[发明专利]一种用于化学机械研磨的研磨系统及研磨方法

说明书

本发明提供了一种用于化学机械研磨的研磨系统及研磨方法，通过改善研磨头结构，通过IAPC系统采集当前前待研磨晶圆的厚度情况，对研磨头各个区域的研磨压力进行改善，以达到CMP后晶圆的薄膜层面内均匀性提高的目的。其特点为能够在较小的区域内调节研磨压力，达到控制小区域范围内的晶圆的厚度。系统在采集当前待磨的厚度信息后反馈给系统，以此来调整研磨头不同区域的研磨压力，研磨后晶圆的厚度信息会反馈给系统，系统会根据研磨后晶圆的厚度信息对给该区域的研磨压力再进行微调，以达到优化研磨薄膜层面内均匀性的目的。本发明结合IAPC系统，可保持研磨工艺稳定性，并可对待研磨的晶圆的厚度进行更好的调节，改善晶圆面内均匀性，提高晶圆价值。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种用于化学机械研磨的研磨系统及研磨方法。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，集成电路的关键尺寸越来越小的同时，晶圆的尺寸越来越大，单片晶圆的价值也越来越高。化学机械研磨技术作为一种晶圆加工技术，对晶圆质量及良率有着重要作用，而提高介质薄膜层的面内均匀性是保障研磨效果的关键，其中研磨头结构对薄膜效果起到重要作用。如图1所示，目前，CMP机台的研磨头结构是一种同心圆结构，分为5个研磨区域，当待研磨的晶圆的厚度较均匀时，通过调节研磨头5个Zone的压力时，研磨后可获得较好均匀性的研磨层，但待研磨的晶圆的厚度分布很不均匀时，特别是针对某些晶圆表面区域厚度偏太高或偏太低时，需要调节对于小区域的研磨压力，但在现有的研磨头压力下较难达到理想的研磨效果。

因此需要一种可以对厚度分布不均匀的晶圆的小区域进行研磨压力调节的研磨的研磨系统及研磨方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于化学机械研磨的研磨系统及研磨方法，用于解决现有技术中，针对待研磨的晶圆的厚度分布很不均匀的情况，特别是针对某些晶圆表面区域厚度偏太高或偏太低时，无法达到理想的研磨效果等问题。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种用于化学机械研磨的研磨系统，包括IAPC系统、用于研磨一晶圆的研磨头、多个施力部件；

所述研磨头包括圆形的第一研磨区域以及多个与所述第一研磨区域同心的圆环状研磨区域；

每个所述圆环状研磨区域均包括包括多个子研磨区域；

所述多个施力部件分别用于对所述第一研磨区域以及所述多个子研磨区域提供研磨压力；

所述IAPC系统用于采集所述待研磨晶圆的厚度数据并根据所述厚度数据控制所述施力部件施加的研磨压力。

可选的，所述多个圆环状研磨区域数量为1～10个。

可选的，所述多个圆环状研磨区域数量为3个。

可选的，每个所述圆环状研磨区域中子研磨区域的数量为2～10个。

可选的，每个所述圆环状研磨区域中子研磨区域的数量为6个。

可选的，所述多个子研磨区域沿每个对应的所述圆环状研磨区域的周向均匀分布。

可选的，所述多个子研磨区域沿每个对应的所述圆环状研磨区域的周向非均匀分布。

本发明的第二方面提供一种用于化学机械研磨的研磨方法，包括如下步骤：

S1：所述IAPC系统采集所述待研磨晶圆的厚度信息；

S2：所述IAPC系统根据所述厚度信息调整每个所述施力部件施加的研磨压力；

S3：所述施力部件分别对所述第一研磨区域以及所述多个子研磨区域施加研磨力，所述研磨头对所述待研磨晶圆进行研磨；