化学机械抛光装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种化学机械抛光装置，更详细地，涉及一种用于解决为了在化学机械抛光工序中测定晶片的抛光层的厚度而进行照射的光的位置的测定误差的化学机械抛光装置。
【背景技术】
[0002]—般情况下，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)工序是指以在进行旋转的抛光平板上接触晶片等基板的状态进行旋转，并执行机械抛光来以达到预先设定的厚度的方式使基板的表面变得平坦的工序。
[0003]为此，如图1所示，化学机械抛光装置一边以使抛光垫11覆盖抛光平板10的上方的状态进行自转，一边利用抛光头20将晶片W加压于抛光垫11的表面并旋转，从而对晶片的表面平坦地进行抛光。为此，具有调节器30，上述调节器30用于旋转30r按设定的加压力30F对抛光垫的表面进行加压的调节盘31，并进行改性，通过浆料供给部40来向抛光垫11的表面供给用于执行化学抛光浆料。
[0004]此时，由于执行化学机械抛光工序的晶片的抛光层的厚度需要在到达最终目标厚度的状态下中断，因此，在化学机械抛光工序中，晶片的抛光层的厚度持续地被温度传感器50监测。根据情况，可以在化学机械抛光工序中通过温度传感器50来测定晶片的抛光层的厚度的分布，从而可以通过控制部70来控制厚度分布。
[0005]上述温度传感器50可以根据晶片的抛光层Le的种类来以不同的方式设置，但在光传感器的情况下，晶片的抛光层Le可以一同适用于氧化物层和金属层。在晶片的抛光层Le为氧化物层的情况下，可以在抛光初始步骤中利用由光传感器形成的温度传感器50来获得晶片的抛光层的厚度分布，与此同时，还可以对抛光结束时间进行检测。而且，在晶片的抛光层Le为金属层的情况下，可以对抛光结束时间进行检测。
[0006]S卩，如图2所示，当以与抛光垫11 一同旋转的方式设置，并经由晶片的下侧时，向抛光层Le照射光信号Li之后，接收从抛光层Le反射的受光信号Lo，并向控制部70传输受光信号Lo来检测晶片W的抛光层Le的厚度。更加具体地，如图4及图5所示，从光传感器50照射的光信号Li 一边经由晶片W的下侧，一边经由在抛光层的表面Se中反射的受光信号Lol和抛光层Le，从而借助在其内侧的边界Si中反射的受光信号Lo2的干扰信号或位相差来获得抛光层的厚度或厚度分布。
[0007]但是，如图3及图4所示，用于制作半导体元件或封装件的晶片W的抛光层Le的内侧边界面Si并不平坦，而是形成有凹凸99。S卩，在用于制作半导体元件或封装件的元件D的区域形成有凹凸99，而由于元件D中间区域B为用于分别对元件D进行分割的切割线，从而无需单独安装，因此，形成平坦面。
[0008]因此，如图5所不，在直径大致为10?20 μ m的光信号Li经由抛光层Le的表面并向中间区域B照射的情况下(S1，S2)，受光信号Lol、Lo2可以全部被光传感器50接收并准确地测定抛光层Le的厚度，但若光信号Li经由抛光层Le的表面来向元件D的凹凸部分99的内侧面S3照射，则反射方向互不相同，从而以失去受光信号Lol、Lo2的一部分的状态接收，因此，存在晶片W的抛光层Le的测定准确率会根据接收光信号Li的位置S而发生显著差异的冋题。
[0009]由此，虽然不断进行着仅向未形成有元件D的中间区域B照射光信号Li的试图，但在进行自转的晶片W的板面中，控制成仅向中间区域B照射光信号Li是件非常难的事情，因此，在现实生活中并未得到实现。
【实用新型内容】
[0010]解决的技术问题
[0011]本实用新型为了解决如上所述的问题而提出，本实用新型的目的在于，解决在化学机械抛光工序中为了测定晶片的抛光层的厚度而照射的光的位置的测定误差。
[0012]由此，本实用新型的目的在于，即使不进行从光传感器仅向特定位置照射光信号的复杂的控制，也可以准确地测定晶片位置的抛光层的厚度。
[0013]技术方案
[0014]为了实现如上所述的目的，本实用新型化学机械抛光装置，为了制作多个元件，对以隔着间隔的方式配置上述元件的晶片的抛光层进行抛光，上述化学机械抛光装置的特征在于，包括:抛光平板，上述抛光平板的上表面覆盖有抛光垫并进行自转，上述抛光垫与上述晶片的上述抛光层相接触；以及光传感器，向上述晶片的上述抛光层照射光信号，并通过在上述抛光层中反射的受光信号检测上述晶片的抛光层的厚度，且上述光的斑点大小的直径形成为，大于上述元件的宽度和长度中的至少一个。
[0015]这是为了可以使光传感器的光的斑点大小更大于元件的宽度和长度中的至少一个，从而可以从受光信号中更加准确地检测晶片的抛光层的厚度，上述光传感器用于向晶片的抛光层入射光信号，并接收从晶片反射的受光信号。
[0016]S卩，通过将光传感器中的光信号的斑点大小扩大为大于元件，使得在晶片的抛光层反射的受光信号中也恒定包含在元件所处的区域中反射的受光信号，因此，即使光信号的一部分在元件所处的区域中损失或散射而使光传感器无法受光，也可以与光信号的照射位置无关地使在受光信号中损失或散射而未受光的信号的量变得均衡，从而以扩大的面积向抛光层入射，最终可以从反射的受光信号中准确地检测抛光层的厚度。
[0017]为此，优选地，上述光传感器的上述斑点为可以使一个元件位于上述斑点的内部的形状。例如，上述光传感器的上述斑点的直径可以形成为1英寸以上。
[0018]并且，上述光信号的宽度大小可以被设定为上述元件的宽度与上述中间区域的宽度之和，上述光信号的长度的大小可以被设定为上述元件的长度与上述中间区域的长度之和。在这种情况下，无论光信号位于晶片的哪个位置，可以使至少一个元件和一个中间区域一同位于斑点的内部。
[0019]S卩，优选地，上述光信号的宽度被设定为上述元件的宽度与上述中间区域的宽度之和的整数倍，上述光信号的长度被设定为上述元件的长度与上述中间区域的长度之和的整数倍。由此，从光传感器射出的斑点可以包括指定数量的元件和中间区域，从而可以始终恒定维持在元件中损失或散射的受光信号的量。
[0020]为此，上述光信号除了可以呈圆形之外，还可以呈与元件的形状类似的矩形形状。更优选地，上述光信号为与向宽度方向和长度方向逐个合并与元件相邻的中间区域的形状类似形状的矩形。
[0021]在此，上述光传感器既能够以一边与上述抛光垫一同旋转，一边测定晶片的抛光层的厚度的方式设置，而上述光传感器能够以在形成于上述抛光垫的贯通部的底面固定位置的状态对晶片的抛光层的厚度进行测定。
[0022]而且，上述化学机械抛光装置的控制部可以接收光传感器的受光信号，并对受光信号进行平均化来检测上述抛光层的厚度，从而可以从扩大的光信号所反射的大面积的受光信号中准确地检测抛光层的厚度。
[0023]实用新型效果
[0024]如上所述，本实用新型可以获得如下有益效果:相比于元件的大小，以更大的方式扩大形成用于向晶片的抛光层入射光信号，并接收从晶片反射的受光信号的光传感器的光的斑点大小，从而在晶片的抛光层中反射的受光信号中也可以恒定包含在元件所处的区域中反射的受光信号，因此，即使光信号的一部分在元件所处的区域中损失或散射而使光传感器无法受光，也可以与光信号的照射位置无关地使在受光信号中损失或散射而未受光的信号的量变得均衡，从而以扩大的面积向抛光层入射，最终可以从反射的受光信号中准确地检测抛光层的厚度。
[0025]由此，本实用新型可以获得如下有益效果:可以解决在化学机械抛光工序中，测定值根据为了测定晶片的抛光层的厚度而向抛光层进行照射的光的位置而发生差异的误差，并且，即使不以复杂方式控制从光传感器射出的光信号的位置，也可以准确地测定基于晶片的位置的抛光层的厚度。
【附图说明】
[0026]图1为示出普通的化学机械抛光装置的主视图。
[0027]图2为图1的“A”部分的放大图。
[0028]图3为示出晶片的结构的图。
[0029]图4为图3的“B”部分的放大图。
[0030]图5为图4的切割线V-V的剖视图。
[0031]图6为示出本实用新型的一实施例的化学机械抛光装置的结构的主视图。
[0032]图7为图6的俯视图。
[0033]图8为示出本实用新型的另一实施例的化学机械抛光装置的结构的主视图。
[0034]图9为示出光传感器的光信号的斑点到达晶片的轨迹的图。
[0035]图10a为图9的一部分放大图。
[0036]图10b为示出本实用新型的另一实施方式的光信号的斑点到达晶片的状态的图。
[0037]图11为图10a的切割线X-X的剖视图。
[0038]附图标记的说明:
[0039]10:抛光平板 11:抛光垫
[0040]20:抛光头 30:调节器
[0041]40:浆料供给部50:光传感器
[0042]70:控制部 SP、SP’:斑点
[0043]W:晶片Le:抛光层
[0044]D:元件B:中间区域
[0045]L1:光信号 Lo:受光信号
【具体实施方式】
[0046]以下，参照附图对本实用新型的一实施例的化学机械抛光装置100进行详述。只是，在对本实用新型进行说明的过程中，为了使本实用新型的要旨更加明确，将省略对公知的功能或结构的具体说明。
[0047]本实用新型的一实施例的化学机械抛光装置100、100’包括:抛光平板10，覆盖有抛光垫11，上述抛光垫11以进行抛光的方式与晶片W的抛光面相接触；抛光头20，以使晶片W位于底面的状态进行加压，并使晶片W自转；调节器30，具有调节盘31，上述调节盘31以加压的状态与抛光垫11的表面相接触，并进行旋转30r，上述调节器30用于对抛光垫11进行改性；浆料供给部40，为了晶片W的化学抛光而供给浆料；光传感器50，位置固定于抛光垫11，当经由调节盘31的底面时，向晶片W的抛光层Le照射光信号Li来接收所反射的受光信号Lo，从而用于检测抛光层Le的厚度；以及控制