CN106853610B - 抛光垫及其监测方法和监测系统 - Google Patents

Abstract

一种抛光垫及其监测方法和监测系统，其中抛光垫包括：底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与抛光层同层的多个标示件，用于标示抛光层的消耗，标示件的材料与抛光层的材料相同。本发明通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断抛光垫需更换。本发明通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

Description

抛光垫及其监测方法和监测系统

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种抛光垫及其监测方法和监测系统。

背景技术

化学机械研磨也被成为化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)或者化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)。在半导体制造工艺中，表面平坦化是处理高密度光刻的一项重要技术，在表面平坦化的过程中，控制晶片表面厚度的均匀性非常重要，因为只有没有高度落差的平坦表面才能避免曝光散射，而达成精密的图案转移；同时，晶片表面厚度的均匀性也将会影响到电子器件的电性能参数，厚度不均匀会使同一晶片上制作出的器件性能产生差异，影响成品率。

随着半导体制造工艺的发展，化学机械抛光被认为是目前唯一能提供晶片全局和局部平坦化的工艺技术。化学机械抛光工艺已被广泛用于层间介质、金属层(如钨栓塞、铜连线)、浅沟槽隔离的去除和平整，成为半导体制造工艺中发展最快的领域之一。

参考图1，示出了现有技术中一种化学机械研磨装置的示意图。

如图1所示，所述化学机械研磨装置包括：研磨台10，所述研磨台10表面设置有抛光垫11；研磨台10上方设置有用于固定待处理晶圆S的卡盘20以及用于输出抛光液的滴管30。

待处理晶圆S固定在所述卡盘20表面，所述待处理晶圆S的待研磨面朝向所述研磨台10，与所述抛光垫11相接触；所述卡盘20使所述待处理晶圆S紧压在所抛光垫11表面。

在进行化学机械研磨的过程中，卡盘20与研磨台10做相对移动，同时滴管30在所述抛光垫11表面滴加抛光液31，利用待研磨面与抛光垫11的之间相互移动的机械作用以及待研磨面表面材料与抛光液31的化学作用，去除待研磨面表面的材料使待研磨面表面平坦化。

由此可见，抛光垫会直接与晶圆相接触，并且抛光垫的性能会直接影响晶圆的抛光质量。抛光垫是化学机械研磨设备中的一种消耗品。每一个抛光垫都有使用寿命，但是现有技术中的抛光垫存在难以判断抛光垫使用寿命的问题，从而影响晶圆的抛光质量。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种抛光垫及其监测方法和监测系统，以准确判断抛光垫的使用寿命，提高研磨质量，降低研磨成本。

为解决上述问题，本发明提供一种抛光垫，包括：

底层以及位于底层表面的抛光层；

位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同。

可选的，所述标示件的顶部表面与所述抛光层表面齐平。

可选的，所述标示件包括位于所述底层表面的多个标示层，所述多个标示层堆叠设置。

可选的，所述多个标示层厚度相等。

可选的，所述标示层的形状为方形。

可选的，所述多个标示层的中心点在底层上的投影相重合。

可选的，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层的面积逐渐减小。

可选的，上层标示层在底层表面投影图形和下层标示层在底层表面的投影图形的间隙在1毫米到10毫米范围内。

可选的，所述标示层面积均相等，所述标示层表面设置有标示图案。

可选的，不同标示层的标示图案形状相同。

可选的，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层上标示图案的面积逐渐减小。

可选的，所述标示图案的形状为方形。

可选的，所述标示图案的中心在底层上的投影相重合。

可选的，所述上层标示层表面标示图案在底层表面的投影图像和下层标示层表面标示图案在底层表面的投影图案的间隙在1毫米到10毫米范围内。

可选的，所述抛光垫具有一旋转中心，所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的圆环内；或者所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的扇形内。

相应的，本发明还提供一种对本发明所提供抛光垫进行监测的监测方法，包括：

获取多个标示件的标示图形；

比较所述标示图形与预先存储的临界图形，获得与标示图形相对应的标示件所在区域抛光层的消耗情况，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形；

当标示图形与临界图形相同时，判断所述标示件所在区域的抛光层已磨损并进行计数，当与临界图形相同的标示图形数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。

可选的，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：在使用所述抛光垫进行化学机械研磨的过程中，实时获取多个标示件的标示图形；

比较标示图形与预先存储的临界图形的步骤包括：实时比较标示图形与临界图形，并判断所述抛光层的消耗情况。

可选的，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：通过激光扫描的方式获取所述标示图形；或者，通过图像传感器获得标示件的图片，根据标示件的图片提取所述标示图形。

可选的，根据标示件的图片提取所述标示图形的步骤包括：通过条码识别方法根据标示件的图片提取所述标示图形。

此外，本发明还提供一种对本发明所提供抛光垫进行监测的监测系统，包括：

获取模块，用于获取多个标示件的标示图形；

存储模块，用于存储临界图形和预设值，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形，预设值为当抛光垫需更换时，与临界图形相同的标示图形的数量；

判断模块，与所述获取模块和所述存储模块相连，用于比较所述标示图形和所述临界图形，还用于计算与临界图形相同的标示图形的数量，所述判断模块还用于比较与临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小，并在与临界图形相同的标示图形的数量与预设值相等时，判断所述抛光垫需更换。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断所述抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。本发明通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

本发明的可选方案中，所述标示件的表面与相同材料的抛光层表面齐平，且标示件由多个厚度相等的标示层构成，因此所述标示件的消耗与所述抛光层的消耗相同，所以可以直接根据标示图形获取抛光层的消耗，降低了判断所述抛光层消耗的难度，提高了抛光垫使用寿命判断的精度。

本发明的可选方案中，采用方形的标示层或者方形的标示图案，并通过模式识别或者图像识别的方式获取标示图形，降低了标示图形识别的难度，降低了监测系统制造的成本。

本发明的可选方案中，通过实时获取多个标示件的标示图形，并实时比较标示图形，以实时判断抛光层消耗情况，实现了对抛光垫使用情况的实时监测，能够提高抛光垫使用寿命设定的进度，提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

附图说明

图1是现有技术中一种化学机械研磨装置的示意图；

图2是现有技术中一种抛光垫的结构示意图；

图3至图7是本发明所提供抛光垫一实施例的结构示意图；

图8至图10是本发明所提供抛光垫另一实施例的结构示意图；

图11和图12是本发明所提供对本发明的抛光垫进行监测的监测系统一实施例的功能框图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的抛光垫存在难以判断使用寿命的问题。现结合现有技术抛光垫的结构及其使用过程分析对其寿命难以判断问题的原因：

参考图2，示出了现有技术中一种抛光垫的结构示意图。

所述抛光垫包括底层10以及位于底层10表面的抛光层20。所述抛光层20内设置有多个沟槽21，抛光液通过所述沟槽21分布在所述抛光层20表面。当采用抛光垫进行研磨工艺时，抛光层20会随着研磨工艺的进行而变薄消耗。因此抛光垫是化学机械研磨工艺中的一种消耗品。每一个抛光垫都有使用寿命。

现有技术中判断抛光垫使用寿命的方法是通过实验获得抛光垫的安全使用时长，或者直接由供应商提供抛光垫的使用寿命。

第一种方法是通过离线马拉松测试以收集实验数据来确定抛光垫的使用寿命。在这种方法中，通常采用一个新的抛光垫并使用该抛光垫对大量晶圆进行化学机械研磨，随着抛光垫使用时间的延长，监测晶圆的去除率，所述晶圆的去除率包括晶圆表面的去除厚度、晶圆表面去除厚度的均匀性以及晶圆表面的颗粒数量。

当抛光垫使用一段时间后，观察抛光垫表面的沟槽，通过专业测量工具获得抛光垫表面沟槽的深度。通过这种方法，能够获得抛光垫使用时间的极限值，并根据经验设定抛光垫的安全使用寿命。

但是实际应用中，抛光垫的使用寿命与抛光工艺的具体过程相关，不同材料、不同工艺情况下，抛光垫的使用寿命均不相同。因此在实际使用过程中，往往会遇到抛光垫耗尽的问题。也就是说，在设定的使用寿命内，抛光垫表面的沟槽已经磨损殆尽。有时候，某些抛光垫的使用时间在只有设定的使用寿命的66％时，沟槽已经耗尽了。

由于现有技术无法准确监测抛光垫表面的磨损情况，因此难以设定合理的使用寿命，难以提高所形成半导体器件的性能，降低工艺成本。

为解决所述技术问题，本发明提供一种抛光垫，包括：

底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同。

本发明通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断所述抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。本发明通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图3至图7，示出本发明所提供的抛光垫一实施例的结构示意图。

参考图3，所述抛光垫包括：底层110以及位于底层110表面的抛光层120。

所述底层110用做抛光垫与化学机械研磨设备连接的界面层。本实施例中，所述底层110为软质材料；所述抛光层120表面设置有软质绒毛，与抛光液一起实现对晶圆的研磨抛光。本实施例中，所述抛光层120为硬质材料。

所述抛光垫还包括位于底层110表面，与所述抛光层120同层的多个标示件130，用于标示所述抛光层120的消耗。

在化学机械研磨过程中，所述抛光层120与待处理晶圆表面发生摩擦，以实现对所述待处理晶圆的抛光处理。因此所述抛光层120在研磨过程中会逐渐消耗变薄。但是抛光层120直接与所述晶圆接触，因此抛光层120的性能直接影响化学机械研磨的工艺质量。所以在抛光层120消耗到一定程度时，即需更换抛光垫，以提高化学机械研磨的工艺质量。所述标示件130的作用为标示所述抛光层120的消耗程度。

需要说明的是，为了使所述标示件能够准确表示所述抛光层120的消耗程度，本实施例中，所述标示件130的顶部表面与所述抛光层120的表面齐平。由此，抛光层120在研磨工艺中消耗的同时，所述标示件130也会随之一起消耗，从而表示所述抛光层120的消耗程度。

此外，本实施例中，所述标示件130的材料与所述抛光层120的材料相同。因此，标示件130与抛光层120具有相同的硬度。因此在研磨工艺中，标示件130的消耗量与抛光层120的消耗量相等，从而提高了标示件130对抛光层120消耗程度表示的精度。

本实施例中，所述标示件130是在制造所述抛光层120的过程中同时形成的。但是这种形式的标示件130形成仅为一示例，本发明对此不做限制。在本发明其他实施例中，所述标示件130还可以作为单独的模块形成，制造抛光垫形成抛光层120的过程中直接添加相应模块，达到在抛光层中嵌入标示件的目的。

结合参考图4，示出了图3中沿A方向的俯视图。

在进行研磨过程中，抛光垫覆盖于研磨设备中研磨头表面，所述研磨头和所述抛光垫以设定的转速旋转，研磨台旋转的轴线垂直于所述抛光垫表面。因此所述抛光垫具有一旋转中心。所以为了使所述标示件130能够全面反映整个抛光层120的损耗程度，所述多个标示件130分布于以所述旋转中心为圆心的圆环内。

具体的，结合参考图5至图7，其中图5示出了图3中标示件130的结构示意图，图6是图5中沿B-B’线的剖视图，图7是图5中沿C方向的俯视图。

本实施例中，所述标示件130包括位于所述底层110表面的多个标示层131，所述多个标示层131堆叠设置。具体的，在靠近所述底层110至远离底层110的方向上，多个标示层131的面积逐渐减小，且所述多个标示层131的中心点在底层110上的投影相重合。因此所述标示件130为多个标示层131堆叠而成的金字塔形层状结构。

所以，不同高度的标示层131的轮廓大小不同：标示件130的高度越低，标示层131越靠近底层110，标示层131的轮廓越大。所以可以根据所述标示层131的轮廓大小，得标示件130的高度，进而获得抛光层120的剩余高度。

本实施例中，为了降低识别所述标示层131外形轮廓的难度，提高识别精度，所述标示层131的形状为方形。如图7所示，所述标示层131在所述底层110表面的投影为正方形。因此所述标示件130在所述底层110表面投影为一系列中心重合的正方形，通过计算所述正方形的数量即可获得标示层131的层数，进而能够获得标示件130的高度和抛光层120的厚度。

需要说明的是，为了降低计算所述正方形数量的难度，降低形成所述标示件131的难度，本实施例中，上层标示层131在底层110表面投影图形和下层标示层131在底层110表面的投影图形的间隙在1毫米到10毫米范围内。

还需要说明的是，为了便于判断所述标示件130的高度，本实施例中，构成标示件130的多个标示层131的厚度h均相等。所以可以通过计算标示件130中标示层131的层数，而直接获得标示件130的高度。

此外，所述抛光层120中还设置有多个用于分布抛光液的沟槽121。在研磨工艺进行过程中，随着抛光层120的消耗，所述沟槽121的深度变得越来越浅。沟槽121的深度会影响抛光液在所述抛光垫表面的分布，从而影响所述抛光垫进行研磨工艺，也就是说，当沟槽121的深度减小到一定程度时，所述抛光垫即被认为磨损殆尽，需要更换抛光垫。为了简化所述标示件130的标示功能，所述沟槽121的深度是所述标示层131厚度h的整数倍，从而可以通过获得标示层131的数量获得沟槽121的深度。

参考图8至图10，示出了本发明所提供抛光垫另一实施例的结构示意图。

本实施例中与前述实施例相同之处，本发明在此不再赘述。本发明与前述实施例不同之处首先在于，本实施例中，所述标示件230分布于以所述抛光垫的旋转中心为圆形的扇形内。从而使所述标示件230能够表示离旋转中心不同距离的位置上所述抛光垫的消耗情况。

需要说明的是，在某些研磨工艺条件下，抛光垫的抛光层表面包括高频磨损区。所述抛光层表面高频磨损区受到的摩擦频率较高，因此高频磨损区内抛光层的消耗会较多，所以为了使所述标示件能够反映高频磨损区内抛光垫的消耗程度，在本发明的其他实施例中，所述标示件还可以分布于所述高频磨损区内。

参考图9和图10，其中图9示出了图8所示抛光垫中标示件230的结构示意图，图10是图9中沿D方向的俯视图。

本实施例与前述实施例的不同之处还在于，本实施例中，构成标示件230的标示层231的面积均相等，但是每一标示层231表面设置有标示图案232，用于标示所述标示件230的高度。

本实施例中，所述标示图案232的形状均相同。具体的，在靠近所述底层至远离所述底层的方向上，多个标示层231上标示图案232的面积逐渐减小。因此可以通过识别所述标示图案232的面积大小获得所述标示图案232所在标示层231的高度，进而获得所述标示件230的高度。

具体的，本实施例中，所述标示图案232为方形，且所有标示图案232的中心在底层上的投影相重合。所以，如图10所示，所述标示图案232为一系列嵌套的方形，

需要说明的是，为了降低识别所述标示图案232的难度，本实施例中，上层标示层231表面的标示图案232与下层标示层231表面的标示图案232的间隙在1毫米到10毫米范围内。

相应的，本发明还提供一种对本发明所提供抛光垫进行监测的监测方法，包括：

获取多个标示件的标示图形；比较所述标示图形与预先存储的临界图形，获得与标示图形相对应的标示件所在区域抛光层的消耗情况，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形；当标示图形与临界图形相同时，判断所述标示件所在区域的抛光层已磨损并进行计数，当与临界图形相同的标示图形数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。

首先获取多个标示件的标示图形。

本实施例中，所述标示件为金字塔形的层叠结构，因此所述标示图形为所述标示件在所述研磨垫底层表面的投影图形，也就是构成标示件的标示层的外部轮廓线。

本实施例中，通过激光扫描的方式直接获取所述标示图形。具体的，激光器产生的激光照射到标示件表面，经标示件表面反射形成的反射光投射到传感器上，传感器采集所述反射光信号，从而获得标示图形。

需要说明的是，采用激光扫描的方式直接获取所述标示图形的方法仅为一示例，在本发明其他实施例中，还可以通过图像传感器获得标示件的图片，并根据标示件的图片提取所述标示图形。

具体的，可以通过图像传感器获取所述标示件的图片，再根据所述标示件的图片提取所述标示图形，可以通过条码识别方法根据标示件的图片提取所述标示图形。

还需要说明的是，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：在使用所述抛光垫进行化学机械研磨的过程中，实时获取多个标示件的标示图形。具体的，本实施例中，激光扫描设备以一定的时间间隔不断的扫描所述抛光垫表面，以获取标示件的标示图形。因此可以在研磨工艺进行过程中，动态的了解抛光垫的消耗情况。

接着，比较所述标示图形与预先存储的临界图形，获得与标示图形相对应的标示件所在区域抛光层的消耗情况，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形。

本实施例中，根据研磨工艺要求，以及抛光垫的具体参数，预先设定当抛光层磨损时所述标示件的标示图形为临界图形。之后，将所获得的标示图形与临界图形相比较，以判断与标示图形相对应标示件所在区域抛光层的消耗情况：当标示图形与临界图形相同时，表示所述标示件所在区域的抛光层已经磨损。

本实施例中，所述标示图形的获取是实时的。因此，在获取标示图形之后对标示图形与临界图形的比较也是实时的。所以，比较标示图形与预先存储的临界图形的步骤包括：实时比较标示图形与临界图形，并判断所述抛光层的消耗情况。也就是说，当激光扫描设备获取标示图形后，即进行所述标示图形与临界图形的比较，从而判断抛光层的消耗。所以可以在研磨工艺进行过程中，实时的判断抛光层的消耗。

当标示图形与临界图形相同时，判断所述标示件所在区域的抛光层已磨损并进行计数。

当与临界图形相同的标示图形数量达到预设值时，判断所述抛光垫需要更换。

本实施例中，在比较所述标示图形和临界图形的同时，对与临界图形相同的标示图形进行计数：当与临界图形相同的标示图形数量越多，表示抛光垫中抛光层已磨损的区域越大，当与临界图形相同的标示图形达到预设值时，表示已磨损的抛光层的区域开始会影响研磨工艺的效果，从而判断需更换抛光垫。

此外，本发明还提供一种对本发明所提供抛光垫进行监测的监测系统，包括：

获取模块，用于获取多个标示件的标示图形；存储模块，用于存储临界图形和预设值，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形，预设值为当抛光垫需更换时，与临界图形相同的标示图形的数量；判断模块，与所述获取模块和所述存储模块相连，用于比较所述标示图形和所述临界图形，还用于计算与临界图形相同的标示图形的数量，所述判断模块还用于比较与临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小，并在与临界图形相同的标示图形的数量与预设值相等时，判断所述抛光垫需更换。

参考图11和图12，示出了本发明所提供对本发明的抛光垫进行监测的监测系统一实施例的功能框图。

参考图11，示出了本发明所提供对本发明的抛光垫进行监测的监测系统一实施例的功能框图。

具体的，所述监测系统包括：用于获取多个标示件标示图形的获取模块310。

本实施例中，所述获取模块310为激光扫描设备。激光扫描设备中的激光器产生的激光照射到标示件表面，经标示件表面反射形成的反射光投射到传感器上，传感器采集所述反射光信号，所述传感器根据反射光信号的强弱获得标示图形。

需要说明的是，采用激光扫描设备作为获取模块310的做法仅为一示例。本发明对此不做限制，在本发明的其他实施例中，所述获取模块还可以是图像传感器与图形识别设备：通过图像传感器获取所述标示件的图像之后，再通过图形识别设备提取所述图像中的标示图形。

存储模块320用于存储临界图形和预设值，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形，预设值为当抛光垫需更换时，与临界图形相同的标示图形的数量。

本实施例中，在研磨工艺进行之前，通过实验的方法获得抛光层磨损时所述标示件的标示图形，并将所述标示图形存储于所述存储模块320内。同时在抛光垫需要更换时对抛光层磨损的标示件进行计数，并将计数结果作为预设值存储于所述存储模块320内。

所述监测系统还包括判断模块330，与所述获取模块310和所述存储模块320相连，用于比较所述标示图形和所述临界图形，还用于计算与临界图形相同的标示图形的数量，所述判断模块330还用于比较所述临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小，并在与临界图形相同的标示图形的数量与预设值相等时，判断所述抛光垫需更换。

参考图12，示出了图11中判断模块330的结构框图。

所述判断模块330包括图像比较器331，用于比较所述标示图形和所述临界图形。所述图像比较器331与所述获取模块310相连，接收所述获取模块310获取的标示图形；所述图像比较器331还与所述存储模块320相连，读取所述存储模块320中储存的临界图形；所述图像比较器331还用于比较所述标示图形和所述临界图形，输出比较结果。

计数器332与所述图形比较器331相连，用于所述图形比较器331的输出结果进行计数：当标示图形和所述临界图形相同时，所述计数器332计数加一。也就是说，所述计数器332对与临界图形相同的标示图形进行计数。

所述判断模块330还包括数值比较器333和判断器334。

所述数值比较器333用于比较与临界图形相同的标示图形与预设值的相对大小。具体的，所述数值比较器333与所述计数器332相连，用于接收所述计数器332的计数结果；所述数值比较器333还与所述存储模块320相连，用于读取所述存储模块320内储存的预设值；所述数值比较器333还用于比较所述计数结果与预设值的相对大小，也就是说，所述数值比较器333还用于比较与临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小。

所述判断器334用于判断所述抛光垫是否需要更换。具体的，所述判断器334与数值比较器333相连，接收所述数值比较器333的比较结果，在所述计数结果大于获得等于所述预设值时，判断需要更换抛光垫。也就是说，当与临界图形相同的标示图形的数量与大于或等于所述预设值时，所述判断器334判断需要更换抛光垫。

综上，本发明通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断所述抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。本发明通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。本发明的可选方案中，所述标示件的表面与相同材料的抛光层表面齐平，且标示件由多个厚度相等的标示层构成，因此所述标示件的消耗与所述抛光层的消耗相同，所以可以直接根据标示图形获取抛光层的消耗，降低了判断所述抛光层消耗的难度，提高了抛光垫使用寿命判断的精度。本发明的可选方案中，采用方形的标示层或者方形的标示图案，并通过模式识别或者图像识别的方式获取标示图形，降低了标示图形识别的难度，降低了监测系统制造的成本。本发明的可选方案中，通过实时获取多个标示件的标示图形，并实时比较标示图形，以实时判断抛光层消耗情况，实现了对抛光垫使用情况的实时监测，能够提高抛光垫使用寿命设定的进度，提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (19)

1.一种对抛光垫进行监测的监测方法，其特征在于，所述抛光垫包括：

底层以及位于底层表面的抛光层；

位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同；

所述监测方法包括：

获取多个所述标示件的标示图形；

比较所述标示图形与预先存储的临界图形，获得与标示图形相对应的标示件所在区域抛光层的消耗情况，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形；

当标示图形与临界图形相同时，判断所述标示件所在区域的抛光层已磨损并进行计数，当与临界图形相同的标示图形数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。

2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述标示件的顶部表面与所述抛光层表面齐平。

3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述标示件包括位于所述底层表面的多个标示层，所述多个标示层堆叠设置。

4.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述多个标示层厚度相等。

5.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述标示层的形状为方形。

6.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述多个标示层的中心点在底层上的投影相重合。

7.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层的面积逐渐减小。

8.如权利要求7所述的监测方法，其特征在于，上层标示层在底层表面投影图形和下层标示层在底层表面的投影图形的间隙在1毫米到10毫米范围内。

9.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述标示层面积均相等，所述标示层表面设置有标示图案。

10.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，不同标示层的标示图案形状相同。

11.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层上标示图案的面积逐渐减小。

12.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述标示图案的形状为方形。

13.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，所述标示图案的中心在底层上的投影相重合。

14.如权利要求9所述的监测方法，其特征在于，上层标示层表面标示图案在底层表面的投影图像和下层标示层表面标示图案在底层表面的投影图案的间隙在1毫米到10毫米范围内。

15.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述抛光垫具有一旋转中心，所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的圆环内；或者所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的扇形内。

16.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：在使用所述抛光垫进行化学机械研磨的过程中，实时获取多个标示件的标示图形；

比较标示图形与预先存储的临界图形的步骤包括：实时比较标示图形与临界图形，并判断所述抛光层的消耗情况。

17.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：通过激光扫描的方式获取所述标示图形；或者，通过图像传感器获得标示件的图片，根据标示件的图片提取所述标示图形。

18.如权利要求17所述的监测方法，其特征在于，根据标示件的图片提取所述标示图形的步骤包括：通过条码识别方法根据标示件的图片提取所述标示图形。

19.一种对抛光垫进行监测的监测系统，其特征在于，所述抛光垫包括：

底层以及位于底层表面的抛光层；

位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同；

获取模块，用于获取多个标示件的标示图形；

存储模块，用于存储临界图形和预设值，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形，预设值为当抛光垫需更换时，与临界图形相同的标示图形的数量；

判断模块，与所述获取模块和所述存储模块相连，用于比较所述标示图形和所述临界图形，还用于计算与临界图形相同的标示图形的数量，所述判断模块还用于比较与临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小，并在与临界图形相同的标示图形的数量与预设值相等时，判断所述抛光垫需更换。