发明名称 基材表面构形之绘制方法及线上监控设备
摘要 一种用以描述未加工之一基材之表面构形之方法及设备,适用于该基材之线上制程,其间额外的薄膜层及结构形成于未加工之该基材之表面。此方法包括形成一介电薄膜层于该基材之表面,以及形成一金属薄膜层于该介电薄膜层上。在抛光作业之不同阶段,此结构被加以抛光及监控。本发明使用一干涉仪来监控正在抛光之表面,并区分出保有金属之区域与已去掉金属且暴露底下之介电材料之区域。经由监控将该金属薄膜层由该基材之各个空间位置上去掉之时间,可以产生表面构形资料,例如一基材表面影像图。此基材表面影像图可以于抛光期间产生,用来做线上监控。
申请公布号 TWI278909 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW093136713 申请日期 2004.11.29
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 杨万成
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种基材表面构形之绘制方法,包括以下步骤: 形成一非金属薄膜层于一基材上; 形成一金属薄膜层于该非金属薄膜层上; 抛光以去掉该金属薄膜层之至少一部份;以及 区分出保有该金属薄膜层之复数第一区域,及已去 掉该金属薄膜层且暴露该非金属薄膜层之复数第 二区域。 2.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该形成一非金属薄膜层于一基材上之 步骤包括形成一介电薄膜层于一半导体基材上。 3.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该基材更包括形成于上之至少一薄膜 层,且该形成一非金属薄膜层之步骤包括形成一介 电薄膜层于该等薄膜层。 4.如申请专利范围第3项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该等薄膜层包括形成于上之一图案化 多晶矽薄膜层及已抛光之一内阶介电(interlevel dielectric,ILD)薄膜层。 5.如申请专利范围第3项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该抛光步骤与该区分步骤系发生于将 半导体元件形成于该基材之线上制程,且更包括产 生该基材之一表面之表面构形资料。 6.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该形成一金属薄膜层之步骤包括形成 一铜金属薄膜层。 7.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该抛光步骤包括化学机械研磨抛光( chemical mechanical polishing,CMP)。 8.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该区分步骤包括使用一干涉仪来监控 被导向至该基材之一顶部表面之复数光学信号。 9.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中于该抛光步骤期间,该区分步骤周期 性地重复执行。 10.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中于该抛光步骤期间,该区分步骤实质 上不间断地重复执行。 11.如申请专利范围第10项所述之基材表面构形之 绘制方法,其中于该抛光步骤期间,该区分步骤包 括在空间上区分该等第一区域及该等第二区域复 数次,且该区分步骤更包括根据该区分步骤,产生 该基材之一三维表面构形图。 12.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该区分步骤包括导向一光学信号至该 基材之一顶部表面,并使用一干涉仪来侦测一返回 折射信号及一返回反射信号之一者。 13.如申请专利范围第12项所述之基材表面构形之 绘制方法,其中该导向一光学信号之步骤包括致使 该光学信号对该顶部表面加以扫瞄。 14.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,更包括根据于该区分步骤期间所得之资料 ,产生基材表面构形之一表面影像图。 15.如申请专利范围第14项所述之基材表面构形之 绘制方法,更包括根据该表面影像图来执行线上制 程控制。 16.如申请专利范围第14项所述之基材表面构形之 绘制方法,其中该等第一区域对应于该基材之复数 相对较低区域,且该等第二区域对应于该基材之复 数相对较高区域。 17.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该基材大致上为圆形且包括约为12英 寸之一直径,该区分步骤包括监控被导向至复数位 置之复数光学信号,每一该等位置与其他该等位置 间隔约10至12毫米。 18.如申请专利范围第1项所述之基材表面构形之绘 制方法,其中该基材包括一半导体基材,且复数半 导体元件形成于该半导体基材上,该区分步骤包括 监控被导向至复数切割道之复数光学信号,该等复 数切割道位于该半导体基材上之该等半导体元件 中相对应之半导体元件之间。 19.一种基材表面构形之绘制方法,包括以下步骤: 形成一非反射性薄膜层于一基材上; 形成一反射性薄膜层于该非反射性薄膜层上; 抛光以去掉该反射性薄膜层之至少一部份;以及 区分出保有该反射性薄膜层之复数第一区域,及已 去掉该反射性薄膜层且暴露该非反射性薄膜层之 复数第二区域。 20.一种基材表面构形之线上监控设备,包括: 一主体,用以接受于其上之一基材; 复数抛光装置,用以抛光该基材之一表面;以及 复数侦测装置,用以于抛光期间侦测该表面上之复 数位置是否存在一反射性薄膜层。 21.如申请专利范围第20项所述之基材表面构形之 线上监控设备,其中该等侦测装置包括一光学系统 。 22.如申请专利范围第20项所述之基材表面构形之 线上监控设备,其中该等侦测装置包括一干涉仪。 23.如申请专利范围第20项所述之基材表面构形之 线上监控设备,其中该等抛光装置包括一化学机械 研磨抛光(chemical mechanical polishing,CMP)设备。 24.如申请专利范围第20项所述之基材表面构形之 线上监控设备,其中该等侦测装置于抛光期间侦测 数次该表面上之复数位置是否存在该反射性薄膜 层。 25.如申请专利范围第20项所述之基材表面构形之 线上监控设备,更包括复数显示装置,用以提供表 示该基材之表面构形之一输出。 26.如申请专利范围第25项所述之基材表面构形之 线上监控设备,其中该等显示装置耦接至用以将该 输出与通过/失败准则做比较之电子电路。 图式简单说明: 第1A~1B图分别表示可被接受和不能接受之基材的 基材表面构形图。 第2A~2B图表示用来作为范例的具有不平坦的基材 表面之基材的平面图,以及附带的用来表示不平坦 表面的表面构形图。 第3图表示用来作为范例的具有不平坦的基材表面 之基材的横截面图。 第4图表示第3图中用来作为范例的基材,当基材上 形成一薄膜层之后的横截面图。 第5图表示在第4图的结构上形成一非金属薄膜层 之后的横截面图。 第6图表示在第4图的结构上形成一金属薄膜层之 后的横截面图。 第7图表示第6图中用来作为范例的基材进行本发 明后续的抛光作业的横截面图。 第8图表示具有半导体元件及切割道之一基材表面 的部分平面图。 第9图表示用来作为范例的线上监控设备的示意图 。
地址 新竹市新竹科学工业园区力行六路8号