抛光垫及其监测方法和监测系统技术方案

一种抛光垫及其监测方法和监测系统，其中抛光垫包括：底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与抛光层同层的多个标示件，用于标示抛光层的消耗，标示件的材料与抛光层的材料相同。本发明专利技术通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断抛光垫需更换。本发明专利技术通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。

【技术实现步骤摘要】
抛光垫及其监测方法和监测系统
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种抛光垫及其监测方法和监测系统。
技术介绍
化学机械研磨也被成为化学机械平坦化(ChemicalMechanicalPlanarization，CMP)或者化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)。在半导体制造工艺中，表面平坦化是处理高密度光刻的一项重要技术，在表面平坦化的过程中，控制晶片表面厚度的均匀性非常重要，因为只有没有高度落差的平坦表面才能避免曝光散射，而达成精密的图案转移；同时，晶片表面厚度的均匀性也将会影响到电子器件的电性能参数，厚度不均匀会使同一晶片上制作出的器件性能产生差异，影响成品率。随着半导体制造工艺的发展，化学机械抛光被认为是目前唯一能提供晶片全局和局部平坦化的工艺技术。化学机械抛光工艺已被广泛用于层间介质、金属层(如钨栓塞、铜连线)、浅沟槽隔离的去除和平整，成为半导体制造工艺中发展最快的领域之一。参考图1，示出了现有技术中一种化学机械研磨装置的示意图。如图1所示，所述化学机械研磨装置包括：研磨台10，所述研磨台10表面设置有抛光垫11；研磨台10上方设置有用于固定待处理晶圆S的卡盘20以及用于输出抛光液的滴管30。待处理晶圆S固定在所述卡盘20表面，所述待处理晶圆S的待研磨面朝向所述研磨台10，与所述抛光垫11相接触；所述卡盘20使所述待处理晶圆S紧压在所抛光垫11表面。在进行化学机械研磨的过程中，卡盘20与研磨台10做相对移动，同时滴管30在所述抛光垫11表面滴加抛光液31，利用待研磨面与抛光垫11的之间相互移动的机械作用以及待研磨面表面材料与抛光液31的化学作用，去除待研磨面表面的材料使待研磨面表面平坦化。由此可见，抛光垫会直接与晶圆相接触，并且抛光垫的性能会直接影响晶圆的抛光质量。抛光垫是化学机械研磨设备中的一种消耗品。每一个抛光垫都有使用寿命，但是现有技术中的抛光垫存在难以判断抛光垫使用寿命的问题，从而影响晶圆的抛光质量。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种抛光垫及其监测方法和监测系统，以准确判断抛光垫的使用寿命，提高研磨质量，降低研磨成本。为解决上述问题，本专利技术提供一种抛光垫，包括：底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同。可选的，所述标示件的顶部表面与所述抛光层表面齐平。可选的，所述标示件包括位于所述底层表面的多个标示层，所述多个标示层堆叠设置。可选的，所述多个标示层厚度相等。可选的，所述标示层的形状为方形。可选的，所述多个标示层的中心点在底层上的投影相重合。可选的，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层的面积逐渐减小。可选的，上层标示层在底层表面投影图形和下层标示层在底层表面的投影图形的间隙在1毫米到10毫米范围内。可选的，所述标示层面积均相等，所述标示层表面设置有标示图案。可选的，不同标示层的标示图案形状相同。可选的，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层上标示图案的面积逐渐减小。可选的，所述标示图案的形状为方形。可选的，所述标示图案的中心在底层上的投影相重合。可选的，所述上层标示层表面标示图案在底层表面的投影图像和下层标示层表面标示图案在底层表面的投影图案的间隙在1毫米到10毫米范围内。可选的，所述抛光垫具有一旋转中心，所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的圆环内；或者所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的扇形内。相应的，本专利技术还提供一种对本专利技术所提供抛光垫进行监测的监测方法，包括：获取多个标示件的标示图形；比较所述标示图形与预先存储的临界图形，获得与标示图形相对应的标示件所在区域抛光层的消耗情况，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形；当标示图形与临界图形相同时，判断所述标示件所在区域的抛光层已磨损并进行计数，当与临界图形相同的标示图形数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。可选的，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：在使用所述抛光垫进行化学机械研磨的过程中，实时获取多个标示件的标示图形；比较标示图形与预先存储的临界图形的步骤包括：实时比较标示图形与临界图形，并判断所述抛光层的消耗情况。可选的，获取多个标示件的标示图形的步骤包括：通过激光扫描的方式获取所述标示图形；或者，通过图像传感器获得标示件的图片，根据标示件的图片提取所述标示图形。可选的，根据标示件的图片提取所述标示图形的步骤包括：通过条码识别方法根据标示件的图片提取所述标示图形。此外，本专利技术还提供一种对本专利技术所提供抛光垫进行监测的监测系统，包括：获取模块，用于获取多个标示件的标示图形；存储模块，用于存储临界图形和预设值，所述临界图形为当抛光层磨损时所述标示件的标示图形，预设值为当抛光垫需更换时，与临界图形相同的标示图形的数量；判断模块，与所述获取模块和所述存储模块相连，用于比较所述标示图形和所述临界图形，还用于计算与临界图形相同的标示图形的数量，所述判断模块还用于比较与临界图形相同的标示图形的数量与预设值的相对大小，并在与临界图形相同的标示图形的数量与预设值相等时，判断所述抛光垫需更换。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术通过设置在底层表面与抛光层同层的标示件表示抛光层的消耗情况。在进行化学机械研磨的过程中，获取标示件的标示图形，并通过比较标示图形与临界图形判断所述抛光层的消耗情况。在表示抛光层已磨损的标示件的数量达到预设值时，判断所述抛光垫需更换。本专利技术通过对标示件的监测实现了对抛光层消耗情况的监测，实现了根据抛光垫的消耗情况决定是否需要更换抛光垫，从而提高了抛光垫使用寿命判断的准确性，进而提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。本专利技术的可选方案中，所述标示件的表面与相同材料的抛光层表面齐平，且标示件由多个厚度相等的标示层构成，因此所述标示件的消耗与所述抛光层的消耗相同，所以可以直接根据标示图形获取抛光层的消耗，降低了判断所述抛光层消耗的难度，提高了抛光垫使用寿命判断的精度。本专利技术的可选方案中，采用方形的标示层或者方形的标示图案，并通过模式识别或者图像识别的方式获取标示图形，降低了标示图形识别的难度，降低了监测系统制造的成本。本专利技术的可选方案中，通过实时获取多个标示件的标示图形，并实时比较标示图形，以实时判断抛光层消耗情况，实现了对抛光垫使用情况的实时监测，能够提高抛光垫使用寿命设定的进度，提高了晶圆抛光的质量，提高了器件制造的良品率。附图说明图1是现有技术中一种化学机械研磨装置的示意图；图2是现有技术中一种抛光垫的结构示意图；图3至图7是本专利技术所提供抛光垫一实施例的结构示意图；图8至图10是本专利技术所提供抛光垫另一实施例的结构示意图；图11和图12是本专利技术所提供对本专利技术的抛光垫进行监测的监测系统一实施例的功能框图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术中的抛光垫存在难以判断使用寿命的问题。现结合现有技术抛光垫的结构及其使用过程分析对其寿命难以判断问题的原因：参考图2，示出了现有技术中一种抛光垫的结构示意图。所述抛光垫包括底层10以及位于底层10表面的抛光层20。所述抛光层20内设置有多个沟槽21，抛光液通过所述沟槽21分布在所述抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光垫，其特征在于，包括：底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同。

【技术特征摘要】
1.一种抛光垫，其特征在于，包括：底层以及位于底层表面的抛光层；位于底层表面与所述抛光层同层的多个标示件，用于标示所述抛光层的消耗，所述标示件的材料与所述抛光层的材料相同。2.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述标示件的顶部表面与所述抛光层表面齐平。3.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述标示件包括位于所述底层表面的多个标示层，所述多个标示层堆叠设置。4.如权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，所述多个标示层厚度相等。5.如权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，所述标示层的形状为方形。6.如权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，所述多个标示层的中心点在底层上的投影相重合。7.如权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层的面积逐渐减小。8.如权利要求7所述的抛光垫，其特征在于，上层标示层在底层表面投影图形和下层标示层在底层表面的投影图形的间隙在1毫米到10毫米范围内。9.如权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，所述标示层面积均相等，所述标示层表面设置有标示图案。10.如权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，不同标示层的标示图案形状相同。11.如权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，在靠近所述底层至远离底层的方向上，多个标示层上标示图案的面积逐渐减小。12.如权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，所述标示图案的形状为方形。13.如权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，所述标示图案的中心在底层上的投影相重合。14.如权利要求9所述的抛光垫，其特征在于，所述上层标示层表面标示图案在底层表面的投影图像和下层标示层表面标示图案在底层表面的投影图案的间隙在1毫米到10毫米范围内。15.如权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫具有一旋转中心，所述多个标示件分布于以所述旋转中心为圆心的圆环内；或者所述多个标示件分布于...

【专利技术属性】
技术研发人员：史超，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11