[发明专利]一种化学机械研磨机台研磨压力补偿方法

说明书

本发明提出一种化学机械研磨机台研磨压力补偿方法，包括下列步骤：在研磨过程中，根据研磨盘的行程检测研磨垫厚度变化；针对研磨垫不同厚度，对研磨压力进行调节。本发明提出的化学机械研磨机台研磨压力补偿方法，通过设置于研磨盘上的传感器测量研磨盘的行程，并通过研磨盘在研磨过程中实际行程与换新研磨垫时的原始行程数值的差值计算研磨垫厚度变化，并根据研磨垫厚度变化对研磨压力进行调节。本发明针对研磨垫厚度的变化，进行压力调节，保证研磨速率稳定。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域的化学机械抛光工艺，且特别涉及一种化学机械研磨机台研磨压力补偿方法。

背景技术

在集成电路的制造过程中，通常在硅晶片上依次沉积半导体层、导电层、氧化层等多种层结构。在沉积了每一层之后，会需要蚀刻工艺以形成所需的图案，从而形成电路元件。蚀刻工艺会导致沉积的层表面出现不平整或不均匀的问题，从而在后续的工艺步骤期间产生缺陷。因此需要对器件的表面进行平整化。

化学机械研磨是一种常见的用于使器件表面平面化的工艺手段。固定研磨粒化学机械研磨设备需要使用具有研磨性和腐蚀性的研磨粒，并配合使用研磨垫，通过综合利用化学作用和机械作用，对半导体晶片进行研磨。目前，常用的固定研磨粒化学机械研磨设备如图1所示。所示的固定研磨粒化学机械研磨设备100包括旋转台101、研磨垫102和研磨盘103。其中，研磨垫102的表面固定有研磨粒并通过马达驱动向前作间歇运动。在进行研磨时，研磨盘103将待研磨晶片贴压在研磨垫102的表面，研磨盘103带动晶片与带有研磨垫102的旋转台101以不同的转速旋转而产生相对运动，通过表面固定有研磨粒的研磨垫102与晶片之间的研磨作用对晶片进行研磨，以达到去除和平坦化晶片表面的目的。

在化学机械研磨过程中，随着研磨垫使用时间的增加，研磨垫厚度会变薄，同时伴随研磨液沟槽深度的降低，会导致研磨速率下降，从而会对晶片的均匀性造成不良影响，容易产生缺陷降低生产良率。

发明内容

本发明提出一种化学机械研磨机台研磨压力补偿方法，针对研磨垫厚度的变化，进行压力调节，保证研磨速率稳定。

为了达到上述目的，本发明提出一种化学机械研磨机台研磨压力补偿方法，包括下列步骤：

在研磨过程中，根据研磨盘的行程检测研磨垫厚度变化；

针对研磨垫不同厚度，对研磨压力进行调节。

进一步的，该方法通过设置于研磨盘上的传感器测量研磨盘的行程。

进一步的，所述研磨垫厚度变化采用以下公式计算：ΔHp＝Hd2-Hd1，其中Hd1表示为更换新研磨垫时测量得到的研磨盘行程，Hd2表示为后续研磨过程中测量得到的研磨盘行程。

进一步的，当ΔHp数值为1mm时，将研磨压力调节为4Psi。

进一步的，当ΔHp数值为2mm时，将研磨压力调节为4.2Psi。

进一步的，当ΔHp数值为3mm时，将研磨压力调节为4.5Psi。

进一步的，当ΔHp数值为4mm时，将研磨压力调节为4.8Psi。

进一步的，该方法采用的研磨速率为1000A/min。

本发明提出的化学机械研磨机台研磨压力补偿方法，通过设置于研磨盘上的传感器测量研磨盘的行程，并通过研磨盘在在研磨过程中实际行程与换新研磨垫时的原始行程数值的差值计算研磨垫厚度变化，并根据研磨垫厚度变化对研磨压力进行调节。本发明针对研磨垫厚度的变化，进行压力调节，保证研磨速率稳定。

附图说明

图1所示为现有技术中化学机械研磨设备的结构示意图。

图2所示为本发明较佳实施例的化学机械研磨机台研磨压力补偿方法流程图。