本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種拋光墊及其監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

化學(xué)機(jī)械研磨也被成為化學(xué)機(jī)械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)或者化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)。在半導(dǎo)體制造工藝中，表面平坦化是處理高密度光刻的一項(xiàng)重要技術(shù)，在表面平坦化的過(guò)程中，控制晶片表面厚度的均勻性非常重要，因?yàn)橹挥袥](méi)有高度落差的平坦表面才能避免曝光散射，而達(dá)成精密的圖案轉(zhuǎn)移；同時(shí)，晶片表面厚度的均勻性也將會(huì)影響到電子器件的電性能參數(shù)，厚度不均勻會(huì)使同一晶片上制作出的器件性能產(chǎn)生差異，影響成品率。

隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，化學(xué)機(jī)械拋光被認(rèn)為是目前唯一能提供晶片全局和局部平坦化的工藝技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光工藝已被廣泛用于層間介質(zhì)、金屬層(如鎢栓塞、銅連線(xiàn))、淺溝槽隔離的去除和平整，成為半導(dǎo)體制造工藝中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。

參考圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置的示意圖。

如圖1所示，所述化學(xué)機(jī)械研磨裝置包括：研磨臺(tái)10，所述研磨臺(tái)10表面設(shè)置有拋光墊11；研磨臺(tái)10上方設(shè)置有用于固定待處理晶圓S的卡盤(pán)20以及用于輸出拋光液的滴管30。

待處理晶圓S固定在所述卡盤(pán)20表面，所述待處理晶圓S的待研磨面朝向所述研磨臺(tái)10，與所述拋光墊11相接觸；所述卡盤(pán)20使所述待處理晶圓S緊壓在所拋光墊11表面。

在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，卡盤(pán)20與研磨臺(tái)10做相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)滴管30在所述拋光墊11表面滴加拋光液31，利用待研磨面與拋光墊11的之間相互移動(dòng)的機(jī)械作用以及待研磨面表面材料與拋光液31的化學(xué)作用，去除 待研磨面表面的材料使待研磨面表面平坦化。

由此可見(jiàn)，拋光墊會(huì)直接與晶圓相接觸，并且拋光墊的性能會(huì)直接影響晶圓的拋光質(zhì)量。拋光墊是化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中的一種消耗品。每一個(gè)拋光墊都有使用壽命，但是現(xiàn)有技術(shù)中的拋光墊存在難以判斷拋光墊使用壽命的問(wèn)題，從而影響晶圓的拋光質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種拋光墊及其監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以準(zhǔn)確判斷拋光墊的使用壽命，提高研磨質(zhì)量，降低研磨成本。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種拋光墊，包括：

底層以及位于底層表面的拋光層；

位于底層表面與所述拋光層同層的多個(gè)標(biāo)示件，用于標(biāo)示所述拋光層的消耗，所述標(biāo)示件的材料與所述拋光層的材料相同。

可選的，所述標(biāo)示件的頂部表面與所述拋光層表面齊平。

可選的，所述標(biāo)示件包括位于所述底層表面的多個(gè)標(biāo)示層，所述多個(gè)標(biāo)示層堆疊設(shè)置。

可選的，所述多個(gè)標(biāo)示層厚度相等。

可選的，所述標(biāo)示層的形狀為方形。

可選的，所述多個(gè)標(biāo)示層的中心點(diǎn)在底層上的投影相重合。

可選的，在靠近所述底層至遠(yuǎn)離底層的方向上，多個(gè)標(biāo)示層的面積逐漸減小。

可選的，上層標(biāo)示層在底層表面投影圖形和下層標(biāo)示層在底層表面的投影圖形的間隙在1毫米到10毫米范圍內(nèi)。

可選的，所述標(biāo)示層面積均相等，所述標(biāo)示層表面設(shè)置有標(biāo)示圖案。

可選的，不同標(biāo)示層的標(biāo)示圖案形狀相同。

可選的，在靠近所述底層至遠(yuǎn)離底層的方向上，多個(gè)標(biāo)示層上標(biāo)示圖案的面積逐漸減小。

可選的，所述標(biāo)示圖案的形狀為方形。

可選的，所述標(biāo)示圖案的中心在底層上的投影相重合。

可選的，所述上層標(biāo)示層表面標(biāo)示圖案在底層表面的投影圖像和下層標(biāo)示層表面標(biāo)示圖案在底層表面的投影圖案的間隙在1毫米到10毫米范圍內(nèi)。

可選的，所述拋光墊具有一旋轉(zhuǎn)中心，所述多個(gè)標(biāo)示件分布于以所述旋轉(zhuǎn)中心為圓心的圓環(huán)內(nèi)；或者所述多個(gè)標(biāo)示件分布于以所述旋轉(zhuǎn)中心為圓心的扇形內(nèi)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種對(duì)本發(fā)明所提供拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)方法，包括：

獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；

比較所述標(biāo)示圖形與預(yù)先存儲(chǔ)的臨界圖形，獲得與標(biāo)示圖形相對(duì)應(yīng)的標(biāo)示件所在區(qū)域拋光層的消耗情況，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；

當(dāng)標(biāo)示圖形與臨界圖形相同時(shí)，判斷所述標(biāo)示件所在區(qū)域的拋光層已磨損并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。

可選的，獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形的步驟包括：在使用所述拋光墊進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；

比較標(biāo)示圖形與預(yù)先存儲(chǔ)的臨界圖形的步驟包括：實(shí)時(shí)比較標(biāo)示圖形與臨界圖形，并判斷所述拋光層的消耗情況。

可選的，獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形的步驟包括：通過(guò)激光掃描的方式獲取所述標(biāo)示圖形；或者，通過(guò)圖像傳感器獲得標(biāo)示件的圖片，根據(jù)標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形。

可選的，根據(jù)標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形的步驟包括：通過(guò)條碼識(shí)別方法根據(jù)標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形。

此外，本發(fā)明還提供一種對(duì)本發(fā)明所提供拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，用于獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；

存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)臨界圖形和預(yù)設(shè)值，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，預(yù)設(shè)值為當(dāng)拋光墊需更換時(shí)，與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量；

判斷模塊，與所述獲取模塊和所述存儲(chǔ)模塊相連，用于比較所述標(biāo)示圖形和所述臨界圖形，還用于計(jì)算與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量，所述判斷模塊還用于比較與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小，并在與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置在底層表面與拋光層同層的標(biāo)示件表示拋光層的消耗情況。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，獲取標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并通過(guò)比較標(biāo)示圖形與臨界圖形判斷所述拋光層的消耗情況。在表示拋光層已磨損的標(biāo)示件的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。本發(fā)明通過(guò)對(duì)標(biāo)示件的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)拋光層消耗情況的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)拋光墊的消耗情況決定是否需要更換拋光墊，從而提高了拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高了晶圓拋光的質(zhì)量，提高了器件制造的良品率。

本發(fā)明的可選方案中，所述標(biāo)示件的表面與相同材料的拋光層表面齊平，且標(biāo)示件由多個(gè)厚度相等的標(biāo)示層構(gòu)成，因此所述標(biāo)示件的消耗與所述拋光層的消耗相同，所以可以直接根據(jù)標(biāo)示圖形獲取拋光層的消耗，降低了判斷所述拋光層消耗的難度，提高了拋光墊使用壽命判斷的精度。

本發(fā)明的可選方案中，采用方形的標(biāo)示層或者方形的標(biāo)示圖案，并通過(guò)模式識(shí)別或者圖像識(shí)別的方式獲取標(biāo)示圖形，降低了標(biāo)示圖形識(shí)別的難度，降低了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制造的成本。

本發(fā)明的可選方案中，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并實(shí)時(shí)比較標(biāo)示圖形，以實(shí)時(shí)判斷拋光層消耗情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)拋光墊使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠提高拋光墊使用壽命設(shè)定的進(jìn)度，提高了晶圓拋光的質(zhì)量，提高了器件制造的良品率。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置的示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖7是本發(fā)明所提供拋光墊一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8至圖10是本發(fā)明所提供拋光墊另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11和圖12是本發(fā)明所提供對(duì)本發(fā)明的拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一實(shí)施例的功能框圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)中的拋光墊存在難以判斷使用壽命的問(wèn)題。現(xiàn)結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)拋光墊的結(jié)構(gòu)及其使用過(guò)程分析對(duì)其壽命難以判斷問(wèn)題的原因：

參考圖2，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種拋光墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述拋光墊包括底層10以及位于底層10表面的拋光層20。所述拋光層20內(nèi)設(shè)置有多個(gè)溝槽21，拋光液通過(guò)所述溝槽21分布在所述拋光層20表面。當(dāng)采用拋光墊進(jìn)行研磨工藝時(shí)，拋光層20會(huì)隨著研磨工藝的進(jìn)行而變薄消耗。因此拋光墊是化學(xué)機(jī)械研磨工藝中的一種消耗品。每一個(gè)拋光墊都有使用壽命。

現(xiàn)有技術(shù)中判斷拋光墊使用壽命的方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得拋光墊的安全使用時(shí)長(zhǎng)，或者直接由供應(yīng)商提供拋光墊的使用壽命。

第一種方法是通過(guò)離線(xiàn)馬拉松測(cè)試以收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定拋光墊的使用壽命。在這種方法中，通常采用一個(gè)新的拋光墊并使用該拋光墊對(duì)大量晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，隨著拋光墊使用時(shí)間的延長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)晶圓的去除率，所述晶圓的去除率包括晶圓表面的去除厚度、晶圓表面去除厚度的均勻性以及晶圓表面的顆粒數(shù)量。

當(dāng)拋光墊使用一段時(shí)間后，觀察拋光墊表面的溝槽，通過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)量工具獲得拋光墊表面溝槽的深度。通過(guò)這種方法，能夠獲得拋光墊使用時(shí)間的極限值，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定拋光墊的安全使用壽命。

但是實(shí)際應(yīng)用中，拋光墊的使用壽命與拋光工藝的具體過(guò)程相關(guān)，不同材料、不同工藝情況下，拋光墊的使用壽命均不相同。因此在實(shí)際使用過(guò)程中，往往會(huì)遇到拋光墊耗盡的問(wèn)題。也就是說(shuō)，在設(shè)定的使用壽命內(nèi)，拋光墊表面的溝槽已經(jīng)磨損殆盡。有時(shí)候，某些拋光墊的使用時(shí)間在只有設(shè)定的使用壽命的66％時(shí)，溝槽已經(jīng)耗盡了。

由于現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)拋光墊表面的磨損情況，因此難以設(shè)定合理的使用壽命，難以提高所形成半導(dǎo)體器件的性能，降低工藝成本。

為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種拋光墊，包括：

底層以及位于底層表面的拋光層；位于底層表面與所述拋光層同層的多個(gè)標(biāo)示件，用于標(biāo)示所述拋光層的消耗，所述標(biāo)示件的材料與所述拋光層的材料相同。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置在底層表面與拋光層同層的標(biāo)示件表示拋光層的消耗情況。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，獲取標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并通過(guò)比較標(biāo)示圖形與臨界圖形判斷所述拋光層的消耗情況。在表示拋光層已磨損的標(biāo)示件的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。本發(fā)明通過(guò)對(duì)標(biāo)示件的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)拋光層消耗情況的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)拋光墊的消耗情況決定是否需要更換拋光墊，從而提高了拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高了晶圓拋光的質(zhì)量，提高了器件制造的良品率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

參考圖3至圖7，示出本發(fā)明所提供的拋光墊一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖3，所述拋光墊包括：底層110以及位于底層110表面的拋光層120。

所述底層110用做拋光墊與化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備連接的界面層。本實(shí)施例中，所述底層110為軟質(zhì)材料；所述拋光層120表面設(shè)置有軟質(zhì)絨毛，與拋光液一起實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的研磨拋光。本實(shí)施例中，所述拋光層120為硬質(zhì)材料。

所述拋光墊還包括位于底層110表面，與所述拋光層120同層的多個(gè)標(biāo) 示件130，用于標(biāo)示所述拋光層120的消耗。

在化學(xué)機(jī)械研磨過(guò)程中，所述拋光層120與待處理晶圓表面發(fā)生摩擦，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待處理晶圓的拋光處理。因此所述拋光層120在研磨過(guò)程中會(huì)逐漸消耗變薄。但是拋光層120直接與所述晶圓接觸，因此拋光層120的性能直接影響化學(xué)機(jī)械研磨的工藝質(zhì)量。所以在拋光層120消耗到一定程度時(shí)，即需更換拋光墊，以提高化學(xué)機(jī)械研磨的工藝質(zhì)量。所述標(biāo)示件130的作用為標(biāo)示所述拋光層120的消耗程度。

需要說(shuō)明的是，為了使所述標(biāo)示件能夠準(zhǔn)確表示所述拋光層120的消耗程度，本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件130的頂部表面與所述拋光層120的表面齊平。由此，拋光層120在研磨工藝中消耗的同時(shí)，所述標(biāo)示件130也會(huì)隨之一起消耗，從而表示所述拋光層120的消耗程度。

此外，本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件130的材料與所述拋光層120的材料相同。因此，標(biāo)示件130與拋光層120具有相同的硬度。因此在研磨工藝中，標(biāo)示件130的消耗量與拋光層120的消耗量相等，從而提高了標(biāo)示件130對(duì)拋光層120消耗程度表示的精度。

本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件130是在制造所述拋光層120的過(guò)程中同時(shí)形成的。但是這種形式的標(biāo)示件130形成僅為一示例，本發(fā)明對(duì)此不做限制。在本發(fā)明其他實(shí)施例中，所述標(biāo)示件130還可以作為單獨(dú)的模塊形成，制造拋光墊形成拋光層120的過(guò)程中直接添加相應(yīng)模塊，達(dá)到在拋光層中嵌入標(biāo)示件的目的。

結(jié)合參考圖4，示出了圖3中沿A方向的俯視圖。

在進(jìn)行研磨過(guò)程中，拋光墊覆蓋于研磨設(shè)備中研磨頭表面，所述研磨頭和所述拋光墊以設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)的軸線(xiàn)垂直于所述拋光墊表面。因此所述拋光墊具有一旋轉(zhuǎn)中心。所以為了使所述標(biāo)示件130能夠全面反映整個(gè)拋光層120的損耗程度，所述多個(gè)標(biāo)示件130分布于以所述旋轉(zhuǎn)中心為圓心的圓環(huán)內(nèi)。

具體的，結(jié)合參考圖5至圖7，其中圖5示出了圖3中標(biāo)示件130的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是圖5中沿B-B’線(xiàn)的剖視圖，圖7是圖5中沿C方向的俯視圖。

本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件130包括位于所述底層110表面的多個(gè)標(biāo)示層131，所述多個(gè)標(biāo)示層131堆疊設(shè)置。具體的，在靠近所述底層110至遠(yuǎn)離底層110的方向上，多個(gè)標(biāo)示層131的面積逐漸減小，且所述多個(gè)標(biāo)示層131的中心點(diǎn)在底層110上的投影相重合。因此所述標(biāo)示件130為多個(gè)標(biāo)示層131堆疊而成的金字塔形層狀結(jié)構(gòu)。

所以，不同高度的標(biāo)示層131的輪廓大小不同：標(biāo)示件130的高度越低，標(biāo)示層131越靠近底層110，標(biāo)示層131的輪廓越大。所以可以根據(jù)所述標(biāo)示層131的輪廓大小，得標(biāo)示件130的高度，進(jìn)而獲得拋光層120的剩余高度。

本實(shí)施例中，為了降低識(shí)別所述標(biāo)示層131外形輪廓的難度，提高識(shí)別精度，所述標(biāo)示層131的形狀為方形。如圖7所示，所述標(biāo)示層131在所述底層110表面的投影為正方形。因此所述標(biāo)示件130在所述底層110表面投影為一系列中心重合的正方形，通過(guò)計(jì)算所述正方形的數(shù)量即可獲得標(biāo)示層131的層數(shù)，進(jìn)而能夠獲得標(biāo)示件130的高度和拋光層120的厚度。

需要說(shuō)明的是，為了降低計(jì)算所述正方形數(shù)量的難度，降低形成所述標(biāo)示件131的難度，本實(shí)施例中，上層標(biāo)示層131在底層110表面投影圖形和下層標(biāo)示層131在底層110表面的投影圖形的間隙在1毫米到10毫米范圍內(nèi)。

還需要說(shuō)明的是，為了便于判斷所述標(biāo)示件130的高度，本實(shí)施例中，構(gòu)成標(biāo)示件130的多個(gè)標(biāo)示層131的厚度h均相等。所以可以通過(guò)計(jì)算標(biāo)示件130中標(biāo)示層131的層數(shù)，而直接獲得標(biāo)示件130的高度。

此外，所述拋光層120中還設(shè)置有多個(gè)用于分布拋光液的溝槽121。在研磨工藝進(jìn)行過(guò)程中，隨著拋光層120的消耗，所述溝槽121的深度變得越來(lái)越淺。溝槽121的深度會(huì)影響拋光液在所述拋光墊表面的分布，從而影響所述拋光墊進(jìn)行研磨工藝，也就是說(shuō)，當(dāng)溝槽121的深度減小到一定程度時(shí)，所述拋光墊即被認(rèn)為磨損殆盡，需要更換拋光墊。為了簡(jiǎn)化所述標(biāo)示件130的標(biāo)示功能，所述溝槽121的深度是所述標(biāo)示層131厚度h的整數(shù)倍，從而可以通過(guò)獲得標(biāo)示層131的數(shù)量獲得溝槽121的深度。

參考圖8至圖10，示出了本發(fā)明所提供拋光墊另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)施例中與前述實(shí)施例相同之處，本發(fā)明在此不再贅述。本發(fā)明與前 述實(shí)施例不同之處首先在于，本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件230分布于以所述拋光墊的旋轉(zhuǎn)中心為圓形的扇形內(nèi)。從而使所述標(biāo)示件230能夠表示離旋轉(zhuǎn)中心不同距離的位置上所述拋光墊的消耗情況。

需要說(shuō)明的是，在某些研磨工藝條件下，拋光墊的拋光層表面包括高頻磨損區(qū)。所述拋光層表面高頻磨損區(qū)受到的摩擦頻率較高，因此高頻磨損區(qū)內(nèi)拋光層的消耗會(huì)較多，所以為了使所述標(biāo)示件能夠反映高頻磨損區(qū)內(nèi)拋光墊的消耗程度，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述標(biāo)示件還可以分布于所述高頻磨損區(qū)內(nèi)。

參考圖9和圖10，其中圖9示出了圖8所示拋光墊中標(biāo)示件230的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是圖9中沿D方向的俯視圖。

本實(shí)施例與前述實(shí)施例的不同之處還在于，本實(shí)施例中，構(gòu)成標(biāo)示件230的標(biāo)示層231的面積均相等，但是每一標(biāo)示層231表面設(shè)置有標(biāo)示圖案232，用于標(biāo)示所述標(biāo)示件230的高度。

本實(shí)施例中，所述標(biāo)示圖案232的形狀均相同。具體的，在靠近所述底層至遠(yuǎn)離所述底層的方向上，多個(gè)標(biāo)示層231上標(biāo)示圖案232的面積逐漸減小。因此可以通過(guò)識(shí)別所述標(biāo)示圖案232的面積大小獲得所述標(biāo)示圖案232所在標(biāo)示層231的高度，進(jìn)而獲得所述標(biāo)示件230的高度。

具體的，本實(shí)施例中，所述標(biāo)示圖案232為方形，且所有標(biāo)示圖案232的中心在底層上的投影相重合。所以，如圖10所示，所述標(biāo)示圖案232為一系列嵌套的方形，

需要說(shuō)明的是，為了降低識(shí)別所述標(biāo)示圖案232的難度，本實(shí)施例中，上層標(biāo)示層231表面的標(biāo)示圖案232與下層標(biāo)示層231表面的標(biāo)示圖案232的間隙在1毫米到10毫米范圍內(nèi)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種對(duì)本發(fā)明所提供拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)方法，包括：

獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；比較所述標(biāo)示圖形與預(yù)先存儲(chǔ)的臨界圖形，獲得與標(biāo)示圖形相對(duì)應(yīng)的標(biāo)示件所在區(qū)域拋光層的消耗情況，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；當(dāng)標(biāo)示圖形與臨界圖形相同時(shí)， 判斷所述標(biāo)示件所在區(qū)域的拋光層已磨損并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。

首先獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形。

本實(shí)施例中，所述標(biāo)示件為金字塔形的層疊結(jié)構(gòu)，因此所述標(biāo)示圖形為所述標(biāo)示件在所述研磨墊底層表面的投影圖形，也就是構(gòu)成標(biāo)示件的標(biāo)示層的外部輪廓線(xiàn)。

本實(shí)施例中，通過(guò)激光掃描的方式直接獲取所述標(biāo)示圖形。具體的，激光器產(chǎn)生的激光照射到標(biāo)示件表面，經(jīng)標(biāo)示件表面反射形成的反射光投射到傳感器上，傳感器采集所述反射光信號(hào)，從而獲得標(biāo)示圖形。

需要說(shuō)明的是，采用激光掃描的方式直接獲取所述標(biāo)示圖形的方法僅為一示例，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，還可以通過(guò)圖像傳感器獲得標(biāo)示件的圖片，并根據(jù)標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形。

具體的，可以通過(guò)圖像傳感器獲取所述標(biāo)示件的圖片，再根據(jù)所述標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形，可以通過(guò)條碼識(shí)別方法根據(jù)標(biāo)示件的圖片提取所述標(biāo)示圖形。

還需要說(shuō)明的是，獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形的步驟包括：在使用所述拋光墊進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形。具體的，本實(shí)施例中，激光掃描設(shè)備以一定的時(shí)間間隔不斷的掃描所述拋光墊表面，以獲取標(biāo)示件的標(biāo)示圖形。因此可以在研磨工藝進(jìn)行過(guò)程中，動(dòng)態(tài)的了解拋光墊的消耗情況。

接著，比較所述標(biāo)示圖形與預(yù)先存儲(chǔ)的臨界圖形，獲得與標(biāo)示圖形相對(duì)應(yīng)的標(biāo)示件所在區(qū)域拋光層的消耗情況，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形。

本實(shí)施例中，根據(jù)研磨工藝要求，以及拋光墊的具體參數(shù)，預(yù)先設(shè)定當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形為臨界圖形。之后，將所獲得的標(biāo)示圖形與臨界圖形相比較，以判斷與標(biāo)示圖形相對(duì)應(yīng)標(biāo)示件所在區(qū)域拋光層的消耗情況：當(dāng)標(biāo)示圖形與臨界圖形相同時(shí)，表示所述標(biāo)示件所在區(qū)域的拋光層已經(jīng)磨損。

本實(shí)施例中，所述標(biāo)示圖形的獲取是實(shí)時(shí)的。因此，在獲取標(biāo)示圖形之后對(duì)標(biāo)示圖形與臨界圖形的比較也是實(shí)時(shí)的。所以，比較標(biāo)示圖形與預(yù)先存儲(chǔ)的臨界圖形的步驟包括：實(shí)時(shí)比較標(biāo)示圖形與臨界圖形，并判斷所述拋光層的消耗情況。也就是說(shuō)，當(dāng)激光掃描設(shè)備獲取標(biāo)示圖形后，即進(jìn)行所述標(biāo)示圖形與臨界圖形的比較，從而判斷拋光層的消耗。所以可以在研磨工藝進(jìn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)的判斷拋光層的消耗。

當(dāng)標(biāo)示圖形與臨界圖形相同時(shí)，判斷所述標(biāo)示件所在區(qū)域的拋光層已磨損并進(jìn)行計(jì)數(shù)。

當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需要更換。

本實(shí)施例中，在比較所述標(biāo)示圖形和臨界圖形的同時(shí)，對(duì)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形進(jìn)行計(jì)數(shù)：當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形數(shù)量越多，表示拋光墊中拋光層已磨損的區(qū)域越大，當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，表示已磨損的拋光層的區(qū)域開(kāi)始會(huì)影響研磨工藝的效果，從而判斷需更換拋光墊。

此外，本發(fā)明還提供一種對(duì)本發(fā)明所提供拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

獲取模塊，用于獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形；存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)臨界圖形和預(yù)設(shè)值，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，預(yù)設(shè)值為當(dāng)拋光墊需更換時(shí)，與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量；判斷模塊，與所述獲取模塊和所述存儲(chǔ)模塊相連，用于比較所述標(biāo)示圖形和所述臨界圖形，還用于計(jì)算與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量，所述判斷模塊還用于比較與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小，并在與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。

參考圖11和圖12，示出了本發(fā)明所提供對(duì)本發(fā)明的拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一實(shí)施例的功能框圖。

參考圖11，示出了本發(fā)明所提供對(duì)本發(fā)明的拋光墊進(jìn)行監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一實(shí)施例的功能框圖。

具體的，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：用于獲取多個(gè)標(biāo)示件標(biāo)示圖形的獲取模塊310。

本實(shí)施例中，所述獲取模塊310為激光掃描設(shè)備。激光掃描設(shè)備中的激光器產(chǎn)生的激光照射到標(biāo)示件表面，經(jīng)標(biāo)示件表面反射形成的反射光投射到傳感器上，傳感器采集所述反射光信號(hào)，所述傳感器根據(jù)反射光信號(hào)的強(qiáng)弱獲得標(biāo)示圖形。

需要說(shuō)明的是，采用激光掃描設(shè)備作為獲取模塊310的做法僅為一示例。本發(fā)明對(duì)此不做限制，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述獲取模塊還可以是圖像傳感器與圖形識(shí)別設(shè)備：通過(guò)圖像傳感器獲取所述標(biāo)示件的圖像之后，再通過(guò)圖形識(shí)別設(shè)備提取所述圖像中的標(biāo)示圖形。

存儲(chǔ)模塊320用于存儲(chǔ)臨界圖形和預(yù)設(shè)值，所述臨界圖形為當(dāng)拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，預(yù)設(shè)值為當(dāng)拋光墊需更換時(shí)，與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量。

本實(shí)施例中，在研磨工藝進(jìn)行之前，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法獲得拋光層磨損時(shí)所述標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并將所述標(biāo)示圖形存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)模塊320內(nèi)。同時(shí)在拋光墊需要更換時(shí)對(duì)拋光層磨損的標(biāo)示件進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果作為預(yù)設(shè)值存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)模塊320內(nèi)。

所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括判斷模塊330，與所述獲取模塊310和所述存儲(chǔ)模塊320相連，用于比較所述標(biāo)示圖形和所述臨界圖形，還用于計(jì)算與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量，所述判斷模塊330還用于比較所述臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小，并在與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。

參考圖12，示出了圖11中判斷模塊330的結(jié)構(gòu)框圖。

所述判斷模塊330包括圖像比較器331，用于比較所述標(biāo)示圖形和所述臨界圖形。所述圖像比較器331與所述獲取模塊310相連，接收所述獲取模塊310獲取的標(biāo)示圖形；所述圖像比較器331還與所述存儲(chǔ)模塊320相連，讀取所述存儲(chǔ)模塊320中儲(chǔ)存的臨界圖形；所述圖像比較器331還用于比較所述標(biāo)示圖形和所述臨界圖形，輸出比較結(jié)果。

計(jì)數(shù)器332與所述圖形比較器331相連，用于所述圖形比較器331的輸出結(jié)果進(jìn)行計(jì)數(shù)：當(dāng)標(biāo)示圖形和所述臨界圖形相同時(shí)，所述計(jì)數(shù)器332計(jì)數(shù)加一。也就是說(shuō)，所述計(jì)數(shù)器332對(duì)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形進(jìn)行計(jì)數(shù)。

所述判斷模塊330還包括數(shù)值比較器333和判斷器334。

所述數(shù)值比較器333用于比較與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小。具體的，所述數(shù)值比較器333與所述計(jì)數(shù)器332相連，用于接收所述計(jì)數(shù)器332的計(jì)數(shù)結(jié)果；所述數(shù)值比較器333還與所述存儲(chǔ)模塊320相連，用于讀取所述存儲(chǔ)模塊320內(nèi)儲(chǔ)存的預(yù)設(shè)值；所述數(shù)值比較器333還用于比較所述計(jì)數(shù)結(jié)果與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小，也就是說(shuō)，所述數(shù)值比較器333還用于比較與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與預(yù)設(shè)值的相對(duì)大小。

所述判斷器334用于判斷所述拋光墊是否需要更換。具體的，所述判斷器334與數(shù)值比較器333相連，接收所述數(shù)值比較器333的比較結(jié)果，在所述計(jì)數(shù)結(jié)果大于獲得等于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷需要更換拋光墊。也就是說(shuō)，當(dāng)與臨界圖形相同的標(biāo)示圖形的數(shù)量與大于或等于所述預(yù)設(shè)值時(shí)，所述判斷器334判斷需要更換拋光墊。

綜上，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置在底層表面與拋光層同層的標(biāo)示件表示拋光層的消耗情況。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過(guò)程中，獲取標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并通過(guò)比較標(biāo)示圖形與臨界圖形判斷所述拋光層的消耗情況。在表示拋光層已磨損的標(biāo)示件的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，判斷所述拋光墊需更換。本發(fā)明通過(guò)對(duì)標(biāo)示件的監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)拋光層消耗情況的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)拋光墊的消耗情況決定是否需要更換拋光墊，從而提高了拋光墊使用壽命判斷的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高了晶圓拋光的質(zhì)量，提高了器件制造的良品率。本發(fā)明的可選方案中，所述標(biāo)示件的表面與相同材料的拋光層表面齊平，且標(biāo)示件由多個(gè)厚度相等的標(biāo)示層構(gòu)成，因此所述標(biāo)示件的消耗與所述拋光層的消耗相同，所以可以直接根據(jù)標(biāo)示圖形獲取拋光層的消耗，降低了判斷所述拋光層消耗的難度，提高了拋光墊使用壽命判斷的精度。本發(fā)明的可選方案中，采用方形的標(biāo)示層或者方形的標(biāo)示圖案，并通過(guò)模式識(shí)別或者圖像識(shí)別的方式獲取標(biāo)示圖形，降低了標(biāo)示圖形識(shí)別的難度，降低了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制造的成本。本發(fā)明的可選方案中，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取多個(gè)標(biāo)示件的標(biāo)示圖形，并實(shí)時(shí)比較標(biāo)示圖形，以實(shí)時(shí) 判斷拋光層消耗情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)拋光墊使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠提高拋光墊使用壽命設(shè)定的進(jìn)度，提高了晶圓拋光的質(zhì)量，提高了器件制造的良品率。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。