[发明专利]CMP工艺条件调整控制方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及半导体制造工艺中的CMP技术，特别涉及一种CMP工艺条件调整控制方法。

背景技术

CMP(化学机械抛光)是半导体制造工艺中非常关键的工艺之一。现有的CMP工艺，在同一制品的同一膜质作业时使用固定的一个工艺条件。在半导体工艺过程中，CMP前膜的均一性波动较大，当使用同一CMP工艺条件进行研磨时，残膜的均一性受限于前膜的均一性。制品一前膜厚度如图1-A中虚线所示，厚度范围(range，同一片硅片内膜的厚度的最大值与最小值的差值)较小，即前膜均一性好，当使用同一CMP工艺条件进行研磨时，研磨后残膜厚度如图1-B中虚线所示，厚度范围(range)也较小，即均一性也较好；制品二前膜厚度如图1-A中实线所示，厚度范围(range)较大，前膜均一性较差，表现为中间明显偏厚，当使用同一CMP工艺条件进行研磨时，研磨后残膜厚度如图1-B中实线所示，倾向为中间明显偏厚，厚度范围(range)较大，残膜均一性较差。使用同一CMP工艺条件进行研磨往往会导致残膜的均一性有较大的波动，严重时导致制品超出规格以外甚至废片。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CMP工艺条件调整控制方法，采用该方法能实现对CMP研磨后膜厚均一性的有效控制。

为解决上述技术问题，本发明的CMP工艺条件调整控制方法，包括以下步骤：

(1).收集整理制品前膜、残膜膜厚均一性与工艺条件之间的关系，建立根据前膜厚度范围调整工艺条件的表格；

(2).每个制品在CMP工艺进行前一步，进行前膜膜厚测量，获得前膜厚度范围；如果制品是第一次测试前膜，通过测试前膜轮廓曲线来确定前膜厚度的测试点及位置，然后在CMP工艺进行前，进行前膜膜厚测量，获得前膜厚度范围；

(3).在CMP工艺进行的过程中，CMP设备根据前膜厚度范围大小，依据建立的根据前膜厚度范围调整工艺条件的表格选定相应的CMP工艺条件进行研磨；

所述前膜厚度范围是前膜厚度的最大值与最小值的差值。

可以研磨后对制品进行残膜测试，根据实际测量的残膜厚度范围，检验前膜、残膜膜厚均一性与工艺条件之间的关系，对调整工艺条件的表格进行修正；所述残膜厚度范围是残膜厚度的最大值与最小值的差值。

本发明的CMP工艺条件调整控制方法，结合实际生产中前膜均一性波动对残膜的影响，利用前膜均一性大小自动修正CMP作业工艺条件，从而提高对残膜膜厚均一性的控制。通过对部分前膜超标制品研磨工艺条件的修正，明显提高了制品膜厚的均一性，有效改善和控制了CMP工艺。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1-A是制品一、制品二前膜厚度示意图；

图1-B是图1-A所示制品用固定工艺条件进行CMP作业后残膜的厚度示意图；

图2-A是制品三、制品四、制品五前膜厚度示意图；

图2-B是图2-A所示制品用本发明的方法进行CMP作业后残膜的厚度示意图；

图3是本发明的CMP工艺条件调整控制方法的一实施方式流程示意图。

具体实施方式

本发明的CMP工艺条件调整控制方法一实施方式如图3所示，包括以下步骤：

1、收集整理前膜、残膜膜厚均一性与工艺条件之间的关系，建立根据前膜厚度范围(range，最大值-最小值)调整工艺条件的表格。工艺条件中的参数包括研磨头(head)各压力(如内环I/隔膜M/保持环R等)、转速，研磨液(slurry)流量，修复盘(Condition Disk)压力、转速，研磨盘转速等所有CMP工艺过程中的可调参数。一实施例如表一所示。

表一：