专利名称：化学机械抛光方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种化学机械抛光方法与系统，特别是关于化学机械抛光工艺的先进工艺控制。
背景技术：
由于半导体元件的尺寸不断缩小，因而于半导体工艺中元件的表面全区平坦化 (Global Planarization)的重要性也日益提升。目前最普遍采用的晶片表面全区平坦化方法是化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)工艺，其是将晶片表面压在布满抛光液的抛光垫上旋转，以将整个晶片的表面平坦化。采用CMP工艺来抛光一半导体元件时，抛光时间过久会造成过度抛光(Over Polish)，此时元件上各金属线的阻值将过高而减慢元件速度，且其上的介电层也会严重受损；而当抛光的时间不够久，造成介电层上的金属未完全除去时，即称抛光不足(Under Polish)现象，亦会影响元件性能。因此，于CMP工艺中控制元件被抛光的厚度，可避免产生上述过度抛光或抛光不足的现象，以提高产品的良率。请参照图1，其为现有技术于CMP工艺中控制抛光厚度的方法，此方法是使用回馈控制来调整晶片的抛光时间。首先，取2 3片晶片进行厚度测量与抛光测试(步骤10)， 并以此测试结果估计第一批次(Lot)晶片的最佳抛光时间(步骤11)，以该经估计的最佳抛光时间来抛光该第一批次晶片(步骤1 ，当该第一批次晶片完成CMP抛光工艺后，再抽样测量该第一批次晶片的抛光后的厚度(步骤1 ，并将此测量结果回馈给下一批次晶片，以估计下一批次晶片的最佳抛光时间(步骤14)。如上所述，在现有的CMP控制方法中，仅以抽样方式估计第一批次晶片的抛光参数，因此造成高良率损失(yield loss)；此外，采用回馈控制系统来估计后续批次晶片的抛光参数，不但成本较高，且仅对一批次晶片提供一估计的抛光时间亦无法精准控制每一片晶片的抛光厚度，因而无法显着降低抛光失败率。为解决上述现有技术的问题，本发明提出一种化学机械抛光方法与系统，以提高半导体元件工艺的效率、精确性及稳定性。
发明内容
本发明提出一种化学机械抛光方法与系统，无需采用现有技术的回馈控制流程， 可精确地控制CMP工艺中的元件抛光厚度，进而显着降低良率损失并提高产品质量。本发明的一方面提供一种化学机械抛光方法，包含下列步骤提供多个半导体元件；取得该多个半导体元件中的每一半导体元件的一尺寸；以及依据该每一半导体元件的该尺寸来抛光该每一半导体元件。本发明的另一方面提供一种用于一化学机械抛光工艺的方法，该方法包含下列步骤提供多个对象，其中每一对象具有一物理参数；取得所有该多个对象的该些物理参数； 以及依据该每一对象的该物理参数以决定该每一对象所专有的抛光参数。
本发明的再一方面提供一种化学机械抛光系统，该系统用以抛光多个对象，并包含一测量装置、一决定装置与一抛光装置；该测量装置是用以取得该多个对象中的每一对象所具有的一物理参数；该决定装置是与该测量装置相连接，用以依据该每一对象的该物理参数来决定该每一对象所专有的抛光参数；该抛光装置是与该决定装置相连接，用以依据该每一对象所专有的抛光参数来抛光该每一物件。
图1现有技术的化学机械抛光工艺；
图2㈧本发明化学机械抛光方法的一实施例；
0 2(B)图2(A)中的步骤22的一实施例；
图3本发明化学机械抛光方法的另一实施例；
图4本发明化学机械抛光系统的一示意图5㈧多个批次晶片于抛光前的平均厚度的示意图；及
0 5(B)使用本发明的化学机械抛光方法及系统抛光后的多厚度的示意图O
主要元件符号说明
10取2 3片晶片测量厚度与抛光测试的步骤
11估计第一批次晶片的最佳抛光时间的步骤
12抛光第一批次晶片的步骤
13抽样测量第一批次晶片的厚度的步骤
14估计下一批次晶片的最佳抛光时间的步骤
20提供多个半导体元件的步骤
21取得每一半导体的尺寸的步骤
22依据每一半导体元件的该尺寸来抛光该每一半导体元
件的步骤
221定义多个尺寸区间的步骤
222依据每一半导体元件的尺寸所属的尺寸区间提供分别
的抛光配方的步骤
223依据该分别的抛光配方来抛光每一半导体元件的步骤
31提供多个对象的步骤
32取得所有对象的物理参数的步骤
33依据每一对象的物理参数以决定每一对象所专有的抛
光参数的步骤
4化学机械抛光系统
40对应表
41测量装置
42决定装置
43抛光装置
具体实施例方式本发明的技术手段将详细说明如下，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而下列实施例与图示仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。请参考图2(A)，其为本发明的化学机械抛光方法的一实施例。该化学机械抛光方法包括下列步骤提供多个半导体元件(步骤20)；利用测量机台或其它CMP工艺中的元件测量手段，来取得该多个半导体元件中的每一半导体元件的一尺寸(步骤21)；以及，依据得自步骤21的该每一半导体元件的该尺寸来抛光该每一半导体元件(步骤22)。根据上述构想，该多个半导体元件例如为多个晶片，亦可为适用于CMP工艺的其它待抛光对象。举例来说，步骤21的测量方式为逐一测量该每一半导体元件的该尺寸以取得每一半导体元件的一尺寸数据，该尺寸数据可包含该半导体元件的一厚度，或是该半导体元件中各材料层的厚度，该厚度例如以埃(A)为单位。请参考图2(B)，其为图2(A)中步骤22的一实施例。步骤22可包括下列步骤定义多个尺寸区间，每一尺寸区间各自对应一特定抛光配方(步骤221)；根据该每一半导体元件的该尺寸所属的尺寸区间以及该每一尺寸区间所对应的该特定抛光配方，来为该每一半导体元件提供一分别的抛光配方(步骤22 ；以及依据该分别的抛光配方来抛光该每一半导体元件(步骤223)。根据上述构想，该尺寸区间的设定与特定抛光配方的对应表例如表1所示，并且可依各种不同的待抛光对象种类或抛光机台参数来设计或调整对应表的内容。表 权利要求
1.一种化学机械抛光方法，包含 提供多个半导体元件；取得该多个半导体元件中的每一半导体元件的一尺寸；以及依据该每一半导体元件的该尺寸来抛光该每一半导体元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该多个半导体元件为多个晶片。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述取得该每一半导体元件的该尺寸的步骤包含逐一测量该每一半导体元件的该尺寸。
4.根据权利要求1所述的方法，其中该尺寸包含该每一半导体元件的一厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中抛光该每一半导体元件的步骤包含 依据该每一半导体元件的该尺寸为该每一半导体元件提供一分别的抛光配方；以及依据该分别的抛光配方来抛光该每一半导体元件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中该分别的抛光配方包含一抛光时间。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述提供该分别的抛光配方的步骤包含下列步骤定义多个尺寸区间，每一尺寸区间各自对应一特定抛光配方；以及根据该每一半导体元件的该尺寸所属的尺寸区间以及该每一尺寸区间所对应的该特定抛光配方，来为该每一半导体元件提供该分别的抛光配方。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述尺寸区间包含至少20个区间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述尺寸区间的一区间差为100埃。
10.一种用于一化学机械抛光工艺的方法，该方法包含提供多个对象，其中该多个对象中的每一对象具有一物理参数；取得所有该多个对象的该些物理参数；以及依据该每一对象的该物理参数以决定该每一对象所专有的抛光参数。
11.根据权利要求10所述的方法，其中该对象为一半导体元件。
12.根据权利要求10所述的方法，其中该对象为一晶片。
13.根据权利要求10所述的方法，更包含下列步骤逐一测量该每一对象的一尺寸以取得所有该多个对象的该些物理参数。
14.根据权利要求10所述的方法，其中该物理参数包含该对象的一厚度。
15.根据权利要求10所述的方法，其中该抛光参数包含一抛光时间。
16.一种化学机械抛光系统，包含一测量装置，用以取得多个对象中的每一对象所具有的一物理参数； 一决定装置，与该测量装置相连接，用以依据该每一对象的该物理参数来决定该每一对象所专有的抛光参数；以及一抛光装置，与该决定装置相连接，用以依据该每一对象所专有的抛光参数来抛光该每一物件。
17.根据权利要求16所述的系统，其中该对象为一半导体元件。
18.根据权利要求16所述的系统，其中该对象为一晶片。
19.根据权利要求16所述的系统，其中该物理参数包含该对象的一厚度。
20.根据权利要求16所述的系统，其中该抛光参数包含一抛光时间。
全文摘要
本发明公开了一种化学机械抛光方法，该方法包含提供多个待抛光的半导体元件，取得该多个待抛光的半导体元件中的每一半导体元件的尺寸，并依据该每一半导体元件的该尺寸来抛光该每一半导体元件。利用本发明，无需采用现有技术的回馈控制流程，可精确地控制化学机械抛光工艺中的元件抛光厚度，进而显着降低良率损失并提高产品质量。
文档编号B24B37/005GK102380816SQ20101026994
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者何宗轩, 曾胜义, 沈孟仪, 胡良友 申请人:旺宏电子股份有限公司