[发明专利]化学机械研磨装置及其操作方法

说明书

本发明涉及一种化学机械研磨装置，涉及半导体器件的生产过程，包括一光学影像检测仪及一研磨装置控制装置，所述光学影像检测仪用于获取化学机械研磨装置内的修整盘于修整化学机械研磨装置内的研磨垫前的影像及于修整所述研磨垫后的影像，所述研磨装置控制装置连接所述光学影像检测仪，接收所述光学影像检测仪获取的所述修整盘于修整所述研磨垫前的影像及所述于修整所述研磨垫后的影像，并基于所述修整盘于修整研磨垫前的影像及所述于修整研磨垫后的影像输出一控制信号，所述控制信号控制所述化学机械研磨装置的工作，以提高半导体器件的良率。

技术领域

本发明涉及半导体器件的生产过程，尤其涉及一种化学机械研磨装置及其操作方法。

背景技术

在半导体器件的生产过程中，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺为其常用工艺，化学机械研磨工艺是一种利用化学机械研磨装置将晶圆全局或局部平坦化的工艺技术，广泛应用于半导体器件的生产过程中。

化学机械研磨工艺常伴随着几种缺陷种类，如：表面粒子残留、聚合物残留、凹陷及刮伤，其中多数的缺陷都可由化学机械研磨工艺的程式调整或后制程工艺改善，但严重的刮伤却是无法挽救的。刮伤会造成后续电性短路，回路故障，因此严重影响半导体器件的良率。

因此刮伤的避免极为重要，刮伤的成因大多可归类成以下几点：研磨粒子的聚集与形状、研磨垫的硬度、研磨机台内堆积的粒子掉落及研磨垫修整装置上的修整盘的砖石掉落，其中大多可藉由过滤器的更换，机台的定期清洁来改善，但修整盘上的砖石掉落问题最难防堵，且所造成的损伤也最为严重，请参阅图1，图1为现有技术的经化学机械研磨工艺后晶圆示意图，如图1所示，如修整盘上的砖石存在掉落问题，经化学机械研磨工艺后，晶圆表面存在严重的刮伤问题，严重影响半导体器件的良率。

如何解决因修整盘上的砖石掉落而引起的晶圆表面刮伤问题，成为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明之一目的在于提供一种化学机械研磨装置，包括至少一研磨盘、铺设于所述研磨盘上的研磨垫以及至少一研磨垫修整装置，所述研磨垫修整装置包括一修整盘，所述修整盘用于对所述研磨垫进行修整，其特征在于，还包括：一光学影像检测仪及一研磨装置控制装置，所述光学影像检测仪用于获取所述修整盘于修整所述研磨垫前的影像及于修整所述研磨垫后的影像，所述研磨装置控制装置连接所述光学影像检测仪，接收所述光学影像检测仪获取的所述修整盘于修整所述研磨垫前的影像及所述于修整所述研磨垫后的影像，并基于所述修整盘于修整研磨垫前的影像及所述于修整研磨垫后的影像输出一控制信号，所述控制信号控制所述化学机械研磨装置的工作。

更进一步的，所述光学影像检测仪位于所述修整盘的原始位置的下方，以获取所述修整盘的用于修整所述研磨垫的一侧的影像。

更进一步的，所述光学影像检测仪位于化学机械研磨装置内的所述修整盘用于修整所述研磨垫的一侧，以获取所述修整盘的用于修整所述研磨垫的一侧的影像。

更进一步的，更包括一液体喷射装置，所述液体喷射装置位于所述修整盘的原始位置的下方，所述液体喷射装置用于喷射液体到所述修整盘上，以清洗所述修整盘，所述光学影像检测仪位于所述液体喷射装置上。

更进一步的，所述修整盘的原始位置为所述修整盘未对所述研磨垫修整时所处的位置。

更进一步的，所述研磨装置控制装置接收所述修整盘于修整研磨垫前的影像及所述于修整研磨垫后的影像，并比较所述修整盘于修整研磨垫前的影像及所述于修整研磨垫后的影像的厚度，根据其厚度差输出所述控制信号。

更进一步的，所述修整盘于修整研磨垫前的影像与所述于修整研磨垫后的影像的厚度差小于阈值时，所述控制信号控制化学机械研磨装置继续工作。

更进一步的，所述修整盘于修整研磨垫前的影像与所述于修整研磨垫后的影像的厚度差大于阈值时，所述控制信号控制化学机械研磨装置停止工作。