铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度，根据研磨时研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应以及研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，由此关系确定铝金属栅的研磨去除率。相应地，本发明专利技术还提供一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定系统。本发明专利技术综合考虑有效研磨粒子机械去除和研磨液化学反应刻蚀间的协同作用，能实时确定铝金属栅的化学机械研磨去除速率，对CMP研磨的实时预测及芯片生产线工艺配置具有积极指导作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法和系统。
技术介绍
高介电常数栅电介质和金属栅极技术(HKMG，High-k Metal Gate)作为32或28纳米节点的主流工艺技术使得半导体行业的发展仍然遵循每18个月芯片的集成度提高一倍的摩尔定律。随着芯片节点尺寸的不断下降，在芯片制造工艺过程中，芯片表面的平整度是影响后续制造工艺及芯片良品率的重要因素。化学机械研磨(CMP, Chemical MechanicalPolishing)工艺作为实现芯片表面平坦化的可靠方法，广泛应用于芯片的超精细表面平整化加工中，是目前实现纳米级超光滑无损伤表面加工的最有效和最实用的技术，也是目前实现全局平坦化的唯一广泛应用技术。 HKMG工艺的铝栅工艺中，栅极材料铝淀积厚度较薄，对CMP工艺要求极为苛刻，CMP工艺中的不完全研磨将导致金属没有去除干净，从而引起电路短路；过度研磨会导致栅电极较薄，产生过高的栅电阻和潜在的接触过刻蚀。此外，严重的过度抛光会导致邻近源/漏区域暴露，使得在后续的哑栅刻蚀去除过程中源/漏区域被攻击。因此，研磨去除率(即单位时间铝的研磨去除量)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，其特征在于，包括步骤：提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度；确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应；根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系；根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。

【技术特征摘要】
1.一种铝金属栅化学机械研磨去除率的确定方法，其特征在于，包括步骤 提供铝金属栅化学机械研磨时的研磨参数、所需研磨液的成分及各成分的浓度； 确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应；确定所述研磨液中研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应； 根据所述化学反应和表面机械去除反应的反应速率方程，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系； 根据所述金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系，确定铝金属栅的研磨去除率。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，提供铝金属栅进行化学机械研磨时的研磨参数、研磨液的成分及各成分的浓度包括 提供化学机械研磨的研磨温度； 提供所述研磨液中的表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子； 提供所述表面活性剂、氧化剂、螯合剂和研磨粒子的浓度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定研磨液中各成分与铝金属栅表面发生的化学反应，包括 确定铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的化学反应； 确定铝与氧化剂反应生成铝的氧化物的化学反应； 确定铝离子与螯合剂反应生成铝螯合物的化学反应。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定金属粒子浓度随时间变化率与金属粒子浓度的关系包括 根据所述铝与表面活性剂反应生成铝的活性剂化合物的反应速率方程，确定铝的活性剂化合物浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝活性剂化合物浓度的关系 根据所述铝与氧化剂反应、铝离子与螯合剂反应和研磨粒子对铝金属栅表面机械去除反应的反应速率方程，确定铝离子浓度随时间变化率与铝金属栅表面包含的铝原子浓度和铝离子浓度的关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述金属粒子浓度随...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勤志，陈岚，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：