本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及在電子裝置的制造中使用的化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)(CMP)系統(tǒng)和處理。尤其是，本文的實(shí)施方式涉及在拋光處理期間檢測(cè)不合格襯底處理事件的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種處理拋光系統(tǒng)上的襯底的方法包括以下步驟：在存在拋光流體的情況下促使碳化硅襯底的表面抵靠拋光墊，使用位于工作臺(tái)上方的溫度傳感器來(lái)確定拋光墊的溫度，監(jiān)測(cè)拋光墊的溫度，并且如果拋光墊溫度的改變達(dá)到閾值，則使用拋光系統(tǒng)的控制器來(lái)啟動(dòng)響應(yīng)。則使用拋光系統(tǒng)的控制器來(lái)啟動(dòng)響應(yīng)。則使用拋光系統(tǒng)的控制器來(lái)啟動(dòng)響應(yīng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】在化學(xué)機(jī)械拋光期間檢測(cè)不合格襯底處理事件的方法
[0001]背景
[0002]本文描述的實(shí)施方式一般涉及在電子裝置的制造中使用的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)系統(tǒng)和處理。尤其是，本文的實(shí)施方式涉及在拋光處理期間檢測(cè)不合格(non
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conforming)襯底處理事件(event)的方法。
技術(shù)介紹
[0003]化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)通常在半導(dǎo)體裝置的制造中使用以平坦化或拋光沉積在晶體硅(Si)襯底表面上的材料層。在典型的CMP處理中，襯底被保持在襯底載體中，該載體在有拋光流體在場(chǎng)的情況下將襯底的背側(cè)壓向旋轉(zhuǎn)的拋光墊。通常，拋光流體包含一種或多種化學(xué)成分的水溶液和懸浮在該水溶液中的納米級(jí)磨料顆粒。通過(guò)由拋光流體和襯底與拋光墊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供的化學(xué)和機(jī)械活動(dòng)的組合，在與拋光墊接觸的襯底的整個(gè)材料層表面上移除材料。
[0004]CMP也可用在碳化硅(SiC)襯底的制備中，由于碳化硅(SiC)襯底的獨(dú)特的電和熱性質(zhì)，在先進(jìn)的高功率和高頻半導(dǎo)體裝置應(yīng)用中提供優(yōu)于Si襯底的效能。例如，CMP可用于平坦化和移除由在SiC襯底的生產(chǎn)中使用的先前研磨(grinding)和/或精磨(lapping)操作引起的次表面(sub
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surface)損傷，并準(zhǔn)備用于隨后在上面外延SiC生長(zhǎng)的SiC襯底。典型的研磨和/或精磨操作使用磨料顆粒，例如金剛石、氮化硼或碳化硼，它們比SiC表面更硬，以便由此達(dá)到合理的SiC材料移除率。然而，SiC的CMP通常施用具有與SiC大約相同或更低硬度的磨料顆粒，以便不對(duì)SiC襯底表面造成進(jìn)一步損壞。典型的SiC CMP處理中使用的磨料顆粒硬度相對(duì)較低，以及SiC材料通常具有化學(xué)惰性，這樣的一個(gè)結(jié)果就是：當(dāng)與在典型的半導(dǎo)體裝置制造處理中材料層(例如，介電或金屬層)的CMP相比時(shí)，SiC襯底的CMP是非常緩慢的處理，這種非常緩慢的處理需要非常長(zhǎng)的生產(chǎn)周期(cycle time)。
[0005]一旦拋光完成，可從拋光系統(tǒng)移除SiC襯底以用于CMP后清潔，然后用于CMP后測(cè)量操作，例如，利用獨(dú)立運(yùn)作的(stand
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alone)非接觸干涉測(cè)量系統(tǒng)，這些操作可用于監(jiān)測(cè)CMP處理的效能。不幸的是，與SiC襯底CMP處理相關(guān)聯(lián)的相對(duì)長(zhǎng)的生產(chǎn)周期，與對(duì)CMP系統(tǒng)效能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的缺乏組合，經(jīng)常導(dǎo)致使用CMP后測(cè)量來(lái)檢測(cè)不合格處理事件的延遲。檢測(cè)不合格處理事件的長(zhǎng)延遲可導(dǎo)致不期望的返工或隨后處理的襯底的損失及與此相關(guān)聯(lián)的襯底處理成本上的相應(yīng)增加。
[0006]據(jù)此，本領(lǐng)域中需要的是檢測(cè)和同時(shí)響應(yīng)于CMP處理中的不合格襯底處理事件的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0007]本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及在電子裝置的制造中使用的化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)(CMP)系統(tǒng)和處理。尤其是，本文的實(shí)施方式涉及在拋光處理期間檢測(cè)不合格襯底處理事件
的方法。
[0008]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種處理襯底的方法。該方法包括以下步驟：促使襯底的表面抵靠拋光墊。這里，拋光墊設(shè)置于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(platen)上并且該襯底設(shè)置于襯底載體中。促使該襯底的該表面抵靠該拋光墊的步驟包括以下步驟：旋轉(zhuǎn)該襯底載體，同時(shí)在該襯底上施加向下的力。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：從溫度傳感器接收拋光墊溫度信息。該溫度傳感器被定位成用以在接近該襯底載體的后緣(trailing edge)的位置處測(cè)量拋光墊溫度。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：使用拋光墊溫度信息來(lái)確定該拋光墊溫度隨時(shí)間的變化率；將該拋光墊溫度的該變化率與預(yù)定的控制極限值(control limit)進(jìn)行比較；和將失控事件(out
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of
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control event)傳達(dá)給用戶。這里，該失控事件包括等于該預(yù)定的控制極限值或在該預(yù)定的控制極限值之外的該拋光墊溫度的變化率。
[0009]在另一實(shí)施方式中，提供一種拋光襯底的方法。該方法包括以下步驟：促使設(shè)置于襯底載體中的襯底的表面抵靠設(shè)置于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的拋光墊。促使該襯底的該表面抵靠該拋光墊的步驟包括以下步驟：旋轉(zhuǎn)該襯底載體，同時(shí)在該襯底上施加向下的力。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：從一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)扭矩傳感器接收馬達(dá)扭矩信息。該一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)扭矩傳感器被定位成用以測(cè)量工作臺(tái)馬達(dá)和/或襯底載體馬達(dá)扭矩。該方法進(jìn)一步包括以下步驟：使用來(lái)自該一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)扭矩傳感器的該馬達(dá)扭矩信息來(lái)確定該馬達(dá)扭矩信息隨時(shí)間的變化率；將該馬達(dá)扭矩信息的該變化率與預(yù)定的控制極限值進(jìn)行比較；和將失控事件傳達(dá)給用戶。這里，該失控事件包括等于該預(yù)定的控制極限值或在該預(yù)定的控制極限值之外的該馬達(dá)扭矩信息的變化率。
[0010]在另一實(shí)施方式中，提供一種拋光系統(tǒng)。該拋光系統(tǒng)包括：可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)；襯底載體，該襯底載體設(shè)置于該可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)之上并且面向該可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)；和溫度傳感器，該溫度傳感器設(shè)置于該可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)之上。這里，該溫度傳感器被定位成用以在接近該襯底載體的后緣的位置處測(cè)量拋光墊溫度。該拋光系統(tǒng)進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有儲(chǔ)存于該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令以用于一種襯底處理方法。該方法包括以下步驟：促使襯底的表面抵靠拋光墊；從該溫度傳感器接收拋光墊溫度信息；使用該拋光墊溫度信息來(lái)確定該拋光墊溫度隨時(shí)間的變化率；將該拋光墊溫度的該變化率與預(yù)定的控制極限值進(jìn)行比較；和將失控事件傳達(dá)給用戶。這里，該失控事件包括等于該預(yù)定的控制極限值或在該預(yù)定的控制極限值之外的該拋光墊溫度的變化率。通常，該拋光墊設(shè)置于該可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上，該襯底設(shè)置于該襯底載體中，并且促使該襯底的該表面抵靠該拋光墊的步驟包括以下步驟：旋轉(zhuǎn)該工作臺(tái)和該襯底載體，同時(shí)在該襯底上施加向下的力。
附圖說(shuō)明
[0011]為了能夠詳細(xì)地理解本公開(kāi)內(nèi)容的上述特征的方式，可通過(guò)參考實(shí)施方式獲得對(duì)以上簡(jiǎn)要概述的本公開(kāi)內(nèi)容的更特定的描述，其中一些實(shí)施方式圖示于附圖中。然而，應(yīng)注意的是，附圖僅圖示了本公開(kāi)內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)被視為是對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的范圍的限制，因?yàn)楸竟_(kāi)內(nèi)容可允許其他等效的實(shí)施方式。
[0012]圖1A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的示例性拋光站(polishing station)的示意性側(cè)視圖，該拋光站可用于實(shí)踐本文闡述的方法。
[0013]圖1B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的多站拋光(multi
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station polishing)系統(tǒng)的示意性
平面視圖，該多站拋光系統(tǒng)可用于實(shí)踐本文闡述的方法。
[0014]圖1C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式描述監(jiān)測(cè)用于不合格襯底處理事件的拋光處理并對(duì)此做出響應(yīng)的方法的圖。
[0015]圖2A至2B是隨著時(shí)間的拋光墊溫度的改變的示意代表圖，可用于說(shuō)明圖1C中描述的方法的各方面。
[0016]圖3A是根據(jù)另一實(shí)施方式描述監(jiān)測(cè)用于不合格襯底處理事件的拋光處理并對(duì)此做出響應(yīng)的方法的圖。
[0017]圖3B至3C是隨著時(shí)間的工作臺(tái)馬達(dá)扭矩信息的改變的示意代表圖，可用于說(shuō)明圖3A中描述的方法的各方面。
[0018]為了便于理解，盡可能本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】1.一種處理拋光系統(tǒng)上的襯底的方法，包括以下步驟：(a)促使襯底的表面抵靠拋光墊，其中所述襯底設(shè)置于襯底載體中，并且其中促使所述襯底的所述表面抵靠所述拋光墊的步驟包括以下步驟：將所述襯底載體相對(duì)于所述拋光墊平移，同時(shí)在所述襯底上施加向下的力；(b)從墊溫度傳感器接收拋光墊溫度信息，其中所述墊溫度傳感器被定位成用以在接近所述襯底載體的后緣的位置處測(cè)量拋光墊溫度；(c)使用拋光墊溫度信息來(lái)確定所述拋光墊溫度隨時(shí)間的變化率；(d)將所述拋光墊溫度的所述變化率與預(yù)定的控制極限值進(jìn)行比較；和(e)將失控事件傳達(dá)給用戶，其中所述失控事件包括等于所述預(yù)定的控制極限值或在所述預(yù)定的控制極限值之外的所述拋光墊溫度的變化率。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中促使所述襯底的所述表面抵靠所述拋光墊的步驟進(jìn)一步包括以下步驟：在耦接至旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的所述拋光墊的內(nèi)直徑和外直徑之間振蕩所述襯底載體。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述襯底載體的振蕩與所述拋光墊溫度信息中的對(duì)應(yīng)振蕩相關(guān)聯(lián)，其中所述方法進(jìn)一步包括以下步驟：從所述拋光墊溫度信息產(chǎn)生平滑后的溫度數(shù)據(jù)，并且其中從所述拋光墊溫度信息中的所述振蕩的對(duì)應(yīng)振幅減小所述平滑后的溫度數(shù)據(jù)中的振蕩的振幅。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述失控事件是由所述襯底中的斷裂引起的。5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟：基于所述失控事件來(lái)暫停襯底處理操作。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用平滑后的溫度數(shù)據(jù)來(lái)確定所述拋光墊溫度信息中的所述變化率。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中通過(guò)使用由平滑后的溫度數(shù)據(jù)形成的曲線上在第一時(shí)間經(jīng)過(guò)第一點(diǎn)且在第二時(shí)間經(jīng)過(guò)接近所述第一點(diǎn)的第二點(diǎn)設(shè)置的割線的斜率，來(lái)進(jìn)一步確定所述變化率。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述墊溫度傳感器被定位成用以在耦接至旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的所述拋光墊的旋轉(zhuǎn)方向上在接近所述襯底載體的后緣的位置處測(cè)量所述拋光墊溫度。9.一種拋光系統(tǒng)，包括：可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)；襯底載體，所述襯底載體設(shè)置于所述可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)之上并且面向所述可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)；溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置于所述可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)之上，其中所述溫度傳感器被定位成用以在接近所述襯底載體的后緣的位置處測(cè)量拋光墊溫度；和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，具有儲(chǔ)存于所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令以用于襯底處理方法，所述方法包括以下步驟：(a)促使襯底的表面抵靠拋光墊，其中所述拋光墊設(shè)置于所述可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上，其中所述襯底設(shè)置于襯底載體中，并且其中促使所述襯底的所述表面抵靠所述拋光墊的步驟包括以下步驟：旋轉(zhuǎn)所述可旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)和所述襯底載體，同時(shí)在所述襯底上施加向下的力；(b)從所述溫度傳感器接收拋光墊溫度信息；
(c)使用拋光墊溫度信息來(lái)確定所述拋光墊溫度隨時(shí)間的變化率；(d)將所述拋光墊溫度的所述變化率與預(yù)定的控制極限值進(jìn)行比較；和(e)將失控事件傳達(dá)給用戶，其中所述失控事件...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳正勛，布尚，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：應(yīng)用材料公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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