專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光墊的調(diào)節(jié)的前饋和反饋控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般關(guān)于拋光領(lǐng)域以及提高拋光墊壽命的方法。
背景技術(shù)：
為獲得半導(dǎo)體晶片的完全平面化(planarization)將化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)用于半導(dǎo)體制造工藝。該方法包括利用機(jī)械接觸和來(lái)自例如運(yùn)動(dòng)著的浸透漿料(slurry)的拋光墊的化學(xué)腐蝕從該晶片(一般是二氧化硅(SiO2))上去除材料(例如，表面材料的犧牲層)。因?yàn)楦咝蚊矃^(qū)域(丘)比低形貌區(qū)(谷)去除的速度更快，所以拋光整平了高度差。圖1A顯示一CMP機(jī)100的俯視圖，而圖1B顯示延線A-A截開的CMP機(jī)100的側(cè)剖視圖。將晶片供給該CMP機(jī)100進(jìn)行拋光。典型地，該CMP機(jī)100利用臂101拾起晶片105，并將其放到旋轉(zhuǎn)的拋光墊102上。該拋光墊102用彈性材料制成，并且常常具有一定的紋理，以有助于該拋光工藝。該拋光墊102在位于該拋光墊102下面的臺(tái)板104或旋轉(zhuǎn)臺(tái)上以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)。該晶片105被該臂101固定在該拋光墊102上的適當(dāng)位置。該晶片105的下表面放在拋光墊102上。該晶片105的上表面貼在臂101的晶片運(yùn)載器(wafer carrier)106的下表面。當(dāng)該拋光墊102旋轉(zhuǎn)時(shí)，該臂101以預(yù)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)該晶片105。該臂101以預(yù)定大小的向下的力將該晶片105壓在該拋光墊102上。該CMP機(jī)100還包括伸入該拋光墊102半徑長(zhǎng)度的漿料散布臂(slurrydispense arm)107。該漿料散布臂107將漿料流體散布在該拋光墊102上。
眾所周知，對(duì)于給定拋光墊，提供的材料去除速率(removal rate)以圖2所示的方式隨時(shí)間指數(shù)降低。結(jié)果，在拋光循環(huán)周期之間，必須調(diào)節(jié)該拋光墊(例如，用調(diào)節(jié)盤108)。這樣做使該拋光墊的表面變粗糙并至少暫時(shí)地恢復(fù)其原來(lái)的去除速率。當(dāng)該墊不能再調(diào)節(jié)時(shí)，其被更換。
傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法的問(wèn)題是其可能過(guò)度調(diào)節(jié)，例如，耗損平整表面(planarizing surface)，并因此降低該拋光墊的墊壽命。因?yàn)樵诓牧先コ俾史矫?，墊與墊之間的不同，每次更換墊時(shí)，CMP工具必須重新校準(zhǔn)以便得到期望的材料去除速率。在墊更換期間損失的生產(chǎn)時(shí)間轉(zhuǎn)化為加工的延遲并使效率降低。
為了延長(zhǎng)該墊的壽命，已報(bào)道的用于選擇性地調(diào)節(jié)拋光墊方法以及基于在該整個(gè)平整表面的不能接受的墊狀況的可能的或可探測(cè)到的的分布，沿該CMP墊的表面改變調(diào)節(jié)元件(例如，調(diào)節(jié)盤108)向下的力的方法有很多種，報(bào)道的其它方法主要關(guān)于根據(jù)拋光墊的不均勻性，在整個(gè)該拋光墊的該表面改變調(diào)節(jié)方式(conditioning recipe)。然而，這些已報(bào)道的CMP工藝一般更關(guān)注于改進(jìn)該CMP工藝，例如，改進(jìn)晶片內(nèi)非均勻性(within wafer non-uniformity)，而不是延長(zhǎng)墊壽命。
能延長(zhǎng)墊壽命并因此減小墊的更換頻率的方法和設(shè)備可為晶片制造工藝顯著地節(jié)省費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明關(guān)于一種調(diào)節(jié)拋光墊的平整表面以便延長(zhǎng)該墊的工作壽命的方法、設(shè)備和介質(zhì)。更特別的是本發(fā)明用墊磨損和晶片平面化工藝的物理和/或化學(xué)模式(這些模式可以作為單一模式或多重模式執(zhí)行)來(lái)預(yù)測(cè)拋光墊性能并且延長(zhǎng)墊壽命。這使得用單個(gè)拋光墊所能拋光的半導(dǎo)體晶片或其它基片的數(shù)目增加，從而在CMP工藝中，在減少所需要的墊數(shù)量和減少用于墊更換的時(shí)間兩個(gè)方面，顯著地節(jié)省費(fèi)用。
該模型基于“調(diào)節(jié)”調(diào)節(jié)工藝的操作參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)拋光效率(晶片材料去除速率)。在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)參數(shù)包括壓力(該調(diào)節(jié)盤向下的力(conditioning disk down force))和速度(該調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)速度)，也可以包括其它因素，諸如調(diào)節(jié)頻率、調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間以及調(diào)節(jié)盤在整個(gè)該墊表面的平移速度(translational speed)。該模型選擇，然后保持拋光墊調(diào)節(jié)參數(shù)在一個(gè)范圍內(nèi)，該范圍是在提供可接受的晶片材料去除速率的同時(shí)，不過(guò)度調(diào)節(jié)該墊的范圍。因此，本發(fā)明提供用于該CMP拋光工藝的前饋和反饋控制的工藝。雖然本發(fā)明在此被描述成與盤的使用有關(guān)，該盤的表面上有一層磨料(abrading)，該表面被推向該墊并且相對(duì)于該墊移動(dòng)，但是，本發(fā)明的技術(shù)可以用于其它調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個(gè)方式中，提供一種在具有拋光墊的化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備CMP中調(diào)節(jié)平整表面的方法，其中，將晶片放在該拋光墊上以從該晶片上去除材料，并將調(diào)節(jié)盤放在該拋光墊上以對(duì)該拋光墊進(jìn)行調(diào)節(jié)。該方法包括提供一個(gè)墊磨損和調(diào)節(jié)模型，該模型將晶片材料去除速率定義為至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)，所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)具有最大和最小值；在該CMP設(shè)備中，在第一套調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光晶片，該套參數(shù)的選擇是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最大和最小去除速率范圍內(nèi)；確定出現(xiàn)在所述拋光步驟期間的晶片材料去除速率；根據(jù)步驟(c)中所述確定的晶片材料去除速率以及該墊磨損和調(diào)節(jié)模型，計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)以將晶片材料去除速率保持在最大和最小去除速率范圍內(nèi)；以及用該更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)該拋光墊。
在至少一些實(shí)施例中，該方法包括在該CMP設(shè)備中，在第一套調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光晶片，該套參數(shù)的選擇是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最大和最小去除速率范圍內(nèi)(在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，該調(diào)節(jié)與拋光同時(shí)進(jìn)行)；確定出現(xiàn)在所述拋光步驟期間的晶片材料去除速率；根據(jù)該晶片材料去除速率，計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，以將晶片材料去除速率保持在最大和最小去除速率范圍內(nèi)；以及利用該更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)該拋光墊。在至少一些實(shí)施例中，該拋光步驟包括一個(gè)晶片的拋光或其包括兩個(gè)或多個(gè)晶片的拋光，即一個(gè)拋光周期。該晶片材料去除速率可以被取平均或可以用最后拋光的晶片材料去除速率來(lái)更新墊調(diào)節(jié)參數(shù)。
用墊磨損和調(diào)節(jié)模型，通過(guò)將晶片材料去除速率作為包括調(diào)節(jié)盤向下的力和該調(diào)節(jié)盤的速度的墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)；并且確定該計(jì)算的和該測(cè)量的晶片材料去除速率之間的差別，以及計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)以減小所述差別，其中該更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)根據(jù)方程k＝(k1)+g*(k-k1))更新，這里k是測(cè)量的晶片材料去除速率，k1是計(jì)算的晶片材料去除速率，g是估計(jì)增益，(k-k1))是預(yù)測(cè)誤差。
在至少一些實(shí)施例中，所述第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)，或用歷史數(shù)據(jù)，或用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)的結(jié)果確定，該DOE是用于定義該模型的一套實(shí)驗(yàn)。
在至少一些實(shí)施例中，該墊磨損和調(diào)節(jié)模型的該墊調(diào)節(jié)參數(shù)包括調(diào)節(jié)期間的調(diào)節(jié)頻率，或調(diào)節(jié)時(shí)間，或該調(diào)節(jié)盤的平移速度(該盤的移動(dòng)速度而非該盤的旋轉(zhuǎn)速度)。
在至少一些實(shí)施例中，晶片材料去除速率包括測(cè)量拋光前和拋光后的該晶片厚度，計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)可以包括執(zhí)行一遞歸最優(yōu)化工藝。
在至少一些實(shí)施例中，增益g是用于指示測(cè)量的參數(shù)中的可變性或可靠性的值。
在至少一些實(shí)施例中，墊壽命根據(jù)下面的關(guān)系式定義PadLife＝f(Fdisk，ωdisk，tconditioning，f，T2)，這里Fdisk是在調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤施加到該CMP墊的向下的力，ωdisk是在拋光墊調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤的角速度，t是調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間，f是調(diào)節(jié)頻率，T2是再調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤的掃過(guò)速度(sweep speed)。
在至少一些實(shí)施例中，所述晶片材料去除速率用下面的方程定義RemovalRate]minmax=f(Fdisk]minmax,ωdisk]minmax,f]minmax,tconditoning]minmax,T2]minmax)]]>這里Fdisk是在調(diào)節(jié)期間該調(diào)節(jié)盤施加到該CMP墊的向下的力，ωdisk是在拋光墊調(diào)節(jié)期間該調(diào)節(jié)盤的角速度，t是調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間，f是調(diào)節(jié)頻率，T2是再調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤的掃過(guò)速度。在至少一些實(shí)施例中，晶片材料去除速率的最大值是晶片材料去除速率與調(diào)節(jié)向下的力(conditioning down force)關(guān)系曲線的飽和點(diǎn)值，在這里向下的力的增加不影響去除速率。在至少一些實(shí)施例中，所述晶片材料去除速率的最小值以及由此引起的最小可接受的調(diào)節(jié)參數(shù)由最大可接受晶片拋光時(shí)間定義。
在至少一些實(shí)施例中，所述晶片材料去除速率根據(jù)下面的方程確定y^i=ρixi+Ii]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的該晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 與xi之間關(guān)系的曲線的截距，這里可能影響晶片拋光的其它參數(shù)保持不變。
在至少一些實(shí)施例中，通過(guò)解下面的方程確定更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi]]>這里 是目標(biāo)晶片去除速率，Wi是調(diào)節(jié)參數(shù)xi的加權(quán)因子，Δy是晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差。
在本發(fā)明的至少一些方式中，用于調(diào)節(jié)拋光墊(該拋光墊通過(guò)從基片上去除材料以平整該基片)的設(shè)備包括有一個(gè)位于拋光墊的平整表面之上的臂的運(yùn)載組件(carrier assembly)；與該運(yùn)載組件連接的調(diào)節(jié)盤；以及能控制該調(diào)節(jié)盤的操作參數(shù)的致動(dòng)器(actuator)；可與該致動(dòng)器耦合的控制器，該控制器操縱該致動(dòng)器以調(diào)整所述調(diào)節(jié)盤的操作參數(shù)，將其作為墊磨損和墊調(diào)節(jié)模型的一個(gè)函數(shù)(as a function)；該模型根據(jù)拋光墊和晶片參數(shù)預(yù)測(cè)該拋光墊的晶片材料去除速率。用一個(gè)模型，并通過(guò)將晶片材料去除速率作為包括調(diào)節(jié)盤向下的力和調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速率(rotation rate)的墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)的確定，預(yù)測(cè)該調(diào)節(jié)盤的調(diào)節(jié)向下的力和旋轉(zhuǎn)速度(rotational speed)。
在至少一些實(shí)施例中，該晶片材料去除速率根據(jù)下面的方程確定y^i=ρixi+Ii]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的該晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 與xi之間關(guān)系的曲線的截距。
在至少一些實(shí)施例中，所述校正的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)解下面的方程確定xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi]]>
這里 是目標(biāo)晶片去除速率，Wi是調(diào)節(jié)參數(shù)xi的加權(quán)因子，Δy是晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差。
這樣，無(wú)論什么時(shí)候去除速率下降到可接受的去除速率以下，在保持晶片材料去除速率在可接受范圍內(nèi)的同時(shí)，通過(guò)利用更合適的調(diào)節(jié)盤向下的力和角速度以及通過(guò)調(diào)整該調(diào)節(jié)參數(shù)都可將拋光墊的壽命延長(zhǎng)。通過(guò)將“萬(wàn)能標(biāo)準(zhǔn)”的方法應(yīng)用到墊調(diào)節(jié)參數(shù)(例如，不考慮實(shí)際的晶片材料去除速率的實(shí)際變化而確定調(diào)節(jié)參數(shù)的方法)，傳統(tǒng)工藝會(huì)過(guò)度補(bǔ)償，這樣去除的墊材料比必須的多，并且會(huì)加速墊磨損。因此，本發(fā)明提供了更理想的調(diào)節(jié)參數(shù)，即僅重調(diào)整被損壞的墊所需要的那些因素。


參照附圖及相關(guān)詳細(xì)描述，可以更充分地理解本發(fā)明的各種目的，特征，和優(yōu)點(diǎn)。
圖1A-B顯示一傳統(tǒng)的CMP機(jī)。圖1A顯示傳統(tǒng)的CMP機(jī)的俯視圖。圖1B顯示圖1A的現(xiàn)有技術(shù)的CMP機(jī)沿線A-A截開的側(cè)剖視圖。
圖2顯示晶片材料去除速率的指數(shù)衰減和出現(xiàn)在圖3B和3C之間的去除速率的平衡狀態(tài)。
圖3A-C顯示發(fā)生在拋光墊和拋光漿料(polishing slurry)之間的化學(xué)反應(yīng)。圖3A大體顯示聚氨酯(polyurethane)拋光墊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和在NCO基團(tuán)之間形成的離子鍵。圖3B大體顯示水如何通過(guò)打斷聚氨酯成分中NCO基團(tuán)之間的離子鍵與該聚氨酯拋光墊形成離子鍵的。圖3C大體顯示硅漿料如何與水以及聚氨酯拋光墊形成氫鍵的。
圖4A-C是拋光墊的剖面圖。圖4A是一新的拋光墊的圖。圖4B是用過(guò)的拋光墊的圖。圖4C顯示如何將一用過(guò)的拋光墊刷新(refurbish)以繼續(xù)使用。
圖5是用在CMP工藝最優(yōu)化中的該反饋回路的流程圖。
圖6是說(shuō)明數(shù)據(jù)采集及墊磨損和調(diào)節(jié)模型的產(chǎn)生的流程圖。
圖7是一曲線圖，大體給顯示與該調(diào)節(jié)盤施加在該拋光墊上的該壓力有關(guān)的該晶片材料去除速率。
圖8是一曲線圖，大體顯示與該調(diào)節(jié)盤施加在該拋光墊上的該旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的該晶片材料去除速率。
圖9是一基于圖7和8的模型，用于預(yù)測(cè)和調(diào)整下一個(gè)晶片去除的去除速率。
圖10是一用在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的方法中的CMP機(jī)的側(cè)剖視圖。
圖11是用在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中的一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)包括工具表示(tool representation)和訪問(wèn)控制(access control)。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的軟盤圖示說(shuō)明，該軟盤可以存儲(chǔ)該軟件的各個(gè)部分。
具體實(shí)施例方式
這里描述用于最大限度地延長(zhǎng)拋光墊的壽命的CMP工藝的前饋和反饋控制的新穎方法。因?yàn)樵搾伖鈮|可以在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)拋光更多晶片而無(wú)需更換或調(diào)整(例如，換掉該墊)，延長(zhǎng)墊壽命意味著減少CMP工藝的停機(jī)時(shí)間。術(shù)語(yǔ)晶片在一般意義上被用于包括任何需要拋光的基本平的物體。晶片包括，除單片結(jié)構(gòu)(monolith structure)外，具有一層或多層或薄膜沉積其上的基片。
多數(shù)CMP墊材料含有聚氨脂或其它聚合物材料，當(dāng)其與水接觸時(shí)會(huì)變軟。如圖3A，3B，3C顯示的與該墊相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)解釋了其軟化可能發(fā)生的過(guò)程。尤其是，在全新墊的聚氨脂(urethane)中的異氰酸脂(ispcynate NCO)基團(tuán)一般通過(guò)氫鍵交叉連接，如圖3A所示。當(dāng)來(lái)自該拋光漿料中的水接觸該墊時(shí)，該水打斷交叉連接的聚氨脂結(jié)構(gòu)的氫鍵，并與該聚氨脂形成氫鍵，如圖3B所示。當(dāng)水取代該交叉連接的聚氨脂結(jié)構(gòu)時(shí)，該墊變得更軟。此外，圖3B中的結(jié)構(gòu)可以與該漿料中的二氧化硅(SiO2)(來(lái)自該拋光工藝中去除的材料)反應(yīng)，以在該聚氨脂墊中與NCO基團(tuán)產(chǎn)生額外的氫鍵，如圖3C所示。該二氧化硅與該聚氨脂結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后的墊變得“有毒”。隨著水從該漿料中蒸發(fā)，該二氧化硅使該墊變硬。該漿料成分與該墊的該氫鍵阻礙了墊中漿料運(yùn)動(dòng)的平均自由程(mean free path)，并且減小了該晶片和該墊的活性接觸面積(active contact area)，因此在相應(yīng)進(jìn)行拋光的晶片中該晶片的去除速率和表面非均勻性降低。圖2顯示對(duì)照出現(xiàn)在圖3B和3C中的化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)，該去除速率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。一旦達(dá)到平衡，該墊毒害將停止。
圖4A，4B和4C是顯示墊調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)化模型。如圖4A所示，假設(shè)活性墊部位2(active pad site)的高度(或深度)1等同于墊3的壽命。隨著該高度1的降低，該墊3預(yù)期的更長(zhǎng)的壽命減短。圖4B中顯示的該墊3有毒區(qū)域4出現(xiàn)在平衡狀態(tài)，且以化學(xué)方法用圖2B和2C表示。如圖4C所示，有毒區(qū)域4一般通過(guò)墊調(diào)節(jié)用物理方法去除，這樣新的活性部位2將再次顯露出來(lái)。圖4A，4B，4C顯示的過(guò)程在該墊的整個(gè)壽命周期內(nèi)將不斷重復(fù)，直到?jīng)]有活性部位可用為止。
上面描述的在該拋光墊的平面化(planarization)和調(diào)節(jié)期間的化學(xué)和機(jī)械工藝提供了用于該平面化工藝的優(yōu)化模型。用此模型，在晶片拋光期間，通過(guò)調(diào)整該調(diào)節(jié)參數(shù)可以延長(zhǎng)該墊的壽命而不會(huì)降低晶片材料去除速率。尤其是，在該拋光操作期間，在一個(gè)預(yù)測(cè)并隨后優(yōu)化墊調(diào)節(jié)操作參數(shù)的反饋及前饋回路中，調(diào)整調(diào)節(jié)盤向下的力(F)和調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)(或角)速度(rpm)，以及可選的其它調(diào)節(jié)參數(shù)，例如，調(diào)節(jié)頻率，盤平移速度，以及調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)施例，基于對(duì)該晶片拋光工藝的認(rèn)識(shí)，建立一個(gè)初始模型，并將其用于本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，如圖5流程圖所示。基于該初始模型，對(duì)一給定的晶片拋光方式(polishingrecipe)，例如該晶片和拋光墊參數(shù)保持不變，確定初始處理?xiàng)l件，這樣對(duì)給定的一套調(diào)節(jié)參數(shù)將提供晶片材料去除速率在一預(yù)選的最小和最大值范圍內(nèi)，以下稱為晶片材料去除速率的“可接受的”范圍。選擇這些條件來(lái)避免對(duì)該墊的過(guò)度調(diào)節(jié)。在步驟500中，用初始?jí)|調(diào)節(jié)參數(shù)拋光晶片。在步驟510中，測(cè)量該被拋光晶片的厚度，并且計(jì)算晶片材料去除速率，此信息隨后被用在反饋回路以將該晶片材料去除速率保持在所述可接受的范圍內(nèi)。將實(shí)際的去除速率與預(yù)測(cè)的去除速率(來(lái)自該墊磨損模型)進(jìn)行比較。偏離(deviation)，即預(yù)測(cè)誤差，被用于根據(jù)本發(fā)明的所述模型在步驟520中計(jì)算墊調(diào)節(jié)參數(shù)，以便補(bǔ)償如在該模型中識(shí)別的該拋光墊減小的拋光能力和/或修正任何不可建模(un-modeled)的效應(yīng)。在步驟530，根據(jù)該更新的調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)該拋光墊。在步驟540中重復(fù)拋光，并且通過(guò)重復(fù)步驟510-530，該拋光結(jié)果被用于進(jìn)一步更新所述拋光條件。
通過(guò)將所述晶片材料去除速率和調(diào)節(jié)參數(shù)保持在預(yù)選的最小和最大范圍內(nèi)，避免了該墊的過(guò)度調(diào)節(jié)，即，調(diào)節(jié)參數(shù)足以恢復(fù)拋光墊的效率，但未過(guò)度地?fù)p壞該墊。在操作中，可能需要選擇能產(chǎn)生與最小可接受的速率接近的晶片材料去除速率的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，因?yàn)檫@些調(diào)節(jié)的影響因素較弱，因此，更有可能避免對(duì)該拋光墊的過(guò)度調(diào)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎(或至少認(rèn)識(shí)到)操作不要太接近該最小去除速率，因?yàn)樵搲|狀況的突然退化(degradation)可能引起所述晶片材料去除速率降到最小可接受速率以下。
如先前指出的那樣，傳統(tǒng)技術(shù)的CMP工藝不改變所述調(diào)節(jié)向下的力(即該調(diào)節(jié)盤施加到該墊上的壓力)或在整個(gè)該表面的所述旋轉(zhuǎn)速度的均勻性，例如從調(diào)節(jié)操作到調(diào)節(jié)操作，這里單一調(diào)節(jié)操作可以是，例如，在拋光期間與該晶片接觸的該整個(gè)拋光墊或該拋光墊的一部分的調(diào)節(jié)。通過(guò)將“萬(wàn)能標(biāo)準(zhǔn)”的方法應(yīng)用到墊調(diào)節(jié)參數(shù)，該傳統(tǒng)工藝會(huì)過(guò)度補(bǔ)償，這樣去除的墊材料比必須的多，并且會(huì)加速墊磨損。因此本發(fā)明提供了更理想的調(diào)節(jié)參數(shù)。
參照特定拋光系統(tǒng)對(duì)墊調(diào)節(jié)最優(yōu)化。即，延長(zhǎng)墊壽命的條件對(duì)正在被拋光的晶片類型，漿料及該拋光墊的組成(composition)來(lái)說(shuō)是特定的。一旦晶片/漿料/拋光墊系統(tǒng)被確定，即可用在此建立及論述的模型將該系統(tǒng)特征化。示例性的拋光墊和晶片參數(shù)包括拋光墊尺寸、拋光墊組成、漿料成分、晶片成分、拋光墊的旋轉(zhuǎn)速度、拋光墊壓力、以及該晶片的平移速度。
在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，可以設(shè)想為每一個(gè)漿料/拋光墊晶片組合(即，可能用于具有給定類型的晶片的生產(chǎn)的每一不同型號(hào)/牌子的漿料和每一型號(hào)/牌子的墊)建立一個(gè)單獨(dú)的模型(或至少?gòu)?fù)合模型的補(bǔ)充)。
圖6顯示在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，用于建立所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型的步驟的流程圖。在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例所設(shè)計(jì)的模型建立過(guò)程的第一步600中，在所選擇的拋光系統(tǒng)中，確定晶片材料去除速率與第一調(diào)節(jié)參數(shù)xi(例如，調(diào)節(jié)盤向下的力Fdisk)之間的關(guān)系。在諸如拋光力，拋光持續(xù)時(shí)間等晶片參數(shù)保持不變的情況下，通過(guò)測(cè)量在不同的向下調(diào)節(jié)力下的晶片材料去除速率確定該關(guān)系。這樣，可在特定的條件下，例如，對(duì)特定的時(shí)間和特定的拋光墊及晶片速度下可以拋光晶片，并可以確定材料去除速率。墊調(diào)節(jié)和晶片拋光(“拋光操作”)可以同時(shí)完成，即用諸如圖10所示的設(shè)備，或該晶片拋光可以緊隨墊調(diào)節(jié)之后。該調(diào)節(jié)向下的力從晶片到晶片(厚度測(cè)量到厚度測(cè)量)逐漸增加，而所有其它參數(shù)保持不變，并且該晶片去除速率被再次確定?？梢援a(chǎn)生圖7所示的曲線，該曲線說(shuō)明對(duì)一給定的拋光系統(tǒng)(所有其它參數(shù)保持不變)，所述調(diào)節(jié)盤向下的力對(duì)該晶片的材料去除速率的影響。
參照?qǐng)D7，在曲線700的第一部分，斜率表明，相對(duì)于向下的力的變化，該曲線是線性特性曲線，并用角θ1表示此特征。θ1的值是描述該拋光工藝對(duì)向下調(diào)節(jié)力的響應(yīng)的。θ1的值越大，該曲線的斜率越陡，則該平面化工藝對(duì)調(diào)節(jié)向下的力越敏感。在該曲線的第二部分720，該曲線變平，并且對(duì)調(diào)節(jié)向下的力的增加基本沒(méi)有響應(yīng)。這被稱作飽和點(diǎn)。飽和的出現(xiàn)用角θ2描述，θ2的值越大，飽和的出現(xiàn)越緩慢(有毒)。
在圖6的步驟610中，確定模型變量的最小和最大值。對(duì)這一拋光系統(tǒng)，飽和點(diǎn)為此拋光系統(tǒng)確定最大的(或基本最大的)去除速率，而所有其它拋光參數(shù)保持不變。由于額外的壓力只會(huì)過(guò)度調(diào)節(jié)該墊，而且基本不會(huì)提高拋光速率，所以該飽和點(diǎn)同樣確定了最大的調(diào)節(jié)向下的力。因?yàn)樾枰钚〉木a(chǎn)出率，所以最小材料去除速率由生產(chǎn)目標(biāo)規(guī)定。這樣基于產(chǎn)出也定義了最小的調(diào)節(jié)向下的力。一旦定義了最小和最大的調(diào)節(jié)向下的力的值，則將該范圍分為n步，例如n個(gè)等同的步驟，其包括調(diào)節(jié)向下的力的可接受的工作范圍。對(duì)于用于更新反饋控制算法中的模型參數(shù)，選擇n值以使賦值步驟，例如從x到x+1的步驟有意義。
在步驟620，如本發(fā)明的至少一些實(shí)施例所預(yù)期的那樣，晶片去除速率和第二調(diào)節(jié)參數(shù)x2(例如，調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速度)之間的關(guān)系在相同的拋光系統(tǒng)中，以上面描述的有關(guān)調(diào)節(jié)向下的力的方式確定。參考圖8，可以產(chǎn)生一曲線以便說(shuō)明該墊旋轉(zhuǎn)速度對(duì)所述晶片材料去除速率的影響(所有其它參數(shù)保持不變)。同樣，所用的旋轉(zhuǎn)速度逐漸增加，并且對(duì)每一拋光操作，測(cè)量晶片材料去除速率。區(qū)域800表明，相對(duì)于墊旋轉(zhuǎn)速度的變化，該曲線是線性特性曲線，并且用角θ3表示其特征。在區(qū)域820，該曲線變平，并對(duì)旋轉(zhuǎn)速率的增加基本沒(méi)有響應(yīng)。這被稱為飽和點(diǎn)，并用角θ4描述。在圖6的步驟630，對(duì)這一拋光系統(tǒng)，該最大晶片材料去除速率和最大旋轉(zhuǎn)率用該飽和點(diǎn)定義，而所有其它的拋光參數(shù)保持不變。最小旋轉(zhuǎn)速率用生產(chǎn)確定(production-established)的最小晶片材料去除速率確定，例如，其是基于產(chǎn)出的考慮。如上所述，對(duì)于調(diào)節(jié)向下的力，可以將盤旋轉(zhuǎn)速度的所述可接受的范圍分成m步(例如，等值的)用于在反饋控制算法中更新模型參數(shù)。
這些模型提供了最大和最小晶片材料去除速率，最大和最小墊向下的力，以及最大和最小墊旋轉(zhuǎn)速率。此外，還確定了常數(shù)θ1-θ4的值。雖然上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)顯示了一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，其說(shuō)明晶片去除速率隨該參數(shù)大小的增大而增大，但是，要意識(shí)到相反的關(guān)系也可能存在，這樣最小參數(shù)值產(chǎn)生最大的晶片去除速率。也可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)該模型。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中公知的拋光墊，晶片和拋光漿料的任意組合可以確定最大和最小條件。直到x1的其它墊調(diào)節(jié)參數(shù)也可以包括在該模型中，并且它們的最小和最大值如步驟640和650所指示的那樣確定。
該模型可以表達(dá)為反應(yīng)該系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，或其可以用方程表示，例如多輸入—多輸出線性、二次和非線性方程，這些方程用于描述該系統(tǒng)各變量之間的關(guān)系。在步驟660中，基于上述模型，利用各種方法構(gòu)建反饋和前饋控制算法。用各種方法，諸如遞歸參數(shù)估計(jì)(recursiveparameter estimation)，該算法可用于最優(yōu)化參數(shù)。遞歸參數(shù)估計(jì)用于諸如在接收到輸入—輸出數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)行在線模擬(model on line)的情形。遞歸參數(shù)估計(jì)非常適合在線決策，諸如自適應(yīng)控制(adaptivecontrol)或自適應(yīng)預(yù)測(cè)(adaptive prediction)。關(guān)于識(shí)別算法和原理的更詳細(xì)的內(nèi)容，見新澤西上鞍河(Upper Saddle River)的Prentice Hall出版公司1999年出版的，L·揚(yáng)所著“系統(tǒng)識(shí)別-給使用者的理論”的第2版。
該拋光墊的磨損和重調(diào)節(jié)可以用方程1模擬PadLife＝f(Fdisk，ωdisk，tconditioning，f，T2(1)這里Fdisk是，在調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤施加在該拋光墊上的向下的力，ωdisk是，在該拋光墊的調(diào)節(jié)期間，該調(diào)節(jié)盤的角速度(旋轉(zhuǎn)速度，例如rpm)，t是調(diào)節(jié)時(shí)間，f是調(diào)節(jié)頻率，T2是如圖10的示例性的CMP設(shè)備中所顯示的調(diào)節(jié)架(conditioning holder)的掃過(guò)速度(下面也將更詳細(xì)地描述)。該墊可以在另外的步驟中調(diào)節(jié)或當(dāng)所述晶片被拋光時(shí)調(diào)節(jié)，如圖10所示。
頻率被作為間隔來(lái)測(cè)量，例如，在各調(diào)節(jié)操作之間的被拋光的晶片數(shù)目。例如，頻率1的意思是在每一晶片被拋光后調(diào)節(jié)該墊，而頻率3的意思是在每三個(gè)晶片被拋光后調(diào)節(jié)該墊。該掃過(guò)速度是該調(diào)節(jié)盤移動(dòng)過(guò)該整個(gè)拋光墊的表面的速度。該移動(dòng)用圖10中的箭頭T2指示。為了初始研究的目的，在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，假設(shè)t(時(shí)間)，T2(掃過(guò)速度)，f(頻率)保持不變。
在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，該晶片材料去除速率根據(jù)方程2模擬RemovaIRate]minmax=f(Fdisk]minmax,ωdisk]minmax,f]minmax,tconditioming,θ1,θ2,θ3,θ4,T2)---(2)]]>這里Fdisk，ωdisk，f，tconditioning，T2，θ1，θ2，θ3，θ4由上面定義。目標(biāo)函數(shù)(obiective function)通過(guò)控制該調(diào)節(jié)盤調(diào)節(jié)向下的力、該盤的rpm、以及可選擇地，通過(guò)控制諸如調(diào)節(jié)頻率和調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間、以及該調(diào)節(jié)盤在該整個(gè)墊表面的平移速度、T2等其它參數(shù)，將去除速率保持在最小和最大可允許速率范圍內(nèi)(所述“可接受的速率”)。
然后可以將從該模型獲得的這些CMP參數(shù)(變量)和常數(shù)編程進(jìn)入計(jì)算機(jī)，之后，計(jì)算機(jī)可不斷地監(jiān)控并適當(dāng)?shù)馗淖児に囘^(guò)程中的該參數(shù)以提高該晶片去除速率和延長(zhǎng)墊壽命，如圖9所示。來(lái)自基礎(chǔ)研究901的參數(shù)被輸入到該計(jì)算機(jī)或其它控制器902和估計(jì)器(estimator)903，該控制器902運(yùn)行該晶片拋光程序，該估計(jì)器903監(jiān)控并修改該工藝參數(shù)。實(shí)際輸出(即，測(cè)量的去除速率)904被監(jiān)控并將其與估計(jì)器903計(jì)算的預(yù)測(cè)輸出(即，目標(biāo)去除速率)905比較。確定該實(shí)際輸出904和該預(yù)測(cè)輸出905之間的差別906并將907報(bào)告給該估計(jì)器903，然后，903適當(dāng)?shù)貫楣ば?02生成更新參數(shù)908。
基于下面方程3為反饋控制更新模型參數(shù)k＝(k1)+g*(k-(k1)) (3)這里k是當(dāng)前參數(shù)，k1是先前估計(jì)參數(shù)，g是估計(jì)增益，(k-(k1)是預(yù)測(cè)誤差。估計(jì)增益是由使用者選擇的常數(shù)，其是機(jī)器誤差或變化性的衡量標(biāo)準(zhǔn)(measure)。增益因子(gain factor)可以憑經(jīng)驗(yàn)或用統(tǒng)計(jì)方法確定。
通過(guò)示例，可以如上述的那樣，為感興趣的拋光系統(tǒng)生成一系列曲線，以確定晶片去除速率和調(diào)節(jié)向下的力以及調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系。除了正在被研究的參數(shù)以外，所有的拋光墊和晶片條件保持不變，用標(biāo)準(zhǔn)拋光工序生成曲線。示例性的保持不變的拋光墊和晶片參數(shù)包括拋光墊尺寸，拋光墊組成，晶片成分，拋光時(shí)間，拋光力，該拋光墊的旋轉(zhuǎn)速度，以及該晶片的旋轉(zhuǎn)速度。在研究的參數(shù)至少包括該調(diào)節(jié)盤的該調(diào)節(jié)向下的力和該角速度；如在下面的更詳細(xì)的分析中所顯示的，其它參數(shù)也可以包括在該模型中。用如圖7和8中產(chǎn)生的曲線和如圖6所示模型建立過(guò)程，確定θ1-θ4值，晶片材料去除速率的最小和最大值，調(diào)節(jié)向下的力和調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)速度。既可以憑經(jīng)驗(yàn)也可以用歷史數(shù)據(jù)或來(lái)自該模型的數(shù)據(jù)，定義模擬該晶片平面化的一種算法，并可以為感興趣的該拋光系統(tǒng)確定一第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)。
將模擬該墊磨損和墊恢復(fù)工藝的算法輸入到所述估計(jì)器，并且根據(jù)該模型計(jì)算預(yù)測(cè)的晶片材料去除速率。將該實(shí)際的結(jié)果與該預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行比較，并且將預(yù)測(cè)誤差反饋到該估計(jì)器來(lái)細(xì)化該模型。然后確定新的調(diào)節(jié)參數(shù)?；谠诖嗣枋龅脑撃Ｐ停@些參數(shù)正好足以使該墊表面恢復(fù)活力而不過(guò)度調(diào)節(jié)。這樣，為該更新的調(diào)節(jié)參數(shù)選擇了符合該模型標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)參數(shù)的最小增量。該更新模型的后續(xù)評(píng)估將確定該更新的調(diào)節(jié)參數(shù)適合所述工藝的程度。如果需要，可以做進(jìn)一步的修改，直到該工藝最優(yōu)化。
在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，用圖7和8顯示的遞增曲線，以由示例定義的不連續(xù)遞增或步驟，更新該調(diào)節(jié)參數(shù)。生成合適的曲線數(shù)目以使這些步驟小到可以對(duì)該調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行較小的調(diào)整。
還有，在本發(fā)明的至少一些實(shí)施例中，通過(guò)給這些合適的參數(shù)插入值可以確定該更新的調(diào)節(jié)參數(shù)，這些參數(shù)可以位于各曲線間。在初始產(chǎn)生的曲線只有幾條以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能提供對(duì)這些參數(shù)的精確分辨的情況下，插值法(interpolation)可能是合適的。
雖然從所述預(yù)測(cè)速率得到的偏離部分地反映了該模型不能說(shuō)明對(duì)該工藝有貢獻(xiàn)的所有的因素(這可以用所述反饋工藝的后續(xù)迭代(subsequent iteration)得到改進(jìn))，但是，所述預(yù)測(cè)晶片材料去除速率隨時(shí)間的偏離表明在CMP墊拋光中的退化。通過(guò)辨別和修改該墊調(diào)節(jié)工藝來(lái)解決拋光行為的暫時(shí)變化，可以保持最佳的晶片材料去除速率而不過(guò)度調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)墊，例如，在所述系統(tǒng)的飽和點(diǎn)以下操作。
該方法的另一特點(diǎn)是用增益因子來(lái)限制預(yù)測(cè)誤差，如方程3所示。因此，該方法提出該模型不必對(duì)預(yù)測(cè)值的偏離做100％的修正。一增益因子可用來(lái)反映測(cè)量的或計(jì)算的參數(shù)的不確定性，或“抑制”工藝參數(shù)變化過(guò)快，變化程度過(guò)大帶來(lái)的影響。例如，該模型可能過(guò)度補(bǔ)償所述預(yù)測(cè)誤差，從而需要另一個(gè)調(diào)整來(lái)對(duì)這個(gè)過(guò)度補(bǔ)償作出反應(yīng)。這將引進(jìn)一個(gè)最優(yōu)化過(guò)程，在所述最優(yōu)化條件實(shí)現(xiàn)以前，該過(guò)程是跳躍的并進(jìn)行了數(shù)次迭代。反饋控制更新參數(shù)中增益因子的使用限制了該模型將對(duì)所述預(yù)測(cè)誤差作出反映的程度。
一旦推定并最優(yōu)化了基本系統(tǒng)，即有可能憑經(jīng)驗(yàn)改變其它調(diào)節(jié)操作參數(shù)并獲得它們對(duì)墊調(diào)節(jié)和晶片拋光的影響效果。例如，一個(gè)參數(shù)可以增大(或減小)，而在所述初始研究中可以將其設(shè)定為常數(shù)。該系統(tǒng)被監(jiān)控以確定這一改變對(duì)該系統(tǒng)的影響。很顯然，其它與墊磨損和調(diào)節(jié)有關(guān)的因子也可以用這種方式得出。例如，調(diào)節(jié)頻率，在初始研究中可以將其設(shè)定為1，其可以增加到2(每第二晶片)，3(每第三晶片)等。該系統(tǒng)被監(jiān)控以確定退化從哪里開始，并確定恰好在這點(diǎn)之前該工藝過(guò)程可以后退到哪里。調(diào)節(jié)操作間的間隔越大，該墊壽命越長(zhǎng)。將這一間隔最大化而不損失墊的拋光質(zhì)量被設(shè)想為本發(fā)明所述方法的一個(gè)特征。
很顯然，與墊磨損和調(diào)節(jié)有關(guān)的其它因子可以以這種方式憑經(jīng)驗(yàn)或可以用數(shù)學(xué)模擬評(píng)估。通過(guò)例子，調(diào)節(jié)時(shí)間(該盤在該墊上的駐留時(shí)間)，調(diào)節(jié)盤平移速度等可以以這一方式進(jìn)行研究。
可以想象用如圖10所示的設(shè)備1000可以實(shí)施本發(fā)明的至少一些實(shí)施例。該設(shè)備有一調(diào)節(jié)系統(tǒng)1010，其包括運(yùn)載組件1020，連接到該運(yùn)載組件上的調(diào)節(jié)盤1030，以及可與該運(yùn)載組件耦合的以便控制所述向下的力(F)和所述調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)速率(ω)的控制器1040。該運(yùn)載組件可以有一調(diào)節(jié)盤1030連接其上的臂1050和移動(dòng)該調(diào)節(jié)盤使與所述平整表面接觸和脫離接觸的裝置1060a-d。例如，控制器1040可與移動(dòng)裝置耦合以調(diào)整攜帶著調(diào)節(jié)盤(1060a、1060b、1060c、1060d)的臂的高度和位置。對(duì)所述晶片位置和移動(dòng)控制的類似的控制也可以存在。在操作中，該控制器調(diào)整所述調(diào)節(jié)盤的所述操作參數(shù)，例如，向下的力和旋轉(zhuǎn)速率，以響應(yīng)晶片材料去除速率的變化。該控制器可以由計(jì)算機(jī)控制以便根據(jù)計(jì)算的調(diào)節(jié)方式自動(dòng)地提供調(diào)節(jié)。因此，該設(shè)備提供了一種裝置，該裝置用于在所述墊1080的整個(gè)工作壽命期間，選擇性地改變所述墊調(diào)節(jié)參數(shù)以便延長(zhǎng)墊壽命而不損害所述晶片1090的平面化工藝。本發(fā)明的至少一些實(shí)施例還設(shè)想使用其它類型的設(shè)備，例如，具有可調(diào)整的高度、位置、和/或旋轉(zhuǎn)的其它元件。
用于執(zhí)行前饋和反饋回路的其它設(shè)備包括一薄膜厚度測(cè)量工具以提供計(jì)算晶片材料去除速率所需要的厚度數(shù)據(jù)。該工具也可置于所述拋光設(shè)備上以提供在線(in line)，原位測(cè)量(in situ measurement)，或其也可以位于遠(yuǎn)離所述拋光設(shè)備的位置。該工具可以使用光學(xué)的，電的，聲學(xué)的或機(jī)械測(cè)量方法。從Nanometrics(美國(guó)加利福尼亞州的米爾皮塔斯市)或Nova測(cè)量?jī)x器公司(亞利桑那州的菲尼克斯市)可以獲得合適的厚度測(cè)量?jī)x器。基于測(cè)量的薄膜厚度和計(jì)算的去除速率，利用本發(fā)明提供的模型和算法，可以用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算最佳墊調(diào)節(jié)方式?？梢詮拿绹?guó)加利福尼亞州的應(yīng)用材料有限公司獲得合適的集成控制器(integrated controller)和拋光設(shè)備(具有iAPC的Mirra或具有iAPC的Mirra Mesa)。
利用在此討論的概念可以拋光的示例性的半導(dǎo)體晶片，包括，但不限于由硅、鎢、鋁、銅、BPSG、USG、熱氧化物、硅相關(guān)薄膜、以及低k值電介質(zhì)及其混合物制成的晶片。
本發(fā)明的方法可以用許多不同類型的常規(guī)CMP拋光墊實(shí)施。在本技術(shù)領(lǐng)域，有許多一般由聚氨脂(urethane)或其它聚合物制成的拋光墊。然而，任何可再調(diào)節(jié)的拋光墊都可用此處描述的本發(fā)明的方法進(jìn)行評(píng)估和最優(yōu)化。示例性的拋光墊包括EpicTM拋光墊(伊利諾斯州奧羅拉市的Cabot微電子公司)和RodelIC1000、IC1010、IC1400拋光墊(特拉華州紐瓦克的Rodel公司)，OXP系列拋光墊(Sycamore Pad)，ThomasWest墊711、813、815、815-Ultra、817、826、828以及828-E1(ThomasWest)。
此外，本發(fā)明的方法可以用許多不同類型的漿料。本技術(shù)領(lǐng)域中有許多CMP漿料，一般將其制成用于拋光半導(dǎo)體晶片中的某類金屬。示例性的漿料包括Semi-Sperse(可用的有Semi-Sperse12、Semi-Sperse25、Semi-SperseD7000、Semi-SperseD7100、Semi-SperseD7300、Semi-SperseP1000、Semi-SperseW2000及Semi-SperseW2585)(伊利諾斯州奧羅拉市的Cabot微電子公司)和RodelILD1300、Klebesol系列、Elexsol、MSW1500、MSW2000系列、CUS系列以及PTS(Rodel)。
從晶片材料去除速率數(shù)據(jù)計(jì)算該調(diào)節(jié)方式的算法的一個(gè)示例可以定義為y^i=ρixi+Ii---(4)]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的所述晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 與xi之間關(guān)系的曲線的截距，讓x1＝Fdisk，x2＝ωdisk，x3＝fx4＝tcondinonmg，x5＝T，從所述模型可以建立下面的關(guān)系y^1=ρ1x1+I1forNi#x1#Ni+k---(5)]]>y^2=ρ2x2+I2forNj#x2#Nj+k---(6)]]>y^3=ρ3x3+I3forNk#x3#Nk+k---(7)]]>y^4=ρ4x4+I4forNl#x4#Nl+k---(8)]]>y^5=ρ5x5+I5forNm#x5#Nm+k---(9)]]>這里 是預(yù)測(cè)的去除速率，ρ是斜率，而I是每個(gè)方程的截距，N和N+代表一特定的墊調(diào)節(jié)參數(shù)的上下邊界條件。本發(fā)明的模型可以包括所有這些墊調(diào)節(jié)參數(shù)或這些調(diào)節(jié)參數(shù)的子集。
每一個(gè)對(duì)晶片材料去除速率有貢獻(xiàn)的墊調(diào)節(jié)因子都可以用一個(gè)統(tǒng)一的方程表示，該方程定義了每一個(gè)因子對(duì)該晶片材料去除速率的加權(quán)貢獻(xiàn)(weighted contribution)。該晶片材料去除速率可以用方程10定義y^=W1y^1+W2y^2+W3y^3+W4y^4+W5y^5---(10)]]>這里Wi是加權(quán)因子，而且WT＝W1+W2+W3+W4+W5。這些加權(quán)因子通過(guò)最小化任何罰值(penalty)來(lái)確定，例如，材料缺陷、沉積的非均勻性等，這些罰值與Xi相關(guān)聯(lián)以滿足方程10中的 可以憑經(jīng)驗(yàn)或用歷史數(shù)據(jù)確定罰函數(shù)(penalty function)。
晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差 是所述預(yù)測(cè)的去除速率 與所述測(cè)量的去除速率y之間的差，如方程11顯示。
Δy^=y-y^---(11)]]>用該預(yù)測(cè)誤差產(chǎn)生一個(gè)更新的晶片材料去除速率 基于該反饋方程12的新預(yù)測(cè)值將是y^i+=Σiρixi+ΣiIi+ΣiWiWT·Δy^---(12)]]>優(yōu)化的參數(shù)xi+用下面的方程(13)確定xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi---(13)]]>這里 是所述目標(biāo)晶片材料去除速率。
用該優(yōu)化的參數(shù)去更新該新的CMP拋光方式，該拋光方式被輸送給工具以用于后續(xù)的拋光步驟。因此，該模型能適應(yīng)其接收到的更多的數(shù)據(jù)以改進(jìn)該工藝，而無(wú)需對(duì)該工藝進(jìn)行任何外部控制。
本發(fā)明的許多方式可以用計(jì)算機(jī)控制，其可包括計(jì)算機(jī)或其它控制器902，可以(和/或)用多種控制/計(jì)算結(jié)合體包括圖11所示的計(jì)算機(jī)來(lái)控制。參見圖11，總線1156用作連接系統(tǒng)1111的其它單元的主要信息高速路。CPU1158是該系統(tǒng)的中央處理單元，執(zhí)行實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的所述工藝以及其它程序所要求的計(jì)算和邏輯操作。只讀存儲(chǔ)器(ROM)1160和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)1162構(gòu)成該系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器。磁盤控制器1164連接一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器到該系統(tǒng)總線1156。這些磁盤驅(qū)動(dòng)器是，例如軟盤驅(qū)動(dòng)器1170，或CD ROM或DVD(數(shù)字視頻盤)驅(qū)動(dòng)器1166，或內(nèi)部或外部硬盤驅(qū)動(dòng)器1168。這些不同的磁盤驅(qū)動(dòng)器和盤控制器是任選設(shè)備。
顯示器接口1172連接顯示器1148，并使信息從所述總線1156顯示在顯示器1148上。顯示器1148可以用于顯示圖形化用戶界面。利用例如通信端口1174，可實(shí)現(xiàn)與上面描述的諸如該系統(tǒng)其它單元的外圍設(shè)備之間的通信。光纖和/或電纜和/或?qū)w和/或光通信(例如，紅外等)和/或無(wú)線通信(例如，射頻RF等)可以用作所述外圍設(shè)備和通信端口1174之間的傳輸介質(zhì)(transport medium)。外圍接口1154連接主板1150和鼠標(biāo)1152，使輸入數(shù)據(jù)被傳送到總線1156上，除這些單元之外，系統(tǒng)1111也可選擇性地包括紅外發(fā)射器和/或紅外接收器。當(dāng)該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與一個(gè)或多個(gè)經(jīng)由紅外信號(hào)傳輸發(fā)射/接收數(shù)據(jù)的處理單元/站一起使用時(shí)，可選擇地使用紅外發(fā)射器。代替使用紅外發(fā)射器或紅外接收器，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也可以選擇使用低功率無(wú)線電發(fā)射器1180和/或低功率無(wú)線接收器1182。該低功率無(wú)線發(fā)射器發(fā)射信號(hào)被生產(chǎn)工藝單元接收，并通過(guò)該低功率無(wú)線接收器接收來(lái)自這些單元的信號(hào)。該低功率無(wú)線發(fā)射器和/或接收器是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
雖然圖11顯示的系統(tǒng)1111說(shuō)明只有一個(gè)處理器，一個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)本地存儲(chǔ)器，但是系統(tǒng)1111可選擇性地適合配有任意多個(gè)處理器或存儲(chǔ)設(shè)備或處理器或存儲(chǔ)設(shè)備的組合。例如，系統(tǒng)1111可以用任一個(gè)符合本發(fā)明實(shí)施例的原理的合適的處理系統(tǒng)取代，或可以與任一根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的原理的合適的處理系統(tǒng)結(jié)合，這些系統(tǒng)包括復(fù)雜的計(jì)算器，手持，便攜式電腦/筆記本，微型，大型機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)，以及它們構(gòu)成的處理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組合。
圖12是示例性的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)1248的圖示說(shuō)明，該存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀代碼或指令。作為例子，介質(zhì)1248可以和如圖11顯示的磁盤驅(qū)動(dòng)器一起使用。典型地，諸如軟盤，或CD ROM，或數(shù)字視頻盤的存儲(chǔ)介質(zhì)將包含，例如，用于單字節(jié)語(yǔ)言的多字節(jié)locale和用于控制上述系統(tǒng)以使該計(jì)算機(jī)能執(zhí)行在此描述的功能的程序信息。作為選擇，圖11圖解說(shuō)明的ROM1160和/或RAM1162也可以用于存儲(chǔ)該程序信息，該信息用于給中央處理單元1158下指令以執(zhí)行與即時(shí)處理相關(guān)聯(lián)的操作。用于存儲(chǔ)信息的合適的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的其它例子包括磁的，電的，或光(包括全息)存儲(chǔ)器以及它們的組合等。另外，本發(fā)明的至少一些實(shí)施例設(shè)想所述介質(zhì)可以是傳輸形式(例如，數(shù)字或傳播信號(hào))。
總之，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)單元可以在硬件，軟件及其組合件中實(shí)施。在這樣的實(shí)施例中，能在硬件和/或軟件中實(shí)施多個(gè)單元和步驟以執(zhí)行本發(fā)明的所述功能。在本發(fā)明的這樣的實(shí)施例中，可以采用任一當(dāng)前能得到的或未來(lái)開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件語(yǔ)言和/或硬件單元。例如，利用C，C++，或適合正在使用的處理器的任合匯編語(yǔ)言都能執(zhí)行上面所述的至少一些功能性。其也可以用編譯環(huán)境(interpretiveenvironment)編寫，例如Java，并且被傳送到多個(gè)目的地，到達(dá)不同的用戶。
雖然在此已經(jīng)給出并詳細(xì)描述了具體表現(xiàn)本發(fā)明思想的多個(gè)實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地想出許多其它的具體表現(xiàn)這些思想的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種在化學(xué)機(jī)械拋光CMP設(shè)備中調(diào)節(jié)平整表面的方法，其中該CMP設(shè)備具有拋光墊，晶片被放在該拋光墊上以從該晶片上去除材料，以及調(diào)節(jié)盤被放在該拋光墊上以對(duì)該拋光墊進(jìn)行調(diào)節(jié)，該方法包括以下步驟(a)提供一墊磨損和調(diào)節(jié)模型，該模型將晶片材料去除速率定義為至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)，所述至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)具有最大和最小值；(b)在該CMP設(shè)備中，在第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光晶片，這套參數(shù)的選擇是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最小和最大去除速率范圍內(nèi)；(c)確定在所述拋光步驟期間出現(xiàn)的晶片材料去除速率；(d)基于所述步驟(c)的所述確定的晶片材料去除速率以及所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，以將晶片材料去除速率保持在所述最大和最小去除速率范圍內(nèi)；(e)用所述更新的調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)所述拋光墊。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)參數(shù)包括調(diào)節(jié)向下的力。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)參數(shù)包括所述調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)速度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)參數(shù)包括一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)選自包括有所述盤的旋轉(zhuǎn)速度、調(diào)節(jié)頻率、調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間以及所述調(diào)節(jié)盤的平移速度的參數(shù)組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算更新的調(diào)節(jié)參數(shù)的步驟包括計(jì)算參數(shù)以使該參數(shù)在所述確定的最小值和最大值范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)確定所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型的輸出與步驟(c)的所述確定的晶片材料去除之間的差別計(jì)算。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述差別用估計(jì)增益在計(jì)算更新的調(diào)節(jié)參數(shù)之前調(diào)整。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)根據(jù)方程k＝(k1)+g*(k-(k1)更新，這里k是測(cè)量的晶片材料去除速率，k1是計(jì)算的晶片材料去除速率，g是估計(jì)增益，而(k-(k1)是預(yù)測(cè)誤差。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(b)到步驟(e)重復(fù)進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)確定。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)用歷史數(shù)據(jù)確定。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)用用于建立所述模型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE的結(jié)果確定。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中晶片材料去除速率的所述最大值是所述晶片材料去除速率與調(diào)節(jié)向下的力的關(guān)系曲線的飽和點(diǎn)值。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中晶片材料去除速率的所述最小值用最大可接受的晶片拋光時(shí)間定義。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(d)中計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)的所述步驟包括執(zhí)行一遞歸最優(yōu)化工藝。
16.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述估計(jì)增益是所述測(cè)量的參數(shù)的可變性或可靠性的指示。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中墊壽命根據(jù)下面方程定義PadLife＝f(Fdisk，ωdisk，tconditioning，f，T2)這里Fdisk是，在調(diào)節(jié)期間，所述調(diào)節(jié)盤施加到所述CMP墊的向下的力，ωdisk是，在所述拋光墊調(diào)節(jié)期間，所述調(diào)節(jié)盤的角速度，t是調(diào)節(jié)時(shí)間，f是調(diào)節(jié)頻率，T2是調(diào)節(jié)期間所述調(diào)節(jié)盤的掃過(guò)速度。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述晶片材料去除速率用下面方程定義RemovalRate]minmax=f(Fdisk]minmax,ωdisk]minmax,f]minmax,tconditoning]minmax,T2]minmax)]]>這里Fdisk是在調(diào)節(jié)期間，所述調(diào)節(jié)盤施加到所述CMP墊的向下的力，ωdisk是在所述拋光墊調(diào)節(jié)期間，所述調(diào)節(jié)盤的角速度，t是調(diào)節(jié)時(shí)間，f是調(diào)節(jié)頻率，T2是調(diào)節(jié)期間所述調(diào)節(jié)盤的掃過(guò)速度。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述晶片材料去除速率根據(jù)下面方程確定y^i=ρixi+Ii]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的所述晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 和xi之間關(guān)系的曲線的截距。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)解下面方程確定xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi]]>這里 是目標(biāo)晶片去除速率，Wi是調(diào)節(jié)參數(shù)xi的加權(quán)因子，而Δy是晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差。
21.一種用于調(diào)節(jié)拋光墊的設(shè)備，這些拋光墊用于從基片上去除材料以平整該基片，該設(shè)備包括運(yùn)載組件，其具有可位于一個(gè)拋光墊的平整表面之上的臂；與該運(yùn)載組件連接的調(diào)節(jié)盤；可控制所述調(diào)節(jié)盤的操作參數(shù)的致動(dòng)器；可與所述致動(dòng)器耦合的控制器，該控制器操縱該致動(dòng)器以調(diào)整所述調(diào)節(jié)盤的操作參數(shù)，作為墊磨損和墊調(diào)節(jié)模型的一個(gè)函數(shù)；該模型包括將晶片材料去除速率作為墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)來(lái)確定，這些墊調(diào)節(jié)參數(shù)包括調(diào)節(jié)盤向下的力和調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速率。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述晶片材料去除速率根據(jù)下面方程確定y^i=ρixi+Ii]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的所述晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 和xi之間關(guān)系的曲線的截距。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)解下面的方程確定xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi]]>這里 是目標(biāo)晶片去除速率，Wi是調(diào)節(jié)參數(shù)xi的加權(quán)因子，Δy是晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差。
24.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)根據(jù)方程k＝(k-1)+g*(k-(k-1))更新，這里k是測(cè)量的晶片材料去除速率，k-1是計(jì)算的晶片材料去除速率，g是估計(jì)增益，(k-(k-1))是預(yù)測(cè)誤差。
25.一種建立墊磨損和墊調(diào)節(jié)模型的方法，該方法用于對(duì)從晶片上去除材料的拋光墊的所述墊調(diào)節(jié)進(jìn)行最優(yōu)化，其包括以下步驟確定至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)與晶片去除速率之間的關(guān)系；為所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)和所述晶片材料去除速率中的每一個(gè)確定最大和最小值；記錄這些關(guān)系及所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)和所述晶片去除速率的最小和最大值。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)包括多個(gè)參數(shù)，并且所述晶片去除速率被定義為所述多個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)的加權(quán)函數(shù)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)包括調(diào)節(jié)盤向下的力。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)還包括調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速率。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)包括一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)選自包括調(diào)節(jié)盤向下的力，調(diào)節(jié)盤旋轉(zhuǎn)速率，調(diào)節(jié)頻率，以及調(diào)節(jié)盤的平移速度的參數(shù)組。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)與晶片去除速率之間的所述關(guān)系通過(guò)逐漸改變所述調(diào)節(jié)參數(shù)和測(cè)量相應(yīng)的晶片去除速率確定。
31.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)參數(shù)的所述最大值是高于該值時(shí)，觀察不到晶片去除速率的步進(jìn)遞增的值。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)參數(shù)的所述最小值是提供最小晶片去除速率的值。
33.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括以下步驟在所述CMP設(shè)備中，在第一套調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光晶片，該套參數(shù)的選擇是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最大和最小去除速率范圍內(nèi)；確定出現(xiàn)在所述拋光步驟期間的晶片材料去除速率；基于所述確定的晶片材料去除速率以及所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型，計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，以將晶片材料去除速率保持在最大和最小去除速率范圍內(nèi)；以及用所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)所述拋光墊。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)確定所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型的輸出與所述確定的晶片材料去除速率之間的差別來(lái)計(jì)算。
35.如權(quán)利要求33的方法，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)根據(jù)方程k＝(k-1)+g*(k-(k-1))更新，這里k是測(cè)量的晶片材料去除速率，k1是計(jì)算的晶片材料去除速率，g是估計(jì)增益，(k-(k1)是預(yù)測(cè)誤差。
36.一種包括由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令包括用于化學(xué)機(jī)械拋光工藝的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序，執(zhí)行所述工藝的所述指令包括以下步驟(a)接收來(lái)自化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與在所述化學(xué)機(jī)械拋光工藝中處理的至少一個(gè)晶片的所述晶片材料去除速率有關(guān)；(b)從步驟(a)的所述數(shù)據(jù)，計(jì)算在定義的最大和最小值范圍內(nèi)的更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，其中所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)確定墊磨損和調(diào)節(jié)模型的輸出與步驟(a)的所述數(shù)據(jù)之間的差別來(lái)計(jì)算。
37.一種在化學(xué)機(jī)械拋光CMP設(shè)備中調(diào)節(jié)平整表面的方法，其中該設(shè)備具有拋光墊，將晶片放在該拋光墊上以從該晶片上去除材料，并將調(diào)節(jié)盤放在該拋光墊上以對(duì)所述拋光墊進(jìn)行調(diào)節(jié)，該方法包括以下步驟(a)通過(guò)下面步驟建立一個(gè)墊磨損和墊調(diào)節(jié)模型(i)確定至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)與晶片材料去除速率之間的關(guān)系；(ii)為所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)和所述晶片材料去除速率的每一個(gè)確定最大和最小值；(iii)記錄這些關(guān)系及所述至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)和所述晶片去除速率的最小和最大值；(b)在所述CMP設(shè)備中，在第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光晶片，該參數(shù)是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最小和最大去除速率范圍內(nèi)；(c)確定出現(xiàn)在所述拋光步驟期間的晶片材料去除速率；(d)于所述步驟(b)的所述確定的晶片材料去除速率以及所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)，以將晶片材料去除速率保持在所述最大和最小去除速率范圍內(nèi)，其中所述晶片材料去除速率根據(jù)下面方程確定y^i=ρixi+Ii]]>這里 是關(guān)于調(diào)節(jié)參數(shù)xi的所述晶片材料去除速率，ρi是斜率，Ii是定義 和xi之間關(guān)系的曲線的截距。并且所述更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)xi+通過(guò)解下面方程確定xi+=y^i+-Ii-WiWT·Δy^ρi]]>這里 是目標(biāo)晶片去除速率，Wi是調(diào)節(jié)參數(shù)xi的加權(quán)因子，Δy是晶片材料去除速率的預(yù)測(cè)誤差。(e)用所述更新的調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)所述拋光墊。
38.一個(gè)在化學(xué)機(jī)械拋光CMP設(shè)備中調(diào)節(jié)平整表面的系統(tǒng)，該設(shè)備具有一拋光墊和調(diào)節(jié)盤，所述系統(tǒng)包括(a)墊磨損和調(diào)節(jié)模型，該模型將晶片材料去除速率定義為包括所述調(diào)節(jié)盤的旋轉(zhuǎn)和方向的至少一個(gè)墊調(diào)節(jié)參數(shù)的函數(shù)；(b)用于在該CMP設(shè)備中拋光晶片的拋光裝置；(c)用于確定晶片材料去除速率的測(cè)量裝置；以及(d)基于所述步驟(c)的所述確定的晶片材料去除速率及所述墊磨損和調(diào)節(jié)模型更新墊調(diào)節(jié)參數(shù)的計(jì)算裝置，以將晶片材料去除速率保持在最大和最小去除速率范圍內(nèi)。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)拋光墊的平整表面的方法，設(shè)備和介質(zhì)包括在具有拋光墊(1080)和調(diào)節(jié)盤(1030)的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)設(shè)備(100)中安放待拋光晶片；在第一套墊調(diào)節(jié)參數(shù)下拋光該晶片，選擇該套參數(shù)是為將晶片材料去除速率保持在預(yù)選的最小和最大去除速率范圍內(nèi)；確定發(fā)生在拋光步驟期間的晶片材料去除速率；計(jì)算更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)以將晶片材料去除速率保持在最大和最小去除速率范圍內(nèi)；以及用該更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)調(diào)節(jié)該拋光墊(1080)，其中該更新的墊調(diào)節(jié)參數(shù)用墊磨損和調(diào)節(jié)模型計(jì)算，該模型基于諸如該調(diào)節(jié)盤的調(diào)節(jié)向下的力和旋轉(zhuǎn)速度等調(diào)節(jié)參數(shù)預(yù)測(cè)該拋光墊的該晶片材料去除速率。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1535196SQ02814767
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者Y·J·派克, Y J 派克 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料有限公司