化学机械抛光垫、抛光层分析器和方法技术

提供一种化学机械抛光垫、抛光层分析器，其中所述分析器经配置以检测聚合薄片的宏观不均匀性并且将所述聚合薄片分类成可接受或待检。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及制造化学机械抛光垫的领域。具体来说，本专利技术涉及一种化学 机械抛光垫、抛光层分析器和相关方法。
技术介绍
在集成电路和其它电子装置的制造中，多个导电、半导电和介电材料层沉积在半 导体晶片的表面上或从其去除。导电、半导电和介电材料薄层可以通过多种沉积技术沉积。 现代处理中的常见沉积技术包括也称为溅镀的物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、 等离子增强的化学气相沉积(PECVD)和电化学镀敷(ECP)。 因为材料层依序沉积和去除，所以晶片的最上表面变得不平坦。因为后续半导体 处理（例如金属化）需要晶片具有平坦表面，所以晶片需要平面化。平面化适用于去除非所 要表面形状和表面缺陷，例如粗糙表面、聚结材料、晶格损坏、刮痕和被污染的层或材料。 化学机械平面化或化学机械抛光(CMP)是一种用以使衬底(例如半导体晶片)平面 化的常见技术。在常规CMP中，晶片安装在载具组件上并且与CMP设备中的抛光垫接触安置。 载具组件向晶片提供可控压力，将其抵靠抛光垫按压。通过外部驱动力使垫相对于晶片移 动(例如旋转）。与此同时，在晶片与抛光垫之间提供化学组合物（"浆料"）或其它抛光溶液。 因此，通过对垫表面和浆料进行化学和机械作用对晶片表面抛光并且使其成平面。 在美国专利第5,578,362号中，莱因哈特(Reinhardt)等人披露所属领域中已知的 示范性抛光垫。莱因哈特的抛光垫包含整体中分散有微球的聚合基质。一般来说，掺合微球 并且与液体聚合材料混合并且转移到模具用于固化。接着将模制物品切片形成抛光层。令 人遗憾的是，以此方式形成的抛光层可呈现非所需缺陷，当并入到抛光垫中时，所述缺陷可 引起用其抛光的衬底的缺陷。 帕克(Park)等人在美国专利第7，027,640号中披露一种用于解决与化学机械抛光 垫的抛光层中的可能缺陷有关的问题的确证方法。帕克等人披露一种用于检测或检查用于 执行晶片化学机械抛光的垫上的缺陷的设备，其包含:相机，用于将垫装载于其上并且移动 垫的垫驱动装置;面向垫安装以将垫的图像转化成电信号并且输出所转化的电信号;数字 图像数据采集装置，用于将从相机传播的电信号转化成数字信号；以及图像数据处理单元， 用于处理图像数据并且检测垫上的缺陷，其中所述图像数据处理单元基于任一点上的图像 数据计算光的一个或多个定量特征值，所述数据获自所述图像数据获取装置，并且将垫上 的以下位置判断为缺陷，其中通过组合一个或多个所获取的定量特征值获得的层级值与从 垫的正常表面获得的层级值之间的差异大于预定值。 然而，帕克等人描述的设备和方法设计成使用反射光检查准备好抛光配置中的完 成的化学机械抛光垫。具体来说，使用反射光检查化学机械抛光垫和并入到此类垫中的抛 光层具有显著缺点。使用反射光鉴别并入的抛光层中的表面下缺陷的能力有限，所述缺陷 不接近于抛光层的表面。尽管如此，因为使用化学机械抛光垫，抛光层的表面逐渐磨损。因 此，远离指定化学机械抛光垫的抛光层的表面的缺陷在垫使用寿命期间开始变得逐渐更接 近抛光表面。另外，准备好抛光配置中的化学机械抛光垫常规地包括改良抛光层的抛光表 面以促进抛光衬底(例如凹槽、穿孔），其使用帕克等人所述的灰度阶改善复杂自动缺陷检 测。 因此，仍需要使用具有强化抛光层缺陷鉴别功能的自动检查方法制造具有抛光层 的低缺陷化学机械抛光垫的改良方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种化学机械抛光垫、抛光层分析器，其包含：用于固持多个聚合薄片 的暗匣，其中各聚合薄片（i)包含：聚合物微量元素复合物，其包含：聚合物和多种微量元 素，其中所述多种微量元素分散于所述聚合物中；以及（ii)在透射表面与冲击表面之间具 有厚度Ts;其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行;定序器;光源，其中所述光源发 射的光束具有展示460到490nm发射峰值波长和半幅全宽FWHM<50nm的发光光谱；光检测 器;耦接到所述光检测器的数字图像数据采集装置；以及耦接到所述数字图像数据采集装 置的图像数据处理单元;其中所述定序器经配置以使用一次一个聚合薄片的方式从所述暗 匣获取所述多个聚合薄片并且将其输送到插入在所述光源和所述光检测器之间的位置;其 中所述光源发射的所述光束经定向以冲击到所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定 向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述厚度Ts并且从所述透射表面传 出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转化成电信号；其中耦接到所述光检 测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转化成数 字信号;其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来 自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类 成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检;其中所述多个聚合薄片分成可接 受薄片的群体和待检薄片的群体。 本专利技术提供一种用于分析聚合薄片用作化学机械抛光垫中的抛光层的适用性的 方法，其包含:提供多个聚合薄片，其中各聚合薄片（i)包含:聚合物微量元素复合物，其包 含:聚合物和多种微量元素，其中所述多种微量元素分散于所述聚合物中；以及(ii)在透射 表面与冲击表面之间具有厚度Ts;其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行;提供自 动检查系统，其包含:光源，其中所述光源发射的光束具有展示460到490nm发射峰值波长和 半幅全宽FWHM<50nm的发光光谱;光检测器;数字图像数据采集装置；以及图像数据处理单 元;在所述光源和所述光检测器之间一次一个地输送所述多个聚合薄片；其中从所述光源 发射的所述光束经定向以冲击到所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来 自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述厚度Ts并且从所述透射表面传出；其中所 述透射光具有至少一种可检测特性;其中所述至少一种可检测特性包括所述透射光的强 度;其中所述透射光的所述强度通过所述光检测器转化成电信号；其中来自所述光检测器 的所述电信号通过所述数字图像数据采集装置转化成数字信号；以及其中来自所述数字图 像数据采集装置的所述数字信号通过所述图像数据处理单元处理，其中所述图像数据处理 单元经配置以检测宏观不均匀性并且将聚合薄片分类成可接受或待检；以及其中所述多个 聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。【附图说明】 图1为聚合薄片的透视图的描述。 图2为聚合薄片的透视图的描述。 图3为并入聚合薄片作为抛光层的化学机械抛光垫的横截面剖视图的描述。【具体实施方式】 本专利技术的方法提供成品(准备好使用)化学机械抛光垫的显著质量提高。本专利技术的 方法大大提高使用由聚合物微量元素复合物形成的聚合薄片的化学机械抛光垫制造的质 量控制方面，所述复合物包含聚合物和分散于聚合物中的多种微量元素，其通过首先检查 聚合薄片以鉴别可接受薄片与多个聚合薄片并且绘制待检薄片的透射表面以帮助集中目 测含有宏观不均匀性的待检薄片的部分来进行。以此方式，大大减轻了操作人员疲劳（即运 营商不需要对可接受聚合薄片耗费无数小时来定位宏观不均匀性）。因此，使能够提高操作 人员焦点来引入最大价值(即评估聚合薄片中的具体不均匀性来判断适用性）。 如本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光垫、抛光层分析器，其包含：用于固持多个聚合薄片的暗匣，其中各聚合薄片(i)包含：聚合物微量元素复合物，其包含：聚合物和多种微量元素，其中所述多种微量元素分散于所述聚合物中；以及(ii)在透射表面与冲击表面之间具有厚度Ts；其中所述透射表面和所述冲击表面实质上平行；定序器；光源，其中所述光源发射的光束具有展示460到490nm发射峰波长和半幅全宽FWHM≤50nm的发光光谱；光检测器；耦接到所述光检测器的数字图像数据采集装置；以及耦接到所述数字图像数据采集装置的图像数据处理单元；其中所述定序器经配置以使用一次一个聚合薄片的方式从所述暗匣获取所述多个聚合薄片并且将其输送到插入在所述光源和所述光检测器之间的位置；其中所述光源发射的所述光束经定向以冲击到所述冲击表面上；以及其中所述光检测器经定向以检测来自所述光束的透射光，所述透射光传播通过所述厚度Ts并且从所述透射表面传出；其中所述光检测器经配置以将所述透射光的强度转化成电信号；其中耦接到所述光检测器的所述数字图像数据采集装置经配置以将来自所述光检测器的所述电信号转化成数字信号；其中耦接到所述数字图像数据采集装置的所述图像数据处理单元经配置以处理来自所述数字图像数据采集装置的所述数字信号来检测宏观不均匀性以及将聚合薄片分类成可接受用作化学机械抛光垫中的抛光层或分类成待检；其中所述多个聚合薄片分成可接受薄片的群体和待检薄片的群体。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·V·阿赫奥拉，A·旺克，M·加萨，S·章，J·蔡，W·A·希申，J·D·塔特，L·H·蒋，ST·金，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料CMP控股股份有限公司，陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US