[发明专利]一种改善层间介质研磨工艺厚度稳定性的方法

说明书

本发明提供了一种改善层间介质研磨工艺厚度稳定性的方法，应用于层间介质研磨系统，其特征在于，包括以下步骤：获取待研磨硅片的研磨前薄膜厚度及目标研磨厚度；依据所述研磨前薄膜厚度和所述目标研磨厚度获取理论研磨厚度；依据所述理论研磨厚度及一调整研磨差量确定研磨速率和研磨时间，所述调整研磨差量为之前硅片的研磨厚度与目标研磨厚度的差值，所述研磨时间为会随研磨垫的使用时间及修整盘的使用时间变化的量；依据所述层间介质研磨反馈系统给出的研磨硅片时间变化量及所述研磨时间调整后实际所需的研磨时间；依据所述实际所需的研磨时间执行层间介质研磨。有益效果：通过整合自动反馈系统和公式法，同时利用了两者的优点而摒弃了两者的缺点，大大提高层间介质薄膜厚度的稳定性，同时带来了各方面的收益。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片制造领域，尤其涉及一种改善层间介质研磨工艺厚度稳定性的方法。

背景技术

用来作为器件和金属层绝缘体的层间介质通常由具有高填充比性能的化学气相沉积膜及等离子增强化学气相沉积膜复合而成。用于此层间介质的研磨工艺(见图1)由于没有明确有效的终点指示，具有一定的盲目性。通常通过前层收到的膜厚数据以及最终的指标根据研磨速率判断所需的研磨时间，这种方法通常会导致研磨后值与指标的偏差。当研磨不够时，工艺上会进行返腔二次研磨；当研磨过多使得剩余层间介质1偏薄时则会采取二次沉积的方法进行差量补偿，在表面形成一补偿薄膜2(见图2)，但高能离子对下层的高填充比薄膜造成的电性损伤通常会导致器件性能的漂移，尤以P型器件为甚(见图3)。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种改善层间介质研磨工艺厚度稳定性的方法，应用于层间介质研磨系统，其中，包括以下步骤：

步骤S1，获取待研磨硅片的研磨前薄膜厚度及目标研磨厚度；

步骤S2，依据所述研磨前薄膜厚度和所述目标研磨厚度获取理论研磨厚度；

步骤S3，依据所述理论研磨厚度及一调整研磨差量确定研磨速率和研磨时间，所述调整研磨差量为之前硅片的研磨厚度与目标研磨厚度的差值，所述研磨时间为会随研磨垫的使用时间及修整盘的使用时间变化的量；

步骤S4，依据所述层间介质研磨反馈系统给出的研磨硅片时间变化量及所述研磨时间调整后实际所需的研磨时间；

步骤S5，依据所述实际所需的研磨时间执行层间介质研磨。

其中，所述步骤2中所述理论研磨厚度等于所述研磨前薄膜厚度减去所述目标研磨厚度。

其中，所述步骤S3中所述研磨时间包括第一研磨时间、第二研磨时间和第三研磨时间的和，

其中，所述第一研磨时间与所述研磨垫的使用时间相关，满足以下公式：

T1＝a*P*P+b*P，

式中，T1为第一研磨时间，a为第一研磨时间的二次项系数，b为第一研磨时间的一次项系数，P为研磨垫的使用时间。

其中，所述第二研磨时间与所述修整盘的使用时间相关，满足以下公式：

T2＝c*D*D+d*D，

式中，T2为第二研磨时间，c为第二研磨时间的二次项系数，d为第二研磨时间的一次项系数，D为修整盘的使用时间。

其中，所述第三研磨时间为所述研磨垫的使用时间和所述修整盘的使用时间均为0时的研磨时间。

其中，所述实际所需的研磨量与所述实际所需的研磨时间具有以下关系：