專利名稱：一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)，尤其涉及一種利用氣體流動系統(tǒng)排出水汽的終點偵測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的集成電路制造過程中，為避免造成后續(xù)工藝的不良影響，對于各沉積層表面的平坦化要求已成為日益重要的課題。就現(xiàn)有的平坦化技術(shù)而言，化學(xué)機械拋光(chemical mechanical polishing，CMP)可說是目前最為廣泛應(yīng)用的方法。所謂的CMP技術(shù)，即是同時利用一拋光裝置與一拋光劑(slurry)來去除半導(dǎo)體晶片上的不平坦處的過程。其原理則是由拋光裝置相對于半導(dǎo)體晶片所進行的機械運動，再加上拋光劑與半導(dǎo)體晶片間所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而形成一有效的拋光力，使該半導(dǎo)體晶片暴露出的表面可加以有效地平坦化。
請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)10(endpoint detectionsystem)的示意圖。如圖1中所示，現(xiàn)有CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)10包含有一拋光平臺(polishing platen)12，其上置有一拋光墊(polishing pad)14。拋光墊14是由一硬質(zhì)(hard)拋光墊16，及一軟質(zhì)(soft)拋光墊18所組成。其中，軟質(zhì)拋光墊18做為拋光墊14與拋光平臺12間的介面，而硬質(zhì)拋光墊16則是用以與拋光劑20一起拋光一置于其上的半導(dǎo)體晶片22。此外，在硬質(zhì)拋光墊16內(nèi)設(shè)有一觀察窗24，并于觀察窗24下方的軟質(zhì)拋光墊18與拋光平臺12內(nèi)留下一個內(nèi)室26。當半導(dǎo)體晶片22旋轉(zhuǎn)至觀察窗24上方時，一固定于拋光平臺12下的終點偵測計(如激光干涉計(laser interferometer))28即可射出一激光光束通過觀察窗24而至半導(dǎo)體晶片22的表面。隨后，CMP裝置10即可藉由半導(dǎo)體晶片22所反射回來的反射光束來判斷拋光終點。
然而，由于現(xiàn)有CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)10的觀察窗24下表面及拋光平臺12的內(nèi)室26的表面上極可能會有污染物的沉積，例如，凝結(jié)的拋光劑或是水汽等等。因此，當激光光束通過觀察窗24及拋光平臺12的內(nèi)室26時，則會因遭遇到這些污染物而發(fā)生散射作用。也就是說，不論是入射或是反射的激光光束，其強度皆會大幅減弱。于是，CMP工藝的終點偵測結(jié)果將受到嚴重干擾而失真，進而造成終點的誤判而使得半導(dǎo)體晶片22的平坦度無法達到標準。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在于提供一種化學(xué)機械拋光(chemical mechanicalpolishing，CMP)裝置的終點偵測系統(tǒng)(endpoint detection system)，以解決上述現(xiàn)有CMP裝置的問題。
根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，公開一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)。該終點偵測系統(tǒng)包含有一拋光平臺(polishing platen)，一覆蓋于該拋光平臺之上的拋光墊(polishing pad)，一位于該拋光平臺中的內(nèi)室(chamber)，及一設(shè)置于該內(nèi)室的周圍的氣體流動系統(tǒng)(gas flow system)。其中，該氣體流動系統(tǒng)包含有一氣體入口(gas inlet)及一氣體出口(gas outlet)，分別用以導(dǎo)入干燥氣體于該內(nèi)室中及排出該內(nèi)室中的水汽。
由于本發(fā)明CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)在該內(nèi)室的周圍設(shè)有一氣體流動系統(tǒng)，用以排出沉積在該內(nèi)室或是一觀察窗下表面的水汽，因此可以避免現(xiàn)有裝置中有水汽等污染物殘留的問題，而準確地偵測出化學(xué)機械拋光工藝的終點，如此，則可大幅提升工藝的產(chǎn)率，進而降低制造成本。


圖1為現(xiàn)有化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)的示意圖；以及圖2為本發(fā)明化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)的示意圖。
附圖中的附圖標記說明如下10、30 CMP裝置 12拋光平臺14拋光墊 16硬質(zhì)拋光墊18軟質(zhì)拋光墊 20拋光劑
22半導(dǎo)體晶片 24觀察窗26內(nèi)室28終點偵測計32氣體入口34氣體出口具體實施方式
請參閱圖2，圖2為本發(fā)明化學(xué)機械拋光(chemical mechanical polishing，CMP)裝置的終點偵測系統(tǒng)(endpoint detection system)30的示意圖。如圖2所示，終點偵測系統(tǒng)30包含有一拋光平臺(polishing platen)12，一覆蓋于拋光平臺12之上的拋光墊(polishing pad)14，一位于拋光平臺12中的內(nèi)室(chamber)26，及一設(shè)置于內(nèi)室26周圍的氣體流動系統(tǒng)(gas flow system)。其中，該氣體流動系統(tǒng)包含有一氣體入口(gas inlet)32，用以導(dǎo)入干燥氣體于內(nèi)室26中，以及一氣體出口(gas outlet)34，用以排出內(nèi)室26中的水汽。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，拋光墊14可為一雙層(bi-layer)結(jié)構(gòu)，其包含有一置于上層的硬質(zhì)(hard)拋光墊16，例如，業(yè)界所熟知的IC-1000拋光墊，以及一置于下層的軟質(zhì)(soft)拋光墊18，例如Suba IV拋光墊。之所以采用此雙層結(jié)構(gòu)的拋光墊14是因為下層的軟質(zhì)拋光墊18可做為拋光墊14與拋光平臺12間的介面，而上層的硬質(zhì)拋光墊16則可用以與拋光劑20一起拋光一置于其上的半導(dǎo)體晶片22。如此，則此雙層拋光墊14即可提供CMP工藝一優(yōu)選的平坦度及均勻度。此外，內(nèi)室26上方的硬質(zhì)拋光墊16內(nèi)設(shè)有一觀察窗24，當半導(dǎo)體晶片22旋轉(zhuǎn)至觀察窗24上方時，一固定于拋光平臺12下的終點偵測計(例如激光干涉計(laser interferometer))28即可射出一激光光束通過觀察窗24而至半導(dǎo)體晶片22的表面，即可進行終點偵測的程序。
由于現(xiàn)有的CMP工藝會產(chǎn)生水汽或是凝結(jié)的拋光劑等污染物沉積于內(nèi)室26的表面上，故于本發(fā)明的終點偵測系統(tǒng)30中設(shè)置一氣體流動系統(tǒng)于內(nèi)室26的周圍，以排除內(nèi)室26中的水汽等污染物。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，氣體入口32所通入的干燥氣體可為氮氣或是廠區(qū)干燥空氣(cleandry air，CDA)。至于其他形式的氣體流動系統(tǒng)，在不悖離本發(fā)明的技術(shù)精神的情況下，也可將氣體出口34的部分替換為泵(pump)，如此，則可將水汽等污染物藉由干燥氣體及泵的帶動而排出內(nèi)室26?；蛘?，本發(fā)明的氣體流動系統(tǒng)亦可僅以泵來作用，亦即，僅僅利用泵來抽出內(nèi)室26中的污染物，而略去氣體入口32通入干燥氣體的步驟。
由于一般拋光墊所采用的硬質(zhì)拋光墊與軟質(zhì)拋光墊本身材料的特性，將使得拋光平臺中的內(nèi)室表面及觀察窗下表面上產(chǎn)生凝結(jié)的拋光劑與水汽的沉積。因此，當現(xiàn)有CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)的終點偵測計射出一激光光束而通過現(xiàn)有的觀察窗時，就會因遭遇到這些污染物而發(fā)生散射作用。結(jié)果，不論是入射或是反射的激光光束，其強度皆會大幅減弱，進而造成CMP工藝的終點偵測結(jié)果受到嚴重干擾而失真。
與現(xiàn)有CMP裝置的終點偵測系統(tǒng)相比，本發(fā)明的終點偵測系統(tǒng)中設(shè)置有一氣體流動系統(tǒng)，用以將內(nèi)室中的水汽等污染物藉由外在力量而排出，如此則可以避免現(xiàn)有裝置中有污染物沉積等問題，進而可以準確地偵測出化學(xué)機械拋光工藝的終點。如此，則可大幅提高工藝的產(chǎn)率，進而降低制造成本。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)，該終點偵測系統(tǒng)包含一拋光平臺；一拋光墊，覆蓋于該拋光平臺之上；一內(nèi)室，位于該拋光平臺中；以及一氣體流動系統(tǒng)，設(shè)置于該內(nèi)室的周圍；其中該氣體流動系統(tǒng)包含有一氣體入口，用以導(dǎo)入干燥氣體于該內(nèi)室中，及一氣體出口，用以排出該內(nèi)室中的水汽。
2.如權(quán)利要求1所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該拋光墊為一雙層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該拋光墊的該雙層結(jié)構(gòu)包含有一置于上層的硬質(zhì)拋光墊，及一置于下層的軟質(zhì)拋光墊。
4.如權(quán)利要求1所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該干燥氣體為一氮氣。
5.如權(quán)利要求1所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該干燥氣體為一廠區(qū)干燥空氣。
6.一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)，該終點偵測系統(tǒng)包含一拋光平臺；一拋光墊，覆蓋于該拋光平臺之上；一內(nèi)室，位于該拋光平臺中；及一氣體流動系統(tǒng)，設(shè)置于該內(nèi)室的周圍。
7.如權(quán)利要求6所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該拋光墊為一雙層結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該拋光墊的該雙層結(jié)構(gòu)包含有一置于上層的硬質(zhì)拋光墊，及一置于下層的軟質(zhì)拋光墊。
9.如權(quán)利要求6所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該氣體流動系統(tǒng)包含有一氣體入口，用以導(dǎo)入干燥氣體于該內(nèi)室中，及一泵，用以排出該內(nèi)室中的水汽。
10.如權(quán)利要求9所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該干燥氣體為一氮氣。
11.如權(quán)利要求9所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該干燥氣體為一廠區(qū)干燥空氣。
12.如權(quán)利要求6所述的終點偵測系統(tǒng)，其中該氣體流動系統(tǒng)包含有一泵，用以排出該內(nèi)室中的水汽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學(xué)機械拋光裝置的終點偵測系統(tǒng)。該終點偵測系統(tǒng)包含有一拋光平臺，一覆蓋于該拋光平臺之上的拋光墊，一位于該拋光平臺中的內(nèi)室，及一設(shè)置于該內(nèi)室的周圍的氣體流動系統(tǒng)。其中，該氣體流動系統(tǒng)包含有一氣體入口及一氣體出口，分別用以導(dǎo)入干燥氣體于該內(nèi)室中及排出該內(nèi)室中的水汽。由于該氣體流動系統(tǒng)可排出沉積在該內(nèi)室中的水汽，因此可以避免水汽殘留等問題，而準確地偵測出化學(xué)機械拋光工藝的終點。
文檔編號B24B7/20GK1458673SQ0211980
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者劉裕騰 申請人:旺宏電子股份有限公司