[发明专利]改善铜阻挡层形貌的方法

说明书

本发明提供一种改善铜阻挡层形貌的方法，包括：提供一批次的晶圆；利用终点控制系统对晶圆进行第一次化学机械研磨直至漏出BD层；对晶圆进行第二次化学机械研磨，在对第i片晶圆进行研磨时，根据之前研磨的i‑1个晶圆所得到的i‑1个时间修正值及i‑1个压力修正值对其研磨时间及研磨压力进行修正；对于所述批次的第一片晶圆，是通过设置初始研磨时间及初始研磨压力对其进行第二次化学机械研磨的，且在所述批次的晶圆完成研磨后，对第一片晶圆的研磨时间及研磨压力进行修正以对其进行第三次化学机械研磨。通过本发明解决了现有的对同一批次晶圆的铜阻挡层进行化学机械研磨后晶圆的形貌均匀性差的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善铜阻挡层形貌的方法。

背景技术

随着半导体工艺进入更先进的技术节点，后端铜半导体互连制造工艺对铜化学机械研磨的挑战越来越大，而铜化学机械研磨之后的晶圆形貌直接影响晶圆的电学特性。针对先进工艺阻挡层，铜化学机械研磨需要控制铜阻挡层Ta/TaN，盖帽层TiN、介质层SiOC、介质层BD以及沟槽内所填充的Cu等不同的薄膜厚度，并保证晶圆形貌的均匀性。而前层薄膜沉积的变化和化学机械研磨耗材导致的移除率变化会使得铜化学机械研磨的过程中铜阻挡层的形貌均匀性出现问题。

现有的一种控制铜化学机械研磨后晶圆形貌的方法是根据时间(也即是Pi-lotfix time的方式)对晶圆进行研磨，然而，上述做法是在同一批次的晶圆完成研磨后，根据该批次晶圆的形貌来调整后续批次的不同区域的研磨压力，从而对后续批次的晶圆形貌进行调整。而这种做法不能实现同一批次不同晶圆的形貌的调整，从而也就无法弥补前层薄膜沉积的变化和化学机械研磨移除率变化带来的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善铜阻挡层形貌的方法，用于解决现有的对同一批次晶圆的铜阻挡层进行化学机械研磨后晶圆的形貌均匀性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善铜阻挡层形貌的方法，所述方法包括：

提供一批次的晶圆，所述晶圆包括插塞、形成于所述插塞表面的由下而上层叠的停止层、BD层、SiOC层及盖帽层，通过贯穿所述停止层、所述BD层、所述SiOC层与所述盖帽层所形成的沟槽，形成于所述沟槽的底部、侧壁及所述盖帽层表面的铜阻挡层以及填充于所述沟槽内的金属铜；

利用终点控制系统对所述批次的晶圆进行第一次化学机械研磨直至漏出所述BD层；

对所述批次的晶圆进行第二次化学机械研磨，且每研磨一片晶圆得到一时间修正值及一压力修正值，其中，在对第i片晶圆进行研磨时，根据之前研磨的i-1个晶圆所得到的i-1个所述时间修正值对其研磨时间进行修正以得到第i个晶圆的修正研磨时间，并根据之前研磨的i-1个晶圆所得到的i-1个所述压力修正值对其研磨压力进行修正以得到第i个晶圆的修正研磨压力，通过利用所述第i个晶圆的修正研磨时间及所述第i个晶圆的修正研磨压力对所述第i个晶圆进行所述第二次化学机械研磨，其中，i为大于等于2的正整数；

对于所述批次的第一片晶圆，是通过设置初始研磨时间及初始研磨压力对其进行第二次化学机械研磨的，且在所述批次的晶圆完成研磨后，对所述第一片晶圆的研磨时间及研磨压力进行修正以对其进行第三次化学机械研磨。

可选地，在利用终点控制系统对所述批次的晶圆进行第一次化学机械研磨直至漏出所述BD层时，根据所述铜阻挡层、所述盖帽层、所述SiOC层及所述金属铜的摩擦力对其进行研磨，并根据研磨过程中产生的电信号的特征值来确定是否研磨至所述BD层。

可选地，每研磨一片晶圆得到一时间修正值的方法包括：在对一片晶圆进行第二次化学机械研磨后，获取晶圆不同区域的厚度量测值，对各厚度量测值求均值以得到厚度量测均值，所述厚度量测均值与所述目标厚度值相减后再除以研磨速率。