專利名稱：化學(xué)機械研磨制程及增加其研磨終點準(zhǔn)確性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種化學(xué)機械研磨制程，且特別是有關(guān)于化學(xué)機械研磨制程以及增加其研磨終點準(zhǔn)確性的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)的蓬勃發(fā)展，芯片上單位面積所能制作的晶體管數(shù)量也越來越多，元件的集成度高，越是無法容忍芯片表面的不平坦情形，對于芯片表面平坦度的需求也愈益升高?；瘜W(xué)機械研磨法(chemicalmechanical polishing)能夠提供良好的全面性表面均勻化，已經(jīng)成為深次微米制程當(dāng)中，不可或缺的薄膜平坦化技術(shù)。
以常見的鎢插塞的化學(xué)機械研磨制程為例，請參照圖1A。圖1A是繪示習(xí)知金屬內(nèi)連線的結(jié)構(gòu)剖面圖。芯片100的基底101上有一層氧化硅層111。氧化硅層111中具有開口130，氧化硅層111上覆蓋了一層黏著層140，黏著層140的材質(zhì)例如是氮化鈦/鈦(TiN/Ti)。黏著層140上為導(dǎo)體層150，導(dǎo)體層150的材質(zhì)例如是鎢。開口130是作為接觸窗開口(contact hole)之用，開口130內(nèi)所填滿的黏著層140與導(dǎo)體層150是作為導(dǎo)電插塞之用。由于氧化硅層111表面，還會形成導(dǎo)線以連接各個導(dǎo)電插塞，因此，氧化硅層111表面上的黏著層140與導(dǎo)體層150皆須以化學(xué)機械研磨制程去除它。
為了避免化學(xué)機械研磨制程過早結(jié)束或研磨過久而導(dǎo)致殘留、內(nèi)凹(dishing)或是絕緣體腐蝕(erosion)等問題，如何準(zhǔn)確地偵測研磨終點，是化學(xué)機械研磨制程的研究重點之一。目前業(yè)界常用來偵測研磨終點的方法，就是利用一紅外光雷射照射導(dǎo)體層150，在待研磨層(如圖1A中的導(dǎo)體層150與黏著層140)進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程當(dāng)中，持續(xù)偵測紅外光雷射照射待研磨層所得的反射強度。由于待研磨層的材質(zhì)多半包含有金屬，氧化硅層111為非金屬，因此，紅外光雷射對于待研磨層的反射強度，會遠(yuǎn)大于光束對于氧化硅層111的反射強度。故而，當(dāng)偵測到反射強度突然有下降的趨勢，便可以推知待研磨層皆已移除，而暴露出氧化硅層111的表面，此時即為化學(xué)機械研磨制程的研磨終點。
另一方面，隨著集成電路的蓬勃發(fā)展，對于元件集成度的要求越來越高，線寬縮小的結(jié)果，使得微影制程的困難度增加，容易發(fā)生對準(zhǔn)失誤的情形。尤其，蝕刻具有反射性的材質(zhì)，例如金屬或多晶硅的時候，這些材質(zhì)會令曝光光源容易在膜層表面發(fā)生反射，造成光阻層尺寸有所偏差，導(dǎo)致微影圖案轉(zhuǎn)移不正確。為防止上述誤差出現(xiàn)，通常會在膜層上形成一層抗反射層(anti-reflection coating layer)或是介電質(zhì)抗反射層(dielectricanti-reflection coating layer)，以減少反射光在定義時對光阻曝光的精確度所造成的誤差，進(jìn)而提高元件的良率。
雖然抗反射層或是介電質(zhì)抗反射層對于微影制程有其存在的必要性，但是，如此一來，也制造了新的問題。那就是，當(dāng)我們使用化學(xué)機械研磨法進(jìn)行平坦化步驟時，可能由原先的單層氧化硅層111，變成如圖1B所示的材料層120。材料層120由基底101起例如是氧化硅層111、第一介電質(zhì)抗反射層113、第二介電質(zhì)抗反射層115與頂蓋氧化層(cap oxide layer)117。這些膜層將導(dǎo)致紅外光雷射的反射強度，不如原先那么規(guī)律，待研磨層厚度降低，反射強度反而可能會上升，造成反射強度紊亂的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象將使得我們無法判斷研磨終點。如果研磨終止過早，則會在材料層120上產(chǎn)生導(dǎo)體層150的殘留，可能造成橋接現(xiàn)象(bridge)。相反的，如果研磨終止過晚，則會造成材料層120侵蝕現(xiàn)象(erosion)，使得材料層120同時遭到研磨而變薄，且造成導(dǎo)體層150亦過度研磨，甚至在集成度較高的元件，還會造成金屬內(nèi)連線間的介電物質(zhì)不足，而影響元件操作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種化學(xué)機械研磨制程以及增加其研磨終點準(zhǔn)確性的方法，能夠避免偵測強度紊亂不明的問題，有效增進(jìn)化學(xué)機械研磨制程的研磨終點的偵測。
本發(fā)明提出一種增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，此方法是在化學(xué)機械研磨制程之前進(jìn)行，其步驟包括(a)提供一測試片，測試片上已形成有待研磨層以及位在待研磨層下方的材料層；(b)提供具有一波長的測試光束，照射測試片；(c)對測試片進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程，移除待研磨層，直到暴露出材料層為止，并且同時持續(xù)偵測測試光束在研磨制程中的反射強度；以及(d)判斷待研磨層即將完全移除，而越接近待研磨層與材料層之間的介面的這時期的反射強度趨勢，判斷結(jié)果若是反射強度有逐漸升高的趨勢，則重復(fù)步驟(a)至步驟(d)，選擇另一測試片及另一波長，以進(jìn)行另一反射強度的判斷，直到反射強度的趨勢為一逐漸下降的趨勢。
依照本發(fā)明的實施例所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，上述具有波長的測試光束是由具有單一波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。上述的測試光束也可以是由具有多數(shù)波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
依照本發(fā)明的實施例所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，上述待研磨層即將被完全移除時所偵測到的反射強度，與尚未進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程時所偵測到的反射強度相比，至少降低0.17。
依照本發(fā)明的實施例所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，上述重復(fù)多次步驟(a)到步驟(d)之后，得到多數(shù)組反射強度的數(shù)據(jù)，選擇這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的波長，用于后續(xù)的研磨制程中。
依照本發(fā)明的實施例所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，上述待研磨層的材質(zhì)可以是金屬，例如是鎢、鈦或銅。
依照本發(fā)明的實施例所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，上述材料層可以包括一層抗反射(anti-reflection coating，ARC)層。此外，上述材料層還可以包括一層介電質(zhì)抗反射(dielectricanti-reflection coating，DARC)層。介電質(zhì)抗反射層的材質(zhì)例如是氮化硅或氮氧化硅。另外，上述材料層更可以包括一頂蓋氧化層(cap oxidelayer)。
本發(fā)明提出一種化學(xué)機械研磨制程。其步驟包括首先提供多數(shù)片晶圓，且各晶圓上已形成有待研磨層以及位于待研磨層下方的材料層。然后，選取至少一片晶圓，進(jìn)行預(yù)研磨步驟，以決定出用于偵測研磨終點的偵測波長。其中在進(jìn)行預(yù)研磨步驟中，利用偵測波長持續(xù)偵測研磨中的晶圓，直到移除晶圓上的待研磨層而暴露出材料層為止。并且由偵測波長所獲得的反射強度趨勢，其于待研磨層即將完全移除，而越接近待研磨層與材料層之間的介面的時期，有逐漸減小的趨勢。繼而，研磨剩余的晶圓，并利用偵測波長的光束偵測研磨終點。
依照本發(fā)明的實施例所述的化學(xué)機械研磨制程，上述預(yù)研磨步驟包括(a)提供至少一片晶圓；(b)提供具有一波長的測試光束，照射此晶圓；(c)對晶圓進(jìn)行預(yù)研磨制程，以移除待研磨層，直到暴露出材料層為止，并且同時持續(xù)偵測測試光束在研磨制程中的反射強度；以及(d)判斷待研磨層即將完全移除，而越接近待研磨層與材料層之間的介面的這時期的反射強度趨勢，若反射強度有逐漸升高的趨勢，則重復(fù)步驟(a)至步驟(d)，選擇另一片晶圓及另一波長，以進(jìn)行另一反射強度的判斷，直到反射強度有逐漸下降的趨勢。
依照本發(fā)明的實施例所述的化學(xué)機械研磨制程，上述具有波長的測試光束，可以是由具有單一波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。此外，上述測試光束也可以是由具有多數(shù)波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
依照本發(fā)明的實施例所述的化學(xué)機械研磨制程，上述待研磨層即將被完全移除時所偵測到的反射強度，與尚未進(jìn)行預(yù)研磨制程時所偵測到的反射強度相比，至少降低0.17。
依照本發(fā)明的實施例所述的化學(xué)機械研磨制程，上述在重復(fù)多次步驟(a)到步驟(d)之后，得到多數(shù)組反射強度的數(shù)據(jù)，選擇這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的波長，為偵測波長。
依照本發(fā)明的實施例所述的化學(xué)機械研磨制程，上述待研磨層的材質(zhì)例如包含有金屬，如鎢、鈦或銅。材料層包括一介電質(zhì)抗反射層，介電質(zhì)抗反射層的材質(zhì)例如是氮化硅、氮氧化硅。
本發(fā)明因研磨制程之前，先進(jìn)行波長測試，以決定出特定波長的光束。之后，再利用此特定波長的光束進(jìn)行后續(xù)的化學(xué)機械研磨制程的研磨終點的監(jiān)測，因此，即使基底上還設(shè)置有多層抗反射層，仍舊得以準(zhǔn)確地監(jiān)測出化學(xué)機械研磨制程的研磨終點。研磨終點的偵測并不會因為其他膜層的設(shè)置，而產(chǎn)生反射強度紊亂的現(xiàn)象，故而得以依照元件的設(shè)計完成整個元件，避免橋接、短路等問題，提高元件的可靠度與產(chǎn)品的良率。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1A是繪示習(xí)知金屬插塞的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖1B是繪示習(xí)知另一種金屬插塞的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2所繪示為本發(fā)明一實施例的一種增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法的步驟流程圖。
圖3為依照本發(fā)明一實施例所繪示的測試片結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖4所繪示為本發(fā)明一實施例的一種化學(xué)機械研磨制程的步驟流程圖。
圖5所繪示為本發(fā)明一實施例，波長為673nm時，反射強度對含鈦待研磨層的厚度的曲線圖。
圖6所繪示為本發(fā)明一實施例，波長為300nm時，反射強度對含鈦待研磨層的厚度的曲線圖。
圖7所繪示為本發(fā)明一實施例，波長為365nm時，反射強度對含鈦待研磨層的厚度的曲線圖。
100芯片300測試片101、301基底 111氧化硅層113第一介電質(zhì)抗反射層 115第二介電質(zhì)抗反射層117、317頂蓋氧化層 120、320材料層130開口140、340黏著層150、350導(dǎo)體層201、205、211、215、221、231、401、405、411、415步驟310待研磨層311介電層313介電質(zhì)抗反射層 315抗反射層
具體實施例方式
本發(fā)明的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法是在化學(xué)機械研磨制程之前進(jìn)行。其詳細(xì)說明如下。圖2所繪示為本發(fā)明一實施例的一種增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法的步驟流程圖。圖3為依照本發(fā)明一實施例所繪示的測試片結(jié)構(gòu)剖面圖。
請參照圖2與圖3，首先提供一測試片300，測試片300上已形成有待研磨層310以及位于待研磨層310下方的材料層320(步驟201)。待研磨層310例如是包括一層黏著層340與一層導(dǎo)體層350。黏著層340的材質(zhì)例如是鈦化氮/鈦(TiN/Ti)。導(dǎo)體層350的材質(zhì)例如是鎢、銅、鎳等導(dǎo)電材料。
材料層320由基底301起則可以包括介電層311、介電質(zhì)抗反射層313、抗反射層315與頂蓋氧化層317。介電層311的材質(zhì)例如是氧化硅。介電質(zhì)抗反射層313的材質(zhì)例如是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或是SixNy(OH)z。抗反射層315的材質(zhì)例如是鈦、氮化鈦、鈦鎢合金、硒化鋅或是其他適當(dāng)材質(zhì)。上述的待研磨層310是以導(dǎo)體層350、黏著層340，材料層320是以介電層311、介電質(zhì)抗反射層313、抗反射層315與頂蓋氧化層317為例作說明，然而，待研磨層310與材料層320當(dāng)然也可以是由其他膜層或其他材質(zhì)所構(gòu)成，端視元件的需要而定。此外，介電質(zhì)抗反射層313、抗反射層315例如是之前的微影與蝕刻制程所殘留下來的膜層。
接著，提供具有一波長的測試光束，照射測試片300(步驟205)。然后，對測試片300進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程，移除待研磨層310，直到暴露出材料層320為止，并且同時持續(xù)偵測測試光束在研磨制程中，照射測試片300表面(即待研磨層310表面)所得的反射強度(步驟211)。
繼而，判斷待研磨層310即將完全移除，而越接近待研磨層310與材料層320之間的介面的這時期的反射強度趨勢(步驟215)。
一般來說，為了提高微影制程的準(zhǔn)確度，材料層320中的膜層，已不若習(xí)知的材料層(如先前技術(shù)中的介電層120)那樣單純。本實施例中，材料層320例如是包含了介電層311、介電質(zhì)抗反射層313、抗反射層315與頂蓋氧化層317。因此，光束在照射測試片300時所產(chǎn)生的反射強度，隨著膜層的研磨，可能會有上升的趨勢，而產(chǎn)生反射強度紊亂，不易判斷研磨終點的問題。故而，假若這段時期的反射強度，有逐漸升高的趨勢(步驟221)，這時，就需要選擇另一測試片及另一波長，以不同波長的光束重復(fù)步驟201、步驟205、步驟211與步驟215，進(jìn)行另一反射強度的判斷，直到反射強度的趨勢為逐漸下降的趨勢。當(dāng)然，另一片測試片與原本的測試片結(jié)構(gòu)相同，如此才能夠測試出合適的波長。
若是反射強度有逐漸下降的趨勢(步驟231)，即可選定此波長的測試光束，用于偵測后續(xù)化學(xué)機械研磨制程的研磨終點。在一實施例中，待研磨層即將被完全移除時所偵測到的反射強度，與尚未進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程時所偵測到的反射強度相比，至少是降低了0.17。
值得一提的是，雖然說反射強度逐漸下降的光束，才適于用來偵測化學(xué)機械研磨制程的研磨終點。但是，假使反射強度下降的幅度越大，自然也就越容易準(zhǔn)確偵測研磨終點。因此，在多次重復(fù)步驟201、步驟205、步驟211、步驟215之后，可以得到多組反射強度的數(shù)據(jù)，選擇這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的波長，用在后續(xù)的研磨制程。由于這個波長既然是在待研磨層即將完全移除時，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的波長，則以此波長的光束來偵測研磨終點，將會是最恰當(dāng)、最容易準(zhǔn)確偵測研磨終點的波長，也就能夠增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點的準(zhǔn)確性。
另外，特別注意的是，測試光束是由一研磨機臺上的光學(xué)儀器所提供。光學(xué)儀器可以只提供具有一特定波長的光束，這時，改變偵測光束的波長的方法，就是要提供另一臺具有另一特定波長的研磨機臺。當(dāng)然，研磨機臺上的光學(xué)儀器也可以是一臺能夠提供多數(shù)個不同波長的光束，此時，欲改變偵測光束的波長的方法便可以直接操作調(diào)整，而轉(zhuǎn)換成另一個波長以進(jìn)行測試。
因此，本發(fā)明因在研磨制程之前，先進(jìn)行波長測試，以決定出特定波長的光束。之后，再利用此特定波長的光束進(jìn)行后續(xù)的化學(xué)機械研磨制程的研磨終點的監(jiān)測，因此，能夠增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性。
以下說明利用上述增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，所提出的一種化學(xué)機械研磨制程，其中此化學(xué)機械研磨制程例如是應(yīng)用于接觸窗制程中。圖4所繪示為本發(fā)明一實施例的一種化學(xué)機械研磨制程的步驟流程圖。
請參照圖4，首先提供多片晶圓，各晶圓上已形成有待研磨層以及位于待研磨層下方的材料層(步驟401)。待研磨層例如是包括一層導(dǎo)體層與一層黏著層。導(dǎo)體層的材質(zhì)例如是鎢、銅、鎳等導(dǎo)電材料。黏著層的材質(zhì)例如是鈦化氮/鈦(TiN/Ti)。材料層由基底起則可以包括介電層、介電質(zhì)抗反射層、抗反射層與頂蓋氧化層。介電層的材質(zhì)例如是氧化硅。介電質(zhì)抗反射層的材質(zhì)例如是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或是SixNy(OH)z?？狗瓷鋵拥牟馁|(zhì)例如是鈦、氮化鈦、鈦鎢合金、硒化鋅或是其他等適當(dāng)材質(zhì)。晶圓的結(jié)構(gòu)請參照圖3的測試片結(jié)構(gòu)剖面圖。
然后，選取至少一片晶圓，進(jìn)行預(yù)研磨步驟，以決定出用于偵測研磨終點的偵測波長(步驟405)。其中在進(jìn)行預(yù)研磨步驟中，利用偵測波長持續(xù)偵測研磨中的晶圓，直到移除晶圓上的待研磨層而暴露出材料層為止。并且由偵測波長所獲得的一反射強度趨勢，其于待研磨層即將完全移除，而越接近待研磨層與材料層之間的介面的時期，有逐漸減小的趨勢。此預(yù)研磨步驟即為上述實施例中所揭露的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法。也就是說，步驟405包含了上述實施例所提到的每一步驟，不同的僅在于，上述實施例中的測試片100改為此處的晶圓，故而步驟405在本實施例中就不再詳細(xì)贅述。
繼而，研磨剩余的晶圓，并利用偵測波長的光束偵測研磨終點(步驟411)。值得一提的是，由于本發(fā)明在步驟411之前，先進(jìn)行波長測試，以決定出特定波長的光束(步驟405)。之后，再利用此特定波長的光束進(jìn)行步驟411，因此，能夠增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性。此外，在研磨終點被偵測到之后，更可以對芯片進(jìn)行過度研磨(over-polishing)步驟(步驟421)以避免待研磨層在材料層上留下殘余，而造成橋接的現(xiàn)象。
綜上所述，本發(fā)明因為在正式對晶圓進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程之前，先進(jìn)行預(yù)研磨步驟，先行測試出何種波長的光束，對于芯片的反射強度，會隨著待研磨層被移除的時候，產(chǎn)生劇烈的下降。以反射強度下降幅度最大的波長的光束，做為偵測后續(xù)化學(xué)機械研磨制程研磨終點的光束。因此，即使待研磨層下方還設(shè)置有多層膜層，仍舊得以準(zhǔn)確地偵測出化學(xué)機械研磨制程的研磨終點。研磨終點的偵測不會因為其他膜層的設(shè)置，而產(chǎn)生反射強度紊亂的現(xiàn)象，故而得以依照元件的設(shè)計完成整個元件，避免橋接、短路等問題，提高元件的可靠度與產(chǎn)品的良率。
此外，在一實例中，晶圓中的待研磨層例如是包含有鈦的膜層，待研磨層下方的材料層例如是包含了兩層介電質(zhì)抗反射層。在進(jìn)行預(yù)研磨的過程中，以波長673nm的紅外光照射晶圓時，偵測到的反射強度如圖5所示，當(dāng)含鈦的待研磨層的厚度越接近0nm，反射強度為一上升的趨勢。當(dāng)選用其他波長，而以波長300nm以及波長365nm的光束分別照射晶圓時，偵測到的反射強度如圖6(波長300nm)與圖7(波長365nm)所示，當(dāng)含鈦的待研磨層的厚度越接近0nm，反射強度有明顯的下降的趨勢。由此可知，波長300nm、波長365nm與波長673nm相比，是較為合適的偵測波長，可以用來偵測此種晶圓在化學(xué)機械研磨制程中的研磨終點。因此，在進(jìn)行研磨制程前，先利用本發(fā)明的方法來決定偵測波長，將有助于后續(xù)的研磨制程的進(jìn)行。
雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程之前，其特征在于其步驟包括(a)提供一測試片，該測試片上已形成有一待研磨層以及位于該待研磨層下方的一材料層；(b)提供具有一波長的一測試光束，照射該測試片；(c)對該測試片進(jìn)行一化學(xué)機械研磨制程，移除該待研磨層，直到暴露出該材料層為止，并且同時持續(xù)偵測該測試光束在研磨制程中的一反射強度；以及(d)判斷該待研磨層即將完全移除，而越接近該待研磨層與該材料層之間的介面的這時期的該反射強度趨勢，若該反射強度有逐漸升高的趨勢，則重復(fù)步驟(a)至步驟(d)，選擇另一測試片及另一波長，以進(jìn)行另一反射強度的判斷，直到該反射強度的趨勢為一逐漸下降的趨勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中具有該波長的該測試光束，是由一具有單一波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中具有該波長的該測試光束，是由一具有多數(shù)波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的待研磨層即將被完全移除時所偵測到的該反射強度，與尚未進(jìn)行該化學(xué)機械研磨制程時所偵測到的該反射強度相比，至少降低0.17。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中重復(fù)多次步驟(a)到步驟(d)之后，得到多數(shù)組反射強度的數(shù)據(jù)，選擇該些數(shù)據(jù)當(dāng)中，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的該波長，用于后續(xù)的研磨制程中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的待研磨層的材質(zhì)包括一金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的金屬包括鎢、鈦或銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的材料層包括一抗反射(anti-reflectioncoating，ARC)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的材料層包括一介電質(zhì)抗反射(dielectricanti-reflection coating，DARC)層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的介電質(zhì)抗反射層的材質(zhì)包括氮化硅、氮氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，其特征在于其中所述的材料層包括一頂蓋氧化層(cap oxidelayer)。
12.一種化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其包括提供多數(shù)片晶圓，且各該晶圓上已形成有一待研磨層以及位于該待研磨層下方的一材料層；選取至少一片晶圓，進(jìn)行一預(yù)研磨步驟，以決定出用于偵測研磨終點的一偵測波長，其中在進(jìn)行該預(yù)研磨步驟中，利用該偵測波長持續(xù)偵測研磨中的該晶圓，直到移除該晶圓上的該待研磨層而暴露出該材料層為止，并且由該偵測波長所獲得的一反射強度趨勢，其于該待研磨層即將完全移除，而越接近該待研磨層與該材料層之間的介面的時期，有逐漸減小的趨勢；研磨剩余的該些晶圓，并利用該偵測波長的光束偵測研磨終點。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中所述的預(yù)研磨步驟包括(a)提供至少一片該晶圓；(b)提供具有一波長的一測試光束，照射該晶圓；(c)對該晶圓進(jìn)行該預(yù)研磨制程，以移除該待研磨層，直到暴露出該材料層為止，并且同時持續(xù)偵測該測試光束在該研磨制程中的一反射強度；以及(d)判斷該待研磨層即將完全移除，而越接近該待研磨層與該材料層之間的介面的這時期的該反射強度趨勢，若該反射強度有逐漸升高的趨勢，則重復(fù)步驟(a)至步驟(d)，選擇另一片晶圓及另一波長，以進(jìn)行另一反射強度的判斷，直到該反射強度有逐漸下降的趨勢。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中具有該波長的該測試光束，是由一具有單一波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中具有該波長的該測試光束，是由一具有多數(shù)波長的化學(xué)機械研磨機臺所提供。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中所述的待研磨層即將被完全移除時所偵測到的該反射強度，與尚未進(jìn)行該預(yù)研磨制程時所偵測到的該反射強度相比，至少降低0.17。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中在重復(fù)多次步驟(a)到步驟(d)之后，得到多數(shù)組反射強度的數(shù)據(jù)，選擇該些數(shù)據(jù)當(dāng)中，單位時間內(nèi)反射強度下降最多的該波長，為該偵測波長。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中所述的待研磨層的材質(zhì)包括一金屬。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中所述的金屬包括鎢、鈦或銅。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械研磨制程，其特征在于其中所述的材料層包括一介電質(zhì)抗反射層，該介電質(zhì)抗反射層的材質(zhì)包括氮化硅、氮氧化硅。
全文摘要
一種增加化學(xué)機械研磨制程的研磨終點準(zhǔn)確性的方法，此方法是在化學(xué)機械研磨制程之前進(jìn)行。首先提供一測試片，測試片上已形成有待研磨層以及位于待研磨層下方的材料層。接著提供具有一波長的測試光束，照射測試片。對測試片進(jìn)行化學(xué)機械研磨制程，移除待研磨層，直到暴露出材料層為止，并且同時持續(xù)偵測測試光束在研磨制程中的反射強度。然后，判斷待研磨層即將完全移除，而越接近待研磨層與材料層之間的介面的這時期的反射強度趨勢。若是反射強度有逐漸下降的趨勢，則以具有此波長的測試光束，用于后續(xù)的研磨制程中。
文檔編號B24B7/20GK1866475SQ200510069388
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者陳俊甫, 黃啟東, 洪永泰, 黃俊清 申請人:旺宏電子股份有限公司