垫监测装置及包括其的垫监测系统、垫监测方法制造方法及图纸

公开一种垫监测装置及包括其的系统、垫监测方法。根据一个实施例的监测研磨垫的表面状态的垫监测装置，通过照射于所述研磨垫的表面的光的散射图案可以监测所述研磨垫的表面状态。

Pad monitoring device, pad monitoring system and pad monitoring method

【技术实现步骤摘要】
垫监测装置及包括其的垫监测系统、垫监测方法
以下的实施例涉及一种垫监测装置及包括其的垫监测系统、垫监测方法。
技术介绍
半导体器件的制造需要包括研磨和抛光(buffing)以及清洗的CMP(chemicalmechanicalpolishing化学机械研磨)作业。半导体器件由多层结构的形态形成，在基板层形成有具有扩散区域的晶体管器件。在基板层，连接金属线图案化且电气连接于形成功能器件的晶体管器件。如公知的一样，图案化的导电层通过类似二酸化硅的绝缘材料而和其他导电层绝缘。因为形成更多的金属层和与其相关的绝缘层，所以增加使得绝缘层平坦的需要。如果不平坦化，就会因为在表面形态上的许多变动导致追加的金属层的制造实质上更加困难。另外，金属线图案形成为绝缘材料，从而使得金属CMP作业去除过剩金属物。半导体的CMP工艺包括使研磨部件接触于基板的表面从而研磨基板的表面的过程。研磨部件为了基板的研磨有必要具备一定的表面粗糙度，研磨部件的表面粗糙度是对整体CMP工艺的可靠度造成直接影响的重要因素。研磨部件因为在反复地研磨基板的过程中磨损了表面，所以有必要定期地调节(conditioning)研磨部件的表面或者替换研磨部件。但是，过度的研磨部件的替换会引起装备的维修费用的增加和推迟整体工艺的问题，不足的研磨部件的替换会引起基板的收率减少的问题。因此，实情是需要可以实时监测研磨部件的表面状态的装置。
技术实现思路
根据一个实施例的目的在于，提供一种在研磨工艺期间监测研磨垫的调节状态的垫监测装置及包括其的系统。根据一个实施例的目的在于，提供一种即使不干扰研磨工艺也能实时监测研磨垫的表面状态的垫监测装置及包括其的系统。根据一个实施例的监测研磨垫的表面状态的垫监测装置，通过照射至所述研磨垫的表面的光的散射图案(ScatteringPattern)可以监测所述研磨垫的表面状态。一方面，所述研磨垫包括透光性的第一部分以及非透光性的第二部分，所述垫监测装置从所述研磨垫表面的相反侧向所述第一部分照射光从而可以获得所述散射图案。一方面，所述垫监测装置可以通过所述第一部分的散射图案生成关于所述第一部分的表面粗糙度的指标。一方面，所述垫监测装置可以设定关于所述第一部分以及第二部分的表面粗糙度的相关系数，并且可以通过关于所述第一部分的散射图案生成关于所述第二部分的表面粗糙度的指标。一方面，所述垫监测装置将关于所述第一部分的表面粗糙度的指标与设定的指标进行比较，可以检测是否需要对于所述研磨垫的调节工艺。根据一个实施例的垫监测装置可以包括：透光性窗口垫，其形成于研磨垫；光学系统，其照射光于所述窗口垫，从而获取所述窗口垫的表面状态信息；以及分析仪，其以所述光学系统所获取的信息为基础分析所述研磨垫的表面状态。一方面，所述光学系统可以包括：从所述研磨垫的表面相反侧向所述窗口垫照射光的光源；以及从所述窗口垫的表面接收反射光的检测部。一方面，所述检测部可以包括通过接收的反射光获取散射图像(scatterpatternimage)的CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件)。一方面，所述分析仪可以通过图像快速傅氏变换(fastfouriertransformation)，去除所述散射图像的噪音。一方面，所述分析仪可以通过所述散射图像生成关于所述窗口垫的表面粗糙度的指标，并且将设定的相关系数适用于所述生成的指标从而可以生成关于所述研磨垫的表面粗糙度的指标。一方面，针对所述分析仪，如果所述检测部检测到的光量减少，就可以判断为所述研磨垫的表面粗糙度(roughness)增加，并且如果所述检测部检测到的光量增加，就可以判断为所述研磨垫的表面粗糙度减少。一方面，调节针对所述窗口垫的光照射角度，根据所述检测部接收到的反射光的有无，可以检测针对所述窗口垫产出全反射(totalinternalrefelection)的临界角。一方面，所述分析仪根据所述窗口垫的表面状态可以设定针对产生全反射的临界角的数据库，并且可以基于所述数据库来检测与所述检测的临界角相匹配的所述窗口垫的表面状态信息。根据一个实施例的垫监测系统可以包括：研磨台板；研磨垫，其附着于所述研磨台板的上部，且形成有透光性窗口；光学系统，其设置于所述研磨台板的下部，且向所述窗口照射光从而获得所述窗口垫的表面状态信息；以及分析仪，其以所述光学系统获得的信息为基础监测所述研磨垫的表面状态。一方面，所述光学系统可以包括：光纤电缆，其附着于所述窗口垫的下面，且形成光的移动路径；光源，其连接于所述光纤电缆的一侧并产生光；以及监测部，其连接于所述光纤电缆的另一侧，接收从所述窗口垫的表面散射的反射光。一方面，所述光纤电缆将从所述光源产生的光垂直入射于所述窗口垫，所述光学系统还可以包括将照射于所述窗口垫的入射光和从所述窗口垫反射的反射光分离的光束分离器(beamsplitter)。一方面，所述检测部获取针对所述反射光的散射图像，所述分析仪以所述散射图像为基础可以设定关于所述研磨垫表面状态的指标。一方面，所述垫监测系统还包括：调节装置，其调节所述研磨垫的表面；以及控制部，其控制所述调节装置的操作，并且所述控制部根据所述分析仪分析的所述研磨垫的表面状态，可以决定是否操作所述调节装置。根据一个实施例的监测研磨垫的表面的垫监测方法可以包括：提供形成有透光性窗口垫的研磨垫的步骤；从所述研磨垫的表面的相反侧向所述窗口垫的表面照射光的步骤；接收从所述窗口垫的表面散射的反射光的步骤；以及收集根据所述接收的反射光的散射图像的步骤。一方面，收集所述散射图像的步骤可以包括：将所述散射图像进行图像傅氏变换从而去除噪音的步骤；将所述去除了噪音的散射图像转换为柱状图(histogram)的指标的步骤。一方面，所述垫监测方法还可以包括通过所述收集的散射图像监测所述研磨垫的表面状态的步骤，监测所述表面状态的步骤可以包括：设定与所述窗口垫的表面粗糙度相对应的散射图像的数据库的步骤；以及基于所述数据库选择与收集的散射图像相对应的表面粗糙度信息的步骤。一方面，监测所述表面状态的步骤还可以包括：设定针对所述窗口垫以及研磨垫的表面粗糙度的相关系数，并且将所述相关系数适用于所述选择的窗口垫的表面粗糙度，从而选择关于所述研磨垫的表面粗糙度的信息的步骤。根据一个实施例的垫监测装置及包括其的系统可以通过根据研磨垫的表面状态发生变化的散射光图案实时地监测研磨垫的状态。根据一个实施例的垫监测装置及包括其的系统可以通过窗口垫的表面来预测整体研磨垫的表面状态，从而即使不干扰研磨垫的工艺也可以实时地监测研磨垫的状态。根据一个实施例的垫监测装置及包括其的系统的效果不限定于以上言及的效果，未言及的其他效果，一般的技术者可以基于以下的记载明确地理解。附图说明本说明书中所附的以下的图例示说明本专利技术的优选的一个实施例，和本专利技术的详细的说明一起起到使更加理解本专利技术的技术思本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垫监测装置，其用于监测研磨垫的表面状态，通过照射于所述研磨垫的表面的光的散射图案来监测所述研磨垫的表面状态。/n

【技术特征摘要】
20180618 KR 10-2018-00696831.一种垫监测装置，其用于监测研磨垫的表面状态，通过照射于所述研磨垫的表面的光的散射图案来监测所述研磨垫的表面状态。


2.根据权利要求1所述的垫监测装置，
所述研磨垫包括透光性的第一部分及非透光性的第二部分，
所述垫监测装置从所述研磨垫表面的相反侧向所述第一部分照射光从而获取所述散射图案。


3.根据权利要求2所述的垫监测装置，
所述垫监测装置通过所述第一部分的散射图案生成针对所述第一部分的表面粗糙度的指标。


4.根据权利要求3所述的垫监测装置，
所述垫监测装置设定针对所述第一部分及第二部分的表面粗糙度的相关系数，且通过第一部分的散射图案生成针对所述第二部分的表面粗糙度的指标。


5.根据权利要求3所述的垫监测装置，
所述垫监测装置将针对所述第一部分的表面粗糙度的指标和所设定的指标进行比较，从而检测是否需要针对所述研磨垫的调节工艺。


6.一种垫监测装置，其包括：
透光性窗口垫，其形成于研磨垫；
光学系统，其照射光于所述窗口垫，从而获取所述窗口垫的表面状态信息；以及
分析仪，其以所述光学系统所获取的信息为基础分析所述研磨垫的表面状态。


7.根据权利要求6所述的垫监测装置，
所述光学系统包括：
光源，其从所述研磨垫的表面相反侧向所述窗口垫照射光；以及
检测部，其从所述窗口垫的表面接收反射光。


8.根据权利要求7所述的垫监测装置，
所述检测部包括通过接收的所述反射光获取散射图像的CCD。


9.根据权利要求8所述的垫监测装置，
所述分析仪通过图像快速傅氏变换去除所述散射图像的噪音。


10.根据权利要求8所述的垫监测装置，
所述分析仪从所述散射图像生成指标，且将设定的相关系数适用于所述生成的指标从而生成针对所述研磨垫的表面粗糙度的预测结果值。


11.根据权利要求7所述的垫监测装置，
针对所述分析仪，
如果所述检测部检测到的光量减少，就判断为所述研磨垫的表面粗糙度增加，
如果所述检测部检测到的光量增加，就判断为所述研磨垫的表面粗糙度减少。


12.根据权利要求7所述的垫监测装置，
对针对所述窗口垫的光照射角度进行调节，
所述检测部根据接收的反射光的光量来检测针对所述窗口垫产生全反射的入射角。


13.根据权利要求12所述的垫监测装置，
所述分析仪根据所述窗口垫的表面状态来设定针对产生全反射的入射角的数据库，且基于所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：申盛皓，禹相政，郑文硕，金圣奕，
申请(专利权)人：凯斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR