[发明专利]CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统

说明书

本发明公开了一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统，该方法包括：读取晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号幅值大于干扰信号幅值，设定第一幅度阈值；根据第一幅度阈值从膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据测量信号段的上升沿和下降沿确定测量信号段的中心位置；根据测量信号段的中心位置取测量信号段中心区间内所有点的平均值作为相应测量信号段的测量值。本发明可有效消除干扰信号的影响，进而计算出实际工艺过程中晶圆表面金属层的厚度变化。

技术领域

本发明涉及化学机械平坦化技术领域，具体涉及一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法和处理系统。

背景技术

化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，简称CMP)技术是当今有效的全局平坦化方法。CMP利用化学腐蚀和机械磨削的协同作用，可以有效兼顾晶圆局部和全局平坦度，并已在超大规模集成电路制造中得到了广泛应用。在CMP工艺过程中，需要精确控制材料的去除量。若不能实现有效的监控，将无法避免晶圆“过抛”或者“欠抛”等情况的出现。

对于金属CMP工艺，如何在工艺过程中实现晶圆表面金属层厚度的实时测量一直是CMP设备研发的关注重点。电涡流方法是一种低成本的非接触式测量方法，具有较大的测量范围和较高的测量精度，并在CMP工艺过程中不受其他非导电介质的影响，可满足在线快速测量的需求。目前，基于电涡流方法的在线测量模块已出现在金属CMP系统中，用于监测一定厚度范围内的金属层去除情况，并判断工艺是否已达到期望终点，以及时终止工艺过程。

金属CMP工艺过程后，为了全面系统地分析电涡流传感器在整个工艺过程中的输出信号变化(或晶圆表面金属层厚度变化)，同时检验并修正在线测量模块输出的准确度，需要离线处理与分析CMP过程中晶圆表面金属层厚度变化的全部数据。然而，由于CMP特殊的工艺过程，诸多因素会对测量信号产生一定影响，尤其是由于修整头的特殊材质，抛光垫的在线修整过程会给测量模块采集到的整个信号引入干扰，从而大大增加了离线数据处理与分析的难度。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法。

本发明的另外一个目的在于提出一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，包括以下步骤：提取已采集并保存在指定文件中的晶圆表面金属膜厚变化数据；如果最终金属膜厚度的采样信号的幅值大于干扰信号的幅值时，设定第一幅度阈值，其中，所述干扰信号为修整器在线修整抛光垫时电涡流传感器探头感应到的信号；根据所述第一幅度阈值，依次读取已获得的全部膜厚数据，并从所述膜厚数据中获取测量信号段的上升沿和下降沿；根据所述测量信号段的上升沿和下降沿确定所述测量信号段的中心位置；根据所述测量信号段的中心位置，取所述测量信号段中心区间内所有点的平均值作为对应测量信号段的测量值。

根据本发明实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，可从大量的测量数据中高效快速地提取到工艺人员需要的铜层厚度变化信息。此外，本方法相对简洁，可以为在线测量过程中的实时铜层厚度计算方法提供良好的思路，进而提高在线测量的计算效率。

另外，根据本发明上述实施例的CMP金属膜厚测量数据的离线分段处理方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一幅度阈值大于干扰信号的幅值且小于所述最终金属膜厚度的采样信号幅值。

进一步地，所述测量信号段的中心区间宽度根据抛光盘转速确定。