研磨液监控装置、CMP系统及在线监控研磨液的方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种研磨液监控装置、一种CMP系统及一种在线监控研磨液的方法。所述研磨液监控装置包含研磨液计量单元、多个光源及至少一个光学检测器。所述研磨液计量单元经配置以容纳研磨液。所述光源经配置以将光束发射于所述研磨液计量单元中的所述研磨液上。所述光源包含经配置以发射具有第一波长的第一光束的第一光源及经配置以发射具有长于所述第一波长的第二波长的第二光束的第二光源。所述至少一个光学检测器经配置以检测由所述研磨液中的研磨粒子散射的所述光束的强度。磨液中的研磨粒子散射的所述光束的强度。磨液中的研磨粒子散射的所述光束的强度。

【技术实现步骤摘要】
研磨液监控装置、CMP系统及在线监控研磨液的方法


[0001]本专利技术实施例涉及研磨液监控装置、CMP系统及在线监控研磨液的方法。

技术介绍

[0002]化学机械抛光(CMP)已广泛用于半导体集成电路(IC)制造中。当研磨液中研磨粒子的粒径因(例如)聚集而变大时，晶片会在CMP期间遭受刮伤问题。刮伤问题会引起晶片损坏且因此严重影响良率及可靠性。因此，期望开发一种用于在线监控研磨液的质量的研磨液监控装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的实施例涉及一种研磨液监控装置，其包括：研磨液计量单元，其经配置以容纳研磨液；多个光源，其经配置以将光束发射于所述研磨液计量单元中的所述研磨液上，其中所述光源包括经配置以发射具有第一波长的第一光束的第一光源及经配置以发射具有长于所述第一波长的第二波长的第二光束的第二光源；及至少一个光学检测器，其经配置以检测由所述研磨液中的研磨粒子散射的所述光束的强度。
[0004]本专利技术的实施例涉及一种化学机械抛光(CMP)系统，其包括：至少一个CMP设备；第一研磨液供应单元及第二研磨液供应单元，其经配置以将研磨液供应到所述CMP设备；第一研磨液供应管回路及第二研磨液供应管回路，所述第一研磨液供应管回路连接到所述第一研磨液供应单元及所述至少一个CMP设备，所述第二研磨液供应管回路连接到所述第二研磨液供应单元及所述至少一个CMP设备；及研磨液监控装置，其连接到所述第一研磨液供应管回路及所述第二研磨液供应管回路且经配置以监控所述研磨液的质量。
[0005]本专利技术的实施例涉及一种在线监控研磨液的方法，其包括：将研磨液从第一研磨液供应管回路传导到研磨液计量单元；使光束照射容纳在所述研磨液计量单元中的所述研磨液；检测由所述研磨液的研磨粒子散射的所述光束的强度；及基于由所述研磨液的研磨粒子散射的所述光束的所述强度来获得所述研磨液中所述研磨粒子的估计大小。
附图说明
[0006]从结合附图解读的以下详细描述最好地理解本公开的实施例的方面。应注意，根据行业标准做法，各种结构未按比例绘制。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种结构的尺寸。
[0007]图1是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0008]图2A到图2C是说明根据本公开的一些实施例的不同散射光束的角强度的示意图。
[0009]图3是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的放大示意图。
[0010]图4是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0011]图4A是根据本公开的一些实施例的截光器的示意图。
[0012]图4B是根据本公开的一些实施例的截光器的示意图。
[0013]图4C是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0014]图5是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0015]图5A是根据本公开的一些实施例的光学透镜的放大示意图。
[0016]图6是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0017]图7是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置的示意图。
[0018]图8是根据本公开的一些实施例的化学机械抛光(CMP)系统50的示意图。
[0019]图8A是说明CMP系统的回路开关的示意图。
[0020]图9是说明根据本公开的一些实施例的在线监控研磨液且管理CMP系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]以下公开提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。下文将描述元件及布置的特定实例以简化本公开。当然，这些仅为实例且不意在限制。例如，在以下描述中，在第二构件上方或第二构件上形成第一构件可包含其中形成直接接触的所述第一构件及所述第二构件的实施例，且还可包含其中额外构件可形成在所述第一构件与所述第二构件之间使得所述第一构件及所述第二构件可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简单及清楚且其本身不指示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。
[0022]此外，为便于描述，例如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”、“在
…
上”及其类似者的空间相对术语在本文中可用于描述一个元件或构件与另一(些)元件或构件的关系，如图中所说明。除图中所描绘的定向之外，空间相对术语还旨在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。可以其它方式(旋转90度或以其它定向)定向设备且也可因此解译本文中所使用的空间相对描述词。
[0023]如本文中所使用，例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种元件、组件、区域、层及/或区段，这些元件、组件、区域、层及/或区段不应受限于这些术语。这些术语可仅用于使元件、组件、区域、层或区段彼此区分。除非内文清楚指示，否则本文中所使用的例如“第一”、“第二”及“第三”的术语不隐含序列或顺序。
[0024]如本文中所使用，术语“大约”、“大体上”、“大体”及“约”用于描述及考虑小变动。当结合事件或情境使用时，术语可为指其中事件或情境精确发生的例子及其中事件或情境非常近似发生的例子。
[0025]化学机械抛光(CMP)是使用化学力及机械力的组合来平滑化表面的操作。CMP可被视为化学蚀刻及研磨抛光的混合。CMP操作使用包含磨料及腐蚀性化学物的研磨液结合抛光垫及扣环。抛光垫及晶片通过抛光头按压在一起且通过扣环保存在适当位置中。抛光头可随不同旋转轴旋转，其移除材料且倾于平滑化任何不规则表面形貌以使晶片呈平面或平坦。此平面或平坦表面可促进连续组件形成。用于一个CMP操作及/或CMP设备中的研磨液被回收再用于另一CMP操作及/或CMP设备中。因此，研磨液中的研磨粒子会因(例如)聚集而变大或大残留物的量会在研磨液中增加。具有比标准研磨粒子的参考大小大的大小的聚集研磨粒子将在CMP操作期间刮伤晶片且导致晶片损坏及良率损失。
[0026]在本公开的一些实施例中，提供一种研磨液监控装置及一种在线研磨液监控方
法。研磨液监控装置经配置以光学检测研磨液中研磨粒子及其它固体粒子的粒径且因此可在早期检测到粒子聚集。
[0027]在本公开的一些实施例中，还提供一种CMP系统。CMP系统包含两个或更多个研磨液供应单元及其相应研磨液供应管回路，且研磨液监控装置安装在这些研磨液供应管回路之间且与这些研磨液供应管回路连通。在过大研磨粒子或残留物由研磨液监控装置检测到之后，使其中检测到过大研磨粒子或残留物的研磨液供应管回路与CMP设备断接，使得不新鲜研磨液不输送到CMP设备，且另一研磨液供应管回路连接到CMP设备以将新鲜研磨液提供到CMP设备。
[0028]图1是根据本公开的一些实施例的研磨液监控装置1的示意图。如图1中所展示，研磨液监控装置1包含研磨液计量单元12、至少一个光源14及至少一个光学检测器16。研磨液计量单元12是经配置以容纳研磨液20的容器。研磨液计量单元12可包含(但不限于)立方体形状。研磨液计量单元12的材料可包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研磨液监控装置，其包括：研磨液计量单元，其经配置以容纳研磨液；多个光源，其经配置以将光束发射于所述研磨液计量单元中的所述研磨液上，其中所述光源包括经配置以发射具有第一波长的第一光束的第一光源及经配置以发射具有长于所述第一波长的第二波长的第二光束的第二光源；及至少一个光学检测器，其经配置以检测由所述研磨液中的研磨粒子散射的所述光束的强度。2.根据权利要求1所述的研磨液监控装置，其中所述研磨液的进口放置在所述研磨液计量单元的第一侧上，且所述研磨液的出口放置在所述研磨液计量单元的第二侧上，其中所述第一侧与所述第二侧对置。3.根据权利要求1所述的研磨液监控装置，其进一步包括放置在所述光源与所述研磨液计量单元之间且经配置以修改所述光束的脉冲持续时间的至少一个截光器。4.根据权利要求1所述的研磨液监控装置，其进一步包括放置在所述至少一个光源与所述研磨液计量单元之间且经配置以修改照射在所述研磨液上的所述光束的光点的大小的至少一个光学透镜。5.一种化学机械抛光CMP系统，其包括：至少一个CMP设备；第一研磨液供应单元及第二研磨液供应单元，其经配置以将研磨液供应到所述CMP设备；第一研磨液供应管回路及第二研磨液供应管回路，所述第一研磨液供应管回路连接到所述第一研磨液供应单元及所述至少一个CMP设备，所述第二研磨液供应管...

【专利技术属性】
技术研发人员：于淳，陈鼎文，郭启文，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：