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，化学机械研磨装置包括：研磨平板；研磨垫，其配置于研磨平板的上面并与基板接触；表面特性检测部，其对研磨垫的表面特性进行检测，通过所述化学机械研磨装置可获得的有利效果在于，准确地对研磨垫的状态进行感知，并且根据研磨垫的状态准确地对基板的研磨条件进行控制。

Chemical mechanical grinding device

The utility model relates to a chemical mechanical polishing apparatus, chemical mechanical polishing apparatus includes a polishing pad, polishing plate; above the lapping plate and disposed in contact with the substrate; detecting surface characteristics, the polishing pad surface characteristics were detected in a beneficial effect is obtained by the chemical mechanical polishing device. The perception of accurately on the polishing pad, and accurately on the substrate grinding control according to the state of the polishing pad.

【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，涉及一种能够准确地对研磨垫的状态进行检测并能够根据研磨垫的状态对化学机械研磨工艺条件进行控制的化学机械研磨装置。
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，在晶元表面进行与之相应的精密研磨。为了对晶元进行更加精密地研磨，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，提供一种能够准确地对研磨垫的状态进行检测的化学机械研磨装置。尤其，本技术的目的在于，利用研磨垫的表面特性能够准确地对研磨垫的状态(寿命、厚度、性能)进行检测。另外，本技术的目的在于，根据研磨垫的状态能够准确地对基板的研磨条件进行控制。另外，本技术的目的在于，根据研磨垫的状态能够准确地对研磨垫的调节条件进行控制。另外，本技术的目的在于，能够使工艺效率得到提高并且使生产效率得到提高。另外，本技术的目的在于，使基板的研磨品质得到提高。根据用于实现所述本技术的目的的本技术的优选实施例，化学机械研磨装置包括：研磨平板；研磨垫，其配置于研磨平板的上面并与基板接触；表面特性检测部，其对研磨垫的表面特性进行检测。这是为了准确地测量对基板进行研磨的研磨垫的状态并通过研磨垫的状态准确地对化学机械研磨工艺的整体状态进行掌握。尤其，通过对与基板接触的研磨垫的上面的表面粗糙度(surfaceroughness)进行检测，从而不仅可以了解研磨垫的寿命、研磨垫的厚度、相对基板的研磨垫的研磨性能，甚至还可以了解基板的研磨量，因而可以将研磨垫的表面粗糙度作为控制化学机械研磨工艺条件的基础资料使用。更为具体地，研磨垫的表面粗糙度与研磨垫的使用程度具有相关关系。例如，随着研磨垫的使用时间增加，研磨垫的表面粗糙度也一起变化(例如，增加)。因此，如果知道研磨垫的表面粗糙度，则不仅可以得知研磨垫的当前状态(例如，研磨垫的寿命、研磨垫的使用时间、研磨垫的厚度、相对基板的研磨垫的研磨性能)，还可以得知基板的研磨量。如此，本技术可获得的有利效果在于，通过对与基板接触的研磨垫的上面的表面粗糙度进行检测，可以准确地了解研磨垫的当前状态，并且可以将研磨垫的当前状态作为控制化学机械研磨工艺条件的基础资料使用。更为优选地，表面特性检测部在基板的研磨工艺中对研磨垫的表面特性进行实时检测。如此可获得的有利效果在于，通过在研磨工艺中对研磨垫的表面特性(表面粗糙度)进行实时检测，在研磨工艺中根据研磨垫的当前状态对化学机械研磨工艺条件进行实时控制。表面特性检测部可以构成为以多种方式对研磨垫的表面粗糙度进行检测。例如，在研磨平板形成有透明窗，所述透明窗和研磨垫具有相同的上面高度，并与基板接触，表面特性检测部以透明窗的表面粗糙度为基础对研磨垫的表面粗糙度进行检测。优选地，透明窗和研磨垫以相同的材质形成，在基板的研磨工艺中，透明窗和研磨垫的表面粗糙度相互保持一致。根据情况的不同，也可以在研磨垫直接对表面侧糙度进行检测。具体地，表面特性检测部包括：发光部，其配置于透明窗的下部并向透明窗的底面照射光；收光部，其以和发光部隔开的形式配置于透明窗的下部并接收从透明窗的上面反射的反射光；检测器，其利用在收光部接收的反射光对透明窗的表面粗糙度进行检测。此时，可获得的有利效果在于，通过发光部照射单一波长的光来提高检测器所检测的表面粗糙度的检测准确度并简化检测过程。优选地，发光部以使得被收光部接收的光以全反射的条件被接收的形式照射光。更为具体地，发光部构成为以相对透明窗的底面倾斜的形式照射光，以便在透明窗的上面的表面粗糙度非常低(光滑)的状态下能够全反射(100％反射)向透明窗的上面照射的光。具体地，透明窗包括第一引导槽，所述第一引导槽以使得从发光部照射的光垂直地射向透明窗的形式进行引导。更为具体地，在第一引导槽形成有第一光引导面，所述第一光引导面相对从发光部照射的光的光轴方向垂直。如此，可获得的有利效果在于，通过使得从发光部照射的光通过第一光引导面而垂直地射向透明窗，从而使得射向透明窗的底面的入射光在透明窗的底面得到最小化的反射，并更加满足在透明窗的上面的全反射条件。另外，透明窗包括第二引导槽，所述第二引导槽以使得从透明窗的上面反射的反射光从所述透明窗垂直地射出的形式进行引导。更为具体地，在第二引导槽形成有第二光引导面，所述第二光引导面相对从透明窗的上面反射的反射光的光轴方向垂直。如此，可获得的有利效果在于，通过使得从透明窗的上面反射的反射光通过第二光引导面而垂直地从透明窗射出，从而使得从透明窗的上面得到全反射的反射光在透明窗的底面(射出面)得到最小化的反射。并且，检测器可以通过对从透明窗的上面反射的反射光的强度进行测量而检测透明窗的表面粗糙度。换句话说，透明窗的表面粗糙度越高(越粗糙)，从透明窗的上面全反射的反射光的强度越减小，与此相反，透明窗的表面粗糙度越低(越光滑)，从透明窗的上面全反射的反射光的强度越增加，以所述为基础，通过对从透明窗的上面反射的反射光的强度进行测量可以检测透明窗的表面粗糙度。不同的是，检测器可以通过对从透明窗的上面反射的反射光的偏光程度进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括：研磨平板；研磨垫，其配置于所述研磨平板的上面，并与基板接触；表面特性检测部，其对所述研磨垫的表面特性进行检测。

【技术特征摘要】
2017.01.11 KR 10-2017-00039861.一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括：研磨平板；研磨垫，其配置于所述研磨平板的上面，并与基板接触；表面特性检测部，其对所述研磨垫的表面特性进行检测。2.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述表面特性检测部对与基板接触的所述研磨垫的上面的表面粗糙度进行检测。3.根据权利要求2所述的化学机械研磨装置，其特征在于，在所述研磨平板形成有透明窗，所述透明窗和所述研磨垫具有相同的上面高度，并与所述基板接触，所述表面特性检测部以所述透明窗的表面粗糙度为基础对所述研磨垫的表面粗糙度进行检测。4.根据权利要求3所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述透明窗和所述研磨垫以相同的材质形成，在所述基板的研磨工艺中，所述透明窗和所述研磨垫的表面粗糙度相互保持一致。5.根据权利要求3所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述表面特性检测部包括：发光部，其配置于所述透明窗的下部，并向所述透明窗的底面照射光；收光部，其以和所述发光部隔开的形式配置于所述透明窗的下部，并接收从所述透明窗的上面反射的反射光；检测器，其利用在所述收光部接收的所述反射光对所述透明窗的表面粗糙度进行检测。6.根据权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述发光部以相对所述透明窗的底面倾斜的形式照射所述光，所述收光部接收从所述透明窗的上面全反射的所述反射光。7.根据权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述检测器通过对从所述透明窗的上面反射的所述反射光的强度进行测量从而检测所述透明窗的表面粗糙度。8.根据权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述检测器通过对从所述透明窗的上面反射的所述反射光的偏光程度进行测量从而检测所述透明窗的表面粗糙度。9.根据权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述透明窗包括第一引导槽，所述第一引导槽以使得从所述发光部照射的所述光垂直地射向所述透明窗的形式进行引导。10.根据权利要求9所述的化学机械研磨装置，其特征在于，在所述第一引导槽形成有第一光引导面，所述第一光引导面相对从所述发光部照射的所述光的光轴方向垂直。11.根据权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述透明窗包括第二引导槽，所述第二引导槽以使得从所述透明窗的上面反射的所述反射光从所述透明窗垂直地射出的形式进行引导。12.根据权利要求11所述的化学机械研磨装置，其特征在于，在所述第二引导槽形成有第二光引导面，所述第二光引导面相对从所述透明窗的上面反射的所述反射光的光轴方向垂直。13.根据权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述透明窗包括：第一引导槽，其以使得从所述发光部照射的所述光垂直地射向所述透明窗的形式进行引导；第二引导槽，其以使得从所述透明窗的上面反射的所述反射光从所述透明窗垂直地射出的形式进行引导。14.根据权利要求13所述的化学机械研磨装置，其特征在于，在所述第一引导槽形成有第一光引导面，所述第一光引导面相对从所述发光部照射的所述光的光轴方向垂直；在所述第二引导槽形成有第二光引导面，所述第二光引导面相对从所述透明窗的上面反射的所述反射光的光轴方向垂直。15.根据权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述发光部照射单一波长的光。16.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述表面特性检测部在所述基板的研磨工艺中对所述研磨垫的表面特性进行实时检测。17.根据权利要求1至16中任意一项所述的化学机械研磨装置，其特征在于，包括研磨控制部，所述研磨控制部以在所述表面特性检测部所检测的所述研磨垫的表面特性为指标对所述基板的研磨条件进行控制。18.根据权利要求17所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述研磨控制部以所述研磨垫的表面特性为指标，对向所述研磨垫给所...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹相政，申盛皓，金圣教，
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