TWI633969B - 化學機械硏磨之方法及系統 - Google Patents

化學機械硏磨之方法及系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI633969B
TWI633969B TW103145707A TW103145707A TWI633969B TW I633969 B TWI633969 B TW I633969B TW 103145707 A TW103145707 A TW 103145707A TW 103145707 A TW103145707 A TW 103145707A TW I633969 B TWI633969 B TW I633969B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thickness
cmp
chemical mechanical
optical signal
mechanical polishing
Prior art date
Application number
TW103145707A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201544242A (zh
Inventor
曾衍迪
鄭彥威
忠一 牟
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW201544242A publication Critical patent/TW201544242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI633969B publication Critical patent/TWI633969B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

一個或多個方法或系統，用於執行化學機械式研磨(CMP)。該系統包括至少一個發射器、一檢測器、一光譜信號產生器、一比較器、一光譜庫、一控制器或一CMP裝置。一光譜信號被產生，並用於確定形成在或自一晶片之一第一材料的厚度，藉由將該光譜信號與該光譜庫進行比較。響應於該厚度不等於該預定厚度，該控制器指示該CMP裝置執行旋轉，以削減該第一材料的該厚度。在此之系統和方法提高CMP的靈敏度，使得該第一材料的該厚度被減小以較佳的準確度和精度，相比於沒有在連續旋轉之間測量晶片的厚度。

Description

化學機械研磨之方法及系統
本揭露係有關於一種，特別係有關於一種晶圓製程方法，特別係有關於與化學機械式研磨有關之晶圓製程方法。
當在晶圓上製作半導體裝置的過程中，化學機械式研磨(CMP)用於透過化學和/或機械力，對晶圓的表面進行研磨。例如，晶圓可以被研磨以準備在晶圓上形成新的材料層。在研磨的一例子中，晶圓可以固定於一研磨頭，用以夾持並旋轉晶圓(例如，真空壓力可以被用來將晶圓固定在研磨頭)。研磨頭可在研磨期間對晶圓以朝向研磨墊的方向施加力量。研磨頭可旋轉晶圓，使其抵接可轉動的研磨墊，以對晶圓施加機械力，以去除材料和/或甚至晶圓之不規則表面形狀，例如。在一例子中，化學品，如研磨液(如，膠體)，可以在研磨期間施加到研磨墊。以作為溶劑，其有助於減少在晶圓的表面上的非均勻性。
一種方法，用以進行化學機械式研磨(CMP)，包括以下步驟。首先，在一第一時間透過一第一光譜信號得到該半導體裝置的一第一材料的一厚度，該第一材料的該厚度在該 第一時間對應於一第一厚度。再，比較該第一厚度與該第一材料的一預定厚度。然後，響應於該第一厚度不對應於該預定厚度，從而提供一第一指令以對該第一材料的該厚度執行一第一削減，透過施行化學機械式研磨(CMP)於該第一材料，使得該第一材料的該厚度對應一第二厚度在該第一時間之後的一第二時間，該第一削減發生於該CMP相關聯的一第一旋轉期間。以及，獲取，在提供一第二指令以執行與該CMP相關聯的一第二旋轉之前，該第一材料的厚度透過一第二光譜信號的厚度，以確定該第二厚度。
一種系統，用於執行化學機械研磨(CMP)，包括一發射部件、一檢測器部件、一光譜信號產生部件以及一比較器部件。發射部件用於提供一光信號至該半導體裝置的一第一材料。檢測器部件用於檢測從該第一材料來的一變化光信號，其中該光信號是基於與該第一材料之交互作用而變化，以產生該變化光信號。光譜信號產生部件用於產生基於該變化光信號之一光譜信號。比較器部件用於將該光譜信號與一光譜庫進行比較，以確定該第一材料的一厚度。
100‧‧‧方法
102、104、106、108、110、112‧‧‧步驟
202‧‧‧鰭片
204‧‧‧第一材料
205‧‧‧厚度
206a‧‧‧厚度
206b‧‧‧厚度
208a‧‧‧厚度
208b‧‧‧厚度
212a、238a‧‧‧初始光信號
212b‧‧‧第一光信號
212c‧‧‧第二光信號
214a‧‧‧變化光信號
214b‧‧‧第一變化光信號
214c‧‧‧第二變化光信號
220‧‧‧頂表面
222‧‧‧晶圓
224‧‧‧底表面
232‧‧‧發射器
234‧‧‧檢測器
236‧‧‧光譜信號產生器
238b‧‧‧第一光譜信號
238c‧‧‧第二光譜信號
240‧‧‧比較器
242‧‧‧光譜庫
244‧‧‧控制器
300‧‧‧CMP裝置
306‧‧‧研磨頭
308‧‧‧殼體
324‧‧‧研磨液
326‧‧‧研磨墊
328‧‧‧板
330‧‧‧本體
根據以下的詳細說明並配合所附圖式做完整揭露。應注意的是，根據本產業的一般作業，圖示並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸，以做清楚的說明。
第1圖係為一流程圖，顯示執行化學機械式研磨(CMP)的方法，根據一些實施例。
第2圖係顯示CMP的執行，根據一些實施例。
第3圖係顯示CMP的執行，根據一些實施例
第4圖係顯示CMP的執行，根據一些實施例。
第5圖係顯示CMP的執行，根據一些實施例。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露書敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與第二特徵可能未直接接觸的實施例。另外，以下揭露書不同範例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
此外，其與空間相關用詞。例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞也可依此相同解釋。
在此提供至少一或多個方法用於執行化學機械研 磨(CMP)或，一或多個系統用於執行化學機械研磨。
第1圖係顯示一方法100，進行化學機械式研磨(CMP)。第2-4圖係顯示CMP於製造之不同階段的表現。根據一些實施例，如第5圖所顯示的，CMP裝置300包括研磨頭306，用於研磨或研磨一晶圓222，並和通過使用化學物質或機械力兩者中的至少其一，以從該晶圓222移除材料以研磨晶圓222。在一些實施例中，研磨頭306以朝向研磨墊326的方向對晶圓222施加力，並旋轉，藉此旋轉發生於當研磨頭306，且因此晶圓222耦合研磨頭306時，完成大約一個360度的旋轉。在一些實施例中，第一材料204的厚度，如第2-4圖所示，於研磨頭306的連續旋轉之間獲得，透過使用光譜信號，藉此一旦預定厚度達成，一指令停止CMP裝置300的CMP製程。在一些實施例中，獲得該第一材料204之厚度於研磨頭306的連續旋轉之間，並且因此晶圓222附著於研磨頭306，提高了CMP的敏感度，使得第一材料204的厚度以較佳的準確度和精確度被減小，相較於在研磨頭306連續旋轉時，不測量的一種或多種材料的厚度，從而晶圓附著於其上的系統及方法。
在102，第一材料204的初始厚度205和208a是透過初始光譜信號中獲得，如第2圖所示。在一些實施例中，第一材料204的初始厚度205和208a相對應於第一材料204的初始時間的厚度。在一些實施例中，該初始厚度205和206a是從鰭片202的頂表面220測量到第一材料204的頂表面。在一些實施例中，初始厚度205和208a是從該鰭片202的底表面224測量到第一材料204的頂表面。在一些實施例中，第一材料204是在鰭片 202之上，該鰭片202包括矽。在一些實施例中，第一材料204包括多層的材料，例如氧化層上的銅層。在一些實施例中，第一材料204和鰭片202形成於晶圓222之上或形成晶圓222。在一些實施例中，用於執行CMP的系統230，獲得第一材料204的厚度，並且提供指令以停止進行第一材料204的CMP，或進一步通過CMP減小第一材料204的厚度。在一些實施例中，系統230包括一發射器232部件、檢測器234部件、光譜信號產生器236部件，一比較器240部件，一光譜庫242部件，控制器244部件以及CMP裝置300，如第5圖所示之CMP裝置300。在一些實施例中，發射器232被配置為將光信號施加到第一材料204。在一些實施例中，發射器232發射的初始光信號212a，且初始光信號212a被施加到第一材料204。在一些實施例中，一初始變化光信號214a被檢測器234所檢測。在一些實施例中，檢測器234被配置為檢測一變化光信號。在一些實施例中，初始光信號212a是基於與該第一材料204的交互作用而發生變化，使得該初始光信號212a被轉換為初始變化光信號214a，藉由與第一材料204的交互作用。在一些實施例中，至少發射器232或探測器234包括一窗口，通過該窗口，一光信號，例如光，能夠通過。在一些實施例中，窗口是包含於研磨墊326內。在一些實施例中，檢測器234發送初始變化光信號214a至光譜信號產生器236。在一些實施例中，該光譜信號產生器236部件被配置為，基於變化光信號，產生一光譜信號。在一些實施例中，該光譜信號產生器236產生一初始光譜信號238a，其包括初始光譜信號238a的強度以及基於與第一材料204在不同波長之交互作用 的初始光信號212a變化。在一些實施例中，初始光譜信號238a的波長範圍為約400nm至約800nm之間。在一些實施例中，初始光譜信號238a包括一背景，其中包括第一雜訊，相關於光譜信號以及一種或更多種第一材料204下方的材料，諸如鰭片202，使得的第一雜訊相關的光譜信號包括一過濾器以用於過濾後來產生的光譜信號。在一些實施例中，雜訊相關的光譜信號，於後來產生的光譜信號中，移除了與第一材料204無關的光譜信號。
在一些實施例中，得到初始厚度205和208a或205和206a在初始時間，包括比較初始光譜信號238a與光譜庫242，或者更確切地說，存儲在光譜庫242的一或多個光譜信號對應於已知的材料厚度。在一些實施例中，初始光譜信號238a與光譜庫242的比較由比較器240進行。在一些實施例中，比較器240被配置為將光譜信號與光譜庫242進行比較，以確定第一材料204的厚度的。在一些實施例中，初始光信號212a的包括多個光信號，從而檢測器234檢測到多個初始變化光信號214a，使得初始光譜信號238a是多個初始變化光信號214a的平均值。在一些實施例中，光譜庫242包括已知對應於特定材料之厚度的光譜信號，以使得在第一強度的第一波形將對應於特定材料的特定厚度。
在104，該系統230提供一初始指令，透過控制器244，以對第一材料204執行CMP，以使得在CMP中執行後之第一材料204具有第一厚度208a或者206a，如第3圖所顯示的，根據一些實施例。在一些實施例中，控制器244被配置為比較第 一材料204的厚度以及一預定厚度，並控在CMP裝置300以調整第一材料204的厚度。在一些實施例中，在CMP在第一時間包括進行CMP一段預定移除時間。在一些實施例中，移除時間是基於與CMP相關聯的移除速率。在一些實施例中，移除率是透過確定一速率據此進行CMP移除一特定的材料，然後將移除速率與預定厚度相關連，以使得在較長移除時間去除較多的材料，以及在較短移除時間去除較少材料。
在106中，第一材料204的第一厚度208a或者206a，系透過第一光譜信號238b獲得，如第3圖所顯示的，根據一些實施例。在一些實施例中，第一材料204的第一厚度208a或者206a對應於第一材料204在第一時間的厚度，該第一時間在初始時間之後。在一些實施例中，第一厚度206a是從鰭片202的頂表面220測量到第一材料204的頂表面。在一些實施例中，該第一厚度208a是從鰭片202的底表面224測量到第一材料204的頂表面。在一些實施例中，發射器232發射一第一光信號212b，並且第一光信號212b被施加到第一材料204。在一些實施例中，第一變化光信號214b被檢測器234所檢測。在一些實施例中，第一光信號212b基於與該第一材料204相互作用而變化，使得第一光信號212b透過與該第一材料204相互作用而轉變為第一變化光信號214b。在一些實施例中，檢測器234向光譜信號產生器236發送第一變化光信號214b，其輸出基於該第一變化光信號214b的第一光譜信號238b。在一些實施例中，第一雜訊相關光譜信號從該第一光譜信號中被減去，以使得第一雜訊相關光譜信號移除不對應於第一材料204之第一光譜信號238b 的部分。在一些實施例中，第一光信號212b包括多個光信號，從而檢測器234檢測到多個第一變化光信號214b中，使得第一光譜信號238b是多個第一變化光信號214b的平均值。在一些實施例中，在第一時間獲得該第一厚度208a或者206a，包括將該第一光譜信號238b比較與光譜庫242進行比較。在一些實施例中，第一光譜信號238b透過比較器240而與光譜庫242進行比較，以獲得第一厚度208a或206a。
在108，該系統230比較第一厚度208a或206a以及第一材料204的預定厚度，如第3圖所示，根據一些實施例。在一些實施例中，如果第一厚度208a或者206a等於預定厚度，則不會有更多的第一材料204被刪除。
在110，該系統230，透過控制器244，響應於該第一厚度208a或者206a不對應於該預定厚度，提供了一第一指令到CMP裝置300以執行第一削減，在第一削減發生研磨頭306的第一旋轉，如第5圖所示，以使得執行第一削減後，第一材料204具有第二厚度208b的或206b，如第4圖所示，根據一些實施例。在一些實施例中，第一指令調整與CMP相關聯之研磨墊326或研磨頭306兩者至少之一的至少一旋轉速度中，如第5圖所示，至少一研磨墊326或研磨頭306所相應的壓力，CMP中之研磨液324的成分，或研磨液324相關的流量以增加或減少第一材料204的移除量。在一些實施例中，第一指令是響應於該第一厚度208a或206a和所要求的厚度之間的差。在一些實施例中，如果第一厚度208a或者206a和所要求的厚度之間的差是大的，例如約介於10奈米至約20奈米之間，該第一指令將增加材 料透過第一旋轉除去的量。在一些實施例中，如果第一厚度208a或者206a和所要求的厚度之間的差是小的，如在約介於.05奈米至10奈米之間，第一指令將降低材料由第一旋轉除去的量。在一些實施例中，與研磨墊326或研磨頭306相關聯的壓力與施加到晶圓222的力相關，使得研磨墊326接觸晶圓，以或大或小的程度。在一些實施例中，增加研磨墊326或研磨頭306至少之一的旋轉速度，增加了的旋轉過程中該第一材料204的移除量，降低研磨墊326或研磨頭306至少之一的旋轉速度，減少了的旋轉過程中該第一材料204的移除量。在一些實施例中，增加研磨墊326或研磨頭306至少之一的壓力，增大了的旋轉過程中該第一材料204的移除量，和減少研磨墊326或研磨頭306至少之一的壓力，降低了的旋轉過程中該第一材料204的移除量。在一些實施例中，增加了研磨液324的組合物的顆粒密度，增加了該第一材料204在旋轉過程中的移除量；降低研磨液324的組合物的顆粒密度，降低了第一材料204在旋轉過程中的移除量。在一些實施例中，增加了研磨液324的流速增大了旋轉過程中該第一材料204的移除量；降低研磨液324的流量減小了旋轉過程中該第一材料204的移除量。
在112，第一材料204的第二厚度208b或206b透過第二光譜信號238c獲得，如第4圖所顯示的，根據一些實施例。在一些實施例中，第一材料204的第二厚度208b或206b對應於第一材料204的厚度在一第二時間，第二時間在第一時間之後。在一些實施例中，第二厚度206b係從鰭片202的頂表面220被測量到第一材料204的頂表面上。在一些實施例中，第二厚 度208b是從鰭片202的底表面224被測量到第一材料204的頂表面上。在一些實施例中，發射器232發射的第二光信號212c，並且第二光信號212c被施加到第一材料204。在一些實施例中，第二變化光信號214c是由所檢測的檢測器234所檢測。在一些實施例中，第二光信號212c是基於與該第一材料204的相互作用所轉化，使得第二光信號212c中透過與第一材料204的交互作用轉化為該第二變化光信號214c。在一些實施例中，檢測器234發送第二變化光信號214c向光譜信號產生器236，其輸出基於該第二變化光信號214c的第二光譜信號238c。在一些實施例中，第一雜訊相關光譜信號被從該第二光譜信號中減去；使得相關第一雜訊的光譜信號從不對應於第一材料204之第二光譜信號238C被消除。在一些實施例中，該第二光信號212c包括的多個光信號，從而檢測器234檢測到多個第二變化光信號214c，使得第二光譜信號238c是多個第二變化光信號214c的平均值。在一些實施例中，獲得第二厚度208b或206b在第二時間包括將該第二光譜信號238c與光譜庫242進行比較。在一些實施例中，該第二光譜信號238c與光譜庫242之比較是由比較器240進行，以獲得第二厚度208b或206b。在一些實施例中，系統230中，透過控制器244，響應於該第二厚度208b或206b不對應於預定厚度，提供了一第二指令到CMP裝置300以執行一第二削減，第二削減發生於研磨頭306的第二次轉動。在一些實施例中，該方法108-112按照需要重複，在一旋轉，測量，旋轉，測量等的基礎上，直到該第一材料204的厚度對應於預定厚度。
第5圖係顯示CMP裝置300的一例子，其包括用於研磨或研磨該晶圓222的研磨頭306。在一些實施例中，研磨頭306包括殼體308。在一些實施例中，外殼308用於供應壓力至研磨頭306，以將晶圓222固定到本體330(例如，透過真空)並施加力到晶圓222朝向研磨墊326。在一些實施例中，驅動軸302施加旋轉力，透過一主軸304，達到殼體308以旋轉殼體308。在一些實施例中，旋轉力從殼體308被傳遞到本體330，使得本體330對研磨墊326旋轉晶圓222，其中該晶圓222被固定於本體，透過真空在一些實施例中。在一些實施例中，在研磨期間，板328對晶圓222旋轉研磨墊326。在一些實施例中，研磨墊326對研磨頭306上之晶圓222的旋轉造成機械力從晶圓222移除材料。在一些實施例中，研磨液324被添加到研磨墊326中以幫助材料的移除。
在一些實施例中，該方法100，包括：獲得該第一材料204的厚度於研磨頭306的連續旋轉之間，從而在晶圓222附接其上，增加了CMP的靈敏度，以使得該第一材料204的厚度被降低，以更佳的準確度和精確度，相比於在研磨頭306的連續旋轉之間不測量材料厚度的方法。
根據一些實施例，進行化學機械式研磨的方法(CMP)包括獲得半導體裝置的第一材料的一厚度，在第一時間透過第一光譜信號，該第一材料的厚度對應於一第一厚度在第一時間。在一些實施例中，一種形成半導體裝置的方法更包括比較該第一厚度以及該第一材料的預定厚度，並響應於不對應於預定厚度的第一厚度，提供了一第一指令以執行第一削減 第一材料的厚度，藉由對進行化學機械式研磨(CMP)，使得第一材料的厚度相對應於一第二厚度，在第一時間後之一第二時間，第一削減發生於與CMP相關聯的第一旋轉。在一些實施例中，一種形成半導體裝置的方法進一步包括獲得，在提供一第二指令以CMP執行第二旋轉之前，第一材料的厚度透過第二光譜信號確定第二厚度。
根據一些實施例，進行化學機械式研磨(CMP)的方法包括獲得半導體裝置的第一材料的一厚度，在一初始時間透過初始光譜信號，第一材料的厚度在初始時間對應於該第一材料的一初始厚度和提供一初始指令，透過在第一材料進行化學機械式研磨(CMP)進行第一削減，使得該第一材料的厚度對應一第一厚度於初始時間後的一第一時間。在一些實施例中，初始削減發生於以CMP進行的削減。在一些實施例中，一種形成半導體裝置方法進一步包括獲得，在執行CMP相關聯的第一轉動之前，第一材料厚度的透過一第一光譜信號以確定該第一厚度，並將該第一厚度與一預定厚度進行比較。在一些實施例中，形成半導體裝置的方法進一步包括，響應於該第一厚度不對應於所預定厚度，從而提供一第一指令以在第一材料上藉由CMP以執行第一削減，使得第一材料的厚度對應於第二厚度在該第一時間之後的第二時間。在一些實施例中，該第一削減發生於CMP相關聯的第一旋轉期間。在一些實施例中，一種形成半導體裝置的方法進一步包括獲得，於提供一第二指令以執行與CMP關聯的第二旋轉之前，第一材料的厚度透過第二光譜信號以確定該第二厚度。
根據一些實施例，用於執行化學機械研磨(CMP)的系統，包括一發射器部件，被配置為將光信號施加到半導體裝置的第一材料，以及一感測器部件，被配置成檢測該第一材料的變化光信號，其中該光信號的變化是基於與該第一材料相互作用，以產生變化光信號。在一些實施例中，光譜信號產生器部件被配置為產生一光譜信號，基於變化光信號和一比較器部件被配置為將光譜信號與一光譜庫進行比較，以來確定第一材料的厚度。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以從各個方面更佳地了解本揭露。本技術領域中具有通常知識者應可理解，且可輕易地以本揭露為基礎來設計或修飾其他製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與在此介紹的實施例等相同之優點。本技術領域中具有通常知識者也應了解這些相等的結構並未背離本揭露的發明精神與範圍。在不背離本揭露的發明精神與範圍之前提下，可對本揭露進行各種改變、置換或修改。
在此提供的實施例各種操作。在其中的一些或全部操作進行說明的順序不應該被解釋為暗示這些操作一定是順序相關的。替代排序可以理解具有本揭露的益處。此外，應該理解的是，並非所有的操作都必須存在於每個在此所提供的實施例。此外，將會理解的是，在一些實施例，並非所有的操作是必要的。
根據一些實施例，“部件”，“模塊”，“系統”，“接口”，和/或類似物指與計算機相關的實體，或者 是硬體，硬體和軟體，軟體的組合，或執行中的軟體。根據一些實施例中，一部件是一處理器上執行的程序，一處理器，對象，可執行文件，執行一程序，和/或一台計算機的一線程上運行的進程。根據一些實施方式，無論是在一控制器上運行的應用程序和控制器是一部件。根據一些實施例中，部件是位於一計算機上或兩個或更多計算機之間分佈的至少一。
此外，“示範性”在本文中用於表示充當實例，例子插圖等，而不一定是有具有優點的。如在本揭露中，“或”意在表示包含性“或”而不是排他性“或”。此外，“一”和“一”用在本揭露和所附的申請專利範圍一般被解釋為表示“一個或多個”，除非另有指定或從上下文中明確得知其針對於單數形式。此外，A和B中的至少一個和/或類似物通常是指A或B或A和B兩者。此外，就“包括”，“具有”，“有”，“帶有”，或其變體的程度被使用，這樣的術語旨在是包容在類似於術語“包括”的方式進行。此外，除非另有說明，“第一”，“第二”等並非旨在暗示的時間方面，空間方面中，排序等相反，這些術語僅僅用作標識符，名稱等為特徵，元件，項目，等等。例如，第一元件和第二元件通常對應於元素A和元素B或兩個不同或兩個相同的元件或相同元件。
此外，雖然本揭露已經示出並相對於一個或多個實現所述，本技術領域中具有通常知識者基於對本說明書的閱讀和理解和附圖中將想到等同的改變和修改。本揭露包括所有這樣的修改和變更，並且僅由下面的申請專利範圍限定。特別關於由上述部件(例如，元素，資源等)執行的各種功能，用 於描述這些部件的術語旨在對應，除非另有說明，任何部件執行所述部件的指定功能(例如，功能上等效)，即使結構上不等同於所揭露的結構。此外，儘管本揭露的特定特徵可能已經揭露僅相對於若干實現中的一個，這些特徵可以與其他實現的一個或多個其它特徵組合，如可能期望和有利的任何給定或特定的應用。

Claims (11)

  1. 一種化學機械研磨的方法，用以進行化學機械式研磨(CMP)，包括：在一第一時間透過一第一光譜信號得到該半導體裝置的一第一材料的一厚度，該第一材料的該厚度在該第一時間對應於一第一厚度，其中該第一厚度是響應於該第一材料的一頂表面至被該第一材料覆蓋的一鰭片之一頂表面的距離；比較該第一厚度與該第一材料的一預定厚度；響應於該第一厚度不對應於該預定厚度，從而提供一第一指令以對該第一材料的該厚度執行一第一削減，透過施行化學機械式研磨(CMP)於該第一材料，使得該第一材料的該厚度對應一第二厚度在該第一時間之後的一第二時間，該第一削減發生於該CMP相關聯的一第一旋轉期間；以及獲取，在提供一第二指令以執行與該CMP相關聯的一第二旋轉之前，該第一材料的厚度透過一第二光譜信號以確定該第二厚度，其中該第二厚度是響應於該第一材料的該頂表面至該鰭片之一底表面的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，包括得到該第一光譜信號，包括：施加一第一光信號至該第一材料；以及 檢測來自該第一材料之一第一變化光信號，其中，該第一光信號是基於與該第一材料之相互作用以產生該第一變化光信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，在一第一時間得到一半導體裝置的一第一材料的一厚度的步驟包括將該第一光譜信號與一光譜庫進行比較。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，包括得到該第二光譜信號，包括：施加一第二光信號至該第一材料；以及檢測來自該第一材料之一第二變化光信號，其中，該第二光信號是基於與該第一材料之相互作用以產生該第二變化光信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，在以一第二光譜信號得到一第一材料的一厚度的步驟包括將該第二光譜信號與一光譜庫進行比較。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，包括：獲得該第一材料在初始時間的該厚度，在該第一時間之前，透過一初始光譜信號，該第一材料在該初始時間的該厚度對應於該第一材料的一初始厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，得到一半導體裝置的一第一材料的一厚度在一第一時間的步驟包括從該第一光譜信號減去一第一雜訊相關光譜信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨的方法，提供一第一指令的步驟包括提供一指令，以調節以下至少一項： 與該CMP相關聯的一研磨墊或一晶圓載體至少其一的旋轉速度；該研磨墊或該晶圓載體至少其一所相關聯的一壓力；與該CMP相關聯之一研磨液的一成分；或與該研磨液相關聯的一流量。
  9. 一種化學機械研磨的方法，用以執行化學機械研磨(CMP)，包括：在一初始時間透過一初始光譜信號得到該半導體裝置之一第一材料的一厚度，該第一材料於該初始時間的厚度對應於該第一材料的一初始厚度；提供一初始指令，以執行該第一材料的該厚度的一初始削減，透過施加化學機械式研磨(CMP)於該第一材料之上，藉此該第一材料的該厚度對應於在該初始時間之後之一第一時間的一第一厚度，該初始削減發生於與該CMP相關聯的一削減時間；獲得，在執行與該CMP相關聯的一第一旋轉之前，該第一材料的該厚度，藉由一第一光譜信號，以確定該第一厚度，其中該第一厚度是響應於該第一材料的一頂表面至被該第一材料覆蓋的一鰭片之一頂表面的距離；比較該第一厚度與該第一材料的一預定厚度；響應於該第一厚度不對應於該預定厚度，從而提供一第一指令以執行該第一材料的該厚度的一第一削減，透過施加該化學機械式研磨(CMP)於該第一材料之上，藉此該第一材料的該厚度對應於在該第一時間之後之一第二時間的 一第二厚度，該第一削減發生於與該CMP相關聯的一第一旋轉；獲得，在提供一第二指令以執行與該CMP相關聯的一第二旋轉之前，該第一材料的該厚度，藉由一第二光譜信號，以確定該第二厚度，其中該第二厚度是響應於該第一材料的該頂表面至該鰭片之一底表面的距離。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之化學機械研磨的方法，更包括：在提供該第二指令以執行與該CMP相關聯的該第二旋轉之前停止旋轉該半導體裝置。
  11. 一種化學機械研磨的系統，用於執行化學機械研磨(CMP)，包括：一發射部件，用於提供一光信號至該半導體裝置的一第一材料；一檢測器部件，用於檢測從該第一材料來的一變化光信號，其中該光信號是基於與該第一材料之交互作用而變化，以產生該變化光信號；一光譜信號產生部件，用於產生基於該變化光信號之一光譜信號；以及一比較器部件，用於將該光譜信號與一光譜庫進行比較，以確定該第一材料的一厚度，其中，該第一材料的該厚度是響應於該第一材料的一頂表面至被該第一材料覆蓋的一鰭片之一頂表面的距離，或是 響應於該第一材料的該頂表面至該鰭片之一底表面的距離。
TW103145707A 2013-12-27 2014-12-26 化學機械硏磨之方法及系統 TWI633969B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/141,520 2013-12-27
US14/141,520 US9997420B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Method and/or system for chemical mechanical planarization (CMP)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201544242A TW201544242A (zh) 2015-12-01
TWI633969B true TWI633969B (zh) 2018-09-01

Family

ID=53372207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103145707A TWI633969B (zh) 2013-12-27 2014-12-26 化學機械硏磨之方法及系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9997420B2 (zh)
DE (1) DE102014119123B4 (zh)
TW (1) TWI633969B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7210367B2 (ja) * 2019-04-23 2023-01-23 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020192966A1 (en) * 2001-06-19 2002-12-19 Shanmugasundram Arulkumar P. In situ sensor based control of semiconductor processing procedure
US20030022400A1 (en) * 2001-07-27 2003-01-30 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for measuring thickness of thin film and device manufacturing method using same
TW541233B (en) * 1999-03-18 2003-07-11 Speedfam Ipec Corp Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US20090036026A1 (en) * 2005-08-22 2009-02-05 Applied Materials, Inc. Substrate thickness measuring during polishing
TWI361454B (en) * 2005-08-22 2012-04-01 Applied Materials Inc Apparatus and methods for spectrum based monitoring of chemical mechanical polishing
US20130273812A1 (en) * 2010-05-17 2013-10-17 Jun Qian Feedback for polishing rate correction in chemical mechanical polishing

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5240552A (en) * 1991-12-11 1993-08-31 Micron Technology, Inc. Chemical mechanical planarization (CMP) of a semiconductor wafer using acoustical waves for in-situ end point detection
US5700180A (en) * 1993-08-25 1997-12-23 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing
US5888120A (en) * 1997-09-29 1999-03-30 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for chemical mechanical polishing
US6142855A (en) * 1997-10-31 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus and polishing method
US6107186A (en) * 1999-01-27 2000-08-22 Advanced Micro Devices, Inc. High planarity high-density in-laid metallization patterns by damascene-CMP processing
US7751609B1 (en) * 2000-04-20 2010-07-06 Lsi Logic Corporation Determination of film thickness during chemical mechanical polishing
JP4787063B2 (ja) * 2005-12-09 2011-10-05 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
EP2060637A1 (en) 2007-11-14 2009-05-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Means and methods for detection of nucleic acids
US8755928B2 (en) 2011-04-27 2014-06-17 Applied Materials, Inc. Automatic selection of reference spectra library
JP5695963B2 (ja) * 2011-04-28 2015-04-08 株式会社荏原製作所 研磨方法
JP6046933B2 (ja) * 2012-07-10 2016-12-21 株式会社荏原製作所 研磨方法
US9095952B2 (en) * 2013-01-23 2015-08-04 Applied Materials, Inc. Reflectivity measurements during polishing using a camera

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW541233B (en) * 1999-03-18 2003-07-11 Speedfam Ipec Corp Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US20020192966A1 (en) * 2001-06-19 2002-12-19 Shanmugasundram Arulkumar P. In situ sensor based control of semiconductor processing procedure
US20030022400A1 (en) * 2001-07-27 2003-01-30 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for measuring thickness of thin film and device manufacturing method using same
US20090036026A1 (en) * 2005-08-22 2009-02-05 Applied Materials, Inc. Substrate thickness measuring during polishing
TWI361454B (en) * 2005-08-22 2012-04-01 Applied Materials Inc Apparatus and methods for spectrum based monitoring of chemical mechanical polishing
US20130273812A1 (en) * 2010-05-17 2013-10-17 Jun Qian Feedback for polishing rate correction in chemical mechanical polishing

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014119123A1 (de) 2015-07-02
TW201544242A (zh) 2015-12-01
US9997420B2 (en) 2018-06-12
DE102014119123B4 (de) 2021-10-21
US20150187662A1 (en) 2015-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5583137B2 (ja) フィードバックおよびフィードフォワードプロセス制御のために光計測学を使用すること
JP5774059B2 (ja) スペクトルを使用した研磨終了点の決定
JP6490818B2 (ja) ウエハー研磨装置及びこれを用いたウエハー研磨方法
TWI466756B (zh) 使用傅立葉轉換測量膜厚度
JP6562916B2 (ja) 予測フィルタを用いた基板研磨中の研磨速度の調整
TWI661174B (zh) 膜厚測定方法、膜厚測定裝置、研磨方法及研磨裝置
US20110269377A1 (en) Automatic Generation of Reference Spectra for Optical Monitoring of Substrates
KR101909777B1 (ko) 인-시튜 프로세스 제어를 위한 피드포워드 및 피드백 기법
TW202201513A (zh) 研磨方法、研磨裝置、及記錄有程式之電腦可讀取記錄媒體
US10090207B2 (en) Multi-point chemical mechanical polishing end point detection system and method of using
TWI633969B (zh) 化學機械硏磨之方法及系統
JP2000271854A (ja) 加工方法及びその装置並びに半導体基板の加工方法
JP7083279B2 (ja) 渦電流センサの軌道を特定する方法、基板の研磨の進行度を算出する方法、基板研磨装置の動作を停止する方法および基板研磨の進行度を均一化する方法、これらの方法を実行するためのプログラムならびに当該プログラムが記録された非一過性の記録媒体
JP6844530B2 (ja) ワークの両面研磨装置および両面研磨方法
JP3360610B2 (ja) 検出方法及び検出装置及び研磨装置
WO2018163396A1 (ja) 半導体製造装置および半導体製造方法
US9248544B2 (en) Endpoint detection during polishing using integrated differential intensity
TWI731305B (zh) 工件的兩面研磨裝置
JP6989317B2 (ja) 研磨装置、研磨方法、およびプログラム
US20140024293A1 (en) Control Of Overpolishing Of Multiple Substrates On the Same Platen In Chemical Mechanical Polishing
US20140030956A1 (en) Control of polishing of multiple substrates on the same platen in chemical mechanical polishing
US20160013085A1 (en) In-Situ Acoustic Monitoring of Chemical Mechanical Polishing
JP2018518050A (ja) 多結晶仕上げを有する半導体ウエハを処理する方法
JP7477433B2 (ja) 研磨方法
JP6275421B2 (ja) 研磨方法および研磨装置