TWI332237B - Apparatus and method for characterizing a conditioning mechanism, substrate polishing system having a conditioning mechanism, and rinse station for a conditioning mechanism - Google Patents

Apparatus and method for characterizing a conditioning mechanism, substrate polishing system having a conditioning mechanism, and rinse station for a conditioning mechanism Download PDF

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TWI332237B
TWI332237B TW095101461A TW95101461A TWI332237B TW I332237 B TWI332237 B TW I332237B TW 095101461 A TW095101461 A TW 095101461A TW 95101461 A TW95101461 A TW 95101461A TW I332237 B TWI332237 B TW I332237B
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Description

1332237 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明實施例大致係關於化學機械研磨系統。更明確 而言，係關於監控化學機械研磨系统之研磨表面調整機構 的方法及設備。 【先前技術】 化學機械研磨為製造高密度積體電路的常用製程之 一。化學機械研磨藉由使基材接觸存有研磨液體的研磨表 面’以將半導體基材上沈積的材料層平坦化。經由化學及 機械的運動’材料會因所接觸的研磨表面自基材表面移除。
為達到所欲的研磨效果’研磨表面必須週期性整理或 調整。其中一種調整製程係於聚氨酯研磨墊上進行，其係 設計以恢復研磨表面液體維持的特性，並自研磨表面移除 喪雜的材料。另種調整製程通常是在有固定研磨粒的研 磨表面上進行，其經6又叶呈現結構（其包含研磨性研磨材料） 内的研磨元素，同時自研磨材料的上表面移除粗糙物，並 整平包含研磨表面的結構’使之具有均勻高度。 於一實施例中’研磨表面調整器包括一可替換的調整 件，例如鑽石盤（diarn〇nd disk)，其可與研磨表面上移動的 調整頭相耦接。調整件在旋轉時會下降與研磨表面接觸。 調整頭大致掃過旋轉研磨表面，以讓調整件調整研磨表面 的預定區域。 習知調整器通常利用調整頭内的隔板來控制調整件的 5 1332237 高度。隔板後的腔室通常會受壓而降下調整件，並於調整 期間壓抵研磨墊的研磨表面。在調整完成後，空腔會排空， 並藉由上彈簧偏壓的輔助縮回調整件。 加壓及排空腔室會致使隔板重複磨到及鬆弛。此外， 調整件的上升及下降更會對隔板形成應力。然而，彈性隔 板如同所有彈性材料，都有使用壽命。若不維修或更換， 最終隔板的劣化會使得調整效果變差。為避免不可避免的 劣化，隔板通常以設定的間隔作更換，例如在預先選定的 調整循環數後進行。然而，習知的方法效率並不佳。因有 時隔板在更換時仍處於良好狀況，形成無謂的停機而增加 成本。在其他時候，隔板狀況已不佳卻仍未予以更換，使 得研磨墊的調整劣化。 因此，業界需要一種用於監控研磨墊調整機構的方法 及設備。 【發明内容】
本發明係提供一種用於監控研磨墊調整機構的方法及 設備。於一實施例申，提供用於監控調整器的設備係包括 一感應器，其係經安置以在調整件未裝配處理襯墊時檢測 調整件的效能參數。效能參數可能包括下壓力 (downforce)、功率傳輸或調整表面的狀況以及其他可能會 影響調整效能的參數。 於另一實施例中，半導體基材研磨系統包括一潤濕 站、一研磨表面、一調整件以及一調整機構。該調整機構 6 i 1332237 可選擇性將調整件定位在研磨表面及潤濕站上方。並提供 至少一感應器’並配置以在設於潤濕站上方時檢測調整件 的第一位置及第二位置。 於另一實施態樣中，半導體基材研磨系統具有一研磨 表面及一調整機構，其可移動於研磨表面上方之一調整位 置以及研磨表面旁側之一非調整位置之間。感應器並提供 以檢測調整件在非調整位置時的效能參數。
於發明另一態樣中，係提供一種校準調整機構元件的 方法。該方法包括感應調整機構效能參數的數值（metric)， 並判定所感應的數值是否落在製程窗内。 於另一實施例中，用於校準調整機構之元件的方法包 括啟動調整機構的調整件，以移動於第—及第二位置之 間。繼而，分析使調整件作動於第一位置及第二位置之間 的所需時間。 【實施方式】
第1圖係一例示性研磨系統1 0 0的俯視圖，其具有本 發明之潤濕站1 3 5實施例。該研磨系統1 00大致包括—工 廠介面104、一清洗件106及一研磨件1〇%可受益於本發 明的兩研磨系統為加州聖塔克拉拉應用材料公司鎖上式的 REFLEXION®化學機械研磨系統以及 REFLEXION LK EcmpTM。可受益於本發明的另一研磨系統係描述於Birang 等人於2 001年6月12日所領證的美國專利第6,244,935 號案，標題為「Apparatus and Methods for Chemical 7 1332237
Mechanical Polishing with an Advanceable Polishing Sheet」乙文中 。 控制器1 60並設置以協助系統1 00控制及整合e控制 器丨6〇通常包含一中央處理單元（CPU)、記憶體以及支援 電路（未示出）。該控制器160耦接至系統100的不同元件 以助控制，例如平坦化、清潔及傳送等處理。
於一實施例中，工廠介面104包括一第一、或介面機 器人110，其適於將基材自一或多個基材儲存匣112傳送 至第一傳送站11 4。第二機器人116係設置於工廠介面1〇4 及研磨件108之間，且係設置以將基材傳送於工廠介面ι〇4 的第一傳送站114以及研磨件1〇8上設置的第二傳送站 11 8之間》清潔件1 06通常設置在、或接近工廠介面i 處，且適於在將基材送返（以介面機器人110)基材儲存匿 112之前清潔並乾燥由研磨件1〇8送回的基材。
研磨件108包括至少一研磨站126及一設在一龙― 140上的傳送裝置120。於第1圖所示之實施例中，研磨件 108包括三個研摩站126，各具有一平台13+0，用以去 磨材料128，基材並於其上進行處理。 傳送裝置120可支撐 間可固持基材。於第1圖所示之實施例中’傳送 义裒置12〇 係一旋轉台’並將研磨頭124支撐在其四個支眢 12 2 一匕。 傳送裝置的一支臂122並切除以呈現第二傳送站us 送裝置120有助於將固持在各研磨頭124中的 。傳 运材移動於 第二傳送站118及研磨站126之間，使基材於 、 等站之間 8 1332237 進行處理。研磨頭124並配置在研磨的同時固持基材。研 磨頭124並耦接至傳送機構，其中傳送機構係經設置用以 將固持在研磨頭124中的基材移動於傳送戰118及研磨站 126之間。而可受益於本發明的一種研磨頭為 TITAN HEADTM基材承載件，其係由應用材料公司所上市。
第二傳送站118包括一負載杯142' —輸入緩衝器 144、一輸出缓衝器i 46及一傳送站機器人148。該輸入缓 衝器144可承接由第二機器人116傳送至研磨件1〇8的基 材。該傳送站機器人148可將基材自輸入缓衝器144傳送 至負載杯142。該負載杯142可將基材垂直傳送至研磨頭 124(其於製程期間可固持基材）<經研磨的基材會自研磨頭 124傳送至負載杯142,並接著以傳送站機器人148移至輸 出緩衝器146。經研磨的基材會藉第二機器人U6由輸出 緩衝器H6傳送至第一傳送站114，並接著傳送通過清潔 件丨06。可受益於本發明的第二傳送站係描述於2〇〇〇年12 月5日由Tobin所領證之美國專利第6,156,124號，標題 為「Wafer Transfer Station for a Chemical Mechanical Polisher」乙文中。 研磨液輸送系統102包括至少一研磨液體供應器 1 50，其耦接到至少一研磨液輸送臂組件1 52。一般而言， 各研磨站126設有各自的輸送臂纟且件152，座落於各平台 130附近以於研磨期間提供研磨液。於第1圖所示實施例 中’三個研磨站126各具有一相連之輸送臂組件152。 各研磨站126的平台13〇可支撐研磨材料128 ^於處 9 1332237
理期間，基材處於研磨液（由輸送系統102所提供）的 中由研磨頭124靠抵研磨材料128。平台130可旋轉 基材及研磨材料128之間提供至少一部份的研磨運動 者，研磨運動可藉由線性、軌道式、隨機、旋轉或其 動的方式移動該研磨頭124或研磨材料128之至少一 研磨材料128可由發泡聚合物形成，例如聚氨酯 電性材料、固定研磨性材料或其組合物。固定研磨性 (fixed abrasive material)大致包括數個研磨性元素， 可彎曲背板上。於一實施例中，該研磨性元素係由幾 狀的研磨性例子浮置在聚合物黏結劑中而形成。研磨 可為襯墊狀或網狀》 調整機構134係設在鄰近各研磨站126處，且適 整或調整個平台130上的研磨材料128。各調整機構 係經設置以移動於不含研磨材料1 2 8以及平台1 3 〇的 置（如第1圖所示）以及一位於研磨材料128上方之調 置之間。於該調整位置中，該調整機構丨3 4係啟動以 研磨材料1 2 8，並使研磨材料1 2 8的表面達一可形成 研磨結果的狀態。於不含研磨材料128及平台130的 中，調整機構1 3 4係經定位以與潤濕站1 3 5接合。 第2圖係該調整機構134接合在該润濕站135内 實施例的截面圖。該調整機構134大致包括_頭組件 以一臂206耦接至支撐件204。該支撐件2〇4係設置 研磨件108之底座140。轴承212則設在底座14〇及 件2 0 4之間’以利支撐件2 0 4的旋轉。致動器2丨〇耦 環境 以於 。或 他運 者。 、導 材料 設在 何形 材料 於平 .134 一位 整位 接合 所欲 位置 之一 202， 通過 支撐 接於 10 該底座140及該支撐件204之間，以控制支撐件204的旋 轉方位。致動器210(例如氣動汽缸 '伺服電動機、機動滾 珠螺桿、諧波傳動或其他適於控制支撐件2〇4旋轉方位的 運動控制元件）可使自支稽件2〇4延伸的支臂2〇6繞支撑件 204旋轉，因此使頭組件2〇2相對於該研磨站126橫向移 動》調整件208係耦接至頭組件2〇2底部並可選擇性壓 抵平台130以調整研磨材料128。 調整件208的尚度大致以加壓一可擴展腔室29〇(以位 於頭組件202中的隔板240部分接合）的方式予以控制。設 於頭組件202中的彈簧242可提供上偏壓力，以在隔板24〇 後的腔室290排空或抽真空時協助調整件2〇8縮回。適用 於本發明調整機構之該等範例係描述於Lischka等人於 2003年4月10曰申請之美國專利申請序號第1〇/411752 號’標題為「Conditioner Mechanism for Chemical Mechanical Polishing」乙文中，以及 〇sterheld 等人於 2003 年6月3日所領證之美國專利第6,572,446號，標題為 「 Chemical Mechanical Polishing Pad Conditioning
Element with Discrete Point's and. Compliant Membrane」乙 文中。雖然第2圖所示調整頭組件202係一旋轉隔板240 及一彈簧 2 42，但應可理解使用其他致動機構（例如全隔 板、傳送帶、彈簧、致動器及類似者）的調整頭組件 202 也可於潤濕站135中進行調整，下文將進一步討論。此外， 應可理解此處教示也可用於校準其他製程設備之元件，例 如研磨頭124中的隔板及/或囊狀物，或其他會消耗使用壽 11 命的元件。 &撐件204 下方的馬達2 1 6 2ΐ8β傳送帶222 輪2 1 8及頭組件 件208。傳送帶 202間傳送旋轉i 來自液體控 偉件204及支臂 控制系統226包 門 '調節器及類 腔室290的液體 可提供空氣或氮 座1 40)的高度， 料1 2 8所施加的 調整件1 0 8 A致包括一本體 嘴234。於一實 於底座140上》 者’本體230可 趙230高於底座 &其他碎屑的移 —或多個感 值。若干可被感 可遮罩駆動軸214，該驅動轴輕接底座140 ，在至鄰近支臂 206第一端 220的滑輪 係設於支臂2〇6中，並可操作地耦接該滑 202，藉以使馬達216能選擇性旋轉調整 222可以為任何適於在馬達216及頭組件 J動的元件。 制系統226的控制液體導管224是經由支 206旋轉，並耦接至頭組件202 ^該液體 括一氣體供應器及不同控制元件（亦即，閥 似者）’以協助施加及/或移除頭組件 2 〇 2 壓力。於一實施例中，液體控制系統226 瑕*以控制調整件208相對於平台丨3〇(或底 並於調整期間控制調整件2 0 8靠抵研磨材 壓力（例如調整頭的下降力）。 在未使用時會移至潤濕站i 35。潤濕站135 230、一或多個感應器25〇以及一潤濕喷 ^例中’本體2 3 0係以一支撐件2 3 8安置 本體230也可直接搞接至支擇件Mg。或 經由安裝板232耦接至支撐件23 8。使本 140有助於調整件208润渴時的液體排放 除’下文將進一步討論。 應益2 5 0並經設置以檢測調整器效能的數 應的調整器效能數值包括調整器下壓力、 12 1332237
調整表面的參數、功率傳輸（例如用於調整器旋轉）、密封 及隔板效能以及潤濕液體流動及其他類似者。於一實施例 中，感應器2 5 0係經配置以相對於該頭組件2 0 2於多個預 定延伸位置感應調整件208的位置。感應器250可定位於 任何適於檢測預定位置處之調整件2 0 8位置。或者，一或 多個感應器可位於潤濕站1 3 5之遠端處。例如，一或多個 感應器250可定位在頭組件202、支臂206、底座140之中 或上，或其他適合感應調整件208相對於頭組件202之位 置的處所。於第2圖所示實施例中，至少一感應器2 5 0係 耦接至本體23 0。 潤濕喷嘴2 3 4可自液體源2 3 6提供清潔液體以潤濕或 清潔調整件208的工作表面。噴嘴234係經定位以有效潤 濕調整件2 0 8級/或頭組件2 0 2的其他元件。於一實施例 中，潤濕喷嘴2 3 4係位於安裝板2 3 2處。
第3 A及3 B圖分別繪示潤濕站1 3 5之一實施例的側視 及俯視圖。潤濕站135的本體230包括支臂302及支架 306。支臂302可以任何其他方式耦接至安裝板232，例如 以數個螺栓（未示出）。支臂302包括一具輪廓之内緣330 及突出部3 0 4。内緣3 3 0輪廓經設計以在囁合潤濕站1 3 5 時（如第2圖所示）留下調整件208的空隙。突出部304在 下降至潤濕站135時可提供調整件208硬式阻擋。因此， 在調整件208位於潤濕站135時，調整件208係設置在支 臂3 02内緣330的鄰近處，且可在下降時接觸突出部3 04。 突出部304的輪廓應可讓潤濕臂234潤濕調整件208(亦 13 1332237 即，除去突出部304時可暴露調整件2〇8底部的絕大部分卜 亦可選擇的是，用於校準調整器效能之一感應器25〇 可為設於突出部304中的感應器39〇 ,其適於檢測調整下 壓力之數值。因此，當調整件2〇8致動而靠抵突出部3〇4 時，感應器390可與預測值或製程窗的值相比較，而提供 與控制器有關的下壓力數值指標。若所感應的下壓力超出 製程窗及/或與預測值為不同值時，控制器可標註為特別狀 況，通知操作者或中斷製程操作。感應器39〇所提供的資 料也可將效能趨勢化，以預測或監控使用壽命。此外，下 壓力感應器3 9 0可藉由提供一段時間過後力量變化之檢測 資料的方式檢測密封及/或隔板洩漏、壓力供應氣流及類似 者。 亦可選擇的是’除直接提供控制器16〇校準資訊外， 專用的電力線載波（PLC)292或其他計算元件也可監控感 應器250。電力線載波292可有一輞接至控制器16〇的輸 出端’以標註那些已識別是控制器會觸發終止或改變調整 及/或基材處理的潛在調整器效能事件。 同樣的第2圖所示實施例中也圖示一或多個感應器 250，包括一第一感應器312’設於支臂302内緣330上； 以及一第二感應器316,搞接至支臂302底表面。感應器 2 5 0可包括任何適合的感應器’以檢測調整件2 〇 8之位置。 於一實施例中，第一感應器312為一穿透式（break-through) 感應器，其經配置以傳遞及接收光束（以虛線3 1 4表示）， 以感應位於兩者之間的，插入物（即，調整件2 08)。 14 1332237
於一實施例中，第二感應器3 1 6係一鄰近感 於突出部304部分318的下方。該鄰近感應器或 器3 1 6，可檢測位於突出部3 0 4之部分3 1 8 —預 或之上的調整件208。 感應器312、316大致耦接至PLC 292或其 錄資料（由感應器取得之資料）的元件，例如條形 錄器（strip chart recorder)或記憶模組。藉由檢 2 0 8於潤濕站1 3 5不同處所的位置，將可有效執 構134的各種校準，如下文將進一步討論者。 支架 3 06係可調整地以任何適當方式耦 3 0 2，例如，以螺釘或螺栓（未示出）通過狹長槽 式。支架306的調整可使支架306中形成的支撐多 與支臂3 02的突出部304對齊，藉以在位於潤濕 提供頭組件202之調整件208延伸的支撐面積。 撐面積可避免調整件下降且靠抵突出部304時不 量施加至頭組件202的該等元件。 於另一實施例中，感應器3 90可經配置以指 208表面狀況的數值。例如，感應器390可為檢 表面狀況之粗糙感應器。於另一實施例中，感應 為可視覺監控調整件 208之表面狀況的相機。 是，來自調整件2 0 8表面的影像可作電子分析， 整狀況，例如缺少鑽石或研磨物及類似者。也應 感應器390也可配置以提供調整件208削減（cut 值表示。 應器，位 第二感應 定距離處 他適於記 圖表紙記 測調整件 行調整機 接至支臂 3 1 0 的方 E出部308 站135時 延伸的支 均勻的力 出調整件 測調整件 器390可 應理解的 以判定調 理解的是 rate)的數 15 1332237
潤濕喷嘴 2 3 4係經定位以提供潤濕及/或清潔液予調 整件208底表面及/或頭組件202。於一實施例中，該潤濕 喷嘴 234係以適當方式（例如以螺紋囁合）耦接至安裝板 2 32。喷嘴 2 34的配置及位置並經選擇，以在頭組件 202 位於潤濕站1 3 5中時可將液體流導向調整件2 0 8上的所欲 位置。喷嘴2 3 4則耦接至流體源2 3 6。應理解的是潤濕喷 嘴 234也可耦接至研磨系統 100的不同元件，例如底座 1 4 0，只要其係安設在適於分配潤濕及/或清潔液至調整件 208及/或頭組件202的位置即可。 亦可選擇的是，也可於元件3 2 0或潤濕站1 3 5其他位 置形成額外的喷嘴，並耦接至液體源2 3 6。例如，於第3 A 及3B圖所示實施例中，第二喷嘴324係形成於安裝板232 中並經定位以沿調整件2 0 8周圍及/或頭組件2 0 2喷塗潤濕 及/或清潔液。
於一實施例中，用於校準調整器之一感應器2 5 0可經 定位以檢測清潔液至潤濕站1 3 5的流動。例如，於第3 B 圖所示實施例中，感應器 3 2 2 (例如流動感應器）可與提供 液體至喷嘴234的導管介面連接，並配置以提供潤濕站135 中的流動數值，藉以將調整件2 0 8是否正如預期般進行潤 濕的指示提供給PLC 292。 於又另一實施例中，用於調整調整件的感應器250之 一者可作定位以檢測調整件的旋轉運動。例如，於第 2B 圖所示實施例中，感應器 252(例如旋轉感應器）可與傳送 帶222及/或頭組件202或其他元件介面連接，並配置以提 16 1332237 供調整件208旋轉的數值表示，藉以將調整件208以預定 方式旋轉的指示提供給PLC 292。 於操作中，調整機構134會旋轉以將頭組件202及調 整件208放置在潤濕站135上方。喷嘴322及3 24可供應 清潔液，以移除調整件2 0 8及/或頭組件2 0 2表面上的任何 碎屑（例如，研磨漿、粒狀物質及類似者）。
調整件2 0 8更可經由加壓腔室2 9 0而下降以接觸潤濕 站135的突出部304、308(如第2圖所示）。當調整件208 下降時，PLC 292可記錄調整件208接觸突出部304時的 對應資料，如第二感應器3 1 6所測得者。 藉由比較調整件208通過第一感應器312及第二感應 器3 1 6時所記錄的資料，便可得到調整件2 0 8向下移動於 一已知距離（即，感應器3 1 2、3 1 6之間）的時間。時間可與 一時間預定量比較、或時間可以多個循環期間進行圖表判 訂，以監控時間趨勢來啟動調整件208的向下移動。
調整件相對於潤濕站1 3 5的移動校準也可利用一或多 個參數取得，例如調整件熱運動（亦即腔室2 9 0的加壓）之 間的時間、於不同高度的腔室壓力及/或改變速率及類似 者。此外，也可監控調整器底表面的清潔度、損害及/或磨 損。再者，調整器的操作態樣（例如下壓力、旋轉速率、削 減率及清潔度等）均可與製程窗比較，以讓調整器可再作清 潔或在調整研磨表面前作表面處理，以避免製程異常。 例如，第4A圖描繪用於監控調整機構的方法4 00，該 方法是以第2及第3 A-B圖所示設備進行說明。方法400 17 1332237 起始於步驟4〇2,於該步驟中調整件208是以加壓腔室29〇 的方式向下降至潤濕站135。該方法於麥驟404處繼續， 記錄下降調整件2〇8至突出部3〇4之預定距離内的所需時 間。所記錄的時間可能為進行腔室加壓及觸發感應器之間 的時間*
於一實施例中，步驟404包括次步驟406，在第一感 應器3 1 2感應到調整件2 〇 8時（例如，當調整件2 〇 8阻斷第 一感應器312的發射器及接收器對之間的光束314)讓計時 器開始計時。於次步驟408處，計時器在第二感應器316 檢測到突出部304上之調整件208時會終止計時。或者， 於步驟406處會記錄起始時間並於步驟4〇8處記錄終止時 間’以終止時間減去起始時間便可得下降調整件2 〇 8的所 需時間。
於其他實施例中，感應器3 1 2、3 1 6可檢測到調整件 208的間隔位置。例如’感應器312、316或該方法可配置 以記錄升起頭組件202的所需時間。此外亦可進行的是， 感應器2 5 2可用以檢測調整件2 0 8的旋轉。藉由記錄升起、 下降或旋轉調整件208的所需時間，即可監控調整機構i34 之頭組件202的隔板、彈簧或其他元件的狀況。 於另一範例中’第4B圖係描繪用於監控調整機構的 方法410’其係參照第2及第3A-B圖所示之設備。該方法 410起始於步驟412，亦即，在例如，資料庫中儲存下降調 整件208的所需時間時。其次，於步驟414處，分析下降 調整件208的所需時間。下降調整件208的所需時間可以 18 1332237
許多不同方式分析。例如，於次步驟416處， 的所需時間可以多個循環進行圖表判定，以決 降調整件2 0 8所需的時間變化。或者也可結合 驟418可與調整件208下降至一預定臨界值的 行比較。 繼而，於步驟420處，依據步驟414的分 進程。例如，於步驟422處，可做出決定以修 組件202的隔板240。或者，分析值也可指出 處於可接受狀態且可繼續使用，如次步驟424 420處所作的決定也可以不同方式進行。 例如，在將下降調整件208所需時間以多 判定的實施例中（如於次步驟41 6中），可依據 斜率變化做出決定，曲線可指出隔板2 4 0狀況 的傾向。或者，在次步驟418進行前，可將預 與下降調整件2 0 8的所需時間作比較，以在下Θ 的所需時間超過臨界值時，指出隔板240的劣 換的更換點。 應可理解的是方法410的步驟412及次步 忽略。例如，方法4 1 0可僅包括將下降調整件 時間與預定臨界值作比較（如步驟 418)，而無 數值，因此，也無需儲存下降調整件208的所 數個循環時間作圖表判定。 第4C突圍另一監控調整機構之方法440 該方法440起始於步驟41 2，即檢測調整機構 下降頭組件 定或監控下 的是，次步 所需時間進 析決定動作 復或替換頭 隔板240仍 所示。步驟 個循環圖表 圖表曲線的 有快速劣化 定的臨界值 -調整件208 化達到需替 驟4 1 6也可 208的所需 需參考先前 需時間或對 的流程圖。 1 3 4校準的 19 1332237
數值表示。數值可提供予控制器160及/或PLC 292，其負 責監控調整器功能及/或一或多個感應器的效能，如前文所 述。於步驟444處，分析由感應器取得的數值及/或資訊。 分析值可包括判定校準是否落在製程視窗内、判定是否需 要維護、判定元件的磨耗率、依據磨耗率判定所得的維護、 判定調整件 2 0 8是否需更換、判定功率傳輸部（例如傳送 帶、軸承等）是否需要維修、判定調整件2 0 8是否應再做清 潔、判定調整件的清潔是否依規定操作、以及判定調整操 作是否需延滞或更改。應可理解的是，許多其他效能/調整 器狀態指標亦應作監控。於步驟446處，若分析值指出第 二數值超出要求或落在製程窗外，便需在步驟448處進行 修正。修正動作的範例包括標示需維護及/或更換元件、調 整下壓力、調整轉速、微調襯墊調整流程以應付調整器的 削減率、疏通液體線、再清潔調整件、預測進一步維修的 需求以及標示可能的調整異常及類似者。若在步驟446處 的分析值指出效能落在要求内，方法將返回至步驟442處 以持續監控調整機構1 3 4。 第5圖繪示感應器選擇時間的圖表，表示可被監控、 記錄或圖表化的額外變數，及進一步校準調整機構134之 關鍵元件的可能性。第5圖並繪示數位狀態，即第一感應 器（線506)、第二感應器（線5 08)及壓力指令（線510)經過 一段時間（沿軸504)的「開啟」或「關閉」狀態（沿軸5 02)。 壓力指令係加壓或排空隔板240壓力以升起或下降調 整件208的指令。圖表可任意起始於調整件208下降並置 20 1332237 放靠抵突出部304之處。於時間520處，壓力指令狀態由 關閉轉為開啟，取決於升起調整件2 0 8的指令。於時間5 2 2 處，第二感應器3 1 6的狀態由開啟轉為關閉，表示調整件 208已開始升起並不再位於突出部3 04上。於時間524處， 第一感應器3 1 2的狀態由關閉轉為開啟，表示調整件2 0 8 以通過第一感應器312。
壓力指令的改變狀態以及第二感應器3 1 6的改變狀態 間的時間長度標示為T1°T1表示執行升起調整件208指 令以及將調整件 2 0 8舉離突出部 3 0 4期間所耗費的時間 量。壓力指令的改變狀態以及第一感應器3 1 2的改變狀態 間的時間長度則標示為 Τ 2。Τ 2表示執行升起調整件2 0 8 及調整件208抵達接近第一感應器312之上方位置處期間 所耗費的時間量。Τ2及Τ 1間的時間差便可指出調整件2 0 8 移動於突出部304之下方位置及接近第一感應器312之上 方位置之間的實際所需時間。
於時間5 2 6處，壓力指令的狀態係由開啟轉為關閉， 取決於下降調整件208指令。於時間528處，第一感應器 3 1 2的狀態係由開啟轉為關閉，表示調整件2 0 8已下降並 不再接近第一感應器312。於時間530處，第二感應器316 的狀態由關閉轉為開啟，表示調整件 208已接觸突出部 3 04 ° 壓力指令的改變狀態以及第一感應器3 1 2的改變狀態 間的時間長度標示為Τ3。Τ3係指下降調整件208及調整 件208自接近第一感應器312之位置下降期間所耗費的時 21 1332237 間量。壓力指令的改變狀態以及第二感應器3 1 6的改變狀 態標示為T4。T4表示下降調整件208級調整件208抵達 突出部304上期間所耗費的時間量。T4及T3間的時間差 表示調整件208移動於接近第一感應器312之上方位置以 及突出部304上的下方位置之間實際所需的時間量。
此等時間長度的任一者或組合均可監控及/或作一段 時間的圖表判定，如前文第4A及4B圖所述者，以判定隔 板240是否需要維修或更換。或者，也可監控其他運動（例 如頭組件2 0 2的轉動），以校準所欲關鍵元件的狀態。
因此，前文已揭示監控一調整機構的方法及設備。於 一實施例中，並提供聰穎的潤濕站以在未使用時清潔調整 機構，並校準調整機構的關鍵元件，例如隔板、彈簧及類 似者。調整機構可校準一段時間以檢測趨勢或與預定臨界 值作比較，以檢測調整機構效能的劣化程度並避免不當調 整。雖然前述設備及方法係參照調整機構進行說明，然應 理解的是前述教示亦可作變化以監控或校準其他系統中的 關鍵元件。 雖然前文係關於本發明之實施例，然其他及進一步實 施例亦可於不悖離發明基本精神下作變化，且其範圍應由 下文申請專利範圍界定之。 【圖式簡單說明】 因此本發明前述特徵及態樣均可由前文略述之實施方 式並參照實施例及附加圖示的方式獲致更詳細的領會。然 22 1332237
142 負載杯 144 輸入緩衝器 146 輸出緩衝器 148 傳送站機械臂 150 液體供應 器 152 支臂組件 160 控制器 202 頭組件 204 支樓件 206 支臂 208 元件 210 致動器 2 12 軸承 214 驅動軸 216 水 2 18 滑輪 220 第一端 222 傳送帶 224 導管 226 液體控制系統 230 本體 232 安裝板 234 喷嘴 236 液體源 238 支撐件 240 隔板 242 彈簧 250 感應器 290 腔室 292 PLC 302 支臂 304 突出部 306 支架 3 10 狹長槽 3 12 第一感應 器 3 14 虛線 3 16 第二感應 器 3 18 部分 322 感應器 324 第二喷嘴 330 内緣 390 感應器 502 狀態軸 504 時間軸 508 第二感應 器 24

Claims (1)

133.2237 #月β日修正本 拾、申請專利範圍： 1. 一種半導體基材研磨系統，其至少包含： 一研磨表面； 一調整件； 一調整機構，用於選擇性將該調整件定位於該研磨表 面上方；以及
至少一感應器，其經定位以感應該調整機構之一參 數，其中該參數可指出調整效能，其中該至少一感應器係 設置為檢測一第一位置以及該調整件之一垂直偏移之第二 位置。 2.如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該至少一感應 器更包含： 一第一感應器係經配置以檢測該調整件之該第一位 置；以及 一第二感應器係經配置以檢測該調整件之該垂直偏 移之第二位置。 3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該至少一感應 器係設置在一潤濕站中。 4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其更包含：一控制 25 133-2237 器，耦接至該至少一感應器，其並包含數個用於校準該 調整器狀態的指令。 5. —種半導體基材研磨系統，其至少包含： 一研磨表面； 一調整件； 一調整機構，用於選擇性將該調整件定位於該研磨表
至少一感應器，其經定位以感應該調整機構之一參 數，其中該參數可指出調整效能；以及 一潤濕站，設置在該研磨表面橫向處，該調整機構更 經配置以選擇性將調整件定位在鄰近該潤濕站附近，其中 該至少一感應器係設置於該潤濕站中。
6.如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該潤濕站更包 括： 一潤濕喷嘴，其經配置以將一液體喷塗在該調整件上。 7.如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該至少一感應 器更包括： 一第一感應器，其經配置以檢測該調整件之一第一位 置；以及 一第二感應器，其經配置以檢測該調整件之一第二位 26
1332237 置。 8.如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該至 器係經配置以檢測該調整件之旋轉。 9.如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該至 器係經配置以檢測該調整件之下壓力。 10.如申請專利範圍第5項所述之系統，其中該至 器係經配置以提供該調整件之一調整表面的 示。 1 1.如申請專利範圍第1 0項所述之系統，其中該 之數值表示為削減率（cut-rate)、清潔度、調整 損害度之至少一者。 1 2.如申請專利範圍第6項所述之系統，其中該至 器係經配置以提供流經該喷嘴之一液體的一凄 13.—種具有一研磨表面之半導體基材研磨系統， 含： 一調整機構，可移動於設於該研磨表面上方 位置以及接近該研磨表面一側的一非調整位置之 少一感應 少一感應 少一感應 一數值表 調整表面 件磨耗或 少一感應 :值表示。 其至少包 之一調整 間，該調 27 1332237 整機構具有一調整件，用以調整該研磨表面；以及 一站台，設置在該研磨表面橫向處，且位於該調整件 之非調整位置下方，該站台包括； 一本體； 一第一感應器，耦接至該本體，其並經配置以檢測 該調整件之一第一位置；以及
一第二感應器，耦接至該本體，其並經配置以檢測 該調整件之一第二位置。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之系統，其更包含： 一喷嘴，設於該站台中，其並經安設以將一液體導至 該調整件之一底表面。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其更包含： 一第三感應器，經配置以提供流經該喷嘴之一液體的
1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其更包含： 一第三感應器，經配置以提供該調整件下壓力之一數 值表示。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其更包含： 一第三感應器，經配置以提供該調整件旋轉之一數值 28 1332237 表示。 18. —種用於一調整機構之潤濕站，其至少包含： 一本體，經配置以與一調整機構之一調整件結合； 一潤濕喷嘴，設置於該本體中，並經配置以在與潤濕 站結合時將一液體喷塗在該調整件上；以及
至少一感應器，耦接至該本體，其並經配置以檢測該 調整件之一效能參數。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所述之潤濕站，其中該至少一 感應器更包括一力量感應器、一流動檢測感應器、一削 減率（cut-rate)感應器、一旋轉感應器或一適於提供該調 整件圖像之感應器的至少一者。 2 〇.如申請專利範圍第1 8項所述之潤濕站，其中該至少一 感應器更包括： 一第一感應器，經配置以檢測該調整件之第一位置； 以及 一第二感應器，經配置以檢測該調整件之第二位置。 21.—種具有一研磨表面之半導體研磨系統，其至少包含： 一調整機構，可移動於該研磨表面上方之一調整位置 以及接近該研磨表面一側之一非調整位置，該調整機構具 29 133.2237 有一用於調整該研磨表面之調整件； 一潤濕站，設於該研磨表面之橫向處，且位於該研磨 件之非調整位置下方，該潤濕站至少包含： 一本體； 一潤濕臂，具有一噴嘴，用以將一液體喷塗於該調 整件上；
一第一感應器，耦接至該本體，其並經配置以檢測 該調整件之一第一位置；以及 一第二感應器，耦接至該本體，其並經配置以檢測 該調整件之一第二位置；以及 一控制器，耦接至該第一感應器及第二感應器，該控 制器具有數個用以校準該調整件移動之指令。 22.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 啟動該調整機構之一調整件，以移動於一第一位置及 一第二位置之間；以及 分析將該調整件移動於該第一位置及第二位置之間所 需的一啟動時間。 23.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該分析步驟 更包含： 將該啟動時間與一預定時間作比較。 30 1332237 2 4.如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該分析步驟 更包含： 由啟動時間之歷史資料庫取得的趨勢或偏差來判定是 否需維護該調整機構。
25.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 將位於一非調整位置之一調整機構與\一或多個感應器 介面連接； u 由該一或多個感應器取得該調整機構效能之一數值表 示，，其中該調整機構效能之數值表示的取得更包括檢測 該調整機構的旋轉；以及 判定該效能數值是否落在一製程窗内。
26.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 將位於一非調整位置之一調整機構與一或多個感應器 介面連接； 由該一或多個感應器取得該調整機構效能之一數值表示， 其中該調整機構效能之數值表示的取得更包括檢測一清潔 液至該調整機構的一流動；以及 判定該效能數值是否落在一製程窗内。 31 1332237 27.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 將位於一非調整位置之一調整機構與一或多個感應器 介面連接；
由該一或多個感應器取得該調整機構效能之一數值表示， 其中該調整機構效能之數值表示的取得更包括檢測該調整 機構之一下壓力；以及 判定該效能數值是否落在一製程窗内。 28.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 將位於一非調整位置之一調整機構與一或多個感應器 介面連接；
由該一或多個感應器取得該調整機構效能之一數值表示， 其中該調整機構效能之數值表示的取得更包括 檢測該調整機構之一削減率；以及 判定該效能數值是否落在一製程窗内。 29.—種用於校準一調整機構之一元件的方法，其至少包 含： 將位於一非調整位置之一調整機構與一或多個感應器 介面連接； 32 1332237 由該一或多個感應器取得該調整機構效能之 其中該調整機構效能之數值表示的取得更包 評估該調整機構之一調整件的一調整表面； 判定該效能數值是否落在一製程窗内。 一數值表示， 括 以及 33
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