CN115533737B - 一种化学机械研磨方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学机械研磨方法及系统,属于半导体制造技术领域。所述研磨方法包括:提供一待研磨衬底;获取相似产品的研磨数据,包括研磨时间和衬底图案密度;依据所述研磨数据,获取目标研磨参数数据,所述目标研磨参数数据包括研磨时间与衬底图案密度的相关斜率和研磨修正因子;获取研磨速率数据,所述研磨速率数据包括当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数;依据所述目标研磨参数数据和所述研磨速率数据,获取目标研磨时间,所述目标研磨时间包括所述待研磨衬底在第一研磨平台或第二研磨平台上的研磨时间;依据所述目标研磨时间,对所述待研磨衬底进行研磨。本发明提供的一种化学机械研磨方法及系统,可提高衬底的研磨质量。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域,特别涉及一种化学机械研磨方法及系统。
背景技术
化学机械研磨工艺是半导体器件制造中的重要工艺之一,是通过化学腐蚀和机械研磨的协同作用对半导体衬底进行平坦化处理,广泛应用在半导体制程的各个流程中。在半导体器件制作过程中,在新产品下线后,通常根据相似类型的产品历史资料估算新产品的研磨时间,但产品的差异性和图形密度(pattern density)的不同对产品研磨速率造成的影响,易造成新产品的过磨(over polish)或研磨不足(under polish),而通过对衬底进行多次研磨验证,则增加工序难度或造成衬底浪费。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种化学机械研磨方法及系统,能够减少研磨验证程序,并提高研磨质量。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供化学机械研磨方法,包括:
提供一待研磨衬底;
获取相似产品的研磨数据,且所述研磨数据包括研磨时间和衬底图案密度;
依据所述研磨数据,获取目标研磨参数数据,且所述目标研磨参数数据包括研磨时间与衬底图案密度的相关斜率和研磨修正因子;
获取研磨速率数据,所述研磨速率数据包括当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数;
依据所述目标研磨参数数据和所述研磨速率数据,获取目标研磨时间,所述目标研磨时间包括所述待研磨衬底在第一研磨平台或第二研磨平台上的研磨时间;以及
依据所述目标研磨时间,对所述待研磨衬底进行研磨。
在本发明一实施例中,所述待研磨衬底在所述第一研磨平台和所述第二研磨平台上的研磨时间相等。
在本发明一实施例中,所述研磨方法还包括:所述待研磨衬底在所述第一研磨平台和所述第二研磨平台上的研磨后,所述待研磨衬底在终端研磨平台进行研磨。
在本发明一实施例中,所述终端研磨平台上设置有检测单元,所述检测单元检测所述待研磨衬底在所述终端研磨平台上的研磨信号。
在本发明一实施例中,所述目标研磨参数数据通过以下公式获取:
y=A*x+B;
其中,y为研磨时间,A为相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率,x为衬底图案密度,B为研磨修正因子。
在本发明一实施例中,所述目标研磨时间通过以下公式获取:
T=[(A*X+B-C)/2]/D;
其中,T为第一研磨平台或第二研磨平台的研磨时间,A为相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率,X为待研磨衬底的图案密度,B为研磨修正因子,C为研磨装置需要终端研磨平台稳定研磨时间的中值,D为当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数。
在本发明一实施例中,所述研磨装置需要所述终端研磨平台稳定研磨时间为40s~60s。
在本发明一实施例中,当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数通过以下公式获取:
D=1+(E×F)/G;
其中,E为当前研磨耗材的寿命时间,F为研磨速率增加量与研磨耗材寿命相关性的斜率,G为研磨耗材的初始研磨速率。
在本发明一实施例中,多个所述待研磨衬底的相似产品存在交集,则多个所述待研磨衬底共用所述目标研磨参数数据。
发明还提供一种化学机械研磨系统,包括:
研磨数据获取单元,用于获取相似产品的研磨数据;
目标研磨参数获取单元,与所述研磨数据获取单元连接,用于获取目标研磨参数数据;
研磨速率获取单元,用于获取研磨速率数据;
目标研磨时间获取单元,与所述目标研磨参数获取单元和所述研磨速率获取单元连接,用于获取目标研磨时间;以及
研磨单元,与所述目标研磨时间获取单元连接,用于控制研磨装置中待研磨衬底的研磨过程。
综上所述,本发明提供一种化学机械研磨方法及系统,在对新产品进行研磨时,能够依据相似产品的研磨数据获取目标研磨参数数据,能够获取目标研磨时间,确定第一研磨平台和第二研磨平台的研磨时间,提高研磨的准确性,确保终端研磨平台的研磨时间合理。减少过磨或研磨不足的现象,提高研磨质量。能减少研磨耗材的个体的研磨速率差异导致的计算偏差,提高研磨的准确性。能够减少对待研磨衬底的多次研磨验证,减少衬底报废和返工,且节约人工,提高企业生产产能,降低企业生产成本。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为一实施例中化学机械研磨方法示意图。
图2为一实施例中化学机械研磨装置结构示意图。
图3为一实施例中化学机械研磨系统示意图。
图4为一实施例中待研磨衬底结构示意图。
图5为一实施例中研磨时间与图案密度的线性回归曲线。
图6为一实施例中研磨速率增加量与研磨寿命的对应关系。
图7为另一实施例中研磨时间与图案密度的线性回归曲线。
图8为另一实施例中研磨时间与图案密度的线性回归曲线。
图9为一实施例中待研磨衬底直接采用相似产品研磨参数研磨时,检测单元在终端研磨平台上检测到的研磨时间和电信号之间的关系。
图10为一实施例中待研磨衬底采用计算的研磨时间研磨时,检测单元在终端研磨平台上检测到的研磨时间和电信号之间的关系。
图11为一实施例中待研磨衬底研磨后的结构示意图。
图12为一种计算机可读存储介质的框图。
图13为一种电子设备的结构原理框图。
标号说明:
10、研磨装置;11、检测单元;101、第一研磨平台;102、第二研磨平台;103、终端研磨平台;104、转换平台;105、研磨头;110、衬底;120、垫氧化层;130、垫氮化层;140、隔离介质;150、浅沟槽隔离结构;201、研磨数据获取单元;202、目标研磨参数获取单元;203、研磨速率获取单元;204、目标研磨时间获取单元;205、研磨单元;30、计算机可读存储介质;300、计算机指令;40、处理器;50、存储器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
在本发明中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所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申请和简化描述,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申请的限制。此外,如出现术语“第一”、“第二”仅用于描述和区分目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在半导体器件制作过程中,浅沟槽隔离结构(Shallow Trench Isolation,STI)是集成电路中重要的结构,STI可防止相邻的半导体器件之间的电流泄漏,以及发挥其他电学性能的作用。在制备浅沟槽隔离结构时,在沉积隔离介质时,沉积的隔离介质会覆盖垫氮化层,通常采用化学机械研磨对隔离介质进行平坦化处理,控制STI的质量。在STI研磨过程中,使用第一研磨平台和第二研磨平台采用固定时间研磨去除部分氧化层,在通过终端研磨平台的终点检查(End Point Detection,EPD)来检测研磨进程,确定研磨停止时间。本发明提供一种化学机械研磨方法及系统,在对待研磨衬底进行研磨时,能够依据相似产品的研磨参数,获得目标研磨参数数据和研磨速率数据,确定第一研磨平台和第二研磨平台的研磨时间,确保终端研磨平台的研磨时间合理,通过终端研磨平台的终点检查确定研磨停止时间。其中,与待研磨衬底相似类型的产品,定义为相似产品,例如在生产过程中,相似产品与待研磨衬底上的研磨步骤和材料种类相同。减少过磨或研磨不足的现象,提高研磨质量,可应用在不同产品的研磨过程中。
请参阅图1所示,本发明提供一种化学机械研磨方法,且研磨方法包括步骤S10-S70。
步骤S10、提供一待研磨衬底。
步骤S20、获取相似产品的研磨数据。
步骤S30、依据研磨数据,获取目标研磨参数数据。
步骤S40、获取研磨速率数据。
步骤S50、依据目标研磨参数数据和研磨速率数据,获取目标研磨时间。
步骤S60、依据目标研磨时间,待研磨衬底在第一研磨平台或第二研磨平台上的研磨进行研磨。
步骤S70、待研磨衬底在终端研磨平台进行研磨。
请参阅图2所示,在本发明一实施例中,研磨装置10包括第一研磨平台101、第二研磨平台102、终端研磨平台103和转换平台104。其中,转换平台104为装卸衬底位,即待研磨衬底在转换平台104上装载到研磨头105上,然后研磨头105依次旋转到第一研磨平台101、第二研磨平台102和终端研磨平台103上进行研磨,研磨后,到转换平台104上卸除研磨后的衬底,并装上待研磨衬底再进行研磨。在本实施例中,研磨装置10包括四个研磨头105,能够同时对三片衬底进行研磨,实现无间隙研磨,提高研磨效率。
请参阅图4所示,在本发明一实施例中,以研磨浅沟槽隔离结构的隔离介质为例,对本发明提供的化学机械研磨方法进行阐述。在制备浅沟槽隔离结构时,在衬底110上形成垫氧化层120,其中,衬底110可以为硅衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底或碳化硅衬底等,垫氧化层120例如为致密的氧化硅等。在垫氧化层120上形成垫氮化层130,垫氮化层130例如为氮化硅或氮化硅和氧化硅的混合物等,垫氧化层120作为缓冲层可以改善衬底110与垫氮化层130之间的高应力。本发明并不限制垫氧化层120和垫氮化层130的厚度,在本实施例中,垫氧化层120的厚度例如为10nm~50nm,垫氮化层130的厚度例如为50nm~200nm,通过控制垫氧化层120和垫氮化层130的厚度,控制形成的浅沟槽隔离结构的台阶高度。刻蚀垫氮化层130、垫氧化层120和部分衬底,形成浅沟槽,在浅沟槽内沉积隔离介质140,隔离介质140直至覆盖垫氮化层130的表面,且隔离介质200例如为对研磨具有较高适应力的氧化硅。需要对隔离介质140进行平坦化处理,直至隔离介质140与两侧垫氮化层130的齐平。
请参阅图2和图4所示,在本发明一实施例中,隔离介质140在垫氮化层130上的厚度例如为280nm~400nm,带有隔离介质140的衬底110在化学机械研磨装置上进行研磨。第一研磨平台101和第二研磨平台102对隔离介质140进行粗磨,且第一研磨平台101和第二研磨平台102使用的研磨液选择通用的研磨液,例如选择KOH/NH3基二氧化硅浆料(ILD3225抛光液)等,对氧化硅和氮化硅的研磨选择比较小。终端研磨平台103对隔离介质140进行细磨,且终端研磨平台103选择对氧化硅和氮化硅研磨选择比较大的研磨液,例如选择型号为CES333的抛光液等,对氧化硅和氮化硅的研磨选择比较小,其中,ILD3225抛光液和CES333抛光液为购买的成品,在隔离介质140研磨到垫氮化层130时,能够通过终点检查检测出来。
请参阅图2和图4所示,在本发明一实施例中,在终端研磨平台103中设置有检测单元11,用于检测衬底在终端研磨平台103上的研磨情况,并将研磨信号输送至控制装置(图中未显示)内。再依据研磨信号判断隔离介质140研磨到垫氮化层130的时间,当衬底110上的全部隔离介质140研磨到垫氮化层130时,则检测单元11检测到相关信号,给出停止研磨信号,则终端研磨平台103停止研磨。其中,检测单元11例如通过检测反射光、电流、温度或摩擦力等方式进行终点检测,又例如通过检测摩擦力对研磨终点进行检测,并将检测的摩擦力转化为电信号。
请参阅图2至图3所示,在本发明一实施例中,本发明还提供一种化学机械研磨系统,包括研磨数据获取单元201、目标研磨参数获取单元202、研磨速率获取单元203、目标研磨时间获取单元204以及研磨单元205。其中,研磨数据获取单元201用于获取相似产品的研磨数据,目标研磨参数获取单元202与研磨数据获取单元201连接,用于获取目标研磨参数数据,且目标研磨参数数据包括研磨时间与衬底图案密度的相关斜率和研磨修正因子。研磨速率获取单元203用于研磨速率数据,研磨速率数据包括当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数。目标研磨时间获取单元204连接于目标研磨参数获取单元202和研磨速率获取单元203,用于获取目标研磨时间,目标研磨时间包括待研磨衬底在第一研磨平台或第二研磨平台上的研磨时间,研磨单元205与目标研磨时间获取单元204连接,用于控制研磨装置10中待研磨衬底在第一研磨平台101和第二研磨平台102的研磨时间。
请参阅图2至图3所示,在本发明一实施例中,在待研磨衬底进行研磨时,依据目标研磨参数获取单元202获得的目标研磨参数数据,以及研磨速率获取单元203获得的研磨速率数据,在目标研磨时间获取单元204中获取待研磨衬底在第一研磨平台101和第二研磨平台102的研磨时间,确保衬底在终端研磨平台103研磨的准确性。在本实施例中,待研磨衬底在第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间相等,在目标研磨时间获取单元204中,第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间通过以下公式获取:
T=[(A*X+B-C)/2]/D;
其中,T为第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间,A为相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率,X为待研磨衬底上图案密度,B为研磨修正因子,C为研磨装置10需要终端研磨平台103稳定研磨时间的中值,D为当前研磨耗材的研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数。即在对待研磨衬底进行研磨时,第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间不直接套用相似产品的研磨参数,通过相似产品的研磨参数、研磨修正因子以及研磨耗材的研磨速率与研磨寿命的对应关系,获得待研磨衬底在第一研磨平台101或第二研磨平台102上的研磨时间。
请参阅图2和图5所示,在本发明一实施例中,图5为研磨时间与图案密度的线性回归曲线。在待研磨衬底进行研磨时,获得相似产品的衬底上图案密度研磨时间的关系,其中,图案密度为单颗芯片中有源区面积的占比。横坐标为图案密度,纵坐标为研磨总时间。随着图案密度的增加,研磨时间也相应增加,且可获得研磨时间与图案密度的线性回归方程例如为:y=107.1x+51.089,其中,x为图案密度,y为研磨时间。即研磨时间与图案密度的线性回归方程的通式例如为y=A*x+B,其中,y为研磨时间,A为相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率,x为衬底图案密度,B为研磨修正因子。在本实施例中,相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率A例如为107.1。研磨修正因子B例如为51.089,线性相关性常数例如为0.9670,相关性常数接近1,说明图案密度与研磨时间具有较强的相关性。即在对待研磨衬底进行研磨时,可确定相似产品的研磨参数和研磨修正因子,从而带入第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间的公式中,在本实施例中,研磨装置10中终端研磨平台103稳定研磨时间例如为40s~60s,即终端研磨平台103稳定研磨时间的中值C例如为50s。
请参阅图6所示,在本发明一实施例中,在对待研磨衬底进行研磨时,研磨耗材可在不同寿命状态,其中,研磨耗材例如包括研磨垫等。其中,研磨耗材刚开始使用和研磨耗材使用预设时间后,研磨速率不同,则使用D表示当前研磨耗材的研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数。在本实施例中,建立当前研磨耗材的研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数的关系,即D例如通过以下公式获取:
D=1+(E×F)/G;
其中,其中E为当前待研磨衬底进行研磨时,研磨装置中当前研磨耗材的寿命时间,F为研磨速率增加量与研磨耗材寿命相关性斜率,G为研磨耗材的初始研磨速率。
请参阅图6所示,在本发明一实施例中,同一种类的研磨耗材在使用过程中,研磨速率发生变化,则建立研磨耗材寿命表,研磨耗材寿命表包括研磨速率增加量与研磨寿命的对应关系。如图6所示,在本实施例中,研磨耗材的研磨速率增加量会随着研磨耗材的寿命增加而增加,其中,横坐标为研磨耗材的寿命时间,即研磨耗材当前使用时间,纵坐标为研磨速率增加量,研磨速率增加量与寿命时间的关系通过以下公式获取:y=57.27x。其中,x为研磨耗材的寿命时间,y为研磨速率增加量。即研磨速率增加量与寿命时间的线性回归方程的通式例如为y=Fx,其中,x为研磨耗材的寿命时间,y为研磨速率增加量,F为研磨速率增加量与研磨耗材寿命相关性的斜率。在本实施例中,研磨速率增加量与研磨耗材寿命相关性的斜率F例如为57.27,且线性相关性常数例如为0.9589,相关性常数接近1,说明研磨速率增加量与研磨耗材寿命具有较强的相关性。即在对待研磨衬底进行研磨时,可确定当前研磨耗材的研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数,从而带入第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间的公式中,对第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间进行计算。在本实施例中,在每一研磨耗材开始初始研磨时,会测量研磨耗材的初始研磨速率G,将初始研磨速率G设定在寿命初期的数据中,在化学机械研磨过程中,能准确确定前研磨耗材的研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数,减少研磨耗材的个体的研磨速率差异导致的计算偏差,提高研磨的准确性。
请参阅图7至图8所示,在本发明一实施例中,对不同的产品或不同研磨材料进行研磨时,得到的研磨参数和研磨修正因子不同,即得到的研磨时间与图案密度的线性回归方程相差较大。即在对待研磨衬底进行研磨时,不同待研磨衬底则依据对应的相似产品的研磨参数和研磨修正因子。如图7所示,当待研磨衬底依据的相似产品有交集时,研磨时间与图案密度的线性回归方程可以进行共用。如图7和图8所示,当待研磨衬底依据的相似产品不存在交集时,研磨时间与图案密度的线性回归方程相差较大,研磨时间与图案密度的线性回归方程不可以进行共用。因此,在研磨前,确定待研磨衬底的相似产品的研磨参数和研磨修正因子,不同的待研磨衬底的相似产品不存在交集时,则需要重新确定相似产品的研磨参数和研磨修正因子,以提高研磨的准确性。
请参阅图2至图3,在本发明一实施例中,以及研磨时间获取单元204获取的目标研磨时间,可获得第一研磨平台101或第二研磨平台102的研磨时间,对待研磨衬底进行研磨。然后待研磨衬底依次在第一研磨平台101、第二研磨平台102和终端研磨平台103上进行研磨。终端研磨平台103中的检测单元11可准确检测到终端研磨平台103上的研磨情况。通过该研磨方法对待研磨衬底进行研磨,待研磨衬底的研磨效果好,减少对待研磨衬底的多次研磨验证,减少衬底报废和返工,且节约人工,能够促进企业发展。
请参阅图2和图9所示,在本发明一实施例中,图9为待研磨衬底直接采用相似产品的研磨参数,在终端研磨平台103上进行研磨时,检测单元11检测到的研磨时间和电信号之间的关系。从图9中可以看出,在检测单元11的运行达到上限时,仍未检测到待研磨衬底研磨到预设位置的信号。即直接采用相似产品的研磨参数,可能导致待研磨衬底在第一研磨平台101和第二研磨平台102上的研磨量过少,检测单元11的运行达到上限且为检测到待研磨衬底研磨到预设位置的信号,从而导致研磨不准确而导致的返工。
请参阅图2、图4和图10所示,在本发明一实施例中,图10为待研磨衬底通过相似产品的研磨参数、研磨修正因子以及研磨耗材寿命表等因素,确定的第一研磨平台101和第二研磨平台102研磨时间进行研磨,在终端研磨平台103上进行研磨时,检测单元11检测到的研磨时间和电信号之间的关系。从图10中可以看出,检测单元11在a点检测上待研磨衬底上,有一处研磨到了预设位置,例如本实施例中的,隔离介质140研磨到垫氮化层130,检测单元11在b点检测到待研磨衬底上,全部区域均研磨到预设位置,即隔离介质140全部研磨到垫氮化层130,即可停止研磨。
请参阅图11所示,在本发明一实施例中,图11为采用本发明提供化学机械研磨方法,获得的浅沟槽隔离结构150的衬底。从图11中可以看出,获得的浅沟槽隔离结构150形貌较好,不存在过磨或研磨不足的现象,能够提高制作良率,降低衬底报废率或返工率,提高生产效率。因此,本发明提供的化学机械研磨方法,能够确保待研磨衬底的研磨质量,减少反复验证,提高企业生产产能,降低企业生产成本。
请参阅图12示,本发明还提供一种计算机可读存储介质30,计算机可读存储介质30存储有计算机指令300,计算机指令300用于所述化学机械研磨方法及系统。计算机可读存储介质30可以是,电子介质、磁介质、光介质、电磁介质、红外介质或半导体系统或传播介质。计算机可读存储介质30还可以包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘可以包括光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-RW)和DVD。
请参阅图13所示,本发明还提供一种电子设备,包括处理器40和存储器50,存储器50存储有程序指令,处理器40运行程序指令实现所述化学机械研磨的研磨方法及系统。处理器40可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件;存储器50可能包含随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),也可能还包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory),例如至少一个磁盘存储器。存储器50也可以为随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)类型的内部存储器,处理器40、存储器50可以集成为一个或多个独立的电路或硬件,如:专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)。需要说明的是,存储器50中的计算机程序可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,电子设备,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。
综上所述,本发明提供一种化学机械研磨方法及系统,在对新产品进行研磨时,能够依据相似产品的研磨数据,获取目标研磨参数数据,再获取研磨速率数据,依据目标研磨参数数据和研磨速率数据,获取目标研磨时间,即确定第一研磨平台和第二研磨平台的研磨时间。从而确保终端研磨平台的研磨时间合理,通过终端磨平台的终点检查确定研磨停止时间。减少过磨或研磨不足的现象,提高研磨质量,可应用在不同产品的研磨过程中。
在整篇说明书中提到“一个实施例(one embodiment)”、“实施例(anembodiment)”或“具体实施例(a specific embodiment)”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中,并且不一定在所有实施例中。因而,在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在实施例中(inanembodiment)”或“在具体实施例中(in a specific embodiment)”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外,本发明的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的发明实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的,并将被视作本发明精神和范围的一部分。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种化学机械研磨方法,其特征在于,包括:
提供一待研磨衬底;
获取相似产品的研磨数据,且所述研磨数据包括研磨时间和衬底图案密度;
依据所述研磨数据,获取目标研磨参数数据,且所述目标研磨参数数据包括研磨时间与衬底图案密度的相关斜率和研磨修正因子;
获取研磨速率数据,所述研磨速率数据包括当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数;
依据所述目标研磨参数数据和所述研磨速率数据,获取目标研磨时间,所述目标研磨时间包括所述待研磨衬底在第一研磨平台或第二研磨平台上的研磨时间;以及
依据所述目标研磨时间,对所述待研磨衬底进行研磨;
其中,所述目标研磨参数数据通过以下公式获取:
y=A•x+B;
其中,y为研磨时间,A为相似产品研磨时间与衬底图案密度的相关斜率,x为衬底图案密度,B为研磨修正因子;
当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数通过以下公式获取:
D=1+(E×F)/G;
其中,E为当前研磨耗材的寿命时间,F为研磨速率增加量与研磨耗材寿命相关性的斜率,G为研磨耗材的初始研磨速率;
所述目标研磨时间通过以下公式获取:
T=[(A•X+B-C)/2]/D;
其中,T为第一研磨平台或第二研磨平台的研磨时间,X为待研磨衬底的图案密度,C为研磨装置需要终端研磨平台稳定研磨时间的中值,D为当前研磨速率与研磨耗材初始研磨速率的倍数。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法,其特征在于,所述待研磨衬底在所述第一研磨平台和所述第二研磨平台上的研磨时间相等。
3.根据权利要求2所述的化学机械研磨方法,其特征在于,所述研磨方法还包括:所述待研磨衬底在所述第一研磨平台和所述第二研磨平台上的研磨后,所述待研磨衬底在终端研磨平台进行研磨。
4.根据权利要求3所述的化学机械研磨方法,其特征在于,所述终端研磨平台上设置有检测单元,所述检测单元检测所述待研磨衬底在所述终端研磨平台上的研磨信号。
5.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法,其特征在于,所述研磨装置需要所述终端研磨平台稳定研磨时间为40s~60s。
6.根据权利要求1所述的化学机械研磨方法,其特征在于,多个所述待研磨衬底的相似产品存在交集,则多个所述待研磨衬底共用所述目标研磨参数数据。
7.一种用于权利要求1-6任意一项所述的化学机械研磨方法的化学机械研磨系统,其特征在于,包括:
研磨数据获取单元,用于获取相似产品的研磨数据;
目标研磨参数获取单元,与所述研磨数据获取单元连接,用于获取目标研磨参数数据;
研磨速率获取单元,用于获取研磨速率数据;
目标研磨时间获取单元,与所述目标研磨参数获取单元和所述研磨速率获取单元连接,用于获取目标研磨时间;以及
研磨单元,与所述目标研磨时间获取单元连接,用于控制研磨装置中待研磨衬底的研磨过程。
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