[发明专利]研磨垫监测装置及监测方法

说明书

本发明提供了一种研磨垫监测装置，用于监测所述研磨垫是否划伤晶圆，研磨垫监测装置包括色差测量单元和判断单元。色差测量单元用于实时测量研磨垫表面的色差值，判断单元用于判断研磨垫是否划伤所述晶圆。当研磨垫表面的色差值大于或等于阈值时，则判定研磨垫会划伤所述晶圆。显示单元以图表的形式实时显示色差值和阈值。当所述研磨垫表面的色差值小于所述阈值时，则判定所述研磨垫不会划伤所述晶圆。在本发明提供的研磨垫监测装置中，通过色差测量单元实时测量所述研磨垫表面的色差，色差测量单元向所述判断单元实时反馈测量结果信号，进而通过所述判断单元判断所述研磨垫是否会划伤晶圆。相应的，本发明还提供一种研磨垫的监测方法。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种研磨垫监测装置及监测方法。

背景技术

多层金属化技术被引入到集成电路制造工艺中，此技术使芯片的垂直空间得到有效的利用，并提高了器件的集成度。但这项技术使得晶圆表面不平整度加剧，由此引发的一系列问题(如引起光刻胶厚度不均进而导致光刻受限)严重影响了大规模集成电路(LSD)的发展。针对这一问题，业界先后开发了多种平坦化技术，主要有反刻、玻璃回流、旋涂膜层等，但效果并不理想。直到化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)应用于晶圆的平坦化，使得晶圆表面平坦化上的效果较传统的平坦化技术有了极大的改善，从而使之成为了大规模集成电路制造中有关键地位的平坦化技术。

化学机械研磨是一个通过化学反应过程和机械研磨过程共同作用的工艺。通常地，在化学机械研磨过程中研磨头向晶圆背面施加一定的压力，以使晶圆正面紧贴研磨垫。所述研磨垫是粘贴于研磨盘上，当研磨盘在马达的驱动下进行旋转时，带动所述研磨垫旋转，研磨头也进行相应运动以带动晶圆运动，如此实现了晶圆和研磨垫产生相对运动。以使晶圆正面与研磨垫产生机械摩擦。同时，研磨液通过研磨液供应管路输送到研磨垫上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫上。研磨工艺所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒，通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶圆正面去掉，从而达到晶圆表面平坦化的目的。

在晶圆的化学机械研磨工艺中，晶圆不可避免的会遇到一些划伤缺陷，而划伤缺陷会直接导致晶圆制品的良率降低。另外，等工程师发现晶圆出现划伤缺陷时，往往是在研磨工艺结束后，此时已是一段时间之后了，而在这段时间里，相关的化学机械研磨设备又已加工了许多晶圆，而这些晶圆也会出现划伤缺陷，如此便会造成较大的损失。虽然目前不能彻底解决晶圆的划伤缺陷，但是如果能够实时监测及判断化学机械研磨工艺过程中研磨垫是否划伤晶圆，并且化学机械研磨设备发出预警，就可以让工程师及时做出响应以达到减少损失的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测方法及监测装置，能够实时监测及判断化学机械研磨工艺过程中研磨垫是否划伤晶圆。

为了达到上述目的，本发明提供了一种研磨垫监测装置，包括：

色差测量单元，用于实时测量所述研磨垫表面的色差值；

判断单元，用于判断所述色差值与一阈值的大小，当所述研磨垫表面的色差值大于或等于所述阈值时，则判定所述研磨垫会划伤晶圆，当所述研磨垫表面的色差值小于所述阈值时，则判定所述研磨垫不会划伤所述晶圆；

显示单元，以图表的形式实时显示所述色差值和所述阈值。

可选的，所述研磨垫具有若干层，所述研磨垫的最顶层与次顶层的颜色不同。

可选的，所述研磨垫具有若干层，所述研磨垫的最顶层被划伤时，研磨液和所述研磨垫的次顶层反应使得所述研磨垫表面产生色差。

可选的，所述色差值包括明度差异值、红/绿差异值和黄/蓝差异值。

可选的，所述色差测量单元为色差仪。

可选的，所述色差仪为非接触式的防水色差仪。