[發明專利]對終點檢測狀態的監控方法

有效

• 申請號: 200610029247.1
• 申請日: 2006-07-21
• 公開（公告）號: CN101108471A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 王海軍;王貝易;程曉華;趙正元
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: B24B49/00
• 分類號: B24B49/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及一種半導體制造工藝中的檢測方法，特別是涉及一種在化學機械研磨過程中對終點檢測狀態的監控方法。

背景技術

在半導體制造工藝中，化學機械研磨過程的終點檢測具有工藝穩定的特性，因為在研磨到新的介質后，根據終點檢測程序可以實現終點檢知，所以不受前膜的變化影響；有利于系統程序的維護。

目前在淺溝槽隔離(STI)工藝，鎢研磨(W-PLUG)工藝和銅研磨(Cu-CMP)等工藝都利用了終點檢測方法。

例如，淺溝槽隔離的制作工藝，化學機械拋光(CMP)被普遍用來去除和平整過填的氧化硅。為滿足對氮化硅和氧化硅研磨量控制的要求，CMP工藝通常需要采用終點檢測來控制研磨時間。

在鎢研磨過程中，必須去除產品表面的鎢，同時要求絕緣層有很好的平整度和最少的凹陷。這種工藝也需要利用終點檢測方法。

對于涉及多層透明或半透明的介電質CMP工藝來說，檢測不同的介質界面反射光的干涉強度變化的方法最為常用，如AppliedMaterials’ISRM?EPD系統(美國應用材料公司的光學終點檢知系統)。

但是，對于終點檢測方法本身狀態的檢測，并沒有一個很好的方法。當終點檢測本身由于各種原因發生故障(如檢測窗口里進水等)，不能正確檢知到研磨終點。這對于生產線來講很不安全，容易造成產品研磨到程序設定的最大時間，產品良率降低，嚴重的話，產品報廢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種對終點檢測狀態的監控方法，它可以正確的檢知到研磨終點，保證產品的合格率。

為解決上述技術問題，本發明對終點檢測狀態的監控方法是通過如下技術方案實現的：

在生產需要終點檢測的研磨工藝產品之前，首先生成一種和產品有相同層間膜介質的光片，作為監控終點檢測狀態正常與否的測試片，研磨該光片，以檢測化學機械拋光的終點檢測本身是否處于正常狀態；當狀態正常時，再對產品進行研磨。

采用本發明的方法，由于作為測試片的光片沒有圖型的干擾，因此更容易體現被檢測的光學信號變化強度，從而達到監控終點檢測是否處于正常狀態的目的。

采用本發明的方法，可以很明顯的監控終點檢測的狀態，可以放心的掌握當前機臺的狀態，有利于保障產品安全，也大大減少了相關耗材的成本(如研磨墊和相應的人力成本，機臺的停機時間)。而且也有利于制造部人員操作(只需要運行一個終點檢測的程序)。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是本發明對終點檢測狀態的監控方法工藝流程圖；

圖2是終點檢測不正常時的測試圖；

圖3終點檢測正常時的測試圖。

具體實施方式

在目前的半導體生產工藝中，保證終點檢測系統處于正常狀態很重要。

本發明通過預先生成與需要生產的產品有相同結構的光片作為測試片，在生產需要終點檢測的研磨工藝產品之前，利用與產品一樣的終點檢測程序來檢知該光片的終點，由于光片沒有圖型，因此更容易體現被檢測的光學信號變化強度。從而達到監控終點檢測是否處于正常狀態的目的。

圖1所示的流程圖，具體描述了利用本發明的方法，如何實現監控化學機械拋光的終點檢測正常與否的過程。

當一批產品到來，需要研磨時，首先檢測機臺速率是否正常，如果不正常，則檢查機臺；如果正常，則進一步檢測機臺終點檢知狀態是否正常，如果不正常，則檢查機臺，如果正常，則研磨產品。

在化學機械拋光(CMP)終點檢測中，當光以一定的角度入射到疊加在一起的薄膜時，從每個界面上產生反射。反射光的角度及強度與膜質特性和厚度有關，并會相互干涉。所產生的干涉光其強度變化能反映所檢測的膜質及厚度的變化。膜質差別越大，這種變化越明顯，如從金屬到氧化硅。

但是由于人為的原因(工程師誤操作，沒有打開終點檢測功能)，機臺根本就沒有進行終點檢測，或由于機臺的原因，終點檢測設備故障，終點檢測信號的變化不很強，容易造成漏檢或誤檢。通過預先生成與需要生產的產品有相同結構的光片，在生產需要終點檢測的研磨工藝產品之前，利用與產品一樣的研磨和終點檢測程序來研磨并檢知測試片的終點，由于該光片沒有圖型，因此更容易體現被檢測的光學信號變化強度。從而達到監控終點檢測是否處于正常狀態的目的。

作為測試片的光片的層間結構可以是多種不同的層間質，如鎢與硼磷硅玻璃(BPSG)，氮化硅與FSG(氟硅玻璃)，高密度等離子生成二氧化硅等。