[發明專利]一種化學機械研磨方法及其分析系統

有效

• 申請號: 202110281539.9
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112658971B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 金文祥;李武祥;李阿龍;陳海楠
• 申請（專利權）人: 晶芯成（北京）科技有限公司
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 朱艷

本發明公開一種化學機械研磨方法及其分析系統，所述方法至少包括以下步驟：提供一目標晶圓；建立研磨墊整流器的速率修正模型；根據所述修正模型，獲得實時調整的研磨墊對所述目標晶圓上不同區域的當前研磨速率。本發明有利于提高晶圓研磨的穩定性和平坦化能力。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，特別是涉及一種化學機械研磨方法及其分析系統。

背景技術

在半導體制造中，化學機械研磨(CMP)技術可以實現整個晶圓的平坦化， 成為芯片制造工藝中重要的步驟之一。

在化學機械研磨過程中，由于現行的研磨墊整流器在研磨墊表面做勻速移動，對研磨墊表面進行打磨，由于無法調節對于研磨墊不同區域的打磨量，這會導致研磨墊損耗的程度不同，由于機臺耗材隨著使用的時間會導致穩定性變差，繼而影響研磨液的分布，導致研磨墊對目標晶圓的不同區域的研磨速率發生驟變，進而影響到晶圓整面性研磨后的平坦化程度，由于晶圓研磨后厚度的形態發生變化，嚴重影響到后制程，進而導致良率降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種化學機械研磨方法及其分析系統，解決了研磨墊消耗不均勻導致的不同區域研磨速率改變，有利于提高晶圓研磨的穩定性和平坦化能力。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供一種化學機械研磨方法，其至少包括以下步驟：

提供一目標晶圓；

建立研磨墊整流器的速率修正模型；

根據所述修正模型，獲得實時調整的研磨墊對所述目標晶圓上不同區域的當前研磨速率。

在本發明的一個實施例中，所述化學機械研磨方法包括獲得所述目標晶圓上不同區域的研磨量及研磨墊上對應所述目標晶圓上不同區域的研磨速率。

在本發明的一個實施例中，獲得所述目標晶圓上不同區域的研磨量的方法包括：

在所述不同區域內根據對應所述研磨墊上研磨墊整流器劃過的軌跡采集多個待檢測點；

獲得所述多個待檢測點的當前厚度值及目標厚度值；

所述目標晶圓上任一區域的研磨量為此區域內待檢測點的目標厚度值與當前厚度值的差值。

在本發明的一個實施例中，所述研磨墊對所述目標晶圓的研磨速率與所述研磨墊整流器對對應位置的研磨墊的打磨速率成正比。

在本發明的一個實施例中，所述不同區域包括以所述目標晶圓的圓心為中心的中心圓區域，及由所述中心圓區域向外輻射的多個同心圓環區域。

在本發明的一個實施例中，所述研磨墊整流器在所述研磨墊上劃過的軌跡為經過所述研磨墊上對應于所述目標晶圓的所述中心圓區域的弧形軌跡。

在本發明的一個實施例中，所述研磨墊整流器的速率修正模型為：V=L*C*K/(T*B)，其中，V為研磨墊整流器的移動速率；L為研磨墊整流器的移動距離；B為晶圓每個區域內研磨速率占晶圓上所有區域內的研磨速率的比重；T為研磨墊整流器移動所需的基準時間；C為晶圓每個區域內的研磨量占晶圓上所有區域內的研磨量的比重；K為常系數。

在本發明的一個實施例中，研磨速率與所述研磨墊整流器打磨研磨墊的時間呈反比。

在本發明的一個實施例中，通過測機或前批產品的量測結果得到晶圓不同區域的研磨速率。

本發明還提供一種化學機械研磨分析系統，其包括：

數據采集單元，其用于采集數據；

數據建模單元，其與所述數據采集單元連接，用于建立研磨墊整流器的速率修正模型；