[发明专利]在抛光原位监测期间的滤波

说明书

一种控制抛光的方法，包括：抛光基板，在抛光期间内由原位监测系统监测基板，将来自监测系统的信号滤波以产生经滤波信号，并且根据经滤波信号确定抛光终点或对抛光速率的调整的至少一个。滤波包含：使用多个扰动状态在多个不同频率下，建模多个周期性扰动；使用工厂状态建模下层信号；和将线性预测滤波器应用至工厂状态和多个扰动状态，以产生代表下层信号的经滤波信号。

技术领域

本公开内容涉及将滤波器应用于由原位监测系统获取的数据以控制抛光。

背景技术

通常通过依序沉积导电层、半导体层或绝缘层到硅晶片上，以在基板上形成集成电路。一个制造步骤涉及将填料层沉积到非平面的表面上方，并将填料层平坦化。对于某些应用，填料层被平坦化，直到暴露出图案化层的顶表面。例如，可在图案化绝缘层上沉积导电填料层，以在绝缘层中填充沟槽或孔。在平坦化之后，剩余在绝缘层的突出图案之间的金属层部分，形成在基板上的薄膜电路之间提供导电路径的通孔、插塞和线。对于其他应用(诸如氧化物抛光)，将填料层平坦化，直到在非平面表面上留下预定厚度。另外，光刻法通常需要平坦化基板表面。

化学机械抛光(CMP)为一种被接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板装设在承载头或抛光头上。基板的暴露表面，通常被放置为抵靠旋转抛光垫。承载头在基板上提供可控制的负载，以将基板推向抛光垫。通常将研磨浆料供应到抛光垫的表面。

CMP中的一个问题是确定抛光工艺是否完成，即基板层是否已经被平坦化到所需的平坦度或厚度，或者何时已经去除了所需的材料量。浆料分布、抛光垫条件、抛光垫和基板之间的相对速度、以及基板上的负载的变化，可导致材料去除速率的变化。这些变化以及基板层的初始厚度的变化，导致达到抛光终点所需的时间的变化。因此，抛光终点通常不能仅确定为抛光时间的函数。

在一些系统中，在抛光期间原位监测基板，例如通过监测马达旋转平台(platen)或承载头所需的扭矩。然而，现有的监测技术可能无法满足半导体装置制造商日益增长的需求。

发明内容

在一个方面中，一种控制抛光的方法，包括：抛光基板；在抛光期间内由原位监测系统监测基板，包括：从传感器产生信号；将信号滤波以产生经滤波信号；和根据经滤波信号确定抛光终点或对抛光速率的调整的至少一个。信号包含测量值序列，并且经滤波信号包含经调整值序列。滤波包含：使用多个扰动状态在多个不同频率下，建模多个周期性扰动；使用工厂(plant)状态建模下层信号；和将线性预测滤波器应用至工厂状态和多个扰动状态，以产生代表下层信号的经滤波信号。

在另一方面中，一种计算机程序产品，包含具有指令的计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时使处理器：在基板的抛光期间内接收来自原位监测系统的信号；将信号滤波以产生经滤波信号；和根据经滤波信号确定抛光终点或对抛光速率的调整的至少一个。信号包含测量值序列，且经滤波信号包含经调整值序列。用于滤波信号的指令包含用于以下的指令：使用多个扰动状态在多个不同频率下，建模多个周期性扰动；使用工厂状态建模下层信号；和将线性预测滤波器应用至工厂状态和多个扰动状态，以产生代表下层信号的经滤波信号。

在另一方面中，一种抛光系统，包含：平台，平台用于支撑抛光垫；承载头，承载头用于在抛光期间内使基板保持接触抛光垫；原位监测系统，原位监测系统经配置以从传感器产生信号，传感器在抛光期间内监测基板；和控制器。控制器经配置以在基板的抛光期间内接收来自原位监测系统的信号，将信号滤波以产生经滤波信号，和根据经滤波信号确定抛光终点或对抛光速率的调整的至少一个。信号包含测量值序列，且经滤波信号包含经调整值序列。控制器经配置以通过以下对信号滤波：使用多个扰动状态在多个不同频率下，建模多个周期性扰动；使用工厂状态建模下层信号；和将线性预测滤波器应用至工厂状态和多个扰动状态，以产生代表下层信号的经滤波信号。

实施方式可包含下列特征的一个或多个。

多个周期性扰动可以恰好是两个或恰好是三个周期性扰动。多个周期性扰动可包含头部扫描扰动和/或平台旋转扰动。