[发明专利]抛光系统、抛光基板的方法和计算机储存介质

说明书

本公开内容涉及抛光系统、抛光基板的方法和执行该方法的计算机存储介质。在抛光系统和抛光方法中，针对传感器的每次扫描，从原位监测系统所接收的数据包括层上的多个不同位置的多个测量到的信号值。基于来自该原位监测系统的该数据确定抛光垫的厚度。针对每次扫描，基于该抛光垫的该厚度来调整该些测量到的信号值的一部分。针对多次扫描中的每次扫描和多个不同位置中的每个位置，生成表示该位置处的该层的厚度的值。此举包括使用由机器学习来构造的一个或多个处理器来处理这些调整后信号值。基于表示该多个不同位置处的该些厚度的该些值来检测抛光终点或更改抛光参数。

技术领域

本公开内容关于抛光基板期间的原位监测。

背景技术

集成电路一般通过在硅晶片上依次沉积导体层、半导体层、或绝缘层并通过依次处理这些层来形成于基板(例如半导体晶片)上。

一个制造步骤涉及将填料层沉积在非平坦表面上方，且平坦化该填料层直到非平坦表面被暴露为止。例如，可以将导电填料层沉积于图案化的绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽或孔洞。接着抛光填料层直到绝缘层的凸起的图样被暴露为止。在平坦化之后，导电层留存在绝缘层的凸起图案之间的部分形成了在基板上的薄膜电路之间提供导电路径的过孔(via)、插头、和接线。此外，可以使用平坦化来平坦化用于光刻的基板表面。

化学机械抛光(CMP)是一个被接受的平坦化方法。此平坦化方法一般需要将基板安装在载体头上。基板的暴露面抵靠旋转的抛光垫而安置。载体头在基板上提供了可控制的负载以将基板推抵至抛光垫。抛光液(例如具有磨料颗粒的浆料)被供应到抛光垫的表面。

在半导体处理期间，确定基板或基板上的层的一个或多个特性可能是重要的。例如，在CMP工艺期间知道导电层的厚度，使得该工艺可以在正确的时间终止可能是重要的。可以使用许多方法来确定基板特性。例如，光学传感器可被用于化学机械抛光期间的基板的原位监测。替代性地(或附加性地)，可以使用涡电流感测系统来在基板上的导电区域中感应涡电流以确定例如导电区域的局部厚度的参数。

发明内容

在一个方面中，一种抛光基板的方法包括以下步骤：使该基板与抛光垫接触；相对于该抛光垫移动该基板以抛光该基板上的层；和使用原位监测系统的传感器在抛光站处的抛光期间监测该层。传感器相对于该基板移动以跨越该基板提供该传感器的多次扫描，且该原位监测系统生成数据，针对该多次扫描中的每次扫描，该数据包括该层上的多个不同位置的多个测量到的信号值。基于来自该原位监测系统的该数据确定该抛光垫的厚度。针对该多次扫描中的每次扫描，基于该抛光垫的该厚度来调整该多个测量到的信号值的至少一部分，以提供多个调整后信号值。针对该多次扫描中的每次扫描，针对该多个不同位置中的每个位置，生成表示该位置处的该层的厚度的值，从而提供表示该多个不同处的厚度的多个值。该生成步骤包括以下步骤：使用由机器学习来构造的一个或多个处理器处理至少该多个调整后信号值。基于表示该多个不同位置处的该些厚度的该多个值来检测抛光终点和/或更改抛光参数。

在另一个方面中，抛光系统包括：用于抛光垫的支撑件；载体，用于将基板保持为与该抛光垫接触；原位监测系统，具有传感器；马达，用于在该传感器与该基板之间生成相对运动，使得该传感器跨越该基板进行多次扫描；和控制器。该原位监测系统被构造为生成数据，针对该复数次扫描中的每次扫描，该数据包括该层上的多个不同位置的多个测量到的信号值。该控制器被构造为：从该原位监测系统接收该数据；基于来自该原位监测系统的该数据确定该抛光垫的厚度；针对该多次扫描中的每次扫描，基于该抛光垫的该厚度来调整该多个测量到的信号值的至少一部分，以提供多个调整后信号值；针对该多次扫描中的每次扫描，针对该多个不同位置中的每个位置，生成表示该位置处的该层的厚度的值，从而提供表示该多个不同位置处的厚度的多个值，其中该生成步骤包括以下步骤：使用由机器学习来构造的一个或多个处理器来处理至少该多个调整后信号值；和及执行以下步骤中的至少一者：基于表示该多个不同位置处的该些厚度的该多个值来检测抛光终点或更改抛光参数。