研磨時間的修正方法、系統及隔離結構的制作方法與流程
1.本發明涉及半導體制造技術領域,特別涉及一種研磨時間的修正方法、一種研磨時間的修正系統和一種隔離結構的制作方法。
背景技術:
2.在現有的半導體工藝中,化學機械研磨工藝(cmp)是一項非常重要的工藝。以制作隔離結構為例,一般在晶圓上沉積隔離介質層,隔離介質層填充晶圓中的淺溝槽以及覆蓋晶圓的頂表面,再利用研磨設備對隔離介質層進行化學機械研磨,以形成隔離結構。
3.圖1為一種研磨設備的結構示意圖。如圖1所示,該研磨設備具有三個研磨平臺、一個轉換平臺104和四個研磨頭200。利用該研磨設備研磨晶圓上的隔離介質層時,晶圓從轉換平臺104轉移到第一個研磨平臺101,第一個研磨平臺101研磨結束后,晶圓轉移到第二個研磨平臺102,第二個研磨平臺102研磨結束后轉移到第三個研磨平臺103,第三個研磨平臺103研磨結束后,再次轉換到轉換平臺104以移出晶圓,至此對隔離介質層的化學機械研磨處理完成。
4.目前在利用上述研磨設備對晶圓上的隔離介質層進行化學機械研磨時,第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102按照固定且相等的研磨時間設定值進行研磨作業,第三個研磨平臺103根據終點檢測方法(end point detection,epd)停止研磨作業。但是,以這樣的方式研磨晶圓時,第三個研磨平臺103的研磨時間與其它研磨平臺(即第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102)的研磨時間相差較大,使得晶圓在研磨設備內的等待時間較長,導致研磨設備的產能較低。
技術實現要素:
5.本發明的目的之一是提供一種研磨時間的修正方法及系統,可以提高研磨設備的產能。本發明還提供一種隔離結構的制作方法。
6.為了實現上述目的,本發明一方面提供一種研磨時間的修正方法。所述研磨時間的修正方法用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每片所述晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,所述研磨時間的修正方法包括:步驟s1,獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,所述第一晶圓在所述第二晶圓之前研磨;步驟s2,計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當
下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;以及步驟s3,將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值。
7.可選的,所述修正方法包括循環執行步驟s1至步驟s3,使得所述n個研磨平臺研磨后續晶圓的研磨時間均衡;在步驟s2中,使用所述第二時間差與設定修正系數之積計算所述第三研磨時間設定值,所述設定修正系數小于1。
8.可選的,所述第一晶圓為第m-2n片晶圓,所述第二晶圓為第m-n片晶圓,所述第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;所述第三研磨時間設定值tm滿足公式:;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為所述第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。
9.可選的,當m-2n》0時,δt1=t
m-n-t
m-2n
,其中,t
m-n
為所述前道研磨平臺研磨所述第二晶圓的第二研磨時間設定值,t
m-2n
為所述前道研磨平臺研磨所述第一晶圓的第一研磨時間設定值;當m-2n≤0時,δt1=0。
10.可選的,所述前道研磨平臺的當下研磨速率根據所述前道研磨平臺的初始研磨速率與所述前道研磨平臺保養后的已使用時間確定,所述當下研磨速率隨所述已使用時間的延長呈線性變化。
11.可選的,所述初始研磨速率在所述研磨設備保養后通過測試片測試獲得。
12.可選的,所述第一個研磨平臺至所述第n-1個研磨平臺根據對應的研磨時間設定值進行研磨作業,所述第n個研磨平臺根據終點檢測方法停止研磨作業。
13.本發明另一方面提供一種研磨時間的修正系統。所述研磨時間的修正系統用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每個所述晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,所述研磨時間的修正系統包括:獲取單元,用于獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間;計算單元,用于計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;以及控制單元,用于將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值。
14.可選的,所述第一晶圓為第m-2n片晶圓,所述第二晶圓為第m-n片晶圓,所述第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;所述第三研磨時間設定值tm滿足公式:
;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。
15.本發明還提供一種隔離結構的制作方法。所述隔離結構的制作方法利用研磨設備對多片晶圓上的隔離介質層進行化學機械研磨,以在所述多片晶圓上形成隔離結構,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,其中,利用所述研磨設備的n個研磨平臺依次研磨所述多片晶圓的過程中,利用上述的研磨時間的修正方法對所述前道研磨平臺的研磨時間設定值進行修正。
16.本發明的研磨時間的修正方法及系統均用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每個晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,該研磨時間的修正方法及系統首先獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間;然后計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差,且根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;接著,將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值,如此可以實現研磨時間的自動修正,減小前道研磨平臺的研磨時間設定值與第n個研磨平臺的研磨時間的時間差,即可以使得所述n個研磨平臺的研磨時間均衡,進而有助于減小晶圓在研磨設備內的等待時間,提高研磨設備的產能。
17.本發明的隔離結構的制作方法中,利用研磨設備對多片晶圓上的隔離介質層進行化學機械研磨,以在多片晶圓上形成隔離結構,其中,利用研磨設備的n個研磨平臺依次研磨多片晶圓的過程中,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,利用上述的研磨時間的修正方法對前道研磨平臺的研磨時間設定值進行調整,如此可以提高研磨設備的產能,以及可以縮短隔離結構的生產時間。
附圖說明
18.圖1為一種研磨設備的結構示意圖。
19.圖2為本發明一實施例中研磨時間的修正方法的流程圖。
20.圖3為本發明一實施例中前道研磨平臺的當下研磨速率與研磨平臺保養后的已使用時間的關系圖。
21.圖4為本發明一實施例中研磨時間的修正系統的結構示意圖。
22.附圖標記說明:101-第一個研磨平臺;102-第二個研磨平臺;103-第三個研磨平臺;104-轉換平臺;200-研磨頭;10-獲取單元;20-計算單元;30-控制單元。
具體實施方式
23.以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的研磨時間的修正方法及系統、隔離結構的制作方法進一步詳細說明。根據下面說明,本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
24.為了提高研磨設備的產能,本發明提供一種研磨時間的修正方法,該修正方法用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用該研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每片晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等。圖2為本發明一實施例中研磨時間的修正方法的流程圖。如圖2所示,所述研磨時間的修正方法包括:步驟s1,獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,所述第一晶圓在所述第二晶圓之前研磨;步驟s2,計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;以及步驟s3,將所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值設定為所述第三研磨時間設定值。
25.本實施例中,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺根據對應的研磨時間設定值進行研磨作業,第n個研磨平臺根據終點檢測方法(epd)停止研磨作業。
26.為了提高前道研磨平臺的研磨時間設定值的調整精度,本實施例中,該研磨時間的修正方法包括循環執行步驟s1至步驟s3,使得所述n個研磨平臺研磨后續晶圓的研磨時間均衡。其中,在步驟s2中,使用所述第二時間差與設定修正系數之積計算所述第三研磨時間設定值,所述設定修正系數小于1,例如設定修正系數為0.3、0.4、0.5或0.6等。
27.具體的,第一晶圓可以為第m-2n片晶圓,第二晶圓可以為第m-n片晶圓,第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;所述第三研磨時間設定值tm滿足公式一:;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為所述第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。
28.所述前道研磨平臺的預定去除厚度amount可以根據產品設定,對于一種產品,amount可以為定值。例如,所述前道研磨平臺的預定去除厚度amount可以為所述前道研磨平臺研磨前續批次過程中所述前道研磨平臺研磨一晶圓的研磨時間設定值與所述第n個研磨平臺研磨該晶圓的研磨時間之差小于設定閾值時所述前道研磨平臺對該晶圓的去除厚度。進一步的,在挑選前續批次時,可以挑選前續研磨平臺的初始研磨速率在歷史初始研磨速率的均值時所研磨的批次,如此有助于盡快使得n個研磨平臺的研磨時間均衡。、
需要注意的是,如果前道研磨平臺的預定去除厚度amount過大時,經各個前道研磨平臺研磨后,晶圓可能已經達到了研磨終點,此時晶圓傳遞到第n個研磨平臺進行研磨時,終點檢測方法將失效(例如檢測電流將持續下降而達不到頂點),導致晶圓過磨,造成良率損失。因此,在設定預定去除厚度amount時,不宜設置的過大,以避免終點檢測方法失效。
29.需要說明的是,當m-2n》0時,δt1=t
m-n-t
m-2n
,其中,t
m-n
為所述前道研磨平臺研磨所述第二晶圓的第二研磨時間設定值,t
m-2n
為所述前道研磨平臺研磨所述第一晶圓的第一研磨時間設定值。當m-2n≤0時,δt1=0,即此時不存在第m-2n片,所述第三研磨時間設定值tm滿足公式二:。
30.δt2=t
n-t
m-n
,其中,tn為所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,t
m-n
為所述前道研磨平臺研磨所述第二晶圓的第二研磨時間設定值。
31.應當理解的是,對于前n片晶圓,前道研磨平臺的研磨時間設定值可以根據公式t0=amount
÷
pr計算;其中,t0為前道研磨平臺研磨前n片晶圓的研磨時間設定值,amount為每個前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個前道研磨平臺的當下研磨速率。當n較小時,可以認為前道研磨平臺的當下研磨速率沒有變化,因而對于前n片,t0可以為一定值。當然,也可以在研磨一片晶圓后重新計算前道研磨平臺的當下研磨速率,如此,前道研磨平臺研磨前n片晶圓的研磨時間設定值不同。
32.所述前道研磨平臺的當下研磨速率pr可以根據所述前道研磨平臺的初始研磨速率與所述前道研磨平臺保養后的已使用時間確定。圖3為本發明一實施例中前道研磨平臺的當下研磨速率與研磨平臺保養后的已使用時間的關系圖。如圖3所示,前道研磨平臺的當下研磨速率隨前道研磨平臺保養后已使用時間的延長呈線性變化。
33.具體的,參考圖3,前道研磨平臺(具體可以為研磨墊)保養結束時,即前道研磨平臺保養后的已使用時間pl等于0時,前道研磨平臺的當下研磨速率pr等于其初始研磨速率pr0。在保養后的前5小時(h),即前道研磨平臺保養后的已使用時間pl小于等于5h,當下研磨速率pr的變化速度較快,此時pr=pr0+pl
×
k1,pr0為初始研磨速率,k1為pl≤5h時的直線的斜率;在保養后5小時之后,即前道研磨平臺保養后的已使用時間pl大于5h時,當下研磨速率pr的變化速度較慢,此時pr=pr1+pl
×
k2,pr1為前道研磨平臺保養后的已使用時間等于5h時對應的研磨速率,k2為pl》5h時的直線的斜率。本實施例中,前道研磨平臺保養后的已使用時間為45h時,當下研磨速率為pr2。本實施例中,前道研磨平臺的研磨墊的使用壽命可以為45h。
34.需要說明的是,前道研磨平臺的初始研磨速率pr0可以通過測試片測試獲得。一實施例中,可以利用大量的測試數據獲得當下研磨速率與初始研磨速率和研磨平臺保養后的已使用時間之間的關系,并建立前道研磨平臺的當下研磨速率的變化模型,該變化模型包括前道研磨平臺的當下研磨速率與其初始研磨速率以及已使用時間的相關關系,向該變化模型輸入前道研磨平臺的初始研磨速率和已使用時間即可得到前道研磨平臺的當下研磨速率,如此可以快速獲得前道研磨平臺的當下研磨速率。
35.作為示例,參考圖1,研磨設備包括三個研磨平臺(即第一個研磨平臺101、第二個研磨平臺102和第三個研磨平臺103),第一片晶圓傳遞到第三個研磨平臺103時,第二片晶圓傳遞到第二個研磨平臺102,第三片晶圓傳遞到第一個研磨平臺101,從而可以以三個研
磨平臺研磨第一片晶圓的研磨時間調整第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第四片晶圓的研磨時間設定值。
36.例如,第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第一片晶圓的研磨時間設定值均為t1,第三個研磨平臺103研磨第一片晶圓的研磨時間為t
31
,此時即m=4,n=3,m-2n《0,可以根據公式二計算前道研磨平臺(第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102)研磨第四片晶圓的研磨時間設定值t4,t4=amount
÷
pr+(t
31-t1)
÷a×
b。
37.作為示例,所述第三個研磨平臺103與所述第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102的研磨速率比值均為1.25,補償系數a=1.25+2=3.5;設定修正系數b為0.4;從而t4=amount
÷
pr+(t
31-t1)
÷
3.5
×
0.4。其中,所述第三個研磨平臺103與所述第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102的研磨速率比值可以利用多個測試片進行測試得到的數據進行線性擬合獲得。但不限于此,所述補償系數a和設定修正系數b可以根據實際情況設定。
38.接著,例如第三個研磨平臺103研磨第四片晶圓的研磨時間為t
34
,此時m=7,n=3,前道研磨平臺研磨第七片晶圓的研磨時間設定值為t7,根據公式一,t7=amount
÷
pr+(t
4-t1)+(t
34-t4)
÷a×
b。
39.需要說明的是,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨的過程中,可以以三個研磨平臺研磨第一片晶圓的研磨時間調整第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第四片晶圓的研磨時間設定值;然后以三個研磨平臺研磨第二片晶圓的研磨時間調整第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第五片晶圓的研磨時間設定值;接著以三個研磨平臺研磨第三片晶圓的研磨時間調整第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第六片晶圓的研磨時間設定值;之后以三個研磨平臺研磨第四片晶圓的研磨時間、以及第一研磨平臺101和第二研磨平臺102研磨第一片晶圓的研磨時間設定值調整第一個研磨平臺101和第二個研磨平臺102研磨第七片晶圓的研磨時間設定值,如此循環,可以使得三個研磨平臺研磨后續晶圓的研磨時間較為均衡,進而減少晶圓在研磨設備中的等待時間,提高研磨設備的產能。
40.在同一保養周期內,對于規格相同(例如研磨去除的材料和去除厚度均相同時)且連續生產的前后兩個批次,前道研磨平臺研磨前續批次的最終研磨時間設定值可以作為研磨后續批次的研磨時間初始值,即將該前后兩個批次當作一個批次進行連續計算并修正前道研磨平臺的研磨時間設定值,對于后面批次,可以在較短時間內使得前道研磨平臺和第n個研磨平臺的研磨時間均衡。
41.本實施例的研磨時間的修正方法用于修正研磨設備中研磨平臺的研磨時間,研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每個晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,該研磨時間的修正方法首先獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,所述第一晶圓在所述第二晶圓之前研磨;然后計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差,且根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算
出第三研磨時間設定值;之后,將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值,如此可以實現研磨時間的自動修正,減小前道研磨平臺的研磨時間設定值與第n個研磨平臺的研磨時間的時間差,即可以使得所述n個研磨平臺的研磨時間均衡,進而有助于減小晶圓在研磨設備內的等待時間,提高研磨設備的產能。
42.本實施例還提供一種研磨時間的修正系統,所述研磨時間的修正系統在運行時可以執行上述的研磨時間的修正方法。具體的,所述研磨時間的修正系統用于修正研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每個所述晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等。圖4為本發明一實施例中研磨時間的修正系統的結構示意圖。如圖4所示,所述修正研磨時間的系統包括獲取單元10、計算單元20和控制單元30。
43.獲取單元10用于獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間。例如,獲取單元10從研磨設備中獲取前道研磨平臺研磨第一晶圓和第二晶圓的研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨第二晶圓的研磨時間。
44.計算單元20用于計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值。
45.控制單元30用于將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨所述第三晶圓的研磨時間設定值。
46.為了提高前道研磨平臺的研磨時間設定值的調整精度,所述獲取單元10、所述計算單元20和所述控制單元30可以依次循環工作,以對前道研磨平臺的研磨時間設定值進行多次修改,最終使得所述n個研磨平臺研磨后續晶圓的研磨時間均衡。其中,計算單元20在每次計算中,使用所述第二時間差與設定修正系數之積計算所述第三研磨時間設定值,所述設定修正系數小于1,例如設定修正系數為0.3、0.4、0.5或0.6等。
47.具體的,第一晶圓可以為第m-2n片晶圓,第二晶圓可以為第m-n片晶圓,第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;計算單元20根據公式一計算所述第三研磨時間設定值tm。
48.公式一為:;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為所述第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。
49.需要說明的是,當m-2n》0時,δt1=t
m-n-t
m-2n
,其中,t
m-n
為所述前道研磨平臺研磨所述第二晶圓的第二研磨時間設定值,t
m-2n
為所述前道研磨平臺研磨所述第一晶圓的第一研磨時間設定值。當m-2n≤0時,δt1=0,即此時不存在第m-2n片,公式一可以簡化為公式二,公式二為:。
50.本實施例的研磨時間的修正系統用于修正研磨設備中研磨平臺的研磨時間,研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每個晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,該研磨時間的修正系統包括獲取單元10、計算單元20和控制單元30。首先獲取單元10獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,所述第一晶圓在所述第二晶圓之前研磨;然后計算單元20計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差,且根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;之后,控制單元30將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值,如此可以實現研磨時間的自動修正,減小前道研磨平臺的研磨時間設定值與第n個研磨平臺的研磨時間的時間差,即可以使得所述n個研磨平臺的研磨時間均衡,進而有助于減小晶圓在研磨設備內的等待時間,提高研磨設備的產能。
51.本實施例還提供一種隔離結構的制作方法,該制作方法利用研磨設備對多片晶圓上的隔離介質層進行化學機械研磨,以在所述多片晶圓上形成隔離結構,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,其中,利用所述研磨設備的n個研磨平臺依次研磨所述多片晶圓的過程中,利用上述的研磨時間的修正方法對所述前道研磨平臺的研磨時間設定值進行修正,如此可以提高研磨設備的產能,以及可以縮短隔離結構的生產時間。
52.所述隔離介質層可以包括氧化硅。所述隔離結構可以為淺溝槽隔離結構(sti)。
53.可以理解的是,本說明書采用遞進的方式進行說明,在后說明的研磨時間的修正系統和隔離結構的制作方法重點在于說明與研磨時間的修正方法的不同之處,相同或相似的部分可以互相參考,因而不再贅述。
54.本技術研磨時間的修正系統可以包括通過諸如網絡的通信單元互連的多個計算機、硬件和裝置等,或者包括具有實現本技術的過程的單個計算機、硬件、或裝置等。所述的計算機可包括中央處理單元(cpu)、存儲器以及輸入輸出組件等等,所述輸入輸出組件例如為鍵盤、鼠標、觸摸屏、顯示器等。本技術使用的“模塊”或“單元”通常是指本技術的組件,諸如邏輯可分離軟件(計算機程序)、硬件或等效部件。例如,所述研磨時間的修正系統中的獲取單元10、計算單元20和控制單元30可以合并在一個單元中實現,或者其中的任意一個單元可以被拆分成多個單元,或者,這些單元中的一個或多個單元的至少部分功能可以與其它單元的至少部分功能相結合,并在一個單元中實現。根據本發明的實施例,各個單元中的至少一個一般是以軟件程序的方式配合硬件的方式來實施,然而,他們全部(或其中一部分)也可以使用電子硬件或軟件程序的方式來實施。不管是以軟件或者硬件方式,其個別部分是熟悉電子、軟件領域人員可以進行實施的,因此,其細節就不在本說明書中贅述。
55.此外,本技術使用術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第
二”、“第三”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者至少兩個該特征,除非內容另外明確指出外。
56.上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述,并非對本發明權利范圍的任何限定,任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內,都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改,因此,凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾,均屬于本發明技術方案的保護范圍。
技術特征:
1.一種研磨時間的修正方法,用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化學機械研磨時,每片所述晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,其特征在于,所述研磨時間的修正方法包括:步驟s1,獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間,所述第一晶圓在所述第二晶圓之前研磨;步驟s2,計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;以及步驟s3,將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值。2.如權利要求1所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,所述修正方法包括循環執行步驟s1至步驟s3,使得所述n個研磨平臺研磨后續晶圓的研磨時間均衡;在步驟s2中,使用所述第二時間差與設定修正系數之積計算所述第三研磨時間設定值,所述設定修正系數小于1。3.如權利要求1所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,所述第一晶圓為第m-2n片晶圓,所述第二晶圓為第m-n片晶圓,所述第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;所述第三研磨時間設定值t
m
滿足公式:;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為所述第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。4.如權利要求3所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,當m-2n>0時,δt1=t
m-n-t
m-2n
,其中,t
m-n
為所述前道研磨平臺研磨所述第二晶圓的第二研磨時間設定值,t
m-2n
為所述前道研磨平臺研磨所述第一晶圓的第一研磨時間設定值;當m-2n≤0時,δt1=0。5.如權利要求1所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,所述前道研磨平臺的當下研磨速率根據所述前道研磨平臺的初始研磨速率與所述前道研磨平臺保養后的已使用時間確定,所述當下研磨速率隨所述已使用時間的延長呈線性變化。6.如權利要求5所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,所述初始研磨速率在所述研磨設備保養后通過測試片測試獲得。7.如權利要求1所述的研磨時間的修正方法,其特征在于,所述第一個研磨平臺至所述第n-1個研磨平臺根據對應的研磨時間設定值進行研磨作業,所述第n個研磨平臺根據終點檢測方法停止研磨作業。8.一種研磨時間的修正系統,用于修正與設定研磨設備中研磨平臺的研磨時間,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,利用所述研磨設備對多片晶圓進行化
學機械研磨時,每個所述晶圓依次經過所述n個研磨平臺,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,其特征在于,所述研磨時間的修正系統包括:獲取單元,用于獲取所述前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、所述前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間;計算單元,用于計算所述第二研磨時間設定值與所述第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算所述第n個研磨平臺研磨所述第二晶圓的研磨時間與所述第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差;根據所述前道研磨平臺的預定去除厚度、所述前道研磨平臺的當下研磨速率、所述第一時間差和所述第二時間差,計算出第三研磨時間設定值;以及控制單元,用于將所述第三研磨時間設定值設定為所述前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值。9.如權利要求8所述的研磨時間的修正系統,其特征在于,所述第一晶圓為第m-2n片晶圓,所述第二晶圓為第m-n片晶圓,所述第三晶圓為第m片晶圓,m為大于n的正整數;所述第三研磨時間設定值t
m
滿足公式:;其中,amount為每個所述前道研磨平臺的預定去除厚度;pr為每個所述前道研磨平臺的當下研磨速率;δt1為所述第一時間差;δt2為第二時間差;a為根據所述第n個研磨平臺與所述前道研磨平臺的研磨速率比值設定的補償系數,b為設定修正系數。10.一種隔離結構的制作方法,其特征在于,利用研磨設備對多片晶圓上的隔離介質層進行化學機械研磨,以在所述多片晶圓上形成隔離結構,所述研磨設備包括n個研磨平臺,n為大于等于2的正整數,第一個研磨平臺至第n-1個研磨平臺均稱為前道研磨平臺,每個所述前道研磨平臺研磨同一片晶圓的研磨時間設定值相等,其中,利用所述研磨設備的n個研磨平臺依次研磨所述多片晶圓的過程中,利用如權利要求1至權利要求7任意一項所述的研磨時間的修正方法對所述前道研磨平臺的研磨時間設定值進行修正。
技術總結
本發明提供一種研磨時間的修正方法、系統及隔離結構的制作方法。該研磨時間的修正方法及系統中,首先獲取前道研磨平臺研磨第一晶圓的第一研磨時間設定值、前道研磨平臺研磨第二晶圓的第二研磨時間設定值以及第n個研磨平臺研磨第二晶圓的研磨時間,然后計算第二研磨時間設定值與第一研磨時間設定值之差獲得第一時間差,計算第n個研磨平臺研磨第二晶圓的研磨時間與第二研磨時間設定值之差獲得第二時間差,且根據前道研磨平臺的預定去除厚度和當下研磨速率、以及第一和第二時間差,計算出前道研磨平臺研磨第三晶圓的研磨時間設定值。如此可以實現研磨時間的自動修正且提高研磨設備的產能。隔離結構的制作方法包括研磨時間的修正方法。修正方法。修正方法。
