化學機械拋光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化學機械拋光裝置，更詳細地，涉及即使晶片進行往復移動，并執行化學機械拋光工序，也可以準確地檢測晶片的膜厚度的測定位置的化學機械拋光裝置。
【背景技術】
[0002]—般情況下，化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)工序是指以在進行旋轉的拋光平板上接觸晶片等基板的狀態進行旋轉，并執行機械拋光來以達到預先指定的厚度的方式使基板的表面變得平坦的工序。
[0003]為此，如圖1所示，化學機械拋光裝置I 一邊以使拋光墊11覆蓋拋光平板10的上方的狀態進行自轉，一邊利用承載頭20將晶片W加壓于拋光墊11的表面并進行旋轉，從而對晶片W的表面平坦地進行拋光。為此，具有調節器30，所述調節器30 —邊以使拋光墊11的表面維持恒定狀態的方式進行旋回運動30d，一邊使調節盤31同時執行加壓和旋轉30r，使拋光墊11發生改性，并通過漿料供給管40來向拋光墊11的表面供給用于執行化學拋光的漿料。
[0004]而且，在使晶片W位于底面的狀態下，承載頭20 —邊對晶片W進行加壓，一邊使晶片W旋轉20r。與此同時，在使晶片W位于底面的狀態下，承載頭20按指定的距離大小進行往復移動20d，來改變與晶片W相接觸的拋光墊11的部位，從而防止基于拋光墊11的磨損偏差的不均勻的拋光。
[0005]與此同時，具有傳感器50，所述傳感器50固定在拋光平板10，來與拋光墊11的旋轉Ilr 一同進行旋轉50r，并在經過晶片W的底面的過程中，測定晶片W的拋光層的厚度。由于傳感器50以固定在拋光平板10的狀態進行旋轉，因此，將會沿著規定的路徑P來旋轉。然而，由于晶片W在化學機械拋光工序中向具有半徑方向成分的方向進行往復移動20d，因而相對于晶片W，沿著規定的路徑P來移動的傳感器50將會經過不同軌跡P1、P2、P3。
[0006]因此，因固定在拋光平板10的傳感器50，基于晶片W的往復移動20d而使相對于晶片W的測定軌跡P1、P2、P3每次都不同，因而存在無法準確地測定晶片W的拋光層的厚度分布的問題。
【實用新型內容】
[0007]解決的技術問題
[0008]本實用新型用于解決如上所述的問題，本實用新型的目的在于，提供即使晶片進行往復移動，并執行化學機械拋光工序，也可以準確地檢測晶片的膜厚度的測定位置的化學機械拋光裝置。
[0009]進而，本實用新型的目的在于，即使無需單獨測定晶片W的位置，也可以準確地掌握以一體方式與拋光平板一同旋轉的傳感器所經過的軌跡，從而準確地測定晶片的拋光層的厚度分布。
[0010]由此，本實用新型的目的在于，在化學機械拋光工序中，準確地在晶片的整個表面檢測拋光層的厚度，從而可以精致地控制晶片的拋光層的厚度。
[0011]技術方案
[0012]為了實現如上所述的目的，本實用新型提供化學機械拋光裝置，其特征在于，包括:拋光平板，所述拋光平板的上表面被拋光墊覆蓋并進行自轉；拋光頭，在化學機械拋光工序中，一邊向所述拋光墊加壓所述晶片，一邊進行旋轉，并向所述拋光墊的具有半徑方向成分的方向進行往復移動；傳感器，固定在所述拋光平板來與拋光平板一同旋轉，并接收具有所述晶片的拋光層的厚度信息的接收信號；傳感器位置檢測單元，用于檢測固定在所述拋光平板的所述傳感器的旋轉位置；以及控制部，在從所述傳感器位于所述晶片的底面起接收的第一接收信號的發生位置中檢測所述拋光墊上的所述晶片的位置，并從所述晶片的檢測位置中檢測對于所述晶片的檢測軌跡，測定所述檢測軌跡中的所述晶片的拋光層的厚度，其中，對于所述晶片的檢測軌跡與從所述傳感器接收的所述第一接收信號對應。
[0013]這是因為，傳感器在位于晶片的外側的狀態下，未接收到接收信號，只有在傳感器位于晶片的底面的狀態下，才從晶片拋光層接收到接收信號，因此，在借助傳感器位置檢測單元來檢測固定在拋光平板的傳感器的旋轉位置時，檢測出從傳感器接收到接收信號的瞬間的傳感器的位置為晶片的邊緣末端所處的位置，從而可以通過從所檢測的晶片的邊緣末端沿著傳感器的指定的旋轉路徑的方式，來掌握傳感器對晶片進行檢測的軌跡。
[0014]此時，在傳感器掌握開始向晶片的邊緣末端進入瞬間的晶片的邊緣位置的情況下，理論上能夠以晶片的中心Ow為基準向半徑中心的內側和外側導出兩個檢測軌跡，但通常由于以拋光墊半徑的1/2以上的大小形成晶片的直徑，并且在拋光墊的邊緣和中心的中間部配置晶片，因此，實質上可以被特定為一個檢測軌跡。
[0015]此時，用于檢測所述傳感器位置的單元可以由多種公知的單元形成，例如，可以由編碼器形成。
[0016]而且，所述傳感器可以適用包含晶片的拋光層的厚度信息的多種傳感器，可以由光傳感器和渦流傳感器中的任意一個以上形成，所述光傳感器用于向晶片拋光層照射光并接收反射光，所述禍流傳感器的拋光層由導電層(electrically conductive layer)形成，并施加渦電流信號來接收接收信號。
[0017]而且，所述傳感器能夠以固定的方式設置在從拋光墊的中心向半徑方向隔著不同距離的位置。所述拋光層的厚度不僅是指所述晶片拋光層的絕對性的厚度值，而且包括所述拋光層的厚度變動值。
[0018]而且，多個所述傳感器可以配置在從拋光平板的旋轉中心向半徑方向隔著不同距離的位置。
[0019]S卩，所述檢測軌跡確定為連接第一位置和第二位置的形態，并通過反映固定在所述拋光平板的所述傳感器的移動曲率來確定，其中，所述第一位置為，在所述傳感器與所述拋光墊一同旋轉一圈的期間內，自從所述傳感器位于所述晶片的底面起，第一次接收所述第一接收信號時的位置；所述第二位置為，所述傳感器向所述晶片的底面外側脫離時，最后接收所述第一接收信號的位置。由此，即使在化學機械拋光工序中不實時監測以振動形態進行往復移動的晶片的位置，也可以準確地確定借助所述傳感器來測定的晶片拋光層的軌跡，從而具有可以準確地獲得晶片的拋光層中的厚度分布或厚度變化量分布的效果。
[0020]像這樣，隨著晶片向具有半徑方向成分的方向進行往復移動，并執行化學機械拋光工序，即使每當旋轉時，固定在拋光墊來經過晶片的底面的傳感器的軌跡變得不同，也可以監視傳感器的旋轉位置，來確定包含晶片拋光層的厚度信息的第一接收信號被傳感器接收的期間內的傳感器的旋轉位置，由此還可以確定晶片的位置，因此，可以掌握由傳感器經過的晶片的底面軌跡(檢測軌跡)。
[0021]所述傳感器可以適用能夠檢測晶片拋光層的厚度的多種傳感器。例如，可以包括光傳感器和渦流傳感器中的任意一個以上。
[0022]本說明書及實用新型的保護范圍所記載的術語“旋轉位置”被定義為與拋光墊一同旋轉的傳感器的圓周方向的位置。
[0023]實用新型的效果
[0024]如上所述，本實用新型可以獲得如下效果:在化學機械拋光工序中，晶片以隨機方式或與按指定的行程大小向具有半徑方向成分的方向進行往復移動，由此，即使固定在拋光平板來一同旋轉的傳感器每次經過晶片的底面的路徑不同，也只有在傳感器位于晶片的底面的狀態下從晶片拋光層接收接收信號，因此，可以通過反映傳感器的移動路徑的曲率來連接第一位置和第二位置的方式獲得由傳感器經過晶片的下側的準確的路徑，所述第一位置在傳感器與拋光平板一同旋轉一圈的過程中，在傳感器開始位于晶片的底面的下側的瞬間接收第一接收信號，在傳感器位于晶片的底面下側后向外側脫離的瞬間，所述第二位置接收第一接收信號。
[0025]由此，本實用新型可以獲得如下效果:即使晶片在化學機械拋光工序中以規則或不規則的方式進行往復移動，也可以實時準確地測定晶片的拋光層的厚度分布，從而可以調節精致的晶片拋光層的厚度。
【附圖說明】
[0026]圖1為示出以往的化學機械拋光裝置的結構的主視圖。
[0027]圖2為圖1的俯視圖。
[0028]圖3為示出在化學機械拋光工序中，基于晶片的往復移動的一個傳感器經過晶片的底面的多種路徑的圖。
[0029]圖4為示出本實用新型的一實施例的化學機械拋光裝置的結構的俯視圖。
[0030]圖5為用于說明在圖4的化學機械拋光裝置中的第一接收信號的發生位置檢測晶片的位置的方法的圖。
[0031]圖6為用于補充說明根據圖5來對晶片的位置進行檢測的圖。