用于获得均匀性和表面电荷的全晶片映射的内建度量制造技术

一种用于执行晶片的度量的装置。该装置可以包括具有多个微探测器的衬底。多个光源可以将光引向微探测器中的每个微探测器上。从微探测器反射的光可以由多个光电检测器检测，从而由此生成与微探测器中的每个微探测器关联的检测信号。控制器可以向多个微探测器中的每个微探测器发送驱动信号并且基于检测信号中的每个检测信号确定高度分布和表面电荷分布。

【技术实现步骤摘要】
用于获得均匀性和表面电荷的全晶片映射的内建度量
技术介绍
可以使用多种工具(诸如沉积工具和化学机械抛光(CMP)工具)来制造半导体器件。通常在包括多个半导体器件的半导体晶片上制造半导体器件。沉积工具可以用来向器件添加材料，而CMP工具可以用来从器件去除材料并且平坦化晶片的表面。在向器件添加材料层时，添加的层的顶表面可能由于器件的下层部分的外形而不均匀。因而，CMP工具可以用来去除添加的层的部分并且跨越每个个别器件并且跨越作为整体的晶片平坦化该层。CMP工具可以包括各自执行抛光工艺的多个CMP工具。制作工艺的抛光工艺可以包括经历多个CMP模块的抛光动作。例如第一 CMP模块可以快速去除晶片上的大量材料，而第二 CMP模块可以精确和缓慢去除材料的剩余数量。在从晶片去除材料之前，已知使用内建(inline)度量设备(诸如涡流电流测量设备)以测量晶片的性质。晶片性质可以用来确定用于第一CMP模块的第一抛光动作的参数。也已知使用晶片的原位测量以确定每个抛光动作的结束点。多年来已经设计半导体器件以求更快切换速度和更大功能。一种用于实现具有这些能力的器件的方式一直是减少半导体器件内的特征的尺寸。
技术实现思路
专利技术人已经认识到，随着半导体器件的特征尺寸减少，在制作工艺期间跨越晶片的局部和全局均匀性对于制造具有长寿命和低故障率的器件而言变得关键。晶片的均匀性可以贯穿半导体器件制造的抛光阶段以不可预测的方式改变。因而，这里描述用于反馈来自内建度量设备的晶片测量和在每个CMP模块的原位晶片测量二者以控制后续抛光参数的技术。专利技术人也已经认识到可以使用具有多个微探测器的单个内建测量装置来更快速和精确确定跨越晶片的局部和全局均匀性。因而这里描述用于执行内建度量的装置和使用内建度量设备以制造半导体器件的方法。—些实施例涉及一种制造半导体器件的方法。可以测量半导体晶片以确定晶片的至少一个性质，该至少一个性质可以是半导体晶片的顶表面的至少一个性质。例如它可以是半导体晶片的顶表面的均匀性。至少一个性质可以用来确定用于处理半导体晶片的处理方法。可以是CMP模块的多个抛光模块继而根据该处理方法处理半导体晶片。该处理方法可以包括用于由多个抛光模块中的每个抛光模块使用的至少一个参数的值。处理方法指定的至少一个参数可以是压强、浆流速、转速和/或持续时间。在一些实施例中，该方法可以包括基于确定的处理方法用清洁模块处理半导体晶片。处理方法包括用于清洁模块的至少一个参数的值。用于清洁模块的至少一个参数可以指示清洁模块将使用的化学物类型。一些实施例涉及一种用于处理半导体晶片的半导体处理设备。该设备可以包括多个抛光模块，这些抛光模块可以是CMP模块。每个抛光模块可以包括用于接收指定如何处理半导体晶片的至少一个参数的接口。半导体处理设备也可以包括被配置用于测量半导体晶片的至少一个性质的内建度量设备。至少一个性质可以是半导体晶片的顶层的至少一个性质。该设备也可以包括控制器，该控制器被配置用于:从内建度量单元接收半导体晶片的至少一个性质；为每个抛光模块生成指定如何处理半导体晶片的至少一个相应参数；并且向多个抛光模块中的每个抛光模块发送至少一个相应参数。每个抛光模块接收的至少一个参数可以包括如下参数，诸如压强、浆流速、转速和/或持续时间。在一些实施例中，半导体处理设备包括用于基于至少一个清洁参数清洁半导体晶片的清洁模块。控制器可以被配置用于:基于半导体晶片的至少一个性质生成指定如何清洁半导体晶片的至少一个清洁参数；并且向清洁模块发送至少一个清洁参数。至少一个清洁参数可以指示清洁模块将使用的化学物类型。一些实施例涉及一种制造半导体器件的方法。第一抛光模块可以处理半导体晶片。可以在第一抛光模块处理半导体晶片时原位测量半导体晶片以确定第一性质。可以基于第一性质确定用于处理半导体晶片的第一参数。第二抛光模块可以基于第一参数处理半导体晶片。第一参数可以是如下参数，诸如压强、浆流速、转速和/或持续时间。第一性质可以是半导体晶片的顶表面的均匀性。在一些实施例中，在用第一抛光模块处理半导体晶片之前，该方法可以用内建测量设备测量第二性质。可以基于第二性质确定用于处理半导体晶片的第二参数。可以基于第二参数执行用第一抛光模块处理半导体晶片。在一些实施例中，抛光模块可以是CMP模块。一些实施例涉及一种用于执行晶片的度量的装置。该装置可以包括衬底上的多个微探测器。至少一个光源将光引向多个微探测器中的每个微探测器上。多个光电检测器可以检测从多个微探测器中的每个微探测器反射的光。检测光可以生成与微探测器中的每个微探测器关联的检测信号。该装置可以包括用于向多个微探测器中的每个微探测器发送驱动信号并且基于检测信号中的每个检测信号确定晶片的高度分布和表面电荷分布的至少一个控制器。在一些实施例中，测量的晶片可以包括多个器件。多个微探测器可以包括多个子集，多个子集中的每个子集包括多个微探测器中的一个或者多个微探测器，其中多个子集中的每个子集可以与晶片的多个器件之一关联。多个子集中的每个子集可以包括多个微探测器中的多于一个微探测器。在一些实施例中，至少一个控制器可以向用于处理晶片的制作工具发送至少一个制作参数。在一些实施例中，保护膜可以保护多个微探测器中的每个微探测器。保护膜可以由可以具有在20nm与200nm之间的孔尺寸的有孔材料形成。有孔材料可以是沸石化合物或者金属有机框架。在一些实施例中，多个光电检测器中的每个光电检测器可以是包括多段的段式光电二极管。检测信号可以包括各自来自光电二极管的相应段的多个段信号。可以从多个段信号确定高度分布和表面电荷分布。在一些实施例中，可以向干涉仪中输入从每个微探测器反射的光。干涉仪可以包括集成光学电路。一些实施例涉及一种在晶片上制造半导体器件的方法。可以提供可以包括多个微探测器的测量探测器。控制器可以向多个微探测器中的每个微探测器发送驱动信号。可以将光引向微探测器中的每个微探测器，并且可以从微探测器中的每个微探测器检测反射的光。生成与微探测器中的每个微探测器关联的检测信号，并且可以基于与多个微探测器中的每个微探测器关联的检测信号确定晶片的高度分布和表面电荷分布。可以在晶片的表面之上扫描测量探测器。【附图说明】附图未旨在于按比例绘制。在附图中，在各种图中图示的每个相同或者接近相同的部件由相似标号代表。为了清楚，可以未在每幅图中标注每个部件。在附图中:图1是示例抛光工具的框图；图2是用于抛光半导体晶片的第一示例方法的流程图；图3是用于抛光半导体晶片的第二示例方法的流程图；图4是用于抛光半导体晶片的第三示例方法的流程图；图5图示用于执行晶片的度量的测量探测器；图6图示测量探测器的部分的第一示例实施例；图7图示测量探测器的部分的第二示例实施例；并且图8是用于生产半导体器件的方法的流程图。【具体实施方式】专利技术人已经认识和理解，随着半导体器件的特征尺寸减少，在制作工艺期间跨越晶片的局部和全局均匀性在制造具有长寿命和低故障率的器件时发挥重要作用。专利技术人已经进一步认识和理解，可以通过反馈来自内建度量设备的测量和/或在抛光工具的一个或者多个模块的原位晶片测量来提高晶片的局部和全局均匀性二者。测量可以用来控制抛光工艺的后续动作、由此允许在抛光工艺期间对晶片均匀性的更佳控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行晶片的度量的装置，所述装置包括：衬底；在所述衬底上的多个微探测器；至少一个光源，其中所述至少一个光源将光引向所述多个微探测器之一上；多个光电检测器，用于检测从所述多个微探测器中的每个微探测器反射的所述光，其中检测所述光包括生成与所述微探测器中的每个微探测器关联的检测信号；以及至少一个控制器，用于：向所述多个微探测器中的每个微探测器发送驱动信号；并且基于所述检测信号中的每个检测信号确定所述晶片的高度分布和表面电荷分布。

【技术特征摘要】
2012.09.14 US 13/619,8171.一种用于执行晶片的度量的装置，所述装置包括: 衬底； 在所述衬底上的多个微探测器； 至少一个光源，其中所述至少一个光源将光引向所述多个微探测器之一上； 多个光电检测器，用于检测从所述多个微探测器中的每个微探测器反射的所述光，其中检测所述光包括生成与所述微探测器中的每个微探测器关联的检测信号；以及至少一个控制器，用于: 向所述多个微探测器中的每个微探测器发送驱动信号；并且 基于所述检测信号中的每个检测信号确定所述晶片的高度分布和表面电荷分布。2.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述晶片包括多个器件；并且 所述多个微探测器包括多个子集，所述多个子集中的每个子集包括所述多个微探测器中的一个或者多个微探测器，其中所述多个子集中的每个子集与所述晶片的所述多个器件之一关联。3.根 据权利要求2所述的装置，其中: 所述多个子集中的每个子集包括所述多个微探测器中的多于一个微探测器。4.根据权利要求1所述的装置，其中: 响应于所述确定的高度分布和所述确定的表面分布，所述至少一个控制器向用于处理晶片的制作工具发送至少一个制作参数。5.根据权利要求1所述的装置，还包括: 多个保护膜，用于包括所述多个微探测器。6.根据权利要求5所述的装置，其中: 所述多个保护膜由有孔材料形成。7.根据权利要求6所述的装置，其中: 所述有孔材料具有在20nm与200nm之间的孔径尺寸。8.根据权利要求6所述的装置，其中: 所述有孔材料是沸石化合物或者金属有机框架。9.根据权利要求1所述的装置，其中: 所述多个光电检测器中的每个光电检测器是包括多段的段式光电二极管； 所述检测信号包括多个段信号，所述多个段信号中的每个段信号来自所述光电二极管的相应段；并且 从所述多个段信号确定所述高度分布和所述表面电荷分布。10.根据权利要求1所述的装置，其中: 在由所述多个光电检测器检测之前，向相应干涉仪中输入从所述多个微探测器中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·张，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：