專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種有效控制cmp研磨殘膜厚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝，特別是指一種有效控制CMP研磨殘膜厚的方法。
背景技術(shù)：
：CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)是半導(dǎo)體制造工藝中非常重要的工藝之一?，F(xiàn)有的CMP工藝，主要是利用制品前膜厚度、先導(dǎo)光片的研磨速率以及與殘膜目標(biāo)值相關(guān)的一個(gè)固定值來(lái)計(jì)算產(chǎn)品的研磨時(shí)間(如式1所示)，對(duì)CMP研磨后的厚度進(jìn)行控制。t=(Tp-K)/r式1其中t為研磨時(shí)間；Tp為前膜的厚度；K為與制品相關(guān)的一個(gè)參數(shù);r為先導(dǎo)光片的研磨速率。然而，實(shí)際控制過(guò)程中，K并不是一個(gè)常數(shù)，由于這種方法是利用制品研磨速率和光片研磨速率的固定關(guān)系來(lái)計(jì)算的，并沒(méi)充分考慮到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、CMP耗材等諸多因素的影響，因此利用上述公式計(jì)算往往會(huì)導(dǎo)致殘膜的膜厚有較大的波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)品的膜厚超出規(guī)格以外。對(duì)于制品研磨時(shí)間來(lái)講，也可用另外公式(式2)表示t二(Tp-Tpost)/R式2其中，Tpost是制品的殘膜厚度；R是實(shí)際制品的研磨速率。將式1和式2結(jié)合起來(lái)，得出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式3然而，實(shí)際的研磨過(guò)程中，光片和制品的研磨速率r和R受到耗材和制品等諸多因素的影晌都不是固定不變的，r/R的比值也有很大的變化；根據(jù)這一點(diǎn)，從式3可以推斷，K并不是一個(gè)常數(shù)。這也就是原來(lái)計(jì)算方法導(dǎo)致殘膜的膜厚有較大的波動(dòng)的原因。如圖2所示，對(duì)CMP工藝而言，影響先導(dǎo)光片研磨速率的和產(chǎn)品研磨速率的因素有很多，即使同一種因素，對(duì)于兩種研磨速率的影響也不盡相同。因此，在此
技術(shù)領(lǐng)域：
中，需要一種新的研磨時(shí)間的計(jì)算方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)CMP研磨后磨后的有效控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種有效控制CMP研磨殘膜厚的方法，它可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)獲得的影響研磨時(shí)間的因素，較為準(zhǔn)確地確定所需研磨時(shí)間，最終可實(shí)現(xiàn)對(duì)CMP研磨后膜厚的有效控制。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明有效控制CMP研磨殘膜厚的方法，根據(jù)實(shí)際測(cè)得的產(chǎn)品平均研磨時(shí)間、平均前磨厚度、平均先導(dǎo)光片研磨速率、平均研磨速率和平均厚度控制研磨時(shí)間，其研磨時(shí)間計(jì)算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式4其中；是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨時(shí)間；Tp是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均前膜厚度；^是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均光片研磨速率；R是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨速率；Tpost是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均厚度。m是光片研磨速率、制品研磨速率變化的修正因子m=l.0+/-0.有效控制CMP研磨殘膜厚的方法所述的先導(dǎo)光片為與待研磨的膜質(zhì)相同或不同的無(wú)圖形硅片。采用上述研磨時(shí)間的計(jì)算方法后，通過(guò)對(duì)部分產(chǎn)品的研磨時(shí)間進(jìn)行修正，提高了產(chǎn)品膜厚的Cpk，有效改善和控制了CMP工藝。下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是影響CMP光片和產(chǎn)品片研磨速率的因素；圖2是利用公式計(jì)算得到的產(chǎn)品膜厚推移曲線(xiàn)。具體實(shí)施例方式所述CMP工藝包括STI-CMP(淺溝道隔離研磨)，PMD-CMP(金屬前介質(zhì)膜研磨)，其膜質(zhì)包括有BPSG(摻硼，磷硅玻璃)，PSG(摻磷硅玻璃等)；IMD-CMP(金屬層間膜研磨)，其膜質(zhì)包括有HDP(高密度等離子體氧化膜)，F(xiàn)SG(摻氟硅玻璃)，P-Si02(等離子體氧化膜等)。首先，新制品到來(lái)后，前10個(gè)批次仍然按照原來(lái)的方法(式l)進(jìn)行研磨時(shí)間的計(jì)算1;132....110。t二(Tp_K)/r《1其次，改造現(xiàn)有軟件，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際獲得公式4所需要的參數(shù)如下1)前10個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨時(shí)間，t=(tl+t2+t3....+tlO)/102)直接測(cè)試得到前10個(gè)批次產(chǎn)品的平均前膜厚度，Tp=(Tpl+Tp2+Tp3...,+Tpl0)/103)通過(guò)日常設(shè)備速率監(jiān)控，得到前10個(gè)批次產(chǎn)品的平均先導(dǎo)光片研磨速率，r=(rl+r2+r3....+rl0)/104)可根據(jù)此計(jì)算公式Rl=(Tpl-Tp0stl)/tl計(jì)算得到前10個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨速率，R=(R1+R2+R3....+R10)/105)直接測(cè)試得到前IO個(gè)批次產(chǎn)品的平均殘膜厚度，Tpost=(Tpostl+Tpost2+Tpost3...+TpostlO)/10然后，對(duì)于IO個(gè)批次后，利用本發(fā)明的計(jì)算公式(式4)進(jìn)行研磨時(shí)間的計(jì)算。t=1+(Tp-Tp)/r+((F-r)*m)/i"*l+(7post-Tt)/2r式41234其中t是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨時(shí)間；Tp是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均前膜厚度；r是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均光片研磨速率；R是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均研磨速率；Tpost是前510個(gè)批次產(chǎn)品的平均厚度。說(shuō)明1:代表平均研磨時(shí)間；2:代表前膜厚度對(duì)研磨時(shí)間的影響；3:代表光片淹沒(méi)速率變化對(duì)研磨時(shí)間的影響；4:代表殘膜偏離目標(biāo)值后對(duì)研磨時(shí)間的修正。所述先導(dǎo)光片為與待研磨的膜質(zhì)相同或不同的無(wú)圖形硅片。如圖2所示，樣品D*29-3CMP通過(guò)上迷計(jì)算方法計(jì)算的研磨時(shí)向，產(chǎn)品膜厚的Cpk(工程能力指數(shù))可以提高31%。如表1所述，對(duì)于7個(gè)樣品，通過(guò)式4計(jì)算研磨時(shí)間，產(chǎn)品的膜厚的Cpk都可以提高10%以上。表1.利用公式計(jì)算后產(chǎn)品膜厚控制效果。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種有效控制CMP研磨殘膜厚的方法，其特征在于，根據(jù)實(shí)際測(cè)得的產(chǎn)品平均研磨時(shí)間、平均前磨厚度、平均先導(dǎo)光片研磨速率、平均研磨速率和平均厚度控制研磨時(shí)間，其研磨時(shí)間計(jì)算公式如下2.如權(quán)利要求1所述的有效控制CMP研磨殘膜厚的方法，其特征在于,所述先導(dǎo)光片為與待研磨的膜質(zhì)相同或不同的無(wú)圖形硅片。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種有效控制CMP研磨殘膜厚的方法，其根據(jù)實(shí)際測(cè)得的產(chǎn)品平均研磨時(shí)間、平均前膜厚度、平均先導(dǎo)光片研磨速率、平均研磨速率和平均厚度控制研磨時(shí)間，本發(fā)明結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中獲得的影響研磨時(shí)間的因素，較為準(zhǔn)確地確定所需研磨時(shí)間，最終可實(shí)現(xiàn)對(duì)CMP研磨后膜厚的有效控制。文檔編號(hào)B24B37/005GK101104250SQ20061002876公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2006年7月10日優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日發(fā)明者劉艷平,李晗玲申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司