一种研磨液流量控制方法、装置、设备及可读存储介质与流程

[0001]
本发明涉及化学机械抛光技术领域，具体涉及一种研磨液流量控制方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

[0002]
集成电路制造工艺过程通常是指将导体、半导体、绝缘层以一定的工艺顺序沉积在特定的基板上(如硅基晶圆)。在制造工艺过程中，首先需要化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)设备对晶圆膜沉积工艺后的微观粗糙表面进行全局平坦化处理，以便进行后续的半导体工艺过程。因此，采用cmp技术进行全局平坦化处理尤为重要。现在cmp技术主要采用机械臂摆动到固定位置进行研磨液滴落，当机械臂摆动到固定位置后按照设定好的工艺参数流出相应流量的研磨液，随着抛光盘和抛光头的相互转动，对晶圆进行抛光处理。然而，这种方法完全时依靠抛光盘自身的转动将研磨液分布到抛光盘上，导致抛光盘上研磨液分布不均，进而导致晶圆质量不一，增加了研磨液的消耗以及生产成本。


技术实现要素：

[0003]
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的研磨液流量控制方法存在研磨液在抛光盘上分布不均而导致晶圆质量不一的问题，从而提供一种研磨液流量控制方法、装置、设备及可读存储介质。
[0004]
根据第一方面，本发明实施例提供一种研磨液流量控制方法，包括：获取机械臂的运动参数；根据所述机械臂的运动参数，确定所述机械臂的位置数据；根据所述位置数据确定目标研磨液流量。
[0005]
结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述运动参数包括机械臂的摆动范围和机械臂的摆动频率。
[0006]
结合第一方面，在第一方面的第二实施方式中，所述根据所述位置数据确定目标研磨液流量，包括：根据第一函数关系式，确定所述机械臂在当前位置的所述目标研磨液流量。
[0007]
结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第三实施方式中，所述第一函数关系式的确定方法包括：获取所述机械臂在摆动中的多个位置点以及与多个位置点所对应的多个初始研磨液流量；根据所述多个位置点与多个所述初始研磨液流量之间的关系，确定第一函数关系式。
[0008]
结合第一方面，在第一方面的第四实施方式中，所述研磨液流量控制方法还包括：根据第二函数关系式对所述目标研磨液流量进行校正。
[0009]
结合第一方面第四实施方式，在第一方面的第五实施方式中，所述第二函数关系式的确定方法包括：获取所述机械臂在当前位置的实际研磨液流量，以及抛光盘的反馈研磨液流量；根据所述反馈研磨液流量、所述实际研磨液流量和所述目标研磨液流量之间的比例关系，确定第二函数关系式。
[0010]
结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第六实施方式中，所述第一函数关系式为线性关系式或正弦关系。
[0011]
根据第二方面，本发明实施例提供一种研磨液流量控制装置，包括：获取模块，用于获取机械臂的运动参数；第一确定模块，用于根据所述机械臂的运动参数，确定所述机械臂的位置数据；第二确定模块，用于根据所述位置数据确定目标研磨液流量。
[0012]
根据第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的研磨液流量控制方法。
[0013]
根据第四方面，本发明实施例提供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指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的研磨液流量控制方法。
[0014]
本发明技术方案，具有如下优点：
[0015]
本发明提供的研磨液流量控制方法、装置、设备及可读存储介质，通过获取机械臂的运动参数，根据机械臂的运动参数获取机械臂在运动过程中的位置数据，根据该位置数据确定与该位置数据所对应的目标研磨液流量，避免了机械臂摆动到固定位置后按照设定流出相应的研磨液，由抛光盘自身的转动将研磨液分布到抛光盘上而导致的分布不均匀。通过实时位置数据确定当前位置所需要研磨液流量，从而实现了研磨液在抛光盘上均匀分布，保证了研磨效果，减少了研磨液消耗。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1为本发明实施例中研磨液流量控制方法的流程图；
[0018]
图2为本发明实施例中研磨液流量控制装置的原理框图；
[0019]
图3为本发明实施例中计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0020]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0023]
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0024]
实施例1
[0025]
采用化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)设备进行抛光处理时，研磨液机械臂启动后会摆动到设定位置，根据设定参数流出相应流量的研磨液，随着抛光盘的自身转动，将研磨液分布到抛光盘上，抛光盘结合抛光头进行相互转动，完成对晶圆的抛光处理。然而依靠抛光盘的自身转动进行研磨液分布，存在研磨液分布不均匀的情况。
[0026]
本实施例提供一种研磨液流量控制方法，应用于cmp设备的机械臂上，以实现研磨液在抛光盘上的均匀分布，如图1所示，该研磨液流量控制方法包括如下步骤：
[0027]
s11，获取机械臂的运动参数。
[0028]
示例性地，运动参数为控制机械臂进行循环摆动的参数。机械臂的运动参数可以根据抛光盘的面积进行确定。具体地，运动参数包括机械臂的摆动范围和摆动频率。当机械臂的运动参数设定完成后，启动机械臂进行摆动，机械臂则可以根据设定的摆动频率在其摆动范围内进行循环摆动。
[0029]
s12，根据机械臂的运动参数，确定机械臂的位置数据。
[0030]
示例性地，位置数据为机械臂与抛光盘之间的相对位置。机械臂在运动过程中可以实时反馈其当前所处位置的实时位置数据。具体地，当机械臂根据运动参数进行循环摆动时，抛光盘也在以一定的速度进行自转，因此需要获取机械臂与抛光盘的相对位置，以保证机械臂能够将研磨液均匀的滴落在抛光盘上。
[0031]
s13，根据位置数据确定目标研磨液流量。
[0032]
示例性地，目标研磨液流量为机械臂在当前位置所滴落的研磨液流量。根据机械臂与抛光盘之间的相对位置可以确定抛光盘在当前位置所需的目标研磨液流量，当机械臂摆动到抛光盘对应的位置后，则可以根据确定的目标研磨液流量进行滴落。
[0033]
本实施例提供的研磨液流量控制方法，通过获取机械臂的运动参数，根据机械臂的运动参数获取机械臂在运动过程中的位置数据，根据该位置数据确定与该位置数据所对应的目标研磨液流量，避免了机械臂摆动到固定位置后按照设定流出相应的研磨液，由抛光盘自身的转动将研磨液分布到抛光盘上而导致的分布不均匀。通过实时位置数据确定当前位置所需要研磨液流量，从而实现了研磨液在抛光盘上均匀分布，保证了研磨效果，减少了研磨液消耗。
[0034]
作为一个可选的实施方式，根据第一函数关系式，确定机械臂在当前位置的目标研磨液流量。具体地，第一函数关系式的确定方法包括：
[0035]
首先，获取机械臂在摆动中的多个位置点以及与多个位置点所对应的多个初始研磨液流量。
[0036]
示例性地，初始研磨液流量为机械臂的设定研磨液流量，机械臂启动后按照设定研磨液流量进行滴落。选取机械臂在摆动过程中的若干个位置点，分别获取机械臂在这些
位置点所需的初始研磨液流量。位置点的选取是随意的，位置点的数目至少为两个，本申请对此不作限定，本领域技术人员可以根据实际需要确定。
[0037]
其次，根据多个位置点与多个初始研磨液流量之间的关系，确定第一函数关系式。
[0038]
示例性地，根据确定的多个位置点以及对应多个位置点的多个初始研磨液流量，可以确定位置点与初始研磨液流量之间的对应关系，根据确定的对应关系可以生成位置点与研磨液流量之间的第一函数关系式。
[0039]
可选地，第一函数关系式可以为线性关系。具体地，若选取的位置点为a和b，则可以获取对应这两个位置点的初始研磨液流量a1和b1，根据位置点a和b及其对应的初始研磨液流量a1和b1，可以得到位置点与研磨液流量之间线性关系曲线，进而得到位置点与研磨液流量之间线性关系表达式，即第一函数关系式。由于机械臂能够记录其在摆动过程中的实时位置数据，根据机械臂自身反馈的实时位置数据以及线性关系表达式则可以确定机械臂在其他位置点所需滴落的目标研磨液流量。
[0040]
可选地，第一函数关系式可以为正弦关系。若选取的位置点为a、b、c和d，则可以获取对应这两个位置点的初始研磨液流量a1、b1、c1和d1，根据位置点a、b、c和d及其对应的初始研磨液流量a1、b1、c1和d1，可以得到位置点与研磨液流量之间正弦关系曲线，进而得到位置点与研磨液流量之间正弦关系表达式，即第一函数关系式。根据机械臂自身反馈的实时位置数据以及正弦表达关系式则可以确定机械臂在其他位置点所需滴落的目标研磨液流量。
[0041]
本实施例提供的研磨液流量控制方法，通过第一函数关系式，根据机械臂的实时位置数据确定机械臂在不同位置点所需要滴落的研磨液流量，进而保证机械臂在摆动过程中，不断调整研磨液流量，进而实现研磨液在抛光盘上的均匀分布。
[0042]
作为一个可选的实施方式，该研磨液流量控制方法还包括：根据第二函数关系式对目标研磨液流量进行校正。
[0043]
示例性地，由于机械臂在研磨液滴落过程中可能存在误差，导致其实际滴落的研磨液流量可能低于目标研磨液流量，为了保证机械臂实际滴落的研磨液流量满足目标研磨液流量要求，需要对目标研磨液流量进行校正，以保证实际滴落的研磨液流量与目标研磨液流量相等。
[0044]
具体地，第二函数关系式的确定方法包括：
[0045]
首先，获取机械臂在当前位置的实际研磨液流量，以及抛光盘的反馈研磨液流量。
[0046]
示例性地，实际研磨液流量为机械臂实际滴落的研磨液流量，具体地，实际研磨液流量可以通过量筒读取等方式获取，本申请对此不作限定。由于抛光盘一直在以一定速度进行转动，故机械臂实际滴落的研磨液流量不一定会全部滴落至抛光盘的对应位置，而反馈研磨液流量为机械臂滴落在抛光盘对应位置的研磨液流量。反馈研磨液流量可以通过传感器获取，本申请对此不作限定。当机械臂在当前位置滴落的实际研磨液流量与抛光盘反馈的反馈研磨液流量一致时，表示机械臂实际滴落的研磨液已经全部滴落在抛光盘的对应位置上。
[0047]
其次，根据反馈研磨液流量、实际研磨液流量和目标研磨液流量之间的比例关系，确定第二函数关系式。
[0048]
示例性地，在理想情况下，反馈研磨液流量、实际研磨液流量和目标研磨液流量应
当是一致的。然而由于机械设备的固有属性，一般会存在一定的误差，此时则需要根据抛光盘反馈的反馈研磨液流量、机械臂实际滴落的实际研磨液流量以及抛光盘所需的目标研磨液流量，确定反馈研磨液流量、实际研磨液流量以及目标研磨液流量之间的关系，根据三者关系确定第二函数关系式。以反馈研磨液流量作为目标研磨液流量，根据第二函数关系式进行推导，得到更新的目标研磨液流量，机械臂在摆动过程中则以更新后的目标研磨液流量进行滴落。
[0049]
本实施例提供的研磨液流量控制方法，通过第二函数关系式对机械臂的目标研磨液流量进行调整，进而保证机械臂在摆动过程中滴落的研磨量为抛光盘实际需要的研磨量，保证了抛光盘上的研磨液满足实际需要，在实现研磨液在抛光盘上均匀分布的基础上，保证了研磨效果。
[0050]
实施例2
[0051]
本实施例提供一种研磨液流量控制装置，应用于cmp设备的机械臂上，以实现研磨液在抛光盘上的均匀分布，如图2所示，该研磨液流量控制装置包括：
[0052]
获取模块21，用于获取机械臂的运动参数。详细内容参见上述方法实施例对应步骤s11的相关描述，此处不再赘述。
[0053]
第一确定模块22，用于根据机械臂的运动参数，确定机械臂的位置数据。详细内容参见上述方法实施例对应步骤s12的相关描述，此处不再赘述。
[0054]
第二确定模块23，用于根据位置数据确定目标研磨液流量。详细内容参见上述方法实施例对应步骤s13的相关描述，此处不再赘述。
[0055]
本实施例提供的研磨液流量控制装置，通过获取机械臂的运动参数，根据机械臂的运动参数获取机械臂在运动过程中的位置数据，根据该位置数据确定与该位置数据所对应的目标研磨液流量，避免了机械臂摆动到固定位置后按照设定流出相应的研磨液，由抛光盘自身的转动将研磨液分布到抛光盘上而导致的分布不均匀。通过实时位置数据确定当前位置所需要研磨液流量，从而实现了研磨液在抛光盘上均匀分布，保证了研磨效果，减少了研磨液消耗。
[0056]
作为一个可选的实施方式，上述获取模块21获取的运动参数包括机械臂的摆动范围和机械臂的摆动频率。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0057]
作为一个可选的实施方式，上述第二确定模块23包括：
[0058]
确定子模块，用于根据第一函数关系式，确定机械臂在当前位置的目标研磨液流量。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0059]
作为一个可选的实施方式，上述确定子模块，包括：
[0060]
第一获取子单元，用于获取机械臂在摆动中的多个位置点以及与多个位置点所对应的多个初始研磨液流量。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0061]
第一确定子单元，用于根据多个位置点与多个初始研磨液流量之间的关系，确定第一函数关系式。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0062]
本实施例提供的研磨液流量控制装置，通过第一函数关系式，根据机械臂的实时位置数据确定机械臂在不同位置点所需要滴落的研磨液流量，进而保证机械臂在摆动过程中，不断调整研磨液流量，进而实现研磨液在抛光盘上的均匀分布。
[0063]
作为一个可选的实施方式，第一确定子单元所确定的第一函数关系式为线性关系
式或正弦关系。
[0064]
作为一个可选的实施方式，该研磨液流量控制装置还包括：
[0065]
校正模块，用于根据第二函数关系式对目标研磨液流量进行校正。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0066]
作为一个可选的实施方式，上述校正模块包括：
[0067]
第二获取子模块，用于获取机械臂在当前位置的实际研磨液流量，以及抛光盘的反馈研磨液流量。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0068]
第二确定子模块，用于根据反馈研磨液流量、实际研磨液流量和目标研磨液流量之间的比例关系，确定第二函数关系式。详细内容参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
[0069]
本实施例提供的研磨液流量控制装置，通过第二函数关系式对机械臂的目标研磨液流量进行调整，进而保证机械臂在摆动过程中滴落的研磨量为抛光盘实际需要的研磨量，保证了抛光盘上的研磨液满足实际需要，在实现研磨液在抛光盘上均匀分布的基础上，保证了研磨效果。
[0070]
实施例3
[0071]
本实施例提供一种计算机设备，如图3所示，该设备包括处理器31和存储器32，其中处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0072]
处理器31可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器31还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、图形处理器(graphics processing unit，gpu)、嵌入式神经网络处理器(neural-network processing unit，npu)或者其他专用的深度学习协处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0073]
存储器32作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的研磨液流量控制方法对应的程序指令/模块(如图2所示的获取模块21、第一确定模块22和第二确定模块23)。处理器31通过运行存储在存储器32中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的研磨液流量控制方法。
[0074]
存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器31所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器31。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0075]
所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中，当被所述处理器31执行时，执行如图1所示实施例中的研磨液流量控制方法。
[0076]
通过获取机械臂的运动参数，根据机械臂的运动参数获取机械臂在运动过程中的位置数据，根据该位置数据确定与该位置数据所对应的目标研磨液流量，避免了机械臂摆
动到固定位置后按照设定流出相应的研磨液，由抛光盘自身的转动将研磨液分布到抛光盘上而导致的分布不均匀。通过实时位置数据确定当前位置所需要研磨液流量，从而实现了研磨液在抛光盘上均匀分布，保证了研磨效果，减少了研磨液消耗。
[0077]
上述计算机设备的具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1至图3所示的实施例中的相关描述。
[0078]
本发明实施例还提供一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的研磨液流量控制方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0079]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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