[发明专利]检测层间膜非正常研磨的装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种检测层间膜非正常研磨的装置。本发明还涉及一种半导体制造的工艺方法，尤其涉及上述检测层间膜非正常研磨的装置的实现方法。

背景技术

在当前半导体生产过程中，化学机械研磨工艺非常重要，因为化学机械研磨工艺能提供很好的平整度。在现有的研磨工艺中，由于人为的原因，比如调用错误的研磨程序，或设定错误的研磨时间，把绝缘层的膜质都研磨光，一直研磨到金属层。此外，由于研磨速率、时间突变或前道非正常工艺的影响，需要研磨的层间膜偏薄，造成层间膜研磨过程中会研磨到下面的金属层，造成产品良率降低并且污染机台。当发生这种状况时，机台本身并不能报警提示，往往要等到有问题的产品去测量后值时，才能发现异常状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种检测层间膜非正常研磨的装置，使用该装置能及时发现层间膜非正常研磨，减少或避免损失。

本发明要解决的技术问题之二是提供上述检测层间膜非正常研磨的装置的实现方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种检测层间膜非正常研磨的装置，该装置包括：在研磨机台下有一透明容器，该透明容器接收研磨产物和化学试剂，在该透明容器的外面器壁上有一传感器和一报警装置。

所述的化学试剂包括芦丁和甲醇、盐酸的混合液。

所述的传感器为颜色识别传感器。

本发明还提供一种检测层间膜非正常研磨的装置的实现方法，包括以下步骤：

步骤1，当研磨每一片产品时，收集少量的研磨产物和化学试剂，当正常研磨时，不会有金属离子产生，透明容器为乳白色不会报警；

步骤2，当研磨到金属层时，研磨产物含有活泼的金属离子和化学试剂反应生成非乳白色的化合物；

步骤3，传感器检测到非乳白色时，就报警并停止研磨；

步骤4，技术人员收到报警信号后确认采取相应的处理措施，检测完后就释放掉检测液。

步骤2中所述的活泼的金属离子为铝离子，所述的非乳白色的化合物为黄色的化合物。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过本发明，能及时捕捉由于金属离子和试剂发生反应后产生的颜色变化，颜色传感器发现颜色变化后，报警并通知技术人员确认并采取措施。本发明所用到的试剂属于一般化学试剂，传感器也属于成熟产品，在市场都能买到，可执行性好。铝离子化学性质活泼，已做实验证明该试剂和含有铝离子的混合物能够反应并生成黄色化合物，通过颜色的改变，很容易检知异常状况的发生。从而能及时发现层间膜非正常研磨，减少或避免损失。

附图说明

图1是研磨的层间结构图；

图2是本发明一种检测层间膜非正常研磨的装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，在研磨层间膜时，正常情况下应当从前值(前膜厚度)研磨到后值(后膜正常厚度)。当不正常研磨时，如果研磨到金属层，就会有金属成分出现，在现有的八英寸工艺中，金属层是一种铝铜合金，磨出来的金属成分会随着研磨液等产物流失。

如图2所示，本发明在研磨机台下面，安装一个透明容器，该透明容器的一端接收研磨产物，另一端接收化学试剂。每研磨一片，收集少量研磨产物和化学试剂，例如收集50毫升研磨产物和化学试剂。当正常研磨时，研磨产物不会有金属离子产生，透明容器仍然保持原有的乳白色，不会报警。在透明容器的外面器壁上安装颜色识别传感器和报警装置，当研磨到金属层时，研磨产物含有活泼的金属离子和化学试剂反应生成非乳白色的化合物。当发现有不同于默认设定乳白色的颜色出现时，则传感器输出报警信号，当研磨机台收到报警信号时，则停止研磨并通知操作人员检查产品，采取相应的处理措施，检测完后就释放掉检测液。

例如，化学试剂是少量芦丁和1毫升甲醇、盐酸的混合液，盐酸不会和甲醇反应，芦丁和三氯化铝的反应是络合反应。当含有铝的研磨产物和化学试剂混合立即变黄，因为，当研磨到金属层时，研磨产物含有活泼的金属铝和化学试剂中的盐酸反应生成三氯化铝，三氯化铝与化学试剂中的芦丁反应生成黄色的化合物，传感器输出报警信号并停止研磨。

其中，芦丁的分子式为：

其中，铝和盐酸反应的化学方程式为：

2Al+6HCl——2AlCl₃+3H₂

芦丁和三氯化铝的化学反应方程式为：