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用于金属CMP的晶圆监测方法、CMP设备、计算机存储介质技术

技术编号:44159781 阅读:7 留言:0更新日期:2025-01-29 10:30
本申请实施例提供了一种用于金属CMP的晶圆监测方法、CMP设备、计算机存储介质,该方法包括:在CMP设备对晶圆的金属层进行化学机械抛光的过程中,获取图像采集器采集到的至少一个第一图像,以及在垂直于抛光垫的方向上电涡流传感器与晶圆相对时,电涡流传感器采集到的晶圆信号,其中,CMP设备包括抛光头、抛光垫和供液臂,抛光头用于带动晶圆抵接在抛光垫的抛光面上,供液臂用于向抛光面提供抛光液,图像采集器用于采集抛光垫上靠近抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;根据至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及晶圆信号,确定晶圆相对于抛光头是否已发生滑片。本方案可以使对晶圆滑片进行监测的监测结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及晶圆抛光,尤其涉及一种用于金属cmp的晶圆监测方法、cmp设备、计算机存储介质。


技术介绍

1、在晶圆制造过程中,会通过化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)对晶圆表面的金属层进行平坦化处理。

2、cmp设备包括抛光头和抛光垫,抛光头上设置有光学传感器,在cmp设备对晶圆进行cmp的过程中,抛光头会带动晶圆使其抵接在抛光垫上,并带动晶圆相对于表面被供给有抛光液的抛光垫做旋转和平移运动,以抛光晶圆,光学传感器用于监测晶圆是否发生滑片(滑片是指晶圆与抛光头脱离),例如,当发生滑片时,晶圆从抛光头下滑出并经过光学传感器的监测光路,以致光学传感器采集到的光从抛光垫反射的激光变化为晶圆反射的激光,此时可以确定晶圆已发生滑片。

3、但是,当晶圆发生滑片时,晶圆经过光学传感器的监测光路后光学传感器采集到的光会恢复至抛光垫反射的激光,进而晶圆发生滑片时光学传感器采集到的光为晶圆反射的激光的时间比较短,以致在对晶圆滑片监测时容易发生误报和漏报,因此,对晶圆滑片进行监测的监测结果较为不准确。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例提供一种用于金属cmp的晶圆监测方法、cmp设备、计算机存储介质,以至少部分解决上述问题。

2、根据本申请实施例的第一方面,提供了一种用于金属cmp的晶圆监测方法,包括:在cmp设备对晶圆的金属层进行化学机械抛光的过程中,获取图像采集器采集到的至少一个第一图像,以及在垂直于抛光垫的方向上电涡流传感器与所述晶圆相对时,所述电涡流传感器采集到的晶圆信号,其中,所述cmp设备包括抛光头、抛光垫和供液臂,所述抛光头用于带动所述晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,所述供液臂用于向所述抛光面提供抛光液,所述图像采集器用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片。

3、根据本申请实施例的第二方面,提供了一种用于非金属cmp的晶圆监测方法,包括:在cmp设备对晶圆的非金属层进行化学机械抛光的过程中,获取图像采集器采集到的至少一个第一图像,以及驱动件的至少一个扭矩值,其中,所述cmp设备包括抛光头、抛光垫和供液臂,所述抛光头用于带动所述晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,所述供液臂用于向所述抛光面提供抛光液,所述图像采集器用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像,所述驱动件用于控制所述抛光垫或所述抛光头旋转;根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述至少一个扭矩值,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片。

4、根据本申请实施例的第三方面,提供了一种用于化学机械抛光的晶圆监测方法,包括:在cmp设备对晶圆进行化学机械抛光的过程中,获取图像采集器采集到的至少一个第一图像,其中,所述cmp设备包括抛光头、抛光垫和供液臂,所述抛光头用于带动所述晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,所述供液臂用于向所述抛光面提供抛光液,所述图像采集器用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;若所述至少一个第一图像中的弓波的宽度符合第二滑片条件,则确定所述晶圆相对于所述抛光头已发生滑片。

5、根据本申请实施例的第四方面,提供了一种cmp设备,包括:抛光盘、抛光头、供液臂、图像采集器、电涡流传感器和控制器;所述抛光盘的一侧设置有抛光垫;所述抛光头,用于带动晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,并带动所述晶圆相对于所述抛光垫运动,以对所述晶圆进行化学机械抛光;所述供液臂,用于在对所述晶圆进行化学机械抛光的过程中向所述抛光垫提供抛光液;所述图像采集器,用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;所述电涡流传感器,用于在垂直于所述抛光垫的方向上所述电涡流传感器与所述晶圆相对时采集晶圆信号;所述控制器,用于执行上述第一方面的方法。

6、根据本申请实施例的第五方面,提供了一种cmp设备,包括:抛光盘、抛光头、供液臂、图像采集器、驱动件和控制器;所述抛光盘的一侧设置有抛光垫;所述抛光头,用于带动晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,并带动所述晶圆相对于所述抛光垫运动,以对所述晶圆进行化学机械抛光;所述供液臂,用于在对所述晶圆进行化学机械抛光的过程中向所述抛光垫提供抛光液;所述图像采集器,用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;所述驱动件,用于控制所述抛光垫或所述抛光头旋转;所述控制器,用于执行上述第二方面的方法。

7、根据本申请实施例的第六方面,提供了一种cmp设备,包括:抛光盘、抛光头、供液臂、图像采集器和控制器;所述抛光盘的一侧设置有抛光垫;所述抛光头,用于带动晶圆抵接在所述抛光垫的抛光面上,并带动所述晶圆相对于所述抛光垫运动,以对所述晶圆进行化学机械抛光;所述供液臂,用于在对所述晶圆进行化学机械抛光的过程中向所述抛光垫提供抛光液;所述图像采集器,用于采集所述抛光垫上靠近所述抛光头处由抛光液形成的弓波的图像;所述控制器,用于执行上述第三方面的方法。

8、根据本申请实施例的第七方面,提供了一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行上述第一方面、上述第二方面或上述第三方面的方法。

9、根据本申请实施例的第八方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,计算机指令指示计算设备执行上述第一方面、上述第二方面或上述第三方面的方法。

10、根据本申请实施例提供的用于金属cmp的晶圆监测方案,在cmp设备对晶圆的金属层进行化学机械抛光的过程中,获取图像采集器采集到的至少一个第一图像,以及在垂直于所述抛光垫的方向上电涡流传感器与所述晶圆相对时,所述电涡流传感器采集到的晶圆信号,再根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片。由此,相比于通过光学传感器采集到的激光较为短暂的变化监测到晶圆滑片,本申请实施例中是通过抛光垫上靠近抛光头处的弓波的宽度、以及晶圆信号监测晶圆是否滑片,在晶圆发生滑片时,前述弓波的宽度几乎一直稳定在较小的状态,晶圆信号的信号强度在较快地减小至0后也基本上一直稳定在0,减小了对晶圆滑片进行监测时误报和漏报的可能性,以使对晶圆滑片进行监测的监测结果更加准确。

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【技术保护点】

1.一种用于金属CMP的晶圆监测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

4.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:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

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:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据第一弓波宽度、第一变化数据、第二变化数据和所述第一变化数据的比较结果中的至少一个,确定所述至少一个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一变化数据,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个单位时间段对应的特征值,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

13.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

14.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像,所述第一变化数据为变化曲线;

15.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述CMP设备对晶圆的金属层进行化学机械抛光的过程中,所述图像采集器采集到首个所述第一图像的时间与所述电涡流传感器开始采集所述晶圆信号的时间相同。

16.一种用于非金属CMP的晶圆监测方法,其特征在于,包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述至少一个扭矩值,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述至少一个扭矩值,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

20.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

21.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

22.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述根据第一弓波宽度、第一变化数据、第二变化数据和所述第一变化数据的比较结果中的至少一个,确定所述至少一个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

25.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一变化数据,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个单位时间段对应的特征值,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

28.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

29.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像,所述第一变化数据为变化曲线;

30.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在所述CMP设备对晶圆的非金属层进行化学机械抛光的过程中,所述图像采集器采集到首个所述第一图像的时间与所述驱动件的首个所述扭矩值被获取到的时间相同。

31.一种用于化学机械抛光的晶圆监测方法,其特征在于,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种用于金属cmp的晶圆监测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述晶圆信号,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

4.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:

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

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:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据第一弓波宽度、第一变化数据、第二变化数据和所述第一变化数据的比较结果中的至少一个,确定所述至少一个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一变化数据,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个单位时间段对应的特征值,确定所述多个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

13.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

14.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像,所述第一变化数据为变化曲线;

15.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述cmp设备对晶圆的金属层进行化学机械抛光的过程中,所述图像采集器采集到首个所述第一图像的时间与所述电涡流传感器开始采集所述晶圆信号的时间相同。

16.一种用于非金属cmp的晶圆监测方法,其特征在于,包括:

17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述至少一个扭矩值,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述根据所述至少一个第一图像中的弓波的宽度,以及所述至少一个扭矩值,确定所述晶圆相对于所述抛光头是否已发生滑片,包括:

19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

20.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

21.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

22.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述根据第一弓波宽度、第一变化数据、第二变化数据和所述第一变化数据的比较结果中的至少一个,确定所述至少一个第一图像中的弓波的宽度是否符合所述第二滑片条件,包括:

24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

25.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述至少一个第一图像为在监测时间段内所述图像采集器采集到的多个第一图像;

26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张丛王同庆路新春张美洁
申请(专利权)人:华海清科股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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