[实用新型]一种在线检测研磨垫使用周期的装置

说明书

本实用新型公开了一种在线检测研磨垫使用周期的装置，设于研磨垫修整器内部，研磨垫修整器内部设有压力机构，所述装置包括：上电极，联动设于压力机构的下端；下电极，固设于研磨垫修整器内部的底面上；电源，用于与上电极和下电极形成测量回路；算法控制单元，用于当上电极随压力机构下降进行研磨垫修整时，根据上电极与下电极之间侧面接触面积的变化所引起的测量回路电阻变化，计算研磨垫消耗率，以计算出研磨垫使用寿命。本实用新型通过电流与电阻大小变化关系来具体量化研磨垫的使用寿命，可实时对研磨垫使用周期进行在线监控。

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路设备技术领域，更具体地，涉及一种可对研磨垫使用周期进行在线检测的装置。

背景技术

在晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高，使得化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)工艺得到广泛的应用。

由于研磨速率、研磨垫摩擦系数与研磨时间呈相同的变化趋势，均是随着研磨时间的增加而急剧的降低，因此对研磨垫的损耗进行及时有效的监测就非常必要了。

在现有技术条件下，研磨垫的使用寿命主要按照以下方式定义：

①定义研磨垫的研磨时间；

②定义使用研磨垫研磨的晶圆个数；

③同时定义①和②，且以先到者定义为使用寿命。

但是，上述监测方式有一定的局限性。当对不同的晶圆进行研磨工艺时，由于不同产品的晶圆其膜质和研磨压力的不同，会造成对研磨垫不同的损耗，因此在相同的研磨时间下，损耗会有很大的不同；同样，在相同的研磨晶圆个数的前提下，如果研磨的是不同产品的晶圆，其对研磨垫的损耗也会不同。

因此，目前的研磨垫监测方法是一种主观、间接的监测方法，其针对不同晶圆在同一个研磨垫上进行研磨工艺时，不能实时检测研磨垫的磨损情况，进而造成研磨垫不能得到充分的利用，从而增大了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种在线检测研磨垫使用周期的装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种在线检测研磨垫使用周期的装置，设于研磨垫修整器内部，所述研磨垫修整器内部设有压力机构，所述装置包括：

上电极，联动设于压力机构的下端；

下电极，固设于研磨垫修整器内部的底面上；

电源，用于与上电极和下电极形成测量回路；

算法控制单元，用于当上电极随压力机构下降进行研磨垫修整时，根据上电极与下电极之间侧面接触面积的变化所引起的测量回路电阻变化，计算研磨垫消耗率，以计算出研磨垫使用寿命。

优选地，所述上电极与下电极的接触侧面形成楔形配合面。

优选地，所述上电极为顶边大于底边的直角倒梯形体，下电极为底边大于顶边的直角正梯形体。

优选地，所述下电极采用可调式绕线电阻结构。

优选地，所述下电极与电源、电源连接导线安装于研磨垫修整器内部的底面上。

优选地，所述电源为直流电源。

优选地，所述上电极为正电极、下电极为负电极；或者，所述上电极为负电极、下电极为正电极。

优选地，所述压力机构下方联动设有研磨垫修正盘。