本發明專利技術提供拋光基板的方法、裝置及系統。本發明專利技術包括上部平臺；耦接至上部平臺的扭矩/應變測量儀；以及耦接至扭矩/應變測量儀并適于經由扭矩/應變測量儀驅動上部平臺旋轉的下部平臺。在其他實施例中，本發明專利技術包括上部托架、耦接至上部托架的側向力測量儀及耦接至側向力測量儀并適于支撐拋光頭的下部托架。本發明專利技術揭示多個額外方面。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術提供拋光基板的方法、裝置及系統。本專利技術包括上部平臺；耦接至上部平臺的扭矩/應變測量儀；以及耦接至扭矩/應變測量儀并適于經由扭矩/應變測量儀驅動上部平臺旋轉的下部平臺。在其他實施例中，本專利技術包括上部托架、耦接至上部托架的側向力測量儀及耦接至側向力測量儀并適于支撐拋光頭的下部托架。本專利技術揭示多個額外方面。【專利說明】本專利技術與2011年 11 月 16 日申請的標題為“SYSTEMS AND METHODS FOR SUBSTRATEPOLISHING END POINT DETECTION USING IMPROVED FRICTION MEASUREMENT ()”的美國臨時專利申請案第61/560，793號及2012年4月27日申請的美國專利申請案第13/459,071號相關，并主張這些專利申請案的優先權，這些專利案每一個的全文以引用的方式并入本文中。
本專利技術大體是關于電子設備制造，更特定言之是針對半導體基板拋光系統與方法。
技術介紹
基板拋光端點檢測方法可利用抵靠拋光頭內所固定的基板旋轉拋光墊所需扭矩的估計值來確定何時已經移除充足的基板材料。現有基板拋光系統通常利用來自致動器的電信號(如馬達電流)來估計抵靠基板旋轉拋光墊所需的扭矩量。本專利技術【專利技術者】已經確定，此等方法在一些情況下可能無法足夠精確且持續地確定何時已達端點。因此，在基板拋光端點檢測領域中仍需改良。
技術實現思路
本專利技術提供拋光基板的方法及裝置。在一些實施例中，該裝置包括上部平臺；彈性地耦接至上部平臺的扭矩/應變測量儀；及耦接至扭矩/應變測量儀的下部平臺。通過致動器驅動的下部平臺經由扭矩/應變測量儀驅動上部平臺。在一些其他實施例中，提供一種用于基板的化學機械平坦化處理的系統。該系統包括附裝至上部平臺的拋光墊；以及適于抵靠此拋光墊固定及旋轉基板的基板載體。拋光平臺組件包括上部平臺；彈性地耦接至上部平臺的扭矩/應變測量儀；以及耦接至扭矩/應變測量儀并適于經由扭矩/應變測量儀驅動上部平臺旋轉的下部平臺。在另一些實施例中，提供一種拋光基板的方法。該方法包括以下步驟:經由扭矩/應變測量儀將下部平臺耦接至上部平臺，該上部平臺適于固定拋光墊；旋轉下部平臺以驅動上部平臺；使固定基板的拋光頭壓靠在上部平臺的拋光墊上；以及測量當拋光基板時旋轉上部平臺所需的扭矩量。在又一些實施例中，提供一種拋光基板的裝置。該裝置包括上部托架；耦接至上部托架的側向力測量儀；及耦接至側向力測量儀并適于支撐拋光頭的下部托架。在一些其他實施例中，提供一種用于基板的化學機械平坦化處理的系統。該系統包括適于固定基板的拋光頭組件；以及適于抵靠拋光頭中所固定的基板固定及旋轉拋光墊的拋光墊支撐，該拋光頭組件包括:上部托架；耦接至上部托架的側向力測量儀；耦接至側向力測量儀的下部托架；以及耦接至下部托架并適于固定基板的拋光頭。在另一些實施例中，提供一種拋光基板的方法。該方法包括以下步驟:旋轉支撐拋光墊的平臺；經由側向力測量儀將上部托架耦接至下部托架，該下部托架適于支撐適于固定基板的拋光頭；將固定基板的拋光頭壓靠在平臺上的拋光墊上；以及測量當拋光基板時基板上的側向力大小。在其他實施例中，提供一種拋光基板的裝置。該裝置包括:上部托架；耦接至上部托架的位移測量儀；以及耦接至位移測量儀并適合支撐拋光頭的下部托架。提供許多其他方面。藉助以下詳細說明、隨附權利要求書及附圖，可更清楚地了解本專利技術的其他特征及方面。【專利附圖】【附圖說明】圖1為根據本專利技術的實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的側視圖。圖2A為根據本專利技術第一實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的剖面圖。圖2B為根據本專利技術第二實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的剖面圖。圖3A為根據本專利技術第三實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的剖面圖。圖3B為根據本專利技術第四實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的剖面圖。圖3C為根據本專利技術第五實施例的基板拋光系統的平臺旋轉部分的剖面圖。圖4為根據本專利技術第三、第四及第五實施例由柔性件支撐的上部平臺的俯視圖。圖5為根據本專利技術第三、第四及第五實施例的柔性件示例性實施例的透視圖。圖6為流程圖，該圖圖示根據本專利技術一些實施例拋光基板的示例性方法。圖7為根據本專利技術的實施例使用基板拋光系統的實施例拋光基板時隨時間測量扭矩的實驗結果圖。圖8A為根據本專利技術側向力測量實施例的基板拋光系統示例性拋光頭組件的側視圖。圖SB為拋光期間位于拋光墊上的基板的俯視圖，該圖顯示根據本專利技術實施例拋光墊的旋轉及基板上的側向力。圖9A是根據本專利技術實施例的替代基板拋光系統的示例性拋光頭部分的側視圖。圖9B為拋光期間位于拋光墊上的兩個基板的俯視圖，該圖顯示根據本專利技術實施例拋光墊的旋轉及基板上的側向力。圖1OA為根據本專利技術的第二側向力測量實施例的基板拋光系統拋光頭組件的剖面圖。圖1OB為根據本專利技術的第三側向力測量實施例的基板拋光系統拋光頭組件的剖面圖。圖1OC為根據本專利技術的第四側向力測量實施例的基板拋光系統拋光頭組件的剖面圖。圖11為流程圖，該圖圖示根據本專利技術一些實施例的拋光基板的替代示例性方法。【具體實施方式】使用取自用于驅動拋光墊支撐平臺的馬達的電信號(如電流、電壓、功率等)來估計抵靠拋光頭中所固定基板旋轉拋光墊所需的扭矩量的現有基板拋光系統(如化學機械平坦化(CMP)系統)可能在一些情況下由于許多誤差來源而不準確。一些此類誤差來源包括致動器固有特性變化(如線圈及磁鐵的變化)、傳輸元件容差(如齒輪箱、皮帶、滑輪等)、軸承摩擦力及溫度變化。本專利技術提供改良型方法及裝置，用于準確地確定拋光系統中抵靠拋光頭中固定的基板旋轉拋光墊時遇到的摩擦力。本專利技術通過嵌入及/或鄰接支撐拋光墊的平臺增加直接扭矩及/或應變測量儀器來提供最小化或避免上述誤差來源的方法。嵌入扭矩/應變測量儀直接測量抵靠拋光頭中固定的基板旋轉拋光墊所需的物理量(如旋轉力或應變的量)。移動直接嵌入及/或鄰接至拋光墊支撐平臺的測量點最小化來自傳動系統中的元件的誤差。在一些實施例中，增加了一或更多個支撐，該等支撐耦接下部平臺(如，以剛性方式耦接至致動器的驅動元件)及上部平臺(如，固定拋光墊的受驅動元件)。此等支撐適于承受由旋轉下部平臺來驅動上部平臺而產生的推力載荷、徑向載荷及力矩載荷，但上部平臺僅有一個自由度(如旋轉方向)可相對于下部平臺移動。致動器的驅動扭矩穿過扭矩/應變測量儀(由驅動下部平臺)傳遞至上部平臺。由于拋光頭的載荷施加于上部平臺上所固定的拋光墊上，所以扭矩/應變測量儀可用于測量克服拋光頭載荷及維持上部平臺旋轉所需的額外扭矩。支撐亦通過限制可施加于上部平臺及下部平臺的扭矩微分量而起到保護應變測量設備的作用。在一些實施例中，支撐可以是例如以下類型軸承的任一組合:空氣軸承、流體軸承、磁力軸承、深槽軸承、角接觸軸承、滾柱軸承及/或錐形交叉滾柱軸承。在一些實施例中，支撐或者可以是(例如)由柔性件制成的樞軸。在一些實施例中，應變測量設備可以是例如扭矩傳感器、嵌入桿端測力計或樞軸/柔性件上的應變儀。一般情況下，可采用任何適宜且能實行的支撐及/或應變測量設備。在一些實施例中，本專利技術提供測量施加給拋光頭中基板的側向力的方法及裝置，而不測量嵌入及/或臨接支撐拋光墊的平臺的扭矩及/或應變。側本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種拋光基板的裝置，所述裝置包含：上部平臺；扭矩/應變測量儀，所述扭矩/應變測量儀耦接至所述上部平臺；以及下部平臺，所述下部平臺耦接至所述扭矩/應變測量儀并適于經由所述扭矩/應變測量儀驅動所述上部平臺旋轉。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：SS·張，H·C·陳，L·卡魯比亞，P·D·巴特菲爾德，E·S·魯杜姆，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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