[发明专利]化学机械研磨制程方法及系统

说明书

本发明提供一种化学机械研磨制程方法和系统，方法包括将不同生产室获取的晶圆按照轮廓类型进行分组，以得到多个晶圆组；针对每个晶圆组建立控制模型，控制模型包括对所述晶圆的研磨参数；根据研磨参数对晶圆组中的晶圆进行研磨；采集在研磨过程中晶圆的膜厚度的移除量；以及根据晶圆的膜厚度的移除量调整同一晶圆组中下一晶圆的研磨参数，并根据调整的研磨参数对下一晶圆进行研磨；系统包括生产室和研磨装置，不同生产室生产的晶圆的表面具有不同的轮廓；研磨装置用于实现上述化学机械研磨制程方法。本发明将不同轮廓晶圆分组，一组晶圆与一个控制系统对应，以动态调整化学机械研磨制程的研磨参数，以改善化学机械研磨制程中晶圆平坦度。

技术领域

本发明涉及在化学机械研磨中的制程控制系统，尤其涉及用于化学机械研磨制程方法和系统。

背景技术

随着微电子器件线宽减小，多层互连结构要求提高，晶圆良好的平坦度(profile)对黄光光刻、刻蚀制程至关重要，也是化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanicalpolishing)制程追求的主要目标之一。在化学机械研磨过程中由于抛光垫(Pad)受到顶部压力会产生形变，同时挡环在研磨过程中不可避免的存在磨损变形，这些会导致晶圆表面受到的压力不均，中心与边缘去除率存在明显差异，晶圆的平坦度不佳。

在化学机械研磨前制程(prior layers)中，由于机台(tool)不同生产室(chambers)生产的晶圆的平坦度不同，晶圆中心与边缘厚度差异不一，薄膜表面形貌(filmtopography)差异明显。目前，在现有的化学机械研磨过程中对所有的晶圆全部采用相同的系统对研磨参数进行控制，这不能满足化学机械研磨对高效改善平坦度的要求。

发明内容

本发明提供一种化学机械研磨制程方法和系统，以至少解决现有技术中的以上技术问题中的至少一项。

为达到上述目的，本发明一种化学机械研磨制程方法，包括：

将不同生产室获取的晶圆按照轮廓类型进行分组，以得到多个晶圆组；

针对每个晶圆组建立控制模型，其中，所述控制模型包括对所述晶圆的研磨参数；

根据所述研磨参数对所述晶圆组中的晶圆进行研磨；

采集在所述研磨过程中所述晶圆的膜厚度的移除量；以及

根据所述晶圆的膜厚度的移除量调整同一所述晶圆组中下一晶圆的研磨参数，并根据调整的研磨参数对所述下一晶圆进行研磨。

一种实施例中，所述根据所述晶圆的膜厚度的移除量调整同一所述晶圆组中下一晶圆的研磨参数，包括：

建立所述晶圆的膜厚度的移除量与研磨时间的关联曲线；以及

根据所述关联曲线，基于当前晶圆的膜厚度的移除量来调整同一所述晶圆组中下一晶圆的研磨时间。

一种实施例中，所述关联曲线表示所述晶圆的膜厚度的移除量与研磨时间成正比。

一种实施例中，所述根据所述晶圆的膜厚度的移除量调整同一所述晶圆组中下一晶圆的研磨参数，还包括：

将所述晶圆分成多个区域；

分别测量当前晶圆经研磨后各个区域的膜厚度的移除量；以及

根据当前晶圆的各个区域的膜厚度的移除量调整同一所述晶圆组中下一晶圆的各个区域的研磨压力。

一种实施例中，所述根据当前晶圆的各个区域的膜厚度的移除量调整同一所述晶圆组中下一晶圆的各个区域的研磨压力，包括：

设置所述晶圆组中晶圆目标移除量；以及

比较当前晶圆经研磨后各个区域的膜厚度的移除量与所述目标移除量，以根据比较结果调整同一所述晶圆组中下一晶圆的各个区域的研磨压力。