本发明专利技术提供一种使用可移动底座的抛光头检测，其中抛光头在测试台中进行测试，该测试台具有用于支撑测试晶片的底座以及用于朝向抛光头移动底座中心晶片支撑表面和测试晶片的可控的底座致动器。在本说明书的另一方案中，可使用定位器定位该测试晶片，该定位器具有定位在底座中心晶片支撑表面周围的多个第一测试晶片接合部件。在另一技术方案中，晶片定位器器具有定位在外部晶片支撑表面周围的多个第二测试晶片接合部件，该外部晶片支撑表面设置在底座中心晶片支撑表面外围并且适于支撑测试晶片。该多个第二测试晶片接合部件可分布在环形部件的第二圆周上，该第二圆周具有大于第一圆周的直径。还描述和要求了附加的实施方式和方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及使用可移动底座的抛光头检测。
技术介绍
通过导电、半导体或绝缘层的顺序沉积，集成电路通常形成在衬底上，特 别是，硅晶片上。在每层沉积之后，经常对已沉积的层进行蚀刻以产生电路特 征。由于一系列层顺序地沉积和蚀刻，衬底的最外或最上表面，也即衬底的己 暴露表面变得越来越不平坦。该非平坦表面在集成电路制造工艺的光刻步骤中 可能产生问题。所以，经常需要周期性地平坦化该衬底表面。化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。该平坦化方法通常 包括使用装载罩组件将衬底安装在承载器或抛光头上。该衬底的已暴露表面与 旋转的抛光垫相对放置。抛光垫或者是"标准的"或者是"固定研磨垫"。标 准的抛光垫具有耐用的粗糙表面，而固定研磨垫通常具有装在容器介质中的研 磨剂颗粒。抛光头在衬底上提供可控的负载，也即压力，以将其推向抛光头。 如果使用标准垫，将包括至少一种可化学反应的试剂以及研磨剂颗粒的抛光浆 液施加到抛光垫的表面。抛光头可经受周期性的维护，其中拆卸下该头，更换受损的零件并且随后 重新组装。在该头返回开始抛光其它晶片之前，可以在检测台上检测重新打磨 的头以确定在将其用于昂贵的晶片或其他半导体衬底上之前该头是否操作正 常。
技术实现思路
根据在此公开的说明书的一个技术方案，抛光头在测试台中测试，该测试 台具有用于支撑测试晶片的底座以及用于将底座中心晶片支撑表面和检测晶 片向抛光头移动的可控的底座致动器。该底座可在垂直远离该抛光头的第一垂直位置与垂直距离该抛光头更近的第二垂直位置之间移动以促进抛光头的检在一个实施方式中，该测试包括检测该头的晶片损失感应器。晶片损失感 应器测试或其他抛光头测试可包括对该头的隔膜腔室施加真空压力以拾取设 置在底座中心晶片支撑表面上的第一测试晶片。该测试还包括在对隔膜腔室施 加真空压力之前对该头的内部管道腔室施加压力，并且在对隔膜腔室施加真空 压力的同时监视该内部管道腔室中的压力。在本说明书的另一技术方案中，可使用定位器定位该测试晶片，该定位器 具有定位在底座中心晶片支撑表面周围的多个第一测试晶片接合部件。该测试 晶片接合部件接合该测试晶片以相对于该底座中心晶片支撑表面定位该测试 晶片。在一个实施方式中，该晶片定位器包括环形部件，其适于加载分布在该 环形部件的第一圆周上的多个第一测试晶片接合部件。在又一技术方案中，抛光头测试可包括使用定位器定位具有大于第一直径 的第二直径的测试晶片，该定位器具有定位在外部晶片支撑表面的多个第二测 试晶片接合部件，该外部晶片支撑表面设置在底座中心晶片支撑表面周围，并 且适于支撑测试晶片。该多个第二测试晶片接合部件可分布在环形部件的第二 圆周上，该第二圆周具有大于第一圆周的直径。在再一技术方案中，测试台可具有可拆卸的盖板，该盖板具有自身的晶片 支撑表面。该盖板可移除以暴露底座和测试晶片定位器。还存在本专利技术的附加的技术方案。应该理解，前述仅仅是本专利技术一些实施 方式和方案的简要概括。描述并声明了附加的实施方式和技术方案。因此，前 述内容不意味着限制本说明书的范围。附图说明图1示出根据本说明书一个实施方式的具有测试晶片夹持与传送系统的 抛光头测试台，其中移除了盖板；图2示出设置在测试晶片夹持与传送系统的一个实施方式的底座上方的 典型抛光头的示意性截面图3示出图1的测试台的测试晶片夹持与传送系统的俯视图，其中示出移 除了盖板；图4a示出具有盖板的测试晶片夹持与传送系统的示意性局部侧截面图； 图4b示出不具有盖板的测试晶片夹持与传送系统的分解的示意性局部侧 截面图5示出图1的测试晶片夹持与传送系统的晶片定位器的透视图6a-6g示出测试晶片夹持与传送系统检测抛光头的操作的一个示例； 图7a和7b示出图2的抛光头的晶片损失传感器的操作的示意图； 图8示出在图7a和图7b中所示的晶片损失传感器的操作期间该抛光头的 内部管道腔室中的压力变化；图9示出与图2的抛光头的每个压力腔室相关联的测试台气动回路的一个示例的示意图10示出测试晶片夹持与传送系统测试抛光头的操作的一个示例的流程图11示出根据另一实施方式的测试晶片夹持与传送系统的示意性局部透 视截面图12示出用于图11的测试晶片夹持与传送系统的晶片定位器的一个示例 的透视图13所示为图12的晶片定位器的示意性局部透视截面图，其示出不同尺 寸的测试晶片的定位；图14示出根据另一实施方式的具有底座的测试晶片夹持与传送系统的俯 视图。具体实施例方式根据本专利技术一个实施方式的测试台在图1通常以10表示。测试台10包括 支撑头定位控制系统14的框架或平台12，该头定位控制系统14将化学和机 械抛光头16定位在平台12的上方。如美国专利No.7， 089， 782中更详细描 述的，头定位控制系统14可将头16精确定位在平台12上方的许多电动受控 位置中的其中一个上以促进头16的各种测试过程。然而，应该理解，取决于 特定应用，抛光头16可安装在固定高度，或者在不同高度之间可手动移动， 或者使用其他机构致动。根据本专利技术的一个技术方案，测试台io还包括测试晶片夹持与传送系统17，该测试晶片夹持与传送系统17包括可移动底座19。如以下更洋细描述的，测试晶片夹持与传送系统17将测试晶片相对于抛光头16进行定位以促进抛光 头16的测试。例如，测试晶片夹持与传送系统17可由CMP工具的装载罩组 件提供晶片加载的模拟。图2示出设置在测试晶片夹持与传送系统17的可移动底座19上方的典型 的化学和机械抛光头16的示意性截面图。应该理解，根据本说明书方案的测 试台可用于测试各种不同类型的晶片或衬底抛光头，包括用于抛光150mm、 200mm或300mm晶片的头。如美国专利No.7， 089， 782中更详细描述的，诸如图2的头16的抛光头 可具有多个传感器，其优选由测试台IO来测试。这样的传感器的示例一般由 18表示并且感应该晶片是否损失。传感器的数量和类型可根据抛光头的类型 改变。其他通用类型的头传感器包括晶片存在传感器和晶片压力传感器。抛光头16还具有三个压力密封腔室，即定位环腔室20、内部管道腔室22 和隔膜腔室24。测试台IO可对腔室应用各种测试以确保正确的密封和操作。 应该理解，腔室的数量和类型可根据头的类型改变。例如，该头可具有三到八 个腔室。在所示实施方式的头16中，定位环腔室20位于头16的外壳26与基座 28之间。在晶片抛光操作期间，定位环腔室20受压以将负载，即向下的压力 施加给基座28。旋转隔板29将外壳柔性耦接到基座28并且允许定位环腔室 20的膨胀和压縮。这样，基座28相对于抛光头的垂直位置由定位环腔室20 中的压力控制。柔性隔膜30在支撑结构32下方延伸以提供待抛光的晶片或其他半导体衬 底36的安装表面34。位于基座28与支撑结构32之间的隔膜腔室24的压力 迫使柔性隔膜30向下以将衬底压向抛光垫。柔性部件38将支撑结构32柔性 耦接到基座28并且允许隔膜腔室24的膨胀和压縮。另一弹性和柔性隔膜40可通过夹紧环或其他合适的紧固件与基座28的下 表面附着以限定内部管道腔室22。受压的流体，诸如空气可引入或引出内部 管道腔室22并且从而控制支撑结构32和柔性隔膜30上的向下的压力。外壳26连接到抛光系统的锭子44上，该锭子用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用测试晶片测试抛光头的测试台，该抛光头用于平坦化半导体晶片，该测试台包括： 框架； 具有适于支撑测试晶片的中心晶片支撑表面的底座； 适于在所述中心晶片支撑表面上方安装所述抛光头的抛光头基座； 适于耦接到所述抛光头并且对所述抛光头进行压力测试的气动回路；以及 头基座致动器，其连接到所述框架和所述基座并且适于在垂直方向上相对于所述底座中心晶片支撑表面移动所述抛光头；以及 底座致动器，其耦接到所述框架和所述底座并且适于在垂直方向上相对于所述框架在垂直距离所述底座的所述头的第一垂直位置与垂直距离所述基座的所述头更近的第二垂直位置之间移动所述底座中心晶片支撑表面。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里保罗施密特，杰伊S劳德，斯泰西乔恩迈耶，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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