CN100584532C - 一种改善研磨时间控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改善研磨时间控制的方法，该方法主要利用晶圆上薄膜在研磨前的厚度和研磨后的厚度之间的关系计算研磨时间；其中，该方法将研磨垫寿命作为控制研磨时间的一个因子。与现有技术相比，本发明的方法将研磨垫寿命作为控制研磨时间的基础，就可以有效避免由于不知道研磨垫寿命造成预估研磨时间的不精确，从而更为精确地预估研磨时间，使研磨晶圆的厚度更为一致。

Description

一种改善研磨时间控制的方法

技术领域

本发明涉及化学机械研磨，具体地说，涉及研磨时间控制方法。

背景技术

目前常用研磨时间T控制方法包括如下步骤：首先测量研磨前晶圆上薄膜的厚度。基于当前基准研磨时间T0和研磨前的晶圆上薄膜厚度计算研磨时间T。然后开始进行化学机械研磨，并在研磨结束后再测量晶圆上薄膜的厚度，基于T0和研磨后的厚度计算T(n)并向前反馈形成新的基准研磨时间T0。

T，T(n)与T0的计算方法如下。

T＝T0+(Pre-PreTarget)/(ReworkFactor1*BlanketRR)*60

T(n)＝T0+(Post(n)-PostTarget)/(ReworkFactor2*BlanketRR)*60

当n＝1时，T0＝T(1)

当1＜n＜20时，T0＝T(n)*m+(T(n-1)+T(n-2)+...+T(1))/(n-1)*(1-m)

当n＞＝20时，T0＝T(n)*m+T(n-1)*m*(1-m)

+T(n-2)*m*(1-m)2+.......+T(n-19)*m(1-m)19

其中m是操作人员可以根据实际情况调整的数值。

然而这种研磨时间控制方法，并没有考虑到研磨垫的寿命对研磨时间的影响。如果忽视研磨垫的寿命，则会导致预估的研磨时间T不准确，从而导致研磨晶圆的厚度不一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善研磨时间控制的方法，其可以更为准确控制研磨时间。

为实现上述目的，本发明提供一种改善研磨时间控制的方法，该方法主要利用晶圆上薄膜在研磨前的厚度和研磨后的厚度之间的关系计算研磨时间T；该方法将研磨垫寿命作为控制研磨时间T的一个因子，该方法包括如下步骤：

a.首先测量晶圆上薄膜在研磨前的厚度Pre；

b.根据基准研磨时间T0和薄膜在研磨前的厚度计算研磨时间T；

c.研磨后测量晶圆上薄膜的厚度；

d.根据薄膜在研磨后的厚度与基准研磨时间T0计算T(n)；

e.T(n)向前反馈得到新的基准研磨时间T0；其中，

T＝T0+(Pre-PreTarget)/(PadLifetimeFactor1*BlanketRR)*60

T(n)＝T0+(Post(n)-PostTarget)/(PadLifetimeFactor2*BlanketRR)*60

PadLifetimeFactor 1＝ReworkFactor 1-(ReworkFactor 1-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)

PadLifetimeFactor2＝ReworkFactor2-(ReworkFactor2-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)

当n＝1时，T0＝T(1)

当1＜n＜20时，T0＝T(n)*m+(T(n-1)+T(n-2)+...+T(1))/(n-1)*(1-m)

当n＞＝20时，

T0＝T(n)*m+T(n-1)*m*(1-m)+T(n-2)*m*(1-m)2+.......+T(n-19)*m(1-m)19

其中，PadLifetimeFactor1和PadLifetimeFactor2为研磨寿命因子，PreTarget是研磨前薄膜的目标厚度，BlanketRR是测机用的晶圆上的研磨速率，ReworkFactor1和ReworkFactor2为计算研磨时间T的修正因子，PadLifetime指研磨垫寿命，PadLifetimeSpec指最大可用研磨垫寿命，Post(n)表示第n批晶圆研磨后薄膜的厚度，PostTarget表示研磨后薄膜的目标厚度；

m＝0.4，ReworkFactor1＝ReworkFactor2＝1.1。

与现有技术相比，本发明的方法将研磨垫寿命作为控制研磨时间的基础，就可以有效避免由于不知道研磨垫寿命造成预估研磨时间的不精确，从而更为精确地预估研磨时间，使研磨晶圆的厚度更为一致。

附图说明

通过以下对本发明一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为研磨时间控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供的改善研磨时间控制的方法将研磨垫寿命考虑在内。

首先测量晶圆上薄膜在研磨前的厚度。基于T0和研磨前晶圆上薄膜的厚度计算研磨时间T。然后开始进行化学机械研磨，并在研磨结束后再测量晶圆上薄膜的厚度，基于T0和研磨后的厚度计算T(n)并向前反馈形成新的基准研磨时间T0。

T是当前一批晶圆的研磨时间，其由基准研磨时间T0和修正时间构成。BlanketRR是控片上的研磨速率，所谓控片是指用来测机用的晶圆，而不是用来实际生产芯片的晶圆。

T＝T0+(Pre-PreTarget)/(PadLifetimeFactor1*BlanketRR)*60

Pre指研磨前薄膜的厚度，PreTarget指研磨前薄膜的目标厚度。

T(n)＝T0+(Post(n)-PostTarget)/(PadLifetimeFactor2*BlanketRR)*60

Post(n)表示第n批晶圆研磨后薄膜的厚度，PostTarget表示研磨后薄膜的目标厚度。

当n＝1时，T0＝T(1)

当1＜n＜20时，T0＝T(n)*m+(T(n-1)+T(n-2)+...+T(1))/(n-1)*(1-m)

当n＞＝20时，T0＝T(n)*m+T(n-1)*m*(1-m)

+T(n-2)*m*(1-m)2+.......+T(n-19)*m(1-m)19

其中m或含m的表达式是用来描述多个T(n)反馈形成T0时每个T(n)的权重因子，操作人员可以根据实际情况调整的M，在本发明较佳实施例中，m＝0.4。

PadLifetimeFactor1，PadLifetimeFactor2分别为研磨寿命因子，PadLifetimeFactor1不等于PadLifttimeFactor2，方便在实际操作中根据需要调节。具体计算公式如下：

PadLifetimeFactor1＝ReworkFactor1-(ReworkFactor1-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)

PadLifetimeFactor2＝ReworkFactor2-(ReworkFactor2-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)

ReworkFactor1，和ReworkFactor2分别为计算研磨时间T的修正因子，其可以根据情况调整的固定取值，在本发明实施例中ReworkFactor1＝ReworkFactor2＝1.1。PadLifetime指研磨垫寿命，PadLifetimeSpec指最大可用研磨垫寿命。

在本发明较佳实施例中，本发明采用CMP APC system控制研磨时间。

Claims (1)

1、一种改善研磨时间控制的方法，该方法主要利用晶圆上薄膜在研磨前的厚度和研磨后的厚度之间的关系计算研磨时间T；其特征在于：该方法将研磨垫寿命作为控制研磨时间T的一个因子，该方法包括如下步骤：

a.首先测量晶圆上薄膜在研磨前的厚度Pre；

b.根据基准研磨时间T0和薄膜在研磨前的厚度计算研磨时间T；

c.研磨后测量晶圆上薄膜的厚度；

d.根据薄膜在研磨后的厚度与基准研磨时间T0计算T(n)；

e.T(n)向前反馈得到新的基准研磨时间T0；其中，

T＝T0+(Pre-PreTarget)/(PadLifetimeFactor1*BlanketRR)*60，

T(n)＝T0+(Post(n)-PostTarget)/(PadLifetimeFactor2*BlanketRR)*60，

PadLifetimeFactor1＝ReworkFactor1-(ReworkFactor1-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)。

PadLifetimeFactor2＝ReworkFactor2-(ReworkFactor2-1)(1-PadLifetime/PadLifetimeSpec)，

当n＝1时，T0＝T(1)，

当1＜n＜20时，T0＝T(n)*m+(T(n-1)+T(n-2)+...+T(1))/(n-1)*(1-m)，

当n＞＝20时，

T0＝T(n)*m+T(n-1)*m*(1-m)+T(n-2)*m*(1-m)2+........+T(n-19)*m(1-m)19，

其中，PadLifetimeFactor1和PadLifetimeFactor2为研磨寿命因子，PreTarget是研磨前薄膜的目标厚度，BlanketRR是测机用的晶圆上的研磨速率，ReworkFactor1和ReworkFactor2为计算研磨时间T的修正因子，PadLifetime指研磨垫寿命，PadLifetimeSpec指最大可用研磨垫寿命，Post(n)表示第n批晶圆研磨后薄膜的厚度，PostTarget表示研磨后薄膜的目标厚度；

m＝0.4，ReworkFactor1＝ReworkFactor2＝1.1。

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