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，化学机械研磨装置的操作方法包括：距离信息测量步骤，对磨纹(groove pattern)的底面和研磨垫的上面之间的距离信息进行测量，所述磨纹形成于研磨垫的上面；检测步骤，利用距离信息对研磨垫的厚度变化进行检测，并且可获得利用磨纹的底面和研磨垫的上面之间的距离信息准确地对研磨垫的磨损量(厚度变化)进行检测的效果。

Chemical mechanical lapping device

The utility model relates to a chemical mechanical polishing device, including the operating method of chemical mechanical polishing apparatus: distance measurement procedures, for grinding grain (groove pattern) above the bottom surface and the polishing pad distance measurement information, the grinding grain formed in the polishing pad; the detection steps were detected the distance variation of the polishing pad thickness, and can be obtained by grinding grain between the upper and the bottom surface of the polishing pad distance information accurately on the grinding pad wear (thickness detection effect).

【技术实现步骤摘要】
化学机械研磨装置
本技术涉及一种化学机械研磨装置，更为具体地，涉及一种化学机械研磨装置，其可以准确地对研磨垫的厚度变化进行检测。
技术介绍
随着半导体元件由微细的电路线以高密度聚集制造而成，因此，在晶元表面需要进行与之相应的精密研磨。为了对晶元进行更加精细地研磨，如图1及图2所示，进行机械研磨及化学研磨并行的化学机械研磨工艺(CMP工艺)。换句话说，在研磨平板10的上面，晶元W被加压的同时所接触的研磨垫11设置为与研磨平板10一起旋转11d，并且为了化学研磨，通过供给单元30的研磨液(slurry)供给口32供给研磨液的同时，通过摩擦对晶元W进行机械研磨。此时，晶元W通过载体头(CarrierHead)20在规定的位置旋转20d，从而进行精密地使其平坦化的研磨工艺。涂覆于所述研磨垫11的表面的研磨液通过调节器(conditioner)40在研磨垫11上均匀扩散的同时，可向晶元W流入，并且研磨垫11通过调节器40的机械修整(dressing)工艺可保持一定的研磨面，所述调节器40沿附图标号标示为40d的方向旋转的同时臂(arm)41沿标示为41d的方向进行回旋运动。另外，由于在晶元W以与研磨垫11接触的状态进行研磨工艺的期间会发生研磨垫(聚氨酯材质)的磨损，并且如果研磨垫11的磨损进行了一定程度以上，则难以准确地对晶元W的研磨厚度进行控制并使得研磨品质降低，因此，如果研磨垫11的使用时间超过一定时间以上，则需要周期性地对研磨垫11进行更换。但是，化学机械研磨工艺中所使用的研磨液和载体头20的加压力根据形成晶元的研磨层的材质或厚度的不同而不同，并且最近正在尝试对调节器40的加压力和载体头20的加压力以在化学机械研磨工艺中变化的形式进行控制，因而即使在预期寿命时间内使用研磨垫11，某些研磨垫相比其使用寿命被磨损的更多，而其他研磨垫即使在预期寿命期间被使用的状态下仍然处于今后还可以被使用的状态。因此，现有技术中存在如下问题：由于无法准确地对研磨垫11的更换时间点进行感知，因而即使研磨垫处于可以被使用的状态仍然以中断研磨工艺的状态废弃研磨垫及更换研磨垫，从而使得研磨效率降低，并且由于用无法使用(相比预期寿命被磨损的更多)的研磨垫执行化学机械研磨工艺，因而使得晶元的研磨品质降低。因此，虽然最近正在进行多种研究，用于准确地对研磨垫的磨损量进行检测并准确地对研磨垫的更换时间点进行感知，但仍然不足，还需要对其进行开发。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种可以准确地对研磨垫的厚度变化进行检测的化学机械研磨装置。尤其，本技术的目的在于，可以利用研磨垫的磨纹的深度信息准确地对研磨垫的磨损量进行检测，并可以准确地对研磨垫的更换时间点进行掌握。另外，本技术的目的在于，可以使研磨垫的厚度测量可信性提高。根据用于实现所述本技术的目的的本技术的优选实施例，化学机械研磨装置对磨纹(groovepattern)的底面和研磨垫的上面之间的距离信息进行测量，并利用距离信息对研磨垫的厚度变化进行检测，所述磨纹形成于研磨垫的上面。这是为了在对超过预期寿命的研磨垫进行更换上能够通过对研磨垫的实际磨损量进行准确的测量从而更加准确地对研磨垫的更换时间点进行掌握。换句话说，本技术可获得的有利效果在于，通过对磨纹的底面和研磨垫的上面之间的距离信息进行测量从而对研磨垫的磨损量(厚度变化)进行检测，据此，通过对研磨垫的实际磨损量进行准确的测量，从而可不使工艺效率降低或研磨品质降低，并且能够及时使研磨垫得到更换。尤其，可获得的有利效果在于，在现有技术中需要利用对到研磨垫的表面的距离进行测量的传感器对研磨垫的厚度变化进行检测，但如果在对到研磨垫的表面的距离进行测量的工艺中传感器向研磨垫的表面倾斜，那么由于传感器所传感到的到研磨垫的表面的测量距离(传感器以倾斜的形式配置的状态的测量距离)与正常状态(传感器垂直配置于研磨垫的表面的状态)下所传感到的正常测量距离发生不同变化，换句话说由于随着相对研磨垫的传感器的倾斜传感器所测量到的测量距离发生变化，因此，虽然存在无法准确地对研磨垫的厚度变化进行测量从而难以对研磨垫的准确的更换时间点进行掌握的问题，但是在本技术中，由于以磨纹的底面为基准点的状态通过对磨纹的底面和研磨垫的上面之间的距离变化进行测量从而对研磨垫的磨损量(厚度变化)进行检测，由于即使对研磨垫的厚度进行测量的传感装置以相对研磨垫的表面暂时倾斜的形式配置也可以对与正常状态(垂直配置的状态)下相同的测量值(测量距离)进行测量，因而可准确地对研磨垫的实际磨损量进行测量。优选地，距离信息测量步骤包括：第一测量步骤，对第一距离进行测量，所述第一距离为从基准测量位置到磨纹的底面的距离；第二测量步骤，对第二距离进行测量，所述第二距离为从基准测量位置到研磨垫的上面的距离；算出步骤，对第一距离和第二距离的差异进行运算从而算出距离信息。并且，优选地，按照各个磨纹，第一距离在预先设定的误差范围内。这是为了获得如下效果：由于在本技术中以各个磨纹深度为基础对研磨垫的厚度变化进行检测(通过对第一距离和第二距离的差异进行运算从而进行检测，所述第一距离为从基准测量位置到磨纹的底面的距离，所述第二距离为从基准测量位置到研磨垫上面的距离)，因此通过使得各个磨纹深度处于预先设定的误差范围内来提高测量准确度。另外，在进行距离信息测量步骤期间，中断向研磨垫的上面供给研磨液。据此可获得的效果在于，防止因向研磨垫的上面供给的研磨液向磨纹流入而导致的共焦传感器的传感误差，并且可更加准确地对距离信息进行测量。另外，沿着研磨垫的半径方向在磨纹的底面的相互邻近的多个位置反复执行对第一距离进行测量的第一测量步骤，并且沿着研磨垫的半径方向在研磨垫的上面的相互邻近的多个位置反复执行对第二距离进行测量的第二测量步骤。据此，可获得的效果在于，利用反复测量所得的结果可提高第一距离和第二距离的测量准确度。例如，从基准测量位置到磨纹的底面的第一距离，可以通过对在特定磨纹的多个位置反复测量所得的多个测量值全部进行平均化而得到的平均值求出。再例如，从基准测量位置到磨纹的底面的第一距离，可以通过在特定磨纹的多个位置反复测量所得的多个测量值中最大的测量值求出。由于在研磨垫形成磨纹时必然地在磨纹的底面边缘形成圆形或倒角形态的凸起部，并且凸起部难以按照各个磨纹具备均匀的大小(高度)，而且在凸起部所测量的测量值误差范围较大，因而，以上是为了从用于算出第一距离的测量值中排除在凸起部所测量的测量值。相反，由于多个测量值中最大的测量值按照各个磨纹具有比较均匀的范围，因而可获得的效果在于，通过用大的测量值算出第一距离可提高第一距离的测量准确度。另一个例子，从基准测量位置到磨纹的底面的第一距离，可以通过对在特定磨纹的多个位置反复测量所得的多个测量值中处于预先设定的偏差范围内的有效测量值进行平均化而得出的平均值求出。由于在特定磨纹处反复测量所得的多个测量值中脱离预先设定的偏差范围的测量值误差范围较大，因而，以上是为了从用于算出第一距离的测量值中排除脱离偏差范围的测量值。相反，由于多个测量值中处于预先设定的偏差范围内的有效测量值具有非常小的误差，因而可获得的效果在于，通过用有效测量值算出第一距离可提高第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括：研磨垫，其上面形成有磨纹；厚度检测部，其利用所述磨纹的底面和所述研磨垫的上面之间的距离信息对所述研磨垫的厚度变化进行检测。

【技术特征摘要】
2016.06.13 KR 10-2016-00729511.一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括：研磨垫，其上面形成有磨纹；厚度检测部，其利用所述磨纹的底面和所述研磨垫的上面之间的距离信息对所述研磨垫的厚度变化进行检测。2.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述厚度检测部包括非接触式传感器，所述非接触式传感器以非接触的形式对第一距离和第二距离进行测量。3.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述厚度检测部包括共焦传感器，所述共焦传感器利用色差原理对第一距离和第二距离进行测量，所述第一距离为从基准测量位置到所述磨纹的底面的距离，所述第二距离为从所述基准测量位置到所述研磨垫上面的距离。4.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3中任意一项所述的化学机械研磨装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柄俊，
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