，如第11圖中所示，還提供了一清洗溶液供應系統164(例如，包括一泵及一用於保持清洗溶液的容器)以流體地連接研磨頭16中的流體通道162。在研磨過程 之後，清洗溶液供應系統164用於供應清洗溶液(例如，去離子水或其他可用的化學清潔劑)以流過流體通道162並從保持環161上的孔161A離開研磨頭16，從而可以清潔流體通道162並且防止汙染物(即，研磨碎屑和化學機械研磨副產物)累積在流體通道162中。由此，可以減少流體通道162中的汙染物回到研磨表面15A的可能性。
根據一些實施例，研磨頭16執行上述自我清潔(self-cleaning)過程以在研磨過程之後其移動到晶圓裝載/卸載站12上方時清潔流體通道162。如第11圖中所示，晶圓裝載/卸載站12包括一槽122，其配置用以收集來自研磨頭16之髒的清洗溶液。一個端口(port)122A設置在槽122的底部並且耦接至用於移除槽122中的清洗溶液的一排放系統(圖未示)。在槽122中還設置有一載台單元121，其配置用以經由研磨頭16將晶圓W裝載到研磨墊15上和從研磨墊15上卸載晶圓W(如前所述)。雖然未示出，載台單元121由例如一Z軸馬達的機構驅動，以將一晶圓W傳送到研磨頭16或接收從研磨頭16傳送的一晶圓W。
根據一些實施例，如第11圖及第12圖中所示，載台單元121的載台本體121A包括多個噴灑噴嘴(spraying nozzles)N，其配置用以供應一清洗溶液(例如，去離子水或其他可用的化學清潔劑)以清潔晶圓W和研磨頭16的保持環161。換句話說，載台單元121也可以用作在化學機械研磨過程之後清潔晶圓W的經研磨表面和保持環161的一清潔單元。雖然未示出，在晶圓W準備好要被放置在載台本體121A上的同時，噴灑噴嘴N可以縮回到載台本體121A中(即，不會突出到載台本體 121A的表面之上)。
根據一些實施例，如第12圖中所示，載台本體121A包括一個圓形的內部部分1210及圍繞內部部分1210的一個環形的外部部分1212。內部部分1210的直徑可以對應於晶圓W(第11圖)的直徑，而外部部分1212的直徑可以對應於保持環161(第11圖)的直徑。噴灑噴嘴N設置在內部部分1210和外部部分1212中。根據一些實施例，噴灑噴嘴N均勻地分佈在內部部分1210和外部部分1212中，如第12圖中所示。噴灑噴嘴N的數量和位置被選擇為使得噴灑噴嘴N可以將清洗溶液分配到整個晶圓W和保持環161上。
雖然未示出，噴灑噴嘴N經由設置在載台本體121A中的至少一管道或管子與一清洗溶液供應系統耦接。此外，在一些實施例中，一加熱器(圖未示)也可以設置在載台本體121A中，以便加熱流經管道的清洗溶液，使得由噴灑噴嘴N供應的經加熱的清洗溶液具有可有效地去除晶圓W和保持環161上的汙染物的期望溫度。噴灑噴嘴N可以包括陶瓷、石英或任何其他的防腐蝕材料(例如，塑膠)。然而，應瞭解的是，可以對本揭露實施例做出許多變化和修改。
根據一些實施例，外部部分1212可相對於內部部分1210旋轉(即，外部部分1212可以沿著載台本體121A的中心軸旋轉，而內部部分1210是固定的)，使得在外部部分1212中的噴灑噴嘴N可以清潔整個保持環161(和所有的凹槽G(參見第8圖))以減少殘留在保持環161上的汙染物。在一些實施例中，外部部分1212可以通過旋轉馬達、齒輪等進行旋轉。
根據一些實施例，每個噴灑噴嘴N的噴灑方向被設置為使得噴灑噴嘴N可以將清洗溶液分配到整個晶圓W和保持環161上(即，根據實際需要，可以將每個噴灑噴嘴N的噴灑方向調整為垂直於或相對於晶圓W和保持環161傾斜任意角度，並且噴灑噴嘴N可以具有不同的噴灑方向)。根據一些替代實施例，載台單元121更包括設置在載台本體121A中並耦接至噴灑噴嘴N的多個旋轉馬達M。旋轉馬達M可以控制相應的噴灑噴嘴N的噴灑方向(例如，允許內部部分1210或外部部分1212中的噴灑噴嘴N以旋轉的方式噴灑清洗溶液，如第12圖中所示)以擴大每個噴灑噴嘴N的噴灑區域。
也可以通過噴灑噴嘴N產生包括噴射(jet)形狀、扇(fan)形、霧(mist)狀等各種噴灑形狀的清洗溶液。根據一些實施例，如第13圖中所示，噴灑噴嘴N具有一圓形噴嘴孔O、一第一內部路徑T1及圍繞第一內部路徑T1的一第二內部路徑T2。第一內部路徑T1流體地連接到用於供應氮氣(nitrogen(N2))或其他惰性氣體的清洗溶液供應系統(圖未示)中的氣體來源，並且第二內部路徑T2流體地連接到清洗溶液供應系統(圖未示)中的液體來源。通過這種配置，由於第一內部路徑T1中的惰性氣體與第二內部路徑T2中的清洗溶液的混合，由噴灑噴嘴N噴灑的清洗溶液可具有各種噴灑形狀。舉例來說，當氣體來源具有例如50至250psi的中等壓力時，噴灑噴嘴N可以以扇形(如第13圖中所示)噴灑清潔溶液。或者，當氣體來源具有例如250至1000psi的較高壓力時，噴灑噴嘴N可以以噴射形狀噴灑清洗溶液。又或者，當氣體來源具有例如10至50psi的較低壓力時， 噴灑噴嘴N可以以霧狀噴灑清洗溶液。然而，應瞭解的是，噴灑噴嘴N也可以包括多種配置而不限於上述實施例。
本揭露實施例具有一些優點：化學機械研磨設備利用測量工具以監測墊修整器的向下力，在其移動回到靜止位置處之同時(例如，在兩個連續的晶圓的研磨過程之間的間隔)，並且響應於來自測量工具的測量結果，利用控制器以回授控制和動態校準在連續的化學機械研磨過程期間墊修整器的向下力。因此，在連續的化學機械研磨過程中墊修整器的碎屑去除效率可保持一致，從而能夠在化學機械研磨過程中順利地從研磨墊上去除研磨碎屑和不希望的副產物，並且改善化學機械研磨過程的良率(例如，一批次的晶圓的研磨厚度為一致的，並且晶圓上的缺陷可減少)。另外，研磨頭可以通過設置在保持環的底表面上的真空孔幫助從研磨墊上去除研磨碎屑和不希望的副產物。再者，在晶圓裝載/卸載站的載台單元上設置多個用於供應清洗溶液的噴灑噴嘴以在化學機械研磨過程之後清潔研磨頭和其保持環，由此可進一步改善化學機械研磨過程的良率。
根據一些實施例，提供一種化學機械研磨設備，包括一研磨墊、一墊修整器、一測量工具及一控制器。研磨墊設置於一加工腔室中，用於研磨放置在研磨墊的研磨表面上的晶圓。墊修整器配置用以修整研磨表面。測量工具設置於加工腔室中，並配置用以測量墊修整器的向下力。控制器耦接至墊修整器和測量工具，並配置用以響應於來自測量工具的一輸入以調整墊修整器的向下力。
在一些實施例中，測量工具設置於位在一靜止位置處之墊修整器下方。
在一些實施例中，測量工具包括一壓力傳感器，其配置用以測量墊修整器的向下力，並且向控制器提供與墊修整器的向下力大小有關的電信號。
在一些實施例中，測量工具更包括一框架，其配置用以在其中容納壓力傳感器，以防止壓力傳感器暴露於化學機械研磨設備中的環境。
在一些實施例中，測量工具更包括一按鈕及一彈簧，其中按鈕從框架暴露出而可被墊修整器按壓，彈簧連接按鈕至壓力傳感器。
在一些實施例中，框架的表面塗覆有一保護層。
在一些實施例中，在框架中設置一氣流通道來引導氣體通過壓力傳感器。
在一些實施例中，化學機械研磨設備更包括一研磨頭。研磨頭配置用以將晶圓保持與研磨表面接觸，並包括沿著研磨頭的周邊設置的一保持環，其中保持環在其面對研磨表面的一表面上形成多個孔。
在一些實施例中，化學機械研磨設備更包括一抽氣系統，其經由設置在研磨頭中的一流體通道連接保持環之一表面的多個孔。
在一些實施例中，化學機械研磨設備更包括一研磨頭。研磨頭配置用以將晶圓保持與研磨表面接觸，並包括沿著研磨頭的周邊設置的一保持環，其中保持環包括多孔材料。 化學機械研磨設備進一步包括一抽氣系統，其經由設置在研磨頭中的一流體通道連接保持環。
在一些實施例中，保持環鄰近於研磨墊的邊緣是彎曲的。
在一些實施例中，化學機械研磨設備更包括一清洗溶液供應系統，其連接到流體通道。
在一些實施例中，化學機械研磨設備更包括一載台單元及一研磨頭。研磨頭配置用以在載台單元與研磨墊之間傳送晶圓。載台單元包括多個噴灑噴嘴，所述噴灑噴嘴配置用以向晶圓和研磨頭的保持環供應清洗溶液。
在一些實施例中，噴灑噴嘴設置在載台單元的內部部分和外部部分中，並且外部部分可相對於內部部分旋轉。
在一些實施例中，載台單元更包括多個旋轉馬達，所述旋轉馬達配置用以控制相應的噴灑噴嘴的噴灑方向。
根據一些實施例，提供一種化學機械研磨設備，包括一研磨墊、一研磨頭、一墊修整器、一測量工具及一控制器。研磨墊具有一研磨表面。研磨頭配置用以將晶圓保持與研磨表面接觸。墊修整器配置用以修整研磨表面。測量工具設置於位在一靜止位置處的墊修整器下方，並配置用以測量墊修整器的向下力。控制器耦接至墊修整器和測量工具，並配置用以當測量的向下力與預定的向下力之間的差異超出一可接受值範圍時，校準墊修整器的向下力。
根據一些實施例，提供一種化學機械研磨方法，包括：在一研磨墊的研磨表面上依序研磨一批次的晶圓；用一 墊修整器修整研磨表面；當墊修整器在一靜止位置處時，測量墊修整器的向下力；比較測量的向下力和一預定的向下力，以確定測量的向下力與預定的向下力之間的差異是否超出一可接受值範圍；以及當差異超出可接受值範圍時，校準墊修整器的向下力。
在一些實施例中，在每個晶圓的研磨過程中或在每個晶圓的研磨過程之後進行修整。
在一些實施例中，化學機械研磨方法更包括當測量的向下力與預定的向下力之間的差異在可接受值範圍內時，重複研磨、修整、測量及比較的步驟，直到所有晶圓被處理完。
在一些實施例中，化學機械研磨方法更包括在校準步驟之後，重複研磨、修整、測量及比較的步驟，直到所有晶圓被處理完。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。

Claims (1)

  1. 一種化學機械研磨設備，包括：一研磨墊，設置於一加工腔室中，用於研磨設置在該研磨墊的一研磨表面上的一晶圓；一墊修整器，配置用以修整該研磨表面；一測量工具，設置於該加工腔室中，並配置用以測量該墊修整器的向下力；以及一控制器，耦接至該墊修整器和該測量工具，並配置用以響應於來自該測量工具的一輸入以調整該墊修整器的該向下力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6732382B2 (ja) * 2016-10-12 2020-07-29 株式会社ディスコ 加工装置及び被加工物の加工方法
US10636673B2 (en) 2017-09-28 2020-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming semiconductor device structure
US11292101B2 (en) * 2017-11-22 2022-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing apparatus and method
CN110315421B (zh) * 2019-08-20 2023-12-26 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 一种晶体材料均一化抛光装置及使用方法
CN111230727B (zh) * 2020-03-28 2024-08-02 苏州赛森电子科技有限公司 一种真空镀膜工艺中硅片单面抛光装置及单面抛光方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656454A (en) * 1985-04-24 1987-04-07 Honeywell Inc. Piezoresistive pressure transducer with elastomeric seals
JP4156039B2 (ja) * 1998-03-09 2008-09-24 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置
KR100304706B1 (ko) * 1999-06-16 2001-11-01 윤종용 화학기계적 연마장치 및 연마 헤드 내부의 오염 물질 세척방법
KR100355224B1 (ko) * 1999-06-22 2002-10-11 삼성전자 주식회사 연마 헤드의 리테이너 링과 이를 구비한 화학기계적 연마장치
US6224472B1 (en) * 1999-06-24 2001-05-01 Samsung Austin Semiconductor, L.P. Retaining ring for chemical mechanical polishing
US6306008B1 (en) * 1999-08-31 2001-10-23 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for conditioning and monitoring media used for chemical-mechanical planarization
US6517414B1 (en) * 2000-03-10 2003-02-11 Appied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling a pad conditioning process of a chemical-mechanical polishing apparatus
US6659116B1 (en) * 2000-06-26 2003-12-09 Lam Research Corporation System for wafer carrier in-process clean and rinse
US6419567B1 (en) * 2000-08-14 2002-07-16 Semiconductor 300 Gmbh & Co. Kg Retaining ring for chemical-mechanical polishing (CMP) head, polishing apparatus, slurry cycle system, and method
US6845778B2 (en) * 2002-03-29 2005-01-25 Lam Research Corporation In-situ local heating using megasonic transducer resonator
JP2004071667A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Toshiba Ceramics Co Ltd 研磨装置
US7544113B1 (en) * 2003-05-29 2009-06-09 Tbw Industries, Inc. Apparatus for controlling the forces applied to a vacuum-assisted pad conditioning system
JP2004356517A (ja) * 2003-05-30 2004-12-16 Ebara Corp 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
US9287158B2 (en) * 2005-04-19 2016-03-15 Ebara Corporation Substrate processing apparatus
US7326105B2 (en) * 2005-08-31 2008-02-05 Micron Technology, Inc. Retaining rings, and associated planarizing apparatuses, and related methods for planarizing micro-device workpieces
US7840305B2 (en) * 2006-06-28 2010-11-23 3M Innovative Properties Company Abrasive articles, CMP monitoring system and method
JP5306065B2 (ja) * 2009-06-04 2013-10-02 株式会社荏原製作所 ドレッシング装置およびドレッシング方法
US20130122783A1 (en) * 2010-04-30 2013-05-16 Applied Materials, Inc Pad conditioning force modeling to achieve constant removal rate
KR101126382B1 (ko) * 2010-05-10 2012-03-28 주식회사 케이씨텍 화학 기계식 연마시스템의 컨디셔너
US20120021671A1 (en) * 2010-07-26 2012-01-26 Applied Materials, Inc. Real-time monitoring of retaining ring thickness and lifetime
US8758085B2 (en) * 2010-10-21 2014-06-24 Applied Materials, Inc. Method for compensation of variability in chemical mechanical polishing consumables
JP5927083B2 (ja) * 2012-08-28 2016-05-25 株式会社荏原製作所 ドレッシングプロセスの監視方法および研磨装置
JP6055648B2 (ja) * 2012-10-26 2016-12-27 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
JP6121795B2 (ja) * 2013-05-15 2017-04-26 株式会社荏原製作所 ドレッシング装置、該ドレッシング装置を備えた研磨装置、および研磨方法
US9539699B2 (en) * 2014-08-28 2017-01-10 Ebara Corporation Polishing method
JP6307428B2 (ja) * 2014-12-26 2018-04-04 株式会社荏原製作所 研磨装置およびその制御方法
JP2017094441A (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 株式会社荏原製作所 基板研磨装置の校正方法、校正装置および校正プログラム
JP6715153B2 (ja) * 2016-09-30 2020-07-01 株式会社荏原製作所 基板研磨装置
JP6732382B2 (ja) * 2016-10-12 2020-07-29 株式会社ディスコ 加工装置及び被加工物の加工方法
JP6823541B2 (ja) * 2017-05-30 2021-02-03 株式会社荏原製作所 キャリブレーション方法およびキャリブレーションプログラム
US11292101B2 (en) * 2017-11-22 2022-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical mechanical polishing apparatus and method
KR102385573B1 (ko) * 2017-12-13 2022-04-12 삼성전자주식회사 로드 컵 및 이를 포함하는 화학기계적 연마 장치
KR102702996B1 (ko) * 2018-12-10 2024-09-04 삼성전자주식회사 연마 균일도를 제어할 수 있는 화학 기계적 연마 장치
US11685015B2 (en) * 2019-01-28 2023-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and system for performing chemical mechanical polishing
US20240066664A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Applied Materials, Inc. Pad surface cleaning device around pad conditioner to enable insitu pad conditioning

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