CN119159502A - 厚度补偿的电涡流检测方法、装置设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种厚度补偿的电涡流检测方法、装置设备和存储介质，该应用于化学机械抛光设备，该方法包括：在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取电涡流传感器的第一感应信号，其中，电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；在化学机械抛光设备包括的修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号；根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度值；根据第一感应信号、第一厚度值，确定晶圆上的金属层的厚度。本申请提供的厚度补偿的电涡流检测方法可以提高晶圆上金属层厚度的检测精度。

Description

厚度补偿的电涡流检测方法、装置设备和存储介质

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种厚度补偿的电涡流检测方法、装置设备和存储介质。

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，其输出的感应信号为电压信号，经实验验证，该电压信号的大小与所测晶圆金属层的厚度有关，也与电涡流传感器与所测金属层的距离有关，其中，该距离被称为传感器的提离高度(Lift-off Distance)，与化学机械抛光设备中的抛光垫的厚度有关，在不同的提离高度下金属层的厚度与电压值的对应关系不同。在实际加工中，传感器与被抛晶圆之间为抛光垫，故抛光垫的厚度即为提离高度，抛光垫的厚度会随着加工的进行变薄，即提离高度变小，此时电压值与金属层的厚度的对应关系发生变化，导致测量误差变大，影响抛光效果。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种厚度补偿的电涡流检测方法、装置设备和存储介质，以至少部分解决上述问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种厚度补偿的电涡流检测方法，应用于化学机械抛光设备，所述方法包括：在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，其中，所述电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；在所述化学机械抛光设备包括的修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号；根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值；根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度。

根据本申请的第二方面，提供了一种化学机械抛光设备，包括：抛光盘、抛光垫、修整头、承载头、供液模块和控制模块，所述承载头用于承载晶圆，以使所述晶圆与所述抛光垫抵接，所述抛光盘包括电涡流传感器，所述电涡流传感器设置于所述抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫，所述供液模块用于在所述晶圆与所述抛光垫之间供给抛光液，所述修整头用于修整所述抛光垫；所述控制模块，用于在所述晶圆运行至所述电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，在所述修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号，根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值。

根据本申请的第三方面，提供了一种基于抛光垫厚度补偿的电涡流检测装置，包括：感应信号获取模块，用于在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，其中，所述电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；以及，在所述化学机械抛光设备包括的修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号；第一厚度值确定模块，用于根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值；金属层厚度确定模块，用于根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度。

根据本申请的第四方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如第一方面所述的方法对应的操作。

根据本申请的第五方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

根据本申请的第六方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令指示计算设备执行如第一方面所述的方法。

根据本申请提供的厚度补偿的电涡流检测方法，在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取电涡流传感器的第一感应信号，并在修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号，根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度，由此可以根据第一厚度和第一感应信号确定晶圆上金属层的厚度，由于在确定金属层的厚度时，考虑到了抛光垫的厚度，即考虑到了晶圆的提离高度，因此与现有技术中不考虑提离高度相比，由于考虑到了提离高度对电涡流传感器产生的感应信号的影响，因此检测出的晶圆上的金属层厚度更加准确，且由于根据设置于抛光盘上的电涡流传感器检测抛光垫的厚度，因此无需在修整头上设置额外的电涡流传感器，可以防止抛光液损坏电涡流传感器，且由于检测的区域为与电涡流传感器的相对区域的厚度，与检测抛光垫的平均厚度相比，检测出的晶圆的提离高度更为精准，由此确定的晶圆上金属层的厚度更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种厚度补偿的电涡流检测方法的流程图；

图2是本申请提供的一种对晶圆进行化学机械抛光流程的示意图；

图3是本申请提供的一种修整头修整抛光垫的示意图；

图4是本申请提供的一种映射关系的示意图；

图5是本申请提供的一种检测区域的示意图；

图6是本申请提供的一种化学机械抛光设备的示意图；

图7为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。

200、化学机械抛光设备；201、抛光垫；202、修整头；203、抛光盘；2031、电涡流传感器；204、承载头；205、供液模块；206、控制模块；300、晶圆；400、环形区域；702、处理器；704、通信接口；706、存储器；708、通信总线；710、程序。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面通过具体实施例说明本申请提供的厚度补偿的电涡流检测方法：

图1是本申请提供的一种厚度补偿的电涡流检测方法的流程图，该方法应用于化学机械抛光设备，如图1所示，该抛光垫厚度补偿的电涡流检测方法包括如下步骤101至步骤104：

步骤101、在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取电涡流传感器的第一感应信号。

电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫，图2是本申请提供的一种对晶圆300进行化学机械抛光流程的示意图，如图2所示，当化学机械抛光设备对晶圆300进行抛光时，化学机械抛光设备本体旋转，晶圆300在承载头的作用下旋转以及沿化学机械抛光设备的抛光盘径向运动，由此可以通过抛光垫201对晶圆300进行化学机械抛光，由于电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，抛光垫201设置于抛光盘顶面，且晶圆300沿化学机械抛光设备的抛光垫201径向运动，因此在晶圆300运行至电涡流传感器的检测区域时，采集电涡流传感器的第一感应信号。需要说明的是，晶圆300表面存在一层金属材料，例如铜、钨、铝、钽、钛等。晶圆300的金属层厚度可以为0.01μm至50μm。

还需要说明的是，电涡流传感器的检测原理为晶圆运动至电涡流传感器的检测区域时，晶圆表面的金属层会产生涡流效应而使电涡流传感器产生的磁场发生变化，从而根据磁场的变化来对金属层的厚度进行测量。

步骤102、在化学机械抛光设备包括的修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号。

在对晶圆进行化学机械抛光时，由于抛光垫会产生磨损，因此需要通过修整头实时修整抛光垫，在一示例中，晶圆在抛光垫的左半边抛光，修整头在抛光垫的右半边对抛光垫进行修整，在修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号，由于修整头内部存在金属，因此电涡流传感器可以检测到修整头内部的金属，可以产生第二感应信号。

步骤103、根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度值。

根据电涡流传感器产生的第二感应信号，确定电涡流传感器与修整头之间的距离，应理解，由于修整头对抛光垫进行修整，抛光垫设置于抛光盘上，电涡流传感器设置于抛光盘内，因此电涡流传感器与修整头之间的距离，即为抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度值。

应理解，由于在化学机械抛光设备包括的修整头扫过检测区域时，电涡流传感器获取第二感应信号，并根据第二感应信号确定与电涡流传感器相对区域的第一厚度值，因此抛光垫与电涡流传感器相对区域至少部分位于检测区域内。检测区域位于抛光垫上的半径以及角度可以预先确定。

步骤104、根据第一感应信号、第一厚度值，确定晶圆上的金属层的厚度。

根据第一感应信号，第一厚度值确定晶圆上的金属层的厚度，在一示例中，可以根据第一厚度值确定感应信号与金属层厚度之间的映射关系，并根据映射关系与第一感应信号确定晶圆上金属层的厚度。

在本申请中，在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取电涡流传感器的第一感应信号，并在修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号，根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度，由此可以根据第一厚度和第一感应信号确定晶圆上金属层的厚度，由于在确定金属层的厚度时，考虑到了抛光垫的厚度，即考虑到了晶圆的提离高度，因此与现有技术中不考虑提离高度相比，由于考虑到了提离高度对电涡流传感器产生的感应信号的影响，因此检测出的晶圆上的金属层厚度更加准确，且由于根据设置于抛光盘上的电涡流传感器检测抛光垫的厚度，因此无需在修整头上设置额外的电涡流传感器，节约了成本，可以防止抛光液损坏电涡流传感器，且由于检测厚度的区域为抛光垫上与电涡流传感器的相对区域的厚度，与检测抛光垫的平均厚度相比，检测出的晶圆的提离高度更为精准，由此确定的晶圆上金属层的厚度更加准确。

在一种可能的实现方式中，在根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度值时，可以获取修整头的修整面与修整头中金属法兰之间的位置关系，其中，修整面与抛光垫接触，修整面用于修整抛光垫，根据第二感应信号，确定电涡流传感器与金属法兰之间的距离，根据电涡流传感器与金属法兰之间的距离和位置关系，确定第一厚度值。

在一示例中，图3是本申请提供的一种修整头修整抛光垫的示意图，如图3所示，修整头202通过与抛光垫201接触的修整面修整抛光垫201。

获取修整面与修整头上金属法兰之间的位置关系，该位置关系为固定关系不会随抛光垫的旋转和修整头的运动发生改变，修整面与修整头上金属法兰之间的位置关系为制造修整头时的固定属性。

根据第二感应信号的信号强度确定电涡流传感器与修整头的金属法兰之间的距离，应理解，电涡流传感器与修整头中的金属法兰产生涡流效应使电涡流传感器产生的磁场发生变化，根据磁场的变化即第二感应信号，可以确定电涡流传感器与金属法兰之间的距离。

根据电涡流传感器与金属法兰之间的距离和修整面与修整头上金属法兰之间的位置关系，确定修整垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度，具体地，按照修整盘上的电涡流传感器至金属法兰之间的顺序依次是电涡流传感器、修整垫、与修整垫接触的修整面、金属法兰，因此知道修整面与金属法兰之间的位置关系，且知道电涡流传感器与金属法兰之间的关系后，即可知道修整垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度。

需要说明的是，根据第二感应信号确定电涡流传感器与金属法兰之间的距离，与获取修整头的修整面与修整头中金属法兰之间的位置关系两个步骤之间不分先后顺序，任意一个步骤可以优先执行，或者两个步骤可以同时执行，在此不作限定。

可选地，还可以获取电涡流传感器与修整盘表面之间的位置关系，然后根据电涡流传感器与修整盘表面之间的位置关系、电涡流传感器与金属法兰之间的距离和修整面与修整头中金属法兰之间的位置关系确定第一厚度，在此不再赘述。

在本申请中，获取修整头的修整面与修整头中金属法兰之间的位置关系，根据第二感应信号确定电涡流传感器与金属法兰之间的距离，由此可以根据电涡流传感器与金属法兰之间的距离和修整面与金属法兰之间的位置关系，确定修整垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度，实现了通过电涡流传感器检测抛光垫的厚度，由于根据设置于抛光盘上的电涡流传感器检测抛光垫的厚度，因此无需在修整头上设置额外的电涡流传感器，可以防止抛光液损坏电涡流传感器，且由于检测的区域为与电涡流传感器的相对区域的厚度，与检测抛光垫的平均厚度相比，检测出的晶圆的提离高度更为精准，由此确定的晶圆上金属层的厚度更加准确。

在一种可能的实现方式中，令抛光垫与电涡流传感器的相对区域为第二厚度，根据多个厚度的金属层确定金属层的厚度与电涡流传感器输出的第三感应信号之间的第一映射关系，改变抛光垫的厚度，分别确定抛光垫在不同厚度时，金属层的厚度与电涡流传感器输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系，根据第一映射关系和多个第二映射关系，确定信号转换公式，基于此，在根据第一感应信号、第一厚度值，确定晶圆上的金属层的厚度时，可以根据第一感应信号、第一厚度值和信号转换公式，确定金属层的厚度。

令抛光垫与电涡流传感器的相对区域为第二厚度，分别将多个不同金属层厚度的晶圆放置于检测区域中，获取针对不同金属层厚度的晶圆电涡流传感器输出的不同的第三感应信号，例如：在抛光垫与电涡流传感器的相对区域的厚度为时，分别将金属层厚度为m1~mn的n个晶圆放置于检测区域中，分别确定金属层厚度为m1~mn的n个晶圆对应的电涡流传感器输出的n个第三感应信号。由此确定金属层厚度与第三感应信号之间的第一映射关系。

确定第一映射关系后，改变第二厚度的大小，确定抛光垫在不同厚度时，金属层的厚度与电涡流传感器输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系，例如：分别在抛光垫与电涡流传感器的相对区域的厚度为h2~h(t+1)时，确定金属层厚度为m1~mn的n个晶圆对应的电涡流传感器输出的n个第四感应信号，由此可以确定出t个第二映射关系，不同的第二映射关系对应于不同的抛光垫上与电涡流传感器的相对区域的厚度。

在一示例中，图4是本申请提供的一种映射关系的示意图，第一映射关系或第二映射关系，即晶圆上金属层厚度与电涡流传感器输出的感应信号值（例如：感应信号的强度）之间的映射关系可以如图4所示。

根据第一映射关系和多个第二映射关系确定信号转换公式，信号转换公式可以指示抛光垫厚度、电涡流传感器信号与晶圆金属层厚度之间的关系，由此在确定晶圆上金属层厚度时，可以根据第一感应信号、抛光垫上与电涡流传感器相对区域的厚度和信号转换公式确定晶圆上金属层的厚度。

在本申请中，令在抛光垫的厚度为第二厚度，确定金属层厚度与电涡流传感器输出的第三感应信号之间的第一映射关系，然后多次改变抛光垫的厚度，分别确定在不同抛光垫的厚度下，金属层厚度与电涡流传感器输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系，由此可以根据第一映射关系和多个第二映射关系确定信号转换公式，由此可以根据信号转换公式、第一感应信号和第一厚度确定晶圆上金属层的厚度，实现了金属层厚度的检测，由于根据确定出的信号转换公式进行信号转换，不用在每次检测时实时确定信号转换公式，可以提高金属层厚度检测的效率。

在一种可能的实现方式中，在根据第一映射关系和多个第二映射关系，确定信号转换公式时，可以对第一映射关系和多个第二映射关系进行数值拟合，确定第一映射关系中映射系数与抛光垫的厚度之间的第三映射关系，根据第三映射关系对第一映射关系中的映射系数进行系数修正，获得信号转换公式。

对第一映射关系和多个第二映射关系进行数值拟合，确定第一映射关系中的映射系数与抛光垫的厚度之间的第三映射关系，第一映射关系和第二映射关系可以为一次、二次或者三次函数，下面以二次函数为例进行说明。

在一示例中，第一映射关系和第二映射关系可以表示为：T(x)=Ax^2+Bx+C，其中，T(x)表示电涡流传感器输出的感应信号，x表示晶圆上金属层的厚度，ABC表示映射系数。第一映射关系为针对第二厚度为h1时的电涡流传感器产生的感应信号与晶圆上金属层的厚度之间的映射关系，即第二厚度为h1时T1 (x)=A1 x^2+B1 x+C1，多个第二映射关系分别针对第二厚度为h2~h(t+1)时的电涡流传感器产生的感应信号与晶圆上金属层的厚度，即第二厚度为h2时T2 (x)=A2 x^2+B2 x+C2，第二厚度为h3时T3 (x)=A3 x^2+B3 x+C3……，第二厚度为h(t+1)时T(t+1) (x)=A(t+1) x^2+B(t+1) x+C(t+1)，将第一映射关系与多个第二映射关系进行数值拟合，可以确定映射系数与抛光垫厚度h之间的第三映射关系，例如：A=g1 (h)，B=g2 (h)，C=g3 (h)，其中，g(h)表示未知数为h的函数，通过第三映射关系对第一映射关系中的映射系数进行系数修正，获取信号转换公式，信号转换公式即为：T(x)=g1(h) x^2+g2 (h)x+g3 (h)，由此将第一厚度h，第一感应信号T代入信号转换公式，即可求出公式中的x，即确定晶圆上金属层的厚度。

在本申请中，对第一映射关系和多个第二映射关系进行数值拟合，确定第一映射关系中映射系数与抛光垫的厚度的第三映射关系，根据第三映射关系对映射系数进行系数修正，由此可以获得信号转换公式，由于对多个映射关系进行数值拟合，映射系数与抛光垫的厚度之间的第三映射关系较为准确，由此在使用时，可以根据抛光垫的厚度确定不同的映射系数，实现在检测晶圆的金属层的厚度时考虑抛光垫的厚度，由于考虑到了抛光垫的厚度对电涡流传感器的感应信号的影响，因此检测出的晶圆上的金属层厚度更加准确。

在一种可能的实现方式中，电涡流传感包括第一感应线圈和第二感应线圈，在电涡流传感器随抛光盘旋转至运动的晶圆下方时，通过第一感应线圈获取第一感应信号，且在电涡流传感器随抛光盘旋转至扫过检测区域的修整头下方时，通过第二感应线圈获取第二感应信号。

电涡流传感器可以包括第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈的感应的量程范围可以不同，应理解，电涡流传感器随抛光盘一起旋转，且由于晶圆上金属层与电涡流传感器之间的距离小于电涡流传感器与修整头上金属法兰之间的距离，因此在电涡流传感器旋转至晶圆下方时，通过量程较小的第一感应线圈获取第一感应信号，在旋转至修整头的修整面下方时，通过量程较大的第二感应线圈获取第二感应信号。

在本申请中，电涡流传感包括第一感应线圈和第二感应线圈，由此可以通过第一感应线圈获取第一感应信号，并通过第二感应线圈获取第二感应信号，由此可以通过不同的感应线圈同时获取第一感应信号和第二感应信号，且由于第一感应线圈和第二感应线圈可以设置量程不同，因此可以适用于不同距离的信号感应。

在一种可能的实现方式中，电涡流传感器包括第三感应线圈，方法还包括：根据预先设定的测量时序，采集第三感应线圈产生的第一感应信号或第二感应信号，其中，测量时序至少根据抛光盘的转速设定。

电涡流传感器也可以仅包括一个第三感应线圈，可以按照预先设定的测量时序，采集第三感应线圈产生的感应信号，例如：在电涡流传感器旋转到随抛光盘旋转至运动的晶圆下方时，采集第三感应线圈产生的第一感应信号，在电涡流传感器随抛光盘旋转至扫过检测区域的修整头下方时，采集第三感应线圈产生的第二感应信号。

需要说明的是，转速可以决定电涡流传感器每次旋转到对应位置（例如：旋转至运动的晶圆下方，旋转至扫过检测区域的修整头下方）的时间，即转速越快旋转至对应位置所需的时间越短，因此测量时序至少可以根据抛光盘的转速设定。

在一示例中，还可以根据第三感应线圈产生的感应信号的信号强度确定当前采集到的感应信号为第一感应信号或第二感应信号，应理解，由于晶圆上金属层与电涡流传感器之间的距离小于电涡流传感器与修整头上金属法兰之间的距离，因此针对第三感应线圈，第二感应信号的信号强度小于第一感应信号的信号强度，因此可以一直采集电涡流传感器产生的感应信号，将感应信号强度较高的感应信号确定为第一感应信号，将感应信号强度较低的感应信号确定为第二感应信号。

在本申请中，电涡流传感器包括第三感应线圈，通过预先设定的测量时序，采集第三感应线圈产生的第一感应信号或第二感应信号，由于仅包括一个感应线圈，因此与上述实施例中设置两个感应线圈的方案相比，成本较低。

在一种可能的实现方式中，根据晶圆在抛光垫上的移动轨迹控制修整头扫过检测区域，以使晶圆位于检测区域时修整头位于检测区域，其中，检测区域为环形区域，晶圆和修整头位于环形区域的不同区域。

由于电涡流传感器设置于抛光盘上，且在运行过程中，电涡流传感器随抛光盘一起旋转，因此会在抛光垫上形成一个环形的检测区域，图5是本申请提供的一种检测区域的示意图，如图5所示，检测区域为环形区域400，当晶圆300运动至环形区域400时，控制修整头202扫过环形区域400，控制逻辑为根据晶圆300在抛光垫201上的移动轨迹控制修整头202扫过环形区域，这样可以使晶圆300每次运动至环形区域400时，修整头202也同时位于环形区域400内，由此可以在采集完第一感应信号后采集第二感应信号，使第一感应信号和第二感应信号的采集时间相差较短。

需要说明的是，如图2所示，晶圆300沿抛光垫201的径向运动，因此可以根据晶圆的运动轨迹确定晶圆经过检测区域（环形区域）的时间，由此可以控制修整头扫过检测区域，使晶圆位于检测区域时修整头同时位于检测区域中。

在本申请中，根据晶圆在抛光垫上的移动轨迹控制修整头扫过检测区域，以使晶圆位于检测区域时修整头位于检测区域，由此可以在采集完第一感应信号后采集第二感应信号，使第一感应信号和第二感应信号的采集时间相差较短，由此在根据第二感应信号确定第一厚度后，根据第一厚度和第一感应信号确定晶圆上金属层厚度较为准确。

图6是本申请提供的一种化学机械抛光设备200的示意图，如图6所示，该化学机械抛光设备200可以包括：抛光盘203、抛光垫201、修整头202、承载头204、供液模块205和控制模块206，承载头204用于承载晶圆300，以使晶圆300与抛光垫201抵接，抛光盘203包括电涡流传感器2031，电涡流传感器2031设置于抛光盘203内，抛光盘203的顶面设置有用于对晶圆300上金属层进行抛光的抛光垫201，供液模块205用于在晶圆300与抛光垫201之间供给抛光液，修整头202用于修整抛光垫201，控制模块206，用于在晶圆300运行至电涡流传感器2031的检测区域时，获取电涡流传感器2031的第一感应信号，在修整头202扫过检测区域时，获取电涡流传感器2031的第二感应信号，根据第二感应信号确定抛光垫201上与电涡流传感器2031相对区域的第一厚度值。

控制模块206，用于获取修整头202的修整面与修整头202中金属法兰之间的位置关系，其中，修整面与抛光垫201接触，修整面用于修整抛光垫201，根据第二感应信号，确定电涡流传感器2031与金属法兰之间的距离，根据电涡流传感器2031与金属法兰之间的距离和位置关系，确定第一厚度。

在一种可能的实现方式中，控制模块206，用于在抛光垫201与电涡流传感器2031的相对区域为第二厚度时，根据多个厚度的金属层确定金属层的厚度与电涡流传感器2031输出的第三感应信号之间的第一映射关系，改变抛光垫201的厚度，分别确定抛光垫201在不同厚度时，金属层的厚度与电涡流传感器2031输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系，根据第一映射关系和多个第二映射关系，确定信号转换公式，根据第一感应信号、第一厚度值和信号转换公式，确定金属层的厚度。

在一种可能的实现方式中，控制模块206，用于对第一映射关系和多个第二映射关系进行数值拟合，确定第一映射关系中映射系数与抛光垫201的厚度之间的第三映射关系，根据第三映射关系对第一映射关系中的映射系数进行系数修正，获得信号转换公式。

在一种可能的实现方式中，电涡流传感器包括第一感应线圈和第二感应线圈，控制模块206，用于在电涡流传感器2031随抛光盘203旋转至运动的晶圆300下方时，通过第一感应线圈获取第一感应信号，且在电涡流传感器2031随抛光盘203旋转至扫过检测区域的修整头202下方时，通过第二感应线圈获取第二感应信号。

在一种可能的实现方式中，电涡流传感器2031包括第三感应线圈，控制模块206，用于根据预先设定的测量时序，采集第三感应线圈产生的第一感应信号或第二感应信号，其中，测量时序至少根据抛光盘203的转速设定。

在一种可能的实现方式中，控制模块206，用于根据晶圆300在抛光垫201上的移动轨迹控制修整头202扫过检测区域，以使晶圆300位于检测区域时修整头202位于检测区域，其中，检测区域为环形区域，晶圆300和修整头202位于环形区域的不同区域。

本申请另一实施例还提供一种基于抛光垫厚度补偿的电涡流检测装置，包括：感应信号获取模块，用于在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，其中，所述电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；以及，在所述化学机械抛光设备包括的修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号；第一厚度值确定模块，用于根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值；金属层厚度确定模块，用于根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度。

参照图7，示出了根据本申请的一种电子设备的结构示意图，本申请具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。

如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)702、通信接口(Communications Interface)704、存储器(memory)706、以及通信总线708。

其中：

处理器702、通信接口704、以及存储器706通过通信总线708完成相互间的通信。

通信接口704，用于与其它电子设备或服务器进行通信。

处理器702，用于执行程序710，具体可以执行上述厚度补偿的电涡流检测方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序710可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

处理器702可能是中央处理器CPU，或者是图形处理器GPU（Graphics ProcessingUnit），或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本申请的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；一个或多个GPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个GPU以及一个或多个ASIC。

存储器706，用于存放程序710。存储器706可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。

程序710具体可以用于使得处理器702执行前述任一实施例中的厚度补偿的电涡流检测方法。

程序710中各步骤的具体实现可以参见前述任一厚度补偿的电涡流检测方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

在本申请中，在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取电涡流传感器的第一感应信号，并在修整头扫过检测区域时，获取电涡流传感器的第二感应信号，根据第二感应信号确定抛光垫上与电涡流传感器相对区域的第一厚度，由此可以根据第一厚度和第一感应信号确定晶圆上金属层的厚度，由于在确定金属层的厚度时，考虑到了抛光垫的厚度，即考虑到了晶圆的提离高度，因此与现有技术中不考虑提离高度相比，由于考虑到了提离高度对电涡流传感器产生的感应信号的影响，因此检测出的晶圆上的金属层厚度更加准确，且由于根据设置于抛光盘上的电涡流传感器检测抛光垫的厚度，因此无需在修整头上设置额外的电涡流传感器，可以防止抛光液损坏电涡流传感器，且由于检测的区域为与电涡流传感器的相对区域的厚度，与检测抛光垫的平均厚度相比，检测出的晶圆的提离高度更为精准，由此确定的晶圆上金属层的厚度更加准确。

本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，该计算机指令指示计算设备执行上述多个方法实施例中的任一方法对应的操作。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本申请的目的。

上述根据本申请的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质（诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘）中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件（诸如ASIC或FPGA）的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件（例如，RAM、ROM、闪存等），当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的厚度补偿的电涡流检测方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的厚度补偿的电涡流检测方法的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的厚度补偿的电涡流检测方法的专用计算机。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (18)

1.一种厚度补偿的电涡流检测方法，应用于化学机械抛光设备，其特征在于，所述方法包括：

在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，其中，所述电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；

在所述化学机械抛光设备包括的修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号；

根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值；

根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值，包括：

获取所述修整头的修整面与所述修整头中金属法兰之间的位置关系，其中，所述修整面与所述抛光垫接触，所述修整面用于修整所述抛光垫；

根据所述第二感应信号，确定所述电涡流传感器与所述金属法兰之间的距离；

根据所述电涡流传感器与所述金属法兰之间的距离和所述位置关系，确定所述第一厚度值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

令所述抛光垫与电涡流传感器的相对区域为第二厚度，根据多个厚度的金属层确定所述金属层的厚度与所述电涡流传感器输出的第三感应信号之间的第一映射关系；

改变所述抛光垫的厚度，分别确定所述抛光垫在不同厚度时，所述金属层的厚度与所述电涡流传感器输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系；

根据所述第一映射关系和所述多个第二映射关系，确定信号转换公式；

所述根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度，包括：

根据所述第一感应信号、所述第一厚度值和所述信号转换公式，确定所述金属层的厚度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一映射关系和所述多个第二映射关系，确定所述信号转换公式，包括：

对所述第一映射关系和多个所述第二映射关系进行数值拟合，确定所述第一映射关系中映射系数与所述抛光垫的厚度之间的第三映射关系；

根据所述第三映射关系对所述第一映射关系中的映射系数进行系数修正，获得所述信号转换公式。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电涡流传感器包括第一感应线圈和第二感应线圈，所述方法还包括：

在所述电涡流传感器随所述抛光盘旋转至运动的晶圆下方时，通过所述第一感应线圈获取所述第一感应信号，且在所述电涡流传感器随所述抛光盘旋转至扫过所述检测区域的所述修整头下方时，通过所述第二感应线圈获取所述第二感应信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电涡流传感器包括第三感应线圈，所述方法还包括：

根据预先设定的测量时序，采集所述第三感应线圈产生的所述第一感应信号或所述第二感应信号，其中，所述测量时序至少根据所述抛光盘的转速设定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述晶圆在所述抛光垫上的移动轨迹控制所述修整头扫过所述检测区域，以使所述晶圆位于所述检测区域时所述修整头位于所述检测区域，其中，所述检测区域为环形区域，所述晶圆和所述修整头位于所述环形区域的不同区域。

8.一种化学机械抛光设备，其特征在于，包括：抛光盘、抛光垫、修整头、承载头、供液模块和控制模块，所述承载头用于承载晶圆，以使所述晶圆与所述抛光垫抵接，所述抛光盘包括电涡流传感器，所述电涡流传感器设置于所述抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫，所述供液模块用于在所述晶圆与所述抛光垫之间供给抛光液，所述修整头用于修整所述抛光垫；

所述控制模块，用于在所述晶圆运行至所述电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，在所述修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号，根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，用于获取所述修整头的修整面与所述修整头中金属法兰之间的位置关系，其中，所述修整面与所述抛光垫接触，所述修整面用于修整所述抛光垫，根据所述第二感应信号，确定所述电涡流传感器与所述金属法兰之间的距离，根据所述电涡流传感器与所述金属法兰之间的距离和所述位置关系，确定所述第一厚度。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，用于令所述抛光垫与电涡流传感器的相对区域为第二厚度，根据多个厚度的金属层确定所述金属层的厚度与所述电涡流传感器输出的第三感应信号之间的第一映射关系，改变所述抛光垫的厚度，分别确定所述抛光垫在不同厚度时，所述金属层的厚度与所述电涡流传感器输出的第四感应信号之间的多个第二映射关系，根据所述第一映射关系和所述多个第二映射关系，确定信号转换公式，根据所述第一感应信号、所述第一厚度值和所述信号转换公式，确定所述金属层的厚度。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，用于对所述第一映射关系和多个所述第二映射关系进行数值拟合，确定所述第一映射关系中映射系数与所述抛光垫的厚度之间的第三映射关系，根据所述第三映射关系对所述第一映射关系中的映射系数进行系数修正，获得所述信号转换公式。

12.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述电涡流传感器包括第一感应线圈和第二感应线圈；

所述控制模块，用于在所述电涡流传感器随所述抛光盘旋转至运动的晶圆下方时，通过所述第一感应线圈获取所述第一感应信号，且在所述电涡流传感器随所述抛光盘旋转至扫过所述检测区域的所述修整头下方时，通过所述第二感应线圈获取所述第二感应信号。

13.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述电涡流传感器包括第三感应线圈；

所述控制模块，用于根据预先设定的测量时序，采集所述第三感应线圈产生的所述第一感应信号或所述第二感应信号，其中，所述测量时序至少根据所述抛光盘的转速设定。

14.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，

所述控制模块，用于根据所述晶圆在所述抛光垫上的移动轨迹控制所述修整头扫过所述检测区域，以使所述晶圆位于所述检测区域时所述修整头位于所述检测区域，其中，所述检测区域为环形区域，所述晶圆和所述修整头位于所述环形区域的不同区域。

15.一种基于抛光垫厚度补偿的电涡流检测装置，其特征在于，包括：

感应信号获取模块，用于在晶圆运行至电涡流传感器的检测区域时，获取所述电涡流传感器的第一感应信号，其中，所述电涡流传感器设置于化学机械抛光设备包括的抛光盘内，所述抛光盘的顶面设置有用于对晶圆上金属层进行抛光的抛光垫；以及，在所述化学机械抛光设备包括的修整头扫过所述检测区域时，获取所述电涡流传感器的第二感应信号；

第一厚度值确定模块，用于根据所述第二感应信号确定所述抛光垫上与所述电涡流传感器相对区域的第一厚度值；

金属层厚度确定模块，用于根据所述第一感应信号、所述第一厚度值，确定所述晶圆上的金属层的厚度。

16.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-7中任一所述的厚度补偿的电涡流检测方法。

17.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的厚度补偿的电涡流检测方法。

18.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机指令，所述计算机指令指示计算设备执行如权利要求1-7中任一所述的厚度补偿的电涡流检测方法。