CN117718876A - 用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备 - Google Patents

用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备 Download PDF

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CN117718876A CN202410171461.9A CN202410171461A CN117718876A CN 117718876 A CN117718876 A CN 117718876A CN 202410171461 A CN202410171461 A CN 202410171461A CN 117718876 A CN117718876 A CN 117718876A
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Abstract

本申请实施例提供了一种用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备,其中方法包括:通过承载头加载待抛光的晶圆,将所述晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向所述抛光垫与所述晶圆之间供给抛光液;通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据,其中,所述修整器包括传动臂和修整头,所述修整头在所述传动臂的支撑下对抛光垫进行修整,所述传动臂在所述修整头的作用力下产生应变,所述应变数据用于指示所述传动臂的应变量;根据所述应变数据确定修整偏差,所述修整偏差用于指示所述抛光垫的平整度;根据所述修整偏差确定所述抛光垫的磨损状态,对晶圆进行化学机械抛光。

Description

用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备
技术领域
本申请实施例涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备。
背景技术
在化学机械抛光过程中,为使抛光垫具有良好的表面特性,需要使用修整器对抛光垫表面进行修整处理。相关技术中,修整器的传动臂上通常安装有修整头和修整盘,修整器通过传动臂给予修整头一个下压力和旋转力矩,从而使修整头的修整盘在抛光垫表面运动,修整抛光垫的表面。
抛光垫修整的修整状态直接影响晶圆的抛光效果,例如,若抛光垫局部区域修整不均匀,则会对抛光液的分布及晶圆的侧向力等产生不良影响,致使无法获取符合工艺要求的晶圆。所以对抛光垫的修整状态进行监测十分重要。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种用于化学机械抛光的监测方法和化学机械抛光设备,以至少部分解决上述问题。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种化学机械抛光的监测方法,包括:通过承载头加载待抛光的晶圆,将所述晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向所述抛光垫与所述晶圆之间供给抛光液;通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据,其中,所述修整器包括传动臂和修整头,所述修整头在所述传动臂的支撑下对抛光垫进行修整,所述传动臂在所述修整头的作用力下产生应变,所述应变数据用于指示所述传动臂的应变量;根据所述应变数据确定修整偏差,所述修整偏差用于指示所述抛光垫的平整度;根据所述修整偏差确定所述抛光垫的磨损状态,对晶圆进行化学机械抛光。
在一种可能的实现方式中,所述应变数据包括所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中连续采集的所述传动臂的多个应变值;所述根据所述应变数据确定修整偏差,包括:根据所述应变数据包括的多个应变值,确定修整偏差。
在一种可能的实现方式中,在所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中,所述传动臂带动所述修整头在所述抛光垫上作单摆运动,所述应变数据包括在所述传动臂的一个单摆运动周期内采集到的多个应变值。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述应变数据包括的多个应变值,确定修整偏差,包括:对所述应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,获得所述多个应变值中每个应变值对应的归一化结果;根据所述多个应变值对应的归一化结果,确定所述修整偏差。
在一种可能的实现方式中,所述对所述应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,包括:
根据所述应变数据包括的应变值,通过如下公式计算该应变值对应的归一化结果;
ε_i*=(ε_i-ε_min)/(ε_max-ε_min)
式中,ε_i用于表征所述应变数据包括的第i个应变值,〖ε〗_i*用于表征ε_i的归一化结果,ε_min用于表征所述多个应变值中的最小应变值,ε_max用于表征所述多个应变值中的最大应变值,i为正整数。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述多个应变值对应的归一化结果,确定所述修整偏差,包括:
根据所述多个应变值对应的归一化结果,通过如下公式计算所述修整偏差;
R=∑(ε_i*/n-0.5)
式中,R用于表征所述修整偏差,n用于表征所述应变数据包括的应变值的个数。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:若所述应变数据包括的至少一个应变值小于预警阈值,则确定所述抛光垫邻近使用寿命。
在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:根据所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力、及所述修整头中修整盘在最大行程时所述修整盘受到的行程阻力,通过如下公式计算所述预警阈值;
ε_y=(P-f(L_max))/k
式中,ε_y用于表征所述预警阈值,P用于表征修整头对所述抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力;f(L_max)用于表征在最大行程时所述修整盘受到的行程阻力,L_max用于表征所述修整盘的最大行程,k为所述应变值与所述修整盘作用于所述抛光垫的压力的相关系数。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种化学机械抛光设备,包括:包括抛光盘、承载头、供液装置、修整器和控制器;所述承载头加载待抛光的晶圆并将其抵接于抛光盘上方的抛光垫,所述供液装置朝向抛光垫与晶圆之间供给抛光液,所述修整器用于修整抛光垫的表面;所述控制器用于执行如上述方法对应的操作。
在一种可能的实现方式中,在所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中,所述传动臂带动所述修整头在所述抛光垫上作单摆运动,所述应变数据包括在所述传动臂的一个单摆运动周期内采集到的多个应变值。
本申请实施例中,通过承载头加载待抛光的晶圆,将所述晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向所述抛光垫与所述晶圆之间供给抛光液;通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据,可以根据应变数据的变化,确定出抛光垫的修整偏差,并根据确定出的修整偏差确定抛光垫的磨损状态,以实现对抛光垫的监测,能够在对抛光垫进行修整时,及时对抛光垫磨损异常的情况进行示警,以免因抛光垫的修整异常影响晶圆的抛光效果,并能够根据磨损状态调整所述承载头抵接所述晶圆的抵接力,以对晶圆进行化学机械抛光,提高了抛光准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请可选实施例提供的一种用于化学机械抛光的监测方法的步骤流程图;
图2是本申请可选实施例提供的一种修整器的结构示意图;
图3是本申请可选实施例提供的另一种用于化学机械抛光的监测方法的步骤流程图;
图4是本申请可选实施例提供的一种应变数据记录图;
图5是本申请可选实施例提供的一种归一化结果记录图;
图6是本申请可选实施例提供的另一种归一化结果记录图;
图7是本申请可选实施例提供的另一种应变数据记录图;
图8是本申请可选实施例提供的一种修整盘的行程阻力与行程的相关关系示意图;
图9是本申请可选实施例提供的一种化学机械抛光设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请实施例保护的范围。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
根据本申请实施例的第一方面,提供一种用于化学机械抛光的监测方法,以解决上述问题。
下面参照附图对本申请实施例提供的用于化学机械抛光的监测方法进行详细说明。
如图1所示,本申请实施例提供一种用于化学机械抛光的监测方法,包括:
S100:通过承载头加载待抛光的晶圆,将晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向抛光垫与晶圆之间供给抛光液。
S110:通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据,其中,修整器包括传动臂和修整头,修整头在传动臂的支撑下对抛光垫进行修整,传动臂在修整头的作用力下产生应变,应变数据用于指示传动臂的应变量。
修整器的应变数据可包括传动臂产生应变的应变值,该应变值可通过应变片等应变传感器进行测量。在一些可选的实施例中,如图2所示,修整器10可以包括传动臂11和修整头12,传动臂上安装有应变传感器13。对抛光垫进行修整时,抛光垫会对修整头12产生图2中反作用力F0,通过应变传感器,可测量传动臂在反作用力F0的作用下产生的应变,以对抛光垫的修整过程进行监测。
应变传感器可以是如图2所示的应变传感器13,其内部可包括两组接触元件131和压电传感器132,在应变传感器与传动臂紧密贴合后,当传动臂产生应变时,两个接触元件131之间距离随应变而变化,并各自产生作用于对应压电传感器132的摩擦力,使压电传感器132根据其所受的摩擦力测量传动臂的应变值。压电传感器是一种可以根据其受力检测应变的传感器,其具体原理可参照相关技术,此处不再进行赘述。
S120:根据应变数据确定修整偏差,修整偏差用于指示抛光垫的平整度。
修整头对修整臂的作用力的大小会受到抛光垫厚度的影响,从而影响应变值的大小。例如,当抛光垫磨损异常时,抛光垫异常处的厚度会发生突变,使得修整头对修整臂的作用力的大小也发生突变,最终导致传动臂的应变值发生突变。
本申请实施例可通过应变数据的变化,检测抛光垫不同位置的厚度偏差/变化,由于抛光垫不同位置间的厚度偏差可以体现抛光垫表面的平整度,所以根据应变数据能够确定出修整偏差。
S130:根据修整偏差确定抛光垫的磨损状态,对晶圆进行化学机械抛光。
为根据修整偏差确定抛光垫的磨损状态,可以根据抛光垫的平整度要求,设定预设指示磨损异常的偏差阈值,将修整偏差的绝对值与偏差阈值进行比较,确定抛光垫的磨损状态是否存在异常,例如,当整偏差的绝对值大于偏差阈值时,认为抛光垫存在磨损状态存在异常;当整偏差的绝对值小于或等于偏差阈值时,认为抛光垫的磨损状态不存在异常。应该理解,抛光垫的磨损可以是被修整所产生的磨损,也可以是抛光垫对晶圆进行抛光时产生的磨损。
本申请实施例中,通过实时获取修整器的应变数据,可以根据应变数据的变化,确定出抛光垫的修整偏差,并根据确定出的修整偏差确定抛光垫的磨损状态,以实现对抛光垫的监测。能够在对抛光垫进行修整时,及时对抛光垫磨损异常的情况进行示警,以免因抛光垫的修整异常影响晶圆的抛光效果。
在一些可选的实施例中,应变数据包括修整头对抛光垫进行修整过程中,连续采集的传动臂的多个应变值。此时,根据应变数据确定修整偏差,包括:根据应变数据包括的多个应变值,确定修整偏差。
需要说明的是,确定修整偏差所用的应变数据中包括的应变值的数量不能过多,以免在前的应变值对应的抛光垫位置与在后的应变值对应的抛光垫位置重合。
由于连续采集的应变值之间的采集时间和采集位置较为接近,其应变值的理论值也应该较为接近,所以连续采集的应变值之间的变化更容易体现出修整偏差的大小。因此,本申请实施例中,通过采集应变传感器连续测量的多个应变值,并根据多个应变值确定修整偏差,可以利用连续采集的多个应变值,更为准确地确定出抛光垫修整偏差。
在一些可选的实施例中,在修整头对抛光垫进行修整过程中,传动臂带动修整头在抛光垫上作单摆运动,应变数据包括在传动臂的一个单摆运动周期内采集到的多个应变值。
作为一种可行的实现方式,如图2所示,传动臂11可以绕底座14的轴线R进行转动,从而带动修整头在抛光垫上作单摆运动,以对抛光垫上的不同位置进行修整。在传动臂在进行单摆运动的同时,也可以使抛光垫进行自转,以便于修整头可以更好地对抛光垫的不同位置进行修整。
本申请实施例在修整头对抛光垫进行修整过程中,传动臂带动修整头在抛光垫上作单摆运动,可以均匀地对抛光垫的不同位置进行修整。另外,应变数据包括修整头对抛光垫进行修整过程中,连续采集的传动臂的多个应变值,使得可以将传动臂在其一个单摆运动周期内采集到的多个应变值作为应变数据,从而尽可能使采集多个应变值时,修整头位于抛光垫不同位置,以免多个应变值对应的抛光垫位置相重合,保证根据多个应变值确定除的修整偏差的有效性。
如图3所示,在一些可选的实施例中,用于化学机械抛光的监测方法包括:
S100:通过承载头加载待抛光的晶圆,将晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向抛光垫与晶圆之间供给抛光液。
S110:通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据。
S121:对应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,获得多个应变值中每个应变值对应的归一化结果。
本申请实施例中,对应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,可理解为将各个应变值与参考应变值的差值映射到单位区间[0,1]区间,以更显著地表现各个应变值间的差距,参考应变值可以为多个应变值之中的最小值或最大值等。
在一些可选的实施例中,可根据应变数据包括的应变值,通过如下公式计算该应变值对应的归一化结果;
ε_i*=(ε_i-ε_min)/(ε_max-ε_min) 式1
式中,ε_i用于表征应变数据包括的第i个应变值,ε_i*用于表征ε_i的归一化结果,ε_min用于表征多个应变值中的最小应变值,ε_max用于表征多个应变值中的最大应变值,i为正整数。
在一个可选的实施例中,获取到如图4所示的部分应变数据,图4的横坐标为采集时间点,纵坐标为采集的应变值,图4示出了传动臂的多个单摆运动周期。抛光垫磨损状态的异常的情况包括局部过磨和局部磨损不足,图5为局部过磨情况对应的一组应变数据的归一化结果,图6为局部磨损不足情况对应的一组应变数据的归一化结果,图5和图6均对应一个单摆运动周期。
由图5和图6可见,通过式1计算应变值对应的归一化结果,可以使得各应变值的归一化结果有较为明显的差距,从而更好地表征抛光垫的厚度偏差,所以根据式1计算应变值对应的归一化结果,更够更为准确地确定出抛光垫的修整偏差。
S122:根据多个应变值对应的归一化结果,确定修整偏差。
示例性地,修整偏差可以为多个应变值的归一化结果的平均值与某一基准值的差。
在一些可选的实施例中,可根据多个应变值对应的归一化结果,通过如下公式计算修整偏差;
R=∑(ε_i*/n-0.5) 式2
式中,R用于表征修整偏差,n用于表征应变数据包括的应变值的个数。
本申请实施例中,可以根据多个应变值对应的归一化结果,通过式2,简单方便地求得修整偏差,有利于提高修整偏差的计算效率。
作为一种可行的实现方式,可以根据抛光垫未经使用时的初始平面度M0设置偏差阈值,例如,可设置偏差阈值为μM_0;其中μ为转换系数,其取值与抛光垫的性能和工艺条件有关,可通过测量相关样本进行确定。对于通过式1和式2计算的修整偏差,μ一般可以在0.5-1取值。
应该理解,抛光垫的平面度为抛光垫实测表面高度距离理想平面的偏差,其中理想平面是利用实测数据计算并拟合出的模拟平面,抛光垫的平面度的具体测量方法可参照相关技术,此处不在进行赘述。
S130:根据修整偏差确定抛光垫的磨损状态,对晶圆进行化学机械抛光。
本申请实施例中,通过对应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,可以使得多个应变值之间的差距更为显著,以便于通过归一化结果更好地表征抛光垫不同位置的厚度偏差。从而根据多个应变值对应的归一化结果,能够确定出更为准确的修整偏差。
在一些可选的实施例中,本申请实施例提供的用于化学机械抛光的监测方法还包括:若应变数据包括的至少一个应变值小于预警阈值,则确定抛光垫邻近使用寿命。
如图7所示,通过对抛光垫进行监测发现,在修整器对抛光垫的连续打磨下,随着修抛光垫的厚度减薄,传动臂的应变值逐渐减小,即传动臂的应变值与抛光垫的厚度之间存在一定的正相关关系。所以,本申请实施例可设置一个传动臂应变值的预警阈值,通过该预警阈值指示抛光垫邻近使用寿命,该预警阈值可以根据抛光垫临近使用寿命时传动臂的应变值进行确定,应该理解,预警阈值应不小于抛光垫达到使用寿命时传动臂的应变值。从而在一些实施例中,可在传动臂的应变值小于预警阈值时,确定抛光垫邻近使用寿命;可在传动臂的应变值不小于预警阈值时,确定抛光垫未邻近使用寿命。
本申请实施例中,通过设定预警阈值,在应变数据包括的至少一个应变值小于预警阈值时,确定抛光垫邻近使用寿命,可以在抛光垫临近使用寿命时进行提醒,以便于及时更换抛光垫,避免因抛光垫到达使用寿命而降低生产效率。
在一些可选的实施例中,本申请实施例提供的抛光垫检测方法还包括:根据修整头对抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力、及修整头中修整盘在最大行程时修整盘受到的行程阻力,通过如下公式计算预警阈值;
ε_y=(P-f(L_max))/k
式中,ε_y用于表征预警阈值,P用于表征修整头对抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力;f(L_max)用于表征在最大行程时修整盘受到的行程阻力,L_max用于表征修整盘的最大行程,k为应变值与修整盘作用于抛光垫的压力的相关系数。本申请实施例中,修整盘可以在抛光垫和传动臂之间伸缩,以便于压紧抛光垫,伸缩的范围即为修整盘的行程范围。
修整盘作用于抛光垫的压力F可通过下式进行计算:
F=P-f(L) 式4
式中,L用于表征修整盘的行程,并且L=L_max+d_min-d,其中d_min用于表征抛光垫达到使用寿命时的厚度,d用于表征抛光垫的实际厚度;f(L)用于表征修整盘受到的行程阻力,f(L)与L的相关关系示意图可参见图8,图8的横坐标单位为mil(毫英寸),纵坐标单位为mN(毫牛顿),f(L)的具体表达式可通过实测数据进行拟合获得,也可通过其他合适的方式获得,本申请实施例对此不进行限定。
k可通过拟合F与传动臂的相关关系获得。示例性地,在一些可选的实施例中,可依次测量实际压力F为2-10 lbf时传动臂的应变值,测量间隔为0.5 lbf,拟合后得到压力-应变曲线,采用F=k*ε拟合该曲线便可得到上述相关系数k。测量区间及测量精度可根据实际需求设定,测量区间越大、间隔越小,拟合曲线结果越准确。
本申请实施例中,通过式3可以基于应变值与修整盘作用于抛光垫的压力的相关关系、修整头对抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力、及修整盘在最大行程时修整盘受到的行程阻力计算预警阈值,不必采用复杂的硬件设施,便可以简单方便地确定出预警阈值,能够有效降低监测复杂程度。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种修整系统,包括修整器、设置在修整器的传动臂上的应变传感器以及控制器,控制器用于根据应变传感器的应变数据执行上面任一实施例中的方法。
控制器中可包括处理器和计算机程序,处理器运行该计算机程序时,可使修整器执行上面多个方法实施例中的任一方法对应的操作。
本实施例的修整系统与前述用于化学机械抛光的监测方法的实施例基于相同的发明构思,用于实现前述多个方法实施例中相应的用于化学机械抛光的监测方法,并具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。此外,本实施例的修整系统中的各个单元的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述,在此亦不再赘述。
如图9所示,根据本申请实施例的第三方面,还提供了一种化学机械抛光设备20,包括:抛光盘21、承载头22、供液装置23、修整器24和控制器;承载头22加载待抛光的晶圆并将其抵接于抛光盘21上方的抛光垫25,供液装置23朝向抛光垫25与晶圆之间供给抛光液,修整器24用于修整抛光垫25的表面;控制器用于执行上面任一实施例中的方法。
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing ,CMP)也称为“化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization ,CMP),是一种全局平坦化的超精密表面加工技术,可以使晶圆在化学和机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。
本申请实施例的化学机械抛光设备中,抛光垫25置于抛光盘21上,承载头22和修整器24可分别位于抛光垫25的两侧,从而可以在承载头22通过抛光垫25对晶圆抛光时,使修整器24的修整盘能够同时对抛光垫25进行修整和监测。
应该理解,本实施例的化学机械抛光设备与前述用于化学机械抛光的监测方法、修整系统的实施例基于相同的发明构思,其具体实现方式和有益效果可参照上面的实施例,此处不再进行赘述。
需要指出,根据实施的需要,可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤,也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤,以实现本申请实施例的目的。
上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现,或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD-ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码,或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码,从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或现场可编辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA))的记录介质上的这样的软件处理。可以理解,计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如,随机存储器(Random Access Memory ,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory, ROM)、闪存等),当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时,实现在此描述的方法。此外,当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时,代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。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方法步骤,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申请实施例的范围。
以上实施方式仅用于说明本申请实施例,而并非对本申请实施例的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴,本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种化学机械抛光的监测方法,其特征在于,包括:
通过承载头加载待抛光的晶圆,将所述晶圆抵接于抛光盘上方的抛光垫,并通过供液装置朝向所述抛光垫与所述晶圆之间供给抛光液;
通过修整器对抛光垫进行修整,并获取修整器的应变数据,其中,所述修整器包括传动臂和修整头,所述修整头在所述传动臂的支撑下对抛光垫进行修整,所述传动臂在所述修整头的作用力下产生应变,所述应变数据用于指示所述传动臂的应变量;
根据所述应变数据确定修整偏差,所述修整偏差用于指示所述抛光垫的平整度;
根据所述修整偏差确定所述抛光垫的磨损状态,对晶圆进行化学机械抛光。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述应变数据包括所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中连续采集的所述传动臂的多个应变值;
所述根据所述应变数据确定修整偏差,包括:根据所述应变数据包括的多个应变值,确定修整偏差。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中,所述传动臂带动所述修整头在所述抛光垫上作单摆运动,所述应变数据包括在所述传动臂的一个单摆运动周期内采集到的多个应变值。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述根据所述应变数据包括的多个应变值,确定修整偏差,包括:
对所述应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,获得所述多个应变值中每个应变值对应的归一化结果;
根据所述多个应变值对应的归一化结果,确定所述修整偏差。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对所述应变数据包括的多个应变值进行归一化处理,包括:
根据所述应变数据包括的应变值,通过如下公式计算该应变值对应的归一化结果;
ε_i*=(ε_i-ε_min)/(ε_max-ε_min)
式中,ε_i用于表征所述应变数据包括的第i个应变值,ε_i*用于表征ε_i的归一化结果,ε_min用于表征所述多个应变值中的最小应变值,ε_max用于表征所述多个应变值中的最大应变值,i为正整数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个应变值对应的归一化结果,确定所述修整偏差,包括:
根据所述多个应变值对应的归一化结果,通过如下公式计算所述修整偏差;
R=∑(ε_i*/n-0.5)
式中,R用于表征所述修整偏差,n用于表征所述应变数据包括的应变值的个数。
7.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述应变数据包括的至少一个应变值小于预警阈值,则确定所述抛光垫邻近使用寿命。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力、及所述修整头中修整盘在最大行程时所述修整盘受到的行程阻力,通过如下公式计算所述预警阈值:
ε_y=(P-f(L_max))/k
式中,ε_y用于表征所述预警阈值,P用于表征修整头对所述抛光垫进行修整过程中驱动机构输出的驱动力;f(L_max)用于表征在最大行程时所述修整盘受到的行程阻力,L_max用于表征所述修整盘的最大行程,k为所述应变值与所述修整盘作用于所述抛光垫的压力的相关系数。
9.一种化学机械抛光设备,其特征在于,包括:包括抛光盘、承载头、供液装置、修整器和控制器;
所述承载头加载待抛光的晶圆并将其抵接于抛光盘上方的抛光垫,所述供液装置朝向抛光垫与晶圆之间供给抛光液,所述修整器用于修整抛光垫的表面;所述控制器用于执行所述权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,在所述修整头对所述抛光垫进行修整过程中,所述传动臂带动所述修整头在所述抛光垫上作单摆运动,所述应变数据包括在所述传动臂的一个单摆运动周期内采集到的多个应变值。
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