[发明专利]化学机械研磨系统及使用该系统研磨晶片的方法

权利要求书

1.一种对晶片进行化学机械研磨的方法，所述晶片上形成有待研磨材料层，所述方法使用研磨垫对所述晶片进行化学机械研磨，其中，在进行所述化学机械研磨的同时，使所述晶片在所述研磨垫的径向上以由如下方式确定的摆动振幅摆动：所述摆动振幅根据第一关系曲线和所述研磨垫研磨过的晶片数量来确定，所述第一关系曲线为研磨后所述晶片上边缘区域与中心区域的厚度差达到目标值时，所述摆动振幅与所述研磨垫研磨过的晶片数量之间的关系曲线。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一关系曲线是通过以下方法测定的，所述测定方法包括：

i）提供n组测试样品，所述测试样品的表面形成有测试材料层，所述测试材料层与所述待研磨材料层相同，其中n为正整数；

ii）将所述第x组测试样品放置在研磨过t_x片所述测试样品的研磨垫上分别进行化学机械研磨的同时，分别以不同的摆动振幅f_x沿所述研磨垫的径向摆动第x组测试样品中的每一个，其中，x为整数，且0≤x≤n；

iii）重复步骤ii）至n组所述测试样品均完成化学机械研磨；

iv）测量n组所述测试样品中每一个的中心区域与边缘区域的厚度差；

v）在n组所述测试样品中选择所述厚度差达到所述目标值的测试样品；

vi）绘制被步骤v)选择的测试样品的摆动振幅f_x与所述研磨垫研磨过的测试样品数量t_x之间的关系曲线作为第一关系曲线。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一关系曲线中所述研磨垫研磨过的晶片数量对应的坐标轴的最小单位是至少2个晶片。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用整理盘对所述研磨垫进行整理。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，使用所述整理盘对所述研磨垫进行整理的同时，对所述整理盘施加压力，所述压力是根据以下方式确定的：

根据第二关系曲线和所述整理盘的使用时间来确定所述待研磨材料层的研磨速率，所述第二关系曲线为所述待研磨材料层的研磨速率与所述整理盘的使用时间之间的关系曲线；

根据所述研磨速率和预定研磨速率之间的差值，确定补偿研磨速率；

根据第三关系曲线和所述补偿研磨速率来确定对所述整理盘施加的压力，所述第三关系曲线为所述待研磨材料层的研磨速率与对所述整理盘施加的压力之间的关系曲线。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二关系曲线是通过以下方法测定的，所述测定方法包括：

提供多个测试样品，所述多个测试样品的表面均形成有测试材料层，所述测试材料层与所述待研磨材料层相同；

使用相同的研磨垫对所述多个测试样品进行化学机械研磨的同时，使用具有不同使用时间的整理盘分别对所述研磨垫进行整理；

分别测量所述多个测试样品的研磨速率；

绘制所述研磨速率与所述整理盘的使用时间之间的关系曲线作为第二关系曲线。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三关系曲线是通过以下方法测定的，所述测定方法包括：

提供多个测试样品，所述多个测试样品的表面均形成有测试材料层，所述测试材料层与所述待研磨材料层相同；

使用相同的研磨垫对所述多个测试样品进行化学机械研磨，并使用相同的整理盘对所述研磨垫进行整理的同时，对所述多个测试样品进行化学机械研磨，其中，所述整理盘对所述研磨垫进行整理过程中分别对所述整理盘施加不同的压力；

分别测量所述多个测试样品的研磨速率；

绘制所述研磨速率与对所述整理盘施加的压力之间的关系曲线作为第三关系曲线。

8.一种化学机械研磨系统，包括：

化学机械研磨装置，所述化学机械研磨装置包括研磨垫，以对晶片进行化学机械研磨；

晶片计数器，所述晶片计数器用于对所述研磨垫已经研磨的所述晶片的数量进行计数，并输出计数信号；

控制器，所述控制器接收所述计数信号，并根据第一关系曲线确定所述晶片的摆动振幅，进而控制所述化学机械研磨设备进行化学机械研磨，

其中，所述第一关系曲线为研磨后所述晶片上边缘区域与中心区域的厚度差达到目标值时，所述晶片沿研磨垫的摆动振幅与所述研磨垫研磨过的晶片数量之间的关系曲线。