CN117863068A - 先进过程控制方法及化学机械研磨系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种先进过程控制方法及化学机械研磨系统，先进过程控制方法包括：获取当前未研磨晶圆的研磨前参数集合；通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式；通过当前晶圆研磨工艺程式对应的研磨工艺对未研磨的晶圆进行研磨；晶圆研磨完成后，获取已研磨晶圆的研磨后参数集合；将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合、研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。根据本发明的先进过程控制方法，可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。

Description

先进过程控制方法及化学机械研磨系统

技术领域

本发明涉及晶圆生产技术领域，尤其是涉及一种先进过程控制方法及化学机械研磨系统。

背景技术

随着超大规模集成电路的快速发展，半导体集成电路制造工艺变得越来越复杂。在现有技术中，业界引入化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)对晶圆的表面进行平坦化处理，使每层都具有高的全局平整度，同时，为消除前道工艺制成不稳定及研磨耗材使用时间变化导致的研磨差异性问题，通常会采用先进过程控制(APC：AdvanceProcess Control)对晶圆研磨过程进行控制。但是，已有APC技术仍存在不同耗材使用时间下多种研磨产品的混合研磨等导致的工艺控制异常问题，直接影响研磨速率的控制以及研磨质量。

发明内容

本发明提出了一种先进过程控制方法，所述晶圆加工设备具有工艺窗口大、研磨速率以及质量高的优点。

本发明还提出了一种化学机械研磨系统。

根据本发明第一方面实施例的晶圆加工设备，包括：获取当前未研磨晶圆的研磨前参数集合；通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式；通过当前晶圆研磨工艺程式对应的研磨工艺对所述未研磨的晶圆进行研磨；晶圆研磨完成后，获取已研磨晶圆的研磨后参数集合；将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。

根据本发明第一方面实施例的晶圆加工设备，可以准确地为研磨前参数集合不同的未研磨晶圆查找出与之对应的初阶研磨工艺程式，从而可以降低未研磨晶圆的不同参数变化对晶圆研磨速率的影响，进而可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。同时，通过将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，可以不断优化研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以在不断优化过程中提升化学机械研磨系统对晶圆的研磨速率控制以及研磨质量。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前参数集合包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆研磨前信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或当前未研磨晶圆的研磨目标厚度值以及研磨目标轮廓曲线。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆研磨工艺程式参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述离线研磨速率为最新一次离线研磨速率。

根据本发明的一些实施例，所述研磨工艺数据库中储存的已研磨晶圆的信息参数集合包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨后的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨目标厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨工艺程式、晶圆研磨时的耗材使用时间、离线研磨速率及实际研磨速率。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前参数集合至少包括当前未研磨晶圆的厚度平均值，所述已研磨晶圆的信息参数集合至少包括已研磨晶圆的研磨前厚度平均值和晶圆研磨工艺程式；其中，所述通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：查询研磨工艺数据库中已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的厚度平均值相等的第一信息参数集合，所述第一信息参数集合唯一时，将该第一信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆的厚度平均值为全局平均值和多个分区的区域平均值中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前参数集合还包括当前未研磨晶圆的轮廓曲线，所述已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线；其中，所述第一信息参数集合不唯一时，多个所述第一信息参数集合构成第一筛选集合，查询第一筛选集合中已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线符合拟合优度参考区间的第二信息参数集合，所述第二信息参数集合唯一时，将该所述第二信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，所述拟合优度参考区间为0.9至1。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前参数集合还包括研磨前耗材使用时间，所述已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间；其中，所述第二信息参数集合不唯一时，多个第二信息参数集合构成第二筛选集合，查询第二筛选集合中已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间与当前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间最接近的第三信息参数集合，将第三信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前耗材使用时间为研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间。

根据本发明的一些实施例，所述研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨垫使用时间和研磨前研磨头使用时间，将当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间分别与与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间比对计算获得时间差异，所述时间差异最小的第二信息参数集合为第三信息参数集合。

根据本发明的一些实施例，时间差异T的计算公式为：T＝Q*T1+(1-Q)*T2；其中，Q为比重系数，0≤Q≤0.5，T1为当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的差异，T2为当前未研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间的差异。

根据本发明的一些实施例，所述通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：根据研磨前参数集合在用于记录已研磨晶圆的信息参数集合的研磨工艺数据库中查找出初阶研磨工艺程式；调用研磨工艺数据库信息模拟计算优化初阶研磨工艺程式的参数以得到当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，所述初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述调用研磨工艺数据库信息模拟计算调整初阶研磨工艺程式的参数包括对研磨去除量、研磨速率、研磨时间、研磨压力、研磨后剩余厚度和轮廓中至少一种的计算。

根据本发明的一些实施例，所述初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择研磨压力和研磨时间中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述研磨后参数集合包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆研磨后信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息以及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述晶圆研磨后的研磨层信息包括当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线。

根据本发明的一些实施例，所述将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，所述差异参数不大于差异阈值时，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合存入研磨工艺数据库。

根据本发明的一些实施例，所述差异参数D的计算公式为：D＝K*D1+(1-K)*D2；其中，K为比重系数，0≤K≤0.5，D1为所述当前已研磨晶圆的厚度值与该晶圆研磨的目标厚度值的差异，D2为所述当前已研磨晶圆的轮廓曲线与该晶圆的研磨目标轮廓曲线的差异。

根据本发明的一些实施例，所述差异参数大于差异阈值时，检测工艺过程是否存在异常；其中，所述工艺过程存在异常，排查并处理工艺过程异常；所述工艺过程正常，优化差异参数的计算。

根据本发明的一些实施例，所述将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式；将优化后的所述当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。

根据本发明的一些实施例，在获取已研磨晶圆的研磨后参数集合之后且在根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式之前，包括：将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，所述差异参数不大于差异阈值时，根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式，并将修正后的所述当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库。

根据本发明的一些实施例，所述根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式包括对研磨去除量、研磨速率、修正研磨时间及修正研磨压力中至少一种的计算。

根据本发明的一些实施例，所述根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式优先选择对研磨时间和研磨压力中至少一种的计算。

根据本发明第二方面实施例的化学机械研磨系统，用于执行根据权利要求上述先进过程控制方法，所述化学机械研磨系统包括：量测模块，用于检测晶圆的厚度以及轮廓曲线；化学机械研磨模块，用于研磨所述晶圆；工艺过程控制模块，用于控制所述化学机械研磨模块的研磨工艺；监测模块，用于监测并向所述工艺过程控制模块上传所述化学机械研磨模块的参数；数据存储模块，具有研磨工艺数据库且与所述工艺过程控制模块通讯连接；数据计算模块，用于查找以及模拟计算优化初阶研磨工艺程式且与所述数据存储模块通讯连接。

根据本发明第二方面实施例的化学机械研磨系统，可以准确地为研磨前参数集合不同的未研磨晶圆查找出与之对应的初阶研磨工艺程式，从而可以降低未研磨晶圆的不同参数变化对晶圆研磨速率的影响，进而可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。同时，通过将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，可以不断优化研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以在不断优化过程中提升化学机械研磨系统对晶圆的研磨速率控制以及研磨质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的晶圆加工设备的先进过程控制方法的流程图；

图2是根据本发明另一实施例的晶圆加工设备的先进过程控制方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的晶圆加工设备的根据研磨前参数集合在用于记录已研磨晶圆的信息参数集合的研磨工艺数据库中查找出初阶研磨工艺程式的流程图；

图4是根据本发明的其中一个实施例的晶圆加工设备的将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库的流程图；

图5是根据本发明的另一个实施例的晶圆加工设备的将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的先进过程控制方法。

根据本发明第一方面实施例的先进过程控制方法，用于化学机械研磨，其特征在于，先进过程控制方法包括：获取当前未研磨晶圆的研磨前参数集合。其中，研磨前参数集合指的是当前未研磨晶圆的至少部分参数信息，即研磨前参数集合包括多个未研磨晶圆的参数信息。也就是说，在进行当前未研磨晶圆的研磨工序前，首先获取当前未研磨晶圆的至少部分参数信息，便于后续根据研磨前参数集合中所包含的未研磨晶圆的参数信息进行数据比对查找。

进一步地，通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式。也就是说，研磨工艺数据库用于存储已研磨晶圆信息参数，其中，已研磨晶圆的信息参数集合指的是已研磨的晶圆在研磨过程中的研磨信息以及参数的数据集合体，因此，在获取当前未研磨晶圆的研磨前参数集合后，通过与研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，可以获取上一个与当前未研磨晶圆的研磨前参数集合相关度最高的已研磨晶圆的研磨工艺程式，研磨工艺程式指的是晶圆的具体加工参数集合，对应着已研磨晶圆的研磨工艺，即，所查找处的当前晶圆研磨工艺程式为研磨工艺数据库中与当前未研磨晶圆的研磨前参数集合相关度最高的已研磨晶圆的信息参数集合中的研磨工艺程式。

其中，由于研磨前参数集合包含未研磨晶圆的多个参数，通过与研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合中多个信息参数一一对应比对，可以更准确地确认与当前未研磨晶圆的研磨前参数集合相关度最高的已研磨晶圆的信息参数集合，同时可以准确地为研磨前参数集合不同的未研磨晶圆查找出与之对应的初阶研磨工艺程式，从而可以降低未研磨晶圆的不同参数变化对晶圆研磨速率的影响，进而可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。

需要说明的是，这里的相关度最高可以是相同，当不存在相同的信息参数集合时，相关度可以为最接近的信息参数集合。此外，当前晶圆研磨工艺程式的获取方式可以为通过在研磨工艺数据库查找与当前未研磨晶圆的研磨前参数集合相关度最高的已研磨晶圆的信息参数集合。其中，已研磨晶圆的信息参数集合至少包括对研磨前参数集合中种类相同的信息参数以及研磨工艺程式，例如，研磨前参数集合包括未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间，则已研磨晶圆的信息参数集合中包含已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间，以便于比对查找。此外，当前晶圆研磨工艺程式的获取还可以通过结合研磨工艺数据库已研磨晶圆的信息参数集合计算获得，这里不做具体限制。

进一步地，在获取当前晶圆研磨工艺程式后，通过当前晶圆研磨工艺程式对应的研磨工艺对未研磨的晶圆进行研磨，直至完成当前未研磨晶圆的研磨作业。

进一步地，晶圆研磨完成后，获取已研磨晶圆的研磨后参数集合。其中，研磨后参数集合指的是当前已研磨晶圆的至少部分参数信息，即，研磨后参数集合包括多个已研磨晶圆的参数信息。也就是说，在当前晶圆研磨完成后，获取已研磨晶圆的多个参数信息。从而通过晶圆研磨后信息可以准确地判断已研磨晶圆的研磨情况。

进一步地，在获取已研磨晶圆的研磨后参数集合后，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。由此，可以在研磨工艺数据库中更新携带有当前已研磨的晶圆的研磨前参数集合、研磨后参数集合以及当前晶圆研磨工艺程式的信息参数集合，以便于后续晶圆加工的比对以及调用，同时可以不断优化研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以在不断优化过程中提升化学机械研磨系统对晶圆的研磨速率控制以及研磨质量。

根据本发明第一方面实施例的先进过程控制方法，可以准确地为研磨前参数集合不同的未研磨晶圆查找出与之对应的初阶研磨工艺程式，从而可以降低未研磨晶圆的不同参数变化对晶圆研磨速率的影响，进而可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。同时，通过将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，可以不断优化研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以在不断优化过程中提升化学机械研磨系统对晶圆的研磨速率控制以及研磨质量。

根据本发明的一些实施例，研磨前参数集合包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的至少一种。即，研磨前参数集合可以包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的一种或多种。如，研磨前参数集合可以包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的一种，从而可以减少后续比对以及查询难度；研磨前参数集合可以包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的多种，可以较好地增加研磨前参数集合所包含的参数种类，利于提升后续比对以及查询的准确性，从而可以为当前未研磨晶圆查找出更准确适配的当前晶圆研磨工艺程式。

其中，研磨前耗材使用时间指的是用于研磨加工当前未研磨晶圆的化学机械研磨机台的研磨用耗材如研磨头、研磨垫以及研磨修整器等等已经使用的时间，离线研磨速率指的是化学机械研磨机台按照设定的时间对有别于产品的控片晶圆(monitor wafer)进行研磨，并通过对控片晶圆的厚度测量计算出的化学机械研磨机台当前状态下的研磨速率。

根据本发明的一些实施例，晶圆研磨前信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。也就是说，晶圆研磨前信息可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的一个或多个，当晶圆研磨前信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的一个时，如晶圆研磨前信息可以仅包括晶圆产品类型，即在研磨工艺数据库中查找初阶研磨工艺程式时查找与当前未研磨晶圆的晶圆产品类型相同的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以实现信息参数集合的初筛，而后通过研磨前耗材使用时间以及离线研磨速率再次进行筛选，利于降低查询难度。当然，晶圆研磨前信息还可以仅包括晶圆研磨前的研磨层信息，或晶圆研磨前信息可以仅包括晶圆研磨工艺程式参数，这里不在一一赘述。

此外，晶圆研磨前信息还可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的多个，如晶圆研磨前信息可以包括晶圆产品类型和晶圆研磨前的研磨层信息，晶圆研磨前信息还可以包括晶圆产品类型和晶圆研磨工艺程式参数，晶圆研磨前信息还可以包括晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数，晶圆研磨前信息还可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数。由此，当晶圆研磨前信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的多个时，可以较好地增加晶圆研磨前信息所包含的信息参数种类，即，晶圆研磨前信息更全面，利于提升查询的初阶研磨工艺程式的准确性，同时利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或当前未研磨晶圆的研磨目标厚度值以及研磨目标轮廓曲线。也就是说，可以是晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，因此，在研磨工艺数据中查询当前未研磨晶圆的初阶工艺程式时，可以通过当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与已研磨晶圆的信息参数集合中的研磨前厚度值及轮廓曲线比对进行筛选，从而可以获取研磨前厚度值及轮廓曲线相同的信息参数集合中的研磨工艺程式作为初阶工艺程式，利于提升初阶研磨工艺程式查询的精确性；还可以是晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的研磨目标厚度值以及研磨目标轮廓曲线；还可以是晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和当前未研磨晶圆的研磨目标厚度值以及研磨目标轮廓曲线，从而可以较好地增加晶圆研磨前的研磨层信息以及晶圆研磨前信息所包含的信息参数种类，使得晶圆研磨前信息更全面，利于提升查询的初阶研磨工艺程式的准确性，同时利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，晶圆研磨工艺程式参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的至少一种。也就是说，晶圆研磨工艺程式参数可以包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的一种或多种。也就是说，在研磨工艺数据库中查找当前未研磨晶圆的初阶工艺程式时，可以通过当前未研磨晶圆的研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的一种或多种与已研磨晶圆的信息参数集合中的研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的一种或多种比对进行筛选，从而可以获取研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的一种或多种相同的信息参数集合中的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。当晶圆研磨工艺程式参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的多种时，可以较好地增加晶圆研磨工艺程式参数以及晶圆研磨前信息的所包含的信息参数种类，晶圆研磨前信息更全面，利于提升初阶研磨工艺程式查询的精确性，同时利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的至少一种。也就是说，研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的一个或多个，当研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的一个时，如研磨前耗材使用时间仅包括研磨前研磨头使用时间时，在研磨工艺数据库中查找当前未研磨晶圆的初阶工艺程式时，可以通过当前未研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间与已研磨晶圆的信息参数集合中的研磨前研磨头使用时间比对进行筛选，从而可以获取研磨前研磨头使用时间相同的信息参数集合中的研磨工艺程式作为初阶工艺程式，所需筛选参数少，利于降低筛选难度。当然，研磨前耗材使用时间还可以仅包括研磨前研磨垫使用时间，或，研磨前耗材使用时间还可以仅包括研磨前研磨垫修整器使用时间，这里不再一一赘述。

此外，研磨前耗材使用时间还可以包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的多个，如，研磨前耗材使用时间可以包括研磨前研磨头使用时间和研磨前研磨垫使用时间，研磨前耗材使用时间还可以包括研磨前研磨头使用时间和研磨前研磨垫修整器使用时间，研磨前耗材使用时间还可以包括研磨前研磨垫使用时间和研磨前研磨垫修整器使用时间，研磨前耗材使用时间还可以包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间，这里不做具体限制。由此，当研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的多个时，可以较好地增加研磨前耗材使用时间所包含的信息参数种类，研磨前耗材使用时间更全面，利于提升初阶研磨工艺程式查询的精确性，同时利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，离线研磨速率为最新一次离线研磨速率。这里的最近一次离线研磨速率指的是最近一次化学机械研磨机台按照设定的时间对有别于产品的控片晶圆(monitor wafer)进行研磨，并通过对控片晶圆的厚度测量计算出的化学机械研磨机台当前状态下的研磨速率。由此，可以及时地更新离线研磨速率，利于提升当前未研磨晶圆的研磨前参数集合的准确性，从而可以提升后续研磨加工的质量以及速率。

根据本发明的一些实施例，研磨工艺数据库中储存的已研磨晶圆的信息参数集合包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨后的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨目标厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨工艺程式、晶圆研磨时的耗材使用时间、离线研磨速率及实际研磨速率。由此，可以较好地增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性，同时便于根据当前未研磨晶圆的研磨前参数集合进行比对查询，利于提升获取初阶研磨工艺程式的准确性。

根据本发明的一些实施例，研磨前参数集合至少包括当前未研磨晶圆的厚度平均值，已研磨晶圆的信息参数集合至少包括已研磨晶圆的研磨前厚度平均值和晶圆研磨工艺程式。其中，通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：查询研磨工艺数据库中已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的厚度平均值相等的第一信息参数集合，也就是说，第一信息参数集合所记录的已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的研磨前厚度平均值相同，第一信息参数集合唯一时，将该第一信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式，即，通过比对晶圆研磨前的厚度平均值查找当前晶圆研磨工艺程式，其中可以理解的是，晶圆研磨前的厚度平均值具有更大的筛选范围，可以较好地降低当前晶圆研磨工艺程式的查找难度。换言之，第一信息参数集合唯一时，则研磨工艺数据库中仅存在一条满足当前未研磨晶圆的研磨前参数集合条件的已研磨晶圆的信息参数集合，将该已研磨晶圆的信息参数集合即第一信息参数集合中的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，晶圆的厚度平均值为全局平均值和多个分区的区域平均值中的至少一种。也就是说，晶圆的厚度平均值可以为全局平均值即晶圆所有区域的厚度平均值；晶圆的厚度平均值还可以为多个分区的区域平均值，即，将晶圆分为多个测量区域，先测量每个测量区域的厚度值，再计算所有测量区域的厚度值的平均数得到晶圆厚度平均值；还可以是晶圆的厚度平均值同时包括全局平均值和多个分区的区域平均值，以进一步提升厚度平均值的准确性。

根据本发明的一些实施例，所每个分区中分布有至少一个量测点，从而通过测量测量点的厚度可以获取该量测点所在分区的厚度。其中，多个分区内的量测点数量可以不同但需覆盖整个分区，从而可以保证量测点所测厚度值可以表征所在分区的厚度值，量测点的数量可以根据工艺需求进行灵活调整，这里不做具体限制。

进一步地，每个分区内的量测点数量范围为1至7。即将每个分区内量测点的数量控制在1个到7个的范围内，例如，每个分区内量测点的数量可以为1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个，这里不做限制。由此，在保证每个分区内均设有至少一个量测点以便于测量分区的区域厚度值的同时防止每个分区内的量测点数量过多增加测量难度。需要说明的是，当每个分区内的量测点数量为多个即两个或两个以上时，多个量测点之间沿晶圆的径向和/或周向分布，以提升所测厚度值的准确性。

根据本发明的一些实施例，研磨前参数集合还包括当前未研磨晶圆的轮廓曲线，已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线。即研磨前参数集合至少同时包括当前未研磨晶圆的厚度平均值和当前未研磨晶圆的轮廓曲线，研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合至少同时包括已研磨晶圆的研磨前厚度平均值、晶圆研磨工艺程式和已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线，以便于查询当前晶圆研磨工艺程式。其中，第一信息参数集合不唯一时，多个第一信息参数集合构成第一筛选集合，查询第一筛选集合中已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线符合拟合优度参考区间的第二信息参数集合，也就是说，第二信息参数集合所包含的已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的研磨前厚度平均值相同，同时第二信息参数集合所记录的已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线符合拟合优度参考区间。第二信息参数集合唯一时，将该第二信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

也就是说，首先通过比对晶圆研磨前的厚度平均值获取了多个第一信息参数集合，将多个第一信息参数集合共同构成第一筛选集合，并将第一筛选集合中符合晶圆研磨前的轮廓曲线拟合优度比对的第一信息参数集合作为第二信息参数集合，即先通过晶圆研磨前的厚度平均值第一次筛选，再通过晶圆研磨前的轮廓曲线第二次筛选，可以较好地降低筛选难度。第二信息参数集合唯一时，则第一筛选集合中仅存在一条满足当前未研磨晶圆的研磨前参数集合条件的已研磨晶圆的信息参数集合，将该已研磨晶圆的信息参数集合即第二信息参数集合中的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，拟合优度参考区间为0.9至1。即，将第二信息参数集合中的晶圆研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线的拟合优度参考区间控制在0.9至1的范围内，例如，第二信息参数集合中的晶圆研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线的拟合优度参考区间可以为0.9、0.91、0.92、0.94、0.95、0.96、0.98、0.99等等，这里不做具体限制。由此，可以较好地防止拟合优度参考区间过小导致第二信息参数集合中的晶圆研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线的差异过大，从而可以提升比对以及初阶研磨工艺程式查找的准确性。

根据本发明的一些实施例，当前晶圆研磨工艺程式研磨前参数集合还包括研磨前耗材使用时间，当前晶圆研磨工艺程式已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间。即，研磨前参数集合至少同时包括当前未研磨晶圆的厚度平均值、轮廓曲线以及研磨前耗材使用时间，研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合至少同时包括已研磨晶圆的研磨前厚度平均值、研磨工艺程式、研磨前轮廓曲线以及研磨前耗材使用时间，以便于查询当前晶圆研磨工艺程式。

其中，第二信息参数集合不唯一时，多个第二信息参数集合构成第二筛选集合，查询第二筛选集合中已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间与当前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间最接近的第三信息参数集合，将第三信息参数集合所包含的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。也就是说，首先通过比对晶圆研磨前的厚度平均值获取了多个第一信息参数集合，将多个第一信息参数集合共同构成第一筛选集合，并将第一筛选集合中符合晶圆研磨前的轮廓曲线拟合优度比对的第一信息参数集合作为第二信息参数集合，第二信息参数集合也具有多个，将多个第二信息参数集合共同构成第二筛选集合，进一步地，将第二筛选集合中与当前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间最接近的第二信息参数集合作为第三信息参数集合，第三信息参数集合所记录的已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的研磨前厚度平均值相同，同时第三信息参数集合所记录的已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线符合拟合优度参考区间，并且，第三信息参数集合所记录的已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间与前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间差异最小，即先通过晶圆研磨前的厚度平均值第一次筛选，再通过晶圆研磨前的轮廓曲线第二次筛选，最后通过研磨前耗材使用时间进行第三次筛选最终确认当前晶圆研磨工艺程式，可以较好地降低筛选难度。

根据本发明的一些实施例，研磨前耗材使用时间为研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间。其中可以理解的是，研磨垫和研磨头在研磨过程中对晶圆的研磨效果影响较大，因此，优先比对研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间利于提升比对以及查找当前晶圆研磨工艺程式的准确性。需要说明的是，可以根据研磨垫和研磨头在研磨过程中的优先级确认研磨前耗材使用时间为研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间。也就是说，当研磨头在研磨过程中对研磨速率以及质量的影响大于研磨垫时，则研磨前耗材使用时间为研磨前研磨头使用时间，反之，当研磨头在研磨过程中对研磨速率以及质量的影响小于研磨垫时，则研磨前耗材使用时间为研磨前研磨垫使用时间。

根据本发明的一些实施例，研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间，将当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间分别与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间比对计算获得时间差异，时间差异最小的第二信息参数集合为第三信息参数集合。也就是说，在进行晶圆的研磨前耗材使用时间的比对过程中，同时参考研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间的差异。由此，可以根据研磨头以及研磨垫在研磨工艺中的影响比重得到更准确的比对结果，从而可以获取更准确的当前晶圆研磨工艺程式。

根据本发明的一些实施例，时间差异T的计算公式为：T＝Q*T1+(1-Q)*T2；其中，Q为比重系数，0≤Q≤0.5，T1为当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的差异，T2为当前未研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间的差异。由此，通过时间差异T的计算公式可以准确地判断当前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间与第二信息参数集合中的研磨前耗材使用时间的差异，从而可以提升比对以及获取当前晶圆研磨工艺程式的准确性。

在一个具体示例中，当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的差异为：当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间和第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的差值的绝对值，与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的比值，如当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间为t1，第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间为t2，则差异T1＝|t1-t2|/t2，差异T2的计算方式同上，这里不在赘述。

根据本发明的一些实施例，通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：根据研磨前参数集合在用于记录已研磨晶圆的信息参数集合的研磨工艺数据库中查找出初阶研磨工艺程式；调用研磨工艺数据库信息模拟计算优化初阶研磨工艺程式的参数以得到当前晶圆研磨工艺程式。由此，通过对初阶研磨工艺程式的优化，可以提升当前晶圆研磨工艺程式所对应的研磨工艺与当前未研磨晶圆的研磨需求的适配度，利于提升通过当前晶圆研磨工艺程式所对应的研磨工艺对当前未研磨晶圆的研磨速率以及研磨质量。

根据本发明的一些实施例，初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的至少一种。也就是说，初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的一个或多个，当初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的一个时，利于简化初阶研磨工艺程式，同时单个参数便于调整；当初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的多个时，可以较好地增加初阶研磨工艺程式所包含的参数种类，可以较好地提升初阶研磨工艺程式调整的灵活性，同时利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，调用研磨工艺数据库信息模拟计算调整初阶研磨工艺程式的参数包括但对研磨去除量、研磨速率、研磨时间、研磨压力、研磨后剩余厚度和轮廓中至少一种的计算。由此，可以较好地增加初阶研磨工艺程式所能修改的参数种类，从而可以根据需求灵活地选择其中一种或几种参数进行调整，利于提升初阶研磨工艺程式调整的灵活性。

根据本发明的一些实施例，初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择研磨压力和研磨时间中的至少一种。也就是说，初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择调整研磨压力；或，初阶研磨工艺程式的参数的调整优先调整研磨时间；还可以是初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择调整研磨压力和研磨时间。其中可以理解的是，研磨压力以及研磨时间的调整较为简单，便于实现，从而可以较好地降低初阶研磨工艺程式调整优化的难度。

在一个具体示例中，初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择研磨压力和研磨时间。具体地，对研磨时间调整的方式如下，当前未研磨晶圆的研磨时间＝预测研磨量/预测研磨速率，预测研磨量和预测研磨速率并非实际研磨量和实际研磨速率，而是在当前未研磨晶圆研磨前的预先测算。其中预测研磨量＝当前未研磨晶圆的厚度值-研磨目标厚度值+修正厚度值，修正厚度值与筛选出的初阶研磨工艺程式对应晶圆的研磨前厚度和研磨后厚度相关；预测研磨速率＝A*预测离线研磨速率+B*预测实际研磨速率，A可以为预测离线研磨速率的权重，B可以为预测实际研磨速率的权重。其中，预测离线研磨速率与当前机台的离线研磨速率以及初阶研磨工艺程式对应的已研磨晶圆的信息参数集合中的离线研磨速率相关，当前机台的离线研磨速率和初阶研磨工艺程式对应的已研磨晶圆的信息参数集合中的离线研磨速率可以相同或不同；预测实际研磨速率与当前机台的实际研磨速率和初阶研磨工艺程式对应的已研磨晶圆的信息参数集合中的实际研磨速率相关，当前机台的实际研磨速率可以通过当前未研磨晶圆前的数片晶圆研磨后计算出的实际研磨速率计算出，晶圆研磨后计算的实际研磨速率＝量测的研磨前晶圆厚度-量测的研磨后晶圆厚度。

此外，对研磨压力的调整方式如下，当前未研磨晶圆各分区域研磨压力＝C*各分区的预测研磨量/当前未研磨晶圆研磨时间，其中，C为工艺系数，可以通过试验获取。

根据本发明的一些实施例，当前晶圆研磨工艺程式研磨后参数集合包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的至少一种。即，研磨后参数集合可以包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的一种或多种。如研磨后参数集合可以包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的一种，信息参数少，从而可以减少后续比对以及查询难度。研磨后参数集合可以包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的多种，可以较好地增加研磨后参数集合所包含的参数种类，利于提升后续比对以及查询的准确性。

其中，研磨后耗材使用时间指的是用于研磨加工当前已研磨晶圆的化学机械研磨机台的研磨用耗材已经使用的时间，实际研磨速率指的是用于研磨加工当前已研磨晶圆的化学机械研磨机台在研磨该晶圆时的实际研磨速率。

由此，通过获取已研磨晶圆的研磨后参数集合，便于判断晶圆的研磨质量，同时便于反馈化学机械研磨机台当前的耗材的使用时间以及研磨速率，以便于后续未研磨的晶圆通过研磨后参数集合获取研磨前参数集合，即，研磨后耗材使用时间和实际研磨速率分别作为下一个通过此台化学机械研磨机台研磨的晶圆的研磨前参数集合中的研磨前耗材使用时间和离线研磨速率，利于提升先进过程控制方法的稳定性。

根据本发明的一些实施例，晶圆研磨后信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息以及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。也就是说，晶圆研磨后信息可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的一个或多个，当晶圆研磨后信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的一个时，如晶圆研磨后信息可以仅包括晶圆产品类型，因此，将研磨后参数集合输入研磨工艺数据库时将晶圆产品类型输入研磨工艺数据库，便于后续根据晶圆产品类型进行查询比对，利于降低查询难度。当然，晶圆研磨后信息还可以仅包括晶圆研磨后的研磨层信息，或晶圆研磨后信息可以仅包括晶圆研磨工艺程式参数，这里不在一一赘述。

此外，晶圆研磨后信息还可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的多个，如晶圆研磨后信息可以包括晶圆产品类型和晶圆研磨后的研磨层信息，晶圆研磨后信息还可以包括晶圆产品类型和晶圆研磨工艺程式参数，晶圆研磨后信息还可以包括晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数，晶圆研磨后信息还可以包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数。由此，当晶圆研磨后信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的多个时，可以较好地增加晶圆研磨后信息所包含的信息参数种类，即，晶圆研磨后信息更全面，利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，晶圆研磨后的研磨层信息包括当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线。也就是说，可以是晶圆研磨后的研磨层信息包括当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，因此，可以将已研磨晶圆的厚度值以及轮廓曲线作为信息参数输入研磨工艺数据库中，以便于后续比对调用；还可以是晶圆研磨后的研磨层信息包括晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线；还可以是晶圆研磨后的研磨层信息包括当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线，从而可以较好地增加晶圆研磨后的研磨层信息以及晶圆研磨后信息所包含的信息参数种类，使得晶圆研磨后信息更全面，如，便于已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线比较以判断研磨质量等等，利于增加研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合所包含的信息参数种类，以提升研磨工艺数据库的全面性。

根据本发明的一些实施例，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，差异参数不大于差异阈值时，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合存入研磨工艺数据库。也就是说，通过差异参数以及差异阈值的比对判断当前晶圆研磨工艺程式否是可以存入研磨工艺数据控。具体地，在当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异参数小于等于差异阈值时，即，此时已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异小，可以满足晶圆的研磨工艺要求，则该晶圆所使用的研磨工艺所对应的当前晶圆研磨工艺程式可以满足晶圆的研磨工艺要求，将该当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库中以便于后续查找比对以及调用。

根据本发明的一些实施例，差异参数D的计算公式为：D＝K*D1+(1-K)*D2。其中，K为比重系数，0≤K≤0.5，D1为当前已研磨晶圆的厚度值与该晶圆研磨的目标厚度值的差异，D2为当前已研磨晶圆的轮廓曲线与该晶圆的研磨目标轮廓曲线的差异。由此，通过差异参数D的计算公式可以准确地判断当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异，从而可以准确地判断当前晶圆研磨工艺程式是否可以存入研磨工艺数据库。

在一个具体示例中，当前已研磨晶圆的厚度值与该晶圆研磨的目标厚度值的差异为：当前已研磨晶圆的厚度值和该晶圆研磨的目标厚度值的差值的绝对值，与该晶圆研磨的目标厚度值的比值，如当前已研磨晶圆的厚度值为d1，该晶圆研磨的目标厚度值为d2，则差异D1＝|d1-d2|/d2，差异D2的计算方式同上，这里不在赘述。

根据本发明的一些实施例，差异阈值不大于0.1。即，将当前晶圆研磨工艺程式可以存入研磨工艺数据库的差异参数范围控制在小于等于0.1的范围内，例如，差异阈值可以为0.01、0.02、0.03、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1等等，这里不做具体限制。由此，可以较好地避免差异阈值过小导致差异参数过大的当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库中，从而可以避免不满足研磨工艺需求的当前晶圆研磨工艺程式影响后续比对调用，利于提升先进过程控制方法的稳定性。

根据本发明的一些实施例，差异参数大于差异阈值时，检测工艺过程是否存在异常。也就是说，当差异参数大于差异阈值时，此时当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异较大，该差异可能由工艺过程异常造成，因此，通过检测工艺过程便于及时排查差异过大原因。

其中，工艺过程存在异常，排查并处理工艺过程异常。也就是说，当工艺过程存在异常时，差异参数过大可能由工艺过程异常引起。由此，通过及时排查并处理工艺过程异常可以及时优化研磨工艺过程以提升晶圆的研磨速率以及质量，利于提升先进过程控制方法的稳定性。

此外，工艺过程正常，优化差异参数的计算。也就是说，当工艺过程正常时，则差异参数过大并非由工艺过程引起，因此，需要通过优化差异参数的计算方式，及时清理先进过程控制方法中的不利因素，以提升先进过程控制方法的稳定性。

根据本发明的一些实施例，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式。也就是说，在当前晶圆研磨完成后，根据研磨后参数集合中的信息参数，如是否存在厚度与目标厚度之间的差异等等原因对当前晶圆研磨工艺程式进行优化，从而使得优化后的当前晶圆研磨工艺程式所对应的研磨工艺可以具有更快的研磨速率以及更高的研磨质量。进一步地，将优化后的当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。由此，在后续晶圆的研磨过程中，可以通过查找、比对以及调用优化后的当前晶圆研磨工艺程式以获得更快的研磨速率以及更高的研磨质量。

根据本发明的一些实施例，在获取已研磨晶圆的研磨后参数集合之后且在根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式之前，包括：将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，差异参数不大于差异阈值时，根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式，并将修正后的当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库。也就是说，通过差异参数以及差异阈值的比对判断当前晶圆研磨工艺程式否需要进行优化。具体地，在当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异参数小于等于差异阈值时，即，此时已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线之间的差异小，可以满足晶圆的研磨工艺要求，则该晶圆所使用的研磨工艺所对应的当前晶圆研磨工艺程式可以通过优化处理并存入研磨工艺数据库中以便于后续查找比对以及调用。

根据本发明的一些实施例，根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式包括对研磨去除量、研磨速率、修正研磨时间及修正研磨压力中至少一种的计算。由此，可以较好地增加当前晶圆研磨工艺程式所能修改的参数种类，从而可以根据需求灵活地选择其中一种或几种参数进行调整，利于提升当前晶圆研磨工艺程式调整的灵活性。

根据本发明的一些实施例，根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式优先选择对研磨时间和研磨压力中的至少一种的计算。也就是说，当前晶圆研磨工艺程式的参数的调整优先选择调整研磨压力；或，当前晶圆研磨工艺程式的参数的调整优先调整研磨时间；还可以是当前晶圆研磨工艺程式的参数的调整优先选择调整研磨压力和研磨时间。其中可以理解的是，研磨压力以及研磨时间的调整较为简单，便于实现，从而可以较好地降低当前晶圆研磨工艺程式调整优化的难度。

下面参考附图描述根据本发明第二方面实施例的化学机械研磨系统。

根据本发明第二方面实施例的化学机械研磨系统，用于执行先进过程控制方法，化学机械研磨系统包括：量测模块、化学机械研磨模块、工艺过程控制模块、监测模块、数据存储模块以及数据计算模块，其中，量测模块用于检测晶圆的厚度以及轮廓曲线，化学机械研磨模块用于研磨晶圆，工艺过程控制模块用于控制化学机械研磨模块的研磨工艺，即化学机械研磨模块根据工艺过程控制模块所下发的研磨工艺执行研磨作业，监测模块用于监测并向当前晶圆研磨工艺程式工艺过程控制模块上传当前晶圆研磨工艺程式化学机械研磨模块的参数，从而便于工艺过程控制模块可以实时获取化学机械研磨模块的耗材使用时间，数据存储模块具有研磨工艺数据库且与当前晶圆研磨工艺程式工艺过程控制模块通讯连接，数据计算模块用于查找以及模拟计算优化初阶研磨工艺程式且与当前晶圆研磨工艺程式数据存储模块通讯连接。

因此，在晶圆的研磨过程中，量测模块可以检测晶圆的研磨前厚度以及轮廓曲线，并上传工艺过程控制模块，同时监测模块将化学机械研磨模块的参数如耗材使用时间和离线研磨速率上传工艺过程控制模块，从而生成当前未研磨晶圆的研磨前参数集合，数据计算模块通过未研磨晶圆的研磨前参数集合在研磨工艺数据库中查找初阶研磨工艺程式，并调用研磨工艺数据库数据对初阶研磨工艺程式进行优化得到当前晶圆研磨工艺程式并上传至工艺过程控制模块，工艺过程控制模块向化学机械研磨模块下发当前晶圆研磨工艺程式，化学机械研磨模块按照当前晶圆研磨工艺程式对应的研磨工艺对当前未研磨的晶圆进行研磨作业，在研磨完成后，量测模块可以检测晶圆的研磨后厚度以及轮廓曲线，并上传工艺过程控制模块，同时监测模块将化学机械研磨模块的参数如耗材使用时间和离线研磨速率上传工艺过程控制模块，从而生产当前已研磨晶圆的研磨后参数集合，并结合研磨前参数集合以及当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库中。

根据本发明第二方面实施例的化学机械研磨系统，可以准确地为研磨前参数集合不同的未研磨晶圆查找出与之对应的初阶研磨工艺程式，从而可以降低未研磨晶圆的不同参数变化对晶圆研磨速率的影响，进而可以扩大化学机械研磨系统的工艺窗口，利于提高先进过程控制的稳定性。同时，通过将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，可以不断优化研磨工艺数据库中的已研磨晶圆的信息参数集合，从而可以在不断优化过程中提升化学机械研磨系统对晶圆的研磨速率控制以及研磨质量。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (31)

1.一种先进过程控制方法，用于化学机械研磨系统，其特征在于，包括：

获取当前未研磨晶圆的研磨前参数集合；

通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式；

通过当前晶圆研磨工艺程式对应的研磨工艺对所述未研磨的晶圆进行研磨；

晶圆研磨完成后，获取已研磨晶圆的研磨后参数集合；

将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合、研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。

2.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前参数集合包括晶圆研磨前信息、研磨前耗材使用时间和离线研磨速率中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆研磨前信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的研磨层信息及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆研磨前的研磨层信息包括当前未研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或当前未研磨晶圆的研磨目标厚度值以及研磨目标轮廓曲线。

5.根据权利要求3所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆研磨工艺程式参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速以及研磨液流量中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨头使用时间、研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨垫修整器使用时间中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述离线研磨速率为最新一次离线研磨速率。

8.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨工艺数据库中储存的已研磨晶圆的信息参数集合包括晶圆产品类型、晶圆研磨前的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨后的厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨目标厚度值及轮廓曲线、晶圆研磨工艺程式、晶圆研磨时的耗材使用时间、离线研磨速率及实际研磨速率。

9.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前参数集合至少包括当前未研磨晶圆的厚度平均值，所述已研磨晶圆的信息参数集合至少包括已研磨晶圆的研磨前厚度平均值和晶圆研磨工艺程式；其中，所述通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：

查询研磨工艺数据库中已研磨晶圆的研磨前厚度平均值与当前未研磨晶圆的厚度平均值相等的第一信息参数集合，所述第一信息参数集合唯一时，将该第一信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

10.根据权利要求9所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆的厚度平均值为全局平均值和多个分区的区域平均值中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前参数集合还包括当前未研磨晶圆的轮廓曲线，所述已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线；其中，所述第一信息参数集合不唯一时，多个所述第一信息参数集合构成第一筛选集合，查询第一筛选集合中已研磨晶圆的研磨前轮廓曲线与当前未研磨晶圆的研磨前轮廓曲线符合拟合优度参考区间的第二信息参数集合，所述第二信息参数集合唯一时，将该所述第二信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

12.根据权利要求11所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述拟合优度参考区间为0.9至1。

13.根据权利要求11所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前参数集合还包括研磨前耗材使用时间，所述已研磨晶圆的信息参数集合还包括已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间；其中，所述第二信息参数集合不唯一时，多个第二信息参数集合构成第二筛选集合，查询第二筛选集合中已研磨晶圆的研磨前耗材使用时间与当前未研磨晶圆的研磨前耗材使用时间最接近的第三信息参数集合，将第三信息参数集合对应的研磨工艺程式作为当前晶圆研磨工艺程式。

14.根据权利要求13所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前耗材使用时间为研磨前研磨垫使用时间或研磨前研磨头使用时间。

15.根据权利要求13所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨前耗材使用时间包括研磨前研磨垫使用时间和研磨前研磨头使用时间，将当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间分别与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间以及研磨前研磨头使用时间比对计算获得时间差异，所述时间差异最小的第二信息参数集合为第三信息参数集合。

16.根据权利要求15所述的先进过程控制方法，其特征在于，时间差异T的计算公式为：

T＝Q*T1+(1-Q)*T2；

其中，Q为比重系数，0≤Q≤0.5，T1为当前未研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨垫使用时间的差异，T2为当前未研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间与第二筛选参数集合中已研磨晶圆的研磨前研磨头使用时间的差异。

17.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述通过研磨前参数集合结合研磨工艺数据库中已研磨晶圆的信息参数集合获取当前晶圆研磨工艺程式，包括：

根据研磨前参数集合在用于记录已研磨晶圆的信息参数集合的研磨工艺数据库中查找出初阶研磨工艺程式；

调用研磨工艺数据库信息模拟计算优化初阶研磨工艺程式的参数以得到当前晶圆研磨工艺程式。

18.根据权利要求17所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述初阶研磨工艺程式的参数包括研磨压力、研磨时间、研磨头转速、研磨台盘转速及研磨液流量中的至少一种。

19.根据权利要求17所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述调用研磨工艺数据库信息模拟计算调整初阶研磨工艺程式的参数包括对研磨去除量、研磨速率、研磨时间、研磨压力、研磨后剩余厚度和轮廓中至少一种的计算。

20.根据权利要求19所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述初阶研磨工艺程式的参数的调整优先选择研磨压力和研磨时间中的至少一种。

21.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述研磨后参数集合包括晶圆研磨后信息、研磨后耗材使用时间和实际研磨速率中的至少一种。

22.根据权利要求21所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆研磨后信息包括晶圆产品类型、晶圆研磨后的研磨层信息以及晶圆研磨工艺程式参数中的至少一种。

23.根据权利要求22所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述晶圆研磨后的研磨层信息包括当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线，和/或晶圆研磨目标厚度值及目标轮廓曲线。

24.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：

将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，所述差异参数不大于差异阈值时，将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合存入研磨工艺数据库。

25.根据权利要求24所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述差异参数D的计算公式为：

D＝K*D1+(1-K)*D2；

其中，K为比重系数，0≤K≤0.5，D1为所述当前已研磨晶圆的厚度值与该晶圆研磨的目标厚度值的差异，D2为所述当前已研磨晶圆的轮廓曲线与该晶圆的研磨目标轮廓曲线的差异。

26.根据权利要求24所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述差异参数大于差异阈值时，检测工艺过程是否存在异常；其中，

所述工艺过程存在异常，排查并处理工艺过程异常；

所述工艺过程正常，优化差异参数的计算。

27.根据权利要求1所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述将当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库，包括：

根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式；

将优化后的所述当前晶圆研磨工艺程式结合研磨前参数集合以及研磨后参数集合输入研磨工艺数据库。

28.根据权利要求27所述的先进过程控制方法，其特征在于，在获取已研磨晶圆的研磨后参数集合之后且在根据研磨后参数集合优化当前晶圆研磨工艺程式之前，包括：

将当前已研磨晶圆的厚度值及轮廓曲线分别与该晶圆研磨的目标厚度值及目标轮廓曲线进行对比获得差异参数，所述差异参数不大于差异阈值时，根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式，并将修正后的所述当前晶圆研磨工艺程式存入研磨工艺数据库。

29.根据权利要求27所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式的参数包括对研磨去除量、研磨速率、修正研磨时间及修正研磨压力中至少一种的计算。

30.根据权利要求29所述的先进过程控制方法，其特征在于，所述根据研磨后参数集合修正计算当前晶圆研磨工艺程式优先选择对研磨时间和研磨压力中至少一种的计算。

31.一种化学机械研磨系统，其特征在于，用于执行根据权利要求1-30任一项所述的先进过程控制方法，所述化学机械研磨系统包括：

量测模块，用于检测晶圆的厚度以及轮廓曲线；

化学机械研磨模块，用于研磨所述晶圆；

工艺过程控制模块，用于控制所述化学机械研磨模块的研磨工艺；

监测模块，用于监测并向所述工艺过程控制模块上传所述化学机械研磨模块的参数；

数据存储模块，具有研磨工艺数据库且与所述工艺过程控制模块通讯连接；

数据计算模块，用于查找以及模拟计算研磨工艺程式且与所述数据存储模块通讯连接。