[发明专利]一种化学机械抛光系统

说明书

本发明提供了一种化学机械抛光系统，包括：前置单元，其内部储存有晶圆；设备主体，用于对晶圆进行抛光作业；机械手，在所述前置单元与所述设备主体之间进行交互以传递晶圆；前值量测单元，用于在晶圆传递过程中对抛光前的晶圆的厚度进行量测；后值量测单元，用于在晶圆传递过程中对抛光后的晶圆的厚度进行量测。本发明将晶圆厚度量测模块集成于化学机械抛光系统中，在晶圆传输过程中即可实现抛光前后晶圆表面的膜层厚度的实时量测，依据历史晶圆抛光前后表面沉积层厚度的变化关系以及下一片来料初始厚度对抛光工艺进行调整。

技术领域

本发明属于晶圆生产技术领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光系统。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit，IC)是信息技术产业发展的核心和命脉。集成电路一般通过在硅晶圆上相继沉积导电层、半导体层或绝缘层而形成。从而使晶圆表面沉积有填料层形成的薄膜。在制造工艺中，对表面膜层进行平坦化操作。

化学机械抛光(CMP)是一种公认的平坦化方法。这种平坦化方法通过物理研磨和化学反应的双重作用实现对膜层的平坦化，研磨时，抛光台上会设置抛光垫，晶圆会固定在承载头上，包括了研磨颗粒和研磨浆料的抛光液会从抛光液管输送到抛光液手臂上并通过抛光液手臂流动到抛光垫上，承载头会将晶圆和抛光垫接触并施加压力以及转动，之后实现对晶圆膜层的研磨。

各种光学量测统，例如光谱或椭圆偏振测量系统，可用于测量抛光前和抛光后的厚度，例如，在线量测模块或独立式量测设备。此外，各种原位监测技术，如光学或涡流检测，可用于检测抛光终点。

现有的对于晶圆表面透明介质膜、半导体薄膜的膜厚量测技术一般采用外挂于设备主体一侧的量测设备进行离线晶圆厚度量测，降低了产线的WPH，且成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种化学机械抛光系统。

本发明一实施例提供了一种化学机械抛光系统，包括：

前置单元，其内部储存有晶圆；

设备主体，用于对晶圆进行抛光作业；

机械手，在所述前置单元与所述设备主体之间进行交互以传递晶圆；

前值量测单元，用于在晶圆传递过程中对抛光前的晶圆的厚度进行量测；

后值量测单元，用于在晶圆传递过程中对抛光后的晶圆的厚度进行量测。

在一些实施例中，所述设备主体包括抛光单元、清洗单元、干燥单元和中转单元，晶圆在所述前置单元、所述抛光单元、所述清洗单元、所述干燥单元和所述中转单元之间依次传片。

在一些实施例中，所述机械手位于所述前置单元和所述设备主体之间，用于将晶圆由所述前置单元送入所述抛光单元，以及将晶圆由所述中转单元送回所述前置单元。

在一些实施例中，所述前值量测单元位于所述前置单元的出片口与所述设备主体之间的晶圆传输路径上。

在一些实施例中，所述后值量测单元，位于所述设备主体与所述前置单元的入片口之间的晶圆传输路径上。

在一些实施例中，所述前值量测单元和所述后值量测单元被配置为向晶圆发射探测光。

在一些实施例中，所述机械手携带晶圆匀速移动，所述前值量测单元和所述后值量测单元在固定时间间隔内向晶圆表面多次发射探测光，获得晶圆不同点位处的量测值。

在一些实施例中，所述前值量测单元和所述后值量测单元位于晶圆直径所在且垂直于晶圆的平面内,随晶圆的移动，探测光垂直照射至晶圆表面并沿晶圆的直径方向移动。

在一些实施例中，所述前值量测单元包括前值量测探头和与之连接的前值量测控制器；