【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆抛光领域，具体涉及一种晶圆膜厚标定库构建方法、测量方法及抛光设备。
技术介绍
1、在cmp（chemical mechanical polishing，化学机械抛光）技术中，有多种对晶圆厚度和抛光终点检测的方法，如电涡流法、光学法等。由于抛光过程所涉及的尺度为亚微米或者纳米级别，因此传统的接触式测量方法不再适用。而电涡流法一般只能针对导体衬底进行抛光。因此，光学薄膜法被广泛适用于抛光工艺中。
2、目前，基于光学薄膜法的单束激光（单一波长的光束）厚度检测方法被广泛应用。单束激光的厚度检测原理是由光源照射到晶圆上进行反射，反射光线照射到光电探测器中，光电探测器将光强信号转变为电信号，通过对电信号来确定晶圆薄膜的膜厚。
3、在实际应用场景中，在如cmp工艺中进行厚度检测时，被检测的晶圆薄膜往往处于复杂环境中，例如晶圆表面存在水、抛光液等介质，光电探测器与晶圆薄膜之间也可能存在其它透明介质，例如玻璃等等。上述复杂环境在本领域中被称为多层膜环境，或者称晶圆薄膜为多层膜状态，常规的单束激光测量法无法在此环境或状态下测得准确结果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种适用于多层膜的膜厚标定库构建方法，包括：
2、获取适用于单层膜环境的膜厚反射率库，其中反射率值随厚度值的变化呈现周期性变化；
3、获取已知不同厚度的两个晶圆薄膜对单波长光束的反射光的光强度对应的电信号和电信号；
4、获取所述两个晶圆薄膜在多层膜环境下
5、根据电信号、电信号、电信号和电信号确定转换系数；
6、利用所述转换系数将所述膜厚反射率库转换为适用于多层膜环境的数据库。
7、可选地，在得到适用于多层膜环境的数据库之后，还包括：
8、利用标定系数将所述膜厚反射率库中的反射率值转换为电信号值。
9、可选地，还包括利用如下方式确定标定系数：
10、获取已知厚度的晶圆薄膜在多层膜环境下对所述单波长光束的反射率；
11、根据反射率和电信号计算所述标定系数。
12、可选地，所述电信号为电压信号，。
13、可选地，还包括利用如下方式确定标定系数：
14、获取处于多层膜环境下的全反射镜对单波长光束的反射光的光强度对应的电信号，得到，其中采集电信号时全反射镜与采集装置的位置关系与采集电信号时晶圆薄膜与采集装置的位置关系一致。
15、可选地，利用如下方式确定所述转换系数：
16、；
17、其中和为所述转换系数。
18、可选地，按照如下方式转换所述膜厚反射率库中的反射率：
19、；
20、其中表示转换前的反射率，表示转换后的适用于多层膜环境的反射率。
21、可选地，反射率值与厚度值的对应关系为
22、；
23、其中表示反射率值，t表示厚度值，、a和b为常数。
24、可选地，电信号值与厚度值的对应关系为
25、；
26、其中表示电信号值，t表示厚度值，表示标定系数，、a和b为常数。
27、相应地，一种基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法，包括：
28、获取未知厚度的晶圆薄膜在多层膜环境下对至少一个单波长光束的反射光的光强度对应的电信号；
29、利用上述方法构建的适用于多层膜环境的数据库确定晶圆薄膜的厚度。
30、可选地，当采用多个单波长光束时，其中至少两个单波长光束的波长不相同，且对应相应的不同的所述数据库；
31、在确定到晶圆薄膜厚度的步骤中，利用各个单波长光束的所述电信号与相应的所述数据库得到相应的多个厚度集合，通过对多个厚度集合取交集得到晶圆薄膜的厚度。
32、相应地，本申请提供一种适用于多层膜的膜厚标定库构建设备，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行上述适用于多层膜的膜厚标定库构建方法。
33、相应地，本申请提供一种基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量设备，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行上述基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法。
34、本申请提供还提供一种化学机械抛光设备，用于对晶圆薄膜进行化学机械抛光处理，并在抛光过程中执行上述基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法。
35、根据本申请提供的膜厚标定库构建方法及设备，通过在单层膜环境下和多层膜环境下分别采用单波长光束对相同的晶圆薄膜进行测量得到相应的电信号，由此可以确定两种环境下的信号对应关系，得到相应的转换系数，利用此转换系数对适用于单层膜的膜厚反射率库进行处理，即可得到适用于多层膜环境的数据库，基于此数据库使得单波长光束测量法可以在多层膜环境下得到更准确的厚度测量结果。
36、根据本申请提供的化学机械抛光设备及测量方法，在对晶圆薄膜进行化学机械抛光处理的过程中，晶圆薄膜处于多层膜环境下，利用适用于多层膜的膜厚标定库可以在抛光过程中实时、原位测量晶圆薄膜的厚度，从而提高抛光工作的效率。
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1.一种适用于多层膜的膜厚标定库构建方法，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，在得到适用于多层膜环境的数据库之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括利用如下方式确定标定系数：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电信号为电压信号，。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括利用如下方式确定标定系数：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，利用如下方式确定所述转换系数：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下方式转换所述膜厚反射率库中的反射率：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反射率值与厚度值的对应关系为
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，电信号值与厚度值的对应关系为
10.一种基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当采用多个单波长光束时，其中至少两个单波长光束的波长不相同，且对应相应的
12.一种适用于多层膜的膜厚标定库构建设备，其特征在于，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行如权利要求1-9中任意一项所述的适用于多层膜的膜厚标定库构建方法。
13.一种基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量设备，其特征在于，包括：处理器以及与所述处理器连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器执行如权利要求10或11所述的基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法。
14.一种化学机械抛光设备，其特征在于，用于对晶圆薄膜进行化学机械抛光处理，并在抛光过程中执行如权利要求10或11所述的基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于多层膜的膜厚标定库构建方法，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，在得到适用于多层膜环境的数据库之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括利用如下方式确定标定系数：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电信号为电压信号，。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括利用如下方式确定标定系数：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，利用如下方式确定所述转换系数：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下方式转换所述膜厚反射率库中的反射率：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反射率值与厚度值的对应关系为
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，电信号值与厚度值的对应关系为
10.一种基于单波长光束的晶圆薄膜厚度测量方法，其特征在于，包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：周惠言，孟炜涛，孙昕宇，蒋继乐，黄银国，葛乃义，
申请(专利权)人：北京特思迪半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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