[发明专利]一种化学机械抛光控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种化学机械抛光控制方法及控制系统，所述化学机械抛光控制方法包括：使用具有多个压力腔室的承载头抛光晶圆，所述压力腔室将晶圆表面对应划分为多个分区，控制所述压力腔室的抛光参数以调节晶圆各个分区的形貌；所述分区设定有多个采集点，加权处理所述分区中采集点的测量值，根据加权处理的测量值计算晶圆的实测形貌；比对晶圆的实测形貌与目标形貌的差异，优化所述压力腔室对应的抛光参数。

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光控制方法及控制系统。

背景技术

集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及芯片设计、晶圆制造、晶圆加工、电性测量、切割封装和测试等工艺流程。其中，化学机械抛光属于晶圆制造工序。

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization,CMP)是一种全局平坦化的超精密表面加工技术。化学机械抛光通常将晶圆吸合于承载头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵压于抛光垫上表面，承载头在驱动组件的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在晶圆与抛光垫之间，使得晶圆在化学和机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。

为了提升晶圆抛光的均匀性，承载头配置具有多个独立的压力腔室的弹性膜，以按需调整施加在相应区域的抛光压力。具体地，在抛光过程中，需要监测晶圆的材料去除速率或晶圆的表面形貌，准确控制抛光的材料去除量，实现全局平坦化。

承载头的压力腔室将晶圆表面对应划分为多个分区，在各个分区设置采集点以获取测量值并计算材料去除速率或晶圆的表面形貌。现有技术中，将测量值求平均来计算各分区的材料去除速率或表面形貌。平均值计算消除了分区内测量值的偏差，无法准确真实的反映分区内的材料去除速率，进而影响了抛光参数控制的准确性，致使抛光均匀性不佳。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的第一个方面提供了一种化学机械抛光控制方法，其包括：

使用具有多个压力腔室的承载头抛光晶圆，所述压力腔室将晶圆表面对应划分为多个分区，为所述分区设置多个采集点以测量晶圆的表面形貌；

加权处理所述分区中采集点的测量值，根据加权处理的测量值计算晶圆的实测表面形貌；

比对晶圆的实测表面形貌与目标表面形貌的差异，调节所述压力腔室对应的抛光参数以控制晶圆各个分区的表面形貌。

作为优选实施例，晶圆的分区包括中间分区和边缘分区，所述中间分区对应测量值的加权处理方式不同于边缘分区对应测量值的加权处理方式。

作为优选实施例，所述中间分区根据压力响应曲线确定测量值的加权系数，所述边缘分区根据径向位置确定测量值的加权系数。

作为优选实施例，所述中间分区的加权系数自所述压力响应曲线的峰值向两侧递减，或所述中间分区的加权系数自所述压力响应曲线的谷值向两侧递增。

作为优选实施例，所述边缘分区的加权系数由外向内降低或由内向外降低。

作为优选实施例，所述中间分区为多个，每个中间分区的加权系数的最大值由其对应的压力响应曲线确定。

作为优选实施例，所述分区边界处的采集点受到相邻分区的叠加影响，所述分区边界处采集点的测量值经加权处理后参与所述分区的实测表面形貌的计算。

此外，本发明还公开了一种化学机械抛光控制系统，其使用上面所述的化学机械抛光控制方法，包括：

测量部，通过晶圆各分区的采集点获取晶圆膜厚的测量值；