[发明专利]化学机械抛光系统及化学机械抛光监测方法

说明书

本发明提供了一种硅片化学机械抛光系统，包括：抛光头，所述抛光头用于固定纯硅片；加压机构，所述加压机构提供所述抛光头压在纯硅片的上表面上的压力；距离传感器，所述距离传感器用于检测包含所述纯硅片的实时厚度的距离信号，并将检测得到的包含所述纯硅片的实时厚度的距离信号传输至控制单元进行计算，以得到所述纯硅片的实时厚度；以及，控制单元，用于根据所述纯硅片的目标厚度以及所述纯硅片的实时厚度数据调整所述加压机构的压力。在最终抛光过程中，通过采用距离传感器实时测量纯硅片的厚度结果自动调整加压机构的压力，达到更好的纯硅片平坦度控制。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，特别涉及一种化学机械抛光系统及化学机械抛光监测方法。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)，也称之为化学机械研磨或化学机械平坦化，是硅片制造中关键且必不可少的技术，其通过化学反应与机械研磨对硅片表面进行抛光，达到所需平坦度并去除表面缺陷或损伤层.

硅片的表面抛光往往需要经过双面抛光(DSP，double side polish)和正面最终抛光(FP，final polish)两个抛光步骤来完成。双面抛光用于研磨晶圆的正反两面，且可以通过抛光台的控制实现期望的晶圆形状，而最终抛光只对硅片正面进行抛光。

在12英寸硅片最终抛光过程中对纯硅片表面平坦度及均匀性有很高要求，然而，目前最终抛光的机台并未在最终抛光过程中对纯硅片(裸片)表面平坦度实时监测功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学机械抛光系统及监测方法，以解决在最终抛光过程中对纯硅片表面平坦度实时监测的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种化学机械抛光系统，包括：

抛光头，所述抛光头用于固定纯硅片；

加压机构，所述加压机构提供所述抛光头压在纯硅片的上表面上的压力；

距离传感器，所述距离传感器用于检测包含所述纯硅片的实时厚度的距离信号，并将检测得到的包含所述纯硅片的实时厚度的距离信号传输至控制单元进行计算，以得到所述纯硅片的实时厚度；以及，

控制单元，用于根据所述纯硅片的目标厚度以及所述纯硅片的实时厚度数据调整所述加压机构的压力；

其中，所述加压机构位于所述抛光头上方，并与所述抛光头固定连接，所述控制单元分别电连接所述加压机构和所述距离传感器。

可选的，所述距离传感器包括第一距离传感器和第二距离传感器，所述第一距离传感器和第二距离传感器检测的包含所述纯硅片的实时厚度的距离信号传输至控制单元，所述控制单元通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的距离差值计算所述纯硅片的实时厚度。

可选的，所述第一距离传感器的数量为多个。

可选的，所述抛光头下方还设置有内部背板，所述抛光头上方还设置有第一旋转机构，所述第一旋转机构连接抛光头和内部背板，并带动所述抛光头和内部背板旋转。

可选的，所述第一距离传感器固定于所述内部背板上。

可选的，所述硅片化学机械抛光系统还包括抛光台，所述抛光台上设置有凹槽。

可选的，所述第二距离传感器固定于所述抛光台的凹槽内，且所述第二距离传感器的表面与所述抛光台的表面齐平。

基于同一发明构思，本发明还提供一种化学机械抛光监测方法，包括：

利用抛光头将纯硅片压至抛光垫上以对所述纯硅片进行抛光；以及，