金刚石盘的监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了金刚石盘的监控方法及系统，所述监控方法包括以下步骤：监控端监控金刚石盘的表征状态以及运行状态，并生成图像数据以及模拟信号发送至处理端；处理端接收监控端发送的图像数据以及模拟信号后，分别对图像数据以及数字信号进行处理，数字信号处理为监控数据并存储。本发明专利技术通过在金刚石盘使用前以及使用后采集金刚石盘的表面图像信息，当金刚石盘表面缺陷时，可及时提醒人工更换或维护，在金刚石盘处理研磨垫的过程中实时监控金刚石盘的运行状态，并根据监控信息实时调节金刚石盘以最优运行状态处理研磨垫，监测精度高，且自动调节最优运行状态，不仅无需停机调节，而且对研磨垫的处理效果更好。对研磨垫的处理效果更好。对研磨垫的处理效果更好。

【技术实现步骤摘要】
金刚石盘的监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，具体涉及金刚石盘的监控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着半导体工业的发展，半导体器件的尺寸越来越小，对晶片表面平整度的要求也越来越高。
[0003]CMP(ChemicalMechanicalPolish，化学机械抛光)是一种化学反应和机械打磨结合的技术，可以实现晶片表面的全局平坦化，CMP的原理为：将晶片固定在抛光头的最下面，将抛光垫放置在研磨盘上，研磨液在晶片和抛光垫之间连续流动，在抛光时旋转的抛光头以一定压力下压，晶片表面的反应物不断地被剥离，在化学反应剂和磨粒的联合作用下实现平坦化。
[0004]金刚石盘(Disk)是CMP系统中的重要耗材，主要用于对研磨垫进行处理，去除研磨垫上的研磨副产物，令研磨垫表面更加平整、均匀，并让研磨垫表面保持一定的粗糙度，有助于研磨液在研磨垫表面分布地更加均匀。若研磨垫没有经过合适的处理，研磨副产物和研磨液会沉积在研磨垫表面的微孔内，使晶圆在研磨垫表面打滑，导致晶圆被划伤或研磨速率和均匀性变差。由此可以看出，金刚石盘的运行状态与CMP效果直接相关。
[0005]公告号CN111515864B的中国专利公开了一种金刚石盘的监控系统及方法，涉及半导体制造领域。该监控系统包括至少包括金刚石盘检测传感器、信号转换模块、金刚石盘信号采集电路、运动控制器、中控系统、研磨盘调节器驱动系；金刚石盘检测传感器设置在研磨盘的外侧且与金刚石盘的初始位置相邻，金刚石盘上设置有检测标记，金刚石盘检测传感器根据工作指令发射检测信号，接收由金刚石盘反射回的反馈信号；将反馈信号发送至中控系统，中控系统根据反馈信号确定金刚石盘的运行状态信息；解决了目前金刚石盘的实际运行状态不能及时反馈的问题；达到了实时获取金刚石盘的运行状态，防止金刚石盘运行过程中出现异常无法及时发现，有助于优化对研磨盘上研磨垫的处理的效果。
[0006]上述技术存在以下不足：该监控方法仅通过对金刚石盘的运行转态进行及时反馈，但是金刚石盘运行过程中出现异常时，工作人员接受到了金刚石盘的异常状态后，需要停机对金刚石盘进行调节、维护，这样不仅降低金刚石盘的加工效率，而且不能保证金刚石盘以最优状态加工研磨垫。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供金刚石盘的监控方法及系统，以解决
技术介绍
中不足。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：金刚石盘的监控方法，所述监控方法包括以下步骤：S1：监控端监控金刚石盘的表征状态以及运行状态，并生成图像数据以及模拟信号发送至处理端；S2：处理端接收监控端发送的图像数据以及模拟信号后，先将模拟信号A/D转换为
数字信号，再分别对图像数据以及数字信号进行处理，数字信号处理为监控数据并存储；S3：处理端根据数据库中的初始图像数据以及数据阈值分别对比对图像数据以及数字信号，图像数据与初始图像数据不匹配时，发出警示，数据阈值与监控数据不匹配时，处理端向控制端发出调节指令；S4：控制端接收调节指令，并根据调节指令调节金刚石盘的运行状态。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述表征状态为金刚石盘的表面完整度，对金刚石盘的表面完整度监控为金刚石盘使用前和使用后，金刚石盘使用前表面存在缺陷进行监控反馈。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述运行状态包括金刚石盘运行过程中的水平度以及金刚石盘对研磨垫产生的压力，对金刚石盘水平度以及对研磨垫产生的压力监控为金刚石盘使用中。
[0011]本专利技术还提供金刚石盘的监控系统，所述监控系统用于实现金刚石盘的监控方法，包括采集模块、处理模块以及调节模块；采集模块监控金刚石盘的表征状态以及运行状态，并生成图像数据以及模拟信号发送至处理模块，处理模块将模拟信号A/D转换为数字信号，再分别对图像数据以及数字信号进行处理，数字信号处理为监控数据并存储，根据数据库中的初始图像数据以及数据阈值分别对比对图像数据以及监控数据，图像数据与初始图像数据不匹配时，发出警示，数据阈值与监控数据不匹配时，处理模块向调节模块发出调节指令，调节模块接收调节指令后，对金刚石盘的工作状态进行实时调节。
[0012]在一个优选的实施方式中，所述采集模块包括工业相机以及设置在研磨盘顶部的若干关于研磨盘呈中心对称设置的压力传感器，工业相机用于采集金刚石盘使用前和使用后的表征状态，压力传感器用于监控金刚石盘的运行转态。
[0013]在一个优选的实施方式中，所述调节模块对金刚石盘的调节包括水平调节以及压力调节；水平调节：在金刚石盘加工研磨垫过程中倾斜时，通过机架上设置的电动推杆驱动压力数值增大的压力传感器下移推动研磨盘，当对称设置的压力传感器输出压力数值相等后停止调节；压力调节：在金刚石盘对研磨垫产生压力过大时，通过气缸驱动机架带动金刚石盘上移，在金刚石盘对研磨垫产生压力过小时，通过气缸驱动机架带动金刚石盘下移，使金刚石盘对研磨垫产生压力等于预设压力阈值。
[0014]在一个优选的实施方式中，所述压力传感器输出数值的计算公式为：式中，M为若干压力传感器输出数值，为若干压力传感器检测数值总和，为压力传感器的数量。
[0015]在一个优选的实施方式中，所述处理模块对图像数据的处理包括以下步骤：（1）输入图像通过和三个滤波器及一个可加偏置进行卷积，卷积后产生三个特征映射图；（2）特征映射图中相邻四个像素为一组再进行相加求平均值，再进行加权值、加偏
置；（3）通过激活函数得到特征映射图，映射图进行滤波处理栅格化，连接成一个一维向量输入到传统的神经网络中，得到输出。
[0016]在一个优选的实施方式中，所述处理模块对数字信号的处理包括数据融合，数据融合包括以下步骤：(1)根据DCHP分簇路由协议，对压力传感器节点进行分簇，选出第一簇头和第二簇头；(2)第一簇头将自身及簇内节点信息发送至汇聚节点，汇聚节点依据发来的信息构造BP神经网络；(3)利用簇内成员节点和第一簇头进行融合运算；(4)每个簇的传感器节点对收集的数据信息进行处理，结果发送到第一簇头节点，根据隐含层和输出层的神经元函数进一步融合处理；(5)第一簇头将融合后特征值发送给相邻第二簇头，再由第二簇头节点经多跳路由发送到汇聚节点，第二簇头用于转发融合数据特征值。
[0017]在一个优选的实施方式中，所述处理模块对数字信号的处理还包括数据压缩，数据压缩包括以下步骤：(1)给定时间序列S，最大误差界限；(2)从第一个数据点开始，贪心按序扫描序列中数据点，直到扫描到一个数据点，使得在这个数据点之前的所有数据点能被一条线段描述，且保证精度；(3)再加上这个数据点之后，则不存在一条线段能描述当前所有未被描述的数据点；(4)将最后一个数据点之前的所有数据点用一条线段来描述，然后从最后一个数据点进行贪心扫描，直到整个时间序列结束。
[0018]在上述技术方案中，本专利技术提供的技术效果和优点：1、本专利技术通过在金刚石盘使用前以及使用后采集金刚石盘的表面图像信息，当金刚石盘表面缺陷时，可及时提醒人工更换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金刚石盘的监控方法，其特征在于：所述监控方法包括以下步骤：S1：监控端监控金刚石盘的表征状态以及运行状态，并生成图像数据以及模拟信号发送至处理端；S2：处理端接收监控端发送的图像数据以及模拟信号后，先将模拟信号A/D转换为数字信号，再分别对图像数据以及数字信号进行处理，数字信号处理为监控数据并存储；S3：处理端根据数据库中的初始图像数据以及数据阈值分别对比对图像数据以及数字信号，图像数据与初始图像数据不匹配时，发出警示，数据阈值与监控数据不匹配时，处理端向控制端发出调节指令；S4：控制端接收调节指令，并根据调节指令调节金刚石盘的运行状态。2.根据权利要求1所述的金刚石盘的监控方法，其特征在于：所述表征状态为金刚石盘的表面完整度，对金刚石盘的表面完整度监控为金刚石盘使用前和使用后，金刚石盘使用前表面存在缺陷进行监控反馈。3.根据权利要求2所述的金刚石盘的监控方法，其特征在于：所述运行状态包括金刚石盘运行过程中的水平度以及金刚石盘对研磨垫产生的压力，对金刚石盘水平度以及对研磨垫产生的压力监控为金刚石盘使用中。4.金刚石盘的监控系统，所述监控系统用于实现权利要求1
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3任一项所述的金刚石盘的监控方法，其特征在于：包括采集模块、处理模块以及调节模块；采集模块监控金刚石盘的表征状态以及运行状态，并生成图像数据以及模拟信号发送至处理模块，处理模块将模拟信号A/D转换为数字信号，再分别对图像数据以及数字信号进行处理，数字信号处理为监控数据并存储，根据数据库中的初始图像数据以及数据阈值分别对比对图像数据以及监控数据，图像数据与初始图像数据不匹配时，发出警示，数据阈值与监控数据不匹配时，处理模块向调节模块发出调节指令，调节模块接收调节指令后，对金刚石盘的工作状态进行实时调节。5.根据权利要求4所述的金刚石盘的监控系统，其特征在于：所述采集模块包括工业相机以及设置在研磨盘顶部的若干关于研磨盘呈中心对称设置的压力传感器，工业相机用于采集金刚石盘使用前和使用后的表征状态，压力传感器用于监控金刚石盘的运行转态。6.根据权利要求5所述的金刚石盘的监控系统，其特征在于：所述调节模块对金刚石盘的调节包括水平调节以及压力调节；水平调节：在金刚石盘加工研磨垫过程中倾斜时，通过机架上设置的电动推...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新峰，德米特罗维奇德米特里，龙安泽，高欣，石然，黄杰，冒振东，杜陈，
申请(专利权)人：江苏卓远半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：