CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统，该方法包括：读取晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号幅值大于干扰信号幅值，设定第一幅度阈值；根据第一幅度阈值从膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据测量信号段的上升沿和下降沿确定测量信号段的中心位置；根据测量信号段的中心位置取测量信号段中心区间内所有点的平均值作为相应测量信号段的测量值。本发明专利技术可有效消除干扰信号的影响，进而计算出实际工艺过程中晶圆表面金属层的厚度变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学机械平坦化
，具体涉及一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统。
技术介绍
化学机械平坦化(ChemicalMechanicalPlanarization，简称CMP)技术是当今有效的全局平坦化方法。CMP利用化学腐蚀和机械磨削的协同作用，可以有效兼顾晶圆局部和全局平坦度，并已在超大规模集成电路制造中得到了广泛应用。在CMP工艺过程中，需要精确控制材料的去除量。若不能实现有效的监控，将无法避免晶圆“过抛”或者“欠抛”等情况的出现。对于金属CMP工艺，如何在工艺过程中实现晶圆表面金属层厚度的实时测量一直是CMP设备研发的关注重点。电涡流方法是一种低成本的非接触式测量方法，具有较大的测量范围和较高的测量精度，并在CMP工艺过程中不受其他非导电介质的影响，可满足在线快速测量的需求。目前，基于电涡流方法的在线测量模块已出现在金属CMP系统中，用于监测一定厚度范围内的金属层去除情况，并判断工艺是否已达到期望终点，以及时终止工艺过程。金属CMP工艺过程后，为了全面系统地分析电涡流传感器在整个工艺过程中的输出信号变化(或晶圆表面金属层厚度变化)，同时检验并修正在线测量模块输出的准确度，需要离线处理与分析CMP过程中晶圆表面金属层厚度变化的全部数据。然而，由于CMP特殊的工艺过程，诸多因素会对测量信号产生一定影响，尤其是由于修整头的特殊材质，抛光垫的在线修整过程会给测量模块采集到的整个信号引入干扰，从而大大增加了离线数据处理与分析的难度。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法。本专利技术的另外一个目的在于提出一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，包括以下步骤：提取已采集并保存在指定文件中的晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号的幅值大于干扰信号的幅值时，设定第一幅度阈值，其中，所述干扰信号为修整器在线修整抛光垫时电涡流传感器探头感应到的信号；根据所述第一幅度阈值，依次读取已获得的全部膜厚数据，并从所述膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据所述测量信号段的上升沿和下降沿确定所述测量信号段的中心位置；根据所述测量信号段的中心位置，取所述测量信号段中心区间内所有点的平均值作为对应测量信号段的测量值。根据本专利技术实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，可从大量的测量数据中高效快速地提取到工艺人员需要的铜层厚度变化信息。此外，本方法相对简洁，可以为在线测量过程中的实时铜层厚度计算方法提供良好的思路，进而提高在线测量的计算效率。另外，根据本专利技术上述实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述第一幅度阈值大于干扰信号的幅值且小于所述最终金属膜厚度的采样信号幅值。进一步地，所述测量信号段的中心区间宽度根据抛光盘转速确定。进一步地，还包括：如果初始金属膜厚度的采样信号幅值小于所述干扰信号的幅值时，设定第二幅度阈值；根据所述第二幅度阈值从所述膜厚数据中获取所有非零信号段的上升沿和下降沿；根据所述所有非零信号段的上升沿和下降沿计算出所述所有非零信号段的信号宽度；根据所述所有非零点信号段的信号宽度确定信号宽度阈值；根据所述信号宽度阈值遍历所述所有非零点信号段，并找出所有有效测量信号段；根据所述有效测量信号段的中心区间内所有数据点的平均值作为所述各测量信号段的测量值。进一步地，所述测量信号段为信号宽度大于所述信号宽度阈值的非零点信号段。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统，包括：数据读取模块，用于读取指定文件中的全部电涡流传感器输出信号数据作为所述晶圆表面金属膜厚变化数据；数据分析模块，所述数据分析模块用于如果最终金属膜厚度大于干扰信号幅值时，设定第一幅度阈值；所述数据分析模块还用于根据所述第一幅度阈值从所述膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；所述数据分析模块还用于根据所述测量信号段的上升沿和下降沿确定所述测量信号段的中心位置；所述数据分析模块还用于根据所述测量信号段的中心位置取所述测量信号段的中心区间内所有点的平均值作为对应测量信号段的测量值。根据本专利技术实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统，可从大量的测量数据中高效快速地提取到工艺人员需要的铜层厚度变化信息。此外，本方法相对简洁，可以为在线测量过程中的实时铜层厚度计算方法提供良好的思路，进而提高在线测量的计算效率。根据本专利技术上述实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统，还具有如下附加的技术特征：进一步地，所述第一幅度阈值大于干扰信号的幅值且小于所述最终金属膜厚度的采样信号幅值。进一步地，所述测量信号段的中心区间宽度根据抛光盘转速确定。进一步地，所述数据分析模块还用于当初始金属膜厚度的采样信号幅值小于所述干扰信号的幅值时时，设定第二幅度阈值；所述数据分析模块还用于根据所述第二幅度阈值从所述膜厚数据中获取所有非零点信号段的上升沿和下降沿；所述数据分析模块还用于根据所述所有非零点信号段的上升沿和下降沿计算出所述所有非零点信号段的信号宽度；所述数据分析模块还用于根据所述所有测量信号段的信号宽度的统计结果确定信号宽度阈值；所述数据分析模块还用于根据所述信号宽度阈值遍历所述膜厚数据中非零点信号段，并找到全部有效测量信号段；所述数据分析模块以各有效测量信号段中心区间内所有点的平均值作为各测量信号段的测量值。进一步地，所述有效测量信号段为其信号宽度大于所述信号宽度阈值的非零点信号段，所述第二幅度阈值大于零点信号的幅值且小于最终金属膜厚度的采样信号幅值。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一个实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法的流程图；图2是本专利技术一个示例的一次厚膜CMP工艺过程的铜层厚度采样信号图；图3是本专利技术一个实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统的结构框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，包括以下步骤：提取已采集并保存在指定文件中的晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号的幅值大于干扰信号的幅值，设定第一幅度阈值，其中，所述干扰信号为修整器在线修整抛光垫时电涡流传感器探头感应到的信号；根据所述第一幅度阈值，依次读取已获得的全部膜厚数据，并从所述膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据所述测量信号段的上升沿和下降沿确定所述测量信号段的中心位置；根据所述测量信号段的中心位置，取所述测量信号段中心区间内所有点的平均值作为对应测量信号段的测量值。

【技术特征摘要】
1.一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，包括以下步骤：提取已采集并保存在指定文件中的晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号的幅值大于干扰信号的幅值，设定第一幅度阈值，其中，所述干扰信号为修整器在线修整抛光垫时电涡流传感器探头感应到的信号；根据所述第一幅度阈值，依次读取已获得的全部膜厚数据，并从所述膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据所述测量信号段的上升沿和下降沿确定所述测量信号段的中心位置；根据所述测量信号段的中心位置，取所述测量信号段中心区间内所有点的平均值作为对应测量信号段的测量值。2.根据权利要求1所述的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，所述第一幅度阈值大于干扰信号的幅值且小于所述最终金属膜厚度的采样信号幅值。3.根据权利要求2所述的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，所述测量信号段的中心区间宽度根据抛光盘转速确定。4.根据权利要求1所述的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，还包括：如果初始金属膜厚度的采样信号幅值小于所述干扰信号的幅值时，设定第二幅度阈值；根据所述第二幅度阈值从所述膜厚数据中获取所有非零点信号段的上升沿和下降沿；根据所述所有非零点信号段的上升沿和下降沿计算出所述所有非零点信号段的信号宽度；根据所述所有非零点信号段的信号宽度确定信号宽度阈值；根据所述信号宽度阈值遍历所述膜厚数据，并找出所有有效测量信号段；根据所述各有效测量信号段中心区间内所有数据点的平均值作为所述各测量信号段的测量值。5.根据权利要求4所述的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，其特征在于，所述测量信号段为信号宽度大于所述信号宽度阈值的非零点信号段。6.一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统，其特征在于，包括：数据读取模块，用于读取指定文件中的全部电涡流传感器输出信号数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李弘恺，吴云龙，田芳馨，王同庆，李昆，路新春，雒建斌，
申请(专利权)人：天津华海清科机电科技有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：天津;12