本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種處理晶圓表面的控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造技術(shù)已達(dá)到納米水平，正在向14/28納米水平邁進(jìn)，隨著器件特征尺寸的進(jìn)一步縮小，制程工藝對(duì)硅片表面的平坦化水平有了更加嚴(yán)格的要求，而化學(xué)機(jī)械拋光(以下簡(jiǎn)稱cmp)恰好可以滿足當(dāng)前的工藝需求。cmp工藝集成了機(jī)械研磨與化學(xué)腐蝕的雙重優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)晶圓表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕的同時(shí)，采用機(jī)械作用將已化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)層進(jìn)行物理去除，而達(dá)到平坦的晶圓表面。在器件的生長(zhǎng)過程中，晶圓表面會(huì)產(chǎn)生不同的介質(zhì)層，而對(duì)cmp而言，則需要能夠準(zhǔn)確的監(jiān)控到晶圓表面的介質(zhì)層變化，以達(dá)到制程目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。
為此，本發(fā)明提出一種處理晶圓表面的控制方法，該控制方法降低晶圓的生產(chǎn)成本和提高了晶圓的產(chǎn)品質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法包括如下步驟：對(duì)所述晶圓進(jìn)行拋光處理，并通過光檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控所述晶圓表面在t1時(shí)間段內(nèi)的光強(qiáng)值變化情況；所述光檢測(cè)系統(tǒng)是否檢測(cè)到所述晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)；若在t1時(shí)間段內(nèi)所述光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到所述晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，則停止對(duì)所述晶圓表面進(jìn)行拋光處理；若在t1時(shí)間段內(nèi)所述光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到所述晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍外波動(dòng)時(shí)，則繼續(xù)對(duì)所述晶圓表面進(jìn)行拋光處理。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法通過準(zhǔn)確監(jiān)控晶圓表面的光強(qiáng)值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而保證得到高質(zhì)量的晶圓成品且提高耗材的使用周期。
另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟還進(jìn)一步包括如下：通過光檢測(cè)系統(tǒng)每間隔時(shí)間t2采集(n+1)次晶圓表面的光強(qiáng)值，其中，前n次晶圓表面的光強(qiáng)值的均值為ln，第(n+1)次晶圓表面的光強(qiáng)值為ln+1，判斷(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差是否在(-0.5％-+0.5％)范圍內(nèi)；若(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差在(-0.5％-+0.5％)范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理，若(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差在(-0.5％-+0.5％)范圍外時(shí)，則繼續(xù)對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述t2的數(shù)值范圍為0.1-0.5秒之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述n的數(shù)值范圍為5-10之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述t1的數(shù)值范圍為1-15秒之間。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說明
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
在器件的生長(zhǎng)過程中，晶圓表面會(huì)產(chǎn)生不同的介質(zhì)層，通常晶圓自上而下依次為第一介質(zhì)層、包含二氧化硅的第二介質(zhì)層和單晶硅層，其中，第一介質(zhì)層可以金屬層，例如為銅或鎢等金屬構(gòu)成的金屬層，該層用于安裝槽/安裝孔以布置電極和電路等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在對(duì)第一介質(zhì)層進(jìn)行加工處理之后，需要對(duì)該第一介質(zhì)層進(jìn)行拋光處理使得晶圓表面更加平坦光滑。由于第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層材料的不同，因此，第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的光強(qiáng)值有很大差異。因此，可以通過光檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控光強(qiáng)值的變化情況，來判定晶圓表面的拋光處理情況。
需要說明的是，在晶圓表面拋光處理過程中，隨著第一介質(zhì)層逐漸被去除，光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到的光強(qiáng)值也會(huì)不斷地發(fā)生變化，在第一介質(zhì)層即將被去除時(shí)(即第一介質(zhì)層將要過渡到第二介質(zhì)層期間)，光強(qiáng)值將發(fā)生較大幅度變化，光檢測(cè)系統(tǒng)將此刻光強(qiáng)值標(biāo)識(shí)為光強(qiáng)值變化的起始點(diǎn)，當(dāng)光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)(即第一介質(zhì)層大體已經(jīng)被去除完成時(shí))，光檢測(cè)系統(tǒng)將此期間的光強(qiáng)值標(biāo)識(shí)為光強(qiáng)值變化的終止點(diǎn)。
發(fā)明人在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，晶圓表面處理過程中，光強(qiáng)值變化的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)并不會(huì)總會(huì)在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)段內(nèi)出現(xiàn)，其受到拋光墊磨損、光源發(fā)生器光強(qiáng)度衰減等因素影響，將發(fā)生延遲現(xiàn)象。傳統(tǒng)的晶圓處理過程中，當(dāng)出現(xiàn)無法檢測(cè)到起始點(diǎn)和/或終止點(diǎn)的情形時(shí)，就會(huì)需要更換工藝耗材或再次進(jìn)行工藝優(yōu)化。如此，增加晶圓生產(chǎn)加工的成本且降低了生產(chǎn)效率。
下面參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法。
具體地，如圖1所示，控制方法包括如下步驟：a、對(duì)晶圓進(jìn)行拋光處理，并通過光檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控晶圓表面在t1時(shí)間段內(nèi)的光強(qiáng)值變化情況；b、光檢測(cè)系統(tǒng)是否檢測(cè)到晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)；c、若在t1時(shí)間段內(nèi)光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，則停止對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理；d、若在t1時(shí)間段內(nèi)光檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到晶圓表面的光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍外波動(dòng)時(shí)，則繼續(xù)對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理。
也就是說，光檢測(cè)系統(tǒng)必須檢測(cè)到光強(qiáng)值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，才會(huì)停止拋光處理工藝。其中，t1的數(shù)值范圍可以為1-15秒之間?？梢岳斫獾氖?，t1的數(shù)值范圍可以根據(jù)不同晶圓類型做適當(dāng)調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理晶圓表面的控制方法通過準(zhǔn)確監(jiān)控晶圓表面的光強(qiáng)值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而保證得到高質(zhì)量的的晶圓成品且提高耗材的使用周期。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，步驟還進(jìn)一步包括如下步驟：通過光檢測(cè)系統(tǒng)每間隔時(shí)間t2采集(n+1)次晶圓表面的光強(qiáng)值，其中，前n次晶圓表面的光強(qiáng)值的均值ln，第(n+1)次晶圓表面的光強(qiáng)值為ln+1，判斷(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差是否在(-0.5％-+0.5％)范圍內(nèi)；若(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差在(-0.5％-+0.5％)范圍內(nèi)時(shí)，停止對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理，若(ln-ln+1)的絕對(duì)誤差在(-0.5％-+0.5％)范圍外時(shí)，則繼續(xù)對(duì)晶圓表面進(jìn)行拋光處理，并重復(fù)執(zhí)行上述步驟。
可選地，t2的數(shù)值范圍為0.1-0.5秒之間，優(yōu)選地，t2為0.1秒。由此，進(jìn)一步準(zhǔn)確監(jiān)控晶圓表面的光強(qiáng)值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而保證得到高質(zhì)量的的晶圓成品。
可選地，n的數(shù)值范圍為5-10之間，優(yōu)選地，n為6。由此，進(jìn)一步準(zhǔn)確監(jiān)控晶圓表面的光強(qiáng)值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而保證得到高質(zhì)量的的晶圓成品。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。