一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置，其中装置包括：抛光盘，其覆盖有用于对基板进行抛光的抛光垫；承载头，用于保持基板并将基板按压在所述抛光垫上；光学传感器，用于对基板表面进行检测以得到光学测量值；控制模块，用于利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值，并根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。本发明专利技术实现了抛光均匀性的监测。

A chemical mechanical polishing method and device for semiconductor substrate

The invention provides a chemical mechanical polishing method and device for semiconductor substrate, wherein the device includes: polishing a disc covered with a polishing pad for polishing the substrate; a bearing head for holding the substrate and pressing the substrate on the polishing pad; an optical sensor for detecting the substrate surface to obtain optical measurement value; a control module for using The optical sensor detects the optical measurement value related to the material distribution on the substrate surface, and judges whether the polishing is abnormal according to the change of optical measurement value corresponding to different areas of the substrate surface. The invention realizes the monitoring of polishing uniformity.

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置
本专利技术属于半导体制造
，尤其涉及一种用于半导体基板的化学机械抛光方法、装置。
技术介绍
化学机械抛光(ChemicalMechanicalPlanarization，CMP)是一种全局表面平坦化技术，在半导体制造过程中用以减小基板厚度变化和表面形貌的影响。由于CMP可精确并均匀地把基板平坦化为需要的厚度和平坦度，已经成为半导体制造过程中应用最广泛的一种表面平坦化技术。CMP工艺的实现过程为：承载头保持住基板并以一定的速度旋转以及水平往复运动，同时施加一定的下压力把基板压在旋转的抛光垫上，由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在基板与抛光垫之间流动，抛光液在抛光垫的传输和旋转离心力的作用下均匀分布，以在基板和抛光垫之间形成一层液体薄膜，液体中的化学成分与基板产生化学反应，将不溶物质转化为易溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学反应物从基板表面去除从而溶入流动的液体中带走，即在化学成膜和机械去膜的交替过程中去除表面材料实现表面平坦化处理，从而达到全局平坦化的目的。在CMP工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于半导体基板的化学机械抛光方法，其特征在于，包括：/n利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值；/n根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体基板的化学机械抛光方法，其特征在于，包括：
利用光学传感器进行检测以得到与基板表面的材料分布相关的光学测量值；
根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常。


2.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述利用光学传感器得到光学测量值包括：
利用光学传感器朝向所述基板的抛光面照射光，并接收在所述基板表面反射的反射光、或穿透该基板表面后反射的反射光；
根据接收的所述反射光获取光学测量值以检测材料分布；
获取沿基板径向的光学测量值分布以生成光学形貌线。


3.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常包括：
计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第一光学均值轨迹线；
计算不同时刻的光学形貌线在第二参考区域内的信号均值，得到表示该信号均值与时间关系的第二光学均值轨迹线；
通过比较第一光学均值轨迹线和第二光学均值轨迹线，判断抛光垫的磨损状态。


4.如权利要求3所述的化学机械抛光方法，其特征在于，第一参考区域包括基板完整半径范围。


5.如权利要求3所述的化学机械抛光方法，其特征在于，第二参考区域为距基板中心的径向距离小于等于第一参考值的区域，其中，第一参考值小于基板半径。


6.如权利要求3所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述判断抛光垫的磨损状态包括：
获取第一光学均值轨迹线的拐点发生时间作为第一临界时间；
获取第二光学均值轨迹线的拐点发生时间作为第二临界时间；
比较第一临界时间和第二临界时间的时间差，若该时间差大于预设值，则判定抛光垫过磨需更换。


7.如权利要求6所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述拐点为第二拐点。


8.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常包括：
计算不同时刻的光学形貌线在第三参考区域内的极值的差值，得到表示该差值与时间关系的边缘差值轨迹线；
通过分析所述边缘差值轨迹线，判断抛光均匀性。


9.如权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述根据基板表面不同区域对应的光学测量值变化判断抛光是否有异常包括：
计算不同时刻的光学形貌线在第一参考区域内的信号均值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：路新春，田芳馨，杜新祥，翟佳，金军，
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