部70，在光传感器50所接收的受光信号中检测抛光垫11的厚度(包括“厚度变动量”)和晶片的抛光层Le的厚度(包括“厚度变动量”)。
[0048]上述抛光平板10以上表面覆盖有抛光垫11的状态进行旋转驱动。如图8所示，可以在抛光平板10设置有用于使光传感器50的信号通过的贯通孔，如图6及图7所示，也可以由光传感器50固定于抛光平板10来与抛光垫11 一同旋转。在光传感器50与抛光垫11 一同旋转的情况下，控制部70的控制回路也可以与抛光平板10—同旋转，也可以通过滑动环等公知的机构来向非旋转状态的控制回路传递向光传感器50施加的电源及光传感器50的信号。
[0049]上述抛光头20以从外部接收旋转驱动来使晶片W位于底面的状态使晶片W加压于抛光垫11并旋转。为此，可以在抛光头20的内部形成有压力腔室，并且可以通过调节压力腔室的压力来调节对晶片W进行加压的加压力。
[0050]上述调节器30以调节盘31加压于抛光垫11的状态进行旋转30r驱动，调节盘30通过臂来进行回旋运动30d，从而改性为可以向抛光垫11的表面流入浆料的环境。
[0051]上述楽料供给部40向抛光垫11上供给楽料，从而使楽料通过形成于抛光垫11的表面的细微槽来向晶片W流入。由此，在晶片的抛光层Le执行基于浆料的化学抛光工序。
[0052]如图6及图7所示，上述光传感器50固定于抛光平板10来与抛光垫11 一同旋转，因此，以沿着从抛光垫11的中心隔开设定的半径长度的圆形路径P来进行旋转50r的方式设置。设置于抛光平板10的光传感器50的数量可以仅设置一个，但也可以从抛光垫11的中心向互不相同的隔开距离设置多个，从而在各个固定的位置进行旋转，并在多个路径中求得晶片的抛光层Le的分布。在这种情况下，光传感器50在通过晶片W的下侧区域的期间内，从光传感器50中射出的光信号Li接收向晶片的抛光层Le反射的受光信号Lo。
[0053]另一方面，在光传感器50固定于抛光平板的下侧的情况下，从发光部51向自转的晶片W的设定的半径长度的位置照射光信号Li，并由受光部52接收在晶片的抛光层Le中反射的受光信号Lo。若想检测晶片W的抛光层的厚度的分布，就从晶片的中心向半径长度方向配置有多个光传感器50。
[0054]而且，光传感器50所接收的受光信号Lo向控制部70传输，从而使控制部70从受光信号Lo中检测晶片的抛光层的厚度te及厚度分布。
[0055]在此，与以往形成为10 μ m至20 μ m左右的非常小的大小不同，如图9所示，从光传感器50照射的光信号Li以包括至少一个排列于晶片W的元件D的扩大的大小的斑点SP形态来向抛光层Le照射。在此，元件D是指为了制成半导体元件或封装件而安装于晶片W的单元。因此，在元件D的表面形成有一边经由用于制作半导体封装件的工序，一边发挥自身功能的结构，从而形成具有凹凸99的表面。
[0056]在此，光传感器50的斑点SP的直径ds大于元件D的宽度Wd和长度Ld中的至少一个。优选地，形成为光传感器50的斑点SP可以位于一个元件D的内部的大小。
[0057]像这样，与元件D的面积(Wd*Ld)相比，以更大的方式扩大形成光传感器50的光信号Li的斑点SP大小，从而以能够在光传感器50的斑点SP的内部设置一整个元件D的形状及大小形成(例如，直径为1英寸以上的圆形或对角线的长度为1英寸以上的矩形)，并且，在晶片的抛光层Le反射的受光信号Lo中也恒定包含从元件D所处的区域中反射的受光信号。由此，即使光信号Li的一部分在元件D所处的区域中损失或散射而使光传感器无法接收受光信号Lo，也可以与光信号Li的照射位置无关地使在受光信号Lo中损失或散射而未受光的信号的量变得均衡。
[0058]因此，向抛光层Le入射扩大的面积后的斑点SP，并且如图11所示，可以在受光信号Lo中准确地检测抛光层的厚度，上述受光信号Lo由在抛光层Le的表面Se反射的反射光Lol和在抛光层Le的内侧边界Si反射的反射光Lo2形成。
[0059]另一方面，如图10a所示，在从光传感器50照射的光信号Li的斑点SP为圆形的情况下，根据斑点SP的位置而形成于元件D之间的中间区域B的包括宽度可以发生略微的变动。像这样，即使根据斑点SP的位置而形成于元件D之间的中间区域B的包括宽度发生略微的变动，也与以往相比，可以准确地检测抛光层的厚度，但通过将斑点SP的形状形成为与元件D的形状类似的矩形或与此类似的形状，可以更加准确地检测抛光层的厚度。
[0060]在此，类似的形状是指，变更为平行四边形形状，或者考虑到光信号Li相对于晶片的板面来移动的轨迹，将两侧边(左右边或上下边)的形状形成为曲面。
[0061]例如，如图10b所示，光信号Li的斑点SP’的宽度dw可以被设定为元件D的宽度Wd与中间区域B的宽度Wb之和，光信号Li的斑点SP’的长度dl可以被设定为元件D的长度Ld与中间区域Lb的长度之和。在这种情况下，无论光信号Li位于晶片W的板面的哪个位置，可以使至少一个元件D (包括加上切开的元件)和一个中间区域B (元件D的左右和上下中的一个)一同位于斑点SP’的内部。
[0062]对此进行扩张如下，在光传感器50中照射的光信号Li的斑点SP’的宽度dw可以被设定为元件D的宽度Wd与中间区域B的宽度Wb之和的整数倍，光信号Li的斑点SP’的长度dl可以被设定为元件D的长度Ld与中间区域B的长度Lb之和的整数倍。
[0063]像这样，从光传感器50射出的光信号Li的斑点SP’不仅可以呈圆形，而且可以呈与元件的形状类似的矩形形状或平行四边形或由相向的两个边形成为曲面的形状，由此，从光传感器50照射的斑点SP’可以包括指定数量(图10b中为一个)的元件D和中间区域B来始终恒定维持在形成有元件D的区域中损失或散射的受光信号的量，从而可以获得能够更加准确地获得晶片的抛光层的厚度的效果。
[0064]上述控制部70接收以扩大的斑点SP、SP’形态向晶片的抛光层Le照射和反射，并由光传感器50接收的受光信号Lo，从而在更大的面积中将反射的受光信号Lo的值平均化，来检测抛光层Le的厚度。在此，平均化并不局限于对与斑点SP、SP’位置相对应的多个受光数据进行计算和平均的方式，而是包括进行几何平均或利用除了最大值和最小值的一部分之外的值来计算平均或进行几何平均等统计方法来抽取平均概念的公知的所有方法。
[0065]以如上所述的方式构成的本实用新型的一实施例的化学机械抛光装置可以获得以下有益效果:与元件的大小相比，以更大的方式扩大形成向晶片W的抛光层Le入射光信号Li，并接收从晶片W反射的受光信号Lo的光传感器50的光的斑点SP、SP’大小，从而在晶片的抛光层Le所反射的受光信号Lo中恒定包含在元件所处的区域中反射的受光信号，由此，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50无法受光，也可以与光信号Li的照射位置无关地使在受光信号Lo中损失或散射而未受光的信号的量变得均衡，从而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te而向抛光层Le进行照射的光的位置而发生差异的以往的误差，并且以扩大的面积向抛光层入射，最终可以从反射的受光信号Lo中准确地检测抛光层Le的厚度。
[0066]以上，虽然通过优选的实施例对本实用新型进行了例示性的说明，但本实用新型并不局限于这种特定的实施例，可以在记载于本实用新型的保护范围的范畴内实施适当的变更。
【主权项】
1.一种化学机械抛光装置，为了制作多个元件，对以留有相当于中间区域的间隔的方式配置上述元件的晶片的抛光层进行抛光，其特征在于，包括: 抛光平板，其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，并通过由上述抛光层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形成为，直径大于上述元件的宽度和长度中的任意一个以上。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光传感器的上述斑点为能够使一个元件位于上述斑点的内部的形状。3.根据权利要求2所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光传感器的上述斑点的直径为1英寸以上。4.根据权利要求1所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光信号的上述斑点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，上述光信号的上述斑点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。5.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光信号的上述斑点的形状形成为，类似于将上述元件和上述中间区域加起来的矩形形状。6.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光信号的上述斑点的形状形成为，左右侧边和上下侧边中的至少一对呈曲面。7.根据权利要求4所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光信号的上述斑点的形状呈平行四边形形状。8.根据权利要求1至7中任一项所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 上述光传感器被设置成与上述抛光垫一同旋转。9.根据权利要求1至7中任一项所述的化学机械抛光装置，其特征在于， 还包括控制部，上述控制部接收上述光传感器的受光信号，并对受光信号实施平均化，从而检测上述抛光层的厚度。
【专利摘要】本实用新型涉及一种化学机械抛光装置，为了制作多个元件，对隔着间隔配置上述元件的晶片的抛光层进行抛光，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，向上述晶片的抛光面照射光，从而检测上述晶片的抛光层的厚度，上述光的斑点大小的直径大于上述元件的宽度和长度中的至少一个，由此，从以扩大的面积向抛光层入射而反射的受光信号准确地检测抛光层的厚度。
【IPC分类】B24B37/10, B24B37/005
【公开号】CN205009026
【申请号】CN201520770916
【发明人】金旻成, 任桦爀, 董慜摄
【申请人】K.C.科技股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月30日