[發(fā)明專利]用于在CMP加工中實(shí)時(shí)差錯(cuò)檢測(cè)的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110396554.4
• 申請(qǐng)日: 2011-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN102956521A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃正吉;李柏毅;楊棋銘;林進(jìn)祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66;H01L21/321
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在CMP加工中實(shí)時(shí)差錯(cuò)檢測(cè)的裝置和方法。

背景技術(shù)

化學(xué)機(jī)械拋光(“CMP”)常用于當(dāng)前先進(jìn)的半導(dǎo)體加工。在CMP中，旋轉(zhuǎn)焊盤接收研磨劑(abrasive?slurry)。將焊盤安裝在壓板上，并且通常取向?yàn)槊娉喜贾谩＞A載具沿著焊盤向下移動(dòng)。晶圓載具可以繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，并可以擺動(dòng)。可以使用真空或靜電力在載具上安裝半導(dǎo)體晶圓。設(shè)置晶圓載具以使半導(dǎo)體晶圓的面接觸拋光墊和漿料。晶圓和載具在拋光工藝期間還可以旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。例如，晶圓可以具有需要平坦化的介電層。在其他工藝步驟中，例如，對(duì)于鑲嵌金屬制造，可以使用CMP去除多余的金屬并平坦化鍍金屬導(dǎo)體的上表面和周圍的電介質(zhì)，以在介電層內(nèi)形成嵌入的金屬導(dǎo)體。通過研磨拋光半導(dǎo)體晶圓的表面，可以去除層中的表面粗糙以平坦化層。同樣也可以去除多余的材料。

在表面的CMP加工期間，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生顆粒。如果硬顆粒陷在晶圓和CMP拋光墊之間的晶圓表面上，能夠發(fā)生晶圓擦傷(scratching)。擦傷可以導(dǎo)致在晶圓上制造的集成電路器件缺陷，并導(dǎo)致這些器件的損失。晶圓擦傷經(jīng)常檢測(cè)不出來，直到晶圓加工進(jìn)入后期階段，在后期階段中進(jìn)行一些掃描或者目檢。在實(shí)施更多的加工步驟之后可能進(jìn)行擦傷檢測(cè)。目前沒有用于檢測(cè)在CMP工藝期間出現(xiàn)的晶圓擦傷的機(jī)構(gòu)(mechanism)。這導(dǎo)致很多步驟的浪費(fèi)以及材料和時(shí)間的損失。

因此，仍然需要用于檢測(cè)CMP工藝中的晶圓擦傷問題或者其他差錯(cuò)的方法和裝置，該方法和裝置沒有使用現(xiàn)有方法時(shí)所遭遇的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括：在用于化學(xué)機(jī)械拋光(“CMP”)的工具中的晶圓載具上設(shè)置半導(dǎo)體晶圓；放置所述晶圓載具以使所述半導(dǎo)體晶圓的表面接觸在旋轉(zhuǎn)壓板上安裝的拋光墊；在旋轉(zhuǎn)拋光墊上分配研磨劑，同時(shí)保持所述半導(dǎo)體晶圓的所述表面與所述拋光墊接觸，以在所述半導(dǎo)體晶圓上實(shí)施CMP工藝；實(shí)時(shí)從所述CMP工具接收信號(hào)至信號(hào)分析器中，所述信號(hào)對(duì)應(yīng)于感應(yīng)基本上由振動(dòng)、聲音、溫度、和壓力組成的組中選出的一種；比較來自所述CMP工具的接收信號(hào)和利用所述CMP工具進(jìn)行正常加工時(shí)的預(yù)期接收信號(hào)；以及輸出比較的結(jié)果。

在上述方法中，進(jìn)一步包括：基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)。

在上述方法中，其中，輸出比較的結(jié)果包括輸出用于操作者檢查的人可讀視覺顯示。

在上述方法中，其中，輸出比較的結(jié)果包括對(duì)所述接收信號(hào)實(shí)施頻域變換，以及輸出用于操作者檢查的所述頻域變換的人可讀視覺顯示。

在上述方法中，進(jìn)一步包括基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)，其中，接收信號(hào)進(jìn)一步包括從至少一個(gè)振動(dòng)傳感器接收信號(hào)。

在上述方法中，進(jìn)一步包括基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)，其中，接收信號(hào)進(jìn)一步包括從至少一個(gè)振動(dòng)傳感器接收信號(hào)，其中，接收信號(hào)進(jìn)一步包括從連接于所述旋轉(zhuǎn)壓板的振動(dòng)傳感器接收信號(hào)。

在上述方法中，進(jìn)一步包括基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)，其中，接收信號(hào)進(jìn)一步包括從至少一個(gè)振動(dòng)傳感器接收信號(hào)，其中，接收信號(hào)進(jìn)一步包括從安裝于所述晶圓載具上的振動(dòng)傳感器接收信號(hào)。

在上述方法中，進(jìn)一步包括基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)，并且上述方法進(jìn)一步包括：對(duì)所述接收信號(hào)實(shí)施頻域變換；比較所述接收信號(hào)的頻域變換和正常加工時(shí)的預(yù)期接收信號(hào)的存儲(chǔ)頻域變換；以及基于頻域信號(hào)的比較，當(dāng)所述接收信號(hào)與所述預(yù)期接收信號(hào)相差的量超過預(yù)定閾值時(shí)，進(jìn)行指示。

在上述方法中，進(jìn)一步包括基于所述比較，當(dāng)所述接收信號(hào)和所述預(yù)期信號(hào)之間的差超過預(yù)定閾值時(shí)，指示警報(bào)狀態(tài)，上述方法進(jìn)一步包括基于所述比較停止所述CMP工藝。

在上述方法中，其中，當(dāng)硬顆粒在所述CMP工具中引起異常振動(dòng)時(shí)，從至少一個(gè)振動(dòng)傳感器接收所述接收信號(hào)。