[发明专利]一种用于化学机械平坦化白光终点检测的采集方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于化学机械平坦化白光终点检测的采集方法，包括以下步骤：抛光台设置白光检测模块，用于收集白光经过晶圆的反射光谱信号，光谱信号随抛光过程膜厚减少而变化；沿抛光台的周向设置挡件；设置触发单元和采集单元，转动与挡件配合；抛光台带着白光检测模块旋转；触发单元逻辑状态变化，以触发白光检测模块的处理单元，向光谱仪下发等待采集指令；采集单元转动至挡件的起始端，触发光谱仪，开始采集数据；光谱仪停止采集数据；处理单元输出晶圆去除层的膜厚光谱特征。本发明还公开了一种用于化学机械平坦化白光终点检测的采集系统。本发明可实现高转速抛光过程中，在极短采集时间内，对大量白光光谱数据进行稳定且准确的实时提取。

技术领域

本发明属于半导体集成电路芯片制造技术领域，尤其是涉及一种用于化学机械平坦化白光终点检测的采集方法及系统。

背景技术

现有CMP设备中白光终点检测系统包括白光模块和信号采集触发装置，抛光台以一定的转速转动，与加载了一定压力、在一定区间内摆动的晶圆之间存在相对运动，并在特定的抛光液条件下，从而实现晶圆的化学机械平坦化。在抛光过程中需要实时监测晶圆去除层(如，氧化物层)的膜厚，并给出目标厚度对应的终点。白光检测模块可实时监测平坦化过程中膜层厚度。

现有技术的信号采集方式，开始启动白光终点检测，当开始下发终点检测命令时，若触发式传感器起始位置位于非挡片区间时，其转动至挡片区间后可按设定程序采集完整第一圈数据；而，当触发式传感器起始位置便位于挡片区间时便会立即触发采集命令，当此触发式传感器转过剩余挡片区间，传感器经过不完整挡片区对应的则为白光模块非完整扫过晶圆下表面的数据，并非完整一圈的数据。工艺过程中，上位机会根据采集程序设定的条件判断每圈数据是否可用，不可用则需舍弃不完整的一圈数据。且，当通信延时，上位机未能在传感器扫过挡片区及时收到完整一圈目标点数(采集程序按目标点数执行)的光谱数据时，会等待下一圈，传感器转至挡片区间后继续收集下一圈的多个点数据，并以达到完整目标点数的数据作为一圈完整数据，显然，此种情况下所得的数据并非为单圈采集的完整数据。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种稳定且采集数据准确的用于化学机械平坦化白光终点检测的采集方法及采集装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于化学机械平坦化白光终点检测的采集方法，包括以下步骤：

抛光台设置白光检测模块，包括用于发射白光的光源，用于接收白光经晶圆反射光的光谱仪，及处理单元，其用于收集白光经过晶圆的反射光谱信号，该光谱信号随着抛光过程中膜厚减少而变化；

沿抛光台的周向设置挡件；

设置触发单元和采集单元，其可转动与挡件配合；

抛光台带着白光检测模块旋转；

位于上游的触发单元的逻辑状态由第一状态变化至第二状态，以触发白光检测模块的处理单元，向光谱仪下发等待采集指令；

位于下游的采集单元转动至挡件的起始端，触发白光检测模块的光谱仪，开始采集数据；

光谱仪停止采集数据；

处理单元输出晶圆去除层的膜厚光谱特征；

重复上述步骤，直至晶圆去除层的膜厚光谱特征达到设定目标膜厚对应的光谱特征。

进一步的，所述位于上游的触发单元的逻辑状态由第一状态变化至第二状态步骤中，触发单元从非对应挡件的区域转动至挡件的起始端；或者，触发单元从挡件的终端转动至非对应挡件的区域。

进一步的，包括以下步骤：

抛光台带着白光检测模块旋转，根据抛光台的转速和/或挡件区间的圆心角和/或光谱仪采集的积分时间确定光谱仪每圈的采集点数N；