專利名稱：一種研磨方法
一種研磨方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種研磨方法。背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)機(jī)械研磨通常采用的是固定時(shí)間研磨的方式，將待研磨的介質(zhì) 層從某一膜層厚度(如IOOOnm)研磨到另一膜層厚度(如600nm)。而研磨設(shè)備的研磨速率 通常是不穩(wěn)定的，每次都會(huì)有一定的偏差。在固定時(shí)間的情況下，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在該時(shí)間段內(nèi) 產(chǎn)品的實(shí)際厚度是上下波動(dòng)的，并不能穩(wěn)定在相對(duì)固定的范圍內(nèi)。附圖1所示是在生產(chǎn)線上在線監(jiān)測(cè)獲得的不同批次產(chǎn)品的厚度值，橫坐標(biāo)代表時(shí) 間，縱坐標(biāo)代表每個(gè)批次的表面薄膜的研磨厚度，其中各個(gè)批次的累計(jì)研磨時(shí)間固定為一 天。從圖中可以看出，各個(gè)批次之間的厚度變化較為明顯，并且這一變化并沒有固定的規(guī) 律，很難在每個(gè)批次之間按照固定的變化趨勢(shì)對(duì)研磨時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。因此，現(xiàn)有技術(shù)中由于研磨速率不穩(wěn)定帶來的最終產(chǎn)品厚度變化明顯，會(huì)對(duì)后續(xù) 的光刻工藝造成潛在的威脅。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種研磨方法，能夠降低各個(gè)批次的產(chǎn)品之 間的厚度差異，以保證后續(xù)光刻工藝的順利進(jìn)行。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種研磨方法，包括如下步驟測(cè)試一研磨設(shè)備 的實(shí)際研磨速率Vri ；根據(jù)所述實(shí)際研磨速率Vri計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間τ2。作為可選的技術(shù)方案，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2 的步驟包括將所述實(shí)際研磨速率Vri作為所述后一階段的參考研磨速率Vf2 ；根據(jù)所述后一階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間Τ2，計(jì)算式為T2 =0作為可選的技術(shù)方案，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2 的步驟包括以所述后一階段之前各階段的實(shí)際研磨速率vri、Vr2,……、Vrn的平均值作為 所述后一階段的參考研磨速率Vf2 ；根據(jù)所述后一階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率 Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間T2，計(jì)算式為T2 = L2/Vf2。作為可選的技術(shù)方案，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2 的步驟包括以所述后一階段之前各階段的實(shí)際研磨速率vri、Vr2,……、Vrn的根據(jù)所述各 階段的研磨材料不同進(jìn)行加權(quán)平均，作為所述后一階段的參考研磨速率Vf2 ；根據(jù)所述后一 階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間T2，計(jì)算式為T2 = L2/Vf2 O作為可選的技術(shù)方案，所述各階段的時(shí)間長(zhǎng)度為M小時(shí)。作為可選的技術(shù)方案，所述后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2由T2 = (NJNf2) X Ts計(jì)算， 其中Vs為標(biāo)準(zhǔn)研磨速率，Ts為標(biāo)準(zhǔn)研磨時(shí)間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)都測(cè)試實(shí)際的研磨速率，并在每個(gè)時(shí)間 段都能夠根據(jù)前面的實(shí)際研磨速率去調(diào)整該階段的參考研磨速率，達(dá)到獲得精確的研磨厚 度的目的。
附圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)所獲得的研磨厚度隨時(shí)間變化的示意圖；附圖2是本發(fā)明所述研磨方法具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟示意圖；附圖3是采用本發(fā)明所述具體實(shí)施方式
所獲的產(chǎn)品的研磨厚度隨時(shí)間變化的示 意圖。具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的一種研磨方法的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說明。附圖2所示為本具體實(shí)施方式
的實(shí)施步驟示意圖，包括步驟S10，將研磨過程平 均分配成多個(gè)的連續(xù)的時(shí)間階段；步驟S11，測(cè)試一研磨設(shè)備在第一階段內(nèi)的實(shí)際研磨速 率Vri ；步驟S12，將研磨速率Vri作為第二階段內(nèi)的參考研磨速率Vf2，所述參考研磨速率Vf2 用于在第二階段內(nèi)根據(jù)研磨厚度L2計(jì)算研磨的實(shí)施時(shí)間T2;步驟S13，在第二階段的研磨過 程中測(cè)算此階段內(nèi)的實(shí)際研磨速率V,2 ；步驟S14，根據(jù)Vri與\2計(jì)算第三階段的參考研磨 速率Vf3 ；步驟S15，在第三階段的研磨過程中測(cè)算此階段的實(shí)際研磨速率Vrt，所述研磨速率 Vr3將進(jìn)一步作為第四階段參考研磨速率Vf4的計(jì)算依據(jù)。不斷重復(fù)以上步驟至全部研磨過程結(jié)束。參考步驟S10，將研磨過程平均分配成多個(gè)的連續(xù)的時(shí)間階段。所述研磨過程是指某一臺(tái)研磨設(shè)備研磨晶圓的全部過程，該過程可能持續(xù)一天或 者數(shù)天，甚至可以是數(shù)月或者更長(zhǎng)。在這一過程中研磨的實(shí)際速率必然會(huì)有所變化，本具體 實(shí)施方式所提出的技術(shù)方案的目的就是要解決上述這一問題。該時(shí)間段的時(shí)間長(zhǎng)度可以根據(jù)研磨設(shè)備的情況設(shè)定，對(duì)于研磨速率比較穩(wěn)定的設(shè) 備，可以設(shè)置得長(zhǎng)一些，反之對(duì)于研磨速率不穩(wěn)定的設(shè)備，則可以酌情設(shè)置比較短的時(shí)間。 根據(jù)實(shí)際操作過程中的經(jīng)驗(yàn)，通常將這一時(shí)間設(shè)置為M小時(shí)，即以一天為一個(gè)調(diào)整周期。 由于本具體實(shí)施方式
所述的技術(shù)方案將在同一時(shí)間段內(nèi)設(shè)置相同的參考速率，若該時(shí)間段 設(shè)置得過長(zhǎng)，則在此時(shí)間段內(nèi)研磨速率的變化可能比較明顯，失去了該技術(shù)方案調(diào)整速率 的意義，而若時(shí)間段設(shè)置得過短，則不利于提高工作效率。參考步驟S11，測(cè)試一研磨設(shè)備在第一階段內(nèi)的實(shí)際研磨速率Vri。該步驟的目的在于對(duì)所述研磨設(shè)備的實(shí)際研磨速率進(jìn)行初測(cè)，并將該速率用于后 一個(gè)時(shí)間段的參考速率。參考步驟S12，將研磨速率Vri作為第二階段內(nèi)的參考研磨速率Vf2，即Vf2 = Vrlo 所述參考研磨速率Vf2用于在第二階段內(nèi)根據(jù)研磨厚度L2計(jì)算研磨的實(shí)施時(shí)間T2。計(jì)算方 式為T2 = L2/Vf2。在實(shí)際的研磨機(jī)器中，若已知參數(shù)為機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)研磨速率Vs與標(biāo)準(zhǔn)研磨 時(shí)間Ts，則上述計(jì)算方式更應(yīng)表達(dá)為T2 = (NJNf2) XTs，更可清楚表達(dá)實(shí)際研磨時(shí)間相對(duì) 于標(biāo)準(zhǔn)研磨時(shí)間所作的調(diào)整。對(duì)于一臺(tái)研磨設(shè)備而言，雖然研磨速率會(huì)隨時(shí)間變化而發(fā)生變化，但是這種變化是一種漸變的過程，并不是突變，因此將前一個(gè)時(shí)間段的實(shí)際速率作為后一個(gè)相鄰時(shí)間段 內(nèi)用于計(jì)算研磨時(shí)間的參考速率，能夠?qū)⒄`差控制在很小的范圍內(nèi)。參考步驟S13，在第二階段的研磨過程中測(cè)算此階段內(nèi)的實(shí)際研磨速率V,2。由于研磨還要繼續(xù)進(jìn)行下去，因此在第二階段仍然要測(cè)算此階段的實(shí)際研磨速 率，計(jì)算方法是根據(jù)實(shí)際研磨的厚度除以研磨時(shí)間獲得。實(shí)驗(yàn)表明，第二階段的實(shí)際研磨速 率Vrt與第二階段內(nèi)的參考研磨速率Vf2的確略有差別，但差別很小，也就是說將將研磨速率 Vrl作為第二階段內(nèi)的參考研磨速率Vf2是合理的。參考步驟S14，根據(jù)Vri與\2計(jì)算第三階段的參考研磨速率Vf3。盡管第二階段的實(shí)際研磨速率Vrt與第二階段內(nèi)的參考研磨速率Vf2的差別很小， 為精確計(jì)，可以根據(jù)前面各個(gè)階段的實(shí)際研磨速率調(diào)整接下來的一個(gè)階段的參考研磨速 率，否則這一很小的差別會(huì)在后續(xù)每個(gè)時(shí)間段內(nèi)被不斷地放大，而最終質(zhì)變成不可以忽視 的系統(tǒng)誤差。根據(jù)前面各個(gè)階段的實(shí)際研磨速率(例如Vri與VJ計(jì)算下一階段的參考研磨速 率(例如第三階段的參考研磨速率Vf3)的方法有很多中，比如可以認(rèn)為某一階段的參考研 磨速率等于前面各個(gè)階段的實(shí)際研磨速率的平均值，即Vfn= (Vrl+Vr2+Vr3+……+U/n從而可以根據(jù)上述公式調(diào)整該階段的參考研磨速率。在其他實(shí)施方式中，為了減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與運(yùn)算的工作量，還可以簡(jiǎn)單地將某一階 段的實(shí)際研磨速率作為其后一階段的參考研磨速率，即Vfn = Vrfo-D考慮到研磨設(shè)備的速率變化是漸變的這一特點(diǎn)，此種確定研磨速率的方式的準(zhǔn)確 程度也很高，并且大大降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與運(yùn)算的工作量。在可選的其他實(shí)施方式中，還可以根據(jù)實(shí)際工作階段中所研磨的對(duì)象對(duì)研磨速率 的影響而選擇對(duì)各階段實(shí)際研磨速率進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算的方式來確定參考研磨速率，更可 保證算得的參考研磨速率之精確性。參考步驟S15，在第三階段的研磨過程中測(cè)算此階段的實(shí)際研磨速率V,3，所述研 磨速率Vrt將進(jìn)一步作為第四階段參考研磨速率Vf4及研磨時(shí)間T4的計(jì)算依據(jù)。所述計(jì)算 方式與前述方式相同，不再贅述。如前面所述的，本步驟實(shí)際上是重復(fù)步驟S13與步驟S14 的內(nèi)容。并且在后續(xù)的工藝中，一直仿照上述步驟S15不斷的測(cè)試實(shí)際研磨速率并調(diào)整下 一階段的參考研磨速率，以確保在后續(xù)每個(gè)時(shí)間段都能夠根據(jù)前面的實(shí)際研磨速率去調(diào)整 該階段的參考研磨速率，達(dá)到獲得精確的研磨厚度的目的。附圖3為根據(jù)采用本具體實(shí)施方式
的方法而獲得的研磨厚度與研磨時(shí)間的示意 圖，橫坐標(biāo)為時(shí)間，單位是天，縱坐標(biāo)是研磨厚度。對(duì)比附圖1與附圖3可以很明顯地看出， 由于采用了本具體實(shí)施方式
所述的技術(shù)方案，研磨厚度的一致性得到了明顯的改善。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求
1.一種研磨方法，其特征在于，包括如下步驟測(cè)試一研磨設(shè)備的實(shí)際研磨速率Vri ；根據(jù)所述實(shí)際研磨速率Vri計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間τ2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階 段的實(shí)際研磨時(shí)間T2的步驟包括將所述實(shí)際研磨速率Vri作為所述后一階段的參考研磨速率Vf2 ；根據(jù)所述后一階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間Τ2， 計(jì)算式為=T2 = L2Af20
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階 段的實(shí)際研磨時(shí)間T2的步驟包括以所述后一階段之前各階段的實(shí)際研磨速率Vri、vrt、……、vm的平均值作為所述后一 階段的參考研磨速率Vf2;根據(jù)所述后一階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間T2， 計(jì)算式為=T2 = L2Af20
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，根據(jù)所述研磨速率Vri計(jì)算其后一階 段的實(shí)際研磨時(shí)間T2的步驟包括以所述后一階段之前各階段的實(shí)際研磨速率Vri、Vrt、……、Vm的根據(jù)所述各階段的研 磨材料不同進(jìn)行加權(quán)平均，作為所述后一階段的參考研磨速率Vf2 ；根據(jù)所述后一階段的研磨厚度L2與所述參考研磨速率Vf2計(jì)算所述實(shí)際研磨時(shí)間T2， 計(jì)算式為=T2 = L2Af20
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述各階段的時(shí)間長(zhǎng)度為M小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2由 T2 = (Vs/Vf2) XTs計(jì)算，其中Vs為標(biāo)準(zhǔn)研磨速率，Ts為標(biāo)準(zhǔn)研磨時(shí)間。
全文摘要
一種研磨方法，包括如下步驟測(cè)試一研磨設(shè)備的實(shí)際研磨速率Vr1；根據(jù)所述實(shí)際研磨速率Vr1計(jì)算其后一階段的實(shí)際研磨時(shí)間T2。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)都測(cè)試實(shí)際的研磨速率，并在每個(gè)時(shí)間段都能夠根據(jù)前面的實(shí)際研磨速率去調(diào)整該階段的參考研磨速率，達(dá)到獲得精確的研磨厚度的目的。
文檔編號(hào)B24B37/04GK102049729SQ20091019839
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者李健, 杜建, 胡駿 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤(rùn)上華科技有限公司