作者/吴洪波，国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心



化学机械研磨终点检测专利技术综述

作者/吴洪波，国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

文章摘要：化学机械抛光（chemical mechanical polishing, CMP）技术是目前集成电路制造中制备多层铜互连结构不可或缺的关键技术之一。在应用CMP技术去除多余材料时，能准确判断CMP过程中何时达到理想临界状态的终点检测技术，是保证既不“欠抛”又不“过抛”，提高CMP加工质量和效率的一项关键技术。本文较为全面地介绍了终点检测技术的专利申请情况，详细介绍了各种检测手段的原理并列举了典型的专利文献。

关键词：化学机械抛光 CMP 终点检测

1.化学机械研磨过程及终点检测

图1　CMP过程示意图

化学机械研磨(抛光，平坦化)，是半导体器件制造工艺中的一种技术，使用化学腐蚀及机械力对加工过程中的硅晶圆或其它衬底材料进行平坦化处理。

如图1所示，化学机械抛光过程包括三步：第一步以较大的材料去除率去除晶圆表面大量的Cu,实现Cu表面的初步平坦化；第二步以相对较小的材料去除率去除剩余的Cu,并通过终点检测技术在势垒层刚好全部露出时停止CMP；第三步去除势垒层和少量的绝缘层材料,并达到平坦化的要求。

所谓终点检测的终点,即势垒层表面的铜刚好全部被去除,此时为CMP的理想终点,如图中完成第二步所示，CMP终点检测就是判断何时达到CMP的理想终点。在铜CMP过程中,第二步的终点检测是保证CMP质量的关键,如果第二步没有进行终点检测或判断的CMP终点不准确,则往往会产生“欠抛”或“过抛”现象。……