压力校准方法、设备、装置及介质与流程

本发明涉及半导体制造，具体涉及一种压力校准方法、设备、装置及介质。

背景技术：

1、在集成电路制造工艺中，化学机械研磨（chemical mechanical polishing，cmp）工艺作为一项重要的平坦化技术，采用化学反应和机械研磨相结合的方法对表面起伏不平的晶圆进行平坦化处理，通过一系列复杂的机械和化学作用去除晶圆表面的一层薄膜，从而达到晶圆平坦化的目的。

2、传统的化学机械研磨工艺通常采用化学机械研磨设备完成，化学机械研磨设备主要包括研磨头、研磨垫、研磨液滴嘴以及抛光垫调整器等部件。化学机械研磨设备通常装配有多个研磨头，从而形成不同的研磨区域，每个研磨头上均装配有固定环（retainingring）等消耗品。通常地，研磨头在晶圆背面施加一定的压力使晶圆正面紧贴研磨垫，同时研磨头带动晶圆和研磨垫同方向旋转，使晶圆正面与研磨垫产生机械摩擦，以使晶圆表面达到更佳平坦化程度。然而，由于研磨头的来料尺寸差异以及固定环随着使用次数增加被逐渐磨损，导致不同研磨区域研磨后的晶圆厚度值差异性增大。

技术实现思路

1、本公开提供一种压力校准方法、设备、装置及介质，能够在化学机械研磨工艺中校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，以提高化学机械研磨工艺后晶圆不同研磨区域的厚度均一性，避免由于研磨头的来料尺寸差异以及研磨头随着使用次数增加被逐渐磨损、所导致的晶圆不同研磨区的厚度值差异性增大；并且减少研磨头拓机或更换频率，提高机台效率及产量，节省人工成本以及备件成本。

2、根据一些实施例，本公开的一方面提供一种压力校准方法，用于校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，方法包括：获取不同研磨区域的初始压力值；根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值；根据初始校准压力值及预设规则确定不同研磨区域的目标校准压力值；预设规则包括不同研磨区域的研磨头实时使用次数与初始校准压力值的关联关系。

3、在上述实施例的压力校准方法中，通过获取不同研磨区域的初始压力值，根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值，并根据初始校准压力值及预设规则确定不同研磨区域的目标校准压力值，预设规则包括不同研磨区域的研磨头实时使用次数与初始校准压力值的关联关系，以根据研磨头尺寸以及研磨头实时使用次数校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，避免产生由于研磨头的来料尺寸差异、以及研磨头随着使用次数增加被逐渐磨损致使厚度减小，导致不同研磨区域的晶圆厚度值差异性增大的现象，从而提高化学机械研磨工艺后不同研磨区域的晶圆厚度均一性，使得不同研磨区域研磨后的晶圆的平坦化程度得到均匀性改善，并且提高后续制程的工艺效果以及稳定程度；并且减少研磨头拓机或更换频率，提高机台效率及产量，节省人工成本以及备件成本。

4、在一些实施例中，根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值包括： 根据研磨头尺寸确定对应研磨区域的压力校准系数；根据压力校准系数及初始压力值按照如下公式计算不同研磨区域的初始校准压力值：pid=pia*（1+zi）；上式中，pid为第i研磨区域的初始校准压力值，pia为第i研磨区域的初始压力值，zi为第i研磨区域的压力校准系数，i为正整数。

5、在一些实施例中，压力校准系数z的范围包括-0.5至0.5。

6、在一些实施例中，预设规则包括：根据不同研磨区域的研磨头实时使用次数按照如下公式计算调整压力值：pib=n*si/m；上式中，pib为第i研磨区域的调整压力值，si为第i研磨区域的研磨头的实时使用次数，n为压力调整系数，m为研磨头的寿命次数，i为正整数。

7、在一些实施例中，预设规则还包括： 根据调整压力值及初始校准压力值计算目标校准压力值，目标校准压力值为初始压力值与调整压力值的差值。

8、在一些实施例中，压力校准方法包括以下特征中至少一个：压力调整系数为0.2psi；研磨头的寿命次数为2000。

9、在一些实施例中，研磨头的尺寸包括研磨头的厚度、研磨头的内径或研磨头的外径等。

10、本公开实施例的另一方面提供一种压力校准设备，压力校准设备包括研磨模块、测量模块以及控制模块；研磨模块用于对研磨机台上的不同研磨区域执行研磨工艺；测量模块用于获取不同研磨区域的初始压力值；控制模块与研磨模块、测量模块分别连接，被配置为：根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值；以及根据初始校准压力值及预设规则确定不同研磨区域的目标校准压力值；预设规则包括不同研磨区域的研磨头实时使用次数与初始校准压力值的关联关系；其中，控制模块与抛光模块、测量模块均电连接。

11、在上述实施例的压力校准设备中，研磨模块、测量模块以及控制模块相互配合，研磨模块用于对研磨机台上的不同研磨区域执行研磨工艺；测量模块用于获取不同研磨区域的初始压力值；控制模块被配置为：根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值；以及根据初始校准压力值及预设规则确定不同研磨区域的目标校准压力值；预设规则包括不同研磨区域的研磨头实时使用次数与初始校准压力值的关联关系，以根据研磨头尺寸以及研磨头实时使用次数校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，避免由于研磨头的来料尺寸差异、以及研磨头随着使用次数增加被逐渐磨损致使厚度减小，导致不同研磨区域的晶圆厚度值差异性增大的现象，从而提高化学机械研磨工艺后不同研磨区域的晶圆厚度均一性，使得不同研磨区域研磨后的晶圆的平坦化程度得到均匀性改善，并且提高后续制程的工艺效果以及稳定程度；并且减少研磨头拓机或更换频率，提高机台效率及产量，节省人工成本以及备件成本。

12、本公开实施例的又一方面提供一种压力校准装置，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开中任一个实施例中所述的压力校准方法的步骤。

13、本公开实施例的再一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开中任一个实施例中所述的压力校准方法的步骤。

技术特征：

1.一种压力校准方法，其特征在于，用于校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的压力校准方法，其特征在于，根据所述初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值包括：

3.根据权利要求2所述的压力校准方法，其特征在于，所述压力校准系数z的范围包括-0.5至0.5。

4.根据权利要求2所述的压力校准方法，其特征在于，所述预设规则包括：

5.根据权利要求4所述的压力校准方法，其特征在于，所述预设规则还包括：

6.根据权利要求5所述的压力校准方法，其特征在于，包括以下特征中至少一个：

7.根据权利要求2-6任一项所述的压力校准方法，其特征在于，所述研磨头的尺寸包括所述研磨头的厚度、所述研磨头的内径或所述研磨头的外径等。

8.一种压力校准设备，其特征在于，包括：

9.一种压力校准装置，其特征在于，所述压力校准装置包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的压力校准方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的压力校准方法的步骤。

技术总结
本公开涉及一种压力校准方法、设备、装置及介质，用于校准研磨机台不同研磨区域的研磨压力，压力校准方法包括：获取不同研磨区域的初始压力值；根据初始压力值及与其对应研磨区域的研磨头尺寸的关联关系确定不同研磨区域的初始校准压力值；根据初始校准压力值及预设规则确定不同研磨区域的目标校准压力值；预设规则包括不同研磨区域的研磨头实时使用次数与初始校准压力值的关联关系，方法能够提高化学机械研磨工艺后晶圆不同研磨区域的厚度均一性，避免由于研磨头的来料尺寸差异以及研磨头随着使用次数增加被逐渐磨损、所导致的晶圆不同研磨区的厚度值差异性增大；并且减少研磨头拓机或更换频率，提高机台效率及产量，节省人工成本以及备件成本。

技术研发人员：闵源,穆晓波
受保护的技术使用者：广州粤芯半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12