[发明专利]一种抛光垫寿命在线检测的系统和方法

权利要求书

1.一种抛光垫寿命在线检测的系统，带沟槽的抛光垫设置在抛光台的表面并随抛光台转动；所述抛光台上方设置有相对抛光台移动或旋转的抛光头，所述抛光头将其承载的晶圆压在抛光垫表面的抛光区域进行平坦化处理，其特征在于，所述系统包含：

光源和光学探测器，其安装在对应抛光区域的部件上；所述光源发射光束至抛光垫表面，光束经抛光垫表面反射至光学探测器；

控制器，在线接收来自所述光学探测器的信号，根据信号强弱计算沟槽深度，以此判断抛光垫的剩余工作时间。

2.如权利要求1所述抛光垫寿命在线检测的系统，其特征在于，所述光源和光学探测器是集成在一体的光电传感器；

或者，所述光源和光学探测器是独立分开的器件。

3.如权利要求1所述抛光垫寿命在线检测的系统，其特征在于，所述对应抛光区域的部件包含固定所述抛光头的抛光臂，所述光源和光学探测器安装在所述抛光臂上。

4.如权利要求1所述抛光垫寿命在线检测的系统，其特征在于，所述抛光台上方设有向抛光垫表面供应抛光液用的喷嘴；所述对应抛光区域的部件，包含固定所述喷嘴的抛光液分配臂，所述光源和光学探测器安装在所述抛光液分配臂上。

5.如权利要求1所述抛光垫寿命在线检测的系统，其特征在于，所述抛光台的上方设有修整抛光垫表面的修整头；所述对应抛光区域的部件包含修整头及安装在固定所述修整头的修整臂，所述光源和光学探测器安装在所述修整头或修整臂上。

6.一种抛光垫寿命在线检测的方法，使用权利要求1-5中任意一项所述抛光垫寿命在线检测的系统，其特征在于，所述方法包含以下的过程：

在抛光垫随抛光台旋转的过程中，光源发出的光束经抛光垫反射；

光学探测器实时接收从抛光垫表面反射的光强信号并传输至控制器；

控制器根据光强信号计算抛光垫表面的沟槽深度；

控制器根据抛光垫表面的沟槽深度计算抛光垫的剩余工作时间；

当抛光垫的剩余工作时间小于设定阈值时，控制器给出更换抛光垫的提醒信号。

7.一种基于抛光垫寿命检测的CMP工艺参数在线调整方法，其特征在于，包含以下的过程：

确定抛光垫的剩余工作时间和CMP工艺参数之间的关系；

在线检测抛光垫表面的沟槽深度信号；

通过抛光垫表面的沟槽深度信号计算抛光垫的剩余工作时间；

根据抛光垫的剩余工作时间，在线调整CMP工艺参数。

8.如权利要求7所述CMP工艺参数在线调整方法，其特征在于，根据抛光垫的工作时间划分多个寿命区，为每个寿命区建立有不同的工艺配方；不同的工艺配方，对应于具有不同平坦化去除率的CMP工艺参数。

9.如权利要求7或8所述CMP工艺参数在线调整方法，其特征在于，所有抛光垫的剩余工作时间和CMP工艺参数的关系存储于控制器；

CMP过程开始后，光源发出的光束经抛光垫反射至光学探测器；

所述控制器在线收集来自光学探测器的光学信号，通过第一数学关系转化为抛光垫表面的沟槽深度信号；所述控制器把沟槽深度信号按照第二数学关系转化为抛光垫的剩余工作时间；

所述控制器根据抛光垫的剩余工作时间，在线调整CMP工艺参数：当剩余工作时间小的时候，采用平坦化去除率大的CMP工艺参数；当剩余工作时间大的时候，使用平坦化去除率小的CMP工艺参数。

10.如权利要求9所述CMP工艺参数在线调整方法，其特征在于，所述CMP工艺参数，包含平坦化时间、抛光台转速、抛光头转速、抛光头压力、抛光液流量、抛光盘温度。