[發明專利]修正CMP作業工藝條件的方法

有效

• 申請號: 200610116251.1
• 申請日: 2006-09-20
• 公開（公告）號: CN101148016A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 劉艷平;趙正元
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B49/00;B24B29/02;H01L21/304
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及一種半導體制造工藝中的CMP技術，尤其涉及一種修正CMP作業工藝條件的方法。

背景技術

CMP(化學機械拋光)是半導體制造工藝中非常關鍵的工藝之一。現有的CMP工藝，在同一制品的同一膜質作業時使用固定的一個工藝條件。

由于這種方法沒有考慮研磨墊、修正盤、保持環等諸多CMP耗材等因素的影響，實際控制過程中往往會導致殘膜的膜厚特別是均一性有較大的波動，尤其是在周邊位置波動很大，嚴重時導致產品超出規格以外甚至廢片。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種修正CMP作業工藝條件的方法，它可以根據不同的研磨速率傾向參數選擇不同的CMP作業工藝條件，進而可以控制產品膜厚，提高產品膜厚的均一性。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種修正CMP作業工藝條件的方法，它根據產品的研磨速率傾向參數選擇CMP作業工藝條件，其中不同的研磨速率傾向參數對應不同的CMP作業工藝條件，所述研磨速率傾向參數是硅片在中心區域的研磨速率和邊緣某個區域研磨速率的比值。

因為本發明可以根據CMP設備的不同研磨速率傾向參數選擇不同的CMP作業工藝條件，而不同的研磨速率傾向參數對應的工藝條件是根據經驗總結出來的在此參數下最佳的工藝條件，該經驗主要參考了殘膜的膜厚和均一性，這樣得到的加工結果就可以提高產品膜厚的均一性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明流程圖；

圖2是本發明在不同條件下加工出的膜厚曲線圖。

具體實施方式

圖1是本發明流程圖。在前半部分流程中，主要用于確定研磨速率傾向參數和均一性，首先研磨速率傾向參數定義為：硅片在中心區域的研磨速率和邊緣某個區域研磨速率的比值，通過該參數反映出硅片在中心區域的研磨速率和邊緣其它區域研磨速率的差別，它也可以直接反映研磨墊、修正盤、保持環等諸多耗材等因素對CMP設備狀態的影響。當研磨速率傾向參數大于1時，說明此時的研磨速率有中間偏快的傾向；當研磨速率傾向參數小于1時，說明此時的研磨速率有邊緣偏快的傾向。傾向參數接近或等于1，說明此時中間和邊緣的研磨速率相近。確定研磨速率傾向參數和均一性的過程如下：

首先詢問產品是否是第一次測試，如果是，通過測試殘膜厚度曲線來確定殘膜在線測試點的位置，如果不是，則直接測試九個位置點或更多點的厚度，并且得到平均值和膜厚的范圍(包括最大值和最小值)。另外，在不同膜質首次應用光片研磨速率控制研磨時間前，通過測試研磨速率曲線來確定在線測試點位置，確認傾向參數相關測試點。接下來試做光片時，獲取光片研磨速率大小和均一性，同時根據計算公式獲得研磨速率傾向參數，研磨速率傾向參數的計算公式就是硅片在中心區域的研磨速率和邊緣某個區域研磨速率的比值。

在確定好研磨速率傾向參數后，則根據該參數選擇相應的工藝條件。相應的工藝條件的確定，則是根據收集整理殘膜的膜厚以及均一性的數據與研磨速率傾向參數之間的相關性，進而建立的工藝條件。如表1所示，不同的研磨速率傾向參數(CER)對應不同的工藝條件。比如CER處于0.97~1.03之間，其對應的工藝條件名稱為F***，比如為F080，此時工藝條件中的主要參數I/M/R，為4/7/5，此時該工藝邊緣的速率和位于中心區域的速率接近；又比如CER處于0.91~0.96之間，其對應的工藝條件名稱為H***，比如為H080，此時工藝條件中的主要參數I/M/R，為4/6.5/5，此時該工藝處于邊緣有點慢的狀態。

在CMP工藝條件中包括具體拋磨的工藝菜單、研磨盤修復的工藝菜單以及清洗菜單等。I/M/R只是CMP工藝菜單中的幾個壓力參數，單位是PSI，其中：I是Inner?tube(內管)的簡稱；M是Membrane(隔膜)的簡稱；R是Retainet?ring(保持環)的簡稱。F***，H***等是CMP工藝條件的代碼，蘊含了CMP工藝菜單的重要信息，其中：F，H等第一個字母代表與膜質或產品等相關的菜單的代碼；***是一個數值，利用***的數值可以得知具體的參數。

表1.