TW201236814A - Device and method for measuring thickness of polishing slurry and chemical mechanical polishing apparatus - Google Patents
Device and method for measuring thickness of polishing slurry and chemical mechanical polishing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- TW201236814A TW201236814A TW100128835A TW100128835A TW201236814A TW 201236814 A TW201236814 A TW 201236814A TW 100128835 A TW100128835 A TW 100128835A TW 100128835 A TW100128835 A TW 100128835A TW 201236814 A TW201236814 A TW 201236814A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polishing
- distance
- distance sensor
- chemical mechanical
- disposed
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 282
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 82
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
- G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
201236814 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種用於化學機械拋光設備的拋光液厚度測 量裝置以及利用所述拋光液厚度測量裝置測量拋光液厚 度的測量方法，本發明還涉及一種安裝有所述抛光液厚 度測量裝置的化學機械拋光設備。 【先前技術】 [0002] 在積體電路製造工藝流程中，需要對晶圓表面的膜層進 行平坦化拋光’以滿足後續的工藝的需求，化學機械抛 光（CMP)是目前普遍採用的平坦化方式。 化學機械拋光的基本原理是：由拋光頭和拋光盤的旋轉 產生拋光所需要的相對運動，晶圓放在拋光頭内，拋光 塾枯貼在拋光盤表面，通過拋光頭對工件施加一定壓力 ’使晶圓壓在拋光墊表面，依靠晶圓和拋光墊之間的相 對運動’並借助於拋光液中的磨粒實現對工件表面的精 加工0 化學機械拋光一方面需要得到較高的去除率，以提高生 產效率，另一方面需要得到較高的平整度，必須將晶圓 的不均勻度控制在合理範圍内，否則將造成晶圓的報廢 。為了得到較好的平整度，需要對拋光的工藝參數進行 精確控制。 化學機械拋光是在磨粒的機械作用和拋光液的化學成分 的化學作用的共同作用下完成材料的去除。除了機械作 用的影響外，拋光液在晶圓與拋光墊接觸面的分佈情況 也是影響CMP平坦化效果的重要因素，弄清楚晶圓與抛光 墊之間實際的拋光液厚度分佈情況，對於弄清楚拋光液 1003379009-0 100128835 表單編號A0101 第4頁/共23頁 201236814 分佈對拋光均勻性的影響具有重要意義。 到目前為止’還沒有很好的方法在CMP過程中線上測量拋 光液厚度分佈，只有一些螢光方法模擬研究CMP過程的流 場分佈。 【發明内容】 [0003] 本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之_。 為此，本發明的一個目的在於提出一種可以線上測量並 得到拋光頭與拋光墊之間的拋光液厚度的用於化學機械 拋光設備的拋光液厚度測量裝置。 本發明的另一個目的在於提出一種利用所述拋光液厚度 測量裝置線上測量拋光液厚度的測量方法。 本發明的再一個目的在於提出一種安裝有所述拋光液厚 度測量裝置的化學機械拋光設備。
為了實現上述目的’根據本發明第一方面的實施例提出 一種用於化學機械拋光設備的拋光液厚度測量裝置，所 述化學機械拋光設備包括拋光頭、轉臺、設置在所述轉 臺的上表面上的拋光盤和設置在所述拋光盤的上表面上 且與所述拋光頭相對的拋光墊，根據本發明實施例的拋 光液厚度測量裝置包括：距離感測器，所述距離感測器 設置在所述拋光盤内用於測量所述距離感測器到所述拋 光頭上的晶圓的距離；距離變送器，所述距離變送器設 置在所述轉臺内且與所述距離感測器相連用於將所述距 離感測器的測量信號轉換為標準電信號；和處理單元， 所述處理單元與所述距離變送器相連用於獲取所述標準 電信號以得到所述拋光頭與所述拋光墊之間的拋光液厚 度0 100128835 表單編號A0101 第5頁/共23頁 1003379009-0 201236814 2轉明實施例的用於化學機_光設備的拋光液厚 :::裝置在所述拋光盤内設置所述距離感測器，並且 千機械拋光過財所逑㈣感測賴著所述拋光盤 起旋轉從而以扇形形式掃描整個晶圓表面，因此所述 測量所述拋光頭與所述搬 、、塾之間的拋紐厚度（即晶®與所述減墊之間的拋 "、厚度）所述拋光液厚度測量裝置還通過設置與所 述距離感測器相連的所述距離變送器以將所述距離感測 器的測量信號轉換為標準電信號，並且通過設置與所述 距離變送n相連的所料理單元m得制述拋光液 厚度。 另外，根據本發明實施例的撤光液厚度測量裝置可以具 有如下附加的技術特徵： 根據本發明的一個實施例，所述轉臺的上表面上設有第 凹槽’所述抛光盤覆蓋所述第~凹槽以限定出第·一容 納腔，所述距離變送器設置在所述第一容納腔内。 根據本發明的一個實施例’所述拋光盤的上表面上設有 第二凹槽，所述拋光墊覆蓋所述第二凹槽以限定出第二 容納腔，所述距離感測器設置在所述第二容納腔内。 根據本發明的一個實施例，所述拋光液厚度測量裝置還 包括安裝板，所述安裝板設置在所述第二容納腔内，所 述距離感測器安裝在所述安裝板上。通過在所述第二容 納腔内設置所述安裝板’可以使所述距離感測器（特別 是所述距離感測器為多個的時候）更方便地設置在所述 第二容納腔内。 根據本發明的一個實施例，所述距離感測器為多個且沿 100128835 表單編號 A0101 第 6 頁/共 23 頁 1003379009-0 201236814 所述拋光盤的徑向間隔開地排列。通過設置多個所述距 離感測器可以同時在不同的位置測量晶圓和所述拋光墊 之間的拋光液厚度，從而可以提高測量資料的密度，以 便更準確地得到所述拋光液厚度的分佈情況。 根據本發明的一個實施例，所述多個距離感測器沿所述 拋光盤的徑向等間隔地排列。 根據本發明的一個實施例，所述多個距離感測器沿所述 拋光盤的多個徑向排列成多個一維線性陣列。這樣可以 進一步提高測量資料的密度，從而更準確地得到拋光液 厚度的分佈情況。 根據本發明的一個實施例，所述安裝板為多個，所述多 個一維線性陣列對應地安裝在所述多個安裝板上。 根據本發明的一個實施例，所述多個距離感測器距所述 拋光墊或所述拋光盤的上表面的距離相同。 根據本發明的一個實施例，所述距離感測器為電渦流距 離感測器。 根據本發明的一個實施例，所述處理單元包括：導電滑 環，所述導電滑環的旋轉部分安裝到所述轉臺上且與所 述距離變送器相連，其中所述導電滑環的旋轉部分的旋 轉中心軸線與所述轉臺的旋轉中心軸線重合；採集卡， 所述採集卡與所述導電滑環的靜止部分相連以採集所述 標準電信號；信號轉換器，所述信號轉換器與所述採集 卡相連以將所述標準電信號轉換成數位信號；計算模組 ，所述計算模組與所述信號轉換器相連以利用所述數位 信號計算得到所述拋光液厚度；和顯示終端，所述顯示 終端與所述計算模組相連用於顯示所述拋光液厚度。 100128835 表單編號A0101 第7頁/共23頁 1003379009-0 201236814 根據本發明第二方面的實施例提出一種化學機械拋光設 備’所述化學機械抛光設備包括：轉臺；抛光盤，所述 拋光盤設置在所述轉臺的上表面上；拋光塾，所述拋光 墊設置在所述拋光盤的上表面上；拋光頭，所述拋光頭 與所述拋光墊相對；拋光液厚度測量裝置，所述拋光液 厚度測量裝置為根據本發明第一方面所述的拋光液厚度 測量裝置，其中距離感測器設置在所述抛光盤内用於測 量所述距離感測器到所述拋光頭上的晶圓的距離，距離 變送器設置在所述轉臺内且與所述距離感測器相連用於 將所述距離感測器的測量信號轉換為標準電信號，處理 單元與所述距離變送器相連用於獲取所述標準電信號以 得到所述拋光頭與所述拋光墊之間的拋光液厚度。 根據本發明實施例的化學機械拋光設備通過設置根據本 發明第一方面所述的拋光液厚度測量裝置，從而可以線 上測量並得到所述拋光頭與所述拋光墊之間的拋光液厚 度。這樣，利用所述化學機械拋光設備對晶圓進行化學 機械拋光可以提高晶圓的平整度。 根據本發明的一個實施例，所述轉臺的上表面上設有第 一凹槽，所述拋光盤覆蓋所述第一凹槽以限定出第一容 納腔，所述距離變送器設置在所述第一容納腔内。 根據本發明的一個實施例，所述拋光盤的上表面上設有 第二凹槽，所述拋光墊覆蓋所述第二凹槽以限定出第二 容納腔，所述距離感測器設置在所述第二容納腔内。 根據本發明第三方面的實施例提出一種拋光液厚度的測 量方法，所述測量方法包括：A)靜態載入測量：通過拋 光頭對晶圓進行靜態載入，利用根據本發明第_方面所 1003379009-0 100128835 表單編號A0101 第8頁/共23頁 201236814 述的拋光液厚度測量裝置的距離感測器以扇形形式掃描 整個晶圓表面，並利用所述距離感測器測量所述距離感 測器到所述晶圓表面的金屬層的距離，從而得到第一距 離；和B)動態旋轉測量：對所述晶圓進行化學機械拋光 ，按照步驟A的方式利用所述距離感測器再次測量所述距 離感測器到所述晶圓表面的金屬層的距離，從而得到第 二距離，計算所述第二距離與所述第一距離的差值作為 拋光液厚度。 根據本發明實施例的測量方法通過利用根據本發明第一 方面所述的拋光液厚度測量裝置的距離感測器以扇形形 式掃描整個晶圓表面，從而可以線上測量並得到所述拋 光頭與所述拋光墊之間的拋光液厚度。 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出， 部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐 瞭解到。 【實施方式】 [0004] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附 圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或 類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明， 而不能理解為對本發明的限制。 在本發明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“ 橫向”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、 “右”、“豎直”、“水準”、“頂”、“底” “内” 、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方 100128835 位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述， 表單編號A0101 第9頁/共23頁 1003379009-0 201236814 而不是指示或暗示所指㈣置或元件必須具有特定的方 位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發 明的限制。 僅用於描述目的，而不 此外，術語“第一 ’’ 、《第_，， 能理解為指示或暗示相對重要性 在本發明的描述中，除非另有衫和限定，需要說明的 疋術。安裝、相連，、“連接”應做廣義理解 ’例如，可以是機械連接或電連接’也可以是兩個元件 内部的連通’可以是直接相連，也可以通過中間媒介間 接相連’對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具 體情況理解上述術語的具體含義。 下面參照第1圖和第2圖描述根據本發明實施例的用於化 學機械拋光設備的拋光液厚度測量裝置。如第丨圖和第2 圖所不，所述化學機械拋光設備包括拋光頭10、轉臺20 、s免置在轉臺10的上表面上的拋光盤3〇和設置在拋光盤 30的上表面上且與拋光頭1〇相對的拋光墊4〇。根據本發 明實施例的拋光液厚度測量裝置包括距離感測器5〇、距 離變送器60和處理單元7〇。距離感測器5〇設置在拋光盤 30内用於測量距離感測器5〇到拋光頭i 〇上的晶圓i丨的距 離。距離變送器60設置在轉臺2〇内且與距離感測器50相 連用於將距離感測器50的測量信號轉換為標準電信號。 處理單元70與距離變送器6〇相連用於獲取所述標準電信 號以得到拋光頭10與拋光墊4〇之間的拋光液厚度。 根據本發明實施例的用於化學機械拋光設備的拋光液厚 度測量裝置在抛光盤30内設置距離感測器50，並且在化 學機械拋光過程中距離感測器50隨著拋光盤30 —起旋轉 100128835 表單編號A0101 第10頁/共23頁 1003379009-0 201236814 ":扇a形式掃插整個晶圓表面因此所述抛光液厚 曰裝置可以線上測量拋光頭10與拋光墊40之間的拋 光液厚度（即曰圓 日日圓11與拋光墊40之間的拋光液厚度）。 ^抛光液厚度剛量裝置還通過設置與距離感測器50相 連的距離變谈β Λ &b0以將距離感測器50的測量信號轉換為 標準電信號，、/ 、 ° 亚且通過設置與距離變送器60相連的處理 單元70以線上得到所述拋光液厚度。 在本《明的-些實施例中，轉臺2〇的上表面上可以設置 有第凹槽’抛先盤30可以覆蓋所述第-凹槽以限定出 第—谷納腔21 ’距離變送器60可以設置在第一容納腔21 内。 如第1圖和第2圖所示，在本發明的一些實施例中，距離 感測器5 0可以是多個且沿拋光盤3 0的徑向間隔開地排列 ’以排列成一維線性陣列。通過設置多個距離感測器5〇 可以同時在不同的位置測量晶圓11和拋光墊40之間的拋 光液厚度，從而可以提高測量資料的密度，以便更準確 地得到所述拋光液厚度的分佈情況。在本發明的一個具 體示例中’多個距離感測器5 〇可以沿拋光盤3 〇的徑向間 隔開地排列成一個一維線性陣列。具體地，多個距離感 測器5 0可以沿拋光盤3 〇的徑向等間隔地排列。 在本發明的一個具體示例中，多個距離感測器50可以沿 抛光盤30的多個徑向排列成多個一維線性陣列。這樣可 以進一步提高測量資料的密度，從而更準確地得到所述 拋光液厚度的分佈情況《其中，所述一維線性陣列可以 包括一個距離感測器50，也可以包括多個距離感測器50 。具體地，所述多個一維線性陣列可以均勻地設置在拋 100128835 1003379009-0 第11 ΐ/共23頁 表·革編號A0101 201236814 光盤30内，即所述多個一維線性陣列可以等角度地設置 在拋光盤30内，相鄰兩個所述一維線性陣列間隔的角度 (例如9 0度）可以相同。 在本發明的一些示例中，拋光盤3 0可以設置有安裝孔， 距離感測器50可以安裝在所述安裝孔内。當距離感測器 50為一個時，可以設置一個所述安裝孔。當距離感測器 50為多個時，可以設置多個所述安裝孔，距離感測器50 可以對應地安裝在所述安裝孔内。 如第1圖所示，在本發明的一些實施例中，拋光盤30的上 表面上可以設置有第二凹槽，拋光墊40可以覆蓋所述第 二凹槽以限定出第二容納腔31，距離感測器50可以設置 在第二容納腔31内。當距離感測器50的數量較多時，通 過在拋光盤30的上表面上設置所述第二凹槽，可以更方 便地設置距離感測器50。 在本發明的一個具體示例中，所述拋光液厚度測量裝置 還可以包括安裝板80，安裝板80可以設置在第二容納腔 31内，距離感測器50可以安裝在安裝板80上。通過在第 二容納腔31内設置安裝板80，可以進一步便於距離感測 器50 (特別是距離感測器50為多個的時候）設置在第二 容納腔31内，並且可以使多個距離感測器5 0更方便地和 準確地沿拋光盤30的徑向間隔開地排列。具體地，安裝 板80可以是長條形，且所述長條形的兩端為圓弧狀，從 而可以與第二容納腔31的内壁相配合。 在本發明的一個實施例中，安裝板80可以是多個，所述 多個一維線性陣列可以對應地安裝在多個安裝板80上， 即一個所述一維線性陣列可以安裝在一個安裝板8 0上。 100128835 表單編號A0101 第12頁/共23頁 1003379009-0 201236814 距離感測器50可以是已有的用於測量距離的感測器。距 離感測H50可以測量距離感測器5Q到晶圓表面的金屬層 的距離。具體地，轉❹彳㈣可以是電減距離感測 益。在本發明的-個具體示财，多個距離感測器咖巨 抛光塾1G或拋缝3〇的上表面的距離相同。
如第1圖所示，在本發明的一些實施例中，處理單元70可 以包括導電滑㈣ '採集卡72、信號轉換器、計算模组 和顯示終端73。導電滑環71的旋轉部分可以安裝到轉臺 上且可以與距離變送器6〇相連，導電滑環71的旋轉部 分的旋轉中心軸線與轉臺2〇的旋轉中心轴線重合。這樣 ’導電滑環71的旋轉部分可以隨著轉臺2G-起旋轉。採 集卡72可以與導電滑㈣的靜止部分相連輯集所述標 準電信號。所述信號轉換器可以與採集卡？2相連以將所 述標準電㈣轉換成數位信號1述計算模組可以與所 述信號轉換H相連關用所述數位錢計算得到所述拋 光液厚度。顯示終㈣可以與所述計算模組相連用於顯 不所述拋光液厚度。具體地，顯示終端73可以是已有的 .4示器。在本發明的一個具體示例中，可以利用電腦與 採集卡72相連’且所述電腦具有所述信號轉換器、所述 5十算模組和顯不終端7 3。 下面參照第1圖描述根據本發明實施例的化學機械拋光設 備。如第1圖所示，根據本發明實施例的化學機械拋光設 備包括轉臺20、拋光盤30、拋光塾40、拋光頭10和拋光 液厚度測量震置。拋光盤30設置在轉臺2〇的上表面上， 拋光墊40設置在拋光盤30的上表面上，拋光頭1〇與拋光 墊40相對。所述拋光液厚度測量裝置為上述的拋光液厚 100128835 表單編號A0101
第13頁/共23 I 1003379009-0 201236814 度測量裝置。其中，距離感測器50設置在拋光盤30内用 於測量距離感測器50到拋光頭1〇上的晶圓11的距離，距 離變送器60設置在轉臺20内且與距離感測器50相連用於 將距離感測器50的測量信號轉換為標準電信號，處理單 元70與距離變送器60相連用於獲取所述標準電信號以得 到拋光頭10與拋光墊40之間的拋光液厚度。 根據本發明實施例的化學機械拋光設備通過設置所述拋 光液厚度測量裝置，從而可以線上測量並得到晶圓11與 拋光墊40之間的拋光液厚度。這樣，利用所述化學機械 抛光設備對晶圓11進行化學機械拋光可以提高晶圓11的 平整度。 在本發明的一個具體示例中’轉臺2〇的上表面上可以設 置有第一凹槽’拋光盤30可以覆蓋所述第一凹槽以限定 出第一容納腔21 ’距離變送器60可以設置在第一容納腔 21内。在本發明的另一個具體示例中，如第1圖所示，拋 光盤30的上表面上可以設置有第二凹槽，拋光墊4〇可以 覆蓋所述第二凹槽以限定出第二容納腔31，距離感測器 50可以設置在第二容納腔31内。當距離感測器50的數量 較多時，通過在拋光盤30的上表面上設置所述第二凹槽 ，可以更方便地設置距離感測器50。 下面參照第3圖至第5圖描述根據本發明實施例的拋光液 厚度的測量方法。如第3圖至第5圖所示，根據本發明實 施例的所述測量方法包括： A)靜態載入測量：如第4圖所示，通過拋光頭10對晶圓 11進行靜態載入，此時拋光頭10和拋光盤30都不旋轉。 利用上述的拋光液厚度測量裝置的距離感測器50以扇形 100128835 表單.編號 A0101 第 14 頁/共 23 頁 1003379009-0 201236814 形式掃描整個晶圓表面（如第3圖所示），並利用距離感 測器50測量距離感測器50到所述晶圓表面的金屬層的距 離，從而得到第一距離；和 B)動態旋轉測量：如第5圖所示，對晶圓11進行化學機 械拋光，按照步驟A的方式（即利用距離感測器50以扇形 形式掃描整個晶圓表面）利用距離感測器50再次測量距 離感測器50到所述晶圓表面的金屬層的距離，從而得到 第二距離，計算所述第二距離與所述第一距離的差值作 為拋光液厚度。 具體地，如第3圖所示，R .為距離感測器5 0的徑向位置， j j為距離感測器50的編號，i為距離測量資料的採集角度 位置的編號。根據需要控制採集卡72的採樣頻率，即可 以控制相鄰兩次採集的角度位置間隔。距離感測器50隨 著拋光盤30 —起旋轉，以使距離感測器50以扇形的形式 掃過整個晶圓表面，這樣可以得到晶圓11與拋光墊40的 整個接觸面的拋光液厚度的分佈情況。例如，距離感測 器5 0的數量為η個，距離測量資料獲取的次數為m次，則 距離感測器50隨著拋光盤30旋轉一周可以得到mxn個資料 。如第3圖所示，在i = 1的位置處開始採集距離測量資料 ，在i=m的位置處結束採集距離測量資料。 根據本發明實施例的用於化學機械拋光設備的拋光液厚 度測量裝置可以線上測量並得到拋光頭1 0與拋光墊40之 間的拋光液厚度。這樣可以利用安裝有所述拋光液厚度 測量裝置的化學機械拋光設備獲得更高的晶圓11的平整 度。 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一 100128835 表單編號A0101 第15頁/共23頁 1003379009-0 201236814 些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例 ”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、 結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或 示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一 定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵 、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例 或示例中以合適的方式結合。 儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通 技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情 況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變 型，本發明的範圍由申請專利範圍及其等同物限定。 【圖式簡單說明】 [0005] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對 實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中： 第1圖是根據本發明實施例的拋光液厚度測量裝置的結構 不意圖， 第2圖是第1圖的俯視圖； 第3圖是利用根據本發明實施例的拋光液厚度測量裝置測 量拋光液厚度的示意圖； 第4圖是利用根據本發明實施例的拋光液厚度測量裝置測 量拋光液厚度的靜態載入測量步驟的示意圖； 第5圖是利用根據本發明實施例的拋光液厚度測量裝置測 量拋光液厚度的動態旋轉測量步驟的示意圖。 【主要元件符號說明】 [0006] 10 拋光頭 100128835 表單編號A0101 第16頁/共23頁 1003379009-0 201236814 11 晶圓 20 轉臺 21 第一容納腔 30 拋光盤 31 第二容納腔 40 抛光塾 50 距離感測器 60 距離變送器 70 處理單元 71 導電滑環 72 採集卡 73 顯不終端 80 安裝板 ❹ 100128835 表單編號A0101 第17頁/共23頁 1003379009-0
Claims (1)
- 201236814 七、申請專利範圍： 1 . 一種用於化學機械拋光設備的拋光液厚度測量裝置，所述 化學機械拋光設備包括拋光頭、轉臺、設置在所述轉臺的 上表面上的拋光盤和設置在所述拋光盤的上表面上且與所 述抛光頭相對的拋光墊，其特徵在於，所述拋光液厚度測 量裝置包括： 距離感測器，所述距離感測器設置在所述拋光盤内用於测 量所述距離感測器到所述抛光頭上的晶圓的距離； 距離變送器，所述距離變送器設置在所述轉臺内且與所述 距離感測器相連用於將所述距離感測器的測量信號轉換為 標準電信號；和 處理單元，所述處理單元與所述距離變送器相連用於獲取 所述標準電信號以得到所述拋光頭與所述拋光墊之間的拋 光液厚度。 2 .如申請專利範圍第1項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測量裝置，所述轉臺的上表面上設有第一凹槽’ 所述拋光盤覆蓋所述第一凹槽以限定出第一容納腔，其特 徵在於，所述距離變送器設置在所述第一容納腔内。 3 .如申請專利範圍第1項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測量裝置，所述拋光盤的上表面上設有第二凹槽 ’所述拋光墊覆蓋所述第二凹槽以限定出第二容納腔’其 特徵在於，所述距離感測器設置在所述第二容納腔内。 4 .如申請專利範圍第3項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測量裝置，其特徵在於，還包括安裝板’所述安 裝板設置在所述第二容納腔内，所述距離感測器安裝在所 100128835 表單編號A0101 第18頁/共23頁 1003379009-0 201236814 Ο ίο 11 100128835 表單編號Α0101 述安裝板上。 申明專幻範圍第4項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測4裝置’其特徵在於，所述距誠測II為多個 且沿所述拋光盤的徑向間隔開地排列。 申明專利範圍第5項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測4裝置，其特徵在於，所述多個赫感測器沿 所述抛光盤⑽向等間隔地排列。 、，申月專利範圍第5項所述的用於化學機械抛光設備的拋 光液厚度測量裝置’其特徵在於，所述多個_感測器沿 所述抛光盤的多個控向排列成多個—維線性陣列。 ，申明專利範圍第7項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測量裝置，其特徵在於，所述安裝板為多個，所 述多個 '維線性陣列對應地安裝在所述多個安裝板上。 如申°月專利範園第5項所述的用於化學機械拋光設備的拋 光液厚度測量裝置，其特徵在於，所述多個距離感測器距 所述拋光塾或所賴光盤的上表面的距離相同。 月專u範圍第！項至第9項中任一項所述的用於化學機 =光設備的拖光液厚度測量裝置，其特徵在於，所述距 離感測器為電竭流距離感測器。 申月專利範圍第1項所述的拋級厚度測量裝置，其特 徵在於’所述處理單元包括： 、’ 導電滑環’所述導電滑環_轉部分安裝_述轉臺上且 ”所述距離變”彳目連，其巾所述 旋轉中心轉與物臺的謝心嫩合^的 了與所述導電滑環的靜止部分相連以採 第19頁/共23頁 1003379009-0 201236814 ‘ 乾轉換器，所述#號轉換器與所述採集卡相連以將所述 標準電信號轉換成數位信號； 计算楱組，所述計算模組與所述信號轉換器相連以利用所 述數位信號計算得到所述拋光液厚度；和 顯示終端，所述顯示終端與所述計算模組相連用於顯示所 述拋光液厚度。 12. 種化學機械拋光設備，其特徵在於，包括： 轉臺； 拋光盤，所述拋光盤設置在所述轉臺的上表面上； 拋光墊，所述拋光墊設置在所述拋光盤的上表面上； 抛光頭，所述拋光頭與所述拋光墊相對； 拋光液厚度測量裝置，所述拋光液厚度測量裝置為如申請 專利範圍第1項至第11項中任一項所述的拋光液厚度測量 裝置’其中距離感測器設置在所述拋光盤内用於測量所述 距離感測器到所述拋光頭上的晶圓的距離，距離變送器設 置在所述轉臺内且與所述距離感測器相連用於將所述距離 感測器的測量信號轉換為標準電信號，處理單元與所述距 離變送器相連用於獲取所述標準電信號以得到所述拋光頭 與所述拋光墊之間的拋光液厚度。 13 .如申吻專利圍第12項所述的化學機械抛光設備，其特徵 在於’所述轉臺的上表面上設有第一凹槽，所述抛光盤覆 蓋所述第凹槽以限定出第-容納腔，所述距離變送器設 置在所述第一容納腔内。 14 . 如申请專利範H第12項或第13項所述的化學機械拋光設 備’其特徵在於’所述拋光盤的上表面上設有第二凹槽， 所述拋光墊覆所述第二凹槽以限定出第二容納腔，所述 100128835 表單編號A_1 S 20頁/共23頁 1003379009-0 201236814 、 距離感測器設置在所述第二容納腔内。 15 . —種拋光液厚度的測量方法，其特徵在於，所述測量方法 包括： A) 靜態載入測量：通過拋光頭對晶圓進行靜態載入，利 用如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的拋光液 厚度測量裝置的距離感測器以扇形形式掃描整個晶圓表面 ，並利用所述距離感測器測量所述距離感測器到所述晶圓 表面的金屬層的距離，從而得到第一距離；和 B) 動態旋轉測量：對所述晶圓進行化學機械拋光，按照 1 f 步驟A的方式利用所述距離感測器再次測量所述距離感測 器到所述晶圓表面的金屬層的距離，從而得到第二距離， 計算所述第二距離與所述第一距離的差值作為拋光液厚度 CJ 100128835 表單編號A0101 第21頁/共23頁 1003379009-0
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011100584220A CN102278967A (zh) | 2011-03-10 | 2011-03-10 | 抛光液厚度测量装置、测量方法和化学机械抛光设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201236814A true TW201236814A (en) | 2012-09-16 |
Family
ID=45104555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100128835A TW201236814A (en) | 2011-03-10 | 2011-08-12 | Device and method for measuring thickness of polishing slurry and chemical mechanical polishing apparatus |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130000845A1 (zh) |
| CN (1) | CN102278967A (zh) |
| TW (1) | TW201236814A (zh) |
| WO (1) | WO2012119355A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI896473B (zh) * | 2024-09-26 | 2025-09-01 | 大陸商華海清科股份有限公司 | 壓力調整方法、壓力調整裝置、電子設備、電腦儲存媒介和電腦程式產品 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103324131B (zh) * | 2013-05-28 | 2015-10-28 | 清华大学 | 晶圆铜膜厚度在线测量模块控制系统 |
| CN104465481A (zh) * | 2013-09-22 | 2015-03-25 | 盛美半导体设备（上海）有限公司 | 晶圆夹盘 |
| US9983574B2 (en) | 2013-09-30 | 2018-05-29 | United States Gypsum Company | Systems and methods for controlling a conveyor system during product changeovers |
| CN105397639B (zh) * | 2015-12-09 | 2017-12-08 | 浙江工业大学 | 一种悬浮抛光加工间隙检测方法 |
| TWI816620B (zh) | 2017-04-21 | 2023-09-21 | 美商應用材料股份有限公司 | 使用神經網路來監測的拋光裝置 |
| TWI825075B (zh) | 2018-04-03 | 2023-12-11 | 美商應用材料股份有限公司 | 針對墊子厚度使用機器學習及補償的拋光裝置、拋光系統、方法及電腦儲存媒體 |
| TWI828706B (zh) | 2018-06-20 | 2024-01-11 | 美商應用材料股份有限公司 | 用於原位電磁感應監控的基板摻雜補償的方法、電腦程式產品及研磨系統 |
| KR102631891B1 (ko) | 2018-09-26 | 2024-02-01 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 인-시튜 전자기 유도 모니터링에 대한 가장자리 재구성에서의 기판 도핑에 대한 보상 |
| KR102695542B1 (ko) * | 2018-11-28 | 2024-08-16 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 처리 장치 |
| CN109465739B (zh) * | 2018-12-14 | 2021-07-13 | 大连理工大学 | 一种半导体晶片光电化学机械抛光加工装置 |
| CN110207584B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-12-04 | 清华大学 | 一种膜厚测量方法、系统及化学机械抛光装置 |
| CN110044249B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-09-15 | 清华大学 | 一种膜厚测量方法、系统及化学机械抛光装置 |
| CN110281144A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-09-27 | 苏州大学 | 电诱导辅助化学机械抛光测试装置 |
| CN110823080A (zh) * | 2019-11-09 | 2020-02-21 | 诺斯贝尔化妆品股份有限公司 | 一种面膜厚度检测装置 |
| TWI745885B (zh) * | 2020-03-11 | 2021-11-11 | 合晶科技股份有限公司 | 化學機械研磨裝置及其活化拋光墊的方法 |
| US11791224B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-10-17 | Applied Materials, Inc. | Technique for training neural network for use in in-situ monitoring during polishing and polishing system |
| CN117900999A (zh) | 2020-06-24 | 2024-04-19 | 应用材料公司 | 使用研磨垫磨损补偿的基板层厚度确定 |
| US11794302B2 (en) | 2020-12-15 | 2023-10-24 | Applied Materials, Inc. | Compensation for slurry composition in in-situ electromagnetic inductive monitoring |
| CN112894609A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-04 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 化学机械抛光系统及化学机械抛光监测方法 |
| CN116967883B (zh) * | 2023-09-21 | 2023-11-24 | 江苏缪斯光电科技有限公司 | 一种瞄准镜用镜片的打磨抛光装置 |
| CN118404489B (zh) * | 2024-07-01 | 2024-09-13 | 浙江求是半导体设备有限公司 | 一种抛光设备及检测方法 |
| CN120791641B (zh) * | 2025-09-02 | 2025-11-28 | 丰豹智能科技(上海)有限公司 | 一种在线检测抛光液状态的护圈及检测方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7037403B1 (en) * | 1992-12-28 | 2006-05-02 | Applied Materials Inc. | In-situ real-time monitoring technique and apparatus for detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization |
| JPH09139367A (ja) * | 1995-11-10 | 1997-05-27 | Nippon Steel Corp | 半導体装置の平坦化方法及び装置 |
| US6273792B1 (en) * | 1999-08-11 | 2001-08-14 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for in-situ measurement of workpiece displacement during chemical mechanical polishing |
| US6657726B1 (en) * | 2000-08-18 | 2003-12-02 | Applied Materials, Inc. | In situ measurement of slurry distribution |
| JP3878016B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2007-02-07 | 株式会社荏原製作所 | 基板研磨装置 |
| US6811466B1 (en) * | 2001-12-28 | 2004-11-02 | Applied Materials, Inc. | System and method for in-line metal profile measurement |
| CN1176350C (zh) * | 2002-06-06 | 2004-11-17 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种浮法抛光液膜厚度测量装置 |
| US20040242121A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Kazuto Hirokawa | Substrate polishing apparatus |
| JP2005011977A (ja) * | 2003-06-18 | 2005-01-13 | Ebara Corp | 基板研磨装置および基板研磨方法 |
| WO2006124637A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-23 | The Ultran Group, Inc. | Ultraschallanalysator fur chemisch-mechanisches polierkissen |
| TWI289091B (en) * | 2005-10-06 | 2007-11-01 | Ind Tech Res Inst | Apparatus for endpoint detection during polishing |
| JP4790475B2 (ja) * | 2006-04-05 | 2011-10-12 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置、研磨方法、および基板の膜厚測定プログラム |
| CN101266915A (zh) * | 2007-12-25 | 2008-09-17 | 浙江工业大学 | 一种cmp过程中晶圆下液体薄膜中间变量的测量方法 |
| CN101275825A (zh) * | 2008-01-11 | 2008-10-01 | 浙江工业大学 | Cmp过程中晶圆下液体薄膜中间变量的测量装置 |
| US20090305610A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Applied Materials, Inc. | Multiple window pad assembly |
| CN102221416B (zh) * | 2011-03-10 | 2012-10-10 | 清华大学 | 抛光液物理参数测量装置、测量方法和化学机械抛光设备 |
-
2011
- 2011-03-10 CN CN2011100584220A patent/CN102278967A/zh active Pending
- 2011-06-07 US US13/387,964 patent/US20130000845A1/en not_active Abandoned
- 2011-06-07 WO PCT/CN2011/075423 patent/WO2012119355A1/zh not_active Ceased
- 2011-08-12 TW TW100128835A patent/TW201236814A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI896473B (zh) * | 2024-09-26 | 2025-09-01 | 大陸商華海清科股份有限公司 | 壓力調整方法、壓力調整裝置、電子設備、電腦儲存媒介和電腦程式產品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102278967A (zh) | 2011-12-14 |
| US20130000845A1 (en) | 2013-01-03 |
| WO2012119355A1 (zh) | 2012-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201236814A (en) | Device and method for measuring thickness of polishing slurry and chemical mechanical polishing apparatus | |
| CN102221416B (zh) | 抛光液物理参数测量装置、测量方法和化学机械抛光设备 | |
| CN104471685B (zh) | 监控扣环厚度及压力控制 | |
| TWI313488B (en) | Eddy current system for in-situ profile measurement | |
| CN103107110B (zh) | 一种芯片观察样品制作方法及系统 | |
| CN105283744A (zh) | 用以确定压力地图的测量装置及方法 | |
| CN103713002B (zh) | 一种测定汽车尾气催化剂涂层厚度的方法 | |
| CN107748129B (zh) | 一种用于多孔介质绝缘板材渗水的检测系统及其检测方法 | |
| CN109715342A (zh) | 用于化学机械抛光的抛光垫厚度的监测 | |
| TW201029086A (en) | Eddy current sensor with enhanced edge resolution | |
| CN110207584B (zh) | 一种膜厚测量方法、系统及化学机械抛光装置 | |
| CN103234449A (zh) | 有效减小提离波动影响的导体膜厚度测量方法及装置 | |
| CN111579604B (zh) | 一种可旋转的平面电容层析成像传感器 | |
| CN110044249A (zh) | 一种膜厚测量方法、系统及化学机械抛光装置 | |
| CN104111261A (zh) | 超细板条组织低合金钢有效晶粒尺寸的测量方法及装置 | |
| CN117890444A (zh) | 阵列式电极共面电容成像的沥青层隐性病害检测方法及装置 | |
| TW201125630A (en) | On-line detection and analysis apparatus of thin film filtration process | |
| Wang et al. | Effect of slurry injection position on material removal in chemical mechanical planarization | |
| US20060194512A1 (en) | Thickness control method and double side polisher | |
| CN206084732U (zh) | 裸晶片的研磨装置 | |
| Zhao et al. | Effects of the polishing variables on the wafer-pad interfacial fluid pressure in chemical mechanical polishing of 12-inch wafer | |
| CN116295222A (zh) | 一种平整度测试方法和装置 | |
| CN117848397A (zh) | 一种高灵敏多功能的微波人工局域等离激元传感系统 | |
| CN207415097U (zh) | 抛光垫 | |
| Zhao et al. | In situ measurement of fluid pressure at the wafer-pad interface during chemical mechanical polishing of 12-inch wafer |