[发明专利]使用改良型摩擦测量的基板抛光端点检测的系统与方法

说明书

本发明与2011年11月16日申请的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR SUBSTRATE POLISHING END POINT DETECTION USING IMPROVED FRICTION MEASUREMENT(使用改良型摩擦测量的基板抛光端点检测的系统与方法)”的美国临时专利申请案第61/560,793号及2012年4月27日申请的美国专利申请案第13/459,071号相关，并主张这些专利申请案的优先权，这些专利案每一个的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体是关于电子设备制造，更特定言之是针对半导体基板抛光系统与方法。

背景技术

基板抛光端点检测方法可利用抵靠抛光头内所固定的基板旋转抛光垫所需扭矩的估计值来确定何时已经移除充足的基板材料。现有基板抛光系统通常利用来自致动器的电信号(如马达电流)来估计抵靠基板旋转抛光垫所需的扭矩量。本发明发明者已经确定，此等方法在一些情况下可能无法足够精确且持续地确定何时已达端点。因此，在基板抛光端点检测领域中仍需改良。

发明内容

本发明提供抛光基板的方法及装置。在一些实施例中，该装置包括上部平台；弹性地耦接至上部平台的扭矩/应变测量仪；及耦接至扭矩/应变测量仪的下部平台。通过致动器驱动的下部平台经由扭矩/应变测量仪驱动上部平台。

在一些其他实施例中，提供一种用于基板的化学机械平坦化处理的系统。该系统包括附装至上部平台的抛光垫；以及适于抵靠此抛光垫固定及旋转基板的基板载体。抛光平台组件包括上部平台；弹性地耦接至上部平台的扭矩/应变测量仪；以及耦接至扭矩/应变测量仪并适于经由扭矩/应变测量仪驱动上部平台旋转的下部平台。

在另一些实施例中，提供一种抛光基板的方法。该方法包括以下步骤：经由扭矩/应变测量仪将下部平台耦接至上部平台，该上部平台适于固定抛光垫；旋转下部平台以驱动上部平台；使固定基板的抛光头压靠在上部平台的抛光垫上；以及测量当抛光基板时旋转上部平台所需的扭矩量。

在又一些实施例中，提供一种抛光基板的装置。该装置包括上部托架；耦接至上部托架的侧向力测量仪；及耦接至侧向力测量仪并适于支撑抛光头的下部托架。

在一些其他实施例中，提供一种用于基板的化学机械平坦化处理的系统。该系统包括适于固定基板的抛光头组件；以及适于抵靠抛光头中所固定的基板固定及旋转抛光垫的抛光垫支撑，该抛光头组件包括：上部托架；耦接至上部托架的侧向力测量仪；耦接至侧向力测量仪的下部托架；以及耦接至下部托架并适于固定基板的抛光头。

在另一些实施例中，提供一种抛光基板的方法。该方法包括以下步骤：旋转支撑抛光垫的平台；经由侧向力测量仪将上部托架耦接至下部托架，该下部托架适于支撑适于固定基板的抛光头；将固定基板的抛光头压靠在平台上的抛光垫上；以及测量当抛光基板时基板上的侧向力大小。

在其他实施例中，提供一种抛光基板的装置。该装置包括：上部托架；耦接至上部托架的位移测量仪；以及耦接至位移测量仪并适合支撑抛光头的下部托架。

提供许多其他方面。藉助以下详细说明、随附权利要求书及附图，可更清楚地了解本发明的其他特征及方面。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的侧视图。

图2A为根据本发明第一实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的剖面图。

图2B为根据本发明第二实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的剖面图。

图3A为根据本发明第三实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的剖面图。

图3B为根据本发明第四实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的剖面图。

图3C为根据本发明第五实施例的基板抛光系统的平台旋转部分的剖面图。

图4为根据本发明第三、第四及第五实施例由柔性件支撑的上部平台的俯视图。

图5为根据本发明第三、第四及第五实施例的柔性件示例性实施例的透视图。

图6为流程图，该图图示根据本发明一些实施例抛光基板的示例性方法。

图7为根据本发明的实施例使用基板抛光系统的实施例抛光基板时随时间测量扭矩的实验结果图。

图8A为根据本发明侧向力测量实施例的基板抛光系统示例性抛光头组件的侧视图。

图8B为抛光期间位于抛光垫上的基板的俯视图，该图显示根据本发明实施例抛光垫的旋转及基板上的侧向力。