專(zhuān)利名稱(chēng)：用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的時(shí)間界限的方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過(guò)程中，通常在硅晶片上形成例如金屬層、氧化層等多層結(jié)構(gòu)。 所形成的多層結(jié)構(gòu)的表面很容易出現(xiàn)不平整的問(wèn)題，從而在后續(xù)的工藝步驟期間產(chǎn)生缺陷。因此需要對(duì)器件的表面進(jìn)行平整化。
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是一種常見(jiàn)的用于使器件表面平面化的工藝手段。CMP技術(shù)需要使用具有拋光性和腐蝕性的拋光漿液，并配合使用拋光墊和支撐環(huán)，通過(guò)綜合利用化學(xué)作用和機(jī)械作用，對(duì)半導(dǎo)體晶片進(jìn)行拋光。大多數(shù)的生產(chǎn)性CMP設(shè)備都有多個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)和拋光墊，以適應(yīng)拋光不同材料的需要。典型的CMP工藝包括以下步驟首先，在第一轉(zhuǎn)盤(pán)上以比較高的拋光速率(即材料被去除的速度)除去大塊薄膜；其次，在第二及之后更多的轉(zhuǎn)盤(pán)上以較低的拋光速率進(jìn)行進(jìn)一步拋光直到達(dá)到相應(yīng)的界面層。
在第一步驟中，通常需要預(yù)先設(shè)定一個(gè)固定的拋光厚度(或同一拋光速率下的固定拋光時(shí)間)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，該步驟的進(jìn)程較容易控制；但在以界面層為終點(diǎn)的后續(xù)至少一個(gè)拋光步驟中，一般需要借助終點(diǎn)檢測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)終點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)更精確的終點(diǎn)控制。對(duì)于具有類(lèi)似層結(jié)構(gòu)的各晶片(同批或分批)來(lái)說(shuō)，盡管各晶片需要拋光的層的形成條件相似，但這些層的厚度、致密度、缺陷分布、界面狀態(tài)等影響拋光進(jìn)程的因素卻可能稍有不同。因此，即使拋光速率不變，各晶片實(shí)際需要的拋光時(shí)間也存在一定的差異。另一方面，現(xiàn)有的終點(diǎn)檢測(cè)裝置(例如光學(xué)或電學(xué)方式)無(wú)法根據(jù)所遇到的復(fù)雜的層內(nèi)構(gòu)造來(lái)對(duì)終點(diǎn)的判斷方式做出實(shí)時(shí)的調(diào)整，所以終點(diǎn)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的“終點(diǎn)”未必是各層實(shí)際需要的拋光時(shí)間。在這種情況下，為了在提高良品率與降低成本之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?，在進(jìn)行CMP時(shí)，除了采用終點(diǎn)檢測(cè)裝置以外，往往還需要結(jié)合其他參數(shù)來(lái)剔除拋光不合格的晶片。拋光時(shí)間由此成為可參考的一個(gè)重要參數(shù)。
如上所述，各晶片實(shí)際需要的拋光時(shí)間存在一定的差異。然而，對(duì)于同類(lèi)晶片的同一層而言，大部分晶片的拋光時(shí)間必然會(huì)在某一區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。因此對(duì)拋光時(shí)間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員解決上述問(wèn)題的選擇之一。
在目前的化學(xué)機(jī)械拋光工藝中，一種監(jiān)控CMP時(shí)間的方法是依據(jù)實(shí)際情況給定拋光時(shí)間的上限值(Tjnax)和下限值(T_min)。通常，只要實(shí)際的拋光時(shí)間在Tjnax與T_min 之間，就說(shuō)明該次拋光時(shí)間符合要求。否則，如果拋光時(shí)間大于Tjnax或者小于T_min，則說(shuō)明該次拋光時(shí)間不符合要求，得到的相應(yīng)晶片為不合格產(chǎn)品。但上述方法會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。首先，對(duì)T_max和T_min的設(shè)定存在難度。因?yàn)?，如果將T_max和T_min之間的時(shí)間范圍設(shè)定地過(guò)小，會(huì)將那些原本滿(mǎn)足工藝要求而不在該上下限范圍內(nèi)的產(chǎn)品檢測(cè)出來(lái)，這會(huì)導(dǎo)致增加不必要的停機(jī)時(shí)間進(jìn)行檢查從而浪費(fèi)人力、降低生產(chǎn)率。相反地，如果將T_max和 T_min之間的時(shí)間范圍設(shè)定的過(guò)大，又會(huì)導(dǎo)致無(wú)法有效地監(jiān)控出不合格產(chǎn)品。其次，即使是圖案相似、材料相同的同類(lèi)的多層結(jié)構(gòu)，由于前期各批次形成待拋光層的工藝條件可能存在一些差異，同類(lèi)的各批次晶片所需的理想拋光時(shí)間也會(huì)存在差異，因此，如果不顧各批次晶片的待拋光層的實(shí)際情況(例如拋光前的厚度等)而對(duì)各批次設(shè)置統(tǒng)一的拋光時(shí)間上下限值，就很可能達(dá)不到理想的拋光效果。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于拋光時(shí)間的上限值和下限值設(shè)定不好而造成無(wú)法有效監(jiān)控拋光時(shí)間的情況，本發(fā)明提供了一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法， 包括下列步驟1)收集歷史時(shí)間段P內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值CtrllK和初始上限值 Ctrl2K，其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍； 2)選擇至少4片測(cè)試控片并對(duì)所述測(cè)試控片進(jìn)行拋光；分別收集所述測(cè)試控片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度TH_Blankl_n、在完成所述拋光之后的厚度TH_Blank2_n和實(shí)際拋光時(shí)間T_Blank_n ； 3)按下列公式分別得出所述測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率RRll_n
RRll_n = (TH_Blankl_n_TH_Blank2_n)/T_Blank_n， η = 1,2,3,4,... 并計(jì)算RRlln的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RRll ； 4)從所述首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel ； 5)收集所述測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率RRlO和所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO; 6)建立計(jì)算所述首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll和參考上限值Ctrl2的模型如下 Ctrll = Tl+(RR10-RR11)*K2+(Prel-PreO)*Κ3 Ctrl2 = T2+(RR10-RR11)*Κ2+(Prel-PreO)*Κ3 其中，Tl為40 50秒，T2為60 70秒；K2為0. 075 0. 175秒·分/埃，K3 為0.01 0. 03秒/埃；然后 7)根據(jù)以下方式得到所述首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值T_min和上限值T_max 如果Ctrll < Ctrl Ik，則 T_min = Ctrl 1K，否則，T_min = Ctrll ； 如果Ctr 12 < Ctrl2E,則 T_max = Ctr 12，否則，T_max = Ctr 1 ； 其中，所述Ctrllli的單位是秒，所述Ctrl、的單位是秒，所述Ctrll的單位是秒， 所述Ctrl2的單位是秒，所述TH_Blankl_n的單位是埃，所述TH_Blank2_n的單位是埃，所
7述T_Blank_n的單位是分，所述RRll_n的單位是埃/分，所述RRll的單位是埃/分，所述 RRlO的單位是埃/分，所述I^rel的單位是埃，所述I^reO的單位是埃。
本發(fā)明提供了一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括下列步驟 1)收集歷史時(shí)間段P’內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出當(dāng)前待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值Ctrll/和初始上限值Ctrl、’， 其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80% 以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍； 2)從前一批次晶片中選擇至少4片已拋光晶片；分別收集所述已拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度ΤΗ1_η’、在完成所述拋光之后的厚度TH2_n’和實(shí)際拋光時(shí)間T_n’ ； 3)按下列公式分別得出所述已拋光晶片的實(shí)際拋光速率RR21_n’ RR21_n， = (ΤΗ1_η， _TH2_n， )/T_n，， η = 1，2，3，4，· · · 并計(jì)算RR21_n’的平均值作為所述前一批次晶片的拋光速率RR21’ ； 4)從所述當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel’ ； 5)收集所述前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率RR20’和所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO’ ； 6)建立計(jì)算所述當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrir和參考上限值Ctrl2’的模型如下 Ctrll，= T3，+(RR20，-RR21，)*K1，+(Prel' -PreO，)*Κ3， Ctrl2' = T4，+(RR20，-RR21，)*K1，+(Prel' -PreO' )*Κ3， 其中，Τ3，為37 47秒，Τ4，為61 71秒；Κ1，為0. 012 0. 032秒·分/埃， Κ3，為0.01 0. 03秒/埃；然后 7)根據(jù)以下方式得到所述當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值T_min’和上限值T_max’ 如果Ctrll，< Ctrll/，則 T_min，= Ctrll/，否則，T_min，= Ctrll'； 如果Ctrl2' < Ctrl、，，則 T_max，= Ctrl2'；否則，T_max，= Ctrl2E'； 其中所述Ctrll/的單位是秒，所述Ctrl、，的單位是秒，所述Ctrll’的單位是秒，所述Ctrl2’的單位是秒，所述ΤΗ1_η’的單位是埃，所述TH2_n’的單位是埃，所述T_n’ 的單位是分，所述RR21_n’的單位是埃/分，所述RR21’的單位是埃/分，所述RR20’的單位是埃/分，所述I^rel’的單位是埃，所述ft~eO’的單位是埃。
本發(fā)明提供了一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括下列步驟 1)收集歷史時(shí)間段P”內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值Ctrll/’和初始上限值Ctrl、”， 其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80% 以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍； 2)選擇至少4片測(cè)試控片并對(duì)所述測(cè)試控片進(jìn)行拋光；分別收集所述測(cè)試控片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度TH_Blankl_n”、在完成所述拋光之后的厚度TH_Blank2_n”和實(shí)際拋光時(shí)間T_Blank_n” ； 3)按下列公式分別得出所述測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率RRll_n” RRll_n”= (TH_Blankl_n” _TH_Blank2_n”)/T_Blank_n”， η = 1,2,3,4,... 并計(jì)算RRll_n”的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RR11” ； 4)從所述首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel”； 5)收集所述測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率RR10”和所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO” ； 6)建立計(jì)算所述首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll”和參考上限值Ctrl2”的模型如下 Ctrll" = Tl” + (RR10”-RRir，)*K2” + (Prel”-Pre0”)*K3” Ctrl2”= T2” + (RR10”-RRll”)*K2” + (Pre 1 ”-PreO”)*K3” 其中，Tl”為40 50秒，Τ2”為60 70秒；Κ2”為0. 075 0. 175秒·分/埃， Κ3”為0.01 0. 03秒/埃；然后 7)根據(jù)以下方式得到所述首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值T_min”和上限值T_max” 如果Ctrll" < Ctrll/，，則 T_min” = Ctrll/’，否則，T_min” = Ctr 11"； 如果Ctr 12” < Ctr 1 ”，則 T_max，，= Ctr 12”，否則，T_max，，= Ctr 12/，； 其中所述Ctrll/的單位是秒，所述Ctrl、”的單位是秒，所述Ctrll”的單位是秒，所述Ctrl2”的單位是秒，所述TH_Blankl_n”的單位是埃，所述TH_Blank2_n”的單位是埃，所述T_Blank_n”的單位是分，所述RRll_n”的單位是埃/分，所述RR11”的單位是埃/ 分，所述RR10”的單位是埃/分，所述”的單位是埃，所述ft~e0”的單位是埃； 8)對(duì)于第二批及后續(xù)待拋光批次晶片而言，從前一批次晶片中選擇至少4片已拋光晶片；分別收集所述已拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度ΤΗ1_η”’、在完成所述拋光之后的厚度TH2_n”’和實(shí)際拋光時(shí)間T_n”’ ； 9)按下列公式分別得出所述已拋光晶片的實(shí)際拋光速率RR21_n”’ RR21_n”，= (ΤΗ1_η”，_TH2_n”，)/T_n，，，， η = 1，2，3，4，· · · 并計(jì)算RR21_n”’的平均值作為所述前一批次晶片的拋光速率RR21”’ ； 10)從所述當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel”’ ； 11)收集所述前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率RR20”’和所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO”’ ； 12)建立計(jì)算所述當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll”’和參考上限值Ctrl2”’的模型如下 Ctr 11”，= T3”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+(Prel”，-PreO"' )*K3，，， Ctrl2”，= T4”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+ (Prel”，-PreO"' )*Κ3，，， 其中，Τ3”，為37 47 秒，Τ4”，為 61 71 秒；Κ1”，為 0. 012 0. 032 秒·分 / 埃，Κ3”，為0. 01 0. 03秒/埃；然后 13)根據(jù)以下方式得到所述當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值T_min”’和上限值T_max”’ 如果Ctrll"' < Ctrl 1E", PJ T_min”，= Ctrll/’，否則，T_min”，= Ctrll"'； 如果Ctrl2”，< Ctrl、”，則 T_max”，= Ctrl2”，；否則，T_max”，= Ctr 12/'； 其中所述Ctrll”’的單位是秒，所述Ctrl2”’的單位是秒，所述TH_n”’的單位是埃，所述TH2_n”’的單位是埃，所述T_n”’的單位是分，所述RR21_n”’的單位是埃/分，所述RR21”，的單位是埃/分，所述RR20”，的單位是埃/分，所述f^rel”，的單位是埃，所述 PreO"'的單位是埃。
根據(jù)本發(fā)明提供的方法，可以根據(jù)拋光速率、晶片厚度等及時(shí)調(diào)整不同批次晶片化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限，從而更容易監(jiān)控出拋光時(shí)間異常的晶片，并能夠減小停機(jī)維護(hù)的頻率，增加監(jiān)控拋光時(shí)間的有效性，提高工作效率。另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該方法不僅適用于淺溝槽隔離(STI)的化學(xué)機(jī)械拋光，亦可適用于其他化學(xué)機(jī)械拋光，例如W鎢膜拋光、銅拋光、多晶硅拋光、鋁拋光等其他CMP工藝。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中， 圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖； 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖； 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖； 表IA為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限后的參數(shù)說(shuō)明； 表IB為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限后的參數(shù)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便說(shuō)明本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。需要注意的是，本文中將在描述實(shí)施方案時(shí)以“拋光”來(lái)指代“化學(xué)機(jī)械拋光”，以便于簡(jiǎn)要描述各個(gè)步驟和專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。
第一實(shí)施例 由于CMP機(jī)臺(tái)每隔一段時(shí)間都要進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)(Predictivemaintenance，PM)， 例如每周PM，每月PM，每年P(guān)M。所以，如果當(dāng)前待拋光批次晶片在某次預(yù)測(cè)性維護(hù)之后，則參照?qǐng)D1計(jì)算該批次晶片的拋光時(shí)間的界限。否則，如果當(dāng)前待拋光批次晶片在某批次拋光晶片之后，則參照?qǐng)D2計(jì)算該批次晶片的拋光時(shí)間的界限。
參照?qǐng)D1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖，其具體步驟如下 首先，在步驟101中，分別對(duì)首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值 (CtrllK，單位為秒)和初始上限值(Ctrl2K，單位為秒)進(jìn)行初始化。其中，所述首批待拋光批次晶片的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要確定，例如，在一個(gè)實(shí)施例中為25片。并且所述首批待拋光批次晶片中的不同晶片之間的基材、待拋光層、目標(biāo)拋光速率、當(dāng)前晶片厚度、目標(biāo)拋光厚度等各種參數(shù)應(yīng)大體一致。收集特定歷史時(shí)間段(P)內(nèi)的所有晶片的拋光數(shù)據(jù)。其中， 所述特定時(shí)間段根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如3個(gè)月。所述拋光數(shù)據(jù)包括該歷史時(shí)間段內(nèi)每片晶片的實(shí)際拋光時(shí)間。根據(jù)被拋光晶片的數(shù)量和實(shí)際拋光時(shí)間確定出首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值(CtrllK，單位為秒)和初始上限值(Ctrl2K，單位為秒)。該初始下限值和初始上限值以可以覆蓋住該時(shí)間段內(nèi)一定數(shù)量晶片的實(shí)際拋光時(shí)間為準(zhǔn)，該一定數(shù)量可以為80 %以上，優(yōu)選地為95 %以上。
然后，在步驟102中，選擇一定數(shù)量的測(cè)試控片。該一定數(shù)量為至少4片，例如4 8片，此處以4片為例。
之后，在步驟103中，在CMP機(jī)臺(tái)上分別對(duì)該4片測(cè)試控片進(jìn)行拋光，計(jì)算出每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率(RRll_n，單位為埃/分)，然后得到該批測(cè)試控片的拋光速率 0 11，單位為埃/分)。其確定步驟如下 A)分別收集每片測(cè)試控片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(TH_Blankl_n，單位為埃)； B)分別收集每片測(cè)試控片在完成CMP拋光之后的厚度(TH_Blank2_n，單位為埃)； C)分別收集每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光時(shí)間(T_Blank_n，單位為分)； D)按照下列公式分別計(jì)算出每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率(RRll_n，單位為埃/ 分) RRll_n = (TH_B1ankl_n-TH_B1ank2_n)/T_B1ank_n 其中，η= 1，2，3，4， 進(jìn)而計(jì)算RRl l_n的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RRl 1。
再次，在步驟104中，確定出首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度 (Prel，單位為埃)。由于各個(gè)層的厚度、致密度、缺陷分布、界面狀態(tài)等參數(shù)略有不同，所以即使是對(duì)同一批次晶片而言，不同晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度也會(huì)略有不同，因此近似地將該首批待拋光批次晶片的平均厚度視為ft~el，其確定步驟如下 A)從首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該首批待拋光批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為25片，該一定數(shù)量為至少4片，例如4 6片，此處以4片為例； B)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度； C)計(jì)算出這4片晶片的平均厚度作為首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度Prel0 接著，在步驟105中，根據(jù)實(shí)際情況事先確定測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率(RR10，單位為埃/分)和首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(PreO，單位為埃)。
然后，在步驟106中，分別建立計(jì)算首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值 (Ctrll，單位為秒)和參考上限值(Ctrl2，單位為秒)的模型如下 Ctrll = Tl+(RR10-RR11)*K2+(Prel-PreO)*Κ3 Ctrl2 = T2+(RR10-RR11)*Κ2+(Prel-PreO)*Κ3 其中，Τ1、Τ2是根據(jù)實(shí)際情況確定的值，Tl為40 50s，優(yōu)選地為45s，T2為60 70s，優(yōu)選地為65s。K2、K3為權(quán)重因子，Κ2為0. 075 0. 175 (秒·分/埃)，優(yōu)選地為 0. 125 (秒 分/埃)，Κ3為0. 01 0. 03秒/埃，優(yōu)選地為0. 02秒/埃。他們都與拋光設(shè)備、歷史拋光數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在上述范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
最后，在步驟107中，根據(jù)以下方式得到首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值(T_min)和上限值(T_max) A)如果 Ctrll < Ctrl Ik，則 T_min = Ctrl Ie ； 否則，T_min= Ctrll ； B)如果 Ctr 12 < Ctrl2E,則 T_max = Ctrl2 ； 否貝丨J，T_max = Ctr 12κ。
如果首批待拋光批次晶片中的晶片的實(shí)際拋光時(shí)間在該下限值和上限值的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間符合要求，否則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間不符合要求。
第二實(shí)施例 參照?qǐng)D2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖，其具體步驟如下 首先，在步驟201中，分別對(duì)本輪各個(gè)待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值 (Ctrll/，單位為秒)和初始上限值(Ctrl2K’，單位為秒)進(jìn)行初始化。其中，所述各個(gè)待拋光批次晶片的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要確定，例如，在一個(gè)實(shí)施例中為25片。并且所述各個(gè)待拋光批次晶片中的不同晶片之間的基材、待拋光層、目標(biāo)拋光速率、當(dāng)前晶片厚度、目標(biāo)拋光厚度等各種參數(shù)應(yīng)大體一致。收集特定歷史時(shí)間段(P’)內(nèi)的所有晶片的拋光數(shù)據(jù)。其中，所述特定時(shí)間段根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如3個(gè)月。所述拋光數(shù)據(jù)包括該歷史時(shí)間段內(nèi)每片晶片的實(shí)際拋光時(shí)間。根據(jù)被拋光晶片的數(shù)量和實(shí)際拋光時(shí)間確定出本輪各個(gè)待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值(Ctrll/，單位為秒)和初始上限值(Ctrl、’，單位為秒)。該初始下限值和初始上限值以可以覆蓋住該時(shí)間段內(nèi)一定數(shù)量晶片的實(shí)際拋光時(shí)間為準(zhǔn)，該一定數(shù)量可以為80%以上，優(yōu)選地為95%以上。
其次，在步驟202中，確定出前一批次晶片的拋光速率(RR21’，單位為埃/分)和目標(biāo)拋光速率(RR20’，單位為埃/分)，以及當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度O^rel’，單位為埃)和在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(I^reO’，單位為埃)。其中 A)確定出前一批次晶片的拋光速率(RR21’，單位為埃/分)，其確定步驟如下 a)從前一批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該前一批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為 25片，該一定數(shù)量至少為4片，優(yōu)選地為4 6片，此處以4片為例； b)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(ΤΗ1_η’，單位為埃)； c)分別收集每片晶片在完成CMP拋光之后的厚度(TH2_n’，單位為埃)； d)分別收集每片晶片的實(shí)際拋光時(shí)間(T_n’，單位為分)； e)按下列公式分別計(jì)算出這4片晶片的實(shí)際拋光速率(RR21_n’，單位為埃/分) RR21_n， = (ΤΗ1_η， _TH2_n， )/T_n， 其中，η= 1，2，3，4 ； f)計(jì)算RR21_n’的平均值作為該前一批次晶片的拋光速率RR21，。
B)確定出當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度O^rel’，單位為埃)。 由于各個(gè)層的厚度、致密度、缺陷分布、界面狀態(tài)等參數(shù)略有不同，所以即使是對(duì)同一批次晶片而言，不同晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度也會(huì)略有不同，因此近似地將該當(dāng)前待拋光批次晶片的平均厚度視為I^rel”，其確定步驟如下 a)從當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該當(dāng)前待拋光批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為25片，該一定數(shù)量為至少4片，例如4 6片，此處以4片為例； b)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度； c)計(jì)算出這4片晶片的平均厚度作為當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度Prel，。
C)根據(jù)實(shí)際情況事先確定前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率(RR20’，單位為埃/分) 和當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(ft~e0’，單位為埃)。
在步驟203中，分別建立計(jì)算當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值 (Ctrll’，單位為秒)和參考上限值(Ctrl2’，單位為秒)的模型如下 Ctrll，= T3，+(RR20，-RR21，)*K1，+ (Prel，-PreO，)*K3， Ctrl2' = T4，+(RR20，-RR21，)*Κ1，+(Prel，-PreO' )*Κ3， 其中，Τ3’、Τ4’是根據(jù)實(shí)際情況確定的值，Τ3’為37 47s，優(yōu)選地為42s，Τ4’為 61 71s，優(yōu)選地為66s。K1，、K3，為權(quán)重因子，ΚΓ為0. 012 0. 032秒 分/埃，優(yōu)選地為0. 022秒 分/埃，Κ3’為0. 01 0. 03秒/埃，優(yōu)選地為0. 02秒/埃。他們都與拋光設(shè)備、歷史拋光數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在上述范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
在步驟204中，根據(jù)以下方式得到當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值(T_min’，單位為秒)和上限值(T_max’，單位為秒) A)如果 Ctrll，< Ctrll/，則 T_min，= Ctrll/ ； 否則，T_min，=Ctrll，； B)如果 Ctrl2' < Ctrl、，，則 T_max，= Ctrl2'； 否則，T_max，=Ctr 12/。
如果當(dāng)前待拋光批次晶片中的晶片的實(shí)際拋光時(shí)間在該下限值和上限值的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間符合要求，否則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間不符合要求。
第三實(shí)施例 參照?qǐng)D3示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間界限的方法流程圖，其具體步驟如下 首先，在步驟301中，對(duì)本輪各個(gè)待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值 (Ctrll/，，單位為秒)和初始上限值(Ctrl2K”，單位為秒)進(jìn)行初始化。其中，所述各個(gè)待拋光批次晶片的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要確定，例如，在一個(gè)實(shí)施例中為25片。并且所述各個(gè)待拋光批次晶片中的不同晶片之間的基材、待拋光層、目標(biāo)拋光速率、當(dāng)前晶片厚度、目標(biāo)拋光厚度等各種參數(shù)應(yīng)大體一致。收集特定歷史時(shí)間段(P”)內(nèi)的所有晶片的拋光數(shù)據(jù)。其中，所述特定歷史時(shí)間段根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如3個(gè)月。所述拋光數(shù)據(jù)包括該特定歷史時(shí)間段內(nèi)每片晶片的實(shí)際拋光時(shí)間。根據(jù)被拋光晶片的數(shù)量和實(shí)際拋光時(shí)間確定出本輪各個(gè)待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值和初始上限值。該初始下限值和初始上限值以可以覆蓋住該特定歷史時(shí)間段內(nèi)一定數(shù)量晶片的實(shí)際拋光時(shí)間為準(zhǔn)，該一定數(shù)量可以為 80%以上，優(yōu)選地為95%以上。
然后，在步驟302中，對(duì)測(cè)試控片進(jìn)行拋光并收集相關(guān)拋光數(shù)據(jù)。其中 A)先選擇一定數(shù)量的測(cè)試控片。該一定數(shù)量為至少4片，例如4 8片，此處以4 片為例。
B)在CMP機(jī)臺(tái)上分別對(duì)該4片測(cè)試控片進(jìn)行拋光，確定出每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率(RRll_n”，單位為埃/分)，然后得到該批測(cè)試控片的拋光速率(RR11”，單位為埃/ 分)。其確定步驟如下 a)分別收集每片測(cè)試控片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(TH_Blankl_n”，單位為埃)； b)分別收集每片測(cè)試控片在完成CMP拋光之后的厚度(TH_Blank2_n”，單位為埃)； c)分別收集每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光時(shí)間(T_Blank_n”，單位為分)； d)按照下列公式分別計(jì)算出每片測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率(RRll_n”，單位為埃/ 分) RRll_n”= (TH_Blankl_n” _TH_Blank2_n”)/T_Blank_n” 其中，η= 1，2，3，4， 進(jìn)而計(jì)算RRll_n”的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RR11”。
C)確定出首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度O^rel”，單位為埃)。 由于各個(gè)層的厚度、致密度、缺陷分布、界面狀態(tài)等參數(shù)略有不同，所以即使是對(duì)同一批次晶片而言，不同晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度也會(huì)略有不同，因此近似地將該首批待拋光批次晶片的平均厚度視為I^rel”，其確定步驟如下 a)從該首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該首批待拋光批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為25片，該一定數(shù)量為至少4片，例如4 6片，此處以4片為例； b)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度； c)計(jì)算出這4片晶片的平均厚度作為該首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度Prel”。
D)根據(jù)實(shí)際情況事先確定測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率(RR10”，單位為埃/分)和該首批待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(ft~e0”，單位為埃)。
之后，在步驟303中，分別建立計(jì)算首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值 (Ctrll”，單位為秒)和參考上限值(Ctrl2”，單位為秒)的模型如下 Ctrll" = Tl” + (RR10”-RRir，)*K2” + (Prel”-Pre0”)*K3” Ctrl2”= T2” + (RR10”-RRll”)*K2” + (Pre 1 ”-PreO”)*K3” 其中，Tl”、Τ2”是根據(jù)實(shí)際情況確定的值，Tl”為40 50s，優(yōu)選地為45s, T2”為 60 70s，優(yōu)選地為65s。K2”、K3”為權(quán)重因子，Κ2”為0. 075 0. 175(秒 分/埃)，優(yōu)選地為0. 125 (秒 分/埃)，K3”為0. 01 0. 03秒/埃，優(yōu)選地為0. 02秒/埃。他們都與拋光設(shè)備、歷史拋光數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在上述范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
隨后，在步驟304中，根據(jù)以下方式得到首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值(T_min”，單位為秒)和上限值(T_max”，單位為秒) a)如果 Ctrll” < Ctrll/，，則 T_min” = Ctrll/，； 否則，T_min”= Ctr 11"； b)如果 Ctr 12” < Ctr 1 ”，則 T_max” = Ctrl2” ； 否貝丨J，T_max”= Ctrl2K”。
如果該首批批次晶片中的晶片的實(shí)際拋光時(shí)間在該下限值和上限值的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間符合要求，否則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間不符合要求。
接下來(lái)，在步驟305中，對(duì)于第二批及后續(xù)各批次晶片而言，確定出前一批次晶片的實(shí)際拋光速率(RR21”’，單位為埃/分)和目標(biāo)拋光速率(RR20”’，單位為埃/分)，以及當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(Pre”’，單位為埃)和在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(PreO”’，單位為埃)。其中 A)確定出前一批次晶片的實(shí)際拋光速率(RR21”’，單位為埃/分)，其確定步驟如下 a)從前一批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該前一批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為 25片，該一定數(shù)量至少為4片，優(yōu)選地為4 6片，此處以4片為例； b)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(ΤΗ1_η”’，單位為埃)； c)分別收集每片晶片在完成CMP拋光之后的厚度(TH2_n”’，單位為埃)； d)分別收集每片晶片的實(shí)際拋光時(shí)間(T_n”’，單位為分)； e)按照下列公式分別計(jì)算出每片晶片的實(shí)際拋光速率(RRll_n”’，單位為埃/ 分) RR21_n，，，= (ΤΗ1_η，，，_TH2_n”，)/T_n，，， 其中，η= 1，2，3，4 ； f)計(jì)算RR21_n”，的平均值作為該前一批次晶片的拋光速率RR21”，。
B)確定出當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度(Prel”’，單位為埃)。 由于各個(gè)層的厚度、致密度、缺陷分布、界面狀態(tài)等參數(shù)略有不同，所以即使是對(duì)同一批次晶片而言，不同晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度也會(huì)略有不同，因此近似地將該待拋光批次晶片的平均厚度視為I^rel”，其確定步驟如下
15 a)從當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選一定數(shù)量的晶片，該當(dāng)前待拋光批次晶片的數(shù)量?jī)?yōu)選地為25片，該一定數(shù)量為至少4片，例如4 6片，此處以4片為例； b)分別收集每片晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度； C)計(jì)算出這4片晶片的平均厚度作為當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的厚度 Prel”，。
C)根據(jù)實(shí)際情況事先收集前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率(RR20”’，單位為埃/分) 和當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行CMP拋光之前的目標(biāo)厚度(ft~e0”’，單位為埃)。
在步驟306中，分別建立計(jì)算當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值 (Ctrll”，，單位為秒)和參考上限值(Ctrl2”，，單位為秒)的模型如下 Ctr 11”，= T3”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+ (Prel”，-PreO"' )*K3，，， Ctrl2”，= T4”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+(Prel”，-PreO"' )*Κ3，，， 其中，Τ3”，、Τ4”，是根據(jù)實(shí)際情況確定的值，Τ3”，為37 47s，優(yōu)選地為42s，T4”， 為61 71s，優(yōu)選地為66s。K1”，、K3”，為權(quán)重因子，ΚΙ”，為0. 012 0. 032秒·分/埃， 優(yōu)選地為0. 022秒·分/埃，Κ3”’為0. 01 0. 03秒/埃，優(yōu)選地為0. 02秒/埃。他們都與拋光設(shè)備、歷史拋光數(shù)據(jù)、生產(chǎn)線有關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況在上述范圍內(nèi)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值。
在步驟307中，建立判斷公式，得到當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值(T_min”，單位為秒)和上限值(T_max”，單位為秒) a)如果 Ctrll"' < Ctrll/，，則 T_min = Ctrll/，； 否則，T_min”，=Ctr 11”，； b)如果 Ctrl2”，< Ctrl、”，則 T_max”，= Ctrl2”，； 否則，T_max”，=Ctrl2K”。
如果當(dāng)前待拋光批次晶片中的晶片的實(shí)際拋光時(shí)間在該下限值和上限值的范圍內(nèi)，則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間符合要求，否則說(shuō)明該晶片的拋光時(shí)間不符合要求。
另外，由于CMP機(jī)臺(tái)每隔一段時(shí)間都要進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù) (Predictivemaintenance,即PM)，比如每周PM，每月PM，每年P(guān)M。所以，如果當(dāng)前待拋光批次晶片在某次預(yù)測(cè)性維護(hù)之后，或者CMP設(shè)備出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，都需要在對(duì)待拋光晶片進(jìn)行拋光工藝之前，對(duì)測(cè)試控片進(jìn)行拋光，以確定當(dāng)前待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的下限值和上限值。即，在完成步驟310后，如果CMP設(shè)備進(jìn)行了預(yù)測(cè)性維護(hù)或出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)， 那么下一批次待拋光晶片需要重新進(jìn)行步驟302。否則，進(jìn)行步驟305。
在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，利用美國(guó)應(yīng)用材料公司(AMAT)的Reflection拋光設(shè)備對(duì)待拋光晶片進(jìn)行拋光，其拋光墊型號(hào)為IC1010。測(cè)試控片為經(jīng)過(guò)高密度等離子體化學(xué)氣相沉積氧化層后、不帶有任何圖案的晶片。待拋光批次晶片為經(jīng)過(guò)高密度等離子體化學(xué)氣相沉積氧化層后、帶有圖案的晶片。表IA和IB分別示出了本發(fā)明前兩個(gè)實(shí)施例中各參數(shù)的取值情況以及根據(jù)本發(fā)明的方法計(jì)算出的拋光時(shí)間下限值和上限值的實(shí)例。

權(quán)利要求
1.一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括以下步驟1)收集歷史時(shí)間段P內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值CtrllK和初始上限值Ctrl、，其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍；2)選擇至少4片測(cè)試控片并對(duì)所述測(cè)試控片進(jìn)行拋光；分別收集所述測(cè)試控片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度TH_Blankl_n、在完成所述拋光之后的厚度TH_Blank2_n和實(shí)際拋光時(shí)間 T-Blank_n ；3)按下列公式分別得出所述測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率RRll_nRRll_n = (TH_B1ankl_n-TH_B1ank2_n)/T_B1ank_n,n=1,2,3,4...并計(jì)算RRl l_n的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RRll ；4)從所述首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度Prel ；5)收集所述測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率RRlO和所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO ；6)建立計(jì)算所述首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll和參考上限值 Ctrl2的模型如下Ctrll = Tl+(RR10-RR11)*K2+(Prel-PreO)*Κ3Ctrl2 = T2+(RR10-RR11)*Κ2+(Prel-PreO)*Κ3其中，Tl為40 50秒，Τ2為60 70秒；Κ2為0. 075 0. 175秒·分/埃，Κ3為 0.01 0. 03秒/埃；然后7)根據(jù)以下方式得到所述首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值Τ_ min和上限值T_max 如果 Ctrll < Ctrl Ik，則 T_min = Ctrl 1K，否則，T_min = Ctrll ；如果 Ctrl2 < Ctrl2K，則 T_max = Ctrl2，否則，T_max = Ctrl2E ；其中，所述CtrllK的單位是秒，所述Ctrl、的單位是秒，所述Ctrll的單位是秒，所述 Ctrl2的單位是秒，所述TH_Blankl_n的單位是埃，所述TH_Blank2_n的單位是埃，所述T_ Blank_n的單位是分，所述RRll_n的單位是埃/分，所述RRll的單位是埃/分，所述RRlO 的單位是埃/分，所述I^rel的單位是埃，所述I^reO的單位是埃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的所述時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)95%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的所述時(shí)間范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，Tl為45秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，T2為65秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，K2為0.125秒·分/埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，K3為0.02秒/埃。
7.一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括以下步驟1)收集歷史時(shí)間段P’內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出當(dāng)前待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值Ctrll/和初始上限值Ctrl、’，其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍；2)從前一批次晶片中選擇至少4片已拋光晶片；分別收集所述已拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度ΤΗ1_η’、在完成所述拋光之后的厚度TH2_n’和實(shí)際拋光時(shí)間T_n’ ；3)按下列公式分別得出所述已拋光晶片的實(shí)際拋光速率RR21_n’RR21_n，= (ΤΗ1_η，_TH2_n，)/T_n，，η I 2j 3J 4J · · ·并計(jì)算RR21_n’的平均值作為所述前一批次晶片的拋光速率RR21’ ；4)從所述當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel’ ；5)收集所述前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率RR20’和所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO’ ；6)建立計(jì)算所述當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrir和參考上限值 Ctrl2’的模型如下Ctrll，= T3，+(RR20，-RR21，)*K1，+(Prel' -PreO' )*Κ3，Ctrl2' = T4，+(RR20，-RR21，)*Κ1，+(Prel' -PreO' )*Κ3，其中，Τ3，為37 47秒，Τ4，為61 71秒；Κ1，為0. 012 0. 032秒·分/埃，Κ3， 為0.01 0. 03秒/埃；然后7)根據(jù)以下方式得到所述當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值Τ_ min，和上限值T-max，如果 Ctrll，< Ctrll/，則 T_min，= Ctrll/，否則，T_min，= Ctrll'；如果 Ctrl2，< Ctrl、，，則 T_max，= Ctrl2'；否則，T_max，= Ctrl2E'；其中所述Ctrll/的單位是秒，所述Ctrl2/的單位是秒，所述Ctrll’的單位是秒，所述Ctrl2’的單位是秒，所述ΤΗ1_η’的單位是埃，所述TH2_n’的單位是埃，所述T_n’的單位是分，所述RR21_n’的單位是埃/分，所述RR21’的單位是埃/分，所述RR20’的單位是埃/分，所述I^rel’的單位是埃，所述ft~e0’的單位是埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的所述時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)95%以上的所述晶片的所述實(shí)際拋光時(shí)間的所述時(shí)間范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，T3’為42秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，T4’為66秒。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，ΚΓ為0.022秒·分/埃。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，K3’為0.02秒/埃。
13.一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括以下步驟1)收集歷史時(shí)間段P”內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間；根據(jù)所述晶片的數(shù)量和所述拋光時(shí)間確定出首批待拋光批次晶片的拋光時(shí)間的初始下限值Ctrll/’和初始上限值Ctrl、”，其中，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)80%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的時(shí)間范圍；2)選擇至少4片測(cè)試控片并對(duì)所述測(cè)試控片進(jìn)行拋光；分別收集所述測(cè)試控片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度TH_Blankl_n”、在完成所述拋光之后的厚度TH_Blank2_n”和實(shí)際拋光時(shí)間 T_Blank_n” ；3)按下列公式分別得出所述測(cè)試控片的實(shí)際拋光速率RRll_n”RRll_n” = (TH_Blankl_n”-TH_Blank2_n”)/T_Blank_n”，η I 2j 3J 4J · · ·并計(jì)算RRll_n”的平均值作為所述測(cè)試控片的拋光速率RR11” ；4)從所述首批待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel”；5)收集所述測(cè)試控片的目標(biāo)拋光速率RR10”和所述首批待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO”；6)建立計(jì)算所述首批待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll”和參考上限值 Ctrl2”的模型如下Ctrll" = Tl" + (RR10” -RRl 1 ”) *K2” + (Pre 1 ” -PreO” ) *K3”Ctr 12" = Τ2” + (RR10” -RRl 1 ”) *Κ2” + (Pre 1 ” -PreO” ) *K3”其中，Tl”為40 50秒，Τ2”為60 70秒；Κ2”為0. 075 0. 175秒·分/埃，Κ3，， 為0.01 0. 03秒/埃；然后7)根據(jù)以下方式得到所述首批待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值Τ_ min”和上限值T_max” 如果 Ctrll" < Ctrll/，，貝丨J T_min” = Ctrll/’，否則，T_min” = Ctr 11"；如果 Ctr 12" < Ctrl、”，則 T_max，，= Ctrl2”，否則，T_max，，= Ctr 12/'；其中所述Ctrll/’的單位是秒，所述Ctrl2/’的單位是秒，所述Ctrll”的單位是秒，所述Ctrl2”的單位是秒，所述TH_Blankl_n”的單位是埃，所述TH_Blank2_n”的單位是埃，所述T_Blank_n”的單位是分，所述RRll_n”的單位是埃/分，所述RR11”的單位是埃/分，所述RR10”的單位是埃/分，所述”的單位是埃，所述ft~eO”的單位是埃；8)對(duì)于第二批及后續(xù)待拋光批次晶片而言，從前一批次晶片中選擇至少4片已拋光晶片；分別收集所述已拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度ΤΗ1_η”’、在完成所述拋光之后的厚度TH2_n”’和實(shí)際拋光時(shí)間1~_11”’ ；9)按下列公式分別得出所述已拋光晶片的實(shí)際拋光速率RR21_n”’RR21_n”，= (ΤΗ1_η”，_TH2_n”，)/T_n”，，η I 2j 3J 4J · · ·并計(jì)算RR21_n”’的平均值作為所述前一批次晶片的拋光速率RR21”’ ；10)從所述當(dāng)前待拋光批次晶片中隨機(jī)挑選至少4片待拋光晶片，計(jì)算所述待拋光晶片在進(jìn)行所述拋光之前的實(shí)際厚度的算術(shù)平均值作為所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的厚度I^rel”’ ；11)收集所述前一批次晶片的目標(biāo)拋光速率RR20”’和所述當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行所述拋光之前的目標(biāo)厚度I^reO”’ ；12)建立計(jì)算所述當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值Ctrll”’和參考上限值 Ctrl2”’的模型如下Ctr 11”，= T3”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+(Prel”，-PreO"' )*K3，，，Ctrl2”，= T4”，+(RR20”，-RR21”，)*K1”，+ (Prel”，-PreO"' )*Κ3，，，其中，Τ3”，為37 47秒，Τ4”，為61 71秒；Κ1”，為0. 012 0. 032秒·分/埃， Κ3，，，為0.01 0. 03秒/埃；然后13)根據(jù)以下方式得到所述當(dāng)前待拋光批次晶片在拋光過(guò)程中的拋光時(shí)間的下限值 T_min”，和上限值乙max”，如果 Ctrll”，< Ctrll/，，則 T_min”，= CtrllK”，否則，T_min”，= Ctrll"'；如果 Ctrl2”，< Ctrl、”，則 T_max”，= Ctrl2”，；否則，T_max”，= Ctr 12/'；其中所述Ctrll”’的單位是秒，所述Ctrl2”’的單位是秒，所述TH_n”’的單位是埃， 所述TH2_n”’的單位是埃，所述T_n”’的單位是分，所述RR21_n”’的單位是埃/分，所述 RR21”，的單位是埃/分，所述RR20”，的單位是埃/分，所述f^rel”，的單位是埃，所述ft~eO”， 的單位是埃。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，由所述初始下限值和所述初始上限值限定的所述時(shí)間范圍是覆蓋所述歷史時(shí)間段內(nèi)95%以上的所述晶片的所述拋光時(shí)間的所述時(shí)間范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，Tl”為45秒。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，T2”為65秒。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，K2”為0.125秒·分/埃。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，K3”為0.02秒/埃。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，T3”’為42秒。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，T4”’為66秒。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，K1”’為0.022秒·分/埃。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，K3”’為0.02秒/埃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于動(dòng)態(tài)調(diào)整化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限的方法，包括下列步驟收集歷史時(shí)間段內(nèi)所有晶片的拋光時(shí)間，對(duì)當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的初始下限值和初始上限值進(jìn)行初始化；收集前一批次晶片的拋光速率和目標(biāo)拋光速率，以及當(dāng)前待拋光批次晶片在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光之前的厚度和目標(biāo)厚度；根據(jù)上述數(shù)據(jù)建立當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的參考下限值和參考上限值的模型并進(jìn)行計(jì)算；將初始下限值與參考下限值以及初始上限值與參考上限值進(jìn)行比較，得到當(dāng)前待拋光批次晶片拋光時(shí)間的下限值和上限值。本發(fā)明可以及時(shí)調(diào)整不同批次晶片化學(xué)機(jī)械拋光的時(shí)間界限，從而更容易監(jiān)控出拋光時(shí)間異常的晶片，并能夠減小停機(jī)維護(hù)的頻率，提高工作效率。
文檔編號(hào)B24B29/00GK102189469SQ20101012465
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者胡宗福 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司