[发明专利]基于光谱的监测化学机械研磨的装置及方法

说明书

本申请是针对分案申请201610227541.7再次提出的分案申请。分案申请201610227541.7是PCT国际申请号为PCT/US2006/032659、国际申请日为2006年8月21日、进入中国国家阶段的申请号为200680030404.9、题为“基于光谱的监测化学机械研磨的装置及方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明大体来说是有关于基材的化学机械研磨。

背景技术

一集成电路通常是藉由在硅晶片上的一系列的导体、半导体、或绝缘层的沉积而形成在一基材上。一制造步骤包含在一非平坦表面上沉积一填充层并平坦化该填充层。对于某些应用而言，会持续平坦化该填充层直到一图案化层的上表面暴露出为止。一导电填充层，例如，可沉积在一图案化绝缘层上以填充该绝缘层的沟槽或孔洞。在平坦化的后，余留在该凸起的绝缘层图案间的导电层部分形成介层洞、栓塞孔、及联机，其在该基材上的薄膜电路间提供信道。就其它应用而言，例如氧化物研磨，平坦化该填充层直到在该非平坦表面上剩下一预定厚度为止。此外，微影通常必定要平坦化该基材表面。

化学机械研磨(CMP)是一种公认的平坦化方法。此平坦化方法一般需要将该基材设置在一载具或研磨头上。该基材的暴露表面通常相对一旋转盘或带状研磨垫设置。该研磨垫可以是标准研磨垫或固定磨粒研磨垫。一标准研磨垫拥有长效的粗糙表面，而固定磨粒研磨垫则拥有保持在一容纳媒介内的研磨微粒。该载具头在该基材上提供可控制的负载，以将其推向该研磨垫。通常供应一研浆至该研磨垫表面。该研浆包含至少一种化学反应剂及，若用于标准研磨垫，研磨微粒。

CMP的一个问题是判定研磨制程是否已经完成，即，是否已将一基材层平坦化至预期平坦度或厚度，或是何时是已经移除预期材料量的时间点。过研磨(除去过多)导电层或薄膜会造成电路阻抗的增加。反之，研磨不足量(除去太少)导电层则会造成短路。该基材层的最初厚度、研浆成份、研磨垫条件、研磨垫和基材间的相对速度、以及基材上的负载等变异皆可导致材料移除速率的变异。这些变异造成达到研磨终点所需时间的变异。因此，研磨终点不能只视为研磨时间的函数来判定。

发明内容

在一一般观点中，本发明的特征在于一种包含选择一参考光谱的计算机执行方法。该参考光谱是从位于一第一基材上并且厚度大于一目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。该参考光谱是依经验法则为特定光谱基底终点判定逻辑选用，因此当应用该特定光谱基底终点逻辑判定出终点时，即是达到该目标厚度。该方法包含取得一现时光谱。该现时光谱是从位于一第二基材上并且现时厚度大于该目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。使在该第二基材上的感兴趣的薄膜经受一研磨步骤。该方法包含判定，为该第二基材，该研磨步骤何时达到终点。该判定是基于该参考光谱及该现时光谱。

在另一一般观点中，本发明的特征在于一种包含选择两或多种参考光谱的计算机执行方法。每一种参考光谱皆是从位于一第一基材上并且厚度大于一目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。所述参考光谱是依经验法则为特定光谱基底终点判定逻辑选用，因此当应用所述特定光谱基底终点逻辑判定出终点时，即是达到该目标厚度。该方法包含取得两或多种现时光谱。每一种现时光谱皆是从位于一第二基材上并且现时厚度大于该目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。使在该第二基材上的薄膜经受一研磨步骤。该方法包含判定，为该第二基材，该研磨步骤何时达到终点，该判定是基于所述参考光谱及所述现时光谱。

在另一一般观点中，本发明的特征在于一计算机程序产品，其包含能够使一处理器选择一参考光谱的指令。该参考光谱是从位于一第一基材上并且厚度大于一目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。该参考光谱是依经验法则为特定光谱基底终点判定逻辑选用，因此当应用该特定光谱基底终点逻辑判定出终点时，即是达到该目标厚度。该产品包含使该处理器取得一现时光谱的指令。该现时光谱是从位于一第二基材上并且现时厚度大于该目标厚度的感兴趣的薄膜反射回来的白光光谱。使在该第二基材上的感兴趣的薄膜经受一研磨步骤。该产品包含使该处理器判定，为该第二基材，该研磨步骤何时达到终点的指令。该判定是基于该参考光谱及该现时光谱。该产品是具体地储存在机器可读媒介中。