DE102008021569A1 - System und Verfahren zur optischen Endpunkterkennung während des CMP unter Anwendung eines substratüberspannenenden Signals - Google Patents

System und Verfahren zur optischen Endpunkterkennung während des CMP unter Anwendung eines substratüberspannenenden Signals Download PDF

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    • H01L21/3212Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

In einem Polierprozess werden die Eigenschaften des Abtragungsprozesses an unterschiedlichen lateralen Positionen überwacht, um damit die Materialfreiheit der diversen Bauteilgebiete mit einem hohen Maß an Zuverlässigkeit zu erkennen. Folglich kann beim Herstellen aufwendiger Metallisierungsstrukturen ein unerwünschtes zu starkes Polieren vermieden werden, wobei gleichzeitig geringere Leckströme auf Grund des verbesserten Materialabtrags erreicht werden.

Description

  • Gebiet der vorliegenden Offenbarung
  • Im Allgemeinen betrifft der hierin offenbarte Gegenstand das Gebiet der Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere CMP(chemisch-mechanische Polier-)Prozesse, die zur Einebnung von Prozessschichten, etwa von Metallisierungsstrukturen, verwendet werden, wenn das überschüssige Metall unter Anwendung eines Polierprozesses abgetragen wird.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Typischerweise erfordert die Herstellung moderner integrierter Schaltungen eine große Anzahl einzelner Prozessschritte, wobei eine typische Prozesssequenz das Abscheiden leitender, halbleitender oder isolierender Schichten auf einen geeigneten Substrat umfasst. Nach dem Abscheiden der entsprechenden Schicht werden Bauteilstrukturelemente hergestellt, indem die entsprechende Schicht durch gut bekannte Mittel strukturiert wird, etwa durch Photolithographie und Ätzen. Folglich wird durch Strukturieren einer abgeschiedenen Schicht eine gewisse Topographie erzeugt, die auch das Abscheiden und das Strukturieren nachfolgender Schichten beeinflusst. Da modernste integrierte Schaltungen die Herstellung einer Vielzahl gestapelter Schichten erfordern, ist es üblich, die Oberfläche des Substrats regelmäßig einzuebnen, um damit gut definierte Bedingungen für das Abscheiden und Strukturieren nachfolgender Materialschichten zu schaffen. Dies gilt insbesondere für sogenannte Metallisierungsschichten, in denen Metallverbindungsstrukturen hergestellt werden, um die einzelnen Bauteilstrukturelemente, etwa Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und dergleichen, elektrisch zu verbinden, wodurch die durch den Schaltungsaufbau erforderliche Funktion erreicht wird.
  • In dieser Hinsicht hat sich CMP als eine häufig eingesetzte Prozesstechnik entwickelt, um „Unregelmäßigkeiten” in der Substrattopographie zu verringern, die durch vorhergehende Prozesse geschaffen wurden, um damit verbesserte Bedingungen für den nachfolgenden Prozess, etwa die Photolithographie, und dergleichen zu erzeugen. Der Polierprozess erzeugt selbst mechanische Schäden an der polierten Oberfläche, jedoch in einem sehr ge ringem Maße, d. h. auf atomarer Ebene, wobei dies von den Prozessbedingungen abhängt. CMP-Prozesse besitzen auch eine Reihe von Nebeneffekten, die es zu berücksichtigen gilt, um für Prozesse anwendbar zu sein, die für die Herstellung modernster Halbleiterbauelemente erforderlich sind.
  • Beispielsweise wurde in jüngerer Vergangenheit die sogenannte Damaszener- oder Einlegetechnik ein bevorzugtes Verfahren bei der Herstellung von Metallisierungsschichten, wobei eine dielektrische Schicht abgeschieden und strukturiert wird, um Gräben und Kontaktöffnungen zu erhalten, die nachfolgend mit einem geeigneten Metall, etwa Aluminium, Kupfer, Kupferlegierungen, Silber, Wolfram und dergleichen gefüllt werden. Da der Vorgang des Bereitstellens des Metalls als ein ganzflächiger Abscheideprozess auf der Grundlage von beispielsweise elektrochemischen Abscheideverfahren ausgeführt wird, erfordert das entsprechende Strukturmuster der dielektrischen Materialschicht ein merkliches Abscheiden im Übermaß, um zuverlässig schmale Öffnungen und weite Gebiete oder Gräben in einem gemeinsamen Abscheideprozess zu füllen. Das überschüssige Metall wird dann entfernt und die resultierende Oberfläche wird eingeebnet, indem eine Prozesssequenz ausgeführt wird, die einen oder mehrere mechanische Polierprozesse enthält, wobei auch eine chemische Komponente enthalten ist. Das chemisch-mechanische Polieren oder im Allgemeinen das Einebnen (CMP) hat sich als eine zuverlässige Technik erwiesen, um das überschüssige Metall zu entfernen und die resultierende Oberfläche einzuebnen, um damit Metallgräben und Kontaktdurchführungen zurückzulassen, die im Wesentlichen voneinander isoliert sind, wie dies durch das entsprechende Schaltungskonzept erforderlich ist. Das chemisch-mechanische Polieren erfordert typischerweise, dass das Substrat auf einem Träger befestigt wird, einem sogenannten Polierkopf, so dass die einzuebnende Substratoberfläche frei liegt und gegen ein Polierkissen gedrückt werden kann. Der Polierkopf und das Polierkissen werden relativ zueinander in Bewegung versetzt, indem für gewöhnlich jeweils der Polierkopf und das Polierkissen bewegt werden. Typischerweise werden der Kopf und das Kissen relativ zueinander in Drehung versetzt, wobei die Relativbewegung so gesteuert wird, dass lokal eine Sollmaterialabtragsrate für eine gegebene chemische Reaktionsrate erreicht wird, die im Wesentlichen durch die Zusammensetzung des Schleifmittels und die Eigenschaften des bzw. der Materialien, die zu entfernen sind, abhängt.
  • Ein Problem beim chemisch-mechanischen Polieren von Substraten sind die sehr unterschiedlichen Abtragsraten der unterschiedlichen Materialien, etwa von Metall und einem dielektrischen Material, von welchem das überschüssige Metall zu entfernen ist. Beispielsweise wird in einem Polierzustand, in welchem das dielektrische Material und das Metall gleichzeitig bearbeitet werden, d. h. nachdem der wesentliche Teil des Metalls bereits entfernt ist, die Abtragsrate für das Metall deutlich höher sein als die Abtragsrate für das dielektrische Material. Dies kann zu einem gewissen Grade wünschenswert sein, da somit das gesamte Metall zuverlässig von allen isolierenden Oberflächen abgetragen wird, wodurch die erforderliche elektrische Isolierung gewährleistet ist. Andererseits kann ein deutlicher Materialabtrag in den Gräben und Kontaktdurchführungen zu einem Graben oder Kontaktloch führen, das einen erhöhten elektrischen Widerstand auf Grund der geringeren Querschnittsfläche aufweist. Ferner kann die lokale Abtragsrate deutlich von der lokalen Struktur, d. h. von der lokalen Musterdichte der Bauteilstrukturelemente in einem speziellen Chipbereich abhängen, was zu einem lokal variierenden Grad an Erosion des dielektrischen Materials in einem abschließenden Stadium des Polierprozesses führen kann. Um einen typischen CMP-Prozess im Zusammenhang mit einem Damaszener-Prozess deutlicher darzustellen, wird auf die 1a bis 1f Bezug genommen.
  • 1a bis 1c zeigen schematisch Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur 150 während diverser Phasen bei der Herstellung einer Metallisierungsschicht gemäß einer typischen Damaszener-Prozesssequenz.
  • In 1a umfasst die Halbleiterstruktur 150 ein Substrat 151, das Schaltungselemente (nicht gezeigt) und eine isolierende Deckschicht aufweist, auf der Metallleitungen auszubilden sind. Eine strukturierte dielektrische Schicht 152 ist über dem Substrat 151 gebildet und enthält Öffnungen, beispielsweise in Form schmaler Gräben 153 und breiter Gräben 154. Die dielektrische Schicht 152 kann ferner dichtliegende Öffnungen 159 aufweisen. Die Öffnungen für die Gräben 153, 159 und 154 werden entsprechend den Entwurfsregeln strukturiert, um damit Metallleitungen zu erhalten, die die erforderlichen elektrischen Eigenschaften im Hinblick auf die Funktion und die Leitfähigkeit besitzen. Die Öffnungen 153, 154 und 159 repräsentieren Bauteilgebiete mit unterschiedlicher Musterdichte, d. h. die Anzahl der Bauteilstrukturelemente, etwa der in den Öffnungen 153, 155, 159 zu bildenden Metallleitungen, pro Einheitsfläche der Gebiete, die im Wesentlichen durch die jeweiligen Öffnungen 153, 154, 149 festgelegt sind, ist unterschiedlich. Beispielsweise kann die Öffnung 154, die einen breiten Graben repräsentiert, als ein Gebiet mit geringerer Musterdichte bezeichnet werden im Vergleich zu dem Gebiet, das die Gräben 159 enthält. Das Abscheiden des dielektrischen Materials 152 sowie das Strukturieren der Gräben 153, 159 und 154 wird durch gut bekannte Abscheide-, Ätz- und Photolithographieverfahren erreicht.
  • 1b zeigt schematisch die Halbleiterstruktur 150 nach dem Abscheiden einer Metallschicht 155, beispielsweise einer Kupferschicht, wenn modernste integrierte Schaltungen betrachtet werden. Wie aus 1b hervorgeht, ist die Topographie der Metallschicht 155 durch das darunter liegende Muster der dielektrischen Schicht 152 beeinflusst. Die Metallschicht 155 kann durch chemische Dampfabscheidung, Sputter-Abscheidung oder, wie dies für Kupfer bevorzugt wird, durch Elektroplattieren mit einem vorhergehenden Sputter-Abscheideschritt für eine entsprechende Kupfersaatschicht aufgebracht. Obwohl die genaue Form des Oberflächenprofils der Metallschicht 155 von der verwendeten Abscheidetechnik abhängt, wird im Prinzip eine Oberflächenform erhalten, wie sie in 1b gezeigt ist.
  • Danach wird die Halbleiterstruktur 150 dem chemisch-mechanischen Polieren unterzogen, in welchem wie zuvor erläutert ist, das Schleifmittel und das Polierkissen so ausgewählt sind, dass das überschüssige Metall in der Metallschicht 155 effizient entfernt wird. Während des chemisch-mechanischen Polierens wird das überschüssige Metall entfernt und schließlich werden zunehmend Oberflächenbereiche 158 des dielektrischen Materials 152 freigelegt, wobei es notwendig ist, den Poliervorgang für eine gewisse Nachpolierzeit fortzusetzen, um das Entfernen des Metalls von allen isolierenden Oberflächen sicherzustellen, um damit elektrische Kurzschlüsse oder Leckstrompfade zwischen benachbarten Metallleitungen zu vermeiden. Wie zuvor erläutert ist, können sich die Abtragsrate des dielektrischen Materials und des Metalls deutlich voneinander unterscheiden, so dass beim Nachpolieren der Halbleiterstruktur 150 das Kupfer in den Gräben 153, 159 und 154 abgesenkt wird.
  • 1c zeigt schematisch ein typisches Ergebnis des chemisch-mechanischen Polierens der in 1b gezeigten Struktur. Wie aus 1c ersichtlich ist, werden während des Nachpolierens der Halbleiterstruktur 150 unterschiedliche Materialien gleichzeitig mit unterschiedlichen Abtragsraten poliert. Die Abtragsrate ist ebenfalls zu einem gewissen Grade von dem darunter liegenden Muster abhängig. Beispielsweise werden das Vertiefen der Metallleitungen während der Nachpolierzeit, was auch als Einkerbung bezeichnet wird, sowie das Entfernen des dielektrischen Materials, das auch als Erosion bezeichnet wird, merklich von der Art des zu polierenden Strukturmusters beeinflusst. In 1c sind die Einkerbung und die Erosion an den breiten Gräben 154, wie dies durch 157 und 156 entsprechend angegeben ist, relativ moderat, wohingegen an den schmalen Leitungen 153 die Einkerbung 157 und die Erosion 156 deutlich ausgeprägter sind. Um eine erforderliche elektrische Leitfähigkeit beizubehalten, müssen Schaltungsentwurfsingenieure ein gewisses Maß an Einkerbung und Erosion berücksichtigen, was unter Umständen in modernsten Bauelementen nicht verträglich mit dem Gesamtentwurf ist.
  • Daher werden komplexe Steuerungsstrategien typischerweise in modernen CMP-Anlagen eingesetzt, um Vorort Messdaten zu erzeugen, um einen geeigneten Endpunkt des Polierprozesses abzuschätzen und/oder die Gleichmäßigkeit des Polierprozesses zu steuern. Beispielsweise wird ein Messsignal, das die mittlere Schichtdicke angibt, überwacht, um die mittlere Abtragsrate während des Prozesses zu bestimmen und/oder einen geeigneten Zeitpunkt zum Beenden des Prozesses zu ermitteln. Dazu werden optische Messtechniken, etwa spektroskopische Ellipsometrie oder andere Reflektivitätsmesstechniken eingesetzt. Da die optische Sondierung der Substratoberfläche auf Grund der Natur des Polierprozesses schwierig ist, müssen große Anstrengungen unternommen werden, um geeignete CMP-Anlagen mit den optischen Messeigenschaften bereitzustellen. Zu diesem Zweck wurden geeignete Polierkissen und Teller entwickelt, die optischen Zugang zur Substratoberfläche während des Polierens ermöglichen. Dies kann erreicht werden, indem entsprechende durchsichtige Fenster in dem Kissen vorgesehen werden. Entsprechende optische Messdaten werden daher für eine Vielzahl dielektrischer Materialien und sehr dünne Metallschichten während des Polierens ermittelt, wodurch eine effiziente Steuerung und Endpunkterkennungsstrategien möglich sind.
  • 1d zeigt schematisch eine Draufsicht einer CMP-Anlage 100 mit einem Rahmengestellt 110, das ausgebildet ist, einen Polierteller 120, einem Polierkopf 130 und einem Kissenkonditionierer 160 sowie entsprechende mechanische, elektrische und andere Komponenten zum Betreiben der Komponenten 120, 130 und 160 aufzunehmen. Es sollte beachtet werden, dass der Teller 120 drehbar mittels einer geeigneten Antriebseinheit (nicht gezeigt) gehalten wird, die wiederum ausgebildet ist, eine steuerbare Drehung des Tellers 120 gemäß den Prozessparametern zu ermöglichen. In ähnlicher Weise ist der Polierkopf 130 in Verbindung mit geeigneten mechanischen, elektrischen, hydraulischen, pneumatischen und anderen Komponenten ausgebildet, ein Substrat zu empfangen, etwa das Halbleitersub strat 151, und das Substrat relativ zu dem Polierteller 120 gemäß den spezifizierten Prozessparametern in Drehung zu versetzen, wobei auch eine spezielle Andruckskraft auf das Substrat ausgeübt wird, um die gewünschte Wechselwirkung mit einem entsprechenden Polierkissen (in 1d nicht gezeigt) in Verbindung mit einem geeigneten Schleifmittel, etwa einer chemischen Komponente und dergleichen, zu erreichen. In ähnlicher Weise ist der Kissenkonditionierer 160 mit einer geeigneten Antriebseinrichtung verbunden, um damit die gewünschte Positionierung einer entsprechenden konditionierenden Oberfläche (nicht gezeigt), über dem Polierteller 120 zu ermöglichen, wodurch ein effizientes Aufbereiten der entsprechenden Kissenoberfläche möglich ist, um damit die Gleichmäßigkeit der Prozessbedingungen während der Bearbeitung einer Vielzahl von Substraten zu verbessern. Die Polieranlage 100 umfasst ferner ein Fenster 121, das in dem Polierteller 120 ausgebildet ist, wobei darin ein optisch transparentes Material vorgesehen ist, um einen optischen Zugriff auf eine während des Betriebs der Polieranlage 100 zu behandelnden Oberfläche zu ermöglichen.
  • 1e zeigt schematisch die Polieranlage 100 in einer schematischen Querschnittsansicht, wobei ein optisches Messsystem 140 unter dem Fensterbereich 121 angeordnet ist. Das optische System 140 ist an einem Halteelemente 141 angebracht, das wiederum mechanisch mit einer Antriebsanordnung 122 verbunden ist, die ausgebildet ist, den Polierteller 120 in Drehung zu versetzen. Das optische System 140 umfasst eine Lichtquelle 142, die ausgebildet ist, einen Lichtstrahl zu senden und diesen auf die Oberfläche des Substrats 151 zu richten, das aktuell bearbeitet wird. Des weiteren umfasst das optische System 140 einen Detektor 143, der ausgebildet und angeordnet ist, einen von der Oberfläche des Substrats 151 reflektierten Lichtstrahls zu empfangen. Die jeweiligen Lichtstrahlen werden über ein im Wesentlichen transparentes Material empfangen, das in dem Fensterbereich 121 vorgesehen ist, wie dies zuvor erläutert ist. Die Lichtquelle 142 und der Detektor 143 sind mit einer CMP-Steuereinheit 101 verbunden, die ausgebildet ist, das von dem Sensor 143 erhaltene Signal zu bewerten und bei Bedarf die Lichtquelle 142 in geeigneter Weise anzusteuern. Die Steuereinheit 101 ist ferner ausgebildet, die Antriebsanordnung 122, die mit dem Polierteller 120 verbunden ist, und auch eine Antriebsanordnung 123, die mit dem Polierkopf 130 verbunden ist, zu steuern. Die Steuereinheit 101 kann auch die Bewegung des Kissenkonditionierers 160 steuern.
  • Während des Betriebs der Polieranlage 100 wird das Substrat 151 auf den Polierkopf 120 auf der Grundlage gut bekannter Komponenten, etwa Roboter und dergleichen, aufgebracht, wobei der Polierkopf 130 selbst ausgebildet sein kann, um die entsprechenden Substrathantierungs- und Transportaktivitäten innerhalb der Polieranlage 100 auszuführen. Das Substrat 151, das in dem Polierkopf 140 eingeladen ist, wird in eine entsprechende Betriebsposition gebracht und es wird daraufhin die entsprechende Relativbewegung zwischen dem Polierteller, d. h. einem entsprechenden Kissen 124, das darauf angebracht ist, und dem Polierkopf 130 auf der Grundlage der Antriebsanordnungen 122 und 123 hervorgerufen. Vor und/oder während der Relativbewegung wird eine geeignete Schleifmittelsubstanz (nicht gezeigt) auf die Oberfläche des Kissens 124 aufgebracht, wobei das Schleifmittelmaterial ein chemisches Mittel oder eine andere Komponente enthalten kann, um die Gesamtabtragsrate zu erhöhen, oder für verbesserte Oberflächenbedingungen während des entsprechenden Polierprozesses zu sorgen. Der Kissenkonditionierer 160 (siehe 1g) kann ständig oder zeitweilig mit der entsprechenden Polieroberfläche des Kissens 121 in Kontakt sein, um die entsprechende Oberflächenstruktur „wieder aufzubereiten”. Während des Betriebs der Polieranlage 100 überstreicht der Fensterbereich 121 die Substratoberfläche, wodurch ein optisches Antwortsignal auf einen Dichtstrahl bereitgestellt wird, der von der Lichtquelle 142 erzeugt wird, und der von dem Detektor 143 empfangen wird, der ein Messsignal an die Steuereinheit 101 liefert, das die Reflektivität des von der Lichtquelle 142 belichteten Oberflächenbereichs angibt. Wenn beispielsweise Material der Schicht 155 entfernt wird, ist eine anfängliche Reflektivität der Schicht 155 relativ hoch auf Grund der optischen Eigenschaften des Materials der Schicht 155 und auf Grund einer moderat ausgeprägten Gesamtoberflächentopographie, die nach dem Abscheiden der Schicht 155 erhalten wird, wie dies zuvor erläutert ist. Beim Entfernen von Material der Schicht 155 wird die anfängliche Oberflächentopographie zunehmend reduziert, wodurch die Intensität des reflektierten Lichtstrahls verbessert wird, die dann im Wesentlichen stabil bleibt, solange die gesamte Substratoberfläche von dem gut reflektierenden Material der Schicht 155 bedeckt ist. In einer abschließenden Phase des Polierprozesses werden Oberflächenbereiche des Substrats 151 zunehmend freigelegt, wodurch typischerweise die durchschnittliche Reflektivität auf Grund der anderen optischen Eigenschaften des Materials 152 (siehe 1a bis 1c) im Vergleich zu dem Material 155 verringert wird. Somit kann die Verringerung der Reflektivität als Anzeichen des Status des Polierprozesses verwendet werden.
  • 1f zeigt schematisch die zeitliche Änderung eines Messsignals, das von dem optischen Sensorsystem 140 während einer Endphase des Polierprozesses erhalten wird. Wie gezeigt, repräsentiert die horizontale Achse die Polierzeit, während die vertikale Achse die mittlere Reflektivität, beispielsweise die Intensität des von dem Detektor 143 empfangenen reflektierten Lichtstrahls angibt. Die Kurve A repräsentiert die Reflektivitätswerte im Laufe der Zeit, wobei bei einem Zeitintervall t1 die Reflektivität deutlich abzufallen beginnt, wodurch angegeben wird, dass Bereiche der dielektrischen Schicht 152 zunehmend freigelegt werden. Somit wird während des Zeitintervalls 12 ein merklicher Abfall der mittleren Reflektivität beobachtet, was schließlich zu einem Kurvenendbereich der Kurve A führt, der einem Intervall t3 entspricht und eine deutlich geringere Steigung aufweist, wodurch lediglich geringe Änderungen in den optischen Oberflächeneigenschaften der Schicht 152 in Verbindung mit den Resten der Metallschicht 155 angezeigt wird. Während des Zeitintervalls t3 kann jedoch ein deutliches Ausmaß an Einkerbung und Erosion, wie es durch 156, 157 in 1c gezeigt ist, auftreten, während andere Bauteilbereiche weiterhin einen Materialabtrag erfordern, um damit für im Wesentlichen elektrisch isolierte Strukturelemente zu sorgen, wie dies zuvor erläutert ist. Somit wird innerhalb des Zeitintervalls t3 ein geeigneter Zeitpunkt te ermittelt, der als das Ende des Polierprozesses betrachtet werden kann, wodurch die gewünschte elektrische Isolierung der Metallstrukturelemente erhalten wird, während auch versucht wird, das Bauelement 150 nicht zu stark zu polieren. Die Definition des Endpunkts des Polierprozesses muss daher das gesamte Prozessfenster des betrachteten Polierprozesses „abdecken”, um im Wesentlichen unerwünschte Leckströme, die durch nicht entfernte Metallreste hervorgerufen würden, zu vermeiden, wobei auch Bauteilungleichmäßigkeiten auf einem geringen Niveau gehalten werden, die durch Erosion und Einkerbungseffekte hervorgerufen werden. Jedoch ist eine geeignete Bestimmung des Endpunkts, beispielsweise in Kombination mit geeigneten Prozessparametern in der abschließenden Phase des Polierprozesses schwer durchzuführen, insbesondere, wenn die Musterdichte über die Chipgebiete hinweg eine große Bandbreite aufweist, wie dies beispielsweise im Hinblick auf den breiten Graben 154 und die schmalen Leitungen und Metallgebiete 156, 159 gezeigt ist. Obwohl die optische Endpunkterkennung eine verbesserte Prozesssteuerung ermöglicht, führen dennoch anspruchsvolle Bauteilgeometrien zu einer weniger ausgeprägten Angabe des Freilegens des gesamten Substrats, wodurch möglicherweise zusätzliche Nachpolierzeiten erforderlich sind, die zu Ungleichmäßigkeiten der Metallleitungen im Hinblick auf den elektrischen Widerstand und die Oberflächenebenheit führen können.
  • Angesichts der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Offenbarung Verfahren und Polieranlagen, um die Prozesssteuerung zu verbessern, wobei eines oder mehrere der oben genannten Probleme vermindert oder in der Auswirkung reduziert werden.
  • Überblick über die vorliegende Offenbarung
  • Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung Polieranlagen und Techniken zur Verbesserung der Prozesssteuerung während des Abtrags von Material auf der Grundlage eines Polierprozesses unter Anwendung eines Messsignals, das Information über den Abtragungszustand über eine gewisse radiale Distanz hinweg bietet, wodurch die Bewertung des Materialabtrags an unterschiedlichen radialen Positionen der zu behandelnden Oberfläche möglich ist. Beispielsweise wird in einigen anschaulichen hierin offenbarten Aspekten ein geeignetes Messsignal, beispielsweise in Form eines optischen Messsignals, eines elektrischen Signals und dergleichen über ein Chipgebiet hinweg erhalten oder in anderen anschaulichen Ausführungsformen, über eine wesentliche Strecke des Substratdurchmessers hinweg erhalten, wodurch die Bestimmung eines Endpunkts des Abtragungsprozesses mit erhöhter Genauigkeit möglich ist, selbst für anspruchsvolle Oberflächentopographien, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, zusätzliche Nachpolierzeiten vorzusehen, während gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit verringert wird, die Bauteileigenschaften durch verbleibende Materialrest zu beeinflussen, beispielsweise im Hinblick auf Leckströme zwischen benachbarten Metallstrukturelemente, wenn überschüssiges Metall einer Metallschicht oder ein anderes leitendes Material zu entfernen ist.
  • Ein anschauliches hierin offenbartes Verfahren umfasst das Ausführen eines Abtragungsprozesses zum Entfernen von Material einer Materialschicht, die über einem Substrat ausgebildet ist, durch Bewegen des Substrats relativ zu einem Polierkissen, wobei das Substrat mehrere Chipgebiete aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Erhalten eines Messsignals für jede von mehreren Messpositionen, die lateral über das Substrat hinweg verteilt sind, während des Abtragungsprozesses, wobei die mehreren Messpositionen sich in einer lateralen Richtung gemäß einer Messdistanz erstrecken, die zumindest einer lateralen Abmessung eines der mehreren Chipgebiete entspricht. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Endpunkts des Abtragungsprozesses auf der Grundlage einer Änderung des Messsignals von jeder der mehreren Messpositionen.
  • Ein weiteres anschauliches hierin offenbartes Verfahren betrifft das Bestimmen eines Endpunkts eines Polierprozesses. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Antwort von einem Substrat auf ein Sondierungssignal für mehrere radial unterschiedliche Messpositionen. Des weiteren umfasst das Verfahren das Bestimmen einer zeitlichen Änderung der Antwort und das Angeben des Endpunktes, wenn die zeitliche Änderung der Antwort kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert.
  • Ein anschauliches hierin offenbartes Poliersystem umfasst eine Polieranlage mit einem Polierkopf zum Empfangen eines Substrats und einem Polierteller, wobei die Polieranlage ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Polierkopf und dem Polierteller zu erzeugen. Das Poliersystem umfasst ferner ein Erkennungssystem, das ausgebildet ist, ein Sondierungssignal bereitzustellen und eine Antwort auf das Sondierungssignal während der Relativbewegung zu empfangen. Des weiteren umfasst das Poliersystem eine Steuereinheit, die funktionsmäßig mit der Polieranlage und dem Erkennungssystem verbunden und ausgebildet ist, die Polieranlage und das Erkennungssystem so zu steuern, dass die Antwort auf das Sondierungssignal für eine Vielzahl radial unterschiedlicher Messpositionen erhalten wird. Des weiteren ist die Steuereinheit ausgebildet, eine zeitliche Änderung der Antwort für die mehreren Messpositionen zu überwachen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:
  • 1a bis 1c schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements während diverser Fertigungsphasen bei der Herstellung einer modernen Metallisierungsstruktur unter Anwendung eines CMP-Prozesses zum Entfernen von überschüssigem Material zeigen;
  • 1d und 1e schematisch eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht einer konventionellen Polieranlage mit einem optischen Endpunkterkennungssystem zeigen, um eine gemittelte Reflektivitätskurve zu erhalten, die für die Freilegung einer zu behandelnden Oberfläche gemäß konventioneller Strategien zu erkennen;
  • 1f schematisch ein entsprechendes Messsignal zeigt, das die Reflektivität einer Metalloberfläche während einer Endphase eines Polierprozesses zeigt, um einen geeigneten Endpunkt gemäß konventioneller Techniken zu bestimmen;
  • 2a schematisch eine Querschnittsansicht eines Teils einer Polieranlage mit einem Erkennungssystem zum Erhalten eines positionsabhängigen Messsignals zum Abschätzen des Ausmaßes an Materialabtrag in unterschiedlichen radialen Positionen gemäß anschaulicher Ausführungsformen;
  • 2b schematisch eine Draufsicht eines Halbleitersubstrats mit mehreren Chipgebieten, wobei mehrere radial unterschiedliche Messpositionen während eines Polierprozesses gemäß anschaulicher Ausführungsformen bewertet werden;
  • 2c schematisch mehrere Messsignal, die während unterschiedlicher Phasen eines Polierprozesses erhalten werden, wobei jedes Messsignal eine Kombination aus Messwerten repräsentiert, die von der radial unterschiedlichen Messpositionen gemäß anschaulicher Ausführungsformen gewonnen werden;
  • 2d und 2e schematisch diverse Konfigurationen einer Steuereinheit zeigen, die in der in 2a gezeigten Polieranlage verwendet wird, um einen geeigneten Endpunkt für einen Polierprozess gemäß anschaulicher Ausführungsformen zu bestimmen;
  • 2f schematisch ein kombiniertes Messsignal während diverser Phasen des Polierprozesses zeigt, wobei jedes kombinierte Messsignal eine positionsabhängige Information im Hinblick auf eine Vielzahl radial unterschiedlicher Messpositionen in Form eines Fouriertransformierten Messsignals gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen enthält; und
  • 2g schematisch die Polierlage gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigt, in denen zusätzlich oder alternativ zu einem optischen Erkennungssystem ein Erkennungssystem vorgesehen ist, in welchem eine induktive und/oder kapazitive Kopplung zu der zu behandelnden Oberfläche verwendet wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es ist zu beachten, dass obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den begleitenden Zeichnungen dargelegt sind, die detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, den hierin offenbarten Gegenstand auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekt der vorliegenden Offenbarung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
  • Der hierin offenbarte Gegenstand richtet sich an die Problematik einer erhöhten Bauteilungleichmäßigkeit und/oder einer Leistungseinbuße, die durch modernste CMP-Prozesse hervorgerufen werden, in denen eine fortschrittliche in-situ-Prozessüberwachung auf der Grundlage eines Messsignals ausgeführt wird, wodurch eine erhöhte Zuverlässigkeit beim Erkennen eines Endpunkts des Abtragungsprozesses geschaffen werden soll. Wie zuvor erläutert ist, erfordern komplexe Polierprozesse zum Entfernen von überschüssigem Material und zum Einebnen der Oberflächentopographie eine präzise Steuerung des Status des Abtragungsprozesses, insbesondere in der Endphase, um damit eine gewünschte im Wesentlichen vollständige Entfernung eines nicht gewünschten Materials zu erreichen, während gleichzeitig eine unerwünschte zu starke Polierung von Bauteilgebieten zu vermeiden ist, in denen das Material bereits auf Grund eines Unterschiedes in der Oberflächentopographie, auf Grund von Ungleichmäßigkeiten eines vorhergehenden Abscheideprozesses, und dergleichen bereits entfernt ist. Beispielsweise ist während des Abtragens von überschüssigem Metall, etwa von Kupfer, in modernsten Metallisierungssystemen eines Halbleiterbauelements ein zuverlässiges Überwachen des restlichen Anteils an Kupfermaterial in der Endphase des Abtragungsprozesses wichtig, um damit eine zuverlässige Endpunkterkennungsangabe ohne unerwünschte Ungleichmäßigkeit der resultierenden Metallstrukturelemente wichtig, wobei gleichzeitig Leckströme zwischen benachbarten Metallstrukturelementen auf einem geringen Niveau gehalten werden. Zu diesem Zweck wird ein geeignetes Endpunkterkennungssignal, etwa ein optisches Signal, ein elektrisches Signal und dergleichen, von mehreren lateral unterschiedlichen Messpositionen gewonnen, so dass Information im Hinblick auf den Status des Abtragungsprozesses erhalten und bewertet werden kann, wodurch eine zuverlässigere Angabe eines im Wesentlichen vollständigen Freilegens der betrachteten Oberfläche ermöglicht wird. Beispielsweise kann durch das Erhalten eines geeigneten Messsignals von mehreren Messpositionen, die über eine laterale Dimension eines Chipgebiets verteilt sind, das im Wesentlichen vollständige Freilegen des Chipgebiets zuverlässiger abgeschätzt werden, da die diversen Bereiche des Chipgebiets individuell bewertet werden können, wodurch somit die geeignete Bestimmung eines entsprechenden Entpunktes möglich ist, beispielsweise durch Überwachen der zeitlichen Änderung des Signals oder von Signalbereichen, die mit den jeweiligen lateral unterschiedlichen Messpositionen in Beziehung stehen. In anderen anschaulichen Ausführungsformen wird ein wesentlicher Teil der lateralen Ausdehnung des Substrats auf diese Weise überwacht, beispielsweise über einen Radius oder den gesamten Durchmesser des Substrats hinweg, wobei dies von der Gesamtmessstrategie abhängt, wodurch die Bestimmung eines geeigneten Endpunktsignals im Hinblick auf substratüberspannende Ungleichmäßigkeiten möglich ist, die von vorhergehenden Prozessen oder von Abtragungsprozessen selbst herrühren. D. h., beim Überwachen der Endpunktsignale an diversen radialen Positionen über einen wesentlichen Teil des Substratdurchmessers hinweg, können Ungleichmäßigkeiten der anfänglichen Schichtdicke und/oder lokal variierende Abtragsraten über dem Substratdurchmesser hinweg erkannt werden und somit können die Endpunkterkennungssignale verwendet werden, um einen geeigneten Endpunkt des Abtragungsprozesses zu definieren, wobei ein zu starkes Polieren entsprechender Bauteilgebiete relativ unwahrscheinlich ist. Ferner kann in einigen anschaulichen Ausführungsformen das lokal aufgelöste Endpunkterkennungssignal zum Anpassen von Prozessparametern während des Bearbeitens nachfolgender Substrate verwendet werden, beispielsweise durch Einstellen der lokalen Abtragsrate auf der Grundlage des zuvor gewonnenen räumlich aufgelösten Endpunkterkennungssignals. D. h., wenn die lokal aufgelösten Endpunkterkennungssignale ein frühres Freilegen des Substratmittelpunkts für Substrate anzeigt, die noch zu bearbeiten sind, kann ein vorhergehender Abscheideprozess und/oder der Abtragungsprozess so gesteuert werden, dass eine erhöhte Gleichmäßigkeit erhalten wird, d. h., die anfängliche Abscheidedicke kann im Substratmittelpunkt erhöht werden und/oder die lokale Abtragsrate kann im Substratmittelpunkt auf der Grundlage der lokal aufgelösten Endpunkterkennungssignale verringert werden. Somit können die hierin offenbarten Endpunkterkennungstechniken eine bessere Steuerung jedes einzelnen Polierprozesses ermöglichen und bieten auch eine verbesserte Gesamtprozess- und Bauteilgleichmäßigkeit durch Bereitstellen von Rückkopplungsmessdaten für die Bearbeitung weiterer noch zu bearbeiteter Substrate, beispielsweise durch Abscheiden einer Materialschicht und Entfernen von überschüssigem Material mittels eines Abtragungsprozesses, etwa CMP, Elektro-CMP und dergleichen.
  • Es sollte beachtet werden, dass der hierin offenbarte Gegenstand auf Polieranlagen, etwa (elektro) chemisch-mechanische Polieranlagen und dergleichen angewendet werden kann, die für die Herstellung sehr komplexer Halbleiterbauelemente, etwa CPU's, Speicherchips, und dergleichen eingesetzt werden, in denen die Oberflächentopographie regelmäßig eingeebnet wird, um die erforderlichen Oberflächenbedingungen für nachfolgende Prozesse zu schaffen, etwa für Photolithographieprozesse und dergleichen. In anschaulichen Ausführungsformen werden aufwendige Metallisierungsstrukturen hergestellt, wie dies beispielsweise mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben ist, um Schaltungselemente, etwa Transistoren und dergleichen, die kritische Abmessungen von ungefähr 50 nm oder weniger aufweisen, elektrisch miteinander zu verbinden. Folglich werden in diesem Falle anspruchsvolle Bauteilgeometrien angetroffen, in denen die Musterdichte über ein Chipgebiet hinweg deutlich variieren kann, wobei auch auf Grund der Herstellung von Substraten mit größerem Durchmesser, etwa 300 mm, 450 mm und dergleichen, substratumspannende Ungleichmäßigkeiten auftreten können. Der hierin offenbarte Gegenstand kann auch auf eine beliebige Situation angewendet werden, in der Polieranlagen zumindest zeitweilig für das Entfernen von Materialien, etwa leitendenden Materialien, isolierenden Materialien und dergleichen von entsprechenden Substratoberflächen Verwendung finden, wobei unerwünschte Nachpolierzeiten zu unterdrücken sind, wobei gleichzeitig ein zuverlässiges Entfernen unerwünschter Teile des betrachteten Materials entfernt werden. Sofern dies als nicht speziell in der Beschreibung oder den angefügten Patentansprüchen dargestellt ist, sollte der hierin offenbarte Gegenstand nicht als auf Polierprozesse zur Herstellung von Metallisierungsschichten eingeschränkt erachtet werden.
  • Mit Bezug zu den 2a bis 2f werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
  • 2a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Teils einer Polieranlage 200, die eine CMP-Anlage, eine Elektro-CMP-Anlage oder eine andere Polieranlage und dergleichen repräsentiert. Die Polieranlage 200 umfasst ein Rahmengestell, mehrere Antriebsanordnungen und dergleichen, wie dies auch in ähnlicher Weise mit Bezug zu der Polieranlage 100 erläutert ist. Die Polieranlage 200, wie sie gezeigt ist, umfasst einen Polierkopf 230, der ausgebildet ist, ein Substrat 251 aufzunehmen, das eine zu polierende Oberfläche aufweist, wie dies beispielsweise zuvor beschrieben ist, und wie dies auch mit Bezug zu dem Halbleiterbauelement 150 erläutert ist. Des weiteren umfasst ein Polierteller 220 ein Polierkissen 224, das in der gezeigten Ausführungsform einen Fensterbereich 221 aufweist, der ausgebildet ist, optischen Zugriff auf einen Teil der Oberfläche des Substrats 251 mittels eines Erkennungssystems 240 zu ermöglichen. Somit umfasst in der gezeigten Ausführungsform das Erkennungssystem 240 eine Lichtquelle 242, die als eine geeignete Strahlungsquelle zu verstehen ist, um damit elektromagnetische Strahlung bereitzustellen, die sich über den sichtbaren Bereich hinauserstrecken kann, abhängig von den Gesamtprozesserfordernissen. Somit liefert die Lichtquelle 242 einen geeigneten Strahl 242a mit den gewünschten Eigenschaften, beispielsweise im Hinblick auf die Wellenlänge, Divergenz und Konvergenz, Polarisierung und dergleichen. Des weiteren umfasst das Erkennungssystem 240 einen Detektor oder Empfänger 243, der ausgebildet ist, ein Antwortsignal 243a, beispielsweise in Form eines optischen Signals und dergleichen, zu erhalten. Das Erkennungssystems 240 ist ausgebildet, im Zusammenwirken mit der Gesamtkonfiguration der Polieranlage 200, beispielsweise dem Fensterbereich 221 und der Steuereinheit 201 zum Erhalten der Antwort 243a in einer räumlich aufgelösten Weise zu erzeugen, um damit das Erkennen einer Antwort eines freigelegten Oberflächenbereichs des Substrats 251 auf das Sondierungssignal 242a zu erhalten, wie dies nachfolgend auch detaillierter erläutert ist.
  • Das Erkennungssystem 240 umfasst ferner eine Steuereinheit 245, die ausgebildet ist, zumindest ein Signal 243b zu empfangen, das von dem Detektor 243 empfangene Antwortsignal 243a kennzeichnet. Beispielsweise repräsentiert das Signal 243b ein elektrisches Signal, das zumindest einer Eigenschaft des Messsignals 243a entspricht, etwa einer Intensität eines spezifizierten Wellenlängenbereichs oder eines speziellen polarisierten Bereichs und dergleichen. Wie nachfolgend detaillierter erläutert ist, umfasst das Erkennungssystems 240 ggf. zusätzlich oder alternativ zu optischen Komponenten zum Sondieren eines freigelegten Bereichs des Substrats 251 mittels eines optischen Sondierungssignals andere Komponenten, etwa Komponenten zum Bestimmen einer induktiven und/oder kapazitiven Kopplung in räumlich aufgelöster Weise, die durch den aktuellen Status der zu behandelnden Substratoberfläche hervorgerufen werden. Die Steuereinheit 245 kann ferner ausgebildet sein, das Signal 243b zu empfangen und Information im Hinblick auf den Polierstatus des Substrats 251 für mindestens einige graduell unterschiedliche Messpositionen herauszulösen. Des weiteren ist die Steuereinheit 245 ausgebildet, die zeitliche Änderung der positionsabhängigen Information, wie aus dem Signal 243b herausgelöst wurde, abzuschätzen, um damit das Erkennen eines geeigneten Endpunkts eines Polierprozesses zu ermöglichen, der dann der Steuereinheit 201 mittels eines Endpunkterkennungssignals 245a signalisiert wird. Dazu kann die Steuereinheit 245 eine Zeitänderungsabschätzeinheit 246 aufweisen, die ausgebildet ist, den Verlauf mindestens einer Eigenschaft der Information für jede der unterschiedlichen graduellen Messpositionen im zeitlichen Verlauf zu überwachen, um einen Zustand zu erkennen, in welchem die Zeitänderung kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert, wodurch ein im Wesentlichen stabiler Zustand der jeweiligen Messposition angezeigt wird.
  • 2b zeigt schematisch ein Bauelement 250, das ein beliebiges geeignetes Substrat 251 in Verbindung mit mehreren Chipgebieten 250a repräsentieren kann, die Funktionseinheiten repräsentieren, die in einer späteren Fertigungsphase vereinzelt werden. Beispielsweise repräsentieren die Chipgebiete 250a integrierte Schaltungen oder andere Mikrostrukturelemente, wozu aufwendige Einzelelemente, etwa Schaltungselemente und dergleichen gehören. Beispielsweise repräsentiert das Bauelement 250 das Bauelement 150, wie es zuvor erläutert ist, in welchem die Chipgebiete 250a eine Materialschicht auf der Grundlage einer ausgeprägten Oberflächentopographie erhalten, die dann eingeebnet wird, indem überschüssiges Material der Materialschicht auf der Grundlage der Polieranlage 200 entfernt wird. In einigen anschaulichen Ausführungsformen repräsentiert das Bauelement 250 ein Halbleiterbauelement, das eine Metallisierungsstruktur erhält, wie dies auch mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben ist. D. h., das Substrat 251 kann darauf ausgebildet die Materialschicht 152 mit entsprechenden Öffnungen, etwa die Öffnungen 154, 153, 159 aufweisen, woran sich eine Metallschicht, etwa die Schicht 255 anschließt. In anderen Fällen sind andere geeignete Materialschichten in den Chipgebieten 250a gemäß den spezifizierten Entwurfsregeln für das Bauelement 250 ausgebildet. Typischerweise sind die Chipgebiete 250a gemäß einem spezifizierten Gitter angeordnet, wobei die Anzahl der einzelnen Chipgebiete 250a von der Größe des Substrats 251 und der erforderlichen Größe für jedes der Chipgebiete 250a abhängt.
  • Beim Betrieb der Polieranlage 200 wird das Substrat 251 an dem Polierkopf 230 angebracht, so dass die Chipgebiete 250a mit der darauf ausgebildeten Materialschicht, etwa der Schicht 155, mit dem Polierkissen 224 in Kontakt kommen. Des weiteren werden geeignet Polierparameter, etwa die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kissen 224 und dem Substrat 251, und eine Andruckskraft in Verbindung mit den Eigenschaften eines Schleifmittelmaterials entsprechend den Prozesserfordernissen ausgewählt, wie dies zuvor erläutert ist. Abhängig von der Gesamtkonfiguration der Polieranlage 200, d. h. das Erkennungssystem 240 kann an dem Zähler 220 angebracht sein oder kann eine stationäre Konfiguration repräsentieren, wird das Sondierungssignal 242a in geeigneter Weise erzeugt, um damit ein Abtasten mehrerer radial unterschiedlicher Positionen über das Substrat 251 hinweg zu ermöglichen. Wie beispielsweise in 2b gezeigt ist, liefert das Erkennungssystem 240 das Sondierungssignal 242a, um damit mehrere Positionen 244 über eine ausgedehnte Strecke 244a entlang einer radialen Richtung des Substrats 251 hinweg zu „sondieren”. Es sollte beachtet werden, dass die mehreren radial unterschiedlichen Messpositionen 244 nicht notwendigerweise entlang einer im Wesentlichen geraden Linie angeordnet sind, wie dies in 2b gezeigt ist, sondern dass tatsächlich eine beliebige radiale Position repräsentieren können, die auch eine Mittlung von Positionen entlang einem Kreis oder einem Kreisabschnitt enthalten können, der der jeweiligen betrachteten radialen Strecke entspricht. D. h., abhängig von der Gesamtabtaststrategie beim Erhalten der Antwort 243a von den mehreren Messpositionen 244, kann der radiale Abstand eingestellt werden, indem beispielsweise die Position des Polierkopfes 230 geeignet variiert wird, wie dies durch den Pfeil 230a angedeutet ist, während die radiale Position 230a für eine gewisse Zeitdauer beibehalten wird, wodurch die Antwort 243a entlang eines Kreisabschnitts auf Grund der Drehbewegung des Tellers 220 erhalten wird. Bei Bedarf kann durch Vorsehen von ausreichend kurzen Zeitintervallen zum Ermitteln der Antwort 243a an einer speziellen radialen Position eine im Wesentlichen „punktartige” Messposition definiert werden, wenn das Zeitintervall zum Erzeugen der Antwort 243a deutlich kleiner ist als die entsprechende Umfangsgeschwindigkeit des betrachteten „Messpunkts”. Beispielsweise kann durch das Berücksichtigen der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Substrat 251 und dem Teller 220 bei Bedarf eine im Wesentlichen gerade Linie radial unterschiedlicher Messpositionen 244 erhalten werden. D. h., die Häufigkeit des Erhaltens einer Antwort innerhalb eines kurzen Zeitintervalls für eine spezielle radiale Position kann mit einer Häufigkeit in Übereinstimmung gebracht werden, mit der ein spezifiziertes Chipgebiet durch den Fensterbereich 221 freigelegt ist.
  • In einer anschaulichen Ausführungsform erstreckt sich die Messdistanz bzw. Strecke 244a zumindest über ein Chipgebiet 250a, wodurch das Erkennen des Polierstatus über zumindest das einzelne Chipgebiet 250a hinweg möglich ist, wodurch das Angeben eines geeigneten Endpunkts des Polierprozesses für das entsprechende Chipgebiet 250a möglich ist. Beispielsweise kann ein entsprechendes Chipgebiet 250a im Voraus gewählt werden, das ein geeignetes Endpunkterkennungssignal liefert, das ebenfalls für andere Chipgebiete 250a repräsentativ ist, wenn Ungleichmäßigkeiten über das Substrat hinweg als weniger relevant erachtet werden. In anderen anschaulichen Ausführungsformen erstreckt sich die Messstrecke 244a über mehrere Chipgebiete 250a und in einigen anschaulichen Ausführungsformen überspannt sie zumindest den Radius des Substrats 251. Dies kann vorteilhaft sein, um entsprechende Informationen über das gesamte Substrat hinweg 251 zu erhalten, wenn die individuellen Messpositionen 244 über eine im Wesentlichen vollständige Drehung des Substrats 251 hinweg gemittelt werden, da in diesem Falle jede der Positionen 244 den gemittelten Status eines vollständigen Kreises repräsentiert, dessen Radius der betrachteten lateralen Position entspricht. In anderen anschaulichen Ausführungsformen ist das Zeitintervall zum Nehmen der Antwort 243a deutlich kleiner im Vergleich zur Relativdrehgeschwindigkeit des Substrats 251 und in diesem Falle werden geeignete Messpositionen 244 über den gesamten Durchmesser des Substrats 251 hinweg erhalten.
  • 2c zeigt schematisch mehrere Antworten 243b, die durch jeweilige Kurven A, ..., D repräsentiert sind, wovon jede somit eine kombinierte Antwort für die mehreren lateral unterschiedlichen Messpositionen 244 repräsentiert. D. h., jede der Kurven A, ..., D repräsentiert eine Eigenschaft, die den aktuellen Status des Abtragungsprozesses für jede der mehreren Messpositionen 244 angibt. In der in 2c gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die mehreren Messpositionen 244 im Wesentlichen über den gesamten Substratdurchmesser hinweg und werden mit hoher räumlicher Auflösung bereitgestellt, was als eine im Wesentlichen kontinuierliche Verteilung der jeweiligen Eigenschaft gegenüber der radialen Position dargestellt ist. Beispielsweise repräsentiert jede der Kurven A, ..., D die Reflektivität der entsprechenden radialen Messposition 244 für einen eintreffenden optischen Strahl, etwa dem Sondierungsstrahl 242a, wobei bei Bedarf die Reflektivität auf Grundlage der Intensität für einen spezifizierten Wellenlängenbereich, für eine spezifizierte Polarisierung und dergleichen bestimmt werden kann. Somit repräsentieren die mehreren Kurven A, ..., D den zeitlichen Verlauf der Antwort 243b, so dass die Kurve A die räumlich aufgelöste Antwort für einen gewissen „Zeitpunkt” repräsentiert, während die Kurve B die Antwort zu einem späteren „Zeitpunkt” repräsentiert. Es sollte beachtet werden, dass „Zeitpunkt” als ein Zeitintervall zu verstehen ist, das zum Erhalten der Antworten für jede der mehreren lateral unterschiedlichen Messpositionen 244 erforderlich ist. D. h., jede der Kurven A, ..., D repräsentiert eine kombinierte Antwort mit der Positionsinformation der Antwort innerhalb eines Zeitintervalls, die als kurz im Vergleich zur Gesamtpolierzeit und auch im Vergleich zur Ge samtpolierzeit und auch im Vergleich zur abschließenden Phase des Polierprozesses betrachtet wird. Auf Grund der verbesserten räumlichen Auflösung der Antworten 243b kann eine Änderung des Abtragungsverhaltens in der abschließenden Phase des Polierprozesses im Hinblick auf das Substrat 251 als Ganzes erkannt werden, wenn ein wesentlicher Teil der lateralen Abmessung durch die Messstrecke 244a abgedeckt ist, und auch der einzelnen Chipgebiete 250a, wenn zumindest mehrere Messpunkte 244 innerhalb der lateralen Abmessungen der einzelnen Chipgebiete 250a liegen. Wie beispielsweise durch die Kurven A, B, C angegeben ist, wird, wenn die Reflektivität zunehmend auf Grund des ansteigenden Grades an Freilegung geringer wird, wie dies zuvor mit Bezug zu den Schichten 155 und 152 (siehe 1b und 1c) erläutert ist, erkannt, dass die Reflektivität in Substratmittelpunkt kleiner ist im Vergleich zum Substratrand, wodurch angezeigt wird, dass im Allgemeinen mehr freigelegte Bereiche in Substratmittelpunkt enthalten sind. Dies kann durch eine anfängliche Ungleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schicht und/oder durch eine spezielle Ungleichmäßigkeit des Polierprozesses selbst hervorgerufen werden. Andererseits zeigt Kurve D, die die Antwort 243b während einer späten Phase des Polierprozesses repräsentiert, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiges Reflektionsverhalten auf globale Skala des Substrats 251 gegeben ist, wobei auch ein gewisses Maß an Feinstruktur enthalten sein kann, die einen Unterschied in der Musterdichte innerhalb der einzelnen Chipgebiete 250a entsprechen kann, wie dies zuvor erläutert ist. Folglich kann durch das Überwachen der zeitlichen Änderung der Antwort 243b der aktuelle Status des Polierprozesses abgeschätzt und ein geeigneter Endpunkt erkannt werden, indem beispielsweise ein sich im Wesentlichen nicht änderndes Verhalten des Musters innerhalb der Kurven A, ... bestimmt wird, das damit angibt, dass ein zeitlich variierender Anteil der räumlich variierenden Reflektivität zu Ende ist. D. h., das Muster, d. h. die diversen Spitzenwerte und Minima in der Antwort 243b für ein freigelegtes Substrat, können eine konstante Verteilung aufweisen, die durch das Gitter und die Musterstruktur innerhalb der einzelnen Chips und durch die Relativbewegung zwischen dem Teller 220 und dem Substrat 251 gegeben ist. Vor dem eigentlichen Freilegen der betrachteten Oberfläche kann jedoch eine zeitabhängige Verteilung der im Wesentlichen konstanten Verteilung überlagert sein auf Grund des zunehmenden Grades an Materialfreiheit, der an den unterschiedlichen lateralen Positionen unterschiedlich sein kann, wie dies zuvor erläutert ist. Somit kann durch Erkennen eines im Wesentlichen konstanten Musters oder einer Verteilung der Antwort 243b ein geeigneter Zeitpunkt ermittelt werden, an welchem ein gewünschter Grad an Materialfreiheit erreicht ist, während zu sätzliche Nachpolierzeiten vermieden werden, die in konventionellen Strategien erforderlich sind, wie dies zuvor erläutert ist.
  • In einer anschaulichen Ausführungsform wir die zeitliche Änderung der Antwort 243b überwacht, indem zumindest einige Intervalle ausgewählt werden, die den Spitzenwerten und dergleichen entsprechen, und durch Überwachen der zeitlichen Änderung dieser Intervalle, wobei ein Endpunkt bestimmt werden kann, wenn die zeitliche Änderung für jedes der ausgewählten Intervalle kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Beispielsweise werden mehrere Spitzenwerte in den Kurven A, B, C ermittelt für eine Vielzahl unterschiedlicher Substratpositionen und die zeitliche Änderung dieser Spitzenwerte wird verwendet, um ein im Wesentlichen zeit-invariantes Verhalten jedes der jeweiligen Intervalle oder Spitzenwerte zu erkennen.
  • 2d zeigt schematisch die Steuereinheit 245 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, in der der oben beschriebene Mechanismus eingerichtet ist. Wie gezeigt, umfasst die Steuereinheit 245 einen Abschnitt 245b, um die Antwort 243b in einem geeigneten Format zu empfangen und um ein positionsabhängiges Signal oder eine Verteilung, beispielsweise in Form der Kurven A, ..., D bereitzustellen, wie dies zuvor mit Bezug zu 2c dargestellt ist. Der Abschnitt 245b ist mit einer Positionsverifiziereinheit 245c verbunden, die positionsabhängige Information empfängt, beispielsweise von der Steuereinheit 201, die auch die Relativbewegung zwischen dem Substrat 251 und dem Teller 220 steuert. Beispielsweise wird die Antwort 243b als ein im Wesentlichen kontinuierliches Signal vorgesehen, wobei der Abschnitt 245c eine entsprechende variable Position, die mit einem speziellen Wert oder Wertebereich der Antwort 243b verknüpft ist, bereitstellt, wodurch die positionsabhängige Information in dem Abschnitt 245b zur Verfügung gestellt wird. Die in dem Abschnitt 245b erzeugte Information wird dem Abschnitt 245a zugeführt, der ausgebildet ist, die zeitliche Änderung der positionsabhängigen Information, die von dem Abschnitt 245 geliefert wird, zu bestimmen. Wie beispielsweise zuvor erläutert ist, kann eine Zeitableitung für spezielle Intervalle der positionsabhängigen Information bestimmt werden, beispielsweise für entsprechende Spitzenwerte der Kurven A, ..., D. D. h., für eine spezielle radiale Position werden die jeweiligen Werte, die mit dieser Position verknüpft sind, etwa die Reflektivitätswerte und dergleichen, überwacht und es wird eine Ableitung der entsprechenden „Zeitfunktion” bestimmt. Dies kann für mehrere Spitzenwerte ausgeführt werden, wodurch die Erkennung eines im Wesentlichen stabilen Verhaltens ermöglicht wird, wie dies zuvor an gegeben ist. Beispielsweise wird ein Komparator 254d vorgesehen, der die jeweiligen zeitabhängigen Werte, etwa Ableitungen, mit einem speziellen Schwellwert vergleicht, um damit eine „stabile” Konfiguration zu bestimmen.
  • 2e zeigt schematisch die Steuereinheit 245 gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen die positionsabhängige Information, die von dem Abschnitt 245b bereitgestellt wird, einem Fourier-Transformationsabschnitt 245e zugeleitet, der eine „Frequenzverteilung” der positionsabhängigen Information bereitstellt. D. h., der Fourier-Transformationsabschnitt 245e liefert die „räumlichen” Frequenzen, die in er positionsabhängigen Information enthalten sind, wobei die jeweiligen Frequenzverteilungen zu unterschiedlichen Zeiten in dem Komparator 245d verglichen werden, um ein im Wesentlichen stabiles Verhalten der räumlichen Frequenzkomponenten zu bestimmen, die in der positionsabhängigen Information enthalten sind. Das Vorsehen des Fourier-Transformationsabschnitts 245e ermöglicht ein verbessertes Erkennen räumlicher Frequenzkomponenten, wodurch ebenfalls eine verbesserte Überwachung des Zeitverlaufs dieser Frequenzkomponenten möglich ist. D. h., bei Beginn der abschließenden Phase können weiterhin mehrere Frequenzkomponenten in der Antwort vorhanden sein, die „verschwinden”, wenn ein im Wesentlichen stabiler Grad an Materialfreiheit erreicht ist. Somit kann durch das Überwachen der Gesamffrequenzverteilung und durch Ermittlung einer im Wesentlichen stabilen Form davon der Endpunkt des Abtragungsprozesses mit hoher Genauigkeit erkannt werden.
  • 2f zeigt schematisch entsprechende Frequenzverteilungen, die von dem Fourier-Transformationsabschnitt 245 während diverser Zeitpunkte geliefert werden. Auf der linken Seite von 2f ist ein typisches Endpunkterkennungssignal S gemäß einer konventionellen Strategie dargestellt, wie sie auch mit Bezug zu 1e erläutert ist, während auf der rechten Seite eine Frequenzverteilung A entsprechend einem Zeitpunkt gemäß dem Kreis im Graphen der linken Darstellung des konventionellen Endpunkterkennungssignals darstellt. Somit können in dieser Phase mehrere räumliche Frequenzkomponenten, die durch A1, A2, A3, gekennzeichnet sind, in dem Signal vorhanden sein, die zunehmend kleiner werden und schließlich während einer späteren Zeit verschwinden, wie dies durch die Kurve D repräsentiert ist. Somit repräsentiert die Kurve D die im Wesentlichen vollständig freigelegte Substratoberfläche und kann daher einen geeigneten Endpunkt des Polierprozesses angeben. Es sollte beachtet werden, dass eine entsprechende Kurve D durch Ausfüh ren von Experimenten und Bereitstellen einer „geglätteten Verteilung” erhalten werden kann, um damit die Erkennung eines geeigneten Zeitpunkts auf der Grundlage des Vergleichs des Referenzsignals mit entsprechenden gemessenen Signalen zu verbessern, wie sie durch die Kurve A gezeigt sind. in anderen Fällen wird eine spezielle Differenz zwischen nachfolgenden Frequenzverteilungen bestimmt und mit einem Schwellwert verglichen, um damit ein ausreichendes Maß an Stabilität der entsprechenden Frequenzverteilung zu definieren, wodurch ein geeigneter Endpunkt des Polierprozesses angegeben wird.
  • In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird die positionsabhängige Information, die beispielsweise durch die Frequenzverteilungen A, D repräsentiert ist, auch verwendet, um Eigenschaften des betrachteten Abtragungsprozesses abzuschätzen. Beispielsweise wird unter Anwendung eines oder mehrerer der Intervalle A1, A2, A3 eine musterabhängige Abtragsrate bestimmt, während durch Definieren entsprechender Intervalle in der positionsabhängigen Verteilung, wie sie beispielsweise in 2c gezeigt ist, eine lokale Abtragsrate bestimmt werden kann, wodurch ebenfalls Information über die Eigenschaften des Abtragungsprozesses erhalten wird. Wie beispielsweise zuvor erläutert ist, kann eine entsprechende positionsabhängige Abtragsrate angewendet werden, um den Polierprozess zu steuern, während auch eine musterabhängige Abtragsrate oder eine andere aus den Antworten 243b ermittelte Eigenschaft angewendet werden kann, um einen oder mehrere Prozessparameter, etwa die Andruckskraft, die Relativgeschwindigkeit, und dergleichen zu steuern. Des weiteren kann die Wiederaufbereitung des Kissens 224 möglicherweise in Verbindung mit der Überwachung der Eigenschaften des Schleifmaterials auf der Grundlage entsprechender Information bewerkstelligt werden, die durch die positionsabhängige Antwort 243b erhalten wird. Beispielsweise kann eine Erkennung einer deutlichen Änderung der musterabhängigen Abtragsrate, beispielsweise eine Zunahme der Abtragsrate über Bauteilgebieten mit einer ausgeprägteren Musterdichte, angewendet werden, um eine Änderung der Gesamtprozessbedingungen zu erkennen, beispielsweise im Hinblick auf die konditionierende Wirkung des Polierkissens 224 und/oder der Zusammensetzung des Schleifmaterials, dessen Temperatur und dergleichen.
  • Es sollte beachtet werden, dass die positionsabhängige Antwort 243b auf der Grundlage einer Anlagenkonfiguration erhalten wird, wie sie auch in konventionellen Strategien eingesetzt werden kann, wobei zusätzlich die Antwort 243b, die von dem Erkennungssystem 240 erhalten wird, mit der aktuellen graduellen Position über dem Substrat 251 verknüpft wird, wie dies zuvor erläutert ist. In anderen Fällen ist das Erkennungssystem 240 in geeigneter Weise ausgebildet, um das Ermitteln der Information, die mit den unterschiedlichen radialen Positionen verknüpft ist, zu ermöglichen, beispielsweise durch Verwenden geeigneter Abtastschemata, Verwendung zusätzlicher Fensterbereiche, geeignetes Abtasten des Sondierungssignals 242a und dergleichen.
  • 2g zeigt schematisch die Polieranlage 200 gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen zusätzlich oder alternativ zur Lichtquelle 242 und dem Detektor 243 das Erkennungssystem 240 ein System 246 aufweist, um eine induktive und/oder kapazitive Kopplung zwischen dem Substrat 251 und dem Sensor 247 zu ermöglichen. In einer anschaulichen Ausführungsform umfasst das System 246 eine Anregungskomponente zum Erzeugen von Wirbelströmen in einem Oberflächenbereich des Substrats 251, wobei die Größe der Wirbelströme von der Menge des leitenden Materials abhängt, das in der Nähe des Sensorelements 247 vorhanden ist. Somit enthält in diesem Falle die Antwort 243c zusätzlich oder alternativ Information über den Grad der induktiven und/oder kapazitiven Kopplung zu der zu behandelnden Oberfläche, die ebenfalls in Form einer positionsabhängigen Information bereitgestellt wird, wie dies zuvor erläutert ist. Zu diesem Zweck wird die Messung des Sensors 247 mit einer entsprechenden Positionsinformation verknüpft, die mit der aktuellen Position des Substrats 251 in Bezug auf den Teller 222 und somit den Sensor 247 in Beziehung steht. Danach wird die Signalverarbeitung in der Steuereinheit 245 in ähnlicher Weise ausgeführt, wie dies zuvor für die Antwort 243b erläutert ist. Es sollte beachtet werden, dass wenn im Wesentlichen dielektrisches Material während des Abtragungsprozesses zu behandeln ist, eine kapazitive Kopplung gemessen werden kann, die in Abhängigkeit von der Menge des dielektrischen Materials variiert, das in der Nähe des Sensorelements 247 vorhanden ist. Auch in diesem Falle kann eine entsprechende Signalbewertung ausgeführt werden, um einen geeigneten Endpunkt zu bestimmen. Wie gezeigt, ist in einigen anschaulichen Ausführungsformen eine optische Antwort in Kombination mit einer Antwort verwendet, die durch induktive und/oder kapazitive Kopplung erhalten wird, um damit die Gesamtzuverlässigkeit der entsprechenden Endpunkterkennung noch weiter zu verbessern.
  • Es gilt also: Der hierin offenbarte Gegenstand stellt Polieranlage und entsprechende Verfahren zum Betreiben der Anlagen bereit, wobei eine Antwort auf ein Sondierungssignal mit erhöhter räumlicher Auflösung erhalten wird, wodurch eine zuverlässigere Erkennung eines Endpunktes ermöglicht wird. Zu diesem Zweck wird die Antwort unterschiedlicher radialer Messpunkte im Hinblick auf eine zeitliche Änderung bewertet, um damit das Ende des Abtragungsprozesses für eine Vielzahl unterschiedlicher Positionen zu bestimmen, wodurch ein im Wesentlichen vollständiges Entfernen von unerwünschtem Material ermöglicht wird, ohne andere Bauteilgebiete zu stark zu polieren. Die hierin offenbarten Techniken können vorteilhaft auf die Herstellung aufwendiger Metallisierungssysteme angewendet werden und auch für das Bewerten des Abtragungsmechanismus herangezogen werden. Die positionsabhängige Information kann ferner verwendet werden, um den Abtragungsprozess und/oder einen vorhergehenden Abscheideprozess zu steuern, um damit die Gesamtprozessungleichmäßigkeiten zu verringern, indem beispielsweise ein positionsabhängiger Zeitpunkt des Freilegens der jeweiligen Bauteilgebiete erkannt wird, was dann für das geeignete Einstellen der lokalen Abtragsrate und/oder der lokalen Abscheiderate verwendet werden kann.
  • Weitere Modifizierungen und Variationen und der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der hierin offenbarten Prinzipien zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.

Claims (25)

  1. Verfahren mit: Ausführen eines Abtragungsprozesses zum Entfernen von Material von einer Materialschicht, die über einem Substrat ausgebildet ist, indem eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und einem Polierkissen hervorgerufen wird, wobei das Substrat mehrere Chipgebiete aufweist; Erhalten eines Messsignals für jede von mehreren Messpositionen, die lateral über das Substrat verteilt sind, während des Abtragungsprozesses, wobei die mehreren Messpositionen sich in einer lateralen Richtung gemäß einer Messstrecke erstrecken, die zumindest so groß ist wie eine laterale Abmessung mindestens eines der mehreren Chipgebiete; und Bestimmen eines Endpunkts des Abtragungsprozesses auf der Grundlage einer Änderung des Messsignals aus jeder der mehreren Messpositionen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Messstrecke ungefähr gleich einem Radius des Substrats oder größer ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messsignal ein optisches Signal repräsentiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das optische Messsignal eine Reflektivität einer entsprechenden Messposition der mehreren Messpositionen in Reaktion auf ein optisches Sondierungssignal repräsentiert, das auf die entsprechende Messposition gerichtet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messsignal ein elektromagnetisches Signal repräsentiert, das durch induktive und/oder kapazitive Kopplung einer entsprechenden der mehreren Messpositionen mit einem elektromagnetischen Sondierungssignal erzeugt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Bilden eines gemeinsamen Messsignals mit positionsabhängiger Information des Messsignals jeder der mehreren Messpositionen und Überwachen eines zeitlichen Verhaltens des kombinierten positionsabhängigen Messsignals.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst: Ermitteln eines oder mehrerer Spitzenwerte des kombinierten Messsignals und Bestimmen einer zeitlichen Änderung des einen oder der mehreren Spitzenwerte.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Bestimmen einer zeitlichen Änderung des einen oder der mehreren Spitzenwerte Überwachen einer Ableitung des einen oder der mehreren Spitzenwerte umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Endpunkt bestimmt wird, wenn die zeitliche Änderungen für den einen oder die mehreren Spitzenwerte kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Endpunkt bestimmt wird, wenn die zeitliche Änderung für den einen oder die mehreren Spitzenwerte im Wesentlichen Null ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst: Bestimmen einer Verteilung der Frequenzkomponenten in dem gemeinsamen Messsignal und Überwachen der Verteilung der Frequenzkomponenten in ihrem zeitlichen Verlauf, um den Endpunkt zu bestimmen.
  12. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner umfasst: Auswählen eines spezifizierten räumlichen Intervalls des kombinierten Messsignals und Abschätzen mindestens einer Eigenschaft des Abtragungsprozesses auf der Grundlage einer zeitlichen Entwicklung des spezifizierten räumlichen Intervalls.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Eigenschaft zumindest eine lokale Abtragsrate des Abtragungsprozesses umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst: Auswählen eines spezifizierten Frequenzintervalls des kombinierten Messsignals und Abschätzen mindestens einer Eigenschaft des Abtragungsprozesses durch Analysieren des spezifizierten Frequenzintervalls.
  15. Verfahren zum Bestimmen eines Endpunkts eines Polierprozesses, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Antwort eines Substrats auf ein Sondierungssignal für mehrere radial unterschiedliche Messpositionen; Bestimmen einer zeitlichen Änderung der Antwort; und Angeben des Endpunkts, wenn die zeitliche Änderung der Antwort kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei Bestimmen einer zeitlichen Änderung umfasst: Bestimmen mehrerer Spitzenwerte in der Antwort und Bestimmen von einer zeitlichen Änderung der mehreren Spitzenwerte.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei Bestimmen einer zeitlichen Änderung umfasst: Ausführen einer Fourier-Transformation an der Antwort und Bestimmen einer zeitlichen Änderung zumindest einiger Fourier-Komponenten.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Antwort zumindest für eine radiale Strecke erhalten wird, die einer lateralen Abmessung eines in dem Substrat ausgebildeten Chipgebiets entspricht.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die radiale Strecke ungefähr einen Radius oder mehr des Substrats entspricht.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Sondierungssignal ein optisches Signal ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Sondierungssignal ein elektromagnetisches Signal ist, das gestaltet ist, mit den mehreren radial unterschiedlichen Messpositionen durch induktive und/oder kapazitive Kopplung in Wechselwirkung zu treten.
  22. Poliersystem mit: einer Polieranlage mit einem Polierkopf zum Aufnehmen eines Substrats und mit einem Polierteller, wobei die Polieranlage ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Polierkopf und dem Polierteller zu erzeugen; einem Erkennungssystem, das ausgebildet ist, ein Sondierungssignal bereitzustellen und eine Antwort auf das Sondierungssignal während der Relativbewegung zu empfangen; und einer Steuereinheit, die funktionsmäßig mit der Polieranlage und dem Erkennungssystem verbunden und ausgebildet ist, die Polieranlage und das Erkennungssystem zu steuern, so dass die Antwort für mehrere radial unterschiedliche Messpositionen erhalten wird und eine zeitliche Änderung der Antwort der mehreren Messpositionen überwacht wird.
  23. Poliersystem nach Anspruch 22, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, eine Zeitableitung mehrerer Spitzenwerte, die in der Antwort enthalten sind, zu bestimmen.
  24. Poliersystem nach Anspruch 22, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, eine Fourier-transformierte Antwort aus der Antwort zu bestimmen.
  25. Poliersystem nach Anspruch 22, wobei das Erkennungssystem einen Generator zum Erzeugen des Sondierungssignals als ein optisches Signal und einen optischen Empfänger zum Empfangen der Antwort als eine optische Antwort umfasst.
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