[发明专利]一种膜厚测量方法、系统及化学机械抛光装置

权利要求书

1.一种膜厚测量方法，其特征在于，包括：

根据离线采集的晶圆膜厚信息以及在抛光期间使用膜厚传感器进行动态测量时输出的信号值，获取输出信号与晶圆膜厚的映射关系；

利用所述映射关系，将所述膜厚传感器在线测量时输出的信号值转换为膜厚值；

所述获取映射关系包括：计算所述膜厚传感器扫描晶圆表面时输出的信号均值以及对应的膜厚均值，根据所述信号均值和所述膜厚均值生成所述映射关系；

所述计算信号均值包括：在采集膜厚传感器输出的信号值的同时，计算膜厚传感器的探头距晶圆圆心的径向距离，将晶圆直径范围内的径向距离确定为有效范围，计算所述有效范围内的信号值的均值。

2.如权利要求1所述的膜厚测量方法，其特征在于，所述计算信号均值包括：

计算所述膜厚传感器从晶圆表面扫描一次过程中输出的信号值的均值，得到该次扫描所对应的t时刻的信号均值。

3.如权利要求2所述的膜厚测量方法，其特征在于，

t时刻的信号值表示为V_t＝[v₁v₂…v_n]，n为有效范围内的采样点总数；

则，t时刻的所述信号均值为：

4.如权利要求1所述的膜厚测量方法，其特征在于，所述计算膜厚均值包括：

利用离线测量设备，在第一时刻采集第一膜厚形貌，在第二时刻采集第二膜厚形貌；

计算所述第一膜厚形貌的均值，得到第一膜厚均值；

计算所述第二膜厚形貌的均值，得到第二膜厚均值；

利用所述第一膜厚均值、所述第二膜厚均值以及所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差，计算t时刻对应的膜厚均值；

其中，膜厚形貌为距晶圆圆心不同径向距离上对应的膜厚所组成的膜厚曲线；

第一膜厚形貌表示为THK_a＝[a₁a₂…a_k]，k为膜厚采样点总数，第二膜厚形貌表示为THK_b＝[b₁b₂…b_k]，抛光总时长为T，

则，第一膜厚均值为

第二膜厚均值为

抛光期间t时刻所对应的膜厚均值为：

5.如权利要求4所述的膜厚测量方法，其特征在于，

所述第一时刻为晶圆抛光开始之前，所述第二时刻为晶圆抛光结束之后，所述第一时刻和第二时刻之间的时间差为抛光总时长。

6.如权利要求1所述的膜厚测量方法，其特征在于，所述生成映射关系包括：

确定标定段数m，将m个同一时刻对应的膜厚均值和信号均值进行关联，得到所述映射关系。

7.一种膜厚测量系统，其特征在于，包括：

标定模块，用于根据离线采集的晶圆膜厚信息以及在抛光期间使用膜厚传感器进行动态测量时输出的信号值，获取输出信号与晶圆膜厚的映射关系；

输出模块，用于利用所述映射关系，将所述膜厚传感器在线测量时输出的信号值转换为膜厚值；

所述获取映射关系包括：计算所述膜厚传感器扫描晶圆表面时输出的信号均值以及对应的膜厚均值，根据所述信号均值和所述膜厚均值生成所述映射关系；

所述计算信号均值包括：在采集膜厚传感器输出的信号值的同时，计算膜厚传感器的探头距晶圆圆心的径向距离，将晶圆直径范围内的径向距离确定为有效范围，计算所述有效范围内的信号值的均值。