一种在线优化抛光压力的方法技术

本发明专利技术提供一种在线优化抛光压力的方法，包括：获取基准抛光曲线，所述基准抛光曲线为基准抛光去除率随抛光位置的变化曲线；根据基准抛光曲线获取第一基准归一化系数B1至第N基准归一化系数B

【技术实现步骤摘要】
一种在线优化抛光压力的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种在线优化抛光压力的方法。

技术介绍

[0002]随着半导体制造技术的发展，200mm以上晶圆的化学机械平坦化工艺(chemical mechanical planarization,后简称CMP)对片内(Within wafer，后简称WIW)表面形貌、不均匀度(Nu)等参数的控制精度及实时反馈性要求越来越高。在CMP工艺中一般采取固定压力、转速等抛光参数，更改抛光时长的方法进行批量生产，可通过APC(Advanced Process Control)系统的特定算法对每批(Lot to Lot)或者每片(wafer to wafer)的抛光时长(或者抛光速率)进行优化计算下发至机台端进行抛光制程，当去除率的表面形貌不满足要求时，一般可通过人工干预更改工艺参数对表面形貌进行调整使其满足要求，或者在300mm相关机台上采用WIWAPC系统通过一定量的实验设计(DOE)参数调试，实现片内的压力调整。
[0003]现有通过人工干预调整去除率表面形貌的方法存在一定的滞后性，且对工程师的经验存在一定依赖，无法及时对异常晶圆进行优化调整；而相关机台上采用WIWAPC系统算法较为复杂，且需要一定量的参数实验数据积累。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中压力监测系统调整抛光压力滞后性和复杂性的问题，从而提供一种在线优化抛光压力的方法。
[0005]本专利技术提供一种在线优化抛光压力的方法，包括：提供抛光头，所述抛光头适于对晶圆进行抛光；对所述抛光头进行分区，所述抛光头包括径向方向由内至外排布的第一施压区至第N施压区，N为大于或等于2的整数，所述晶圆包括第一晶圆区至第N晶圆区，第k晶圆区对应第k施压区，k为大于等于1且小于等于N的整数；获取基准抛光曲线，所述基准抛光曲线为基准抛光去除率随抛光位置的变化曲线；根据所述基准抛光曲线获取第一基准归一化系数B1至第N基准归一化系数B
N
，第k基准归一化系数B
k
为第k施压区对应的基准抛光去除率的平均值与抛光头的各区域对应的基准抛光去除率的平均值的比值；采用抛光头对第w片晶圆进行抛光；获取第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
；提供预测模型，所述预测模型适于根据第k施压区对第w片晶圆的第k晶圆区施加的压强P(k)
w
和第w+1片晶圆的第k晶圆区的压强补偿系数α(k)
w+1
获取第k施压区对第w+1片晶圆的第k晶圆区施加的预测压强P(k)
w+1
；α(k)
w+1
＝λ(k)
w
*(β(k)
w
‑
Bk)+(1
‑
λ(k)
w
)α(k)
w
；P(k)
w+1
＝P(k)
w
·
(1+α(k)
w+1
)；其中，λ(k)
w
为第w片晶圆的第k晶圆区对第w+1片晶圆的第k晶圆区的影响权重系数，0<λ(k)
w
<1；α(k)
w
为第w片晶圆的压强补偿系数。
[0006]可选的，获取第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
的步骤包括：从第w片晶圆的第一晶圆区至第N晶圆区中分别选取若干测量点，分别获取第w片晶圆的各测量点的去除率的归一化系数；根据第w片晶圆的第k晶圆区中的各测量点的去除率的归一化系数获取第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
。
[0007]可选的，将第w片晶圆的第k晶圆区中的各测量点的去除率的归一化系数的均值作为第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
；或者，将第w片晶圆的第k晶圆区中的测量点的去除率与1的绝对差值的最大值作为第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
。
[0008]可选的，第w片晶圆的第一晶圆区至第N晶圆区对应的影响权重系数均相等。
[0009]可选的，第w片晶圆的第一晶圆区至第N晶圆区对应的影响权重系数均至少部分不相等。
[0010]可选的，第w片晶圆的第一晶圆区至第N晶圆区对应的影响权重系数递增。
[0011]可选的，N为大于等于4的整数，所述晶圆包括中心区和边缘区，所述中心区包括第一晶圆区至第L晶圆区，所述边缘区包括第L+1晶圆区至第N晶圆区,L为大于等于2且小于等于N
‑
1的整数；第w片晶圆的第一晶圆区至第L晶圆区的影响权重系数的变化率小于第w片晶圆的第L+1晶圆区至第N晶圆区的影响权重系数的变化率。
[0012]可选的，所述第一晶圆区至第L晶圆区的总面积占据晶圆的总面积的68％～72％。
[0013]可选的，λ(k)
w
的取值范围为0.5～0.8。
[0014]可选的，λ(k)
w
的取值范围为0.6～0.7。
[0015]本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0016]本专利技术的技术方案提供的在线优化抛光压力的方法，设置预测模型，预测模型适于根据第k施压区对第w片晶圆的第k晶圆区施加的压强P(k)
w
和第w+1片晶圆的第k晶圆区的压强补偿系数α(k)
w+1
获取第k施压区对第w+1片晶圆的第k晶圆区施加的预测压强P(k)
w+1
；α(k)
w+1
＝λ(k)
w
*(β(k)
w
‑
B
k
)+(1
‑
λ(k)
w
)α(k)
w
；P(k)
w+1
＝P(k)
w
·
(1+α(k)
w+1
)；压强补偿系数能综合考虑当前片晶圆和先前晶圆对下一片晶圆的影响，使得对下一片晶圆的压强的预测值的精度提高。所述方法能在线调整抛光压强且简单化。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为一种对晶圆抛光过程中的去处率变化趋势；
[0019]图2为本专利技术一实施例提供的在线优化抛光压力的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]如图1所示，BL曲线为去除率的目标曲线。对晶圆抛光的过程中，在不同的阶段对晶圆进行量测，为了方便说明，将抛光初始时刻(对应0hrs)测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在线优化抛光压力的方法，其特征在于，包括：提供抛光头，所述抛光头适于对晶圆进行抛光；对所述抛光头进行分区，所述抛光头包括径向方向由内至外排布的第一施压区至第N施压区，N为大于或等于2的整数，所述晶圆包括第一晶圆区至第N晶圆区，第k晶圆区对应第k施压区，k为大于等于1且小于等于N的整数；获取基准抛光曲线，所述基准抛光曲线为基准抛光去除率随抛光位置的变化曲线；根据所述基准抛光曲线获取第一基准归一化系数B1至第N基准归一化系数B
N
，第k基准归一化系数B
k
为第k施压区对应的基准抛光去除率的平均值与抛光头的各区域对应的基准抛光去除率的平均值的比值；采用抛光头对第w片晶圆进行抛光；获取第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
w
；提供预测模型，所述预测模型适于根据第k施压区对第w片晶圆的第k晶圆区施加的压强P(k)
w
和第w+1片晶圆的第k晶圆区的压强补偿系数α(k)
w+1
获取第k施压区对第w+1片晶圆的第k晶圆区施加的预测压强P(k)
w+1
；α(k)
w+1
＝λ(k)
w
*(β(k)
w
‑
B
k
)+(1
‑
λ(k)
w
)α(k)
w
；P(k)
w+1
＝P(k)
w
·
(1+α(k)
w+1
)；其中，λ(k)
w
为第w片晶圆的第k晶圆区对第w+1片晶圆的第k晶圆区的影响权重系数，0＜λ(k)
w
＜1；α(k)
w
为第w片晶圆的压强补偿系数。2.根据权利要求1所述的在线优化抛光压力的方法，其特征在于，获取第w片晶圆的第k晶圆区的去除率的第k表征归一化系数β(k)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张康，李婷，吴燕林，崔凯，
申请(专利权)人：北京烁科精微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：