[发明专利]基于沟槽深度的电磁感应监测进行的过抛光

说明书

在基板的抛光期间，从第一原位监测系统接收第一信号，并从第二原位监测系统接收第二信号。基于第一信号来确定其中导电层被清除且基板的下层介电层的顶表面被暴露的清除时刻。确定经确定的清除时刻的第二信号的初始值。将偏移和初始值相加以生成阈值，且在第二信号与阈值相交时触发抛光终点。

技术领域

本公开文本涉及在化学机械抛光期间使用电磁感应进行的监测(例如涡电流监测)。

背景技术

通常通过在硅晶圆上依序沉积导电的、半导电的或绝缘的层以及通过依序处理这些层来将集成电路形成在基板(例如半导体晶圆)上。

一个制造步骤涉及将填料层沉积在非平面表面上，并平坦化所述填料层直到非平面表面被暴露为止。例如，可将导电填料层沉积在图案化的绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽或孔。接着抛光填料层直到绝缘层的凸起的图案被暴露为止。在平坦化之后，导电层留在绝缘层的凸起图案之间的部分形成在基板上的薄膜电路之间提供了导电路径的通孔(via)、插头和线路。此外，平坦化可用于平坦化介电层以用于光刻。

化学机械抛光(CMP)是一个被接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板安装在承载头上。将基板的被暴露表面放置为抵靠旋转的抛光垫。承载头提供了基板上的可控制的负载以推动基板抵靠抛光垫。抛光液(诸如具有研磨颗粒的浆料)被供应至抛光垫的表面。

在半导体处理期间，确定基板或基板上的层的一个或多个特性可能是重要的。例如，在CMP工艺期间知道导电层的厚度以使得所述工艺可在正确的时刻终止可能是重要的。可使用许多方法来确定基板特性。例如，光传感器可用于化学机械抛光期间的基板的原位监测。替代性地(或附加地)，涡电流感测系统可用于感应基板上的导电区域中的涡电流以确定诸如导电区域的局部厚度之类的参数。

发明内容

在一个方面中，一种抛光系统包括：工作台，所述工作台用于保持抛光垫；承载头，用于在抛光期间保持基板抵靠抛光垫；第一原位监测系统；第二原位监测系统；和控制器。第一原位监测系统具有第一传感器，所述第一传感器用于在抛光期间监测基板且被配置为生成第一信号，所述第一信号取决于导电层的清除和基板的下层介电层的顶表面的暴露。第二原位监测系统具有单独的第二传感器，所述第二传感器用于在抛光期间监测基板且被配置为生成第二信号，所述第二信号取决于介电层中的沟槽中的导电材料的厚度。第二原位监测系统是电磁感应监测系统。控制器被配置为：接收来自第一原位监测系统的第一信号并基于第一信号来确定导电层被清除的清除时刻；接收第二信号并确定经确定的清除时刻的第二信号的初始值；将偏移与初始值相加以生成阈值；以及在第二信号与阈值相交时触发抛光终点。

在另一个方面中，一种计算机程序产品是非瞬态计算机可读介质，非瞬态计算机可读介质具有指令，所述指令用于使处理器：在基板的抛光期间接收来自第一原位监测系统的第一信号并基于第一信号来确定清除时刻(在所述清除时刻，导电层被清除且基板的下层的介电层的顶表面被暴露)；在基板的抛光期间接收来自第二原位监测系统的第二信号并确定经确定的清除时刻的第二信号的初始值；将偏移与初始值相加以生成阈值；以及在第二信号与阈值相交时触发抛光终点。

任何方面的实现方式可包括以下特征中的一个或多个特征。

第二原位监测系统可被配置为在设置于介电层中的导电回路中诱导电流。

第一原位监测系统可以是光学监测系统、涡电流监测系统、摩擦监测系统或电机转矩或电机电流监测系统。

第一传感器和第二传感器可定位在工作台中的单独的凹槽中。第一传感器和第二传感器可被配置为同时地测量基板上的相同位置。

控制器可被配置为从用户处接收所期望的过抛光量作为输入。控制器可被配置为将阈值VT计算为VT＝V0-kD，其中V0是初始值，D是所期望的过抛光量，且k是常数。