CN100473501C - 一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，包括以下步骤：第一步，测量不同使用时期研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度，从而确定研磨垫的不同区域的切削速度；第二步，设定修正盘在研磨垫不同区域的停留时间；第三步，检测研磨垫不同区域的研磨粒和化学机械抛光的研磨速率；第四步，测量使用到寿命的研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度；第五步，针对上面几步的检测结果设定修正盘在研磨垫不同区域的压力；第六步，重复第三步到第五步，直到找到适合的压力参数，使研磨垫各个区域的面内损耗和沟槽深度趋于一致。本发明通过对研磨垫各个区域压力的设置，使研磨垫的切削更均匀，可以延长研磨垫的使用寿命，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域的化学机械抛光工艺，尤其是一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法。
背景技术
目前应用于集成电路制造领域的化学机械抛光研磨垫，其沟槽的宽度和深度在整个研磨垫面内都是采用单一的尺寸。但是由于在工艺应用中，硅片在研磨垫上不同区域作用的时间是不一样的，包括修正盘在研磨垫上不同区域作用的时间也是不一样，这两种因素造成了研磨垫的消耗在面内的不均匀，因而造成工艺的均匀性变差。图1为已有技术中使用前后研磨垫的厚度对比图，图2为使用前后研磨垫内沟槽深度对比图。如图1、图2所示，一个新的研磨垫，它的沟槽深度在研磨垫内是比较均匀的，由于化学机械抛光研磨垫的厚度以及研磨垫沟槽深度在整个研磨垫面内都是采用单一的尺寸，而硅片在研磨垫上不同区域的作用时间不同，造成化学机械抛光工艺后研磨垫面内的厚度以及研磨垫沟槽深度会变得不均匀。
在传统的化学机械抛光工艺中，修正盘的参数设置缺乏一定的灵活性，只能对区域和不同区域停留时间进行设置，在压力控制上缺乏必要的、灵活的调整功能。而研磨垫80％的损耗都来自于修正盘的切削作用.而每当研磨垫近使用寿命时往往是局部已经到了使用寿命，(特别是研磨垫的次中心区域容易最先到达使用实名。)由于研磨垫的局部损耗过高导致化学机械抛光的均一性或研磨速率超规格，最后只能更换研磨垫。这在化学机械抛光工艺是一种浪费。在化学机械抛光中所用到的消耗品很多，已有技术的化学机械抛光工艺中，修正盘的参数设置中只对在研磨垫各个区域的停留时间做不同的设定，影响了研磨垫的寿命，造成浪费，同时也降低了化学机械抛光工艺硅片面内的均匀性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，能够自动调整研磨垫各个区域的压力，使修正盘在研磨垫不同区域的切削作用更平均，延长修正盘的寿命，降低工艺成本。
为解决上述技术问题，本发明一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法的技术方案是，包括以下步骤：第一步，测量不同使用时期研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度，从而确定研磨垫的不同区域的切削速度；第二步，设定修正盘在研磨垫不同区域的停留时间；第三步，检测研磨垫不同区域的研磨粒和化学机械抛光的研磨速率；第四步，测量使用到寿命的研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度；第五步，针对上面几步的检测结果设定修正盘在研磨垫不同区域的压力；第六步，重复第三步到第五步，直到找到适合的压力参数，使研磨垫各个区域的面内损耗和沟槽深度趋于一致。
本发明通过调整修正盘在研磨垫各个不同区域的压力，不仅能使修正盘在研磨垫不同区域的切削作用更平均，还可以延长修正盘的寿命，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为已有技术中使用前后研磨垫的厚度对比图；
图2为使用前后研磨垫内沟槽深度对比图；
图3为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
图3为本发明方法流程示意图。如图3所示，一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，包括以下步骤：第一步，测量不同使用时期研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度，从而确定研磨垫的不同区域的切削速度；第二步，设定修正盘在研磨垫不同区域的停留时间；第三步，检测研磨垫不同区域的研磨粒和化学机械抛光的研磨速率；第四步，测量使用到寿命的研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度；第五步，针对上面几步的检测结果设定修正盘在研磨垫不同区域的压力；第六步，重复第三步到第五步，直到找到适合的压力参数，使研磨垫各个区域的面内损耗和沟槽深度趋于一致。
其中第一步和第四步测量研磨垫厚度和研磨垫沟槽的剩余深度分布，首先将研磨垫沿着半径方向进行切割，再测量研磨垫厚度和研磨垫沟槽的剩余深度分布。
其中第五步设定修正盘在研磨垫不同区域的压力，可以在传统的系统控制软件上添加针对不同区域的压力设定程序。
本发明一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，通过对已使用过的研磨垫在各个区域的研磨垫厚度以及研磨垫沟槽深度的检测，在研磨垫各个区域进行时间和压力的调整，使研磨垫的切削更均匀，可以延长研磨垫的使用寿命，降低生产成本。
Claims (2)
1.一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，测量不同使用时期研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度，从而确定研磨垫的不同区域的切削速度；第二步，设定修正盘在研磨垫不同区域的停留时间；第三步，检测研磨垫不同区域的研磨粒和化学机械抛光的研磨速率；第四步，测量使用到寿命的研磨垫的研磨垫沟槽深度和研磨垫厚度；第五步，针对上面几步的检测结果设定修正盘在研磨垫不同区域的压力；第六步，重复第三步到第五步，直到找到适合的压力参数，使研磨垫各个区域的面内损耗和沟槽深度趋于一致。
2.根据权利要求1所述的一种化学机械抛光中延长研磨垫寿命的方法，其特征在于，第一步和第四步中将研磨垫沿着半径方向进行切割，再测量研磨垫厚度和研磨垫沟槽的剩余深度分布。
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