本發(fā)明涉及一種對(duì)晶片、配線基板、角基板等工件進(jìn)行研磨的技術(shù)，尤其是涉及一種通過(guò)用于對(duì)工件進(jìn)行研磨的研磨墊的透明窗將光導(dǎo)向工件，根據(jù)來(lái)自工件的反射光的光譜來(lái)測(cè)定工件的膜厚的技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體器件的制造工序中，使用對(duì)晶片等的工件的表面進(jìn)行研磨的化學(xué)機(jī)械研磨(cmp：chemical?mechanical?polishing)裝置。cmp裝置具備粘貼在研磨臺(tái)上的研磨墊和用于將工件按壓于研磨墊的研磨面的研磨頭。cmp裝置一邊向研磨墊上供給研磨液(例如漿料)，一邊通過(guò)研磨頭將工件按壓于研磨墊的研磨面，使工件的表面與研磨墊的研磨面滑動(dòng)接觸。通過(guò)研磨液的化學(xué)作用和研磨液中包含的磨粒和/或研磨墊的機(jī)械作用來(lái)研磨工件的表面。

2、工件的研磨在構(gòu)成其表面的膜(絕緣膜、硅層等)的膜厚達(dá)到目標(biāo)膜厚時(shí)結(jié)束。為了測(cè)定工件的膜厚，研磨裝置具備光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)。光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)構(gòu)成為，通過(guò)配置于研磨臺(tái)內(nèi)的光學(xué)傳感器頭，對(duì)工件照射光，接收來(lái)自工件的反射光，根據(jù)反射光的強(qiáng)度生成反射光的光譜，基于反射光的光譜，確定工件的膜厚。

3、研磨臺(tái)上的研磨墊具有構(gòu)成其一部分的透明窗。透明窗能夠防止研磨墊上的研磨液和研磨屑與光學(xué)傳感器頭接觸的情況。在光學(xué)傳感器頭與透明窗之間存在空間。從光學(xué)傳感器頭發(fā)出的光通過(guò)空間和透明窗而導(dǎo)向工件，來(lái)自工件的反射光通過(guò)透明窗和空間而到達(dá)光學(xué)傳感器頭。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專(zhuān)利文獻(xiàn)

6、專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2019-24036號(hào)公報(bào)

7、發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

8、在研磨墊上，除了研磨液之外，還供給用于研磨墊的修整、清洗的純水。研磨液或純水等液體浸入由發(fā)泡材料構(gòu)成的研磨墊內(nèi)，有時(shí)浸入光學(xué)傳感器頭與透明窗之間的上述空間內(nèi)?？臻g中的液體有時(shí)會(huì)改變光的行進(jìn)方向、或使光散射。尤其是，在空間內(nèi)的液體中存在氣泡的情況下，液體會(huì)改變來(lái)自工件的反射光的強(qiáng)度，妨礙正確的膜厚測(cè)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明提供一種使存在于研磨墊的透明窗與光學(xué)傳感器頭之間的空間內(nèi)的光路穩(wěn)定，能夠達(dá)成工件的正確的膜厚測(cè)定的研磨裝置及透明液填充方法。

2、用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段

3、在一方式中，提供一種研磨裝置，具備：研磨墊，該研磨墊具有允許光透過(guò)的透明窗；研磨臺(tái)，該研磨臺(tái)支承所述研磨墊；研磨頭，該研磨頭將工件按壓于所述研磨墊；以及光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)，該光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)具有配置于所述透明窗的下方的光學(xué)傳感器頭，形成于所述透明窗與所述光學(xué)傳感器頭之間的空間充滿透明液。

4、在一方式中，所述透明窗的下表面包含接收來(lái)自所述光學(xué)傳感器頭的光的受光面和位于比所述受光面高的位置的后退面。

5、在一方式中，所述后退面包圍所述受光面。

6、在一方式中，所述研磨裝置還具備與所述空間連通的透明液供給管路，所述透明窗具有與所述空間連通的透明液排出口。

7、在一方式中，所述研磨裝置還具備與所述空間連通的透明液供給管路和透明液排出管路，所述透明液排出管路在所述研磨臺(tái)內(nèi)延伸。

8、在一方式中，所述研磨裝置還具備：流量測(cè)定裝置，該流量測(cè)定裝置設(shè)置于所述透明液供給管路和所述透明液排出管路中的至少一方；以及動(dòng)作控制部，該動(dòng)作控制部與所述流量測(cè)定裝置電連接，所述流量測(cè)定裝置構(gòu)成為測(cè)定在所述透明液供給管路流動(dòng)的所述透明液的流量，所述動(dòng)作控制部構(gòu)成為在所述透明液的流量的測(cè)定值超出預(yù)先設(shè)定的流量范圍時(shí)，生成警報(bào)信號(hào)。

9、在一方式中，所述研磨裝置還具備：壓力測(cè)定裝置，該壓力測(cè)定裝置設(shè)置于所述透明液供給管路和所述透明液排出管路中的至少一方；以及動(dòng)作控制部，該動(dòng)作控制部與所述壓力測(cè)定裝置電連接，所述壓力測(cè)定裝置構(gòu)成為測(cè)定在所述透明液供給管路流動(dòng)的所述透明液的壓力，所述動(dòng)作控制部構(gòu)成為在所述透明液的壓力的測(cè)定值超出預(yù)先設(shè)定的壓力范圍時(shí)，生成警報(bào)信號(hào)。

10、在一方式中，提供一種透明液填充方法，通過(guò)對(duì)形成于透明窗與光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)的光學(xué)傳感器頭之間的空間進(jìn)行真空排氣，在所述空間內(nèi)形成負(fù)壓，該透明窗構(gòu)成用于研磨工件的研磨墊的一部分，該光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)用于測(cè)定所述工件的膜厚，在所述空間內(nèi)形成了負(fù)壓的狀態(tài)下，通過(guò)透明液供給管路向所述空間內(nèi)供給所述透明液。

11、在一方式中，一邊對(duì)所述空間進(jìn)行真空排氣，一邊通過(guò)所述透明液供給管路向所述空間內(nèi)供給所述透明液。

12、在一方式中，在停止了所述空間的真空排氣后且在所述空間內(nèi)形成了負(fù)壓的狀態(tài)下，通過(guò)所述透明液供給管路向所述空間內(nèi)供給所述透明液。

13、在一方式中，在所述空間的整體充滿所述透明液后，停止所述透明液向所述空間內(nèi)的供給。

14、發(fā)明的效果

15、在研磨墊的透明窗與光學(xué)傳感器頭之間的空間中充滿的透明液在空間內(nèi)構(gòu)成穩(wěn)定的光路。因此，光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)能夠測(cè)定工件的正確的膜厚。

16、通過(guò)對(duì)研磨墊的透明窗與光學(xué)傳感器頭之間的空間進(jìn)行真空排氣，能夠除去存在于空間內(nèi)的水分、垃圾。在空間的真空排氣之后，向空間內(nèi)供給透明液，從而空間中充滿透明液。充滿該空間的透明液在空間內(nèi)構(gòu)成穩(wěn)定的光路。因此，光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)能夠測(cè)定工件的正確的膜厚。

技術(shù)特征：

1.一種研磨裝置，其特征在于，具備：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研磨裝置，其特征在于，

8.一種透明液填充方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明液填充方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明液填充方法，其特征在于，

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明液填充方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
提供一種能夠使存在于研磨墊的透明窗與光學(xué)傳感器頭之間的空間內(nèi)的光路穩(wěn)定，達(dá)成工件的正確的膜厚測(cè)定的研磨裝置及透明液填充方法。研磨裝置具備：具有允許光透過(guò)的透明窗(4)的研磨墊(2)；支承研磨墊(2)的研磨臺(tái)(3)；將工件(W)按壓于研磨墊(2)的研磨頭(1)；以及具有配置于透明窗(4)的下方的光學(xué)傳感器頭(25)的光學(xué)膜厚測(cè)定系統(tǒng)(20)，形成于透明窗(4)與光學(xué)傳感器頭(25)之間的空間(32)充滿透明液。

技術(shù)研發(fā)人員：木下將毅,磯野慎太郎,宮川俊樹(shù)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會(huì)社荏原制作所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9