[發明專利]化學機械研磨方法

有效

• 申請號: 202110051576.0
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112366134B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 陳筍弘;白向陽;程建秀;曾盟善;王松
• 申請（專利權）人: 晶芯成（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種化學機械研磨方法，首先根據測試層的第一外圍區域的厚度與第一中心區域的厚度預設產品層工藝條件，然后根據預設的產品層工藝條件在產品晶圓上形成產品層，所述測試層的第一外圍區域的厚度等于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度等于第二中心區域的厚度，所述測試層的第一外圍區域的厚度小于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度大于第二中心區域的厚度，所述測試層的第一外圍區域的厚度大于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度小于第二中心區域的厚度，如此，在對所述產品層執行化學機械研磨工藝時，能夠抵消化學機械研磨的速率偏差，從而能夠提高產品層的表面均勻性。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種化學機械研磨方法。

背景技術

在集成電路制造工藝中，在晶圓上制作出元件結構或圖案化的金屬導線后，需先在晶圓上沉積一層產品層，然后再進行后續的金屬層的沉積，所述產品層主要用于金屬層之間的隔離。但沉積產品層以后，產品層的表面往往不是平整的表面，因此，需要對產品層進行平坦化工藝，以使所述產品層的表面平整。

最常用的平坦化工藝是化學機械研磨(CMP，Chemical MechanicalPlanarization，也稱化學機械拋光)，所述化學機械研磨的主要原理是將晶圓吸在研磨頭上，通過所述研磨頭在研磨墊上施加壓力，并以一定的壓力與轉速在研磨墊上研磨，研磨頭與研磨墊之間以不同的轉速同向旋轉時，在研磨墊與晶圓之間流有研磨液，通過研磨液將晶圓上的產品層研磨至目標厚度或者使產品層的表面平整。但在現有的化學機械研磨中，由于研磨墊的使用時間或者設備異常等原因，產品層在化學機械研磨的過程中，容易導致產品層的邊緣區域的研磨速率與中心區域的研磨速率不同，由此導致產品層的外圍區域的厚度大于或者小于中心區域的厚度，從而導致產品層的表面不均勻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種化學機械研磨方法，以解決產品層的表面不均勻的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種化學機械研磨方法，所述化學機械研磨方法包括：提供一測試晶圓；在所述測試晶圓上形成測試層；對所述測試層執行化學機械研磨工藝；測量所述測試層的第一外圍區域的厚度與第一中心區域的厚度；根據所述測試層的第一外圍區域的厚度與第一中心區域的厚度預設產品層工藝條件；提供一產品晶圓；根據預設的產品層工藝條件在所述產品晶圓上形成產品層，其中，所述測試層的第一外圍區域的厚度等于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度等于第二中心區域的厚度，所述測試層的第一外圍區域的厚度小于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度大于第二中心區域的厚度，所述測試層的第一外圍區域的厚度大于第一中心區域的厚度時則所述產品層的第二外圍區域的厚度小于第二中心區域的厚度；以及，對所述產品層執行化學機械研磨工藝。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，所述測試層與所述產品層的材質相同。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，所述測試層與所述產品層的材質均為氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，通過厚度測量系統測量所述測試層的第一外圍區域的厚度與第一中心區域的厚度。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，所述第一外圍區域和所述第二外圍區域均呈圓環形，且所述第一外圍區域包圍所述第一中心區域，所述第二外圍區域包圍所述第二中心區域。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，形成所述產品層的工藝為化學氣相沉積工藝。

可選的，在所述的化學機械研磨方法中，通過控制產品層沉積工藝中產品晶圓的第三外圍區域與第三中心區域的溫度差值來控制所述產品層的第二外圍區域與第二中心區域的厚度差值。