[發明專利]CMP設備的終點確定方法、終點確定系統和CMP系統

在審

• 申請號: 201810377019.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108555771A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 趙德文;田芳馨;金軍;路新春
• 申請（專利權）人: 清華大學;天津華海清科機電科技有限公司
• 主分類號: B24B37/013
• 分類號: B24B37/013;B24B37/04;H01L21/67
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種CMP終點的確定方法、確定系統和CMP系統，該確定方法包括：獲取驅動所述拋光盤的電機負載率隨時間變化的數據、所述擺臂的擺動角度隨時間變化的數據和所述拋光頭相對于所述拋光盤中心的擺動距離隨時間變化的數據；進而根據以上數據得到歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據；根據歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據得到所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的曲線；根據曲線確定拋光終點。本發明具有如下優點：不需要復雜的濾波計算，計算量小，能夠更加實時準確確定拋光終點，進而提升拋光后的成品質量。

技術領域

本發明涉及平坦化處理技術領域，具體涉及一種CMP設備的終點確定方法、終點確定系統和CMP系統。

背景技術

化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)技術是當前最有效的全局平坦化方法，并已成為集成電路制造過程中的核心技術之一。對于CMP工藝，需要嚴格控制材料的去除量，避免晶圓“過拋”或者“欠拋”等情況的發生。

為了避免對晶圓“過拋”或者“欠拋”，需要對CMP工藝進行終點檢測。相關技術中的終點檢測方法是基于拋光盤驅動功率或電流的變化，對信號進行濾波處理，獲取化學機械拋光的停止點。該方法往往具有較長延遲，并且濾波會影響信號真實性，一定程度上影響了終點檢測的精度，即而影響化學機械拋光的質量。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種CMP設備的終點確定方法，能夠準確確定拋光終點。

為了實現上述目的，本發明的實施例公開了一種CMP設備的終點確定方法，所述CMP設備包括拋光盤、修整裝置和設置在所述拋光盤上的拋光頭，所述修整裝置包括修整頭、支點和擺臂，所述修整頭通過所述擺臂與所述支點相連，所述CMP終點的終點檢測方法包括以下步驟：獲取驅動所述拋光盤運動的電機的負載率隨時間變化的數據、所述擺臂的擺動角度隨時間變化的數據和所述拋光頭相對于所述拋光盤中心的擺動距離隨時間變化的數據；根據所述驅動所述拋光盤運動的電機的負載率隨時間變化的數據、所述擺臂的擺動角度隨時間變化的數據和所述拋光頭相對于所述拋光盤中心的擺動距離隨時間變化的數據得到歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據，所述歸一化的摩擦力矩為去除所述拋光頭擺動影響后所述拋光頭與所述拋光盤之間的摩擦力矩；根據所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據得到所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的曲線；根據所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的曲線確定拋光終點。

由于拋光頭是往復擺動的，拋光盤受到來自拋光頭的摩擦力矩也是周期性變化的，因而拋光盤所受的摩擦力矩并不能代表拋光頭與拋光盤之間的摩擦力或摩擦系數。而歸一化摩擦力矩將拋光頭擺動因素消除，從而歸一化摩擦力矩能夠反映拋光頭與拋光盤之間摩擦力/摩擦系數的大小。

根據本發明實施例的CMP設備的終點確定方法，不需要復雜的濾波計算，計算量小，能夠更加實時準確確定拋光終點，進而提升拋光后的成品質量。

另外，根據本發明上述實施例的CMP設備的終點確定方法，還可以具有如下附加的技術特征：

在一些實施例中，所述根據驅動所述拋光盤運動的電機的負載率隨時間變化的數據、所述擺臂的擺動角度隨時間變化的數據和所述拋光頭相對于所述拋光盤中心的擺動距離隨時間變化的數據得到歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據的步驟包括：提供歸一化摩擦力矩隨時間變化的函數；根據所述根據驅動所述拋光盤運動的電機的負載率隨時間變化的數據、所述擺臂的擺動角度隨時間變化的數據、所述拋光頭相對于所述拋光盤中心的擺動距離隨時間變化的數據和所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的函數得到歸一化摩擦力矩隨時間變化的數據。

在一些實施例中，所述歸一化摩擦力矩隨時間變化的函數為：