[發明專利]銅化學機械拋光的過程控制方法和系統

有效

• 申請號: 200910194573.1
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101992422A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 鄧武鋒
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B29/02;H01L21/02;B24B49/04
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

1.一種銅化學機械拋光的過程控制方法，其特征在于，在樣品晶圓中設置有多條平行銅金屬線組成的檢測區域，該方法包括如下步驟：

A、測量當前批次晶圓中樣品晶圓的監控區域中銅金屬線的厚度H1；

B、用已確定的時間長度對當前批次晶圓進行銅化學機械拋光處理；

C、在銅化學機械拋光處理之后，測量當前批次中樣品晶圓的監控區域中銅金屬線的厚度H2；

D、計算所述H1與H2的差值，根據所述差值計算樣品晶圓的平均材料移除率；

E、將計算得到的材料移除率與目標材料移除率相比較，確定時間的補償值；

F、根據所述時間補償值調整銅化學機械拋光的時間長度，將下一批次晶圓作為當前批次，并轉至所述步驟A。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測區域中每條銅金屬線的寬度范圍為0.07微米至0.12微米。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測區域中相鄰銅金屬線之間的間距為0.07微米至0.12微米。

4.一種銅化學機械拋光的過程控制系統，其特征在于，包括測量單元(701)、計算模塊(702)、隊列模塊(703)和化學機械拋光CMP機臺(704)，

測量單元(701)用于對CMP之前樣品晶圓的監控區域銅金屬線厚度進行測量，并且對CMP之后的樣品晶圓的監控區域銅金屬線厚度進行測量，測量得到的厚度值輸出至計算模塊(702)；

所述計算模塊(702)用于計算同一樣品晶圓CMP之前與CMP之后測量的監控區域中銅金屬線的厚度差值，根據所述差值計算樣品晶圓的平均材料移除率MRR；并將計算得到的MRR與目標MRR相比較，確定時間的補償值，根據該補償值對當前批次的時間長度進行補償，得到補償后的時間長度值，并將所述補償后的時間長度值輸出至CMP機臺(704)；

所述隊列模塊(703)用于接收非樣品晶圓以及來自測量單元(701)的樣品晶圓，將所述非樣品晶圓分成多個批次，并將樣品晶圓混入各個批次中；將各個批次的非樣品晶圓和樣品晶圓順序傳送到CMP機臺(704)；

CMP機臺(704)用于對來自隊列模塊(703)的一個批次的晶圓進行CMP處理，所述CMP處理的時間長度根據來自計算模塊(702)的時間長度值確定，將CMP處理之后的樣品晶圓傳送到測量單元(701)。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述隊列模塊(703)包括三個負載端口：負載端口1、負載端口2和負載端口3，每個負載端口用于放置一個批次的晶圓，其中負載端口1用于接收非樣品晶圓以及來自測量單元(701)的樣品晶圓；負載端口2用于接收來自負載端口1的非樣品晶圓和樣品晶圓；負載端口3用于接收來自負載端口2的非樣品晶圓和樣品晶圓，并將所述非樣品晶圓和樣品晶圓傳送到CMP機臺(704)。