CN111571446B - 金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，包括：建立数据库，所述数据库包括金刚石的第一尺寸数据和模拟图像；基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件；以及，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。本发明提供的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，可以提高金刚石研磨盘的工作良率。

Description

金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法。

背景技术

在半导体制造过程中，通常会利用具有粗糙表面的研磨垫来研磨晶圆，使晶圆表面平坦化，以便进一步制造半导体集成电路。但是，在利用研磨垫研磨晶圆的过程中，通常会有反应沉积物残留在研磨垫表面，导致研磨垫表面釉化，使得研磨垫表面的粗糙度下降，进而会影响到研磨垫的研磨效果。因此通常会利用金刚石研磨盘对所述研磨垫表面进行活化处理(例如刮除所述研磨垫表面的反应沉积物)，来恢复所述研磨垫表面的粗糙度，保证所述研磨垫的研磨效果。

但是，相关技术中，所述金刚石研磨盘上可能会存在风险金刚石，所述风险金刚石一般为形状不规则或者表面出现裂痕的金刚石。其中，当使用存在风险金刚石的金刚石研磨盘对所述研磨垫进行活化处理时，所述风险金刚石极易脱落在所述研磨垫表面。从而当后续利用所述研磨垫研磨晶圆时，脱落在所述研磨垫表面的风险金刚石会刮伤晶圆，影响最终形成的半导体集成电路的性能。

因此，亟需一种风险金刚石的确定方法，以在金刚石研磨盘清理研磨垫之前，确定金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石，当金刚石研磨盘上存在风险金刚石时，执行相应操作(例如更换为不存在风险金刚石的金刚石研磨盘)，以避免金刚石脱落至研磨垫而刮伤晶圆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，以解决相关技术中存在的问题。

本发明提供一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，所述方法包括：

建立数据库，所述数据库包括金刚石的第一尺寸数据和模拟图像；

基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件；以及，

基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

可选的，建立数据库的方法包括：

针对多个金刚石研磨盘，在采用所述多个金刚石研磨盘中的某个金刚石研磨盘清理所述研磨垫之前，利用扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，并模拟出所述每个金刚石的第一模拟图像，以及计算出所述每个金刚石的第一尺寸数据；

当采用所述某个金刚石研磨盘清理完所述研磨垫后，再次利用扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，模拟出所述每个金刚石的第二模拟图像；

利用所述多个金刚石研磨盘中每个金刚石研磨盘的每个金刚石的第一模拟图像和第二模拟图像构成金刚石的模拟图像，并和每个金刚石的第一尺寸数据组成数据库。

可选的，基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件的方法包括：

从所述数据库中获取每个金刚石的第二模拟图像，并将不存在第二模拟图像的金刚石，以及第二模拟图像中存在裂痕的金刚石确定为风险金刚石；

获取每个风险金刚石的第一尺寸数据；

基于每个风险金刚石的第一尺寸数据确定风险金刚石的判断条件。

可选的，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上的风险金刚石的方法包括：

在采用金刚石研磨盘清理所述研磨垫之前，利用扫描装置扫描所述金刚石研磨盘上的每个金刚石，并计算所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据；

基于所述第二尺寸数据和所述判断条件，确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

可选的，所述第一尺寸数据包括第一长度数据、第一高度数据以及第一宽度数据。

可选的，基于每个风险金刚石的第一尺寸数据确定风险金刚石的判断条件的方法包括：

比对所述每个风险金刚石的第一长度数据，确定出最大长度数据；

比对所述每个风险金刚石的第一高度数据，确定出最小高度数据；

比对所述每个风险金刚石的第一宽度数据，确定出最大宽度数据；

风险金刚石的判断条件为：长度数据小于最大长度数据，高度数据大于最小高度数据，并且，宽度数据小于最大宽度数据的金刚石。

可选的，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上的风险金刚石的方法包括：

在采用金刚石研磨盘清理所述研磨垫之前，利用所述扫描装置扫描所述金刚石研磨盘上的每个金刚石，并计算出所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据，所述第二尺寸数据包括第二长度数据、第二高度数据以及第二宽度数据；

当所述金刚石研磨盘上的某一金刚石的第二长度数据小于最大长度数据，以及，第二高度数据大于最小高度数据，以及，第二宽度数据小于最大宽度数据时，将所述某一金刚石确定为风险金刚石。

可选的，所述方法还包括：

当确定出所述金刚石研磨盘上存在风险金刚石时，用另一金刚石研磨盘替换所述金刚石研磨盘，并确定所述另一金刚石研磨盘中是否存在风险金刚石；

当不存在时，利用所述另一金刚石研磨盘清理研磨垫。

可选的，所述方法还包括：

基于所述风险金刚石的判断条件制造出不包含风险金刚石的金刚石研磨盘。

可选的，所述扫描装置为光学显微镜。

即，在如上所述的确定方法中，先建立包含有金刚石尺寸数据以及金刚石模拟图像的数据库，并基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件，最后根据所述风险金刚石的判断条件进一步确定金刚石研磨盘上是否的风险金刚石，以便当存在风险金刚石时，执行相应操作(例如更换金刚石研磨盘)，以使得最终清理研磨垫的金刚石研磨盘上不存在风险金刚石。从而避免了当采用金刚石研磨盘清理所述研磨垫时，金刚石脱落至研磨垫的情况发生，提高了金刚石研磨盘的工作良率，同时在后续利用研磨垫研磨所述晶圆时，降低了晶圆被刮伤的风险，提高了晶圆的良率。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中某个金刚石研磨盘上金刚石的第一模拟图像的示意图；

图3为本发明一实施例中某个金刚石研磨盘上金刚石的第二模拟图像的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本发明一实施例的一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法的流程示意图。如图1所示，所述金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法可以包括：

步骤10a、建立数据库，所述数据库包括金刚石第一尺寸数据以及金刚石的模拟图像。

步骤20a、基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件。

步骤30a、基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

则，在如上所述的方法中，先建立包含有金刚石尺寸数据以及金刚石模拟图像的数据库，并基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件，最后根据所述风险金刚石的判断条件进一步确定金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石，以便当存在风险金刚石时，执行相应操作(例如更换金刚石研磨盘)，以使得最终清理研磨垫的金刚石研磨盘上不存在风险金刚石。从而避免了当采用金刚石研磨盘清理所述研磨垫时，风险金刚石脱落至研磨垫的情况发生，提高了金刚石研磨盘的工作良率，同时在后续利用研磨垫研磨所述晶圆时，降低了晶圆被刮伤的风险，提高了晶圆的良率。

以下对本实施例中确定风险金刚石的各个步骤进行详细说明。

在步骤10a中，建立数据库。

首先，针对多个金刚石研磨盘，在采用所述多个金刚石研磨盘中的某个金刚石研磨盘清理所述研磨垫之前，会通过扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，并基于所述每个金刚石的形状，模拟出所述每个金刚石的第一模拟图像，以及基于所述第一模拟图像计算出所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石的第一尺寸数据。其中，所述扫描装置可以为光学显微镜，所述模拟图像可以为所述金刚石的三维模拟图像，所述金刚石的第一尺寸数据可以包括金刚石的第一长度数据、第一高度数据以及第一宽度数据。

示例的，图2为本发明一实施例中所述某个金刚石研磨盘上金刚石的第一模拟图像的示意图。如图2所示，所述某个金刚石研磨盘上包括有金刚石A、金刚石B、金刚石C以及金刚石D1、D2、D3、D4、D5和D6，以及基于所述第一模拟图像计算出的金刚石A的第一尺寸数据为：第一长度数据L为10纳米(nm)，第一高度数据H为25nm，第一宽度数据D为8nm；金刚石B第一尺寸数据为：第一长度数据为20nm，第一高度数据为22nm，第一宽度数据为20nm；金刚石C第一尺寸数据为：第一长度数据为12nm，第一高度数据为24nm，第一宽度数据为10nm；以及金刚石D1、D2、D3、D4、D5和D6第一尺寸数据为：第一长度数据为18nm，第一高度数据为19nm，第一宽度数据为17nm。则可以存储所述某个金刚石研磨盘的第一模拟图像和所述某个金刚石研磨盘上金刚石的第一尺寸数据，以便后续建立数据库。

之后，采用所述某个金刚石研磨盘清理研磨垫，并在清理所述研磨垫后，再次利用扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，并基于所述每个金刚石的形状，模拟并存储所述每个金刚石的第二模拟图像，以便后续基于金刚石的第二模拟图像确定出风险金刚石。

其中，在本实施例中，可以是在采用所述某个金刚石研磨盘清理所述研磨垫达到预设次数时，再次模拟所述金刚石的第二模拟图像。所述预设值可以介于30～50之间，例如所述预设值可以为40次。

其中，图3为本发明一实施例中所述某个金刚石研磨盘上金刚石的第二模拟图像的示意图。

最后，利用所述多个金刚石研磨盘中每个金刚石研磨盘的每个金刚石的第一模拟图像和第二模拟图像构成金刚石的模拟图像，并和所述每个金刚石的第一尺寸数据组成数据库。

进一步地，步骤20a中，基于所述数据库确定出风险金刚石尺寸的判断条件。

首先，从所述数据库中获取所述多个金刚石研磨盘中的每个金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二模拟图像，并基于所述第二模拟图像确定出风险金刚石。

具体的，由前述可知，在利用所述金刚石研磨盘活化所述研磨垫时，所述风险金刚石极易脱落或者极易破裂。基于此，可以将不存在第二模拟图像的金刚石(也即清理完研磨垫后脱落的金刚石)，以及所述第二模拟图像中存在裂痕的金刚石(也即清理完研磨垫后破裂的金刚石)确定为风险金刚石，如此即可实现基于金刚石的第二模拟图像确定风险金刚石的目的。

示例的，对比图2和图3可知，金刚石A的第二模拟图像上存在裂痕a，金刚石B的第二模拟图像上存在有裂痕b，以及金刚石C不具备第二模拟图像。则可以确认出所述某个金刚石研磨盘上存在三个风险金刚石，分别为金刚石A、金刚石B和金刚石C。

此外，需要说明的是，在本实施例中，确定风险金刚石实质上是基于金刚石的第二模拟图像确定的，基于此，则在步骤10a中的数据库中可以仅存储多个金刚石研磨盘中每个金刚石研磨盘的每个金刚石的第二模拟图像和第一尺寸数据，而无需再存储金刚石的第一模拟图像，从而可以降低数据库的内存，提高效率。

还需说明的是，在本实施例中，在建立了数据库，并基于数据库确定出风险金刚石后，可以筛选出所述数据库中非风险金刚石的第一尺寸数据，并根据该非风险金刚石的第一尺寸数据将所述非风险金刚石分为不同的等级(例如第一尺寸数据较大的非风险金刚石对应较高等级，第一尺寸数据较小的非风险金刚石对应较低等级)，进而基于不同等级的非风险金刚石客制化出不同等级的金刚石研磨盘，并利用不同等级的金刚石研磨盘分别清理研磨垫，将清理效果最好的金刚石研磨盘对应的等级确定为最优等级，后续再制造金刚石研磨盘时，可以基于所述最优等级制造金刚石研磨盘，从而可以进一步提高金刚石研磨盘的工作效率及良率。

接着，获取每个风险金刚石的第一尺寸数据。

其中，当确定出风险金刚石后，可以获取每个风险金刚石的第一尺寸数据，也即获取每个风险金刚石的第一长度数据、第一高度数据以及第一宽度数据，以便后续基于每个风险金刚石的第一尺寸数据确定风险金刚石的判断条件。

例如，可以分别获取金刚石A的第一长度数据10nm、第一高度数据25nm、以及第一宽度数据8nm；金刚石B的第一长度数据20nm、第一高度数据22nm、以及第一宽度数据20nm；金刚石C的第一长度数据12nm、第一高度数据24nm、以及第一宽度数据10nm。

最后，基于每个风险金刚石的第一尺寸数据确定风险金刚石的判断条件。

具体的，可以通过比对每个风险金刚石的第一长度数据，确定出最大长度数据；通过比对每个风险金刚石的第一高度数据，确定出最小高度数据；通过比对每个风险金刚石的第一宽度数据，确定出最大宽度数据。之后，可以将风险金刚石的判断条件确定为：长度数据小于最大长度数据，以及，高度数据大于最小高度数据，以及，宽度数据小于最大宽度数据的金刚石。

示例的，通过比对所述金刚石A、金刚石B以及金刚石C的第一长度数据，可以确定出所述最大长度数据为20nm；通过比对所述金刚石A、金刚石B以及金刚石C的第一高度数据，可以确定最小高度数据为22nm；通过比对所述金刚石A、金刚石B以及金刚石C的第一宽度数据，可以确定最大宽度数据为20nm。则所述风险金刚石的判断条件为：长度数据小于20nm、高度数据大于22nm以及宽度数据小于20nm的金刚石。

此外，需要说明的是，在本实施例中，确定出风险金刚石的判断条件后，在后续制造金刚石研磨盘时，可以基于所述风险金刚石的判断条件制造出不包含风险金刚石的金刚石研磨盘，以从源头上规避风险金刚石脱落至研磨垫，而导致晶圆刮伤的这一问题，保证了最终制造的半导体集成电路的性能。

例如，基于所述风险金刚石的判断条件，可以在金刚石研磨盘上制造出长度数据大于20nm、高度数据小于22nm以及宽度数据大于20nm的金刚石，从而制造出不存在风险金刚石的金刚石研磨盘。

进一步地，在步骤30a中，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

首先，在采用金刚石研磨盘清理所述研磨垫之前，先利用所述扫描装置扫描所述金刚石研磨盘上的每个金刚石，并计算出所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据，所述第二尺寸数据可以包括第二长度数据、第二高度数据以及第二宽度数据。

示例的，假设所述金刚石研磨盘包括四个金刚石，分别为金刚石E、金刚石F、金刚石G以及金刚石H。其中，计算出所述金刚石E的第二尺寸数据为：第二长度数据为20nm、第二高度数据为23nm、第二宽度数据为21nm；所述金刚石F的第二尺寸数据为：第二长度数据为21nm、第二高度数据为20nm、第二宽度数据为21nm；所述金刚石G的第二尺寸数据为：第二长度数据为19nm、第二高度数据为25nm、第二宽度数据为8nm；所述金刚石H的第二尺寸数据为：第二长度数据为25nm、第二高度数据为20nm、第二宽度数据为21nm，则可以存储所述金刚石E、金刚石F、金刚石G以及金刚石H的第二尺寸数据，以便后续基于第二尺寸数据确定对应金刚石是否为风险金刚石。

之后，基于所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据和所述风险金刚石的判断条件，判断所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据是否均满足所述风险金刚石的判断条件。当均不满足时，确定所述金刚石研磨盘上不存在风险金刚石，否则，金刚石研磨盘上存在风险金刚石。

其中，当所述某一金刚石的第二长度数据小于最大长度数据，以及，第二高度数据大于最小高度数据，以及，第二宽度小于最大宽度数据时，确定所述某一金刚石的第二尺寸数据满足所述风险金刚石的判断条件，则所述某一金刚石为风险金刚石。否则，确定所述某一金刚石的第二尺寸数据不满足所述风险金刚石的判断条件，所述某一金刚石为非风险金刚石。

示例的，金刚石G的第二长度数据19nm，小于最大长度数据20nm；第二高度数据为25nm，大于最小高度数据22nm；第二宽度数据为8nm，小于最大宽度数据20nm。则所述金刚石G符合所述风险金刚石的判断条件，所述金刚石G为风险金刚石，也即所述金刚石研磨盘上存在风险金刚石G。

最后，在确定出所述金刚石研磨盘上存在风险金刚石后，可以利用另一金刚石研磨盘替换所述金刚石研磨盘，并进一步确定所述另一金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石，当不存在时，利用所述另一风险金刚石清理研磨垫。从而可以实现利用不存在风险金刚石的金刚石研磨盘清理研磨垫的，提高金刚石研磨盘的工作良率。

综上所述，本发明提供的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法中，先建立数据库，并基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件，最后，根据所述风险金刚石的判断条件进一步确定出金刚石研磨盘上的风险金刚石，之后会执行相应操作(例如更换金刚石研磨盘)，从而可以实现利用不存在风险金刚石的金刚石研磨盘清理研磨垫，则可确保在利用金刚石研磨盘清理完研磨垫时，不会出现风险金刚石残留在所述研磨垫上的情况，提高了金刚石研磨盘的工作良率。同时，在后续利用研磨垫研磨晶圆时，还可降低晶圆被刮伤的风险，提高了晶圆的良率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

建立数据库，所述数据库包括金刚石的第一尺寸数据和模拟图像，其中，所述第一尺寸数据包括第一长度数据、第一高度数据以及第一宽度数据；

基于所述数据库获取多个风险金刚石并根据所述多个风险金刚石的第一尺寸数据确定出风险金刚石的判断条件；确定出所述判断条件的方法包括：比对每个风险金刚石的第一长度数据，确定出最大长度数据，比对每个风险金刚石的第一高度数据，确定出最小高度数据，比对每个风险金刚石的第一宽度数据，确定出最大宽度数据；风险金刚石的一判断条件是金刚石的长度数据小于最大长度数据，金刚石的高度数据大于最小高度数据，并且，金刚石的宽度数据小于最大宽度数据；以及，

基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

2.如权利要求1所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，建立数据库的方法包括：

针对多个金刚石研磨盘，在采用所述多个金刚石研磨盘中的某个金刚石研磨盘清理研磨垫之前，利用扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，并模拟出所述每个金刚石的第一模拟图像，以及计算出所述每个金刚石的第一尺寸数据；

当采用所述某个金刚石研磨盘清理完所述研磨垫后，再次利用扫描装置扫描所述某个金刚石研磨盘上的每个金刚石，模拟出所述每个金刚石的第二模拟图像；

利用所述多个金刚石研磨盘中每个金刚石研磨盘的每个金刚石的第一模拟图像和第二模拟图像构成金刚石的模拟图像，并和每个金刚石的第一尺寸数据组成数据库。

3.如权利要求2所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，基于所述数据库确定出风险金刚石的判断条件的方法包括：

从所述数据库中获取每个金刚石的第二模拟图像，并将不存在第二模拟图像的金刚石，以及第二模拟图像中存在裂痕的金刚石确定为风险金刚石；

获取每个风险金刚石的第一尺寸数据；

基于每个风险金刚石的第一尺寸数据确定风险金刚石的判断条件。

4.如权利要求1所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上的风险金刚石的方法包括：

在采用金刚石研磨盘清理研磨垫之前，利用扫描装置扫描所述金刚石研磨盘上的每个金刚石，并计算所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据；

基于所述第二尺寸数据和所述判断条件，确定所述金刚石研磨盘上是否存在风险金刚石。

5.如权利要求3所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，基于所述风险金刚石的判断条件确定所述金刚石研磨盘上的风险金刚石的方法包括：

在采用金刚石研磨盘清理研磨垫之前，利用所述扫描装置扫描所述金刚石研磨盘上的每个金刚石，并计算出所述金刚石研磨盘上的每个金刚石的第二尺寸数据，所述第二尺寸数据包括第二长度数据、第二高度数据以及第二宽度数据；

当所述金刚石研磨盘上的某一金刚石的第二长度数据小于最大长度数据，以及，第二高度数据大于最小高度数据，以及，第二宽度数据小于最大宽度数据时，将所述某一金刚石确定为风险金刚石。

6.如权利要求1所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：

当确定出所述金刚石研磨盘上存在风险金刚石时，用另一金刚石研磨盘替换所述金刚石研磨盘，并确定所述另一金刚石研磨盘中是否存在风险金刚石；

当不存在时，利用所述另一金刚石研磨盘清理研磨垫。

7.如权利要求1所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述风险金刚石的判断条件制造出不包含风险金刚石的金刚石研磨盘。

8.如权利要求2所述的金刚石研磨盘上风险金刚石的确定方法，其特征在于，所述扫描装置为光学显微镜。

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