化学机械研磨装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种化学机械研磨装置，包括：研磨盘，其上面覆盖有研磨垫并进行自转；研磨头，其将晶元加压至研磨垫并旋转；调质器，其以用旋转的调质盘与研磨垫的表面接触的状态，对研磨垫的表面进行改质；传感器，其对接收信号进行接收，接收信号包括厚度和距离中任意一个以上的信号成分；控制部，其将根据从第一接收信号的研磨垫的垫厚度变化的信号成分反映至第二接收信号，从而对晶元的研磨层厚度进行感知，传感器在调质盘的下侧接收第一接收信号，在晶元的下侧接收第二接收信号。从而可反映研磨垫厚度变动，并对最终得到的研磨层厚度或研磨层厚度变动量进行更为正确地测定。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种化学机械研磨装置，更为详细地涉及一种化学机械研磨装置，其在化学机械研磨工艺中，根据研磨垫(pad)的磨耗量，考虑研磨垫的厚度，从而可精确检测出晶元(wafer)的膜厚。
技术介绍
通常，化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing；CMP)工艺是如下工艺：以将晶元等基板接触在旋转的研磨盘上的状态，进行旋转的同时，执行机械研磨，从而使得基板的表面平整，以达到预先确定的厚度。为此，化学机械研磨装置在研磨盘上将研磨垫覆盖在其之上的状态进行自转，并同时通过载体头(CarrierHead)将晶元加压在研磨垫的表面并进行旋转，从而将晶元的表面进行平整地研磨。为此，具备对研磨垫的表面进行改质的调质器(conditioner)，并且使得执行化学研磨的研磨液(slurry)通过研磨液供给管向研磨垫的表面供给，并且设置有对晶元进行加压的同时进行旋转的载体头。此时，应调节作为化学机械研磨工艺进行对象的晶元的导电层厚度应调节。为此，根据韩国公开技术登记专利公报第2001-93678号等所公开的现有技术，使用如下现有构成：向设置有传感器线圈的涡电流传感器施加交流电流，所述传感器线圈邻接于晶元的研磨层，并将在研磨层上的包括电抗(reactance)成分和电阻成分的输出信号在涡电流传感器中进行检测，从而从合成阻抗(impedance)的变化量检测研磨层的层厚度变化。或者，使用如下方法：向晶元的研磨层入射光，并接收从晶元研磨层反射的光，从而感知晶元的研磨层厚度。但是，化学机械研磨工艺中，不仅研磨晶元的金属层，而且也同时磨损研磨垫的表面，因此存在如下问题：金属层的膜厚检测具有的误差相当于研磨垫的表面磨损量。例如，研磨垫的厚度每变动0.1mm，通过实验可知从涡电流传感器所接收的接收信号中具有7～15％的误差。由此，切实需要如下方案：反映研磨垫的厚度变动，从而可正确感知晶元的金属层的厚度。
技术实现思路
为了解决所述问题，本技术的目的在于，在化学机械研磨工艺中反映研磨垫的磨损量，从而对晶元的金属层膜厚进行正确的检测。由此，本技术的目的在于，正确检测晶元的研磨结束时间点，从而正确控制晶元的研磨厚度。为了达成所述目的，本技术提供一种化学机械研磨装置，其作为晶元的化学机械研磨装置，包括：研磨盘，其上面覆盖有研磨垫并进行自转；研磨头(head)，其将所述晶元加压至所述研磨垫并旋转；调质器，其以用旋转的调质盘(conditioningdisk)与所述研磨垫的表面接触的状态，对所述研磨垫的表面进行改质；传感器，其对接收信号进行接收，所述接收信号包括厚度和距离中任意一个以上的信号成分；控制部，其将根据从第一接收信号的所述研磨垫的垫厚度变化的信号成分反映至第二接收信号，从而对所述晶元的研磨层厚度进行感知，所述传感器在所述调质盘的下侧接收所述第一接收信号，所述传感器在所述晶元的下侧接收所述第二接收信号。这是因为在化学机械研磨工艺中，不仅晶元的研磨层被研磨，从而厚度变动，而且研磨垫也同时被磨损且厚度变动，所以测量研磨层厚度的传感器通过调质盘的下侧时，从接收自调质盘的第一接收信号获得传感器和调质盘为止的距离信息，由此，可获得与研磨垫的厚度变动量相关的信息，因此计算在晶元的研磨层所接收的第二接收信号的研磨层厚度时，反映研磨垫的厚度变动量，从而可更为正确地测量最终得到的研磨层厚度或研磨层厚度变动量。在此，本技术中，可以构成为如下：从第一接收信号直接计算出研磨垫的厚度或厚度变动量，或者以数值计算出之后，以此为基础，对晶元研磨层厚度进行测定，并且反映从第一接收信号间接对研磨垫的厚度或厚度变动量进行反映的数据来对第二接收信号进行修正，由此不直接计算出研磨垫的厚度或厚度变动量，或不以数值计算出，也能直接计算出晶元研磨层厚度。由此，从晶元的研磨层上的第二接收信号计算出晶元的研磨层厚度时，反映根据研磨垫的厚度变动量的第二接收信号的变动值，由此可得到如下有利效果：可正确测定反映研磨垫的磨损量的晶元的研磨层厚度。此时，所述传感器可以以分别位置固定于晶元的下侧和调质盘的下侧的状态接收第一接收信号和第二接收信号。根据本技术的优选实施形态，所述传感器固定于研磨盘，从而可以与研磨盘进行共同旋转的同时接收所述第一接收信号和所述第二接收信号。由此可对传感器的数量进行最小化。所述传感器也可以由涡电流传感器(eddycurrentsensor)形成，并且也可以由照射光并接收反射光的光学传感器形成。此时，晶元的研磨层形成为导电层，并且所述调质盘以导电性材料形成时，所述传感器由涡电流传感器形成，并以埋没于研磨垫的状态设置。由此，可防止化学机械研磨工艺中传感器的周边被异物所污染。所述情况下，通过涡电流传感器而形成的磁场形成于导电层，并根据形成于导电层的磁场的变化来测定晶元的研磨层厚度，相比晶元研磨层厚度，调质盘的厚度形成为非常大，因此由涡电流传感器设置时，可得到如下有利效果：可更加正确地感知研磨垫的磨损引起的厚度变动。为此，优选地，所述调质盘相比所述导电层的厚度，以100倍以上的厚度形成。例如，晶元的研磨层形成为10μm时，调质盘形成为1mm以上。另外，所述垫厚度包含所述研磨垫的厚度变动值，并且所述导电层厚度包括所述晶元的所述导电层的厚度变动值。换句话说，并非局限于感知垫厚度的绝对值与导电层厚度的绝对值，并包含对所述厚度的变动量的感知。如上所说明的，本技术中，在化学机械研磨工艺中不仅使得晶元的研磨层被研磨，从而厚度变动，而且同时使得研磨垫也被磨损而厚度变动，因此测定研磨层厚度的传感器通过调质盘的下侧时，从接收自调质盘的第一接收信号获得传感器与调质盘为止的距离信息，由此，利用包含于传感器与调质盘为止的距离信息的研磨垫的厚度变动相关信息，从而可获得如下有利效果：可获得反映研磨垫的厚度变动的研磨层厚度，所述研磨垫的厚度变动来自于在晶元的研磨层接收的第二接收信号。由此，本技术中，从在晶元的研磨层上的第二接收信号计算出晶元的研磨层厚度时，反映根据研磨垫的厚度变动量的第二接收信号的变动值，从而可获得如下有利效果：可正确测定考虑研磨垫磨损量的晶元的导电层厚度。附图说明图1是表示根据本技术的一个实施例的化学机械研磨装置的构成的正面图，图2是图1的平面图，图3是用于说明在图2的A2位置上的传感器的测定原理的纵截面放大图，图4是用于说明在图2的A1位置上的传感器的测定原理的纵截面放大图。具体实施方式以下，参照附图，对根据本技术的一个实施例的化学机械研磨装置100进行详细说明。但是，在说明本技术时，为了明晰本技术的要旨，将省略对公知功能或构成的具体说明。根据本技术的一个实施例的化学机械研磨装置1包括：研磨盘10，其覆盖有研磨垫11，所述研磨垫11以使得晶元W的研磨面得以研磨的方式接触；载体头20，其以将晶元W置于底面的状态进行加压，并同时使晶元W自转；调质器(conditioner)30，其设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨装置，其作为晶元的化学机械研磨装置，其特征在于包括：研磨盘，其上面覆盖有研磨垫并进行自转；研磨头，其将所述晶元加压至所述研磨垫并旋转；调质器，其以用旋转的调质盘与所述研磨垫的表面接触的状态，对所述研磨垫的表面进行改质；传感器，其对接收信号进行接收，所述接收信号包括厚度和距离中任意一个以上的信号成分；控制部，其将根据从第一接收信号的所述研磨垫的垫厚度变化的信号成分反映至第二接收信号，从而对所述晶元的研磨层厚度进行感知，所述传感器在所述调质盘的下侧接收所述第一接收信号，所述传感器在所述晶元的下侧接收所述第二接收信号。

【技术特征摘要】
2014.11.04 KR 10-2014-01521391.一种化学机械研磨装置，其作为晶元的化学机械研磨装置，其特征在于包括：
研磨盘，其上面覆盖有研磨垫并进行自转；
研磨头，其将所述晶元加压至所述研磨垫并旋转；
调质器，其以用旋转的调质盘与所述研磨垫的表面接触的状态，对所述研磨垫的表面进行改质；
传感器，其对接收信号进行接收，所述接收信号包括厚度和距离中任意一个以上的信号成分；
控制部，其将根据从第一接收信号的所述研磨垫的垫厚度变化的信号成分反映至第二接收信号，从而对所述晶元的研磨层厚度进行感知，所述传感器在所述调质盘的下侧接收所述第一接收信号，所述传感器在所述晶元的下侧接收所述第二接收信号。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，
所述传感器固定于所述研磨盘，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：金旻成，任桦爀，
申请(专利权)人：KC科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：韩国;KR