[发明专利]检测研磨工艺负载效应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种检测研磨工艺负载效应的方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展和集成度的提高，晶圆上芯片边缘的虚拟图形区域经常被用来布局一些功能性的电路，由于这些区域靠近芯片切割道，往往具有比较空旷的区域，而在实际生产中的工艺操作很容易在晶圆的空旷区域和密集区域形成不一样的工艺条件，造成负载效应，尤其是对大尺寸晶圆进行平坦化工艺时，形成的负载效应更加明显；如在对晶圆进行化学机械研磨工艺（CMP）时，由于是对整片晶圆一起进行研磨工艺，使得在大尺寸的晶圆（如直径为300毫米的晶圆）比小尺寸的晶圆（如直径200毫米的晶圆）更容易受到负载效应的影响，从而在不同区域形成不同的研磨速率。

由于不同图形密度区域的研磨速率的不同就会造成对晶圆的过度研磨缺陷，即在晶圆的边缘虚拟图形因为靠近空旷区域，而使得其研磨速度相对靠近密集区域的研磨速度较快，因此就会形成了的过度研磨缺陷，而对于在电路设计中把一些功能性的电路置于空旷区域形成的过度研磨则更加危险，因为类似虚拟图案的地方在后续工艺过程中会通过接触孔与后端金属电路相接，若在此区域形成了过度研磨缺陷，往往对产品良率造成极大影响。

中国专利（公开号：CN1674234A）公开了，通过在表示化学机械研磨状况的曲线中，利用良好地近似于表示目标研磨量一侧的部分的公式作为计算公式，可以依照实际实施产品晶片的研磨的化学机械研磨的状况，高精度地设定研磨速率及研磨时间的计算。利用算符将与研磨对象的膜的模特性相关的参数A、与膜表面的起伏状态相关的参数B、与化学机械研磨装置之间的机械误差相关的参数C结合在计算公式中。该技术文献并没有公开有关解决因图形密度不同而造成研磨速率不同，进而造成过度研磨缺陷问题的相关任何技术特征。

中国专利（公开号：CN101242931A）公开了一种用于化学研磨的光谱基地检测设备与方法，包含光谱基地终点侦测、光谱基低研磨速率调整、冲洗光学头的上表面、或具有窗口的垫片，主要通过光谱基低终点逻辑判定研磨工艺终点，进而控制化学研磨工艺。该技术文献也没有公开有关解决因图形密度不同而造成研磨速率不同，进而造成过度研磨缺陷问题的相关任何技术特征。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明公开了一种检测研磨工艺负载效应的方法，其中，包括：

根据工艺需求制备多个测试晶圆；

对所述测试晶圆进行平坦化工艺，以获取过度研磨缺陷的间距；

根据所述过度缺陷的间距于工艺晶圆上设置虚拟图案后，对所述工艺晶圆进行平坦化工艺；

其中，根据所述工艺晶圆的图案制备所述测试晶圆。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，对每个所述测试晶圆的进行平坦化工艺的时间均不相同；

且在对所述测试晶圆进行平坦化工艺时，同时获取每个测试晶圆平坦化工艺后过度研磨缺陷数据和剩余氧化物数据，以建立测试晶圆的平坦化工艺时间分别与所述过度研磨缺陷和剩余氧化物之间的函数关系。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，还包括：

根据所述平坦化工艺时间分别与所述过度研磨缺陷和剩余氧化物之间的函数关系，获取进行平坦化工艺的最佳工艺时间；

并对所述工艺晶圆进行所述最佳工艺时间的平坦化工艺。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，根据所述过度缺陷的间距于工艺晶圆上设置对应间距的虚拟图案。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，所述虚拟图案包括间距为0.5μm的虚拟图案、间距为1μm的虚拟图案和间距为2μm的虚拟图案。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，所述虚拟图案的图像根据工艺需求设定。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，根据所述工艺晶圆的图案设定光罩，并根据所述光罩制备与所述工艺晶圆图案相同的所述测试晶圆。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，对所述测试晶圆进行的平坦化工艺条件与对所述工艺晶圆进行的平坦化工艺条件中除工艺时间外，其他的工艺条件均相同。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，所述平坦化工艺为化学机械研磨工艺。

上述的检测研磨工艺负载效应的方法，其中，还包括：

设置多个间距的虚拟图案光罩，并以所述虚拟光罩为掩膜于所述工艺晶圆上的虚拟图案区域制备所述虚拟图案。