化学机械抛光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种化学机械抛光装置，能够通过厚度传感器的偏移特性来准确地获得未歪曲的晶片抛光层的厚度，上述化学机械抛光装置包括：抛光平板，上表面被抛光垫覆盖，并进行自转；抛光头，在化学机械抛光工序中，与上述晶片的板表面相接触来进行加压；厚度传感器，向上述晶片施加信号，来获得上述晶片的厚度信息；控制部，在上述晶片不位于上述隔膜的底板的状态下，接收来自上述厚度传感器的第一输出信号之后，在使上述晶片位于上述隔膜的底板的状态下进行化学机械抛光工序的过程中，从上述厚度传感器接收第二输出信号，从而从上述第二输出信号减去上述第一输出信号的信号来获得上述晶片的厚度分布。

Chemical mechanical polishing device

The invention relates to a chemical mechanical polishing device, can accurately obtain the wafer polishing layer not distorted through the thickness of the offset characteristic thickness sensor, the chemical mechanical polishing apparatus includes a polishing plate, on the surface of the polishing pad is covered, and the rotation of the polishing head; and in the chemical mechanical polishing process, the pressure to with the wafer surface contact plate; thickness sensor, signal applied to the wafer, the wafer thickness to obtain information; control department, in the bottom of the diaphragm located above the wafer state, after receiving the first output signal from the sensor thickness, process for chemical mechanical polishing process on the wafer the floor is located above the diaphragm of the state, receives the second output signals from the sensor to the thickness, from the above second. The signal is subtracted from the first output signal to obtain the thickness distribution of the wafer.

【技术实现步骤摘要】
化学机械抛光装置
本专利技术涉及一种化学机械抛光装置，更详细地，涉及一种在化学机械抛光工序中补偿对晶片抛光层的厚度进行测定的涡流传感器的偏移偏差，从而可以更加准确地获得晶片抛光层的厚度的化学机械抛光装置。
技术介绍
一般情况下，化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing；CMP)工序是指以在进行旋转的抛光平板上接触晶片等基板的状态进行旋转，并执行机械抛光来使基板的表面变得平坦，以达到预先指定的厚度的工序。为此，如图1所示，化学机械抛光装置1一边以使抛光垫11覆盖抛光平板12的上方的状态进行自转，一边利用抛光头20向抛光垫11的表面加压晶片W并进行旋转，从而对晶片W的表面平坦地进行抛光。为此，具有调节器30，其使抛光垫11的表面按规定的状态得到维持的方式进行旋转30r，并实施改性，通过浆料供给管40来向抛光垫11的表面供给用于执行化学抛光的浆料。与此同时，在抛光垫11设置有用于测定晶片W的抛光层厚度的厚度传感器50，来与抛光垫11一同进行旋转，并从一边经过晶片W的下侧，一边接收的接收信号中测定晶片W的抛光层厚度。根据不同的情况，在晶片W的下侧设置有用于贯通抛光垫11和抛光平板11的透明窗，并在透明窗的下部接收来自晶片W的包含抛光层厚度信息的输出信号，来测定晶片W的抛光层厚度。在此，测定抛光层厚度包括仅仅监测抛光层的厚度是否达到目标厚度。晶片W的抛光层在由作为导电材料的钨等金属材质形成的情况下，厚度传感器50具有以相邻的方式配置于铜等抛光层的传感线圈，通过施加交流电流Si来射出在晶片抛光层形成涡流的涡流输入信号，从而如图3所示，从在导电性抛光层中引导的涡流50E的合成阻抗及相位差的变化值中检测晶片W的抛光层厚度。但是，每当测定传感器本身的偏移时，厚度传感器50都具有差异。即，如图4所示，根据使用于化学机械抛光工序的厚度传感器50的种类和环境，即使相对于没有导电材料的区域S50e中的信号，具有导电材料的抛光层区域S50c中的信号恒定，在由导电材料形成的晶片抛光层中接收到的输出信号Sox1、Sox2、Sox3的各个偏移值off2、off3也具有差异。因此，若在化学机械抛光工序中并未考虑因厚度传感器50的特性或抛光垫等周边环境因素而变得不同的偏移值的差异的情况下测定晶片W的抛光层厚度，则由于包括抛光层厚度的测定误差，而存在无法准确地测定晶片W的抛光层厚度的问题。
技术实现思路
解决的技术问题本专利技术为了解决如上所述的问题而提出，本专利技术的目的在于，在化学机械抛光工序中补偿对晶片抛光层的厚度进行测定的涡流传感器的偏移偏差，从而可以更加准确地获得晶片抛光层的厚度。并且，本专利技术的目的在于，在化学机械抛光工序中检测基于抛光垫的磨损的厚度变化量，并以此为基准来对测定的晶片抛光层的厚度进行补偿，从而在化学机械抛光工序中更加准确地获得晶片抛光层的厚度。由此，本专利技术的目的在于，准确地检测晶片的抛光结束时间点，来准确地控制晶片的抛光厚度。技术方案为了实现如上所述的目的，本专利技术提供化学机械抛光装置，作为晶片的化学机械抛光装置，其中，包括：抛光平板，上表面被抛光垫覆盖，并进行自转；抛光头，在化学机械抛光工序中，与上述晶片的板表面相接触来进行加压；厚度传感器，向上述晶片施加信号，来获得上述晶片的厚度信息；控制部，在上述晶片不位于上述隔膜的底板的状态下，接收来自上述厚度传感器的第一输出信号之后，在使上述晶片位于上述隔膜的底板的状态下进行化学机械抛光工序的过程中，从上述厚度传感器接收第二输出信号，从而从上述第二输出信号减去上述第一输出信号的信号来获得上述晶片的厚度分布。这是为了在晶片位于抛光头的下侧之前，在抛光头以相同的方式位于抛光垫上的状态下，从厚度传感器中接收作为空信号的第一输出信号，并在预先掌握传感器本身的偏移值的情况下，在以使晶片位于抛光头的下侧的状态执行化学机械抛光工序的期间内，从晶片接收具有抛光层厚度信息的第二输出信号后，从第二输出信号减去第一输出信号的校正信号中计算晶片抛光层的厚度，从而可以通过厚度传感器的偏移特性来准确地获得并未歪曲的晶片抛光层的厚度。这种本专利技术的结构还可以适用于由厚度传感器照射光，之后在晶片抛光层中接收受光信号的光传感器中，但尤其可以更加有效地适用于在上述晶片上形成有导电材料的抛光层，从而在上述化学机械抛光工序中对上述金属材质的抛光层进行抛光的情况下使用为厚度传感器的涡流传感器。另一方面，可在上述抛光头设置有挡圈，上述挡圈配置于上述隔膜的周围，并包括第一部件和第二部件，上述第一部件由导电材料形成，并沿着上述晶片的周围形成具有互不相同的高度的第一台阶面和第二台阶面，上述第二部件在上述第一部件的下侧由非导电性部件层叠而成，并在上述化学机械抛光工序中与上述抛光垫相接触。像这样，随着由第一部件和第二部件形成挡圈，上述第一部件由导电性部件，以具有第一台阶面和第二台阶面的方式形成，上述第二部件由非导电性部件，形成于第一部件的下侧，因非导电材料的第二部件而发生朝向抛光垫进行加压并磨损的情况，而随着第一台阶面和第二台阶面以互不相同的高度由导电性部件形成，可以利用预先掌握的第一台阶面和第二台阶面的高度差异，从第一台阶面和第二台阶面中的两个输出信号中测定抛光垫的厚度变化量。因此，在从晶片抛光层中的涡流输出信号中计算出的晶片抛光层的厚度反映抛光垫的厚度变化量，从而可以获得能够准确地测定出考虑到抛光垫的磨损量的晶片抛光层的厚度的有益效果。此时，上述第一台阶面和上述第二台阶面分别形成为水平的平坦面，从而可以均衡地获得进行旋转的挡圈的各台阶面中的涡流输出信号。并且，优选地，上述第一台阶面和上述第二台阶面的高度偏差在整个圆周方向保持恒定值。而且，上述第一台阶面和上述第二台阶面分别呈环形，并分布在从中心沿着半径方向互不相同的长度上，从而可以均衡地获得进行旋转的挡圈的各台阶面中的涡流输出信号。另一方面，上述第一部件可以由金属材料形成，上述第二部件可以由树脂、塑料中的任意一种以上的材料形成。由此，所施加的电流贯通第二部件来在导电性金属材料的第一部件中生成涡流，从而可以在第一台阶面和第二台阶面中获得涡流输出信号。在这种情况下，上述厚度传感器配置有三个以上，用于分别接收来自上述晶片、上述第一台阶面及上述第二台阶面中的输出信号。由此，可以从第一台阶面和第二台阶面中的输出信号中计算出抛光垫的厚度变化值，并从晶片中的输出信号中获得晶片的厚度数据。另一方面，上述第一部件呈环形，从而可以容易地安装于抛光头，并且，随着沿着包围晶片的整个圆弧来形成台阶面，即使抛光头在化学机械抛光工序中进行自转，也可以借助传感器来从第一台阶面和第二台阶面中接收输出信号并实时检测抛光垫的厚度变化量。而且，上述第二部件即使不呈环形也无妨，但随着呈环形，可以恒定维持与抛光垫相接触的面，并可以无损伤地维持抛光垫的稳定的接触状态。另一方面，根据本专利技术的另一实施方式，本专利技术提供化学机械抛光方法，作为晶片的化学机械抛光方法，上述化学机械抛光方法包括：晶片抛光步骤，在使上述晶片位于下侧的状态下，利用具有挡圈的抛光头来朝向抛光垫进行加压并进行抛光，上述挡圈包括第一部件和第二部件，上述第一部件由导电材料形成于上述晶片的周围，上述第一部件的厚度大于上述抛光层的厚度，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光装置，作为晶片的化学机械抛光装置，其特征在于，包括：抛光平板，上表面被抛光垫覆盖，并进行自转；抛光头，在化学机械抛光工序中，与上述晶片的板表面相接触来进行加压；厚度传感器，向上述晶片施加信号，来获得上述晶片的厚度信息；控制部，在上述晶片不位于上述隔膜的底板的状态下，接收来自上述厚度传感器的第一输出信号之后，在使上述晶片位于上述隔膜的底板的状态下进行化学机械抛光工序的过程中，从上述厚度传感器接收第二输出信号，从而从上述第二输出信号减去上述第一输出信号的信号中获得上述晶片的厚度分布。

【技术特征摘要】
2015.10.27 KR 10-2015-01493501.一种化学机械抛光装置，作为晶片的化学机械抛光装置，其特征在于，包括：抛光平板，上表面被抛光垫覆盖，并进行自转；抛光头，在化学机械抛光工序中，与上述晶片的板表面相接触来进行加压；厚度传感器，向上述晶片施加信号，来获得上述晶片的厚度信息；控制部，在上述晶片不位于上述隔膜的底板的状态下，接收来自上述厚度传感器的第一输出信号之后，在使上述晶片位于上述隔膜的底板的状态下进行化学机械抛光工序的过程中，从上述厚度传感器接收第二输出信号，从而从上述第二输出信号减去上述第一输出信号的信号中获得上述晶片的厚度分布。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光装置，其特征在于，在上述晶片上形成有导电材料的抛光层，从而在上述化学机械抛光工序中对上述抛光层进行抛光。3.根据权利要求2所述的化学机械抛光装置，其特征在于，上述厚度传感器为向上述金属层施加涡流的涡流传感器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的化学机械抛光装置，其特征在于，上述抛光头具有挡圈，上述挡圈配置于上述隔膜的周围，并包括第一部件和第二部件，上述第一部件由导电材料形成，并沿着上述晶片的周围形成具有互不相同的高度的第一台阶面和第二台阶面，上述第二部件在上述第一部件的下侧由非导电性部件层叠而成，并在上述化学机械抛光工序中与上述抛光垫相接触。5.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置，其特征在于，上述第一台阶面和上述第二台阶面分别形成为水平的平坦面。6.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置，其特征在于，上述第一台阶面和上述第二台阶面的高度偏差在整个圆周方向保持恒定值。7.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟千，任桦爀，金旻成，赵玟技，
申请(专利权)人：KC科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR