[发明专利]基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立晶圆表面微元与研磨垫间相对滑动速度和微元所受摩擦力之间的函数方程；

求解所述函数方程，将微元所受摩擦力代入研磨垫转矩公式，建立晶圆和可调节研磨垫转矩与研磨驱动装置机械参数间的函数关系；

依据材质差异所导致的摩擦系数的不同，分析研磨垫表面特征对晶圆形貌变化的影响，通过研磨垫转矩与研磨驱动装置机械参数间的函数关系识别研磨终点，实现终点检测。

2.如权利要求1所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测方法，其特征在于，建立晶圆表面微元与研磨垫间相对滑动速度和微元所受摩擦力之间的函数方程包括：

通过对晶圆的相对速度进行分析，结合LuGre分布式动力摩擦模型，得到微元与研磨垫间相对滑动速度和微元所受摩擦力之间的函数方程。

3.如权利要求1所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测方法，其特征在于，分析研磨垫表面特征对晶圆形貌变化的影响包括以下步骤：

根据晶圆表面阶梯高度模型，得到沟道因子随时间和阶梯高度的变化关系，分析研磨垫调节器对垫板表面粗糙程度的影响；或者

根据晶圆表面阶梯高度模型，得到沟道因子随时间和阶梯高度的变化关系，推导同心圆环研磨垫的调节因子随时间变化对研磨垫转矩的影响。

4.如权利要求1所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测方法，其特征在于，通过研磨垫转矩与研磨驱动装置机械参数间的函数关系识别研磨终点包括：

将所述沟道因子和所述调节因子引入所述研磨垫转矩公式，建立基于不同工艺要求的CMP摩擦转矩模型，根据所述摩擦转矩模型识别研磨终点。

5.一种基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测的系统，其特征在于，包括系统控制器和研磨机台，

所述系统控制器，用于通过终点检测单元根据晶圆摩擦转矩模型算法计算出研磨终点，所述系统控制器根据所述研磨终点控制所述研磨机台进行晶圆化学机械研磨，其中，所述终点检测单元包括建模模块、计算模块以及判断模块：

所述建模模块，用于建立晶圆表面微元与研磨垫间相对滑动速度和微元所受摩擦力之间的函数方程；

所述计算模块，用于求解所述函数方程，将微元所受摩擦力代入研磨垫转矩公式，建立晶圆和可调节研磨垫转矩与研磨驱动装置机械参数间的函数关系；

所述判断模块，用于依据材质差异所导致的摩擦系数的不同，分析研磨垫表面特征对晶圆形貌变化的影响，通过研磨垫转矩与研磨驱动装置机械参数间的函数关系识别研磨终点，实现终点检测。

6.如权利要求5所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测的系统，其特征在于，所述建模模块具体用于：通过对晶圆的相对速度进行分析，结合LuGre分布式动力摩擦模型，得到微元与研磨垫间相对滑动速度和微元所受摩擦力之间的函数方程。

7.如权利要求5所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测的系统，其特征在于，所述判断模块包括：

表面判断子模块，用于根据晶圆表面阶梯高度模型，得到沟道因子随时间和阶梯高度的变化关系，分析研磨垫调节器对垫板表面粗糙程度的影响；或者

调节因子判断子模块，用于根据晶圆表面阶梯高度模型，得到沟道因子随时间和阶梯高度的变化关系，推导同心圆环研磨垫的调节因子随时间变化对研磨垫转矩的影响。

8.如权利要求5所述的基于浅沟道隔离技术的化学机械研磨终点检测的系统，其特征在于，所述判断模块具体用于：

将所述沟道因子和所述调节因子引入所述研磨垫转矩公式，建立基于不同工艺要求的CMP摩擦转矩模型，所述判断模块根据所述摩擦转矩模型识别研磨终点。