脈沖電化學(xué)拋光工藝中優(yōu)化工藝配方的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工工藝，更具體地說，涉及一種脈沖電化學(xué)拋光工藝中優(yōu)化工藝配方的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)的半導(dǎo)體加工行業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，伴隨著加工工藝的日臻完善，多樣且新穎的加工手段也層出不窮?；诠杵灤┛?TSV)技術(shù)的三維方向堆疊的集成電路封裝技術(shù)(3D IC Package)是目前最新的封裝技術(shù)之一，具有尺寸和質(zhì)量小，有效降低寄生效應(yīng)，改善芯片速度以及降低功耗等優(yōu)點(diǎn)。而采用TSV技術(shù)通常會牽涉到電化學(xué)拋光的相關(guān)處理手段。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)利用電化學(xué)工藝對晶圓進(jìn)行拋光時，為了達(dá)到盡可能精確地控制晶圓各處的拋光去除率的目的，往往采用拋光液噴頭相對于晶圓的水平方向相對運(yùn)動速度不變，直接利用噴頭內(nèi)控制電流的占空比與去除率之間的對應(yīng)關(guān)系，通過設(shè)置和改變電流占空比的值來直接控制去除率。遺憾的是，這一方法雖然總體上取得了不錯的效果，但卻存在一個嚴(yán)重的缺陷。該缺陷即利用電流占空比實(shí)際控制去除率時，雖然在20%至90%的占空比應(yīng)用范圍內(nèi)能夠獲得接近理想值的線性關(guān)系；但應(yīng)用范圍在接近0%或100%的區(qū)域位置時，電流占空比和去除率的線性關(guān)系較差，難以通過占空比準(zhǔn)確地控制去除率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種脈沖電化學(xué)拋光工藝中優(yōu)化工藝配方的方法，同時考慮了相對運(yùn)動速度和電流占空比兩方面因素對去除率施加的影響，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對去除率進(jìn)行精確控制的技術(shù)愿景。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]一種脈沖電化學(xué)拋光工藝中優(yōu)化工藝配方的方法，通過相對運(yùn)動速度和電流占空比來調(diào)節(jié)、控制晶圓的去除率，步驟包括:
[0007]步驟1:獲取晶圓厚度前值的分布信息，并導(dǎo)入一個原有的工藝配方；
[0008]步驟2:計算并生成不同晶圓半徑處相對運(yùn)動速度的對應(yīng)關(guān)系，該對應(yīng)關(guān)系已被修正；
[0009]步驟3:計算并生成晶圓上任一點(diǎn)處電流占空比分布的對應(yīng)關(guān)系，該對應(yīng)關(guān)系已被修正；
[0010]步驟4:生成一個新的工藝配方替換所述原有的工藝配方，所述新的工藝配方中將包含已被修正的相對運(yùn)動速度的對應(yīng)關(guān)系以及已被修正的電流占空比分布的對應(yīng)關(guān)系;
[0011 ] 所述相對運(yùn)動速度是拋光液噴頭相對于晶圓的水平方向的相對運(yùn)動速度，所述電流占空比是拋光液噴頭中控制電流的電流占空比。
[0012]較佳地，所述晶圓厚度前值的分布信息、所述新的工藝配方以及所述相對運(yùn)動速度的對應(yīng)關(guān)系和電流占空比分布的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)一步地由圖或圖表的形式體現(xiàn)。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟1包括:根據(jù)測量、計算或二者相結(jié)合的處理方式得出晶圓全局厚度分布表T1，該晶圓全局厚度分布表T1給出了晶圓上任意坐標(biāo)位置處所對應(yīng)的晶圓厚度值；以及根據(jù)晶圓全局厚度分布表T1，計算晶圓的徑向平均厚度，并生成徑向平均厚度分布表T2 ;其中，圓心為晶圓的中心0，徑向平均厚度=同一半徑的圓上所對應(yīng)點(diǎn)的厚度總和/同一半徑的圓上所對應(yīng)點(diǎn)的總數(shù)。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟1包括:導(dǎo)入一個現(xiàn)有配方的標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度表T3，并導(dǎo)入一個在該標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度表T3的條件下產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)去除率表T4。
[0015]進(jìn)一步地，所述步驟2包括:根據(jù)徑向平均厚度分布表T2、標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度表T3以及標(biāo)準(zhǔn)去除率表T4，計算并修正徑向上任一點(diǎn)處的相對運(yùn)動速度，并生成修正后的相對運(yùn)動速度表tl ;其中，修正后徑向上任一點(diǎn)處相對運(yùn)動速度=原該點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度* (原該點(diǎn)去除率/該點(diǎn)在表T2中對應(yīng)的厚度值)。
[0016]進(jìn)一步地，所述步驟1中包括:導(dǎo)入一個電流占空比和去除率修正系數(shù)關(guān)系表T5，該表T5內(nèi)至少包含有一個標(biāo)準(zhǔn)占空比，且對應(yīng)于特定的標(biāo)準(zhǔn)占空比存在一修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟3中包括:根據(jù)晶圓全局厚度分布表T1和徑向平均厚度分布表T2，計算得到晶圓全局任一半徑的圓上各點(diǎn)對應(yīng)的均值修正系數(shù)，并生成不同半徑的圓上各點(diǎn)對應(yīng)的均值修正系數(shù)分布表T6 ;以及根據(jù)電流占空比和去除率修正系數(shù)關(guān)系表T5、不同半徑的圓上各點(diǎn)對應(yīng)的均值修正系數(shù)分布表T6，計算晶圓上各個坐標(biāo)位置所在點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)際占空比，并生成全局占空比分布表t2 ;其中，圓心為晶圓的中心0，晶圓上任一點(diǎn)的實(shí)際修正系數(shù)=該點(diǎn)的厚度/該點(diǎn)所在圓的半徑平均厚度，晶圓上任一點(diǎn)的實(shí)際占空比=標(biāo)準(zhǔn)占空比*實(shí)際修正系數(shù)/修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。
[0018]優(yōu)選地，所述全局占空比分布表t2中:如果計算得到某點(diǎn)的實(shí)際占空比的值大于1，該值將被取作1;如果計算得到某點(diǎn)的實(shí)際占空比的值小于0，該值將被取作0。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟4中進(jìn)一步包括:生成一個新的工藝配方替換原有配方，所述新的工藝配方中將包含相對運(yùn)動速度表tl和全局占空比分布表t2，且表tl和表t2已被修正。
[0020]本發(fā)明提供的發(fā)明思路，只需提供一個原有的工藝配方，同時考慮相對運(yùn)動速度和電流占空比對去除率的影響，在原有配方的基礎(chǔ)上作出修正，即可得到一個新的、改良的工藝配方，對去除率的控制更加精準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所涉及到的拋光裝置的簡明示意圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有技術(shù)一種脈沖電化學(xué)拋光工藝中的占空比和去除率對應(yīng)關(guān)系表；
[0023]圖3是本發(fā)明的方法的原理中涉及到的一些點(diǎn)的示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】的流程示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度表T3 ；
[0026]圖6是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】在標(biāo)準(zhǔn)相對運(yùn)動速度表T3條件下產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)去除率表T4 ；
[0027]圖7是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】的修正后的相對運(yùn)動速度表tl ；
[0028]圖8是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】在修正后的相對運(yùn)動速度表tl條件下產(chǎn)生的修正后的去除率表t3 ；
[0029]圖9是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】的晶圓全局厚度分布表T1 ；
[0030]圖10是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】的電流占空比和修正系數(shù)關(guān)系表T5 ；
[0031]圖11是本發(fā)明的方法的一個【具體實(shí)施方式】的全局占空比分布表t2。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明專利所記載的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明的附圖作出進(jìn)一步地解釋并結(jié)合實(shí)施例更加深刻的闡述該發(fā)明的技術(shù)方案:圖1是本發(fā)明所涉及到的拋光裝置的簡明示意圖。該裝置的主要機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸1，夾具2，電源5，以及噴頭6。晶圓3被夾具2夾持，噴頭6在拋光過程中噴射拋光液4。電源5為脈沖電源，所產(chǎn)生的電流將存在一定的占空比，且該占空比可調(diào)。當(dāng)然地，夾盤2和噴頭6并不是固定不動的，二者可以在水平方向上發(fā)生相對運(yùn)動。另外地，夾盤2在拋光過程中還將帶動晶圓3高速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)全局拋光。非限制性地，我們所使用的晶圓3的尺寸是:半徑為150mm。
[0033]圖2是本領(lǐng)域技術(shù)人員總結(jié)出的一個規(guī)律性的表格，反映了電流占空比和去除率的對應(yīng)關(guān)系。該表的橫軸代表電流占空比的值，縱軸代表去除率的值，可以看到，隨著電流占空比的增大，去除率總體呈升高趨勢，而且應(yīng)用范圍在20%至90%的區(qū)間內(nèi)，去除率幾乎正比于電流占空比，但在0至20%以及90%至100%的區(qū)間上，線性關(guān)系則很不理想?，F(xiàn)有技術(shù)中，常見的就是利用該表通過調(diào)節(jié)電流占空比來直接控制去除率的變化，在線性關(guān)系非常理想的情況下，該方法非常有效，但在線性關(guān)系不佳的情況下，該方法就很不精準(zhǔn)。
[0034]本發(fā)明的方法所依據(jù)的原理主要是:晶圓上任一點(diǎn)去除率與該點(diǎn)的工藝時間成正t匕，即與該點(diǎn)的水平相對運(yùn)動速度成反比，所以調(diào)節(jié)水平方向相對運(yùn)動速度能夠控制晶圓徑向上各點(diǎn)的去除率(即晶圓任一半徑方向上各點(diǎn)的去除率)；另外地，通常晶圓在任一半徑的圓上各點(diǎn)，各點(diǎn)之間拋光后剩余厚度的差異較小，且同一圓上對應(yīng)的水平相對速度可以認(rèn)為是相同的，因此可以認(rèn)為同一圓上各點(diǎn)的電流占空比能夠保持理想的線性關(guān)系(即電流占空比的應(yīng)用范圍在20%至90%的區(qū)間)，進(jìn)而可以通過電流占空比對晶圓任一半徑的圓上各點(diǎn)的去除率進(jìn)行控制。
[0035]圖3示意了本發(fā)明原理中涉及到的部分點(diǎn)。0為晶圓的中心，A、B位于同一半徑上且由A到B的方向?yàn)閺较?。?A為半徑的圓，其半徑為r，以0B為半徑的圓，其半徑為R ；而A、B分別位于半徑不同的兩個圓上。A、a位于以0為圓心、r為半徑的同一個圓上；B、b位于以0為圓心，R為半徑的同一個圓上。該發(fā)明方法的總體思