專利名稱：通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法
相關(guān)申請的交叉參照本申請以2002年3月27日提交的先有日本專利申請No.2002-89772為基礎(chǔ)并要求該專利申請的優(yōu)先權(quán)益，在此引入該專利申請的整個內(nèi)容作為參考。
在一種Cu膜的化學(xué)機械拋光(CMP)中，進行CMP以便在Cu埋入式布線上方形成一個Cu鑲嵌布線，同時在它們之間插入一個層間絕緣膜，將Cu膜和阻擋層金屬(BM)膜進行拋光，以便完全除去視場部分而不是布線部分的Cu膜和阻擋層(BM)膜，同時只讓布線部分中Cu膜和阻擋層金屬(BM)膜留下不被除去。因此，在Cu膜留下未被除去的狀態(tài)下，視場部分中的殘留膜具有一種Cu膜/BM膜/層間絕緣膜/Cu埋入式布線的層狀結(jié)構(gòu)。由此可見，必需在改變至少Cu膜，BM膜和層間絕緣膜其中每一種膜的厚度的同時進行膜厚度計算，從而導(dǎo)致需要極大的計算量。
對于這種情況，可以想象通過取決于CMP處理將該情況分成如下幾種類型來減少計算量。
具體地說，視場部分的狀態(tài)可以分類成至少下面所列出的三種狀態(tài)a)存在Cu殘留膜(NG-附加拋光)；b)存在BM殘留膜(NG-附加拋光)；c)沒有殘留膜(完成OK)可以想象，將視場部分的狀態(tài)分類成上面所列的三種狀態(tài)，并在改變最上層和正好在最上層下面的這層其中每一層的厚度時進行膜厚度計算。然而，在這種方法中，必需通過假定每一層的構(gòu)造進行膜厚度計算，并且難以將狀態(tài)分類成合適的情況。在這些情況下，需要一種更簡單的方法來判斷視場部分中的殘留膜。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法，用于判斷在半導(dǎo)體基板的絕緣膜上方是否存在阻擋層膜和金屬膜，上述半導(dǎo)體基板上具有Cu布線和在該Cu布線上方形成的絕緣膜，該方法包括用一測量光照射半導(dǎo)體基板表面，以便測量從半導(dǎo)體基板反射的光的強度變化，該光強度變化取決于測量光的波長，因而得到一個反射度光譜曲線；以及將反射度光譜曲線分成數(shù)個區(qū)，其中包括在不長于500nm的短波長側(cè)上波長區(qū)和不短于650nm的長波長側(cè)上波長區(qū)，以便通過讓反射度光譜曲線中短波長側(cè)和長波長側(cè)每一側(cè)是否存在周期性波形或周期性波形的波幅與下面所列舉的三種狀態(tài)相對應(yīng)，來判斷絕緣膜上三種狀態(tài)的任一種，三種狀態(tài)包括(a)實質(zhì)上存在金屬膜，(b)實質(zhì)上不存在金屬膜而存在阻擋層膜，和(c)不存在金屬膜和不存在阻擋層膜。
另外，按照本發(fā)明再一方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括提供一種半導(dǎo)體基板，該半導(dǎo)體基板包括一個第一金屬膜和一個絕緣膜，上述第一金屬膜的反射度的變化取決于測量光的波長，而上述絕緣膜在第一金屬膜上方形成；在絕緣膜上方淀積一個第二金屬膜；從第二金屬膜表面選擇性地除去第二金屬膜；用測量光照射半導(dǎo)體基板的規(guī)定區(qū)域，以便測量從半導(dǎo)體基板反射的光的強度變化，該光強度變化取決于測量光的波長，因而得到一個反射度光譜曲線；及將反射度光譜曲線分成數(shù)個波長區(qū)，以便根據(jù)每個波長區(qū)中反射度光譜曲線的波形，判斷在一規(guī)定區(qū)中絕緣膜上方是否存在第二金屬膜，因而檢測除去第二金屬膜時的終點，其中除去第二金屬膜根據(jù)檢測的終點停止，以便完成除去第二金屬膜。
圖8是示出在本發(fā)明例3中形成A1墊時反射度光譜隨RIE處理的進程而變化的曲線圖。
發(fā)明的詳細說明現(xiàn)在將說明本發(fā)明的一些實施例。
由于對通過光學(xué)測量判斷拋光階段中殘留膜的方法進行了廣泛研究，本發(fā)明人注意到這種情況，即因為在視場部分中存在拋光殘留膜的情況下拋光不足，所以要求將僅對拋光殘留膜是否存在所作的判斷用于對例如附加拋光的必要性進行判斷，并且在視場部分中拋光殘留膜的厚度不一定是所需的信息。
按照本發(fā)明第一實施例所述的通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法，根據(jù)上述特定情況，包括測量從樣品反射的光的強度變化，該光強度的變化取決于測量光的波長，以便得到一個反射度光譜曲線，并把反射度光譜曲線分成數(shù)個波長區(qū)，以便根據(jù)每個波長區(qū)中反射度光譜曲線的波形判斷第一金屬膜上形成的絕緣膜上是否存在第二金屬膜。
在按照本發(fā)明第一實施例的方法中，絕緣膜上是否存在第二金屬膜只是通過所劃分的反射度光譜曲線的波幅來判斷，上述反射度光譜曲線的波幅劃分取決于從樣品反射的光波長，結(jié)果是可以很容易并且在很短時間內(nèi)對拋光殘留膜進行判斷，同時不必按先有技術(shù)那樣測量殘留膜的厚度。
說得更確切些，在按照本發(fā)明的第一實施例所述的判斷殘留膜的方法中，絕緣膜上是否存在第二金屬膜，是通過讓反射度光譜曲線的每個波長區(qū)中周期性波形或周期性波形的波幅是否存在與絕緣膜上是否存在第二金屬膜相對應(yīng)進行判斷。
在這種情況下，對第一種金屬來說理想的情況是一種其反射度取決于測量光的波長快速變化的金屬。說得更確切些，對第一種金屬來說理想的情況是一種有色金屬如Cu或Au。對第一金屬層來說理想情況是足夠厚，以便防止測量光穿過該第一金屬層透射。例如，第一金屬層的厚度可以是至少約100nm。
另外，在按本發(fā)明第一實施例所述的通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法中，可以用一種Cu布線構(gòu)成第一金屬膜和用一種形成下面阻擋層膜的金屬膜構(gòu)成第二金屬膜?？梢岳冒凑毡景l(fā)明第一實施例所述的判斷方法來判斷在絕緣膜上是否存在這些阻擋層膜和金屬膜。
在這種情況下，反射度光譜曲線被分成數(shù)個區(qū)，這數(shù)個區(qū)包括一個不大于500nm的短波長一側(cè)的波長區(qū)，和一個不短于650nm的長波長一側(cè)的波長區(qū)?？梢酝ㄟ^讓反射度光譜曲線中短波長側(cè)和長波長側(cè)的周期性波形是否存在或周期性波形的波幅相應(yīng)于下述三種狀態(tài)(a)-(c)來判斷三種狀中的任一種狀態(tài)，三種狀態(tài)包括(a)存在一個厚金屬膜，(b)存在一種薄金屬膜和一種阻擋層膜，或者不存金屬膜而存在阻擋層膜，及(c)不存在金屬膜和阻擋層膜。
說得更確切些，在反射度光譜曲線中短波長側(cè)或長波長側(cè)任一個上都不存在周期性波形或者周期性波形波幅小的情況下，應(yīng)該判斷出絕緣層上的情況是在上面所給出的狀態(tài)(a)下。在反射度光譜曲線中短波長側(cè)和長波長側(cè)的每一個上存在周期性波形或者那種周期性波形的波幅大的情況下，應(yīng)該判斷出絕緣層上的情況是在上面所給出的狀態(tài)(b)下。另外，在反射度光譜曲線短波長側(cè)存在周期性波形或者那種周期性波形的波幅大，及在反射度光譜曲線中長波長側(cè)不存在周期性波形或周期性波形的波幅小的情況下，應(yīng)該判斷出絕緣膜上的情況是在上面所給出的狀態(tài)(c)下。
如上所述，可以只根據(jù)反射度光譜曲線的兩個波長區(qū)對殘留膜進行判斷，以便能夠很容易地和在短時間內(nèi)判斷殘留膜。
在按照本發(fā)明第一實施例所述的方法中，絕緣膜可以選自二氧化硅膜、氮化硅膜、氟、磷和硼至少其中之一加入于其中的二氧化硅膜、有機絕緣膜、以及可以是包括這些絕緣膜其中某些的層狀膜。理想情況是絕緣膜由一種吸光能力低的材料形成，上述光具有一個屬于測量光成分的波長范圍內(nèi)的波長，并且基本上是透光的，及具有足夠大厚度，以便產(chǎn)生伴有干涉的波長。例如，希望絕緣膜具有厚度為0.2-2μm。
另一方面，阻擋層膜可以選自鉭膜、氮化鉭膜、鈦膜、氮化鈦膜、鎢膜、氮化鎢膜、以及可以是包括這些阻擋層膜中某些的層狀膜。希望阻擋層膜具有一個能透光的厚度，透射的光具有一波長在測量光的波長范圍內(nèi)。例如，希望阻擋層膜具有一厚度為50nm或更少。
在本發(fā)明的另一個實施例中，利用檢測去除第二金屬膜的終點，將利用光學(xué)測量判斷殘留膜的方法應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的制造方法。
第二金屬膜可以例如用一種化學(xué)機械拋光(CMP)法或一種活性離子腐蝕(RIE)法除去。尤其是，在金屬膜用CMP處理埋入絕緣膜中至少一個槽或孔的情況下，利用光學(xué)測量判斷殘留膜的方法可以有效地用于檢測CMP處理的終點。
說得更確切一些，在以一種方式淀積第二金屬膜以便填滿絕緣膜中形成的槽或孔的至少其中之一時，能夠很容易地和在短時間內(nèi)檢測拋光的終點，隨后拋光淀積的第二金屬膜，以便讓殘留的第二金屬膜埋入槽和孔的至少其中之一中，同時除去那部分淀積的第二金屬膜，該淀積的第二金屬膜位于槽和孔外部的絕緣膜上。
現(xiàn)在將參照


本發(fā)明的各種例子。
例1現(xiàn)在將參照圖1說明Cu鑲嵌布線層狀結(jié)構(gòu)的形成。如圖1A所示，絕緣膜102在半導(dǎo)體基板101的表面上形成，該基板101的表面具有在其中形成的有源元件(未示出)。另外，一種Cu埋入式布線103在絕緣膜102中形成，同時一個氮化鉭(TaN)襯里膜107插在Cu埋入式布線103和絕緣膜102之間。另外，在最終結(jié)構(gòu)上依次形成起到層間絕緣膜作用的氮化硅(SiN)膜104和二氧化硅(SiO2)膜105。
在接下來的步驟中，在層間絕緣膜105中形成一個用于形成一個插塞的布線槽106或孔(未示出)，該插塞用來將下面布線層導(dǎo)電式連接到上面布線層上，接著用一種方式形成氮化鉭(TaN)襯里膜107和銅(Cu)膜108的層狀結(jié)構(gòu)，以便填滿布線槽106。在形成上述層狀結(jié)構(gòu)之后，用化學(xué)機械拋光(CMP)法除去位于視場部分(布線槽106的外部)上的那些銅(Cu)膜108和氮化鉭(TaN)襯里膜107區(qū)域，以便能使膜108和107保持在布線槽106內(nèi)未被除去，因而形成一種如圖1B和1C所示的Cu埋入式布線109。
在這種情況下，層間絕緣膜105視場部分上方的情況按照用CMP處理拋光的進程按下面所給出的三個階段變化a)其中Cu膜108保持基本上未被除去的階段；b)其中Cu膜108基本上除去而TaN膜107保持未被除去的階段；c)其中Cu膜108和TaN膜107二者均被去除的階段。
圖2示出在CMP處理過程中如何用光201照射層間絕緣膜105的視場部分以便測量反射度。反射度通過改變300nm和800nm之間范圍內(nèi)的波長進行測量。順便說說，一個大的凹坑在Cu布線103上形成，該Cu布線具有好幾十微米的大寬度，光學(xué)測量可以應(yīng)用于該大的寬度，并且TaN膜107的殘留膜202和Cu膜108的殘留膜203往往會在凹坑部分上方產(chǎn)生。因此，在Cu布線103上方的區(qū)域適合于在CMP處理之后監(jiān)測殘留膜。
反射度光譜按如各圖3A-3C所示的CMP處理的進程而發(fā)生變化。順便說說，在圖3A-3C的每一個中所示的反射度都是以硅(Si)基板的反射度設(shè)定在100％為基礎(chǔ)。
階段(a)表明這樣的狀態(tài)，即在圖1A所示的層間絕緣膜105上的Cu膜108是如此之厚，以致測量光不能穿過它透射。在這種情況下，在測量波長區(qū)下顯示出一種與Cu本體相類似的反射度，如圖3A所示。在不長于500nm的波長下和不短于650nm的波長下，不能識別周期性波幅。
階段(b)表明這樣的狀態(tài)，即Cu膜108足夠薄，以便能讓測量光穿過它透射，或者Cu膜108已被除去。換句話說，Cu膜108基本上除去而留下TaN膜107未被除去。在這種情況下，在整個測量波長區(qū)波幅都存在，如圖3B所示。
另外，階段(c)表明這樣的狀態(tài)，即Cu膜108和TaN膜107二者都已除去。在這種情況下，波幅在不長于500nm的波長下可以識別，但在不短于650nm的波長下不能識別，如圖3C所示。
最后，可以進行判斷，如下面表1所示
表1短波長側(cè)(≤500nm)長波長側(cè)(≥650nm) 殘留Cu膜 殘留BM膜周期性波形 周期性波形無 無識別出 識別出識別出 識別出無 識別出識別出 無無 無應(yīng)該注意，合理的是判斷出，在具有一波長不長于500nm的短波長側(cè)和具有一波長不短于650nm的長波長側(cè)中任何一側(cè)不能識別出周期性波形的情況下，殘留Cu膜和殘留BM膜二者都存在。另外，在具有一波長不長于500nm的短波長側(cè)和具有一波長不短于650nm的長波長側(cè)都識別出周期性波形的情況下，合理的是判斷出殘留的Cu膜基本除去和殘留的BM膜存在。另外，在具有一波長不長于500nm的短波長側(cè)識別出周期性波形，而在具有一波長不短于650nm的長波長側(cè)未識別出周期性波形的情況下，合理的判斷是殘留Cu膜和殘留BM膜二者都消除了。
在這種情況下，可以按照圖4所示的流程圖進行判斷。具體地說，首先判斷在長波長側(cè)上是否存在周期性波形。在有一周期性波形的情況下，判斷是沒有殘留的Cu膜和有一殘留的BM膜。在長波長側(cè)未識別出周期性波形的情況下，判斷在短波長側(cè)上是否存在周期性波形。在短波長側(cè)上識別出周期性波形的情況，判斷是沒有殘留的Cu膜和沒有殘留的BM膜。另外，在短波長側(cè)上未識別出周期性波形的情況下，判斷是有殘留的Cu膜和殘留的BM膜。
如上所述，通過用在長波長側(cè)和短波長側(cè)上的波長區(qū)中給出反射度隨波長變化所得到的曲線中的周期性波形作為判斷的判據(jù)，能夠很容易判斷殘留的Cu膜和殘留的阻擋層金屬膜。
圖5示意示出通過上述方法判斷CMP處理之后的殘留膜的裝置的結(jié)構(gòu)。有一種情況是在CMP處理后殘留膜由于例如圖形密度或下層階段而變得不均勻。在測量點如圖5所示的點(a)處沒有Cu殘留膜和沒有TaN殘留膜的情況下，殘留膜可能被漏看。為了抑制殘留膜的漏看，理想的情況是在多個點處進行測量。
過去通常是通過得到每一層的厚度值來判斷殘留的金屬膜。膜厚度通過以下過程計算讓通過每層厚度改變計算所得的光譜擬合測得的光譜，并應(yīng)用在計算所得光譜最接近測得的光譜情況下的膜厚度值來判斷殘留的金屬膜。由此可見，在得到厚度的膜種類數(shù)增加和膜厚度計算范圍增加的情況下，計算的次數(shù)也增加。這種情況是，通過常規(guī)的判斷殘留膜的方法花很長時間來計算許多點處的膜厚度。然而，在例1判斷殘留膜的方法中，只要根據(jù)至少兩個判據(jù)進行判斷就足夠了，這兩個判據(jù)包括在反射度曲線中長波長側(cè)和短波長側(cè)上是否存在周期性波形，因此使它能省去常規(guī)方法中所需要的大量計算。還應(yīng)該注意，因為不要求精確的膜厚度值測定用于進行單獨檢查殘留膜，所以本發(fā)明例1的方法在拋光象CMP處理的大區(qū)域情況下，亦即判斷許多測量點中殘留膜時十分有效。
例2例2的實施例針對一個在對Cu膜進行CMP處理過程中現(xiàn)場測量反射度的例子，上述Cu膜包括在構(gòu)造上與例1中晶片相等的晶片中，亦即晶片這樣制造，以使多層膜疊層在半導(dǎo)體基板上。
對這種方法采用如圖6A-6C所示構(gòu)成的CMP裝置。具體地說，圖6A是示出CMP裝置構(gòu)造的斜視圖，圖6B是圖6A中所示CMP裝置的平面圖，及圖6C是圖6A中所示CMP裝置左側(cè)部分的側(cè)剖圖。
CMP裝置構(gòu)造如下。具體地說，一個拋光墊603安裝在轉(zhuǎn)臺601上，由一個托架607支承的晶片605這樣安裝，以使待拋光的晶片605的表面面朝下。一個漿料供給噴嘴609安裝在拋光墊603上方，以便晶片605用由漿料供給噴嘴609供給的拋光漿606進行拋光。在拋光處理過程中，晶片605用一測量光608照射，而由晶片605反射的光穿過在拋光墊603中形成的光學(xué)窗604，以便由一光學(xué)頭602檢測，因而測量反射度，上述光學(xué)頭安裝在轉(zhuǎn)臺601內(nèi)形成的空心空間中。
在這個方法中，不可能在形成圖案的晶片上一個規(guī)定結(jié)構(gòu)的規(guī)定地點處進行測量，并且獲得在測量中從越過光學(xué)頭602的晶片部分所產(chǎn)生的反射光平均強度作為輸出。然而，在對Cu膜進行CMP處理的開始階段，不僅埋入的布線部分，而且視場部分都覆蓋有Cu膜。由此可見，盡管由該步驟所產(chǎn)生的反射度有一輕微變化，但整個晶片表面顯示出與Cu本體相似的反射度。在這些情況下，在對Cu膜拋光的開始階段Cu膜覆蓋晶片605整個表面的情況下，盡管有通過例如拋光漿606散射的影響，但在相對于波長的反射度曲線中周期性波形的波幅變小，或在不長于500nm的短波長和不短于650nm的長波長處周期性波形被消除，如在結(jié)合例1的圖3A中所示。
然而，如果在視場部分中的Cu膜開始消除，則在反射度曲線中開始觀察到周期性波形。盡管在光譜中未出現(xiàn)清晰的變化，但與象例1中那樣只測量Cu布線上的反射度情況相比，可以根據(jù)反射度曲線兩個波長區(qū)中周期性波形的波幅判斷在整個表面上存在Cu膜或阻擋層金屬膜。因此，可以利用例2的方法來檢測拋光的終點。
例3這個例子針對鋁墊在銅(Cu)鑲嵌布線上的形成，如圖7A-7C所示。正如各圖中所示出的，銅(Cu)埋入式布線703在半導(dǎo)體基板701上的絕緣膜702中形成，上述半導(dǎo)體基板701具有在其中形成的有源元件(未示出)。另外，將一個氮化鉭(TaN)襯里膜700插在銅埋入式布線703和絕緣膜702之間。另外，構(gòu)成層間絕緣膜的氮化硅(SiN)膜704和二氧化硅(SiO2)膜705依次在產(chǎn)物結(jié)構(gòu)上形成，接著在層間絕緣膜705上形成圖形以便形成一個孔706。
在接下來的步驟中，用一種方式在層間絕緣膜705上形成一個鉭(Ta)膜707作為阻擋層金屬層和形成一個鋁(Al)膜708，以便填滿孔706。然后，在整個表面上形成一個抗蝕劑膜，接著對抗蝕劑膜構(gòu)圖，以使抗蝕劑膜709留在形成鋁墊的部分中，如圖7A所示。
在抗蝕劑膜形成圖形之后，在抗蝕劑膜709用作掩模的情況下，Al膜708和Ta膜707通過一種活性離子體腐蝕(RIE)法選擇性地除去。按照RIE處理的進程，階段(c)是經(jīng)過階段(a)和階段(b)達到，在上述階段(c)中，Al膜708和Ta膜707均消除了，如圖7C所示，而在上述階段(a)中，Al膜708留下未被除去，如圖7A所示，及在階段(b)中，Al膜708消除而Ta膜707留下未被除去，如圖7B所示。
用光800照射在下層Cu布線703上方的層間絕緣膜705，以便通過改變在350nm和800nm之間范圍內(nèi)的波長測量反射度，結(jié)果，按照RIE處理的進程得到三個如圖8所示的反射度光譜。應(yīng)該注意，圖8所示的反射度光譜(a)、(b)和(c)分別對應(yīng)于上述階段(a)、(b)和(c)。順便說說，圖8所示的反射度是以Si基板的反射度設(shè)定為100％為基礎(chǔ)。
階段(a)代表在層間絕緣膜705上一個很大厚度內(nèi)有Al膜708存在，并顯示在測量波長區(qū)中與Al本體反射度相似的反射度這樣的狀態(tài)。在短波長側(cè)上和長波長側(cè)上不能識別一種周期性波形。
階段(b)代表Al膜708基本上完全除去而留下Ta膜未被除去這樣的狀態(tài)。在這種情況下，在整個測量波長區(qū)范圍內(nèi)都有波幅存在。
另外，階段(c)代表Al膜708和Ta膜707二者都基本上完全除去這樣的狀態(tài)。在這種情況下，在不長于500nm的波長區(qū)內(nèi)可以識別出周期性波形。然而，在不短于650nm的波長區(qū)內(nèi)未識別出周期性波形。
如上所述，在例3中通過應(yīng)用圖4所示的流程圖和表1也可以很容易判斷Al膜和阻擋層金屬膜的殘留物，上述表1針對一種以例1中那樣的反射度光譜曲線中是否存在周期性波形為基礎(chǔ)的判斷表。
如上面按照本發(fā)明的實施例所詳細說明的，提供的是一種通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法。本發(fā)明各實施例所提供的方法產(chǎn)生各種優(yōu)點，這些優(yōu)點是不需要復(fù)雜的光學(xué)模型計算，不需要精密的光學(xué)測量，判斷時間可縮短，及可以實時進行許多點中殘留金屬膜的判斷。
對該技術(shù)的技術(shù)人員來說，將很容易出現(xiàn)額外的優(yōu)點和修改。因此，本發(fā)明在它的更廣泛方面不限于這里所表明和描述的特定細節(jié)和代表性實施例。因而，在不脫離如所附權(quán)利要求及其等效物所限定的一般發(fā)明思想的范圍或精神情況下，可以進行各種改進。
權(quán)利要求
1.一種通過光學(xué)測量判斷樣品上殘留膜的方法，上述樣品包括一個第一金屬膜和一個絕緣膜，上述第一金屬膜的反射度的變化取決于測量光波長，而上述絕緣膜在第一金屬膜上方形成，及殘留膜是絕緣膜上方的第二金屬膜，該方法包括用一測量光照射樣品，以便測量從樣品反射的光的強度變化，該光強度的變化取決于測量光的波長，因而得到一個反射度光譜曲線；及將反射度光譜曲線分成數(shù)個波長區(qū)，以便根據(jù)反射度光譜曲線每個波長區(qū)中的波形判斷在絕緣膜上方是否存在第二金屬膜。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中判斷在絕緣膜上方是否存在第二金屬膜是通過讓反射度光譜曲線的每個波長區(qū)中是否存在周期性波形或周期性波形的波幅與絕緣膜上方是否存在第二金屬膜相對應(yīng)進行的。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中第一金屬是一種選自Cu或Au的有色金屬。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中第二金屬膜是一種阻擋層膜和金屬膜的層狀膜。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中阻擋層膜選自鉭膜、氮化鉭膜、鈦膜、氮化鈦膜、鎢膜、氮化鎢膜或包括這些阻擋層膜中某些的層狀膜。
6.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中阻擋層膜具有一個能透射光的厚度，上述透射光具有在測量光波長范圍的波長。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中絕緣膜選自二氧化硅膜、氮化硅膜、含有氟、磷和硼至少之一加入其中的二氧化硅膜、有機絕緣膜、或包括這些絕緣膜中某一些的層狀膜。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中絕緣膜是透光的，該光具有在測量光波長范圍內(nèi)的波長，并且該絕緣膜具有一個視測量光波長而定產(chǎn)生干擾的厚度。
9.一種通過光學(xué)測量判斷殘留膜的方法，用于判斷在半導(dǎo)體基板的絕緣膜上方是否存在阻擋層膜和金屬膜，上述半導(dǎo)體基板具有Cu布線和在該Cu布線上方形成的絕緣膜，該方法包括用測量光照射Cu布線上方半導(dǎo)體基板表面，以便測量從半導(dǎo)體基板反射的光的強度變化，該光強度變化取決于測量光的波長，因而得到一個反射度光譜曲線；及將反射度光譜曲線分成數(shù)個區(qū)，其中包括在不長于500nm的短波長側(cè)上的波長區(qū)和不短于650nm的長波長側(cè)上的波長區(qū)，以便通過讓反射度光譜曲線中短波長側(cè)和長波長側(cè)每一側(cè)上是否存在周期性波形或周期性波形的波幅與下面所列舉的三種狀態(tài)相對應(yīng)，來判斷絕緣薄膜上三種狀態(tài)的任一種，三種狀態(tài)包括(a)實質(zhì)上存在金屬膜，(b)實質(zhì)上不存在金屬膜而存在阻擋層膜，和(c)不存在金屬膜和不存在阻擋層膜。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，在短波長側(cè)和長波長側(cè)每一側(cè)上周期性波形不存在和周期波形的波幅小的情況下，判斷絕緣膜上方的情況是處在狀態(tài)(a)下，在反射度光譜曲線中短波長側(cè)和長波長側(cè)的每一側(cè)上周期性波形存在或者那種周期性波形的波幅大的情況下，判斷絕緣膜上方的情況是處在狀態(tài)(b)下，及在反射度光譜曲線短波長側(cè)上周期性波形存在或者那種周期性波形的波幅大，和在反射度光譜曲線中長波側(cè)上的周期性波形不存在或周期性波形波幅小的情況下，判斷出絕緣膜上方的情況是處在狀態(tài)(c)下。
11.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中絕緣膜選自二氧化硅膜、氮化硅膜、含有氟、磷和硼至少之一加入其中的二氧化硅膜、有機絕緣膜或包括這些絕緣膜其中某一些的層狀膜。
12.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中阻擋層膜選自鉭膜、氮化鉭膜、鈦膜、氮化鈦膜、鎢膜、氮化鎢膜、或包括這些阻擋層膜中某一些的層狀膜。
13.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中阻擋層膜具有一個能透射光的厚度，上述光具有測量光波長范圍的波長。
14.按照權(quán)利要求9所述的方法，其中絕緣膜是透光的并具有一個厚度，上述光具有屬于測量光波長范圍的波長，而上述厚度能產(chǎn)生干擾，該干擾取決于測量光的波長。
15.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供一個半導(dǎo)體基板，上述半導(dǎo)體基板包括一個第一金屬膜和一個絕緣膜，上述第一金屬膜的反射度隨測量光的波長而改變，而絕緣膜在第一金屬膜上方形成；在絕緣膜上方淀積一個第二金屬膜；選擇性地逐漸從第二金屬膜表面除去第二金屬膜；用測量光照射半導(dǎo)體基板的規(guī)定區(qū)域，以便測量從半導(dǎo)體基板反射的光的強度變化，該光強度變化取決于測量光波長，因而得到一個反射度光譜曲線；及將反射度光譜曲線分成數(shù)個光譜區(qū)，以便根據(jù)每個波長區(qū)中反射度光譜曲線的波形判斷在規(guī)定區(qū)中絕緣膜上方是否存在第二金屬膜，因而檢測除去第二金屬膜的終點，其中根據(jù)檢測的終點停止除去第二金屬膜，以便完成除去第二金屬膜。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中在絕緣膜中形成至少一個槽或孔，以一種方式淀積第二金屬膜以便填充至少一個槽或孔，并且以一種方式逐漸除去第二金屬膜，以便讓殘留的第二金屬膜埋入至少一個槽和孔中，及除去位于至少一個槽和孔外部的絕緣膜上方的那部分第二金屬膜。
17.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中第一金屬是選自Cu或Au的有色金屬。
18.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中第二金屬膜是由阻擋層膜和金屬膜組成的層狀膜。
19.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中絕緣膜選自二氧化硅膜、氮化硅膜、含有氟、磷和硼至少其中之一加入二氧化硅中的二氧化硅膜、有機絕緣膜或包括這些絕緣膜中某一些的層狀膜。
20.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中絕緣膜是透光的并具有一個厚度，上述光具有一屬于測量光波長范圍內(nèi)的波長，而上述厚度能隨著測量光波長的變化產(chǎn)生干擾。
全文摘要
一種通過光學(xué)測量判斷樣品上殘留膜的方法，樣品包括一個第一金屬膜和一個絕緣膜，上述第一金屬膜的反射度的變化取決于測量光波長，而上述絕緣膜在第一金屬膜上方形成，殘留膜是絕緣膜上方的第二金屬膜，該方法包括用測量光照射樣品，以便測量從樣品反射的光強度隨測量光波長變化而改變的情況，因而得到一個反射度光譜曲線；及將反射度光譜曲線分成數(shù)個波長區(qū)，以便根據(jù)反射度光譜曲線的每個光譜區(qū)中的波形，判斷在絕緣膜上方是否存在第二金屬膜。
文檔編號G01N21/84GK1447112SQ0312118
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者窪田壯男, 重田厚 申請人:株式會社東芝