本公開涉及在基板的化學(xué)機(jī)械拋光期間的感應(yīng)(inductive)監(jiān)測。
背景技術(shù)：
：：集成電路通常通過導(dǎo)電層、半導(dǎo)電層或絕緣層在硅晶片上的依序的沉積而在基板上形成。多種制造工藝要求對基板上的層平坦化。例如，一個(gè)制造步驟涉及在經(jīng)圖案化的絕緣層上沉積導(dǎo)電填料層，以填充絕緣層中的溝槽或孔。填料層接著經(jīng)拋光，直到所述絕緣層的凸起的圖案被暴露為止。在平坦化之后，在絕緣層的凸起圖案之間剩余的導(dǎo)電填料層的多個(gè)部分形成通孔、插塞和線，所述通孔、插塞和線在基板上的薄膜電路之間提供導(dǎo)電路徑?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)是一種公認(rèn)的平坦化方法。此平坦化方法通常要求基板被裝配在承載頭上。基板的被暴露的表面抵靠旋轉(zhuǎn)的拋光墊而放置。承載頭在基板上提供可控制的負(fù)載，以將所述基板推靠至拋光墊。拋光液(諸如，具有磨料顆粒的漿料(slurry))供應(yīng)至拋光墊的表面?；瘜W(xué)機(jī)械拋光的一個(gè)問題在于確定拋光工藝是否完成，即，基板層是否已平坦化至所期望的平坦度或厚度，或何時(shí)已去除期望量的材料。漿料組分、拋光墊條件、拋光墊與基板之間的相對速度、基板層的初始厚度以及基板上負(fù)載的變化可能導(dǎo)致材料去除速率的變化。這些變化造成達(dá)到拋光終點(diǎn)所需要的時(shí)間的變化。因此，僅將拋光終點(diǎn)確定為拋光時(shí)間的函數(shù)可能導(dǎo)致晶片內(nèi)不均勻性或晶片間不均勻性。在一些系統(tǒng)中，在例如通過拋光墊拋光期間，原位地(in-situ)檢測基板。一種監(jiān)測技術(shù)用于誘發(fā)導(dǎo)電層中的渦電流(eddycurrent)，并且隨著導(dǎo)電層被去除來檢測渦電流變化。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在一些集成電路制造工藝中，在經(jīng)圖案化的絕緣層已暴露之后，拋光繼續(xù)，例如，為了減小溝槽中導(dǎo)電線的深度。當(dāng)溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)，可靠地停止基板的拋光將是所期望的。然而，由于溝槽小的線寬度，在導(dǎo)線中誘發(fā)渦電流可能是困難的。因此，常規(guī)的渦電流監(jiān)測技術(shù)可能不足以可靠地確定溝槽的深度，并因此可能無法可靠地在溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)停止拋光。然而，替代方法將導(dǎo)電環(huán)路結(jié)合至經(jīng)拋光的基板中。磁場通過導(dǎo)電環(huán)路可在所述環(huán)路中誘發(fā)電流。相對于生成磁場的電壓源，導(dǎo)電環(huán)路通常充當(dāng)阻抗，所述阻抗取決于導(dǎo)電材料的深度。這準(zhǔn)許生成取決于溝槽中的導(dǎo)電材料的深度的信號。一方面，一種對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法包括以下步驟：在制造具有帶有多個(gè)導(dǎo)電互連件的層的集成電路時(shí)，拋光基板的層以提供集成電路的層，其中所述基板的層包括導(dǎo)電線以提供導(dǎo)電互連件。基板的層包括封閉的導(dǎo)電環(huán)路，所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路由溝槽中的導(dǎo)電材料形成。使用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測溝槽中的導(dǎo)電材料的深度，并且生成信號。監(jiān)測步驟包括：生成間歇地通過所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路的磁場。從信號中提取隨時(shí)間進(jìn)展的值序列，所述值序列表示隨時(shí)間進(jìn)展的導(dǎo)電材料的深度。通過從值序列來確定導(dǎo)電材料的深度已達(dá)到目標(biāo)深度來檢測拋光終點(diǎn)；或者基于值序列來調(diào)整由承載頭在層的拋光期間施加至基板的至少一個(gè)壓力，使得基板上的不同區(qū)域相比沒有此類調(diào)整更接近相同的拋光終點(diǎn)。另一方面，一種對基板進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法包括以下步驟：在制造具有帶有多個(gè)導(dǎo)電互連件的層的集成電路時(shí)，拋光基板的層以提供集成電路的層。所述基板的層包括導(dǎo)電線以提供導(dǎo)電互連件，并且所述基板的層包括封閉的導(dǎo)電環(huán)路，所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路由溝槽中的導(dǎo)電材料形成。使用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測溝槽中的導(dǎo)電材料的深度，并且生成信號。監(jiān)測步驟包括：從芯生成磁場，所述芯具有基本上垂直于所述基板的層而定向的分叉(prong)。磁場間歇地通過所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路。所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路的橫向尺度約為所述分叉的橫向尺度的1至2倍。另一方面，提供執(zhí)行這些方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或拋光系統(tǒng)。另一方面，供在集成電路的制造中使用的基板具有帶有多個(gè)導(dǎo)電互連件的層。所述基板包括：半導(dǎo)體主體；電介質(zhì)層，設(shè)置在所述半導(dǎo)體主體上方；多個(gè)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電線，設(shè)置在所述電介質(zhì)層中的第一溝槽中以提供導(dǎo)電互連件；以及導(dǎo)電材料的封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述電介質(zhì)層中的第二溝槽中。所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)包括穿過導(dǎo)電區(qū)域的多個(gè)開口，以提供多個(gè)電性連接的導(dǎo)電環(huán)路。所述封閉的導(dǎo)電環(huán)路不電性連接到任何導(dǎo)電線。另一方面，供在集成電路的制造中使用的基板具有帶有多個(gè)導(dǎo)電互連件的層。所述基板包括：半導(dǎo)體主體；設(shè)置在所述半導(dǎo)體主體上方；導(dǎo)電材料的第一組多個(gè)導(dǎo)電線，設(shè)置在所述第一電介質(zhì)層中的第一溝槽中以提供導(dǎo)電互連件中的至少一些；導(dǎo)電材料的第一封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第一電介質(zhì)層中的第二溝槽中；第二電介質(zhì)層，設(shè)置在所述第一電介質(zhì)層上方；導(dǎo)電材料的第二組多個(gè)導(dǎo)電線，設(shè)置在所述第二電介質(zhì)層中的第三溝槽中以提供導(dǎo)電互連件中的至少一些；以及導(dǎo)電材料的第二封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第二電介質(zhì)層中的第四溝槽中，其中所述第二封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)的寬度大于所述第一封閉的導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)的寬度。特定實(shí)現(xiàn)方式可包括以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或更多個(gè)。在溝槽中的導(dǎo)電材料的深度(或?qū)щ娐?可被感測，所述導(dǎo)電材料例如金屬，諸如，銅。在溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)，可更可靠地停止拋光，并且可執(zhí)行對承載頭壓力的閉環(huán)控制以驅(qū)動(dòng)至均勻的金屬線厚度和導(dǎo)電度。因此，整個(gè)制造工藝可具有改善的良率。在所附附圖和以下描述中陳述了一個(gè)或更多個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)。通過說明書、附圖，并且通過權(quán)利要求書，其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。附圖說明圖1是化學(xué)機(jī)械拋光站的示意性局部剖面?zhèn)纫晥D，所述化學(xué)機(jī)械拋光站包括感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)。圖2是感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的多個(gè)部分的示意性電路圖。圖3是化學(xué)機(jī)械拋光站的平臺的示意性俯視圖。圖4A是基板的示意性俯視圖。圖4B是基板上的導(dǎo)電環(huán)路的示意性透視圖。圖5是例如沿圖4A的線5得到的基板的示意性剖面圖。圖6是具有多個(gè)層的基板的示意性剖面圖。圖7是多個(gè)導(dǎo)電環(huán)路結(jié)構(gòu)的示意性俯視圖。圖8繪示來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的信號。圖9繪示由感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)生成的值序列。圖10繪示由感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)生成的、針對基板上的兩個(gè)區(qū)域的兩個(gè)值序列。圖11A-圖11E示意性地繪示基板的拋光。各附圖中的相同的參考符號指示相同的元件。具體實(shí)施方式CMP系統(tǒng)可以使用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)來檢測基板上的溝槽中的導(dǎo)電材料的深度。所述測量可用于在溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)停止拋光，或用于實(shí)時(shí)地調(diào)整拋光工藝的處理參數(shù)。例如，基板承載頭可調(diào)整基板背側(cè)上的壓力，使得在基板的不同區(qū)域中的溝槽在拋光之后具有基本上相同的深度。圖1繪示的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的拋光站20的示例。拋光站20包括可旋轉(zhuǎn)盤形平臺24，其中拋光墊30位于所述可旋轉(zhuǎn)盤形平臺上。平臺24可操作以繞軸25旋轉(zhuǎn)。例如，電機(jī)22可轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸28來旋轉(zhuǎn)平臺24。拋光墊30可以是具有外層34和較軟的背襯層32的兩層式拋光墊。拋光站22可包括供應(yīng)端口或組合式供應(yīng)-沖洗臂39，以將拋光液38(諸如，漿料)分配到拋光墊30上。拋光站22可包括具有調(diào)節(jié)盤的墊調(diào)節(jié)器設(shè)備，以維持拋光墊的條件。承載頭70可操作以固持基板100抵靠拋光墊30。承載頭70從支撐結(jié)構(gòu)72(例如，旋轉(zhuǎn)料架或軌道)懸吊，并且所述承載頭通過驅(qū)動(dòng)軸74連接至承載頭旋轉(zhuǎn)電機(jī)76，使得所述承載頭可繞軸71旋轉(zhuǎn)。任選地，承載頭70可例如在旋轉(zhuǎn)料架或軌道上的滑塊上橫向地振蕩；或通過旋轉(zhuǎn)料架本身的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。在操作中，繞著平臺中心軸25旋轉(zhuǎn)平臺，且繞承載頭的中心軸71旋轉(zhuǎn)承載頭并跨拋光墊30的頂表面橫向地平移承載頭。在有多個(gè)承載頭的情況下，每一個(gè)承載頭70可以具有對其拋光參數(shù)的獨(dú)立控制，例如，每一個(gè)承載頭可獨(dú)立地控制施加到每一個(gè)相應(yīng)基板的壓力。承載頭70可包括柔性隔膜(flexiblemembrane)80，所述柔性隔膜80具有用于接觸基板100的背側(cè)的基板裝配表面以及用于將不同的壓力施加到基板100上的不同的區(qū)域(例如，不同的徑向區(qū)域)的可加壓腔室(pressurizablechamber)82。所述承載頭也可包括用于固持基板的保持環(huán)84。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，保持環(huán)84可包括高度導(dǎo)電的部分，例如，所述承載環(huán)可包括接觸拋光墊的薄的下部塑料部分86和厚的上部導(dǎo)電部分88。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述高度導(dǎo)電的部分是金屬，例如，與經(jīng)拋光的層相同的金屬，例如，銅或鈷。凹槽26形成在平臺24中，任選地，薄區(qū)段36可形成在覆蓋凹槽26的拋光墊30中。凹槽26和薄墊區(qū)段36可經(jīng)定位使得無論承載頭的平移位置如何，在平臺旋轉(zhuǎn)的部分期間，凹槽26和薄墊區(qū)段36都在基板10的下方通過。假設(shè)拋光墊30是兩層式墊，則可通過去除背襯層32的部分來構(gòu)建薄墊區(qū)段36。薄區(qū)段任選地是光學(xué)透射的，例如，如果原位(in-situ)光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)被整合到平臺24中。原位監(jiān)測系統(tǒng)40生成取決于基板10上的導(dǎo)電溝槽的厚度的隨時(shí)間變化的值序列。具體而言，原位監(jiān)測系統(tǒng)40可以是感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)。在操作中，拋光站22使用監(jiān)測系統(tǒng)40以確定何時(shí)已將溝槽拋光到目標(biāo)深度。感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40可包括安裝在平臺中的凹槽26中的感應(yīng)傳感器42。傳感器26可以包括至少部分地定位在凹槽26中的磁芯以及繞芯44纏繞的至少一個(gè)線圈46。驅(qū)動(dòng)和感測電路48電性連接到線圈46。驅(qū)動(dòng)和感測電路48生成可發(fā)送到控制器90的信號。雖然繪示為在平臺24外部，但是驅(qū)動(dòng)和感測電路48中的一些或全部可安裝在平臺24中。旋轉(zhuǎn)式耦合器29可用于將可旋轉(zhuǎn)平臺中的部件(例如，線圈46)電性連接至平臺外部的部件(例如，驅(qū)動(dòng)和感測電路48)。芯44可包括兩個(gè)(見圖1)或三個(gè)(見圖2)從背部52平行地延伸的分叉。僅具有一個(gè)分叉(且沒有背部)的實(shí)現(xiàn)方式也是可能的。參照圖2，電路48將AC(交流)電流施加至線圈46，這在芯44的兩個(gè)極54a與54b之間生成磁場51。在操作中，磁場51的部分延伸到基板100中。圖2繪示驅(qū)動(dòng)和感測電路48的示例。電路48包括與線圈46并聯(lián)連接的電容器60。線圈46和電容器60一起可形成LC共振槽(resonanttank)。在操作中，電流生成器62(例如，基于邊際振蕩器(marginaloscillator)電路的電流生成器)以由線圈46(具有電感L)和電容器60(具有電容C)形成的LC槽電路的共振頻率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電流生成器62可經(jīng)設(shè)計(jì)以將正弦振蕩的峰對峰振幅保持在恒定值。具有振幅V0的依賴于時(shí)間的電壓使用整流器64來整流，并且提供至反饋電路66。反饋電路66確定用于電流生成器62的驅(qū)動(dòng)電流以保持電壓V0的振幅恒定。邊際振蕩器電路和反饋電路進(jìn)一步在美國專利第4,000,458號和7,112,960號中描述，這些專利通過引用并入本文。當(dāng)磁場56通過基板上的導(dǎo)電環(huán)路時(shí)，磁場56在所述環(huán)路中生成電流。這增加了有效阻抗，因此增加了電流生成器62所需的驅(qū)動(dòng)電流以保持電壓V0的振幅恒定。有效阻抗的增加程度取決于環(huán)路的導(dǎo)電性，所述導(dǎo)電性取決于限定環(huán)路的溝槽中的導(dǎo)電材料的深度。簡而言之，導(dǎo)電環(huán)路的功率耗散與溝槽中導(dǎo)電材料的深度線性相關(guān)。因此，由電流生成器62生成的驅(qū)動(dòng)電流提供了對溝槽中的導(dǎo)電材料的深度的測量。其他配置對于驅(qū)動(dòng)和感測電路48是可能的。例如，分開的驅(qū)動(dòng)和感測線圈可繞芯纏繞，能以恒定的頻率驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)線圈，并且來自所述感測線圈的電流的振幅或相位(相對于驅(qū)動(dòng)振蕩器)可用于信號。返回到圖1，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，拋光站20包括溫度傳感器92以監(jiān)測拋光站中的溫度或拋光站的部件/拋光站中的部件的溫度。雖然在圖1中繪示為經(jīng)定位以監(jiān)測拋光墊30和/或墊30上的漿料38的溫度，但是溫度傳感器92可定位在承載頭內(nèi)以測量基板100的溫度。溫度傳感器可與拋光墊或基板10的被暴露的表面直接接觸(即，接觸式傳感器)，或者溫度傳感器可以是非接觸式傳感器(例如，紅外線傳感器)。所監(jiān)測的(多個(gè))溫度可用于調(diào)整來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的測量。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，拋光設(shè)備包括附加的拋光站。例如，拋光設(shè)備可以包括兩個(gè)或三個(gè)拋光站。例如，拋光設(shè)備可以包括具有渦電流監(jiān)測系統(tǒng)的第一拋光站以及具有感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的第二拋光站。例如，在操作中，可在第一拋光站處執(zhí)行對基板上的導(dǎo)電層的體塊拋光(bulkpolishing)，并且可在阻擋層或經(jīng)圖案化的電介質(zhì)層被暴露時(shí)停止拋光。隨后基板被傳送到第二拋光站，并且可拋光此基板直到溝槽達(dá)到目標(biāo)深度為止。圖3繪示平臺24的俯視圖。隨著平臺24旋轉(zhuǎn)，傳感器42在基板100下方掃掠。通過以特定頻率對來自電路48的信號取樣，電路48以跨基板100的取樣區(qū)域94的序列生成測量。對于每一次掃掠，可選擇或組合在取樣區(qū)域94中的一個(gè)或更多個(gè)處的測量。因此，經(jīng)過多次掃掠，所選擇或組合的測量提供隨時(shí)間變化的值序列。此外，可在傳感器不是定位在基板10下方的位置處執(zhí)行晶片外(off-wafer)測量。拋光站20也可包括位置傳感器96(諸如，光學(xué)中斷器)以感測感應(yīng)傳感器42何時(shí)在基板100下方以及感應(yīng)傳感器42何時(shí)離開基板。例如，位置傳感器96可裝配在與承載頭70相對的固定位置處。標(biāo)志98可以附接到平臺24的周邊。附接的點(diǎn)和標(biāo)志98的長度經(jīng)選擇使得所述標(biāo)志可在傳感器42在基板10下方掃略時(shí)用信號通知位置傳感器96。替代地，拋光站20可以包括編碼器以確定平臺24的角位置。感應(yīng)傳感器可隨著平臺的每次旋轉(zhuǎn)而在基板下方掃掠?？刂破?0(例如，通用可編程數(shù)字計(jì)算機(jī))接收來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的值序列。由于傳感器42隨著平臺的每次旋轉(zhuǎn)在基板下方掃掠，因此原位地且在連續(xù)實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)上(針對每次平臺旋轉(zhuǎn)為一次)累積關(guān)于溝槽深度的信息?？刂破?0可經(jīng)編程以在基板大致覆蓋薄區(qū)段36時(shí)(如由位置傳感器所確定)對來自監(jiān)測系統(tǒng)的測量取樣。隨著拋光進(jìn)展，導(dǎo)電層的厚度改變，并且所取樣信號隨時(shí)間而變化。在拋光期間，來自監(jiān)測系統(tǒng)的測量可顯示在輸出裝置上，以準(zhǔn)許裝置的操作者能夠可視地監(jiān)測拋光操作的進(jìn)展。此外，控制器90可經(jīng)編程以將來自感應(yīng)電流監(jiān)測系統(tǒng)40以及來自基板下方的每次掃掠兩者的測量劃分為多個(gè)取樣區(qū)域，計(jì)算每個(gè)取樣區(qū)域的徑向位置，并將這些測量分類成徑向范圍?？刂破?0也可連接到控制由承載頭70施加的壓力的壓力機(jī)構(gòu)，可連接到用于控制承載頭旋轉(zhuǎn)速率的承載頭旋轉(zhuǎn)電機(jī)76，可連接到用于控制平臺旋轉(zhuǎn)速率的平臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)21，或可連接到用于控制供給至拋光墊的漿料組合物的漿料分配系統(tǒng)39。具體而言，如下文中進(jìn)一步所討論，在將測量分類成徑向范圍之后，可實(shí)時(shí)地將關(guān)于溝槽深度的信息饋送至閉環(huán)控制器中，以便周期性地或連續(xù)性地修改由承載頭施加的拋光壓力分布。圖4A和圖4B繪示基板100，所述基板100具有封閉的導(dǎo)電環(huán)路102。一般而言，基板將具有多個(gè)封閉的導(dǎo)電環(huán)路102，并且這些封閉的導(dǎo)電環(huán)路可跨基板均勻地分布。每一個(gè)導(dǎo)電環(huán)路102不需要連接到在基板中的其他互連排線(wiring)；所述導(dǎo)電環(huán)路可以是基板上的獨(dú)立式(free-standing)特征。此外，即使在整個(gè)集成電路完成之后，導(dǎo)電環(huán)路102也可以是集成電路中的獨(dú)立式特征，即，所述導(dǎo)電環(huán)路不需要被連接到其他互連排線，并且不是集成電路的任何功能電路的部分。取決于所使用的金屬層，導(dǎo)電環(huán)路可以具有約0.5um至10um的線寬度W(參見圖5)。導(dǎo)電環(huán)路102具有與層中的其他互連排線相同的深度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，封閉導(dǎo)電環(huán)路102包圍管芯104。例如，封閉的導(dǎo)電環(huán)路可以位于管芯104之間的刻劃線區(qū)域106中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，封閉的導(dǎo)電環(huán)路102位于刻劃線區(qū)域106中，但不包圍管芯104。替代地，封閉的導(dǎo)電環(huán)路102可位于管芯內(nèi)。在這種情況下，至將由集成電路使用的任何電路但位于環(huán)路102內(nèi)的電性連接將需要穿過在另一導(dǎo)電層中的環(huán)路102上方或下方通過的導(dǎo)電線來進(jìn)行布線(route)。如圖4A中所示，單個(gè)晶片100通常由多個(gè)管芯104制成。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每一個(gè)管芯104都具有相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電環(huán)路102。例如，每一個(gè)管芯104可以由其自身的導(dǎo)電環(huán)路圍繞，或?qū)щ姯h(huán)路可位于每一個(gè)管芯104內(nèi)，或?qū)щ姯h(huán)路可定位成與刻劃線區(qū)域中的每一個(gè)管芯104相鄰。每一個(gè)管芯可以具有多個(gè)導(dǎo)電環(huán)路，并且這些導(dǎo)電環(huán)路可以具有相同或不同的尺寸。最終，晶片經(jīng)切割以分離獨(dú)立的管芯。雖然圖4A和圖4B將環(huán)路繪示為大致是矩形的，但這不是必需的；環(huán)路可以是任意簡單的(即，非自相交的)形狀，諸如，n邊簡單多邊形。環(huán)路也可具有一個(gè)或更多個(gè)彎曲段。來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40的信號強(qiáng)度將取決于導(dǎo)電環(huán)路102相對于傳感器42、特別是相對于分叉50的水平尺度以及環(huán)路102距芯44的距離的尺寸。通過導(dǎo)電環(huán)路的功率耗散由穿過環(huán)路的磁通量以及所述環(huán)路的電阻確定。一方面，導(dǎo)電環(huán)路越小，越少的磁通量將穿過環(huán)路，并且信號將越弱。另一方面，如果導(dǎo)電環(huán)路過大，則從極中的一者出現(xiàn)的磁場線將往回彎曲至另一極，同時(shí)保持在所述環(huán)路的區(qū)域內(nèi)，使得再次通過所述環(huán)路的總磁通量減少。另外，環(huán)路的電阻隨環(huán)路的總長度線性地增加。這導(dǎo)致功率耗散，并因此對于具有某個(gè)尺寸的傳感器導(dǎo)致較弱的信號。一般而言，環(huán)路的尺寸應(yīng)當(dāng)大致匹配芯44的分叉50中的一者的尺寸。例如，導(dǎo)電環(huán)路102的橫向尺度L應(yīng)當(dāng)大約是芯44中的分叉50中的一個(gè)的橫向尺度的1-2倍。參照圖5，與導(dǎo)電層中的其他導(dǎo)電特征同時(shí)地制造封閉的導(dǎo)電環(huán)路102。具體而言，例如通過蝕刻在已沉積在晶片110上的電介質(zhì)層112中形成溝槽。電介質(zhì)層112可以是層(例如，低k層、覆蓋層等)的疊層?？沙练e薄阻擋層114以涂覆溝槽的內(nèi)部以及電介質(zhì)層112的頂表面。隨后可沉積導(dǎo)電材料116以填充溝槽；所述導(dǎo)電材料也覆蓋電介質(zhì)層112的頂表面。導(dǎo)電材料可以是金屬，例如，銅或鈷。阻擋層可以是鈦、氮化鈦或氮化鉭。隨后，導(dǎo)電材料116被拋光掉以使電介質(zhì)層114的頂表面暴露。正是在此時(shí)，基板達(dá)到圖4A中所示的狀態(tài)?；?00的拋光可繼續(xù)，直到溝槽中的導(dǎo)電材料116到達(dá)目標(biāo)深度為止。在拋光步驟的此部分期間，可使用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測溝槽的深度?？稍谟糜谑闺娊橘|(zhì)層114的頂表面暴露的相同的平臺上執(zhí)行為減小溝槽深度而進(jìn)行的拋光。由于在與層中的其他導(dǎo)電部件相同的工藝中制造導(dǎo)電環(huán)路，因此所述導(dǎo)電環(huán)路102的溝槽應(yīng)當(dāng)具有與將提供集成電路的電路系統(tǒng)(circuitry)的管芯中的溝槽相同的寬度。因此，監(jiān)測導(dǎo)電環(huán)路102的厚度的可合理地依賴于監(jiān)測其他導(dǎo)電特征的厚度。在許多基板中，存在具有形成在基板上的金屬特征的多個(gè)層。這些層有時(shí)稱為M1、M2等，其中M1是最接近半導(dǎo)體晶片的金屬層。參考圖6，當(dāng)正在拋光具有多個(gè)層的基板時(shí)，導(dǎo)電環(huán)路可形成在每一個(gè)層中。例如，導(dǎo)電環(huán)路102a、102b、102c可分別形成在金屬層M1、M2、M3中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在兩個(gè)不同層中的導(dǎo)電環(huán)路是基本上對齊的，例如，導(dǎo)電環(huán)路102b在導(dǎo)電環(huán)路102a的正上方。一個(gè)潛在的問題在于，在較低層中的導(dǎo)電環(huán)路貢獻(xiàn)所測量的信號，并且因此在監(jiān)測最外層中的溝槽深度時(shí)作為噪聲源。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，層距基板越遠(yuǎn)，導(dǎo)電環(huán)路就越寬。例如，在M3中的導(dǎo)電環(huán)路102c可比M2中的導(dǎo)電環(huán)路102b寬，在M2中的導(dǎo)電環(huán)路102b可比在M1中的導(dǎo)電環(huán)路102a寬。相比之下，提供集成電路的導(dǎo)電互連件的線在每一層中可具有相同的寬度。由于環(huán)路的增加的寬度，所述環(huán)路具有較低的電阻。作為結(jié)果，來自每一層中的環(huán)路的信號強(qiáng)度連續(xù)變強(qiáng)。例如，來自導(dǎo)電環(huán)路102c的信號強(qiáng)度可比來自導(dǎo)電環(huán)路102b的信號強(qiáng)度強(qiáng)，而來自導(dǎo)電環(huán)路102b的信號強(qiáng)度可比來自導(dǎo)電環(huán)路102a的信號強(qiáng)度強(qiáng)。由于信號強(qiáng)度隨每一個(gè)層而增加，因此較低層中的導(dǎo)電環(huán)路造成的噪聲對于在對最外層的溝槽深度的監(jiān)測的可靠性期間的噪聲源的信噪比(signaltonoiseratio)具有較小的影響。任選地，每一個(gè)導(dǎo)電環(huán)路都可電性連接到下一個(gè)較低層中的導(dǎo)電環(huán)路。例如，導(dǎo)電環(huán)路102c的可電性連接到導(dǎo)電環(huán)路102b，而導(dǎo)電環(huán)路102b可電性連接到導(dǎo)電環(huán)路102a。參照圖7，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，單個(gè)導(dǎo)電環(huán)路102由多環(huán)路結(jié)構(gòu)122替換。結(jié)構(gòu)122具有由導(dǎo)電線128分開的多個(gè)開口126。開口126可均勻地間隔開。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，通過在金屬環(huán)線中插入電介質(zhì)狹縫(slit)來形成結(jié)構(gòu)122。多環(huán)路結(jié)構(gòu)122的復(fù)合結(jié)構(gòu)可經(jīng)設(shè)計(jì)以具有與將形成管芯104中的集成電路的部分的關(guān)鍵器件溝槽或互連件的CMP行為接近或類似的CMP行為。由開口126覆蓋的面積相對于由線102覆蓋的面積的比率可經(jīng)選擇以匹配相鄰管芯中的器件圖案的圖案密度。例如，如果在相鄰管芯中的器件圖案具有50％的圖案密度，則由線覆蓋的面積對總面積的比率可以是0.5。這準(zhǔn)許金屬線對于CMP操作具有與管芯中的圖案類似的反應(yīng)。返回到圖1至圖3，如上文所述，當(dāng)磁場56穿過基板100上的導(dǎo)電環(huán)路102時(shí)，磁場56在環(huán)路102中生成電流，這導(dǎo)致來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的信號強(qiáng)度的變化。然而，由于傳感器42正相對于基板移動(dòng)，并且跨基板來分布環(huán)路，因此傳感器42有時(shí)將位于沒有環(huán)路的區(qū)域上方，并且可能僅間歇性地跨環(huán)路102掃掠。作為結(jié)果，來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的信號將僅間歇性地寄存來自環(huán)路的效應(yīng)。圖8繪示來自傳感器42跨基板100的單次掃掠的樣本信號130的圖表。在此圖表中，橫軸表示距基板中心的距離，而縱軸表示信號強(qiáng)度(以任意單位)。信號130包括低信號強(qiáng)度的初始部分132。部分132可表示當(dāng)傳感器不在承載頭下方的時(shí)間，因此沒什么可生成信號。這部分之后是中等信號強(qiáng)度的部分134。部分134可以表示當(dāng)傳感器在保持環(huán)下方的時(shí)間，因此承載頭或保持環(huán)中的金屬零件可生成一些信號。隨后跟隨著部分136，所述部分136具有顯著的“噪聲”，伴隨著由波谷142分開的許多單獨(dú)的尖峰140。一般而言，在部分136上，信號強(qiáng)度不跌落到低于最小值144。不受限于任何特定理論，尖峰140可表示當(dāng)傳感器42位于環(huán)路下方的時(shí)刻，而波谷142可表示當(dāng)傳感器位于不具有環(huán)路的區(qū)域下方的時(shí)刻。由于尖峰140的信號強(qiáng)度表示溝槽的深度，因此所述信號需要經(jīng)處理以去除無關(guān)的背景信號和噪聲?？捎煽刂破?0執(zhí)行信號處理。一般而言，選擇信號窗口。所述信號窗口可表示傳感器正跨基板、或基板上的徑向區(qū)域掃描的時(shí)間部分。任選地，最初信號可經(jīng)過高通濾波器以去除不是由基板上的導(dǎo)電環(huán)路生成的信號的DC(直流)部分。測量當(dāng)傳感器不低于承載頭時(shí)的信號強(qiáng)度以生成參考值。從在傳感器低于承載頭時(shí)(例如，在信號窗口期間)測得的信號中減去此參考值。這可補(bǔ)償對基板的拋光操作內(nèi)例如由于化學(xué)或熱環(huán)境變化而導(dǎo)致的信號漂移。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，在整個(gè)信號窗口上對信號130的強(qiáng)度作平均以生成平均信號值。此平均值可用作輸出值。在跨基板均勻且密集地分布導(dǎo)電環(huán)路之處，這種技術(shù)可以是合適的。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，標(biāo)識信號窗口內(nèi)的多個(gè)單獨(dú)的波峰140。確定每一個(gè)波峰140的最大信號強(qiáng)度。從每一個(gè)波峰的信號強(qiáng)度中減去地(floor)信號強(qiáng)度(例如，波峰之間的波谷區(qū)域的平均值)以生成峰對地(peak-to-floor)信號值的集合。可對來自信號窗口的峰對地信號值的集合求平均以生成平均峰對地信號值。所述平均峰對地信號值可用作輸出值。此技術(shù)可適用于具有稀疏的波峰以及平坦的地的信號(例如，其中以相對低的密度分布導(dǎo)電環(huán)路，并且導(dǎo)電環(huán)路位于每一個(gè)管芯內(nèi))。在另一實(shí)現(xiàn)方式中，標(biāo)識信號窗口內(nèi)的多個(gè)單獨(dú)的波峰140。確定每一個(gè)波峰140的最大信號強(qiáng)度?？蓪π盘柎翱趦?nèi)的波峰的信號強(qiáng)度求平均以生成平均波峰值。所述平均波峰信號值可用作輸出值。此技術(shù)可適用于具有稀疏且不均勻的波峰的信號(例如，其中每一個(gè)管芯內(nèi)具有不同尺寸的導(dǎo)電環(huán)路，并且導(dǎo)電環(huán)路以相對低的密度分布。在上述實(shí)現(xiàn)方式中的每一種實(shí)現(xiàn)方式中，由于對于每一次掃掠的信號窗口具有一個(gè)輸出值，因此隨著拋光進(jìn)展，這生成可用于終點(diǎn)檢測或閉環(huán)拋光速率控制的值的序列。應(yīng)當(dāng)理解到，“波峰”可以是從較低的基線信號向上的尖峰，或從較高的基線信號向下的尖峰。在后一種情況下，“最大信號強(qiáng)度”實(shí)際上是波峰的最低點(diǎn)。圖9是在對器件基板100的拋光期間由感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)生成的輸出值150的示例圖表。在此圖表中，橫軸表示時(shí)間，而縱軸表示輸出值。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，輸出值可被轉(zhuǎn)換，例如，使用提供值150的查找表(look-uptable)、厚度值。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)?shù)诙庾V特征的當(dāng)前值達(dá)到目標(biāo)值152時(shí)，可調(diào)用(call)終點(diǎn)。目標(biāo)值152表示當(dāng)溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)的感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的輸出。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，例如使用強(qiáng)健的直線擬合(robustlinefit)將函數(shù)154擬合至輸出值150。函數(shù)154可用于確定拋光終點(diǎn)時(shí)刻。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述函數(shù)是時(shí)間的線性函數(shù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，函數(shù)154等于目標(biāo)值152的時(shí)刻提供了終點(diǎn)時(shí)刻156。圖10是對于基板100上的兩個(gè)不同區(qū)域的輸出值的示例圖表。例如，感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40可跟蹤位于朝向基板100的邊緣部分的第一區(qū)域以及位于朝向基板100的中心的第二區(qū)域?？蓮幕?00的第一區(qū)域測量第一輸出值序列160，并且可類似地從基板100的第二區(qū)測量第二輸出值序列162。第一函數(shù)164(例如，第一直線)可擬合至第一輸出值序列160，而第二函數(shù)166(例如，第二直線)可擬合至第二輸出值序列162。第一函數(shù)164和第二函數(shù)166可用于對基板10的拋光速率的調(diào)整。在拋光期間，利用用于基板100的第一區(qū)域的第一函數(shù)并利用用于基板100的第二區(qū)域的第二函數(shù)，在時(shí)刻TC處進(jìn)行基于目標(biāo)值168的估計(jì)的終點(diǎn)計(jì)算。目標(biāo)值168表示當(dāng)溝槽具有目標(biāo)深度時(shí)，感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)的輸出。如果針對第一區(qū)域和第二區(qū)域所估計(jì)的終點(diǎn)時(shí)刻T1和T2不同(或者如果第一函數(shù)和第二函數(shù)的數(shù)值在所估計(jì)的終點(diǎn)時(shí)刻170處不同)，則可調(diào)整區(qū)域的至少一者的拋光速率，使得第一區(qū)域和第二區(qū)域相比沒有此類調(diào)整而言更接近相同的終點(diǎn)時(shí)刻。例如，如果第一區(qū)域?qū)⒃诘诙^(qū)域之前達(dá)到目標(biāo)值168，則可增加第二區(qū)域的拋光速率(由直線172示出)，使得第二區(qū)域?qū)⒃谂c第二區(qū)域基本上相同的時(shí)刻到達(dá)目標(biāo)值168。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，調(diào)整基板的第一部分和第二部分兩者的拋光速率，使得在這兩個(gè)部分同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。替代地，可僅調(diào)整第一部分或第二部分的拋光速率。輸出值序列提供輸出信號。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在擬合函數(shù)之前可過濾輸出信號。例如，在一些情形下，輸出信號呈現(xiàn)規(guī)則的周期性振蕩。不受限于任何特定的理論，這可能是由于平臺從一次旋轉(zhuǎn)到另一次旋轉(zhuǎn)基板的偏移的定向。為了補(bǔ)償此周期性振蕩，以下算法可應(yīng)用于輸出值序列：經(jīng)處理的信號＝sqrt[signal(t)*signal(t)+signal(t-Δt)*signal(t-Δt)]其中Δt是振蕩周期的四分之一?？衫缤ㄟ^執(zhí)行輸出信號的傅立葉變換并確定波峰頻率強(qiáng)度來確定振蕩周期。最初，在進(jìn)行拋光之前，可在沒有任何基板存在的情況下將電流生成器62調(diào)諧(tune)到LC電路的共振頻率。此共振頻率導(dǎo)致輸出信號的最大振幅。如圖11A中所示，對于拋光操作，基板100被放置成與拋光墊30接觸?；?00具有導(dǎo)電層116，所述導(dǎo)電層116覆蓋位于下方的經(jīng)圖案化的電介質(zhì)層112。由于在拋光之前，導(dǎo)電層116的體塊(bulk)初始時(shí)是相對厚且連續(xù)的，因此它具有低電阻率。作為結(jié)果，來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40的磁場可在導(dǎo)電層中生成渦電流。所述渦電流使金屬層充當(dāng)阻抗源；這準(zhǔn)許在導(dǎo)電層的體塊拋光期間監(jiān)測基板的厚度。參照圖11B，隨著基板100被拋光，導(dǎo)電層116的體塊部分變薄。隨著導(dǎo)電層116變薄，其薄片電阻率(sheetresistivity)增加，并且在金屬層中的渦電流受抑制(dampen)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)或不同的監(jiān)測系統(tǒng)確定了預(yù)定厚度T的導(dǎo)電層保留在位于下方的層上方時(shí)，可將基板移動(dòng)到不同的平臺。參考圖11C，最終導(dǎo)電層116的體塊部分被去除，使得阻擋層114暴露并將導(dǎo)電材料116保留在經(jīng)圖案化電介質(zhì)層112之間的溝槽中，以提供器件和環(huán)路導(dǎo)體102的互連件108。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)或不同的監(jiān)測系統(tǒng)(例如，光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng))確定了阻擋層已暴露時(shí)，可將基板移動(dòng)到不同的平臺。參考圖11D，拋光繼續(xù)以去除阻擋層114，從而使經(jīng)圖案化電介質(zhì)層112的頂表面暴露。在溝槽中的導(dǎo)電材料116的深度也減小。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)或不同的監(jiān)測系統(tǒng)(例如，光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng))確定了阻擋層已暴露時(shí)，可將基板移動(dòng)到不同的平臺。如果基板在相同的平臺上經(jīng)受到導(dǎo)電層的體塊拋光以及電介質(zhì)層的薄化兩者，則在阻擋層114或電介質(zhì)層112的頂表面中的任一者的暴露之后，感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40的模式從體塊厚度監(jiān)測模式切換到溝槽深度監(jiān)測模式。一般而言，需要從整體信號中檢測并提取源自導(dǎo)電環(huán)路的信號中的波峰以生成值序列。相比之下，在體塊厚度監(jiān)測模式中，沒有此類波峰被預(yù)期或提取，并且可對原始信號可求平均以監(jiān)測體塊導(dǎo)電層厚度。參考圖11E，在感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40處于溝槽深度監(jiān)測模式時(shí)，拋光基板。這使電介質(zhì)層112兩者薄化，并且減小了溝槽中的導(dǎo)電互連件116'的深度。如上文所討論，來自感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)40的信號可用于檢測拋光終點(diǎn)，并在溝槽到達(dá)目標(biāo)深度D時(shí)停止拋光，和/或修改基板不同部分的拋光速率以改善拋光均勻性。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，與使用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測體塊拋光不同，拋光站包括分開的渦電流監(jiān)測系統(tǒng)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，拋光站包括光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)。所述光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)可用于檢測阻擋層或經(jīng)圖案化的電介質(zhì)層的暴露。對阻擋層或經(jīng)圖案化的電介質(zhì)層的暴露的檢測可用于觸發(fā)利用感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行的監(jiān)測，或用于觸發(fā)感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)從體塊厚度監(jiān)測模式切換到溝槽深度監(jiān)測模式。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在拋光之后，基板經(jīng)受磨光(buffing)步驟。感應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)可用在各種拋光系統(tǒng)中。拋光墊、或承載頭或這兩者都可移動(dòng)以提供拋光表面與基板之間的相對運(yùn)動(dòng)。拋光墊可以是固定至平臺的圓形(或某個(gè)其他形狀的)墊、在供應(yīng)與提取滾輪之間延伸的帶或連續(xù)的皮帶。拋光墊可附加在平臺，在多次拋光操作之間在平臺上方遞增地推進(jìn)，或在拋光期間在平臺上方連續(xù)地驅(qū)動(dòng)。在拋光期間墊可固定至平臺，或者在拋光期間，在平臺與拋光墊之間可能具有流體軸承(fluidbearing)。拋光墊可以是標(biāo)準(zhǔn)(例如，具有或不具有填料的聚氨酯)粗糙墊、軟墊或固定磨料墊。此外，盡管上文的描述專注于拋光期間的監(jiān)測，但是將這些技術(shù)應(yīng)用于直列式(in-line)監(jiān)測系統(tǒng)也將是可能的。例如，固定式傳感器可定位在拋光站之前的拋光設(shè)備的區(qū)段中，例如，在工廠接口中或在附接至因子接口(factorinterface)的模塊中。負(fù)責(zé)輸送基板的機(jī)器人可移動(dòng)基板經(jīng)過傳感器。替代地，基板可定位在工廠接口中的支架上或在附接至因子接口的模塊中，并且在基板靜置時(shí)，致動(dòng)器可跨基板移動(dòng)傳感器。在任一種情況下，跨基板而取得的測量序列可等同于原位監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器跨基板的單次掃描，并且可如上文所述來處理測量序列以生成溝槽深度的測量?？稍跀?shù)字電子電路中，或在計(jì)算機(jī)軟件、固件或硬件(包括在說明書中公開的結(jié)構(gòu)裝置及其結(jié)構(gòu)等同物)中，或在上述各項(xiàng)的組合中實(shí)現(xiàn)本公開的實(shí)施例以及說明書中所述的全部功能操作。本公開的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)為一種或更多種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，即，有形地具體化在信息載體中(例如，在非暫態(tài)機(jī)器可讀存儲介質(zhì)中或在傳播信號中)的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備例如，可編程處理器、計(jì)算機(jī)或多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)程序(也稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用或編碼)可用任何形式的編程語言(包括編譯或解釋(interpreted)語言)撰寫，并且計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)程序能以任何形式部署，包括部署為獨(dú)立程序或部署為模塊、組件、子例程(subroutine)或適合在計(jì)算環(huán)境中使用的其他單元。計(jì)算機(jī)程序不一定對應(yīng)于文件。程序可存儲在文件中保存其他程序或數(shù)據(jù)的部分中，存儲在專用于所考慮的程序的單個(gè)文件中或存儲在多個(gè)協(xié)作文件中(例如，存儲一個(gè)或多個(gè)模塊、子程序或代碼的多個(gè)部分的文件)。計(jì)算機(jī)程序可經(jīng)部署以在一個(gè)計(jì)算機(jī)或在位于一個(gè)場所的多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，或者跨多個(gè)場所分布且由通信網(wǎng)絡(luò)互連。可由執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或更多個(gè)可編程處理器執(zhí)行本說明書中所述的工藝和邏輯流，以便通過輸入數(shù)據(jù)并生成輸出來執(zhí)行功能。也可由專用邏輯電路執(zhí)行工藝和邏輯流，并且設(shè)備也可實(shí)現(xiàn)為專用邏輯，所述專用邏輯例如，F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。已描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。但是將理解的是，可進(jìn)行各種修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，其他實(shí)施例在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3