TW457170B - Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement - Google Patents

Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement Download PDF

Info

Publication number
TW457170B
TW457170B TW089113762A TW89113762A TW457170B TW 457170 B TW457170 B TW 457170B TW 089113762 A TW089113762 A TW 089113762A TW 89113762 A TW89113762 A TW 89113762A TW 457170 B TW457170 B TW 457170B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
shaft
film removal
thin film
patent application
Prior art date
Application number
TW089113762A
Other languages
English (en)
Inventor
Leping Li
Xinhui Wang
Original Assignee
Ibm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibm filed Critical Ibm
Application granted granted Critical
Publication of TW457170B publication Critical patent/TW457170B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013Devices or means for detecting lapping completion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

經濟部t-慧財產局員工消費合作社印製 457170 A7 B7 五、發明說明(1) 發明領域 本發明係關於半導體處理,且更明確地説係關於用以去 除一薄膜之終點之檢測,其中該薄膜疊加於另一薄膜之 上.0 發明背景 在半導體工業中,積體電路之製造之關鍵步驟是選擇性 形成及去除位於基板上之薄膜。典型之處理步驟涉及 沉積一薄膜、(2)使用光刻法與蝕刻來使薄膜之一些區圖 樣化;(3)沉積一薄膜以充填受到蝕刻之區;.與(4)藉由 蚀刻或化學機械研磨(CMP )來使該結構平坦化β 在薄膜去除程序中,當正確之薄膜厚度受到去除時(亦 即當抵達終點時)’停止程序是極爲重要的。在―典型之 CMP程序中,一薄膜是藉由下列方式自一半導體晶圓受到 選擇性去除:在有黏合劑之下,以一太小受到控制之壓 力,抵著一研磨墊來旋轉晶圓(或抵著晶圓來移動該墊, 或同時執行以上二者)。一薄膜之過研磨(去除過多)將使 晶圓無法用於進一步之處理,因而導致良率下降。薄膜之 欠研磨(去除過少)則需要重複(:]^1>程序,而這很冗長且成 本很高。欠研磨有時候會未受到檢出,而此也導致良率下 降。 在一些CMP程序中,今須量測^要去除之層之厚度與每一 晶圓之研磨速率,以決定所要之研磨時間。CMP程序只有 在此長度之時間内受到執行,且接著受到停止。因爲許多 不同(因素會影響研磨速率,且研磨速率本身可在一程序
-4 ·
4571 7〇 A7 B7 五、發明說明(2) 期間改變’所以此種方法一點也無法令人滿意。 已有人提出一些其他方法以獲得CMP程序之可靠終點檢 測。通常’該等方法皆具有固有之缺點,例如缺乏靈敏 度’無法提供即時監測,只適用於某些種類之薄膜,或需 要自程序裝置去除晶圓以測試終點。 指配給Li等人之美國專利5,559,428描述一種使用感應法 之導電薄膜之原處終點檢測法。仍然需要一種適用於非導 免薄膜之原處’即時終點檢測法。此種方法也應具有高檢 測靈敏度與快速回應時間。除此之外,該檢測裝置最好很 強健’不昂貴且需要極少維護。‘ 一重要之CMP程序涉及一多.晶秒(多晶矽)薄膜之去除, 經濟部免慧財產局員工消費合作社印製 該多晶矽薄膜疊加於二氧化矽(si〇2)或氮化矽(^#4)之圖 樣化薄膜之上;在去除一多晶矽覆蓋層之後,—具有部份 多晶矽與部份Si〇2或以#4之表面受到曝露。圖1展示—典 型之CMP裝置10,其中—構件1〇〇(例如矽晶圓)是藉由晶 圓載具11來維持面朝下,且使用位於研磨平台13之研磨 墊1 2來研磨;該構件接觸黏合劑1 4。晶圓載具i J是藉由 馬達16所驅動之軸15來轉動。圖2A是一展示圖樣化氧化 物層102與一位於其上之多晶矽層1〇4之詳細圖形。通 常,必須去除多晶石夕之標的薄膜至位準1〇5以完全曝露氧 化物圖樣’而同時保持—氧化物f本身實質上未受到影響 (一咕參看圖2 B )。因此’ „成功之終點檢測法必須以非常 高之靈敏度來檢測氧化物層之曝露,且在氧化物變成曝露 之後數秒鐘以内自動停止CMp程序(換句話說,當到達終 -5- 本紙張尺細中國國家標準----- 45717〇 A7
經濟部免慧財產局員工消費合作社印製 點時應無需操作員之干預)。另外,I …、A曰0圓又圖樣因數 為何,終點檢測法皆應具有高效率(換句% 干、狹Ί苫說,即使曝露 位於其下 < 氧化物層的面積是總晶圓面積之一小二 份)。 呵 一廣泛受到使用之監測及控制CMP程序之方法是監測 達電流之變化,其中馬達電流之變化相關於u)研;墊& 之頂表面與(1〇黏合劑丨4及受到研磨之表面(例如晶圓ι〇〇 之表面)間之磨擦的變化。當因為位於其下之層受到曝露 而使磨擦出現重大變化時,此方法令人滿意。但2,對於 許多應用,其中包含前述之多晶矽研磨程序,相關於二% 間之介面之磨擦的變化太小,以致無法造成足以可靠顯 CMP程序終點之馬達電流變化。此問題由於馬達電 在大雜訊分量而惡化,其中該雜訊分量相關於以—恆定 轉速度來驅動晶圓載具之典型回饋伺服電流。除此之外 當到達終點時,小圖樣因數(換句話說,相較於標的層 面積’位於其下之圖樣化層之面積相當小)只會造成磨 之小幅變化,而此限制有用信號。 當使用馬達電流法時,一適當之信號雜訊比有時候可 由改變程序參數(例如研磨墊之向下壓力,與平台及” 載具·之相對旋轉速度)來取得。因此,終點檢測之程序 數之取佳化損壞CMP之其他方面〜,因而損壞晶圓產〇之 質。 發明摘要 本發明藉由提供一用於終點檢測之靈敏,即時方法來滿 -6 - 層 示 存 旋 之 擦 藉 晶圓 參 品 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) — -- ——:----------Ί 裝· II f靖先閱讀背面之注意事^^填寫本頁) 45717〇 A7 B7 五、發明說明( 如述之薄膜去除程序之終點檢測及控制的需求。尤其, 本發明克服馬達電流監測方法所固有之前述問題。 本發明將參照半導體晶圓之化學機械研磨來説明,但這 只是做爲一特定範例,而非意謂限制本發明只適用於半導 體處理技術。熟悉本技術領域者應可理解本發明廣泛適用 於任何程序,其中最好使用具有一軸之裝置來檢測一標的 薄膜之去除之終點,該標的薄膜疊加於一停止薄膜之上, 且备k的薄膜受到去除時,該轴經歷轉矩之變化。根據本 發月’這疋藉由下列方式來達成:檢測施加於該轴之轉矩 所造成之轴變形,且根據該軸之變形來產生一信號。 根據本發明之第一方面,軸之變形是藉由一直接安裝於 該轴’或嵌入於該軸,之感測器來檢測。一信號之檢測器 觉到提供;信號是自該軸傳出且是在檢測器受到接收。信 號I變化顯示轉矩之變化。此信號可關聯於程序終點,因 而提供即時監測功能及程序控制。 根據本發明之第二方面,反射及非反射部份提供於軸之 一軸向分隔之位置,且雷射束對準該二位置.。當軸旋轉 時’每一位置之一反射部份瞬間導引該束至一檢測器,以 欠序列之反射脈波進入每一檢測器。抽之變形導致二脈. 波序列間之相位關係之變化,而相位關係之變化接著顯帝 轉矩疋變化。此變化接蓍受到槔測及解譯成爲一程序終點 信號。 本發明之終點檢測方法可包含下列步驟:當到達終點 時停止薄膜去除程序’因而提供薄膜去除程序之自動控 本紙張尺度舶中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) --------------- 裝--- (請先閱讀背面之注意事ff-#',填寫本頁) •>=B · 經濟部替慧財產局員工消費合作社印製 457170 Α7 Β7 五、發明說明(5〉 制。 根據本發明之另一方面,一用以檢測一薄膜去除程序之 終點之裝置受到提供。薄膜去除程序是藉由使用_具有一 軸I裝置來執行,其中薄膜去除程序之磨擦對於該軸造成 轉矩。此裝置包含:一置放於該軸以檢測該軸之變形之感 測器’該轴之變形是由施加於該軸之轉矩所造成,該感測 器根據該軸之變形來產生—信號;一用以接收該信號之檢 測器;與—洵以傳送該信號至該檢測器之傳送器β該裝置 也可包含一控制器,以當到達終點時,停止薄膜去除程 序。 - 、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之另一方面,一用以檢測一薄膜去除程序之 終點之裝置受到提供,以用於一具有一旋轉抽之薄膜去除 装置’其中薄膜去除程序之磨擦施加轉矩於該軸。終點檢 測裝置包含置放於該軸之第一及第二反射部份,該二反射 部份在軸向上彼此分離;該二部份反射入射光,且因此分 別產生第一反射信號與第二反射信號。第一檢測器與第二 檢測器分別檢測第一及第二反射信號。另一檢測器檢測第 一反射信號與第二反射信號間之相位差,且根據該相位差 來產生一輸出信號β相位差之變化顯示軸變形之變化,而. 抽變形之變化起因於施加於該軸之轉矩之變化,因而顯示 薄膜去除程序之終點。此裝置也可包含一信號處理器,以 處理輸出信號來取得薄膜去除程序之一控制信號,與一控 制器’以根據該控制信號來控制薄膜去除程序。 附圖簡短説明 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 χ 297公釐〉 7 5 1 7〇 A7 -------B7__.__ 五、發明說明(6 ) 圖1是一可有利應用本發明之典型化學機械研磨(CMP) 配置之概圖; 圖2A展示要藉由CMP來執行薄膜去除之多晶矽與二氧 化’砂薄膜之一配置; 圖2B展示圖2A之薄膜配置之CMP處理的一所要結果; 圖3是一軸之轉矩產生之變形的示意圖; 圖4展示一根據本發明之第一實例,使用應變計來監測 CMP程序之終點之配置; 圖5是一信號處理配置之示意圖,其中該信號處理配置 根據本發明之第一實例來處理及使用一終點信號; 圖6展示一根據本發明之第-二實例,使用麵變形之光學 量測來監測CMP程序之終點之配置; 圖7是一信號處理配置之示意圖,其中該信號處理配置 根據本發明之第二實例來處理及使用一終點信號; 圖8 A展示在一 CMP程序中取得之一信號之範例,其中 該信號顯示該程序之終點;且 圖8B展示圖8A之信號之時間微分。 較佳實例詳細説明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之細節將參照一多晶矽薄膜之去除來加以討論, 其中該多晶矽薄膜疊加於一圖樣化二氧化矽薄膜之上。 根據本發明,晶圓1〇〇之表面與研磨墊12間之磨擦之變 化’在有黏合劑1 4之下,是藉由直接監測载具軸1 5之變 形來監測。在一研磨程序中,驅動晶圊載具1 1之軸1 5可 .經歷轉矩,彎曲,推力與張力之變化。施加於軸之轉矩 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4571 70 A7 五、發明說明(7 ) (例如’由於馬達1 6在方向3 1之旋轉受到在方向3 2之磨 擦力 < 抗拒)將導致軸之變形,如圖3示意顯示。變形之 程度決足於軸之直徑,且直徑較小之軸較易產生變形。此 種變形可以合理之成本在極高靈敏度之下受到量測。 第一實例:應變計量測 根據本發明之第一實例用以監測CMP程序終點之一配置 展示於圖4。CMP程序去除標的薄膜(例如,圖2 A所示之 多晶發薄膜1〇4 )。當位於其下之薄膜或圖樣之介面受到曝 露時(例如’當多晶矽薄膜1〇4減少至位準105,因而曝露 圖樣化氧化物層102,如圖2 B所示),則達到該程序之終 點。磨擦之一顯著變化接著出現於研磨之表面與黏合劑及 研磨墊之間。如果使用多晶矽研磨程序,則當研磨一結合 之多晶矽/氧化物層時之磨擦大小不同於當單獨研磨多晶 珍層時之磨擦大小。磨擦之此種變化導致軸1 5所承受之 轉矩之變化。轉矩之變化導致軸變形之變化,而這是藉由 連接至(或嵌入於)軸之應變計20丨來量測。應變計20丨連 接至傳送器202,而傳送器202廣播一信號203至檢測器 °應變計201可自Measurement Group公司講得,且相 關之遙測系統可自Binsfeld公司,ATI公司及WDC公司購 得。吾人發現此種配置提供可接受之信號雜訊比,而傳統 之滑環型傳送裝置則無法提供可接受之信號雜訊比。 一 二 k號203顯示軸1 5之變形所導致之應變,而此應變接著 直接相關於該軸所承受之轉矩。此配置因此產生一信號, 以顯示研磨墊1 2與黏合劑1 4及晶圓1〇〇間之磨擦之變化。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐〉 ---L---------^1裝--- (請先聞讀背面之注意事^#.填寫本頁) -=0. -爹. 經濟部替慧財產局員工消費合作社印製 4S7170 A7
五、發明說明(8) 此外’该信號是在原處及以即時方式受到產生。 存在多種適用之應變計。吾人發現一金屬箔計適用於大 多數應用。如果需要更高之靈敏度,則可使用半導體應變 計;該等半導體應變計之靈敏度係數通常是金屬箔計之 100 倍。 一用以解碼應變計遙測信號203及取得一有用程序終點 ί§號之配置示意展示於圖5。檢測器210輸入經编碼之信 號至彳§號解碼器211 ;解碼之信號接著饋至信號調整器 212。信號調整器212具有一處於電壓或電流型態之輸出 220 ’且該輸出接著饋至資料擷取系統213以執行數位信 號處理。數位輸出221接著輸入至控制單元250以控制 CMP程序。控制單元250包含一電腦,該電腦使用信號 221做爲輸入來執行一演算法;根據該演算法,該電腦分 析信號之形狀成爲一時間函數,因而決定程序之終點。終 點信號251可有利地回饋至研磨裝置1 〇以自動停止該程 序。 如前所述之裝置可以〇 · 2微應變之位準來檢測轉矩之變 化。這對於檢測研磨程序之介面變化而言具有足夠之靈敏 度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二實例:光學量測 圖6展示本發明之第七實例,其中軸1 5之轉矩之變化是 藉由監測二光學信號間之相位差來檢測。 二圖樣化環4 1,4 2安裝於軸1 5 ;每一環皆具有交替之 反射部份411與非反射部份412。此外,軸1 5可製造成爲 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) 457 1 70 經濟部替慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(9) 反射及非反射部份是其之不可或缺之一部份。來自雷射 44之光是使用傳統之光學配置45來分裂成爲二束41〇, 420。光束410,420分別入射至環4 1,42。反射束430, 44〇是藉由額外之光學組件53,54來重新對準,且是藉由 二分離之光檢測器6 1,6 2來檢測。當軸1 5旋轉時,二環 之連續反射部份il 1反射光回到光檢測器,其中爲非反射 部份412所中斷6 —序列之光脈波因此進入每一檢測器。 軸15之變形·導致二環在旋轉方向彼此偏離。這接著導致 該等檢測之光信號相對於彼此產生相位偏移。’因此,檢測 器6 1所檢測之脈波序列與檢測器6 2所撿測之脈波序列間 之相位關係的變化顯示軸1 5'之變形之變化,而此接著顯 示該軸所承受之轉矩之變化。 反射光束43〇,440之相位靈敏檢測是藉由使用一 2 _通道 鎖疋放大器來達成’如圖7示意展示。來自二檢測器61與 62之輸出71,72積至鎖定放大器701。鎖定放大器7〇1之 輸出711對應於檢測器信號7 1,7 2間之相位差;輸出71】 饋至信號調整器702。信號調整器7〇2具有一處於電壓或 電流型態之輸出712 ,且輸出712接著饋至資料擷取系統 7〇3以執行數位信號處理,類似於第一實例之配置。數位 輸出713接著輸入至控制單元7〇4以控制程序。控制 單兄704包含—電腦,寧電腦使·用信號713做爲輸入來執 了一演算法;根據該演算法,該電腦分析該信號之形狀成 馬一時間函數,因而決定程序終點。如同第一實例,終點 信號714可有利地饋回至研磨裝置1〇以自動停止程序。 -12 本紙張尺度適用中國國家標 S 公 97 2 X Ιϋ Μ IV 份 * c / ' 一
4571 70 A7 B7
五、發明說明(1Q 經濟部t慧財產局員工消費合作社印製 應汪蓖的文在此贯例中,,、Λ女*、, ’又有感測器連接至兮灿·挤责 機械靈敏元件皆遠離研磨裳-、主帝1 ΒΧ ?斤 •0,1 -i ^ Jt Ε** - * m ,ν- 夂活動零件。因為此終點檢 測法足基庵疋先學而非機械 1d观稱合大幅簡化,日如關 之耦合雜訊大幅下降,因@读& 且相關 1而達成優於第一實例之信號雜訊 比。 範例 圖8 A展示在多晶石夕研磨程疼由物卢、 卜 序中取仵又一檢測轉矩信號 之範例。信號之劇烈變化顯示已達到二層間之介面。 應注意的是此裝置根據轉矩之變化,相對於一預先決定 (轉矩值’來檢測終點。施加於軸之轉矩之實際大小會 者研磨程序而改變,以致顯示.終點之轉矩之特定值益法 定。因此,計算轉矩信號之時間微分很方便,如圖8B 示,且使用微分之峰值來顯示程序終點。 應可理解用以去P余盤加於另—$膜上之任何薄膜之終 可藉由下列方式來檢測:監測晶圓載具軸所承受之轉矩 變化,根據相關於辕薄膜之去除之磨擦變化。在前述之 定實例中,研磨墊I 2與平台i 3已描述成為會旋轉。 疋’應可理解不一定非要如此,只要軸承受一轉矩,且 轉矩起因於薄膜去除程序所固有之磨擦^ 根據本發明’方法及裝置已獲揭示,以執行一軸所承受 之磨擦引起之轉矩變化的高度靈―敏檢測,而這是藉由使用 (1) 一連接至該軸之應變計,或另外(2)該軸之反射及 反射部份以產生光脈波序列,來達成s藉由使用該等方 與裝置,一清楚信號變化,相關於—薄膜介面之曝露, -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------!r ---裝.-- (請先間讀背面之注意事^-再填寫本頁) 隨 固 所 之 特 但 該 非 法 在 訂- “7 170 五、發明說明(11 叹有可辨識之馬達電流變化之情形中,a 明之方法與裝置因此達成大幅改善之程本發 其是當薄膜介面之磨擦只存在些微變化 ’、二,尤 膜去除程序之靈敏,即時終點檢測與控制受到提供。溥 雖然本發明是藉由特定實例來㈣,藉由前述説明很明 顯地熟悉本技術领域者應可提出極多替代方案,修改與變 土 因此’ _本發明思欲涵蓋所有此種替代方案,修改與變 型’其中該等替代方案,修改與變型屬於本發明之範禱及 糈神與下列申請專利範園。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 457170 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 η D8 _ ' 一六、申請專利範圍 1. 一種用以檢測一薄膜去除程序之終點之方法,其中該薄 膜去除程序使用一具有一軸之薄膜去除裝置,且該薄膜 去除程序導致該軸之轉矩,該方法包含下列步驟: 檢測該轉矩所導致之該軸之變形;與 根據該軸之變形來產生一信號; 其中該信號之變化顯示該轉矩之變化,因而顯示該薄 膜去除程序之終點。 2·如申請專利範園第1項之方法,進一步包含下列步驟: 處理信號以獲得薄膜去除程序之一控制信號;與 根據該控制信號來控制薄膜去除程序。 3. —種用以檢測一薄膜去除程序之終點之裝置,其中該薄 膜去除程序使用一具有一軸之薄膜去除裝置,且該薄膜 去除程序導致該軸之轉矩,該裝置包含: 一檢測器,以檢測該轉矩所導致之該軸之變'形;與 一信號產生器,以根據該軸之變形來產生一信號; 其中該信號之變化顯示該轉矩之變化,因而顯示該薄 膜去除程 奪之 終點。 4. 如申請專利範圍第3項之裝置,進一步包含. 一信號處理器,以處理信號來獲得薄膜去除程序之一 控制信號;與 一控制器,以根據該控制信歲來控制薄膜去除程序。 5. —種用以檢測一薄膜去除程序之終點之方法,該程序使 用一具有一軸之薄膜去除裝置,其中該薄膜去除程序之 磨擦導致該轴之轉矩,該方法包含下列步聲. -15- (請先閲讀背面之注意事項*(填寫本頁) 、裝-----^----訂----- 線-V 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 0^88^ ABCS 157170 /、、申睛專利範圍 提供一感測器於該軸,以檢測起因於該軸之轉矩之轴 變形; " 根據軸變形自感測器產生一信號; 提供一檢測器以接收該信號; 傳送該信號至檢測器;且 在檢測器接收該信號; 其中該信號之變化顯示該轉矩之變化,因而顯示該薄 膜去除程序之終點。 6. _如申請專利範圍第5項之方法,進一步包含下列步臀: 處理信號以獲得薄膜去除程序之—控制信號;與 根據該控制信號來控制薄膜·去除程序。 7. 如申請專利範固第6項之方法,其中該處理步驟進—步 包含分析該信號之形狀成爲一時間函數。 ' 8.如申請專利範園第6項之方法,進一步包含下列步聲:當 到達終點時,停止薄膜去除程序。 9. 如申請專利範圍第5項之方法,其中薄膜去除程序包含 化學機械研磨。 10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中該軸旋轉,且受到 研磨之薄膜連接至該抽。 11. 如申請專利範圍第5項之方法,其中傳送是使用一遙測 裝置來執行β ^ _ 12. —種用以檢測一薄膜去除程序之終點之 用-具有-抽之薄膜去除裝置,其中該薄】去二序之 磨擦導致該軸之轉矩,該裝置包含: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '-.t-----=---訂----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16-
    157170 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一置放於該軸之感測器,以檢測起因於該軸之轉矩之 軸變形’該感測器根據軸變形來產生—信號; 巧 一接收該信號之檢測器;及 傳送該信號至檢測器之傳送器’其中該信號之變化顯 示該轉矩之變化,因而顯示該薄膜去除程序之終點。, 13.如申請專利範園第1 2項之裝置,進—步包含: 一信號處理器,以處理信號來獲得薄膜去除程序之一 控制信號Ί與 一控制器,以根據該控制信號來控制薄膜去除程序。 I4·如申請專利範圍第13項之裝置;其中該信號處理器包 含一分析器,以分析信號成爲一時間函數。 15.如申請專利範園第ϊ 3項之裝置,其中當到達終點時, 控制器停止薄膜去除程序。 10·如申請專利範園第12項之裝置,其中薄膜去除程序包 含化學機械研磨。 17.如申請專利範園第i 6項之裝置,其中該軸旋轉,且受 到研磨之薄膜連接至該軸。 18·如申請專利範圍第1 2項之裝置,其中傳送器包含—遙 測裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19· 一種用以檢測一薄膜去除程序之終點之方法,該程序使 用一具有一軸之薄膜含除装I,其中該薄膜去除程序之 磨擦導致該軸之轉矩,該方法包含下列步驟: 提供第一反射部份與第二反射部份於該軸,第二反射 部份在軸向上偏離第一反射部份; -17- 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) 5 1 7〇 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 自該第一反射部份與該第二反射部份反射光,因而分 別產生第一反射信號與第二反射信號; 檢測該第一反射信號與該第二反射信號間之相位差; 且 根據相位差來產生—輸出信號; 其中該輸出信號之變化顯示軸變形之變化,軸變形起 因於轉矩之變化,因而顯示該薄膜去除程序之終點。 20. 如申請專利範園第i 9項之方法,進一步包含下列步驟: .處理輸出信號以獲得薄膜去除程序之—控制信號;與 根據該控制信號來控制薄膜去除程序β 21. 如申請專利範園第2 〇項之方法,其中該處理步驟進— 步包含分析該信號之形狀成爲一時間函數β 22. 如申請專利範圍第2 〇項之方法,進—步包含下列步驟: 當到達終點時,停止薄膜去除程序a 23. 如申讀專利範園第丨9項之方法,其中薄膜去除程序包 含化學機械研磨。 24. 如申請專利範園第2 3項之方法,其中該軸旋轉,且受 到研磨之薄膜連接至該軸。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 25. 如申請專利範圍第19項之方法,其中檢測相位差之該 步驟是使用一 2 -通道鎖定放大器來執行。 26. —種用以檢測一薄膜去除程序〆終點之裝置,該程序使 用一具有一軸之薄膜去除裝置,其中該薄膜去除程序之 磨擦導致該軸之轉矩,該裝置包含: 置放於該軸之第一反射部份與第二反射部份,第二反 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 457170 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ________D8______ 六、申請專利範圍 射邵份在軸向上偏離第一反射部份,以反射入射至第一 反射部份與第二反射部份之光,且因而分別產生第一反 射信號與第二反射信號; 第一檢測器,以檢測第一反射信號; 第一檢測器,以檢測第二反射信號;與 一檢測器,以檢測第一反射信號與第二反射信號間之 相位差,且根據相位差來產生一輸出信號,其中相位差 之變化顯示軸變形之變化,軸變形起因於該軸之轉矩之 變化,因而顯示該薄膜去除程序之終點。 27.如申請專利範園第2.6項之裝置,進—步包含. 一仏號處理器,以處理輸出信號來獲得薄膜去除程序 之一控制信號·,與 控制器’以根據該控制信號來控制薄膜去除程序。 況如申請專利範園第27項之裝置,其中該信號處理器包 含一分析器,以分析信號成爲一時間函數。 29.如申請專利範園第2 7項之裝置,其中當到達終點時, 控制器停止薄膜去除程序。 3〇·如申請專利範圍第μ項之裝置,其中薄膜去除程序包 含化學機械研磨。 31. 如申請專利範固第3〇項之裝置,其中該軸旋轉,且受 到研磨之薄膜連接至琴軸。_ 32. 如=請專利範圍第26項之裝置,其中檢測相位差之檢 測器包含一 2 -通道鎖定放大器。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格⑵〇 x 297公爱y (請先閱讀背面之注意事項*;填寫本頁) 裝 訂---------
TW089113762A 1999-07-12 2000-07-11 Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement TW457170B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/351,436 US6213846B1 (en) 1999-07-12 1999-07-12 Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW457170B true TW457170B (en) 2001-10-01

Family

ID=23380920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW089113762A TW457170B (en) 1999-07-12 2000-07-11 Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6213846B1 (zh)
JP (1) JP2001044158A (zh)
KR (1) KR100370292B1 (zh)
CN (1) CN1125705C (zh)
MY (1) MY124028A (zh)
SG (1) SG90146A1 (zh)
TW (1) TW457170B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306008B1 (en) 1999-08-31 2001-10-23 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for conditioning and monitoring media used for chemical-mechanical planarization
US6492273B1 (en) * 1999-08-31 2002-12-10 Micron Technology, Inc. Methods and apparatuses for monitoring and controlling mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic substrate assemblies
US6494765B2 (en) * 2000-09-25 2002-12-17 Center For Tribology, Inc. Method and apparatus for controlled polishing
US6741913B2 (en) 2001-12-11 2004-05-25 International Business Machines Corporation Technique for noise reduction in a torque-based chemical-mechanical polishing endpoint detection system
JP2003318140A (ja) * 2002-04-26 2003-11-07 Applied Materials Inc 研磨方法及び装置
CN1302522C (zh) * 2002-05-15 2007-02-28 旺宏电子股份有限公司 一种化学机械抛光装置的终点侦测系统
WO2005004258A2 (en) * 2003-06-27 2005-01-13 Ultracell Corporation Portable fuel cartridge for fuel cells
KR100536611B1 (ko) 2003-09-08 2005-12-14 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마 방법
US20050197048A1 (en) * 2004-03-04 2005-09-08 Leping Li Method for manufacturing a workpiece and torque transducer module
CN101680739B (zh) * 2007-06-11 2012-06-13 巴斯夫欧洲公司 防止轴上过载的方法
JP5245319B2 (ja) * 2007-08-09 2013-07-24 富士通株式会社 研磨装置及び研磨方法、基板及び電子機器の製造方法
CN101515537B (zh) * 2008-02-22 2011-02-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种可提高检测精准度的抛光终点检测方法
US9176024B2 (en) * 2013-10-23 2015-11-03 General Electric Company Systems and methods for monitoring rotary equipment
JP6327958B2 (ja) * 2014-06-03 2018-05-23 株式会社荏原製作所 研磨装置
JP6357260B2 (ja) * 2016-09-30 2018-07-11 株式会社荏原製作所 研磨装置、及び研磨方法
CN106514438A (zh) * 2016-11-11 2017-03-22 武汉新芯集成电路制造有限公司 化学机械研磨装置及其研磨方法
CN106475895A (zh) * 2016-12-16 2017-03-08 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种晶圆研磨系统以及晶圆研磨终点的控制方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6076614A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Sharp Corp 光電式エンコ−ダ
US4910155A (en) 1988-10-28 1990-03-20 International Business Machines Corporation Wafer flood polishing
US5036015A (en) 1990-09-24 1991-07-30 Micron Technology, Inc. Method of endpoint detection during chemical/mechanical planarization of semiconductor wafers
US5069002A (en) 1991-04-17 1991-12-03 Micron Technology, Inc. Apparatus for endpoint detection during mechanical planarization of semiconductor wafers
US5308438A (en) 1992-01-30 1994-05-03 International Business Machines Corporation Endpoint detection apparatus and method for chemical/mechanical polishing
US5734108A (en) * 1992-04-10 1998-03-31 Walker; Dana A. System for sensing shaft displacement and strain
US5474813A (en) * 1992-04-10 1995-12-12 Walker; Dana A. Systems and methods for applying grid lines to a shaft and sensing movement thereof
JP3321894B2 (ja) 1993-05-07 2002-09-09 日本電信電話株式会社 研磨終点検出装置
US5337015A (en) * 1993-06-14 1994-08-09 International Business Machines Corporation In-situ endpoint detection method and apparatus for chemical-mechanical polishing using low amplitude input voltage
US5658183A (en) * 1993-08-25 1997-08-19 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing including optical monitoring
JP3209641B2 (ja) * 1994-06-02 2001-09-17 三菱電機株式会社 光加工装置及び方法
US5643044A (en) 1994-11-01 1997-07-01 Lund; Douglas E. Automatic chemical and mechanical polishing system for semiconductor wafers
US5595526A (en) 1994-11-30 1997-01-21 Intel Corporation Method and apparatus for endpoint detection in a chemical/mechanical process for polishing a substrate
JP3637977B2 (ja) 1995-01-19 2005-04-13 株式会社荏原製作所 ポリッシングの終点検知方法
US5964643A (en) * 1995-03-28 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for in-situ monitoring of chemical mechanical polishing operations
JPH0970751A (ja) 1995-09-06 1997-03-18 Ebara Corp ポリッシング装置
US5644221A (en) * 1996-03-19 1997-07-01 International Business Machines Corporation Endpoint detection for chemical mechanical polishing using frequency or amplitude mode
JPH1076464A (ja) * 1996-08-30 1998-03-24 Canon Inc 研磨方法及びそれを用いた研磨装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010015147A (ko) 2001-02-26
MY124028A (en) 2006-06-30
CN1280049A (zh) 2001-01-17
CN1125705C (zh) 2003-10-29
SG90146A1 (en) 2002-07-23
US6213846B1 (en) 2001-04-10
KR100370292B1 (ko) 2003-01-29
JP2001044158A (ja) 2001-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW457170B (en) Real-time control of chemical-mechanical polishing processes using a shaft distortion measurement
JP4163516B2 (ja) 光学および渦電流モニタリングによる統合終点検出システム
JP5419846B2 (ja) 化学的機械的研磨を監視するためのデータ処理
TWI312541B (en) Loading device of chemical methanical polishing equipment for semiconductor wafers
US20020155789A1 (en) Learning method and apparatus for predictive determination of endpoint during chemical mechanical planarization using sparse sampling
KR100506942B1 (ko) 화학적 기계적 연마장치
CN1093790C (zh) 基片的抛光方法及其抛光装置
JP2005501410A (ja) 周波数解析に基づく監視を含むcmpプロセス
US20020173223A1 (en) Method and apparatus for polishing control with signal peak analysis
TW201422369A (zh) 具有拉長區域監控之原位監控系統
US6007405A (en) Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing using electrical lapping
JP2019529136A (ja) トレンチの深さの電磁誘導モニタリングに基づく過研磨
CN114206551A (zh) 用于工件抛光期间晶片滑移检测的原位调整的方法和设备
JP2009028856A (ja) トルク変化を利用した研磨終端時点検知方法及びその装置
US7176676B2 (en) Apparatuses and methods for monitoring rotation of a conductive microfeature workpiece
JP2006066891A (ja) 基板処理方法および基板処理装置
US7128637B2 (en) System and method detecting malfunction of pad conditioner in polishing apparatus
CN110549240B (zh) 一种终点检测方法和化学机械抛光装置
US9248544B2 (en) Endpoint detection during polishing using integrated differential intensity
JP3045232B2 (ja) ウェーハ研磨装置及び研磨量検出方法
US7059939B2 (en) Polishing pad conditioner and monitoring method therefor
JP7155035B2 (ja) 研磨装置および研磨方法
US6741913B2 (en) Technique for noise reduction in a torque-based chemical-mechanical polishing endpoint detection system
KR20010036681A (ko) 화학적 기계적 연마의 종료점 검출 장치
KR100515721B1 (ko) 화학적 기계적 연마 공정의 연마 종료 시점 검출 방법

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees