[发明专利]电压模式电流控制

说明书

本申请为2006年10月27日提交的申请号为2006101498749的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对于衬底的电化学机械抛光处理。

背景技术

通常通过在硅片上依次沉积导电层、半导电层或绝缘层在衬底上形成集成电路。一个制作步骤包括在非平面表面沉积填料层并抛光该填料层。对于某些应用，平坦化所述填料层直到露出图案层的上表面。例如，可在图案化绝缘层上沉积导电填料层以填充绝缘层中的沟道或孔。平坦化以后，保留在绝缘层凸起的图案之间的导电层部分形成提供衬底上薄膜电路之间的导电通路的通孔、接点和导线。对于其它应用，诸如氧化抛光，对填料层进行平坦化处理直到在非平面表面留下预定的厚度。另外，光刻一般需要衬底表面抛光。

化学机械抛光(CMP)为一种适合用于平坦化的方法。该平坦化方法通常需要将衬底安装在载体或者抛光头上。衬底的暴露表面通常与旋转抛光盘垫或者带状垫相对。该抛光垫可以是标准垫或者固定研磨剂的垫。标准垫具有耐用的粗糙表面，而具有固定研磨剂的垫具有保存在容纳媒体中的研磨剂颗粒。该载体头在衬底上提供可控制的负载从而使其紧靠研磨垫。在研磨垫的表面提供抛光液。在和标准抛光垫、研磨剂可以一起使用的情况，该抛光液包括至少一种化学反应剂。

电化学机械抛光(ECMP)为另一种适合用于平坦化的方法。与CMP相比，ECMP通常在采用减小的机械研磨对衬底进行抛光的同时通过电化学分解从衬底表面除去导电材料。通过在阴极和作为阳极的衬底表面之间施加偏压实现电化学分解，以从衬底表面除去导电材料使其进入周围电解液中。利用设置在或者通过有进行处理的衬底的上部的抛光材料的导电接触在衬底表面施加偏压。通过在衬底和抛光材料之间提供相对运动实现抛光工艺的机械成分，这改善了从衬底除去导电材料。

例如铜为一种导电材料其可利用电化学机械抛光进行抛光。一般地，利用两步工艺对铜抛光。在第一步骤中，除去块铜，一般地留下在衬底表面上突起的一些铜残留。然后在第二或过抛光步骤中除去所述铜残留。

发明内容

一方面，本发明提供一种电化学机械抛光的方法，包括：使衬底的导电薄膜与存在电解液的抛光表面接触；在所述电解液和所述衬底之间施加初始电压；测量通过所述导电薄膜的电流；基于所测量的电流计算抛光速率；比较所述抛光速率与目标抛光速率；确定调整电压以使所述抛光速率更接近所述目标抛光速率；以及在所述电解液和所述衬底之间施加调整电压。

另一方面，本发明提供一种计算机程序产品，其有形地存储在机器可读的媒质中，该产品包括用于使衬底处理台实施以下步骤的指令：使衬底的导电薄膜与存在电解液的抛光表面接触；在所述电解液和所述衬底之间施加初始电压；测量通过所述导电薄膜的电流；基于所测量的电流计算抛光速率；比较所述抛光速率与目标抛光速率；确定调整电压以使所述抛光速率更接近所述目标抛光速率；以及在所述电解液和所述衬底之间施加调整电压。

本发明可实现包括以下的一个或多个优点。根据本发明的方法和系统提供的电压模式和电流模式的处理控制的优势并提高了处理的一致性。

以下将结合附图详细描述本发明的一个或多个实施方式。本发明的其它目的、特征、方面和优点在以下描述并结合附图和权利要求书中将变得更加明显可见。

附图简要说明

图1示出了ECMP的处理台；

图2示出了压盘工具和处理垫组件的部分截面图；

图3示出了用在ECMP中施加偏压的电路回路的电路图；

图4示出了一种用于RTPC电压模式电流控制的方法流程图；

图5示出了电流-电压图的示例；

在不同的附图中用相似的参数和标记表示类似的元件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明设置为实施ECMP的处理台100的截面图。该处理台100包括在ECMP台132中用于将衬底120固定在压盘组件142上的研磨头组件118。在其两者之间提供相对运动以处理(例如，抛光或沉积材料于)衬底120。所述相对运动可为转动的、横向的或及其一些组合，并可由研磨头组件118和压盘组件142的其中之一或两者提供该相对运动。处理的衬底露出的外表面包括导电薄膜。

在一种应用中，研磨头组件118通过与基座130耦合的臂164支撑并在ECMP台132上延伸。该ECMP台可与基座130耦合或与基座130相邻设置。