[实用新型]具有氧化物层的晶片的抛光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学机械抛光系统，更详细地，涉及一种在抛光工序中即使不完全计算出抛光层的厚度也准确地控制抛光层的厚度的化学机械抛光系统。

背景技术

化学机械抛光(CMP)装置是用于对晶片的表面进行精密抛光加工的装置，以谋求在半导体元件的制作过程中去除在反复执行掩膜、蚀刻及配线工序等过程中生成的晶片表面的凹凸所导致的单元区域和周边回路区域之间的高度差的广域平坦化，以及基于回路形成用触点/配线膜分离及高集成元件化的晶片表面的粗糙度的提高等。

在这种化学机械抛光装置中，承载头以使晶片的抛光面在抛光工序前后与抛光垫对置的状态，对所述晶片进行加压来执行抛光工序，并且，若结束抛光工序，则以直接或间接的方式对晶片进行真空吸附，并以把持的状态向下一工序移动。

图1a为化学机械抛光装置1的简图。如图1所示，化学机械抛光装置1一边借助承载头20在进行旋转11d的抛光平板10的抛光垫11上加压晶片W，一边实现抛光，同时，在抛光垫11上，一边从浆料供给部(未图示)供给浆料，一边实现湿式抛光。而且，在这一过程中，调节器40一边进行旋转40d运动和回旋运动，一边使调节盘对抛光垫11进行表面改性，从而通过抛光垫11的微细槽向晶片W供给浆料。

另一方面，随着半导体元件的集成化，晶片W的抛光层需要精致地对厚度进行抛光。为此，如以往的韩国授权专利公报第10-542474号所公开，在执行抛光工序的步骤S10中，通过从发光部向晶片的抛光面照射光(步骤S20)，由受光部接收抛光层中的被反射的反射光(步骤S30)，并追踪所接收的反射光的光干涉信号来间接地掌握抛光层的厚度变化(步骤S40)的方式检测抛光层的厚度。在图1a中，发光部和受光部均被标为附图标记“50”，并且，既可以配置于贯通抛光垫和抛光平板的贯通孔，又可以配置于抛光平板上。

但是，在通过气相沉积(CVD)工序等来蒸镀于晶片W的透光性抛光层(例如，氧化物层)的厚度为常规厚度(例如，至左右)的情况下，虽然可以通过观察从抛光面反射的干涉光的数量或推移来掌握抛光结束时间点，但在蒸镀于晶片W的氧化物层的厚度为异常过厚的厚度(例如，至)的情况下，很难通过所述方式来掌握抛光层的厚度，并且，在准确地检测抛光结束时间点方面也存在困难。

更具体地，如图1b及图1c所示，从晶片W的氧化物层反射的干涉光变成按各不同的波长上下移动的形态，随着氧化物层的厚度根据氧化物层的抛光而变薄，各不同的波长的波形的间隔则会减少。而且，针对光谱的特定波长(例如，500nm的波长；λ1)的时间(sec)的波形如图1d所示。因此，在通常的情况下，就蒸镀于晶片W的氧化物层的厚度而言，例如，可以事先确认(compensation)第二个上侧峰点A2中的氧化物层的厚度达到目标厚度(约至)，并可以结束在氧化物层的目标厚度中的抛光。

但是，在蒸镀于晶片W的氧化物层的厚度大于常规厚度的情况(约)下，即使在达到预定的第二个上侧峰点A2为止对晶片W进行抛光，晶片W的氧化物层的厚度也成为未达到目标厚度的状态。即，在氧化物层的厚度通常更厚的情况下，即使进行抛光至达到时间大于预定次数的上侧峰点A2的上侧峰点A3，基于干涉波的峰值是否到达规定的次数来检测抛光结束时间点的方式也存在只能接受与蒸镀于晶片W的初始氧化物层的厚度的偏差相对应的误差的局限性。

而且，不同于如图1b及图1c所示，以往存在除了计算一个波长的干涉光的周期次数之外，没有可以检测氧化层膜的厚度的方法的问题(以往，不利用具有多个波长的光而利用具有一个波长的激光束来检测氧化物层的目标厚度，但在图1b及图1c中示出具有多个波长的光谱，并非使用以往具有多个波长的光，而是作为支持本实用新型的原理，用于说明从氧化物层反射的光的特性)。

而且，通过气相沉积工序等来蒸镀于晶片W的表面的氧化物层形成为边缘薄、中央部厚的情况诸多，因此，从中央部的厚的部分反射的干涉光的波形中准确地检测抛光结束时间点存在非常难的问题。

并且，因晶片表面的图案而同时检测出大大小小的厚度，导致很难掌握厚度，因此，在抛光工序中实时测定晶片抛光层的厚度，且均匀地控制晶片的抛光层的厚度则存在更加困难的问题。

实用新型内容

本实用新型是在上述的技术背景下提出的，本实用新型的目的在于，提供即使在抛光工序中不计算出晶片抛光层的厚度，也可以在抛光工序中准确地按所意图的分布调节抛光层的厚度的化学机械抛光系统。