[发明专利]对晶片进行化学机械抛光的装置

说明书

一种对晶片进行化学机械抛光的装置包括：工艺腔室；及能够旋转的台板，设置在工艺腔室内。抛光垫设置在台板上且晶片载具设置在台板上。浆料供应端口被配置成在台板上供应浆料。工艺控制器被配置成控制装置的操作。一组麦克风设置在工艺腔室内。所述一组麦克风被排列成探测在装置的操作期间工艺腔室中的声音并传送与所探测到的声音对应的电信号。信号处理器被配置成从所述一组麦克风接收电信号，处理电信号以实现对在装置的操作期间的事件的探测，并响应于探测到事件而向工艺控制器传送反馈信号。工艺控制器还被配置成接收反馈信号并基于所接收到的反馈信号来启动动作。

技术领域

本揭露涉及半导体制造工艺中所使用的化学机械抛光方法及用于化学机械抛光的装置。

背景技术

集成电路(integrated circuit，IC)中关键特征的大小不断减小，且对执行高分辨率光刻工艺的需要日益迫切。因此，用于进行光刻的辐射的焦深也已减小。需要将对晶片进行平坦化的精确度控制在原子尺度(atomic scale)下。举例来说，对28nm、22nm、16nm及10nm技术的典型景深(depth-of-field)要求接近埃级。当然，这些仅是实例，并不旨在进行限制。

虽然随着光刻演进及光刻的复杂度提高，在晶片制作期间最常使用化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)来在光刻工艺开始时提供原子级平坦表面，但化学机械抛光的其他使用领域已得到开发。举例来说，近来，化学机械抛光用于通过对金属层(例如铝、铜及钨等)进行抛光来将浅沟槽(shallow trench)平坦化。

尽管化学机械抛光的用途日益广泛，但化学机械抛光的传统问题仍然存在。举例来说，化学机械抛光由于在抛光时使用机械力而可能会在晶片中引入机械缺陷。抛光垫可形成及/或释放粗颗粒，这些粗颗粒可在被抛光的晶片上造成划伤。另外，对于许多类型的表面来说，化学机械抛光工艺需要“盲”终点探测(“blind”endpoint detection)。举例来说，在化学机械抛光工艺期间，监测化学机械抛光工艺已需要对晶片进行周期性的光学观测。此导致工艺进入长的停工期，且如果在人工观测下缺陷未被探测到，则也有可能降低良率。因此，需要改进技术以对化学机械抛光进行线上监测及控制。

发明内容

根据本揭露的实施例，一种对晶片进行化学机械抛光的装置包括：工艺腔室；能够旋转的台板，实质上水平地设置在所述工艺腔室内，抛光垫设置在所述台板上；晶片载具，设置在所述台板上，所述晶片载具包括晶片保持器，所述晶片保持器被配置成固持所述晶片，在所述装置的操作期间所述晶片被上下倒置地保持在所述抛光垫上；浆料供应端口(slurry supply port)，被配置成在所述台板上供应浆料；工艺控制器，被配置成控制所述装置的操作；一组麦克风，设置在所述工艺腔室中或邻近所述工艺腔室设置，所述一组麦克风被排列成探测在所述装置的操作期间所述工艺腔室中的声音并传送与所探测到的所述声音对应的电信号；以及信号处理器，被配置成从所述一组麦克风接收所述电信号，处理所述电信号以实现对在所述装置的操作期间的事件的探测，并响应于探测到所述事件而向所述工艺控制器传送反馈信号。所述工艺控制器还被配置成接收所述反馈信号并基于所接收到的所述反馈信号来启动动作。

附图说明

结合附图进行阅读，从以下详细说明最好地理解本揭露。需强调，根据行业中的标准惯例，各种特征并不按比例绘制且仅用于说明目的。事实上，为论述清晰起见，可任意地增大或减小各种特征的尺寸。

图1是根据实施例的用于化学机械抛光(CMP)的装置的示意图。

图2A是根据实施例的化学机械抛光工艺在正常操作中的示意图以及从所述工艺发出的声音的模拟的时域曲线图及频域曲线图。

图2B是根据实施例的化学机械抛光工艺在异常操作中的示意图以及从所述工艺发出的声音的模拟的时域曲线图及频域曲线图。