[发明专利]抛光监视方法和抛光设备

说明书

技术领域

本发明涉及在抛光(研磨)过程中监视形成在基片表面上的导电膜的厚度变化的方法，并且涉及抛光设备。 

背景技术

抛光设备被广泛用于抛光形成在晶片表面上的导电膜，例如隔离膜和互联金属膜。抛光终点检测和抛光过程中抛光条件的变化是基于导电膜的厚度确定的。因此，抛光设备通常包括膜厚度检测器，用于在抛光过程中检测导电膜的厚度。所述膜厚度检测器的一个典型例子是涡电流传感器。所述涡电流传感器被构造成供应高频交流电流至线圈，以便在导电膜中感应出涡电流，从而由感应涡电流的磁场引起的阻抗的变化检测出导电膜的厚度。 

图1是用于解释涡电流传感器的原理的等效电路图。当AC电源发送高频交流电流11至线圈1时，线圈1中感应出的磁力线穿过导电膜。结果，互感发生在传感器侧电路和导电膜侧电路之间，并且涡电流12流经导电膜。该涡电流12产生的磁力线引起传感器侧电路的阻抗变化。涡电流传感器根据传感器侧电路的阻抗的变化测量出导电膜的厚度。 

在图1所示的传感器侧电路和导电膜侧电路中，满足下面的等式。 

R₁I₁+L₁dI₁/dt+MdI₂/dt＝E(1) 

R₂I₂+L₂dI₂/dt+MdI₁/dt＝0(2) 

其中M表示互感系数，R₁表示包括线圈1的传感器侧电路的等效电阻，L₁表示包括线圈1的传感器侧电路的自感系数，R₂表示对应于涡电流损耗的等效电阻，L₂表示涡电流流经的导电膜的自感系数。 

令I_n＝A_ne^jωt(正弦波)，上述等式(1)和(2)可以如下表示： 

(R₁+jωL₁)I₁+jωMI₂＝E(3)

(R₂+jωL₂)I₂+jωMI₁＝0       (4) 

从上述等式(3)和(4)，下面的等式可以得出。 

I₁＝E(R₂+jωL₂)/[(R1+jωL₁)(R₂+jωL₂)+ω²M²] 

＝E/[(R₁+jωL1+ω²M²/(R₂+jωL₂)]       (5) 

因此，传感器侧电路的阻抗Φ由下面的等式给出。 

Φ＝E/I₁＝[R₁+ω²M²R₂/(R₂²+ω²L₂²)] 

          +jω[L₁-ω²L₂M²/(R₂²+ω²L₂²)]     (6) 

以X和Y分别表示阻抗Φ的实部(即电阻分量，resistance component)和虚部(即感抗分量，inductive reactance component)，上述等式(6)可以下式表示。 

Φ＝X+jωY                                   (7)