CN113263436A - 化学机械抛光系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及化学机械抛光系统及使用方法。一种调节抛光衬垫的方法包括从第一传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息。该方法还包括使用调节器来调节所述抛光衬垫。该方法还包括在所述调节之后检测所述抛光衬垫的粗糙度。该方法还包括响应于所检测到的所述抛光衬垫的粗糙度在阈值粗糙度范围之外，重复所述调节。

Description

化学机械抛光系统及使用方法
技术领域
本公开涉及化学机械抛光系统及使用方法。
背景技术
集成电路是使用各种工艺步骤形成的。一些工艺步骤涉及在半导体晶圆上沉积电介质层或金属层。在某些情况下，沉积工艺会导致非平坦表面。对非平坦表面进行抛光，以提供更均匀的表面来进行附加工艺。在某些情况下，抛光是通过化学机械抛光(CMP)执行的，该化学机械抛光从非平坦表面去除材料以提供更均匀的表面并减小半导体晶圆的厚度。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种调节抛光衬垫的方法，包括：从第一传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息；使用调节器来调节所述抛光衬垫；在所述调节之后检测所述抛光衬垫的粗糙度；以及响应于所检测到的所述抛光衬垫的粗糙度在阈值粗糙度范围之外，重复所述调节。
根据本公开的另一实施例，提供了一种化学机械抛光CMP系统，包括：抛光衬垫，被配置为抛光晶圆；第一传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及控制器，被配置为基于从所述第一传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数。
根据本公开的又一实施例，提供了一种化学机械抛光CMP系统，包括：抛光头部，被配置为在CMP工艺期间保持晶圆；抛光衬垫，被配置为抛光所述晶圆；多个传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及控制器，被配置为基于从所述多个传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为：控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数，控制所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置，或者控制由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
附图说明
在结合附图进行阅读时，可以通过下面的具体实施方式最佳地理解本公开的各个方面。要注意的是，根据行业的标准惯例，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意地增大或减小。
图1是根据一个或多个实施例的化学机械抛光(CMP)系统的图示。
图2是根据一个或多个实施例的使用CMP系统的方法的流程图。
图3是根据一个或多个实施例的用于控制CMP系统的计算设备的框图。
图4A和图4B是根据一个或多个实施例的抛光衬垫和晶圆的截面视图。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多不同的实施例或示例，以用于实现所提供的主题的不同特征。下面描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些只是示例，并不旨在要进行限制。其他组件、值、操作、材料、布置等被考虑。例如，在下面的描述中，在第二特征上方或在第二特征上形成第一特征可以包括第一特征和第二特征直接接触形成的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施例，使得第一特征和第二特征可以不直接接触。此外，本公开可以在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清晰的目的，其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为了便于描述，可以在本文中使用空间相关术语，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等，来描述如图中所示的一个元素或特征与另一个(或多个)元素或特征的关系。除了图中所描绘的定向之外，空间相关术语还旨在包含正在使用或操作的器件的不同定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他定向上)，并且本文使用的空间相对描述符也可以被相应地解释。
化学机械抛光(CMP)用于在工艺期间对半导体器件的表面进行平坦化。理想情况下，在CMP工艺之后，半导体器件的表面是完全平坦的。然而，在制造工艺期间，多个因素影响CMP工艺的性能。这些因素之一是抛光衬垫的粗糙度。抛光衬垫的粗糙度将对CMP工艺的抛光表现有影响。图案密度是晶圆表面上的特征的密度。随着单位面积特征数的增加，图案密度也随之增加。在某些情况下，当抛光衬垫的粗糙度降低到阈值范围以下时，低密度区域的厚度与高密度区域的厚度之比降低到小于目标范围。例如，图4B包括粗糙度低于阈值范围的抛光衬垫。相反，在某些情况下，当抛光衬垫的粗糙度增加到阈值范围以上时，低密度区域的厚度与高密度区域的厚度之比增加到高于目标范围。例如，图4A包括粗糙度高于阈值范围的抛光衬垫。即，具有阈值范围之外的表面粗糙度的抛光衬垫导致晶圆上的厚度变化，这取决于高图案密度区域和低图案密度区域的位置。
根据当前描述的一些实施例，监测抛光衬垫的粗糙度并控制抛光衬垫调节工艺有助于通过将抛光衬垫粗糙度控制在阈值范围内，来减少或避免晶圆上的厚度变化。在一些实施例中，控制调节工艺的迭代次数以辅助管理抛光衬垫粗糙度。在一些实施例中，控制调节工艺中所使用的调节衬垫的数量以辅助管理抛光衬垫粗糙度。在一些实施例中，控制调节衬垫的压力或位置以辅助管理抛光衬垫粗糙度。通过控制调节工艺，将抛光衬垫的粗糙度保持在阈值范围内。
当抛光衬垫持续抛光晶圆时，抛光衬垫最终退化到抛光衬垫不再能够恢复到阈值范围内的粗糙度的程度。如果抛光衬垫更换得太频繁，那么制造成本就会增加，因为可用的抛光衬垫被过早更换。相比之下，如果抛光衬垫更换得太晚，则使用本应更换的抛光衬垫进行CMP工艺的晶圆将增加厚度变化。结果，在晶圆上形成的器件发生故障的可能性增加。在一些实施例中，控制器用于确定何时更换抛光衬垫，以辅助降低制造成本并降低晶圆上的故障器件的风险。
CMP系统使用化学反应和机械研磨的组合以从半导体器件的表面去除材料。图1是根据一个或多个实施例的CMP系统100的图示。CMP系统100包括被配置为在至少一个方向上旋转的压盘102。在压盘102的顶部设置有抛光衬垫104。抛光头部106被配置为支持用于使用CMP系统100进行处理的晶圆。抛光头部106被配置为调整由抛光衬垫104施加在晶圆上的压力。CMP系统100还包括调节器108，调节器108被配置为恢复抛光衬垫104的粗糙度。CMP系统100还包括浆液输送系统110，浆液输送系统110被配置为将浆液输送到抛光衬垫104以便于从晶圆上去除材料。传感器115用于监测抛光衬垫104的粗糙度。在一些实施例中，可选传感器117被配置为接收从传感器115反射的光。控制器120被配置为从传感器115或传感器117接收信息，并且基于所接收到的信息来控制调节器108。
CMP系统100基于抛光衬垫104和抛光头部106之间的相对运动从晶圆上去除材料。通过浆液输送系统110引入抛光衬垫104的浆液与晶圆上的材料发生反应，并且由抛光衬垫施加在晶圆上的机械力从晶圆上去除材料。
压盘102被配置为在至少第一方向上旋转。在一些实施例中，压盘102被配置为在多于一个方向上旋转。在一些实施例中，压盘102被配置为保持静止。在一些实施例中，压盘102被配置为具有恒定旋转速度。在一些实施例中，压盘102被配置为具有可变旋转速度。在一些实施例中，压盘102由发动机旋转。在一些实施例中，发动机是交流(AC)发动机、直流(DC)发动机、通用发动机或另一合适的发动机。在一些实施例中，压盘102被配置为在一个或多个方向上平移。
压盘102被配置为支持抛光衬垫104。抛光衬垫104被配置为连接到压盘102，使得抛光衬垫104以与压盘相同的速度在相同方向上旋转。在压盘102静止的一些实施例中，抛光衬垫104保持静止。抛光衬垫104具有纹理表面，该纹理表面被配置为在CMP系统100的操作期间从晶圆上去除材料。
抛光头部106被配置为在CMP系统100的操作期间支持晶圆。在一些实施例中，抛光头部106包括用于将晶圆紧靠抛光头部而固定的扣环(retaining ring)。在一些实施例中，抛光头部106包括真空以将晶圆紧靠抛光头部而固定。抛光头部106被配置为在第二方向上旋转。在一些实施例中，第二方向与第一方向相同。在一些实施例中，第二方向与第一方向相反。在一些实施例中，抛光头部106被配置为以恒定旋转速度旋转。在一些实施例中，抛光头部106被配置为以可变旋转速度旋转。在一些实施例中，抛光头部106由发动机旋转。在一些实施例中，发动机是AC发动机、DC发动机、通用发动机或另一合适的发动机。在一些实施例中，抛光头部106保持静止。在一些实施例中，抛光头部106相对于抛光衬垫104平移。
抛光头部106被配置为在垂直于抛光衬垫104的表面的方向上移动。通过在垂直于抛光衬垫104的表面的方向上移动抛光头部106，由抛光衬垫施加在晶圆上的压力是可调整的。在一些实施例中，抛光头部106包括用于监测施加在晶圆上的压力的压力传感器。在一些实施例中，压力传感器连接到控制系统。在一些实施例中，抛光头部106包括压力调整设备，该压力调整设备被配置为在晶圆的与抛光衬垫104相对的表面上施加力，以调整在晶圆的不同位置处施加在晶圆上的压力。在一些实施例中，压力调整设备包括被配置为发射加压气体的喷嘴、可移动的插销或其他合适的施力元件。
调节器108被配置为恢复抛光衬垫104的粗糙度。在CMP系统100的操作期间，由于晶圆和抛光衬垫之间的力或通过浆液或其它颗粒的积聚，抛光衬垫104的粗糙度减小。调节器108被配置为恢复抛光衬垫104的粗糙度以保持CMP系统100的有效操作。
调节器108包括调节器衬垫108a，调节器衬垫108a被配置为接触抛光衬垫104。在一些实施例中，调节器衬垫108a被配置为旋转。调节器108还包括调节器臂108b，调节器臂108b被配置为在抛光衬垫104的表面上平移调节器衬垫108a。
浆液输送系统110被配置为将浆液提供到抛光衬垫104上。在一些实施例中，浆液输送系统110包括浆液混合系统，该浆液混合系统被配置为在将混合物输送到抛光衬垫104之前混合各种流体成分。浆液输送系统110包括至少一个喷嘴110a，至少一个喷嘴110a被配置为将浆液输送到抛光衬垫104。浆液输送系统110还包括输送臂110b，输送臂110b被配置为相对于抛光衬垫104的表面平移喷嘴110a的位置。
传感器115被配置为收集与抛光衬垫104的粗糙度有关的信息。为了简单起见，图1中包括单个传感器115。在一些实施例中，包括多个传感器115以检测抛光衬垫104上的不同位置处的粗糙度。在一些实施例中，传感器115是跨抛光衬垫104的一部分延伸的传感元件的集成阵列。通过收集关于不同位置处的粗糙度的信息，传感器115将能够更精确地定位具有阈值范围之外的粗糙度的抛光衬垫104的部分。在一些实施例中，传感器115是光学传感器，被配置为接收从抛光衬垫104的表面反射的光。在一些实施例中，传感器115对可见光敏感。在一些实施例中，传感器115对红外(IR)光敏感。在一些实施例中，多个传感器115中的每个传感器115是相同类型的传感器，例如可见光检测传感器。在一些实施例中，多个传感器115中的至少一个传感器115不同于另一个传感器115，例如，一个传感器115对可见光敏感，而一个传感器115对IR光敏感。在一些实施例中，传感器115被配置为向抛光衬垫104发射光。
传感器117被配置为接收由抛光衬垫104反射的、源自于传感器115的光。为了简单起见，图1中包括单个传感器117。在一些实施例中，包括多个传感器117以检测抛光衬垫104上的不同位置处的粗糙度。在一些实施例中，传感器117是跨抛光衬垫104的一部分延伸的传感元件的集成阵列。通过收集关于不同位置处的粗糙度的信息，传感器117将能够更精确地定位具有阈值范围之外的粗糙度的抛光衬垫104的部分。在一些实施例中，每个传感器115与传感器117配对。在一些实施例中，至少一个传感器115是不与传感器117配对的独立传感器。在一些实施例中，传感器117是光学传感器，被配置为接收从抛光衬垫104的表面反射的光。在一些实施例中，传感器117对可见光敏感。在一些实施例中，传感器117对IR光敏感。在一些实施例中，多个传感器117中的每个传感器117是相同类型的传感器，例如可见光检测传感器。在一些实施例中，多个传感器117中的至少一个传感器117不同于另一个传感器117，例如，一个传感器117对可见光敏感，而一个传感器117对IR光敏感。在一些实施例中，省略了传感器117，其中每个传感器115是独立的传感器。
抛光衬垫104具有从压盘中心延伸到压盘外缘的半径R。在一些实施例中，抛光衬垫104的半径R至少是抛光头部106的半径的2.5倍。在一些实施例中，如果抛光衬垫104的半径R小于抛光头部106的半径的2.5倍，则难以保持抛光衬垫的粗糙度，这将增加抛光时间并降低产量。
当抛光衬垫104和抛光头部106旋转时，传感器115和/或传感器117的(一个或多个)检测点相对于抛光衬垫104的位置改变。通过使用多个不同的检测点，收集与抛光衬垫104上的各个区域相关的更均匀的数据量。均匀的数据量使得能够更准确地确定抛光衬垫104的粗糙度分布。粗糙度分布是抛光衬垫104的表面上粗糙度的变化。例如，在一些实施例中，在某些情况下，在CMP工艺期间最常用的抛光衬垫104的区域将具有最低的粗糙度
控制器120被配置为从传感器115接收信息。在包括传感器117的一些实施例中，控制器120被配置为从传感器117接收信息。在一些实施例中，该信息包括抛光衬垫104的图像。在一些实施例中，该信息包括指示抛光衬垫104的粗糙度的信号。控制器120被配置为基于所接收的信息来确定抛光衬垫104的粗糙度。在包括多个传感器115和/或传感器117的一些实施例中，控制器120被配置为确定抛光衬垫104的粗糙度分布。
基于来自用于抛光衬垫104的传感器115或传感器117的信息，控制器120被配置为控制调节器108。在一些实施例中，控制器120控制调节器108的调节工艺的迭代次数。控制器120还被配置为跟踪抛光衬垫104上所使用的调节工艺的迭代。在一些实施例中，控制器120被配置为调整抛光衬垫104上的调节器头部108a的压力。在一些实施例中，控制器120被配置为基于所确定的抛光衬垫104的粗糙度分布来调整调节器头部108a的位置。在一些实施例中，控制器120被配置为控制次级调节器(未示出)以增加用于调整抛光衬垫104的粗糙度的调节器的数量。
图2是根据一个或多个实施例的使用CMP系统的方法200的流程图。在操作202中，晶圆附接到抛光头部。在一些实施例中，晶圆附接到抛光头部106(图1)。在一些实施例中，晶圆使用扣环附接到抛光头部。在一些实施例中，晶圆使用真空或其他合适的附接元件附接到抛光头部。在一些实施例中，省略了操作202。例如，当操作202由用户或另一设备实现时，省略该操作。
在操作204中，开始CMP工艺。CMP工艺包括在晶圆上施加压力，使其紧靠抛光衬垫。在一些实施例中，晶圆相对于抛光衬垫旋转。在一些实施例中，抛光衬垫相对于晶圆旋转。在一些实施例中，晶圆和抛光衬垫两者都被旋转。CMP工艺还包括将浆料施加到抛光衬垫上并调节抛光衬垫，以恢复抛光衬垫的纹理。在一些实施例中，晶圆被配置为相对于抛光衬垫平移。在一些实施例中，抛光衬垫被配置为相对于晶圆平移。在一些实施例中，省略了操作204。例如，当操作204由用户或另一设备实现时，省略该操作。
在步骤206中，监测抛光衬垫的粗糙度。在一些实施例中，使用单个检测点监测抛光衬垫的粗糙度。在一些实施例中，使用多个检测点监测抛光衬垫的粗糙度。在一些实施例中，使用传感器115和/或传感器117(图1)来监测抛光的粗糙度。在一些实施例中，多个检测点用于监测抛光衬垫的粗糙度分布。在一些实施例中，使用反射光束监测抛光衬垫的粗糙度。
在步骤208中，控制CMP系统的调节器以调整抛光衬垫的粗糙度。在一些实施例中，基于从传感器(例如，传感器115和/或传感器117(图1))接收到的信息来调整调节工艺的迭代次数。在一些实施例中，基于来自传感器(例如，传感器115和/或传感器117(图1))的信息来调整调节器头部(例如，调节器头部108a)的位置。在一些实施例中，基于从传感器(例如，传感器115和/或传感器117(图1))接收到的信息来调整调节器头部(例如，调节器头部108a)的压力。在一些实施例中，平滑调节器用于降低抛光衬垫的粗糙度。在一些实施例中，通过在垂直于抛光衬垫的方向上移动调节器头部来调整调节器头部的压力。在一些实施例中，调节器头部的移动发生在CMP工艺期间。在一些实施例中，调节器头部的移动发生在CMP工艺之后。在一些实施例中，调节器被调整以在晶圆的抛光表面上提供均匀的分布。在一些实施例中，附加调节器头部在调节工艺期间使用。在一些实施例中，附加调节器头部有助于减少完成调节工艺的时间量。在一些实施例中，附加调节器头部有助于解释抛光衬垫中粗糙度分布的变化
在操作210中，将抛光衬垫的粗糙度与阈值粗糙度范围进行比较。在一些实施例中，阈值粗糙度范围由用户选择。在一些实施例中，基于与CMP处理的性能相关的经验数据来确定阈值粗糙度范围。在一些实施例中，在调节工艺之后收集粗糙度信息，以与阈值粗糙度范围进行比较。在一些实施例中，在调节工艺期间收集粗糙度信息。在一些实施例中，在抛光衬垫上的单个位置处测量粗糙度。在一些实施例中，在抛光衬垫上的多个位置处测量粗糙度。
方法200响应于抛光衬垫的粗糙度满足阈值粗糙度范围而返回到操作202。在一些实施例中，响应于方法200返回到操作202，将新晶圆置于抛光头部上。在一些实施例中，响应于方法200返回到操作202，抛光头部上的同一晶圆经历附加的CMP工艺。关于是否将新晶圆置于抛光头部上的决策基于是否达到所需的抛光晶圆厚度。方法200响应于抛光衬垫的粗糙度不满足阈值粗糙度范围而进行到操作212。在一些实施例中，如果抛光衬垫上任何单一位置处的粗糙度不满足阈值粗糙度范围，则方法200进行到操作212。在一些实施例中，如果抛光衬垫上的第一位置的粗糙度不满足阈值粗糙度范围，但是第二位置满足阈值粗糙度范围，则仅对抛光衬垫的不满足的位置执行附加的调节迭代。
在操作212中，将调节工艺的迭代次数与迭代限制进行比较。在一些实施例中，迭代限制在约3次到约5次迭代之间。如果迭代限制次数过低，则会更频繁地更换抛光衬垫，这在某些情况下会增加生产成本。如果迭代限制次数过高，则会花费额外的时间来试图增加抛光衬垫的粗糙度，从而降低制造工艺的生产产量。在一些实施例中，响应于包括多个调节器的调节工艺来调整迭代次数。例如，在一些实施例中，如果在调节工艺中使用两个调节器，则调节工艺的迭代次数增加两次而不是一次。在一些实施例中，在不考虑调节工艺中使用的调节器的数量的情况下确定调节工艺的迭代次数。方法200响应于迭代次数小于迭代限制而返回到操作206。方法200响应于迭代次数达到迭代限制而进行操作214。
在操作214中，CMP工艺停止。在一些实施例中，基于晶圆厚度达到目标厚度而停止CMP工艺。在一些实施例中，基于CMP工艺的持续时间达到目标持续时间来停止CMP工艺。在一些实施例中，基于抛光衬垫的粗糙度不能正确地执行CMP工艺来停止CMP工艺。
在操作216中，更换抛光衬垫。在一些实施例中，通知和指示用户更换抛光衬垫。在一些实施例中，将控制信号发送到用于更换抛光衬垫的自动系统；并且自动系统在没有用户交互的情况下更换抛光衬垫。
在一些实施例中，在所述操作之前，在方法200中包括至少一个操作。例如，在一些实施例中，在操作202之前，将初始抛光衬垫附接到压盘。在一些实施例中，在所述操作之后，执行至少一个操作。例如，在一些实施例中，在更换抛光衬垫之后，更换调节器。在一些实施例中，省略来自方法200的至少一个操作。例如，在一些实施例中，如上所述，省略操作202。在一些实施例中，改变方法200的操作顺序。例如，在一些实施例中，在操作206之前，执行操作208。在一些实施例中，当在操作206之前执行操作208时，在第一次迭代中执行默认调节工艺，并且在随后的迭代中基于所检测到的抛光衬垫的粗糙度来调整调节工艺。
图3是根据一个或多个实施例的用于控制CMP系统的计算设备300的框图。计算设备300包括硬件处理器302和非暂态计算机可读存储介质304，非暂态计算机可读存储介质304编码有(即，存储)计算机程序代码306(即，一组可执行指令)。计算机可读存储介质304还编码有指令307，以用于与CMP系统100的元件接合。处理器302经由总线308电耦合到计算机可读存储介质304。处理器302还通过总线308电耦合到I/O接口310。网络接口312也经由总线308电连接到处理器302。网络接口312连接到网络314，使得处理器302和计算机可读存储介质304能够经由网络314连接到外部元件。处理器302被配置为执行编码在计算机可读存储介质304中的计算机程序代码306，以便使计算设备300可用于执行关于CMP系统100所描述的部分或全部操作。
在一些实施例中，处理器302是中央处理单元(CPU)、多处理器、分布式处理系统、专用集成电路(ASIC)和/或合适的处理单元。
在一些实施例中，计算机可读存储介质304是电子、磁性、光学、电磁、红外和/或半导体系统(或装置或设备)。例如，计算机可读存储介质304包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和/或光盘。在一些使用光盘的实施例中，计算机可读存储介质304包括光盘只读存储器(CD-ROM)、光盘读/写(CD-R/W)和/或数字视频光盘(DVD)。
在一些实施例中，存储介质304存储计算机程序代码306，计算机程序代码306被配置为使计算设备300执行关于CMP系统100所描述的操作的。在一些实施例中，存储介质304还存储执行关于CMP系统100所描述的操作所需的信息，例如传感器参数316、调节迭代参数318、调节器压力参数320、目标粗糙度参数322和/或用于执行关于CMP系统100所述的操作的一组执行指令。
在一些实施例中，存储介质304存储用于与CMP系统100接合的指令307。指令307使得处理器302能够生成由CMP系统100的元件可读取的操作指令，以有效地实现关于CMP系统100所描述的操作。
计算机设备300包括I/O接口310。I/O接口310耦合到外部电路。在一些实施例中，I/O接口310包括键盘、按键、鼠标、轨迹球、轨迹板和/或光标方向键，以用于向处理器302传送信息和命令。
计算设备300还包括耦合到处理器302的网络接口312。网络接口312允许计算设备300与一个或多个其它计算机系统所连接的网络314通信。网络接口312包括：无线网络接口，例如蓝牙、WIFI、WIMAX、GPRS或WCDMA；或有线网络接口，例如以太网、USB或IEEE-1394。在一些实施例中，关于CMP系统100所描述的操作在两个或更多个计算设备300中实现，并且诸如传感器信息、调节迭代信息、调节器压力和目标粗糙度之类的信息经由网络314在不同计算设备300之间交换。
计算设备300被配置为通过I/O接口310接收与传感器(例如，传感器115和/或传感器117(图1))相关的信息。该信息经由总线308传送到处理器302以确定传感器位置处的抛光衬垫的粗糙度。粗糙度和/或分布随后作为传感器参数316存储在计算机可读介质304中。计算设备300被配置为通过I/O接口310接收与调节迭代相关的信息。该信息经由总线308传送到处理器302以确定调节迭代的次数。然后，调节迭代次数作为调节迭代参数318存储在计算机可读介质304中。计算设备300被配置为通过I/O接口310接收与调节器压力有关的信息。在一些实施例中，压力信息由位于调节器头部中的压力传感器提供。该信息作为调节器压力参数320存储在计算机可读介质304中。计算设备300被配置为通过I/O接口310接收与目标粗糙度有关的信息。在一些实施例中，从操作者接收目标粗糙度信息。在一些实施例中，基于由计算设备300接收到的、与制造工艺相关的信息来计算目标粗糙度。该信息作为目标粗糙度参数322存储在计算机可读介质304中。
在操作期间，在一些实施例中，处理器302执行一组指令，以基于传感器参数316、调节迭代参数318和目标粗糙度参数322确定是否使用调节器执行调节工艺的另一次迭代。在操作期间，处理器302执行一组指令以基于传感器参数316和目标粗糙度参数322确定抛光衬垫的粗糙度是否在阈值范围内。基于上述确定，处理器302生成控制信号以指示调节器执行另一调节工艺。在一些实施例中，使用I/O接口310发送控制信号。在一些实施例中，使用网络接口312发送控制信号。
在操作期间，在一些实施例中，处理器302执行一组指令，以基于传感器参数316、调节器压力参数320和目标粗糙度参数322来确定是否调整调节器的压力。在操作期间，处理器302执行一组指令以基于传感器参数316和目标粗糙度参数322来确定抛光衬垫的粗糙度是否在阈值范围内。基于上述确定，处理器302生成压力调整信号以调整调节器头部的位置。在一些实施例中，使用I/O接口310发送压力调整信号。在一些实施例中，使用网络接口312发送压力调整信号。
在操作期间，在一些实施例中，处理器302执行一组指令，以基于传感器参数316和目标粗糙度参数322来确定是否调整调节器的位置。在操作期间，处理器302执行一组指令，以基于传感器参数316和目标粗糙度参数322确定在抛光衬垫上的各个位置处，抛光衬垫的粗糙度是否在阈值范围内。基于上述确定，处理器302生成调节器位置调整信号以调整调节器头部在抛光衬垫上的位置。调节器头部的位置可在垂直于抛光衬垫的方向上调整以调整施加在抛光衬垫上的压力；或可在平行于抛光衬垫的顶表面的方向上调整以调节抛光衬垫的不同区域。在一些实施例中，使用I/O接口310发送调节器位置调整信号。在一些实施例中，使用网络接口312发送调节器位置调整信号。
本说明书的一个方面涉及一种调节抛光衬垫的方法。该方法包括从第一传感器接收关于抛光衬垫的粗糙度的信息。该方法还包括使用调节器来调节抛光衬垫。该方法还包括在调节之后检测抛光衬垫的粗糙度。该方法还包括响应于所检测到的抛光衬垫的粗糙度在阈值粗糙度范围之外而重复调节。在一些实施例中，该方法还包括跟踪调节的迭代次数；以及响应于迭代次数达到迭代限制而输出用于更换抛光衬垫的信号。在一些实施例中，该方法还包括从第二传感器接收关于抛光衬垫的粗糙度的信息，其中第二传感器被配置为在不同于第一传感器的位置处检测粗糙度；以及基于从第一传感器和第二传感器接收到的信息来确定抛光衬垫的粗糙度分布。在一些实施例中，该方法还包括基于所确定的粗糙度分布来调整调节器相对于抛光衬垫的位置。在一些实施例中，调整调节器的位置包括在平行于抛光衬垫的顶表面的方向上移动调节器。在一些实施例中，该方法还包括基于从第一传感器接收到的信息来调整由调节器施加在抛光衬垫上的压力。在一些实施例中，调整压力包括在垂直于抛光衬垫的顶表面的方向上移动调节器。在一些实施例中，调节抛光衬垫包括在化学机械抛光(CMP)工艺期间调节抛光衬垫。在一些实施例中，调节抛光衬垫包括在CMP工艺之后调节抛光衬垫。在一些实施例中，接收关于粗糙度的信息包括在CMP工艺期间接收关于粗糙度的信息。
本说明书的一个方面涉及一种化学机械抛光(CMP)系统。该CMP系统包括抛光衬垫，该抛光衬垫被配置为抛光晶圆。该CMP系统还包括被配置为检测抛光衬垫的粗糙度的第一传感器。该CMP系统还包括调节器，该调节器被配置为调整抛光衬垫的粗糙度。该CMP系统还包括控制器，该控制器被配置为基于从第一传感器接收到的信息来控制调节器，其中，该控制器被配置为控制由调节器对抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数。在一些实施例中，第一传感器是光学传感器。在一些实施例中，该CMP系统还包括被配置为检测抛光衬垫的粗糙度的第二传感器，其中，第二传感器位于抛光衬垫的与第一传感器不同的部分上方。在一些实施例中，控制器被配置为基于来自第一传感器和来自第二传感器的信息来确定抛光衬垫的粗糙度分布。在一些实施例中，控制器被配置为基于所确定的粗糙度分布来控制调节器。在一些实施例中，控制器被配置为基于所确定的粗糙度分布来控制调节器相对于抛光衬垫的位置。在一些实施例中，控制器被配置为基于从第一传感器接收到的信息来控制由调节器施加在抛光衬垫上的压力。在一些实施例中，控制器被配置为跟踪调节工艺的迭代次数。
本说明书的一个方面涉及一种化学机械抛光(CMP)系统。该CMP系统包括抛光头部，该抛光头部被配置为在CMP工艺期间保持晶圆。该CMP系统包括抛光衬垫，该抛光衬垫被配置为抛光晶圆。该CMP系统还包括被配置为检测抛光衬垫的粗糙度的多个传感器。该CMP系统还包括被配置为调整抛光衬垫的粗糙度的调节器。该CMP系统还包括被配置为基于从多个传感器接收到的信息来控制调节器的控制器。控制器被配置为控制由调节器对抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数，控制调节器相对于抛光衬垫的位置，或控制由调节器施加在抛光衬垫上的压力。在一些实施例中，多个传感器中的第一传感器被配置为向抛光衬垫发射光，多个传感器的第二传感器被配置为接收从抛光衬垫反射的发射光。
以上概述了若干实施例的特征，以便本领域技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他过程和结构的基础，以实现相同的目的和/或实现本文介绍的实施例的相同优点。本领域技术人员还应当认识到，这样的等效结构不背离本公开的精神和范围，并且它们可以在不背离本公开的精神和范围的情况下在本公开中进行各种改变、替换和更改。
示例1.一种调节抛光衬垫的方法，包括：从第一传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息；使用调节器来调节所述抛光衬垫；在所述调节之后检测所述抛光衬垫的粗糙度；以及响应于所检测到的所述抛光衬垫的粗糙度在阈值粗糙度范围之外，重复所述调节。
示例2.根据示例1所述的方法，还包括：跟踪所述调节的迭代次数；以及响应于所述迭代次数达到迭代限制，输出用于更换所述抛光衬垫的信号。
示例3.根据示例1所述的方法，还包括：从第二传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息，其中，所述第二传感器被配置为在不同于所述第一传感器的位置处检测所述粗糙度；以及基于从所述第一传感器和所述第二传感器接收到的信息来确定所述抛光衬垫的粗糙度分布。
示例4.根据示例3所述的方法，还包括：基于所确定的粗糙度分布来调整所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置。
示例5.根据示例4所述的方法，其中，调整所述调节器的位置包括：在平行于所述抛光衬垫的顶表面的方向上移动所述调节器。
示例6.根据示例1所述的方法，还包括：基于从所述第一传感器接收到的信息来调整由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
示例7.根据示例6所述的方法，其中，调整所述压力包括：在垂直于所述抛光衬垫的顶表面的方向上移动所述调节器。
示例8.根据示例1所述的方法，其中，调节所述抛光衬垫包括：在化学机械抛光CMP工艺期间调节所述抛光衬垫。
示例9.根据示例1所述的方法，其中，调节所述抛光衬垫包括：在CMP工艺之后调节所述抛光衬垫。
示例10.根据示例1所述的方法，其中，接收关于所述粗糙度的信息包括：在CMP工艺期间接收关于所述粗糙度的信息。
示例11.一种化学机械抛光CMP系统，包括：抛光衬垫，被配置为抛光晶圆；第一传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及控制器，被配置为基于从所述第一传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数。
示例12.根据示例11所述的CMP系统，其中，所述第一传感器是光学传感器。
示例13.根据示例11所述的CMP系统，还包括：第二传感器，所述第二传感器被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度，其中，所述第二传感器位于所述抛光衬垫的与所述第一传感器不同的部分上方。
示例14.根据示例13所述的CMP系统，其中，所述控制器被配置为基于来自所述第一传感器和来自所述第二传感器的信息来确定所述抛光衬垫的粗糙度分布。
示例15.根据示例14所述的CMP系统，其中，所述控制器被配置为基于所确定的粗糙度分布来控制所述调节器。
示例16.根据示例15所述的CMP系统，其中，所述控制器被配置为基于所确定的粗糙度分布来控制所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置。
示例17.根据示例11所述的CMP系统，其中，所述控制器被配置为基于从所述第一传感器接收到的信息来控制由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
示例18.根据示例11所述的CMP系统，其中，所述控制器被配置为跟踪所述调节工艺的迭代次数。
示例19.一种化学机械抛光CMP系统，包括：抛光头部，被配置为在CMP工艺期间保持晶圆；抛光衬垫，被配置为抛光所述晶圆；多个传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及控制器，被配置为基于从所述多个传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为：控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数，控制所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置，或者控制由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
示例20.根据示例19所述的CMP系统，其中，所述多个传感器中的第一传感器被配置为向所述抛光衬垫发射光，所述多个传感器中的第二传感器被配置为接收从所述抛光衬垫反射的发射光。

Claims (10)

1.一种调节抛光衬垫的方法，包括：
从第一传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息；
使用调节器来调节所述抛光衬垫；
在所述调节之后检测所述抛光衬垫的粗糙度；以及
响应于所检测到的所述抛光衬垫的粗糙度在阈值粗糙度范围之外，重复所述调节。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
跟踪所述调节的迭代次数；以及
响应于所述迭代次数达到迭代限制，输出用于更换所述抛光衬垫的信号。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从第二传感器接收关于所述抛光衬垫的粗糙度的信息，其中，所述第二传感器被配置为在不同于所述第一传感器的位置处检测所述粗糙度；以及
基于从所述第一传感器和所述第二传感器接收到的信息来确定所述抛光衬垫的粗糙度分布。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所确定的粗糙度分布来调整所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，调整所述调节器的位置包括：在平行于所述抛光衬垫的顶表面的方向上移动所述调节器。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于从所述第一传感器接收到的信息来调整由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，调整所述压力包括：在垂直于所述抛光衬垫的顶表面的方向上移动所述调节器。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述抛光衬垫包括：在化学机械抛光CMP工艺期间调节所述抛光衬垫。
9.一种化学机械抛光CMP系统，包括：
抛光衬垫，被配置为抛光晶圆；
第一传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；
调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及
控制器，被配置为基于从所述第一传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数。
10.一种化学机械抛光CMP系统，包括：
抛光头部，被配置为在CMP工艺期间保持晶圆；
抛光衬垫，被配置为抛光所述晶圆；
多个传感器，被配置为检测所述抛光衬垫的粗糙度；
调节器，被配置为调整所述抛光衬垫的粗糙度；以及
控制器，被配置为基于从所述多个传感器接收到的信息来控制所述调节器，其中，所述控制器被配置为：
控制由所述调节器对所述抛光衬垫执行的调节工艺的迭代次数，
控制所述调节器相对于所述抛光衬垫的位置，或者
控制由所述调节器施加在所述抛光衬垫上的压力。
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