[發(fā)明專利]在線改良晶圓表面平坦度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710312284.1
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107195547B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王佩佩;李弘愷;金軍;路新春;沈攀
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);天津華海清科機電科技有限公司
• 主分類號: H01L21/321
• 分類號: H01L21/321;H01L21/66;H01L21/768
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 黃德海

本發(fā)明公開了一種在線改良晶圓表面平坦度的方法。其中方法應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型CMP設(shè)備上，CMP設(shè)備包括拋光頭及其壓力在線調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，拋光頭包括多個壓力分區(qū)，方法包括：確定晶圓表面材料層上的基準(zhǔn)區(qū)；獲取多個壓力分區(qū)對應(yīng)的晶圓表面分區(qū)的材料層厚度值；根據(jù)基準(zhǔn)區(qū)的材料層厚度值與其余各分區(qū)的材料層厚度值，獲取各壓力分區(qū)新的壓力值；根據(jù)各壓力分區(qū)新的壓力值，控制拋光頭對晶圓表面進行材料去除。由此，通過改變拋光頭各壓力分區(qū)所施加的壓力大小，可以實時調(diào)節(jié)晶圓表面相應(yīng)分區(qū)的材料去除率，從而實現(xiàn)可控平坦化，進而實現(xiàn)在線改良晶圓表面平坦度的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械平坦化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在線改良晶圓表面平坦度的方法。

背景技術(shù)

化學(xué)機械平坦化技術(shù)(Chemical Mechanical Planarization，英文簡稱CMP)是目前半導(dǎo)體制造工藝中晶圓全局平坦化最有效的方法。它利用化學(xué)與機械的協(xié)同作用，實現(xiàn)晶圓表面的超精密拋光，并被廣泛應(yīng)用于集成電路制造業(yè)中。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，晶圓尺寸也再不斷增大，例如，下一步將向直徑450mm方向發(fā)展。所以，晶圓表面材料層(如銅層)沿徑向方向的材料去除率將受晶圓變形、拋光液分布不均勻以及拋光墊損耗變化等因素產(chǎn)生更大差異，進而嚴(yán)重影響拋光質(zhì)量。因此，為了解決大尺寸晶圓的拋光不均勻問題，如何在線改善晶圓表面銅層平坦度已成為CMP工藝控制的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種在線改良晶圓表面平坦度的方法。該方法可以實時調(diào)節(jié)晶圓表面相應(yīng)分區(qū)的材料去除率，從而實現(xiàn)可控平坦化，進而實現(xiàn)在線改良晶圓表面平坦度的目的。

為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的在線改良晶圓表面平坦度的方法，所述方法應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)型CMP設(shè)備上，所述CMP設(shè)備包括拋光頭及其壓力在線調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，所述拋光頭包括多個壓力分區(qū)，所述方法包括：確定晶圓表面材料層上的基準(zhǔn)區(qū)；獲取所述多個壓力分區(qū)對應(yīng)的晶圓表面分區(qū)的材料層厚度值；根據(jù)所述基準(zhǔn)區(qū)的材料層厚度值與其余各分區(qū)的材料層厚度值，獲取各壓力分區(qū)新的壓力值；根據(jù)所述各壓力分區(qū)新的壓力值，控制所述拋光頭對所述晶圓表面進行材料去除。

根據(jù)本發(fā)明實施例的在線改良晶圓表面平坦度的方法，可先確定晶圓表面材料層上的基準(zhǔn)區(qū)，并獲取多個壓力分區(qū)對應(yīng)的晶圓表面分區(qū)的材料層厚度值，之后，根據(jù)基準(zhǔn)區(qū)的材料層厚度值與其余各分區(qū)的材料層厚度值，獲取各壓力分區(qū)新的壓力值，最后，根據(jù)各壓力分區(qū)新的壓力值，控制拋光頭對晶圓表面進行材料去除。即通過改變拋光頭各壓力分區(qū)所施加的壓力大小，可以實時調(diào)節(jié)晶圓表面相應(yīng)分區(qū)的材料去除率，從而實現(xiàn)可控平坦化，進而實現(xiàn)在線改良晶圓表面平坦度的目的。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在線改良晶圓表面平坦度的方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的獲取各壓力分區(qū)新的壓力值的流程圖；

圖3根據(jù)本發(fā)明一個實施例的晶圓銅層厚度在拋光前后的徑向測量結(jié)果示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖描述本發(fā)明實施例的在線改良晶圓表面平坦度的方法。