[发明专利]化学机械平坦化终点检测方法及装置

摘要

本发明提出了一种化学机械平坦化终点检测方法及装置，方法包括以下步骤步骤一根据设定的平坦化工艺参数将平坦化材料在第一抛光台上进行平坦化，将采集到的反射光信号进行数据图形化处理得到第一表面图形及第二表面图形；在所述第一表面图形符合第一特征图形的情况下，根据第一特征图形在相应的区域内对所述平坦化材料施加背压力进行平坦化；在第二表面图形符合第三特征图形的情况下，根据第三特征图形在相应的区域内对平坦化材料施加背压力进行平坦化。本发明提高了平坦化材料的全局平坦化效果，保证了平坦化材料平坦化的加工质量，提高化学机械平坦化设备的一次加工合格率，大大降低了化学机械平坦化终点检测工艺开发的成本。

主权项

一种化学机械平坦化终点检测方法，以在对包括金属层、阻挡层及介质层的平坦化材料执行化学机械平坦化操作时进行终点检测，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：根据设定的平坦化工艺参数将平坦化材料在第一抛光台上进行平坦化，通过光学传感器实时采集所述平坦化材料表面的反射光信号，并将采集到的反射光信号进行数据图形化处理得到第一表面图形；比较所述第一表面图形是否符合第二特征图形，若否，则比较所述第一表面图形是否符合第一特征图形，若是，则根据所述第一特征图形在相应的区域内对所述平坦化材料施加背压力进行平坦化；若否，则根据所述设定的平坦化工艺参数在第一抛光台上继续进行平坦化；若是，则停止将所述平坦化材料在第一抛光台上进行平坦化，并将所述平坦化材料在第二抛光台上进行平坦化；步骤二：在将所述平坦化材料在第二抛光台上进行平坦化时，通过光学传感器实时采集所述平坦化材料表面的反射光信号，并将采集到的反射光信号进行数据图形化处理得到第二表面图形；比较所述第二表面图形是否符合第四特征图形，若否，则比较所述第二表面图形是否符合第三特征图形，若是，则根据所述第三特征图形在相应的区域内对所述平坦化材料施加背压力进行平坦化；若否，则根据所述设定的平坦化工艺参数在第二抛光台上继续进行平坦化；若是，则停止将所述平坦化材料在第二抛光台上进行平坦化，完成终点检测；所述第一特征图形为平坦化材料的金属层被部分平坦化且部分露出阻挡层的表面图形，所述第二特征图形为平坦化材料的金属层被平坦化后完全露出阻挡层的表面图形；所述第三特征图形为平坦化材料的阻挡层被部分平坦化且部分露出介质层的表面图形，所述第四特征图形为晶圆的阻挡层被平坦化后完全露出介质层的表面图形；所述将采集到的反射光信号进行数据图形化处理得到第一表面图形的步骤或所述将采集到的反射光信号进行数据图形化处理得到第二表面图形的步骤具体包括：将所述采集的反射光信号转换成多个数据，根据采集时间先后顺序标记所述多个数据；以晶圆的圆心为圆心，按不同的半径划分成多个同心圆，两两相邻的多个同心圆之间依次定义为多个区域，并将所述标记后的多个数据平均分布于该多个区域内；分别计算该多个区域内标记后的多个数据，得到第一表面图形的图形特征参数，该图形特征参数至少包括每个区域的数据个数ci、每个区域的起始数据gi、每个区域数据个数与总采集数据个数的百分比ei、每个区域起始数据的位置Starti、所有区域中gi的最大值max(gi)以及最小值min(gi)。