【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本说明书涉及化学机械抛光，且更特定地涉及测量化学机械抛光垫振动以检测层转变。
技术介绍
1、集成电路通常通过在硅晶片上顺序沉积导电层、半导电层，或绝缘层来在基板上形成。一种制造步骤涉及在非平坦表面上沉积填料层并且平坦化所述填料层。对于某些应用，所述填料层经平坦化直至暴露图案化层的顶表面。例如，导电填料层可被沉积在图案化绝缘层上，以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化之后，剩余在绝缘层的凸起图案之间的金属层的部分形成通孔、插塞及线路，所述通孔、插塞及线路在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。对于其他应用，诸如氧化抛光，填料被平坦化，直至在非平坦表面上留下预定厚度为止。此外，对于光刻通常需要基板表面的平坦化。
2、化学机械抛光(chemical mechanical polishing；cmp)为一种已被接受的平坦化方法。所述平坦化方法通常要求基板安装在承载头或抛光头上。基板的经暴露表面通常抵靠旋转抛光垫放置。承载头在基板上提供可控负载，以将基板推靠在抛光垫上。抛光浆料通常经供应至抛光垫的表面。
3、cmp的一个问题是确定抛光工艺是否完成，例如，是否基板层已经平坦化至所需平坦度或厚度，或者何时已移除所需量的材料。浆料分布、抛光垫条件、抛光垫与基板之间的相对速度，以及基板上的负载的变化可导致材料移除速率的变化。这些变化，以及在基板层的初始厚度中的变化导致到达抛光终点所需的时间变化。因此，抛光终点通常无法仅作为抛光时间的函数确定。
4、在一些系统中，基板在抛光期间例如通过监测由电机旋转平台或承载头所需的扭矩
技术实现思路
1、在一个方面中，一种化学机械抛光设备包括：平台，用以支撑抛光垫；承载头，用以将基板保持抵靠抛光垫的抛光表面；电机，用以在平台与承载头之间生成相对运动以便抛光基板上的上覆层；原位振动监测系统，包括用于发射光束的光源和接收来自抛光垫的反射表面的光束的反射的传感器；以及控制器，被配置成基于来自原位垫振动监测系统的传感器的测量来检测归因于基板抛光的底层暴露。
2、实施的优点可包括但不限于以下一者或多者。
3、本文公开了一种用于使用原位位移监测系统的设备及方法，所述原位位移监测系统包括光源及检测化学机械抛光设备的抛光垫中的振动的传感器。检测到的振动对应于在抛光垫的开槽上表面上移动的基板与浆料之间摩擦(例如，释放的应力能量)引起的振动。振动频域分析是基于检测到的振动来确定，并且频域分析被监测以确定抛光终点，诸如检测底层的暴露。
4、在高采样率下监测位移在振动轮廓中提供了广泛的频谱分辨率。例如，监测高达350khz的位移可提供从低于1hz至175khz的范围内的振动轮廓分辨率。实时频域分析能够精确和准确地检测与暴露底层相对应的振动轮廓变化。
5、可实现一个或多个以下可能的优点。可以更可靠地检测底层的暴露。可以更可靠地停止抛光，并且可以提高晶片间均匀性。
6、在附图及以下描述中阐述一个或多个实施例的细节。其他特征、方面及优点将从实施方式、附图，以及权利要求中显而易见。
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1.一种化学机械抛光设备，包含：
2.如权利要求1所述的设备，包括抛光垫，并且其中所述反射表面从所述抛光垫的下表面凹陷。
3.如权利要求2所述的设备，其中抛光垫包括所述插入件，并且所述插入件的上表面与所述抛光垫的上表面共面，并且所述反射表面容纳在所述插入件内。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述抛光垫包括多孔材料，并且所述插入件包括无孔材料。
5.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件的所述上表面与所述反射表面之间的距离在10密耳至30密耳的范围内。
6.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件的所述反射表面具有范围在8mm至18mm之间的宽度。
7.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件包含在所述抛光垫硬度值的10肖氏硬度值范围内的硬度。
8.如权利要求3所述的设备，其中所述抛光垫具有抛光层和在抛光层的所述抛光表面中的多个浆料输送凹槽，并且其中所述插入件位于缺少浆料输送凹槽的所述抛光垫的部分中。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置为：
10.如权利要求8所述
11.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器被配置为，响应于来自原位垫振动监测系统的所述传感器的所述测量：
12.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器被配置为接收在250kHz或更大的频率下的反射光束。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述传感器被配置为接收在395kHz或更大的频率下的反射光束。
14.一种方法，包含以下步骤：
15.如权利要求14所述的方法，进一步包含以下步骤：确定所述反射光束的频域分析。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述确定所述抛光终点的步骤基于所述频域分析。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述确定频域分析的步骤包含以下步骤：执行快速傅里叶变换(FFT)，或小波包变换(WPT)。
18.如权利要求15所述的方法，进一步包含以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种化学机械抛光设备，包含：
2.如权利要求1所述的设备，包括抛光垫，并且其中所述反射表面从所述抛光垫的下表面凹陷。
3.如权利要求2所述的设备，其中抛光垫包括所述插入件，并且所述插入件的上表面与所述抛光垫的上表面共面，并且所述反射表面容纳在所述插入件内。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述抛光垫包括多孔材料，并且所述插入件包括无孔材料。
5.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件的所述上表面与所述反射表面之间的距离在10密耳至30密耳的范围内。
6.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件的所述反射表面具有范围在8mm至18mm之间的宽度。
7.如权利要求3所述的设备，其中所述插入件包含在所述抛光垫硬度值的10肖氏硬度值范围内的硬度。
8.如权利要求3所述的设备，其中所述抛光垫具有抛光层和在抛光层的所述抛光表面中的多个浆料输送凹槽，并且其中所述插入件位于缺少浆料输送凹槽的所述抛光垫的部分中。
9.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴政勋，T·H·奥斯特海德，S·M·苏尼卡，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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