化学机械式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式研磨装置，用于对形成有导电性材质的研磨层的基板进行研磨，包括：研磨垫，其配置于研磨盘的上面，与基板接触；测量部，其配置于研磨垫的下部，测量包含研磨层的厚度信息的信号；温度测量部，其测量研磨层的温度；厚度检测部，将由所述温度测量部测量的所述研磨层的温度变化导致的测量误差反映在所述测量部测量的信号中，从而检测所述研磨层的厚度，通过对温度变化导致的测量误差进行补偿，可以获得准确地检测研磨层厚度的效果。

Chemical mechanical lapping device

The utility model relates to a chemical mechanical grinding device for grinding a substrate forming an abrasive layer with conductive material, including a grinding pad, which is arranged on the top of the grinding disc and in contact with the substrate; the measuring unit is disposed at the lower part of the grinding pad to measure the signal containing the thickness information of the grinding layer; A measuring unit is used to measure the temperature of the grinding layer; the thickness detection unit reflects the measurement error caused by the temperature change of the grinding layer measured by the temperature measuring unit, and then detects the thickness of the grinding layer and compensates for the measurement error guided by the temperature change, and can be obtained. The effect of the thickness of the lapping layer has to be accurately measured.

【技术实现步骤摘要】
化学机械式研磨装置
本技术涉及化学机械式研磨装置，更详细而言，涉及一种能够准确测量由导电性材料形成的晶片的研磨层厚度的化学机械式研磨装置。
技术介绍
一般而言，化学机械式研磨(ChemicalMechanicalPolishing；CMP)工序是使晶片等基板以接触的状态在旋转的研磨盘上旋转并进行机械研磨而达到预先确定的厚度，使基板表面平坦的工序。为此，如图1所示，化学机械式研磨装置1在将研磨垫11覆盖于研磨盘12上的状态下使研磨盘12自转，利用研磨头20，使晶片W被加压于研磨垫11的表面并旋转，平坦地研磨晶片W的表面。为此，具备调节器30，所述调节器30在旋转30r的同时使研磨垫11重整，以便研磨垫11的表面保持既定的状态；通过浆料供应管40，向研磨垫11的表面供应执行化学研磨的浆料。与此同时，在研磨垫11上安装有测量晶片W的研磨层厚度的厚度传感器50，与研磨垫11一同旋转，从穿过晶片W下侧后接收的接收信号，测量晶片W的研磨层厚度。根据情况，在晶片W的下侧安装贯通研磨垫11和研磨盘的透明窗，在透明窗的下部，从晶片W接收包含研磨层厚度信息的输出信号，测量晶片W的研磨层厚度。其中，所谓测量研磨层厚度，还包括只监视研磨层的厚度是否达到目标厚度。在晶片W的研磨层以作为导电性材质的钨等金属材质形成的情况下，厚度传感器50具备铜等邻接研磨层配置的传感器线圈，借助于接入(Si)交流电流，向晶片研磨层射出形成涡电流的涡电流输入信号，如图3所示，从导电性研磨层中感应的涡电流50E的合成阻抗及相位差的变动值，感知晶片W的研磨层厚度。另一方面，在化学机械式研磨工序中，晶片W的研磨层Le的温度进行变化。可是，在导电性研磨层Le中感应的涡电流受到周边温度的极大影响，因此，如果研磨层Le发生温度变化，则根据研磨层Le的温度，发生涡电流信号的测量误差，存在难以准确感知晶片W的研磨层Le的厚度的问题。特别是在化学机械式研磨工序中，借助于研磨垫11的温度偏差，在晶片W的研磨层Le中也发生温度偏差，因此存在的问题是，研磨层的不同区间(或不同地点)，涡电流信号的测量误差发生得更大。进一步地，晶片研磨层Le的目标厚度调节的允许误差非常小，为数十～数百，因而存在的问题是，由于研磨层Le温度变化导致的涡电流信号的测量误差，错误认知晶片研磨层Le的厚度分布及研磨结束时间点的可能性很大。另外，厚度传感器50测量的涡电流测量信号虽然也随着晶片研磨层Le的厚度变化(研磨量)而变化，但也随着厚度传感器50与晶片研磨层Le之间距离50d变化而变化。可是，在化学机械式研磨工序中，在晶片W的研磨层Le被研磨的同时，由磨损材质构成的研磨垫11也被细微磨损，厚度发生变化，因而存在的问题是，由于研磨垫11的厚度变动导致的误差，错误认知晶片研磨层Le的厚度分布及研磨结束时间点的可能性很大。因此，在化学机械式研磨工序中，在实时感知晶片W的研磨层厚度的同时，也实时感知研磨垫11的厚度变动的必要性极大突显。
技术实现思路
所要解决的技术问题本技术目的在于，提供一种可在化学机械式研磨工序中准确测量由导电性材料形成的基板研磨层的厚度的化学机械式研磨装置。特别是本技术目的在于，能够反映研磨层温度变化导致的测量误差，准确测量研磨层的厚度变化。另外，本技术目的在于，能够在化学机械式研磨工序中反映研磨垫的厚度变动，更准确地测量由导电性材料形成的基板研磨层厚度。另外，本技术目的在于，能够在与测量信号的地点相同的地点，一同测量研磨层的温度和研磨垫的厚度变动量，以提高研磨层厚度的测量可靠性。技术方案为了达到所述本技术目的，本技术的优选实施例中的一种化学机械式研磨装置，用于对形成有导电性材质的研磨层的基板进行研磨，其特征在于，包括：研磨垫，其配置于研磨盘的上面，与基板接触；测量部，其配置于研磨垫的下部，测量包含研磨层的厚度信息的信号；温度测量部，其测量研磨层的温度；厚度检测部，厚度检测部，将由温度测量部测量的研磨层的温度变化导致的测量误差反映在测量部测量的信号中，从而检测研磨层的厚度。这是为了在测量包含导电性材质的研磨层的厚度信息的信号并测量研磨层的厚度方面，补偿研磨环境变数导致的测量误差，使得能够更准确地测量研磨层的厚度。尤其是，本技术在包含由测量部测量的厚度信息的信号中，反映温度测量部测量的研磨层的温度变化导致的测量误差，来检测研磨层的厚度，借助于此，可以获得准确测量不因研磨层的温度而失真的纯粹的基板研磨层厚度的有利效果。优选地，本技术中，所述研磨层的温度变化导致的所述测量误差，按照研磨垫的不同的温度条件，预先存储于数据库。借助于此，可以获得迅速获得研磨层的不同温度的测量误差、迅速检测研磨层的厚度的有利效果。具体而言，研磨层的不同温度的测量误差可以为0.07％/1℃，在数据库中可以按1℃存储测量误差信息。作为本技术的测量部，可以使用测量包含研磨层的厚度信息的涡电流信号的涡电流测量部。另外，本技术还包括距离测量部，距离测量部测量测量部与研磨层之间的距离；厚度检测部在反映由距离测量部获得的研磨垫的厚度变动量的基础上，检测出研磨层的厚度。借助于此，可以获得准确地检测不因研磨垫的厚度变动量而失真的纯粹的基板研磨层厚度的有利效果。优选地，所述距离测量部包括：超声波传感器，其配置于研磨垫的下部，向研磨垫的上部方向发射超声波；检测器，其感知从研磨层的底面向下部方向反射的超声波反射信号，从而测量测量部与研磨层之间的距离。如上所述，从研磨垫的下部发射超声波，感知在基板的研磨层的底面反射的超声波反射信号，检测涡电流传感器与研磨层之间距离，借助于此，可以获得在没有研磨层与距离测量部之间残留的液态流体导致的信号干扰(信号失真)的情况下准确检测涡电流传感器与研磨层之间距离的效果。另外，测量部、温度测量部、距离测量部安装于研磨盘，或在所述研磨盘形成有贯通部，测量部和温度测量部配置于贯通部的下部。由此，可以获得准确测量基板板面的半径方向或圆周方向的二维厚度分布的有利效果。另外，所述测量部测量包含所述研磨层的厚度信息的涡电流信号。根据本技术的另一实施例，一种化学机械式研磨装置，用于对形成有导电性材质的研磨层的基板进行研磨，其特征在于，包括：研磨垫，其配置于研磨盘的上面，与所述基板接触；测量部，其配置于研磨垫的下部，在沿着研磨层的半径方向的多个地点，测量包含研磨层的厚度信息的信号；厚度检测部，向按照测量信号的多个地点由测量部所测量的所述信号中，对与信号一同测量的研磨环境变数导致的测量误差进行补偿，从而检测研磨层的厚度。这是为了在测量包含导电性材质的研磨层的厚度信息的信号并测量研磨层的厚度方面，补偿研磨环境变数导致的测量误差，使得能够更准确地测量研磨层的厚度。尤其是，本技术在穿过研磨层的轨迹的多个地点，分别补偿因研磨环境变数导致的误差并检测厚度，借助于此，可以获得准确测量基板板面的二维厚度分布的有利效果。另外，包括测量所述研磨层的温度的温度测量部，所述厚度检测部在反映所述温度测量部测量的所述研磨层的温度变化导致的测量误差的基础上，检测所述研磨层的厚度。特别是本技术补偿可使信号发生误差的研磨层温度、研磨垫厚度变动量(涡电流传感器与研磨层之间距离)导致的误差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械式研磨装置，用于对基板进行研磨，其特征在于，包括：研磨垫，其与基板接触；测量部，其配置于所述研磨垫的下部，测量包含所述研磨层的厚度信息的信号；温度测量部，其测量所述研磨层的温度；厚度检测部，将由所述温度测量部测量的所述研磨层的温度变化导致的测量误差反映在所述测量部测量的信号中，从而检测所述研磨层的厚度。

【技术特征摘要】
2016.11.16 KR 10-2016-01525241.一种化学机械式研磨装置，用于对基板进行研磨，其特征在于，包括：研磨垫，其与基板接触；测量部，其配置于所述研磨垫的下部，测量包含所述研磨层的厚度信息的信号；温度测量部，其测量所述研磨层的温度；厚度检测部，将由所述温度测量部测量的所述研磨层的温度变化导致的测量误差反映在所述测量部测量的信号中，从而检测所述研磨层的厚度。2.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，所述研磨层的温度变化导致的所述测量误差，按照所述研磨垫的不同的温度条件，预先存储于数据库。3.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，还包括距离测量部，所述距离测量部测量所述测量部与所述研磨层之间的距离；所述厚度检测部在反映由所述距离测量部获得的所述研磨垫的厚度变动量的基础上，检测出所述研磨层的厚度。4.根据权利要求3所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，所述距离测量部包括：超声波传感器，其配置于所述研磨垫的下部，向所述研磨垫的上部方向发射超声波；检测器，其感知从所述研磨层的底面向下部方向反射的超声波反射信号，从而测量所述测量部与所述研磨层之间的距离。5.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，所述测量部和所述温度测量部安装于所述研磨盘上。6.根据权利要求1所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，在所述研磨盘形成有贯通部，所述测量部和所述温度测量部配置于所述贯通部的下部。7.根据权利要求1～6中任一项所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，所述测量部测量包含所述研磨层的厚度信息的涡电流信号。8.一种化学机械式研磨装置，用于对形成有导电性材质的研磨层的基板进行研磨，其特征在于，包括：研磨垫，其配置于研磨盘的上面，与所述基板接触；测量部，其配置于所述研磨垫的下部，在沿着所述研磨层的半径方向的多个地点，测量包含所述研磨层的厚度信息的信号；厚度检测部，向按照测量所述信号的所述多个地点由所述测量部所测量的所述信号中，对与所述信号一同测量的研磨环境变数导致的测量误差进行补偿，从而检测所述研磨层的厚度。9.根据权利要求8所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，包括测量所述研磨层的温度的温度测量部，所述厚度检测部在反映所述温度测量部测量的所述研磨层的温度变化导致的测量误差的基础上，检测所述研磨层的厚度。10.根据权利要求9所述的化学机械式研磨装置，其特征在于，所述研磨层的温度变化导致的所述测量误差，按照所述研磨层的不同的温度条件，预先...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹相政，
申请(专利权)人：凯斯科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：韩国,KR