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研磨行业最新研究抛光状态的监控方法

作者:admin 发表时间:2013-02-08 人气:

    为了通过以很高的精确度监视抛光状态使工艺过程效率更高,以致能够实现比常规半导体器件制造降低成本,从而使得半导体行业在应用领域更加完善。

    在抛光期间监视通过在抛光底盘和抛光物之间放入抛光剂的状况下,在上述的抛光底盘和上述的抛光物之间施加负载,以及通过使抛光底盘和抛光物相互相对移动来抛光的上述的抛光物的抛光状态,用从光源射出的探测光照射上述的抛光物、通过第一光学系统在抛光期间获取是由上述的抛光物反射的光的光谱的测量光谱,和在抛光期间根据上述的测量光谱监视上述的抛光状态,在上述的抛光物的抛光之前或在上述的抛光物的抛光期间用从上述的光源射出的光照射特定的反射物体,该反射物体是不同于所述抛光物的,通过第二光学系统获取是在抛光状态下由所述反射物体反射的光的光谱的参考光谱,在上述的抛光物的抛光期间根据上述的测量光谱对上述参考光谱的关系曲线监视上述的抛光状态。

    而且,在这样的监视中,不是在上述的抛光物抛光之前就是在上述的抛光物抛光期间用上述的光源的光(例如,这种光可以是与探测光一样的,或者可以是从光源发射并单独从探测光分裂的光)照射特定的反射物体,并且获得是由以上所述的反射物体反射的光的光谱的参考光谱;然后,在上述的抛光物的抛光期间根据上述的测量光谱与上述参考光谱的关系曲线监视上述的抛光状态。此外,像白光等等之类的具有许多波长成分的光被用作上述的探测光和照射上述的反射物体的光。

    最理想的是上述的反射物体具有平坦的光谱特性;然而,这种反射物体也可具有特定的光谱特性。为了改进获得的测量光谱的S/N比率,最理想的是上述的反射物体的反射率为20%或更大;30%或更大的反射率更理想,50%或更大的反射率愈加理想,70%或更大的反射率还要理想而90%或更大的反射率更加理想。

    上述的关系曲线是以参考光谱作为基准用有关的光谱代换测量光谱的关系曲线。可以举出测量光谱对参考光谱的强度比率(即,在各个波长上测量光谱强度对参考光谱强度之比)为上述的关系曲线的例子;然而,〔本发明〕不局限于像这样的关系曲线。

    在本发明中,在抛光期间获得〔上述的」测量光谱,并且在抛光期间(现场)根据这样的测量光谱来监视抛光状态;所以基本上根据光谱反射测量实现抛光状态监视。

    而且在本发明中,不“照原来样子”使用测量光谱;而不是在抛光以前就是在抛光期间用从探测光光源发射的光照射特定的反射物体,并获得由这样的反射物体反射的光的光谱(参考光谱);然后,在抛光期间根据测量光谱对参考光谱的关系曲线监视抛光状态。因此,即使测量光谱本身的波形受光源的光谱特性干扰而引起变化而且自始致终变化,但是光源的光谱特性也以相同的方式影响参考光谱和测量光谱;因此,能够大体上从上述的关系曲线排除光源的光谱特性的影响。此外,如果用同一光接收传感器接收在获得测量光谱和参考光谱时接收的各束反射光,则光接收传感器的光谱灵敏度特性以同样的方式影响参考光谱和测量光谱;因此,从上述的关系曲线大体上能够排除光接收传感器的光谱灵敏度特性的影响。所以在本发明中,由于根据上述的关系曲线监视抛光状态,因此,增加监视抛光状态监视的精确度。

    而且,在抛光以前获得参考光谱的情况中,为了尽可能排除在工作时间范围内变化的影响,最理想的是在抛光开始以前或者在紧接开始抛光瞬间的时刻立即获得参考光谱。当然,由于在短时间内不出现在工作时间范围内光源或光接收传感器的光谱灵敏度特性上的变化,因此如果从参考光谱获得到抛光开始的时间的是足够短以致没有明显出现在工作时间范围内上述的变化的影响的时间,那么就足可以了。

    此外,上述的抛光状态的例子包括检测(或确定)的剩余薄膜厚度、抛光量或者抛光边界点。本发明方面2所申请专利范围的发明[其特征在于〕在本发明方面2所申请专利范围的发明的事实,使上述的探测光和对准上述的反射物体的上述的光经由在上述的抛光底盘内形成的一个或更多个窗口射向上述的抛光物或上述的反射物体,否则就使上述的探测光和对准上述的反射物的上述的光射向上述的抛光物或上述的反射物体从上述的抛光底盘露出的部分。

    在本发明方面1所申请专利范围的发明中,如同在本发明方面2所申请专利范围的发明中,在上述的抛光底盘内可以设窗口或者窗口不在抛光底盘内。

    本发明方面3所申请专利范围的发明[其特征在于〕本发明方面1所申请专利范围的发明或本发明方面2所申请专利范围的发明的事实,在射向上述的反射物体的上述的光的光径和从这个反射物体反射的光的[光径」内放入上述的抛光剂的状况下获得上述的参考光谱。

    在本发明方面1所申请专利范围的发明和本发明方面2所申请专利范围的发明中,在没有放入抛光剂的情况下也可以获得参考光谱。然而,如果如同本发明放入抛光剂,则在紧接获得测量光谱的状况的状况下能够获得显示抛光剂的影响的参考光谱;因此,能够减小抛光剂对上述的关系曲线的影响,以致能够进一步增加监视抛光状态的精确度。


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