TWI796569B

TWI796569B - 用於檢測設備之噴嘴

Info

Publication number: TWI796569B
Application number: TW109118098A
Authority: TW
Inventors: 陳炤彰; 蔡雨彤; 莊程媐; 邱永傑; 林建憲; 薛慶堂; 黃柏晴
Original assignee: 大量科技股份有限公司
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2023-03-21
Also published as: TW202144081A

Abstract

本發明揭示一種用於檢測設備之噴嘴，包括噴嘴本體、形成於該噴嘴本體內以供設置檢測器之槽孔以及圍設於槽孔外之複數個氣體流道，且各該氣體流道具有相對之氣體入口及氣體出口。檢測器可用於檢測待測物上的檢測區域。氣體自氣體入口進入氣體流道而自氣體出口離開氣體流道，氣體逆向著待測物的檢測區域離開噴嘴，以施加作用力在待測物上之液體而使氣體的流動方向相對於氣體的流動方向，俾使液體不進入檢測區域。

Description

用於檢測設備之噴嘴

本發明係有關於一種噴嘴，更詳而言之，尤指一種用於檢測設備之噴嘴。

化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization；CMP)系統大致可包括研磨頭(carrier head)、拋光墊(polishing pad)、拋光液(slurry)、和修整器(dresser)。於拋光製程中，研磨頭對晶圓施壓以與拋光墊接觸而使拋光墊與晶圓之間旋轉摩擦，同時持續供應拋光液於拋光墊上以與晶圓表面產生化學反應，而當平坦化效率下降時，可藉由修整器執行修整機制而再活化拋光墊。

換言之，在拋光製程中，拋光墊在拋光墊製程中扮演了極其重要的角色，其表面物理性質會影響到平坦化加工的效果和效率，即拋光墊上的溝槽設計可能會影響到拋光液的利用率、拋光墊的物性、及排除平坦化後的反應殘餘物的功能等。因此，有必要利用檢測器來檢測拋光墊的狀態以掃描拋光墊的表面形貌並進行重組，進而維持平坦效率。

然而，拋光製程中所使用的拋光液或其他液體(可通稱為液或水膜)，可能對檢測器所發出的檢測訊號產生影響，導致不易檢測到拋光墊的表面形貌或者檢測不精確，例如因折射等問題造成檢測到的不同的高度位置而非拋光墊表面上的高度位置。因此，如何提出一種用於拋光墊檢測設備之噴嘴，可排除液膜以確保檢測器不受液膜影響，為目前業界亟待解決的議題之一。

為解決上述問題及其他問題，本發明揭示一種用於檢測設備之噴嘴，係包括：噴嘴本體；槽孔，形成於該噴嘴本體中以用於供設置一檢測器，該檢測器用於檢測待測物上的檢測區域；以及複數個氣體流道，係形成於該噴嘴本體中並圍設於該槽孔外，且各該氣體流道具有相對之氣體入口及氣體出口，其中，氣體自該氣體入口進入該氣體流道而自該氣體出口離開該氣體流道，且該氣體是逆向該待測物的檢測區域離開該噴嘴，並施加作用力在該待測物上之液體以使該液體的流動方向相對於該氣體的流動方向，俾使液體不進入檢測區域。

於本發明之噴嘴中，該氣體入口與該氣體出口係在數量上相對應。

於一實施態樣中，相鄰氣體流道的氣體出口之間的距離係為等於或小於該相鄰氣體流道的氣體入口之間的距離。

於一實施態樣中，自相鄰氣體流道的氣體出口離開該噴嘴本體之氣體的流動方向可聯集作用於該待測物上，以形成在該檢測區域之外的無液體區域。

於一實施態樣中，該氣體流道的氣體出口的面積小於或等於該氣體流道的氣體入口的面積。

於本發明之噴嘴中，該氣體流道可為彎道。

於一實施態樣中，該氣體流道的氣體出口的延伸方向係與該氣體流道的氣體入口的延伸方向正交。

於本發明之噴嘴中，該氣體入口與該氣體出口係形成於該噴嘴本體之相對面上。

於本發明之噴嘴中，該氣體出口與該槽孔之間的距離係大於該氣體入口與該槽孔之間的距離。於一實施態樣中，該氣體出口係沿著該噴嘴本體的底部的邊緣延伸以環繞該槽孔。該氣體進入該噴嘴本體的方向與該氣體離開該噴嘴本體的方向之間為鈍角。

本發明之噴嘴復包括形成於該噴嘴本體的底部以連通該槽孔之檢測口，該檢測口供該檢測器對該待測物的檢測區域發出檢測光。

本發明之複數個氣體入口係連接至對應之氣體導管，以提供該氣體進入該複數個氣體入口。本發明之噴嘴包括設置於該噴嘴本體中之複數個旁通口，各該旁通口鄰近各該氣體入口以用於引入離子使該離子進入各該氣體流道。此外，各該旁通口可連接至一離子導管。

本發明之噴嘴包括設置於該噴嘴本體中之連接孔，藉由該連接孔以將該噴嘴連接至檢測設備之載臂。

因此，本發明之噴嘴能有效排除待測物上的液膜，以順利取得檢測訊號，進而分析待測物的表面狀態。

11:待測物

12:液體

13:檢測器

14:載臂

15:修整器

16:氣體導管

2、3、4:噴嘴

21、31、41:槽孔

22:氣體入口

23:氣體流道

24:氣體出口

25、35、45:檢測口

26:連接孔

27:旁通口

32、32a、32b、32c、32d、32e、32f:氣體入口

42a、42b、42c、42d、42e、42f、42g、42h:氣體入口

34、34a、34b、34c、34d、34e、34f:通口

44a、44b、44c、44d、44e、44f、44g、44h:通口

38、38a、38b、38c、48a、48b、48c、48d:氣體出口

33:直氣體流道

36:斜氣體流道

A:氣體流動方向

L:液體流動方向

R:無液體區域

第1A及1B圖為本發明之噴嘴的結構示意圖；

第2A及2B圖為本發明之噴嘴的局部透視圖；

第3A圖為本發明之噴嘴之連接有氣體導管的示意圖；

第3B圖為本發明之噴嘴之設有旁通口的示意圖；

第4A至4E圖為本發明之噴嘴的氣體入口及氣體出口之結構示意圖；以及

第5圖為本發明之噴嘴之應用示意圖。

以下藉由特定的實施例說明本發明之實施方式，熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等均僅用於配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，非用於限定本發明可實施之限定條件，故任何修飾、改變或調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容能涵蓋之範圍內。

請參閱第1A、1B、2A、2B和5圖，本發明之用於待測物(如拋光墊等承載件)檢測設備之噴嘴2，包括噴嘴本體、形成於噴嘴本體中以供設置檢測器13之槽孔21、環繞槽孔21以供氣體流通之複數個氣體流道23、以及分別形成於各個氣體流道23的兩端之氣體入口22及氣體出口24。

槽孔21在圖式中自上至下貫穿噴嘴本體，並配合檢測器13的外型呈先圓柱狀在直徑漸縮的錐狀，最後末端形成有檢測口25，檢測器13透過檢測口25將一檢測光投射至待測物11以於待測物11上形成一檢測區域。

複數個氣體入口22環繞槽孔21，複數個氣體出口24藉由氣體流道23與複數個氣體入口22連通，氣體流道23的氣體出口24的面積可小於同一氣體流道23的氣體入口22的面積，如此使得氣體經過氣體流道23自氣體出口24離開噴嘴21時的氣壓能夠提升。當然於其他實施例中，氣體流道23的氣體出口24的面積亦可等於同一氣體流道23的氣體入口22的面積，端視不同的應用。

如第1A、1B、2A和2B圖所示為兩個氣體入口22和兩個氣體出口24，兩個氣體入口22環繞槽孔21。此外，相鄰氣體流道23的氣體出口24之間的距離可等於或小於該相鄰氣體流道23的氣體入口22之間的距離，以使離開該相鄰氣體流道23之氣體的流動方向A向內集中以交錯而有聯集，以於待測物11上產生在無液體區域R，如第3A圖所示。另外，氣體流道23的氣體出口24的延伸方向係與氣體流道23的氣體入口22的延伸方向正交，即氣體流道23呈彎道，如第2A圖所示，兩個氣體出口24之間的距離小於兩個氣體入口22之間的距離，使得氣體流道23呈稍向內的彎道；而如第2B圖所示，兩個氣體出口24之間的距離等於兩個氣體入口22之間的距離，使得氣體流道23呈直向前的彎道。換言之，調整氣體出口24的位置可使氣體環繞槽孔21在0-180度，甚或至360度之間調整。

另外，本發明之噴嘴2可包括複數個旁通口27，如第3B圖所示，各個旁通口27鄰近各個氣體入口22以用於引入離子進入各個氣體流道，其中，離子可為帶負電的陰離子或帶正電的陽離子，且各旁通口27可連接至一離子導管(未圖示)。再者，於第3A圖中，氣體入口(此圖省略元件符號22)連接有氣體導管16，以供氣體藉由氣體導管16進入氣體流道，如此可在待測物的檢測區域以外形成無液體區域R，以排除待測物上的液膜。同時參閱第3A和3B圖，氣體藉由氣體導管自氣體入口進入氣體流道，離子藉由離子導管進入同一氣體流道，使得流向待測物的氣體為含離子的氣體，更能促進液膜的排除。

接著請參閱第4A至4E圖，第4A-4B圖顯示六個氣體入口32a-32f、六個通口34a-34f和三個氣體出口38a-38c，其中六個氣體入口32a-32f環繞槽孔31大約270度；而第4C-4D圖顯示八個氣體入口42a-42h、八個通口44a-44h和四個氣體出口48a-48d，其中八個氣體入口42a-42h環繞槽孔41大約360度；第4E圖為例示性剖面圖。因此，在水流來向(液體的流動方向)不固定的情況下，270甚或360度的環型氣體出口可以吹開來自各個方向的水流。

氣體入口32a-32f、42a-42h與氣體出口38a-38c、48a-48d可分別在噴嘴3、4的本體的相對兩面，且該複數個氣體出口38a-38c、48a-48d沿著噴嘴3、4的底部的邊緣延伸以環繞槽孔31、41。

如第4A圖所示，氣體出口38a可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口32a和32b，氣體出口38b可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口32c和32d，氣體出口38c可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口32e和32f，其中，氣體流道包括自氣體入口32a-32f至通口34a-34f之直氣體流道以及自通口34a-34f斜向氣體出口38a-38c之斜氣體流道。如第4B圖所示，氣體出口48a可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口42a和42b，氣體出口48b可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口42c和42d，氣體出口48c可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口42e和42f，氣體出口48d可藉由氣體流道(未予以編號)連通氣體入口42g和42h，其中，氣體流道包括自氣體入口42a-42h至通口44a-44h之直氣體流道以及自通口44a-44h斜向氣體出口48a-48d之斜氣體流道。

另外，如第4E圖所示，氣體出口38與槽孔31之間的距離半徑可大於氣體入口32與槽孔31之間的距離，當然於其他實施態樣中亦可相反。氣體可自氣體入口32進入直氣體流道33再經通口34進入斜氣體流道36，最後自氣體出口38離開噴嘴，故氣體進入噴嘴3的方向與氣體離開噴嘴的方向之間為鈍角。

再配合參閱第5圖，本圖省略了研磨頭和晶圓，而噴嘴2藉由連接孔26以將噴嘴2連接至待測物檢測設備的載臂14上，連接孔26呈縱向延伸以利於調整噴嘴2的高度。待測物檢測設備可對待測物11進行檢測，待測物11設置於一載台(未圖示)上，載具承載著待測物11旋轉以供修整器15研磨待測物11，同時期液體12(例如拋光液)被施加至待測物11。進行檢測時，檢測器13對待測物11發出檢測光，以於待測物11上形成檢測區域，氣體可藉由氣流導管16自氣體入口22經過氣體流道23再自氣體出口24離開噴嘴2，故氣體背對著檢測區域而離開噴嘴2，且氣體的流動方向A與液體的流動方向L相對，藉此在檢測區域之外圍形成無液體區域R，以避免液體12進入待測物的檢測區域。

綜上所述，本發明之噴嘴包括具新穎設計的氣體入口、氣體出口及氣體流道，可在待測物的檢測區域之外圍或之前形成無液體區域，利用氣流朝液體吹氣以排除液膜，即氣體流動方向相對著液體流動方向，藉此提升檢測效率。

上述實施例僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下對上述該些實施態樣進行修飾與改變。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

2:噴嘴

21:槽孔

22:氣體入口

24:氣體出口

26:連接孔

Claims

一種用於檢測設備之噴嘴，係包括：噴嘴本體；檢測口，係形成於該噴嘴本體的底部，該檢測口供一檢測器通過該檢測口對一待測物上的檢測區域發出檢測光；以及複數個氣體流道，係形成於該噴嘴本體中並圍設於該檢測口外，且各該氣體流道具有相對之氣體入口及氣體出口，各該氣體流道之氣體出口係設置於該噴嘴本體的側部，而該側部係與施加在該待測物上之液體的流動方向相對；其中，該氣體入口係供氣體進入該氣體流道而自該氣體出口離開該氣體流道，且該氣體離開該噴嘴本體之方向與施加在該待測物上之液體的流動方向相對，俾使該液體不進入該檢測區域。
如請求項1所述之噴嘴，其中，該氣體入口與該氣體出口係在數量上相對應，且其中，該氣體出口的延伸方向係與該氣體流道的氣體入口的延伸方向正交。
如請求項1所述之噴嘴，其中，相鄰氣體流道的氣體出口之間的距離係等於或小於該相鄰氣體流道的氣體入口之間的距離。
如請求項1所述之噴嘴，其中，各該氣體流道係為彎道，使自相鄰氣體流道的氣體出口離開該噴嘴本體之氣體的流動方向係聯集，以於該待測物上形成在該檢測區域之外的無液體區域。
如請求項1所述之噴嘴，其中，各該氣體流道的氣體出口的面積係等於或小於該氣體流道的氣體入口的面積。
如請求項1所述之噴嘴，其中，該氣體入口係連接至對應之氣體導管，以提供該氣體進入該氣體入口。
如請求項1所述之噴嘴，復包括：複數個旁通口，其形成於該噴嘴本體中以分別鄰近對應之氣體入口，該複數個旁通口係連接至對應之離子導管，以提供離子進入該旁通口，使得離開該複數個氣體出口之氣體含有該離子；槽孔，係形成於該噴嘴本體中以連通該檢測口，且該槽孔用於供設置該檢測器；以及連接孔，其形成於該噴嘴本體中，該噴嘴藉由該連接孔連接至檢測設備的載臂。
一種用於檢測設備之噴嘴，係包括：噴嘴本體；檢測口，係形成於該噴嘴本體的底部，該檢測口供一檢測器通過該檢測口對一待測物的檢測區域發出檢測光；以及複數個氣體流道，係形成於該噴嘴本體中並圍設於該檢測口外，且各該氣體流道具有相對之氣體入口及氣體出口，各該氣體流道之氣體出口係沿著該噴嘴本體的該底部的邊緣延伸以環繞該檢測口；其中，該氣體入口係供氣體進入該氣體流道而自該氣體出口離開該氣體流道，且該氣體離開該噴嘴本體之方向與施加在該待測物上之液體的流動方向相對，俾使該液體不進入該檢測區域。
如請求項8所述之噴嘴，其中，該氣體入口與該氣體出口係形成於該噴嘴本體之相對面上，其中，該氣體入口的數量係小於或等於該氣體出口的數量。
如請求項8所述之噴嘴，其中，該氣體出口與該檢測口之間的距離半徑係大於該氣體入口與該檢測口之間的距離。
如請求項8所述之噴嘴，其中，該複數個氣體流道包括複數個直氣體流道以及斜氣體流道，且各該直氣體流道係以通口與各該斜氣流通道相連。
如請求項8所述之噴嘴，其中，該氣體進入該噴嘴本體的方向與該氣體離開該噴嘴本體的方向之間為鈍角。
如請求項8所述之噴嘴，其中，該複數個氣體入口係連接至對應之氣體導管，以提供該氣體進入該複數個氣體入口。
如請求項所8述之噴嘴，復包括複數個旁通口，其形成於該噴嘴本體中以分別鄰近對應之氣體入口，其中，該複數個旁通口係連接至對應之離子導管，以提供離子進入該旁通口，使得離開該複數個氣體出口之氣體含有該離子。
如請求項8所述之噴嘴，復包括：槽孔，係形成於該噴嘴本體中以連通該檢測口，且該槽孔用於供設置該檢測器；以及連接孔，其形成於該噴嘴本體中，其中，該噴嘴藉由該連接孔連接至檢測設備的載臂。