当前位置: 首页 > 专利查询>清华大学专利>正文

用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法技术方案

技术编号:16596211 阅读:70 留言:0更新日期:2017-11-21 22:17
本发明专利技术公开了一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法,该系统包括:数据获取模块,数据获取模块与抛光盘的电机驱动器相连,用于在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取电机驱动器中的电机功率信号;终点判断模块,用于判断电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制化学机械抛光设备停止抛光晶圆。该实施例提出一种基于电机功率信号确定化学机械抛光工艺终点的控制系统及方法,准确判断化学机械抛光工艺终点,控制晶圆抛光过程,避免过抛光或者欠抛光情况的发生,保证了抛光工艺质量。

On line endpoint detection control system and method for chemical mechanical polishing process

The invention discloses a method for on-line detection of end point control system and method of chemical mechanical polishing process, the system includes a data acquisition module, data acquisition module is connected with the motor drives the polishing disk, used in the process of chemical mechanical polishing apparatus for polishing wafer, obtaining the motor power signal of motor drive; end point judgment module. To determine whether changes in motor power signal to meet the end point polishing process conditions, and changes in motor power signal to meet the conditions of the polishing process end point when it is judged that the control of chemical mechanical polishing equipment to stop polishing wafer. The embodiment of the control system for a chemical mechanical polishing process to determine the motor power signal based on the end point and end point method, accurately determine the process of chemical mechanical polishing, the wafer polishing process control, avoid polishing or under polishing conditions, to ensure the quality of the polishing process.

【技术实现步骤摘要】
用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法
本专利技术涉及化学机械抛光
,尤其涉及一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法。
技术介绍
化学机械抛光技术(ChemicalMechanicalPolishing,简称CMP)是目前集成电路制造中最有效的晶圆全局平坦化方法,它利用化学与机械的协同作用,实现晶圆表层的超精密抛光。在CMP工艺过程中,如果没有有效的终点检测技术,过抛(晶圆表层材料去除过多)或欠抛(材料去除不足)等情况会很容易发生,进而严重影响质量和生产效率。因此,如何在线判断CMP工艺是否到达期望终点是CMP工艺亟需解决的难点,对于有效解决过抛或者欠抛问题具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的一个目的在于提出一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统,该系统可准确判断化学机械抛光工艺的终点,有效控制抛光工艺过程,避免过抛或者欠抛等情况的发生,保证了抛光工艺效果。本专利技术的第二个目的在于提出一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制方法。为了实现上述目的,本专利技术第一方面提出的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统,包括:数据获取模块,所述数据获取模块与抛光盘的电机驱动器相连,用于在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取所述电机驱动器中的电机功率信号;终点判断模块,用于判断所述电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出所述电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制所述化学机械抛光设备停止抛光所述晶圆。本专利技术实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统,在抛光晶圆的过程中,通过数据获取模块获取电机驱动器中的电机功率信号,并通过终点判断模块判断电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制化学机械抛光设备停止抛光晶圆。由此,提出了一种基于电机功率信号确定化学机械抛光工艺终点的控制系统,准确判断化学机械抛光工艺的终点,控制抛光工艺过程,避免了过抛或者欠抛等情况的发生,保证了工艺效果。为了实现上述目的,本专利技术第二方面提出的使用第一方面实施例所述的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统所进行的在线终点检测控制方法,所述方法包括:在所述化学机械抛光设备抛光晶圆时,获取所述电机驱动器中的电机功率信号数据;判断所述电机功率信号的变化是否满足化学机械抛光工艺终点的条件,并在判断出所述电机功率信号的变化满足工艺终点的条件时,控制所述化学机械抛光设备停止抛光所述晶圆。本专利技术实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制方法,在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取电机驱动器中的电机功率信号,并判断电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,在判断出电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制化学机械抛光设备停止抛光晶圆。由此,准确判断化学机械抛光工艺终点,控制晶圆抛光过程,避免过抛光或者欠抛光等情况的发生,保证了抛光工艺质量。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统的结构示意图;图2是根据本专利技术另一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统的结构示意图;图3是根据本专利技术又一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统的结构示意图;图4是根据本专利技术另一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统的结构示意图;图5是根据本专利技术一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制方法的流程图;图6是步骤S52的细化流程图;图7是根据本专利技术另一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制方法的流程图。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,旨在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CMP工艺过程中,晶圆被抛光头压在抛光垫上,并随抛光头沿抛光盘径向往复运动,同时,抛光盘与抛光头同步旋转运动。由于在CMP工艺过程中,在晶圆抛光表面的材料发生变化时,抛光垫与晶圆被抛光表面之间的摩擦力会产生明显变化。因此,在抛光下压力一定,抛光头/盘转速不变的条件下,抛光盘的电机驱动器的输出功率将会发生相应的变化。基于此,该实施例提出了一种利用抛光盘电机驱动器的功率信号进行在线检测CMP工艺终点的系统以及方法。下面参考附图描述本专利技术实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法。图1是根据本专利技术一个实施例的用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统的结构示意图。其中,需说明的是,该实施例的系统对旋转型的化学机械抛光设备进行控制。如图1所示,该用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统包括数据获取模块110和终点判断模块120,其中:其中,数据获取模块110与抛光盘的电机驱动器相连。在本专利技术的一个实施例中,数据获取模块110可通过RS-232数据线与抛光盘的电机驱动器相连。数据获取模块110用于在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取电机驱动器中的电机功率信号。也就是说,在化学机械抛光设备处于抛光阶段时,数据获取模块110获取电机驱动器中的电机功率信号。作为一种示例性的实施方式,在化学机械抛光设备处于抛光阶段时,数据获取模块110可向电机驱动器发送获取电机功率信号的请求指令。对应地,电机驱动器接收数据获取模块110发送的请求指令,并根据该请求指令向数据获取模块110返回对应的响应消息。对应地,数据获取模块110根据预先确定的解析规则对响应消息进行解析,以解析出响应消息中的电机功率值。在本专利技术的一个实施例中,数据获取模块110可实时或者定时从电机驱动器中获取并存储存电机功率信号。作为一种示例性的实施方式,数据获取模块110可按照预设采样周期从电机驱动器中获取并存储存电机功率信号。作为一种示例,假设系统已设定了保存电机功率信号的保存路径,数据获取模块110可按照预设采样周期从电机驱动器中获取电机功率信号,并根据保存路径将电机功率信号保存至指定路径下的文件夹中。其中,预设采样周期可以是系统默认设置的,还可以是用户根据需求设置的,该实施例对此不作限定。其中,需要说明的是,不同晶圆和工艺条件会造成功率信号的变化不同,也就是说,不同晶圆和工艺条件所对应的工艺终点的判断准则是不完全相同的。终点判断模块120用于判断电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制化学机械抛光设备停止抛光晶圆。作为一种示例性的实施方式,终点判断模块120可判断电机功率信号的变化与设定的电机功率信号的变化特征是否匹配,如果电机功率信号的变化与设定的电机功率信号的变化特征匹配,则确定电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件,并向化学机械抛光设备发送停止抛光工艺的指令,以使化学机械抛光设备停止抛光晶圆。在本专利技术的一个实施例中,在图1所示的基础上,如图2所示,终点判断模块120可以包括:曲线生成子模块121用于生成与电机功率信号对应的功率曲线。运动窗口子模块122用于获取预先设置的运动窗口。具体地,运动窗口子模块122根据本文档来自技高网...
用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统及方法

【技术保护点】
一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统,其特征在于,所述系统包括:数据获取模块,所述数据获取模块与抛光盘的电机驱动器相连,用于在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取所述电机驱动器中的电机功率信号;终点判断模块,用于判断所述电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出所述电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制所述化学机械抛光设备停止抛光所述晶圆。

【技术特征摘要】
1.一种用于化学机械抛光工艺的在线终点检测控制系统,其特征在于,所述系统包括:数据获取模块,所述数据获取模块与抛光盘的电机驱动器相连,用于在化学机械抛光设备抛光晶圆的过程中,获取所述电机驱动器中的电机功率信号;终点判断模块,用于判断所述电机功率信号的变化是否满足抛光工艺终点的条件,并在判断出所述电机功率信号的变化满足抛光工艺终点的条件时,控制所述化学机械抛光设备停止抛光所述晶圆。2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述终点判断模块,包括:曲线生成子模块,用于生成与所述电机功率信号对应的功率曲线;运动窗口子模块,用于获取预先设置的运动窗口,其中,所述运动窗口包含两项基本参数,分别为窗口宽度和窗口高度,所述窗口宽度和窗口高度是根据所述化学机械抛光设备所抛光的晶圆及工艺条件预先确定的;状态处理子模块,用于根据所述功率曲线和所述运动窗口的相对位置关系确定所述功率曲线的状态,并判断所述功率曲线的状态变化与预定的所述晶圆的功率曲线的状态变化是否匹配,如果判断出所述功率曲线的状态变化与预定的所述晶圆的功率曲线的状态变化匹配,则向所述化学机械抛光设备发送停止抛光工艺的指令,以使所述化学机械抛光设备停止抛光所述晶圆。3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述数据获取模块,包括:数据处理子模块,用于对所述电机功率信号进行降噪处理。4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述数据处理子模块,具体用于:根据预设宽度的平滑窗口对所述电机功率信号进行平滑处理;所述曲线生成子模块,还用于生成平滑处理后的电机功率信号的功率曲线。5.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述数据处理子模块,还用于:缓存所述电机功率信号,并在缓存区域中的电机功率信号超过预设容量阈值时,将所述缓存区域中头部的电机功率信号删除,并将需要保存的新电机功率信号保存至所述缓存区域的尾部。...

【专利技术属性】
技术研发人员:李弘恺路新春雒建斌沈攀
申请(专利权)人:清华大学天津华海清科机电科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1