本发明专利技术揭示一种使用于化学机械研磨（ＣＭＰ）装置的操作参数（ｒｅｃｉｐｅ）自动反馈方法，其步骤包括：（１）将ＣＭＰ装置中相关消耗性零件生命周期（ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ ｐａｒｔｓ ｌｉｆｅｔｉｍｅ）下载（ｄｏｗｎｌｏａｄ）至数据库中，数据库包括第一参照表和第二参照表；（２）利用数据库中的第一参照表，查出在ＣＭＰ装置中相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｐｒｏｆｉｌｅ）值；（３）利用晶片厚度轮廓值和数据库中的第二参照表，查出最佳的ＣＭＰ装置的操作参数；并且（４）将最佳操作参数上传（ｕｐｌｏａｄ）至ＣＭＰ装置中。
Automatic feedback method for operating parameters of chemical mechanical grinding device and control system thereof
The invention discloses a use in chemical mechanical polishing (CMP) device operating parameters (recipe) automatic feedback method, which comprises the following steps: (1) the related consumption in CMP plant parts life cycle (consumable parts lifetime) (download) to download the database, the database includes a first reference table and second reference table; (2) using the database in the first table, found in the CMP device wafer thickness profile related consumable parts life cycle corresponding to the (thickness profile); (3) using wafer thickness profile value and the data in the library second reference table, find out the best operating parameters of CMP device; and (4) the most Good operation parameter upload (upload) to CMP device.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体晶片研磨技术的化学机械研磨(CMP)装置的自动反馈 方法，特别是该CMP装置中的操作参数(recipe)自动反馈的方法。
技术介绍
图1所示为现有技术的CMP装置的基本架构，其操作过程是将晶片12 以研磨头(head) 20利用加压装置24压在研磨垫(pad)10上，再以研磨液18 由研磨液提供装置16提供至晶片12与研磨垫10之间，当晶片12进行研磨 加工时，同时以研磨液18中所包括的超微磨粒(直径在IOO奈米以下)抛 光材料，利用研磨头20和研磨平台26的旋转的方式对晶片12的凸部进行 选择性的研磨动作。为了保持研磨垫10的平整性，必需使用研磨垫修整器14来修整研磨垫 10，修整器多半是以钻石制作，因为进行晶片研磨同时也会磨损研磨垫10 和研磨头20的緩沖垫22，造成研磨垫10和研磨头20的表面产生不平整的 情况，降低晶片12边缘的研磨效率，所以必需利用硬度较高(如钻石)的 研磨垫修整器14将研磨垫10表面的不平整修整，以利晶片12和研磨垫10 的接触面能维持良好的状态，让研磨液18可以均匀分布在晶片和研磨垫之 间，维持研磨的良好效率。在研磨的过程中，无论研磨头20、研磨垫10和研磨垫修整器14都会磨 损，因此这些零件都属消耗性零件，也都有其生命周期，使用的时间越长时， 会造成晶片表面某些部分的研磨速率明显的下降，如图3所示，在不同的生 命周期下在晶片12的内外部分所产生的研磨速率效果也会产生明显的不同， 如图形中所显示，当消耗性零件生命周期尚属年轻的曲线1和2中，曲线的 落差还不算太大，但到生命周期较老化的曲线4(PAD 18小时/Condition 18 小时/Head 18小时)时，晶片12边缘的研磨速率呈现大幅的下降趋势，此问 题会造成整个晶片的研磨效果会随消耗性零件生命周期的增加而越来越差。因为这样的变化，在CMP装置的操作参数上，可以适当调整施加在晶片12区域上的压力，让晶片12的各部分的研磨速率值产生变化，依此可以 调整晶片12边缘的研磨速率，因此需要一个机制来判断不同消耗性零件生 命周期时，要如何调整搡作参数来保持研磨速率，以维持良好的研磨品质。 因此在使用CMP装置研磨过程中，自动依据不同的消耗性零件生命周 期来产生最佳的操作参数设定，以维持良好的研磨品质是必需的。
技术实现思路
本段摘述本专利技术的某些特征，其它特征将叙述于后续的段落。本专利技术通 过附加的权利要求定义，其合并于此段落作为参考。为了改善上述的缺点，本专利技术揭示一种用于化学机械研磨(CMP)装置的 操作参数(recipe)自动反馈方法，其步骤包括(l)将该CMP装置中相关消耗 性零件生命周期(consumable parts lifetime)下载(download)至数据库中，该数 据库包括第一参照表和第二参照表；(2)利用该数据库中的第一参照表，查出 在该CMP装置中相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓(thickness profile)值；(3)利用该晶片厚度轮廓值和该数据库中的第二参照表，查出最佳 的CMP装置的操作参数；并且(4)将该最佳操作参数上传(upload)至CMP装 置中。根据本专利技术的方法，该消耗性零件为研磨垫(pad)。根据本专利技术的方法，该消耗性零件为研磨垫平整器(padconditioner^根据本专利技术的方法，该消耗性零件为研磨头(head)。根据本专利技术的方法，其中第 一参照表为不同的消耗性零件生命周期时， 研磨速率(polish rate)对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本专利技术的方法，其中第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应 晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本专利技术的方法，其中操作参数包括研磨率(RR, removal rate)、操 作压力(pressure )、研磨头和研磨垫转速、操作温度。根据本专利技术的方法，还包括步骤(5)，将晶片厚度轮廓值结果回存到数据 库的第一与第二参照表内，作为以后对比用。本专利技术另揭示一种化学机械研磨(CMP)操作参数自动反馈控制系统，包 括化学机械研磨(CMP)装置；数据库，其中储存第一参照表和第二参照表；和自动反馈机制，当晶片进入该CMP装置时，自动下载该裝置内的相关消 耗性零件生命周期，和该数据库内的该两个参照表对比，并将对比出的最佳操作参数上传回该CMP装置。根据本专利技术的系统，该消耗性零件为研磨垫。根据本专利技术的系统，该消耗性零件为研磨垫平整器。根据本专利技术的系统，该消耗性零件为研磨头。根据本专利技术，其中第一参照表为不同的消耗性零件生命周期时，研磨速 率对应晶片研磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本专利技术，其中第二参照表为不同操作参数下，研磨速率对应晶片研 磨位置的晶片厚度轮廓值变化关系表。根据本专利技术，其中操作参数包括研磨率、操作压力、研磨头和研磨垫 转速、操作温度。至于其它本专利技术的特征和优点，将于下段以优选实施例结合附图详细说明。附图说明图1是现有技术CMP装置的示意图。图2是研磨垫(pad)初期/中期/末期和晶片边缘轮廓值的变化图。 图3是不同消耗性零件生命周期时研磨速率和晶片研磨位置的晶片轮廓 值的关系图。图4是不同操作参数时研磨速率和晶片研磨位置的晶片轮廓值的关系图。图5是本专利技术的CMP装置和自动反馈的系统图。图6是本专利技术的流程图。简单符号说明10 研磨垫12 晶片14 研磨垫修整器16 装置18 研磨液20 研磨头 22 1￡冲垫24 加压装置26 研磨平台501 CMP裝置502 自动反馈系统具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本专利技术能够在不同的方式上具有各种的变化，其都不脱离本专利技术 的范围，且其中的说明和附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本专利技术。下面的表1是不同消耗性零件生命周期的CMP装置抛光晶片时，在不 同的晶片研磨位置上的研磨速率(A/m)节录自实施例中第一参照表的部分 资料，其中1、 2、 3、 4分别代表研磨垫0小时/研磨垫平整器0小时/研磨头 0小时(Pad Ohr/Condition 0hr/Head 0hr )、研磨垫6小时/研磨垫平整器6小 时/研磨头6小时(Pad 6hr/Condition 6hr/Head 6hr)、研磨垫12小时/研磨垫 平整器12小时/研磨头12小时(Pad 12hr/Condition 12hr/Head 12hr)、研磨垫 18小时/研磨垫平整器18小时/研磨头18小时(Pad 18hr/Condition 18hr/Head 18hr)的生命周期下，各不同晶片研磨位置时的研磨效率值，依此表格可以 绘制成如图3的图形。在图6的本专利技术的流程图中，如图所示，步骤S01是在晶片进入CMP 装置之前，将目前CMP装置消耗性零件生命周期由步骤S02下载到本专利技术 的自动反々贵系统502中(如图5是本专利技术系统的关系图)，而此自动反馈系统 502中还包括步骤S03将下载的生命周期值与数据库中第一参照表作对比， 第 一参照表是将以往的研磨经验所累积的晶片研磨厚度轮廓变化记录起来， 依过去的记录来判断此次的研磨过程将会发生何种的情况，晶片的边缘的研 磨速率落差有多大等等。而表2是依照不同的操作参数设定下，C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于化学机械研磨装置的操作参数自动反馈方法，其步骤包括： （１）将该化学机械研磨装置中相关消耗性零件生命周期下载至数据库中，该数据库包括第一参照表和第二参照表； （２）利用该数据库中的该第一参照表，查出在该化学机械研磨装置中该相关消耗性零件生命周期所对应的晶片厚度轮廓值； （３）利用该晶片厚度轮廓值和该数据库中的该第二参照表，查出最佳的化学机械研磨装置的操作参数；以及 （４）将该最佳操作参数上传至该化学机械研磨装置中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：庄志豪，曾圣桓，庄千莹，
申请(专利权)人：力晶半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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