CN1978139A - 一种自动加工研磨垫工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动加工研磨垫工艺方法，它可以延长卡环和研磨垫整理器的使用寿命，降低生产成本。在加工时，首先系统加载一个加工程序，然后研磨头携带着硅片贴压在研磨垫上，卡环在最外围罩着晶圆进行打磨，同时研磨盘整理器实时对研磨垫进行修整，其中，在研磨到设定条件时，系统调用不同的加工程序所述加工程序根据具体的产品对研磨头或/和研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。所述的设定条件为根据卡环有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨头的压力或/和转速进行调整。所述的设定条件为根据研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，在研磨垫整理器有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。

Description

一种自动加工研磨垫工艺方法
技术领域
本发明涉及一种晶圆制造设备研磨控制技术，尤其涉及一种自动加工研磨垫工艺方法。
背景技术
如图1所示，在通常的CMP(化学机械研磨)工艺中，研磨头(head or carrier)携带着硅片(面朝下)贴压在研磨垫(CMP pad)上，卡环(Retaiher ring)在最外围罩着晶圆(wafer)进行打磨，同时研磨盘整理器实时对研磨垫进行修整，使其在整个研磨过程中工艺保持稳定。
一般新的卡环，其外端距预流研磨浆的槽口的高度为5mm，在使用了一个使用周期后，其外端距预流研磨浆的槽口的高度为2.5mm，由于其高度的变化，造成研磨速率的边缘profile发生变化，在使用到使用期(lifetime)末期，边缘的研磨速率会提高，这样会在这个时段会改变产品的面内平整度(WIWNU)并且影响良率。在产品上表现为在卡环的使用末期会使得边缘磨的更快。此时，通常的做法是更换卡环，这样会增加成本。
研磨垫整理器(Condition Disk)在研磨垫上整理修整使研磨垫恢复粗糙的表面，使其保持并传送研磨浆并使接触面较小，但是在整理到一定时间后，研磨垫整理器上面的金刚石也会变钝，研磨速率下降。此时，通常的做法是更换研磨垫整理器，这样会增加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动加工研磨垫工艺方法，它可以延长卡环和研磨垫整理器的使用寿命，降低生产成本。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种自动加工研磨垫工艺方法，在加工时，首先系统加载一个加工程序，然后研磨头携带着硅片贴压在研磨垫上，卡环在最外围罩着晶圆进行打磨，同时研磨盘整理器实时对研磨垫进行修整，其中，在研磨到设定条件时，系统调用不同的加工程序，所述加工程序根据具体的产品对研磨头或/和研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。
所述的设定条件为根据卡环有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨头的压力或/和转速进行调整。
所述的设定条件为根据研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，在研磨垫整理器有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。
因为本发明根据卡环有效期设定的时间或研磨片数或研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，调用不同的程序，用于减少卡环压力，降低边缘的速率，或增加研磨垫整理器压力，降低边缘的速率，这样可以延长卡环和研磨垫整理器的使用寿命，从而降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。
图1是现有CMP加工示意图；
图2是本发明工艺中卡环设定流程图；
图3是本发明工艺中研磨垫整理器设定流程图。
具体实施方式
本发明的最大发明点在于，在不同的条件下，系统调用不同的加工程序。其中，设定条件可以是根据卡环有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用另一个程序，该程序可以实现减少卡环压力，降低边缘的速率；设定条件也可以是根据研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，在研磨垫整理器有效期末期，系统调用另一个程序，该程序可以实现增加研磨垫整理器压力，降低边缘的速率。
另外，根据卡环和研磨垫整理器的有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用一个报警程序，用以告知操作人员进行更换。
下面结合图2、3对本发明的加工工艺条件设定过程说明如下：
1.设定卡环的目前使用周期是8000+/-500片，当使用到8000片时，对应的卡环的孔径是2.5毫米.
2.当前研磨垫整理器使用是70+/-8个小时.
3.设定卡环在使用1-7500片时，对应的程序(process recipe)是A.pol。
4.设定卡环在使用到8500-12000片时，对应的程序(processrecipe)是B.pol，该程序可以实现减少卡环压力，降低边缘的速率，能实现A.pol在1-7500片时同样的效果.
5.当卡环使用到7500片时，监控电脑发一个请求信号给控制单元，控制单元调用B.pol，从而把A.pol自动切换到B.pol.如果没换将由工程师手动切换.
6.当卡环使用到8500片时，监控电脑发一个请求信号给控制单元，控制单元调发出信息让操作工确认是否已经换到B.pol。
7.当卡环使用到12000片时，这时卡环的孔的高度还有1.25毫米，但不能再用，监控电脑发报警信号，这时设备维护工程师更换卡环.
8.设定研磨垫整理器在使用1-62小时中，对应的程序(conditonrecipe)是C.con。
9.设定研磨垫整理器在使用到78-90小时，对应的程序(condition recipe)是D.con，该程序可以实现增加研磨垫整理器压力，降低边缘的速率，能实现C.con在1-70小时同样的效果.
10.当研磨垫整理器使用到62小时，监控电脑发一个请求信号给控制单元，控制单元调用D.con，从而把C.con自动切换到D.con.
11.当研磨垫整理器使用到78小时，监控电脑发一个请求信号给控制单元，控制单元调发出信息让操作工确认是否已经换到D.pol。如果没换将由工程师手动切换.
12.当研磨垫整理器使用到90小时，监控电脑发报警信号，这时设备维护工程师更换研磨垫整理器.
总体来说本发明的功能是对使用耗材使用进行实时监控的同时，实现自动切换调用相应的程序。
上述程序A.pol和B.pol差别是：研磨头的压力或/和转速，将根据具体产品的不同要求，有一定的调整。程序C.con和D.con的差别是：研磨垫整理器的压力或/和转速，将根据具体产品的不同要求，有一定的调整。
比如在运行某一种产品情况下，程序A.pol和B.pol的差别是：程序B.pol的一个参数Ret ring(研磨头的一个压力参数)比程序A.pol小0.4个PSI(一种压力单位)，程序B.pol的一个参数Membrane(研磨头的另一个压力参数)比程序A.pol小0.2个PSI(一种压力单位)。而程序C.con和D.con的差别是：程序D.con的压力参数比程序C.con的压力参数大1个LBF(一种压力单位)。

Claims (6)

1、一种自动加工研磨垫工艺方法，在加工时，首先系统加载一个加工程序，然后研磨头携带着硅片贴压在研磨垫上，卡环在最外围罩着晶圆进行打磨，同时研磨盘整理器实时对研磨垫进行修整，其特征在于，在研磨到设定条件时，系统调用不同的加工程序，所述加工程序根据具体的产品对研磨头或/和研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。
2、如权利要求1所述的自动加工研磨垫工艺方法，其特征在于，所述的设定条件为根据卡环有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨头的压力或/和转速进行调整。
3、如权利要求1所述的自动加工研磨垫工艺方法，其特征在于，所述的设定条件为根据研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，在研磨垫整理器有效期末期，系统调用另一个加工程序，所述程序根据具体产品对研磨垫整理器的压力或/和转速进行调整。
4、如权利要求1所述的自动加工研磨垫工艺方法，其特征在于，所述的设定条件为根据卡环有效期设定的时间或研磨片数，在卡环有效期末期，系统调用一个报警程序。
5、如权利要求1所述的自动加工研磨垫工艺方法，其特征在于，所述的设定条件为根据研磨垫整理器有效期设定的时间或研磨片数，在研磨垫整理器有效期末期，系统调用一个报警程序。
6、如权利要求1-5任一项所述的自动加工研磨垫工艺方法，其特征在于，所述系统调用为系统自动调用或人工切换调用。
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