[实用新型]化学机械抛光终点检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种化学机械抛光终点检测装置。

背景技术

集成电路制造所需的化学机械抛光(chemical mechanical polishing，简称CMP)设备中，通常需要配备终点监测系统(End Point Detector，简称EPD)，以增加工艺窗口，更有效地控制工艺。目前CMP系统中EPD装置工作原理主要有光学、涡流、驱动马达电流、温度、生成物等方式；其中最常用、也是最有效的是光学检测方式，其通过检测晶圆表面反射光的变化来跟踪工艺进程，判断工艺终点。

相关的CMP终点检测装置采用激光器输出很短的平行线，然后加入外置的透镜组合进行发散、平行处理，达到一定长度的激光线，然后经过固定角度的平面反射镜通过pad窗口(激光线是沿着窗口的长边)照射到晶圆下表面，其反射光线再通过窗口返回到装置里的光传感器，从而检测到反射激光线的强度，并通过反射激光线的强度确定化学机械抛光工艺的终点。

然而，在实现本实用新型的过程中实用新型人发现相关技术至少存在以下问题：(1)激光器光学光路复杂，容易产生误差，集成度不够，造价高；(2)可调节性较差，容错性小，只能用于固定类型的CMP平台，不能适配与其他厂家的CMP平台；(3)整体尺寸大，空间利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种化学机械抛光终点检测装置。该装置通过转轴可调节激光线射向化学机械抛光平台的抛光盘上窗口的角度，由此，提高了该装置的可调节性，容错性，可适用于不同厂家的化学机械抛光平台。

为达到上述目的，本实用新型一方面实施例提出的化学机械抛光终点检测装置，所述装置与化学机械抛光平台配合使用，所述化学机械抛光平台的抛光盘上设置有窗口，所述装置包括：平面反射镜；搭载所述平面反射镜的转轴，所述转轴用于调整所述平面反射镜的角度；光发射模块，用于发出激光线，所述激光线经由所述平面反射镜通过所述窗口照射到所述抛光盘上的晶圆表面；光检测模块，用于接收经由所述窗口接收所述晶圆的反射光线，以根据所述反射光线确定化学机械抛光工艺的终点。

根据本实用新型实施例的化学机械抛光终点检测装置，通过转轴对平面反射镜的角度进行调整，即，通过转轴可调节激光线射向化学机械抛光平台的抛光盘上窗口的角度，由此，提高了该装置的可调节性，容错性，可适用于不同厂家的化学机械抛光平台。

根据本实用新型的一个实施例，所述光发射模块为一字线激光器，所述一字线激光器用于在距离所述一字线激光器的预设距离上提供预设长度的激光线。

根据本实用新型的一个实施例，所述一字线激光器发出的激光线与水平面平行。

根据本实用新型的一个实施例，所述预设长度大于或者等于10毫米，且小于或者等于15毫米。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：电路模块，与所述光检测模块相连，用于向所述光检测模块供电；

根据本实用新型的一个实施例，所述装置采用双层设计结构，所述平面反射镜、所述转轴、所述光发射模块和所述光检测模块设置在第一层中，所述电路模块设置在第二层，所述第一层和所述第二层之间设置有薄隔板。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置还包括：锁定部件，所述锁定部件用于在通过所述转轴将所述平面反射镜调整到预设角度时，锁定所述转轴，以固定所述平面反射镜的角度。

根据本实用新型的一个实施例，所述光检测模块为光采集传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述装置沿着所述抛光盘的半径方向放置。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的化学机械抛光终点检测装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的化学机械抛光终点检测装置的俯视图的示例图；

图3是一字线激光器在50mm处形成15mm的激光线的示意图；

图4a是椭圆形窗口的尺寸信息的示例图；

图4b是现有装置光线通过椭圆形窗口路径的示例图；

图4c是该实施例装置中光线通过椭圆形窗口路径的示例图；

图5a是矩形窗口的尺寸信息的示例图；