CN118163029A - 提升面内均一性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提升面内均一性的方法，所述方法包括：提供一设置有白光干涉仪的研磨机台，且所述白光干涉仪集成在所述研磨机台的晶圆装卸平台处；在对研磨头进行清洁后，将其旋转经过所述白光干涉仪的窗口，其中，所述研磨头包括研磨保持环，且所述研磨保持环用于固定晶圆；利用所述白光干涉仪侦测所述研磨保持环在研磨过程中产生的台阶差；得到不同所述台阶差下的晶圆边缘的研磨速率；根据研磨速率的变化利用APC压力补偿系统实现压力补偿。通过本发明解决了现有的在进行化学机械研磨时晶圆面内均一性较难控制的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及提升面内均一性的方法。
背景技术
化学机械研磨(CMP)是晶圆在研磨盘(Platen)与研磨头(Head)、研磨液(Slurry)之间相互作用的过程，三者任意状态出现偏差都会影响研磨速率(MRR，Material RemoveRate)。
研磨头上与晶圆直接接触的组件有吸附膜Membrane和研磨保持环(RetainingRing)，吸附膜主要实现分压供压，更好的控制晶圆各半径区域内的研磨；研磨保持环是研磨头上非常重要的部件，它可以在研磨工艺中固定晶圆，并把晶圆边缘接触的抛光垫压平，但研磨保持环会随着晶圆一起被抛光磨损，随着使用时间的增加其对晶圆边缘部分过磨能力控制减弱，晶圆边缘与研磨垫的接触发生变化，导致晶圆边缘研磨速率变快(如图1所示)，出现边缘MRR增高的情况，从而导致面内均一性(WiW)难以控制。
目前，对研磨头的使用寿命卡控主要是依据研磨保持环的磨损情况，一般卡控为2000pcs，但上述方式过于死板，并不能精确控制每一颗研磨头的实际情况。而且，先进工艺节点对于HTH的差异要求非常苛刻，HTH的差异也会造成WtW边缘膜厚的差异。
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提升面内均一性的方法，用于解决现有的在进行化学机械研磨时晶圆面内均一性较难控制的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种提升面内均一性的方法，所述方法包括：
提供一设置有白光干涉仪的研磨机台，且所述白光干涉仪集成在所述研磨机台的晶圆装卸平台处；
在对研磨头进行清洁后，将其旋转经过所述白光干涉仪的窗口，其中，所述研磨头包括研磨保持环，且所述研磨保持环用于固定晶圆；
利用所述白光干涉仪侦测所述研磨保持环在研磨过程中产生的台阶差；
得到不同所述台阶差下的晶圆边缘的研磨速率；
根据研磨速率的变化利用APC压力补偿系统实现压力补偿。
可选地，通过所述白光干涉仪获取所述研磨保持环的3D形貌，以获得所述研磨保持环的台阶差。
可选地，利用所述晶圆装卸平台清洗所述研磨头。
可选地，在进行化学机械研磨的过程中，所述研磨保持环的磨损导致晶圆边缘的研磨速率变快。
可选地，所述研磨保持环的材质包括高性能塑料PPS、PEEK、PET、PAI或不锈钢SUS。
可选地，适用的技术节点小于等于28nm。
如上所述，本发明的提升面内均一性的方法，通过在研磨机台上集成白光干涉仪，测量研磨头的表面形貌及相同压力下晶圆边缘的研磨速率曲线，再通过APC压力补偿系统实现压力补偿，从而提升面内均一性；而且，通过上述方法还可以弥补四颗研磨头对晶圆边缘的研磨差异，提升WTW的研磨均一性；再者，上述方法还可以实现对研磨头磨损情况的精准控制，避免浪费。
附图说明
图1显示为现有的随着研磨保持环的磨损，晶圆边缘与研磨垫的接触情况示意图。
图2显示为本发明的提升面内均一性的方法的流程图。
图3显示为本发明的研磨保持环磨损情况示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图3。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，虽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形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
如图2所示，本实施例提供一种提升面内均一性的方法，所述方法包括：
提供一设置有白光干涉仪的研磨机台，且所述白光干涉仪集成在所述研磨机台的晶圆装卸平台处；
在对研磨头进行清洁后，将其旋转经过所述白光干涉仪的窗口，其中，所述研磨头包括研磨保持环，且所述研磨保持环用于固定晶圆；
利用所述白光干涉仪侦测所述研磨保持环在研磨过程中产生的台阶差；
得到不同所述台阶差下的晶圆边缘的研磨速率；
根据研磨速率的变化利用APC压力补偿系统实现压力补偿。
如图3所示，本实施例中，白光干涉仪作为一种精密的三维形貌测量设备，精度可达亚纳米尺寸。在研磨头卸载晶圆时，可以对研磨保持环进行测量，精准获得表面磨损情况和对应的台阶差(Step-H)。通过测量不同使用寿命下的研磨头的台阶差及其在相同压力下的研磨速率曲线，得到两者的对应关系，最后通过APC(先进过程控制)进行压力补偿，从而稳定晶圆边缘的研磨量，提升面内均一性。
具体的，通过所述白光干涉仪获取所述研磨保持环的3D形貌，以获得所述研磨保持环的台阶差。
具体的，利用所述晶圆装卸平台清洗所述研磨头。
具体的，在进行化学机械研磨的过程中，所述研磨保持环的磨损导致晶圆边缘的研磨速率变快。
具体的，所述研磨保持环的材质包括高性能塑料PPS、PEEK、PET、PAI或不锈钢SUS。
具体的，适用的技术节点小于等于28nm。
综上所述，本发明的提升面内均一性的方法，通过在研磨机台上集成一台白光干涉仪，测量研磨头的表面形貌及相同压力下晶圆边缘的研磨速率曲线，通过APC压力补偿系统实现压力补偿，从而提升面内均一性；上述方法还可以弥补四颗研磨头对晶圆边缘的研磨差异，提升WTW的研磨均一性，上述方法还可以实现对研磨头磨损情况的精准控制，避免浪费。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种提升面内均一性的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一设置有白光干涉仪的研磨机台，且所述白光干涉仪集成在所述研磨机台的晶圆装卸平台处；
在对研磨头进行清洁后，将其旋转经过所述白光干涉仪的窗口，其中，所述研磨头包括研磨保持环，且所述研磨保持环用于固定晶圆；
利用所述白光干涉仪侦测所述研磨保持环在研磨过程中产生的台阶差；
得到不同所述台阶差下的晶圆边缘的研磨速率；
根据研磨速率的变化利用APC压力补偿系统实现压力补偿。
2.根据权利要求1所述的提升面内均一性的方法，其特征在于，通过所述白光干涉仪获取所述研磨保持环的3D形貌，以获得所述研磨保持环的台阶差。
3.根据权利要求1所述的提升面内均一性的方法，其特征在于，利用所述晶圆装卸平台清洗所述研磨头。
4.根据权利要求1所述的提升面内均一性的方法，其特征在于，在进行化学机械研磨的过程中，所述研磨保持环的磨损导致晶圆边缘的研磨速率变快。
5.根据权利要求1所述的提升面内均一性的方法，其特征在于，所述研磨保持环的材质包括高性能塑料PPS、PEEK、PET、PAI或不锈钢SUS。
6.根据权利要求1～5任一项所述的提升面内均一性的方法，其特征在于，适用的技术节点小于等于28nm。
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- 2024-04-12 CN CN202410445675.0A patent/CN118163029A/zh active Pending
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