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GEBIET DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere das
chemisch mechanische Polieren von Substraten mit einer unebenen
Oberflächentopologie,
um überschüssiges Material
zu entfernen und die Substratoberfläche einzuebnen, wobei zwei
oder mehr unterschiedliche Materialschichten, die als Stapel vorgesehen
sind, poliert werden müssen.
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BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
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Die Herstellung integrierter Schaltungen
erfordert das Abscheiden und das anschließende Strukturieren von Materialschichten
oder Stapeln aus Materialschichten, um Schaltungselemente, etwa
Widerstände, Kondensatoren,
Transistoren und dergleichen zu bilden. Da Strukturgrößen der
Schaltungselemente ständig kleiner
werden, wohingegen der Durchmesser der Substrate, auf denen die
integrierten Schaltungen hergestellt werden, gegenwärtig 300
mm erreicht hat, ist es von äußerster
Wichtigkeit, die einzelnen Prozessschritte gemäß streng festgelegter Prozesstoleranzen
zu steuern, die zum Erreichen einer hohen Produktionsausbeute notwendig
sind. Beispielsweise hängt
die fotolithografische Strukturierung von Schaltungselementen stark von
der Lithographieanlage und den optischen Eigenschaften der zu strukturierenden
Materialschicht einschließlich
darüber
und darunter liegender Materialschichten ab. Daher kann die Oberflächentopographie
des Substrats vor der Abscheidung eines Fotolacks einen wesentlichen
Einfluss auf den Strukturierungsvorgang ausüben. Aus diesem Grunde ist
es allgemeine Praxis bei der Herstellung technisch weit entwickelter
integrierter Schaltungen geworden, die Substratoberfläche vor
kritischen Prozessschritten einzuebnen. Ein Beispiel in dieser Hinsicht
ist die Herstellung flacher Grabenisolations- (STI) Strukturen,
die im Prinzip Gräben
sind, die in einem Substrat gebildet und mit einem dielektrischen
Material gefüllt
sind, um benachbarte Substratbereich elektrisch voneinander zu isolieren.
Da für
gewöhnlich
ein äußerst kritischer
Fotografieprozess zur Strukturierung von Ga teelektroden Feldeffekttransistoren
nach der Herstellung der STI-Strukturen ausgeführt wird, ist eine sorgfältige Einebnung
der Substratoberfläche
erforderlich.
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Seit der erstmaligen Einführung des
chemisch mechanischen Polierens (CMP) von Substraten bei der Herstellung
integrierter Schaltungen hat sich diese Prozesstechnik als ein wichtiges
und zuverlässiges
Mittel zum Bereitstellen einer im Wesentlichen ebenen Substratoberfläche erwiesen,
selbst bei Substraten mit großem
Durchmesser. Beim chemisch mechanischen Polieren eines Substrats
wird typischerweise ein chemisches Mittel auf die Substratoberfläche des
Substrats aufgetragen – gewöhnlich in
Form einer sogenannten Schleifmittellösung – die mit dem oder den zu entfernenden
Material bzw. Materialien reagiert. Gleichzeitig wird das Material
und/oder dessen Reaktionsprodukt mechanisch durch Schleifpartikel
entfernt, die in einem sogenannten Polierkissen vorhanden sind oder
die ebenso von der Schleifmittellösung bereitgestellt werden.
Durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Substratoberfläche und
dem Polierkissen werden das Material und/oder dessen Reaktionsprodukt
kontinuierlich entfernt, wobei die Abtragsrate von der Art des Materials,
der Art der Schleifmittellösung,
d. h. der Art des chemischen Mittels und der Art der darin enthaltenen
Schleifpartikel, der Größe der Relativbewegung,
dem Druck, mit dem das Substrat auf das Polierkissen gepresst wird, der
Topographie der zu polierenden Oberfläche, und dergleichen abhängt.
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Mit Bezug zu den 1 und 2 wird nun ein typische Prozesssequenz
zum Einebnen einer Substratoberfläche mit einem CMP-Prozess detaillierter
erläutert,
wobei auf einen typischen STI-Herstellungsprozessablauf Bezug genommen
wird.
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In 1a umfasst eine Halbleiterstruktur 100 ein
Substrat 101, beispielsweise ein Siliziumsubstrat, mit mehreren
darin ausgebildeten Gräben 102 und
ist mit einer Schicht 103 aus dielektrischem Material,
etwa Siliziumdioxid, bedeckt. Ferner ist eine Siliziumnitridschicht 104 außerhalb
der Gräben 102 unter
der Siliziumdiouxidschicht 103 vorgesehen. Der Einfachheit
halber sind zusätzliche
Schichten, etwa eine Zwischenoxidschicht, die unter der Siliziumnitridschicht 104 liegt,
und eine Oxidschicht in den Gräben 102,
die thermisch gewachsen sein können,
in 1a nicht gezeigt.
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Üblicherweise
wird die Siliziumnitridschicht 104 mittels eines fotolithografischen
Prozesses strukturiert und wird zuerst geätzt; anschließend werden
die Gräben 102 in
dem Substrat 101 durch Ausführen eines anisotropen Ätzprozesses
gebildet. Danach wird die Siliziumdioxidschicht 103 nach
dem Bilden eines dünnen thermisch
gewachsenen Oxids in den Gräben 102 durch
geeignete Abscheideverfahren, etwa die chemische Dampfabscheidung,
abgeschieden, um zuverlässig
die Gräben 102 zu
füllen.
Es ist daher notwendig, Oxid im Übermaß auf dem
Substrat 101 abzuscheiden, wodurch eine Oberflächentopografie
in Abhängigkeit
von der darunter liegenden Struktur, die durch die Gräben 102 definiert
ist, geschaffen wird. Wie zuvor erläutert ist, wird überschüssiges Material
der Schicht 103 durch CMP entfernt, wobei die Siliziumnitridschicht 104 als
eine sogenannte Stoppschicht dient, um den CMP-Vorgang durch Verringern
der Gesamtabtragsrate deutlich "zu verlangsamen", sobald das darüber liegende
Siliziumdioxid entfernt ist. Die Oxidschicht 103 ist mit
einer Dicke Dox versehen, die so ausgelegt
ist, um zuverlässig
die Gräben
zu füllen,
wie dies in den 1a angedeutet ist, wobei
die Siliziumnitridschicht 104 eine anfängliche Schichtdicke besitzt,
die durch DI
Nit bezeichnet
ist, die ausreichend groß ist,
um den CMP-Vorgang nach zuverlässigem
Entfernen des überschüssigen Oxids
zu stoppen, ohne das darunter liegende Substrat 101 zu
schädigen.
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1b zeigt
schematisch die Halbleiterstruktur 100 nach Beendigung
des CMP-Schrittes,
wobei das überschüssige Oxid 103 über aktiven
Gebieten vollständig
entfernt ist und wobei die Siliziumnitridschicht 104 teilweise
entfernt worden ist, um eine endgültige Siliziumnitridschicht
zu bilden, die durch 104a gekennzeichnet ist, mit einer
Dicke am Ende des CMP-Prozesses, die durch Df
Nit bezeichnet ist. In diesem CMP-Prozess
ist es äußerst wichtig,
Prozessparameter präzise
so zu steuern, dass die endgültige
Dicke der Siliziumnitridschicht 104a Df
Nit mit einem Sollwert innerhalb sehr eng
gesetzter Toleranzen übereinstimmt,
da ein zu starkes Polieren der Siliziumnitridschicht 104a das
darunter liegende Substrat 101 schädigen kann, in dem Schaltungselemente,
etwa aktive Gebiete von Transistorelementen, zu bilden sind. Andererseits
kann eine Siliziumnitridschicht 104 mit einer Df
Nit, die größer als
der Sollwert ist, einen negativen Einfluss auf den folgenden kritischen fotolithografischen
Strukturierungsvorgang ausüben,
in dem die Gateelektrodenabmessungen von 0,245 μm und weniger herzustellen sind.
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Da es äußerst schwierig oder gar undurchführbar ist,
die verbleibende Dicke der Siliziumnitridschicht 104 an
einer vordefinierten Stelle auf dem Substrat während dem CMP-Prozesses zu messen,
wird versucht, den Zeitpunkt "vorherzusagen", wenn der ange strebte
Wert für
die Dicke Df
Nit der
endgültigen
Siliziumnitridschicht 104 erreicht wird. Da eine Vielzahl
unterschiedlicher Parameter einen bedeutenden Einfluss auf den CMP-Prozess ausüben und
da es äußerst schwierig
ist, die Vielzahl der Prozessparameter einzeln zu steuern, ist es
notwendig, die Abtragsrate genauestens zu überwachen, die die Wirkung
der Gesamtheit der Prozessparameter darstellt, so dass durch Auswählen einer
geeigneten Prozesszeit, die endgültige
Dicke der Siliziumnitridschicht 104a gesteuert werden kann.
Eine Möglichkeit
der Überwachung
der Abtragsrate des CMP besteht darin, die Oxiddicke Dox und
die endgültige
Dicke Df
Nit der
Siliziumnitridschicht 104a und die Prozesszeit eines zuvor
polierten Substrats zu bestimmen, um eine Abschätzung der tatsächlichen
Abtragsrate zu ermitteln. Es stellt sich jedoch heraus, dass das
Polieren eines Substrats auf der Grundlage der vorhergehenden Abtragsrate
zu einer deutlichen Abweichung der endgültigen Dicke DfNit
von dem Sollwert führen
kann, wodurch nachfolgende Prozessschritte gefährdet werden können, wie
dies zuvor beschrieben ist. Diese Diskrepanz zwischen dem Sollwert
und der tatsächlichen
Dicke Df
Nit tritt
aus den folgenden Gründen
auf. Erstens, kann sich die Abtragsrate während des tatsächlichen
CMP-Prozesses so ändern,
dass zu Beginn des momentanen CMP-Prozesses eine leicht andere Abtragsrate
vorliegen kann, insbesondere, wenn Messergebnisse, auf denen die
Abtragsratenvorhersage beruht, mit einer prozessinternen Verzögerung bereitgestellt
werden. Zweitens, bei einer gewissen Phase des CMP-Prozesses ist die
Abtragsrate tatsächlich
eine Zusammensetzung zweier Terme, die an sich sehr verschiedene
Werte aufweisen können.
Nach Entfernen des überschüssigen Oxids
der Schicht 103 mit einer Dicke Dox beinhaltet
beispielsweise die Substratoberfläche Bereiche mit Oxid 103 und
Bereiche mit Siliziumnitridschicht 104, die gleichzeitig
abzutragen sind. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften
sind die Abtragsraten von Oxid und Siliziumnitrid sehr unterschiedlich,
wobei eine Schwankung in der Nitridschicht 104, beispielsweise
eine Schwankung der anfänglichen
Schichtdicke Df
Nit,
einen deutlich größeren Einfluss
auf den Poliervorgang ausüben
kann, als eine Schwankung der Oxidschicht 103, so dass
die endgültige
Dicke Df
Nit möglicherweise
nicht den Prozessanforderungen genügt.
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2 zeigt
in schematischer Weise den typischen Verlauf der Abtragsrate während eines
STI-Polierprozesses, wie er in den 1a und 1b gezeigt ist, während einer ersten Polierphase,
die als I gezeigt ist, in der lediglich das Oxid 103 abgetragen
wird. Nach der Einebnung der Erhebungen und der Täler der
Oxidschicht 103 stabilisiert sich die anfänglich hohe
Abtragsrate bei einem im Wesentlichen konstanten Wert, der durch
RI bezeichnet ist. Am Ende der Phase I ist
die Siliziumnitridschicht 104 freigelegt und danach werden große Bereiche
an Siliziumnitrid und das Oxid in den Gräben 102 gleichzeitig
poliert, wobei aufgrund der reduzierten Abtragsrate von Siliziumnitrid
die Gesamtabtragsrate rasch auf eine zweite im Wesentlichen konstante
Abtragsrate abfällt,
die mit RII gekennzeichnet ist.
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Um eine gewünschte endgültige Dicke Df
Nit der Nitridschicht 104a zu erhalten – trotz
der oben dargelegten Schwierigkeiten – wird typischerweise die Polierzeit
für ein
zu bearbeitendes Substrat in einer vorwärts gekoppelten Weise auf der
Grundlage der gemessenen Oxiddicke Dox,
dem Sollwert für
die endgültige
Dicke der Siliziumnitridschicht 104a, die im Folgenden
als DNit target bezeichnet wird, und einem Modell des CMP-Prozesses berechnet.
Da diese vorhersagenden CMP-Modelle typischerweise sich auf den
Anfangswert der Oxiddicke Dox stützen, können jedoch
geringe Schwankungen der Anfangsdicke Di
Nit der Siliziumnitridschicht 104 oder
Schwankungen in der Materialzusammensetzung zu einer deutlichen
Abweichung von dem Sollwert DNit target für
die endgültige
Siliziumnitridschicht 104a führen. Obwohl daher die konventionelle
CMP-Prozesssteuerung auf der Grundlage der Oxidschichtdickenmessung
eine deutliche Verbesserung bei der Vorhersage einer geeigneten
Polierzeit ermöglicht,
gibt es dennoch Platz für
Verbesserung der CMP-Steuerung, um insbesondere Schwankungen der
anfänglichen
Siliziumnitridschicht 104 zu berücksichtigen.
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Angesichts der obigen Probleme ist
es wünschenswert,
eine Technik bereitzustellen, die das Einebnen strukturierter Schichtstapel
mit zwei oder mehr unterschiedliche Materialien ermöglicht.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende
Erfindung an das Steuern des CMP-Prozesses
zum Entfernen eines Schichtstapels mit zwei oder mehr unterschiedlichen
Materialschichten, wobei ein CMP-Modell auf Messergebnissen der
unterschiedlichen Materialschichten gestützt ist, die vor dem CMP-Prozess
gewonnen werden, so dass diese als eine Vorwärtskopplungsinformation zum
genauen Bestimmen der Polierzeit dienen, die zum Erreichen des Sollwertes
für die
endgültige
Dicke des Schichtstapels erforderlich ist.
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Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum chemisch mechanischen
Polieren einer strukturierten Oberfläche eines Substrats bereitgestellt,
wobei die Oberfläche
eine darauf gebildete erste Schicht und eine zweite Schicht, die
auf der ersten Schicht gebildet ist, aufweist. Das Verfahren umfasst
ferner das Bestimmen einer Dicke der ersten Schicht an einem vordefinierten Gebiet
des Substrats und das Bestimmen einer Dicke der zweiten Schicht
an dem vorbestimmten Gebiet. Anschließend wird eine Polierzeit auf
der Grundlage der bestimmten Dicke der ersten und der zweiten Schicht, einer
Abtragsrate für
Material der zweiten Schicht und einem Selektivitätsfaktor,
der eine Abtragsrate für
Material der ersten Schicht mit Bezug zu der Abtragsrate für Material
der zweiten Schicht spezifiziert, abgeschätzt. Ferner wird das Substrat
für eine
Zeitdauer poliert, die im Wesentlichen der abgeschätzten Polierzeit
entspricht.
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In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum
Bestimmen eines Selektivitätsfaktors,
der in einem CMP-Modell
zum Berechnen einer Polierzeit für
ein Substrat mit einem strukturierten Schichtstapel einschließlich einer
ersten und einer zweiten Materialschicht angewendet wird. Das Modell
enthält
eine aktuell gültige
Selektivität,
eine Zustandsvariable, die die Abtragsrate eine der Schichten in
dem Schichtstapel repräsentiert,
wenn dieser auf einem im Wesentlichen ebenen Substrat aufgebracht
ist, und einen Topographiefaktor, der die Struktur des Schichtstapels
kennzeichnet. Das Verfahren umfasst das Ermitteln der endgültigen Dicke
des Schichtstapels nach Fertigstellung des Poliervorganges für mindestens
ein erstes und ein zweites Substrat, wobei eine Struktur des Schichtstapels des
ersten und des zweiten Substrats im Wesentlichen identisch ist.
Das Verfahren umfasst ferner das Berechnen – auf der Grundlage des Modells
und einer gemessenen endgültigen
Dicke der Schichtstapel des ersten und des zweiten Substrats – eines
aktualisierten Selektivitätszwischenwertes.
Dabei wird angenommen, dass die Abtragsrate, die die Zustandsvariable
darstellt, für
das erste und das zweite Substrat gleich ist.
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Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines
CMP-Prozesses für
ein Substrat mit einem strukturierten Schichtstapel mit einer ersten
Schicht und einer zweiten Schicht das Empfangen eines ersten Messwertes,
der die Dicke der ersten Schicht kennzeichnet, und das Empfangen
eines zweiten Messwertes, der die Dicke der zweiten Schicht kennzeichnet.
Es wird ein Topologiefaktor bestimmt, der ein Verhältnis von
Abtragsraten der ersten oder der zweiten Schicht mit Struktur und
einer Abtragsrate der ersten oder der zweiten Schicht, wenn diese
ohne Struktur bereitgestellt sind, repräsentiert. Ferner wird eine
Selektivität
der Abtragsraten der ersten und der zweiten Schicht als ein Verhältnis der
Abtragsraten der ersten und der zweiten Schicht, wenn diese ohne
Struktur bereitgestellt sind, bestimmt. Schließlich wird eine Polierzeit
auf der Grundlage des ersten und des zweiten Messwertes, des Topologiefaktors,
der Selektivität,
einer gewünschten
endgültigen
Dicke des Schichtstapels und einer Abtragsrate der ersten oder der
zweiten Schicht ohne Struktur berechnet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird; es zeigen:
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1a und 1b schematisch Querschnittsansichten einer
Halbleiterstruktur vor und nach einem CMP-Prozess zur Entfernung
von überschüssigem Material
in einem STI-Herstellungsprozess;
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2 einen
Graphen, der qualitativ den Verlauf der Abtragsrate gegenüber der
Polierzeit zeigt;
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3 schematisch
eine Prozessanlage für
einen typischen CMP-Prozess, in der die vorliegende Erfindung implementierbar
ist;
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4 ein
Flussdiagramm, das ein Modell des CMP-Prozesses gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des CMP-Prozesses gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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6 ein
Flussdiagramm, das ein Verfahren zum automatischen Ermitteln eines
Selektivitätsfaktors darstellt,
der beim Steuern eines CMP-Prozesses gemäß einer weiteren anschaulichen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Obwohl die vorliegende Erfindung
mit Bezug zu den Ausführungsformen
beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung
sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
offenbarten anschaulichen Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar,
deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert
ist.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird häufig auf den STI-Poliervorgang
verwiesen, wie er zuvor im Paragraphen "Beschreibung des Stands
der Technik" erläutert
ist. Obwohl die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft für diesen
Prozessablauf ist, in dem zwei unterschiedliche Materialschichten
mit sehr unterschiedlichen Abtragsraten zu entfernen oder teilweise
zu entfernen sind, ist die vorliegende Erfindung auf eine beliebige
CMP-Sequenz anwendbar,
in der das Polieren eines Schichtstapels, der auf einer strukturierten
Oberfläche
aufgebracht ist, erforderlich ist Ferner ist die vorliegende Erfindung
nicht auf einen Schichtstapel mit zwei unterschiedlichen Materialschichten
beschränkt,
sondern kann auf einen Schichtstapel mit drei oder mehreren unterschiedlichen
Materialschichten angewendet werden. Es ist daher beabsichtigt,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf das Polieren zweier unterschiedlicher
Schichten, etwa einer Siliziumdioxidschicht und einer Siliziumnitridschicht
einzuschränken
ist, sofern dies nicht anders explizit in den angefügten Patentansprüchen zum
Ausdruck kommt.
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3 zeigt
schematisch ein System 300 zum Polieren eines Schichtstapels
mit beispielsweise den Schichten 103, 104, die
auf einer strukturierten Oberfläche
eines Substrats, etwas des Substrats 101 gebildet sind.
Das System 300 umfasst eine CMP-Anlage 310, die durch einen
Polierteller 311, eine Schleifmittellösungszufuhr 312 und
einen Polierkopf 313 repräsentiert ist. Ferner sind eine
erste Messanlage 320 und eine zweite Messanlage 330 vorgesehen
und so eingerichtet, um die Dicke einer oder mehrerer Schichten
an vordefinierten Stellen auf dem Substrat zu messen. Typischerweise
können
die erste und die zweit Messanlage 320, 330 Messergebnisse
durch optisches Messen der Schichtdicke ermitteln. Eine geeignete
optische Messanlage kann ein Ellipsometer sein, das in Halbleiterprozesslinien
gut verfügbar
ist. Es kann jedoch jede beliebige geeignete Messanlage verwendet
werden, solange diese so ausgebildet ist, um Dickenmessergebnisse mit
einer erforderlichen Genauigkeit zu liefern. Ferner muss es nicht
notwendig sein, zwei unterschiedliche Messanlagen bereitzustellen,
sondern es kann statt dessen eine einzelne Messanlage ausreichend
sein, um Messergebnisse vor und nach Beendigung des CMP-Prozesses
bereitzustellen.
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Des Weiteren umfasst das System 300 eine
Steuereinheit 340, die so ausgebildet ist, um Dickenmessergebnisse
von der ersten Messanlage 320 zu empfangen, die als Dox, Df
Nit bezeichnet
sind, und die Messergebnisse von Substraten nach Beendigung des
CMP-Prozesses, die mit Df
Nit bezeichnet
sind. Anzumerken ist, dass die von der zweiten Messanlage 330 ermittelten
Messergebnisse von einem zuvor prozessierten Substrat gewonnene
Messergebnisse repräsentieren
und verwendbar sind, um die Abtragsrate, die zur Berechnung der Polierzeit
für ein
Substrat, das von der CMP-Anlage 310 zu bearbeiten ist,
zu aktualisieren, wie dies später detailliert
beschrieben wird. Ferner ist die Steuereinheit 340 so ausgebildet,
um ein Signal auszugeben, das für
eine bestimmte Polierzeit, entsprechend derer die tatsächliche
Polierzeit der CMP-Anlage 310 gewählt wird, repräsentativ
ist. In einigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit 340 in
der CMP-Anlage 310 implementiert sein, wohingegen in anderen
Ausführungsformen
die Steuereinheit 340 teilweise oder vollständig außerhalb
der CMP-Anlage 310 vorgesehen sein kann. Die Steuereinheit 340 ist
ferner so ausgebildet, um eine abgeschätzte Polierzeit auf der Grundlage
der von der ersten und der zweiten Messanlage 320, 330 gelieferten
Messergebnisse und auf der Grundlage eines CMP-Modells, das in der Steuereinheit 340 implementiert
ist, zu ermitteln. Ferner ist es unschwer erkennbar, dass die Steuereinheit
einen Mikroprozessor oder einen Bereich da von einschließlich der
notwendigen peripheren Elemente aufweisen kann, um die nachfolgend
beschriebenen Steuerfunktionen auszuführen. Die Steuereinheit kann
in einem PC als ein Satz geeigneter Anweisungen implementiert sein,
oder die Steuereinheit 340 kann in einem Fabrikmanagementsystem
implementiert sein, das typischerweise in Halbleiterproduktionslinien
vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die erste und/oder die zweite
Messanlage 320, 330 funktionsmäßig mit der Steuereinheit 340 verbunden,
um die Messergebnisse direkt bereitzustellen, wobei jedoch ein indirektes
Eingeben der Messergebnisse, beispielsweise manuell oder mittels
eines Speichermediums, ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung liegt.
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Mit Bezug zu 4 werden nun anschauliche Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zum Ermitteln eines CMP-Modells, das
in der Steuereinheit 340 angewendet wird, beschrieben.
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In
4 wird
gemäß Schritt
401 die
Polierzeit für
eine erste Phase des CMP-Prozesses bestimmt. Die Polierzeit der
ersten CMP-Phase wird als t
I bezeichnet.
Es wird angenommen, dass in der ersten CMP-Phase ein einzelnes Material
von einer strukturierten Oberfläche
zu entfernen ist, wie dies beispielsweise in
1a gezeigt
ist. Es wird daher im Folgenden auf das Abtragen von Oxid von einer
strukturierten Oberfläche
verwiesen, wobei jedoch bedacht werden sollte, dass die Oxidschicht
103 eine
beliebige Materialschicht repräsentieren
soll. Mit dieser Annahme kann die Polierzeit t
I durch
Gleichung 1 dargestellt werden:
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Im ersten Ausdruck auf der rechten
Seite von Gleichung 1 repräsentiert
Dox target den Sollwert der Dicke der Oxidschicht 103 nach Abschluss
des Abscheidevorgangs. RI repräsentiert
die Abtragsrate für
die Materialart der Schicht 103, in dem vorliegenden Beispiel
Siliziumdioxid, wobei der Poliervorgang von einer Vielzahl von CMP-Parametern
abhängt,
wie dies zuvor erläutert
ist, so dass die Abtragsrate die Gesamtwirkung dieser Prozessparameter
repräsentiert,
wenn diese zum Polieren des in der Schicht 103 enthaltenen
Materials angewendet werden. Der Faktor Ftop repräsentiert
einen Topologiefaktor und ist dazu gedacht, die Oberflächenstrukturierung
der Schicht 103 zu berücksichtigen,
so dass der Topologiefaktor Ftop den Unterschied
beim Polieren einer strukturierten Oberfläche im Vergleich zu einer ebenen
Oberfläche
beschreibt. Beachtet werden sollte, dass der hierin verwendete Begriff
Abtragsrate die Geschwindigkeit beschreiben soll, mit der die Dicke
einer Schicht an einer vordefinierten Stelle abnimmt, und nicht
die Absolutmenge an Material bezeichnen soll, die in einer gegebenen
Zeitdauer entfernt wird. Das heißt, eine strukturierte Oberfläche mit
einer Vielzahl von "Hügeln"
kann eine hohe Abtragsrate aufweisen, da die "Höhe" der Hügel rascher abnimmt im Vergleich
zu der Dicke einer Schicht auf einer ebenen Oberfläche, obwohl
die Menge an Material, das von der ebenen Oberfläche abgetragen wird, die Menge
an Material, die von der strukturierten Oberfläche abgetragen wird, übersteigen
kann.
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Der zweite Term auf der rechten Seite
von Gleichung 1 enthält
die Messergebnisse der Schicht 103 an einer vorbestimmten
Stelle, und diese sind als Dox bezeichnet,
und somit beschreibt dieser Term die Zeit, die zur Entfernung einer
"imaginären"
Materialschicht mit einer Dicke, die durch die Differenz der Dicke
nach Abscheiden und des Sollwerts Dox target bestimmt ist, erforderlich ist.
Wenn beispielsweise die tatsächlich
gemessene Dicke der Schicht 103 Dox kleiner
als der Sollwert ist, ist dieser Term negativ und reduziert die
Polierzeit tI der ersten Polierphase. Umgekehrt
macht eine größere Anfangsdicke
das tI größer.
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Durch Einführen des Topologiefaktors Ftop kann die Abtragsrate RI als
gleich zu der Abtragsrate einer unstrukturierten Materialschicht,
die als Rox bezeichnet wird, betrachtet
werden. Somit entspricht Gleichung 1 im Wesentlichen der Polierzeit
eines unstrukturierten Substrats mit Ausnahme des Topologiefaktors
Ftop.
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Im Schritt
402 wird eine
Polierzeit t
IIfür eine zweite CMP-Phase bestimmt.
In dieser Ausführungsform wird
angenommen, dass die zweite CMP-Phase die gleichzeitige Entfernung
zweier unterschiedlicher Materialien, etwa des Oxids
103 und
des Siliziumnitrids
104 erfordert, wie dies in
1a beschrieben ist. Die Polierzeit t
II kann dann durch die Gleichung 2 dargestellt
werden:
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Gleichung 2 beschreibt die erforderliche
Polierzeit zum Verringern der Dicke der Schicht
104 von
einem Anfangswert D
i
Nit zu
einer endgültigen
Dicke D
fNit für eine gegebene Abtragsrate
R
II. Für
eine geeignete Steuerung des CMP-Prozesses ist es jedoch erforderlich,
die Polierzeit t
I näher zu spezifizieren, da die
Abtragsrate R
II deutlich von der spezifischen
Struktur der kombinierten Oxid/Nitrid-Oberfläche des Substrats abhängt. Da
die freigelegten Nitridbereiche nach Entfernen des überschüssigen Oxids
103 (vgl.
1a, die Dicke D
ox)
durch die zu bildende Struktur bestimmt ist, d. h. durch die Anzahl
und der Größe der Gräben
102, kann
der gleiche Topologiefaktor F
top für das weitere
Kennzeichnen der Abtragsrate R
II verwendet
werden, da diese gleiche Struktur ebenso die Topographie der Anfangsschicht
103 bestimmt.
Da der Topographiefaktor F
top den Einfluss
der Oberflächentopographie
in Bezug auf die Abtragsrate einer unstrukturierten Oberfläche kompensiert,
kann entsprechend einer Ausführungsform
angenommen werden, dass der gleiche Topographiefaktor auch die strukturierte
Nitridstruktur, die durch die Gräben
102 des
Substrats nach Freilegen der Siliziumnitridschicht
104 definiert
ist, kompensiert. In anderen Ausführungsformen kann ein Topographiefaktor
F
top eingeführt werden, der direkt proportional
zu dem Topographiefaktor F
top ist, wobei
der Proportionalitätsfaktor
experimentell bestimmt werden kann. Ferner sind die CMP-Bedingungen während des
Abtragens der Oxidschicht
103 und der Siliziumnitridschicht
104 die
gleichen, mit Ausnahme der unterschiedlichen Materialarten in diesen
Schichten, und somit können
die Abtragsraten R
I und R
II im
Wesentlichen als direkt proportional zueinander betrachtet werden,
so dass die Abtragsrate R
II gemäß Gleichung
3 geschrieben werden kann:
wobei 1/S der Proportionalitätsfaktor
ist, der den Unterschied in der Abtragsrate der Schichten
103 und
104 beschreibt.
Im Folgenden wird S als Selektivität beim Polieren der Schicht
103 und
104 bezeichnet.
Wenn ein unstrukturiertes Substrat betrachtet wird, in dem der Topologiefaktor
F
top gleich 1 ist, was bedeutet, dass das Substrat
vollständig von
der Nitridschicht
104 bedeckt ist, so kann die Selektivität durch
Gleichung 4 ausgedrückt
werden:
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Dabei ist es offensichtlich, dass
die Selektivität
S das Verhältnis
zwischen der Abtragsrate von Oxid und Nitrid darstellt.
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Aus den obigen Gleichungen 1 bis
4 kann die Polierzeit für
den CMP-Prozess bestimmt werden. Es sollte beachtet werden, dass
in Ausführungsformen,
in denen das Polieren eines Schichtstapels mit mehr als zwei unterschiedlichen
Schichten erforderlich ist, weitere entsprechende Abtragsraten RIII RIV ... eingeführt werden
können,
wobei jede dieser zusätzlichen
Abtragsraten der gleichzeitigen Entfernung zweier aufeinanderfolgender
Materialschichten entspricht, wobei die Anfangsschichtdicke an einer
vorbestimmten Stelle und die gewünschte
Dicke der untersten Schicht (für
die oberste Schicht und eine beliebige Zwischenschicht ist die endgültige Dicke
gleich 0) die entsprechende Abtragsrate analog zur Gleichung 2 bestimmen.
Die zusätzlichen Abtragsraten
können
dann mit einer einzelnen Abtragsrate, beispielsweise der obersten
Materialschicht, in einer ähnlichen
Weise in Beziehung gesetzt werden, wie dies mit Bezug zu den Gleichungen
3 und 4 beschrieben ist.
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Somit kann für eine gegebene Abtragsrate
Rox, eine Selektivität S und einen Topologiefaktor
Ftop die Polierzeit für eine gewünschte Solldicke DNit target berechnet
werden, indem Df
Nit in
Gleichung 2 durch DNit target ersetzt wird.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm, das anschaulich ein Verfahren zum Steuern eines
CMP-Prozesses, etwa
der mit Bezug zu den 1a , 1b und 2 beschriebenen
STI-Poliersequenz, beschreibt, wobei das mit Bezug zu 4 beschriebene Modell angewendet
wird. Wie bereits zuvor angedeutet ist, ist es erforderlich, um
die Polierzeit zum Erreichen der Solldicke DNit target des CMP-Prozesses zu
ermitteln, einen Anfangssatz an Werten für die Abtragsrate Rox, die Selektivität S und den Topographiefaktor
Ftop zu bestimmen. In diesem Satz an Parametern
dient die Abtragsrate Rox als die Zustandsvariable in
der Steuersequenz, währen
die Selektivität
S und der Topographiefaktor Ftop "Konstanten"
des Steuervorgangs sind. Es ist jedoch zu beachten, dass die Konstanten
S und Ftop lediglich in kleineren Zeitabständen als
Konstanten zu betrachten sind, wohingegen auf lange Sicht diese
"Konstanten" sich ändern
können,
insbesondere die Selektivität
S, da dieser Parameter von Materialeigenschaften abhängt, die
sich ändern
können
und daher geeignet aktualisiert werden müssen, um kontinuierlich deren
Genauigkeit zu verbessern oder um diese "Konstanten" an den tatsächlichen Zustand
der CMP-Station 310 anzupassen.
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Zum Beispiel hängt der Topographiefaktor Ftop von der Art des zu prozessierenden Substrats
ab, d. h. von dem Layout der entsprechenden Prozessebene, und kann
durch Theorie und/oder durch Experiment bestimmt werden. Beispielsweise
kann auf einer Testscheibe mit den Gräben 102, die identisch
zu dem tatsächlichen
Produktsubstrat sind, eine relativ dünne Materialschicht in einer äußerst konformen
Weise abgeschieden werden, und die Polierzeit, die zum nahezu vollständigen Entfernen
des Materials außerhalb
der Gräben 102 erforderlich
ist, kann mit einem vollständig
unstrukturiertem Substrat verglichen werden. Das ermittelte Verhältnis kann
dann den Topographiefaktor repräsentieren.
Die Selektivität
S hängt
von den Materialeigenschaften und zusätzlich stark von CMP-spezifischen
Parametern, etwa der Art der verwendeten Schleifmittellösung, der
Art der CMP-Anlage einschließlich
derartiger Parameter, wie Typ des Polierkissens, Typ des Polierkopfes
und dergleichen ab. Somit kann die Selektivität S empirisch bestimmt werden,
indem Testmessungen mit unterschiedlichen Materialien bestimmt werden,
deren unterschiedliche Abtragsraten dann die entsprechende Selektivität bestimmen.
Ferner kann eine Datenanalyse zuvor prozessierter Substrate es ermöglichen,
die Selektivität
S zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen,
wie dies detaillierter mit Bezug zu 6 beschrieben
ist, kann die Selektivität
in einer automatischen Weise bestimmt werden, so dass geringe Änderungen
in der CMP-Anlage 310 in einfacher Weise berücksichtigt
werden können,
indem die Selektivität automatisch
aktualisiert wird.
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Vor dem Beschreiben der Steuersequenz
kann die Polierzeit t in einer günstigeren
Form geschrieben werden, die im Wesentlichen analog zu der Polierzeit
t
I ist, die in Gleichung 1 beschrieben ist.
Dazu kann eine effektive Anfangsnitriddicke in Gleichung 5 definiert
werden:
wobei D'
eff die
anfängliche
effektive Dicke repräsentiert,
d. h. die Anfangsdicke einer einzelnen fiktiven oder virtuellen
Nitridschicht anstelle einer kombinierten Oxid/Nitridschicht. In ähnliche
Weise kann eine effektive Solldicke Deff target gemäß Gleichung 6 definiert werden:
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Die anfängliche effektive Dicke D
I
eff und die effektive
Solldicke Deff target nach "Abscheidung" repräsentieren die fiktive oder
virtuelle Nitridschicht, wobei die unterschiedliche Wirkung der
CMP-Anlage
310 auf die Nitridschicht
104 und die
Oxidschicht
103 durch die Selektivität S berücksichtigt sind. Somit kann
die Polierzeit t vollständig
in "Nitridabhängigen"
Termen gemäß Gleichung
7 ausgedrückt
werden:
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In formaler Weise entspricht Gleichung
7 der Gleichung 1, wobei der erste Term die Polierzeit repräsentiert,
die zum Entfernen des Nitrids von der fiktiven oder virtuellen Nitridschicht
mit einer Solldicke nach dem Abscheiden von Deff target bis auf eine gewünschte endgültige Nitriddicke
DNit target mit einer Oberflächentopologie,
die durch den Topologiefaktor Ftop beschrieben
ist, erforderlich ist. Der zweite Term aus Gleichung 7 repräsentiert
die Polierzeit, die zum Polieren einer Nitridschicht erforderlich
ist, deren Dicke durch die Differenz der "tatsächlichen" Dicke der fiktiven
oder virtuellen Nitridschicht Di
eff und der "Abscheide"-Solldicke Deff target definiert
ist. Wie zuvor angemerkt wurde, wenn mehr als zwei Schichten zu
polieren sind, kann eine entsprechende fiktive oder virtuelle Schicht
mit entsprechenden Selektivitäten
definiert werden, die die Differenz der Abtragsraten jeweils zweier
benachbarter Schichten beschreiben.
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Im Schritt 501 aus 5 werden Messergebnisse
der Oxidschicht 103 Dox und der
Nitridschicht 104 D
i
Nit von
der ersten Messanlage 320 erhalten.
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Im Schritt 502 wird die
Polierzeit t unter Verwendung der Gleichung 7 und der im Schritt
501 erhaltenen Messwerte berechnet. Die berechnete Polierzeit t
wird an die CMP-Anlage
ausgegeben, so dass die tatsächliche
Polierzeit für
das zu prozessierende Substrat entsprechend der berechneten Polierzeit
t eingestellt werden kann.
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Dann wird im Schritt 503 der
Messwert Df
Nit ermittelt,
der die tatsächliche
Dicke der Nitridschicht 104a kennzeichnet. Anzumerken ist,
dass der Messwert Df
Nit nicht
notwendigerweise von dem gleichen Substrat erhalten werden muss,
das in der CMP-Anlage 310 mit der Polierzeit t, die im
Schritt 502 bestimmt wurde, prozessiert worden ist. In einigen Fällen kann
eine gewisse Verzögerung
von Messwerten auftreten und Df
Nit kann von
einem zuvor prozessierten Substrat ermittelt werden, wobei ein oder
mehrere Substrate dazwischen bearbeitet worden sind. Es ist jedoch
sicherzustellen, dass die tatsächlich
verwendete Polierzeit t mit den anfänglichen Messergebnissen Dox, Di
Nit und
Df
Nit, die von demselben
Substrat gewonnen werden, berechnet wird.
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Anschließend wird im Schritt
504 die
Zustandsvariable, d. h. die Abtragsrate R
ox,
auf der Grundlage des Messwertes der tatsächlichen endgültigen Nitriddicke
D
f
Nit der Schicht
104a,
der im Schritt
503 empfangen wird, und der Gleichung 7
aktualisiert. Dazu kann in Gleichung 7 die Nitridabtragsrate R
Nit durch Gleichung 4 ersetzt werden, so
dass die folgende Gleichung 8 erhalten wird:
Auflösung der Gleichung 8 nach der
Zustandsvariablen R
ox ergibt Gleichung 9:
Somit kann durch Ersetzen
der Solldicke DNit target der Nitridschicht
104a durch die im Schritt
503 ermittelte
tatsächlich
gemessene Dicke D
fNit eine entsprechend
aktualisierte Zustandsvariable Rox new gemäß Gleichung 10 ermittelt werden
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In einer speziellen Ausführungsform
wird der Wert für
die Zustandsvariable R
ox für das nächste zu
prozessierende Substrat unter Verwendung des aktualisierten Werts
Rox new und durch Berechnen eines gewichteten Durchschnitts des vorhergehenden
Werts der Zustandsvariablen und des aktualisierten Werts, der gemäß Gleichung
10 berechnet wird, ermittelt. Beispielsweise kann ein exponentiell
gewichteten gleitender Durchschnitt (EWMA) gemäß Gleichung 11 berechnet werden:
wobei μ einen Wert
im Bereich von 0 bis 1 und Rox old den momentan gültigen Wert der Zustandsvariable
repräsentieren.
Bei einer Wahl von μ nahe
1, ist eine schnelle Anpassung der Abtragsrate an Änderungen
in dem CMP-Prozess ist möglich,
da Rox new , das auf der Grundlage der kürzlich gewonnenen D
f
Nit berechnet wird,
stärker
zu dem Wert der aktualisierten Zustandsvariable R
ox beiträgt, als
der vorhergehende Wert der Zustandsvariablen Rox old .
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Nachdem das Aktualisieren der Zustandsvariable
im Schritt 504 abgeschlossen ist, kehrt der Prozessablauf
zum Schritt 501 zurück,
um die anfänglichen
Dickenmesswerte für
ein nächstes
zu prozessierendes Substrat zu empfangen.
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Es sollte beachtet werden, dass die
bisher beschriebenen Ausführungsformen
sich auf die Berechnung der Polierzeit für jedes einzelne in der CMP-Anlage 310 zu
prozessierende Substrat beziehen. In anderen Ausführungsformen
können
jedoch zwei oder mehr Substrate, etwa eine Vielzahl von Substraten,
die eine Charge bilden, prozessiert werden, wobei die Polierzeit
gemeinsam für
die zwei oder mehr Substrate berechnet werden und die im Schritt 501 und/oder 503 empfangenen
Messergebnisse können
repräsentative
Werte für
die zwei oder mehr Substrate sein, oder, in einer Ausführungsform,
können
ein Durchschnitt der mehreren Substrate sein.
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6 zeigt
ein Flussdiagramm, das Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung illustrativ darstellt, die das automatische
Bestimmen der Selektivität
S ermöglichen,
die zum Berechnen der Polierzeit t gemäß dem mit Bezug zu 5 beschriebenen Prozessablauf
erforderlich ist.
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Im Schritt 601 werden ein
erstes Substrat und ein zweites Substrat auf der CMP-Anlage 310 bearbeitet und
es wird angenommen, dass eine Abtragsrate Rox first des ersten Substrats
lediglich geringfügig
von einer Abtragsrate Rox second des zweiten Substrats abweicht, so dass
die Abtragsrate für
das erste und das zweite Substrat im Wesentlichen durch Gleichung
10 gegeben ist, wobei in dem Term in Klammern die entsprechenden
Werte für
das erste und das zweite Substrat einzufügen sind. In einer Ausführungsform
ist hinsichtlich einer Ungenauigkeit, die durch Topographiefaktoren
eingeführt
wird, die unterschiedlichen Produktsubstraten mit unterschiedlichen
Oberflächenstrukturen
entsprechen, angenommen, dass das erste und das zweite Substrat
das gleiche Layout aufweisen, d. h., dass diese die gleiche Oberflächentopologie
aufweisen. Somit ist die Solldicke der Oxidschicht 103 Dox target für das erste
und das zweite Substrat ebenfalls gleich.
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Somit kann im Schritt
602 durch
Anwenden der Gleichungen
5,
6 und
10 und
unter der Annahme, dass die Abtragsraten und die Topographiefaktoren
jeweils gleich sind, eine Zwischenselektivität S* mittels Gleichung 12 ermittelt
werden:
wobei ein oberer Index "first"
oder "second" der entsprechenden Variablen das erste oder das zweite
Substrat bezeichnet. Die berechnete Zwischenselektivität S* kann
sehr empfindlich auf Messgenauigkeiten reagieren, insbesondere,
wenn die Polierzeiten t
first und t
second des ersten und des zweiten Substrats
von ähnlicher
Größe sind.
Ferner ist die Annahme, dass die Abtragsraten R
ox für das erste
und das zweite Substrat gleich sind, lediglich eine Näherung,
deren Gültigkeit
deutlich von dem Zustand von der CMP-Anlage
310 abhängt. Daher können die
Werte der berechneten Selektivität
S* in einem weiten Bereich schwanken.
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Daher wird in einer Ausführungsform
der berechnete Wert S* nicht direkt als eine aktualisierte Selektivität für das CMP-Modell
verwendet und statt dessen wird ein entsprechendes Filterkriterium
an den berechneten Wert S* angewendet. In einer speziellen Ausführungsform
können
zwei Filter hintereinander an den berechneten Wert S* vor dem Bestimmen
der tatsächlichen
aktualisierten Selektivität
Snew angewendet werden.
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Im Schritt 603 kann ein
"Bandpass"-Filter angewendet werden, der in einer Ausführungsform
ein idealer Bandpassfilter mit einer oberen und einer unteren Grenze
sein kann, die um die zuvor gültige
Selektivität, die
durch Sold bezeichnet ist, einschließen. Beispielsweise
kann der Bandpassfilter mit Bezug zu dem vorhergehenden Selektivitätswert Sold symmetrisch sein und es kann eine geeignete
Konstante C so gewählt
werden, dass die obere Grenze durch S*old +
C und die untere Grenze durch Sold – C definiert
ist. Vorzugsweise wird die Konstante C so gewählt, um Ausreißer von
S* auszuschließen,
die aufgrund von Messwertfluktuationen erzeugt werden können.
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Im Schritt
604 kann nach
Anwenden des Bandpassfilters ein weiterer Filter angewendet werden,
beispielsweise in Form eines gleitenden Durchschnitts, etwa als
ein EWMA-Filter,
so dass die aktualisierte Selektivität S
new mittels
Gleichung 13 gewonnen werden kann:
wobei λ eine Zahl
im Bereich von 0–1
ist. In einer speziellen Ausführungsform
wird λ im
Bereich von 0,01–0,1 gewählt, so
dass Änderungen
von S* nicht sehr wesentlich zu dem aktualisierten Wert S
new beitragen. Somit konvergiert die aktualisierte
Selektivität
S
new langsam und kontinuierlich gegen die
tatsächliche
Oxid/Nitridselektivität.
Durch Anwenden des Bandpassfilters, dessen Band die aktuell gültige Selektivität S
old enthält,
sind größere Schwankungen
ausgeschlossen und die Konvergenz gegen die gewünschte Selektivität ist sichergestellt.
Ferner wird in diesen Ausführungsformen
angenommen, dass das erste und das zweite Substrat die gleiche Oberflächenstruktur
repräsentieren,
d. h. das gleiche Produkt, so dass in tatsächlichen CMP-Prozessen, die
das Bearbeiten unterschiedlicher Produkte erfordern, die Anzahl
der möglichen
Aktualisierungen verringert ist. Somit können in anderen Ausführungsformen
die entsprechenden Topologiefaktoren Ftop first
,
Ftop second unterschiedlicher Produkte und die entsprechenden Solloxiddicken
beim Bestimmen der Zwischenselektivität S* verwendet werden. Das
Verwenden lediglich identischer Produkte und somit identischer Oberflächenstrukturen
zum Bestimmen von S* liefert andererseits den Vorteil einer deutlich
reduzierten Empfindlichkeit auf den Topographiefaktor F
top,
da lediglich ein Topographiefaktor verwendet wird.
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Ferner können das erste Substrat und
das zweite Substrat jeweils eine Vielzahl von ersten und zweiten Substraten
repräsentieren
und die entsprechenden Messwerte und Parameter können Werte jeweils für die ersten
und die zweiten Substrate insgesamt repräsentieren.
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Des Weiteren kann der Prozessablauf
zum Ermitteln einer aktualisierten Selektivität S in einfacher Weise auf
eine Vielzahl von Selektivitäten
erweitert werden, was erforderlich ist, wenn mehr als zwei Schichten zu
polieren sind. Beispielsweise kann die zuvor beschriebene Prozedur
der Reihe nach auf die Selektivitäten eines entsprechenden Paares
benachbarter Schichten angewendet werden, wobei die Annahme hinsichtlich des Topologiefaktors
und der Abtragsrate des ersten und des zweiten Substrats ebenso
angewendet werden kann.
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Es gilt also: durch Verwenden der
automatisierten Abschätzung
der Selektivität
S gemäß den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen
kann die Steuereinheit 340 Änderungen der Prozessschritte
vor und/oder während
des CMPs detektieren und darauf reagieren. Beispielsweise können Änderungen
bei dem Abscheidevorgang für
die erste und/oder die zweite Schicht 103, 104 einen
Einfluss auf die Materialzusammensetzung und damit auf die Selektivität ausüben, so
dass eine automatische dynamische Einstellung der Selektivität S es ermöglicht,
diese Prozessschwankungen zu berücksichtigen.
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Weitere Modifikationen und Variationen
der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser
Beschreibung offenkundig. Diese Beschreibung ist daher lediglich
anschaulich und für
die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des
Ausführens
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind
die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als
die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.