一种计算机实施的方法包括：用实地光学监测系统获得至少一个当前光谱，将所述当前光谱与多个不同的参考光谱进行比较，和基于所述比较来确定对于具有经受抛光的最外层的基板来说是否已到达抛光终点。所述当前光谱是从基板反射的光的光谱，所述基板具有经受抛光的最外层和至少一个下面层。所述多个参考光谱代表从基板反射的光的光谱，所述基板具有厚度相同的最外层和厚度不同的下面层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通 常涉及在化学机械抛光期间基板的光谱监测。
技术介绍
通常是通过在硅晶片上顺序沉积导体层、半导体层或绝缘层来在基板上形成集 成电路。一个制造步骤涉及在非平面的表面上沉积填料层并且使所述填料层平坦化。对 于某些应用来说，使填料层平坦化，直到图案化层的顶表面暴露为止。例如，可在图案 化绝缘层上沉积导电的填料层，以填充在绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化之后，残留在 绝缘层的升高的图案之间的导体层的部分形成在基板上的薄膜电路之间提供导电通路的 通孔、插头和线路。对于诸如氧化物抛光的其他应用来说，使填料层平坦化，直到在非 平面的表面上留下预定厚度为止。另外，基板表面的平坦化通常是光刻法所需要的。化学机械抛光(CMP)是一种所接受的平坦化方法。这种平坦化方法通常需要将 基板安装在载具头或抛光头上。基板的暴露表面通常抵靠旋转抛光盘状衬垫或带状衬垫 放置。抛光垫可以是标准衬垫或固定研磨衬垫。标准衬垫具有耐久粗糙表面，而固定研 磨衬垫具有保持在包含介质中的研磨粒子。该载具头在基板上提供可控的负载以将其推 至抛光垫。通常向抛光垫的表面供应抛光液体，诸如具有研磨粒子的浆液。CMP中的一个问题在于确定该抛光处理是否完成，S卩，是否已将基板层平坦化 到所要的平整度或厚度，或确定何时移除了所要量的材料。过度抛光(移除过多)导体 层或薄膜导致电路电阻增加。另一方面，抛光不足(移除太少)导体层导致电气短路。 基板层的初始厚度的变化、浆液成分的变化、抛光垫状态的变化、抛光垫与基板之间相 对速度的变化和基板上负载的变化可导致材料移除速率的变化。这些变化导致达到抛光 终点所需要的时间的变化。因此，不能将抛光终点仅确定为抛光时间的函数。
技术实现思路
在一个通用的方面，一种计算机实施的方法包括用实地光学监测系统获得至 少一个当前光谱，比较所述当前光谱与多个不同的参考光谱，和基于该比较来确定对于 具有经受抛光的最外层的基板来说是否已到达抛光终点。该当前光谱是由基板反射的光 的光谱，该基板具有经受抛光的最外层和至少一个下面层。该多个参考光谱表示由基板 反射的光的光谱，这些基板具有厚度相同的最外层和厚度不同的下面层。实施方式可包括一或多个以下步骤。确定是否已到达抛光终点可以包括计算当 前光谱与参考光谱之间的差值。确定是否已到达抛光终点可以包括确定这些差值中的至 少一个差值是否已达到阈值。这些差值中的该至少一个差值可以为最小差值。确定是 否已到达抛光终点可以包括当这些差值中的至少一个差值已达到阈值时激活终点检测算 法。确定是否已到达抛光终点可以包括产生差值迹线，该差值迹线包括多个点，每个点 代表为压板的旋转进行计算的差值中的最小差值。该终点检测算法可以包括确定该差值 迹线是否已达到最小值。确定所述差值迹线是否已达到最小值可以包括计算该差值迹线的斜率，或确定该差值迹线是否已升至最小值以上的阈值。该参考光谱可以凭经验来产 生或根据理论来产生。在另一方面，一种编码在有形的载体程序上的计算机程序产品可操作以使数据 处理设备执行包含上述方法的步骤的操作。如在本说明书中所用，术语基板可包括，例如，产品基板(例如，其包括多个 存储器或处理器模具)、测试基板、裸露基板和间基板。基板可以处在集成电路制造的各 个阶段，例如，基板可以是裸露晶片，或其可以包括一或多个沉积层和/或图案化层。 术语基板可以包括圆形的盘和长方形的板。本专利技术实施方式可能存在的优点可以包括一或多个以下优点。终点检测系统对 下面层或图案中基板之间变化可能较不敏感，从而可以改善终点系统的可靠性。通过提 供比使用单个参考光谱技术所产生的迹线通常更平滑的差值或终点迹线，多个参考光谱 (如与单个参考光谱相对)的使用改善终点确定的准确性。本专利技术的一或多个实 施例的细节阐述于附图和以下描述中。本专利技术的其他特 征、方面和优点将由描述、附图和权利要求书而变得显而易见。附图说明图1示出基板。图2示出化学机械抛光设备。图3是抛光垫的顶视图并且示出采取实地测量的位置。图4是确定抛光终点的程序框图。图5图示来自光谱监测系统的差值迹线。图6是确定抛光终点的另一个实施方式的程序框图。在各个图式中相同的元件符号和名称指示相同的元件。具体实施例方式参见图1，基板10可以包括晶片12、将经受抛光的最外层14和在最外层16与 晶片12之间的一或多个下面层16，下面层16中的一些通常经图案化。在化学机械抛光 期间光谱终点检测的一个潜在问题在于下面层的厚度可能从基板到基板变化。因此，取 决于下面层，其中最外层具有相同厚度的基板实际上可以反射不同的光谱。因而，用于 触发一些基板的抛光终点的靶光谱可能不对其他基板起到适当的作用，例如，如果下面 层具有不同的厚度的话。然而，通过将在抛光期间获得的光谱与多个光谱进行比较，可 以补偿该影响，其中该多个光谱代表在下面层中的变化。图2示出可操作以抛光基板10的抛光设备20。抛光设备20包括可旋转的盘状 压板24，抛光垫30位于该盘状压板24上。该压板可操作以绕轴25旋转。例如，电动 机可以转动主动轴22以使压板24旋转。通过包括孔隙(即，贯穿该衬垫的孔)或实心窗口，提供了穿过抛光垫的光学通 路36。虽然在一些实施方式中该实心窗口可以被支撑在压板24上并且投入抛光垫中的孔 隙中，但可以将实心窗口固定到抛光垫。通常将抛光垫30放置在压板24上，以便孔隙 或窗口覆盖位于压板24的凹槽26中的光学头53。因而，光学头53具有穿过孔隙或窗口到正被抛光的基板的光学通路。该光学头在下文进一步描述。抛光设备20包括组合浆液/清洗臂39。在抛光期间，臂39可操作以分配诸如浆液的抛光液体38。或者，该抛光设备包括可操作以将浆液分配到抛光垫30上的浆液端□。抛光设备20包括可操 作以将基板10固持到抛光垫30上的载具头70。载具头 70是悬挂于例如圆盘传送带的支撑结构72上，并且通过载具主动轴74连接到载具头旋 转电动机76，以便载具头可以绕轴71旋转。另外，载具头70可以在形成于支撑结构72 中的径向槽中横向地摆动。在操作中，使压板绕其中心轴25旋转，并且使载具头绕其中 心轴71旋转并且横跨抛光垫的顶表面横向地平移。抛光设备还包括光学监测系统，其可以如下文论述用于确定抛光终点。光学监 测系统包括光源51和光检测器52。光从光源51传出，穿过抛光垫30中的光学通路36， 撞击基板10并且从基板10反射回穿过光学通路36，并且行进到光检测器52。分叉光缆54可以用于将光从光源51传输到光学通路36，并且从光学通路36传 回到光检测器52。分叉光缆54可以包括“主干” 55和两个“分支” 56和58。如上文提及，压板24包括凹槽26，光学头53位于凹槽26中。光学头53固持 分叉光纤电缆54的主干55的一个末端，光纤电缆54经配置以向和从正被抛光的基板表 面传送光。光学头53可以包括覆盖分叉光纤电缆54的末端的一或多个透镜或窗口。或 者，光学头53可以仅固持主干55的相邻于抛光垫中实心窗口的末端。光学头53可以固 持冲水系统的上述喷嘴。光学头53可以根据需要从凹槽26移除，例如，以实现预防性 或校正性维护。该压板包括可移除的实地监测模块50。实地监测模块50可以包括以下的一或多 个光源51、光检测器52和用于向本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种计算机实施的方法，包含： 用实地光学监测系统获得至少一个当前光谱，所述当前光谱为从基板反射的光的光谱，所述基板具有经受抛光的最外层和至少一个下面层； 将所述当前光谱与多个不同的参考光谱进行比较，所述多个参考光谱代表从基板反射的光的光谱，所述基板具有厚度相同的最外层和厚度不同的下面层；和 基于所述比较来确定对于具有经受抛光的所述最外层的所述基板来说是否已到达抛光终点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-5-2 61/049,9651. 一种计算机实施的方法，包含用实地光学监测系统获得至少一个当前光谱，所述当前光谱为从基板反射的光的光 谱，所述基板具有经受抛光的最外层和至少一个下面层；将所述当前光谱与多个不同的参考光谱进行比较，所述多个参考光谱代表从基板反 射的光的光谱，所述基板具有厚度相同的最外层和厚度不同的下面层；和基于所述比较来确定对于具有经受抛光的所述最外层的所述基板来说是否已到达抛 光终点。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定是否已到达所述抛光终点包括计算所述当前 光谱与所述参考光谱之间的差值。3.根据权利要求2所述的方法，其中确定是否已到达所述抛光终点包括确定所述差值 中的至少一个差值是否已达到阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述差值中的所述至少一个差值为所述差值中的 最小差值。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述差值中的所述至少一个差值为所述差值中的中等差值。6.根据权利要求2所述的方法，其中确定是否已到达所述抛光终点包括当所述差值中 的至少一个差值已达到阈值时激活终点检测算法。7.根据权利要求6所述的方法，其中确定是否已到达所述抛光终点包括产生差值 迹线，所述差值迹线包括多个点，每个点代表为压板的旋转计算的所述差值中的最小差值。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述终点检测算法包括确定所述差值迹线是否已 达到最小值。9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述差值迹线是否已达到最小值包括计算所 述差值迹线...
【专利技术属性】
技术研发人员：J钱，S瀚达帕尼，HQ李，TH奥斯特赫尔德，Z朱，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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