[发明专利]一种化学机械抛光工艺中确定研磨时间的方法

说明书

技术领域

本发明属于芯片制造领域，涉及化学机械抛光工艺，尤其涉及一种化学机械抛光工艺中确定研磨时间的方法。

背景技术

硅片制造涉及薄膜的淀积和生长工艺，以及之后形成器件和内部互连结构所需的多次图形制作。先进的IC需要至少6层或更多的金属布线层，每层之间由层间介质(inter-layer-dielectric，简称ILD)隔开。建立器件结构和多层内连接线会很自然地在层之间形成台阶。表面起伏描述了这种生产过程中出现的不平整的硅片表面。层数增加时，硅片的表面起伏将更加显著，而一个可接受的台阶覆盖和间隙填充对于芯片的成品率和长期可靠性是至关重要的。

自20世纪90年代中期以来，化学机械平坦化(Chemical MechanicalPlanarization，简称CMP)成为实现多层金属技术的主要平坦化技术。CMP通常也被称为化学机械抛光或抛光，它在光学镜片抛光和硅片生产中的硅片抛光领域应用了很多年。20世纪80年代后期，IBM发展了CMP技术，并将其应用于制造工艺中对半导体硅片的平坦化。

CMP技术是一种表面全局平坦化技术，它通过硅片和一个抛光头之间的相对运动来平坦化硅片表面，在硅片和抛光头之间有磨料，并同时施加压力。

然而，现有的化学机械抛光工艺中存在着不足之处。现有的化学机械抛光工艺中，抛光设备针对每批硅片的研磨时间是通过自动处理系统(APC系统)反馈给抛光设备研磨时间来完成这一研磨过程的。APC系统通过上一批产品的研磨参数来决定下一批产品应得到的时间；通常，一批硅片为25片。所述APC系统通过上述抛光设备最近若干批硅片的研磨参数来确定下一批硅片的研磨时间；所述研磨参数包括最近m批硅片各自的研磨时间T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)，其中T(n)为第n批硅片的研磨时间、即最近一批硅片的研磨时间、即倒数第一批硅片的研磨时间，T(n-m+1)为倒数第m批硅片的研磨时间。

计算公式为：下一件硅片的研磨时间T(n+1)＝T(n)*i+T(n-1)*i*(1-i)+T(n-2)*i*(1-i)²+……+T(n-m+1)*i*(1-i)^m-1，其中i＜1，m≥2，n＞m，m及n为整数。

这种计算方法忽略了每天CMP机台研磨速率的变化和差异，如果机台的研磨速率比平时大，则相应的研磨时间就应该适当的减小；尤其当同一类产品很多天没有研磨的时候，这种反馈更加不精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以更加精确地确定化学机械抛光工艺中确定研磨时间的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种化学机械抛光工艺中确定研磨时间的方法，该方法中所述研磨时间由自动处理系统反馈给用于化学机械抛光的设备；所述自动处理系统通过上述抛光设备最近若干批硅片的研磨参数来确定下一批硅片的研磨时间；该方法包括以下步骤：

A、获取最近m批硅片各自的研磨时间T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)，其中T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)为最近m批硅片各自的研磨时间，其中T(n)为第n批硅片的研磨时间、即最近一批硅片的研磨时间、即倒数第一批硅片的研磨时间，T(n-m+1)为倒数第m批硅片的研磨时间；

B、根据步骤A中所述最近m批硅片各自的研磨时间T(n)、T(n-1)、T(n-2)、……、T(n-m+1)确定下一批硅片的模糊研磨时间T1；

C、获取最近一次检测到的研磨速率Rt、最近m批硅片的平均研磨速率Rm，计算修正系数K，修正系数K在[Rt/Rm-0.3，Rt/Rm+0.3]的范围内；

D、确定下一批硅片的研磨时间T(n+1)＝T1/K；

其中，n＞m，m及n为整数。

作为本发明的一种优选方案，所述模糊研磨时间T1＝T(n)*i+T(n-1)*i*(1-i)+T(n-2)*i*(1-i)²+……+T(n-m+1)*i*(1-i)^m-1，其中，0.5≤i＜1，m≥3。

作为本发明的一种优选方案，步骤C中，Rt/Rm-0.2≤K≤Rt/Rm+0.2。

作为本发明的一种优选方案，步骤C中，Rt/Rm-0.1≤K≤Rt/Rm+0.1。

作为本发明的一种优选方案，步骤C中，K＝Rt/Rm。

作为本发明的一种优选方案，在所述关系式中，0.6≤i≤0.9。