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TWI874231B - 用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體 - Google Patents

用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體 Download PDF

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TWI874231B
TWI874231B TW113120180A TW113120180A TWI874231B TW I874231 B TWI874231 B TW I874231B TW 113120180 A TW113120180 A TW 113120180A TW 113120180 A TW113120180 A TW 113120180A TW I874231 B TWI874231 B TW I874231B
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吳英明
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劉杰
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大陸商華海清科（北京）科技有限公司
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Abstract

本申請實施例提供了用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體。該方法包括：根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，測量信號用於指示金屬薄膜上不同位置的測量厚度；根據基準厚度包括的調整參數，確定子調整參數，調整參數包括基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數；基於子調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定晶圓的金屬薄膜的厚度。

Description

用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體
本申請關於半導體製造技術，特別關於用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體。
為對晶圓表面金屬薄膜的形貌做出準確判斷，現有技術中通常通過電渦流感測器測量晶圓表面金屬薄膜的厚度，通過測得的金屬薄膜的厚度確定晶圓表面金屬薄膜的形貌。但受限於電渦流感測器的基本量測原理，現有技術在對晶圓上金屬薄膜的邊緣厚度測量時，無可避免地會受到磁場損失的影響，使得電渦流感測器採集的測量信號有所衰減。
為解決此問題，有相關技術通過建立測量信號的衰減函數，根據該衰減函數，對金屬薄膜邊緣對應的測量信號進行恢復，獲得恢復後信號。但是，金屬薄膜的邊緣形貌也會影響測量信號的衰減，而相關技術建立的衰減函數通常為固定的理論函數，通過該衰減函數對測量信號的衰減進行計算時，無論金屬薄膜為何種邊緣形貌，均只能計算出一種衰減結果，即通過該衰減函數無法擬合(fitting)金屬薄膜的邊緣形貌不同時測量信號的衰減變化，使得基於衰減函數獲得的恢復後信號往往有較大的誤差。
有鑑於此，本申請實施例提供一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法、裝置、拋光設備和媒體，以至少部分解決上述問題。
根據本申請實施例的第一方面，提供了一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，包括：根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，其中，所述測量信號用於指示所述金屬薄膜上不同位置的測量厚度；根據所述基準厚度，確定調整參數，其中，所述調整參數包括所述基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數；基於所述調整參數包括的所述子調整參數，對所述金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對所述測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定晶圓的所述金屬薄膜的厚度。
根據本申請實施例的第二方面，提供了一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置，包括：基準厚度確定模組，用於根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，其中，所述測量信號用於指示所述金屬薄膜上不同位置的測量厚度；參數確定模組，根據所述基準厚度，確定調整參數，其中，所述調整參數包括所述基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數；處理模組，用於基於所述調整參數包括的所述子調整參數，對所述金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對所述測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定晶圓的所述金屬薄膜的厚度。
根據本申請實施例的協力廠商面，提供了一種化學機械拋光設備，包括：包括拋光盤、承載頭、供液裝置、電渦流感測器和控制器；所述承載頭載入待拋光的晶圓並將其抵接於拋光盤上方的拋光墊，所述供液裝置朝向拋光墊與晶圓之間供給拋光液；所述電渦流感測器用於對晶圓上金屬薄膜的基準厚度進行測量；所述控制器用於執行各實施例所述的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法。
根據本申請實施例的協力廠商面，提供了一種電腦儲存媒體，其上儲存有電腦程式，該電腦程式被處理器執行時實現各實施例所述的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法。
本申請實施例中，根據晶圓上金屬薄膜的基準厚度，能夠確定包括該基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數的調整參數，基於調整參數包括的各子調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，可以獲得與金屬薄膜的邊緣形貌相對應的調整後座標值。根據調整後座標值，對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理時，能夠通過調整後座標值較為準確地擬合出金屬薄膜的邊緣形貌與測量信號衰減的關係，從而可以減小對該採樣點對應的信號值進行的處理的誤差，獲得更為準確的處理後信號值，提高測量晶圓上金屬薄膜厚度的精度。
為了使所屬技術領域的人員更好地理解本申請實施例中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的示圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本申請實施例一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請實施例中的實施例，所屬技術領域的通常知識者所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請實施例保護的範圍。
應當理解，儘管在本申請可能採用術語第一、第二、第三等來描述各種資訊，但這些資訊不應限於這些術語。這些術語僅用來將同一類型的資訊彼此區分開。例如，在不脫離本申請的揭露範圍的情況下，第一資訊也可以被稱為第二資訊，類似地，第二資訊也可以被稱為第一資訊。取決於語境，如在此所使用的詞語「如果」可以被解釋成為「在……時」或「當……時」或「回應於確定」。
根據本申請實施例的第一方面，提供一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，以解決上述問題。
本申請實施例提供的方法，可用於化學機械拋光設備對晶圓上金屬薄膜進行拋光時，對晶圓上金屬薄膜的厚度進行測量。化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)也稱為「化學機械平坦化(Chemical Mechanical Planarization ；CMP)」，是一種全域平坦化的超精密表面加工技術，可以使晶圓在化學和機械的共同作用下完成晶圓的化學機械拋光。
如圖1所示，化學機械拋光設備10可以包括拋光盤11、承載頭12、供液裝置13和修整器14；其中，承載頭12載入待拋光的晶圓，並將晶圓上的金屬薄膜抵接於拋光盤11上方的拋光墊15，供液裝置13朝向拋光墊15與晶圓之間供給拋光液，修整器14用於修整拋光墊15的表面。本申請實施例提供的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，便可用於對承載頭12載入的晶圓的金屬薄膜進行厚度測量。
下面參照示圖對本申請實施例提供的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法進行詳細說明。
如圖2所示，本申請實施例提供一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，包括步驟S110、S120及S130。
步驟S110：根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，其中，測量信號用於指示金屬薄膜上不同位置的測量厚度。
應該理解，電渦流感測器對金屬薄膜的厚度進行測量時，可以在金屬薄膜內激發交變的電磁場，並測量不同厚度的金屬薄膜引起的互感效應所產生的感生電動勢的變化。由於在其他條件不變的情況下，感生電動勢和金屬薄膜的厚度存在一一對應的關係，所以，電渦流感測器採集的測量信號可以用於指示金屬薄膜上不同位置的測量厚度。
金屬薄膜的基準厚度可以作為判斷金屬薄膜邊緣形貌的基準。例如，基準厚度可以為金屬薄膜較為平坦的區域的厚度等。
步驟S120：根據基準厚度，確定調整參數，其中，調整參數包括基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數。
金屬薄膜的邊緣形貌可以通過其邊緣厚度與基準厚度的差值進行劃分。例如，在金屬薄膜的邊緣厚度與基準厚度的差值位於（-50埃，50埃）時，可以將該金屬薄膜的邊緣形貌劃分為平坦（或者劃分為第一邊緣形貌）；在金屬薄膜的邊緣厚度與基準厚度的差值大於200埃時，可以將該金屬薄膜的邊緣形貌劃分為翹起（或者劃分第二邊緣形貌）；在金屬薄膜的邊緣厚度與基準厚度的差值小於-200埃時，可以將該金屬薄膜的邊緣形貌劃分為下垂（或者劃分為第三邊緣形貌）等。其中，1埃=1x10 -10m。
應該理解，上面的金屬薄膜的邊緣厚度可以為金屬薄膜上待處理區域的厚度。
本申請實施例中，可以預設有基準厚度與調整參數對應檔，例如包含基準厚度與調整參數之間映射關係的映射關係表。基準厚度與調整參數對應檔中，可包括每個基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數。以便可以根據金屬薄膜的基準厚度，從基準厚度與調整參數對應檔中查詢相應的子調整參數，確定調整參數。
步驟S130：基於調整參數包括的子調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定晶圓的金屬薄膜的厚度。
金屬薄膜上的待處理區域為其上採樣點的量測信號有所衰減的區域。待處理區域與電渦流感測器的性能和金屬薄膜的金屬類型有關，可以通過採用該電渦流感測器對相應的金屬薄膜樣本進行實測進行確定。
參見圖3，示出了電渦流感測器的量測信號衰減的示意圖，圖3中帶箭頭的虛線表示電渦流感測器的感應磁場，如圖3左側所示，當電渦流感測器的量測位置靠近晶圓中心時，電渦流感測器的感應磁場為與晶圓重疊的有效磁場；如圖3右側所示，當電渦流感測器的量測位置靠近晶圓的外周時，感應磁場包括與晶圓重疊的有效磁場和不與晶圓重疊的損失磁場，導致量測信號有所衰減。
採樣點的座標值可以是採樣點距晶圓中心軸線的距離，或者是距晶圓中心軸線某條平行線的距離。採樣點的處理後信號值與原信號值的對比示例可參照圖4所示，其中橫坐標的區間（-147，-140）和（140，147）為待處理區域對應的座標區間。
當金屬薄膜的邊緣形貌不平坦時，待處理區域內的採樣點的位置相較於平坦邊緣形貌有所浮動，從而影響電渦流感測器採集的測量信號。本申請實施例中，可通過調整參數中不同的子調整參數，對待處理區域內的採樣點的座標值進行不同程度的調整，以獲得與採樣點實際位置相對應的座標值。
作為一種可行的實現方式，對測量信號中待處理區域內採樣點對應的信號值進行處理時，可採用調整後座標值計算該採樣點對應的信號值的衰減係數，將該採樣點對應的信號值除以衰減係數得到處理後信號值。其中，衰減係數用於表徵測量信號的信號值的衰減倍數，衰減係數可通過擬合量測信號衰減變化的函數進行計算，對量測信號衰減變化進行擬合的具體過程可參照相關技術，此處不再進行贅述。
本申請實施例中，根據晶圓上金屬薄膜的基準厚度，能夠確定包括該基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數的調整參數，基於調整參數包括的各子調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，可以獲得與金屬薄膜的邊緣形貌相對應的調整後座標值。根據調整後座標值，對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理時，能夠通過調整後座標值較為準確地擬合出金屬薄膜的邊緣形貌與測量信號衰減的關係，從而可以減小對該採樣點對應的信號值進行的處理的誤差，獲得更為準確的處理後信號值，提高測量晶圓上金屬薄膜厚度的精度。
在一些可選的實施例中，根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，包括：
從測量信號中，確定金屬薄膜上位於參考區域內的採樣點對應的信號值，其中，參考區域與待處理區域不相交。
根據參考區域內的採樣點對應的信號值，計算參考區域內的各採樣點對應的測量厚度的均值，並將計算結果確定為基準厚度。
其中，金屬薄膜上的參考區域可以為金屬薄膜上較為平坦的區域。參考區域與電渦流感測器的性能和金屬薄膜的金屬類型有關，可以通過採用該電渦流感測器對相應的金屬薄膜樣本進行實測進行確定。
本申請實施例中，根據金屬薄膜上參考區域內的採樣點對應的信號值，計算參考區域內的各採樣點對應的測量厚度的均值，並將計算出的均值確定為基準厚度，可以使確定的基準厚度能夠有效代表金屬薄膜的厚度，從而更好地作為金屬薄膜厚度的基準值。
在一些可選的實施例中，基於調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，包括：
從調整參數包括的多個子調整參數中確定第一子調整參數以及確定其對應的厚度差值範圍。可選地，第一子調整參數可以是調整參數中某種特定的金屬薄膜邊緣形貌對應的子調整參數。例如，第一子調整參數可以是上面的平坦、翹起或下垂等邊緣形貌對應的子調整參數。
將第一子調整參數確定為目標子調整參數，並將其對應的厚度差值範圍確定為目標厚度差值範圍。
根據目標子調整參數對待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，獲得中間座標值。
根據中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，獲得中間信號值，並根據中間信號值確定該採樣點對應的厚度。
若該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於目標厚度差值範圍內，則將該採樣點對應的中間信號值確定為處理後信號值。其中，預設的厚度差值範圍可以根據目標子調整參數對應的金屬薄膜邊緣形貌進行設定，例如，若金屬薄膜的邊緣厚度與基準厚度的差值位於（-50埃，50埃）的邊緣形貌被劃分為第一邊緣形貌，並且目標子調整參數為第一邊緣形貌對應的子調整參數，則可以將（-50埃，50埃）作為預設的厚度差值範圍。
若該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於目標厚度差值範圍之外，則根據該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值，從調整參數包括的多個子調整參數中確定第二子調整參數。並將以第二子調整參數作為目標子調整參數時獲得的中間信號值，確定為處理後信號值。
本申請實施例中，可以通過從調整參數包括的多個子調整參數中，確定第一子調整參數，以及確定第一子調整參數對應的厚度差值範圍，並將第一子調整參數作為目標子調整參數，將第一子調整參數對應的厚度差值範圍確定為目標厚度差值範圍，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並對量測信號中待處理區域內的採樣點對應的信號值進行處理，獲得中間信號值。根據中間信號值確定該採樣點對應的厚度後，通過將該採樣點對應的厚度與預設的厚度差值範圍進行對比，便可以判定出能夠作為處理後信號值的中間信號值，從而確定出處理後信號值，其過程簡單且無需大量的計算，有利於提高對測量信號進行處理的效率。
在一些可選的實施例中，若第一子調整參數作為目標子調整參數、第一子調整參數對應的厚度差值作為目標厚度差值範圍時，確定的上述採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於目標厚度差值範圍之外，則可以根據該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值，從調整參數包括的多個子調整參數中確定第二子調整參數、以及確定第二子調整參數對應的厚度差值範圍。根據第二子調整參數和第二子調整參數對應的厚度差值範圍，對目標子調整參數和目標厚度差值範圍進行更新，即，將第二子調整參數確定為更新的目標子調整參數、將第二子調整參數對應的厚度差值範圍確定為更新的目標厚度差值範圍。根據更新的目標子調整參數，再次對該採樣點的座標值進行調整，獲得更新的中間座標值。根據更新的中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，獲得更新的中間信號值。根據更新的中間信號值確定該採樣點對應的厚度，對該採樣點對應的厚度進行更新。根據更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值、以及更新的目標厚度差值範圍，判斷是否可將更新的中間信號值確定為處理後信號值；若是，則將更新的中間信號值確定為處理後信號值，若否，則繼續對目標子調整參數、目標厚度差值範圍和中間信號值進行更新，直至獲得可確定為處理後信號值的中間信號值。
應該理解，根據更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值、以及更新的目標厚度差值範圍，判斷是否可將更新的中間信號值確定為處理後信號值時，若更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於更新的目標厚度差值範圍之內，則可以將更新的中間信號值確定為處理後信號值；若更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於更新的目標厚度差值範圍之外，則不可以將更新的中間信號值確定為處理後信號值。
示例性地，晶圓上金屬薄膜為基準厚度a時金屬薄膜的各種邊緣形貌對應的厚度差值範圍和調整參數如下表1。 表1 金屬薄膜各種邊緣形貌對應的厚度差值範圍和調整參數示例表
基準厚度 邊緣形貌 厚度差值範圍 調整參數
a 第一邊緣形貌 （150埃，200埃] 子調整參數1
第二邊緣形貌 （100埃，150埃] 子調整參數2
第三邊緣形貌 （50埃，100埃] 子調整參數3
第四邊緣形貌 （0埃，50埃] 子調整參數4
第五邊緣形貌 （-50埃，0埃] 子調整參數5
第六邊緣形貌 （-100埃，-50埃] 子調整參數6
第七邊緣形貌 （-150埃，-100埃] 子調整參數7
第八邊緣形貌 [-200埃，-150埃] 子調整參數8
在一些可選的實施例中，第一子調整參數為第四邊緣形貌對應的子調整參數，此時可將子調整參數4確定為目標子調整參數、將（0埃，50埃]確定為目標厚度插值範圍。之後根據子調整參數4對待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，獲得中間座標值。根據中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，獲得中間信號值，並根據中間信號值確定該採樣點對應的厚度。
若該採樣點對應的厚度與基準厚度a的差值位於（0埃，50埃]之內，則可以將獲得的中間信號值確定為處理後信號值。
若該採樣點對應的厚度與基準厚度a的差值位於（0埃，50埃]之外，例如該採樣點對應的厚度與基準厚度a的差值為120埃，則可以根據差值120埃確定第二子調整參數為子調整參數2，確定第二子調整參數對應的厚度差值範圍為（100埃，150埃]，並將目標子調整參數更新為子調整參數2、將目標厚度差值範圍更新為（100埃，150埃]。根據子調整參數2對該採樣點的座標值進行調整，獲得更新的中間座標值。根據更新的中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，獲得更新的中間信號值。根據更新的中間信號值重新確定該採樣點對應的厚度，對該採樣點對應的厚度進行更新。
根據更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值、以及更新的目標厚度差值範圍（100埃，150埃]，判斷是否可將更新的中間信號值確定為處理後信號值。
若更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度的差值位於（100埃，150埃]之內，則說明可以將更新的中間信號值確定為處理後信號值，此時可直接將更新的中間信號值確定為處理後信號值。
若更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度a的差值位於（100埃，150埃]之外，例如更新的該採樣點對應的厚度與基準厚度a的差值為80埃，則說明不可以將更新的中間信號值確定為處理後信號值。此時繼續對目標子調整參數、目標厚度差值範圍和中間信號值進行更新，例如可根據上面的差值80埃，將目標子調整參數更新為子調整參數3、將目標厚度差值範圍更新為（50埃，100埃]、將中間信號值更新為子調整參數3對應的中間信號值。再次判斷是否可將更新的中間信號值確定為處理後信號值。若是，則將更新的中間信號值確定為處理後信號值，若否，則繼續對目標子調整參數、目標厚度差值範圍和中間信號值進行更新，直至獲得可確定為處理後信號值的中間信號值。
本申請實施例中，可通過不斷更新目標子調整參數，獲得與採樣點厚度相匹配的目標子調整參數，從而提高確定目標子調整參數的準確性，避免採用不合適的目標子調整參數的對採樣點座標值進行的調整，能夠保證對測量信號進行處理的效果。
在一些可選的實施例中，若同一基準厚度對應的調整參數有三個子調整參數，分別為平坦邊緣形貌、翹起邊緣形貌和下垂邊緣形貌對應的子調整參數，則第一子調整參數可以為平坦邊緣形貌對應的子調整參數，第二子調整參數為翹起邊緣形貌或下垂邊緣形貌對應的子調整參數。
本申請實施例，可以根據金屬薄膜上待處理區域內的厚度與基準厚度的差值範圍，將金屬薄膜的邊緣形貌劃分為平坦、翹起和下垂。在一些可選實施例中，第一子調整參數為平坦邊緣形貌對應的子調整參數時，預設的厚度差值範圍可以設定為（-200埃，200埃）。
通過將平坦邊緣形貌對應的子調整參數作為第一子調整參數，能夠相對均衡地對待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，獲得較為均衡的中間座標值，以便於通過該中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，能夠獲得適應性較高的中間信號值，從而提高確定上述採樣點對應的厚度的準確性。
在一些可選的實施例中，可以根據目標子調整參數，通過下面的式1對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，獲得中間座標值； G(p)=k*(p+b)      式1
p用於表徵金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值，G(p)用於表徵該採樣點對應的中間座標值，k和b為目標子調整參數包括的兩個參數值。
應該理解，調整參數中的各子調整參數可以包括對應的k值和b值，以使確定出目標子調整參數包括對應的k值和b值。
本申請實施例中，可以根據目標子調整參數，通過式1對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，獲得中間座標值，計算過程簡單方便，可以顯著提高對待處理區域內的採樣點的座標值進行調整的效率。
在一些可選的實施例中，根據中間座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，獲得中間信號值，包括：
根據待處理區域內的採樣點對應的中間座標值，確定該採樣點對應的衰減恢復係數；對採樣點對應的衰減恢復係數進行歸一化(normalization)處理，獲得該採樣點對應的衰減係數；將測量信號中該採樣點對應的信號值與該採樣點對應的衰減係數的商，確定為該採樣點對應的中間信號值。
應該理解，根據不同目標子調整參數，獲得的同一採樣點的各中間座標值可能有所不同，從而造成根據各中間座標值，確定出的該採樣點對應的衰減恢復系數落在不同的區間，所以如果直接利用衰減恢復係數對該採樣點對應的信號值進行處理，可能會有較大的處理偏差。
本申請實施例中，確定出採樣點對應的衰減恢復係數後，通過對採樣點對應的衰減恢復係數進行歸一化處理，能夠使獲得的衰減系數落在單位區間，例如區間[0,1]，從而解決衰減恢復係數可能落在不同區間的問題，以減小對該採樣點對應的信號值進行處理的偏差。
在一些可選的實施例中，可以根據待處理區域內的採樣點對應的中間座標值，通過下面的式2計算該採樣點對應的衰減恢復係數。 F(G(p))=e^(G(p))/(e^(G(p))+1)     式2
並且，在一些可選的實施例中，可以通過如下面的式3對採樣點對應的衰減恢復係數進行歸一化處理，獲得該採樣點對應的衰減係數； H(p)=F(G(p))*2/(∫F(G(p)))      式3
p用於表徵金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值，G(p)用於表徵該採樣點對應的中間座標值，F(G(p))用於表徵該採樣點對應的衰減恢復係數，∫F(G(p))用於表徵在金屬薄膜上的待處理區域對F(G(p))進行積分，H(p)於表徵該採樣點對應的衰減係數。
本申請實施例中，可以通過式2計算待處理區域內的採樣點對應的衰減恢復係數，並通過式3對該採樣點對應的衰減恢復係數進行歸一化處理，獲得該採樣點對應的衰減係數，其過程可連貫地自動完成，無需人工干涉，能夠顯著提高計算處理區域內的各採樣點對應的衰減係數的效率。
在一個可選的實施例中，採用上述實施例的方法，對晶圓上金屬薄膜（銅質）的厚度量測信號進行了處理，採樣點的處理後信號值、原信號值、真實信號值對比可參見圖5。其中，真實信號值為晶圓上金屬薄膜實際厚度對應的無衰減測量信號的信號值，根據圖6可見，採樣點的處理後信號值與其真實信號值十分接近，說明上述方法能夠有效對厚度量測信號進行恢復。
作為一種可行的實現方式，上面的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法中，還可以包括預先對各基準厚度下的調整參數包括的子調整參數進行標定。
示例性地，對各基準厚度的基準參數包括的子調整參數進行標定時，可以通過使用電渦流感測器，採集其對多個晶圓樣本的金屬薄膜厚度進行測量的測量信號。對於每個晶圓樣本，可以根據該晶圓樣本的金屬薄膜的實際厚度，確定該晶圓樣本金屬薄膜上待處理區域內採樣點的量測信號無衰減值。將該採樣點的量測信號無衰減值，除以電渦流感測器採集的該採樣點的量測信號實測值，並將獲得的商作為H(p)代入上面的式3，便可以根據式3、式2、式1和該採樣點的座標值，計算出對應的k值和b值。利用計算出的k值和b值，便可以對在該晶圓樣本金屬薄膜的基準厚度下、該晶圓樣本金屬薄膜的邊緣形貌對應的子調整參數進行標定。以此類推，便可以利用相應的晶圓樣本，對所有基準厚度下的調整參數包括的子調整參數進行標定。
可選的，多個晶圓樣本可以劃分為多組晶圓樣本，每組晶圓樣本的金屬薄膜可以具有同一種基準厚度，並且，每組晶圓樣本中不同晶圓樣本的金屬薄膜可以具有不同的邊緣形貌，每組晶圓樣本中不同晶圓樣本可以匹配到被劃分出的所有邊緣形貌。不同組的晶圓樣本的金屬薄膜可以具有不同的基準厚度，採用的多組晶圓樣本能夠匹配到金屬膜厚測量範圍內的所有厚度範圍。
根據本申請實施例的第二方面，提供了一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置。
如圖6所示，用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置包括：
基準厚度確定模組610，用於根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，其中，測量信號用於指示金屬薄膜上不同位置的測量厚度；
參數確定模組620，根據基準厚度，確定調整參數，其中，調整參數包括基準厚度下金屬薄膜的不同邊緣形貌對應的子調整參數；
厚度確定模組630，用於基於調整參數包括的子調整參數，對金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後座標值對測量信號中該採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定晶圓的金屬薄膜的厚度。
本實施例的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置與前述用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法的實施例基於相同的發明構思，用於實現前述多個方法實施例中相應的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，並具有相應的方法實施例的有益效果，在此不再贅述。此外，本實施例的用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置中的各個單元的功能實現均可參照前述方法實施例中的相應部分的描述，在此亦不再贅述。
根據本申請實施例的協力廠商面，提供了一種化學機械拋光設備，包括：包括拋光盤、承載頭、供液裝置、電渦流感測器和控制器；承載頭載入待拋光的晶圓並將其抵接於拋光盤上方的拋光墊，供液裝置朝向拋光墊與晶圓之間供給拋光液；電渦流感測器用於對晶圓上金屬薄膜的基準厚度進行測量；控制器用於執行前述任一方法實施例中的方法。作為一種可行的實現方式，控制器中可包括處理器和電腦程式，處理器運行該電腦程式時，可實現前述任一方法實施例中的方法。
根據本申請實施例的第四方面，提供了一種電腦儲存媒體，其上儲存有電腦程式，該程式被處理器執行時實現前述多個方法實施例中任一實施例所描述的方法。該電腦儲存媒體包括但不限於：唯讀光碟（Compact Disc Read-Only Memory；CD-ROM）、隨機記憶體（Random Access Memory；RAM）、軟碟、硬碟或磁光碟等。
需要指出，根據實施的需要，可將本申請實施例中描述的各個部件/步驟拆分為更多部件/步驟，也可將兩個或多個部件/步驟或者部件/步驟的部分操作組合成新的部件/步驟，以實現本申請實施例的目的。
所屬技術領域的通常知識者可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬體、或者電腦軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本申請實施例的範圍。
以上實施方式僅用於說明本申請實施例，而並非對本申請實施例的限制，有關技術領域的通常知識者，在不脫離本申請實施例的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本申請實施例的範疇，本申請實施例的專利保護範圍應由申請專利範圍限定。
10:化學機械拋光設備 11:拋光盤 12:承載頭 13:供液裝置 14:修整器 15:拋光墊 610:基準厚度確定模組 620:參數確定模組 630:厚度確定模組 S110,S120,S130:步驟
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的示圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的示圖僅僅是本申請實施例中記載的一些實施例，對於所屬技術領域的通常知識者來講，還可以根據這些示圖獲得其他的示圖。 圖1是本申請可選實施例提供的一種化學機械拋光設備的結構示意圖； 圖2是本申請可選實施例提供的一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法的步驟流程圖； 圖3是一種電渦流感測器的量測示意圖； 圖4是本申請可選實施例提供的一種採樣點的處理後信號值與原信號值的對比圖； 圖5是本申請可選實施例提供的一種採樣點的處理後信號值與真實信號值的對比圖； 圖6是本申請可選實施例提供的一種金屬膜厚測量裝置的結構框圖。
S110,S120,S130:步驟

Claims (8)

  1. 一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量方法，包括： 根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，所述測量信號用於指示所述金屬薄膜上不同位置的測量厚度； 根據所述基準厚度，確定調整參數，所述調整參數包括平坦邊緣形貌、翹起邊緣形貌和下垂邊緣形貌分別對應的子調整參數；及 基於所述調整參數包括的所述子調整參數，對所述金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後得到的中間座標值對所述測量信號中所述採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定所述晶圓的所述金屬薄膜的厚度； 其中，所述採樣點的座標值通過公式G(p)=k*（p+b）調整，p用於表徵所述金屬薄膜上位於所述待處理區域內的所述採樣點的所述座標值，G(p)用於表徵所述採樣點對應的所述中間座標值，k和b為所述子調整參數包括的兩個參數值； 其中，根據調整後得到的所述中間座標值對所述測量信號中所述採樣點對應的所述信號值進行處理，包括： 根據所述待處理區域內的所述採樣點對應的所述中間座標值，確定所述採樣點對應的衰減恢復係數； 對所述採樣點對應的所述衰減恢復係數進行歸一化處理，獲得所述採樣點對應的衰減係數；及 將所述採樣點對應的所述信號值除以所述衰減係數得到所述處理後的信號值。
  2. 如請求項1所述的方法，其中，根據所述電渦流感測器採集的所述測量信號，確定所述晶圓上所述金屬薄膜的所述基準厚度，包括： 從所述測量信號中確定所述金屬薄膜上位於參考區域內的所述採樣點對應的所述信號值，所述參考區域與所述待處理區域不相交；及 根據所述參考區域內的所述採樣點對應的所述信號值，計算所述參考區域內的各所述採樣點對應的所述測量厚度的均值，並將計算結果確定為所述基準厚度。
  3. 如請求項1所述的方法，其中，基於所述調整參數包括的所述子調整參數，對所述金屬薄膜上位於所述待處理區域內的所述採樣點的所述座標值進行調整，並根據調整後的所述中間座標值對所述測量信號中所述採樣點對應的所述信號值進行處理，包括： 從所述調整參數包括的多個所述子調整參數中確定第一子調整參數以及確定所述第一子調整參數對應的厚度差值範圍； 將所述第一子調整參數確定為目標子調整參數，並將所述第一子調整參數對應的所述厚度差值範圍確定為目標厚度差值範圍； 根據所述目標子調整參數對所述金屬薄膜上位於所述待處理區域內的所述採樣點的所述座標值進行調整，獲得所述中間座標值； 根據所述中間座標值對所述測量信號中所述採樣點對應的所述信號值進行處理，獲得中間信號值，並根據所述中間信號值確定所述採樣點對應的厚度； 若所述採樣點對應的所述厚度與所述基準厚度的差值位於所述目標厚度差值範圍內，則將所述採樣點對應的所述中間信號值確定為所述處理後的信號值；及 若所述採樣點對應的所述厚度與所述基準厚度的所述差值位於所述目標厚度差值範圍之外，則根據所述採樣點對應的所述厚度與所述基準厚度的所述差值，從所述調整參數包括的多個所述子調整參數中確定第二子調整參數，並將以所述第二子調整參數作為所述目標子調整參數時獲得的所述中間信號值確定為所述處理後的信號值。
  4. 如請求項3所述的方法，其中，所述第一子調整參數為所述平坦邊緣形貌對應的子調整參數，所述第二子調整參數為所述翹起邊緣形貌或所述下垂邊緣形貌對應的子調整參數。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，根據所述待處理區域內的所述採樣點對應的所述中間座標值，確定所述採樣點對應的所述衰減恢復係數，包括： 根據所述待處理區域內的所述採樣點對應的所述中間座標值，通過公式F(G(p))=e^(G(p))/(e^(G(p))+1)計算所述採樣點對應的所述衰減恢復係數；且 其中，對所述採樣點對應的所述衰減恢復係數進行所述歸一化處理，獲得所述採樣點對應的所述衰減係數，包括： 通過公式H(p)=F(G(p))*2/(∫F(G(p)))對所述採樣點對應的所述衰減恢復係數進行所述歸一化處理，獲得所述採樣點對應的所述衰減係數，G(p)用於表徵所述待處理區域內的所述採樣點對應的所述中間座標值，F(G(p))用於表徵所述採樣點對應的所述衰減恢復係數，H(p)於表徵所述採樣點對應的所述衰減係數，e^(G(p))表示e的G(p)次方，∫F(G(p))表示對F(G(p))進行積分。
  6. 一種用於晶圓的金屬薄膜厚度測量裝置，包括： 基準厚度確定模組，用於根據電渦流感測器採集的測量信號，確定晶圓上金屬薄膜的基準厚度，所述測量信號用於指示所述金屬薄膜上不同位置的測量厚度； 參數確定模組，根據所述基準厚度，確定調整參數，所述調整參數包括平坦邊緣形貌、翹起邊緣形貌和下垂邊緣形貌分別對應的子調整參數； 厚度確定模組，用於基於所述調整參數包括的所述子調整參數，對所述金屬薄膜上位於待處理區域內的採樣點的座標值進行調整，並根據調整後的中間座標值對所述測量信號中所述採樣點對應的信號值進行處理，根據處理後的信號值確定所述晶圓的所述金屬薄膜的厚度；其中，所述採樣點的座標值通過公式G(p)=k*（p+b）調整，p用於表徵所述金屬薄膜上位於所述待處理區域內的所述採樣點的所述座標值，G(p)用於表徵所述採樣點對應的所述中間座標值，k和b為所述子調整參數包括的兩個參數值；及 厚度確定模組，用於根據所述待處理區域內的所述採樣點對應的所述中間座標值，確定所述採樣點對應的衰減恢復係數；對所述採樣點對應的所述衰減恢復係數進行歸一化處理，獲得所述採樣點對應的衰減係數；將所述採樣點對應的所述信號值除以所述衰減係數得到所述處理後的信號值。
  7. 一種化學機械拋光設備，包括：拋光盤、承載頭、供液裝置、電渦流感測器和控制器，其中，所述承載頭載入待拋光的晶圓並將所述晶圓抵接於所述拋光盤上方的拋光墊，所述供液裝置朝向所述拋光墊與所述晶圓之間供給拋光液；所述電渦流感測器用於對所述晶圓上金屬薄膜的基準厚度進行測量；所述控制器用於執行如請求項1-5中任一項所述的方法。
  8. 一種電腦儲存媒體，其上儲存有電腦程式，所述電腦程式被處理器執行時實現如請求項1-5中任一項所述的方法。
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