[发明专利]固定环的厚度及使用期限的即时监控方法及设备

说明书

技术领域

本发明的实施例关于用以研磨基材(诸如半导体基材)的研磨系统。更特定言之，关于用以监控研磨系统的部件的方法及设备。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是一种普遍用在高密度积体电路的制造以平坦化或研磨所沈积在基材上的材料层的工艺。可提供基材到位于研磨系统上的研磨站，并且将基材固定在载具头中，载具头可控制地推动基材使基材抵靠移动的研磨垫。在研磨流体的存在下，经由提供基材的特征侧的接触以及相对于研磨垫来移动基材，可有效地利用CMP。材料从基材的特征侧被移除，其中基材的特征侧经由化学与机械作用的组合与研磨表面接触。

通常，载具头包括一固定环，固定环围绕基材且可促进基材在载具头中的固持。通常，在研磨期间，固定环的一或多个表面接触研磨垫。尽管固定环适于忍受多个基材的研磨，但接触研磨垫的该等表面会经历磨损，并且定期更换固定环是有必要的。因此，固定环的检测是有必要的，以监控磨损且决定更换间隔。

一般的检测方法是耗时的，需要人员实体地操纵站中的部件，并且需要将研磨系统停机。此外，一般的方法可能需要部分拆卸研磨站且从站移除载具头，此举会使系统内的其他部件暴露于污染。

所以，需要一种可促进固定环的监控且不需要实体地操纵固定环或将研磨系统停机的方法及设备。

发明内容

本发明大体而言提供一种可促进研磨系统内的固定环的监控的方法及设备，以决定固定环的状况及/或评估固定环的使用期限。在一实施例中，提供一种设备。此设备包括：一载具头，载具头可在基材被固定在载具头中时移动于介于用来研磨基材的至少一个研磨站之间的一行进路径中；以及一传送站，传送站用以传送基材至载具头与自载具头传送基材，载具头具有一固定环以及一设置在载具头的行进路径中的感应器，感应器能够操作以提供可指示固定环的状况的度量。

在另一实施例中，提供一种传送站，传送站设置在一研磨模组中且用以传送基材于一基材传送装置与至少一个载具头之间。传送站包括：一装载杯组件，装载杯组件具有一主体，主体的尺寸可接收一基材与一固定环的至少一部分，固定环耦接到至少一个载具头；以及一感应器，感应器设置在主体上，感应器能够操作以提供可指示固定环的状况的度量，其中基材包括一第一半径，并且感应器定位在主体上且位在一第二半径处，第二半径大于第一半径。

在另一实施例中，提供一种用以监控一固定环的至少一个表面的方法，固定环耦接到一载具头。此方法包括以下步骤：将载具头移动，使载具头邻近设置在一研磨模组中的一感应器装置；从感应器装置朝向固定环传送能量；接收从固定环所反射的能量；以及基于接收的能量，决定固定环的一状况。

附图说明

因此，可详细理解本发明的上述特征结构的方式，即上文简要概述的本发明的更特定描述可参照实施例进行，其中一些实施例在附图中图示。然而，应注意的是，附图仅图示本发明的典型实施例，且因此不欲视为会对本发明范畴构成限制，因为本发明可允许其他等效实施例。

图1为研磨系统的一实施例的平面图。

图2为传送站的一实施例的部分剖视图，该传送站可被用在图1的研磨系统中。

图3为传送站的另一实施例的示意性剖视图，该传送站可与图1的研磨系统一起使用。

图4为传送站的另一实施例的示意性剖视图，该传送站可与图1的研磨系统一起使用。

图5A为固定环的一实施例的部分平面图。

图5B为传送站的另一实施例的示意性剖视图，该传送站可与图1的研磨系统一起使用。

图6为传送站的另一实施例的示意性剖视图，该传送站可与图1的研磨系统一起使用。

图7是一流程图，流程图图示方法的一实施例。

为促进理解，在可能时使用相同的元件符号来指定该等图式共有的相同元件。预期，一个实施例中揭示的元件可有利地用于其他实施例而不需特别详述。

具体实施方式

本发明大体而言提供可促进研磨系统内的固定环的监控方法及设备，以决定固定环的磨损及/或评估固定环的使用期限。描述一工具上(on-tool)监控装置，该工具上监控装置提供固定环的监控，而不需要实体地操纵固定环或将研磨系统停机。此外，来自监控装置的资料可被提供到控制器且被用来调整后续的研磨工艺。