[发明专利]一种控制研磨工艺的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种控制研磨工艺的方法及其装置。

【背景技术】

化学机械研磨(CMP)在半导体流程中是一道至关重要的工序。在实施完“主研磨”步骤之后，通常再进行一步“过研磨(over polish)”，以确保整个晶圆表面没有任何残留。很多CMP的主刻蚀步骤中都是采用终点探测(catchendpoint)的方法来探测膜层材质的变化，并且为了避免CMP制程或机台在研磨中发生异常，CMP通过设置一个“最大研磨时间”来约束和控制研磨的最长时间，保证不会无休止的磨下去。CMP的主要研磨步骤和过研磨步骤是连续进行的，因此目前的最大研磨时间是在上述时间的基础上再设置一延时，因此所控制的是这两部分时间之和。

现有技术的缺点在于最大研磨时间控制的是总的时间，即主研磨的时间和过研磨的时间之和。如果最大研磨时间设置的偏大，则在研磨工艺的终点探测失败的情况下，就会继续磨完过研磨部分，再继续研磨直至所设置的延时才停止，这时候晶圆很可能因为研磨时间过长而导致报废。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，提供一种控制研磨工艺的方法，在研磨工艺的终点探测失败的情况下，能够尽快的停止研磨，不会因为长时间的研磨而导致晶圆报废。

为了解决上述问题，本发明提供了一种控制研磨工艺的方法，所述研磨工艺包括主研磨步骤与过研磨步骤，所述方法包括如下步骤：根据待研磨层厚度计算主研磨步骤的时间范围；设置主研磨步骤的最大允许时间，所述最大允许时间的值大于主研磨时间范围的最大值；在实施主研磨工艺的过程中监控研磨时间，当主研磨步骤的实施时间达到最大允许时间时，立即停止主研磨工艺。

作为可选的技术方案，所述主研磨步骤的最大允许时间的值不大于主研磨时间范围的最大值与过研磨时间之和。

作为可选的技术方案，所述最大允许时间的值与主研磨时间范围的最大值的差大于15秒。

作为可选的技术方案，当主研磨步骤的实施时间达到最大允许时间时，不再继续实施过研磨工艺。

本发明进一步提供了一种控制研磨工艺的装置，所述研磨工艺包括主研磨步骤与过研磨步骤，所述装置包括：时间计算单元，用于根据待研磨层厚度计算主研磨步骤的时间范围；最大允许时间设置单元，用于设置主研磨步骤的最大允许时间，所述最大允许时间的值大于主研磨时间范围的最大值；研磨监控单元，用于在实施主研磨工艺的过程中监控研磨时间，当主研磨步骤的实施时间达到最大允许时间时，立即停止主研磨工艺。

作为可选的技术方案，所述主研磨步骤的最大允许时间的值不大于主研磨时间范围的最大值与过研磨时间之和。

作为可选的技术方案，所述最大允许时间的值与主研磨时间范围的最大值的差大于15秒。

作为可选的技术方案，进一步包括过研磨程序控制单元，用于当主研磨步骤的实施时间达到最大允许时间时，不再继续实施过研磨工艺

本发明的优点在于，所监控的研磨时间仅仅是主研磨时间，而并不涵盖过研磨的时间，由于在达到研磨终点之后实际上还需要实施一步过研磨工艺，因此即使主研磨工艺中检查研磨终点的程序失效而最终使研磨工艺停止于最大允许时间，即使检查研磨终点的程序失效的情况下也不会比实际需要的总的研磨时间长出太多，甚至比实际需要的主研磨与过研磨的总时间短，因此能够尽力避免过研磨而导致晶圆报废的情况发生。

【附图说明】

附图1所示是本发明所述控制研磨工艺的方法具体实施方式的实施步骤示意图；

附图2所示是本发明所述控制研磨工艺的装置具体实施方式的装置结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明提供的一种控制研磨工艺的方法及其装置的具体实施方式做详细说明。

首先结合附图给出本发明所述控制研磨工艺的方法的具体实施方式。

附图1所示是本具体实施方式的实施步骤示意图，包括：步骤S10，根据待研磨层厚度计算主研磨步骤的时间范围；步骤S11，设置主研磨步骤的最大允许时间，所述最大允许时间的值大于主研磨时间范围的最大值；步骤S12，在实施主研磨工艺的过程中监控研磨时间，当主研磨步骤的实施时间达到最大允许时间时，立即停止主研磨工艺。

所述研磨工艺包括主研磨步骤与过研磨步骤。所谓主研磨步骤是指研磨目标层至预计厚度的步骤，所谓过研磨步骤是指为了保证表面的平整度以及工艺稳定性而在主研磨步骤实施完毕后进一步实施的补充研磨的步骤。

参考步骤S10，根据待研磨层厚度计算主研磨步骤的时间范围。