[发明专利]晶片的抛光控制方法及抛光系统

说明书

本发明涉及晶片的抛光控制方法及抛光系统，提供一种能够进行控制以便在抛光结束时间点使晶片抛光层的厚度分布均一的晶片的抛光控制方法及利用其的抛光系统，该方法包括：抛光步骤，针对晶片的所述抛光层进行抛光；光照射步骤，向所述晶片的所述抛光层的第1位置和第2位置照射光；光接收步骤，接收所述晶片的所述第1位置的第1反射光和所述第2位置的第2反射光；压力调节步骤，按区域(zone)调节所述晶片的压力，以便消除来自所述第1反射光的第1光干涉信号与来自所述第2反射光的第2光干涉信号的偏差。

技术领域

本发明涉及借助于利用多波长光的相位差检测的晶片的抛光控制方法及利用其的抛光系统，详细而言，涉及一种在抛光工序中，即使不完全算出抛光层的厚度，借助于利用了多波长光的相位差控制，便能够实时准确地调节抛光层的厚度的抛光控制方法及利用其的系统。

背景技术

化学机械式抛光(CMP)装置是，为了在半导体元件制造过程中，消除由于反复执行掩蔽、蚀刻及布线工序等而生成的晶片表面凹凸导致的cell区域与周边电路区域间发生高度差的全面平坦化，改善因电路形成用触点/布线膜分离及高集成元件化导致的晶片表面粗糙度等，而用于对晶片表面进行精密抛光加工的装置。

在这种CMP装置中，承载头在抛光工序前后，以晶片的抛光面与抛光垫相向的状态对所述晶片加压，使得进行抛光工序，同时，抛光工序结束后，以直接或间接真空吸附并把持晶片的状态，移送到下个工序。

图1a是化学机械式抛光装置1的概略图。如图1所示，化学机械式抛光装置1是在进行旋转11d的抛光板10的抛光垫11上，晶片W被抛光头20加压并实现抛光，同时，从浆料供应部(图中未示出)向抛光垫11上供应浆料并实现湿式抛光。而且，在此过程中，在调节器40进行旋转40d运动和回旋运动的同时，调节盘使抛光垫11表面改性，通过抛光垫11的微细槽，向晶片W供应浆料。

另一方面，随着半导体元件的集成化，晶片W的抛光层厚度需要精巧地得到抛光。为此，以往如大韩民国授权专利公报第10-542474号中公开的内容所示，要以如下方式检测抛光层厚度，即，在进行抛光工序的过程(S10)中，从发光部向晶片的抛光面照射光(S20)，光接收部接收从抛光层反射的反射光(S30)，跟踪接收的反射光的光干涉信号，间接地掌握抛光层的厚度变化(S40)。在图1a中，发光部与光接收部全部标记为附图标记“50”，既可以配置于贯通抛光垫和抛光板的贯通孔，也可以配置于抛光板上。

但是，在借助于CVD工序等沉积于晶片W的光透过性抛光层(例如，氧化物层)的厚度为通常的厚度(例如，左右)的情况下，借助于考查抛光面反射的干涉光的个数或变化趋势，可以掌握抛光结束时间点，但在沉积于晶片W的氧化物层的厚度为非正常过厚的厚度(例如，)的情况下，根据如上方式掌握抛光层的厚度则非常困难，准确检测抛光结束时间点也存在困难的问题。

更具体而言，从晶片W的氧化物层反射的干涉光如图1b及图1c所示，以按各波长而上下移动的形态变化，随着氧化物层的抛光，氧化物层的厚度越薄，各波长的波形的间隔越减小。而且，光谱的特定波长(例如，500nm的波长；λ1)的相对于时间轴(sec)的波形如图1d所示。因此，在沉积于晶片W的氧化物层的厚度为通常厚度的情况下，例如，在第2个上侧峰值点A2，可以事先预先确认(compensation)氧化物层的厚度达到目标厚度(大致)，可以在氧化物层的目标厚度下结束抛光。

但是，在沉积于晶片W的氧化物层的厚度比通常的厚度更厚的情况下(大致)，即使对晶片W进行抛光直至达到预定的第2个上侧峰值点A2，晶片W的氧化物层的厚度也成为无法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，尽管需要抛光晶片W直至达到时间超过预定次数上侧峰值点A2的上侧峰值点A3，但以干涉波的峰值是否达到既定次数为基础检测抛光结束时间点却存在只能包含与沉积于晶片W的初期氧化物层的厚度偏差相应地误差的局限。