研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不使用光纤的光程切换器，而使用多个光传感器能够测定晶圆膜厚的研磨装置，该研磨装置具备：具有配置于研磨台(3)中不同位置的多个顶端(34a、34b)的投光光纤(34)；按照波长分解来自晶圆W的反射光，并测定各波长的反射光强度的分光器(26)；具有配置于研磨台(3)中不同位置的多个顶端(50a、50b)的受光光纤50)；以及生成表示反射光的强度与波长的关系的分光波形的处理部(27)。处理部(27)根据分光波形确定膜厚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨表面形成有膜的晶圆的研磨装置，特别涉及通过分析在来自晶圆的反射光中包含的光学信息，能够检测晶圆的膜厚的研磨装置。
技术介绍
半导体组件的制造步骤中包含：研磨二氧化硅(SiO2)等绝缘膜的工序；以及研磨铜、钨等金属膜的工序等各种工序。在背面照射型CMOS传感器及硅贯通电极(TSV)的制造工序，除了绝缘膜以及金属膜的研磨工序之外，还包含研磨硅层(硅晶圆)的工序。晶圆的研磨在构成其表面的膜(绝缘膜、金属膜、硅层等)的厚度达到指定的目标值时结束。晶圆的研磨使用研磨装置而进行。图13为表示研磨装置的一个实例的示意图。一般而言，研磨装置具备：支承研磨垫201并可旋转的研磨台202；在研磨台202上的研磨垫201上推压晶圆W的研磨头205；在研磨垫201上供给研磨液(浆液)的研磨液供给喷嘴206；以及测定晶圆W膜厚的膜厚测定装置210。图13所示的膜厚测定装置210为光学式膜厚测定装置。该膜厚测定装置210具备：发出光的光源212；连接于光源212的投光光纤215；在研磨台202中的不同位置配置有顶端的第一光纤216以及第二光纤217；将第一光纤216以及第二光纤217中的任何一方选择性地连接于投光光纤215的第一光程切换器220；测定来自晶圆W的反射光强度的分光器222；连接于分光器222的受光光纤224；在研磨台202中的不同位置配置有顶端的第三光纤227及第四光纤228；以及将第三光纤227以及第四光纤228中任何一方选择性地连接于受光光纤224的第二光程切换器230。第一光纤216的顶端以及第三光纤227的顶端构成第一光传感器234，第二光纤217的顶端以及第四光纤228的顶端构成第二光传感器235。这些第一光传感器234以及第二光传感器235被配置于研磨台202中的不同位置，在研磨台202旋转的同时，第一光传感器234以及第二光传感器235交互地穿过晶圆W。第一光传感器234以及第二光传感器235导光于晶圆W上，并接收来自晶圆W的反射光。反射光通过第三光纤227或第四光纤228传达至受光光纤224，进一步通过受光光纤224而传达至分光器222。分光器222按照波长分解反射光，测定反射光的各波长强度。处理部240连接于分光器222，从反射光强度的测定值生成分光波形(光谱)进而从分光波形确定晶圆W的膜厚。图14为表示第一光程切换器220的示意图。第一光程切换器220具备使第一光纤216以及第二光纤217的端部移动的压电致动器244。由于该压电致动器244使第一光纤216以及第二光纤217的端部移动，第一光纤216以及第二光纤217中的一方连接于投光光纤215。虽然未图示，但第二光程切换器230也具有相同构成。第一光程切换器220以及第二光程切换器230在第一光传感器234穿过晶圆W期间，将第一光纤216以及第三光纤227分别连接于投光光纤215以及受光光纤224，在第二光传感器235穿过晶圆W期间，将第二光纤217以及第四光纤228分别连接于投光光纤215以及受光光纤224。如此，由于在研磨台202旋转一周期间，第一光程切换器220及第二光程切换器230工作，因此，分光器222能够分别处理第一光传感器234以及第二光传感器235所接收的反射光。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2012-138442号公报专利文献2日本特表2014-504041号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，由于第一光程切换器220以及第二光程切换器230为机械的切换装置，因此长期持续使用时会发生不良状况，当第一光程切换器220或第二光程切换器230发生不良状况时，从第一光传感器234以及第二光传感器235导入分光器222的反射光强度改变，导致处理部240确定的膜厚发生变动。本专利技术是鉴于上述情形而做出的，其目的在于提供一种不使用光纤的光程切换器，而使用多个光传感器能够测定晶圆膜厚的研磨装置。解决问题的技术手段为了达成上述目的，本专利技术的一种方式为一种研磨装置，其特征在于，其具备：研磨台，其支承研磨垫；研磨头，其将晶圆推压于所述研磨垫；光源，其发出光；投光光纤，其具有配置于所述研磨台中的不同位置的多个顶端；分光器，其将来自晶圆的反射光按照波长分解，并测定各波长的反射光强度；受光光纤，其具有配置于所述研磨台中的所述不同位置的多个顶端；以及处理部，其生成显示所述反射光强度与波长的关系的分光波形；所述投光光纤连接于所述光源，将从所述光源发出的光引导于晶圆表面，所述受光光纤连接于所述分光器，将来自晶圆的反射光引导至所述分光器，所述处理部依据所述分光波形确定膜厚。本专利技术优选方式的特征在于，所述投光光纤具有：投光主干光纤，其连接于所述光源；以及第一投光分支光纤及第二投光分支光纤，其从所述投光主干光纤分支，所述受光光纤具有：受光主干光纤，其连接于所述分光器；以及第一受光分支光纤及第二受光分支光纤，其从所述受光主干光纤分支。本专利技术优选的方式的特征在于，所述投光光纤的顶端以及所述受光光纤的顶端导光于晶圆上，构成接收来自晶圆的反射光的第一光传感器以及第二光传感器，所述第二光传感器相对于所述研磨台的中心配置于所述第一光传感器的相反侧。本专利技术优选方式的特征在于，进一步具备校正用光源，其发出具有特定波长的光，所述校正用光源通过校正用光纤而连接于所述分光器。本专利技术优选方式的特征在于，所述光源由第一光源以及第二光源构成。本专利技术优选方式的特征在于，所述第一光源以及所述第二光源发出相同波长范围的光。本专利技术优选方式的特征在于，所述第一光源以及所述第二光源发出不同波长范围的光。本专利技术优选方式的特征在于，所述分光器由第一分光器以及第二分光器构成。本专利技术优选方式的特征在于，所述第一分光器以及所述第二分光器以在不同波长范围测定反射光强度的方式构成。本专利技术优选方式的特征在于，所述处理部对所述分光波形进行傅里叶变换处理，生成表示膜厚与频率成分强度的关系的频率光谱，确定比临界值大的频率成分强度的峰值，并确定对应于该峰值的膜厚。专利技术的效果来自晶圆的反射光仅在投光光纤以及受光光纤的顶端存在于晶圆下方时才引导至分光器。换而言之，投光光纤以及受光光纤的顶端不在晶圆下方时，引导至分光器的光强度极低。即，除了来自晶圆的反射光以外的光不被用于确定膜厚。因此，能够不设置光程切换器而确定膜厚。附图说明图1为表示本专利技术一种实施方式涉及的研磨装置的图。图2为表示研磨垫以及研磨台的俯视图。图3为表示连接于光源的投光光纤的放大图。图4为表示连接于分光器的受光光纤的放大图。图5为用于说明光学式膜厚测定器的原理的示意图。图6为表示分光波形的一个实例的图形。图7为表示对图6所示的分光波形进行傅里叶变换处理而获得的频率光谱图形。图8为表示投光光纤的顶端以及受光光纤的顶端不在晶圆下方时生成的频率光谱图形。图9为表示具备第一光源与第二光源的实施方式的示意图。图10为表示除了光源之外，进一步具备发出具有特定波长的光的校正用光源的实施方式的示意图。图11为表示具备第一分光器与第二分光器的实施方式的示意图。图12为表示设有第一光源及第二光源、第一分光器及第二分光器的实施方式的示意图。图13为表示研磨装置的一个实例的示意图。图14为表示图13所示的第一光程切换器的示意图。具体实施方式以下，参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨装置，具备：研磨台，其支承研磨垫；研磨头，其将晶圆推压于所述研磨垫；光源，其发出光；投光光纤，其具有配置于所述研磨台中的不同位置的多个顶端；分光器，其按照波长分解来自晶圆的反射光，并测定各波长的反射光强度；受光光纤，其具有配置于所述研磨台中的所述不同位置的多个顶端；以及处理部，其生成表示所述反射光的强度与波长的关系的分光波形；所述研磨装置的特征在于，所述投光光纤连接于所述光源，将从所述光源发出的光引导于晶圆表面，所述受光光纤连接于所述分光器，将来自晶圆的反射光引导至所述分光器，所述处理部根据所述分光波形确定膜厚。

【技术特征摘要】
2015.06.05 JP 2015-1147671.一种研磨装置，具备：研磨台，其支承研磨垫；研磨头，其将晶圆推压于所述研磨垫；光源，其发出光；投光光纤，其具有配置于所述研磨台中的不同位置的多个顶端；分光器，其按照波长分解来自晶圆的反射光，并测定各波长的反射光强度；受光光纤，其具有配置于所述研磨台中的所述不同位置的多个顶端；以及处理部，其生成表示所述反射光的强度与波长的关系的分光波形；所述研磨装置的特征在于，所述投光光纤连接于所述光源，将从所述光源发出的光引导于晶圆表面，所述受光光纤连接于所述分光器，将来自晶圆的反射光引导至所述分光器，所述处理部根据所述分光波形确定膜厚。2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述投光光纤具有：投光主干光纤，其连接于所述光源；以及从所述投光主干光纤分支的第一投光分支光纤及第二投光分支光纤，所述受光光纤具有：受光主干光纤，其连接于所述分光器；以及从所述受光主干光纤分支的第一受光分支光纤及第二受光分支光纤。3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述投光光纤的顶端...

【专利技术属性】
技术研发人员：金马利文，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP