《抛光液物理参数测量装置、测量方法和化学机械抛光设备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抛光液物理参数测量装置、测量方法和化学机械抛光设备.pdf（13页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102221416 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102221416 A *CN102221416A* (21)申请号 201110058436.2 (22)申请日 2011.03.10 G01K 7/00(2006.01) G01L 9/00(2006.01) B24B 37/00(2006.01) H01L 21/00(2006.01) H01L 21/66(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区 100084-82 信箱 (72)发明人 路新春 赵德文 何永勇 雒建斌 (74)专利代理机构 北京清亦华知。
2、识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11201 代理人 宋合成 (54) 发明名称 抛光液物理参数测量装置、 测量方法和化学 机械抛光设备 (57) 摘要 本发明公开了一种用于化学机械抛光设备的 抛光液物理参数测量装置及测量方法。化学机械 抛光设备包括抛光头、 转台、 抛光盘和抛光垫， 其 中抛光垫设置有通孔。抛光液物理参数测量装置 包括传感器， 传感器设置在抛光盘内且适于通过 抛光垫内的通孔与抛光液接触以测量抛光液的物 理参数 ； 变送器， 变送器设置在转台内且与传感 器相连用于将传感器的测量信号转换为标准电信 号 ； 和处理单元， 处理单元与变送器相连用于获 取标准电信号以得到抛光液的物。
3、理参数。根据本 发明实施例的抛光液物理参数测量装置可以在线 测量并得到抛光头与抛光垫之间的抛光液的物理 参数。本发明还公开了一种具有所述抛光液物理 参数测量装置的化学机械抛光设备。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 CN 102221427 A1/2 页 2 1. 一种用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述化学机械抛光设备包 括抛光头、 转台、 设置在所述转台的上表面上的抛光盘和设置在所述抛光盘的上表面上且 与所述抛光头相对的抛光垫， 其中所述抛光垫设置有通孔， 其特征在于， 所述。
4、抛光液物理参 数测量装置包括 ： 传感器， 所述传感器设置在所述抛光盘内且适于通过所述抛光垫内的通孔与抛光液接 触以测量所述抛光液的物理参数 ； 变送器， 所述变送器设置在所述转台内且与所述传感器相连用于将所述传感器的测量 信号转换为标准电信号 ； 和 处理单元， 所述处理单元与所述变送器相连用于获取所述标准电信号以得到所述抛光 液的物理参数。 2. 根据权利要求 1 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述转 台的上表面上设有第一凹槽， 所述抛光盘覆盖所述第一凹槽以限定出第一容纳腔， 其特征 在于， 所述变送器设置在所述第一容纳腔内。 3. 根据权利要求 1 所述的用于化学。
5、机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述抛 光盘的上表面上设有第二凹槽， 所述抛光垫覆盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔， 其特 征在于， 所述传感器设置在所述第二容纳腔内且与所述通孔对应。 4. 根据权利要求 3 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 其特征 在于， 还包括安装板， 所述安装板设置在所述第二容纳腔内， 所述传感器安装在所述安装板 上。 5. 根据权利要求 4 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述通 孔为多个且沿所述抛光盘的径向间隔开地排列， 其特征在于， 所述传感器为多个且沿所述 抛光盘的径向间隔开地排列， 其中所述多个传感器与所述多个。
6、通孔对应。 6. 根据权利要求 5 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述多 个通孔沿所述抛光盘的径向等间隔地排列， 其特征在于， 所述多个传感器沿所述抛光盘的 径向等间隔地排列。 7. 根据权利要求 5 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 所述多 个通孔沿所述抛光盘的多个径向排列， 其特征在于， 所述多个传感器沿所述抛光盘的多个 径向排列成多个一维线性阵列。 8. 根据权利要求 7 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 其特征 在于， 所述安装板为多个， 所述多个一维线性阵列对应地安装在所述多个安装板上。 9. 根据权利要求 1-8 中任。
7、一项所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量 装置， 其特征在于， 所述传感器为温度传感器和 / 或压力传感器， 所述变送器为温度变送器 和 / 或压力变送器， 其中所述温度传感器与所述温度变送器相连， 所述压力传感器与所述 压力变送器相连。 10. 根据权利要求 1 所述的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置， 其特 征在于， 所述处理单元包括 ： 导电滑环， 所述导电滑环的旋转部分安装到所述转台上且与所述变送器相连， 其中所 述导电滑环的旋转部分的旋转中心轴线与所述转台的旋转中心轴线重合 ； 采集卡， 所述采集卡与所述导电滑环的静止部分相连以采集所述标准电信号 ； 权 利 要。
8、 求 书 CN 102221416 A CN 102221427 A2/2 页 3 信号转换器， 所述信号转换器与所述采集卡相连以将所述标准电信号转换成数字信 号 ； 计算模块， 所述计算模块与所述信号转换器相连以利用所述数字信号计算得到所述抛 光液的物理参数 ； 和 显示终端， 所述显示终端与所述计算模块相连用于显示所述抛光液的物理参数。 11. 一种化学机械抛光设备， 其特征在于， 包括 ： 转台 ； 抛光盘， 所述抛光盘设置在所述转台的上表面上 ； 抛光垫， 所述抛光垫设置在所述抛光盘的上表面上且设置有通孔 ； 抛光头， 所述抛光头与所述抛光垫相对 ； 抛光液物理参数测量装置， 所述抛光。
9、液物理参数测量装置为根据权利要求 1-10 中任 一项所述的抛光液物理参数测量装置， 其中传感器设置在所述抛光盘内且适于通过所述抛 光垫内的通孔与抛光液接触以测量所述抛光液的物理参数， 变送器设置在所述转台内且与 所述传感器相连用于将所述传感器的测量信号转换为标准电信号， 处理单元与所述变送器 相连用于获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 12. 根据权利要求 11 所述的化学机械抛光设备， 其特征在于， 所述转台的上表面上设 有第一凹槽， 所述抛光盘覆盖所述第一凹槽以限定出第一容纳腔， 所述变送器设置在所述 第一容纳腔内。 13. 根据权利要求 11 或 12 所述的化学机械抛光设。
10、备， 其特征在于， 所述抛光盘的上表 面上设有第二凹槽， 所述抛光垫覆盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔， 所述传感器设置 在所述第二容纳腔内。 14. 一种抛光液物理参数的测量方法， 其特征在于， 所述测量方法包括 ： A) 在化学机械抛光过程中， 利用根据权利要求 1-10 中任一项所述的抛光液物理参数 测量装置的传感器以扇形形式扫描整个晶圆表面， 并利用所述传感器测量抛光液的物理参 数以得到测量信号 ； 和 B) 利用变送器将所述传感器的测量信号转换为标准电信号， 然后利用处理单元按照一 定频率获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 15.根据权利要求14所述的测量方法， 其特征在。
11、于， 所述传感器为温度传感器和/或压 力传感器以测量抛光液的温度和 / 或压力。 权 利 要 求 书 CN 102221416 A CN 102221427 A1/7 页 4 抛光液物理参数测量装置、 测量方法和化学机械抛光设备 技术领域 0001 本发明涉及一种用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置以及利用所 述抛光液物理参数测量装置测量抛光液物理参数的测量方法， 本发明还涉及一种安装有所 述抛光液物理参数测量装置的化学机械抛光设备。 背景技术 0002 在集成电路制造工艺流程中， 需要对晶圆表面的膜层进行平坦化抛光， 以满足后 续的工艺的需求， 化学机械抛光 (CMP) 是目前普遍采。
12、用的平坦化方式。 0003 化学机械抛光的基本原理是 ： 由抛光头和抛光盘的旋转产生抛光所需要的相对运 动， 晶圆放在抛光头内， 抛光垫粘贴在抛光盘表面， 通过抛光头对工件施加一定压力， 使晶 圆压在抛光垫表面， 依靠晶圆和抛光垫之间的相对运动， 并借助于抛光液中的磨粒实现对 工件表面的精加工。 0004 化学机械抛光一方面需要得到较高的去除率， 以提高生产效率， 另一方面需要得 到较高的平整度， 必须将晶圆的不均匀度控制在合理范围内， 否则将造成晶圆的报废。 为了 得到较好的平整度， 需要对抛光压力进行精确地控制， 很多相关技术已经应用， 例如区域压 力控制技术。但是这种控制技术只能控制晶圆。
13、的背压， 而晶圆与抛光垫之间实际的压力分 布情况是未知的， 目前还没有很好的手段去测量。 0005 由于晶圆与抛光垫的相对运动， 抛光液会在接触面形成流体动压润滑或混合润 滑， 实际施加在晶圆背面的背压是由流体压力和接触压力共同承担的， 只有知道流体的压 力分布才能反算出接触压力分布。而接触压力是实际抛光过程中影响机械作用的主要因 素。 0006 温度对于抛光垫的物理性能， 抛光液的化学性能有很大影响。因而温度分布情况 对于化学机械抛光也会产生一定影响。 0007 因此弄清楚晶圆与抛光垫之间实际的压力和温度分布情况， 对于压力控制的实施 和提高晶圆的抛光质量具有重要意义。 0008 到目前为止。
14、， 化学机械抛光接触面的接触压力分布多采用离线测量， 接触面的流 体压力多基于简易实验台的模型研究， 不能很好地揭示实际工况下的压力情况， 对于温度 的测量多采用红外的方式， 不够准确。 发明内容 0009 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 0010 为此， 本发明的一个目的在于提出一种 0011 为此， 本发明的一个目的在于提出一种可以在线测量并得到抛光液的物理参数的 用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置。 0012 本发明的另一个目的在于提出一种利用所述抛光液物理参数测量装置在线测量 抛光液的物理参数的测量方法。 说 明 书 CN 102221416 A CN 10。
15、2221427 A2/7 页 5 0013 本发明的再一个目的在于提出一种安装有所述抛光液物理参数测量装置的化学 机械抛光设备。 0014 为了实现上述目的， 根据本发明第一方面的实施例提出一种用于化学机械抛光设 备的抛光液物理参数测量装置， 所述化学机械抛光设备包括抛光头、 转台、 设置在所述转台 的上表面上的抛光盘和设置在所述抛光盘的上表面上且与所述抛光头相对的抛光垫， 其中 所述抛光垫设置有通孔， 根据本发明实施例的抛光液物理参数测量装置包括 ： 传感器， 所述 传感器设置在所述抛光盘内且适于通过所述抛光垫内的通孔与抛光液接触以测量所述抛 光液的物理参数 ； 变送器， 所述变送器设置在所。
16、述转台内且与所述传感器相连用于将所述 传感器的测量信号转换为标准电信号 ； 和处理单元， 所述处理单元与所述变送器相连用于 获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 0015 根据本发明实施例的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置在所述 抛光盘内设置所述传感器， 所述传感器通过所述抛光垫上的通孔与抛光液接触， 并且在化 学机械抛光过程中所述传感器随着所述抛光盘一起旋转从而以扇形形式扫描整个晶圆表 面， 因此所述抛光液物理参数测量装置可以在线测量所述抛光头与所述抛光垫之间的抛光 液的物理参数 ( 即晶圆与所述抛光垫之间的抛光液的物理参数 )。所述抛光液物理参数测 量装置还通过设置与。
17、所述传感器相连的所述变送器以将所述传感器的测量信号转换为标 准电信号， 并且通过设置与所述变送器相连的所述处理单元以在线得到所述抛光液的物理 参数。 0016 另外， 根据本发明实施例的抛光液物理参数测量装置可以具有如下附加的技术特 征 ： 0017 根据本发明的一个实施例， 所述转台的上表面上设有第一凹槽， 所述抛光盘覆盖 所述第一凹槽以限定出第一容纳腔， 其特征在于， 所述变送器设置在所述第一容纳腔内。 0018 根据本发明的一个实施例， 所述抛光盘的上表面上设有第二凹槽， 所述抛光垫覆 盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔， 其特征在于， 所述传感器设置在所述第二容纳腔内 且与所述通孔对应。。
18、 0019 根据本发明的一个实施例， 所述抛光液物理参数测量装置还包括安装板， 所述安 装板设置在所述第二容纳腔内， 所述传感器安装在所述安装板上。通过在所述第二容纳腔 内设置所述安装板， 可以使所述传感器 ( 特别是所述传感器为多个的时候 ) 更方便地设置 在所述第二容纳腔内。 0020 根据本发明的一个实施例， 所述通孔为多个且沿所述抛光盘的径向间隔开地排 列， 所述传感器为多个且沿所述抛光盘的径向间隔开地排列， 其中所述多个传感器与所述 多个通孔对应。 通过设置多个所述传感器可以同时在不同的位置测量晶圆和所述抛光垫之 间的抛光液的物理参数， 从而可以提高测量数据的密度， 以便更准确地得到。
19、所述抛光液的 物理参数的分布情况。 0021 根据本发明的一个实施例， 所述多个通孔沿所述抛光盘的径向等间隔地排列， 所 述多个传感器沿所述抛光盘的径向等间隔地排列。 0022 根据本发明的一个实施例， 所述多个通孔沿所述抛光盘的多个径向排列， 所述多 个传感器沿所述抛光盘的多个径向排列成多个一维线性阵列。 这样可以进一步提高测量数 据的密度， 从而更准确地得到所述抛光液的物理参数的分布情况。 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A3/7 页 6 0023 根据本发明的一个实施例， 所述安装板为多个， 所述多个一维线性阵列对应地安 装在所述多个安装板上。 002。
20、4 根据本发明的一个实施例， 所述传感器为温度传感器和 / 或压力传感器， 所述变 送器为温度变送器和 / 或压力变送器， 其中所述温度传感器与所述温度变送器相连， 所述 压力传感器与所述压力变送器相连。 0025 根据本发明的一个实施例， 所述处理单元包括 ： 导电滑环， 所述导电滑环的旋转部 分安装到所述转台上且与所述变送器相连， 其中所述导电滑环的旋转部分的旋转中心轴线 与所述转台的旋转中心轴线重合 ； 采集卡， 所述采集卡与所述导电滑环的静止部分相连以 采集所述标准电信号 ； 信号转换器， 所述信号转换器与所述采集卡相连以将所述标准电信 号转换成数字信号 ； 计算模块， 所述计算模块与。
21、所述信号转换器相连以利用所述数字信号 计算得到所述抛光液的物理参数 ； 和显示终端， 所述显示终端与所述计算模块相连用于显 示所述抛光液的物理参数。 0026 根据本发明第二方面的实施例提出一种化学机械抛光设备， 所述化学机械抛光设 备包括 ： 转台 ； 抛光盘， 所述抛光盘设置在所述转台的上表面上 ； 抛光垫， 所述抛光垫设置 在所述抛光盘的上表面上且设置有通孔 ； 抛光头， 所述抛光头与所述抛光垫相对 ； 抛光液 物理参数测量装置， 所述抛光液物理参数测量装置为根据本发明第一方面所述的抛光液物 理参数测量装置， 其中传感器设置在所述抛光盘内且适于通过所述抛光垫内的通孔与抛光 液接触以测量所。
22、述抛光液的物理参数， 变送器设置在所述转台内且与所述传感器相连用于 将所述传感器的测量信号转换为标准电信号， 处理单元与所述变送器相连用于获取所述标 准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 0027 根据本发明实施例的化学机械抛光设备通过设置根据本发明第一方面所述的抛 光液物理参数测量装置， 从而可以在线测量并得到所述抛光头与所述抛光垫之间的抛光液 的物理参数( 即晶圆与所述抛光垫之间的抛光液的物理参数)。 这样， 利用所述化学机械抛 光设备对晶圆进行化学机械抛光可以提高晶圆的平整度。 0028 根据本发明的一个实施例， 所述转台的上表面上设有第一凹槽， 所述抛光盘覆盖 所述第一凹槽以限定出第一。
23、容纳腔， 所述变送器设置在所述第一容纳腔内。 0029 根据本发明的一个实施例， 所述抛光盘的上表面上设有第二凹槽， 所述抛光垫覆 盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔， 所述传感器设置在所述第二容纳腔内。 0030 根据本发明第三方面的实施例提出一种抛光液物理参数的测量方法， 所述测量方 法包括 ： A) 在化学机械抛光过程中， 利用根据权利要求 1-10 中任一项所述的抛光液物理参 数测量装置的传感器以扇形形式扫描整个晶圆表面， 并利用所述传感器测量抛光液的物理 参数以得到测量信号 ； 和 B) 利用变送器将所述传感器的测量信号转换为标准电信号， 然后 利用处理单元按照一定频率获取所述标准电信。
24、号以得到所述抛光液的物理参数。 0031 根据本发明实施例的测量方法通过利用根据本发明第一方面所述的抛光液物理 参数测量装置的传感器以扇形形式扫描整个晶圆表面， 从而可以在线测量并得到抛光液的 物理参数。 0032 根据本发明的一个实施例， 所述传感器为温度传感器和 / 或压力传感器以测量抛 光液的温度和 / 或压力。 0033 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A4/7 页 7 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0034 本发明的上述和 / 或附加的方面和优点从结合下面附。
25、图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解， 其中 ： 0035 图 1 是根据本发明的一个实施例的抛光液物理参数测量装置的结构示意图 ； 0036 图 2 是图 1 的俯视图 ； 0037 图 3 是根据本发明的再一个实施例的抛光液物理参数测量装置的结构示意图 ； 0038 图 4 是根据本发明的又一个实施例的抛光液物理参数测量装置的结构示意图 ； 0039 图 5 是利用根据本发明实施例的抛光液物理参数测量装置测量抛光液的物理参 数的示意图。 0040 附图标记说明 ： 0041 抛光头10、 晶圆11、 转台20、 第一容纳腔21、 抛光盘30、 第二容纳腔31、 抛光垫40、 通孔 41。
26、、 传感器 50、 变送器 60、 处理单元 70、 导电滑环 71、 采集卡 72、 显示终端 73、 安装板 80。 具体实施方式 0042 下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。 0043 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “纵向” 、“横向” 、“上” 、“下” 、“前” 、“后” 、 “左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” “内” 、“外” 等指示的方位或位置关。
27、系为基于附图所 示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限 制。 0044 此外， 术语 “第一” 、“第二” 仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要 性。 0045 在本发明的描述中， 除非另有规定和限定， 需要说明的是， 术语 “安装” 、“相连” 、 “连接” 应做广义理解， 例如， 可以是机械连接或电连接， 也可以是两个元件内部的连通， 可 以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据 具体情况理解上述术语的具体。
28、含义。 0046 下面参照图 1-4 描述根据本发明实施例的用于化学机械抛光设备的抛光液物理 参数测量装置。如图 1-4 所示， 所述化学机械抛光设备包括抛光头 10、 转台 20、 设置在转台 10的上表面上的抛光盘30和设置在抛光盘30的上表面上且与抛光头10相对的抛光垫40， 其中抛光垫 40 设置有通孔 41。根据本发明实施例的抛光液物理参数测量装置包括传感器 50、 变送器 60 和处理单元 70。传感器 50 设置在抛光盘 30 内且适于通过抛光垫 40 内的通 孔 41 与抛光液接触以测量所述抛光液的物理参数。变送器 60 设置在转台 20 内且与传感 器 50 相连用于将传感器。
29、 50 的测量信号转换为标准电信号。处理单元 70 与变送器 60 相连 用于获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A5/7 页 8 0047 根据本发明实施例的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置在抛光 盘30内设置传感器50， 传感器50通过抛光垫40上的通孔41与抛光液接触， 并且在化学机 械抛光过程中传感器 50 随着抛光盘 30 一起旋转从而以扇形形式扫描整个晶圆表面， 因此 所述抛光液物理参数测量装置可以在线测量抛光液的物理参数。 所述抛光液物理参数测量 装置还通过设置与传感器 50 相连的变送器。
30、 60 以将传感器 50 的测量信号转换为标准电信 号， 并且通过设置与变送器 60 相连的处理单元 70 以在线得到所述抛光液的物理参数。 0048 在本发明的一些实施例中， 转台20的上表面上可以设置有第一凹槽， 抛光盘30可 以覆盖所述第一凹槽以限定出第一容纳腔 21， 变送器 60 可以设置在第一容纳腔 21 内。 0049 如图 1-4 所示， 在本发明的一些实施例中， 通孔 41 可以是多个且沿抛光盘 30 的径 向间隔开地排列， 且传感器50可以是多个且沿抛光盘30的径向间隔开地排列， 其中多个传 感器 50 可以与多个通孔 41 对应。也就是说， 传感器 50 的数量和位置分别。
31、与通孔 41 的数 量和位置相对应。 通过设置多个传感器50可以同时在不同的位置测量晶圆11和抛光垫40 之间的抛光液的物理参数， 从而可以提高测量数据的密度， 以便更准确地得到所述抛光液 的物理参数的分布情况。在本发明的一个具体示例中， 多个传感器 50 可以沿抛光盘 30 的 径向间隔开地排列成一个一维线性阵列。具体地， 多个通孔 41 可以沿抛光盘 30 的径向等 间隔地排列， 且多个传感器 50 可以沿抛光盘 30 的径向等间隔地排列， 其中多个传感器 50 可以与多个通孔 41 对应。 0050 在本发明的一些示例中， 传感器 50 可以是温度传感器和 / 或压力传感器， 变送器 6。
32、0 可以是温度变送器和 / 或压力变送器， 其中所述温度传感器与所述温度变送器相连， 所 述压力传感器与所述压力变送器相连。在本发明的一个具体示例中， 传感器 50 可以是温 度传感器且可以是多个， 所述多个温度传感器可以沿抛光盘 30 的径向间隔开地排列成一 个一维线性阵列。在本发明的另一个具体示例中， 传感器 50 可以是压力传感器且可以是多 个， 所述多个压力传感器可以沿抛光盘 30 的径向间隔开地排列成一个一维线性阵列。具体 地， 传感器 50 可以是多个温度传感器和多个压力传感器， 所述多个温度传感器和所述多个 压力传感器可以分别沿抛光盘 30 的径向间隔开地排列成一个一维温度传感器。
33、线性阵列和 一个一维压力传感器线性阵列以同时测量抛光液的温度和压力。 0051 如图 4 所示， 在本发明的一个实施例中， 多个通孔 41 可以沿抛光盘 30 的多个径向 排列， 且多个传感器 50 可以沿抛光盘 30 的多个径向排列成多个一维线性阵列。这样可以 进一步提高测量数据的密度， 从而更准确地得到所述抛光液的物理参数的分布情况。 其中， 所述一维线性阵列可以包括一个传感器 50， 也可以包括多个传感器 50。可以是多个温度传 感器沿抛光盘 30 的多个径向排列成多个一维温度传感器线性阵列， 也可以是多个压力传 感器沿抛光盘 30 的多个径向排列成多个一维压力传感器线性阵列， 还可以是。
34、多个温度传 感器和多个压力传感器沿抛光盘 30 的多个径向排列成多个一维温度传感器线性阵列和多 个一维压力传感器线性阵列以同时测量抛光液的温度和压力。具体地， 所述多个一维线性 阵列可以均匀地设置在抛光盘 30 内， 即所述多个一维线性阵列可以等角度地设置在抛光 盘 30 内， 相邻两个所述一维线性阵列间隔的角度 ( 例如 90 度 ) 可以相同。 0052 在本发明的一些示例中， 抛光盘30可以设置有安装孔， 传感器50可以安装在所述 安装孔内。当传感器 50 为一个时， 可以设置一个所述安装孔。当传感器 50 为多个时， 可以 设置多个所述安装孔， 传感器 50 可以对应地安装在所述安装孔。
35、内。 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A6/7 页 9 0053 如图 1 所示， 在本发明的一些实施例中， 抛光盘 30 的上表面上可以设置有第二凹 槽， 抛光垫40可以覆盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔31， 传感器50可以设置在第二容 纳腔 31 内。当传感器 50 的数量较多时， 通过在抛光盘 30 的上表面上设置所述第二凹槽， 可以更方便地设置传感器 50。 0054 在本发明的一个具体示例中， 所述抛光液物理参数测量装置还可以包括安装板 80， 安装板 80 可以设置在第二容纳腔 31 内， 传感器 50 可以安装在安装板 80 上。通过在第 二。
36、容纳腔31内设置安装板80， 可以进一步便于传感器50(特别是传感器50为多个的时候) 设置在第二容纳腔 31 内， 并且可以使多个传感器 50 更方便地和准确地沿抛光盘 30 的径向 间隔开地排列。具体地， 安装板 80 可以是长条形， 且所述长条形的两端为圆弧状， 从而可以 与第二容纳腔 31 的内壁相配合。 0055 在本发明的一个实施例中， 安装板 80 可以是多个， 所述多个一维线性阵列可以对 应地安装在多个安装板 80 上， 即一个所述一维线性阵列可以安装在一个安装板 80 上。 0056 如图1所示， 在本发明的一些实施例中， 处理单元70可以包括导电滑环71、 采集卡 72、 。
37、信号转换器、 计算模块和显示终端73。 导电滑环71的旋转部分可以安装到转台20上且 可以与变送器 60 相连， 导电滑环 71 的旋转部分的旋转中心轴线与转台 20 的旋转中心轴线 重合。这样， 导电滑环 71 的旋转部分可以随着转台 20 一起旋转。采集卡 72 可以与导电滑 环 71 的静止部分相连以采集所述标准电信号。所述信号转换器可以与采集卡 72 相连以将 所述标准电信号转换成数字信号。 所述计算模块可以与所述信号转换器相连以利用所述数 字信号计算得到所述抛光液的物理参数。显示终端 73 可以与所述计算模块相连用于显示 所述抛光液的物理参数。具体地， 显示终端 73 可以是已有的显。
38、示器。在本发明的一个具体 示例中， 可以利用计算机与采集卡 72 相连， 且所述计算机具有所述信号转换器、 所述计算 模块和显示终端 73。 0057 下面参照图 1 描述根据本发明实施例的化学机械抛光设备。如图 1 所示， 根据本 发明实施例的化学机械抛光设备包括转台 20、 抛光盘 30、 抛光垫 40、 抛光头 10 和抛光液物 理参数测量装置。抛光盘 30 设置在转台 20 的上表面上， 抛光垫 40 设置在抛光盘 30 的上 表面上且设置有通孔， 抛光头 10 与抛光垫 40 相对。所述抛光液物理参数测量装置为上述 的抛光液物理参数测量装置。其中， 传感器 50 设置在抛光盘 30 。
39、内且适于通过抛光垫 40 内 的通孔 41 与抛光液接触以测量所述抛光液的物理参数， 变送器 60 设置在转台 20 内且与传 感器 50 相连用于将传感器 50 的测量信号转换为标准电信号， 处理单元 70 与变送器 60 相 连用于获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 0058 根据本发明实施例的化学机械抛光设备通过设置所述抛光液物理参数测量装置， 从而可以在线测量并得到晶圆 11 与抛光垫 40 之间的抛光液的物理参数。这样， 利用所述 化学机械抛光设备对晶圆 11 进行化学机械抛光可以提高晶圆 11 的平整度。 0059 在本发明的一个具体示例中， 转台 20 的上表面上可以。
40、设置有第一凹槽， 抛光盘 30 可以覆盖所述第一凹槽以限定出第一容纳腔 21， 变送器 60 可以设置在第一容纳腔 21 内。 在本发明的另一个具体示例中， 如图1所示， 抛光盘30的上表面上可以设置有第二凹槽， 抛 光垫 40 可以覆盖所述第二凹槽以限定出第二容纳腔 31， 传感器 50 可以设置在第二容纳腔 31内。 当传感器50的数量较多时， 通过在抛光盘30的上表面上设置所述第二凹槽， 可以更 方便地设置传感器 50。 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A7/7 页 10 0060 下面参照图5描述根据本发明实施例的抛光液物理参数的测量方法。 如图5所。
41、示， 根据本发明实施例的所述测量方法包括 ： 0061 A) 在化学机械抛光过程中， 利用上述的抛光液物理参数测量装置的传感器 50 以 扇形形式扫描整个晶圆表面， 并利用传感器 50 测量抛光液的物理参数以得到测量信号 ； 和 0062 B) 利用变送器 60 将传感器 50 的测量信号转换为标准电信号， 然后利用处理单元 70 按照一定频率获取所述标准电信号以得到所述抛光液的物理参数。 0063 具体地， 如图 5 所示， Rj为传感器 50 的径向位置， j 为传感器 50 的编号， i 为物理 参数测量数据的采集角度位置的编号。根据需要控制采集卡 72 的采样频率， 即可以控制相 邻两。
42、次采集的角度位置间隔。传感器 50 随着抛光盘 30 一起旋转， 以使传感器 50 以扇形的 形式扫过整个晶圆表面， 这样可以得到晶圆 11 与抛光垫 40 的整个接触面的抛光液的物理 参数 ( 例如温度和压力 ) 的分布情况。例如， 传感器 50 的数量为 n 个， 物理参数测量数据 采集的次数为 m 次， 则传感器 50 随着抛光盘 30 旋转一周可以得到 mn 个数据。如图 5 所 示， 在 i 1 的位置处开始采集距离测量数据， 在 i m 的位置处结束采集距离测量数据。 其中， 可以利用相应的传感器来测量抛光液的某一物理参数。 例如， 利用温度传感器来测量 抛光液的温度， 或者利用压。
43、力传感器来测量抛光液的压力， 或者利用温度传感器和压力传 感器来测量抛光液的温度和压力。 0064 根据本发明实施例的用于化学机械抛光设备的抛光液物理参数测量装置可以在 线测量并得到抛光头 10 与抛光垫 40 之间的抛光液的物理参数。这样可以利用安装有所述 抛光液物理参数测量装置的化学机械抛光设备获得更高的晶圆 11 的平整度。 0065 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中， 对上述术语的示。
44、意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0066 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 本领域的普通技术人员可以理解 ： 在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换和变型， 本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。 说 明 书 CN 102221416 A CN 102221427 A1/3 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102221416 A CN 102221427 A2/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102221416 A CN 102221427 A3/3 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 102221416 A 。