发明名称 供指示膜层变化用之宽频带光学终点量测系统与方法
摘要 本发明系提供一种供指示膜变化用之宽频带光学终点量测系统与方法。于化学机械研磨制程用于量测终点的系统与方法,包含以第1宽频带光束,照射晶圆表面的第1部分。接收第1反射光谱数据。第1反射光谱数据对应于自晶圆表面的第1照射之部分反射的第1光谱的光。以第2宽频带光束,照射晶圆表面的第2部分。接收第2反射光谱数据。第2反射光谱数据对应于自晶圆表面的第2照射之部分反射的第2光谱的光。将第1反射光谱数据与第2反射光谱数据标准化。决定终点基于标准化之第1光谱数据与第2光谱数据两者的差。五、(一)、本案代表图为:第 4A 图
申请公布号 TW588154 申请公布日期 2004.05.21
申请号 TW092107218 申请日期 2003.03.28
申请人 兰姆研究公司 发明人 夫拉地米尔 凯兹;贝拉 密特歇尔
分类号 G01J3/00;B24B49/00;B24B37/04 主分类号 G01J3/00
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路三十七号十楼
主权项 1.一种于化学机械研磨制程之终点量测方法,包含: 以第1宽频带光束,照射晶圆表面的第1部分; 接收第1反射光谱数据,对应于自晶圆表面的第1照 射部分反射的第1复数之光谱的光; 以第2宽频带光束,照射晶圆表面的第2部分; 接收第2反射光谱数据,对应于自晶圆表面的第2照 射部分反射的第2复数之光谱的光; 标准化该第1反射光谱数据; 标准化该第2反射光谱数据;以及 决定终点,基于标准化之第1光谱数据与第2光谱数 据两者的差。2.如申请专利范围第1项之于化学机 械研磨制程之终点量测方法,其中,该第1光谱数据 包含对应各复数之波长的一强度程度。3.如申请 专利范围第2项之于化学机械研磨制程之终点量测 方法,其中,对应第1光谱的该复数之波长,包含范围 约300nm至720nm。4.如申请专利范围第3项之于化学机 械研磨制程之终点量测方法,其中,对应第1光谱的 该复数之波长,包含范围约200至520个数据点。5.如 申请专利范围第1项之于化学机械研磨制程之终点 量测方法,其中,标准化该第1反射光谱数据,包含实 质地移除对应之强度値。6.如申请专利范围第5项 之于化学机械研磨制程之终点量测方法,其中,实 质地移除对应之强度値,包含调整各复数之波长的 强度値,使各复数之波长的强度値的总和等于零, 以及各复数之波长的强度値的平方的总和等于1。 7.如申请专利范围第1项之于化学机械研磨制程之 终点量测方法,其中,决定终点,基于标准化之第1光 谱数据与第2光谱数据两者的差,包含决定一于第1 与第2光谱中至少复数波长之一部分的标准化强度 比率的变化。8.如申请专利范围第7项之于化学机 械研磨制程之终点量测方法,其中,包含决定一于 第1与第2光谱中至少复数波长之一部分的标准化 强度比率的变化,包含: 变换标准化之第1光谱数据为第1向量; 变换标准化之第2光谱数据为第2向量; 计算第1向量与第2向量间的距离; 决定是否第1向量与第2向量间的距离大于或等于 一临界距离;以及 若第1向量与第2向量间的距离大于或等于该临界 距离时,判定于第1与第2光谱中至少复数波长之一 部分的标准化强度比率有变化。9.一种化学机械 研磨制程装置,包含: 一研磨垫,具有一研磨垫狭长孔; 一平台,具有一平台狭长孔,在化学机械研磨制程 的特定点,该平台狭长孔可与该研磨垫狭长孔对准 ; 一宽频带光源,经由该平台狭长孔与研磨垫狭长孔 ,以复数触发,照射晶圆表面的一部分; 一光学侦测器,接收反射光谱,对应于各该复数之 触发,晶圆表面照射部分反射之复数光谱的光; 标准化第1反射光谱数据的逻辑,对应于第1触发; 标准化第2反射光谱数据的逻辑,对应于第2触发;以 及 决定终点的逻辑,基于标准化之第1反射光谱数据 与标准化之第2反射光谱数据的差。10.如申请专利 范围第9项之化学机械研磨制程装置,其中,基于标 准化之第1反射光谱数据与标准化之第2反射光谱 数据的差的决定终点的逻辑,包含决定第1与第2光 谱中至少复数波长之一部分的标准化强度比率有 变化的逻辑。11.如申请专利范围第10项之化学机 械研磨制程装置,其中,决定第1与第2光谱中至少复 数波长之一部分的标准化强度比率有变化,包含: 变换标准化之第1光谱数据为第1向量的逻辑; 变换标准化之第2光谱数据为第2向量的逻辑; 计算第1向量与第2向量间的距离的逻辑; 决定是否第1向量与第2向量间的距离大于或等于 一临界距离的逻辑;以及 若第1向量与第2向量间的距离大于或等于该临界 距离时,判定于第1与第2光谱中至少复数波长之一 部分的标准化强度比率有变化的逻辑。12.一种终 点量测系统,包含: 一宽频带光源,经由该平台狭长孔与研磨垫狭长孔 ,以复数触发,照射晶圆表面的一部分; 一光学侦测器,接收反射光谱,对应于各该复数之 触发,晶圆表面照射部分反射之复数光谱的光; 标准化第1反射光谱数据的逻辑,对应于第1触发; 标准化第2反射光谱数据的逻辑,对应于第2触发;以 及 决定终点的逻辑,基于标准化之第1反射光谱数据 与标准化之第2反射光谱数据的差。13.如申请专利 范围第12项之终点量测系统,其中,基于标准化之第 1反射光谱数据与标准化之第2反射光谱数据的差 的决定终点的逻辑,包含决定第1与第2光谱中至少 复数波长之一部分的标准化强度比率有变化的逻 辑。14.如申请专利范围第13项之终点量测系统,其 中,决定第1与第2光谱中至少复数波长之一部分的 标准化强度比率有变化,包含: 变换标准化之第1光谱数据为第1向量的逻辑; 变换标准化之第2光谱数据为第2向量的逻辑; 计算第1向量与第2向量间的距离的逻辑; 决定是否第1向量与第2向量间的距离大于或等于 一临界距离的逻辑;以及 若第1向量与第2向量间的距离大于或等于该临界 距离时,判定于第1与第2光谱中至少复数波长之一 部分的标准化强度比率有变化的逻辑。15.如申请 专利范围第12项之终点量测系统,其中,该第1光谱 数据包含对应各复数之波长的一强度程度。16.如 申请专利范围第15项之终点量测系统,其中,对应第 1光谱的该复数之波长,包含范围约300nm至720nm。17. 如申请专利范围第16项之终点量测系统,其中,对应 第1光谱的该复数之波长,包含范围约200至520个数 据点。18.如申请专利范围第12项之终点量测系统, 其中,标准化该第1反射光谱数据的逻辑,包含实质 地移除对应之强度値的逻辑。19.如申请专利范围 第18项之终点量测系统,其中,实质地移除对应之强 度値的逻辑,包含调整各复数之波长的强度値,使 各复数之波长的强度値的总和等于零,以及各复数 之波长的强度値的平方的总和等于1的逻辑。图式 简单说明: 图1A与图1B是横截面图,表示介电层于一般形成镶 嵌及双镶嵌内接金属线的制造过程。 图2A表示本发明的实施例之CMP系统,其中研磨垫会 随卷轴转动。 图2B表示本发明的实施例之终点量测系统。 图3表示本发明一实施例,于CMP制程中,受宽频带光 源照射的晶圆的一部分。 图4A是一流程图,说明本发明一实施例中,于CMP制程 决定终点的操作方法。 图4B是本发明一实施例中步骤450的流程图,计算于 第1与第2光谱中至少复数波长之一部分的强度比 率的变化。 图5A表示本发明一实施例中接收之反射光谱数据( 即触发)。 图5B表示本发明一实施例中标准化之反射光谱数 据(即标准化触发)。 图5C是一立体图,表示本发明一实施例中数个未标 准化触发。 图6与图7是本发明一实施例中图5C中的数据图。 图8与图9表示本发明一实施例中图5C增强的二维数 据图。 图10表示本发明一实施例中反射数据图,其中随时 间对波长的反射参数有变化,但相对于强度尚未标 准化。 图11表示本发明一实施例中反射数据图,其中强度 标准化之反射参数有变化。 图12是本发明一实施例中用以决定终点的操作方 法的流程图。 图13是本发明一实施例中材料移除制程的向量距 离平方(VD)图。
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