技術領域

本發明涉及半導體領域，特別涉及化學機械研磨裝置。

背景技術

化學機械研磨(CMP，Chemical?Mechanical?Polishing)工藝由IBM于1984年引入集成電路制造工業，并首先用于后道工藝的金屬間絕緣介質(IMD，Inter?Metal?Dielectric)的平坦化，然后通過設備和工藝的改進用于鎢的平坦化，隨后用于淺溝槽隔離(STI)和銅的平坦化處理。化學機械研磨為近年來IC制程中很活躍的一項技術。

化學機械研磨的機理是被研磨晶片的表面材料與研漿發生化學反應生成一層相對容易去除的表面層，所述表面層通過研漿中的研磨劑以及施加在被研磨晶片上的研磨壓力，在與研磨墊的相對運動中被機械地磨去。

由于CMP可精確并均勻地把晶片平坦化為需要的厚度和平坦度，已經成為半導體制造過程中應用最廣泛的一種表面平坦化技術。

實際生產當中，通常采用終點檢測來衡量CMP是否已經將材料研磨至所需厚度。有些CMP應用有研磨終止層存在，比如平坦化鎢覆蓋層時，由于鎢和下面介質層材料間具有不同的平坦化速率，平坦化過程會在介質層材料處停下來，此時，介質層作為金屬鎢層平坦化的研磨終止層存在。但對于無研磨終止層平坦化過程而言，通常利用原位終點檢測彌補平坦化速率的變化并提供平坦化均勻性的檢測。現行的兩種最常用的原位終點檢測方法為電機電流終點檢測法和光學終點檢測法。

電機電流終點檢測法通過檢測研磨頭或者研磨盤電機中的電流量監控平坦化速率。平坦化量的變化(及電機負載)會導致電機電流量的變化，由于研磨頭是勻速旋轉的，為了補償電機負載的變化，電機電流會有相應變化，即電機電流對晶圓表面粗糙程度的變化是敏感的。由此，通過檢測電機電流量的變化可實現平坦化程度的檢測。更多詳細信息請參考公開號為CN1670923A的中國專利申請。

光學終點檢測法是一種基于光反射原理的終點檢測方法，光從膜層上反射，不同的反射率與膜層材料和膜層厚度相關，若膜層材料或厚度發生變化，光學終點檢測可測量從平坦化膜層反射的紫外光或可見光之間的干涉，利用干涉信號處理算法連續地測量平坦化中膜層厚度的變化，可測定平坦化速率。

具體請參考圖1，現有的化學機械研磨裝置的研磨單元是一個可以旋轉的研磨墊106以及一個晶圓握把104，提供的晶圓110會被晶圓握把104抓住，而晶圓握把104的位置是可以調節的，晶圓握把104可以施力在晶圓110上，在研磨期間，晶圓握把104會確定晶圓110有接觸到研磨墊106。在研磨盤102上方放置有一個研漿供應路線108，可以提供研磨用的研漿112，所述研漿112包含反應物和研磨劑，反應物用于與被研磨晶圓110的表面材料發生反應生成相對容易磨去的材料，研磨劑用于研磨墊106與晶圓110之間的機械研磨。在研磨墊上形成透光區域103，激光器102發出的探測光經由透光區域103照射在晶圓110的表面，然后采用干涉式膜厚測量裝置采集干涉信號。更多信息可以參考公開號為CN1717785A的中國專利。

但是現有的光學終點檢測法激光器位置固定，只能在晶圓轉動的過程中，對晶圓表面進行逐步掃描，在時間上會有延遲性，并且掃描整個晶圓所需要的時間隨著晶圓尺寸的增加而增加，所以隨著晶圓尺寸的增加，這種時間上的延遲性所造成的影響越來越大。此外，所述透光區域的透光率對測量結果的影響也很大，受透光區域透光率的限制，檢測的誤差比較大。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種化學機械研磨裝置，可以同時對整個晶圓的研磨狀態進行檢測，提高了檢測的及時性，并且有利于本發明所提供的化學機械研磨裝置的小型化。

為解決上述問題，本發明一種化學機械研磨裝置，所述化學機械研磨裝置包括：

研磨盤，所述研磨盤用于承載所提供的晶圓；

研磨墊手臂，所述研磨墊手臂一端固定；

研磨墊，所述研磨墊固定于所述研磨墊手臂的非固定端，并且可以在研磨墊手臂的帶動下，相對于所提供的晶圓運動，研磨墊手臂確定運動期間該研磨墊與所提供的晶圓接觸；

研漿供應路線，所述研漿供應路線在研磨期間在研磨墊與被研磨晶圓之間供應研漿；

研磨檢測裝置，研磨期間，所述研磨檢測裝置同步檢測整個晶圓的研磨狀態。

優選地，所述研磨檢測裝置包括與所提供的晶圓相對設置的探測光源，所述探測光源對晶圓提供入射光，以及探測所述入射光在晶圓表面的反射光的光傳感器。

優選地，所述探測光源的數目至少為1。