本發(fā)明涉及cmp設(shè)備，具體涉及一種cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法及cmp設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，表面平坦化是處理高密度光刻的一項(xiàng)重要技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(chemical?mechanical?polishing,cmp)作為目前唯一能提供晶片全局和局部平坦化的工藝技術(shù)，已被廣泛用于層間介質(zhì)、金屬層(如鎢栓塞、銅連線)、淺溝槽隔離的去除和平整。cmp工藝通過(guò)拋光墊與晶圓之間的機(jī)械摩擦和化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)晶圓表面的平坦化。然而，拋光墊的厚度會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而逐漸減小，從而影響拋光效果和晶圓的質(zhì)量。

2、目前，市場(chǎng)上存在多種拋光墊厚度檢測(cè)技術(shù)，但大多存在檢測(cè)精度低、實(shí)時(shí)性差或成本高等問(wèn)題，使得拋光墊厚度監(jiān)控不準(zhǔn)確，拋光墊更換不及時(shí)，拋光墊過(guò)度磨損導(dǎo)致拋光墊性能下降，降低拋光質(zhì)量和晶圓良品率，或者拋光墊過(guò)早或過(guò)晚更換拋光墊導(dǎo)致增加研磨成本。

3、因此需要一種工藝方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)拋光墊的厚度，提高拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，確保其在最佳狀態(tài)下工作，進(jìn)而提高研磨質(zhì)量和晶圓拋光的良品率，同時(shí)提升拋光效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明提供一種cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，以解決現(xiàn)有的拋光墊厚度檢測(cè)技術(shù)中檢測(cè)精度低、實(shí)時(shí)性差、成本高，使得拋光墊厚度監(jiān)控不準(zhǔn)確，由于拋光墊更換不及時(shí)導(dǎo)致拋光墊性能下降，進(jìn)而降低拋光質(zhì)量和晶圓良品率，增加研磨成本的問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供一種cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，包括：

3、對(duì)晶圓進(jìn)行cmp研磨工藝的同時(shí)，利用cmp修整器對(duì)拋光墊進(jìn)行修整；

4、通過(guò)所述cmp修整器實(shí)時(shí)獲取所述拋光墊的厚度減薄量和所述cmp修整器的下壓力值；

5、基于所述拋光墊的厚度減薄量計(jì)算所述拋光墊的厚度；

6、當(dāng)所述下壓力值大于預(yù)設(shè)下壓力值時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)，或者：

7、當(dāng)所述拋光墊的厚度小于預(yù)設(shè)厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)。

8、可選的，所述cmp修整器設(shè)置有壓桿式傳感器和接觸式壓力傳感器；

9、所述通過(guò)所述cmp修整器實(shí)時(shí)獲取拋光墊的厚度減薄量和cmp修整器的下壓力值的步驟中，包括：

10、利用所述壓桿式傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量所述拋光墊的厚度減薄量，利用所述接觸式壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量所述cmp修整器的下壓力值。

11、可選的，所述實(shí)時(shí)獲取拋光墊的厚度減薄量和cmp修整器的下壓力值的步驟之后，還包括：

12、對(duì)所述厚度減薄量和所述下壓力值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得厚度減薄修正值和下壓力修正值；并與所述預(yù)設(shè)下壓力值和所述預(yù)設(shè)厚度進(jìn)行對(duì)比判斷。

13、可選的，基于所述拋光墊的厚度減薄修正值計(jì)算所述拋光墊的厚度；

14、當(dāng)所述下壓力修正值大于所述預(yù)設(shè)下壓力值時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)，或者：

15、當(dāng)所述拋光墊的厚度小于所述預(yù)設(shè)厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)。

16、可選的，所述基于所述拋光墊的厚度減薄量計(jì)算所述拋光墊的厚度的步驟中；

17、所述厚度減薄量包括所述拋光墊的不同位置的厚度減薄量，基于所述拋光墊的不同位置的厚度減薄量，計(jì)算得到所述拋光墊的不同位置的厚度。

18、可選的，所述當(dāng)所述拋光墊的厚度小于預(yù)設(shè)厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)的步驟中，包括：

19、當(dāng)所述不同位置的厚度有60％小于所述預(yù)設(shè)厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)。

20、可選的，所述方法還包括：

21、當(dāng)所述拋光墊的多個(gè)位置的厚度大于預(yù)設(shè)最大厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)。

22、可選的，所述當(dāng)所述下壓力值大于預(yù)設(shè)下壓力值時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)的步驟中，包括：

23、當(dāng)所述下壓力值大于所述預(yù)設(shè)下壓力值時(shí)，停止所述cmp研磨工藝。

24、可選的，所述當(dāng)所述拋光墊的厚度小于預(yù)設(shè)厚度時(shí)，調(diào)整所述cmp研磨工藝的參數(shù)的步驟中，包括：

25、當(dāng)所述拋光墊的厚度小于所述預(yù)設(shè)厚度時(shí)，停止所述cmp研磨工藝；

26、更換所述拋光墊，并記錄所述拋光墊的更換周期。

27、可選的，所述基于所述拋光墊的厚度減薄量計(jì)算所述拋光墊的厚度的步驟之后，還包括：

28、所述拋光墊的厚度和所述下壓力值通過(guò)所述cmp設(shè)備的顯示裝置示出；

29、當(dāng)所述下壓力值大于所述預(yù)設(shè)下壓力值時(shí)，或者所述拋光墊的厚度小于所述預(yù)設(shè)厚度時(shí)，通過(guò)所述cmp設(shè)備的報(bào)警器自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。

30、可選的，所述cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法還包括：

31、根據(jù)所述下壓力值和所述拋光墊的厚度調(diào)整所述cmp修整器的參數(shù)。

32、本發(fā)明還提供了一種cmp設(shè)備，包括：

33、拋光墊：

34、cmp修整器，位于所述拋光墊一側(cè)，所述cmp修整器用于對(duì)所述拋光墊進(jìn)行修整；

35、厚度檢測(cè)裝置，安裝在所述cmp修整器上，所述厚度檢測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)測(cè)量拋光墊的厚度減薄量和cmp修整器的下壓力值。

36、可選的，所述厚度檢測(cè)裝置包括壓桿式傳感器和接觸式壓力傳感器：

37、所述壓桿式傳感器位于所述cmp修整器的氣缸下壓機(jī)構(gòu)的側(cè)面；所述壓桿式傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量拋光墊的厚度減薄量；

38、所述接觸式壓力傳感器位于所述cmp修整器面向所述拋光墊的一側(cè)；所述接觸式壓力傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量cmp修整器的下壓力值。

39、可選的，所述cmp設(shè)備還包括：數(shù)據(jù)處理單元，用于接收所述厚度檢測(cè)裝置獲取的所述厚度減薄量和所述下壓力值，進(jìn)行濾波、去噪、校準(zhǔn)等預(yù)處理操作，并基于所述拋光墊的厚度減薄量計(jì)算所述拋光墊的厚度；

40、顯示與反饋單元，包括顯示裝置、反饋裝置和報(bào)警器；所述顯示裝置用于示出所述拋光墊的實(shí)時(shí)厚度和所述下壓力值；所述反饋裝置用于根據(jù)預(yù)設(shè)條件調(diào)整cmp研磨工藝的參數(shù)或者停止所述cmp研磨工藝；所述報(bào)警器用于根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)發(fā)出警告；

41、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述厚度檢測(cè)裝置獲取的數(shù)據(jù)、所述數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)及所述拋光墊的更換周期數(shù)據(jù)；

42、研磨單元，包括研磨頭，所述研磨單元用于對(duì)晶圓進(jìn)行cmp研磨工藝。

43、本發(fā)明的技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

44、(1)本發(fā)明提供的cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，一方面，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)拋光墊的厚度和cmp修整器的下壓力值，可以精確掌握拋光墊的消耗情況，從而準(zhǔn)確判斷其使用壽命，有助于在拋光墊性能下降之前及時(shí)更換拋光墊或調(diào)整cmp研磨工藝的參數(shù)，避免因拋光墊過(guò)度磨損而導(dǎo)致的拋光質(zhì)量下降，可以提高研磨質(zhì)量和晶圓拋光的良品率，同時(shí)也可以避免過(guò)早或過(guò)晚更換拋光墊，降低不必要的研磨成本。另一方面，通過(guò)cmp修整器檢測(cè)拋光墊厚度，可以與cmp研磨工藝生產(chǎn)流程同步進(jìn)行，無(wú)需中斷生產(chǎn)，從而有效保護(hù)產(chǎn)能并提高生產(chǎn)效率。因此，本發(fā)明提供的cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法可以提高拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高研磨質(zhì)量和晶圓拋光的良品率，同時(shí)提升拋光效率。

45、(2)本發(fā)明提供的cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，利用所述壓桿式傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量所述拋光墊的厚度減薄量，利用所述接觸式壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量所述cmp修整器的下壓力值，可以準(zhǔn)確測(cè)量拋光墊的厚度和cmp修整器的下壓力值，從而更精確掌握拋光墊的消耗情況，從而實(shí)現(xiàn)在拋光墊性能下降之前及時(shí)更換拋光墊或調(diào)整cmp研磨工藝的參數(shù)，避免因拋光墊過(guò)度磨損而導(dǎo)致的拋光質(zhì)量下降，可以提高研磨質(zhì)量和晶圓拋光的良品率。

46、(3)本發(fā)明提供的cmp設(shè)備拋光墊厚度實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，通過(guò)cmp修整器檢測(cè)所述拋光墊的厚度和所述下壓力值，還可以根據(jù)所述拋光墊厚度和所述下壓力值的數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整cmp修整器的參數(shù)，更好地控制拋光墊形貌，確保拋光墊在研磨過(guò)程中保持最佳狀態(tài)，從而提高研磨質(zhì)量和晶圓的平坦度。

47、(4)本發(fā)明提供的cmp設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)時(shí)檢測(cè)拋光墊的厚度，節(jié)省大量人力成本；并且可以提高拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，從而在拋光墊性能下降之前及時(shí)更換拋光墊或調(diào)整cmp研磨工藝的參數(shù)，提高研磨質(zhì)量和晶圓拋光的良品率，還可以避免過(guò)早或過(guò)晚更換拋光墊，降低不必要的研磨成本；同時(shí)還可以在cmp研磨工藝生產(chǎn)流程的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)拋光墊厚度，無(wú)需中斷生產(chǎn)，從而有效保護(hù)產(chǎn)能并提高生產(chǎn)效率。

48、(5)本發(fā)明提供的cmp設(shè)備，厚度檢測(cè)裝置中的高精度傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、顯示與反饋單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等模塊的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光墊厚度的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)整，使得拋光墊保持良好狀態(tài)，減少研磨過(guò)程中的缺陷和損傷，從而提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低維護(hù)成本。此外，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)以及應(yīng)對(duì)拋光墊在使用過(guò)程中發(fā)生的變化等技術(shù)問(wèn)題，有助于提升半導(dǎo)體制造行業(yè)的整體效率和產(chǎn)品質(zhì)量。