化学机械抛光中铜膜厚度电涡流在线测量技术研究

半导体集成电路经过几十年的发展,特征尺寸不断减小,器件的集成度越来越高,促进了制造工艺不断发展。铜化学机械抛光（Cu-CMP）工艺在当前的集成电路金属互连线制造过程中占有重要位置。为了防止抛光过程中对新型软介电材料的损伤,目前的趋势是采用两步抛光工艺。同时,晶圆直径的增大也带来抛光均匀性的问题。

晶圆表面金属薄膜的纳米精度在线测量方法与实现

本文主要介绍了晶圆加工中的几何参数的纳米精度在线测量的原理、方法和测量仪器研究。针对化学机械抛光(CMP)中晶圆表面的金属膜厚的高精度快速在线和离线检测技术的要求,通过数值模拟和理论分析,研究了涡流传感器的参数对其灵敏度的影响规律,得到了提高灵敏度的新方法;实验验证了一种减小提离高度对膜厚测量精度影响的测量方法的有效性,并设计开发了快速多频测试系统;设计了电涡流在线和离线检测系统,并成功应用于国家重大专项项目"超低下压力化学机械抛光装备样机"中,实现了用电涡流方法进行全自动、快速、多模式、大提离条件下的晶圆金属膜厚度纳米级分辨率在线测量和晶圆抛光后铜膜厚度离线全局测量。