[发明专利]研磨设备、检测装置以及半导体基板的研磨方法

说明书

本公开提供一种研磨设备、检测装置以及半导体基板的研磨方法，研磨设备包含一旋转平台、一研磨垫、一研磨浆提供器以及至少一检测装置。研磨垫是固定地设置于旋转平台上，研磨垫是被配置以被旋转平台旋转。研磨浆提供器是被配置以提供一研磨浆于研磨垫上。至少一检测装置是设置于研磨垫中，检测装置是被配置以检测研磨浆的成分与相对应的浓度。

技术领域

本发明实施例关于一种半导体制造技术，特别关于一种在研磨过程中监控研磨浆成分的研磨系统以及研磨方法。

背景技术

近年来，半导体集成电路(semiconductor integrated circuits)经历了指数级的成长。在集成电路材料以及设计上的技术进步下，产生了多个世代的集成电路，其中每一世代较前一世代具有更小更复杂的电路。在集成电路发展的过程中，当几何尺寸(也就是，工艺中所能产出的最小元件或者线)缩小时，功能密度(也就是，每一芯片区域所具有的互连装置的数目)通常会增加。一般而言，此种尺寸缩小的工艺可以提供增加生产效率以及降低制造成本的好处，然而，此种尺寸缩小的工艺也会增加制造与生产集成电路的复杂度。

在半导体元件制造中，化学机械研磨(CMP)扮演了相当重要的角色，化学机械研磨是一种集成电路成形的普遍施行方式。一般来说，化学机械研磨是应用于半导体晶圆的平坦化工艺。化学机械研磨是同时利用物理及化学力来对晶圆进行研磨。当晶圆位于一研磨垫上时，一夹持装置施加一下压力于一晶圆的背面。接着，当含有腐蚀性及反应性化学药品的一研磨浆通过晶圆下方时，研磨垫与晶圆可相对旋转，以对晶圆进行研磨。化学机械研磨是一种实现整个晶圆平坦化的有效方法。

虽然现有的半导体制造机台(包括晶圆研磨系统)已经可符合上述一般的目的，但这些半导体制造机台及过滤方法仍不能在各方面令人满意。

发明内容

本发明一些实施例提供一种研磨设备，包含一旋转平台、一研磨垫、一研磨浆提供器以及至少一检测装置。研磨垫是固定地设置于旋转平台上，研磨垫是被配置以被旋转平台旋转。研磨浆提供器是被配置以提供一研磨浆于研磨垫上。至少一检测装置是设置于研磨垫中，并且检测装置是被配置以检测研磨浆的成分与相对应的浓度。

本发明实施例另提供一种检测装置，设置于一研磨垫中，检测装置包含多个检测模块以及一处理芯片。各检测模块包含一反应区以及一检测电极。反应区是被配置以接收研磨垫上的一研磨浆，反应区包含有一反应物质，对应于研磨浆中的一成分。检测电极是被配置以于研磨浆的成分与反应物质产生反应时输出一检测信号。处理芯片是被配置以接收检测信号，以获得包含研磨浆的成分与浓度的一检测信息。

本发明实施例提供一种半导体基板的研磨方法，包含提供一研磨浆至研磨垫上的一研磨表面。再者，半导体基板的研磨方法还包含设置半导体基板至研磨表面上以进行一研磨处理。半导体基板的研磨方法还包含通过设置于研磨垫上的至少一检测装置检测研磨浆的成分以及浓度。

附图说明

图1为根据本发明一些实施例的一研磨设备的示意图。

图2与图3为根据本发明一些实施例的基板夹持装置由一基板承载座夹持半导体基板的作动示意图。

图4与图5为根据本发明一些实施例的基板夹持装置夹持半导体基板至研磨垫上的作动示意图。

图6为根据本发明一些实施例的研磨垫的上视图。

图7为根据本发明一些实施例的检测装置的示意图。

图8为根据本发明一些实施例的一检测装置设置于研磨垫的部分剖面示意图。

图9为根据本发明一些实施例的研磨浆中一些成分的浓度变化图。

图10为根据本发明另一实施例的研磨垫的上视图。

图11为根据本发明一些实施例中的半导体基板的研磨方法的流程图。

附图标记说明：