[发明专利]一种化学机械研磨方法在审

专利信息
申请号: 201410643429.2 申请日: 2014-11-07
公开(公告)号: CN105583718A 公开(公告)日: 2016-05-18
发明(设计)人: 曹鹤;陈岚 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所
主分类号: B24B37/04 分类号: B24B37/04;B24B37/005;H01L21/304
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 王宝筠
地址: 100029 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 化学 机械 研磨 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及半导体器件制造领域,特别是涉及一种化学机械研磨方法。

背景技术

超大规模集成电路的芯片在制造过程中采用层层堆垛的方式,随着的集 成度越来越高,芯片特征尺寸越来越小,就对制造过程中每一层材料的平坦 性提出了越来越高的要求。化学机械研磨(CMP)工艺是芯片制造工艺中一 种常见的全局平坦化方法,由于金属和氧化物等介质具有不同的材料特性, 在CMP过程中不同介质的去除速率并不相同,并且去除不同的材料需要采用 不同的研磨液和不同的工艺条件,因此整个CMP过程被分为P1阶段(粗抛阶 段)、P2阶段(中抛阶段)和P3阶段(精抛阶段)三个阶段。当P3阶段结束 后,可能产生两个问题:金属碟形(Dishing)和氧化层侵蚀(Erosion),这 两种缺陷与版图图形特征如金属线宽和线间距等密切相关,是影响芯片表面 平坦化程度的主要因素。

目前,为了解决这种CMP工艺本身带来的缺陷问题,通常在可能产生CMP 缺陷的部位填充冗余金属(Dummyfill),使版图密度均匀化,从而减少缺陷 的产生。然而,冗余金属的填充带来了一个重要问题,就是互连线寄生效应: 冗余金属作为一种互连线寄生元件,能够引起互连线的RC延迟以及信号的串 扰,尤其是如今的集成电路正向着高速、高密度、低功耗方向发展,冗余金 属带来的互连线寄生效应已经成为制约深亚微米级集成电路制造的关键因 素。

因此,我们需要一种既能减少芯片表面不平坦性,又能降低互连线寄生 效应的化学机械研磨方法。

发明内容

为解决上述问题,本发明提供了一种化学机械研磨方法,既能减少芯片 表面不平坦性,又能降低互连线寄生效应。

本发明提供的一种化学机械研磨方法,该方法包括:

根据初始氧化层厚度获取待处理芯片的第一缺陷分布,根据所述第一缺 陷分布获取所述待处理芯片缺陷区域的缺陷参数;

根据所述缺陷参数确定所述氧化层的优化厚度,以减少CMP缺陷;

获取所述待处理芯片在所述优化厚度下的第二缺陷分布,并根据所述第 二缺陷分布对所述待处理芯片进行冗余金属填充;

对进行所述冗余金属填充后的所述待处理芯片进行化学机械研磨。

优选的,在上述化学机械研磨方法中,所述获取待处理芯片的第一缺陷 分布以及获取所述缺陷参数为:

利用CMP-DFM工具进行模拟,获取所述待处理芯片的第一缺陷分布以 及所述缺陷参数。

优选的,在上述化学机械研磨方法中,所述获取缺陷区域的缺陷参数包 括:

获取所述缺陷区域的金属的线宽、间距以及第一Dishing值。

优选的,在上述化学机械研磨方法中,所述氧化层的优化厚度的确定包 括步骤:

A1)设定要消除的缺陷的第二Dishing值;

A2)根据所述第一Dishing值和所述第二Dishing值,利用氧化层优化厚度 计算公式,计算所述氧化层的优化厚度;

A3)检查工艺完成后所述氧化层是否全部去除,如果未全部去除,则调 整所述第二Dishing值,返回步骤A2),当所述氧化层全部去除时对应的氧 化层的优化厚度为最终确定的优化厚度。

优选的,在上述化学机械研磨方法中,所述氧化层优化厚度计算公式为:

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