[發(fā)明專(zhuān)利]一種化學(xué)機(jī)械拋光工藝中確定研磨時(shí)間的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710047057.7
• 申請(qǐng)日: 2007-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101412202A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B24B49/00
• 分類(lèi)號(hào): B24B49/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于芯片制造領(lǐng)域，涉及化學(xué)機(jī)械拋光工藝，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光工藝中確定研磨時(shí)間的方法。

背景技術(shù)

硅片制造涉及薄膜的淀積和生長(zhǎng)工藝，以及之后形成器件和內(nèi)部互連結(jié)構(gòu)所需的多次圖形制作。先進(jìn)的IC需要至少6層或更多的金屬布線(xiàn)層，每層之間由層間介質(zhì)(inter-layer-dielectric，簡(jiǎn)稱(chēng)ILD)隔開(kāi)。建立器件結(jié)構(gòu)和多層內(nèi)連接線(xiàn)會(huì)很自然地在層之間形成臺(tái)階。表面起伏描述了這種生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的不平整的硅片表面。層數(shù)增加時(shí)，硅片的表面起伏將更加顯著，而一個(gè)可接受的臺(tái)階覆蓋和間隙填充對(duì)于芯片的成品率和長(zhǎng)期可靠性是至關(guān)重要的。

自20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，化學(xué)機(jī)械平坦化(Chemical?MechanicalPlanarization，簡(jiǎn)稱(chēng)CMP)成為實(shí)現(xiàn)多層金屬技術(shù)的主要平坦化技術(shù)。CMP通常也被稱(chēng)為化學(xué)機(jī)械拋光或拋光，它在光學(xué)鏡片拋光和硅片生產(chǎn)中的硅片拋光領(lǐng)域應(yīng)用了很多年。20世紀(jì)80年代后期，IBM發(fā)展了CMP技術(shù)，并將其應(yīng)用于制造工藝中對(duì)半導(dǎo)體硅片的平坦化。

CMP技術(shù)是一種表面全局平坦化技術(shù)，它通過(guò)硅片和一個(gè)拋光頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)平坦化硅片表面，在硅片和拋光頭之間有磨料，并同時(shí)施加壓力。

然而，現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械拋光工藝中存在著不足之處。現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械拋光工藝中，拋光設(shè)備針對(duì)每批硅片的研磨時(shí)間是通過(guò)自動(dòng)處理系統(tǒng)(APC系統(tǒng))反饋給拋光設(shè)備研磨時(shí)間來(lái)完成這一研磨過(guò)程的。APC系統(tǒng)通過(guò)上一批產(chǎn)品的研磨參數(shù)來(lái)決定下一批產(chǎn)品應(yīng)得到的時(shí)間；通常，一批硅片為25片。所述APC系統(tǒng)通過(guò)上述拋光設(shè)備最近若干批硅片的研磨參數(shù)來(lái)確定下一批硅片的研磨時(shí)間；所述研磨參數(shù)包括最近m批硅片各自的研磨時(shí)間T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)，其中T(n)為第n批硅片的研磨時(shí)間、即最近一批硅片的研磨時(shí)間、即倒數(shù)第一批硅片的研磨時(shí)間，T(n-m+1)為倒數(shù)第m批硅片的研磨時(shí)間。

計(jì)算公式為：下一件硅片的研磨時(shí)間T(n+1)＝T(n)*i+T(n-1)*i*(1-i)+T(n-2)*i*(1-i)²+……+T(n-m+1)*i*(1-i)^m-1，其中i＜1，m≥2，n＞m，m及n為整數(shù)。

這種計(jì)算方法忽略了每天CMP機(jī)臺(tái)研磨速率的變化和差異，如果機(jī)臺(tái)的研磨速率比平時(shí)大，則相應(yīng)的研磨時(shí)間就應(yīng)該適當(dāng)?shù)臏p小；尤其當(dāng)同一類(lèi)產(chǎn)品很多天沒(méi)有研磨的時(shí)候，這種反饋更加不精確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以更加精確地確定化學(xué)機(jī)械拋光工藝中確定研磨時(shí)間的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光工藝中確定研磨時(shí)間的方法，該方法中所述研磨時(shí)間由自動(dòng)處理系統(tǒng)反饋給用于化學(xué)機(jī)械拋光的設(shè)備；所述自動(dòng)處理系統(tǒng)通過(guò)上述拋光設(shè)備最近若干批硅片的研磨參數(shù)來(lái)確定下一批硅片的研磨時(shí)間；該方法包括以下步驟：

A、獲取最近m批硅片各自的研磨時(shí)間T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)，其中T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)為最近m批硅片各自的研磨時(shí)間，其中T(n)為第n批硅片的研磨時(shí)間、即最近一批硅片的研磨時(shí)間、即倒數(shù)第一批硅片的研磨時(shí)間，T(n-m+1)為倒數(shù)第m批硅片的研磨時(shí)間；

B、根據(jù)步驟A中所述最近m批硅片各自的研磨時(shí)間T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)確定下一批硅片的模糊研磨時(shí)間T1；

C、獲取最近一次檢測(cè)到的研磨速率Rt、最近m批硅片的平均研磨速率Rm，計(jì)算修正系數(shù)K，修正系數(shù)K在[Rt/Rm-0.3，Rt/Rm+0.3]的范圍內(nèi)；

D、確定下一批硅片的研磨時(shí)間T(n+1)＝T1/K；

其中，n＞m，m及n為整數(shù)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述模糊研磨時(shí)間T1＝T(n)*i+T(n-1)*i*(1-i)+T(n-2)*i*(1-i)²+……+T(n-m+1)*i*(1-i)^m-1，其中，0.5≤i＜1，m≥3。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟C中，Rt/Rm-0.2≤K≤Rt/Rm+0.2。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟C中，Rt/Rm-0.1≤K≤Rt/Rm+0.1。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟C中，K＝Rt/Rm。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在所述關(guān)系式中，0.6≤i≤0.9。