CN100500370C - 修正化学机械抛光作业工艺条件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修正化学机械抛光作业工艺条件的方法，它可以根据不同的研磨速率倾向参数选择不同的化学机械抛光作业工艺条件，进而可以控制产品膜厚，提高产品膜厚的均一性。它根据产品的研磨速率倾向参数选择化学机械抛光作业工艺条件，其中不同的研磨速率倾向参数对应不同的化学机械抛光作业工艺条件，所述研磨速率倾向参数是硅片在中心区域的研磨速率和边缘某个区域研磨速率的比值。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制造工艺中的化学机械抛光技术，尤其涉及一种修正化学机械抛光作业工艺条件的方法。
背景技术
CMP(化学机械抛光)是半导体制造工艺中非常关键的工艺之一。现有的CMP工艺，在同一制品的同一膜质作业时使用固定的一个工艺条件。
由于这种方法没有考虑研磨垫、修正盘、保持环等诸多CMP耗材等因素的影响，实际控制过程中往往会导致残膜的膜厚特别是均一性有较大的波动，尤其是在周边位置波动很大，严重时导致产品超出规格以外甚至废片。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种修正化学机械抛光作业工艺条件的方法，它可以根据不同的研磨速率倾向参数选择不同的化学机械抛光作业工艺条件，进而可以控制产品膜厚，提高产品膜厚的均一性。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种修正化学机械抛光作业工艺条件的方法，它根据产品的研磨速率倾向参数选择化学机械抛光作业工艺条件，其中不同的研磨速率倾向参数对应不同的化学机械抛光作业工艺条件，所述研磨速率倾向参数是硅片在中心区域的研磨速率和边缘某个区域研磨速率的比值。
因为本发明可以根据化学机械抛光设备的不同研磨速率倾向参数选择不同的化学机械抛光作业工艺条件，而不同的研磨速率倾向参数对应的工艺条件是根据经验总结出来的在此参数下最佳的工艺条件，该经验主要参考了残膜的膜厚和均一性，这样得到的加工结果就可以提高产品膜厚的均一性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明流程图；
图2是本发明在不同条件下加工出的膜厚曲线图。
具体实施方式
图1是本发明流程图。在前半部分流程中，主要用于确定研磨速率倾向参数和均一性，首先研磨速率倾向参数定义为：硅片在中心区域的研磨速率和边缘某个区域研磨速率的比值，通过该参数反映出硅片在中心区域的研磨速率和边缘其它区域研磨速率的差别，它也可以直接反映研磨垫、修正盘、保持环等诸多耗材等因素对CMP设备状态的影响。当研磨速率倾向参数大于1时，说明此时的研磨速率有中间偏快的倾向；当研磨速率倾向参数小于1时，说明此时的研磨速率有边缘偏快的倾向。倾向参数接近或等于1，说明此时中间和边缘的研磨速率相近。确定研磨速率倾向参数和均一性的过程如下：
首先询问产品是否是第一次测试，如果是，通过测试残膜厚度曲线来确定残膜在线测试点的位置，如果不是，则直接测试九个位置点或更多点的厚度，并且得到平均值和膜厚的范围(包括最大值和最小值)。另外，在不同膜质首次应用光片研磨速率控制研磨时间前，通过测试研磨速率曲线来确定在线测试点位置，确认倾向参数相关测试点。接下来试做光片时，获取光片研磨速率大小和均一性，同时根据计算公式获得研磨速率倾向参数，研磨速率倾向参数的计算公式就是硅片在中心区域的研磨速率和边缘某个区域研磨速率的比值。
在确定好研磨速率倾向参数后，则根据该参数选择相应的工艺条件。相应的工艺条件的确定，则是根据收集整理残膜的膜厚以及均一性的数据与研磨速率倾向参数之间的相关性，进而建立的工艺条件。如表1所示，不同的研磨速率倾向参数(CER)对应不同的工艺条件。比如CER处于0.97~1.03之间，其对应的工艺条件名称为F***，比如为F080，此时工艺条件中的主要参数I/M/R，为4/7/5，此时该工艺边缘的速率和位于中心区域的速率接近；又比如CER处于0.91~0.96之间，其对应的工艺条件名称为H***，比如为H080，此时工艺条件中的主要参数I/M/R，为4/6.5/5，此时该工艺处于边缘有点慢的状态。
在CMP工艺条件中包括具体抛磨的工艺菜单、研磨盘修复的工艺菜单以及清洗菜单等。I/M/R只是CMP工艺菜单中的几个压力参数，单位是PSI，其中：I是Inner tube(内管)的简称；M是Membrane(隔膜)的简称；R是Retainer ring(保持环)的简称。F***，H***等是CMP工艺条件的代码，蕴含了CMP工艺菜单的重要信息，其中：F，H等第一个字母代表与膜质或产品等相关的菜单的代码；***是一个数值，利用***的数值可以得知具体的参数。
表1.
| 研磨速率倾向参数(CER) | 工艺条件代码名称 | 工艺条件中主要参数(如：I/M/R) | 工艺条件备注 |
| CER＝1.1~1.15 | C*** | 6/8.0/5 | 边缘偏快 |
| CER＝1.03~1.09 | D*** | 5/7.5/5 | 边缘有点快 |
| CER＝0.97~1.03 | F*** | 4/7/5 | 接近 |
| CER＝0.91~0.96 | H*** | 4/6.5/5 | 边缘有点慢 |
| CER＝0.85~0.90 | G*** | 3.5/6/5 | 边缘较慢 |
| ……. | ……. | ……. | ……. |
在CER＝0.91~0.96时，将采用上述两个工艺条件F080和H080加工后的残膜膜厚曲线进行对比可以看到，二者残膜膜厚接近，但选择H080的均一性得到了明显提高。
另外，由于上述表格是根据经验整理得出的，所以有可能需要进一步的修正，一般是根据加工后实际测量的残膜的膜厚和均一性修正CMP作业工艺条件。这样在下次使用时，可以使用修正后工艺条件。
Claims (2)
1、一种修正化学机械抛光作业工艺条件的方法，其特征在于，根据产品的研磨速率倾向参数选择化学机械抛光作业工艺条件，其中不同的研磨速率倾向参数对应不同的化学机械抛光作业工艺条件，所述研磨速率倾向参数是硅片在中心区域的研磨速率和边缘某个区域研磨速率的比值，所述不同的化学机械抛光作业工艺条件根据残膜的膜厚和均一性与研磨速率倾向参数的相关性收集整理得到。
2、如权利要求1所述的修正化学机械抛光作业工艺条件的方法，其特征在于，它进一步包括：根据加工后实际测量的残膜的膜厚和均一性修正化学机械抛光作业工艺条件。
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