CN203456423U - 工艺终点检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种工艺终点检测装置，与化学机械抛光机台配合使用，其包括：一光发射模块以及一光检测模块，其特征在于，化学机械抛光机台的抛光平台设有一上下贯通的窗口，待检晶圆置于抛光平台上并遮蔽窗口，终点检测装置位于抛光平台下方并与其分离设置，光发射模块发出光束自窗口投射至待检晶圆表面，光检测模块经由窗口接收待检晶圆表面薄膜表面的反射光束，并计算表面薄膜厚度以确定化学机械抛光工艺的终点。其便于拆卸、更换或维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种工艺终点检测装置。
背景技术
集成电路制造所需的化学机械抛光（chemical mechanical polishing，简称CMP）设备中，通常需要配备终点监测系统（End Point Detector，简称EPD），以增加工艺窗口，更有效地控制工艺。目前CMP系统中EPD装置工作原理主要有光学、涡流、驱动马达电流、温度、生成物等方式；其中最常用、也是最有效的是光学检测方式，其通过检测晶圆表面反射光的变化来跟踪工艺进程，判断工艺终点。
例如，要检测CMP工艺的终点，需要实时得到晶圆上被抛光薄膜的厚度，利用薄膜表面反射回来的干涉光，可以计算得到薄膜的厚度，从而确定抛光进度；当薄膜厚度达到期望值时，停止抛光、CMP工艺结束。
现有技术采用的一种终点检测装置如图1所示，该EPD装置包括一光发射模块301、一光检测模块302，整个EPD装置嵌入安装在抛光平台10一凹形口101底部，待确定工艺终点的待检晶圆20放置于抛光平台10上表面、并遮蔽住凹形口101，抛光平台10可绕一垂直枢轴自旋转，晶圆20也可绕自身中心轴旋转，两者旋转方向可不同。该EPD装置用以在CMP工艺过程中检测待检晶圆表面薄膜的厚度，确定CMP工艺的终点。如需更换或维护EPD装置，必须先将抛光平台10拆下、翻转，然后进行更换、维护操作。而抛光平台10是用铸铁经过高精度加工制成的，重量重且安装精度要求高，使得EPD装置的维护、更换很不方便。
因此，使EPD装置可拆卸从而方便维护，是本实用新型需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种独立于抛光平台、可进行拆卸的工艺终点检测装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种工艺终点检测装置，与化学机械抛光机台配合使用，其包括：一光发射模块以及一光检测模块，其特征在于，化学机械抛光机台的抛光平台设有一上下贯通的窗口，待检晶圆置于抛光平台上并遮蔽窗口，终点检测装置位于抛光平台下方并与其分离设置，光发射模块发出光束自窗口投射至待检晶圆表面，光检测模块经由窗口接收待检晶圆表面薄膜的反射光束，并计算表面薄膜厚度以确定化学机械抛光工艺的终点。
优选地，抛光平台下方固接有一托盘，光发射模块与光检测模块可拆卸地设置于托盘上表面。
本实用新型提供的终点检测装置设于化学机械抛光机台的抛光平台下方，与其上下分离设置，从而便于拆卸、更换或维护。其结构简单、实施便利。
附图说明
图1示出现有技术中一终点检测装置结构示意图；
图2示出本实用新型一实施例提供的工艺终点检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
如图2所示，本实用新型一实施例提供的工艺终点检测装置，与CMP机台配合使用，用以在CMP工艺过程中检测晶圆表面薄膜的厚度，确定CMP工艺的终点。该终点检测装置位于化学机械抛光机台的抛光平台10下方一定距离处，两者不成一体地设置，该终点检测装置具体包括一光发射模块301、一光检测模块302。其中，抛光平台10可绕一垂直枢轴自旋转，在抛光平台10上设有一上下贯通的窗口101，待确定CMP工艺终点的晶圆20放置于抛光平台10上表面、并遮蔽住窗口101；晶圆20也可绕自身中心轴旋转，其自旋转方向与抛光平台10的自旋转方向相反。
具体地，抛光平台10下方固接有一托盘102，托盘102可焊接于抛光平台10底面，托盘102的侧部设有至少一个开口，该开口可设置得足够大，以便提供足够的操作空间，将光发射模块301与光检测模块302分别固定于该托盘102上表面。固定的方式包括但不限于，螺栓固定、卡口式固定、插槽式固定，类似的便于对光发射模块301、光检测模块302进行拆卸的固定方式均可应用于该实施例中。即，光发射模块301与光检测模块302可分别从托盘102上拆卸下来，以便更换或维护。
类似地，也可在抛光平台10下方固接一连接杆，未固接于抛光平台10底面的连接杆端部伸入窗口101正下方；光发射模块301与光检测模块302分别以可拆卸的方式固定于该端部的不同面上。
根据本实用新型的任一具体实施方式，光发射模块301发出光束自窗口101投射至晶圆20表面，光检测模块302经由窗口101接收晶圆20表面薄膜的上、下两个表面的反射光束，并根据薄膜两表面反射光束的干涉现象，可以计算得到晶圆20表面薄膜的厚度；随着CMP工艺的进行，晶圆表面薄膜厚度不断变化，通过对薄膜厚度的实时计算，进一步确定化学机械抛光工艺是否达到终点。
上述由光干涉现象计算晶圆表面薄膜厚度的算法，已为现有技术所充分公开。
进一步地，光发射模块301入射的光束垂直于晶圆20表面。
进一步地，光发射模块301为一阵列式光源，具体地，例如为一氦氖激光器；相应地，光检测模块也为阵列式分布。
根据上述实施例的一具体实施方式，光检测模块302包括一光敏电阻、一信号放大器与一记录仪，其中，晶圆20表面薄膜反射的光束由该光敏电阻接收，光敏电阻将接收到的光信号转换为电信号，信号放大器再将电信号放大，并由记录仪记录下来。
进一步地，上述终点检测装置的空间分辨率为0.1mm-5mm。
上述实施例提供的工艺终点检测装置，与化学机械抛光机台的抛光平台上下分离设置，从而便于拆卸、更换或维护。其结构简单、实施便利，可在半导体制造技术领域内推广应用。
以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种工艺终点检测装置，与化学机械抛光机台配合使用，其包括：一光发射模块以及一光检测模块，其特征在于，所述化学机械抛光机台的抛光平台设有一上下贯通的窗口，待检晶圆置于所述抛光平台上并遮蔽所述窗口，所述终点检测装置位于所述抛光平台下方并与其分离设置，所述光发射模块发出光束自所述窗口投射至所述待检晶圆表面，所述光检测模块经由所述窗口接收所述待检晶圆表面薄膜的反射光束，并计算所述表面薄膜厚度以确定化学机械抛光工艺的终点。
2.如权利要求1所述的终点检测装置，其特征在于，所述抛光平台下方固接有一托盘，所述光发射模块与光检测模块可拆卸地设置于所述托盘上表面。
3.如权利要求2所述的终点检测装置，其特征在于，所述光发射模块与光检测模块分别通过螺栓与所述托盘连接。
4.如权利要求1所述的终点检测装置，其特征在于，所述光发射模块包括一阵列式光源，所述光检测模块为阵列式分布。
5.如权利要求1所述的终点检测装置，其特征在于，所述光检测模块包括一光敏电阻、一信号放大器与一记录仪，所述表面薄膜的反射光束由所述光敏电阻接收，所述光敏电阻将接收到的光信号转换为电信号，所述信号放大器将所述电信号放大，并由所述记录仪记录。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320571342.XU CN203456423U (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 工艺终点检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320571342.XU CN203456423U (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 工艺终点检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203456423U true CN203456423U (zh) | 2014-02-26 |
Family
ID=50136281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320571342.XU Expired - Lifetime CN203456423U (zh) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | 工艺终点检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203456423U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024078433A1 (zh) * | 2022-10-11 | 2024-04-18 | 杭州众硅电子科技有限公司 | 一种化学机械抛光的在线监测装置 |
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2013
- 2013-09-13 CN CN201320571342.XU patent/CN203456423U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024078433A1 (zh) * | 2022-10-11 | 2024-04-18 | 杭州众硅电子科技有限公司 | 一种化学机械抛光的在线监测装置 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20140226 |
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