本實用新型涉及一種化學(xué)機械研磨裝置，更為詳細(xì)地涉及一種化學(xué)機械研磨裝置，所述化學(xué)機械研磨裝置為了在化學(xué)機械研磨工藝中對晶元研磨層的厚度進行測定，而解決因照射的光的位置而產(chǎn)生的測定誤差，并且在測定晶元研磨層厚度方面可更準(zhǔn)確地進行信號處理。

背景技術(shù)：

通常地，化學(xué)機械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工藝是一種以如下形式使得基板的表面平坦的工藝：以晶元等的基板接觸至旋轉(zhuǎn)的研磨平板上的狀態(tài)進行旋轉(zhuǎn)的同時進行機械研磨，從而達到預(yù)先規(guī)定的厚度。

為此，如圖1a及圖1b所示，化學(xué)機械研磨裝置在研磨平板10，以使得研磨墊11 覆蓋于所述研磨平板10上的狀態(tài)進行自轉(zhuǎn)的同時，通過研磨頭20將晶元W向研磨墊11 的表面加壓的同時進行旋轉(zhuǎn)，從而平坦地研磨晶元的表面。為此，設(shè)置有使得調(diào)節(jié)盤 (conditioning disk)31旋轉(zhuǎn)(30r)的同時進行改質(zhì)的調(diào)節(jié)器(conditioner)30，并且將執(zhí)行化學(xué)研磨的研磨液通過研磨液供給部40供給至研磨墊11的表面，所述調(diào)節(jié)盤31以規(guī)定的加壓力(30F)對研磨墊的表面進行加壓。

此時，進行化學(xué)機械研磨工藝的晶元的研磨層厚度在達到最終目標(biāo)(target)厚度的狀態(tài)下必須中斷，因此在化學(xué)機械研磨工藝中通過厚度感知傳感器50持續(xù)地對晶元研磨層的厚度進行監(jiān)視。根據(jù)情況的不同，在化學(xué)機械研磨工藝中通過厚度感知傳感器 50對晶元的研磨層厚度分配進行測定，從而也可以以通過控制部70完成厚度分配的形式進行控制。

雖然所述厚度感知傳感器50根據(jù)晶元研磨層Le的種類以不同的形式進行設(shè)置，但是在為光傳感器的情況下，晶元研磨層Le可全部適用于氧化物層與金屬層。在晶元研磨層Le為氧化物層的情況下，可在從研磨初期階段開始從由光傳感器形成的厚度感知傳感器50獲得晶元研磨層的厚度分配，同時也可感知研磨完成時間點。并且在晶元研磨層Le為金屬層的情況下，可感知研磨完成時間點。

換句話說，如圖1b及圖2所示，在以與研磨墊11一同旋轉(zhuǎn)的形式進行設(shè)置并且穿過晶元的下側(cè)時，在將光信號Li照射至研磨層Le之后，對在研磨層Le反射的光接收信號Lo進行接收，并且將光接收信號Lo傳送至控制部70，從而感知晶元W的研磨層 Le厚度。更為具體地，如圖4及圖5所示，從光傳感器50照射的光信號Li在穿過晶元 W的下側(cè)的同時，穿過從研磨層的表面Se反射的光接收信號Lo1與研磨層Le，從而通過光接收信號Lo2的干涉信號或相位差來得到研磨層的厚度或厚度分配，所述光接收信號Lo2是從與SiN層的邊界Si反射的，所述SiN層存在于氧化物層的內(nèi)側(cè)。

但是，如圖4及圖5所示，就用于制作半導(dǎo)體元件或組件(package)的晶元W而言，研磨層Le內(nèi)側(cè)的SiN層邊界面Si不平坦而且形成有凹凸99。換句話說，用于制作半導(dǎo)體元件或組件的裝置(device)D的區(qū)域形成有凹凸99，由于裝置D的中間區(qū)域B是用于分別對裝置D進行分割的切割線，因此不需要另外安裝即可形成平坦面。

但是，就光傳感器50而言，其直徑wo以非常小的形式形成為2mm以下，從而將光照射至一個地點并得到研磨層厚度。由此，如圖5所示，在直徑大概為10～20μm的光信號Li穿過研磨層Le的表面并照射至中間區(qū)域B的情況下S1、S2，雖然光接收信號 Lo1、Lo2全部被接收至光傳感器50，從而可準(zhǔn)確地測定研磨層Le的厚度，但是若光信號Li穿過研磨層Le的表面并照射至裝置99的凹凸部分99的內(nèi)側(cè)面S3，則因反射方向分別不同從而以失去光接收信號Lo1、Lo2的一部分的狀態(tài)進行接收，因此存在如下問題，由于對光信號Li進行接收的位置S而導(dǎo)致晶元W的研磨層Le厚度的測定準(zhǔn)確性存在顯著的差異。

由此，雖然試圖將光信號Li僅僅照射至沒有形成裝置D的中間區(qū)域B，但是以在自轉(zhuǎn)的晶元W的板面中將光信號Li僅僅照射至中間區(qū)域B的形式進行控制是非常難的，而且目前在現(xiàn)實中是無法實現(xiàn)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型用于解決如上所述的問題，目的在于為了在化學(xué)機械研磨工藝中對晶元研磨層的厚度進行測定，從而解決由于照射的光的位置而導(dǎo)致的測定誤差。

此外，本實用新型的目的在于，在為了消除由于光的位置而導(dǎo)致的測定誤差，而較大地放大光傳感器的照射面積的情況下，準(zhǔn)確地感知光傳感器的傳感(sensing)位置，并準(zhǔn)確地感知由于晶元的位置而產(chǎn)生的厚度分配。

通過如上所述，本實用新型的目的在于，即使沒有復(fù)雜的控制，也可準(zhǔn)確地對晶元的研磨層厚度進行測定。

本實用新型為了達到如上所述的目的，提供一種化學(xué)機械研磨裝置，所述化學(xué)機械研磨裝置作為一種為了制作多個裝置而所述裝置對以間隔中間區(qū)域程度間距的形式配置的晶元的研磨層進行研磨的化學(xué)機械研磨裝置，所述化學(xué)機械研磨裝置的特征在于，包括：研磨平板，其以所述晶元的所述研磨層接觸的研磨墊覆蓋于上面的形式進行自轉(zhuǎn)；光傳感器，其固定于所述研磨平板并與所述研磨平板一同旋轉(zhuǎn)，并且設(shè)置有光發(fā)送部與光接收部，所述光發(fā)送部將多個光信號照射至所述晶元的所述研磨層并形成點(spot) 區(qū)域，所述光接收部接收光接收信號，所述光接收信號是在所述光發(fā)送部照射的光信號在所述研磨層反射的；控制部，其從在所述光接收部接收的所述光接收信號得到所述晶元的研磨層厚度，并且通過第一光接收信號感知所述光傳感器是否位于所述晶元的下側(cè)，所述第一光接收信號是從作為所述光接收部中一部分的感知部得到的。

如上所述，可得到如下效果，在對作為光的反射信號的光接收信號進行接收的許多光接收部中將一部分以上構(gòu)成為感知部，所述光是從與擴大的點區(qū)域相對應(yīng)的多個光發(fā)送部進行照射的，從而感知光接收信號是否位于晶元的下側(cè)，所述光接收信號是由在光傳感器中照射的光而產(chǎn)生的，從而通過光接收信號準(zhǔn)確地感知晶元研磨層的厚度，所述光接收信號是通過來自于位于晶元的下側(cè)的光發(fā)送部的光而產(chǎn)生的，由此，即使在光傳感器的一部分位于晶元的外部，其他的一部分僅位于晶元的下側(cè)的狀態(tài)下，僅挑選由反射光而產(chǎn)生的光接收信號，所述反射光是在晶元研磨層反射的，從而即使在晶元的邊緣區(qū)域中也可準(zhǔn)確地得到晶元的研磨層厚度。

在此，所述感知部由所述光接收部的一部分形成，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，可感知大面積的光傳感器的一部分位于所述晶元的下側(cè)的狀態(tài)。

最重要的是，優(yōu)選地，光的點區(qū)域配置為形成與所述裝置的寬度與長度中任意一個以上相比更大的直徑，所述光是從所述光傳感器的所述光發(fā)送部照射的。如上所述，使得光信號射入至晶元的研磨層，并且將光傳感器的光點區(qū)域以比裝置的寬度與長度中任意一個以上更大的形式形成，所述光傳感器對在晶元反射的光接收信號進行接收，以此，由于在晶元研磨層所反射的光接收信號中也一定地包括光接收信號，所述光接收信號是在裝置所在的區(qū)域反射的，因此即使由于光信號的一部分在裝置所在的區(qū)域中受到損失或者漫反射從而在光傳感器沒有接收到光，也可使得與光信號的照射位置無關(guān)地在光接收信號中受到損失或者漫反射而沒有接收到的光信號的量變得均勻，進而從以放大的面積入射于研磨層并反射的光接收信號可準(zhǔn)確地感知研磨層的厚度。

為此，優(yōu)選地，所述光傳感器的所述點是可使得一個裝置設(shè)置于所述點內(nèi)部的形狀。例如，所述光傳感器的所述點直徑可形成為1英寸以上。

此外，所述光信號的寬度規(guī)定為將所述裝置的寬度與所述中間區(qū)域的寬度加起來的大小，所述光信號的長度可規(guī)定為將所述裝置的長度與所述中間區(qū)域的長度加起來的大小。在此情況下，無論光信號存在于晶元的任意位置，使得至少一個裝置與一個中間區(qū)域同時設(shè)置于點內(nèi)部。

換句話說，最理想的是所述光信號的寬度規(guī)定為將所述裝置的寬度與所述中間區(qū)域的寬度加起來的大小的整數(shù)倍，所述光信號的長度規(guī)定為將所述裝置的長度與所述中間區(qū)域的長度加起來的大小的整數(shù)倍。通過如上所述，從光傳感器射出的點包括規(guī)定的個數(shù)的裝置與中間區(qū)域，從而可使得在裝置中受到損失或者漫反射的光接收信號的量始終保持一定。

為此，所述光信號可形成為與裝置形態(tài)相似的矩形形態(tài)，而不是圓形。更為優(yōu)選地，所述光信號是與將鄰接于裝置的中間區(qū)域沿著寬度方向與長度方向一個一個合成的形狀相似的形態(tài)的矩形。

另外，所述控制部能夠通過所述感知部僅在所述光傳感器位于所述晶元的下側(cè)的期間以接收所述光接收信號的形式對所述光傳感器進行控制。由此，由于不接收在獲得晶元的研磨層厚度時所不需要的光接收信號，因此在控制部中使得在獲得研磨層厚度時所需要的計算變得更加容易。

另外，所述光接收部在所述研磨墊旋轉(zhuǎn)一圈的期間對所述光接收信號進行接收；所述控制部通過所述感知部來對所述光傳感器位于所述晶元的下側(cè)的時間數(shù)據(jù)進行接收，并且將在所述光接收部中接收的所述光接收信號與所述時間數(shù)據(jù)映射(mapping)至相同的時間軸，并且也可僅通過所述光傳感器位于所述晶元的下側(cè)的部分的所述光接收信號來感知所述研磨層的厚度。由此，以在光接收部中全部接收到對于晶元研磨層厚度的信息的狀態(tài)來得到晶元研磨層的厚度，以此，在得到研磨層厚度時所需要的光接收信號的一部分受到損失的問題可得到解決，并且也可用于在研磨工藝結(jié)束的狀態(tài)下對光接收信號數(shù)據(jù)進行跟蹤并對研磨工藝的變量進行調(diào)節(jié)。

并且，所述化學(xué)機械研磨裝置的控制部接收光傳感器的光接收信號并使得光接收信號平均化，從而感知所述研磨層的厚度，由此從放大的光信號所反射的大面積的光接收信號可準(zhǔn)確地感知研磨層厚度。

如上所述，本實用新型可得到如下效果，在對作為光的反射信號的光接收信號進行接收的許多光接收部中將一部分以上構(gòu)成為感知部，所述光是從與擴大的點區(qū)域相對應(yīng)的多個光發(fā)送部進行照射的，從而感知光接收信號是否位于晶元的下側(cè)，所述光接收信號是由在多個光發(fā)送部中照射的光而產(chǎn)生的，從而僅通過光接收信號計算晶元研磨層的厚度，所述光接收信號是通過來自于位于晶元的下側(cè)的光發(fā)送部的光而產(chǎn)生的，由此，通過大面積的光傳感器也可準(zhǔn)確地得到晶元邊緣區(qū)域的研磨層厚度。

不僅如此，本實用新型還可得到如下有利的效果，使得光信號射入至晶元的研磨層，并且將光傳感器的光點區(qū)域以比裝置的大小更大的形式放大形成，所述光傳感器對在晶元反射的光接收信號進行接收，以此，由于在晶元研磨層所反射的光接收信號也一定地包括光接收信號，所述光接收信號是在裝置所在的區(qū)域中反射的，因此即使由于光信號的一部分在裝置所在的區(qū)域中受到損失或者漫反射從而在光傳感器沒有接收到，也可使得與光信號的照射位置無關(guān)地在光接收信號中受到損失或者漫反射而沒有接收到的光信號的量變得均勻，進而從光接收信號準(zhǔn)確地感知研磨層的厚度，所述光接收信號是以放大的面積射入至研磨層并反射的。

通過如上所述，本實用新型可得到如下效果，即使沒有對從光傳感器射出的光信號的位置進行復(fù)雜地控制，也可在化學(xué)機械研磨工藝中在貫穿晶元的整體面積上準(zhǔn)確地得到研磨層的厚度。

附圖說明

圖1a是示出通常的化學(xué)機械研磨裝置的正面圖，

圖1b是圖1a的平面圖，

圖2是圖1a的“A”部分的放大圖，

圖3是示出晶元的構(gòu)成的圖，

圖4是圖3的“B”部分的放大圖，

圖5是根據(jù)圖4的切割線V-V的截面圖，

圖6是示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的化學(xué)機械研磨裝置的構(gòu)成的正面圖，

圖7是圖6的平面圖，

圖8是圖6的“B”部分的放大圖，

圖9a是示出根據(jù)圖8的切割線C-C的光傳感器配置構(gòu)造的圖，

圖9b是示出與根據(jù)本實用新型的其他實施例的圖10的切割線C-C相對應(yīng)的光傳感器配置構(gòu)造的圖，

圖10是示出光傳感器的光信號的點(spot)到達晶元的軌跡的圖，

圖11a是圖10的一部分放大圖，

圖11b是示出根據(jù)本實用新型的其他實施形態(tài)的光信號的點到達晶元的狀態(tài)的圖，

圖12是根據(jù)圖11a的切割線X-X的截面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對根據(jù)本實用新型的一個實施例的化學(xué)機械研磨裝置100進行詳細(xì)說明。但是，在對本實用新型進行說明時，為了使得本實用新型的要旨更清晰，省略對于公知的功能或構(gòu)成的具體的說明。

根據(jù)本實用新型的一個實施例的化學(xué)機械研磨裝置100包括：研磨平板10，以晶元 W的研磨面被研磨的形式進行接觸的研磨墊11覆蓋于所述研磨平板10；研磨頭20，其將晶元W以設(shè)置于底面的狀態(tài)進行加壓的同時，使得晶元W進行自轉(zhuǎn)；調(diào)節(jié)器30，其設(shè)置有調(diào)節(jié)盤31，所述調(diào)節(jié)盤31以加壓的狀態(tài)接觸于研磨墊11的表面并旋轉(zhuǎn)(30r)，從而對研磨墊11進行改質(zhì)；研磨液供給部40，其為了對晶元W進行化學(xué)研磨，從而供給研磨液；光傳感器500，其固定設(shè)置于研磨墊11，并在穿過調(diào)節(jié)盤31的底面時，接收將光信號Li照射至晶元W的研磨層Le并反射的光接收信號Lo，從而用于感知研磨層 Le的厚度；控制部700，其從在光傳感器500接收的光接收信號感知研磨墊11的厚度 (包括“厚度變動量”)與晶元研磨層Le的厚度(包括“厚度變動量”)。

所述研磨平板10以研磨墊11覆蓋于其上面的狀態(tài)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。如圖6及圖7所示，光傳感器500固定于研磨平板10并且構(gòu)成為與研磨墊11一同旋轉(zhuǎn)。由于光傳感器 500與研磨墊11一同旋轉(zhuǎn)，因此控制部700的控制電路也可與研磨平板10一同旋轉(zhuǎn)，并且也可通過滑環(huán)(slip ring)等的公知裝置來將施加至光傳感器500的電源以及來自于光傳感器500的信號傳送至非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制電路。

所述研磨頭20從外部得到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，從而以將晶元W位于底面的狀態(tài)將晶元W 向研磨墊11加壓的同時進行旋轉(zhuǎn)。為此，在研磨頭20的內(nèi)部形成有壓力腔(chamber)，并且可通過調(diào)節(jié)壓力腔的壓力來調(diào)節(jié)對晶元W進行加壓的加壓力。

所述調(diào)節(jié)器30以調(diào)節(jié)盤31加壓于研磨墊11的狀態(tài)進行旋轉(zhuǎn)(30r)驅(qū)動，并且對調(diào)節(jié)盤30進行臂(arm)旋轉(zhuǎn)運動(30d)，以此改質(zhì)成研磨液可流入至研磨墊11的表面的環(huán)境。

所述研磨液供給部40將研磨液供給至研磨墊11上，從而研磨液通過形成于研磨墊 11的表面的微小的槽流入至晶元W。以此，晶元研磨層Le進行通過研磨液的化學(xué)研磨工藝。

如圖6及圖7所示，所述光傳感器500固定于研磨平板10，并且與研磨墊11一同旋轉(zhuǎn)，因此設(shè)置為沿著從研磨墊11的中心以規(guī)定的半徑長度相間隔的圓形路徑P進行旋轉(zhuǎn)(50r)。設(shè)置于研磨平板10的光傳感器500在從研磨墊11的中心相互不同的間隔距離上設(shè)置多個，在各個固定的位置進行旋轉(zhuǎn)的同時，在多個路徑中得出晶元研磨層 Le的分配。在此情況下，光傳感器500在穿過晶元W下側(cè)區(qū)域的期間接收光接收信號 Lo，所述光接收信號Lo是從光傳感器500射出的光信號Li反射至晶元研磨層Le的。但是，在本實用新型的其他的實施形態(tài)中，光傳感器500也可僅設(shè)置一個。

如圖9a所示，各個光傳感器500包括：多個光發(fā)送部510，其將光Li照射至晶元研磨層的多個位置；光接收部520，其接收光接收信號Lo，所述光接收信號Lo是從多個光發(fā)送部510照射的光Li在晶元研磨層Le反射形成的；感知部530，其對從多個光發(fā)送部510中的一部分照射的光進行接收，從而感知光傳感器500的相對晶元W的位置。

就在圖9a中例示的光傳感器500而言，雖然光接收部520配置于中央部，但是如圖 9b所例示的，多個光接收部520以鄰接于多個光發(fā)送部510的形式進行設(shè)置，并且可對從光發(fā)送部510照射的光Li的光接收信號進行接收。

并且，對光傳感器500的相對晶元W的位置進行感知的感知部530、520'在最外圍配置有2個至4個，并且對光傳感器500進入至晶元W的下側(cè)的瞬間與光傳感器550從晶元W的下側(cè)移動至外部的瞬間進行感知。

另外，感知部530由于接收光接收信號，因此可設(shè)定多個光接收部520中的一部分，所述光接收信號是從光發(fā)送部510照射的光反射至晶元研磨層或研磨頭20的固定圈 (retainer ring)的底面的光接收信號。因此，感知部可在相同的光傳感器500內(nèi)在每個化學(xué)機械研磨工藝可設(shè)定為不同位置的光接收部。如上所述，感知部不僅配置于光傳感器500的最外圍，而且還配置于其內(nèi)側(cè)，由此，可準(zhǔn)確地感知到光傳感器500的一些部分是否位于晶元W的下側(cè)外部且光傳感器500的一些其他的部分(圖9b的斜線區(qū)域)是否位于晶元W的下側(cè)內(nèi)側(cè)。

如上所述，由于在光傳感器500的多個光發(fā)送部510照射的光可僅僅準(zhǔn)確地提取在晶元研磨層Le反射的光接收信號Lo，因此可消除在許多光接收信號中因在晶元研磨層未反射的光接收信號而無法計算出準(zhǔn)確的晶元研磨層厚度的現(xiàn)有的問題。特別是，可得到如下的有利效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于是寬度W5更加擴大的光傳感器500，因此即使在只有光傳感器500的一部分位于晶元W的下側(cè)，其他的一部分位于晶元的外部的狀態(tài)下，僅將在晶元研磨層Le反射的光接收信號作為用于計算晶元研磨層厚度的光接收信號，也可在晶元的邊緣區(qū)域中得到準(zhǔn)確的研磨層厚度。

如上所述，根據(jù)本實用新型的化學(xué)機械研磨裝置100的光傳感器500與現(xiàn)有技術(shù)相比，也可得到如下優(yōu)點，由于其寬度W5更加擴大，因此可自動地填補在晶元W的裝置D 以及中間區(qū)域B反射的光接收信號的失真現(xiàn)象。

更為具體地，從光傳感器500的光發(fā)送部510將光信號Li照射至自轉(zhuǎn)的晶元W的規(guī)定的半徑長度的位置，并且在光接收部520對在晶元研磨層Le反射的光接收信號Lo進行接收。

在此，從光傳感器500照射的光信號Li與現(xiàn)有技術(shù)中以非常小的形式形成為10μm 至20μm的程度不同，如圖11所示，將整齊排列于晶元W的裝置D以包括一個以上的被放大的大小的點SP照射至研磨層Le。在此，為了將裝置D制造成半導(dǎo)體元件或組件，而被稱作安裝于晶元W的單位。由此，在裝置D的表面，經(jīng)過用于制作半導(dǎo)體組件的工藝的同時，形成有用于發(fā)揮自身功能的結(jié)構(gòu)，并形成具有凹凸99的表面。

在此，從光傳感器500的光發(fā)送部510照射的點區(qū)域SP的直徑ds與裝置D的寬度 Wd及長度Ld中任意一個以上相比，以更大的形式形成。優(yōu)選地，光傳感器500的點區(qū)域SP形成為可使得一個裝置D設(shè)置于內(nèi)部的大小。

如上所述，與裝置D的面積(Wd*Ld)相比，將來自于光傳感器500的光信號Li 的點區(qū)域SP的大小以更大的形式放大形成，并且形成為可使得一個裝置D整體設(shè)置于光傳感器500的點區(qū)域SP內(nèi)部的形狀及大小(例如，直徑為1英寸以上的圓形或?qū)蔷€長度為1英寸以上的矩形)，以此，在晶元研磨層Le反射的光接收信號Lo中也一定地包括在裝置D所在的區(qū)域反射的光接收信號。由此，即使光信號Li的一部分在裝置D 所在的區(qū)域中受到損失或者漫反射而導(dǎo)致不能作為光接收信號Lo接收至光傳感器，也使得與光信號Li的照射位置無關(guān)地在光接收信號Lo中受到損失或者漫反射而沒有接收到的光信號的量變得均勻。

由此，如圖11所示，若放大的面積的點區(qū)域SP射入至研磨層Le，則可從光接收信號Lo準(zhǔn)確地感知研磨層的厚度，所述光接收信號Lo由在研磨層Le的表面Se反射的反射光Lo1與在研磨層Le的內(nèi)側(cè)邊界Si反射的反射光Lo2構(gòu)成。

另外，如圖11a所示，在從光傳感器500照射的光信號Li的點區(qū)域SP為圓形的情況下，可根據(jù)點SP的位置使得形成于裝置D之間的中間區(qū)域B的包含寬度稍微產(chǎn)生變動。如上所述，即使由于點SP的位置而形成于裝置D之間的中間區(qū)域B的包含寬度稍微產(chǎn)生變動，與現(xiàn)有技術(shù)相比，也可準(zhǔn)確地感知研磨層厚度，但是將點區(qū)域SP的形態(tài)以與裝置D的形態(tài)相似的形式形成為矩形或者與此相似的形態(tài)，以此可更為準(zhǔn)確地感知研磨層厚度。

在此，相似的形態(tài)變更為平行四邊形形態(tài)，或者相對于晶元的板面，考慮到光信號 Li移動的軌跡而將兩側(cè)邊(左右邊，或上下邊)的形狀形成為曲面。

例如，如圖11b所示，可將光信號Li的點區(qū)域SP1'的寬度dw規(guī)定為將裝置D的寬度Wd與中間區(qū)域B的寬度Wb加起來的大小，并且將光信號Li的點區(qū)域SP1'的長度dl 規(guī)定為將裝置D的長度Ld與中間區(qū)域Lb的長度加起來的大小。在此情況下，無論光信號Li存在于晶元W板面的任意位置，都使得至少一個裝置D(包括將分開的合起來)與一個中間區(qū)域B(裝置D的左右與上下中任意一個)同時設(shè)置于點SP'內(nèi)部。

對其進行擴張，則在光傳感器500照射的光信號Li的點區(qū)域SP1'的寬度dw規(guī)定為將裝置D的寬度Wd與中間區(qū)域B的寬度Wb加起來的大小的整數(shù)倍，并且將光信號Li 的點區(qū)域SP1'的長度dl可規(guī)定為將裝置D的長度Ld與中間區(qū)域B的長度Lb加起來的大小的整數(shù)倍。

如上所述，將從光傳感器500射出的光信號Li的點區(qū)域SP1'形成為以與裝置形態(tài)相似的矩形形態(tài)、或平行四邊形，或者相面對的2個邊形成為曲面的形態(tài)代替圓形，從光傳感器500照射的點區(qū)域SP1'包括規(guī)定的個數(shù)(在圖11b中為1個)的裝置D與中間區(qū)域B，使得在形成有裝置D的區(qū)域中受到損失或者漫反射的光接收信號的量始終保持一定，由此能夠獲得可更為準(zhǔn)確地得到晶元研磨層的厚度的效果。

所述控制部700得到以放大的點區(qū)域SP、SP'照射至晶元研磨層Le后反射并接收至光傳感器500的光接收部520的光接收信號Lo的傳送，使得在大面積中反射的光接收信號Lo的值平均化，從而感知研磨層Le的厚度。在此，平均化并非局限于對與點SP、 SP'位置相對應(yīng)的多個光接收數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均，而是可以進行幾何平均，或包括通過除了最大值與最小值的一部分以外的值來進行算術(shù)平均或者進行幾何平均等的統(tǒng)計方法來對平均的概念進行提取的公知的全部方法。

另外，所述控制部700對接收至光傳感器500的感知部530的第一光接收信號進行接收，僅在光傳感器500位于晶元W的下側(cè)的狀態(tài)下，以充當(dāng)從光發(fā)送部510使得光Li 進行照射的起動裝置(trigger)的形式進行控制，并且得到接收至光接收部520的光接收信號Lo的傳送，由此計算出晶元研磨層的厚度分配。據(jù)此，由于接收至光傳感器 500的光接收部520的光接收信號全部為在晶元研磨層反射的信號，因此可準(zhǔn)確地得到晶元研磨層的厚度。

或者，所述控制部700將接收至光傳感器500的感知部530的第一光接收信號與接收至光接收部520的光接收信號映射至相同的時間軸，從而在接收至光接收部520的許多光接收信號中僅從在晶元研磨層反射的時間帶寬的光接收信號也可以計算出晶元研磨層厚度分配。

另外，如圖9b所示，在光傳感器500的感知部530被均勻地分散的情況(包括不位于中央部的情況)下，可準(zhǔn)確地感知是否只有光傳感器500的一部分(斜線區(qū)域)位于晶元下側(cè)。由此可得到如下有利的效果，控制部700僅通過位于晶元下側(cè)的光接收部520 中的光接收信號，計算出晶元的厚度，由此以光傳感器500開始進入至晶元的下側(cè)的時間期間所測定的光接收信號為基礎(chǔ)，可準(zhǔn)確地得到在晶元邊緣區(qū)域中的研磨層厚度。

如上所述，根據(jù)所構(gòu)成的本實用新型的一個實施例的化學(xué)機械研磨裝置可得到如下有利的效果，使得光信號Li射入至晶元W的研磨層Le，并且將光傳感器500的光點區(qū)域SP、SP'的大小以比裝置的大小更大的形式放大形成，所述光傳感器500對在晶元W 反射的光接收信號Lo進行接收，以此在晶元研磨層Le反射的光接收信號Lo中一定地包括在裝置所在的區(qū)域反射的光接收信號，由此，即使由于光信號的一部分在裝置所在的區(qū)域受到損失或者漫反射從而沒有將光接收至光傳感器，也可使得與光信號Li的照射位置無關(guān)地在光接收信號Lo受到損失或者漫反射而沒有接收到的光信號的量變得均勻，并且為了在化學(xué)機械研磨工藝中對晶元研磨層的厚度te進行測定，而能夠消除由于照射至研磨層Le的光的位置而導(dǎo)致產(chǎn)生測量值差異的現(xiàn)有的誤差，并且從以放大的面積射入至研磨層并反射的光接收信號Lo準(zhǔn)確地感知研磨層Le的厚度。

此外，本實用新型中，使得光傳感器500的光接收部520、530的一部分530(圖9b 的520的一部分)對光傳感器500在一定程度上是否位于晶元W的下側(cè)進行感知，并且僅僅將在位于晶元W的下側(cè)的光發(fā)送部510照射的光的光接收信號用于計算研磨層厚度，以此得到的優(yōu)點在于，在貫穿包括晶元W的邊緣區(qū)域的整體區(qū)域，可準(zhǔn)確地得到晶元研磨層的厚度。

以上，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行舉例說明，但本實用新型的范圍并非僅限定于如上所述的特定實施例，在權(quán)利要求所記載的范疇內(nèi)可進行適當(dāng)?shù)淖兏?/p>

標(biāo)號說明

10：研磨平板11：研磨墊

20：研磨頭30：調(diào)節(jié)器

40：研磨液供給部500：光傳感器

510：光發(fā)送部520：光接收部

700：控制部SP、SP'：點區(qū)域

W：晶元Le：研磨層

D：裝置B：中間區(qū)域

Li：光信號Lo：光接收信號