CN110509178B - 一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置，其中装置包括：抛光盘，其覆盖有用于对基板进行抛光的抛光垫；承载头，用于保持基板并将基板按压在所述抛光垫上；光学传感器，用于对基板表面进行检测以得到光学测量值；控制模块，用于利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值，并根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。本发明实现了抛光均匀性的监测。

Description

一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是一种全局表面平坦化技术，在半导体制造过程中用以减小基板厚度变化和表面形貌的影响。由于CMP可精确并均匀地把基板平坦化为需要的厚度和平坦度，已经成为半导体制造过程中应用最广泛的一种表面平坦化技术。

CMP工艺的实现过程为：承载头保持住基板并以一定的速度旋转以及水平往复运动，同时施加一定的下压力把基板压在旋转的抛光垫上，由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在基板与抛光垫之间流动，抛光液在抛光垫的传输和旋转离心力的作用下均匀分布，以在基板和抛光垫之间形成一层液体薄膜，液体中的化学成分与基板产生化学反应，将不溶物质转化为易溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学反应物从基板表面去除从而溶入流动的液体中带走，即在化学成膜和机械去膜的交替过程中去除表面材料实现表面平坦化处理，从而达到全局平坦化的目的。

在CMP工艺生产中，一般来说抛光效果会随着消耗品的使用时间增加而降低，所以随着抛光状态的变化，例如抛光垫的磨损，抛光效果会变差，需要对抛光状态进行监控，然而现有技术中存在对抛光状态监测不准确的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种用于半导体基板的化学机械抛光方法，包括：

利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值；

根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。

本发明实施例的第二方面提供了一种化学机械抛光装置，包括：

抛光盘，其覆盖有用于对基板进行抛光的抛光垫；

承载头，用于保持基板并将基板按压在所述抛光垫上；

光学传感器，用于对基板表面进行检测以得到光学测量值；

控制模块，用于利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值，并根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。

本发明实施例的第三方面提供了一种控制模块，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述化学机械抛光方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述化学机械抛光方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：利用光学传感器对基板表面的材料分布进行检测以得到光学测量值，然后根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常，实现了抛光均匀性的监测，能够提高抛光状态监测的准确性。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：

图1是本发明一实施例提供的化学机械抛光装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的化学机械抛光装置的剖面示意图；

图3是本发明一实施例提供的光学传感器的测量原理示意图；

图4是本发明一实施例提供的光学形貌线；

图5是本发明一实施例提供的化学机械抛光方法的流程示意图；

图6a是本发明一实施例提供的第一参考区域的示意图；

图6b是本发明一实施例提供的第一光学均值轨迹线；

图7a是本发明一实施例提供的第二参考区域的示意图；

图7b是本发明一实施例提供的第二光学均值轨迹线；

图8a是本发明一实施例提供的第三参考区域的示意图；

图8b是本发明一实施例提供的边缘差值轨迹线。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明一实施例提供了一种化学机械抛光方法，本方法适用于使用光学检测方式实现抛光终点监测，光学检测方式通过检测基板表面反射光的变化来跟踪工艺进程，从而判断抛光工艺的终点。

光学检测方式作为非接触式测量方法，可以在不破坏基板表面膜层的同时测量抛光过程中的膜层材料变化。光学检测方式利用不同材料对光的反射率不同，通过检测反射光的强度来确定基板表面膜层的材料变化。

如图1所示，化学机械抛光装置包括用于保持基板w并带动基板w旋转的承载头10、覆盖有抛光垫21的抛光盘20、用于修整抛光垫21的修整器30、以及用于提供抛光液的供液部40。

在化学机械抛光过程中，承载头10将基板w按压在抛光盘20表面覆盖的抛光垫21上，并且承载头10做旋转运动以及沿抛光盘20的径向往复移动使得与抛光垫21接触的基板w表面被逐渐抛除，同时抛光盘20旋转，供液部40向抛光垫21表面喷洒抛光液。在抛光液的化学作用下，通过承载头10与抛光盘20的相对运动使基板w与抛光垫21摩擦以进行抛光。在抛光期间，修整器30用于对抛光垫21表面形貌进行修整和活化。使用修整器30可以移除残留在抛光垫21表面的杂质颗粒，例如抛光液中的研磨颗粒以及从基板w表面脱落的废料等，还可以将由于研磨导致的抛光垫21表面形变进行平整化。

如图2所示，化学机械抛光装置还包括光学传感器50，光学传感器50设置在抛光盘20的盘面下方，并跟随抛光盘20旋转以实现在抛光的同时进行在线测量。抛光垫21上设置有可透光的窗口。光学传感器50发射的激光线通过窗口照射到抛光垫21上的基板w表面并经由窗口接收基板w的反射光以根据反射光确定基板w表面的材料变化。

由图2可知，在基板w抛光期间，承载头10将基板w按压在抛光垫21上并且承载头10沿抛光盘20的径向往复移动(如图中双向箭头所示)，且光学传感器50跟随抛光盘20旋转，故光学传感器50在基板w上测量的采样点的位置不断变化。

图3示出了在抛光期间光学传感器50相对于基板w的一条运动轨迹。其中光学传感器50具有用于检测的光斑直径，如图3中黑色区域所示。图3中具有一定宽度的圆环状阴影区域表示光学传感器50的激光线扫描到的区域，激光线的中心点视为光学信号实际作用点，该光学信号实际作用点视为光学传感器50的扫描位置，阴影区域的中心环线视为光学作用扫描轨迹。

可以理解的是，在抛光期间，光学传感器50会在基板w上扫过许多条扫描轨迹，这些扫描轨迹有的经过基板w中心，有的不经过基板w中心。

随着抛光盘20按照图中箭头ab所示方向旋转，光学传感器50按照图中箭头cd所示方向从基板w下方扫过并以基本恒定的采样频率进行采样，得到多个采样点对应的光学测量值。

如图4所示，为了表征基板表面不同位置处的材料分布，将光学测量值与其相应的扫描位置距基板中心的径向距离一一对应，得到光学形貌线。

以金属和非金属材料为例，由于不同材料对光学传感器50发射的激光的反射率不同，抛光过程中当研磨经过两层材料的界面时，基板抛光表面的材料发生变化，从而使得光学传感器50检测到的光学测量值也会产生明显变化。

示例性地，在抛磨基板表面的第一材料层时，光学传感器50测量到的光学测量值为一定值。当第一材料层被抛除露出第二材料层时，基板抛光表面从第一种材料向第二种材料变化，光学传感器50测量到的光学测量值也会变化。

因此，根据光学传感器50的测量值可以监测抛光状态。基于此，本发明实施例提出了一种化学机械抛光方法。

如图5所示，本发明实施例所提供的一种化学机械抛光方法，包括：

步骤S1，利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值；

步骤S2，根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。

其中，步骤S1中与基板表面的材料分布相关的光学测量值是指：基板表面分布的不同材料可以得到不同的光学测量值，故不同区域的光学测量值不同时可以表征不同的材料分布，光学测量值相同时可以表征基板表面分布同一种材料。示例性地，基板表面材料为金属或非金属时，光学传感器50检测到的光学测量值便不同。

在步骤S2中，随着不断抛光，基板表面的膜层材料会发生变化从而导致光学测量值变化，可以根据光学测量值的变化区域判定抛光均匀性是否异常。若不同区域的光学测量值的变化趋势基本相同则表征基板的不同区域抛光均匀，举例来说，第一参考区域和第二参考区域同时由金属层抛至露出非金属层则相应的光学测量值同时变化。若不同区域的光学测量值的变化趋势差异大于设定则表征基板的抛光不均匀，举例来说，第一参考区域已经抛尽金属层而露出非金属层，但是第二参考区域表面仍为金属层，那么这两个区域的光学测量值变化便会有很大差异。

可以理解的是，在正常抛光状态下，基板表面不同区域的单位时间内材料去除速率应当保持基本一致，一定时间内的材料去除率也应当保持基本一致，故光学传感器50在不同区域检测的光学测量值也应当保持一致。然而在某些异常情况下会发生基板表面不同区域的抛光不均匀，从而导致有的区域由于材料去除速率快而使得上层材料已经抛除而露出下层材料，但是同时有的区域由于材料去除速率慢而使得上层材料仍未抛除，进而造成不同区域对应的光学测量值不同。基于上述分析可知根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化可以用来判断抛光是否有异常。

本实施例适用于两步抛光法的第二步，即低下压力材料去除过程。两步抛光法包括：第一步快速抛光，采用高下压力以实现较高的材料去除速率，此步可以采用电涡流检测方式测量金属膜层的膜厚；在金属膜层去除至剩余量较小使得电涡流检测方式无法测量到准确膜厚时，执行第二步低速抛光，采用低下压力实现较慢的材料去除速率，第二步采用光学检测方式监测抛光终点，根据不同区域的光学测量值判定抛光是否均匀。

本实施例中，利用光学传感器50对基板表面的材料分布进行检测以得到光学测量值，然后根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常，实现了抛光均匀性的监测，能够提高抛光状态监测的准确性。

在一个实施例中，步骤S1包括：

1)利用光学传感器朝向所述基板的抛光面照射光，并接收在所述基板表面反射的反射光、或穿透该基板表面后反射的反射光；

2)根据接收的所述反射光获取光学测量值以检测材料分布；

3)获取沿基板径向的光学测量值分布以生成光学形貌线。

如图4所示，将光学传感器50测量点相对基板的径向位置与光学测量值一一对应从而在坐标系中得到多个坐标点，将这些坐标点依次连线得到光学形貌线。可知在光学传感器50旋转一周的一个扫描周期内可以得到一条光学形貌线，在抛光过程中可以创建多条不同时刻对应的光学形貌线。

作为本发明的一个实施例，步骤S2包括：

步骤S211，计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线L1；其中，均值可以为算术平均值。

步骤S212，计算不同时刻的光学形貌线在第二参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第二光学均值轨迹线L2；

步骤S213，通过比较第一光学均值轨迹线L1和第二光学均值轨迹线L2，判断抛光垫的磨损状态。

本实施例中通过比较第一光学均值轨迹线L1和第二光学均值轨迹线L2得到的抛光垫的磨损状态是指基板的第二参考区域所对应的抛光垫处的磨损状态。

在一个实施例中，对于每一片基板比较获取到的第一光学均值轨迹线L1和第二光学均值轨迹线L2，在抛光预设数量的基板后，可以为几百或上千片，例如800片，参照得到的这些比较数据的变化判断抛光垫的磨损状态。示例性地，在抛光预设数量的基板后，例如800片，获取到当前片的第一光学均值轨迹线L1和第二光学均值轨迹线L2的区别值超过预设值，则判定抛光垫过磨。或者，还可以在抛光预设数量的基板后，分析当前片和第一片的比较数据，若变化过大，超过预设范围，也可判定抛光垫过磨。

本实施例中，取不同半径范围内的光学测量值进行计算得到多条轨迹线。

具体地，如图6a所示，第一参考区域可以包括基板完整半径范围。光学形貌线在第一参考区域内的信号均值也就是在基板完整半径范围内测量到的全部光学测量值的均值。

步骤S211包括：选取基板完整半径范围内的光学测量值的均值作为当前扫描周期的信号均值，使用滑动平均滤波将连续多个扫描周期的信号均值连线生成第一光学均值轨迹线L1，如图6b所示。

以目前常用的12英寸基板为例，基板直径为300mm，第一参考区域即为半径范围为0至150mm的区域，计算图4中横坐标为-150至150范围内的光学形貌线的信号均值，然后将不同时刻得到的信号均值组成第一光学均值轨迹线L1。

图6b中，第一光学均值轨迹线L1的第二拐点t1可以作为基板全范围的表面材料变化终点。

如图7a所示，第二参考区域可以为距基板中心的径向距离小于等于第一参考值R1的区域，其中，第一参考值R1小于基板半径R0。换句话说，第二参考区域为距基板中心的半径范围是0至R1的区域。第二参考区域可以看成是中心区。光学形貌线在第二参考区域内的信号均值也就是在中心区内测量到的光学测量值的均值。

作为另一实施例，第二参考区域还可以为距基板中心的径向距离在第一参考值R1和第二参考值R2之间的区域，也就是说第二参考区域是指内径为第一参考值R1、外径为第二参考值R2的环形区域。

步骤S212包括：选取中心区内的光学测量值的均值作为当前扫描周期的信号均值，使用滑动平均滤波将连续多个扫描周期的信号均值连线生成第二光学均值轨迹线L2，如图7b所示。

示例性地，第二参考区域即为半径范围为0至R1的区域，计算图4中横坐标为-R1至R1范围内的光学形貌线的信号均值，然后将不同时刻得到的信号均值组成第二光学均值轨迹线L2。

图7b中，第二光学均值轨迹线L2的第二拐点t2可以作为中心区的表面材料变化终点。

在一个实施例中，步骤S213包括：

1)获取第一光学均值轨迹线L1的拐点发生时间作为第一临界时间t1；

2)获取第二光学均值轨迹线L2的拐点发生时间作为第二临界时间t2；

3)比较第一临界时间t1和第二临界时间t2的时间差，若该时间差大于预设值，则判定基板第二参考区域内的材料去除率异常。

在抛光过程中，抛光垫不断磨损，随着磨损加剧，在磨损区间内材料去除速率降低，到达基板表面材料变化终点的时间变长。第一临界时间设为t1，第二临界时间设为t2，预设值设为T。若|t1-t2|<＝T，则认为基板第二参考区域内的材料去除率正常，抛光垫磨损可接受。若|t1-t2|>T，则认为基板第二参考区域内的材料去除率异常，通过化学机械抛光装置发出报警信号，并终止抛光。

在一个实施例中，当前一片基板的抛光过程中，若检测到|t1-t2|>T，则发出报警信号，直至当前一片基板抛光完成后暂停化学机械抛光装置的运行，以便于操作人员查看机台；并且若在抛光下一片基板时仍检测到|t1-t2|>T，再次发出报警信号，则停止运行，通知操作人员检查抛光垫的磨损状态。

作为本发明的另一实施例，步骤S2包括：

步骤S221，计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线L3；

步骤S222，通过分析边缘差值轨迹线L3，判断抛光均匀性。

其中，步骤S222包括：若边缘差值轨迹线L3的波动大于设定值，则判定第三参考区域内的抛光不均匀。

举例说明，在图8a所示的第三参考区域内，计算边缘差值轨迹线L3中峰值与低值之差得到第一差h，如图8b所示，若h>h₀，h₀为预设的常量，则判定第三参考区域内的抛光不均匀。

作为本发明的另一实施例，步骤S2包括：

步骤S231，计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线L1；

步骤S232，计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线L3；

步骤S233，通过比较第一光学均值轨迹线L1和边缘差值轨迹线L3，判断抛光均匀性。

如图8a所示，第三参考区域可以为距基板中心的径向距离大于等于第二参考值R2的区域，其中，第二参考值R2小于基板半径R0。换句话说，第三参考区域为距基板中心的半径范围是R2至R0的区域。第三参考区域可以看成是边缘区。光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值也就是在边缘区内测量到的光学测量值的最大值和最小值的差值。

步骤S232包括：选取边缘区内的光学测量值的最大值和最小值的差值作为当前扫描周期的极值的差值，使用滑动平均滤波将连续多个扫描周期的极值的差值连线生成边缘差值轨迹线L3，如图8b所示。

示例性地，第三参考区域即为半径范围为R2至R0的区域，计算图4中横坐标为-R0至-R2以及R2至R0范围内的光学形貌线的极值的差值，然后将不同时刻得到的极值的差值组成边缘差值轨迹线L3。

图8b中，边缘差值轨迹线L3的第二拐点t3可以作为边缘区的表面材料变化终点。

在一个实施例中，步骤S233包括：

1)计算所述边缘差值轨迹线L3中峰值与低值之差得到第一差h；

2)计算所述第一光学均值轨迹线L1中高值与低值之差得到第二差H；

3)若第一差大于第二差的预设倍数，则判定抛光均匀性异常。

边缘差值轨迹线L3用于表征边缘区抛光去除的均匀性。参见图8b，在边缘差值轨迹线L3中最大值与最小值的差值即第一差记为h，第一差h越大，表明去除过程越不均匀。参见图7a，在第一光学均值轨迹线L1中最大值与最小值的差值即第二差记为H。

作为一个实施例，若h>h₀，h₀为预设的常量，则判定边缘均匀性异常。作为另一个实施例，若h>kH时，通常k取2/3，则判定边缘均匀性异常，通过化学机械抛光装置发出报警信号。

在一个实施例中，化学机械抛光方法还包括：

1)计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线L1；

2)计算不同时刻的光学形貌线在第二参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第二光学均值轨迹线L2；

3)通过比较第一光学均值轨迹线L1和第二光学均值轨迹线L2，判断抛光垫状态是否正常；

4)计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线L3；

5)通过分析边缘差值轨迹线L3，判断抛光均匀性是否正常；

6)在判定抛光垫状态和抛光均匀性均正常后，通过比较第一光学均值轨迹线L1和边缘差值轨迹线L3，判断抛光终点。

本实施例中，在无报警状态下，结合第一光学均值轨迹线L1和边缘差值轨迹线L3，将两线均已通过第二拐点，进入轨迹线平缓期的时刻作为抛光工艺的终点时刻。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例还提供了一种化学机械抛光装置，包括：

抛光盘20，其覆盖有用于对基板进行抛光的抛光垫；

承载头10，用于保持基板并将基板按压在所述抛光垫上；

光学传感器50，用于对基板表面进行检测以得到光学测量值；

控制模块，用于利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值，并根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。

本发明实施例还提供了一种控制模块，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法实施例中所述的各实施例中的步骤，例如图5所示的步骤S1至S2。

所述控制模块是指具有数据处理能力的终端，包括但不限于计算机、工作站、服务器，甚至是一些性能优异的智能手机、掌上电脑、平板电脑、个人数字助理(PDA)、智能电视(Smart TV)等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

所述存储器可以是所述控制模块的内部存储单元，例如控制模块的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述控制模块的外部存储设备，例如所述控制模块上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述控制模块的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述控制模块所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中所述的各实施例中的步骤，例如图5所示的步骤S1至步骤S2。

所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，各实施例可以任意组合，组合后形成的新的实施例也在本申请的保护范围之内。某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于半导体基板的化学机械抛光方法，其特征在于，包括：

利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值；

根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常，其包括：计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线；计算不同时刻的光学形貌线在第二参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第二光学均值轨迹线；通过比较第一光学均值轨迹线和第二光学均值轨迹线，判断抛光垫的磨损状态。

2.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述利用光学传感器得到光学测量值包括：

利用光学传感器朝向所述基板的抛光面照射光，并接收在所述基板表面反射的反射光、或穿透该基板表面后反射的反射光；

根据接收的所述反射光获取光学测量值以检测材料分布；

获取沿基板径向的光学测量值分布以生成光学形貌线。

3.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，第一参考区域包括基板完整半径范围。

4.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，第二参考区域为距基板中心的径向距离小于等于第一参考值的区域，其中，第一参考值小于基板半径。

5.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述判断抛光垫的磨损状态包括：

获取第一光学均值轨迹线的拐点发生时间作为第一临界时间；

获取第二光学均值轨迹线的拐点发生时间作为第二临界时间；

比较第一临界时间和第二临界时间的时间差，若该时间差大于预设值，则判定抛光垫过磨需更换。

6.如权利要求5所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述拐点为第二拐点。

7.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常包括：

计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线；

通过分析所述边缘差值轨迹线，判断抛光均匀性。

8.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常包括：

计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线；

计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线；

通过比较第一光学均值轨迹线和边缘差值轨迹线，判断抛光均匀性。

9.如权利要求8所述的化学机械抛光方法，其特征在于，第三参考区域为距基板中心的径向距离大于等于第二参考值的区域，其中，第二参考值小于基板半径。

10.如权利要求8所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述判断抛光均匀性包括：

计算所述边缘差值轨迹线中峰值与低值之差得到第一差；

计算所述第一光学均值轨迹线中高值与低值之差得到第二差；

若第一差大于第二差的预设倍数，则判定抛光均匀性异常。

11.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，还包括：

计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线；

计算不同时刻的光学形貌线在第二参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第二光学均值轨迹线；

通过比较第一光学均值轨迹线和第二光学均值轨迹线，判断抛光垫状态是否正常；

计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线；

通过分析边缘差值轨迹线，判断抛光均匀性是否正常。

12.如权利要求11所述的化学机械抛光方法，其特征在于，在判定抛光垫状态和抛光均匀性均正常后，通过比较第一光学均值轨迹线和边缘差值轨迹线，判断抛光终点。

13.一种化学机械抛光装置，其特征在于，包括：

抛光盘，其覆盖有用于对基板进行抛光的抛光垫；

承载头，用于保持基板并将基板按压在所述抛光垫上；

光学传感器，用于对基板表面进行检测以得到光学测量值；

控制模块，用于执行如权利要求1至12任一项所述的化学机械抛光方法。

14.一种控制模块，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至12任一项所述化学机械抛光方法的步骤。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至12任一项所述化学机械抛光方法的步骤。

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