TWI589395B - 用於控制拋光的x射線量測 - Google Patents

用於控制拋光的x射線量測 Download PDF

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TWI589395B
TWI589395B TW103109700A TW103109700A TWI589395B TW I589395 B TWI589395 B TW I589395B TW 103109700 A TW103109700 A TW 103109700A TW 103109700 A TW103109700 A TW 103109700A TW I589395 B TWI589395 B TW I589395B
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史威克柏格斯勞A
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涂文強
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應用材料股份有限公司
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    • 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
    • B24B49/12Measuring 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 involving optical means
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Description

用於控制拋光的X射線量測
本發明係關於用於控制基板之化學機械拋光之監視。
積體電路通常係藉由在矽晶圓上順序沉積導電層、半導電層或絕緣層而形成於基板上。一個製造步驟涉及在非平面的表面上方沉積填料層及平坦化填料層。對於某些應用,平坦化填料層直至暴露圖案化層之頂表面為止。可將例如導電填料層沉積在圖案化絕緣層上以充滿絕緣層中之溝槽或孔洞。在平坦化之後,導電層中剩餘在絕緣層之凸起圖案之間的部分形成通孔、插頭及接線,該等通孔、插頭及接線提供基板上之薄膜電路之間的導電路徑。對於其他應用,諸如氧化物拋光,平坦化填料層直至在非平面的表面上方留下預定厚度為止。另外,基板表面之平坦化通常係光微影所需的。
化學機械拋光(chemical mechanical polishing;CMP)為平坦化之一個已接受的方法。此平坦化方法通常需要基板安裝在承載頭上。基板之暴露表面通常抵靠旋轉拋光墊而置 放。承載頭在基板上提供可控制負載以推動基板抵靠拋光墊。通常將拋光液體(諸如具有磨料顆粒之漿料)供應至拋光墊之表面。
CMP中之一個問題為確定拋光製程是否完全,亦即,基板層是否已平坦化至所要的平坦度或厚度,或何時已移除所要量之材料。基板層之初始厚度、漿料組成、拋光墊條件、拋光墊與基板之間的相對速度及基板上之負載之變化可引起材料移除速率之變化。此等變化引起到達拋光終點所需之時間之變化。因此,或許不可能僅根據拋光時間來確定拋光終點。
在一些系統中,使用可見光、紅外光或紫外光例如經由拋光墊中之視窗在拋光期間光學地原位監視基板。然而,現有光學監視技術可能不滿足半導體元件製造商日益增加之需求。
在一個態樣中,一種控制拋光操作之方法包括:接收在第一金屬層沉積在基板上之後且在第二金屬層沉積在該基板上之前藉由第一x射線監視系統進行的該基板上第一金屬量之第一量測;在該第二金屬層沉積在該基板上之後將該基板移送至化學機械拋光設備之承載頭;在該化學機械拋光設備中使用第二x射線監視系統來進行該基板上第二金屬量之第二量測;比較該第一量測與該第二量測以確定差異;及基於該差異調整該拋光設備之拋光終點或拋光參數。
在另一態樣中,一種拋光設備包括:第一拋光站; 第二拋光站;移送站;承載頭,經設置來接收基板且將該基板按序輸送至該第一拋光站、該第二拋光站及該移送站;x射線監視系統;及控制器。該x射線監視系統具有位於該第二拋光站中、介於該第一拋光站與該第二拋光站之間,或介於該第二拋光站與該移送站之間的探針。該控制器經設置來接收在第一金屬層沉積在基板上之後且在第二金屬層沉積在該基板上之前進行的該基板上第一金屬量之第一量測,在該第二金屬層沉積在該基板上之後自該x射線監視系統接收該基板上一第二金屬量之一第二量測;比較該第一量測與該第二量測以確定一差異,且基於該差異調整該拋光設備之一拋光終點或一拋光參數。
任一態樣之實施方案可包括以下特徵中之一或更多個。可在第一拋光操作中拋光該基板之該第二金屬層,直至暴露該下層材料之表面且金屬特徵結構剩餘在該下層材料中之凹部中為止。可在第二拋光操作中拋光該等金屬特徵結構及該下層材料。拋光直至暴露該下層材料之該表面為止可在該化學機械拋光設備之第一拋光站處執行,且拋光該等金屬特徵結構及該下層材料可在該化學機械拋光設備之第二拋光站處執行。進行該第二量測可包括使用位於該第二拋光站中之該第二x射線監視系統之探針在拋光該等金屬特徵結構及該下層材料期間監視該基板。進行該第二量測可包括使用位於該第一拋光站與該第二拋光站之間的該第二x射線監視系統之探針監視該基板。進行該第二量測可包括使用位於該第二拋光站與移送站之間的該第二x射線監視系統之探針監視 該基板。可在該第一拋光站中使用原位光學監視系統偵測該下層材料之暴露。進行該第二量測可包括在該第一拋光操作之後且在該第二拋光操作之前使用該第二x射線監視系統監視該基板。可基於該差異調整該第二拋光操作之拋光參數。進行該第二量測可包括在該第二拋光操作之後使用該第二x射線監視系統監視該基板。可基於該差異確定是否重加工該基板。可接收在該第一金屬層沉積在該基板上之後且在該第二金屬層沉積在該基板上之前藉由該第一x射線監視系統進行的該基板上複數個不同位置處之該第一金屬量之複數個第一量測。可確定該第二量測之位置,且可確定該等複數個第一量測量測中之哪一個處於來自該等複數個不同位置之對應位置處。
某些實施方案可包括以下優點中之一或更多個。可確定基板上之金屬量,例如,基板上金屬接線之厚度。此值可用來控制拋光,使得可降低接線電阻之晶圓內不一致性(within-wafer non-uniformity;WIWNU)及/或晶圓至晶圓不一致性(wafer-to-wafer non-uniformity;WTWNU)。
D‧‧‧厚度
10‧‧‧基板
12‧‧‧半導體晶圓
14‧‧‧最外介電層/介電層
16‧‧‧金屬特徵結構/金屬層
18‧‧‧層堆疊
20‧‧‧金屬區部
22‧‧‧金屬特徵結構
100‧‧‧拋光設備
106‧‧‧平臺
108‧‧‧托架/軌道
110‧‧‧拋光墊
112‧‧‧外拋光層
114‧‧‧較軟背托層
118‧‧‧孔口
120‧‧‧可旋轉盤形平臺/平臺
120a‧‧‧第一平臺
120b‧‧‧第二平臺/平臺
121‧‧‧馬達
124‧‧‧驅動軸
125‧‧‧軸線/中心軸線
130‧‧‧埠
132‧‧‧拋光液體
140‧‧‧承載頭
142‧‧‧固定環
144‧‧‧撓性膜狀物
146a‧‧‧腔室
146b‧‧‧腔室
146c‧‧‧腔室
150‧‧‧支撐結構/迴轉料架
152‧‧‧驅動軸
154‧‧‧承載頭旋轉馬達
155‧‧‧軸線/中心軸線
160‧‧‧原位x射線監視系統/x射線監視系統/按序x射線監視系統/按序監視系統/監視系統
162‧‧‧x射線源
164‧‧‧x射線偵測器/偵測器
166‧‧‧電路系統
170‧‧‧x射線束
172‧‧‧凹部
174‧‧‧外殼
176‧‧‧視窗
182‧‧‧致動器系統
190‧‧‧控制器
200‧‧‧原位光學監視系統
400‧‧‧方法
410~460‧‧‧步驟
第1圖圖示拋光設備之實例的示意性橫截面圖。
第2圖圖示按序x射線量測站之實例的示意性橫截面圖。
第3A圖至第3C圖圖示基板在拋光製程中之不同時間處的示意性橫截面圖。
第4圖為用於控制拋光操作之方法的流程圖。
第5圖圖示具有多個平臺之拋光系統的示意性俯視圖。
第6圖圖示具有多個平臺之拋光系統之另一實施方案的示意性俯視圖。
第7圖圖示在承載頭中具有偵測器之x射線監視系統的示意性橫截面圖。
第8圖圖示在承載頭中具有x射線源之x射線監視系統的示意性橫截面圖。
在各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。
在許多半導體製造技術中,金屬接線安置在介電層中。例如,可在介電層中蝕刻凹部,可沉積金屬以充滿凹部且覆蓋介電層,且接著可往回拋光金屬以暴露介電層之上表面,從而使金屬充滿凹部以提供金屬接線。
一個潛在的問題為可能沒有很好地控制凹部之深度,從而導致基板上或基板至基板的金屬接線之深度變化。另外,在可見光、紅外光及紫外光範圍內之光學監視技術可能不提供金屬接線之深度之精確量測。不限於任何特定理論,金屬之消光係數可充分地高,使得反射率將不取決於金屬厚度,且凹部之深度可能不是密切地與介電層之深度相互關聯。
用於控制拋光操作之一種監視技術將使用x射線技術,例如x射線螢光(x-ray fluorescence;XRF)或x射線吸收 (x-ray absorption;XRA),以便確定基板上之金屬(例如銅)之量。特定言之,可確定指示基板上之金屬接線(例如銅接線)之深度之值。此資訊用來提供拋光製程之原位控制或批次控制,例如,控制拋光時間及/或拋光壓力。關於基板上之特徵,術語「厚度」或「深度」用來代表垂直於基板表面之尺寸,而術語「寬度」用來代表平行於基板表面之尺寸。
第1圖圖示拋光設備100之拋光站的實例。拋光設備100包括可旋轉盤形平臺120,拋光墊110位於該可旋轉盤形平臺上。平臺係可操作的,以圍繞軸線125旋轉。例如,馬達121可轉動驅動軸124以旋轉平臺120。拋光墊110可為具有外拋光層112及較軟背托層114之雙層拋光墊。
拋光設備100可包括埠130以將諸如漿料之拋光液體132分配至拋光墊110上至墊。拋光設備亦可包括拋光墊調和器以磨損拋光墊110來將拋光墊110維持在一致的磨料狀態中。
拋光設備100包括一或更多承載頭140。每一承載頭140皆係可操作的,以固持基板10抵靠拋光墊110。每一承載頭140皆可具有對與每一各別基板相關聯之拋光參數(例如壓力)之獨立控制。
特定言之,每一承載頭140皆可包括固定環142以將基板10保持在撓性膜狀物144下方。每一承載頭140亦包括藉由膜狀物界定之複數個獨立可控制的可加壓腔室,例如三個腔室146a至146c,該等複數個獨立可控制的可加壓腔室可施加獨立可控制的加壓至撓性膜狀物144上之關聯區域且 因此施加獨立可控制的壓力至基板10上。儘管在第1圖至第2圖中為易於圖解說明僅圖示三個腔室,但是可存在一個或兩個腔室、或四個或更多個腔室,例如,五個腔室。
每一承載頭140皆自支撐結構150(例如,迴轉料架或軌道)懸吊,且藉由驅動軸152連接至承載頭旋轉馬達154,使得承載頭可圍繞軸線155旋轉。視需要,每一承載頭140皆可藉由迴轉料架自身之旋轉振蕩或藉由沿軌道支撐承載頭140之托架108(參見第2圖)之運動來例如在迴轉料架150上之滑件上橫向振盪。在操作中,使平臺圍繞平臺之中心軸線125旋轉,且使每一承載頭圍繞承載頭之中心軸線155旋轉並且橫向平移越過拋光墊之頂表面。
在一些實施方案中,拋光設備包括原位x射線監視系統160,該原位x射線監視系統可用來監視拋光基板之進展。例如,如第1圖中所示,x射線監視系統160之探針可經安裝且隨著平臺120旋轉。或者,x射線監視系統之探針可在平臺下方,且可固定在承載頭下方之適當定位中;可在每當平臺中之孔口旋轉至承載頭與探針之間的定位中時進行量測。
在一些實施方案中,在第2圖中圖示,拋光設備包括按序x射線監視系統160。按序x射線監視系統160之探針可定位在兩個拋光站之間,在拋光站與移送站之間,或在移送站內。按序監視系統160之探針可支撐在平臺106上,且可定位在承載頭之路徑上。
參閱第1圖及第2圖,在原位實施方案或按序實施 方案中之任一者中,x射線監視系統160可包括x射線源162、x射線偵測器164及用於在例如電腦之控制器190與x射線源162及x射線偵測器164之間發送及接收訊號之電路系統166。
x射線源162可產生x射線束170,該x射線束衝擊在量測點中之基板10之表面。x射線源162可為習知x射線發射器管,例如,銠(Rh)、金(Au)或鉭(Ta)之陽極。x射線源162可產生波長在0.008nm與8nm之間(能量在0.12keV與120keV之間)的x射線。x射線束170可以相對於法線例如介於1°與85°之間的角度衝擊基板10之表面。
在一些實施方案中,x射線束170引起基板材料之x射線螢光(XRF),該x射線螢光可藉由x射線偵測器164偵測。一般而言,對於正確選擇之波長,熒光之強度隨著材料(例如金屬)之量而增加。x射線螢光量測射頻(radio frequency;RF)可以能量分散模式或以波長分散模式傳導。在能量分散模式中,藉由發熒光材料發射之x射線在未使用光柵來分散輻射(如波長分散模式中進行的)的情況下經導向至固態偵測器上。能量散射模式量測光子能量。波長分散模式量測良好界定之狹窄波長範圍之能量。
在一些實施方案中,x射線藉由基板之材料反射,且偵測在特定波長處之x射線之吸收。
在一些實施方案中,x射線偵測器164為x射線光譜儀。光譜儀為用於量測電磁光譜之一部分上之光之強度的光學儀器。x射線光譜儀之典型輸出為與能量(或波長或頻率)有關之光之強度。
x射線源162及x射線偵測器164可定位在平臺中之凹部172中或封閉在外殼174中。由對x射線大體上透明的材料(例如,玻璃)形成之視窗176可用來密封凹部172或外殼174,以防止漿料或其他污染物損壞監視系統160之部件。在操作中,x射線束170經導向穿過視窗176,且藉由基板10反射或發熒光之x射線經由視窗176行進回到偵測器164。x射線源162、x射線偵測器164及視窗176構成用於監視系統160之探針。
在x射線監視系統160用作原位監視系統的情況下,孔口118可形成於拋光墊110中。孔口與視窗176對準。然而,在一些實施方案中,例如,取決於x射線源162之功率及拋光墊110之吸收率,x射線束170可直接行進穿過墊110且無需孔口118。
若x射線源162安裝在平臺120中,則由於平臺之旋轉,當x射線源162在承載頭140下方行進時,監視系統可以取樣頻率進行量測,使得在橫越基板10之電弧中之位置處採取量測。
若監視系統160為按序監視系統,則外殼174可支撐在致動器系統182上,該致動器系統經設置以在平行於基板表面之平面中橫向移動x射線源162。致動器系統182可為XY致動器系統,該XY致動器系統包括兩個獨立的線性致動器以沿兩個正交軸線獨立地移動探針180。在一些實施方案中,不存在致動器系統182,且x射線源162保持靜止(相對於平臺106),而承載頭126移動以使藉由監視系統160量測 之點在基板上橫越一路徑。例如,承載頭140可旋轉,同時承載頭140橫向平移(由於托架108沿軌道108之運動或由於迴轉料架之旋轉),藉此使藉由監視系統160監視之點越過基板10橫越一螺旋路徑。
在一些實施方案中,監視系統160包括用以調整x射線源162及/或偵測器164相對於平臺106之頂表面或相對於承載頭140之垂直高度的機構。
如以上所述,x射線源162及x射線偵測器164可連接至計算裝置,例如,控制器190,該計算裝置係可操作的,以控制該x射線源及該x射線偵測器之操作且接收其訊號。計算裝置可包括位於拋光設備附近之微處理器,例如,可程式化電腦。在操作中,控制器190可接收由偵測器164接收之例如攜帶描述x射線之強度(例如,x射線之光譜)之資訊的訊號。
一般而言,x射線螢光之波長係材料特定的。另外,在特定波長處之x射線螢光之強度通常與存在之材料之量成比例。藉由選擇金屬(例如,銅)發熒光之波長,可確定基板上量測點中之金屬量。
一般而言,x射線吸收之波長亦係材料特定的。另外,在特定波長處之x射線之吸收通常與存在之材料之量成比例。藉由選擇金屬(例如,銅)吸收之波長,可確定基板上量測點中之金屬量。
若基板上不存在其他金屬層,則正監視之區域中(亦即,量測點中)之金屬總量將與量測點中金屬接線之厚度成 比例。然而,在待拋光之層下方通常存在安置在基板上之其他金屬層。一個問題為其他金屬層有助於x射線螢光之強度及/或吸收,從而使金屬接線厚度不確定。
例如,參閱第3C圖,典型基板10可包括半導體晶圓12及最外介電層14,在該最外介電層中形成金屬特徵結構16,例如,接線。包括一或更多額外層之層堆疊18在最外介電層14與半導體晶圓12之間。層堆疊18可包括金屬區部20。如以上所述,拋光操作之典型目標為拋光最外介電層14及金屬特徵結構16兩者,使得金屬特徵結構16在基板內及基板與基板之間皆具有一致厚度D。
一個方法將在形成金屬特徵結構16之前量測存在於基板上之金屬量。例如,可在形成金屬特徵結構16之前在基板10上多個點處量測x射線螢光之強度。例如,可在形成且平坦化層堆疊18之後,但在沉積介電層14之前量測基板10。可自在形成金屬特徵結構16之前的量測之訊號強度減去在形成金屬特徵結構16之後的量測之訊號強度。剩餘訊號將指示金屬特徵結構16中之金屬量,且因此指示金屬特徵結構16之厚度。
第4圖展示出用於控制產品基板之拋光操作之方法400的流程圖。最初,在形成金屬特徵結構之前,x射線監視系統--第一x射線監視系統--用來進行在對應於金屬特徵結構之材料之波長處之x射線輻射強度之至少一個量測(步驟410)。可在基板上之位置中之第一位置處進行量測。可在沉積且平坦化下層層堆疊之後,但在金屬層沉積於基板上之 前進行量測。可在沉積最外介電層之前或之後,且在將凹部蝕刻至最外介電層中之前或之後進行量測。
基板之製造继续進行。例如,最外介電層經沉積然後經蝕刻以形成凹部。最終,將金屬層沉積在基板上(步驟420)。如第3A圖中所示,金屬層16充滿凹部,但通常亦覆蓋介電層14之頂表面。因此,可往回拋光金屬層直至暴露可為介電層或阻障層之下層為止(步驟430)。如第3B圖中所示,介電層14之頂表面係大體上清潔的(可剩餘有少量金屬殘留物)。此舉使金屬留在凹部中,因此形成金屬特徵結構22。
在一些實施方案中,在拋光設備之第一拋光站處執行用以暴露下層之金屬層之塊拋光。下層之暴露可在第一拋光站處使用原位光學感測器偵測。在第一拋光站處之拋光可在偵測下層之暴露時暫停。
在形成金屬特徵結構之後的一些點處,x射線監視系統--第一x射線監視系統--用來進行至少一個量測(步驟440)。例如,在偵測下層之暴露之後,可將基板輸送至按序監視站,例如,第2圖之x射線監視系統160。按序監視站可定位在第一拋光站與第二拋光站之間。在一些實施方案中,在基板上之第二複數個位置處進行複數個量測。第二位置中至少一些對應於第一位置。因此,第二複數個位置可為或可包括第一複數個位置之子集。
在一些實施方案中,使用第一x射線監視系統之探針進行的量測軌跡為基板上與第二x射線監視系統之探針相 同的路徑。在此狀況下,可能簡單地藉由量測之計時使第二複數個位置之定位與第一位置相互關聯。
在一些實施方案中,第一x射線監視系統之探針在基板上進行比第二x射線監視系統更大數目之量測。例如,第一x射線監視系統可進行越過基板一致地間隔之量測。在此狀況下,可例如藉由基於編碼器訊號計算量測之定位來確定藉由第二x射線監視系統進行的基板上之量測之位置。控制器可確定哪些量測處於對應位置處。
x射線監視系統量測在對應於金屬特徵結構之材料之波長處的x射線強度。對於具有對應的第一位置之第二位置中的至少一個,自來自形成金屬特徵結構之後的量測之訊號強度減去來自形成金屬特徵結構之前的量測之訊號強度。此舉留下將隨著位置中之金屬特徵結構之厚度按比例縮放之差異值。視需要,可例如藉由參閱查找表或離散函數(例如,線性函數)將差異值轉換成厚度值。
在一些實施方案中,第一x射線監視系統之探針用來進行越過基板一致地分佈之多個量測,且自彼等量測計算平均值。然後,在使用第二x射線監視系統之原位監視期間,將在拂掠期間進行之量測一起求平均。可將出自來自第二x射線監視系統之量測之平均值與出自來自第一x射線監視系統之量測之平均值相比。差異應隨著越過基板之金屬特徵結構之平均厚度按比例縮放。
可基於自步驟440輸出之值-差異值或厚度值-及金屬特徵結構之目標厚度來計算(步驟450)拋光參數,例如, 拋光時間或壓力。
然後使基板經受使用所計算拋光參數之第二拋光步驟(步驟460)。在一些實施方案中,在拋光設備之第二拋光站處執行此拋光步驟。因為拋光參數係基於金屬特徵結構之厚度,所以可改良金屬特徵結構厚度之晶圓內及/或晶圓至晶圓一致性,且因此改良接線電阻之晶圓內及/或晶圓至晶圓一致性。
在可替代以上方法或除以上方法之外的一些實施方案中,使用x射線監視系統原位(亦即,在正在拋光基板時)監視基板。在此狀況下,可例如基於來自驅動平臺及承載頭之馬達之編碼器訊號來計算藉由原位監視系統進行的量測在基板上之定位。自來自在位置進行的原位量測之訊號強度減去來自在形成金屬特徵結構之前於位置處進行的量測之訊號強度,以產生將與位置中之金屬特徵結構之厚度成比例之差異值。拋光操作因此可使用原位量測之值來控制。
在可替代以上方法中之任一個或除以上方法中之任一個之外的一些實施方案中,在拋光金屬接線之後於按序x射線監視系統處監視基板。此方法類似於第一方法之處在於:在自來自在已拋光金屬特徵結構之後於位置處進行的量測之訊號強度減去來自在形成金屬特徵結構之前於位置處進行的量測之訊號強度。此舉留下將與位置中之金屬特徵結構之厚度成比例之差異值。若值指示金屬特徵結構過厚,則可將基板送回拋光站以用於重加工。替代地或另外,值可在反饋演算法中用來調整拋光參數以用於拋光站處之後續基板。
在一些實施方案中,多平臺拋光系統可包括一個平臺中之光學監視系統及另一平臺中或介於平臺之間的x射線監視系統。多平臺拋光系統之實例描述於美國專利第5,738,574號及2013年3月8日申請之美國申請案第13/791,617號中,該美國專利及該美國申請案中每一者以引用方式併入本文。
例如,參閱第5圖,在一些實施方案中,拋光設備100包括具有第一平臺120a之第一拋光站及具有第二平臺120b之第二拋光站。第一拋光站包括原位光學監視系統200,該原位光學監視系統使用可見光,例如,可見光光譜測定法系統。原位監視系統之實例描述於美國專利公開案第2012-0026492號中,該美國專利公開案以引用之方式併入本文。第二拋光站包括x射線監視系統160,該x射線監視系統例如定位在如以上參閱第1圖所述之平臺120b中。
如另一實例,參閱第6圖,在一些實施方案中,拋光設備100包括具有第一平臺120a之第一拋光站及具有第二平臺120b之第二拋光站。第一拋光站包括原位光學監視系統200,該原位光學監視系統使用可見光,例如,可見光光譜測定法系統。原位監視系統之實例描述於美國專利公開案第2012-0026492號中,該美國專利公開案以引用之方式併入本文。x射線監視系統160定位在第一拋光站與第二拋光站之間,例如,如以上參閱第2圖所述在第一平臺120a與第二平臺120b之間。
在一些實施方案中,x射線監視系統使用x射線吸 收。例如,參閱第7圖,x射線源162可導向x射線束穿過基板10,該基板由承載頭140固持至偵測器164,該偵測器固持在承載頭140中。或者,參閱第8圖,由承載頭140固持之x射線源162可將x射線束自基板之頂側,穿過基板10,導向至固持在平臺或按序監視站中之偵測器164。在任一佈置中,在特定波長處之x射線之吸收通常與存在之材料之量成比例。
本發明之實施例及在此說明書中所述之功能性操作中之全部可實施於數位電子電路系統中,或實施於電腦軟體、韌體或硬體中,包括在此說明書揭露之結構手段及其結構等效物,或實施於上述各者之組合中。本發明之實施例可實施為一或更多電腦程式產品,亦即,有形地實施於機器可讀儲存媒體中之一或更多電腦程式,以用於由資料處理設備執行,或控制資料處理設備之操作,該資料處理設備例如可程式化處理器、電腦或多個處理器或電腦。電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟件應用程式或編碼)可以任何形式之程式設計語言(包括編譯語言或解譯語言)來撰寫,且電腦程式可以任何形式佈署,包括作為獨立程式或作為模組、部件、次常式或適合於在計算環境中使用之其他單元。電腦程式未必對應於檔案。程式可儲存在存放其他程式或資料之檔案之一部分中,在專門針對詢問中之程式之單個檔案中,或在多個協調檔案(例如,儲存一或更多模組、子程式或編碼之部分之檔案)中。電腦程式可被佈署成將在一個電腦上或在一個地點處或越過多個地點分散且由通訊網路互連之多個電腦 上執行。
在此說明書中所述之程序及邏輯流程可藉由一或更多可程式化處理器執行,該一或更多可程式化處理器藉由對輸入資料操作及產生輸出來執行一或更多電腦程式以執行功能。程序及邏輯流程亦可藉由專用邏輯電路系統來執行,且設備亦可實施為專用邏輯電路系統,該專用邏輯電路系統例如場可程式化閘陣列(field programmable gate array;FPGA)或特定應用集體電路(application specific integrated circuit;ASIC)。
以上所述拋光設備及方法可應用於各種拋光系統中。拋光墊或承載頭,或兩者可移動以提供拋光表面與基板之間的相對運動。例如,平臺可繞軌道而行而非旋轉。拋光墊可為緊固至平臺之圓形(或一些其他形狀的)墊。終點偵測系統之一些態樣可適用於線性拋光系統,例如,在拋光墊為線性移動之連續帶子或捲盤至捲盤帶子的情況下。拋光層可為標準(例如,有或者沒有填料之聚氨基甲酸酯)拋光材料、軟材料或固定磨料材料。使用相對定位之術語;應理解拋光表面及基板可固持於垂直定向或某一其他定向中。
已描述本發明之特定實施例。其他實施例在以下申請專利範圍之範疇內。
400‧‧‧方法
410~460‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種控制一拋光操作之方法,該方法包含以下步驟:接收在一第一金屬層沉積在一基板上之後且在一第二金屬層沉積在該基板上之前藉由一第一x射線監視系統進行的該基板上一第一金屬量之一第一量測;在該第二金屬層沉積在該基板上之後將該基板移送至一化學機械拋光設備之一承載頭;拋光該第二金屬層;在拋光該第二金屬層的至少一部分後,在該化學機械拋光設備中使用一第二x射線監視系統來進行該基板上一第二金屬量之一第二量測;比較在該第二金屬層沉積之前所做的該第一量測與在該第二金屬層沉積之後且該第二金屬層的至少一部分被拋光之後所做的該第二量測以確定一差異;及基於該差異調整該拋光設備之一拋光終點或一拋光參數。
  2. 如請求項1所述之方法,該方法包含以下步驟:在一第一拋光操作中拋光該基板之該第二金屬層,直至暴露一下層材料之一表面且金屬特徵結構剩餘在該下層材料中之凹部中為止。
  3. 如請求項2所述之方法,該方法包含以下步驟:在一第二拋光操作中拋光該等金屬特徵結構及該下層材料。
  4. 如請求項3所述之方法,其中拋光直至暴露該下層材料之該表面為止之步驟係在該化學機械拋光設備之一第一拋光站處執行,且拋光該等金屬特徵結構及該下層材料之步驟係在該化學機械拋光設備之一第二拋光站處執行。
  5. 如請求項4所述之方法,其中進行該第二量測之步驟包含以下步驟:使用位於該第二拋光站中之該第二x射線監視系統之一探針在拋光該等金屬特徵結構及該下層材料期間監視該基板。
  6. 如請求項4所述之方法,其中進行該第二量測之步驟包含以下步驟:使用位於該第一拋光站與該第二拋光站之間的該第二x射線監視系統之一探針監視該基板。
  7. 如請求項4所述之方法,其中進行該第二量測之步驟包含以下步驟:使用位於該第二拋光站與一移送站之間的該第二x射線監視系統之一探針監視該基板。
  8. 如請求項4所述之方法,該方法包含以下步驟:在該第一拋光站中使用一原位光學監視系統偵測該下層材料之暴露。
  9. 如請求項3所述之方法,其中進行該第二量測之步驟包含以下步驟:在該第一拋光操作之後且在該第二拋光操作之前使用該第二x射線監視系統監視該基板。
  10. 如請求項9所述之方法,該方法包含以下步驟:基於該差異調整該第二拋光操作之一拋光參數。
  11. 如請求項3所述之方法,其中進行該第二量測之步驟包含以下步驟:在該第二拋光操作之後使用該第二x射線監視系統監視該基板。
  12. 如請求項11所述之方法,該方法包含以下步驟:基於該差異確定是否重加工該基板。
  13. 如請求項1所述之方法,該方法包含以下步驟:接收在該第一金屬層沉積在該基板上之後且在該第二金屬層沉積在該基板上之前藉由該第一x射線監視系統進行的該基板上複數個不同位置處之該第一金屬量之複數個第一量測。
  14. 如請求項13所述之方法,該方法包含以下步驟:確定該第二量測之一位置及確定該等複數個第一量測中之哪一個處於來自該等複數個不同位置的一對應位置處。
  15. 一種拋光設備,該設備包含: 一第一拋光站;一第二拋光站;一移送站;一承載頭,經設置來接收一基板且將該基板按序輸送至該第一拋光站、該第二拋光站及該移送站;一x射線監視系統,具有位於該第二拋光站中、介於該第一拋光站與該第二拋光站之間,或介於該第二拋光站與該移送站之間的一探針;及一控制器,經設置來接收在一第一金屬層沉積在該基板上之後且在一第二金屬層沉積在該基板上之前進行的該基板上一第一金屬量之一第一量測,在該第二金屬層沉積在該基板上且在該第二金屬層的至少一部分被拋光之後自該x射線監視系統接收該基板上一第二金屬量之一第二量測;比較在該第二金屬層沉積之前所做的該第一量測與在該第二金屬層沉積之後且該第二金屬層的至少一部分被拋光之後所做的該第二量測以確定一差異,且基於該差異調整該拋光設備之一拋光終點或一拋光參數。
  16. 如請求項15所述之設備,其中該控制器經設置以使該設備拋光該基板之該第二金屬層,直至暴露一下層材料之一表面且金屬特徵結構剩餘在該第一拋光站處的該下層材料中之凹部中為止。
  17. 如請求項16所述之設備,其中該控制器經設置以使該設 備拋光在該第二拋光站處的該下層材料。
  18. 如請求項15所述之設備,其中該x射線監視系統的該探針位於該第二拋光站。
  19. 如請求項15所述之設備,其中該x射線監視系統的該探針位於該第一拋光站及該第二拋光站之間。
  20. 如請求項15所述之設備,其中該x射線監視系統的該探針位於該第二拋光站及該移送站之間。
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