處理晶圓表面的控制方法與流程
2023-05-20 22:01:36 3
本發明屬於半導體技術領域，特別涉及一種處理晶圓表面的控制方法。
背景技術：
當前國內半導體製造技術已達到納米水平，正在向14/28納米水平邁進，隨著器件特徵尺寸的進一步縮小，製程工藝對矽片表面的平坦化水平有了更加嚴格的要求，而化學機械拋光(以下簡稱cmp)恰好可以滿足當前的工藝需求。cmp工藝集成了機械研磨與化學腐蝕的雙重優點，在對晶圓表面進行化學腐蝕的同時，採用機械作用將已化學反應的介質層進行物理去除，而達到平坦的晶圓表面。在器件的生長過程中，晶圓表面會產生不同的介質層，而對cmp而言，則需要能夠準確的監控到晶圓表面的介質層變化，以達到製程目的。
技術實現要素：
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。
為此，本發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成本和提高了晶圓的產品質量。
根據本發明實施例的處理晶圓表面的控制方法包括如下步驟：對所述晶圓進行拋光處理，並通過光檢測系統監控所述晶圓表面在t1時間段內的光強值變化情況；所述光檢測系統是否檢測到所述晶圓表面的光強值在預設範圍內波動；若在t1時間段內所述光檢測系統檢測到所述晶圓表面的光強值在預設範圍內波動時，則停止對所述晶圓表面進行拋光處理；若在t1時間段內所述光檢測系統檢測到所述晶圓表面的光強值在預設範圍外波動時，則繼續對所述晶圓表面進行拋光處理。
根據本發明實施例的處理晶圓表面的控制方法通過準確監控晶圓表面的光強值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時間節點，從而保證得到高質量的晶圓成品且提高耗材的使用周期。
另外，根據本發明實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特徵：
根據本發明的一個實施例，所述步驟還進一步包括如下：通過光檢測系統每間隔時間t2採集(n+1)次晶圓表面的光強值，其中，前n次晶圓表面的光強值的均值為ln，第(n+1)次晶圓表面的光強值為ln+1，判斷(ln-ln+1)的絕對誤差是否在(-0.5％-+0.5％)範圍內；若(ln-ln+1)的絕對誤差在(-0.5％-+0.5％)範圍內時，停止對晶圓表面進行拋光處理，若(ln-ln+1)的絕對誤差在(-0.5％-+0.5％)範圍外時，則繼續對晶圓表面進行拋光處理，並重複執行上述步驟。
根據本發明的一個實施例，所述t2的數值範圍為0.1-0.5秒之間。
根據本發明的一個實施例，所述n的數值範圍為5-10之間。
根據本發明的一個實施例，所述t1的數值範圍為1-15秒之間。
本發明的附加方面和優點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，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據本發明一個實施例的處理晶圓表面的控制方法流程圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號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施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
在器件的生長過程中，晶圓表面會產生不同的介質層，通常晶圓自上而下依次為第一介質層、包含二氧化矽的第二介質層和單晶矽層，其中，第一介質層可以金屬層，例如為銅或鎢等金屬構成的金屬層，該層用於安裝槽/安裝孔以布置電極和電路等。本領域技術人員可以理解的是，在對第一介質層進行加工處理之後，需要對該第一介質層進行拋光處理使得晶圓表面更加平坦光滑。由於第一介質層和第二介質層材料的不同，因此，第一介質層和第二介質層的光強值有很大差異。因此，可以通過光檢測系統監控光強值的變化情況，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，隨著第一介質層逐漸被去除，光檢測系統檢測到的光強值也會不斷地發生變化，在第一介質層即將被去除時(即第一介質層將要過渡到第二介質層期間)，光強值將發生較大幅度變化，光檢測系統將此刻光強值標識為光強值變化的起始點，當光檢測系統檢測到光強值在預設範圍內波動時(即第一介質層大體已經被去除完成時)，光檢測系統將此期間的光強值標識為光強值變化的終止點。
發明人在生產實踐中發現，晶圓表面處理過程中，光強值變化的起始點和終止點並不會總會在預設時間內段內出現，其受到拋光墊磨損、光源發生器光強度衰減等因素影響，將發生延遲現象。傳統的晶圓處理過程中，當出現無法檢測到起始點和/或終止點的情形時，就會需要更換工藝耗材或再次進行工藝優化。如此，增加晶圓生產加工的成本且降低了生產效率。
下面參照圖1描述根據本發明實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、對晶圓進行拋光處理，並通過光檢測系統監控晶圓表面在t1時間段內的光強值變化情況；b、光檢測系統是否檢測到晶圓表面的光強值在預設範圍內波動；c、若在t1時間段內光檢測系統檢測到晶圓表面的光強值在預設範圍內波動時，則停止對晶圓表面進行拋光處理；d、若在t1時間段內光檢測系統檢測到晶圓表面的光強值在預設範圍外波動時，則繼續對晶圓表面進行拋光處理。
也就是說，光檢測系統必須檢測到光強值在預設範圍內波動時，才會停止拋光處理工藝。其中，t1的數值範圍可以為1-15秒之間。可以理解的是，t1的數值範圍可以根據不同晶圓類型做適當調整。
根據本發明實施例的處理晶圓表面的控制方法通過準確監控晶圓表面的光強值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時間節點，從而保證得到高質量的的晶圓成品且提高耗材的使用周期。
在本發明的一些實施例中，步驟還進一步包括如下步驟：通過光檢測系統每間隔時間t2採集(n+1)次晶圓表面的光強值，其中，前n次晶圓表面的光強值的均值ln，第(n+1)次晶圓表面的光強值為ln+1，判斷(ln-ln+1)的絕對誤差是否在(-0.5％-+0.5％)範圍內；若(ln-ln+1)的絕對誤差在(-0.5％-+0.5％)範圍內時，停止對晶圓表面進行拋光處理，若(ln-ln+1)的絕對誤差在(-0.5％-+0.5％)範圍外時，則繼續對晶圓表面進行拋光處理，並重複執行上述步驟。
可選地，t2的數值範圍為0.1-0.5秒之間，優選地，t2為0.1秒。由此，進一步準確監控晶圓表面的光強值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時間節點，從而保證得到高質量的的晶圓成品。
可選地，n的數值範圍為5-10之間，優選地，n為6。由此，進一步準確監控晶圓表面的光強值變化情況，有效控制晶圓表面拋光處理的時間節點，從而保證得到高質量的的晶圓成品。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示意性實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。