專利名稱：銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置及方法，銅化學(xué)機(jī)械研磨方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)的機(jī)理是被研磨晶片的表面材料與研漿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一層相對容易去除的表面層，所述表面層通過研漿中的研磨劑以及施加在被研磨晶片上的研磨壓力，在與研磨墊的相對運(yùn)動中被機(jī)械地磨去。特別地，在對金屬材料進(jìn)行CMP時(shí)，研漿與金屬表面接觸并產(chǎn)生金屬氧化物，并通過研磨去除所述金屬氧化物以達(dá)到研磨的效果。

在公開號為CN1471141A的中國專利申請中公開了ー種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。如圖2所示，現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括一個(gè)自動旋轉(zhuǎn)的研磨盤102以及ー個(gè)晶圓握把104，通常研磨盤102會被設(shè)計(jì)成ー種圓形板以方便跟安裝在研磨盤102上的研磨墊106 —起旋轉(zhuǎn)，提供的晶圓110會被晶圓握把104抓住，而晶圓握把104的位置是可以調(diào)節(jié)的，晶圓握把104可以施カ在晶圓110上，在研磨期間，晶圓握把104會確定晶圓110有接觸到研磨墊106。在研磨盤102上方放置有一個(gè)研漿供應(yīng)路線108，可以提供研磨用的研漿112，所述研漿112包含反應(yīng)物和研磨劑，反應(yīng)物用于與被研磨晶圓110的表面材料發(fā)生反應(yīng)生成相對容易磨去的材料，研磨劑用于研磨墊106與晶圓110之間的機(jī)械研磨，在CMP設(shè)備中通常會有一個(gè)調(diào)節(jié)器114來調(diào)節(jié)研磨墊。CMP的一個(gè)難題在于檢測研磨終點(diǎn)，即判斷研磨是否完成，是否已將襯底層平坦化成期望的平坦度或厚度。過度研磨(overpolish)導(dǎo)體層或者薄膜會増加電路阻杭。另ー方面，研磨不足(underpolish)會導(dǎo)致短路?，F(xiàn)行的兩種最常用的原位終點(diǎn)檢測方法為電機(jī)電流終點(diǎn)檢測法和光學(xué)終點(diǎn)檢測法。電機(jī)電流終點(diǎn)檢測法通過檢測研磨頭或者研磨盤電機(jī)中的電流量監(jiān)控平坦化速率。平坦化量的變化(及電機(jī)負(fù)載)會導(dǎo)致電機(jī)電流量的變化，由于研磨頭是勻速旋轉(zhuǎn)的，為了補(bǔ)償電機(jī)負(fù)載的變化，電機(jī)電流會有相應(yīng)變化，即電機(jī)電流對晶圓表面粗糙程度的變化是敏感的。由此，通過檢測電機(jī)電流量的變化可實(shí)現(xiàn)平坦化程度的檢測。更多詳細(xì)信息請參考公開號為CN1670923A的中國專利申請。光學(xué)終點(diǎn)檢測法是一種基于光反射原理的終點(diǎn)檢測方法，光從膜層上反射，不同的反射率與膜層材料和膜層厚度相關(guān)，若膜層材料或厚度發(fā)生變化，光學(xué)終點(diǎn)檢測可測量從平坦化膜層反射的紫外光或可見光之間的干渉，利用干渉信號處理算法連續(xù)地測量平坦化中膜層厚度的變化，可測定平坦化速率。與此同時(shí)，銅作為ー種重要的導(dǎo)電材料越來越廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體器件中，比如用于互連結(jié)構(gòu)中。所以在對銅進(jìn)行CMP處理時(shí)，精確檢測研磨終點(diǎn)非常重要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置及方法，以精確檢測銅研磨終點(diǎn)。為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有待研磨結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料含有銅；對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，并產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品；其特征在于，還包括混合所述研磨副產(chǎn)品與顯色劑，并測量所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度；根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，并通過所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量檢測是否到達(dá)研磨終點(diǎn)。
可選地，所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度指的是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度?？蛇x地，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量的方法包括在研磨所使用的研漿確定的情況下，計(jì)算吸光度之比的差A(yù)Ar，所述 AAr — A607rmi/A548rmi_A 6C|7nm/A 548nm，其中，A6tl7nm 和 A548nm 分力U 疋所述研磨副廣 ロロ與研漿以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度，A*6(l7nm和A*548nm是研漿與顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度；根據(jù)AAr = PXCffl+Q計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量，其中，P、Q是回歸常數(shù)，Cm是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量?？蛇x地，在所述研漿與顯色劑的混合物中，顯色劑的濃度是0.002mmol/L-0. 004mmol/Lo可選地，其特征在于所述顯色劑是ニ溴茜素紫。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，包括研磨盤；安裝在所述研磨盤上的研磨墊；與所述研磨墊相對設(shè)置的晶圓握把、所述晶圓握把固定半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有待研磨的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料包括銅；研漿供應(yīng)路線，所述研漿供應(yīng)路線提供顯色劑以及研磨所需要的研漿；吸收光譜探測器，所述吸收光譜探測器用于測量研磨過程中產(chǎn)生的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度?？蛇x地，吸收光譜探測器包括入射光源和吸收光譜采集部件?？蛇x地，所述研漿供應(yīng)路線所提供研磨所需要的研漿以及顯色劑中，顯色劑的含量是 0. 002mmol/L-0. 004mmol/L?？蛇x地，所述顯色劑是ニ溴茜素紫。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有待研磨的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料包括銅；將所述半導(dǎo)體襯底固定于晶圓握把，并對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行研磨；研磨過程中，研漿供應(yīng)路線提供研磨所需要的研漿以及顯色劑；吸收光譜探測器測量研磨過程中產(chǎn)生的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度；根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，如果所述銅含量達(dá)到預(yù)定的值，則停止研磨，如果所述銅含量未達(dá)到預(yù)定的值，則繼續(xù)研磨?？蛇x地，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨畐IJ產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量的方法是，在研磨所使用的研漿確定的情況下，計(jì)算吸光度之比的差A(yù)Ar,所述AAr =
^-60711111/^-54811111 A 607nmZA 548nm， 其中， ^-607nm 和A548nm分
別是所述研磨副產(chǎn)品與研衆(zhòng)以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度，A*6(l7nm和W548nm是研漿與顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度；根據(jù)AAr = PXCm+Q計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量，其中，P、Q是回歸常數(shù)，Cffl是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量?？蛇x地，所述顯色劑是ニ溴茜素紫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
·
本發(fā)明利用顯色劑與含銅溶液混合后，吸光度會發(fā)生變化，并且吸光度的變化與混合液中銅的含量相關(guān)，通過檢測在研磨過程中，顯色劑與研磨副產(chǎn)品以及研漿的混合物的吸光度的變化，檢測混合物中銅的含量的變化，提供了ー種快速、便捷、準(zhǔn)確地檢測銅研磨終點(diǎn)的裝置和方法，同時(shí)提供了一種可以精確控制的銅化學(xué)機(jī)械研磨方法；進(jìn)ー步，本發(fā)明的實(shí)施例所提供的檢測銅研磨終點(diǎn)的裝置，通過研漿供應(yīng)路線在被研磨結(jié)構(gòu)表面提供顯色劑，作為一個(gè)實(shí)施例，所采用的顯色劑是ニ溴茜素紫，研磨產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品后，研磨副產(chǎn)品即可與顯色劑在研磨結(jié)構(gòu)表面混合，ニ溴茜素紫與含銅溶液的混合液在特定波長的吸光率會與銅的含量相關(guān)，并且受銅含量的影響顯著，從而可以快速準(zhǔn)確地反映研磨副產(chǎn)品中銅的含量，并根據(jù)研磨副產(chǎn)品中銅的含量，判斷研磨是否達(dá)到終點(diǎn)；進(jìn)ー步，本發(fā)明所提供的檢測銅研磨終點(diǎn)的方法中，將研磨銅所產(chǎn)生的研磨副產(chǎn)品與顯色劑相混合，并建立了ー個(gè)銅含量與所述混合液在特定波長的吸光率之間的關(guān)系式，通過所述關(guān)系式可以由所述混合液在特定波長的吸光度精確計(jì)算研磨各個(gè)階段所得到的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合液中的銅的含量，從而提供了ー種快速、便捷、準(zhǔn)確地檢測銅研磨終點(diǎn)的方法；進(jìn)ー步，本發(fā)明提供了ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨方法，通過采用本發(fā)明所提供的檢測銅研磨終點(diǎn)的方法，可以精確檢測銅研磨終點(diǎn)，從而提高了研磨的精度。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施例所提供的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法的流程示意圖；圖2是現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3和圖7是本發(fā)明的實(shí)施例所提供的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是利用本發(fā)明的實(shí)施例所提供的研磨裝置對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的示意圖；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中，A6tl7nmA548nm的值與研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中隨銅的含量的關(guān)系示意圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中，AAr與研磨副產(chǎn)品、研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式由背景技術(shù)可知，檢測研磨終點(diǎn)是化學(xué)機(jī)械研磨處理中的ー個(gè)難點(diǎn)，而精確檢測待研磨結(jié)構(gòu)的化學(xué)機(jī)械研磨的研磨終點(diǎn)也越來越重要。發(fā)明人對上述問題進(jìn)行研究，并試圖尋找ー個(gè)與研磨副產(chǎn)品中銅的含量直接相關(guān)，并便于通過測量得到的物理量，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)含銅溶液與顯色劑的混合物的吸光度與混合液中銅的含量相關(guān)。經(jīng)過進(jìn)一歩研究，發(fā)明人在本發(fā)明中提供ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法及裝置，以及銅化學(xué)機(jī)械研磨方法。本發(fā)明利用顯色劑與含銅溶液混合后，吸光度會發(fā)生變化，并且吸光度的變化與混合液中銅的含量相關(guān)，通過檢測在研磨過程中，顯色劑與研磨副產(chǎn)品以及研漿的混合物的吸光度的變化，檢測混合物中銅的含量的變化，提供了ー種快速、便捷、準(zhǔn)確地檢測銅研磨終點(diǎn)的裝置和方法，同時(shí)提供了一種可以精確控制的銅化學(xué)機(jī)械研磨方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例 對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。圖I是本發(fā)明的實(shí)施例所提供的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法的流程示意圖，包括步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有待研磨結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料含有銅；步驟S102，對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，并產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品；步驟S103，混合所述研磨副產(chǎn)品與顯色劑，并測量所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度；步驟S104，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，并通過所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量檢測是否到達(dá)研磨終點(diǎn)。參考圖I和圖3，執(zhí)行步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100表面形成有待研磨結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料含有銅。本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底100為現(xiàn)有的半導(dǎo)體襯底，比如硅襯底或SOI襯底，所述半導(dǎo)體襯底100表面或，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)還可以形成有其他結(jié)構(gòu)，比如晶體管、ニ極管等。作為ー個(gè)實(shí)施例，所述半導(dǎo)體襯底100表面還形成有晶體管(未示出)。作為ー個(gè)實(shí)施例，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有介質(zhì)層120，所述介質(zhì)層120具有暴露所述半導(dǎo)體襯底100的開ロ，所述開ロ里填充滿金屬層110，所述金屬層110還覆蓋所述介質(zhì)層120，所述金屬層110的材料是銅，本實(shí)施例中，所述金屬層110是待研磨結(jié)構(gòu)，研磨的終點(diǎn)是暴露所述介質(zhì)層120。執(zhí)行步驟S102，對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，并產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品。圖4是對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的示意圖，在本實(shí)施例中，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨所采用的研磨裝置包括
研磨盤102 ;安裝在所述研磨盤102上的研磨墊106 ;與所述研磨墊106相對設(shè)置的晶圓握把104、所述晶圓握把104固定半導(dǎo)體襯底100，金屬層110待研磨的表面與研磨塾106相對,研磨時(shí),所述晶圓握把104的位直可調(diào)節(jié)，所述晶圓握把104可以確保所述待研磨表面與所述研磨墊106接觸；研漿供應(yīng)路線108，所述研漿供應(yīng)路線108供應(yīng)研磨所需要的研漿112，所述研漿112包含反應(yīng)物和研磨劑，反應(yīng)物用干與半導(dǎo)體襯底100待研磨結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生反應(yīng)生成相對容易磨去的材料，研磨劑用于研磨墊106與待研磨結(jié)構(gòu)之間的機(jī)械研磨。研磨時(shí),所述研楽;供應(yīng)路線108將研磨所需要的研楽;112供應(yīng)至研磨墊106與金屬層110待研磨的表面之間，研漿112中的反應(yīng)物與待研磨結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生反應(yīng)生成相對容易磨去的材料，然后在研漿112中的研磨劑的作用下，反應(yīng)生成相對容易磨去的材料在研磨墊106與待研磨結(jié)構(gòu)之間的機(jī)械研磨中被剝離待研磨結(jié)構(gòu)的表面，產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品，所述副產(chǎn)品包括被從研磨結(jié)構(gòu)表面剝離的所有材料。在本實(shí)施例中，研磨過程中，副產(chǎn)品中 的銅的含量逐漸減小，在到達(dá)研磨終點(diǎn)時(shí)，副產(chǎn)品中銅的含量達(dá)到最小值。執(zhí)行步驟S103，混合所述研磨副產(chǎn)品與顯色劑，并測量所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度。所述顯色劑為與含銅溶液混合后，吸光度會隨著混合液中銅的含量發(fā)生變化的溶液。在本實(shí)施例中，所述研漿供應(yīng)路線108還供應(yīng)顯色劑，所以顯色劑與研漿一起被供應(yīng)至研磨墊106與金屬層110待研磨的表面之間,在產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品后,顯色劑會與研磨副產(chǎn)品混合。本實(shí)施例所采用的研磨裝置還包括吸收光譜探測器200，所述吸收光譜探測器200包括入射光源和吸收光譜采集部件，研磨期間，入射光源會向聚集在研磨墊106表面的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物入射光；吸收光譜采集部件會采集研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物對所述入射光的吸收光譜，并得到研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物對入射光的吸光度。執(zhí)行步驟S104，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，并通過所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量檢測是否到達(dá)研磨終點(diǎn)。作為一個(gè)實(shí)施例所述顯色劑為ニ溴菌素紫(DBAV, diebromo alizarin violet)。ニ溴茜素紫與銅離子混合可以發(fā)生如化學(xué)反應(yīng)式(I)所示的化學(xué)反應(yīng)生成ニ元配位化合物(Cu(DBAV)2), Cu(DBAV)2的吸光度不同于ニ溴茜素紫和研磨副產(chǎn)品的吸光度。在剛開始研磨時(shí)，研磨副產(chǎn)品中的銅離子含量比較高，所以ニ溴茜素紫與銅離子充分反應(yīng)，生成Cu(DBAV)2，所得到的吸光度為Cu(DBAV)2的吸光度，即所得到的吸光度的數(shù)值是ー個(gè)比較穩(wěn)定的數(shù)值；在接近研磨終點(diǎn)時(shí)，研磨副產(chǎn)品中銅離子的含量逐漸減小，所以ニ溴茜素紫與銅離子不充分反應(yīng)，銅離子的含量越少，所得到的吸光度受Cu(DBAV)2的吸光度的影響越小，由此，發(fā)明人得出研磨副產(chǎn)品中的銅離子的含量與所得到的吸光度之間會有聯(lián)系。
權(quán)利要求
1.ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有待研磨結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料含有銅；對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，并產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品；其特征在于，還包括 混合所述研磨副產(chǎn)品與顯色劑，并測量所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度； 根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，并通過所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量檢測是否到達(dá)研磨終點(diǎn)。
2.依據(jù)權(quán)利要求I所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，其特征在于，所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度指的是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，其特征在于，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量的方法包括 在研磨所使用的研漿確定的情況下，計(jì)算吸光度之比的差A(yù)Ar, 所述AAr = A6ci7mZA548nm-A^ci7miZf548nm，其中，A6tl7nm和A548nm分別是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度，A*6(l7nm和A*548nm是研漿與顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度； 根據(jù)AAr = PXCm+Q計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量，其中，P、Q是回歸常數(shù)，Cffl是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量。
4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，其特征在于，所述研漿供應(yīng)路線所提供的研磨所需要的研衆(zhòng)以及顯色劑中，顯色劑的濃度是0. 002mmol/L-0. 004mmol/し
5.依據(jù)權(quán)利要求I至4中任意ー項(xiàng)所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，其特征在于所述顯色劑是ニ溴茜素紫。
6.ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，包括研磨盤；安裝在所述研磨盤上的研磨墊；與所述研磨墊相對設(shè)置的晶圓握把、所述晶圓握把固定半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面具有待研磨的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料包括銅；其特征在于，還包括研衆(zhòng)供應(yīng)路線，所述研漿供應(yīng)路線提供顯色劑以及研磨所需要的研漿；吸收光譜探測器，所述吸收光譜探測器用于測量研磨過程中產(chǎn)生的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度。
7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，其特征在干，吸收光譜探測器包括入射光源和吸收光譜采集部件。
8.依據(jù)權(quán)利要求6所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，所述研漿供應(yīng)路線所提供研磨所需要的研漿以及顯色劑中，顯色劑的濃度是0. 002mmol/L-0. 004mmol/L。
9.依據(jù)權(quán)利要求6或8所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，其特征在于，所述顯色劑是ニ溴菌素紫。
10.ー種銅化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有待研磨的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料包括銅；將所述半導(dǎo)體襯底固定于晶圓握把，并對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行研磨；其特征在于，研磨過程中，研漿供應(yīng)路線提供研磨所需要的研漿以及顯色劑；吸收光譜探測器測量研磨過程中產(chǎn)生的研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度；根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，如果所述銅含量達(dá)到預(yù)定的值，則停止研磨，如果所述銅含量未達(dá)到預(yù)定的值，則繼續(xù)研磨。
11.依據(jù)權(quán)利要求10所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量的方法是，在研磨所使用的研漿確定的情況下，計(jì)算吸光度之比的差A(yù)Ar，所述— A6o7mi/A548mi_A 607nm/A 548nm 其中，A6tl7nm和A548nm分別是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度，A*6(l7nm和A*548nm是研漿與顯色劑的混合物在入射光波長為607nm和548nm時(shí)的吸光度；根據(jù)AAr = PXCm+Q計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量，其中，P、Q是回歸常數(shù)，Cm是所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中的銅的含量。
12.依據(jù)權(quán)利要求10或11所述的銅化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述顯色劑是ニ溴茜素紫。
全文摘要
一種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底表面形成有待研磨結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)的材料含有銅；對所述待研磨結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，并產(chǎn)生研磨副產(chǎn)品；混合所述研磨副產(chǎn)品與顯色劑，并測量所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度；根據(jù)所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物的吸光度計(jì)算所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量，并通過所述研磨副產(chǎn)品與研漿以及顯色劑的混合物中銅的含量檢測是否到達(dá)研磨終點(diǎn)。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種銅化學(xué)機(jī)械研磨終點(diǎn)檢測裝置，以及銅化學(xué)機(jī)械研磨方法。通過本發(fā)明可以精確檢測銅化學(xué)機(jī)械研磨的終點(diǎn)。
文檔編號H01L21/304GK102837259SQ201110172589
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者鄧武鋒, 洪中山 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司