專利名稱：研磨液、過拋和終點檢測方法及裝置、拋光設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及化學機械拋光中的研磨液、對層間介質層過拋的檢測方法、化學機械拋光的過拋檢測裝置，化學機械拋光終點檢測方法和裝置、化學機械拋光設備。
背景技術：
化學機械拋光(CMP)工藝是一種平坦化工藝，在1990年被引入集成電路制造工藝以來，經過不斷實踐和發(fā)展，已成為推動集成電路技術節(jié)點不斷縮小的關鍵工藝。目前CMP已經廣泛應用在淺溝槽隔離結構平坦化，柵電極平坦化，鎢塞平坦化，銅互連平坦化等工藝中。CMP工藝也被應用于去除基底表面上的薄膜層。圖I示出了現有技術的一種CMP設備的剖面結構示意圖，圖2示出了該CMP設備 的立體結構示意圖，結合圖I和圖2，該CMP設備包括拋光頭10 ;與拋光頭10相連的軸桿11 ;設置于拋光頭10上的用于固定晶圓13的夾持環(huán)(retaining ring) 12 ;位于拋光頭10下方的拋光盤(platen) 14 ;與所述拋光盤14相連的傳動件15 ;固定于拋光盤14上的拋光墊16 ;用于向拋光墊16上噴淋拋光液(slurry) 18的管道17。在進行CMP時，軸桿11對拋光頭10提供向下的下壓力(down force),將晶圓13按壓在拋光墊16上,軸桿11帶動所述拋光頭10沿拋光頭10的軸線旋轉，傳動件15帶動拋光盤14及拋光墊16沿拋光盤14的軸線旋轉，同時管道17向拋光墊16噴淋拋光液18。在CMP過程中，晶圓13的表面部分與拋光液18發(fā)生化學反應，反應后的產物在拋光墊16的機械研磨作用下被去除，從而降低了晶圓13的表面部分的臺階高度(step height),實現了平坦化。隨著集成電路制造工藝水平的不斷提高，器件的特征尺寸越來越小，在利用CMP工藝對晶圓表面進行平坦化時，由于沒有精確的終點檢測裝置和方法，容易對晶圓表面過拋，影響器件的性能。圖3為現有技術中利用后柵工藝形成柵極過程的中間結構示意圖，參考圖3，在基底20上形成有偽柵極21，偽柵極21兩側的基底20內形成有源極22、漏極23，在源極22和漏極23上形成有金屬硅化物24，該金屬硅化物24用于減小接觸栓塞(圖中未示)與源極
22、漏極23的接觸電阻，該金屬硅化物24可以為硅化鎳。層間介質層25覆蓋基底20、偽柵極21以及金屬硅化物24。圖4為利用化學機械拋光工藝對層間介質層25進行平坦化暴露出偽柵極21的剖面結構示意圖，在形成后柵的工藝中對層間介質層25進行平坦化時，由于后柵工藝適用于32nm工藝節(jié)點以及更先進的工藝，因此層間介質層25以及偽柵極21的厚度均較小，在對層間介質層25進行平坦化時容易造成過拋問題，最壞的情況是基本將偽柵極21研磨完以致研磨到金屬硅化物24，造成整個器件不可用，而且研磨下來的金屬硅化物會污染器件，因此需要一種方法檢測對層間介質層的過拋問題?，F有技術中有許多關于CMP的專利以及專利申請，例如1998年3月18日公告的專利號為5722875的美國專利，公開了一種拋光方法和裝置(method and appartus forpolishing),然而,均沒有解決以上所述的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的第一個問題是現有技術中沒有精確的終點檢測裝置和方法，容易對晶圓表面過拋，影響器件的性能。為解決第一個技術問題，本發(fā)明提供一種研磨液，用于化學機械拋光，所述研磨液中包括顯色劑?？蛇x的，所述顯色劑的劑量為O. 001 lOppm?？蛇x的，在被拋光的物質為硅化鎳時，所述顯色劑為丁二酮肟。可選的，在被拋光的物質為銅時，所述顯色劑為二溴茜素紫?？蛇x的，在被拋光的物質為鎢時，所述顯色劑為二碘苯基熒光酮。 可選的，在被拋光的物質為鋁時，所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮。本發(fā)明還提供一種化學機械拋光的終點檢測方法，包括利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光；收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號?？蛇x的，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料；所述利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括分別利用第一波長的光線和第二波長的光線照射所述收集到的研磨液；分別獲知所述收集到的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長光線的第二吸光度A2 ；利用ΛΑ = pC+q、ΛΑ = A1/A2' -A2/A1'獲知研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、Q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度，Al'為參考溶液對第一波長光線的吸光度，A2/為參考溶液對第二波長光線的吸光度?？蛇x的，所述導電材料為銅，所述顯色劑為二溴茜素紫，所述第一波長為607nm，所述第二波長為548nm,所述參考溶液為水，p值為3. 11, q值為-O. 0017?？蛇x的，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料；所述利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括利用具有最大吸光度的光線照射所述收集到的研磨液；獲知所述收集到的研磨液對具有最大吸光度的光線的吸光度A ；利用A = pC+q，獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，p、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。可選的，所述導電材料為鶴，所述具有最大吸光度的光線的波長為510nm,所述顯色劑為二碘苯基熒光酮，所述P值為O. 05532，所述q值為O. 2316?？蛇x的，所述導電材料為招，所述具有最大吸光度的光線的波長為610nm,所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮，所述P值為O. 2013，所述q值為O. 01165。為解決第一個技術問題，本發(fā)明還提供一種化學機械拋光終點檢測裝置，所述化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，包括研磨液收集器，位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液；比色計，所述研磨液收集器與所述比色計中的比色皿通過管道連接，所述比色計用于測量比色皿中收集到的研磨液的吸光度；處理單元，與所述比色計連接，根據獲得的研磨液的吸光度以及參考溶液的吸光度，利用比色法獲知收集到的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在所述需要拋光物質 的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。可選的，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料；所述比色計分別發(fā)出第一波長的光線和第二波長的光線照射所述比色皿中的研磨液，并分別測量出比色皿中的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長的第二吸光度A2 ；所述處理單元利用AA = pC+q、ΔA = Al/A2/ -A2/A1'獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度?？蛇x的，所述導電材料為銅，所述顯色劑為二溴茜素紫，所述第一波長為607nm，所述第二波長為548nm,所述參考溶液為水，p值為3. 11, q值為-O. 0017?？蛇x的，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料；所述比色計發(fā)出具有最大吸光度波長的光線照射所述比色皿中的研磨液，測量出比色皿中研磨液對具有最大吸光度的光線吸光度A ;所述處理單元利用A = pC+q，獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度?？蛇x的，所述導電材料為鶴，所述具有最大吸光度的光線的波長為510nm,所述顯色劑為二碘苯基熒光酮，所述P值為O. 05532，所述q值為O. 2316。可選的，所述導電材料為鋁，所述具有最大吸光度的光線的波長為610nm，所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮，所述P值為O. 2013，所述q值為O. 01165。為解決第一個技術問題，本發(fā)明還提供一種化學機械拋光設備，包括拋光盤和拋光頭；位于拋光盤上的拋光墊；驅動所述拋光盤、拋光頭運動的驅動裝置；以上所述的終點檢測裝置；控制單元，與所述處理單元、驅動裝置連接，用于在接收到所述處理單元輸出的終點檢測信號后，控制所述驅動裝置停止工作。
與現有技術相比，本發(fā)明技術方案具有以下優(yōu)點本發(fā)明具體實施例的終點檢測方法利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光，并收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在滿足預定的條件時，輸出終點檢測信號控制化學機械拋光設備停止工作。這樣可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光的終點檢測裝置，化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑。研磨液收集器，收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；比色計可以測出收集到的研磨液吸光度；處理單元，根據收集到的研磨液以及參考溶液的吸光度，利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在滿足預定的條件時，輸出終點檢測信號，控制化學機械拋光設備停止工作。這樣可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。
基于以上所述的終點檢測裝置的優(yōu)點，本發(fā)明的化學機械拋光設備具有與終點檢測裝置的相同的優(yōu)點，可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。本發(fā)明解決的第二個問題是后柵工藝中對層間介質層進行CMP工藝以暴露出偽柵極的過程中，檢測對層間介質層的過拋問題。為解決第二個技術問題，本發(fā)明提供一種對層間介質層過拋的檢測方法，包括提供基底，所述基底上形成有偽柵極，所述偽柵極兩側的基底內形成有源極和漏極，所述源極和漏極上形成有金屬硅化物，所述層間介質層覆蓋所述偽柵極、基底和金屬硅化物；利用包含顯色劑的研磨液對所述層間介質層進行化學機械拋光；收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度，在所述吸光度大于預定的吸光度時，得知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層?？蛇x的，所述金屬硅化物為硅化鎳，所述顯色劑為丁二酮肟?？蛇x的，所述丁二酮肟的濃度為O. OOl-IOppm0為解決第二個技術問題，本發(fā)明還提供一種化學機械拋光的過拋檢測裝置，其中，所述化學機械拋光為對基底上的層間介質層進行拋光，所述基底上形成有偽柵極，所述偽柵極兩側的基底內形成有源極和漏極，所述源極和漏極上形成有金屬硅化物，所述層間介質層覆蓋所述偽柵極、基底和金屬硅化物；其特征在于，所述化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，包括研磨液收集器，位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液；比色計，所述研磨液收集器與所述比色計中的比色皿通過管道連接，所述比色計用于測量比色皿中的研磨液的吸光度，在所述比色皿中的研磨液對單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，獲知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層?？蛇x的，所述金屬硅化物為硅化鎳，所述顯色劑為丁二酮肟?？蛇x的，所述丁二酮肟的濃度為O. OOl-IOppm0與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明具體實施例的對層間介質層過拋的檢測方法，利用包含顯色劑的研磨液對覆蓋偽柵極和基底的層間介質層進行化學機械拋光，并收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液，獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度，在所述吸光度大于預定的吸光度時，得知對所述層間介質層進行了過拋且已過拋至所述金屬硅化物層。由于當利用CMP工藝對層間介質層進行平坦化出現過拋問題，以致對金屬硅化物也進行了研磨時，從拋光墊上流出的研磨液中就包含有金屬硅化物，金屬離子遇到與其相應的顯色劑時會發(fā)生顯色反應，收集到的研磨液即為有色溶液，在測得收集到的研磨液對單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，就說明CMP工藝已經拋光至金屬硅化物，器件已經廢棄不可用。本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光的過拋檢測裝置，研磨液收集器位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液；比色計測量拋光墊上流出的研磨液的吸光度，在所述拋光墊上流出的研磨液對單色光線的吸光度大于預定吸光度時，說明研磨液中已經包含了金屬硅化物，這樣就可以得知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層，器件已經廢棄不可用。


圖I為現有技術的一種CMP設備的剖面結構示意圖；圖2為圖I所示的CMP設備的立體結構示意圖；圖3為現有技術中利用后柵工藝形成柵極過程的中間結構示意圖；圖4為對層間介質層進行平坦化暴露出偽柵極的剖面結構示意圖；圖5為本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光的終點檢測方法的流程示意圖；圖6-圖7為利用CMP對栓塞進行化學機械拋光的實施例；圖8為本發(fā)明具體實施例的包括化學機械拋光終點檢測裝置的化學機械拋光設備的結構示意圖。
具體實施例方式化學機械拋光中，從晶圓上被研磨下來的物質會留到拋光墊上，拋光墊上的研磨液會從拋光墊上流下來，拋光墊上流出的研磨液中通常包含有被研磨下來的物質。研磨下來的物質不同，研磨液中的物質的成分也不同。并且，對晶圓進行化學機械拋光時，在剛開始對晶圓進行研磨工藝時，有一定的預成熟時間，研磨速度逐漸增大；在預成熟時間之后，研磨速度固定不變；在接近研磨終點時，研磨速度會慢慢降下來。根據化學機械拋光的特點可以獲知在對晶圓表面進行拋光的起始時間內，由于研磨速度由慢到快，因此在相同時間內被研磨下來的物質的量也由少變多，因此研磨液中含有的被研磨下來的物質的濃度也由少變多；當研磨速度穩(wěn)定時，在相同時間內被研磨下來的物質的量也不變；之后，在快要達到研磨終點時，研磨速度慢慢降低，在相同時間內被研磨下來的物質的量也慢慢減小，當減小到一定值時，說明需要被研磨的物質已拋光完成，需要停止對晶圓繼續(xù)進行化學機械拋光，如果繼續(xù)進行化學機械拋光工藝會造成過拋問題?，F有技術的CMP工藝中由于沒有很好的終點檢測方法和終點檢測裝置，因此容易對晶圓造成過拋，根據以上所述的拋光墊上研磨液中被研磨下來的物質的量與研磨過程的關系，本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光終點檢測方法和裝置，分析化學機械拋光中從拋光墊上流出的研磨液中需要拋光物質的濃度，在研磨液中需要拋光物質的濃度滿足預設條件時，停止對晶圓繼續(xù)進行化學機械拋光，可以有效的避免現有技術中CMP工藝對晶圓的過拋現象。本發(fā)明的化學機械拋光的終點檢測方法和裝置利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中含有的需要拋光物質的濃度，當被研磨液中需要被拋光物質的濃度減小到預定范圍內時，說明被拋光物質已經拋光完成，需要停止對晶圓繼續(xù)進行化學繼續(xù)拋光。許多物質的溶液是有顏色的，有些物質的溶液本身沒有顏色，但可以通過某些試劑的作用而生成有色化合物。這些溶液具有一個共同的特點，即當其濃度改變時，溶液顏色的深淺也隨之改變，溶液愈濃，顏色就愈深。因此，可以用比較溶液顏色深淺來測定溶液中有色物質的濃度，這種基于比較顏色深淺的分析方法稱為比色法。比色法的原理是基于被測定物質溶液的顏色或加入顯色劑后生成的有色溶液，其顏色強度和物質濃度成比例。溶液中的物質在光的照射激發(fā)下，產生對光的吸收效應。因此，根據光被有色溶液吸收的強度，可測出溶液內物質的濃度的多少。為了實現本發(fā)明的化學機械拋光的終點檢測方法和裝置、對層間介質層的過拋檢 測方法和裝置，本發(fā)明首先提供一種研磨液，用于化學機械拋光，所述研磨液中包括顯色齊U。所述顯色劑的劑量為0.001 lOppm，在該劑量范圍內不會對研磨液產生影響。其中，Ippm = lmg/kg = lmg/L =IX lCT6g/L。研磨液中的顯色劑需要根據被拋光物質的材料進行確定，以下列舉幾種常見的例子，但本發(fā)明不限于以下所列的例子，可以根據實際情況進行調整。在具體實施例中，在被拋光的物質為硅化鎳時，所述顯色劑為丁二酮肟。在具體實施例中，在被拋光的物質為銅時，所述顯色劑為二溴茜素紫。在具體實施例中，在被拋光的物質為鎢時，所述顯色劑為二碘苯基熒光酮。在具體實施例中，在被拋光的物質為鋁時，所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮。圖5為本發(fā)明具體實施方式
的化學機械拋光的終點檢測方法的流程示意圖，參考圖5，本發(fā)明具體實施方式
的化學機械拋光的終點檢測方法包括步驟S11，利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光；步驟S12，收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；步驟S13，利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。隨著拋光的進行，需要拋光的物質會越來越少，當研磨液中需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，也就是說，當檢測到研磨液中需要拋光物質的濃度逐漸減小且濃度落在預定范圍內時(即小于或等于預定范圍的上限值、且大于或等于預定范圍的下限值時)，停止對晶圓的化學機械拋光。由于從開始拋光到拋光速度達到穩(wěn)定值和拋光速度從穩(wěn)定值下降到接近拋光終點，在研磨液中需要拋光物質的濃度會出現相同的值，因此也可以為在研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，也就是說，當第二次檢測到研磨液中需要拋光物質的濃度落在預定范圍內時(即小于或等于預定范圍的上限值、且大于或等于預定范圍的下限值)，停止對晶圓的化學機械拋光。
另外，也可以為研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，也就是說，當第二次檢測到研磨液中需要拋光物質的濃度落在預定范圍內時(即小于或等于預定范圍的上限值、且大于或等于預定范圍的下限值)，停止對晶圓的化學機械拋光。其中，預定時間應當大于研磨液中需要拋光物質的濃度第一次落在預定范圍內的時間，實際上，也就是排除了開始拋光階段研磨液中需要拋光物質的濃度第一次落在預定范圍內的情況。具體地，預定時間可以設定為從開始拋光到拋光速度穩(wěn)定所需要的時間；也可以設定為從開始拋光到拋光快要結束需要的時間(可以根據需要拋光物質的厚度或經驗值確定)。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。 在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖6-圖7為利用CMP對栓塞進行化學機械拋光的實施例，參考圖6，晶圓40上具有通孔，通孔的側壁和晶圓40的表面上具有氮化鉭(TaN)41，在通孔內以及晶圓40的表面上有導電材料42，通孔內的導電材料作為栓塞使用，需要利用CMP工藝去除晶圓40表面上以及高出通孔的導電材料。參考圖7，利用CMP工藝去除晶圓40表面上以及高出通孔的導電材料，在利用CMP工藝去除導電材料的過程中，利用本發(fā)明的化學機械拋光終點檢測方法檢測拋光墊流出的研磨液中導電材料的濃度，進而判斷對導電材料材料的拋光是否完成。本發(fā)明具體實施例中，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料42。在該實施例中，由于研磨液中導電材料的濃度是先遞增，之后是慢慢遞減，因此可以為當研磨液中導電材料的濃度逐漸減小到預定范圍時，停止對晶圓進行拋光。另外，也可以為當研磨液中導電材料的濃度第二次在預定范圍內時，停止對晶圓進行拋光。還可以為當研磨液中導電材料的濃度在預定范圍且拋光的時間大于預定時間時，停止對晶圓進行拋光。當與導電材料42相應的顯色劑遇到導電材料42時會發(fā)生顯色反應，使包含顯色劑的研磨液變成有色溶液，因此利用CMP工藝對導電材料42進行拋光時，由于導電材料42被研磨落在拋光墊上，并與拋光墊上包含顯色劑的研磨液發(fā)生顯色反應，因此從拋光墊上流出的研磨液為有色溶液。在第一實施例中，利用比差法獲知從拋光墊上流出的研磨液中導電材料的濃度。比差法的原理為在用白色光線照射有色溶液時，有色溶液會對白色光線進行吸收，可以繪制出白色光線照射有色溶液后的吸收光譜，該吸收光譜一般會有一波峰和波谷，有色溶液對波峰處波長的光線的吸光度最大，對波谷處光線的吸光度最小，選擇吸收光譜波峰處的第一波長和峰谷處的第二波長的兩種波長為工作波長，測定有色溶液和參考溶液對這兩種波長的光線的吸光度Al和A2、A1'和A2' ,Al為有色溶液對第一波長光線的第一吸光度，A2為有色溶液對第二波長光線的第二吸光度，Al'為參考溶液對第一波長光線的吸光度，k2'為參考溶液對第二波長光線的吸光度，計算光吸收比差值ΛΑ = A1/A2' -Α2/Α1'。當導電材料的濃度在一定范圍內時與ΛΑ值之間呈線性關系，S卩八六=口0+9，其中？^為回歸常數，針對一定的材料和特定波長的光線P、q的值為固定值，利用ΛΑ = Α1/Α2' -Α2/Α1'=pC+q即可以獲知導電材料的濃度。本發(fā)明具體實施例中，參考溶液為空白溶液即水，但參考溶液不限于空白溶液也可以為其他溶液，只要起到可以與本發(fā)明中的有色溶液的吸光度進行比較即可?；谝陨蠈Ρ炔罘ǖ拿枋觯谠摰谝粚嵤├?，利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括分別利用第一波長光線和第二波長的光線照射所述收集到的研磨液；分別獲知所述收集到的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長光線的第二吸光度A2 ;利用ΛΑ = pC+q、ΛΑ = A1/A2' -A2/A1/獲知研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度，Ali為參考溶液對第一波長光線的吸光度，A2'為參考溶液對第二波長光線的吸光度。在導電材料42為銅時，發(fā)明人發(fā)現銅與二溴茜素紫(DBAV)會發(fā)生顯色反應生成二元配合物Cu(DBAV)2,因此研磨液中包含的顯色劑為二溴茜素紫，包含二溴茜素紫的研磨液流入拋光墊上后與拋光研磨下來的銅發(fā)生顯色反應，因此從拋光墊上流出的研磨液為有色溶液。在導電材料42為銅時，第一波長為607nm、第二波長為548nm，p值為3. 11，q值 為-O. 0017。銅的濃度在150 μ g. I/1以內與ΛA值之間呈線性關系，銅濃度的檢出限為
2.5 μ g. L'通常情況下，研磨液中包含銅的濃度范圍在10 160ug. Γ1之內，因此研磨液中銅的濃度與Λ A之間呈線性關系，且研磨液中銅的濃度大于檢出限2. 5μ g. Γ1,因此利用比差法可以獲知研磨液中銅的濃度。需要說明的是，由于當晶圓表面上的銅被完全研磨下來后，如果之后繼續(xù)對晶圓進行研磨時，會研磨到下層的氮化鉭41，被研磨下來的物質中既包括氮化鉭41、也包括通孔內的銅，所以研磨液中依然含有銅，但是研磨液中銅的濃度會減少，因此，設定的濃度的預定值不能是零，而必須根據實際情況進行設定。以上以銅為例說明了利用比差法獲知導電材料的濃度實施例，但本發(fā)明的導電材料42不限于銅，也可以為鋁、鎢等其他導電材料，在導電材料42發(fā)生變化時，顯色劑需要進行更換，相應的第一波長和第二波長會發(fā)生變化，P值和q值也相應的發(fā)生變化。在第二實施例中，在用白色光線照射有色溶液時，有色溶液會對白色光線進行吸收，可以繪制出白色光線照射有色溶液后的吸收光譜，該吸收光譜一般會有一波峰，有色溶液對波峰處光線的吸光度最強即具有最大的吸光度，選擇具有最大吸光度的光線，測定有色溶液對該光線的吸光度A，當導電材料的濃度在一定范圍內時與A值之間呈線性關系，SPA = pC+q，其中P、q為回歸常數，針對一定的材料和一定波長的光線P、q的值為固定值，利用A = pC+q即可以獲知導電材料的濃度。由于選用具有最大吸光度的光線，有色溶液的濃度對吸光度的變化比較靈敏，即使在有色溶液的濃度較小的情況下，也可以根據吸光度測出有色溶液的濃度。在第二實施例中，所述利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括利用具有最大吸光度的光線照射所述收集到的研磨液；獲知所述收集到的研磨液對具有最大吸光度的光線的吸光度A ;利用A = pC+q，獲知研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、Q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。在導電材料42為鎢時，具有最大吸光度的光線的波長為510nm，顯色劑為二碘苯基熒光酮(DIPF)，該二碘苯基熒光酮(DIPF)與鎢生成3 I穩(wěn)定的紅色絡合物，P值為
O.05532，q值為O. 2316。在測得收集到的研磨液對波長為510nm的光線的吸光度后，利用A = pC+q即可以得知鎢的濃度。另外，當鎢濃度在O ΙΟμ g/25ml內時，包含鎢的研磨液與吸光度之間符合比耳定律，即A = σ C，其中σ = 2. 52 X IO5L πιοΓ1 Mnr1為摩爾吸光系數，C為鎢的濃度，因此，當研磨液中包含鎢的濃度范圍在O lug/25ml之內時，可以利用A=σ C，獲知研磨液中鎢的濃度。導電材料42為招時，最大吸光度的光線的波長為610nm,顯色劑為二磺基苯基熒光酮(DSFF)，該二磺基苯基熒光酮與鋁發(fā)生顯色反應生成2 I紫色絡合物，P值為
O.05532，所述q值為O. 2316。在測得收集到的研磨液對波長為610nm的光線的吸光度后，利用A = pC+q即可以得知鋁的濃度。另外，當鋁濃度在O 10 μ g/25ml內時，包含鋁的研磨液與吸光度之間符合比耳定律，即A = eC，其中ε = I. 43xl05L · mol-1 · cm-1為摩爾吸光系數，C為鋁的濃度，因此，當研磨液中包含鋁的濃度范圍在O lug/25ml之內時，可以利用A = ε C，獲知研磨液中鋁的濃度。以上以鎢和鋁為例說明了第二實施例中利用比色法獲知導電材料的濃度實施例， 但本發(fā)明的導電材料42不限于鋁、鎢，在導電材料42發(fā)生變化時，顯色劑需要進行更換，相應的最大吸光度的光線也相應發(fā)生變化，P值和q值也相應的發(fā)生變化。本發(fā)明具體實施例的終點檢測方法利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光，并收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在滿足預定的條件時，輸出終點檢測信號控制化學機械拋光設備停止工作。這樣可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。基于以上所述的化學機械拋光終點檢測方法，本發(fā)明還提供一種化學機械拋光終點檢測裝置，圖8為本發(fā)明具體實施例的包括化學機械拋光終點檢測裝置的化學機械拋光設備的結構示意圖，其中化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，參考圖8，本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光終點檢測裝置包括研磨液收集器20，位于拋光墊16的下方，用于收集從拋光墊16上流出的研磨液；比色計30，所述研磨液收集器20與所述比色計30中的比色皿通過管道50連接，所述比色計30用于測量拋光墊16上流出的研磨液的吸光度，也就是測量比色皿中收集到的研磨液的吸光度；處理單元70，與所述比色計30連接，根據收集至IJ的研磨液的吸光度以及參考溶液的吸光度，利用比色法獲知收集到的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。參考圖6和圖7，本發(fā)明具體實施例中，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料42。對應化學機械拋光的終點檢測方法的第一實施例，比色計30分別發(fā)出第一波長光線和第二波長的光線照射所述比色皿中收集到的研磨液，并分別測量出比色皿中的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長的吸光度A2。處理單元70利用ΛΑ =pC+q、ΔΑ = Al/A2/ -A2/A1;獲知研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。在導電材料42為銅時，各個參數請參考化學機械拋光的終點檢測方法的第一實施例中的具體描述，在此不做贅述。對應化學機械拋光的終點檢測方法的第二實施例，比色計30發(fā)出具有最大吸光度的光線照射所述比色皿中收集到的研磨液，測量出比色皿中的研磨液對具有最大吸光度的光線吸光度A。處理單元70利用A = pC+q,獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，p、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。在導電材料42為鋁或鎢時，各個參數請參考化學機械拋光的終點檢測方法的第二實施例中的具體描述，在此不做贅述。本發(fā)明具體實施例的終點檢測裝置中的研磨液收集器，收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；比色計可以測出測量拋光墊上流出的研磨液的吸光度；處理單元，根據拋光墊上流出的研磨液以及參考溶液的吸光度，利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在滿足預定的條件時，輸出終點檢測信號，這樣可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。繼續(xù)參考圖8，本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光設備，包括拋光盤14和拋光頭10 ;位于拋光盤14上的拋光墊16 ;所述的化學機械拋光終點檢測裝置，包括比色計30、管道50和處理單元70 ;驅動所述拋光盤14、拋光頭10運動的驅動裝置60，具體的，驅動裝置60通過驅動與拋光盤14連接的軸桿15、與拋光頭10運動的軸桿11驅動拋光盤14、拋光頭·10運動；控制單元80，與所述處理單元70、驅動裝置60連接，用于在接收到處理單元70輸出的終點檢測信號后，控制所述驅動裝置60停止工作，從而控制拋光墊16、拋光頭10停止運動，不再對晶圓繼續(xù)進行拋光?；谝陨纤龅慕K點檢測裝置的優(yōu)點，本發(fā)明的化學機械拋光設備具有與終點檢測裝置的相同的優(yōu)點，可以有效的防止CMP工藝對晶圓的過拋問題。參考圖3和圖4，在利用化學機械拋光工藝對層間介質層25進行平坦化以暴露出偽柵極21的工藝中，合格的器件為在暴露出偽柵極21后即停止對層間介質層25進行拋光，然而實際工藝中由于后柵工藝適用于32nm工藝節(jié)點以及更先進的工藝，因此層間介質層25以及偽柵極21的厚度均較小，在對層間介質層25進行平坦化時容易造成過拋問題，最壞的情況是基本將偽柵極21研磨完以致研磨到金屬硅化物24，這將造成整個器件不可用。因此需要一種方法以檢測出對層間介質層25已拋光至金屬硅化物層24，依此檢測出不合格的產品?；谝陨蠈Ρ壬ǖ脑淼拿枋?，發(fā)明人發(fā)現可以利用當研磨液中包含有顯色劑時，如果拋光至金屬硅化物，則被拋光下來的金屬硅化物中的金屬會與顯色劑發(fā)生顯色反應使拋光墊上流出的研磨液發(fā)生顏色變化，如果可以檢測出研磨液顏色發(fā)生變化，就可以檢測出對層間介質層25已拋光至金屬硅化物層24。具體的檢測出研磨液顏色發(fā)生變化通過測得研磨液中包含的金屬硅化物的濃度而獲得。基于此原理，本發(fā)明還提供了一種對層間介質層過拋的檢測方法，本發(fā)明具體實施例的對層間介質層過拋的檢測方法包括步驟S21，結合參考圖3和圖4，提供基底20，所述基底20上形成有偽柵極21，所述偽柵極21兩側的基底內形成有源極22和漏極23，所述源極22和漏極23上形成有金屬硅化物24，層間介質層25覆蓋所述偽柵極21、基底20和金屬硅化物24 ；步驟S22，利用包含顯色劑的研磨液對所述層間介質層進行化學機械拋光；步驟S23，收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；步驟S24，獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度，在所述吸光度大于預定的吸光度時，得知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層。
其中，步驟S24中，在收集到的研磨液對所述單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，得知所述收集到的研磨液的顏色發(fā)生變化，也就是說化學機械拋光已拋光至金屬硅化物層，被拋光下來的金屬硅化物與拋光墊上包含顯色劑的研磨液發(fā)生了顯色反應。在具體實施例中，當金屬硅化物24的材料為硅化鎳時，研磨液中包含的顯色劑為丁二酮肟，丁二酮肟的濃度為O. OOl-IOppm0對層間介質層25已拋光至金屬硅化物層24時，硅化鎳被拋光下來后落在拋光墊上，與拋光墊上包含丁二酮肟的研磨液發(fā)生顯色反應，因此從拋光上流出的研磨液是有色溶液，對從拋光墊上流出的研磨液顏色進行檢測，利用單色光線照射收集到的研磨液，并獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度；在收集到的研磨液對單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，說明研磨液的顏色發(fā)生了變化，也就說明對層間介質層25已拋光至金屬硅化物層24。其中，Ni+2+ 丁二酮肟(DMG) — Ni (DMG)2。Ni (DMG)2為鎳和丁二酮虧的紅色絡合物，在利用CMP工藝研磨層間介質層25以暴露出偽柵極21時，層間介質層25和偽柵極21之間形成有氮化硅層(圖3和圖4中未示出)，因此最后會利用針對氮化硅的研磨液進行 CMP工藝，該研磨液的PH為2-4 (呈酸性)，Ni在稀酸中可溶解，釋放出氫氣而產生正二價鎳離子Ni+2，即Ni+Η+ — N2++H2。因此，被研磨后的鎳在研磨液中會以鎳離子的形態(tài)而存在，與丁二酮肟發(fā)生顯色反應。研磨液中本底鎳(研磨液中會有很多微元素成分，其中就包括鎳，該鎳指本底鎳)的濃度小于IOppb = O. Olppnio研磨液中鎳濃度的估算方法為直徑為300mm的晶圓的面積為3. 14X 150W =707cm2 ;具有硅化鎳的晶圓的面積為707cm2X30%= 212cm2 ;假設有100埃厚度的硅化鎳被拋光，被拋光的硅化鎳的量為 100 埃 X 212cm2 = 100X 10_1CIX 102X212 = 2. 12Xl(T4cm3，其質量為2. 12 X 10^4cm3 X 8. 9g/cm3 = I. 9mg，8. 9g/cm3為鎳的密度；拋光墊上研磨液的量為拋光墊的面積乘上研磨液的厚度，即3. 14X3002mm2X lmm(研磨液的厚度)=2. 8L，因此鎳在研磨液中的濃度為 I. 9/2. 8mg/L = O. 7mg/L = O. 7ppm。研磨液中加入的顯色劑的量的計算方法為=Ni2分子量為117. 38，丁二酮肟的分子量為116. 12，丁二酮肟濃度=鎳濃度X 116. 12/117. 38 ^鎳濃度，為了保證鎳與丁二酮虧完全反應，在研磨液中加入丁二酮肟的濃度建議為O. OOl-IOppm0因為濃度很低，所以不會影響研磨液的其他性能。在比色法測量鎳濃度時，鎳濃度測量范圍為O. OOl-IOppm,O. OOlppm即為測量鎳濃度的檢出限。由于，被拋光下來的研磨液中鎳的濃度(O. 7ppm)遠大于( >> )研磨液中本底鎳濃度，也遠大于(>>)檢出限O. OOlppm,也就是說,對層間介質層25過拋后,拋光墊上研磨液中的鎳的濃度變化很大，因此可以通過比色法獲得收集到的包含鎳的研磨液對單色光線的吸光度，可以通過以上所述的方法檢測出研磨液的顏色發(fā)生了變化。其中，包含有與本底鎳量相等的研磨液與丁二酮虧發(fā)生顯色反應的溶液對單色光線的吸光度為預定的吸光度。在其他實施例中，如果金屬硅化物為其他的材料，研磨液中沒有包含有與金屬硅化物中的金屬相同的金屬，則預定的吸光度為對空白溶液的吸光度。以上以金屬硅化物24的材料為硅化鎳為例說明了對層間介質層過拋的檢測方法，但本發(fā)明中的金屬硅化物24的材料不限于硅化鎳，當為其他材料時，相應的研磨液中顯色劑會發(fā)生相應的變化，其他的參數根據實際情況可以進行確定。
基于以上所述的對層間介質層的化學機械拋光的過拋檢測方法，本發(fā)明還提供了一種化學機械拋光的過拋檢測裝置，其中，所述化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，參考圖3，所述化學機械拋光為對基底20上的層間介質層25進行拋光，所述基底20上形成有偽柵極21，所述偽柵極21兩側的基底20內形成有源極22和漏極23，所述源極22和漏極23上形成有金屬硅化物24，層間介質層25覆蓋所述偽柵極21、基底20和金屬硅化物
24。繼續(xù)參考圖8，化學機械拋光的過拋檢測裝置包括研磨液收集器20，位于拋光墊16的下方，用于收集從拋光墊16上流出的研磨液；比色計30，所述研磨液收集器20與所述比色計30中的比色皿通過管道50連接，所述比色計用于測量拋光墊上流出的研磨液的吸光度，也就是測量比色皿中收集到的研磨液的吸光度，在所述拋光墊上流出的研磨液對單色光線吸光度大于預定的吸光度時，即在所述比色皿中的研磨液對光線吸光度大于預定的吸光度時，獲知對所述層間介質層25拋光至所述金屬硅化物層24。關于對層間介質層的化學機械拋光的檢測方法中的具體實例可以援引于此，在此不做贅述。其中，研磨液收集器20用于執(zhí)行步驟S23，比色計30用于執(zhí)行步驟S24。 本發(fā)明具體實施例的對層間介質層過拋的檢測方法，利用包含顯色劑的研磨液對覆蓋偽柵極和基底的層間介質層進行化學機械拋光，并收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液，獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度，在所述吸光度大于預定的吸光度時，得知對所述層間介質層進行了過拋且已過拋至所述金屬硅化物層。由于當利用CMP工藝對層間介質層進行平坦化出現過拋問題，以致對金屬硅化物也進行了研磨時，從拋光墊上流出的研磨液中就包含有金屬硅化物，金屬離子遇到與其相應的顯色劑時會發(fā)生顯色反應，收集到的研磨液即為有色溶液，在測得收集到的研磨液對單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，就說明CMP工藝已經拋光至金屬硅化物，器件已經廢棄不可用。本發(fā)明具體實施例的化學機械拋光的過拋檢測裝置，研磨液收集器位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液；比色計測量拋光墊上流出的研磨液的吸光度，在所述拋光墊上流出的研磨液對單色光線的吸光度大于預定吸光度時，說明研磨液中已經包含了金屬硅化物，這樣就可以得知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層，器件已經廢棄不可用。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種研磨液，用于化學機械拋光，其特征在于，所述研磨液中包括顯色劑。
2.如權利要求I所述的研磨液，其特征在于，所述顯色劑的劑量為O.OOl lOppm。
3.如權利要求I所述的研磨液，其特征在于，在被拋光的物質為硅化鎳時，所述顯色劑為丁二酮肟。
4.如權利要求I所述的研磨液，其特征在于，在被拋光的物質為銅時，所述顯色劑為二溴茜素紫。
5.如權利要求I所述的研磨液，其特征在于，在被拋光的物質為鎢時，所述顯色劑為二碘苯基熒光酮。
6.如權利要求I所述的研磨液，其特征在于，在被拋光的物質為鋁時，所述顯色劑為二磺基苯基突光酮。
7.—種化學機械拋光的終點檢測方法,其特征在于,包括 利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光； 收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液； 利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。
8.如權利要求7所述的化學機械拋光的終點檢測方法，其特征在于，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料； 所述利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括 分別利用第一波長的光線和第二波長的光線照射所述收集到的研磨液； 分別獲知所述收集到的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長光線的第二吸光度A2 ； 利用ΛΑ = pC+q、ΛΑ = A1/A2, -Α2/ΑΓ獲知研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度，Al'為參考溶液對第一波長光線的吸光度，A2/為參考溶液對第二波長光線的吸光度。
9.如權利要求8所述的化學機械拋光的終點檢測方法，其特征在于，所述導電材料為銅，所述顯色劑為二溴茜素紫，所述第一波長為607nm，所述第二波長為548nm，所述參考溶液為水，P值為3. 11，q值為-O. 0017。
10.如權利要求7所述的化學機械拋光的終點檢測方法，其特征在于，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料； 所述利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度包括 利用具有最大吸光度的光線照射所述收集到的研磨液； 獲知所述收集到的研磨液對具有最大吸光度的光線的吸光度A ； 利用A = pC+q，獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。
11.如權利要求10所述的化學機械拋光的終點檢測方法，其特征在于，所述導電材料為鎢，所述具有最大吸光度的光線的波長為510nm，所述顯色劑為二碘苯基熒光酮，所述P值為O. 05532，所述q值為O. 2316。
12.如權利要求10所述的化學機械拋光的終點檢測方法，其特征在于，所述導電材料為鋁，所述具有最大吸光度的光線的波長為610nm，所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮，所述P值為O. 2013，所述q值為O. 01165。
13.一種對層間介質層過拋的檢測方法，其特征在于，包括 提供基底，所述基底上形成有偽柵極，所述偽柵極兩側的基底內形成有源極和漏極，所述源極和漏極上形成有金屬硅化物，所述層間介質層覆蓋所述偽柵極、基底和金屬硅化物； 利用包含顯色劑的研磨液對所述層間介質層進行化學機械拋光； 收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液； 獲取收集到的研磨液對單色光線的吸光度，在所述吸光度大于預定的吸光度時，得知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層。
14.如權利要求13所述的對層間介質層過拋的檢測方法，其特征在于，所述金屬硅化物為硅化鎳，所述顯色劑為丁二酮肟。
15.如權利要求14所述的對層間介質層過拋的檢測方法，其特征在于，所述丁二酮肟的濃度為O. OOl-IOppm0
16.一種化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，包括 研磨液收集器，位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液； 比色計，所述研磨液收集器與所述比色計中的比色皿通過管道連接，所述比色計用于測量比色皿中收集到的研磨液的吸光度； 處理單元，與所述比色計連接，根據獲得的研磨液的吸光度以及參考溶液的吸光度，利用比色法獲知收集到的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，在所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。
17.如權利要求16所述的化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料； 所述比色計分別發(fā)出第一波長的光線和第二波長的光線照射所述比色皿中的研磨液，并分別測量出比色皿中的研磨液對第一波長光線的第一吸光度Al、對第二波長的第二吸光度A2 ； 所述處理單元利用AA = pC+q、ΔΑ = Α1/Α2/ -Α2/Α1'獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，P、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。
18.如權利要求17所述的化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述導電材料為銅，所述顯色劑為二溴茜素紫，所述第一波長為607nm，所述第二波長為548nm，所述參考溶液為水，P值為3. 11，q值為-O. 0017。
19.如權利要求16所述的化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述需要拋光的物質為在形成栓塞過程中覆蓋基底以及填充通孔的導電材料； 所述比色計發(fā)出具有最大吸光度波長的光線照射所述比色皿中的研磨液，測量出比色皿中研磨液對具有最大吸光度的光線吸光度A ； 所述處理單元利用A = pC+q，獲知收集到的研磨液中包含的導電材料的濃度，其中，p、q為回歸常數，C為收集到的研磨液中導電材料的濃度。
20.如權利要求19所述的化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述導電材料為鎢，所述具有最大吸光度的光線的波長為510nm，所述顯色劑為二碘苯基熒光酮，所述P值為 O. 05532，所述 q 值為 O. 2316。
21.如權利要求19所述的化學機械拋光終點檢測裝置，其特征在于，所述導電材料為鋁，所述具有最大吸光度的光線的波長為610nm，所述顯色劑為二磺基苯基熒光酮，所述P值為O. 2013，所述q值為O. 01165。
22.一種化學機械拋光的過拋檢測裝置，其中，所述化學機械拋光為對基底上的層間介質層進行拋光，所述基底上形成有偽柵極，所述偽柵極兩側的基底內形成有源極和漏極，所述源極和漏極上形成有金屬硅化物，所述層間介質層覆蓋所述偽柵極、基底和金屬硅化物；其特征在于，所述化學機械拋光使用的研磨液包含顯色劑，包括 研磨液收集器，位于拋光墊的下方，用于收集從拋光墊上流出的研磨液； 比色計，所述研磨液收集器與所述比色計中的比色皿通過管道連接，所述比色計用于測量比色皿中的研磨液的吸光度，在所述比色皿中的研磨液對單色光線的吸光度大于預定的吸光度時，獲知對所述層間介質層拋光至所述金屬硅化物層。
23.如權利要求22所述的化學機械拋光的過拋檢測裝置，其特征在于，所述金屬硅化物為硅化鎳，所述顯色劑為丁二酮肟。
24.如權利要求23所述的化學機械拋光的過拋檢測裝置，其特征在于，所述丁二酮肟的濃度為O. OOl-IOppm0
25.—種化學機械拋光設備,其特征在于,包括 拋光盤和拋光頭； 位于拋光盤上的拋光墊； 驅動所述拋光盤、拋光頭運動的驅動裝置； 權利要求16-21任一項所述的終點檢測裝置； 控制單元，與所述處理單元、驅動裝置連接，用于在接收到所述處理單元輸出的終點檢測信號后，控制所述驅動裝置停止工作。
全文摘要
一種研磨液、過拋和終點檢測方法及裝置、拋光設備，所述終點檢測方法，包括利用包含顯色劑的研磨液對需要拋光的物質進行化學機械拋光；收集從化學機械拋光設備的拋光墊上流出的研磨液；利用比色法獲知從拋光墊上流出的研磨液中包含的需要拋光物質的濃度，所述需要拋光物質的濃度逐漸減小到預定范圍內，或者研磨液中需要拋光物質的濃度在預定范圍內且拋光的時間大于預定時間，或者研磨液中需要拋光物質的濃度第二次在預定范圍內，輸出終點檢測信號。本技術方案可以有效防止晶圓的過拋問題。
文檔編號H01L21/66GK102935618SQ201110233369
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者鄧武鋒, 陳楓, 洪中山 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司