[发明专利]金属膜厚测量方法、膜厚测量装置和化学机械抛光设备

说明书

本发明公开了一种金属膜厚测量方法、膜厚测量装置和化学机械抛光设备，方法包括：基于幅值法或相位法测量晶圆表面金属薄膜的膜厚时，计算幅值法或相位法对应的极值点；根据所述极值点、测量量程和/或测量灵敏度来调节激励频率，其中，所述测量量程为测量膜厚范围，所述测量灵敏度为分辨率，所述激励频率为用于膜厚测量装置的激励信号的频率。本发明利用极值点，可以得到幅值法和相位法中最优的测量量程和测量灵敏度。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种金属膜厚测量方法、膜厚测量装置和化学机械抛光设备。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit，IC)是信息技术产业发展的核心和命脉。集成电路一般通过在硅晶圆上相继沉积导电层、半导体层或绝缘层而形成。从而使晶圆表面沉积有填料层形成的薄膜。制造工艺中，需要持续平坦化填料层直到露出图案化的顶表面，以在凸起图案之间形成导电路径。

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术是IC制造过程中的首选平面化工艺。在化学机械抛光中，对半导体器件的制造工艺而言，过多或过少的材料去除都会导致器件电性的减退甚至失效。为了提高化学机械抛光工艺的可控度，提升产品的稳定性，降低产品的缺陷率，使每一片晶圆达到均一性的生产，化学机械抛光的终点检测技术(Endpoint Detection，EPD)应运而生。

在金属CMP终点检测中，电涡流检测是最常用的方法，其输出的信号为电压信号，该电压信号的大小与所测晶圆表面的金属膜厚有关。现有技术中，不同的电涡流传感器线圈结构会产生不同的电涡流检测的量程和分辨率，目前一般靠人工步进式一点一点改变参数进行测试，测试时间长，且依据经验数据，结果容易不准确，影响使用。

发明内容

本发明实施例提供了一种金属膜厚测量方法、膜厚测量装置和化学机械抛光设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种金属膜厚测量方法，包括：

基于幅值法或相位法测量晶圆表面金属薄膜的膜厚时，计算幅值法或相位法对应的极值点；

根据所述极值点、测量量程和/或测量灵敏度来调节激励频率，其中，所述测量量程为测量膜厚范围，所述测量灵敏度为分辨率，所述激励频率为用于膜厚测量装置的激励信号的频率。

本发明实施例的第二方面提供了一种膜厚测量装置，采用如上所述的金属膜厚测量方法进行膜厚测量；所述膜厚测量装置包括电涡流传感器和检测电路；所述电涡流传感器包括激励线圈和感应线圈；所述激励线圈和感应线圈均为扁平线圈，并且同轴设置，激励线圈与感应线圈的绕线方向相同。

本发明实施例的第三方面提供了一种化学机械抛光设备，包括：

抛光盘，其覆盖有用于对晶圆进行抛光的抛光垫；

承载头，用于保持晶圆并将晶圆按压在所述抛光垫上；

膜厚测量装置，用于在抛光期间测量晶圆的膜厚；

控制装置，用于实现如上所述的金属膜厚测量方法。

本发明实施例的第四方面提供了一种控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述金属膜厚测量方法的步骤。

本发明实施例的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述金属膜厚测量方法的步骤。

本发明实施例的有益效果包括：利用极值点，可以得到幅值法和相位法中最优的测量量程和测量灵敏度。

附图说明