專利名稱：采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研磨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，具體涉及一種采用終 點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研磨的方法。
背景技術(shù)：
有些工藝如淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)和鴿(W) 的化學(xué)研磨工藝中，為了保證工藝的穩(wěn)定性，普遍有用到終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)， 如美國(guó)應(yīng)用材料公司的實(shí)時(shí)速率異常終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)(Applied Materials' ISRM EPD)。
目前已經(jīng)用到的終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械研磨主要是利用當(dāng)研磨到 不同的膜質(zhì)的交界處，檢測(cè)到一些物理特性會(huì)發(fā)生變化，并利用這個(gè)特性 發(fā)現(xiàn)研磨終點(diǎn)。但是，在現(xiàn)有的同一種膜質(zhì)的研磨如金屬間絕緣層(IMD) 的研磨和金屬前絕緣層(PMD)的研磨中，并沒(méi)有利用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)。如 圖1所示，在層間絕緣層長(zhǎng)膜前，由于金屬的存在，所以有一定的臺(tái)階高 度差H,在有高度差的部分，膜的致密度遠(yuǎn)不如下面沒(méi)有高度差的部分。 在層間膜生長(zhǎng)的時(shí)候，由于下面金屬層的存在會(huì)造成長(zhǎng)膜后上面會(huì)有高高 低低的突起和凹陷(A區(qū)域)，這個(gè)區(qū)域的致密度很低，而其下面的區(qū)域 致密度則明顯增高。當(dāng)研磨時(shí)，研磨頭在A區(qū)域和下面的區(qū)域受力是很明 顯不一樣的，A區(qū)域受力小，A區(qū)域以下受力大。在現(xiàn)有的研磨工藝中， 是用同一個(gè)工藝程序研磨， 一直研磨到終點(diǎn)。但在研磨有高度差的那一部 分時(shí)，由于相對(duì)致密度低，研磨速度相當(dāng)快。同時(shí)，在圖型較密的部分比 圖型較疏的部分研磨速率慢，這樣的話，以同一種速率研磨下去，當(dāng)在圖 型較密的部分研磨到終點(diǎn)時(shí)，較疏的部分有可能已經(jīng)研磨得過(guò)多，這部分 比研磨后的規(guī)格還薄，結(jié)果是晶圓的表面平整度未能滿足要求。在現(xiàn)有的 集成電路設(shè)計(jì)中為了盡可能地解決這個(gè)問(wèn)題，將前膜盡量長(zhǎng)厚(即使圖1
中的前值盡量大)，使得A區(qū)域到研磨后值規(guī)格之間的差距盡量大，靠增 加研磨時(shí)間來(lái)抵消在研磨有高度差那一部分產(chǎn)生的平整度差的問(wèn)題。結(jié)果 導(dǎo)致成本升高，而且在研磨的時(shí)候，如果有的區(qū)域研磨速度較快，仍然會(huì) 產(chǎn)生糟糕的表面平整度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜 質(zhì)進(jìn)行研磨的方法，該方法能提高研磨產(chǎn)品的平整度，減少研磨的時(shí)間， 既能提高產(chǎn)量又能節(jié)約成本。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜
質(zhì)進(jìn)行研磨的方法，包括如下步驟步驟l，產(chǎn)品到來(lái)之后，測(cè)量前值；
步驟2，在凹凸區(qū)域用小于50rpm的低轉(zhuǎn)速和小于4psi的低壓力進(jìn)行研 磨，進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)，抓到特征點(diǎn)后停止研磨；步驟3，用正常的轉(zhuǎn)速 50-120rpm和正常的壓力4-8psi繼續(xù)研磨，根據(jù)研磨時(shí)間研磨至后值規(guī) 格。
在步驟1之前，先將某一種產(chǎn)品測(cè)試前膜，然后試研磨，并利用終點(diǎn) 檢測(cè)系統(tǒng)確定研磨到平坦化的厚度，確定終點(diǎn)檢測(cè)程序。
步驟3中所述的研磨時(shí)間按以下方法確定:用步驟1測(cè)量的前值減去
權(quán)利要求2所述的平坦化的厚度，再減去步驟3所述的后值規(guī)格就得到需 要過(guò)研磨的研磨量，用該研磨量除以該膜質(zhì)的光片速率即得到所述的研磨 時(shí)間。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果在本發(fā)明中，在有凹 凸區(qū)域的部分采用低轉(zhuǎn)速和低壓力的研磨工藝研磨至平坦化，由于研磨力 量很輕，這樣既可以使研磨的平整度良好，又能夠獲得壓力特征明顯的終 點(diǎn)反饋圖型，更加容易抓住終點(diǎn)；而且可以比較明確的估計(jì)并減少?gòu)腁 區(qū)域到后值規(guī)格的距離，這樣可以減少研磨時(shí)間。本發(fā)明采用這種終點(diǎn)檢 測(cè)系統(tǒng)，可以放心地掌握當(dāng)前產(chǎn)品的狀態(tài)，有利于保障產(chǎn)品安全，也大大 提高了產(chǎn)品的平整度和產(chǎn)量，減少了相關(guān)耗材的成本(如成膜的成本和相 應(yīng)的研磨成本)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的層間絕緣層的剖面圖2是本發(fā)明的工藝流程圖3是本發(fā)明的終點(diǎn)檢測(cè)圖型。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 如圖2所示，本發(fā)明的工藝流程包括如下步驟 步驟l，產(chǎn)品到來(lái)，測(cè)量前值；
步驟2，在凹凸區(qū)域用低轉(zhuǎn)速(小于50rpm)和低壓力(小于4psi) 研磨，進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)，抓到特征點(diǎn)后停止研磨；
步驟3，用正常的壓力(4-8psi)和正常的轉(zhuǎn)速(50-120rpm)繼續(xù)
研磨，根據(jù)研磨時(shí)間研磨至后值規(guī)格。本發(fā)明在第一部分利用終點(diǎn)檢測(cè)系 統(tǒng)研磨的過(guò)程中，首先，利用低轉(zhuǎn)速和低壓力來(lái)消除由于金屬層產(chǎn)生的高 度差，并利用明顯的終點(diǎn)反饋現(xiàn)象及時(shí)抓住特征點(diǎn)(即終點(diǎn))。在有高度 差的部分，膜的致密度較軟，研磨速度較快，摩擦力較小。當(dāng)研磨到?jīng)]有 高度差的部分，由于膜質(zhì)較硬，摩擦力增大，為了保證一定的轉(zhuǎn)速，需要
提高電流或電壓。終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)把這個(gè)變化如圖3所示表現(xiàn)出來(lái)。最 終，可以利用這個(gè)摩擦力的變化抓住終點(diǎn)。
本發(fā)明在第二部分研磨時(shí)，利用較高的轉(zhuǎn)速和正常的壓力快速而平穩(wěn) 的研磨到后值規(guī)格。
下面舉例描述本發(fā)明如何實(shí)現(xiàn)在同一種膜質(zhì)研磨中利用終點(diǎn)檢測(cè)系
統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)更好的研磨工藝-
步驟1，第一次建立程序時(shí)，先將某一種產(chǎn)品測(cè)試前膜，然后試研磨， 并利用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)確定研磨到平坦化的厚度，確定終點(diǎn)檢測(cè)程序。
步驟2，當(dāng)真正產(chǎn)品到來(lái)之后，測(cè)量前值，按如圖2所示的流程進(jìn)行 操作，先利用終點(diǎn)檢測(cè)手段研磨至平坦化，然后用前值減去該產(chǎn)品到平坦 化消耗的高度(即步驟1已確定的研磨到平坦化的厚度)再減去后值規(guī)格， 就得到需要過(guò)研磨的研磨量。
步驟3,再用過(guò)研磨量除以該膜質(zhì)的光片速率即可得到過(guò)研磨的時(shí)間。
本發(fā)明在平坦化研磨時(shí)利用低轉(zhuǎn)速低壓力的工藝可以實(shí)現(xiàn)更好的平 整度。工藝集成工程師可以了解整個(gè)研磨量的分布，在保證過(guò)研磨量的合 理范圍，盡量減少前膜的成膜量。
權(quán)利要求
1、一種采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研磨的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，產(chǎn)品到來(lái)之后，測(cè)量前值；步驟2，在凹凸區(qū)域用小于50rpm的低轉(zhuǎn)速和小于4psi的低壓力進(jìn)行研磨，進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)，抓到特征點(diǎn)后停止研磨；步驟3，用正常的轉(zhuǎn)速50-120rpm和正常的壓力4-8psi繼續(xù)研磨，根據(jù)研磨時(shí)間研磨至后值規(guī)格。
2、 如權(quán)利要求1所述的采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研磨的 方法，其特征在于，在步驟1之前，先將某一種產(chǎn)品測(cè)試前膜，然后試研 磨，并利用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)確定研磨到平坦化的厚度，確定終點(diǎn)檢測(cè)程序。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研 磨的方法，其特征在于，步驟3中所述的研磨時(shí)間按以下方法確定用步 驟1測(cè)量的前值減去權(quán)利要求2所述的平坦化的厚度，再減去步驟3所述 的后值規(guī)格就得到需要過(guò)研磨的研磨量，用該研磨量除以該膜質(zhì)的光片速 率即得到所述的研磨時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用終點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)同一種膜質(zhì)進(jìn)行研磨的方法，包括如下步驟步驟1，產(chǎn)品到來(lái)之后，測(cè)量前值；步驟2，在凹凸區(qū)域用小于50rpm的低轉(zhuǎn)速和小于4psi的低壓力進(jìn)行研磨，進(jìn)行終點(diǎn)檢測(cè)，抓到特征點(diǎn)后停止研磨；步驟3，用正常的轉(zhuǎn)速50-120rpm和正常的壓力4-8psi繼續(xù)研磨，根據(jù)研磨時(shí)間研磨至后值規(guī)格。該方法能提高研磨產(chǎn)品的平整度，減少研磨的時(shí)間，既能提高產(chǎn)量又能節(jié)約成本。
文檔編號(hào)B24B49/02GK101161414SQ200610116939
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者王海軍, 程曉華, 晨 蔡, 煊 謝 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司