化學機械研磨 CMP ( Chemical Mechanical Planarization ) 中,該如何準確的研磨到該停止的地方很重要,這會避免過磨或移除太少的情況發生
而研磨到哪裡該停止,稱為『CMP 研磨終點 EPD (End Point Detection)』
除了設定固定的研磨秒數之外,常見的 CMP 研磨終點 EPD 的偵測方式主要分為以下幾種:
馬達電流 (motor current)
機台會給platen一個電流使 platen 轉動,而一般 CMP 會設定一個固定轉速 rpm
要維持這個轉速,機台就必須要持續給platen一個固定的電流
wafer 接觸到 pad 表面時,磨擦力會使機台加大電流使 platen 維持這個固定轉速
然而當接近研磨終點 EPD,wafer 上研磨的材料變化會導致磨擦力的變化,這時機台所供給的電流也會變化
以這個電流值變化當作 CMP 研磨終點EPD抓取的方法就稱為 motor current
光學偵測
由於wafer上的不同物質反射率不同,例如鎢(Tungsten)製程,接近研磨終點時wafer表面材料會從Tungsten轉變成Oxide
而金屬Tungsten擁有高反射率,非金屬Oxide反射率低很多
因此運用光學偵測的機台會從platen下方打一道光線出來,通常是紅光或白光
所以也常看到CMP pad上有一個透明的區域,我們稱為pad window,目的就是為了讓偵測光線通過
當打到晶圓上被反射回來的光線強度產生了改變,也就抓到了研磨終點 EPD
渦電流 (eddy current)
渦電流的EPD偵測原理主要是用磁場的感應電流,機台會給wafer一個磁場,並且反饋一個感應電流
因此當wafer逐漸到達研磨終點時,晶圓表面的材料產生改變,伴隨電流的改變即可抓到研磨終點
其它的偵測方式如聲波、震動、溫度..等實務上比較少遇到,主要還是以上面三種 EPD的偵測方式較常遇到
參考資料來源:A comprehesive review of end point detection in CMP
延伸閱讀:【CMP化學機械研磨】不同CMP製程slurry的特點