对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法技术

本发明专利技术是有关于一种对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，包括以下步骤：提供一晶圆；判定在该晶圆一表面的一特征的一厚度分布；以及在判定该厚度分布的步骤后，利用一研磨配方对该特征进行一高速化学机械研磨工艺以实质达到该特征的一晶圆内厚度均匀性，其中该研磨配方是根据该厚度分布来决定。本发明专利技术在化学机械研磨工艺之后有所改善晶圆内均匀性及晶圆至晶圆均匀性，并且适应时间独立的工艺状况的工艺控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路制造工艺，特别是涉及一种控制晶圆内的厚度以及由化学机械研磨(CMP)工艺导致的晶圆至晶圆厚度的。
技术介绍
化学机械研磨(CMP)工艺广泛用于制造集成电路。当集成电路在半导体晶圆的表面上分层形成时，CMP工艺是用来平坦化最上层以为后续的制造步骤提供平整表面。CMP工艺是将晶圆置入载具中，该载具将欲研磨的晶圆表面压抵于平台上所铺设的研磨垫上。当含有研磨颗粒与化学试剂的研浆布满研磨垫时，平台及晶圆载具会同时旋转。藉由多孔研磨垫的旋转将研浆送到晶圆表面。研磨垫与晶圆表面的相对移动加上研浆中的化学试剂可使CMP工艺藉由物理和化学作用将晶圆表面平坦化。 CMP工艺可用来制造集成电路。例如，CMP工艺可用来将分开于集成电路中的电路层的内层介电层和内层金属介电层加以平坦化。CMP工艺还常用于连接集成电路元件的铜线的形成。 为了提高CMP工艺的产能，晶圆内(withiniafer， WiW)均匀性和晶圆至晶圆(wafer-toiafer， WtW)均匀性皆需要控制。WiW均匀性是整个晶圆厚度的均匀性，而WtW均匀性是不同晶圆的厚度的均匀性。传统上，特别是在32纳米技术之前，WtW均匀性的控制是藉由基于批货(lot-based)的先进工艺控制(advanced process control, APC)来达到，APC使用在每一晶圆上多点(例如，9点)的平均值来控制CMP工艺。因此如果WtW均匀性达到时，WiW均匀性也将达到目标。然而，这不再适用于小型集成电路的形成(尤其是对32纳米以下的集成电路的形成而言)。即使基于批货的APC产生了自晶圆至晶圆的厚度的实质均匀平均值，或是自批货到批货(每一批货包括例如是25个晶圆)，每一晶圆内的厚度可能变化很大。因此，WiW均匀可能不符合设计要求。 由此可见，上述现有的在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的存在的缺陷，而提供一种新的，所要解决的技术问题是使其通过新的CMP方法和新的APC模型达到了 WiW均匀性及WtW均匀性，非常适于实用。 本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种，该方法包括以下步骤提供一晶圆；判定在该晶圆一表面的一特征的一厚度分布；以及在判定该厚度分布的步骤后，利用一研磨配方 对该特征进行一高速CMP工艺以实质达到该特征的一晶圆内(withiniafer)厚度均匀性， 其中该研磨配方是根据该厚度分布来决定。 本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的，其中所述的进行一高速CMP工艺的步骤包含进行一分区CMP工艺，对该晶圆的不同区施以不同压力。 前述的，更包含，在该进行一高速CMP工艺 的步骤后，进行一低速CMP工艺，其中该低速CMP工艺未分区。 前述的，其中所述的低速CMP工艺是利用一 端点侦测来进行，且其中该低速CMP工艺在该特征的一预定目标厚度达到时停止。 前述的，更包含，在该进行一高速CMP工艺 的步骤后，进行一抛光CMP工艺一预定时间长度。 前述的，更包含在该进行一抛光CMP工艺 的步骤后，测量该特征的一厚度；以及比较该厚度与该特征的一最终目标厚度以判定一厚 度差异。 前述的，更包含回馈该厚度差异以调整该研 磨配方。 前述的，更包含回馈该厚度差异以调整该预 定时间长度。 前述的，更包含对该晶圆进行一额外抛光CMP工艺(另一抛光CMP工艺)，根据该厚度差异决定一额外研磨时间长度。 本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种，该方法包括以下步骤提供一晶圆；判定在该晶圆一表面的一特征的一厚度分布；以及利用一研磨配方对该特征进行一第一 CMP工艺以达到该特征的一实质的晶圆内厚度均匀性，其中该研磨配方是根据该厚度分布来决定；以及对该特征进行包含一第二CMP工艺的一闭回路控制以调整该特征的一厚度至一最终目标厚度。 本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的，其中所述的第一 CMP工艺是利用一研磨头进行的一分区CMP工艺，其中该研磨头能对该晶圆的不同区施以不同压力。 前述的，其中所述的第二 CMP工艺是在未采用分区研磨下进行。 前述的，其中所述的第二 CMP工艺是利用一 软研磨垫进行的一抛光CMP工艺。 前述的，其中所述的进行包含一第二 CMP工 艺之一闭回路控制的步骤更包含在进行该第二 CMP工艺的步骤后，测量该特征的该厚度； 比较该厚度与该特征的该最终目标厚度以判定一厚度差异；以及回馈该厚度差异以调整用 以进行该第二 CMP工艺的一预定研磨时间，其中调整后的该预定研磨时间是用于一后续晶 圆的一CMP工艺。 前述的，更包含进行一化学清洗；以及在 该进行一化学清洗的步骤后，对该晶圆进行一额外抛光CMP工艺，根据该厚度差异所决定 一额外研磨时间。 本专利技术的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提 出的一种，该方法包括以下步骤提供包含一内层介 电层(inter-layer dielectric, I LD)的一晶圆；进行一第一测量以判定该ILD的一厚度 分布；根据该厚度分布决定一研磨配方；利用该研磨配方对该ILD进行一第一 CMP工艺，其 中，在进行该第一CMP工艺的步骤后，该ILD具有一实质的晶圆内厚度均匀性；决定该I LD 的一 目标厚度以用于一低速CMP工艺；对该ILD进行该低速CMP工艺并同时监测该ILD的 一厚度；当该ILD的该厚度达到该目标厚度时，停止该低速CMP工艺；进行一抛光CMP工艺 一预定研磨时间；在该进行一抛光CMP工艺的步骤后，进行一第二测量以判定该ILD的该 厚度；比较自该第二测量取得的该ILD的该厚度与一最终目标ILD厚度以判定一厚度差异； 以及回馈该厚度差异以调整该预定研磨时间。 本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的，其中所述的研磨配方包含对该晶圆的不同区施以不同压力。 前述的，其中所述的低速CMP工艺及该抛光 CMP工艺是未分区。 前述的，其中所述的监测该ILD的一厚度的 步骤包含在该低速CMP工艺期间投射一白光到该ILD上；以及比较自该ILD反射的一光线 的一频谱与预先储存的光谱以判定该ILD的厚度。 本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发 明的主要
技术实现思路
如下 为达到上述目的，本专利技术提供了一种对一晶圆进行化学机械研磨(CMP)工艺的方 法，包括以下步骤提供晶圆；判定在晶圆表面的特征的厚度分布；以及在判定厚度分布的 步骤后，利用研磨配方对特征进行高速CMP工艺以实质达到特征的晶圆内(withiniafer) 厚度均匀性。研磨配方是根据厚度分布来决定。 另外，为达到上述目的，本专利技术还提供了一种对一晶圆进行CMP工艺的方法，包 括提供晶圆；判定在晶圆上表面的特征的厚度分布；以及利用研本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对晶圆进行化学机械研磨工艺的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：提供一晶圆；判定在该晶圆一表面的一特征的一厚度分布；以及在判定该厚度分布的步骤后，利用一研磨配方对该特征进行一高速化学机械研磨工艺以实质达到该特征的一晶圆内厚度均匀性，其中该研磨配方是根据该厚度分布来决定。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜男，林映眉，郑育真，许强，林焕哲，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]