一种晶圆抛光方法、系统、设备及存储介质与流程-k8凯发

本发明涉及半导体制造，具体涉及一种晶圆抛光方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着半导体制造技术的高速发展，14nm、7nm、4nm及更高端技术的问世对化学机械平坦化工艺(即化学机械抛光：chemical mechanical polishing，cmp)在晶圆表面形貌(profile)、不均匀度nu、去除率(removal rate，rr)等参数的控制精度和稳定性要求越来越高。然而，现有的cmp工艺中，晶圆的profile和rr会随着研磨垫的数量和使用时间发生变化，大大影响了晶圆抛光的效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种晶圆抛光方法、系统、设备及存储介质，以解决现有cmp工艺中晶圆的晶圆表面形貌和去除率参数不稳定，影响晶圆抛光效率的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种晶圆抛光方法，方法包括：

3、基于目标晶圆、晶圆载体、抛光垫、抛光液及抛光平台的参数数据，确定抛光条件；

4、基于抛光条件对抛光垫进行抛光操作；

5、对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理；

6、在对抛光垫进行清洗处理后，对目标晶圆进行抛光操作

7、本发明通过对抛光垫进行抛光操作和清洗处理，能够使得cmp工艺中晶圆表面形貌和去除率参数保持稳定，保证了每片晶圆膜厚去除的均匀稳定，有助于提高晶圆的抛光效率和芯片制造的性能稳定。

8、在一种可选的实施方式中，抛光条件包括抛光液的类型和流速、抛光平台的转速、钻石碟的配置和抛光时间；基于抛光条件对抛光垫进行抛光操作，包括：

9、基于参数数据中目标晶圆的材质，确定抛光液的类型和流速；

10、基于参数数据中晶圆载体的抛光压力、预设晶圆表面形貌阈值和预设去除率阈值，确定抛光平台的转速；

11、基于参数数据中抛光垫的材质、硬度和半径、抛光平台的转速、预设晶圆表面形貌阈值和预设去除率阈值，确定钻石碟的配置；

12、基于参数数据中预设晶圆表面形貌阈值和预设去除率阈值，确定抛光时间；

13、根据抛光液的类型和流速、抛光平台的转速、钻石碟的配置以及抛光时间，配置对应的抛光工艺参数；

14、基于配置的抛光工艺参数对抛光垫进行抛光操作。

15、本发明通过确定抛光条件并基于此配置抛光工艺参数对抛光垫进行抛光操作，能够改善对抛光垫形变的梳理效果，保证了每片晶圆膜厚去除的均匀稳定，有助于提高晶圆的抛光效率。

16、在一种可选的实施方式中，在对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理之前，晶圆抛光还包括：

17、在对抛光垫进行抛光操作前，获取目标晶圆对应的多个晶圆表面形貌并进行均值处理，得到第一表面形貌参数；

18、在对抛光垫进行抛光操作后，获取目标晶圆对应的多个晶圆表面形貌并进行均值处理，得到第二表面形貌参数；

19、将第二表面形貌参数与第一表面形貌参数相减，得到去除率参数；

20、分别判断第二表面形貌参数是否满足预设晶圆表面形貌阈值以及去除率参数是否满足预设去除率阈值；

21、在第二表面形貌参数满足预设晶圆表面形貌阈值且去除率参数满足预设去除率阈值时，执行对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理的步骤。

22、本发明通过晶圆表面形貌参数和去除率参数与对应阈值的关系来确定对抛光垫的抛光操作和清洗操作，能够保证各个工序的高效运行，有助于提高晶圆的抛光效率和芯片制造的性能稳定。

23、在一种可选的实施方式中，晶圆抛光方法还包括：

24、在第二表面形貌参数不满足预设晶圆表面形貌阈值或去除率参数不满足预设去除率阈值时，重新返回基于抛光条件对抛光垫进行抛光操作的步骤。

25、本发明在抛光垫的抛光操作不满足晶圆表面形貌参数和去除率参数要求的参数阈值时，重新对抛光垫进行抛光操作，能够保证抛光垫的抛光质量，一定程度上保证了每片晶圆膜厚去除的均匀稳定。

26、在一种可选的实施方式中，根据高精度光谱共焦传感算法和/或光干涉扫描算法，获取目标晶圆的晶圆表面形貌。

27、本发明通过高精度光谱共焦传感算法和光干涉扫描算法，能够保障晶圆表面形貌参数的获取精度，有助于提高晶圆抛光的精度。

28、在一种可选的实施方式中，对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理，包括：

29、基于预设晶圆表面形貌阈值和预设去除率阈值确定清洗条件，清洗条件包括清洗液的类型和流速、抛光平台的转速、钻石碟的配置以及清洗时间；

30、基于清洗条件配置对应的清洗工艺参数；

31、基于配置的清洗工艺参数对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理。

32、本发明通过对抛光垫的清洗处理，能够有效去除抛光垫表面的残留杂质，为后续晶圆的抛光工序提供了稳定的抛光环境，能够保证每片晶圆膜厚去除的均匀稳定，提高了晶圆的抛光效率。

33、在一种可选的实施方式中，晶圆抛光方法还包括：

34、在对抛光垫进行抛光操作的过程中，若监测到抛光垫抛光操作失败时，生成对应的第一警报信号以提示操作人员进行预警处理；

35、在对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理的过程中，若监测到抛光垫清洗失败时，生成对应的第二警报信号以提示操作人员进行预警处理。

36、本发明通过对抛光垫的抛光操作和清洗操作的异常监测，能够准确获知对应过程的异常情况并及时进行相应预警处理，一定程度上保障了晶圆抛光工艺的稳定性。

37、第二方面，本发明提供了一种晶圆抛光系统，系统包括：

38、确定模块，用于基于目标晶圆、晶圆载体、抛光垫、抛光液及抛光平台的参数数据，确定抛光条件；

39、第一抛光模块，用于基于抛光条件对抛光垫进行抛光操作；

40、清洗模块，用于对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理；

41、第二抛光模块，用于在对抛光垫进行清洗处理后，对目标晶圆进行抛光操作。

42、本发明通过对抛光垫进行抛光操作和清洗处理，能够使得cmp工艺中晶圆的晶圆表面形貌和去除率参数更加稳定，从而保证了每片晶圆膜厚去除的均匀稳定，提高了晶圆抛光效率和芯片制造的性能稳定。

43、第三方面，本发明提供了一种cmp设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的一种晶圆抛光方法。

44、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的一种晶圆抛光方法。

技术特征：

1.一种晶圆抛光方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆抛光方法，其特征在于，所述抛光条件包括抛光液的类型和流速、抛光平台的转速、钻石碟的配置和抛光时间；所述基于所述抛光条件对所述抛光垫进行抛光操作，包括：

3.根据权利要求2所述的晶圆抛光方法，其特征在于，在对抛光操作后的所述抛光垫进行清洗处理之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的晶圆抛光方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求3所述的晶圆抛光方法，其特征在于，根据高精度光谱共焦传感算法和/或光干涉扫描算法，获取目标晶圆的晶圆表面形貌。

6.根据权利要求1所述的晶圆抛光方法，其特征在于，所述对抛光操作后的所述抛光垫进行清洗处理，包括：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的晶圆抛光方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种晶圆抛光系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种cmp设备，其特征在于，所述设备包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的晶圆抛光方法。

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指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的晶圆抛光方法。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，公开了一种晶圆抛光方法、系统、设备及存储介质，方法包括：基于目标晶圆、晶圆载体、抛光垫、抛光液及抛光平台的参数数据，确定抛光条件；基于抛光条件对抛光垫进行抛光操作；对抛光操作后的抛光垫进行清洗处理；在对抛光垫进行清洗处理后，对目标晶圆进行抛光操作。通过本发明能够使得cmp工艺中晶圆的晶圆表面形貌和去除率参数更加稳定，从而保证了每片晶圆膜厚去除的均匀稳定，提高了晶圆抛光效率和芯片制造的性能稳定。

技术研发人员：景允伸,牛孝昊
受保护的技术使用者：北京晶亦精微科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8