衬底抛光设备制造技术

一种衬底抛光设备，其将诸如半导体晶片的衬底表面抛光至平坦镜面光洁度。根据本发明专利技术的衬底抛光设备包括：可旋转工作台（１２），其具有用于抛光半导体衬底（１８）的抛光垫；光发射和接收装置（８０，８２），其用于发射测量光，以使之穿过设置在抛光垫（１６）上的通孔到达半导体衬底（１８），并且接收来自半导体衬底（１８）的反射光，以便测量该半导体衬底（１８）上的薄膜；以及供给通道（４４），其用于向测量光的通道供应流体。该供给通道（４４）具有设置在通孔（８４）中的出口部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种衬底抛光设备，特别是，涉及一种能够提高衬底测量装置的测量精度的衬底抛光设备，该衬底测量装置被结合在衬底抛光设备中。
技术介绍
在半导体制造工艺中，使用衬底/基片抛光装置将诸如半导体晶片的衬底表面抛光至平坦镜面。该衬底抛光设备具有可旋转工作台(抛光台)，并且衬底被压靠在可旋转工作台的抛光表面上。随后，当抛光剂或抛光磨料被供应到抛光表面上时，该可旋转工作台转动，以抛光该衬底。已经提出了一种利用光的衬底测量装置，其在抛光该衬底期间作为测量衬底上的薄膜的装置。例如，薄膜厚度可以被测量，以确定基于该被测薄膜厚度的抛光终点。已经提出了一种射流型装置作为这类衬底测量装置。例如，公开号为2001-235311的日本专利公开了一种衬底测量装置，其具有设置于可旋转工作台中的给水通道。该供水通道的出口被设置在抛光表面上，并且将纯水通过供水通道喷射到衬底上。两个光纤被连续地排列。测量光通过一个光纤被发射到衬底上，并且来自衬底的反射光通过另一个光纤被接收。然后，该薄膜厚度根据该反射光被计算出来。在上述衬底抛光设备中，衬底在位于衬底和抛光面之间的抛光剂的参与下被抛光。当抛光剂流入通过供水通道供应的纯水中时，该纯水的透明度降低。结果是，导致已经被接收的反射光量减少。因此，对于射流型测量装置来说，防止纯水与抛光剂发生混合或者即使当抛光剂流入纯水中时纯水的透明度也保持在测量不受影响的程度已经成为一项任务。上述衬底抛光设备具有一些消耗件/易耗件。一个消耗件为用于发射测量光的光源部件。例如，该光源部件包括灯。虽然灯的使用寿命取决于灯的类型及其使用条件，但是举例来说，灯的使用寿命大约为四个月左右。该衬底抛光设备可以具有设置在供水通道中的控制阀，以用于控制喷水定时。在这种情况下，该控制阀可能成为一个消耗件。这些消耗件通常被嵌入于抛光台中。例如，该消耗件被置于沿抛光台的外缘设置的裙部中。这些消耗元件需要进行定期或不定期的更换。在更换操作中，操作者将手从该裙部的下面伸到抛光台的裙部中，并随后更换消耗件。然而，对于操作者来说，接触到该消耗件是很困难的，从而使得该更换操作不易完成。上述射流型衬底测量装置将水供应到形成于抛光垫中的通孔中，以使得在抛光台和衬底之间流动并流入到通孔中的浆料可以被稀释，并且附着在衬底上的浆料可以被清洗掉。因此，降低了浆料对测量的影响，从而保持了必要的测量性能。然而，必须供应大量的水，以保持必要的测量性能。当大量水被供给时，水流到抛光台的抛光面上使得该浆料被稀释。浆料的稀释可能影响抛光性能。迄今为止，如上所述，如果为了测量性能而增大水量的话，抛光性能便会下降，并在测量性能和抛光性能之间存在着权衡关系。
技术实现思路
本专利技术在考虑到上述缺陷后被提出。本专利技术的一个目的是提供一种衬底抛光设备，其能够降低抛光剂对薄膜测量的影响，并且使消耗件容易更换，并且可在保持衬底测量装置的测量性能的同时降低测量流体对抛光性能的影响。为了达到上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该供给通道具有位于该通孔内的出口部分。根据本专利技术，由于供给通道的出口部分位于通孔中，因而通道的出口部分靠近半导体衬底。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体流。该流体流能够有效地去除测量光作用区域上的抛光剂，该区域位于出口部分的前面。在本专利技术的优选方式中，该出口部分可拆卸地安装在可旋转工作台上。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；其中，该供给通道具有可拆卸地安装在旋转工作台上的出口部分。在该结构中，该出口部分能够在抛光垫被安装到可旋转工作台上之后再进行装配。因此，该抛光垫可以被很容易地安装就位。该出口部分可以在抛光垫被拆除之前被拆下。这样，抛光垫可以被容易地拆除而不会使出口部分受损。该出口部分靠近衬底从可旋转工作台中伸出。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体的流动。该流体的流动能够有效地去除位于出口部分的前面的测量光作用区域上的抛光剂。在本专利技术的优选方式中，该光发射和接收装置被安装在出口部分上。在该结构中，该光发射和接收装置可以被设置在通孔中并因此被布置在靠近半导体衬底的位置上。因此，该反射光可以被高效地接收。由于光发射和接收装置以及出口部分可以一起被安装和拆卸，所以该光发射和接收装置不会妨碍抛光垫的更换。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于抛光垫上的通孔到达该半导体衬底，并且接收来自半导体衬底上的反射光，以便测量该半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向测量光的通道供应流体；以及出口部分移动装置，其用于沿通孔延伸方向移动供给通道的出口部分。在该结构中，该出口部分可以在抛光垫被安装到可旋转工作台上之后再被移动到该通孔中。更进一步地，该出口部分可以在抛光垫被拆除之前被移动和装入可旋转工作台中。因此，抛光垫可以被容易地拆除而不会使出口部分受损。该出口部分从可旋转工作台中伸出到靠近衬底的位置。因此，从供给通道流出的流体在出口部分流速加快，并且流体从半导体衬底和出口部分之间的间隙向该供给通道外猛烈喷出，从而沿该半导体衬底形成流体流。该流体流能够有效地去除位于出口部分的前面的测量光作用区域上的抛光剂。在本专利技术的优选方式中，该出口部分移动装置将光发射和接收装置与出口部分一起移动。在该结构中，该光发射和接收装置可以被设置在通孔中并因此被布置在靠近半导体衬底的位置上。所以，该反射光可以被高效地接收。由于光发射和接收装置以及出口部分可以被一起安装和拆卸，因此该光发射和接收装置在更换抛光垫时被移动和装入到可旋转工作台中。所以，该光发射和接收装置不会妨碍抛光垫的更换。在本专利技术的优选方式中，该出口移动装置包括将出口部分移向抛光垫的抛光面的促动装置，以及用于限制由该促动装置引起的移动的限位装置，从而使得该出口部分不会从抛光面伸出。根据本专利技术，该出口部分被促动装置促动而移向抛光面，从而使得该出口部分被设置在通孔中。该出口部分可以克服该促动装置的促动力被移向可旋转工作台。当更换抛光垫时，如果抛光垫被放置于出口部分上，该出口部分被抛光垫压迫并容纳在可旋转工作台中。当抛光垫的通孔和出口部分彼此对齐时，该出口部分被促动，以伸入到该通孔中。因此，该出口部分不会妨碍抛光垫的安装，并使该抛光垫可以被容易地定位。在本专利技术的优选方式中，该出口部分移动装置根据抛光垫的抛光面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底抛光设备，包括：可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；其中，所述供给通道具有位于所述通孔中的出口部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-5-16 138496/2003;JP 2003-5-16 138479/2003;1.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；其中，所述供给通道具有位于所述通孔中的出口部分。2.如权利要求1所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述出口部分被可拆卸地安装在所述可旋转工作台上。3.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；其中，所述供给通道具有可拆卸地安装在所述可旋转工作台上的出口部分。4.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及出口部分移动装置，其用于沿所述通孔的延伸方向移动所述供给通道的出口部分。5.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；其中，所述供给通道具有非反射内表面。6.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及保护罩，当抛光垫被更换时，该保护罩被可拆卸地安装在所述可旋转工作台上；其中，所述保护罩被容纳在形成于所述抛光垫上的通孔中，并且覆盖构成形成于所述可旋转工作台中的所述供给通道的开口。7.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及用于供应流体的辅助供给通道，其沿所述可旋转工作台的转动方向设置在所述供给通道的前面。8.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；以及抛光垫块，其被安装在形成于所述抛光垫中的开口中，所述通孔形成于所述抛光垫块中；其中，所述抛光垫块具有与所述抛光垫的表面连续相连的垫块表面，并且所述垫块表面是平坦的。9.一种衬底抛光设备，包括可旋转工作台，其具有用于抛光半导体衬底的抛光垫；光发射和接收装置，其用于发射测量光，以使之穿过形成于所述抛光垫上的通孔到达所述半导体衬底，并且接收来自所述半导体衬底的反射光，以便测量所述半导体衬底上的薄膜；以及供给通道，其用于向所述测量光的通道供应流体；其中，所述通孔具有防水内表面。10.一种衬底抛光设备，包括抛光台，衬底被压靠在其上；衬底测量装置，其设置在所述抛光台中，以用于检测所述衬底的薄膜厚度或抛光终点；以及消耗件更换门，其被可打开和关闭地设置在所述抛光台上，以允许将消耗件取出或装入所述抛光台中。11.如权利要求10所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述衬底测量装置将测量光照射到所述衬底上，并根据来自所述衬底的反射光测量所述衬底上的薄膜。12.如权利要求10所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括用于发射所述测量光的光源部件。13.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件包括设置在流体通道中的控制阀，该流体被用于利用所述测量光的测量过程中。14.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件更换门设置在所述抛光台的侧面上。15.如权利要求11所述的衬底抛光设备，其特征在于，所述消耗件更换门设置在压靠所述衬底的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：广川一人，中井俊辅，大田真朗，和田雄高，小林洋一，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]