[发明专利]用于光谱监测的机器学习系统的训练光谱产生

说明书

产生用于训练神经网络的训练光谱的方法，该方法包括以下步骤：从一或更多个样本基板测量第一多个训练光谱；针对该多个训练光谱中的每个训练光谱测量表征值以产生多个表征值，其中每个训练光谱具有相关联的表征值；在一或更多个虚设基板的处理期间测量多个虚设光谱；及通过组合该第一多个训练光谱与该多个虚设光谱来产生第二多个训练光谱，在该第二多个训练光谱中存在比该第一多个训练光谱中大的光谱数量。该第二多个训练光谱中的每个训练光谱具有相关联的表征值。

技术领域

本公开关于例如在处理(例如化学机械抛光)期间的基板的光学监测。

背景技术

一般通过在硅晶片上依序沉积导电的、半导电的或绝缘的层来将集成电路形成于基板上。一个制造步骤涉及在非平坦面上沉积填料层及平坦化填料层。对于一些应用而言，填料层被平坦化直到图案化的层的顶面暴露为止。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。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通孔(via)、插头及线路。对于其他的应用，填料层被平坦化直到在底下的层上留下预定的厚度为止。例如，可以针对光刻来平坦化沉积的介电层。

化学机械抛光(CMP)是一个被接受的平坦化方法。此种平坦化方法一般需要将基板安装在承载头上。基板的暴露表面一般抵着具有耐久的粗糙面的旋转抛光垫安置。承载头提供了基板上的可控制的负载以将基板推抵抛光垫。一般将抛光液(例如具有磨料颗粒的浆体)供应到抛光垫的表面。

CMP中的一个问题是使用适当的抛光速率来实现合乎需要的轮廓(例如已经将基板层平坦化到所需的平坦度或厚度，或已经移除了所需的材料量)。基板层的初始厚度、浆体分布、抛光垫条件、抛光垫与基板之间的相对速度及基板上的负载的变化可能跨一个基板及在基板与基板之间造成材料移除速率的变化。这些变化造成达到抛光终点所需的时间及移除量的变化。因此，可能无法仅作为抛光时间的函数而确定抛光终点或仅通过施加恒定的压力实现所需的轮廓。

在一些系统中，在抛光期间原位地监测基板，例如通过光学监测系统来监测。可以使用来自原位监测系统的厚度测量值来调整向基板施加的压力以调整抛光速率及减少晶片内不均匀性(WIWNU)。

发明内容

在一个方面中，一种产生用于训练神经网络的训练光谱的方法，该方法包括以下步骤：从一或更多个样本基板测量第一多个训练光谱；针对该多个训练光谱中的每个训练光谱测量表征值以产生多个表征值，其中每个训练光谱具有相关联的表征值；在一或更多个虚设基板的处理期间测量多个虚设光谱；及通过组合该第一多个训练光谱与该多个虚设光谱来产生第二多个训练光谱，在该第二多个训练光谱中存在比该第一多个训练光谱中大的光谱数量。该第二多个训练光谱中的每个训练光谱具有相关联的表征值。

在另一个方面中，一种产生用于训练神经网络的训练光谱的方法，该方法包括以下步骤：从光学模型产生第一多个训练光谱；向前馈神经网络发送该第一多个训练光谱；将该前馈神经网络的输出及经验收集的光谱发送到辨别性卷积神经网络；确定该辨别性卷积神经网络在这些理论产生的光谱与经验收集的光谱之间作不出辨别；及此后，从该前馈神经网络产生第二多个训练光谱。

在另一个方面中，一种控制基板的处理的方法包括以下步骤：使用该第二多个训练光谱训练人工神经网络；从原位光学监测系统，接收从基板所反射的光的测量到的光谱，该基板经历修改该基板的外层的厚度的处理；通过将来自该测量到的光谱的光谱值应用到该人工神经网络中，来针对该测量到的光谱产生测量到的表征值；及进行以下步骤中的至少一个：基于该表征值，停止该基板的处理，或调整处理参数。

可以将这些方面实施在有形地实施在非暂时性计算机可读介质中且包括指令的计算机程序产品中，所述指令用于使得处理器实现操作或使得在具有控制器的处理系统(例如抛光系统)中实现所述操作。

所述方面中的任一者的实施方式可以包括以下特征中的一或更多者。