[发明专利]对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造工艺，特别是涉及一种控制晶圆内的厚 度以及由化学机械研磨(CMP)工艺导致的晶圆至晶圆厚度的对晶圆进行化 学机械研磨工艺的方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP)工艺广泛用于制造集成电路。当集成电路在半导体 晶圆的表面上分层形成时，CMP工艺是用来平坦化最上层以为后续的制造步 骤提供平整表面。CMP工艺是将晶圆置入载具中，该载具将欲研磨的晶圆表 面压抵于平台上所铺设的研磨垫上。当含有研磨颗粒与化学试剂的研浆布 满研磨垫时，平台及晶圆载具会同时旋转。藉由多孔研磨垫的旋转将研浆 送到晶圆表面。研磨垫与晶圆表面的相对移动加上研浆中的化学试剂可使 CMP工艺藉由物理和化学作用将晶圆表面平坦化。

CMP工艺可用来制造集成电路。例如，CMP工艺可用来将分开于集成电 路中的电路层的内层介电层和内层金属介电层加以平坦化。CMP工艺还常用 于连接集成电路元件的铜线的形成。

为了提高CMP工艺的产能，晶圆内(within-wafer，WiW)均匀性和晶圆 至晶圆(wafer-to-wafer，WtW)均匀性皆需要控制。WiW均匀性是整个晶圆 厚度的均匀性，而WtW均匀性是不同晶圆的厚度的均匀性。传统上，特别 是在32纳米技术之前，WtW均匀性的控制是藉由基于批货(lot-based)的先 进工艺控制(advanced process control，APC)来达到，APC使用在每一晶 圆上多点(例如，9点)的平均值来控制CMP工艺。因此如果WtW均匀性达到 时，WiW均匀性也将达到目标。然而，这不再适用于小型集成电路的形成(尤 其是对32纳米以下的集成电路的形成而言)。即使基于批货的APC产生了 自晶圆至晶圆的厚度的实质均匀平均值，或是自批货到批货(每一批货包括 例如是25个晶圆)，每一晶圆内的厚度可能变化很大。因此，WiW均匀可 能不符合设计要求。

由此可见，上述现有的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法在方法与 使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上 述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直 未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述 问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的对晶 圆进行化学机械研磨工艺的方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前 业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的对晶圆进行化学机械研磨工艺的 方法存在的缺陷，而提供一种新的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，所 要解决的技术问题是使其通过新的CMP方法和新的APC模型达到了WiW均 匀性及WtW均匀性，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，该方法包括以下 步骤：提供一晶圆；判定在该晶圆一表面的一特征的一厚度分布；以及在 判定该厚度分布的步骤后，利用一研磨配方对该特征进行一高速CMP工艺 以实质达到该特征的一晶圆内(within-wafer)厚度均匀性，其中该研磨配 方是根据该厚度分布来决定。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，其中所述的进行一高速 CMP工艺的步骤包含进行一分区CMP工艺，对该晶圆的不同区施以不同压力。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，更包含，在该进行一高速 CMP工艺的步骤后，进行一低速CMP工艺，其中该低速CMP工艺未分区。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，其中所述的低速CMP工 艺是利用一端点侦测来进行，且其中该低速CMP工艺在该特征的一预定目 标厚度达到时停止。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，更包含，在该低速化学机 械研磨工艺在该特征的一预定目标厚度达到后，进行一抛光CMP工艺一预 定时间长度。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，更包含：在该进行一抛光 CMP工艺的步骤后，测量该特征的一厚度；以及比较该厚度与该特征的一最 终目标厚度以判定一厚度差异。

前述的对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，更包含回馈该厚度差异 以调整该研磨配方。