專利名稱：化學(xué)機械拋光裝置及其控制方法
相關(guān)申請的交叉參考該申請根據(jù)35U.S.C.§119要求2002年3月21日申請的韓國專利申請No.2002-15392的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容作為參考引入。
現(xiàn)已采用化學(xué)機械拋光(CMP)用于平面化襯底。在CMP工藝中，襯底必須安裝在托架頂部(carrier head)或拋光頂部(polishinghead)上。設(shè)置襯底的露出表面以便襯底對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)的拋光墊。拋光墊可以是標準的墊或固定的磨料墊。雖然標準墊具有耐用的粗糙表面，但固定的磨料墊包括固定在容納介質(zhì)(containment media)中的磨料顆粒。托架頂部將可控的負荷，即壓力施加到襯底以便將襯底壓向拋光墊。當(dāng)采用標準墊時，包括至少一種化學(xué)反應(yīng)劑和磨料顆粒的拋光漿料被提供到拋光墊的表面。
通過襯底的拋光速率、襯底的拋光面的最終結(jié)果(即，不存在小尺寸的粗糙度)、以及襯底拋光面的平坦度(即，不存在大尺寸粗糙度)可以測量CMP工藝的有效性。根據(jù)拋光墊和漿料的組合、托架頂部、襯底和拋光墊之間的相對速度以及壓向襯底的力可以確定拋光速率、最終結(jié)果、以及襯底的平坦度。
為了檢查拋光工具和拋光工藝的有效性，在工具/工藝鑒定步驟中拋光具有一個或多個沒有圖形的晶片(所謂的“白板”晶片)。拋光這種晶片之后，在襯底拋光表面的幾個點處測量剩余層的厚度。層的厚度變化提供了晶片表面均勻性的度量以及襯底的不同區(qū)域中相對的拋光速率。
確定襯底層厚度和拋光均勻性的一種措施是從拋光裝置移走襯底之后檢查拋光的襯底。例如，將襯底轉(zhuǎn)移到測量臺，用偏振光橢圓率測量儀測量襯底層的厚度。不利的是，這種方法需要很多時間、高成本和昂貴的測量設(shè)備。
CMP工藝的一個重點是確定拋光的工藝是否確實完成了，即，襯底上的層是否被平面化以具有了需要的平坦度或厚度。根據(jù)襯底上的層的初始厚度、漿料的組分、拋光墊的材料和條件、拋光墊和襯底之間的相對速度、以及將襯底按壓向拋光墊的力可以改變襯底上的層的拋光速率。拋光速率的變化造成了達到拋光終點的時間變化。因此，拋光終點不能簡單地確定為拋光時間的函數(shù)。
檢測拋光終點的一個措施是從拋光墊移走襯底，然后檢查襯底。當(dāng)襯底不能滿足需要的規(guī)格時，襯底被重新裝入CMP裝置內(nèi)用于進一步處理。此外，對襯底的檢查顯示出過量的層被除去，使襯底不能再使用。也就是，需要一種用于檢測是否已原位獲得了需要的平坦度或厚度的方法。
現(xiàn)已開發(fā)了幾種方法用于原位檢測拋光終點。這些方法的大多數(shù)包括監(jiān)控與襯底的表面條件相關(guān)的參數(shù)，然后檢測參數(shù)突然改變時的拋光終點。例如，當(dāng)拋光絕緣層或介質(zhì)層以露出形成在絕緣層或介質(zhì)層下的金屬層時，當(dāng)露出金屬層時，襯底的摩擦系數(shù)和反射率突然改變。
在拋光終點監(jiān)控參數(shù)突然改變的理想系統(tǒng)中，這種拋光終點檢測方法是可以接受的。然而，隨著襯底進行拋光，在拋光墊和襯底之間的界面的拋光墊的條件和漿料的組分發(fā)生變化。這種變化模擬了達到拋光終點的條件，或者錯誤地表示下面金屬層沒有露出。此外，當(dāng)僅進行平面化步驟時，或者當(dāng)下層和覆蓋層具有類似的物理性質(zhì)時，這種終點檢測方法不是很有效。
U.S.專利No.6,190,234(屬于Boguslaw Swedek等人)公開了用不同波長光束的終點檢測方法。
在以上提到的U.S.專利中，提供將不同波長的光束投射到半導(dǎo)體晶片的一對終點檢測裝置以便測量更精確和更可靠的完成拋光工藝的時間。
根據(jù)以上提到的U.S.專利，拋光層的初始厚度可以計算為光束的一個峰值和另一個峰值之間厚度、光束之間的相差、以及通過具有單波長光束拋光層的反射率追蹤的光束的一個峰值和另一個峰值周期的函數(shù)。然而，這種方法不是很精確，由此通過扣除從具有不同波長的光束的反射率追蹤一個峰值和另一個峰值周期的緊密度可以精確地提供初始厚度。
然而，由于以上提到的U.S.專利中公開的方法利用了兩個終點檢測裝置用于計算精確的厚度，方法很難應(yīng)用到常規(guī)的CMP裝置。
此外，根據(jù)U.S.專利，需要復(fù)雜的工藝程序用于控制兩個終點檢測裝置，用于追蹤反射率、以及進行計算，因此增加了拋光工藝的成本。
為了解決以上提到的問題，需要提供包括單個終點檢測裝置的化學(xué)機械拋光裝置，能夠更精確地測量厚度，并且通過改變軟件可以容易地用在常規(guī)的裝置中，并提供一種控制方法。
也需要提供一種控制以上化學(xué)機械拋光裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種控制化學(xué)機械拋光(CMP)裝置的方法，用于拋光形成在半導(dǎo)體晶片下層上的要拋光的層。首先，根據(jù)待拋光層的拋光工藝制程，制備由終點檢測裝置檢測的初始光量的“終點檢測光量表”和待拋光層的對應(yīng)的初始厚度。接下來，待拋光層的拋光工藝制程存儲到存儲裝置內(nèi)。然后，光投射到包括待拋光層的半導(dǎo)體晶片上，通過終點檢測裝置可以檢測由待拋光層發(fā)射的初始光量。然后，在開始拋光工藝之前，拋光時間計算為將層從計算的初始厚度拋光到需要的最終厚度的時間。然后，通過CMP裝置拋光層。在層被拋光的同時，剩余的拋光時間倒計時或縮短。當(dāng)剩余拋光時間為零并且拋光工藝停止時，檢測終點。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種化學(xué)機械拋光裝置，用于拋光形成在半導(dǎo)體晶片上的下層上的待拋光的層。裝置包括存儲裝置，用于根據(jù)待拋光層的拋光工藝制程存儲由終點檢測裝置檢測的初始光量的終點檢測光量表以及待拋光層的對應(yīng)初始厚度。裝置還包括將待拋光層的拋光工藝制程輸入到存儲裝置內(nèi)的輸入裝置，以及通過將光投射到半導(dǎo)體晶片檢測從待拋光的層反射回的光量的終點檢測裝置。裝置還包括控制裝置，用于由參考終點檢測光量表得到的檢測光量數(shù)據(jù)計算待拋光層的初始厚度，用于計算將要拋光的層從計算的初始厚度拋光到需要的最終厚度的拋光時間，用于在拋光待拋光層的同時通過倒計時計算的拋光時間檢測終點，以及用于在檢測終點的同時停止拋光層。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個方面的CMP裝置包括一個終點檢測器，并且通過使用一個端點檢測器檢測的光量數(shù)據(jù)計算待拋光層的初始厚度。此外，通過使用待拋光層的計算出的初始厚度計算拋光時間，CMP裝置控制拋光工藝并自動地確定拋光終點。因此，通過僅將程序添加到常規(guī)的CMP裝置的控制器，可以精確地控制拋光終點，并且可以提高操作條件和效率。


圖13示出了以數(shù)值顯示初始厚度和拋光時間的屏幕的正面圖。
參考圖1，CMP裝置100包括其上設(shè)置拋光墊120的旋轉(zhuǎn)工作臺板110。當(dāng)襯底10為具有8英寸(200mm)或12英寸直徑的圓盤形時，旋轉(zhuǎn)工作臺板100和拋光墊120的直徑分別為約20英寸或30英寸。旋轉(zhuǎn)工作臺板110連接到驅(qū)動電動機(未示出)，然后旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)的拋光工藝中，通過驅(qū)動電動機以每分鐘約30到300轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺板110，驅(qū)動電動機可以更低或更高的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)工作臺板110。
拋光墊120通常包括接觸工作臺板110表面的基底層和拋光層。此外，拋光層通常比基底層硬。然而，一種拋光墊120僅有拋光層而沒有基底層。拋光層可以由聚安酯發(fā)泡的開放式單元(open cell)或具有凹槽表面的聚安酯薄板組成?；讓涌梢杂山V了氨基甲酸乙酯的壓縮毛氈纖維。Rodel，Inc.，(Newark，Del.)提供了兩層結(jié)構(gòu)的拋光墊，拋光層由IC-1000和SUBA-4組成的基底層組成(IC-1000和SUBA-4為Rodel，Inc.，的產(chǎn)品名稱)。
通過漿料支架口或組合的漿料/清洗臂130，含有反應(yīng)劑(例如，用于氧化物拋光的去離子水)和化學(xué)反應(yīng)催化劑的漿料132可以提供到拋光墊120。當(dāng)拋光墊120為標準墊時，漿料132可以包括用于氧化物拋光的例如氧化硅的磨料顆粒。
托架頂部140連接到旋轉(zhuǎn)電動機，然后托架頂部140以它的中心軸142為中心獨立地旋轉(zhuǎn)。此外，徑向驅(qū)動電動機(未示出)移動滑座使托架頂部140在左和右方向中橫向地振蕩。旋轉(zhuǎn)工作臺板110以它的中心軸112為中心旋轉(zhuǎn)，同時托架頂部140以它的中心軸142為中心旋轉(zhuǎn)，并在拋光墊120的表面上橫向地移動。
托架頂部140具有幾種機械功能。通常，托架頂部140將襯底10頂向拋光墊120，分散了襯底10背面上的壓降(reduction pressure)。此外，托架頂部140將扭矩從驅(qū)動軸轉(zhuǎn)送到襯底10，并固定襯底10以防止拋光工藝期間襯底相對于托架頂部140向下滑動。
圖2示出了設(shè)置在圖1的旋轉(zhuǎn)工作臺板上的拋光墊120的俯視圖。
參考圖1和2，穿過旋轉(zhuǎn)工作臺板110形成孔114，透明窗口122形成在位于孔114上的拋光墊120中。定位孔114和透明窗口122的位置使得在旋轉(zhuǎn)工作臺板110旋轉(zhuǎn)期間，通過定位孔114和透明窗口122可以觀察到襯底10，而與托架頂部140的移動位置無關(guān)。
用于襯底10的厚度和襯底10的拋光速度的干涉儀測量的終點檢測部件150設(shè)置在形成有透明窗口122的旋轉(zhuǎn)工作臺板110下面。終點檢測部件150可以固定到旋轉(zhuǎn)工作臺板110以便終點檢測部件150與旋轉(zhuǎn)工作臺板110一起旋轉(zhuǎn)，由此保持了相對于透明窗口122的固定位置。
終點檢測部件150為“偏軸”系統(tǒng)，其中光以非法線入射角入射到襯底10。終點檢測部件150包括光源152和傳感器或如光檢測器的檢測器154。
光源152產(chǎn)生光束151，傳播穿過透明窗口122和施加到襯底10暴露表面的拋光墊122上的漿料132。光束151由相對于垂直于襯底10表面的軸的角度(α1)從光源152投射到襯底10。根據(jù)一個實施例，光源152為激光產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生波長約600-700nm，例如670nm的激光束。
旋轉(zhuǎn)工作臺板110旋轉(zhuǎn)期間通過透明窗口122可以觀察到襯底10。
CMP裝置100包括終點檢測部件150，以便確定從襯底表面除去的材料量，或者確定何時襯底10表面變得均勻。光源152和傳感器或者檢測器154可以連接到控制器160，控制器160由通用的可編程數(shù)字計算機或處理器組成?？刂破?60執(zhí)行控制程序，用于控制顯示數(shù)據(jù)的顯示部分170、用于輸入數(shù)據(jù)的輸入部件190、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲部件180、以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)工作臺板110和托架頂部140的驅(qū)動部件200。
控制器160可以編程以存儲終點檢測部件150的測量亮度值并在顯示部分170上顯示測量的亮度值?？刂破饕部梢跃幊桃杂嬎愦龗伖鈱拥某跏己穸取伖馑俣?、通過拋光從層上除去的量、以及從測量的亮度值得到的層的剩余厚度，并檢測拋光終點。
圖3示出了CMP裝置的拋光臺的部分剖面圖，具有用于襯底的干涉儀測量的終點檢測系統(tǒng)。
參考圖3，由晶片例如硅晶片組成的襯底10包括形成在襯底10表面14上的覆層薄膜結(jié)構(gòu)13。薄膜結(jié)構(gòu)13包括透明或部分透明的外部層，例如介質(zhì)層(例如氧化層)，還可以包括至少一層透明、半透明或反射性下墊層。
在終點檢測部件150中，射到襯底10的部分光束151在薄膜結(jié)構(gòu)13的表面12上部分反射形成第一反射光束153。然而，光束151的剩余部分投射穿過薄膜結(jié)構(gòu)13。至少部分投射光束151在襯底10的表面14反射形成第二反射的光束155。第一反射光束153和第二反射光束155根據(jù)它們的相位關(guān)系相互建設(shè)性地或毀壞性地干涉。
干涉束156的一個相位關(guān)系表示為薄膜結(jié)構(gòu)13中的折射率和層厚度、光束151的波長、以及輸入角(α1)的函數(shù)。
干涉束156穿過漿料132和透明窗口1122先返回到傳感器154。當(dāng)?shù)谝环瓷涔馐?53和第二反射光束155具有相同的相位時，第一和第二反射光束153和155相互建設(shè)性地干涉，然后在傳感器154上檢測出最大值(1max1)。另一方面，當(dāng)?shù)谝环瓷涔馐?53和第二反射光束155異相時，第一和第二反射光束153和155相互毀壞性地干涉，然后在傳感器154上檢測出最小值(1min1)。其它相位關(guān)系可以表示為傳感器154上顯示的最大值(1max1)和最小值(1min1)之間的干涉信號。這種結(jié)果為傳感器154的信號輸出，隨層的厚度、或薄膜結(jié)構(gòu)13的層種類變化而變化。
由于在拋光襯底10的同時薄膜結(jié)構(gòu)13的層厚度或?qū)臃N類根據(jù)時間改變，因此傳感器154的信號輸出也隨著時間的消逝而變化。傳感器154的隨時間改變輸出稱做反射比(反射率)測量跡線。
當(dāng)拋光具有一層或多層沒有圖形的薄膜結(jié)構(gòu)13的襯底10時，由于來自薄膜結(jié)構(gòu)13表面的部分反射光束和來自薄膜結(jié)構(gòu)13或襯底10的層或下墊層的部分反射光束之間的干涉，傳感器154輸出的數(shù)字信號為周期性的。
圖4示出了圖3中的終點檢測系統(tǒng)的干涉儀測量原理的示意性剖面圖。
參考圖4，入射光束(linc)以入射角(α1)投射到第一表面，部分入射光束(linc)在點(A)反射形成第一反射光束(11)。入射光束(linc)的其它部分(剩余部分)傳送到折射率為n2的透明層內(nèi)，并在點(B)處反射。在點(B)處反射的光束穿過點(C)形成第二反射光束(12)。根據(jù)光路徑的差異，第一反射光束(11)和第二反射光束(12)具有相差Φ。
當(dāng)透射層的初始厚度為d0時，拋光率為rr，拋光時間為t，可以由下面的方程(1)計算拋光工藝d(t)之后的剩余厚度。
d(t)＝d0-rrt...........................方程(1)因此，當(dāng)折射率為n2并且光波長為λ0時，相差Φ(t)可以由下面的方程(2)計算。Φ(t)=-λ02n2d(t)]]>..................方程(2)所以，干涉光束表示為由下面方程(3)計算的反射率跡線的函數(shù)。I(t)=I1+I2=2((I1+I2))cos(Φ(t))]]>..................方程(3)因此，隨著穿透層厚度減小，相差改變，導(dǎo)致干涉波變化。
例如，當(dāng)初始厚度約13,500時，折射率約1.46，光波長約670nm，除去速度約500/sec，然后隨拋光時間厚度的變化顯示在圖5中，相位的變化顯示在圖6中。此外，根據(jù)拋光時間的反射率跡線顯示在圖7中。
圖8示出了終點檢測系統(tǒng)測量形成有實際圖形的晶片產(chǎn)生的反射率跡線曲線。
參考圖8，由實際的CMP裝置的終點檢測部件得到的反射率跡線模擬地顯示在顯示器的屏幕上。換句話說，即使圖7所示的跡線幅值是規(guī)則的，實際上，跡線幅值是不規(guī)則的，如圖8所示。圖7的跡線由具有平坦表面的測試樣品得到，而圖8的跡線由其上形成有圖形的晶片反射回的光束得到。
因此，通過標準化實際得到的反射率跡線(例如圖8)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以得到有關(guān)厚度的信息。
在圖9和10中，通過在晶片上淀積使用高密度等離子體形成的SiO2組成的厚度約5,500第一薄膜，并通過在第一薄膜上使用PETEOS形成的SiO2組成的厚度約2,000第二薄膜，然后退火第一和第二薄膜形成氧化膜。因此，在CMP工藝之前，提供平均厚度(Tox)約5,562(對9個晶片測量的平均厚度)的氧化膜作為圖9中的氧化膜，同時在CMP工藝之前，提供平均厚度約5,723(對9個晶片測量的平均厚度)的氧化膜作為圖10中的氧化膜。也就是，當(dāng)CMP工藝之前的厚度差約161時，與圖9相比，圖10中的反射率跡線在圓周部分延遲約8秒，一個額外的峰值形成在圖10中。
圖11示出了當(dāng)進行作為128M SDRAM的STI CMP時，在CMP工藝之前，終點檢測時間和對應(yīng)的初始厚度之間的關(guān)系。
如圖11所示，CMP工藝增加之前，根據(jù)二階函數(shù)，終點檢測時間隨初始厚度成比例地增加。
圖12示出了CMP裝置的控制程序的流程圖。
由此，如圖12所示，編程控制器160，以便控制器160由終點檢測部件150檢測的光量數(shù)據(jù)計算出待拋光層的初始厚度，根據(jù)計算的初始厚度計算拋光時間，然后數(shù)字地控制終點。下面介紹這種操作。
首先，提供用于待拋光層的初始厚度的“拋光時間數(shù)據(jù)庫”以及對應(yīng)的拋光時間。此外，制備由終點檢測裝置檢測的初始光量的“終點檢測光量表”和待拋光層的對應(yīng)初始厚度。然后，數(shù)據(jù)庫和表存儲在CMP裝置的存儲部件180中(步驟S202)。此時，根據(jù)待拋光層的制程歷史基于由測量一層或多個以前拋光工藝的結(jié)果得到的數(shù)據(jù)制備表。
例如，對于256M DRAM的整個工藝，由于用于氧化層或多晶硅層的CMP工藝被預(yù)先設(shè)置，并且待拋光層的淀積工藝的數(shù)據(jù)也被設(shè)置，可以根據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)制備用于對應(yīng)的終點檢測的初始厚度和光量的檢測數(shù)據(jù)表。
當(dāng)要拋光的晶片放置在CMP裝置100中時，通過輸入部件190輸入用于待拋光層的拋光工藝制程(步驟S204)。
將光投射到半導(dǎo)體晶片上之后通過使用終點檢測部件150檢測待拋光層反射的光量(步驟S206)。
拋光工藝之前，控制器160計算待拋光層的厚度，即，參考存儲在存儲部件180中的終點檢測光量表，根據(jù)檢測的光量由檢測信號得到初始厚度(步驟S208)。然后，控制器160計算從計算的初始厚度到需要的厚度(拋光終點)的拋光時間。
圖13示出了以數(shù)值顯示初始厚度和拋光時間的屏幕的正面圖。
如圖13所示，計算的初始厚度、需要厚度的數(shù)字值以及剩余拋光時間顯示在顯示部分170上。
控制器160控制驅(qū)動部件200以倒計時或減小時間的方式檢測終點，并計算用于待拋光層的拋光工藝期間剩余的拋光時間(步驟S212)。剩余拋光時間顯示在顯示部分170上。由于剩余的拋光時間顯示為數(shù)字值，因此操作者可以容易地看到剩余時間，由此可以提高操作的方便性和效率。
控制器160檢測剩余拋光時間變?yōu)椤?’時的終點，并控制驅(qū)動部件200以停止拋光工藝(步驟S214)。
拋光工藝之后，控制器160使用待拋光層的初始厚度更新存儲的表值、計算的拋光時間、最終的結(jié)果值等，并且控制器160在具有相同制程的相同拋光工藝中反映出更新的值。
如上所述，拋光工藝的結(jié)果被反饋，以便反映出計算初始厚度的結(jié)果。因此，可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)隨后拋光工藝的拋光時間、拋光工藝環(huán)境的微小變化例如CMP裝置、拋光墊、漿料等，由此改善了終點檢測。
因此，CMP包括一個終點檢測器并通過使用一個端點檢測器檢測的光量數(shù)據(jù)可以精確地計算待拋光層的初始厚度。此外，通過使用計算的初始厚度計算拋光時間，CMP裝置控制拋光工藝并自動地確定拋光終點。因此，通過僅將程序添加到常規(guī)的CMP裝置的控制器，可以精確地控制拋光終點，并且可以提高操作條件和效率。
現(xiàn)已參考示例性實施例介紹了本發(fā)明，然而，對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，顯然鑒于以上說明可以做出許多修改和變形。因此，本發(fā)明包含了在附帶權(quán)利要求書精神和范圍內(nèi)的所有的這種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種控制化學(xué)機械拋光(CMP)裝置的方法，用于拋光形成在半導(dǎo)體晶片上的下層上的層，該方法包括根據(jù)待拋光層的拋光工藝制程，制備由終點檢測裝置檢測的初始光量的“終點檢測光量表”和待拋光層的對應(yīng)初始厚度；將待拋光層的拋光工藝制程輸入到化學(xué)機械拋光裝置的存儲裝置內(nèi)；將光投射到半導(dǎo)體晶片上；用終點檢測裝置檢測由待拋光層反射的光量；由指示檢測光量的檢測信號根據(jù)終點檢測光量表計算待拋光層的初始厚度；計算待拋光層從計算的初始厚度到需要的最終厚度的拋光時間；拋光待拋光層；在拋光層被拋光的同時，通過倒計時計算的拋光時間檢測終點；以及當(dāng)檢測到終點時，停止拋光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中終點檢測光量表包括待拋光層的淀積工藝和CMP拋光工藝的歷史數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括通過在停止拋光工藝之后反饋完成拋光工藝的測量數(shù)據(jù)來更新終點檢測光量表的數(shù)據(jù)的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，還包括在拋光層之前顯示所計算的初始厚度和計算的拋光時間的數(shù)值。
5.一種化學(xué)機械拋光裝置，用于拋光形成在半導(dǎo)體晶片上的下層上的層，該裝置包括根據(jù)待拋光層的拋光工藝制程存儲由終點檢測裝置檢測的初始光量的終點檢測光量表以及待拋光層的對應(yīng)初始厚度的存儲裝置；將待拋光層的拋光工藝制程輸入到存儲裝置內(nèi)的輸入裝置；通過將光投射到半導(dǎo)體晶片檢測從待拋光的層反射回來的光量的終點檢測裝置；以及控制裝置，用于由參考終點檢測光量表得到的檢測光量數(shù)據(jù)計算待拋光層的初始厚度，用于計算將要拋光的層從計算的初始厚度拋光到需要的最終厚度的拋光時間，用于在拋光待拋光層的同時通過倒計時所計算的拋光時間檢測終點，以及用于當(dāng)檢測到終點時停止拋光層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的化學(xué)機械拋光裝置，還包括顯示裝置，用于在拋光工藝之前在屏幕上顯示所計算的初始厚度和計算的拋光時間的數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的化學(xué)機械拋光裝置，其中終點檢測裝置包括光源和光檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的化學(xué)機械拋光裝置，還包括旋轉(zhuǎn)工作臺板；以及在旋轉(zhuǎn)工作臺板的上表面上的拋光墊，半導(dǎo)體晶片在拋光墊上拋光，其中所述旋轉(zhuǎn)工作臺板包括孔，以及其中所述拋光墊包括與所述孔對準的窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的化學(xué)機械拋光裝置，其中終點檢測裝置包括光源和光檢測器，并且其中光源的放置使得光通過旋轉(zhuǎn)工作臺板的孔和拋光墊的窗口投射到半導(dǎo)體晶片上。
10.一種化學(xué)機械拋光半導(dǎo)體上的層的方法，該方法包括將光投射到包括待拋光的層的半導(dǎo)體晶片上；檢測層反射的光量；由檢測的光量計算層的初始厚度；計算待拋光層從計算的初始厚度到需要的最終厚度的拋光時間；拋光待拋光層；在層被拋光的同時，通過倒計時計算的拋光時間來檢測拋光終點；以及當(dāng)檢測到終點時，停止拋光層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中計算層的初始厚度包括用檢測到的光量參考檢測到的光量和對應(yīng)的初始厚度的終點檢測光量表。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中拋光時間的計算包括使用計算的初始厚度參考用于層的初始厚度和對應(yīng)的拋光時間的拋光時間數(shù)據(jù)庫。
全文摘要
在化學(xué)機械拋光裝置及其控制方法中，根據(jù)待拋光層的拋光工藝制程制備有關(guān)終點檢測部件的檢測光量的待拋光層的初始厚度表。輸入層的拋光工藝制程，并通過將光投射到半導(dǎo)體晶片上，使用終點檢測部件檢測由層反射的光量。拋光工藝之前參考有關(guān)檢測光量的層的初始厚度表計算層的厚度作為檢測到的光量。拋光到需要的厚度之前，由計算的厚度計算拋光時間。拋光待拋光的層的同時，通過減小計算的拋光時間來檢測終點。然后，當(dāng)檢測到終點時，終止拋光工藝。通過僅將程序添加到常規(guī)的CMP裝置的控制器，可以精確地控制拋光終點，并且可以提高操作條件和效率。
文檔編號B24B37/013GK1447396SQ0310760
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月21日
發(fā)明者金勁佑, 梁裕信 申請人:三星電子株式會社