本揭露主要關于一種研磨方法，尤指一種研磨一研磨墊的方法。

背景技術：

于半導體制造過程中，基材可能被研磨或是平面化以移除基材上的一層或是部分，上述已知的工藝可為化學機械研磨(cmp)。于一典型的cmp工藝，基材被一設備所支撐，上述設備并將基材壓至一研磨墊(例如，一旋轉(zhuǎn)墊)上。通常上述研磨墊以研磨漿、水或是其它液體來研磨基材。于研磨過程中，研磨墊的屬性可被改變，例如，改變研磨率或是品質(zhì)(例如，均勻度)。因此，可通過整修研磨墊于研磨過程中接觸基材的表面來實施研磨墊調(diào)整以恢復研磨墊。雖然目前的研磨墊以及研磨墊調(diào)整的方法已符合一般的目的，但卻沒有滿足所的方面。

技術實現(xiàn)要素：

本揭露提供一種研磨一研磨墊的方法，包括通過一第一感測器檢測形成于一研磨墊的一凹槽上的一缺陷；通過一研磨盤由研磨墊的凹槽移除缺陷；于移除缺陷之后，通過一第二感測器測量凹槽的一剩余深度；以及基于測量凹槽的剩余深度，通過研磨盤實施一研磨處理至凹槽上。

本揭露提供一種一方法包括通過一妝修頭的一第一感測器產(chǎn)生一研磨墊的一上表面的一形貌影像，其中研磨墊的上表面包括多個凹槽；通過耦接于第一感測器的妝修頭的一第二感測器測量測量每一凹槽的一深度；以及基于每一凹槽的深度的測量，通過耦接于妝修頭的一研磨盤實施一研磨處理至每一凹槽。

本揭露提供一種實施半導體制造工藝的設備，包括：一研磨墊，包括形成于研磨墊的一上表面的多個凹槽，其中每一凹槽具有一厚度；一研磨盤，位于研磨盤之上，且用以研磨研磨墊的上表面；以及一妝修頭，耦接于研磨墊，包括：一第一感測器，用以于一研磨過程中，檢測形成于凹槽中的一者上的一缺陷的一呈現(xiàn)；以及一第二感測器，用以于研磨過程中，測量每一凹槽的厚度。

附圖說明

本揭露可經(jīng)由下列的實施方式以及配合對應的圖式被良好的了解。需強調(diào)的是，相對于業(yè)界中的標準實施，很多的特征并未依據(jù)尺寸繪制，而只用于說明的目的。事實上，多種特征的尺寸為了清楚說明的目的，而被增加或是減少。

圖1為根據(jù)一些實施例的一化學機械研磨(cmp)設備的示意圖。

圖2a為根據(jù)一些實施例的圖1的cmp設備中的一研磨墊的俯視圖。

圖2b為根據(jù)一些實施例的圖1的cmp設備中的一研磨墊的剖視圖。

圖2c為根據(jù)一些實施例的圖1的cmp設備中碎屑形成于研磨墊上的一個例子的剖視圖。

圖2d為根據(jù)一些實施例的圖1的cmp設備中形成于研磨墊上的碎屑被移除后的一個例子的剖視圖。

圖3為根據(jù)一些實施例的一cmp設備的部分的剖視圖。

圖4為根據(jù)一些實施例所建構(gòu)的一方法的流程圖。

其中，附圖標記說明如下：

化學機械研磨設備(cmp設備)100

修整裝置102

搬運臂104

研磨盤106

旋轉(zhuǎn)平臺108

研磨墊110

晶圓臂112

基材114

管控系統(tǒng)116

管控裝置117

平臺區(qū)域118

液體輸送臂120

妝修頭(dresserhead)122

信息管控系統(tǒng)124

凹槽202

上表面204

碎屑206

修整裝置302

臂304

研磨盤306

妝修頭308

第一感測器310

第二感測器312

液體輸送裝置320

方法400

步驟402、404、406、408、410、412、414、416

深度d、d’

具體實施方式

以下的說明提供了許多不同的實施例或是例子，用來實施本揭露的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡的表達本揭露，其僅作為例子，而并非用以限制本揭露。例如，第一特征在一第二特征上或上方的結(jié)構(gòu)的描述包括了第一和第二特征之間直接接觸，或是以另一特征設置于第一和第二特征之間，以致于第一和第二特征并不是直接接觸。此外，本揭露于不同的例子中沿用了相同的元件標號及/或文字。前述的沿用僅為了簡化以及明確，并不表示于不同的實施例以及設定之間必定有關聯(lián)。

再者，使用于此的空間上相關的詞匯，例如向下(beneath)、下方(below)、較低(lower)、上方(above)、或較高(upper)等，用以簡易描述圖式上的一元件或一特征相對于另一元件或特征的關系?？臻g上相關的詞匯意指除了圖式上描述的方位外，包括于不同的方位于使用或是操作的裝置。上述裝置可以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或是于其他方位)以及使用于此的空間上的相關描述來解釋。

圖1繪制了一化學機械研磨(cmp)設備(apparatus/tool)100的一實施例。如圖1所繪制的實施例，cmp設備100包括一旋轉(zhuǎn)平臺108，具有設置于其上的一研磨墊110。cmp設備100更包括一液體輸送臂(或是管)120，用以提供研磨漿至研磨墊110上。于一些實施例中，液體輸送臂120可用以進一步地控制研磨漿的流量。

cmp設備100亦包括一修整裝置(conditioningdevice)102。修整裝置102用以重新修整一研磨墊，例如研磨墊110。修整裝置102包括一搬運臂104，用以移動一研磨盤106。修整裝置102亦包括妝修頭(dresserhead)122，用以旋轉(zhuǎn)及/或是施加負重至研磨盤106，將詳述于后。于一些實施例中，妝修頭122可包括一或多個感測器，用以提供維持cmp設備100的多種功能，將詳述于后。

如圖1所示，一晶圓臂112用以固持一基材114(例如半導體晶圓)于晶圓臂112。于操作過程中，基材114(朝下)放置于旋轉(zhuǎn)平臺108(特別于研磨墊110)上，且對基材114施加一下壓力至研磨墊110，以對基材114實施一研磨工藝。于一些實施例中，cmp設備100更包括一管控系統(tǒng)116，其包括多個平臺區(qū)域118以及一管控裝置117。平臺區(qū)域118用以于研磨工藝之前或是之后放置基材114。管控裝置117用以將一盒(cassette)中的基材114傳送至cmp設備100內(nèi)。cmp設備100包括多種控制系統(tǒng)，其可包括終點檢測監(jiān)控(endpointdetectionmonitor)、平臺溫度控制(platentemperaturecontrol)、控制系統(tǒng)、及/或現(xiàn)有的系統(tǒng)。舉例而言，cmp設備100可包括或是耦接于一信息管控系統(tǒng)124，用以提供多種控制/維持功能至cmp設備100，其將詳述于后。

于一些實施例中，研磨墊110包括一凹陷表面(groovedsurface)。凹陷表面用以朝向基材114要被研磨的表面。凹陷表面可有利于提供多種功能，例如防止研磨墊110與基材114之間的漂滑效應(hydroplaningeffect)、作用如用以移除研磨碎屑的一排出槽、以及確保供應的泥漿能均勻地分布于研磨墊110等。一般而言，研磨墊110的凹陷表面包括多個凹槽。每一凹槽具有一深度，其將會繪制于圖2a及2b中，且將會于后依據(jù)圖2a及2b詳加描述。

決定凹陷的研磨墊110的使用壽命的一個因素是研磨墊110上凹槽的深度。當研磨墊110被磨到使研磨墊上凹槽的深度不足以擾亂泥漿、移除廢料、以及防止漂滑之前，研磨墊110的研磨效率是可以被接受的。為了使研磨墊110能具有長的使用壽命，必須具有深的凹槽或是至少能夠維持的(sustainable)凹槽。于一研磨工藝之間或是之后，一般不會有研磨碎屑形成于凹槽內(nèi)。有許多原因形成了這些碎屑，例如，碎屑由研磨基材114而產(chǎn)生，但未被凹槽所排出。由于碎屑可能阻塞凹槽并可能影響研磨墊110的剛性問題(stiffnessissue)，因此碎屑一般對于研磨墊110被視為缺陷(defect)。習知上，這些碎屑(缺陷)可于cmp設備100下線(offline)時手動移除。也就是說，通常碎屑是于一或多個研磨工藝之后，經(jīng)由研磨墊110的使用者或管理者檢測，然后使用者或管理者利用一修整裝置102(例如，一研磨盤106)施加一下壓力來移除碎屑。通常施加過高的下壓力，以確保碎屑由凹槽內(nèi)移除，但卻造成了過度研磨凹槽(例如，較淺的深度)。因此，研磨墊110的使用壽命被不利地減少了。本揭露通過即時(于研磨工藝中)監(jiān)測及測量研磨墊110的多種實施例的系統(tǒng)與方法來避免上述已知的問題。即時監(jiān)測及測量可通過耦接于妝修頭122的一或多個感測器來實行，其將詳述于后。

圖2a及圖2b分別繪制了研磨墊110的俯視圖及剖視圖。于圖2a中，研磨墊110包括多個凹槽202。于圖2a的實施例中，多個凹槽202可形成于一特定的圖案(pattern)中。然而，于本揭露的范圍中，只要凹槽202能提供所需的功能，凹槽202可隨機地形成。于圖2b中，研磨墊110具有一上表面204。多個凹槽202形成于上表面204。此外，每一凹槽202具有一深度d，其約為250微米(micrometer)至約5100微米的范圍之間。圖2c繪制了碎屑206形成于凹槽202中的一者之上的一個例子。如圖2a及圖2b所示，碎屑206可能止擋泥漿進入被擋住的凹槽202，可造成前述的不利因素。如圖2d所示，于一些實施例中，碎屑206經(jīng)由現(xiàn)有的方式移除。如前所述，通常通過施加過大的下壓力至研磨墊110來移除碎屑206。因此，于碎屑206移除后，被碎屑206擋住的凹槽202可具有一深度d’，其小于原本的深度d。如此被過度研磨的凹槽202可能會造成研磨墊110的使用壽命減少、及研磨墊110的剛性減弱的不利影響。

圖3繪制了一個新的修整裝置302的一個例子。修整裝置302可相似于圖1所繪制的修整裝置102。修整裝置302可包括一臂304、耦接于臂304的一妝修頭308、耦接于妝修頭308以及臂304的一研磨盤306、以及用以供應泥漿至研磨墊110上的一液體輸送裝置320。然而，于圖3的例子中，修整裝置302的妝修頭308可更包括相互耦接的一第一感測器310以及一第二感測器312。于一些實施例中，第一感測器310用以提供研磨墊110的一表面輪廓(例如，一形貌影像)。于一些實施例中，由第一感測器310所提供的表面輪廓可包括研磨墊110的一光學影像、一數(shù)位重建影像(digitallyre-constructedimage)、以及一反復重建影像(iterativere-constructedimage)。一般而言，根據(jù)一些實施例，這些影像可包括具有位置資料(positiondata)的視覺資料(visionarydata)。第二感測器312用以測量研磨墊110的每一凹槽202的深度以及與研磨墊110有關的缺陷或是碎屑的尺寸。于一些實施例中，第一感測器310可包括一三維激光攝影機(three-dimensionallasercamera)、一聲波攝影機(acousticwavecamera)、及/或一掃描電子顯微鏡(scanningelectronmicroscopy，sem)。第二感測器312可包括一光學感測器及/或一聲波感測器(acousticwavesensor)。于此例子中，第一感測器310包括一sem、以及由第一感測器310所提供的一影像。上述影像可為一sem影像，其顯示了研磨墊110的表面輪廓，且包括研磨墊110的每一凹槽202的位置資料。于此例子中，第二感測器312包括一聲波感測器，第二感測器312可先產(chǎn)生一超音波或是音波至研磨墊110，接收由研磨墊110所反射的另一超音波或是音波、且基于接收的反射波測量凹槽202的深度以及可能存在的碎屑或缺陷的厚度。于一些實施例中，第一感測器310、第二感測器312、以及研磨盤306基于一封閉控制回圈(closed-controlloop)進行控制。也就是說，研磨盤306反應了第一感測器310以及第二感測器312的測量施加對應的研磨處理(polishingcondition)。妝修頭302以及耦接的研磨盤306的詳細操作將會于對應于圖4的方法400提供。

圖4為用來實施一研磨工藝的方法400的一實施例的流程圖。方法400可通過一研磨系統(tǒng)(例如，cmp設備100)、及/或其他研磨程序來全部或部分地實施。額外的操作可增加于方法400之前、之間或是之后，且于方法400的其他實施例中，一些已描述的操作可以被置換、刪除或是移動。方法400將會配合圖3進行討論。方法400開始于步驟402，供應泥漿至研磨墊110上。泥漿可通過容納于凹槽202后分布于研磨墊110。

方法400進行至步驟404，通過使用妝修頭308的第一感測器210產(chǎn)生研磨墊110的形貌影像。于此例子中，第一感測器210為一三維激光攝影機，研磨墊110的形狀及/或外觀可經(jīng)由第一感測器210收集，且之后可提供一數(shù)位重建三維影像及/或模型。使用這些第一感測器310所產(chǎn)生的形貌影像，可于方法400的步驟406中更有效率的檢測或看到碎屑或缺陷。

假使于步驟406中檢測到缺陷，方法400可執(zhí)行步驟408，利用研磨盤306移除缺陷。請參考方法400的步驟408，于一些特定的實施例中，只要經(jīng)由第一感測器310感測到缺陷，耦接的第二感測器312可經(jīng)由一封閉控制回圈開始測量缺陷的厚度。基于缺陷的厚度的測量，研磨盤306可供應特定的下壓力至研磨墊110，以移除缺陷且使凹槽202的深度形成最小的惡化。

于一些其他的實施例中，基于缺陷的厚度的測量，研磨盤306可提供一特定的研磨時間至研磨墊110以僅針對缺陷移除進行移除。于一些其他的實施例中，基于缺陷的厚度的測量，研磨盤306可實施特定的下壓力以及研磨時間至研磨墊110，以僅移除缺陷。

如圖4所示，于步驟408中移除缺陷之后，方法400繼續(xù)至步驟410，第二感測器312測量之前被移除的缺陷覆蓋或占據(jù)的凹槽202的剩余(remaining)深度?；谝褱y量的剩余凹槽202的深度，可實施一研磨處理至剩余的凹槽202。也就是說，研磨處理的選擇基于凹槽的已測量的剩余深度。于一些實施例中，研磨處理可包括施加于研磨墊110及/或一增加的或減少的研磨時間的改變的或是不同的下壓力。

然而，假使于步驟406中，并未檢測到缺陷，方法400可執(zhí)行步驟414，經(jīng)由妝修頭308的第二感測器312測量每一凹槽202的深度。通過第二感測器312測量每一凹槽202的深度，且這些深度的測量可作為研磨盤306的基準以應用于研磨墊110上的研磨處理(步驟416)。于一些特定的實施例中，研磨處理包括應用于研磨墊110及/或研磨時間的下壓力。雖然于圖3的實施例中，研磨盤306足夠大到可覆蓋研磨墊110的超過一個的凹槽202。于一些其他的實施例中，研磨盤306可設計小到僅覆蓋研磨墊110上的一個凹槽202。如此，通過研磨盤306，每一凹槽202可應用于一獨立的研磨處理。

本揭露的系統(tǒng)與方法的實施例提供了多種相對于現(xiàn)有的研磨系統(tǒng)的優(yōu)點。于一實施例中，一種研磨一研磨墊的方法，包括通過一第一感測器檢測形成于一研磨墊的一凹槽上的一缺陷；通過一研磨盤由研磨墊的凹槽移除缺陷；于移除缺陷之后，通過一第二感測器測量凹槽的一剩余深度；以及基于測量凹槽的剩余深度，通過研磨盤實施一研磨處理至凹槽上。

于一些實施例中，檢測缺陷包括形成研磨墊的一上表面的一形貌影像。

于一些實施例中，第一感測器包括一三維激光攝影機、一聲波攝影機、或是一掃描電子顯微鏡裝置。

于一些實施例中，第二感測器包括一光學感測器或是一聲波感測器。

于一些實施例中，于檢測缺陷之前，供應一研磨漿至研磨墊上。

于一些實施例中，研磨墊包括多個凹槽，每一凹槽具有一深度。

于一些實施例中，第二感測器更用以測量每一凹槽的深度。

于一些實施例中，研磨處理包括應用于研磨墊的一研磨時間或是應用于研磨墊的一下壓力。

于另一實施例中，一方法包括通過一妝修頭的一第一感測器產(chǎn)生一研磨墊的一上表面的一形貌影像，其中研磨墊的上表面包括多個凹槽；通過耦接于第一感測器的妝修頭的一第二感測器測量測量每一凹槽的一深度；以及基于每一凹槽的深度的測量，通過耦接于妝修頭的一研磨盤實施一研磨處理至每一凹槽。

于一些實施例中，產(chǎn)生研磨墊的上表面的形貌影像，測量每一凹槽的深度，以經(jīng)由一封閉回圈回饋程序?qū)嵤﹤€別地研磨處理至每一凹槽。

于一些實施例中，產(chǎn)生研磨墊的上表面的形貌影像更包括檢測形成于凹槽中的一者的一缺陷。

于一些實施例中，通過耦接于妝修頭的一研磨盤移除缺陷。

于一些實施例中，于移除缺陷之后通過妝修頭的第二感測器測量凹槽的一剩余深度；以及基于剩余深度的測量，實施另一研磨處理至凹槽。

于一些實施例中，研磨處理包括一研磨時間或施加于研磨墊的上表面的一下壓力。

于一些實施例中，第一感測器包括一三維激光攝影機、一聲波攝影機、或一掃描電子顯微鏡裝置。

于一些實施例中，第二感測器包括一光學感測器或一聲波感測器。

于一些實施例中，供應一研磨漿至研磨墊的上表面。

于又一實施例中，一種實施半導體制造工藝的設備，包括：一研磨墊，包括形成于研磨墊的一上表面的多個凹槽，其中每一凹槽具有一厚度；一研磨盤，位于研磨盤之上，且用以研磨研磨墊的上表面；以及一妝修頭，耦接于研磨墊，包括：一第一感測器，用以于一研磨過程中，檢測形成于凹槽中的一者上的一缺陷的一呈現(xiàn)；以及一第二感測器，用以于研磨過程中，測量每一凹槽的厚度。

于一些實施例中，第一感測器包括一三維激光攝影機、一聲波攝影機、或是一掃描電子顯微鏡裝置。

于一些實施例中，第二感測器包括一光學感測器或一聲波感測器。

于前述多種實施例所提出的特征，可讓本領域技術人員能更加的了解本揭露的實施方式。本領域技術人員可了解到，他們可輕易的以本揭露為一基礎設計或是修正其他工藝以及結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)本揭露相同的目的及/或達到前述實施例的一些功效?？闪私獾氖?，本領域技術人員可以相等的組件(equivalentconstruction)針對本揭露進行改變、替代與修改，并不超出本揭露的精神和范圍。

本揭露雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為范例參考而非用以限定本揭露的范圍，任何本領域技術人員，在不脫離本揭露的精神和范圍內(nèi)，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例并非用以限定本揭露的范圍，本揭露的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定者為準。