TW471993B - Polishing apparatus - Google Patents

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1 / 丄 Λ； 五、發明說明（1 ) [發明背景j [發明領域] 本發明係關於研磨裝置， 座，鞞別β Μ於描 研磨譬如半導體晶圓的基 及 特別疋關於一種研磨驻里 ^ 唧厲裝置’具有感測器， 礎，具有連續痛測在該基座 卩哼為基 厚度的功能，同時，該基座；=面電傳導臈層之 之研磨表面則保持未曝露。 &如上環圈之基座托架 [相關技藝之說明] =上’為了形成佈線電路於半導體之基座上面， 將導電性膜層沉積在基座之表 …、後，罪化學乾钕刻加工H It @ 對先罩圖案使用光敏電阻， 以便從該導電性膜層除去不需要的部分。 合金已經使用為形成佈線電路的一 料：然而，最近幾年以來’在半導體基座上之積體電 線 路之較高的聚隼性將 、 /較窄之佈線以便增加電流密度

結果造成熱應力的產檢JUT J座生和增加了佈線之溫度。當類似鋁之 類的佈線材料變得魏凌勒& 满以銘之 科變侍越來越細之際，由於應力遷移或電移， 此類不利的情況變得越㈣，最後將造成佈線斷裂或短 路。 因此’當電流在流動之時’為了防止佈線產生過剩 的熱力’譬.如銅金屬具有較高電傳導性之材料要求當作佈 線電路材料來使用。然而，因為銅金屬或鋼合金並不適用 於乾姓刻處理，因此，其十分因難採用上述方法，其中該 -佈線里態疋形成於導電膜層沉積於基座之整個表面之後。 本紙張尺度適财國國家“半（CNS)A4規格（2iq χ 297公髮）------ 1 312208 471993 經 濟 部 智 慧 財 產. 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 本纸張尺度翻t U @緖準（CNS)A4規格⑵G X 297公爱） A7 五、發明說明（2 ) 因此，可行之加工方式之 % , 法定㈣離，坎你Hi路㈣具有形成預先 決疋的里I 然後在將凹 價填滿鋼或鋼合金。此處 了除去膜層不需要部分的钻W老 爽理兇云 工七…， 刻處理，且僅需要除去表面之 不平或不規則之研磨處理。 ^ ^ a ^ 卜此處理具有之優點，即 在一個户層電路中，連結上盥 s -、卜層電路間之所謂的佈線 孔之部分也在同一時間内同時形成。 然而’因為佈線的寬度變為比較窄，此類佈線凹槽 或佈線孔具有非常高的縱橫比(深度與直徑或寬度之， 率），因此，使用減錢處理，报難將金屬均勻地充埴在e 槽或孔内。再者，雖然化學蒸汽沉積法（cvd)處理能使月 在沉積各種材料之上，但是製造合適的鋼或鋼合金氣體承 料確是很困難的，且如果有機材料使用於銅或銅合金之交 積，則碳（C)混合至沉積膜層以增加該膜層的遷移 因此提出一種方法，也就是，將基座浸潰在電| 溶液内，將該基座以電解質電鍍或無電電鍍電鍍一層銅 屬，然後靠化學機械研磨（CMP)加工，將銅層之不需要 部分從該基座除去。此以電鍍形成之膜層允許具有高縱 比之凹槽能以高傳電性之金屬均勻地予以填充。在C〜 處理中，由上環圈托持之半導體晶圓抵壓於附著在一個 轉桌台上之研磨布上，同時，供給含有研磨顆粒之研磨 體’因此，.研磨在半導體上的銅層 當鋼層以CMP處理研磨，在半導體基座上之銅層 上面以選擇性方式除去是必須的，同時，僅在凹槽内的 層留下來以當作佈線電路，也就是，互相連結凹槽被留 312208 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

471993 A7 五、發明說明（3 來。更明確地，在半導體基座之表面面積上之銅層，除了 該互相連結凹槽之外’皆需要予以除去，直到Si〇2之氧 化膜曝露為止。如果在互相連結凹槽内的鋼層連同該氧化 層（Si02)過度地研磨掉，則在半導體基座上的電路之電阻 將會增加’以至於該半導體基座可能需要予以拋棄，因而 造成一大損失。相反地，如果該半導體基座之研磨不夠充 .伤’將銅層留在氧化膜上’則在半導體基座上的電路將不 能彼此分隔’__而造成短路。因而’該半導體基座將需要再 研磨一次’也因此其製造成本將增加。此點對具有鋁電導 層之半導體基座同樣正確，因為其亦需以CMP處理選擇 性地研磨掉一部分。 消 因此，已提出一種使用渦流電流感測器以偵測cMP| 處理過程的終端的構想。此類偵測CMP處理終端的手續 將配合第7圖中的圖形說明如下。第7圖顯示一個傳統研 磨裝置’配合渦流電流感測器’以當作終端感測器。就如 同在第7圖中所示，該研磨裝置包括旋轉桌台41、在旋 轉桌台上表面上裝置有研磨布42、和上環圈45夾持當作 半導體基座之半導體晶圓43，並且抵在該研磨布42之上 旋轉並按壓該半導體晶圓43。該研磨裝置更包括研磨液 體供應喷嘴48,值於旋轉桌台41的上方，能供應研磨液j 體Q於位在旋轉桌台41上的該研磨布42 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公楚· 訂 上環圈45連結於上環圈驅動軸49，並且在該上環圈 45的下表面附著聚氨酯或其類似材質的彈性墊子47。該| ϋ圏45夹持該半導體晶圓43並且該半導體晶圓43與| 3 312208

I A7 I A7 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 五、發明說明（4 :=子47相接觸著1柱狀護圈46佈置且固定在該 “的時候，之將1周該圍上^ ^衣圈45上被強制移動。 護圈46，固定於上 夾持表面處，且有往下心 ，從該上環圈45之 在由護圈46^ (凸）出之下端。該半導體晶圓43, 上環圈磨布42所產生的摩擦作用以防止從該 衣^被強制移動之下，靠護圏46夾持在該土環㈣ 〜穴？守表面之上。兮 直內却 该上％圈45容納渦流電流感測器50於 49 败1^感測自5〇以從該上環圈45㈣上環圈驅動軸 接通。Μ伸之電線51 ’以電流與外接控制器（未顯示）相 、、在第7圖中所顯示的研磨裝置之操作程序如下所述： 半導體晶圓43夾持在上環圈45之彈性墊子47之下表面 之上，並且靠上環圈45抵壓該晶片於該旋轉桌台41之該 研磨布42之上。該旋轉桌台41和該上環圈45彼此獨立 的旋轉著，然後使該研磨布42和該半導體晶圓43彼此相 對地移動，靠此相對移動，則研磨該半導體晶圓Μ。同 時，研磨液體供應喷嘴48供應研磨液體Q於該研磨布42| 之上。為了研磨當作在該半導體晶圓43上之傳導層之鋼 層，該研磨液體Q包括氧化媒，具有微細研磨顆粒如氧| 化紹或矽石懸浮在其中。該半導體晶圓43以下列混合作 用研磨：化學作用，以氧化媒氧化該銅層表面，和機械研 磨作用，以微細研磨顆粒，機械地研磨鋼層表面 當正在研磨半導體晶圓4 3的時候，渦流電流感測酱| 312208 5 | 先 閱 讀 背 面 I 之I 注 I 意1 事I 項 I 再：Ί § / 寫裝 本衣 頁I 一 I I I I I I 訂 綾 A7 A7

經 濟 部 智 慧 財 產 局. 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（ 〇連續地偵測傳導層的厚度的改變，也就是，在該半導 體晶圓43上之銅層。外接控制器監控著從渦流電流感測 " 所輸出的信號’當在氧化膜（Si02)上之傳導層移除 之際，基於輪出信號的頻率改變，控制器偵測該cMP處 理的終點。另一方面’僅有在該半導體晶圓43之相互連 結凹槽内之傳導層留下來。 然而’在第7圖中所示之渦流電流感測器5〇產生一 個問題’也就是，供應在上環圈4 5内之該渦流電流感測 器50 ’因此只能感測到直接位於該渦流電流感測器下 方之鋼層之厚度。如果’有複數個渦流電流感測器50能 更供應在該上環圈45之内，則能偵測到在銅層上之複數 位置上之銅層厚度。然而，該複數個渦流電流感測器僅能 夠從這些不同的位置上獲得不連續的量測值，並且不能夠 產生量測值的連續輪廓。另外一個缺點是，當該渦流電流 感測器的數目增加時，研磨裝置成本亦會增加，且外接控 制器需要施行較複雜的信號處理順序。 [發明概要] 本發明之目的在於提供一種研磨裝置，此研磨裝置 具有研磨布或固定研磨板之研磨桌台，及一個例如渦流電 流感測器之感測器，該感測器裝置在該研磨桌台上以產生 即時連續量測值，該量測值代表在研磨期間譬如在研磨之 半導體基座上之鋼層或鋁層之傳導層之厚度。 依據本發明，提出的研磨裝置具有：具有研磨表面 的研磨桌台；夾持著基座且將該基座抵壓在研磨表面以研 請 先 閱 讀 背 S 之 注 意 事 項 再 填 寫 頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 312208 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 " 〜-------B7_—___ 五、發明說明（< ) Ό ’ 磨該基座表面之上環圈；和一個以上之感測器，該等感測 器安置在該研磨桌台之研磨表面之下方，以量測形成在該 基座表面上之傳導層之厚度。 研磨桌台包括旋轉桌台，能夠繞著自身軸旋轉。研 磨表面可包括研磨布或固定的研磨板。如果該研磨表面包 括研磨布’則感測器安裝在該研磨桌台之内。如果該研磨 表面包括固定研磨板，則該感測器安裝在該固定研磨板之 内。 ^基座之表面帶著與研磨表面作滑動接觸之際，則 研磨傳導層。感測器，特別是一種包括渦流電流之感測器， 畲研磨桌台每旋轉一次，則直接通過該機座之研磨表面之 下方-人。因為該渦流電流感測器放置在通過基座中心之 弧形途徑之上，因此，當該渦流電流感測器在該基座底下 沿著該弧形途徑移動時，該渦流電流感測器能夠連續地偵 測傳導層的厚度。 、 如果透過下面說明，同時伴隨著解釋本發明以較佳 具體實施例為範例的圖形，則本發明上述和其他之目的、 特色和優點將更為明顯。 [圖式之簡要說明] 第1圖為依據本發明之具體實施例之研磨裝置之垂 直剖.面圖。 第2圖為第1圖中所示之研磨裝置之旋轉桌台之平 面圖。 μ 一第圖為放置在具有研磨布裝置在上面夕姑轉中人 本紙張尺度姻巾關家鮮（CNS)A4祕（21G x 29k髮1 -----二、口 312208 '1裝· 訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 之内的渴流電流感測器之分解垂直剖面圖。 第3B圖為放置在具有固定研磨板裝置在上面之旋轉 桌台之内的渦流電流感測器之分解垂直剖面圖。 第4A圖為顯示偵測信號之共振頻率之變化情形圖， 該k號是由渦流電流感測器所產生而由控制器所處理的， 也就是，當正研磨半導體晶圓之際，當該涡流電流感測器 直接地在該半導體晶圓下方通過複數次。 第4B圖為一圖形’顯示在放大的比例之下，第4A 圖中晝圓圈之A部分之詳示圖。 第5圖為顯示偵測信號之共振頻率之變化情形圖， 該信號是由渴流電流感測器所產生而由控制器所處理的， 也就是’當複數個半導體晶圓正由單一研磨布所研磨之 際。 第6A圖是依據本發明之另一具體實施例之研磨裝置 之旋轉桌台之平面圖。 第6Β圖是依據第6Α圖中之具體實施例之研磨裝置 之垂直剖面圖。 第7圖是傳統研磨裝置之垂直剖面圖。 [元件符號說明] 1 旋轉桌台 la 桌台軸 2 晶圓 2a 氧化膜 2b 傳導層 3 上環圈 4 研磨布 5 喷嘴 6 護圈 7 馬達 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） 312208 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局· 員 工 消 費 合 h 社 印 製 五、發明說明（8 ) 8 上環圈驅動轴 電流感測器 控制器 電線 光學感測器 旋轉桌台 晶圓 護圈 喷嘴 電流感測器 10 12 14 30 41 43 46 48 50 11 13 15 32 42 45 47 49 51 塾子 滑圈 顯示單元 研磨板 控制器 研磨布 上環圈 墊子 上環圈驅動軸 電線 [較佳具體實施例之詳細說明] 依據本發明之具體實施例之研磨裝置，將參照第 圖至第5圖’說明如下。 二如第1圖所不，研磨裝置具有組成研磨桌台之旋幸 桌台1’和上環圈3,用來夾持半導體晶圓2並抵遷該^ 導體晶圓2於該旋轉桌台i之上。該旋轉桌台α接馬為 J後如則頭所示方向，繞著軸旋轉。研磨布4裝置名 該旋轉桌台1之上表面之上。 上環圈3耦接於馬達（未顯示）並連結於升降工作缸（未 顯示）。因此，該上環圈3係可垂直地移動並繞著其軸旋 轉，就如箭頭所示一般，並且該上環圈3能以需要的壓力， 將半導體晶圓2抵壓在研磨布4之上。該上環圈3係連矣 於垂直上裱圏驅動軸8之下端，並且在其下表面上支撐聋 氨或其類彻之彈性塾子9。圓柱狀護圏6佈置且固定名 本紙張尺度過用1P画國豕準（CNSM4規袼（210 X 297公釐） 8 312208 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) …策--------訂---------線” -i I · 1993 A7 _B7 五、發明說明（9 該上環圈3之外周圍邊緣上，以 a Λ . 避免备研磨該半導體晶圓 2的時候，將從該上環圈3上強制移動。 研磨液體供應喷嘴5,位置在旋轉桌台ι的上方，能 供應研磨液體Q於位在旋轉桌台i上的該研磨布4 旋轉桌台1容納渦流電流感測器1〇在其裡面，該感|】 測器靠電線“以電力連結於控制器12，該電線14延伸_ 經過該旋轉桌台1、可旌鞋鱼么缸， IΫ 传景σ Ί旋轉桌台軸la和旋轉連結器或滑霄 圈11，該旋轉連結器或滑圈U是裝置在該旋轉桌台支樓|| 轴la的下端。該控制器12連結至顯示軍位13。 第2圖顯示旋轉桌台！之平面圖。如第2圖所示 當該旋轉桌台1繞其自身軸CT旋轉時，同時研磨該半導 體晶圓2之際，定位渦流電流感測器1〇，以至於通過由 上環圈3所夾持之該半導體晶圓2中心點Cw。當該渦流 電流感測器10通過位在該半導體晶圓2正下方所遵循之 弧形途徑之際’該渦流電流感測器1 〇連續地偵測位在該 半導體晶圓上之類似鋼層之傳導層之厚度 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第3 A圖和第3 B圖顯示渦流電流感測器ι 〇裝置在旋 轉桌台1的情況。第3A圖顯示該渦流電流感測器i 〇裝 置在該旋轉桌台1之内的情形，其中研磨布4附著在該旋 轉桌台1上’而第3B圖顯示該渦流電流感測器ι 〇裝置 在該旋轉桌台1之內的情形，其中固定研磨板15附著在 該旋轉桌台1上。如果研磨布4是如第3A圖所示的裝置 在該旋轉桌台1之上，則該渦流電流感測器1 0是裝置在 該旋轉桌台1之中。如果該固定研磨板15是如第3B圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2W X 297公釐） 312208 I iyyji 五、發明說明（w 所示的裝置在兮诧絲*/ , '^旋轉桌口 1之上，則該渦流電流感測器是 裝·置在該旋轉卓a】+ 1 得呆σ 1之上’而裝置在該固定研磨板15之 内。 (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 在每一個如第3Α圖和第3Β圖所示的結構裡，該上 表面也就疋’研磨布4或固定研磨板15之研磨表面（半 導體Β曰圓2之被研磨表面）可與渦流電流感測器10之上表 面相距一距離L，L的值可為1.3mm或更大。如在第3Α 圖和第3B圖之中所示’該半導體晶圓2包括Si02之氧化 膜2a，和裝置在該氧化臈2a之上的銅或鋁之傳導層 研磨布4包括不織布，例如由「R0(jel Products Corporation」所生產的p〇Htex，或者是例如Icl〇〇〇的聚 氨自曰/包涞。該固定研磨板15包括微細研磨顆粒圓盤，該 顆粒，例如，可為Ce〇2,其顆粒大小為若干個#m或更 小’然後以合成樹脂結合劑結合起來的 如第2圖所示的研磨裝置其操作程序如下所述：半 導體晶圓2夾持在上環圈3之下表面之上，然後使用升降 經 濟 部 智 慧 財 產 局· 員 工 消 費 合 作 社 印 製 工作缸將該晶圓抵壓在正在旋轉的旋轉桌台1上之研磨布 4之上。該研磨液體供應喷嘴5供應該研磨液體q於旋轉 桌台1上之研磨布4之上，而該供應之研磨液體Q保留 在該研磨布4之上。該半導體晶圓在該研磨液體q存在 於該半導體晶圓2之下表面和該研磨布4之間的情況下被 研磨。當如此地研磨該半導體晶圓2之際，當該旋轉桌台 母旋轉一次，渴流電流感測器1 〇就通過該半導體晶圓2 之正在研磨表面之正下方一次〇因為該渦流電流感測器工〇 本紙張尺細中國¥iiFTc—2,挪公笼)--^^—

經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 471993 五、發明說明（u) 正位於通過該半導體晶圓2之中心Cw之弧形途徑之上， 所以當該渦流電流感測器1〇沿著位於該半導體晶圓2正 下方之弧形途徑移動之際，該渦流電流感測器1〇能夠連 續地偵測到該半導體晶圓2上之該傳導層2b之厚度。為 了縮紐該偵測間隔，另外一個渦流電流感測器1〇可如第 2圖中的虛線所示地加上去，因此至少兩個感測器裝置在 該旋轉桌台1之中。 以渦流電流感測器偵測位於半導體晶圓上之鋼或鋁 傳導層之厚度的原理將說明如下。 渦流電流感測器具有線圈，供應以高頻電流。當該 南頻電流供應給該渴流電流感測器之線圈，在該半導體晶 圓上之該傳導層產生渦流電流。因為所產生的渦流電流隨 著該傳導層之厚度而變化，因此該渦流電流感測器和該傳 導層之混合阻抗被監控以偵測到該CMP處理之一終點。 更明禮地說，該滿流電流感測器和該傳導層之混合阻抗z 以該滿流電流感測器之感應和電容元件L，C表示，且該 傳導層之電阻元件R是並聯於該感應與電容元件L，C。 當下列公式中所示的電阻元件R產生變化，則該混合阻 抗Z也會變化。在此時，該共振頻率也會變化，然後該 共振頻率之一改變率被監控著，以決定該CMP處理之終 點是否到來。 (1-ΛΟ +令 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛 11 312208 471^ 471^ 經濟部智慧財產肩員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（i2) 在上述公式之中，7.、日人.

數 .靶Q阻抗，J : ·1的平方根（J 數）’ L :電感，f :此 广·致恭兩 、振頻率，C.靜電電容’ R:傳導為 、电阻，ω =2 7Γ f。 :4A圖和第4B圖為當半導體晶圓2正在研磨之際’ =由渦流電流感測器】。和控制器12所產生的侦測“ 振頻率的變化情形。在第4A圖和第4β圖之中q =代表研磨時間，而垂直軸代表共振頻率（Hz)。第七 代表當該渦流電流感測器1〇直接通過該半導體晶圓 下方複數-人時共振頻率之變化情形，而帛4B圖顯示， 在第4A圖中之一圓圏部分A在放大比例之情況下之圖 在第4A圖和第4B圖為顯示當在該半導體晶圓2上 之該傳導層為銅膜時，所獲得之結果。 如第4A圖所示，當半導體晶圓2之研磨正在進行之 際，從渦流電流感測g 10㈣測的信號值持續地減弱。 此偵測信號之處理是由控制器12所執行。更明確的說， 當傳導層的厚度減少_，靠處理從該渴流電流感測器h 所偵測到之信號之所獲得的共振頻率亦在持續地減少。在 第4A圖中，共振頻率從6800HZ的初始值而減少。因此， 畲除了在該互相連結凹槽内之傳導層之外之所有其他之傳 導層移除之時，如果該共振頻率值已經檢查出來，則靠監 控該共振頻率值，該CMP處理之終點能偵測出來。在第 4A圖中’當除了在該互相連結凹槽内之傳導層之外之所 有其他之傳導層被移除之時，其共振頻率值為6620Hz。 _ 如果某一頻率在達到該CMP處理之終點之前建立為一臨 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ;.裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 312208 12 471993 A7 B7 五、發明說明（13 , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 限值，則在較高研磨速率之下，以該固定研磨板1 5(參閱 第3B圖）來研磨該半導體晶圓2將為可能，則在到達該臨 限值之後可使用研磨布4(參閱第3A圖）以較低之研磨速 率來研磨該半導體晶圓2，且當該CMP處理之終點達到 之時，則可結束該CMP處理。 此外’渦流電流感測器具有不同之選擇性，端視供 應於該感測器線圈之高頻電流之頻率，以量測該傳導層之 厚度。例如’當具有20MHz頻率之高頻電流供應給該感 測器線圈時，該渦流電流感測器能以〇到1 0000 j之較大 的厚度範圍來量測傳導層的厚度，且當具有1 6〇MHz之高 頻電流供應給該感測器線圈之時，該渦流電流感測器能感 測到0到1000 i之相當狹窄厚度範圍之該傳導層厚度。因 此’能夠精確地量測該傳導層的厚度，且端視該研磨處理 (將要量測膜層之厚度或該膜層的種類）或混合複數渦流電 流感測器，靠選取該供應給渦流電流感測器之高頻電流之 頻率’以增加該處理的效率。替代地，端視該研磨處理， 可改變該渦流電流感測器。 經 濟 部 智 慧 財 產 局. 員 工 消 費 合 h 社 印 製 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4藏—χ 297公髮） 如第4B圖所示，當渦流電流感測器1 〇直接地通過 半導體晶圓2之正下方，位於該半導體晶圓2之研磨表面 内之共振頻率之變化能偵測出來。更明確地說，因為相對 於在該傳導層之該厚度之改變在共振頻率内亦產生改變， 且因為該渦流電流感測器1 〇定位於一位置，以至於該感 測器通過該半導體晶圓2之中心Cw ’因此靠監控從該渦 流電流感測器10所偵測到的信號，能偵測到在該半導體 13 312208 47丄州 A7 五、發明說明（，） 14 7 晶圓2之大約直徑方向 如果在該半導體晶圓千导篮自之研磨均勻度。 曰圓2之研磨表面之範圍内 磨均勻度供應給該控制$ ? 偵測到之研 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 在該半導體晶圓2之研^ 外磨條件以改善 <研磨表面範圍内之研磨均勻 研磨條件包括有，J ^ 供應給上環圈3以壓迫該半 ^ 之壓力，和供應給該丰道脚曰 卞等體日日5^ 第5圖暑一阁 體晶圓2之上表面之壓力分佈。 形，顯示在偵測信號之共振頻率内之 變化’該偵測信號是由渦流電流感測器 =2一所:理的，同時另一方面，複數個半導二 ^布研磨著。在第5圖中，水平軸代表研磨 …’而垂直軸代表共振頻率（Hz)。在研磨布已經研 數個半導體晶圓且已經枯# 设 丄破裝置複數次之後，該研磨布被廢 掉0.7mm之厚度。 經 濟 部 智 慧 財 產 局. 員 工 肖 費 合 拃 社 印 製 如第5圖所不，以從渦流電流感測器1 〇所偵測到^ U之處理所獲得之共振頻率在每一次研磨周期開始： 際田研磨布已經重複使用則其共振頻率將高於，當該石 磨布是第一次使用時之共振頻率。更明確地說，該共振赛 率將從當該研磨布第一次使用時，68〇〇Hz增加至當該石 磨布已經重複使用之共振頻率69〇〇Hz。因為該研磨布$ 研磨速率能以監控每一次研磨周期開始之共振頻率來決匀 之，因此該研磨布之更換時機能夠精確地決定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） 第6A圖與第6B圖顯示依據本發明之另一具體實匆 例之研磨裝置。第6A圖為在該研磨裝置内之旋轉桌台彳 平面圖’而第6B圖為該研磨裝置之垂直剖面圖。 14 312208 A7 ‘五、發明說明（15) 1 在第6A圖和第6B圖中之所示的該研磨裝置與在第 1圖和第2圖中所示的該研磨裝置之不同點在於，光學感 測器3 0裝置在旋轉桌台1之内且相臨於渦流電流感測器

I 10之旁，並且與控制器32相連結。該光學控制器3〇包| 括發光兀件和光偵測元件。該發光元件供應光給半導體晶! 圓2之研磨之表面’而光偵測元件偵測從該半導體晶圓2 | 」之研磨之表面所反射的光。該發光元件包括雷射光束元件I 或LED。當銅、鋁或類似之傳導層之厚度減少至某一較| 小值之時’則從該發光元件供應給該半導體晶圓2之研磨ί 之表面之未的一部分通過該傳導層且從在傳導層之下的氧 化族層反射出來。因此，該光偵測元件偵測到兩道光，是 由該傳導層所反射的，另一個是由該氧化膜層所反射的。 從該光偵測元件所偵測到的信號被該控制器3 2所處理以 偵測剩餘在氧化膜層上之傳導層之厚度，此法所測得的厚 • 度比用該渴流電流感測器1 〇所.測得的厚度更為精確。 | 經 濟 部 智 慧 財 產 局. 員 工 消 費 合 作 社 印 製 當傳導層之厚度減少至某一較小值之時，該傳導層 之厚度由控制器12所監控’該控制器12處理從渦流電流 感測器10而來的信號。當該傳導層之厚度達至某一較小 值且為該光學感測器30所偵測到之時，該傳導層之厚度 由控制器32所監控，該控制器32處理從該光學感谢器3〇 而來的信號。因此’使用該具有對該傳導膜層之厚度有較 高靈敏度之光學感測器3〇，精確地偵測到除了在該互相 連結槽中之傳導層之外之所有其他傳導層皆被除去的時間 是可能的，由此可決定CMP處理的終點。

本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公楚）—'---J 15 312208 471993 A7 經 濟 部 智 .慧 財 產 局· 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（16 ) 替接地，渦流電流感測器10和光學感測器3〇兩者 能夠使用，直到CMP處理之終點達到為止。更明確地說， 控制器12和控制器32處理分別從該堝流電流感測器1〇 和該光學感測器3 0而來的信號以偵測除了在該互相連結 槽中之傳導層之外之所有其他傳導層皆除去的時間，由此 決定該CMP處理的终點。 在上面所述的具體實施例當中，傳導層是由銅或鋁 所組成。然而，該傳導層亦可由、鉻、鎢、鈦和其類似金 屬所組成。 依據本發明，因為感測器譬如像渦流電流感測器或 光學感測器或其兩者被放置在研磨桌台之内，而該研磨桌 台支撐研磨布或固定研磨板於其上，因此獲得即時且連續 量測值是可能的，該量測值代表由研磨裝置所研磨的半導 體體基座之表面傳導層之厚度，而該傳導層是由銅、鋁或 其類似金屬所組成的。 雖然本發明之若干較佳具體實施例已經詳細地顯現 與說明出來，但應該瞭解的是本發明内所作之各種改變與 修飾仍然不脫離後面所附專利申請項目的範圍&

I 線

16 312208

Claims (1)

1. 471993 六、申請專利範圍 1- 一種研磨裝置，包括： 具有研磨表面的研磨桌台； 夾持基座且將該基座抵壓在所述研磨表面以研磨 所述基座表面之上環圈；和 至少一個之感測器’此等感測器安置在所述研磨 桌台之研磨表面之下方，以量測形成在所述基座表面 上之傳導層之厚度。 2. 依據專利中請範圍第！項之研磨寰置，其中所述感測 器包括渦流電流感測器。 3. 依據專利申請範圍第！項之研磨裝置，其中所述感.測 器安置在所述研磨桌台内。 4. 依據專利申請範圍第！項之研磨裝置，其中所述研磨 表面包括研磨布。 5. 依據專利申請範圍第1項之研磨裝置，其中所述研磨 表面包括固定研磨板。 6. 依據專利申請㈣第5項之研磨裝置，其中所述感測 器供應在所述固定研磨板之内。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 7·依據專利申請範圍第2項之研磨裝置，更包括： 至 > 一個之光學感測器，該等感測器裝置在所述 之研磨桌台之内，以便量測所述傳導層的厚度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 17 312208