[发明专利]基于光谱的化学机械抛光在线终点检测方法

权利要求书

1.基于光谱的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：根据被抛薄膜和基底材料的折射率n、消光系数k和设定的晶圆抛光后的膜厚d值计算出一条反映相对反射率和波长关系的理论光谱曲线；

S2：选取上述理论光谱曲线的其中一段波长区域，计算：选取区域内所有相对反射率极大值点对应的波长值λhi和极大值点对应的波长个数a、选取区域内相对反射率极小值点对应的波长值λlk和极小值点对应的波长个数b；

S3：抛光过程中，实时采集原始光谱数据，得到一条反映相对反射率和波长关系的原始光谱曲线，并对该光谱曲线进行滤波，得到一条平滑的滤波光谱曲线；

S4：参照步骤2中对理论光谱曲线的处理方式，选取相同波长区域的滤波光谱曲线区域，计算：选取区域内所有相对反射率极大值点对应的波长值λhi’和极大值点对应的波长个数a’、选取区域内相对反射率极小值点对应的波长值λlk’和极小值点对应的波长个数b’；

S5：判断是否a＝a’且b＝b’，如否，返回步骤S3；如是，计算两组数据之间的差异值S；

S6：判断S是否小于预先设定的阈值，如否，则返回步骤S3；如是，则设备停止抛光。

2.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤1中所述d的厚度值范围为0-5000nm。

3.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤1中的基底材料为单晶硅。

4.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤1中相对反射率的计算公式是：

其中，N₁为不同λ时的空气折射率、N₂为不同λ时的被抛薄膜和基底材料的复折射率，N₃为不同λ时的基底材料复折射率。

5.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤1中所述折射率n和消光系数k可通过椭偏仪或膜厚检测仪测量获得。

6.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤2中所述波长区域在200-1100nm之间。

7.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤3中所述对光谱曲线进行滤波系采用快速傅里叶变换、高斯、最小二乘法、高通、低通、带通、移动平均值的一种或多种滤波方法的组合。

8.根据权利要求1所述的化学机械抛光在线终点检测方法，其特征在于，步骤5中所述的计算两组数据之间差异的方法为平方和，即S＝∑(λhi-λhi’)²+∑(λlk-λlk’)²。