KR101387917B1 - Device of monitoring wafer metal layer thickness in chemical mechanical polishing apparatus and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wafer film layer thickness monitoring device of a chemical mechanical polishing device and a method thereof. The wafer film layer thickness monitoring device of the chemical mechanical polishing device performing the chemical mechanical polishing process of the wafer while controlling the a surface of the wafer comprising a metal film to contact a rotating polishing pad comprises an electrode formed with a conductive plastic material and contacting the wafer while chemical mechanical polishing processing wherein a first electrode, a second electrode, a third electrode and a fourth electrode are positioned at four separate positions of the polishing pads; a current supplying part applying current to a first conducting wire between the first and second electrodes; a voltage measuring part for measuring the voltage of a second conducting wire connecting the fourth electrode and the third electrode between the first and second electrodes; and a control part for calculating resistance from the supplying current and the voltage measured at the voltage measuring part for calculating the thickness of the metal film of the wafer from the variation of the resistance value. Thus, the thickness of the wafer can be accurately measured by an in-situ method without forming a transparent window at a polishing surface plate. [Reference numerals] (120) Voltage measurement unit; (130) Electric current provision unit; (140) Control unit

Description

화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치 및 방법 {DEVICE OF MONITORING WAFER METAL LAYER THICKNESS IN CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND METHOD THEREOF} Wafer film thickness monitoring apparatus and method of chemical mechanical polishing equipment {DEVICE OF MONITORING WAFER METAL LAYER THICKNESS IN CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연마 정반에 투명창을 형성하지 않고서 웨이퍼의 막두께를 인시츄(in-situ)방식으로 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for monitoring the wafer film thickness of a chemical mechanical polishing equipment, and more particularly, an apparatus capable of measuring the film thickness of a wafer in-situ without forming a transparent window on a polishing plate; It is about a method.

일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 회전하는 연마 정반 상에 웨이퍼 등의 기판이 접촉한 상태로 회전 시키면서 기계적인 연마를 행하여 미리 정해진 두께에 이르도록 기판의 표면을 평탄하게 하는 공정이다. Generally, a chemical mechanical polishing (CMP) process is a process in which a surface of a substrate is flattened to a predetermined thickness by performing mechanical polishing while rotating a substrate such as a wafer in contact with a rotating polishing plate to be.

이를 위하여, 화학 기계적 연마 장비(1)는 연마 정반(12)에 연마 패드(11)를 그 위에 입힌 상태로 자전시키면서, 캐리어 헤드(20)로 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압하면서 회전시켜, 웨이퍼(W)의 표면을 평탄하게 연마한다. 이를 위하여, 연마 패드(11)의 표면이 일정한 상태로 유지되도록 회전(30r)하면서 개질시키는 컨디셔너(30)가 구비되고, 연마 패드(11)의 표면에 화학적 연마를 수행하는 슬러리가 슬러리 공급관(40)을 통해 공급된다. For this, the chemical mechanical polishing apparatus 1 rotates the wafer W to the surface of the polishing pad 11 with the carrier head 20 while rotating the polishing pad 11 with the polishing pad 11 covered thereon, So that the surface of the wafer W is polished flat. A conditioner 30 is provided for modifying the surface of the polishing pad 11 while being rotated 30r so that the surface of the polishing pad 11 is kept constant and a slurry for performing chemical polishing on the surface of the polishing pad 11 is supplied to the slurry supply pipe 40 ).

이 때, 화학 기계적 연마 공정에 의해 연마되는 웨이퍼(W)의 막 두께는 정확하게 조절되어야 한다. 이를 위하여, 도1에 도시된 바와 같이 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에 투명창을 형성하는 관통부(10a)를 구비하여, 레이저(L)를 조사하여 웨이퍼(W)의 금속층에 반사된 반사광(L')을 수신하여, 제어부(60)가 반사광(L')의 파형으로부터 웨이퍼(W)의 금속층의 존재 여부를 확인하도록 구성된다. 그러나, 이와 같은 광학(Optic) EPD방식은 금속막의 두께 측정이 불가능하고 잡음에 취약한 문제가 있다.  At this time, the film thickness of the wafer W to be polished by the chemical mechanical polishing process must be precisely controlled. To this end, as shown in FIG. 1, a through portion 10a is formed in the polishing plate 10 and the polishing pad 11 to form a transparent window. The laser layer is irradiated to the metal layer of the wafer W. As shown in FIG. Receiving the reflected reflected light L ', the controller 60 is configured to check the presence or absence of the metal layer of the wafer W from the waveform of the reflected light L'. However, such an optical EPD method has a problem that it is impossible to measure the thickness of the metal film and is vulnerable to noise.

이와 유사하게, 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에 관통공(10a)에 의한 투명창을 형성한 후, 전자기 유도현상을 이용하여 와전류를 발생시켜 측정되는 파형으로부터 웨이퍼(W)의 금속층의 두께를 복잡한 수식을 이용하여 산출하는 와전류(Eddy-current) EPD 방식이 있다. 그러나, 이 방식은 웨이퍼(W)의 금속층의 두께를 정확하게 산출하는 것이 곤란한 문제가 있다. Similarly, after forming the transparent window by the through hole 10a in the polishing plate 10 and the polishing pad 11, the metal layer of the wafer W is measured from the waveform measured by generating an eddy current using electromagnetic induction. There is an Eddy-current EPD method that calculates the thickness of using a complex equation. However, this method has a problem that it is difficult to accurately calculate the thickness of the metal layer of the wafer W.

이 뿐만 아니라, 전술한 광학 EPD 방식과 와전류 EPD 방식은 모두 웨이퍼(W)의 금속층에 직접 광이나 전류를 인가해야 하므로, 투명창을 형성하는 관통공(10a)이 연마 패드(11) 및 연마 정반(10)에 형성되어야 한다. 그러나, 이 관통공(10a)을 형성하는 것이 번거로울 뿐만 아니라, 웨이퍼(W)의 화학 기계적 연마 공정 중에 투명창과의 이물감에 의해 웨이퍼(W)의 연마 공정이 균일하지 못하게 되는 치명적인 문제가 있었다.
In addition, since both the optical EPD method and the eddy current EPD method described above must apply light or current directly to the metal layer of the wafer W, the through hole 10a forming the transparent window is provided with the polishing pad 11 and the polishing platen. It should be formed in (10). However, it is not only troublesome to form the through hole 10a, but there is a fatal problem that the polishing process of the wafer W is not uniform due to foreign matter with the transparent window during the chemical mechanical polishing process of the wafer W.

미국 등록특허공보 제6072313호(2000. 6. 6)US Patent Publication No. 6072313 (June 6, 2000) 대한민국 공개특허공보 제2009-83360호 (2009. 8. 3)Republic of Korea Patent Publication No. 2009-83360 (August 3, 2009)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 연마 정반과 연마 패드에 관통부를 형성하지 않고서도 웨이퍼의 막두께를 인시츄(in-situ)방식으로 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, to provide an apparatus and method that can measure the film thickness of the wafer in-situ method without forming a through portion in the polishing surface and the polishing pad. The purpose.

이를 통해, 본 발명은 웨이퍼의 금속층의 연마 공정이 이물감에 의해 불균일해지는 현상을 최소화하고, 보다 정확하게 웨이퍼의 금속막 두께를 실시간으로 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Through this, the present invention aims to minimize the phenomenon that the polishing process of the metal layer of the wafer is uneven due to the foreign matter, and to more accurately measure the thickness of the metal film of the wafer in real time.

그리고, 본 발명은 웨이퍼의 금속막의 저항 변화로부터 금속막의 두께를 산출함으로써 간단한 수식에 의해 웨이퍼의 금속막 두께 및 연마 종료 시점을 파악함으로써, 보다 정확하고 정교한 연마 중인 웨이퍼의 막두께를 측정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the present invention calculates the thickness of the metal film from the change in the resistance of the metal film of the wafer, thereby grasping the thickness of the wafer and the end point of polishing by a simple equation, so that the film thickness of the wafer being polished more accurately and precisely can be measured. It aims to do it.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 금속막을 구비한 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 모니터링 장치로서, 도전성 플라스틱 재질로 형성되어 상기 연마 패드의 서로 이격된 4개의 위치에 제1전극, 제2전극, 제3전극, 제4전극이 각각 위치하고, 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼와 접촉하는 전극과; 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 제1도선에 공급 전류를 인가하는 전류 공급부와; 상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 위치하는 상기 제3전극 및 상기 제4전극의 사이를 연결하는 제2도선에서의 전압을 측정하는 전압 측정부와; 상기 전압 측정부에서 측정된 측정 전압과 상기 공급 전류로부터 저항을 산출하여, 상기 저항값의 변동으로부터 상기 웨이퍼의 금속막의 두께를 산출하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치를 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention provides a wafer film thickness monitoring device used in a chemical mechanical polishing apparatus in which a chemical mechanical polishing process of the wafer is performed while the plate surface of the wafer having a metal film is brought into contact with a rotating polishing pad. An apparatus, comprising: a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode formed of a conductive plastic material and positioned at four spaced apart positions of the polishing pad, and contacting the wafer during a chemical mechanical polishing process. and; A current supply unit configured to apply a supply current to a first lead between the first electrode and the second electrode; A voltage measuring unit configured to measure a voltage at a second lead connecting the third electrode and the fourth electrode positioned between the first electrode and the second electrode; And a controller for calculating a resistance from the measured voltage measured by the voltage measuring unit and the supply current, and calculating a thickness of the metal film of the wafer from the variation of the resistance value. Provide a thickness monitoring device.

이는, 연마 패드 및 연마 정반을 관통하는 투명창을 형성하지 않더라도, 연마 패드에 위치하는 전극이 캐리어 헤드에 의해 가압되는 웨이퍼와 접촉했을 때의 저항을 측정하여, 막두께에 비례하는 저항의 크기로부터 웨이퍼의 금속층의 두께 및 연마 종료 시점을 파악할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 연마 정반과 연마 패드에 관통부를 형성하지 않고서도 웨이퍼의 막두께를 인시츄(in-situ)방식으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼의 금속층의 연마 공정이 종래 투명창의 이물감에 의해 불균일해지는 현상을 최소화하고, 보다 정확하게 웨이퍼의 금속막 두께를 실시간으로 측정할 수 있게 된다. This measures the resistance when the electrode located on the polishing pad comes into contact with the wafer pressed by the carrier head, even if it does not form a transparent window that penetrates the polishing pad and the polishing platen. This is to determine the thickness of the metal layer of the wafer and the end point of polishing. As a result, the film thickness of the wafer can be measured in-situ without forming through-holes in the polishing plate and the polishing pad, and the polishing process of the metal layer of the wafer is uneven due to the foreign material of the conventional transparent window. It is possible to minimize the degradation and more accurately measure the thickness of the metal film of the wafer in real time.

이 때, 상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극은 일직선으로 배열됨으로써, 웨이퍼의 막두께에 따른 저항값을 보다 쉽게 산출할 수 있다.In this case, since the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are arranged in a straight line, the resistance value according to the film thickness of the wafer can be more easily calculated.

그리고, 상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극의 사잇 간격은 모두 동일한 것이 바람직하다.The intervals between the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are preferably the same.

상기 전극은 상기 연마 패드에 요입 형성된 홈에 삽입 설치되되, 상기 전극의 표면은 상기 연마 패드의 표면과 동일한 높이로 설치된다. 이에 의하여 웨이퍼의 연마 공정 중에 전극과 접촉함에 따른 이물감을 최소화할 수 있다.The electrode is inserted into a groove recessed in the polishing pad, and the surface of the electrode is installed at the same height as the surface of the polishing pad. As a result, foreign matter caused by contact with the electrode during the polishing process of the wafer may be minimized.

무엇보다도 상기 전극은 상기 연마 패드의 경도의 80% 내지 120%의 경도의 재질로 형성됨으로써, 전극이 연마 패드에 끼워진 상태로 웨이퍼와 접촉하더라도, 전극이 연마 패드에 확실하게 자리잡게 되어, 스크래치나 마모 입자에 의한 오염이 발생되지 않는다. 또한, 이를 통해, 전극과 연마 패드가 동일한 양만큼 마모됨에 따라 장시간 동안 연마 공정을 거치더라도 전극에 의한 이물감을 최소화할 수 있다. Above all, the electrode is formed of a material having a hardness of 80% to 120% of the hardness of the polishing pad, so that even if the electrode is in contact with the wafer while the electrode is fitted to the polishing pad, the electrode is surely settled on the polishing pad. No contamination by wear particles occurs. In addition, through this, as the electrode and the polishing pad are worn by the same amount, even if the polishing process for a long time it is possible to minimize the foreign body feeling by the electrode.

상기 전극은 10-7scm-1 이상의 값을 갖는 수지계열 또는 전자 수용체 또는 전자공여체를 고분자에 도핑(dopping)한 것 중 어느 하나 이상의 도전성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리아닐린(poly aniline), poly phenylene sulfide, poly p-phenylene, 폴리피롤(poly pyrole), poly sulfurnitride, poly p-phenylenevinylene 등이 적용될 수 있다. The electrode may be formed of at least one conductive plastic material of a resin-based or electron acceptor or electron donor having a value of 10 −7 scm −1 or more. For example, poly aniline, poly phenylene sulfide, poly p-phenylene, poly pyrole, poly sulfurnitride, poly p-phenylenevinylene and the like may be applied.

한편, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 간격은 상기 웨이퍼의 직경의 1/40배 이하의 길이로 설정되는 것이 측정 정확성을 높일 수 있다. 그리고, 상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극의 배열 방향은 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 배열됨으로써, 웨이퍼의 금속막 두께 분포를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 4개의 전극을 하나의 조(module)로 하여 다수의 조가 연마 패드에 다수 설치될 수 있다. 다수의 조가 설치되는 경우에는 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 다수의 조가 배열되는 것이 좋다.On the other hand, the interval between the first electrode and the second electrode is set to a length less than 1/40 times the diameter of the wafer can improve the measurement accuracy. The first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are arranged in a radially outward direction from the center of the wafer, so that the metal film thickness distribution of the wafer can be measured more accurately. . To this end, according to another embodiment of the present invention, a plurality of groups may be installed in the polishing pad using four electrodes as one module. When a plurality of jaws are provided, it is preferable that a plurality of jaws are arranged radially outward from the center of the wafer.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 금속막을 구비한 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 모니터링 방법으로서, 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼와 접촉하도록 도전성 플라스틱 재질로 형성되고 서로 이격된 제1전극, 제2전극, 제3전극, 제4전극으로 이루어진 4개의 전극을 상기 연마 패드에 위치시키는 전극플레이트 위치단계와; 상기 웨이퍼가 화학 기계적 연마 공정을 행하는 동안에, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 제1도선에 공급 전류를 인가하면서, 상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 위치하는 제3전극 및 제4전극의 사이를 연결하는 제2도선에서의 전압을 전압 측정부에서 측정하는 전압 측정 단계와; 상기 전압 측정부에서 측정된 측정 전압과 상기 공급 전류로부터 저항을 산출하여, 상기 저항값의 변동으로부터 상기 웨이퍼의 금속막의 두께를 산출하는 단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법을 제공한다.
On the other hand, according to another field of the invention, the present invention, the wafer film thickness monitoring used in the chemical mechanical polishing equipment in which the chemical mechanical polishing process of the wafer is performed while the plate surface of the wafer with a metal film is contacted on the rotating polishing pad A method comprising: placing four electrodes of a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode formed of a conductive plastic material and spaced from each other in contact with the wafer during a chemical mechanical polishing process on the polishing pad; Plate positioning step; A third electrode positioned between the first electrode and the second electrode while applying a supply current to the first lead between the first electrode and the second electrode during the chemical mechanical polishing process; A voltage measuring step of measuring, by a voltage measuring unit, a voltage at a second lead connecting between the fourth electrodes; Calculating a resistance from the measured voltage measured by the voltage measuring unit and the supply current, and calculating a thickness of the metal film of the wafer from the variation of the resistance value; It provides a wafer film thickness monitoring method of the chemical mechanical polishing equipment comprising a.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 연마 패드 및 연마 정반을 관통하는 투명창을 형성하지 않더라도, 연마 패드에 위치하는 4개의 전극 중 바깥에 위치하는 한 쌍의 전극에 전류를 인가하고, 그 안쪽에 위치하는 한 쌍의 전극의 전압을 측정하여, 웨이퍼와 접촉한 상태에서의 면저항을 전극을 통해 측정하여, 막두께에 비례하는 저항의 크기로부터 웨이퍼의 금속층의 두께 및 연마 종료 시점을 파악할 수 있다.As described above, the present invention applies a current to a pair of electrodes located outside of the four electrodes located on the polishing pad even if the transparent window penetrates the polishing pad and the polishing plate, and the inside By measuring the voltage of the pair of electrodes positioned, the sheet resistance in contact with the wafer can be measured through the electrodes to determine the thickness of the metal layer of the wafer and the end point of polishing from the magnitude of resistance proportional to the film thickness.

이를 통해, 본 발명은 연마 정반과 연마 패드에 관통부를 형성하지 않고서도 웨이퍼의 막두께를 인시츄(in-situ)방식으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼의 금속층의 연마 공정이 종래 투명창의 이물감에 의해 불균일해지는 현상을 최소화하고, 보다 정확하게 웨이퍼의 금속막 두께를 실시간으로 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As a result, the present invention can not only measure the film thickness of the wafer in-situ without forming through-holes in the polishing plate and the polishing pad, but also in the polishing process of the metal layer of the wafer. By minimizing the phenomenon of non-uniformity, it is possible to obtain an advantageous effect of more accurately measuring the metal film thickness of the wafer in real time.

즉, 본 발명은 웨이퍼의 금속막의 저항 변화로부터 금속막의 두께를 산출함으로써 간단한 수식에 의해 웨이퍼의 금속막 두께 및 연마 종료 시점을 파악함으로써, 보다 정확하고 정교한 연마 중인 웨이퍼의 막두께를 측정할 수 있는 잇점이 얻어진다.
That is, the present invention calculates the thickness of the metal film from the change in the resistance of the metal film of the wafer, thereby grasping the metal film thickness of the wafer and the end point of polishing by a simple equation, thereby measuring the film thickness of the wafer being polished more accurately and precisely. Benefits are obtained.

도1은 종래의 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 도면
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치가 설치된 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 도면
도3은 도2의 'A' 부분의 확대도
도4는 도2의 연마 정반의 평면도
도5는 도4의 'B' 부분의 확대도
도6은 본 발명의 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치의 원리를 설명하기 위한 도면1 is a view showing the construction of a conventional chemical mechanical polishing apparatus;
2 is a view showing the configuration of a chemical mechanical polishing equipment equipped with a film thickness monitoring apparatus for a wafer according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG.
4 is a plan view of the polishing plate of FIG.
5 is an enlarged view of a portion 'B' of FIG.
6 is a view for explaining the principle of the film thickness monitoring apparatus of the wafer of the present invention;

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화학 기계적 연마 공정 중에 인 시츄 방식의 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the film thickness monitoring apparatus 100 of the in-situ wafer during the chemical mechanical polishing process according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치(100)가 장착된 화학 기계적 연마 장비는 회전하는 연마 정반(10)과, 연마 정반(10)의 표면에 입혀진 연마 패드(11)에 웨이퍼(W)를 가압하면서 회전시키는 캐리어 헤드(20)와, 연마 패드(11)의 표면을 개질시키는 컨디셔너(미도시)와, 연마 패드(11)의 표면에 슬러리(41)를 공급하는 슬러리 공급관(40)과, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 웨이퍼(W)의 금속막의 두께를 실시간으로 측정하는 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치(100)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the chemical mechanical polishing apparatus equipped with the apparatus 100 for monitoring the thickness of a wafer according to an embodiment of the present invention includes a rotating polishing plate 10 and a surface of the polishing plate 10. A carrier head 20 for rotating the wafer W while pressing the coated polishing pad 11, a conditioner (not shown) for modifying the surface of the polishing pad 11, and a slurry (on the surface of the polishing pad 11). And a slurry supply pipe 40 for supplying 41, and a film thickness monitoring apparatus 100 for a wafer for measuring in real time the thickness of the metal film of the wafer W to be subjected to a chemical mechanical polishing process.

상기 연마 정반(10)은, 구동 모터(12)의 회전에 의해 동력전달벨트(13)를 통해 연마 정반(10)의 회전축(14)이 회전 구동됨에 따라 자전한다. The polishing table 10 rotates as the rotary shaft 14 of the polishing table 10 is driven to rotate through the power transmission belt 13 by the rotation of the drive motor 12.

상기 연마 패드(11)는 공지되어 있는 폴리우레탄 등의 다양한 재질로 형성될 수 있다. The polishing pad 11 may be formed of various materials such as polyurethane.

상기 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치(100)는 연마 패드(11)에 위치 고정된 4개의 전극(110)과, 전극(110) 중 외측에 위치하는 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)에 직류 전류를 인가하는 전류 공급부(130)와, 전극(110) 중 제1전극(E1)과 제2전극(E2)의 사이에 위치한 제3전극(E3)과 제4전극(E4)의 전압을 측정하는 전압 측정부(120)와, 전압 측정부(120)에서 측정한 측정 전압(V)과 전류 인가부(120)에 인가해준 전류(I)로부터 저항값을 산출하여 저항값의 변동으로부터 웨이퍼(W)의 금속막의 두께를 산출하는 제어부(140)와, 자전하는 연마 패드(11)에 설치된 전극(110)으로부터의 도선(125, 135)을 비회전 상태의 전압측정부(120) 및 전류공급부(130)까지 전달하는 슬립링(160)으로 구성된다. The film thickness monitoring apparatus 100 of the wafer includes four electrodes 110 fixed to the polishing pad 11, and a first electrode E1 and a second electrode E2 positioned outside the electrodes 110. The voltage of the current supply unit 130 for applying a DC current to the third electrode E3 and the fourth electrode E4 positioned between the first electrode E1 and the second electrode E2 of the electrode 110. The resistance value is calculated from the voltage measuring unit 120 measuring the voltage, the measured voltage V measured by the voltage measuring unit 120 and the current I applied to the current applying unit 120 to determine the resistance value. The control unit 140 for calculating the thickness of the metal film of the wafer W, the conducting wires 125 and 135 from the electrode 110 provided on the polishing pad 11 to rotate, the voltage measuring unit 120 and the non-rotating state; It is composed of a slip ring 160 for transmitting to the current supply unit 130.

상기 전극(110)은 연마 패드(11)와 동일한 강도, 경도를 갖는 도전성 플라스틱 재질로 형성되며, 서로 이격된 4개의 위치에 제1전극(E1), 제2전극(E2), 제3전극(E3), 제4전극(E4)이 배치된다. 이 때, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 제1전극(E1), 제2전극(E2), 제3전극(E3), 제4전극(E4)은 일직선으로 배열되고 웨이퍼(W)의 중심으로부터 반경 방향으로 연마 패드(11)에 배열되며, 이들(E1, E2, E3, E4)의 사잇 간격(s1, s2, s3)은 모두 동일하게 정해진다. 이를 통해, 웨이퍼의 막두께 변동에 따른 저항값 변동을 보다 간단한 산출식을 통해 쉽게 구할 수 있을 뿐만 아니라 반경 방향으로의 막두께 분포를 얻을 수 있다. The electrode 110 is formed of a conductive plastic material having the same strength and hardness as that of the polishing pad 11, and includes the first electrode E1, the second electrode E2, and the third electrode at four positions spaced apart from each other. E3) and the fourth electrode E4 is disposed. In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, the first electrode E1, the second electrode E2, the third electrode E3, and the fourth electrode E4 are arranged in a straight line and the wafer W is disposed. Are arranged on the polishing pad 11 in the radial direction from the center of, and the intervals s1, s2, s3 of these E1, E2, E3, and E4 are all defined equally. Through this, the resistance value variation according to the film thickness variation of the wafer can be easily obtained through a simpler formula, and the film thickness distribution in the radial direction can be obtained.

각각의 전극(110)은 도3에 도시된 바와 같이 연마 패드(11)에 요입 형성된 홈에 삽입 설치되며, 전극(110)의 표면은 연마 패드(11)의 표면과 동일한 높이에 위치하게 설치됨으로써, 웨이퍼(W)가 연마 공정 중에 전극(110)과 접촉할 때의 이물감을 최소화할 수 있다. 더욱이, 전극(110)은 각각 연마 패드(11)의 수평면에 대하여 수직인 방향으로 삽입 설치되므로, 연마 중에 웨이퍼(W)의 공정면과 신뢰성있게 접촉하므로 측정 상의 오류가 발생되지 않는다.As shown in FIG. 3, each electrode 110 is inserted into a groove formed in the recess of the polishing pad 11, and the surface of the electrode 110 is installed at the same height as the surface of the polishing pad 11. In this case, foreign matters when the wafer W contacts the electrode 110 during the polishing process may be minimized. Furthermore, since the electrodes 110 are inserted in the direction perpendicular to the horizontal plane of the polishing pad 11, respectively, the electrodes 110 are reliably contacted with the process surface of the wafer W during polishing, so that no measurement error occurs.

그리고, 전극(110)은 연마 패드(11)의 경도의 80% 내지 120%의 경도의 재질로 형성됨으로써, 전극(110)이 연마 패드(11)에 끼워진 상태로 장시간 동안 연마 공정이 행해지더라도, 전극(110)이 연마 패드(11)와 이물감없이 일체성있게 연마 패드(11) 내에 자리잡게 되어, 연마 패드(11)와의 사이 틈새에 마모 입자에 의한 오염이 발생되지 않고 스크래치에도 잘 견딜 수 있다. 또한, 장 시간 동안 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안에도 전극(110)과 연마 패드(11)가 동일한 양만큼 마모됨에 따라 전극(110)이 연마 패드(11)에 드러나는 정도가 일정하게 유지되어 웨이퍼(W)의 화학 기계적 연마 공정 중에 이물감을 최소화하고 웨이퍼(W)에 스크래치가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 예컨대, 상기 전극(110)은 10-7scm-1 이상의 값을 갖는 수지계열 또는 전자 수용체 또는 전자공여체를 고분자에 도핑(dopping)한 것 중 어느 하나 이상의 도전성 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. And, since the electrode 110 is formed of a material having a hardness of 80% to 120% of the hardness of the polishing pad 11, even if the polishing process is performed for a long time while the electrode 110 is fitted to the polishing pad 11, Since the electrode 110 is located in the polishing pad 11 integrally with the polishing pad 11 without any foreign matter, contamination between the polishing pad 11 and the abrasive pad 11 does not occur, and it can withstand scratches well. . In addition, even while the chemical mechanical polishing process is performed for a long time, as the electrode 110 and the polishing pad 11 are worn out by the same amount, the degree of the electrode 110 exposed to the polishing pad 11 is kept constant so that the wafer During the chemical mechanical polishing process of (W), foreign matters can be minimized and the occurrence of scratches on the wafer W can be suppressed. For example, the electrode 110 may be formed of at least one conductive plastic material of a resin-based or electron acceptor or electron donor having a value of 10 −7 scm −1 or more.

한편, 외측에 위치하는 제1전극(E1)과 제2전극(E2) 사이의 간격(s)은 상기 웨이퍼(W)의 직경의 1/40배 이하의 길이로 설정되어, 웨이퍼의 금속막의 두께 측정 정확성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 300mm의 웨이퍼(W)에 대한 화학 기계적 연마 공정을 행하는 경우에는, 제1전극(E1)과 제2전극(E2) 사이의 간격(s)은 7.5mm 이하로 정해진다. On the other hand, the interval s between the first electrode E1 and the second electrode E2 located on the outside is set to a length not more than 1/40 times the diameter of the wafer W, so that the thickness of the metal film of the wafer Improve measurement accuracy. For example, in the case of performing a chemical mechanical polishing process on a 300 mm wafer W, the interval s between the first electrode E1 and the second electrode E2 is set to 7.5 mm or less.

그리고, 제1전극(0), 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극의 배열 방향은 상기 연마 패드의 반경 방향으로 배열됨으로써, 웨이퍼의 금속막 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있다. In addition, the direction in which the first electrode 0, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are arranged in the radial direction of the polishing pad may be used to more accurately measure the thickness of the metal film of the wafer.

상기 전류 공급부(120)는 외측에 위치하는 제1전극(E1)과 제2전극(E)을 잇는 제1도선(125)을 통해 직류 전류를 인가한다. 인가되는 직류 전류(I)는 제어부(140)에 의해 제어된다. 이에 따라, 도6에 도시된 바와 같이 전극(110)이 웨이퍼(W)와 접촉하는 동안에 웨이퍼(W)의 금속층(88)에 전류장이 형성된다.The current supply unit 120 applies a direct current through the first conductive wire 125 connecting the first electrode E1 and the second electrode E located outside. The applied DC current I is controlled by the controller 140. Accordingly, as shown in FIG. 6, a current field is formed in the metal layer 88 of the wafer W while the electrode 110 is in contact with the wafer W. As shown in FIG.

도면 중 미설명 부호인 89는 웨이퍼(W)의 금속층(88) 이외의 영역을 나타낸 것이다.In the drawing, reference numeral 89 denotes a region other than the metal layer 88 of the wafer W. As shown in FIG.

상기 전압 측정부(130)는 내측의 제3전극(E3)과 제4전극(E4)을 잇는 제2도선(135)을 통해 전압을 측정한다. 웨이퍼(W)와 접촉하는 동안에만 웨이퍼(W)의 금속층(88)에 전류가 통전되므로, 전압 측정부(130)에서 중단없이 연속적으로 전압을 측정하더라도, 연마 패드(11)가 1회전할 때마다 웨이퍼(W)와 전극(110)이 접촉하고 있는 동안의 한번 씩만 전압이 측정된다. 이 측정 전압값은 신호선(145)을 통해 제어부(140)로 전송된다. The voltage measuring unit 130 measures the voltage through the second conductor 135 connecting the third electrode E3 and the fourth electrode E4 therein. Since the current is energized through the metal layer 88 of the wafer W only during contact with the wafer W, even when the voltage measuring unit 130 continuously measures the voltage without interruption, the polishing pad 11 rotates once. The voltage is measured only once each time while the wafer W and the electrode 110 are in contact with each other. The measured voltage value is transmitted to the controller 140 via the signal line 145.

상기 제어부(140)는 전압 측정부(120)에서 측정된 측정 전압과 전류 공급부(120)에서 공급한 전류값로부터 전기 저항을 다음의 수학식 1을 통해 산출한다. The controller 140 calculates an electrical resistance from the measured voltage measured by the voltage measuring unit 120 and the current value supplied by the current supplying unit 120 through Equation 1 below.

Figure 112012093080894-pat00001
Figure 112012093080894-pat00001

여기서 R은 산출 저항값이고, V는 측정 전압값이고, I는 인가된 공급 전류값이고, c는 웨이퍼 및 화학기계적 연마 공정을 행하는 구성에 따라 0.1 ~ 1000 사이의 상수로 정해진다. Where R is the calculated resistance value, V is the measured voltage value, I is the applied supply current value, and c is set to a constant between 0.1 and 1000 depending on the configuration of the wafer and the chemical mechanical polishing process.

제어부(140)는 수학식 1을 통해 얻어진 전기 저항값(R)에 전극 사이의 간격(s2)를 곱하여 비저항값(Ω·cm)을 산출한다. 산출된 비저항값은 웨이퍼의 금속막(88)의 두께에 따라 변동하므로, 미리 얻어진 비저항값과 금속막(88) 사이의 보정 테이블에 의해 웨이퍼(W)의 금속막(88)의 두께 및 프로파일을 간단하면서도 정확하게 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 연마 종료 시점도 쉽게 구할 수 있다.
The controller 140 calculates a specific resistance value (Ω · cm) by multiplying the electric resistance value R obtained through Equation 1 by the interval s2 between the electrodes. Since the calculated specific resistance value varies with the thickness of the metal film 88 of the wafer, the thickness and profile of the metal film 88 of the wafer W are determined by the correction table between the specific resistance value and the metal film 88 obtained in advance. Simple and accurate. In addition, the polishing end point of the wafer W can also be easily obtained.

이하, 상기와 같이 구성된 웨이퍼의 막두께 모니터링 장치를 이용한 모니터링 방법을 상술한다.Hereinafter, the monitoring method using the film thickness monitoring apparatus of the wafer comprised as mentioned above is explained in full detail.

단계 1: 먼저, 연마 패드(11)에 미리 배열 형성되어 있는 구멍에 도3에 도시된 바와 같이 4개의 전극(110)을 삽입 설치한다. 연마 패드(11)가 입혀지는 연마 정반(10)에는 미리 제1도선(135) 및 제2도선(125)이 관통 형성되어 있다. 이에 따라, 연마 패드(11)와 유사한 강도 및 경도를 갖는 도전성 플라스틱 재질로 이루어진 4개의 전극(110)을 연마 패드(11)에 삽입한 후, 연마 패드(11)를 연마 정반(10)에 설치하면, 연마 패드(11)의 전극(110)은 슬립링(160)까지 도선(125, 135)이 연결된 상태가 된다.
 Step 1 : First, four electrodes 110 are inserted into and installed in the holes previously arranged in the polishing pad 11 as shown in FIG. The first conductive wire 135 and the second conductive wire 125 are previously formed in the polishing plate 10 on which the polishing pad 11 is coated. Accordingly, after inserting the four electrodes 110 made of a conductive plastic material having a strength and hardness similar to those of the polishing pad 11 to the polishing pad 11, the polishing pad 11 is installed on the polishing plate 10. When the electrode 110 of the polishing pad 11 is connected to the slip wires 160, the conductive wires 125 and 135 are connected to each other.

단계 2: 캐리어 헤드(20)에 의해 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)에 가압시킨 상태로 회전시켜 화학 기계적 연마 공정이 행해지면, 자전하는 연마 패드(11)의 1회전당 1번씩 웨이퍼(W)에 접촉하게 된다. 연마 패드(11)에 위치 고정된 전극(110)이 웨이퍼(W)와 접촉하는 동안에, 전류 공급부(130)로부터 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)에 인가한 전류가 제1도선(135)을 통해 웨이퍼(W)의 금속층(88)에 통전되고, 이와 동시에 제1전극(E1)과 제2전극(E2)의 사이에 위치하는 제3전극(E3) 및 제4전극(E4)의 사이를 연결하는 제2도선(125)에서의 전압을 전압 측정부(120)에 의해 측정된다. Step 2 : When the chemical mechanical polishing process is performed by rotating the wafer W to the polishing pad 11 by the carrier head 20, the wafer (once per rotation of the polishing pad 11 rotating) W). While the electrode 110 fixed to the polishing pad 11 is in contact with the wafer W, the current applied from the current supply unit 130 to the first electrode E1 and the second electrode E2 is the first lead. The third electrode E3 and the fourth electrode E4, which are energized to the metal layer 88 of the wafer W through the 135, and are positioned between the first electrode E1 and the second electrode E2. The voltage at the second conductive line 125 connecting the () is measured by the voltage measuring unit 120.

단계 3: 전압 측정부(120)에서 측정된 측정 전압과 전류 공급부(130)에서 공급한 전류값의 정보는 신호선(145)을 통해 제어부(140)로 전송되어, 제어부(140)에 서 수학식 1에 의해 저항값과 비저항값을 산출한다. 이 저항값의 변동에 의한 웨이퍼(W)의 금속막(88)의 두께는 화학 기계적 연마 공정 이전에 미리 구해진 데이터 테이블로부터 찾아 보간법 등을 이용하여 얻어진다.
Step 3 : Information of the measured voltage measured by the voltage measuring unit 120 and the current value supplied by the current supplying unit 130 is transmitted to the control unit 140 through the signal line 145, the equation in the control unit 140 The resistance value and the specific resistance value are calculated by 1. The thickness of the metal film 88 of the wafer W due to the change in the resistance value is obtained by using an interpolation method or the like from a data table previously obtained before the chemical mechanical polishing process.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학 기계식 연마 장비의 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치 및 방법은, 연마 패드(11) 및 연마 정반(10)을 관통하는 투명창을 형성하지 않더라도, 연마 패드(11)에 4개의 전극(110)을 배열하여, 이로부터 웨이퍼(W)의 금속층(88)의 비저항을 전극을 통해 측정하여, 막두께에 비례하는 저항의 크기로부터, 웨이퍼의 막두께를 인시츄(in-situ)방식으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 웨이퍼의 금속층의 연마 공정이 종래 투명창의 이물감에 의해 불균일해지는 현상을 최소화하고, 보다 정확하게 웨이퍼의 금속막 두께를 실시간으로 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
The apparatus and method for monitoring the wafer film thickness of the chemical mechanical polishing apparatus of the chemical mechanical polishing apparatus according to the present invention configured as described above, even if the polishing pad 11 and the polishing plate 10 do not form a transparent window that penetrates the polishing pad. Four electrodes 110 are arranged in (11), and from this, the specific resistance of the metal layer 88 of the wafer W is measured through the electrodes, and the film thickness of the wafer is obtained from the magnitude of the resistance proportional to the film thickness. Not only can it be measured in-situ, it is advantageous that the polishing process of the metal layer of the wafer minimizes the unevenness caused by the foreign material of the conventional transparent window, and can more accurately measure the thickness of the metal film of the wafer in real time. The effect can be obtained.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

예를 들어, 도면에 도시된 실시예에서는 4개의 전극으로 이루어지는 하나의 조(module)가 연마 패드에 설치된 구성을 예로 들었지만, 4개의 전극으로 이루어지는 전극의 조(module)가 다수로 연마 패드(11)에 다수 분포되어, 상기 다수의 조의 전극으로부터 상기 웨이퍼(W)의 금속막의 두께를 다수의 지점에서 취득함으로써, 웨이퍼(W)의 금속층(88)의 분포를 정확하게 파악하는 것도 본 발명의 범주에 속한다.
For example, in the embodiment shown in the drawings, a configuration in which a module consisting of four electrodes is provided on the polishing pad is taken as an example, but the polishing pad 11 includes a plurality of modules consisting of four electrodes. It is also in the scope of the present invention to accurately grasp the distribution of the metal layer 88 of the wafer W by obtaining the thickness of the metal film of the wafer W from the plurality of sets of electrodes at a plurality of points. Belong.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 연마 정반 11: 연마 패드
20: 캐리어 헤드 40: 슬러리 공급관
100: 웨이퍼 막두께 측정장치 110: 전극
120: 전압 측정부 125: 제2도선
130: 전류 인가부 135: 제1도선
140: 제어부 W: 웨이퍼
E1: 제1전극 E2: 제2전극
E3: 제3전극 E4: 제4전극DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
10: polishing pad 11: polishing pad
20: Carrier head 40: Slurry feed pipe
100: wafer film thickness measuring device 110: electrode
120: voltage measuring unit 125: second lead
130: current applying unit 135: first conductor
140: control unit W: wafer
E1: first electrode E2: second electrode
E3: third electrode E4: fourth electrode

Claims (15)

금속막을 구비한 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 모니터링 장치로서,
도전성 플라스틱 재질로 형성되어 상기 연마 패드의 서로 이격된 4개의 위치에 제1전극, 제2전극, 제3전극, 제4전극이 각각 위치하고, 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼와 접촉하는 전극과;
상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 제1도선에 공급 전류를 인가하는 전류 공급부와;
상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 위치하는 상기 제3전극 및 상기 제4전극의 사이를 연결하는 제2도선에서의 전압을 측정하는 전압 측정부와;
상기 전압 측정부에서 측정된 측정 전압과 상기 공급 전류로부터 저항을 산출하여, 상기 저항값의 변동으로부터 상기 웨이퍼의 금속막의 두께를 산출하는 제어부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
A wafer film thickness monitoring apparatus for use in chemical mechanical polishing equipment in which a chemical mechanical polishing process of the wafer is performed while a plate surface of a wafer having a metal film is brought into contact with a rotating polishing pad,
An electrode formed of a conductive plastic material, the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode respectively positioned at four positions spaced apart from each other on the polishing pad, and contacting the wafer during a chemical mechanical polishing process;
A current supply unit configured to apply a supply current to a first lead between the first electrode and the second electrode;
A voltage measuring unit configured to measure a voltage at a second lead connecting the third electrode and the fourth electrode positioned between the first electrode and the second electrode;
A controller which calculates a resistance from the measured voltage measured by the voltage measuring unit and the supply current, and calculates a thickness of the metal film of the wafer from the variation of the resistance value;
Wafer film thickness monitoring apparatus for chemical mechanical polishing equipment, characterized in that configured to include.
제 1항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극은 일직선으로 배열된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
The method of claim 1,
And the first electrode, the second electrode, the third electrode and the fourth electrode are arranged in a straight line.
제 2항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극의 사잇 간격은 모두 동일한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
Apparatus for monitoring the thickness of a wafer of a chemical mechanical polishing apparatus, wherein the intervals between the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode are all the same.
제 1항에 있어서,
상기 전극은 상기 연마 패드에 요입 형성된 홈에 삽입 설치되되, 상기 전극의 표면은 상기 연마 패드의 표면과 동일한 높이인 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The electrode is inserted into the groove formed in the recessed in the polishing pad, the surface of the electrode is wafer film thickness monitoring apparatus of the chemical mechanical polishing equipment, characterized in that the same height as the surface of the polishing pad.
제 4항에 있어서,
상기 전극은 상기 연마 패드의 경도의 80% 내지 120%의 경도로 정해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
5. The method of claim 4,
And said electrode is set at a hardness of 80% to 120% of the hardness of said polishing pad.
제 5항에 있어서,
상기 전극은 10-7scm-1 이상의 값을 갖는 수지계열 또는 전자 수용체 또는 전자공여체를 고분자에 도핑(dopping)한 것 중 어느 하나 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
6. The method of claim 5,
The electrode film thickness monitoring of the chemical mechanical polishing equipment, characterized in that formed of any one or more of a resin-based or electron doping or electron donor having a value of 10 -7 scm -1 or more to the polymer Device.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 간격은 상기 웨이퍼의 직경의 1/40배 이하의 길이로 설정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The wafer film thickness monitoring apparatus of the chemical mechanical polishing apparatus, wherein the interval between the first electrode and the second electrode is set to a length of 1/40 or less times the diameter of the wafer.
제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극으로 이루어진 전극을 하나의 조(module)로 하여, 다수의 조의 전극이 상기 연마 패드에 다수 분포되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Chemical mechanical and mechanical, characterized in that a plurality of electrodes are distributed in the polishing pad by using the electrode consisting of the first electrode, the second electrode, the third electrode, the fourth electrode as a module (module) Wafer film thickness monitoring device of the polishing equipment.
제 8항에 있어서,
상기 다수의 조의 전극은 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 장치
The method of claim 8,
Wherein the plurality of bath electrodes are arranged radially outward from the center of the wafer.
금속막을 구비한 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 모니터링 방법으로서,
화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼와 접촉하도록 도전성 플라스틱 재질로 형성되고 서로 이격된 제1전극, 제2전극, 제3전극, 제4전극으로 이루어진 4개의 전극을 상기 연마 패드에 위치시키는 전극 위치단계와;
상기 웨이퍼가 화학 기계적 연마 공정을 행하는 동안에, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이의 제1도선에 공급 전류를 인가하면서, 상기 제1전극과 상기 제2전극의 사이에 위치하는 제3전극 및 제4전극의 사이를 연결하는 제2도선에서의 전압을 전압 측정부에서 측정하는 전압 측정 단계와;
상기 전압 측정부에서 측정된 측정 전압과 상기 공급 전류로부터 저항을 산출하여, 상기 저항값의 변동으로부터 상기 웨이퍼의 금속막의 두께를 산출하는 단계를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
A wafer film thickness monitoring method used in chemical mechanical polishing equipment in which a chemical mechanical polishing process of the wafer is performed while a plate surface of a wafer provided with a metal film is brought into contact with a rotating polishing pad,
An electrode positioning step of placing four electrodes of the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode formed of a conductive plastic material and spaced apart from each other so as to contact the wafer during a chemical mechanical polishing process; ;
A third electrode positioned between the first electrode and the second electrode while applying a supply current to the first lead between the first electrode and the second electrode during the chemical mechanical polishing process; A voltage measuring step of measuring, by a voltage measuring unit, a voltage at a second lead connecting between the fourth electrodes;
Calculating a resistance from the measured voltage measured by the voltage measuring unit and the supply current, and calculating a thickness of the metal film of the wafer from the variation of the resistance value;
Wafer film thickness monitoring method of the chemical mechanical polishing equipment comprising a.
제 10항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극은 일직선으로 배열된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
The method of claim 10,
The first electrode, the second electrode, the third electrode, the fourth electrode is a wafer film thickness monitoring method of the chemical mechanical polishing equipment, characterized in that arranged in a straight line.
제 11항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극의 사잇 간격은 모두 동일한 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
12. The method of claim 11,
Method for monitoring the thickness of the wafer of the chemical mechanical polishing equipment, characterized in that the interval between the first electrode, the second electrode, the third electrode, the fourth electrode is the same.
제 10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제4전극 사이의 간격은 상기 웨이퍼의 직경의 1/40배 이하의 길이로 설정되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
13. The method according to any one of claims 10 to 12,
And a gap between the first electrode and the fourth electrode is set to a length less than 1/40 times the diameter of the wafer.
제 10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제4전극으로 이루어진 전극을 하나의 조(module)로 하여, 다수의 조의 전극이 상기 연마 패드에 다수 분포되고, 상기 다수의 조의 전극으로부터 상기 웨이퍼의 금속막의 두께를 다수의 지점에서 획득하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
13. The method according to any one of claims 10 to 12,
The electrode consisting of the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode is a module, and a plurality of electrodes are distributed in the polishing pad, and the plurality of electrodes Obtaining a thickness of the metal film of the wafer at a plurality of points.
제 14항에 있어서,
상기 다수의 조의 전극은 상기 웨이퍼의 중심으로부터 반경 바깥 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 모니터링 방법.
15. The method of claim 14,
And the plurality of sets of electrodes are arranged radially outward from the center of the wafer.
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