专利名称：用于在线膜厚测量系统的标定方法及标定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路化学机械抛光技术领域，特别涉及一种用于在线膜厚测量系统的标定方法及标定装置。
背景技术：
在icantegrated Circuit，集成电路)制造技术中，随着产品性能的不断提高， 对表面质量的要求越来越高。硅片作为集成电路芯片的基础材料，其表面粗糙度和表面平整度成为影响集成电路刻蚀线宽的重要因素之一。抛光是表面平面化加工的重要手段。 CMP (Chemical mechanical polishing，化学机械抛光)工艺最为广泛采用全局平面化技术，在IC制造技术中占有重要的位置。CMP是机械削磨和化学腐蚀的组合技术，其工艺是将待抛光工件在一定的下压力及抛光液的存在下相对于抛光垫作旋转运动，借助抛光液中磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁表面。随着集成电路制造技术的发展，广泛的采用新的半导体、导体和介电材料以克服高集成度所带来的功耗和信号延迟方面的问题。目前，晶圆尺寸达到直径300mm以上，特征线宽已达到45nm以下，铜互连延迟限制了 IC向更高速发展。低k介质、小线宽及多层数改善的有效途径。CMP抛光过程中，需要实时监测晶圆的膜厚变化以及膜厚值，以便采取相应的抛光工艺，避免出现过抛或者抛光不完全。电涡流方法作为非接触式测量方法，可以在不破坏铜膜同时测量抛光过程中的铜膜厚度值。在实际应用过程中，需要将电涡流膜厚测量系统测量到的电压值转化为铜膜厚度值，即厚度值的标定是在线膜厚测量系统的能否精确提供膜厚值的关键。由此，如何实现对在线膜厚测量系统的快速二精确的标定是当前需要解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种利用较少的晶圆实现对镀膜厚度进行标定的用于在线膜厚测量系统的标定方法。本发明的第二个目的在于提供一种用于在线膜厚测量系统的标定装置。为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种用于在线膜厚测量系统的标定方法，包括如下步骤检测多片晶圆上的抛光压力，当所述抛光压力达到预设压力值时，分别对所述多片晶圆进行预设程度的抛光，其中所述多片晶圆的镀膜厚度相等；在抛光结束后，分别采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压并计算所述片上电压和所述片下电压的差值，其中，所述片上电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至所述晶圆上时输出的电压信号，所述片下电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号；测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值；
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将所述每片晶圆的片上电压和所述片下电压的差值与对应的抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表；和根据所述电压差值-膜厚标定表对所述在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定方法，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定，从而实现在不同的抛光工艺下，对镀膜厚度的快速且精确标定。在本发明的一个实施例中，当检测到当前晶圆的所述抛光压力未达到所述预设压力值，调整所述在线膜厚测量系统的抛光头施加在所述当前晶圆上的抛光压力直至所述当前晶圆的所述抛光压力达到所述预设压力值。在本发明的一个实施例中，通过控制所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述每片晶圆的抛光时间以对所述多片晶圆进行预设程度的抛光。由此，通过多片晶圆采用不同程度的抛光，从而使得抛光结束后的镀膜厚度也不同。在本发明的一个实施例中，对所述多片晶圆中的一片晶圆的镀膜进行完全抛光， 其中，抛光时间为第一时长；对剩余晶圆按照抛光时间为(i-Ι)τ/η进行所述预设程度的抛光，其中，i为所述晶圆的编号，2彡i ^η,Τ为所述第一时长。在本发明的一个实施例中，采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压，并将所述采集到的所述每片晶圆的片上电压和片下电压转换为数字信号以获取所述片上电压和所述片下电压的差值。在本发明的一个实施例中，利用四探针探头测量抛光结束后的所述每片晶圆的镀
膜厚度值。在本发明的一个实施例中，还包括如下步骤显示所述电压差值-膜厚标定表中的镀膜厚度值。由此，操作员可以方便且及时的获取晶圆的镀膜厚度值。本发明第二方面的实施例提供了一种用于在线膜厚测量系统的标定装置，包括 压力检测模块，所述压力检测模块分别与多片晶圆相连，用于检测所述多片晶圆上的抛光压力，当所述抛光压力达到预设压力值时，由所述在线膜厚测量系统的抛光头分别对所述多片晶圆进行预设程度的抛光，其中所述多片晶圆的镀膜厚度相等；数据采集模块，所述数据采集模块与所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器相连，用于在所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述多片晶圆抛光结束后，分别采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压并计算所述片上电压和所述片下电压的差值，其中，所述片上电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至所述晶圆上时输出的电压信号，所述片下电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号；膜厚测量模块，用于在所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述多片晶圆抛光结束后，测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值；标定模块，所述标定模块分别与所述数据采集模块和所述膜厚测量模块相连，用于将所述每片晶圆的片上电压和所述片下电压的差值与对应的抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表以对所述在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。
根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定装置，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定，从而实现在不同的抛光工艺下，对镀膜厚度的快速且精确标定。在本发明的一个实施例中，当所述压力检测模块检测到当前晶圆的所述抛光压力未达到所述预设压力值，调整所述在线膜厚测量系统的抛光头施加在所述当前晶圆上的抛光压力直至所述当前晶圆的所述抛光压力达到所述预设压力值。在本发明的一个实施例中，所述数据采集卡为模拟/数字采集卡；所述膜厚测量模块为四探针探头；所述显示模块与所述标定模块相连，用于显示所述电压差值-膜厚标定表中的镀膜厚度值。由此，操作员可以方便且及时的获取晶圆的镀膜厚度值。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为根据本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定方法的示意图；图2为图1中的用于在线膜厚测量系统的标定方法的流程图；图3为电压-时间曲线；
图4为电压差值-膜厚曲线；图5为根据电压差值-膜厚标定表获得镀膜厚度值的示意图；和图6为根据本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面参考图1描述根据本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定方法。
如图1所示，本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定方法，包括如下步骤SlOl 检测多片晶圆上的抛光压力，当抛光压力达到预设压力值时，分别对多片晶圆进行预设程度的抛光，其中多片晶圆的数量大于或等于三，且每片晶圆的镀膜厚度相等。S102:在抛光结束后，分别采集每片晶圆的片上电压和片下电压并计算片上电压和片下电压的差值。其中，片上电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至晶圆上时输出的电压信号，片下电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号。S103 测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值。S104 生成电压差值-膜厚标定表。将每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与对应的抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，从而生成电压差值-膜厚标定表。S105 根据电压差值-膜厚标定表对在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定方法，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定，从而实现在不同的抛光工艺下，对镀膜厚度的快速且精确标定。下面结合图2和图3对本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定方法进行详细描述。其中，晶圆可以为镀铜硅片，镀膜厚度即为铜膜的厚度。可以理解的是，上述铜膜仅是出于示例的目的，而不是为了限制本发明的范围。硅片上可以镀其他材料，例如二氧化硅。利用上述晶圆实现本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定方法的步骤是相同的。S201 标定开始；S202:由在线膜厚测量系统的抛光头向多片晶圆施加抛光压力。其中，多片晶圆的数量为η个，η = 1、2、3. . . . η。每片晶圆的镀膜厚度均相等。S203 检测多片晶圆上的抛光压力。 检测由在线膜厚测量系统的抛光头施加在η片晶圆上的抛光压力，并将每片晶圆的当前抛光压力与预设压力值进行比较。在本发明的一个实施例中，采用压力传感器检测多片晶圆上的抛光压力。如果晶圆的当前抛光压力没有达到预设压力值，则继续调整在线膜厚测量系统的抛光头施加在当前晶圆上的抛光压力直至达到上述预设压力值；如果晶圆的当前抛光压力没有达到预设压力值，则转至后续相应的步骤，对多片晶圆进行预设程度的抛光。在本发明的一个实施例中，对多片晶圆进行预设程度的抛光，包括对多片晶圆分别进行完全抛光和不完全抛光，通过控制抛光时间实现对多片晶圆的不同程度的抛光。由此，通过多片晶圆采用不同程度的抛光，从而使得抛光结束后的镀膜厚度也不同。S2041 对于η片晶圆中的一片晶圆的镀膜进行完全抛光。以η片晶圆中的第一片晶圆为例，对该片晶圆进行完全抛光以完全去除硅片上的铜膜，抛光时间为第一时长，记为 Τ。对该片晶圆完全抛光结束后，转至步骤S205。
步骤S2042至步骤S2(Mn分别对剩余晶圆按照抛光时间为(i_l) Τ/η进行预设程度的抛光，其中，i为每片晶圆的编号，2彡i ( η。S2042 对于η片晶圆中的第二片晶圆(i = 2)的镀膜进行不完全抛光，抛光时间为Τ/η。到达上述抛光时间后，转至步骤S205。S2043 对于η片晶圆中的第三片晶圆(i = 3)的镀膜进行不完全抛光，抛光时间为2T/n。到达上述抛光时间后，转至步骤S205。如此类推，对其他晶圆进行不完全抛光，直至第η片晶圆。S204n:对于η片晶圆中的第η片晶圆(i = η)的镀膜进行不完全抛光，抛光时间为(η-1)Τ/η。到达上述抛光时间后，转至步骤S205。S205 利用数据采集卡采集每片晶圆的片上片下电压值随时间变化关系。片上电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至晶圆上时输出的电压信号， 片下电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器离开晶圆，即空载时输出的电压信号。由数据采集卡采集在线膜厚测量系统输出的片上电压和片下电压与时间对应关系。由此，可以得到η条片上电压和片下电压与时间对应关系曲线，分别对应η片晶圆。图3示出了片上电压和片下电压与时间对应关系曲线。横坐标为时间，单位为秒， 纵坐标为电压值，单位为毫伏。当探头运行至测量位置即片上时，电压信号出现峰值，此时的电压信号为片上电压信号。当探头离开测量位置时即片下时，电压信号出现谷值，此时的电压信号为片下电压信号。S206:利用在线膜厚测量系统的信号处理模块对上述片上电压信号和片下电压信号进行处理以获得片上电压与片下电压的差值与时间的对应关系。在线膜厚测量系统的信号处理模块将采集到的晶圆的片上电压和片下电压转换为数字信号以获取片上电压和所述片下电压的差值，进而获得片上电压与片下电压的差值与时间的对应关系。S207 生成并保存η条片上电压与片下电压的差值与时间对应的曲线。在标定曲线中采用片上电压与片下电压的差值，可以避免信号零点的漂移。S208 采用四探针法确定抛光结束后的铜膜厚度。利用四探针探头测量抛光结束后的每片晶圆上的剩余铜膜的厚度。由于第一片晶圆已经被完全抛光，剩余铜膜厚度为0。剩余的晶圆按照编号，抛光时间递增，则剩余铜膜厚度递减。S209 生成片上电压和片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线。将步骤S208测量得到的每片晶圆的剩余铜膜厚度与步骤S207已记录的各片抛光过程中结束时的片上电压与片下电压的差值进行关联对应，生成片上电压和片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线。图4示出了片上电压与片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线。横坐标为铜膜厚度值，单位为纳米，纵坐标为片上电压与片下电压的差值，单位为毫伏。从图4中可以看出， 随着片上电压和片下电压的差值的递减，抛光程度递增，铜膜的厚度值递减。S210 对在线膜厚测量系统进行标定。根据片上电压与片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线生成电压差值-膜厚标定表，并输入到在线膜厚测量系统中，完成在线膜厚测量系统进行镀膜厚度的标定。
S211 标定完成。下面结合图5描述根据电压差值-膜厚标定表获得铜膜厚度值的过程。当化学机械抛光机工作时，在线膜厚测量系统的探头及前置电路实时的将当前晶圆的片上电压信号和片下电压信号输入到在线膜厚测量系统信号处理单元，信号处理单元将上述电压信号转换为片上电压与片下电压的差值，并输入到电压差值-膜厚标定表中。 通过查表，获得该晶圆的铜膜厚度值。在本发明的一个实施例中，电压差值-膜厚标定表中的电压差值和镀膜厚度以及查找到的当前晶圆的铜膜厚度值均可以通过显示屏进行显示。由此，操作员可以方便且及时地获取晶圆的镀膜厚度值。根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定方法，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定。在标定曲线中采用片上电压与片下电压的差值，可以避免信号零点的漂移，提高镀膜厚度的标定的精度。本发明可以实现在不同的抛光工艺下， 例如化学机械抛光工艺中，对镀膜厚度的精确标定。下面参考图6描述根据本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置600。如图6所示，本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置600包括压力检测模块610、数据采集模块620、膜厚测量模块630和标定模块640。压力检测模块610分别与多片晶圆相连，用于检测多片晶圆上的抛光压力，当抛光压力达到预设压力值时，由在线膜厚测量系统的抛光头分别对多片晶圆进行预设程度的抛光。其中多片晶圆的数量大于或等于三，且每片晶圆的镀膜厚度相等。数据采集模块620 与在线膜厚测量系统的电涡流传感器相连，用于在线膜厚测量系统的抛光头对多片晶圆抛光结束后，分别采集每片晶圆的片上电压和片下电压并计算片上电压和片下电压的差值。 其中，片上电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至晶圆上时输出的电压信号，片下电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号。膜厚测量模块630用于在线膜厚测量系统的抛光头对多片晶圆抛光结束后，测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值。标定模块640分别与数据采集模块620和膜厚测量模块630相连，用于将每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与对应的抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表以对在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定装置，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定，从而实现在不同的抛光工艺下，对镀膜厚度的精确标定。下面对本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置600的标定流程进行说明。其中，晶圆可以为镀铜硅片，镀膜厚度即为铜膜的厚度。可以理解的是，上述铜膜仅是出于示例的目的，而不是为了限制本发明的范围。硅片上可以镀其他材料，例如二氧化硅。利用上述晶圆实现本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置的结构和标定流
9程是相同的。首先由在线膜厚测量系统的抛光头向多片晶圆施加抛光压力。其中，多片晶圆的数量为η个，η= l、2、3....n。每片晶圆的镀膜厚度均相等。压力检测模块610检测由在线膜厚测量系统的抛光头施加在η片晶圆上的抛光压力，并将每片晶圆的当前抛光压力与预设压力值进行比较。如果晶圆的当前抛光压力没有达到预设压力值，则继续调整在线膜厚测量系统的抛光头施加在当前晶圆上的抛光压力直至达到上述预设压力值。如果压力检测模块610检测到晶圆的当前抛光压力没有达到预设压力值，则由在线膜厚测量系统的抛光头对多片晶圆进行预设程度的抛光。在本发明的一个实施例中，对多片晶圆进行预设程度的抛光，包括对多片晶圆分别进行完全抛光和不完全抛光，通过控制抛光时间实现对多片晶圆的不同程度的抛光。由此，通过多片晶圆采用不同程度的抛光，从而使得抛光结束后的镀膜厚度也不同。具体而言，对于η片晶圆中的一片晶圆的镀膜进行完全抛光。以η片晶圆中的第一片晶圆为例，对该片晶圆进行完全抛光以完全去除硅片上的铜膜，抛光时间为第一时长， 记为Τ。分别对剩余晶圆按照抛光时间为(i-l)T/n进行预设程度的抛光，其中，i为每片晶圆的编号，2 < i ( η。每当对一片晶圆完成预设程度的抛光后，利用数据采集模块620采集每片晶圆的片上片下电压值随时间变化关系。其中，片上电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至晶圆上时输出的电压信号，片下电压为在线膜厚测量系统的电涡流传感器离开晶圆， 即空载时输出的电压信号。由数据采集卡采集在线膜厚测量系统输出的片上电压和片下电压与时间对应关系。由此，数据采集模块620可以得到η条片上电压和片下电压与时间对应关系曲线，分别对应η片晶圆。数据采集模块620将采集到的晶圆的片上电压和片下电压转换为数字信号以获取片上电压和所述片下电压的差值，进而获得片上电压与片下电压的差值与时间的对应关系，从而生成并保存η条片上电压与片下电压的差值与时间对应的曲线。在标定曲线中采用片上电压与片下电压的差值，可以避免信号零点的漂移。在本发明的一个实施例中，数据采集模块620为模拟-数字采集卡。可以理解的是，数据采集模块620也可以为在线膜厚测量系统的信号处理模块。膜厚测量模块630测量抛光结束后的每片晶圆上的剩余铜膜的厚度。由于第一片晶圆已经被完全抛光，剩余铜膜厚度为0。剩余的晶圆按照编号，抛光时间递增，则剩余铜膜厚度递减。 在本发明的一个实施例中，膜厚测量模块630可以为四探针探头。标定模块640根据膜厚测量模块630中得到的每片晶圆的剩余铜膜厚度与数据采集模块620中记录的各片抛光过程中结束时的片上电压与片下电压的差值进行关联对应， 生成片上电压和片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线。根据片上电压与片下电压的差值与铜膜厚度的对应曲线生成电压差值-膜厚标定表，并输入到在线膜厚测量系统中，完成在线膜厚测量系统进行镀膜厚度的标定。当化学机械抛光机工作时，在线膜厚测量系统的探头及前置电路实时的将当前晶圆的片上电压信号和片下电压信号输入到在线膜厚测量系统信号处理单元，信号处理单元将上述电压信号转换为片上电压与片下电压的差值，并输入到电压差值-膜厚标定表中。 通过查表，获得该晶圆的铜膜厚度值。
在本发明的一个实施例中，本发明实施例的用于在线膜厚测量系统的标定装置 600还包括显示模块。显示模块与标定模块640相连，用于显示电压差值-膜厚标定表中的电压差值和镀膜厚度以及查找到的当前晶圆的铜膜厚度值。由此，操作员可以方便且及时的获取晶圆的镀膜厚度值。根据本发明实施例提供的用于在线膜厚测量系统的标定装置，通过对多片晶圆按照预设程度进行抛光，通过将抛光后的每片晶圆的片上电压和片下电压的差值与抛光后的相应每片晶圆的厚度进行关联，得到电压差值-膜厚标定表，通过该表可以实现对在线膜厚测量系统的镀膜厚度的精确标定。在标定曲线中采用片上电压与片下电压的差值，可以避免信号零点的漂移，提高镀膜厚度的标定的精度。本发明可以实现在不同的抛光工艺下， 例如化学机械抛光工艺中，对镀膜厚度的精确标定。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，包括如下步骤检测多片晶圆上的抛光压力，当所述抛光压力达到预设压力值时，分别对所述多片晶圆进行预设程度的抛光，其中所述多片晶圆的镀膜厚度相等；在抛光结束后，分别采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压并计算所述片上电压和所述片下电压的差值，其中，所述片上电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至所述晶圆上时输出的电压信号，所述片下电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号；测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值；将所述每片晶圆的片上电压和所述片下电压的差值与对应的抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表；和根据所述电压差值-膜厚标定表对所述在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。
2.如权利要求1所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，当检测到当前晶圆的所述抛光压力未达到所述预设压力值，调整所述在线膜厚测量系统的抛光头施加在所述当前晶圆上的抛光压力直至所述当前晶圆的所述抛光压力达到所述预设压力值。
3.如权利要求1所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，通过控制所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述每片晶圆的抛光时间以对所述多片晶圆进行预设程度的抛光。
4.如权利要求3所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，对所述多片晶圆中的一片晶圆的镀膜进行完全抛光，其中，抛光时间为第一时长；对剩余晶圆按照抛光时间为(i-l)T/n进行所述预设程度的抛光，其中，i为所述晶圆的编号，2彡i彡n，T为所述第一时长。
5.如权利要求1所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压，并将所述采集到的所述每片晶圆的片上电压和片下电压转换为数字信号以获取所述片上电压和所述片下电压的差值。
6.如权利要求1所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，利用四探针探头测量抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值。
7.如权利要求1所述的用于在线膜厚测量系统的标定方法，其特征在于，还包括如下步骤显示所述电压差值-膜厚标定表中的镀膜厚度值。
8.一种用于在线膜厚测量系统的标定装置，其特征在于，包括压力检测模块，所述压力检测模块分别与多片晶圆相连，用于检测所述多片晶圆上的抛光压力，当所述抛光压力达到预设压力值时，由所述在线膜厚测量系统的抛光头分别对所述多片晶圆进行预设程度的抛光，其中所述多片晶圆的镀膜厚度相等；数据采集模块，所述数据采集模块与所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器相连，用于在所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述多片晶圆抛光结束后，分别采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压并计算所述片上电压和所述片下电压的差值，其中，所述片上电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器运行至所述晶圆上时输出的电压信号，所述片下电压为所述在线膜厚测量系统的电涡流传感器空载时输出的电压信号；膜厚测量模块，用于在所述在线膜厚测量系统的抛光头对所述多片晶圆抛光结束后， 测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值；和标定模块，所述标定模块分别与所述数据采集模块和所述膜厚测量模块相连，用于将所述每片晶圆的片上电压和所述片下电压的差值与对应的抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表以对所述在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。
9.如权利要求8所述的用于在线膜厚测量系统的标定装置，其特征在于，当所述压力检测模块检测到当前晶圆的所述抛光压力未达到所述预设压力值，调整所述在线膜厚测量系统的抛光头施加在所述当前晶圆上的抛光压力直至所述当前晶圆的所述抛光压力达到所述预设压力值。
10.如权利要求8所述的用于在线膜厚测量系统的标定装置，其特征在于，所述数据采集卡为模拟/数字采集卡；所述膜厚测量模块为四探针探头；所述显示模块与所述标定模块相连，用于显示所述电压差值-膜厚标定表中的镀膜厚度值。
全文摘要
本发明公开了一种用于在线膜厚测量系统的标定方法，包括如下步骤检测多片晶圆上的抛光压力，当所述抛光压力达到预设压力值时，分别对所述多片晶圆进行预设程度的抛光；在抛光结束后，分别采集所述每片晶圆的片上电压和片下电压并计算所述片上电压和所述片下电压的差值；测量抛光结束后的每片晶圆的镀膜厚度值；将所述每片晶圆的片上电压和所述片下电压的差值与对应的抛光结束后的所述每片晶圆的镀膜厚度值进行关联，生成电压差值-膜厚标定表；根据所述电压差值-膜厚标定表对所述在线膜厚测量系统进行镀膜厚度标定。本发明还公开了一种用于在线膜厚测量系统的标定装置。本发明可以实现在不同的抛光工艺下，对镀膜厚度的快速且精确标定。
文档编号G01B7/06GK102445144SQ20111028426
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者孟永钢, 曲子濂, 王同庆, 赵乾, 路新春 申请人:清华大学