[发明专利]一种CMP电涡流终点检测装置

说明书

本发明提供的CMP电涡流终点检测装置，包括：谐振电路、采样电路及电涡流检测通信控制器，其中，谐振电路包括电涡流传感器、电容及电涡流传感器与晶圆导电膜在电涡流传感器的线圈谐振、互感时等效的视在阻抗；电涡流检测通信控制器控制电涡流传感器产生交变磁场，使待抛光的晶圆衬底中的导电膜产生感应涡流，消耗电涡流传感器的输出功率；采样电路用于采集输入电涡流传感器的补充电流，并将采集的补充电流发送至电涡流检测通信控制器，电涡流检测通信控制器根据补充电流拟合出补充功率与视在阻抗的关系系数，进而求出待抛光的晶圆衬底中的导电膜厚度。通过实施本发明，简化了导电膜厚度测量装置，提高了导电膜厚度测量装置的可靠性。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，具体涉及一种CMP电涡流终点检测装置。

背景技术

在集成电路制造工艺中，晶圆衬底导电膜在沉淀后，经过化学机械抛光(ChemicalMechanical Polishing，CMP)工艺处理，能有效提高光刻工艺的套刻精度。因此，导电膜厚度在化学机械抛光工艺过程中需要实时监测，在预定厚度值停止继续研磨。

目前应用实时监测化学机械抛光机的检测方式有光检测、涡流相位差和振幅差检测等检测方式。其中，光检测灵敏度高，但只能用于不同介质之间对光源的反射率差异，确定终点位置。涡流相位差和振幅差检测方式，对不同厚度的导电膜需要设置的参数较多，使用时比较复杂。

随着芯片对晶圆表面薄膜厚度及表面形貌的要求提高，上述三种检测方式在对晶圆导电膜厚度进行检测时越显不足。因此简单，可靠，与介质无关的导电膜厚度测量装置仍然是亟待解决的难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏简单，可靠，与介质无关的导电膜厚度测量装置的缺陷，从而提供一种CMP电涡流终点检测装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种CMP电涡流终点检测装置，包括：谐振电路、采样电路及电涡流检测通信控制器，其中，

所述谐振电路包括电涡流传感器、电容及所述电涡流传感器与晶圆导电膜在所述电涡流传感器的线圈谐振、互感时等效的视在阻抗，其中，所述视在阻抗的一端与所述电容的一端连接，所述视在阻抗的另一端与所述电涡流传感器的线圈的一端连接，所述电涡流传感器的线圈的另一端与所述电容的另一端连接后接地，所述电涡流传感器安装在贴紧抛光的平台上，平台上放置待抛光的晶圆衬底；

所述电涡流检测通信控制器的输出端通过信号线与所述电涡流传感器连接，所述电涡流检测通信控制器发出使所述电涡流传感器谐振的工作频率，控制所述电涡流传感器产生交变磁场，使待抛光的晶圆衬底中的导电膜产生感应涡流，消耗所述电涡流传感器的输出功率，并获取输入所述电涡流传感器的补充功率；

所述采样电路的第一端与所述电涡流检测通信控制器的输出端连接，所述采样电路的第二端与所述谐振电路连接，所述采样电路的第三端与所述电涡流检测通信控制器的输入端连接，所述采样电路用于采集输入所述电涡流传感器的补充电流，并将采集的补充电流发送至所述电涡流检测通信控制器，所述电涡流检测通信控制器根据所述补充电流拟合出补充功率与视在阻抗的关系系数，进而求出待抛光的晶圆衬底中的导电膜厚度。

优选地，所述采样电路包括：采样电阻及第一采样通道电路，其中，所述采样电阻的一端分别与所述电涡流检测通信控制器的输出端及所述第一采样通道电路的第一端输入端连接，所述采样电阻的另一端分别与所述谐振电路的一端及所述第一采样通道电路的第二端输入端连接，所述第一采样通道电路的输出端与所述电涡流检测通信控制器的第一输入端连接，用于采集所述采样电阻两端电压，并将采集的采样电阻两端电压发送至所述电涡流检测通信控制器。

优选地，所述采样电路还包括：第二采样通道电路及第三采样通道电路，其中，