CN107243826B - 调整cmp后晶圆膜厚均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调整CMP(化学机械抛光)后晶圆膜厚均匀性的方法，调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法包括：提供一待抛光晶圆；对晶圆进行CMP制程；在晶圆上取多个测量点，多个测量点在晶圆上阵列排布；测量每个测量点处晶圆的膜厚值；在晶圆上以晶圆的圆心为原点建立坐标系，其中每个测量点在坐标系内的横坐标为X，纵坐标为Y；根据横纵坐标绘制统计图，每个测量点在统计图中的纵坐标为对应测量点的膜厚值，每个测量点在统计图中的横坐标为观察分析统计图中曲线轮廓，并调整对晶圆的各区的抛光压力。根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，具有便于控制抛光压力、晶圆表面厚度均匀性好等优点。

Description

调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法。
背景技术
相关技术中的晶圆，在进行CMP(化学机械抛光)后，需要测量晶圆膜厚以根据膜厚调整局部的抛光压力调整膜厚的均匀性，使用直径方向测量点分析膜厚的均匀性的方法，此测量方法具有局限性，测量点方向单一，仅有一条直径方向，不能代表整片晶圆的膜厚情况，当在测量方向上某测量点为坏点时，将会影响分析的结果。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法,该调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法具有便于控制抛光压力、晶圆表面厚度均匀性好等优点。
为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，所述调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法包括以下步骤：提供一待抛光晶圆；对所述晶圆进行CMP制程；对此晶圆在量测仪器上进行膜厚测量，测量方式为：在所述晶圆上取多个测量点，多个所述测量点在所述晶圆上阵列排布；测量每个所述测量点处所述晶圆的膜厚值；在所述晶圆上以所述晶圆的圆心为原点建立坐标系，其中每个所述测量点在所述坐标系内的横坐标为X，纵坐标为Y；绘制统计图，每个所述测量点在所述统计图中的纵坐标为对应测量点的膜厚值，每个所述测量点在所述统计图中的横坐标为观察分析所述统计图并根据图表显示的曲线轮廓，调整对所述晶圆的各区的抛光压力。
根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，具有便于控制抛光压力、晶圆表面厚度均匀性好等优点。
另外，根据本发明上述实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述晶圆为硅晶圆、氧化硅晶圆、铜晶圆或钽晶圆。这样便于对所述晶圆进行化学机械抛光处理。
进一步地，所述晶圆为一氧化硅晶圆。这样便于测量所述晶圆膜厚的均匀性。
根据本发明的又一个实施例，所述测量点距离所述晶圆外边沿的距离大于等于3毫米。这样便于保证所述测量点能够真实反映所述晶圆的膜厚情况。
可选地，所述晶圆的直径为50毫米到300毫米之间。这样便于对大尺寸晶圆的膜厚均匀性进行测量。
进一步地，所述测量点为70个到90个之间个。这样便于提高所述晶圆表面厚度的测量分析精度。
根据本发明的再一个实施例，相邻两个所述测量点之间的距离相等。这样便于所述晶圆膜厚的测量。
可选地，每行所述测量点均平行于所述坐标系的横轴，每列所述测量点均平行于所述坐标系的纵轴。这样便于建立所述晶圆膜厚与测量点半径之间的曲线关系。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法的整片晶圆全局测量点的结构示意图。
图2是根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法的整片晶圆全局测量任意一点A的结构示意图。
图3是根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法的处理分析图。
图4是根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法的流程图。
附图说明：A为任意一点、B为设定点。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法。
如图1-图4所示，根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，包括以下步骤：
提供一待抛光晶圆；
对所述晶圆进行CMP制程；
对此晶圆在量测仪器上进行膜厚测量，测量方式为：在所述晶圆上取多个测量点，多个所述测量点在所述晶圆上阵列排布；
测量每个所述测量点处所述晶圆的膜厚值；
在所述晶圆上以所述晶圆的圆心为原点建立坐标系，其中每个所述测量点在所述坐标系内的横坐标为X，纵坐标为Y；
绘制统计图，每个所述测量点在所述统计图中的纵坐标为对应测量点的膜厚值，每个所述测量点在所述统计图中的横坐标为
观察分析所述统计图并根据图表显示的曲线轮廓，调整对所述晶圆的各区的抛光压力。
具体而言，选取全局测量方式中任意一点A,测量坐标为(X，Y)，在所述晶圆中设定一点B坐标为(X，0)，连接所述晶圆圆心O(0,0)、测量点A，设定点B，组成一个直角三角形，如图2所示。此直角三角形的三边长分别为：OA＝R，OB＝∣X∣，AB＝∣Y∣。根据三角形勾股定理R2＝X2+Y2，所以R为通过此所述晶圆直径的一条线段，并且一端在所述晶圆圆心处，所以可以通过此计算方法把点A(X，Y)转化为直径方向上横坐标为的一点A。
根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，通过在所述晶圆上以所述晶圆的圆心为原点建立坐标系，其中每个所述测量点在所述坐标系内的横坐标为X，纵坐标为Y，绘制统计图，每个所述测量点在所述统计图中的纵坐标为对应测量点的膜厚值，每个所述测量点在所述统计图中的横坐标为对所述晶圆表面多测量点进行处理，相比相关技术中采用膜厚测量仪器直接测量晶圆表面的膜厚值的分析方法，采用转化公式，建立所述晶圆膜厚与测量点半径之间的曲线关系，从而能够直观的分析出所述晶圆膜厚的分布情况，能够体现出膜厚值与抛光压力之间的关系，把测量的膜厚值与抛光头的各区位置建立相应联系，以分析压力与膜厚的关系，进而调节抛光头相应区域的抛光压力，达到提高抛光后所述晶圆膜厚均匀性的效果。如若膜厚均匀性较差，可以通过调解抛光头每个区的抛光压力来改善所述晶圆膜厚均匀性。这样便于控制抛光压力，便于提高所述晶圆表面厚度的均匀性，便于提高测量所述晶圆表面厚度的方法的普遍性。
并且，通过在所述晶圆上取多个测量点，多个所述测量点在所述晶圆上阵列排布，相比相关技术中使用直径方向测量点分析膜厚均匀性的分析方法，能够更加全面的分析CMP后晶圆膜厚的分布情况，避免测量点方向单一仅有一条直径方向，防止测量点局限性过大，不能代表整片晶圆的膜厚情况，便于提高测量所述晶圆整体膜厚的能力，便于提高所述晶圆整体表面厚度的均匀性。同时能够避免在单一测量方向上某测量点为坏点时，对分析结果的影响，便于提高所述晶圆表面厚度的测量分析精度和准确性，便于提高测量所述晶圆表面厚度的方法的实用性。
因此，根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法具有便于控制抛光压力、晶圆表面厚度均匀性好等优点。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法。
在本发明的一些具体实施例中，如图1-图4所示，根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法。
具体地，所述晶圆为硅晶圆、氧化硅晶圆、铜晶圆或钽晶圆。这样便于对所述晶圆进行化学机械抛光处理。
更为具体地，所述晶圆为一氧化硅晶圆。这样便于测量所述晶圆膜厚的均匀性。
可选地，所述测量点距离所述晶圆外边沿的距离大于等于3毫米。这样便于保证所述测量点能够真实反映所述晶圆的膜厚情况，便于提高所述晶圆表面厚度的测量准确性。
具体地，所述晶圆的直径为50毫米到300毫米之间。这样便于对大尺寸晶圆的膜厚均匀性进行测量。
更为具体地，如图1和图2所示，所述测量点为70个到90个之间个。这样便于提高所述晶圆表面厚度的测量分析精度，进一步便于提高所述晶圆表面厚度的测量准确性。
可选地，如图1和图2所示，相邻两个所述测量点之间的距离相等。这样便于所述晶圆膜厚的测量。
具体地，每行所述测量点均平行于所述坐标系的横轴，每列所述测量点均平行于所述坐标系的纵轴。这样便于建立所述晶圆膜厚与测量点半径之间的曲线关系，进一步便于所述晶圆膜厚的测量。
具体而言，以300毫米的氧化硅晶圆为例，将其81个所述测量点反应在所述统计图中，例如图3所示，从图中可以看出，抛光头1区(坐标：(-36，+36))位置的膜厚较其它区域低，所以应适当降低一区的抛光压力来降低膜厚的均匀性。
根据本发明实施例的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一待抛光晶圆；
对所述晶圆进行CMP制程；
对此晶圆在量测仪器上进行膜厚测量，测量方式为：在所述晶圆上取多个测量点，多个所述测量点在所述晶圆上阵列排布；
测量每个所述测量点处所述晶圆的膜厚值；
在所述晶圆上以所述晶圆的圆心为原点建立坐标系，其中每个所述测量点在所述坐标系内的横坐标为X，纵坐标为Y；
绘制统计图，每个所述测量点在所述统计图中的纵坐标为对应测量点的膜厚值，每个所述测量点在所述统计图中的横坐标为
观察分析所述统计图并根据图表显示的曲线轮廓，调整对所述晶圆的各区的抛光压力。
2.根据权利要求1所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述晶圆为硅晶圆、氧化硅晶圆、铜晶圆或钽晶圆。
3.根据权利要求2所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述晶圆为一氧化硅晶圆。
4.根据权利要求1所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述测量点距离所述晶圆外边沿的距离大于等于3毫米。
5.根据权利要求1所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述晶圆的直径为50毫米到300毫米之间。
6.根据权利要求5所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，所述测量点为70个到90个之间。
7.根据权利要求1所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，相邻两个所述测量点之间的距离相等。
8.根据权利要求1所述的调整CMP后晶圆膜厚均匀性的方法，其特征在于，每行所述测量点均平行于所述坐标系的横轴，每列所述测量点均平行于所述坐标系的纵轴。
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