專(zhuān)利名稱(chēng)：控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的半導(dǎo)體制造工藝中，很多情況下會(huì)用到化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝，比如淺 溝槽隔離(STI)氧化硅拋光、局部互聯(lián)(Li)氧化硅拋光、LI鎢拋光、層間介質(zhì)(ILD)氧化 硅拋光以及銅拋光等。圖1為現(xiàn)有化學(xué)機(jī)械研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，假設(shè)該化學(xué)機(jī)械研磨 裝置共包括三套研磨子系統(tǒng)，即子系統(tǒng)1、子系統(tǒng)2及子系統(tǒng)3 ；其中，每個(gè)子系統(tǒng)中包括 研磨盤(pán)、固定于研磨盤(pán)上的研磨墊及研磨漿供應(yīng)管。研磨漿供應(yīng)管用于輸出研磨漿。該化 學(xué)機(jī)械研磨裝置還包括四個(gè)研磨頭，用于依次裝卸晶圓后，移動(dòng)到相應(yīng)的子系統(tǒng)上。當(dāng)進(jìn)行研磨時(shí)，首先將待研磨的晶圓附著在研磨頭上，移動(dòng)到要研磨的子系統(tǒng)上 方，使晶圓的待研磨面與研磨墊接觸；然后，研磨盤(pán)和研磨頭均在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下按逆時(shí)針?lè)?向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，但兩者的旋轉(zhuǎn)速度不同，研磨頭還沿著研磨墊的直徑方向進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)；同 時(shí)，研磨液供應(yīng)管向研磨墊輸送研磨漿，通過(guò)研磨漿的化學(xué)作用和機(jī)械作用使晶圓表面平 坦化。需要說(shuō)明的是，根據(jù)待研磨的材料的不同，研磨漿的具體成分也將不同，另外，研磨墊 的材質(zhì)以及圖案等也將不同。研磨后再移動(dòng)到裝卸位拆卸晶圓。該化學(xué)機(jī)械研磨裝置還包括一個(gè)子系統(tǒng)4作為裝卸晶圓位，在該位置將該晶圓裝 在研磨頭上，依次旋轉(zhuǎn)到子系統(tǒng)1、子系統(tǒng)2或子系統(tǒng)3，在卸載時(shí)旋轉(zhuǎn)到子系統(tǒng)4進(jìn)行卸載。在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)某一晶圓共需要進(jìn)行三次研磨，那么該晶圓將按照子系統(tǒng)1、 子系統(tǒng)2及子系統(tǒng)3的順序依次進(jìn)行研磨，根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)所負(fù)責(zé)研磨的材料的相同或不 同，各子系統(tǒng)可采用相同或不同的研磨漿及研磨墊。對(duì)于每一子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在一個(gè)制程中， 其所采用的研磨工藝和參數(shù)相同，可以依次研磨一個(gè)或多個(gè)批次的晶圓，每個(gè)批次的晶圓 有多個(gè)。在采用化學(xué)機(jī)械研磨裝置的各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)晶圓進(jìn)行研磨時(shí)，對(duì)于每一個(gè)子系統(tǒng)來(lái) 說(shuō)，其都是依次一片一片晶圓研磨的，在這個(gè)過(guò)程中，該子系統(tǒng)的研磨墊會(huì)遭到損耗和各個(gè) 研磨頭的損耗，對(duì)于同樣研磨厚度的晶圓，在同一子系統(tǒng)中需要的研磨時(shí)間可能會(huì)不相同。 因此，目前提出了一種提升CMP過(guò)程控制方法，該控制方法分別用于每個(gè)子系統(tǒng)上，對(duì)依次 研磨的晶圓研磨相同的厚度時(shí)進(jìn)行研磨的時(shí)間控制。由于化學(xué)機(jī)械研磨裝置的設(shè)置，各個(gè)子系統(tǒng)依次研磨控片的過(guò)程是一個(gè)連續(xù)過(guò) 程，由于子系統(tǒng)在研磨過(guò)程中的損耗，子系統(tǒng)的性能在一段時(shí)間后會(huì)有更改，所以對(duì)于同一 個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研磨前一晶圓的過(guò)程會(huì)影響后續(xù)研磨晶圓的過(guò)程。這時(shí)，就需要采用提升 CMP過(guò)程控制方法分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的研磨參數(shù)(主要為研磨時(shí)間)進(jìn)行修改，以使得同一 子系統(tǒng)在不同時(shí)間段內(nèi)所研磨的晶圓厚度相同，在同一制程中提高晶圓的成品率。
提升CMP過(guò)程控制方法實(shí)際上就是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行研 磨時(shí)間的反饋控制，該反饋控制系統(tǒng)設(shè)置在化學(xué)機(jī)械研磨裝置的控制部分中，和各個(gè)子系 統(tǒng)直接交互。該反饋控制系統(tǒng)在如圖2所示。該反饋控制系統(tǒng)至少包括集中測(cè)量模塊、動(dòng)力模型模塊及研磨控制模塊，其中，集中測(cè)量模塊，用于分別測(cè)量化學(xué)機(jī)械研磨裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi) 研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度值，然后將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給動(dòng)力模型模塊；動(dòng)力模型模塊，存儲(chǔ)有動(dòng)力模型，用于根據(jù)接收到的該測(cè)量結(jié)果代入設(shè)置的動(dòng)力 模型計(jì)算，分別得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值，發(fā)送給研磨控制模塊；研磨控制模塊，用于根據(jù)從動(dòng)力模型模塊接收到的各個(gè)系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間 段值，分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值進(jìn)行調(diào)整。這樣，各個(gè)子系統(tǒng)在分別研磨下一晶圓時(shí)，就采用調(diào)整后的時(shí)間段值進(jìn)行研磨，使 得在不同時(shí)間段內(nèi)研磨的晶圓厚度相同。具體地，在動(dòng)力模型模塊中要設(shè)置動(dòng)力模型，設(shè)置的原理為研磨當(dāng)前晶圓時(shí)間段值=(理想的晶圓研磨厚度+前一晶圓的實(shí)際研磨厚度-前 一晶圓的目標(biāo)研磨厚度)/晶圓研磨速率公式(1)其中，公式(1)中的理想的晶圓研磨厚度、前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度晶圓研磨速 率(對(duì)于不同的子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，該速率可以不相同或相同)都為設(shè)置值，預(yù)先存儲(chǔ)，而前一晶 圓的實(shí)際研磨厚度則為測(cè)量得到的。在具體設(shè)置動(dòng)力模型模塊中的動(dòng)力模型時(shí)，采用以下的動(dòng)力模型研磨下一晶圓時(shí)間段值=(理想的晶圓研磨厚度+前一晶圓的實(shí)際研磨厚度-前 一晶圓的目標(biāo)研磨厚度)+ (當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度-當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度)/晶圓 研磨速率 公式O)其中，公式O)中的理想的晶圓研磨厚度、前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度、當(dāng)前晶圓的 實(shí)際研磨厚度和晶圓研磨速率都為設(shè)置的值，預(yù)先存儲(chǔ)，而當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度值是 當(dāng)前測(cè)量得到的，前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度是研磨前一晶圓時(shí)測(cè)量得到并緩存的。從上述敘述可以看出，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的提升CMP過(guò)程控制方法需要對(duì) 每一個(gè)子系統(tǒng)都設(shè)置一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力模型，并分別根據(jù)設(shè)置的復(fù)雜的動(dòng)力模型進(jìn)行計(jì)算， 得到每一個(gè)子系統(tǒng)的研磨下一晶圓的時(shí)間段值，然后再指示每一個(gè)子系統(tǒng)去調(diào)整。這樣分 別對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)的研磨下一晶圓的時(shí)間段值進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算及調(diào)整，控制效率不高且控制 比較復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)。另外，在進(jìn)行反饋時(shí)，對(duì)于各個(gè)研磨頭是分別反饋的，由于在研磨過(guò)程中，對(duì)于同 一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)每一次使用的研磨頭并不一定相同，所以上一次反饋的結(jié)果并無(wú)法真正反 應(yīng)當(dāng)前子系統(tǒng)的損耗，所以根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)子系統(tǒng)調(diào)整的準(zhǔn)確性也不高。或者采用得到相 同研磨頭在子系統(tǒng)上的反饋結(jié)果對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，耗費(fèi)的時(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法，該方法提高控制化學(xué) 機(jī)械研磨時(shí)間的效率且比較簡(jiǎn)單，在比較短的時(shí)間內(nèi)控制研磨時(shí)間且精度比較高。本發(fā)明還提供一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提高控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的效率且比較簡(jiǎn)單。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法，該方法應(yīng)用在對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨裝置中各個(gè)子 系統(tǒng)的控制過(guò)程中，存儲(chǔ)各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值，該方法還包括分別測(cè)量各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的厚度，分別得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的 實(shí)際厚度值；分別采用研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值和設(shè)置的研磨當(dāng)前晶圓的目標(biāo)厚度值的比 值計(jì)算各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值；將各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值的平均數(shù)作為Q’因子值；將Q’因子值和存儲(chǔ)的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值之間的乘積分別 作為各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值后，提供給各個(gè)子系統(tǒng)執(zhí)行。所述的各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)目為3。所述的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值為采用所述方法計(jì)算得到的，或 者設(shè)置的初始值。所述設(shè)置的初始值等于理想的晶圓研磨厚度加上前一晶圓的實(shí)際研磨厚度后，減 去前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度得到的值，再除以晶圓研磨速率，其中，理想的晶圓研磨厚度、 前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度晶圓研磨速率為設(shè)置值，預(yù)先存儲(chǔ)，而前一晶圓的實(shí)際研磨厚度 則為測(cè)量得到的。一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的系統(tǒng)，設(shè)置在化學(xué)機(jī)械研磨裝置的控制部分中，和 各個(gè)子系統(tǒng)直接交互，至少包括集中測(cè)量模塊，用于分別測(cè)量化學(xué)機(jī)械研磨裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi) 研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度值，然后將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給動(dòng)力模型模塊；Q因子的動(dòng)力模型模塊，存儲(chǔ)有Q因子的動(dòng)力模型，用于根據(jù)當(dāng)前晶圓的研磨厚度 和當(dāng)前目標(biāo)晶圓的研磨厚度比值得到各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值，進(jìn)行平均后得到Q’因子值， 然后將研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值乘以Q’因子值得到研磨下一晶圓的時(shí)間段值，發(fā)送給研磨 控制模塊；研磨控制模塊，用于根據(jù)從動(dòng)力模型模塊接收到的各個(gè)系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間 段值，分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值進(jìn)行調(diào)整。所述研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值是預(yù)先設(shè)置的或計(jì)算得到上一晶圓的時(shí)間段值存 儲(chǔ)的。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明重新定義了動(dòng)力模型，引入了 Q’因子的概念，對(duì)于每 一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研磨下一晶圓的時(shí)間段值為研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值乘以Q’因子值，Q’ 因子值為計(jì)算得到的各個(gè)子系統(tǒng)平均Q因子值，各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值為當(dāng)前晶圓的研磨 厚度和當(dāng)前目標(biāo)晶圓的研磨厚度比值。這樣，在對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的研磨時(shí)間進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)不 同的子系統(tǒng)計(jì)算下一晶圓的研磨時(shí)間時(shí)，相比于現(xiàn)有技術(shù)的公式(2)來(lái)說(shuō)，比較簡(jiǎn)單，可以 提高控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的效率。因此，本發(fā)明提供的方法提高了控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí) 間的效率且比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，該Q’因子就是不同研磨頭在經(jīng)過(guò)了三個(gè)子系統(tǒng)后總研磨效率 的反饋，而不是對(duì)應(yīng)單個(gè)子系統(tǒng)，不需要像單個(gè)子系統(tǒng)反饋，在比較短的時(shí)間內(nèi)控制研磨時(shí) 間且精度比較高。


圖1為現(xiàn)有化學(xué)機(jī)械研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法流程圖；圖4為本發(fā)明提供的控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。從現(xiàn)有技術(shù)可以看出，采用現(xiàn)有的提升CMP過(guò)程控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨裝 置中各個(gè)子系統(tǒng)的研磨時(shí)間控制過(guò)程的效率比較低且復(fù)雜的原因時(shí)，對(duì)于每一個(gè)子系統(tǒng)， 都需要建立一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力模型(也就是公式(2))，然后分別進(jìn)行計(jì)算得到下一晶圓的研 磨時(shí)間段后再控制該子系統(tǒng)。由于公式O)比較復(fù)雜，在計(jì)算時(shí)需要應(yīng)用到多個(gè)參數(shù)(包 括預(yù)先存儲(chǔ)的及當(dāng)前測(cè)量得到的)，所以導(dǎo)致了后續(xù)控制該子系統(tǒng)的效率比較低且復(fù)雜。另 外，由于在計(jì)算時(shí)需要多個(gè)參數(shù)，所以每一個(gè)參數(shù)的不準(zhǔn)確都會(huì)影響到后續(xù)控制子系統(tǒng)的 準(zhǔn)確度，導(dǎo)致最終刻蝕子系統(tǒng)的準(zhǔn)確度也不高?，F(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行反饋時(shí)，對(duì)于各個(gè)研磨頭是分別反饋的，由于在研磨過(guò)程中，對(duì)于 每一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每一次使用的研磨頭并不一定相同，所以上一次反饋的結(jié)果并無(wú)法真 正反應(yīng)當(dāng)前子系統(tǒng)的損耗，所以根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)子系統(tǒng)調(diào)整的準(zhǔn)確性也不高。或者采用得 到相同研磨頭在子系統(tǒng)上的反饋結(jié)果對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，耗費(fèi)的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明重新對(duì)動(dòng)力模型進(jìn)行了改進(jìn)，引入了 Q’因子的概念，對(duì) 于每一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研磨下一晶圓的時(shí)間段值為研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值乘以Q’因子 值，Q’因子值為計(jì)算得到的各個(gè)子系統(tǒng)平均Q因子值，各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值為當(dāng)前晶圓 的研磨厚度和當(dāng)前目標(biāo)晶圓的研磨厚度比值。這樣，在對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的研磨時(shí)間進(jìn)行控制 時(shí)，對(duì)不同的子系統(tǒng)計(jì)算下一晶圓的研磨時(shí)間時(shí)，相比于現(xiàn)有技術(shù)的公式(2)來(lái)說(shuō)，動(dòng)力模 型比較簡(jiǎn)單且涉及的參數(shù)比較少，從而提高了控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的效率且精確度也大 大提高。對(duì)于本發(fā)明提供的Q’因子實(shí)際上就是對(duì)應(yīng)了圖1所示的裝置中的不同研磨頭在 經(jīng)過(guò)了三個(gè)子系統(tǒng)后總研磨效率的耦合反饋，也就是說(shuō)，Q’因子對(duì)應(yīng)的是三個(gè)子系統(tǒng)的不 同狀態(tài)和不同研磨頭結(jié)合在一起的研磨效率。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的方法考慮了 四個(gè)研磨頭之間相鄰研磨制程的影響(通過(guò)檢測(cè)子系統(tǒng)在研磨晶圓時(shí)損耗得到的)，這樣 就能提高反饋效率，而現(xiàn)有技術(shù)只是各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立接受上一晶圓的研磨反饋，反饋效率比 較低。以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖3為本發(fā)明提供的控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法流程圖，該方法應(yīng)用在對(duì)化學(xué) 機(jī)械研磨裝置中各個(gè)子系統(tǒng)的控制過(guò)程中，預(yù)先存儲(chǔ)各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間 段值，其具體步驟為步驟301、化學(xué)機(jī)械研磨裝置中各個(gè)子系統(tǒng)根據(jù)指示的研磨時(shí)間段，研磨當(dāng)前晶圓；步驟302、當(dāng)前晶圓研磨后，分別測(cè)量各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的厚度，分別得到 各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值；在本步驟中，如果該方法應(yīng)用于圖1所示的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，則測(cè)量得到三個(gè) 子系統(tǒng)的研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值；在本步驟中，如何測(cè)量各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的厚度為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再累 述；步驟303、分別計(jì)算各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值；在本步驟中，采用Q =研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值/研磨當(dāng)前晶圓的目標(biāo)厚度值 公式(3)計(jì)算得到各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值；公式(3)中的“/”表示除以的含義，研磨當(dāng)前晶圓的目標(biāo)厚度值為預(yù)先設(shè)置好的 并存儲(chǔ)；在本步驟中，如果該方法應(yīng)用于圖1所示的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，則需要計(jì)算三個(gè) 子系統(tǒng)的Q因子值；步驟304、計(jì)算得到Q，因子值；在本步驟中，Q’為各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值的平均數(shù)；在本步驟中，如果該方法應(yīng)用于圖1所示的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，則Q’為三個(gè)子系 統(tǒng)的Q因子值之和再除以三；步驟305、根據(jù)Q’因子值和存儲(chǔ)的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值分別 計(jì)算得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值后，提供給各個(gè)子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)入步驟301繼續(xù) 執(zhí)行；在本步驟中，各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值=各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的 研磨時(shí)間段值*Q’公式⑷；在本步驟中，其中的“ * ”表示乘以；在本步驟中，如果該方法應(yīng)用于圖1所示的化學(xué)機(jī)械研磨裝置，則需要計(jì)算得到 三個(gè)子系統(tǒng)的下一晶圓的時(shí)間段值，這時(shí)，三個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值可以 相同或不同。在該過(guò)程中，對(duì)于各個(gè)系統(tǒng)的初始研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值，也就是在一個(gè) 制程過(guò)程中第一次研磨晶圓的研磨時(shí)間段值，可以預(yù)先設(shè)置，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)的公式 (1)得到，其中，上一晶圓的實(shí)際研磨厚度值和上一晶圓的目標(biāo)研磨厚度值可以采用控片測(cè) 量得到，控片為在一個(gè)制程過(guò)程中正式研磨晶圓時(shí)，測(cè)量用晶圓。圖4為本發(fā)明提供的控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)置在化學(xué)機(jī)械 研磨裝置的控制部分中，和各個(gè)子系統(tǒng)直接交互，至少包括集中測(cè)量模塊、Q因子的動(dòng)力模 型模塊及研磨控制模塊，其中，集中測(cè)量模塊，用于分別測(cè)量化學(xué)機(jī)械研磨裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi) 研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度值，然后將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給動(dòng)力模型模塊；Q因子的動(dòng)力模型模塊，存儲(chǔ)有Q因子的動(dòng)力模型，用于采用接收到的該測(cè)量結(jié)果 根據(jù)設(shè)置的Q因子的動(dòng)力模型進(jìn)行計(jì)算，得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值，發(fā)送 給研磨控制模塊；
研磨控制模塊，用于根據(jù)從動(dòng)力模型模塊接收到的各個(gè)系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間 段值，分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值進(jìn)行調(diào)整。在該過(guò)程中，動(dòng)力模型模塊采用接收到的該測(cè)量結(jié)果根據(jù)設(shè)置的Q因子的動(dòng)力模 型進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程為根據(jù)當(dāng)前晶圓的研磨厚度和當(dāng)前目標(biāo)晶圓的研磨厚度比值得到各個(gè) 子系統(tǒng)的Q因子值，進(jìn)行平均后得到Q’因子值，然后將研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值乘以Q’因 子值得到研磨下一晶圓的時(shí)間段值。具體地，研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值是預(yù)先設(shè)置的或計(jì)算得到上一晶圓的時(shí)間段值 存儲(chǔ)的，不同子系統(tǒng)的研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值可以相同或不同。在圖4所示的系統(tǒng)中，采用的對(duì)于各個(gè)系統(tǒng)的初始研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段 值，也就是在一個(gè)制程過(guò)程中第一次研磨晶圓的研磨時(shí)間段值，可以預(yù)先設(shè)置，也可以采用 現(xiàn)有技術(shù)的公式(1)得到，其中，上一晶圓的實(shí)際研磨厚度值和上一晶圓的目標(biāo)研磨厚度 值可以采用控片測(cè)量得到，控片為在一個(gè)制程過(guò)程中正式研磨晶圓時(shí)，測(cè)量用晶圓。以上舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法，該方法應(yīng)用在對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨裝置中各個(gè)子系 統(tǒng)的控制過(guò)程中，存儲(chǔ)各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值，該方法還包括分別測(cè)量各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的厚度，分別得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值；分別采用研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值和設(shè)置的研磨當(dāng)前晶圓的目標(biāo)厚度值的比值計(jì) 算各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值；將各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值的平均數(shù)作為Q’因子值；將Q’因子值和存儲(chǔ)的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值之間的乘積分別作為 各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值后，提供給各個(gè)子系統(tǒng)執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)目為3。\
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨 時(shí)間段值為采用所述方法計(jì)算得到的，或者設(shè)置的初始值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置的初始值等于理想的晶圓研磨厚 度加上前一晶圓的實(shí)際研磨厚度后，減去前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度得到的值，再除以晶圓 研磨速率，其中，理想的晶圓研磨厚度、前一晶圓的目標(biāo)研磨厚度晶圓研磨速率為設(shè)置值， 預(yù)先存儲(chǔ)，而前一晶圓的實(shí)際研磨厚度則為測(cè)量得到的。
5.一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的系統(tǒng)，設(shè)置在化學(xué)機(jī)械研磨裝置的控制部分中，和各 個(gè)子系統(tǒng)直接交互，至少包括集中測(cè)量模塊，用于分別測(cè)量化學(xué)機(jī)械研磨裝置中的各個(gè)子系統(tǒng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)研磨 當(dāng)前晶圓的實(shí)際研磨厚度值，然后將該測(cè)量結(jié)果發(fā)送給動(dòng)力模型模塊；Q因子的動(dòng)力模型模塊，存儲(chǔ)有Q因子的動(dòng)力模型，用于根據(jù)當(dāng)前晶圓的研磨厚度和當(dāng) 前目標(biāo)晶圓的研磨厚度比值得到各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值，進(jìn)行平均后得到Q’因子值，然后 將研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值乘以Q’因子值得到研磨下一晶圓的時(shí)間段值，發(fā)送給研磨控制 模塊；研磨控制模塊，用于根據(jù)從動(dòng)力模型模塊接收到的各個(gè)系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段 值，分別對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值進(jìn)行調(diào)整。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述研磨當(dāng)前晶圓的時(shí)間段值是預(yù)先設(shè)置 的或計(jì)算得到上一晶圓的時(shí)間段值存儲(chǔ)的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的方法及系統(tǒng)，該方法應(yīng)用在對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨裝置中各個(gè)子系統(tǒng)的控制過(guò)程中，存儲(chǔ)各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值，該方法還包括分別測(cè)量各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的厚度，分別得到各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值；分別采用研磨當(dāng)前晶圓的實(shí)際厚度值和設(shè)置的研磨當(dāng)前晶圓的目標(biāo)厚度值的比值計(jì)算各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值；將各個(gè)子系統(tǒng)的Q因子值的平均數(shù)作為Q’因子值；將Q’因子值和存儲(chǔ)的各個(gè)子系統(tǒng)研磨當(dāng)前晶圓的研磨時(shí)間段值之間的乘積分別作為各個(gè)子系統(tǒng)研磨下一晶圓的時(shí)間段值后，提供給各個(gè)子系統(tǒng)執(zhí)行。本發(fā)明提高了控制化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間的效率且比較簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)B24B51/00GK102049735SQ20091019809
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
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