CMP制造技术

一种用于从基板移除材料的方法包括：将研磨浆料分配到抛光垫上；存储对在研磨剂上的相关电荷的指示；在所述浆料存在的情况下使基板表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动；测量所述基板的移除速率；将所测量的移除速率与目标移除速率进行比较，并且，基于所述比较，确定是否提高或降低所述移除速率；基于对所述研磨剂的相关电荷的指示以及基于是否提高或降低所述移除速率，确定是否提高或降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度；以及控制所确定的所述界面的温度，以修改所述移除速率

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CMP中的温度控制的移除速率


[0001]本说明书关于使用氧化铈浆料的化学机械抛光应用
。

技术介绍

[0002]集成电路一般是通过依序沉积导电层
、
半导体层或绝缘层而在硅晶片上形成
。
一个制造步骤涉及在非平坦表面上沉积层并且平坦化所述层
。
对于一些应用，所述层被平坦化，直到暴露出图案化下卧层的顶表面为止
。
对于其他应用，所述层受到平坦化，直到在下卧层上留下预定的厚度为止
。
[0003]化学机械抛光
(CMP)
是一种被接受的平坦化方法
。
此平坦化方法将基板安装在承载头上，并且基板的表面放置成抵靠旋转抛光垫的表面
。
抛光液
(
诸如研磨浆料
)
被分配到旋转的抛光垫上，从而通过透过机械和化学手段抛光基板上的层
。
浆料中的研磨颗粒可以是氧化硅和氧化铈
。

技术实现思路

[0004]在一个方面中，一种抛光的方法，包括：将抛光浆料分配至抛光垫上，所述抛光浆料包含带负电的二氧化铈氧化物；在所述浆料存在的情况下，使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；在所述基板的移除速率下进行测量；确定所测量的移除速率小于目标移除速率；以及响应于确定所测量的移除速率小于所述目标移除速率，降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度
。
[0005]在另一方面中，一种抛光的方法包括：将抛光浆料分配至抛光垫上，所述抛光浆料包含带负电的二氧化铈氧化物；在所述浆料存在的情况下，使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；测量所述基板的移除速率；确定所测量的移除速率大于目标移除速率；以及响应于确定所测量的移除速率大于所述目标移除速率，提高所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度
。
所述研磨剂可包括氧化铈颗粒
。
[0006]在另一方面中，一种用于从基板移除材料的方法包括：将浆料分配到抛光垫的表面上，其中所述浆料包括承载液体与研磨剂；存储对所述研磨剂上的相关电荷的指示；在所述浆料存在的情况下使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；测量所述基板的移除速率；将测量的移除速率与目标移除速率进行比较，并且基于所述比较，确定是否提高或降低所述移除速率；基于对所述研磨剂的所述相关电荷的所述指示以及基于是否提高或降低所述移除速率，确定是否提高或降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度；以及控制所确定的所述界面的温度，以修改所述移除速率
。
[0007]在另一方面中，一种抛光的方法包括：透过将抛光浆料分配至抛光垫上，抛光基板上的层，在所述浆料存在的情况下使所述基板上的所述层的表面接触所述抛光垫，并且产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动；对于所述层的抛光的初始部分，将所述抛光的
温度控制在第一温度范围内；获得在终点时间之前的温度转变时间；一旦确定到达所述温度转变时间，就将所述抛光的所述温度降低至较低的第二温度范围，所述第二温度范围低于所述第一温度范围；以及对于相同的所述层的抛光的后续部分，将所述抛光的温度控制在所述第二温度范围内，直到所估计的终点时间为止
。
[0008]在另一方面中，一种抛光的方法包括：透过将抛光浆料分配至抛光垫上，抛光基板上的层，在所述浆料存在的情况下使所述基板上的所述层的表面接触所述抛光垫，并且产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动；对于所述层的抛光的初始部分，将所述抛光的温度控制在第一温度范围内；确定在终点时间之前的温度转变时间；一旦确定到达所述温度转变时间，就提高在所述基板上的压力，同时增加冷却剂流量以继续将所述抛光的所述温度维持在所述第一温度范围内；以及对于相同的所述层的抛光的后续部分，维持所述提高的压力并且将所述抛光的温度控制在所述第一温度范围内，直到所估计的终点时间为止
。
[0009]实施方式可包括以下特征中的一者或多者
。
分配所述冷却剂流体可包括透过收敛扩张喷嘴喷涂冷却剂流体
。
测量所述移除速率可包括用原位光学监测系统在抛光期间监测基板
。
所述基板的所述表面可包括氧化物层，例如，氧化硅
。
控制所述界面的所述温度可包括：如果指示为带正电，则通过提高温度来提高抛光速率；如果指示为带负电，则通过降低温度来降低抛光速率；如果指示为带正电，则通过降低温度来降低抛光速率，或者如果指示为带负电，则通过提高温度来降低抛光速率
。
[0010]优点可包括但不限于以下一项或多项
。CMP
系统可实现高抛光速率，以满足客户的生产需求
。
本文所述的方法通过降低抛光每个基板所需的时间来进一步提高系统的产量
。
这导致基板输出提高并且每基板的耗材成本降低
。CMP
工艺温度的最优化与带电荷的二氧化铈应用相结合也允许提高抛光垫的使用寿命，从而降低客户的成本
。
[0011]在附图和以下描述中阐述一个或多个实施例的细节
。
从描述
、
附图和权利要求，其他特征
、
方面和优点将变得显而易见
。
附图说明
[0012]图1是化学机械抛光系统的示意性横截面图
。
[0013]图2是抛光方法的流程图
。
[0014]图3是抛光方法的另一实施方式的流程图
。
[0015]图4是抛光方法的又另一实施方式的流程图
。
[0016]各图中相同的附图标记和名称指示相同的元素
。
具体实施方式
[0017]CMP
工艺的材料移除速率取决于抛光流体的研磨和其他成分的选择
、
施加至基板的压力
、
抛光垫与基板之间的相对速度
、
以及基板与抛光垫之间的界面处的温度
。
常规地，化学反应工艺
(
例如抛光工艺
)
随着温度提高
。
因此，提高温度可以是提高移除速率的一种技术
。
[0018]但是，抛光速率对温度的实际依赖性可以是温度对抛光垫的影响
(
例如，抛光垫的弹性模量
)
以及由温度驱动的反应速率之间的更复杂的交互作用
。
此外，对于一些抛光工
艺，研磨颗粒的静电电位是此交互作用的组成部分
。
[0019]氧化铈
(
例如，二氧化铈
)
是用于一些抛光工艺的抛光液中的研磨材料
。
在抛光液中，研磨二氧化铈颗粒的表面可具有正静电电位
、
负静电电位
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种抛光的方法，包括：将抛光浆料分配至抛光垫上，所述抛光浆料包含带负电的二氧化铈氧化物；在所述浆料存在的情况下，使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；在所述基板的移除速率下进行测量；确定所测量的移除速率小于目标移除速率；以及响应于确定所测量的移除速率小于所述目标移除速率，降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度
。2.
如权利要求1所述的方法，其中，降低所述温度包括：将冷却剂流体分配至所述抛光垫上
。3.
如权利要求2所述的方法，其中所述冷却剂流体是冷激至低于
20℃
的去离子水
。4.
一种抛光的方法，包括：将抛光浆料分配至抛光垫上，所述抛光浆料包含带负电的二氧化铈氧化物；在所述浆料存在的情况下，使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；在所述基板的移除速率下进行测量；确定所测量的移除速率大于目标移除速率；以及响应于确定所测量的移除速率大于所述目标移除速率，提高所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度
。5.
如权利要求4所述的方法，其中提高所述温度包括将加热流体分配至所述抛光垫上
。6.
如权利要求5所述的方法，其中分配所述加热流体包括喷涂蒸汽
。7.
一种用于从基板移除材料的方法，包括：将浆料分配到抛光垫的表面上，其中所述浆料包括承载液体和研磨剂；存储对在所述研磨剂上的相关电荷的指示；在所述浆料存在的情况下使基板的表面接触所述抛光垫；产生所述基板与所述抛光垫之间的相对运动，以抛光所述基板的所述表面；测量所述基板的移除速率；将所测量的移除速率与目标移除速率进行比较，并且基于所述比较，确定是否提高或降低所述移除速率；基于对所述研磨剂的所述相关电荷的所述指示以及基于是否提高或降低所述移除速率，确定是否提高或降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度；以及控制所确定的所述界面的温度，以修改所述移除速率
。8.
一种计算机程序产品，包括在非瞬态计算机可读介质上的多个指令，以使一个或多个计算机进行：使抛光系统使用具有研磨剂的浆料来抛光在抛光垫上的基板；存储对所述研磨剂上的相关电荷的指示；基于从原位监测系统接收的信号来计算所述基板的移除速率；将所测量的移除速率与目标移除速率进行比较；基于所述比较，确定是否提高或降低所述移除速率；
基于所述对所述研磨剂上的所述相关电荷的所述指示以及基于是否提高或降低所述移除速率，确定是否提高或降低所述抛光垫与所述基板之间的界面的温度；以及使温度控制系统调整所确定的所述界面的温度，以修改所述移除速率
。9.
如权利要求8所述的计算机程序产品，其中控制所述界面的所述温度的所述指令包括：如果所述指示是带正电则通过提高所述温度来提高所述抛光速率的指令；以及，如果所述指示是带负电则通过降低所述温度来提高所述抛光速率的指令
。10.
如权利要求8所述的计算机程序产品，其中控制所述界面的所述温度的所述指令包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：