发明名称 在化学机械研磨中基材反射率模型化之方法与设备
摘要 一种使用于化学机械研磨技术中,用以计算基材的同步反射量测(ISRM)轨迹的设备与方法。ISRM轨迹系一个与时间相关、且为基材反射量的预测值。在研磨期间,一雷射光干涉侦测器被用以测量基材的反射量,并藉以产生一ISRM轨迹之预估值。该量测之轨迹用来与预估之轨迹相比较,而研磨制程亦基于比较结果做校正,例如运用该预测之ISRM轨迹于侦测研磨终点之用途上。
申请公布号 TW374050 申请公布日期 1999.11.11
申请号 TW087112772 申请日期 1998.08.03
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 安德鲁斯威斯卫瑟
分类号 B24B7/20;H01L21/304 主分类号 B24B7/20
代理机构 代理人 蔡坤财
主权项 1.一种在研磨操作期间同时预估基材反射率的方 法,该基材至少包含在晶圆上之沈积层,该方法至 少包含下列步骤: 建立该基材之模型,该模型包含该沈积层之初始厚 度与折射率; 随时间之改变量测该沈积层之厚度;及 利用该沈积层之该量测厚度与该折射率,用以随时 间之改变决定该基材之反射率。2.如申请专利范 围第1项所述之方法,其中上述基材之该反射率系 利用该晶圆之折射率、进入介质之折射率、以及 用以量测该反射率之光束入射角所决定。3.如申 请专利范围第1项所述之方法,其中上述决定该基 材之该反射率之步骤,包含对该基材之第一区域产 生一第一矩阵、以及对该基材之第二区域产生一 第二矩阵之步骤。4.如申请专利范围第3项所述之 方法,其中上述决定该基材反射率之步骤,包含决 定该第一矩阵之第一反射率、决定该第二矩阵之 第二反射率、以及平均该第一反射率与该第二反 射率之步骤。5.如申请专利范围第3项所述之方法, 其中上述产生该第一矩阵与该第二矩阵之步骤,包 含产生该第一区域之每个沈积层之特征矩阵、产 生该第二区域之每个沈积层之特征矩阵、利用该 第一区域之该沈积层特征矩阵之相乘以产生该第 一矩阵、以及利用该第二区域之该沈积层特征矩 阵之相乘以产生该第二矩阵之步骤。6.如申请专 利范围第1项所述之方法,其中上述量测该厚度之 步骤,包含重复量测一目前研磨速率、与依据该目 前研磨速率调整目前厚度之步骤。7.如申请专利 范围第1项所述之方法,其中上述之基材包含在该 第一区域之第一沈积层与该第二区域之第二沈积 层,其中量测该厚度之步骤包含量测该第一沈积层 之第一目前研磨速率、量测该第二沈积层之第二 目前研磨速率、依据该第一目前研磨速率以调整 第一目前厚度、依据该第二目前研磨速率以调整 第二目前厚度之步骤。8.如申请专利范围第7项所 述之方法,其中上述量测该第一目前研磨速率之步 骤,包含利用一与该第一区域与第二区域之高度差 相关之第一因子来调整一第一基本研磨速率之步 骤。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中上述 量测该第二目前研磨速率之步骤,包含利用一与该 第一区域与第二区域之该高度差相关之第二因子 来调整一第二基本研磨速率之步骤。10.一种执行 化学机械研磨制程之方法,该方法至少包含下列步 骤: 在研磨操作期间,预估一随时间改变之基材反射率 ; 在研磨操作之同时,随时间改变以量测该基材反射 率; 比较该预估反射率与该量测反射率;及 依据该比较结果调整该制程。11.如申请专利范围 第10项所述之方法,其中上述调整该制程之步骤,包 含当该量测反射率到达该预估反射率中之预先选 定之区域后,停止该研磨制程之步骤。12.如申请专 利范围第10项所述之方法,更包含依据该量测反射 率修正该预估反射率之步骤。13.如申请专利范围 第10项所述之方法,其中上述之基材具有沈积在一 晶圆上之沈积层,其中预估该反射率之步骤包含建 立该基材之模型,该模型包含该沈积层之初始厚度 与折射率、随时间之改变以量测该沈积层之厚度 、以及利用该沈积层之该量测厚度与该折射率,用 以随时间之改变决定该基材之该反射率之步骤。 14.一种化学机械研磨设备,至少包含: 一研磨台,用以支撑一研磨垫片; 一研磨头,用以握住一基材以使该基材在研磨操作 中与该研磨头相接触,该基材具有沈积在一晶圆上 之沈积层; 一光源,用以产生一光束以投射至该基材,与一感 测器用以量测由该基材表面所反射之光束以产生 一量测反射信号;及 一电脑,储存该基材之模型,该模型包含该沈积层 之初始厚度与折射率,用以随时间改变量测该沈积 层之厚度,以及利用该量测厚度与该沈积层之该反 射率,用以随时间改变以决定预估反射信号。15.如 申请专利范围第14项所述之设备,其中上述之制程 更包含比较该量测反射信号与该预估反射信号之 步骤。16.如申请专利范围第14项所述之设备,更包 含一输出装置,用以显示该预估反射率。17.如申请 专利范围第14项所述之设备,其中上述之光源与该 感测器系雷射光感测器(Laser interferometer)之一部分 。图式简单说明: 第一图为本发明所揭露,包含一光学感测器的化学 机械研磨设备之侧视图; 第二图为处理中之基材的剖面简化图,用以描绘一 雷射光束投射至基材,且被该基材所反射之情形; 第三图为一流程图,描述CMP制程中用以决定研磨终 点之方法; 第四图A-第四图E为处理中之基材的剖面简化图,用 以描绘基材在不同阶段之处理情形; 第五图为一流程图,描述基材的同步反射量测(ISRM) 轨迹的操作步骤; 第六图描绘一经由预测而得的ISRM轨迹图形;及 第七图为一流程图,描述利用光学感测器获得资料 的操作步骤。
地址 美国