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申请/专利权人：中国科学院微电子研究所

摘要：本发明公开了一种CMP研磨率的优化方法和优化控制系统，该优化方法包括：设置CMP研磨的外部实施条件；调节该外部实施条件，计算不同条件下的CMP研磨率及其对应的晶圆表面的一致性；选择一致性最高时的外部实施条件及对应的CMP研磨率作为优化的CMP研磨率。本发明提供的CMP研磨率的优化方法和优化控制系统，一方面可以高效获取晶圆表面研磨去除速率分布；另一方面可以实现晶圆表面一致性的优化和控制，从而辅助CMP实验和工艺的开发。

主权项：1.一种CMP研磨率的优化方法，其特征在于，包括：设置CMP研磨的外部实施条件，所述外部实施条件包括CMP研磨时的外部压力、晶圆和研磨垫的转速和或研磨液的浓度；调节所述外部实施条件，计算不同条件下的CMP研磨率及其对应的晶圆表面的一致性；选择一致性最高时的外部实施条件及对应的CMP研磨率作为优化的CMP研磨率；其中，所述计算不同条件下的CMP研磨率包括：获取研磨垫和晶圆表面间解析形式的接触应力；获取研磨液和晶圆表面间解析形式的流体应力；将所述解析形式的接触应力和所述解析形式的流体应力带入受力平衡条件，获取受力平衡状态下的晶圆和研磨垫间的液膜厚度参数；根据所述液膜厚度参数获取受力平衡状态下的接触应力；根据所述受力平衡状态下的接触应力获得解析形式的CMP研磨率；其中，所述解析形式的接触应力为： 其极坐标表示为： 其中，PCx，y和PCr，θ为研磨垫和晶圆表面间的接触应力，υ为研磨垫泊松比，E为弹性模量，κ为研磨垫粗糙峰曲率，η为粗糙峰密度，a为分布参数，σ为衰减长度，hx，y为研磨垫与晶圆表面的间隔，x，y为函数变量，r，θ为极坐标函数变量，δ0为晶圆中心点表面间隔高度，φ为倾斜角，γ为旋转角；所述解析形式的流体应力为： 其中，PF为研磨垫和晶圆表面间的流体应力，kn为幂级数系数，R为晶圆半径；所述受力平衡条件为：∫IPF+PCrdrdθ-FN＝0，其中，PC为极坐标解析形式的接触应力，FN为晶圆外部作用力，I为晶圆表面积；所述解析形式的CMP研磨率为： 其中，MRR为CMP研磨去除率，k1和k2为模型参数，C为反应物浓度，P′Cx，y为受力平衡状态下的接触应力，V为相对滑动速度，ωp为研磨垫转速，ωw为晶圆转速。

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