发明名称 线上监测化学机械研磨移除速率
摘要 本发明主要提供一种线上(in-line)监控化学机械研磨速率的方法,其至少包含将控制晶圆放入机台中研磨,按着以光学终端点检测法直接测量研磨片的移除速率。之后,将测得之移除速率输入研磨机台中以计算下一批产品的研磨时间,以及进行下一批产品的研磨。
申请公布号 TW470684 申请公布日期 2002.01.01
申请号 TW089111971 申请日期 2000.06.19
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林志隆;钱文正
分类号 B24B49/02;B24B37/04;H01L21/304 主分类号 B24B49/02
代理机构 代理人 陈达仁 台北巿南京东路二段一一一号八楼之三;谢德铭 台北巿南京东路二段一一一号八楼之三
主权项 1.一种线上监控化学机械研磨速率的方法,该方法 至少包含: 将控制晶圆放入机台中研磨; 以光学终端点检测法直接测量研磨片的移除速率; 将该测得之移除速率输入该研磨机台中以计算下 一批产品的研磨时间;及 进行下一批产品的研磨。2.如申请专利范围第1项 之方法,其中上述之控制晶圆包含一底材与一研磨 层。3.如申请专利范围第2项之方法,其中上述之光 学终端点检测法系以一特定波长之光束射入该控 制晶圆表面以产生一干涉光束,藉由量测该干涉光 束之强度变化以及强度变化之时距以计算研磨片 之移除速率。4.如申请专利范围第3项之方法,其中 上述之干涉光束系由第一次反射光束与第二次反 射光束相互干涉产生。5.如申请专利范围第4项之 方法,其中上述之第二次反射光束系入射光束折射 到该控制晶圆的该研磨层,经由该底材的反射再经 由折射出该研磨层而产生。6.如申请专利范围第1 项之方法,更包含在量测该研磨速率之前先进行前 一批产品的研磨。7.如申请专利范围第3项之方法, 其中上述之光学终端点检测法系使用一感测装置 量测,该感测装置至少包含: 一接收装置用以接收干涉光束; 一微处理装置用以处理该接收装置所接收之干涉 光束讯号以得到该研磨片之移除速率;及 一输出装置将该研磨片之移除速率传送到该研磨 机台。8.如申请专利范围第7项之方法,更包含一发 射装置用以发射一特定波长之光束。9.一种线上 监控化学机械研磨速率的方法,该方法至少包含: 将控制晶圆放入机台中研磨; 以光学终端点检测法直接测量研磨片的移除速率, 其中光学终端点检测法系利用一感测装置量测,该 感测装置至少包含一用以接收干涉光束的接收装 置,一用以处理该接收装置所接收之干涉光束讯号 以得到该研磨片之移除速率的微处理装置,及一将 该研磨片之移除速率传送到该研磨机台的输出装 置; 将该测得之移除速率输入该研磨机台中以计算下 一批产品的研磨时间;及 进行下一批产品的研磨。10.如申请专利范围第9项 之方法,其中上述之控制晶圆包含一底材与一研磨 层。11.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之 光学终端点检测法系以一特定波长之光束射入该 控制晶圆表面以产生一干涉光束,藉由量测该干涉 光束之强度变化以及强度变化之时距以计算研磨 片之移除速率。12.如申请专利范围第11项之方法, 其中上述之干涉光束系由第一次反射光束与第二 次反射光束相互干涉产生。13.如申请专利范围第 11项之方法,其中上述之第二次反射光束系入射光 束折射到该控制晶圆的该研磨层,经由该底材的反 射再经由折射出该研磨层而产生。14.如申请专利 范围第9项之方法,更包含在量测该研磨速率之前 先进行前一批产品的研磨。15.如申请专利范围第9 项之方法,更包含一发射装置用以发射一特定波长 之光束。16.一种以光学终端点检测法线上监控化 学机械研磨速率的方法,该方法至少包含: 将控制晶圆放入机台中研磨,该控制晶圆包含一底 材与一研磨层; 以一特定波长之光束射入该控制晶圆表面以产生 一干涉光束; 量测该干涉光束之强度变化以及强度变化之时距 以计算研磨片之移除速率; 将该测得之移除速率输入该研磨机台中以计算下 一批产品的研磨时间;及 进行下一批产品的研磨。17.如申请专利范围第16 项之方法,其中上述之干涉光束系由第一次反射光 束与第二次反射光束相互干涉产生。18.如申请专 利范围第17项之方法,其中上述之第二次反射光束 系入射光束折射到该控制晶圆的该研磨层,经由该 底材的反射再经由折射出该研磨层而产生。19.如 申请专利范围第16项之方法,更包含在量测该研磨 速率之前先进行前一批产品的研磨。20.如申请专 利范围第16项之方法,其中上述之光学终端点检测 法系使用一感测装置量测,该感测装置至少包含: 一接收装置用以接收干涉光束; 一微处理装置用以处理该接收装置所接收之干涉 光束讯号以得到该研磨片之移除速率;及 一输出装置将该研磨片之移除速率传送到该研磨 机台。21.如申请专利范围第20项之方法,更包含一 发射装置用以发射一特定波长之光束。22.一种线 上监控化学机械研磨速率的装置,该装置至少包含 : 一研磨机台用以研磨晶圆,该研磨机台具有一研磨 片,系直接与晶圆研磨,其中该研磨片上至少具有 一开孔;一控制晶圆位于该研磨片上,用以检测该 研磨片之移除速率;及 一感测装置位于该研磨片开口的下方,系藉由光学 终端点检测法的量测以计算研磨片之移除速率。 23.如申请专利范围第22项之装置,其中上述之光学 终端点检测法系发射一特定波长光束,当该特定波 长光束在该控制晶圆表面上产生干涉后得以量测 该干涉光束之强度变化以及强度变化之时距。24. 如申请专利范围第23项之装置,其中上述之干涉光 束系由第一次反射光束与第二次反射光束相互干 涉产生。25.如申请专利范围第24项之装置,其中上 述之第二次反射光束系入射光束折射到该控制晶 圆的该研磨层,经由该底材的反射再经由折射出该 研磨层而产生。26.如申请专利范围第22项之装置, 其中上述之感测装置至少包含: 一接收装置用以接收干涉光束; 一微处理装置用以处理该接收装置所接收之干涉 光束讯号以得到该研磨片之移除速率;及 一输出装置将该研磨片之移除速率传送到该研磨 机台。27.如申请专利范围第26项之装置,更包含一 发射装置用以发射一特定波长之光束。图式简单 说明: 第一图为传统的化学机械研磨制程的示意图; 第二图为化学机械研磨制程在半导体制程中所提 供的平坦化的示意图; 第三图A到第三图E为不同的研磨机台表面配置图 示意图; 第四图为另一种传统的化学机械研磨制程的示意 图; 第五图为使用传统的离线式监控技术,计算研磨片 移除速率的流程图; 第六图为使用本发明的线上监控技术,计算研磨片 移除速率的流程图; 第七图为本发使用光学终端点法量测控制晶圆厚 度的结构示意图; 第八图系解释光束在晶圆表面产生干涉的结构示 意图;及 第九图显示在不同时间干涉光束对时间的关系图 。
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