CN105765707B - 使用预测滤波器在基板抛光期间对抛光速率进行调整 - Google Patents

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Abstract

将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中。第一预测滤波器产生经滤波的表征值。将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，测量表征值以该测量表征速率变化。第二预测滤波器产生基板的区域的经滤波的表征速率。基于在基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量来确定测量表征值和测量表征速率。基于经滤波的表征值和经滤波的表征速率来确定将在第一时间后且在第二随后时间前抛光基板的区域使用的期望表征速率。

Description

使用预测滤波器在基板抛光期间对抛光速率进行调整
技术领域
本公开总体上涉及在化学机械抛光期间监测基板上的多个区域。
背景技术
集成电路通常通过在硅晶片上相继沉积导电层、半导体层或绝缘层而形成在基板上。一个制造步骤涉及在非平坦表面上沉积填料层并且使填料层平坦化。对于某些应用，使填料层平坦化，直到图案化层的顶表面暴露为止。例如，可在图案化绝缘层上沉积导电填料层以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化后，剩余在绝缘层的凸起图案之间的导电层部分形成通孔、插头和接线，这些通孔、插头和接线在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。对于诸如氧化抛光的其他应用，使填料层平坦化，直到在非平坦表面上剩余预定厚度为止。另外，光刻通常要求基板表面的平坦化。
化学机械抛光(Chemical mechanical polishing；CMP)是一种公认的平坦化方法。此平坦化方法通常要求将基板安装在承载头上。通常将基板的暴露表面与具有耐磨粗糙表面的旋转抛光垫抵靠放置。承载头在基板上提供可控负载以推动基板抵靠抛光垫。通常将抛光液(诸如具有磨料颗粒的浆液)供应至抛光垫的表面。
CMP中的一个问题在于使用适宜的抛光速率来获得期望的轮廓(例如，已经平坦化至期望平坦度或厚度的基板层，或已移除期望的材料量)。基板层的初始厚度、浆液成分、抛光垫状况、抛光垫与基板之间的相对速率以及基板上的负载的变化可引发跨基板的以及逐基板的材料移除速率的变化。这些变化引发到达抛光终点所需的时间和所移除量的变化。因此，可能无法仅根据抛光时间来决定抛光终点或仅通过施加恒定压力来获得期望轮廓。
在一些系统中，在抛光期间原位(in-situ)光学地监测基板(例如，经由抛光垫中的窗口)。然而，现有光学监测技术可能无法满足半导体器件制造商日益增加的需求。
发明内容
根据一方面，一种存在于计算机可读介质上的计算机程序产品包含指令，所述指令用于使得处理器执行以下操作：将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中。所述第一预测滤波器产生经滤波的表征值。基于基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量决定测量表征值。还使得处理器将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，测量表征值以该测量表征速率变化。第二预测滤波器产生基板的区域的经滤波的表征速率。基于原位测量来确定测量表征速率。进一步使得处理器基于经滤波的表征值和经滤波的表征速率来确定在第一时间后且在第二随后时间前抛光基板的区域所使用的期望表征速率。
根据另一方面，一种抛光系统包含：可旋转工作台，用于支撑抛光制品；承载头，用于固持基板与抛光制品的抛光表面接触，其中承载头具有多个可控区域；原位监测系统，配置成对应于承载头的可控区域的基板上的多个区域中的每一个产生表征值序列；以及控制器。所述控制器包括处理器装置、与处理器装置通信的存储器及存储装置，该存储装置使用存储器存储由处理器执行的计算指令的程序。所述程序包含指令，所述指令配置成使得处理器执行以下操作：将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中。第一预测滤波器产生经滤波的表征值。基于基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量确定测量表征值。还使得处理器将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，测量表征值以该测量表征速率变化。第二预测滤波器产生基板的区域的经滤波的表征速率。基于原位测量来确定测量表征速率。进一步使得处理器基于经滤波的表征值及经滤波的表征速率来确定在第一时间后且在第二随后时间前抛光基板的区域所使用的期望表征速率。
根据另一方面，一种计算机实施方法包含：将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中。第一预测滤波器产生经滤波的表征值。基于基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量来确定测量表征值。该方法也包含：将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，测量表征值以该测量表征速率变化。第二预测滤波器产生基板的区域的经滤波的表征速率。基于原位测量来确定测量表征速率。该方法进一步包含：基于经滤波的表征值和经滤波的表征速率来确定在第一时间后及第二随后时间前抛光基板的区域所使用的期望表征速率。
计算机程序产品、系统和/或方法的实现方式可包括以下特征中的一个或多个。基于第一噪声值确定经滤波的表征值，该第一噪声值表示与来自原位测量的测量表征值相关联的噪声，并且基于第二噪声值确定经滤波的表征速率，该第二噪声值表示与来自原位测量的特征速率关联的噪声。第一预测滤波器和第二预测滤波器是卡尔曼滤波器(Kalmanfilter)。原位测量包含光学测量，且在第一时间处，在基板的区域中作出多次光学测量以提供该区域的多个导出表征值。测量表征值被确定为多个导出表征值的平均值或中值。基于拟合至在达到第一时间的时段期间该区域的多个导出表征值的函数确定测量表征值，在此期间不调整用于抛光基板的区域的设备参数。确定将在第二随后时间处获得的区域的期望表征值，且基于经滤波的表征值和期望表征值确定将在第一时间后且在第二随后时间前抛光基板的区域的所使用的期望特征速率。基于经滤波的表征速率与期望表征速率之差确定基板的区域的期望表征速率调整。确定压力的期望变化，该压力在抛光工艺期间施加于基板的区域以获得期望特征速率调整。确定在第一时间与第二时间之间的第三时间处基板的区域的另一经滤波的表征速率，且结合基于期望压力变化作出的实际压力变化确定其他经滤波的表征速率。将第一预测滤波器应用于测量表征值序列以产生经滤波的表征值序列，且该经滤波的表征值为来自第一时间处的经滤波的表征值序列中的值。将第二预测滤波器应用于测量表征速率序列以产生经滤波的表征速率序列，且该经滤波的表征速率为来自第一时间处的经滤波的测量表征速率序列中的速率。基于经滤波的表征值序列和经滤波的表征速率序列确定抛光工艺期间的多个预定时间点处的期望表征速率。
在其他方面中，提供抛光系统和在计算机可读介质上有形体现的计算机程序产品以实施这些方法。
将在附图和下文描述中阐述本发明的一个或多个实施例的细节。从描述和附图中，并且从权利要求书中，本发明的其他特征、目的和优点显而易见。
附图说明
图1示出具有两个抛光头的抛光设备的示例的示意性剖视图。
图2示出具有多个区域的基板的示意性俯视图。
图3A示出抛光垫的俯视图并且示出在第一基板上作出原位测量的位置。
图3B示出抛光垫的俯视图并且示出在第二基板上作出原位测量的位置。
图3C示出相对于基板的多个区域作出原位测量的多个位置的分布的示意性俯视图。
图4是从对控制区域和参考区域的原位测量导出的厚度曲线图。
图5至图7是示出如下示例性工艺的流程图：计算控制区域的期望抛光速率，对测量抛光速率进行滤波，以及对控制区域或参考区域的测量厚度进行滤波。
具体实施方式
概述
在正在抛光一个基板或正在同时抛光多个基板(例如，在相同抛光垫上)的情况下，相同基板的不同区域之间或基板之间的抛光速率变化可导致相同基板的不同区域或不同基板在不同时间处达到目标厚度。一方面，如果同时停止区域的抛光，则基板的不同区域可能尚未达到期望厚度。另一方面，在不同时间处停止对不同区域的抛光可产生缺陷或降低抛光设备的产量。
通过从原位测量确定各个基板的各个区域的抛光速率，并且基于未来目标时间处的期望厚度，可确定各个区域的期望抛光速率。可将一个或多个区域的抛光速率调整至相应的期望抛光速率以促进基板获得更接近终点状态。到“更接近终点状态”意味着相同时间时基板的区域将比没有此调整的情况下更接近于达到其目标厚度，或在终点时间处基板的区域会已比没有此调整情况下更接近于其目标厚度。一般将目标时间选择为在预估终点时间之前。在一个基板或一个基板群组的抛光工艺期间，可确定且反复调整各个基板的不同区域的抛光速率。
在一些实现方式中，通过调整由抛光头施加给基板区域的压力来将基板区域的抛光速率调整至期望抛光速率。可基于期望抛光速率与基于原位测量所确定的当前抛光速率之差确定压力调整。在一些实现方式中，针对一个区域的压力调整的计算要考虑到(例如，使用普雷斯顿矩阵(Preston matrix))其他区域上的压力对所述一个区域的抛光速率的影响。
示例性原位测量包括光学监测基板区域中的厚度。基于从基板区域收集的光谱确定基板区域的随时间推移的多个厚度(即，递减的厚度)并且可从该多个厚度导出抛光速率。包括光谱的原位测量结果含有噪声数据，所述噪声数据可影响所确定厚度和抛光速率的精确度，且因此，影响期望抛光速率和压力调整的精确度。可应用各种噪声降低技术以改良精确度。
在一些实现方式中，将一个或多个预测滤波器应用于原位测量的结果以提供经滤波的厚度和经滤波的抛光速率，相较于未经滤波的厚度和未经滤波的抛光速率，所述经滤波的厚度和经滤波的抛光速率可具有改良的精确度。预测滤波器的示例为卡尔曼滤波器。可对一个或多个基板区域作出多次压力调整且因此作出多次抛光速率调整，并且可改良基板的总体抛光精确度。在一些实现方式中，附件地控制各个压力调整，以使得压力保持在预定压力范围内，和/或压力调整未超出预定压力调整范围，从而使得所确定的压力调整的可能不精确性以受限的方式影响实际压力调整。
示例性抛光系统
图1示出抛光设备100的示例。抛光设备100包括可旋转盘形工作台120，抛光垫110定位于该工作台上。该工作台可操作以围绕轴125旋转。例如，电机121可转动驱动轴124以旋转工作台120。例如，可通过黏合剂层将抛光垫110可拆卸地固定至工作台120。抛光垫110可以是具有外部抛光层112和较软背层114的双层抛光垫。
抛光设备100可包括组合的浆液/冲洗臂130。在抛光期间，臂130可操作以将抛光液132(诸如浆液)分配至抛光垫110上。尽管仅示出一个浆液/冲洗臂130，但可使用附加的喷嘴，诸如每个承载头的一个或多个专用浆液臂。抛光设备还可包括抛光垫调节器以研磨抛光垫110，从而维持抛光垫110处于一致的研磨状态。
在此示例中，抛光设备100包括两个(或两个或更多个)承载头140，尽管整个公开中的讨论也适用于包括仅一个承载头的抛光设备。各个承载头140可操作以固持基板10(例如，一个承载头处的第一基板10a和另一承载头处的第二基板10b)抵靠抛光垫110。各个承载头140可独立控制与各个相应基板相关联的抛光参数，例如压力。
具体地，各个承载头140可包括保持环142以保持基板10位于柔性膜144下方。各个承载头140还包括由该膜界定的多个独立可控可加压腔室(例如，三个腔室146a-146c)，这些腔室可将独立可控的压力施加至柔性膜144上的关联区域148a-148c且因此施加至基板10上(参见图2)。
参见图2，中心区域148a可以基本上是圆形的，并且剩余区域148b-148c可以是中心区域148a周围的同心环形区域。尽管为了便于说明在图1和图2中示出仅三个腔室/区域，但可存在两个腔室/区域，或四个或更多个腔室/区域(例如，五个腔室/区域)。
回看图1，各个承载头140悬挂于支撑结构150(例如，旋转式传送带(carousel))并且由驱动轴152连接至承载头旋转电机154，使得承载头可围绕轴155旋转。视情况，各个承载头140可例如在旋转式传送带150上的滑件上横向摆动；或通过旋转式传送带自身的旋转摆动而摆动。在操作中，工作台围绕工作台中心轴125旋转，并且各个承载头围绕承载头中心轴155旋转且跨越抛光垫的顶表面横向平移。
尽管仅示出两个承载头140，但是可提供更多个承载头以固持附加的基板，使得可有效地使用抛光垫110的表面积。因此，经调适以在同时抛光工艺中固持基板的承载头组件的数量可至少部分地基于抛光垫110的表面积。
抛光设备还包括原位监测系统160，该系统可用于确定是否调整抛光速率或确定对抛光速率的调整，如下文所讨论。原位监测系统160可包括光学监测系统(例如，光谱监测系统)或涡流监测系统。
在一个实施例中，监测系统160是光学监测系统。通过包括孔(即，穿过垫的孔)或固体窗口118来提供穿过抛光垫的光学进出口。尽管可将固体窗口118固定至抛光垫110，例如作为填充抛光垫中的孔的插头，例如被模制到或黏附地固定到抛光垫，但是在一些实现方式中也可将固体窗口支撑于工作台120上并且凸出至抛光垫中的孔内。
光学监测系统160可包括光源162、光检测器164和电路166，该电路用于在远程控制器190(例如，计算机)与光源162和光检测器164之间发送并接收信号。一个或多个光纤可用于将来自光源162的光传送至抛光垫中的光学进出口，并且将从基板10反射的光传送至检测器164。例如，分叉光纤170可用于将来自光源162的光传送至基板10并且将光传回至检测器164。分叉光纤可包括接近光学进出口安置的干线172和两个支线174与176，该两个支线分别连接至光源162和检测器164。
在一些实施例中，工作台的顶表面可包括凹部128，在该凹部内适配光学头168，该光学头168固持分叉光纤的干线172的一端。光学头168可包括用于调整干线172的顶部与固体窗口118之间的垂直距离的机构。
电路166的输出可以是数字电子信号，该数字电子信号经由驱动轴124中的旋转耦合器129(例如，滑环)传递至光学监测系统的控制器190。类似地，响应于经由旋转耦合器129从控制器190传递至光学监测系统160的数字电子信号中的控制命令，可接通或关闭光源。或者，电路166可通过无线信号与控制器190通信。
光源162可以是可操作以发射白光。在一个实现方式中，所发射的白光包括具有200-800纳米的波长的光。适宜光源为氙气灯或氙气汞灯。
光检测器164可以是分光计。分光计是用于测量一部分电磁波谱上的光强度的光学仪器。适宜分光计为光栅分光计。分光计的典型输出是有关于波长(或频率)的光强度。
如上所述，可将光源162和光检测器164连接至计算装置(例如，控制器190)，该计算装置可操作以控制光源和光检测器的操作并接收光源和光检测器的信号。计算装置可包括定位于抛光设备附近的微处理器(例如，可编程计算机)。关于控制方面，计算装置可例如使得光源的激活与工作台120的旋转同步。
在一些实施例中，将原位监测系统160的光源162和检测器164安装于工作台120中且随该工作台120旋转。在此情况中，工作台的运动将使得传感器在各个基板上扫描。具体地，随着工作台120旋转，控制器190可使得光源162发射一系列闪光，这一系列闪光在各个基板10刚要通过光学进出口前开始且在各个基板刚好通过光学进出口后结束。或者，计算装置可使得光源162连续发光，该连续发光在各个基板10刚要通过光学进出口前开始且在各个基板刚好通过光学进出口后结束。在任一种情况中，可在取样周期内整合来自检测器的信号，从而以取样频率产生光谱测量。
示例性原位测量
在操作中，控制器190可接收例如承载信息的信号，该信息描述针对光源的特定闪光或检测器的时间帧(time frame)由光检测器所接收的光的光谱。因此，此光谱是抛光期间的原位测量的光谱。
如图3A所示，如果在工作台中安装检测器，则由于工作台的旋转(由箭头204所示)，当窗口108在一个承载头(例如，固持第一基板10a的承载头)下方行进时，以取样频率进行光谱测量的光学监测系统将使得在横贯第一基板10a的弧线中的位置201处采取光谱测量。例如，点201a-201k的各者表示通过监测系统对第一基板10a进行光谱测量的位置(点的数量为说明性的；取决于取样频率，可采取比所示更多或更少的测量)。如图所示，针对工作台的一次旋转，从基板10a上的不同半径获得光谱。即，一些光谱是从更接近于基板10a的中心的位置处获得的并且一些光谱更接近于边缘。类似地，如图3B所示，由于工作台的旋转，当窗口在另一承载头(例如，固持第二基板10b的承载头)下方行进时，以取样频率进行光谱测量的光学监测系统将使得在沿着横贯第二基板10b的弧线中的位置202处采取光谱测量。
因此，对于工作台的任何给定旋转，基于时序和电机编码器信息，控制器可确定哪个基板(例如，基板10a或10b)为测量光谱的源。另外，对于光学监测系统跨基板(例如，基板10a或10b)的任何给定扫描，基于时序、电机编码器信息以及对基板和/或保持环的边缘的光学检测，控制器190可从扫描中计算各个测量光谱的径向位置(相对于经扫描的特定基板10a或10b的中心)。抛光系统还可包括旋转位置传感器(例如，附接于工作台的边缘的凸缘，该凸缘将穿过固定的光学断续器)，以提供附加的数据以用于确定是哪个基板和测量光谱在基板上的位置。因此，控制器可将各种测量光谱与基板10a和10b上的区域148a-148c(参见图2)关联。在一些实现方式中，可将光谱的测量时间用作对径向位置的精确计算的替代。
例如，参见图3C，在工作台的一次旋转中，通过光检测器164收集对应于不同位置203a-203o的光谱。基于位置203a-203o的径向位置，位置203a-203b和203m-203o处所收集的五个光谱与外部区域148c相关联；位置203c-203e和203k-203l处所收集的五个光谱与中间区域148b相关联；以及位置203f-203j处所收集的五个光谱与内部区域148a相关联。尽管此示例展示出各个区域与相同数量的光谱相关联，但区域也可基于原位测量与不同数量的光谱相关联。从工作台的一次旋转到另一次旋转，与每个区域相关联的光谱数量可变化。当然，上文给出的位置数量仅为说明性，因为与每个区域相关联的光谱的实际数量将至少取决于采样率、工作台的旋转速率和每个区域的径向宽度。
不受限于任何特定理论，由于最外层的厚度变化，从基板10反射的光的光谱随抛光行进(例如，在工作台的多个旋转期间，并非在基板上的单一拂掠期间)演变，因此产生随时间变化光谱的序列。此外，特定光谱由层堆栈的特定厚度显示。
对于每个测量光谱，控制器190可计算表征值。表征值通常为外层的厚度，但可以是诸如已移除厚度的相关特性。另外，表征值可以是除厚度以外的物理属性(例如，金属线路电阻)。另外，表征值可以是基板的抛光工艺进度的更一般表示，例如表示工作台旋转的时间或次数的索引(index)值，以该工作台旋转的时间或次数将期望观察到遵循预定进度的抛光工艺中的光谱。
一种计算表征值的技术是针对每个测量光谱从参考光谱库中识别匹配的参考光谱。该库中的每一个参考光谱可具有关联的表征值，例如，厚度值或指示工作台旋转的时间或次数的索引值，期望以该工作台旋转的时间或次数产生参考光谱。通过针对匹配参考光谱确定关联的表征值，可产生表征值。在美国专利公开No.2010-0217430中描述此技术，该公开以引用的方式结合于此。
另一技术是将光学模型拟合至测量光谱。具体地，光学模型的参数经优化成提供该模型对于测量光谱的最佳拟合。针对测量光谱所产生的参数值产生表征值。在美国专利申请No.2013-0237128中描述此技术，该公开以引用的方式结合于此。光学模型的可能的输入参数可包括各层的厚度、折射率和/或消光系数、基板上的重复特征的间隔和/或宽度。
计算输出光谱与测量光谱之差可以是跨光谱的测量光谱与输出光谱之间的绝对差之和，或测量光谱与参考光谱之间的平方差之和。可能存在用于计算差的其他技术，例如可计算测量光谱与输出光谱之间的互相关。
另一技术是分析来自测量光谱的光谱特征的特性(例如，在测量光谱中的波峰或波谷的波长或宽度)。来自测量光谱的特征的波长或宽度值提供表征值。在美国专利公开No.2011-0256805中描述此技术，该公开以引用的方式结合于此。
另一技术是执行测量光谱的傅里叶变换。测量来自变换光谱的其中一个波峰的位置。针对测量光谱产生的位置值产生表征值。在美国专利公开No.2013-0280827中描述此技术，该公开以引用的方式结合于此。
基于工作台的一次旋转期间测量的光谱，可基于与每个区域相关联的多个(例如，在图3C所示的示例中为五个)光谱导出多个表征值。出于下文讨论的简明性，我们假定该表征值为厚度值(在下文中简称为“厚度”)。然而，此讨论还应用于取决于厚度的其他类型的表征值，例如表示工作台旋转的时间或次数的索引值，期望以该工作台旋转的时间或次数观察到光谱。例如，也可以与下文所讨论的厚度相似或相同的方式使用其他类型的表征值来确定抛光工艺期间的抛光速率调整。类似地，抛光速率不需要为厚度的变化速率，而可以是表征值的变化速率。
出于讨论的目的，从原位测量的结果直接导出的厚度称为导出厚度。在光学监测的示例中，每个导出厚度对应于测量光谱。名称“导出厚度”不意在赋予此类厚度任何含义。而是仅选择该名称以区别这些厚度与其他类型厚度，例如从下文将进一步讨论的其他来源或附加数据处理获得的厚度。也可出于相同目的选择其他名称。
区域的多个导出厚度可不同，例如由于相同区域内的不同位置处的实际(或物理)厚度差、测量误差和/或数据处理误差。在一些实施例中，在误差容限内，可基于给定旋转中的多个导出厚度计算工作台的给定旋转中的区域的所谓的“测量厚度”。给定旋转中的区域的测量厚度可以是给定旋转中的多个导出厚度的平均值或中值。或者，可通过将函数(例如，多项式函数；例如，线性函数)拟合至来自多次旋转的多个导出厚度并且计算给定旋转处的函数值来产生给定旋转中的区域的测量厚度。当拟合函数时，由于最近压力/抛光速率调整，可仅使用导出厚度执行计算。
无论使用何种技术计算测量“厚度”，在工作台的多次旋转中，对于每个基板的每个区域，可随时间推移获得测量厚度的序列。在一些实现方式中，可通过来自抛光设备的操作者经由图形用户接口(例如，单选按钮)的用户输入选择何种技术来计算测量“厚度”。
基于原位测量的压力控制
总体上，将在抛光工艺结束时(或当抛光工艺停止时的终点时间处)针对一个或多个基板的每一个获取期望厚度轮廓。对于每个基板，期望厚度轮廓可包括基板10的所有区域的相同预定厚度或基板10的不同区域的不同预定厚度。当同时抛光多个基板时，多个基板可具有相同的期望厚度轮廓或不同的期望厚度轮廓。
期望厚度轮廓说明在终点时间处所有基板的所有区域的相对厚度关系。在抛光工艺期间，期望在相同时间点处具有不同区域的瞬间实际(或物理)厚度以具有相同或相似的相关厚度关系，从而获得更接近的终点状态。例如，当多个基板的期望厚度轮廓展示出所有基板的所有区域应在终点时间处达到相同厚度时，将期望贯穿抛光工艺使所有区域的瞬间实际(或物理)厚度保持为相同的。一般由导出厚度和/或测量厚度表示实际(或物理)厚度。可受包括测量、导出和计算中的精确度的因素影响的表示的精确度可影响终点时间处可达到的期望厚度轮廓的精确度。
在抛光工艺期间，基于对完成的旋转的原位测量，可针对工作台的每次旋转原位确定多个区域的测量厚度和测量抛光速率。测量厚度间的关系可与相对厚度关系相比较，且可调整实际抛光速率使得在未来旋转中改变实际(或物理)厚度以更接近地遵循相对厚度关系。类似于实际厚度及测量/导出厚度，实际抛光速率由测量抛光速率表示。在一个示例中，可通过改变对应腔室的压力来改变某些区域的实际抛光速率，且可从待改变的抛光速率的量导出压力变化量，如下文将进一步解释的。
在一些实现方式中，一个或多个基板的一个区域被选择成所谓的参考区域。参考区域可被选择成提供最可靠原位厚度测量和/或对抛光具有最可靠控制的区域。例如，参考区域可以是从工作台的每次旋转收集到最大数量的光谱的区域。可基于原位测量数据通过控制器或计算机选择参考区域。可将参考区域的测量厚度视为以相对较高精确度表示参考区域的实际厚度。此测量厚度提供一个或多个基板的所有其他区域的参考厚度点，这些区域可称为控制区域。例如，基于工作台的给定旋转中的参考区域的测量厚度，可基于控制区域对于参考区域的相对厚度关系确定工作台的给定旋转的所有控制区域的期望厚度。
在一些实现方式中，为了贯穿抛光工艺保持控制区域与参考区域之间的测量厚度关系与终点时间处的期望厚度轮廓所示出的厚度关系相似或相同，控制器和/或计算机可调度(schedule)以按预定速率调整控制区域的抛光速率(例如，每一给定旋转次数；例如，每5至50次旋转，或每一给定秒数，例如，每3至30秒)。在一些理想情形中，在预调度的调整时间处，该调整可为零。在其他实施例中，可以以原位确定的速率进行调整。例如，如果不同区域的测量厚度与期望厚度关系极为不同，则控制器和/或计算机可决定对抛光速率进行频繁调整。
参见图4，标绘了参考区域和控制区域的导出厚度(或从诸如光谱的原位测量导出的厚度)以促进工艺的可视化，以便调整控制区域的腔室压力和抛光速率。可类似地执行任何其他控制区域的腔室压力和抛光速率。处理数据的控制器和/或计算机可或可不作出或显示图4所示的曲线图。
具体地，沿着时间轴(水平轴)，已标记三个预定的压力更新时间t0、t1及t2。也可将时间轴映射至由工作台完成的旋转次数。曲线图中所示的抛光工艺的当前时间点为t1，在该时间处工作台已完成k+n次旋转，且在两个压力更新时间t0(不包括)与t1(包括)之间已完成其中的(n+1)次旋转。在曲线图所示的示例中，n为9，且在时段t1-t0中已完成总共10次旋转。当然，n可以是除9以外的值，例如为5或以上，取决于执行调整的速率和工作台的旋转速率。
将确定控制区域的腔室压力调整和抛光速率调整，使得在时段t1至t2期间以经调整的抛光速率抛光控制区域。在压力更新时间t1之前，已经以与待在t1处确定并进行的调整相似的方式执行针对控制区域的一个或多个腔室压力/抛光速率更新，并且在压力更新时间t1之后，也可以与在t1处确定并进行的调整相似的方式执行零或一个或多个附加的压力更新，直到抛光工艺的终点时间为止。
在时段t1-t0中的工作台的n+1次旋转期间的控制区域和参考区域的导出厚度被用于确定时段t2-t1中的控制区域的各次旋转中的测量厚度、各次旋转中的测量抛光速率、t1后的期望抛光速率、针对抛光速率作出的调整量以及因此腔室压力调整量。对于每次旋转k、……、k+n，在曲线图中分别由圆形和正方形表示控制区域和参考区域的导出厚度。例如，对于旋转k，标绘控制区域和参考区域的每一个的四个导出厚度；对于旋转k+1，标绘控制区域的四个导出厚度并且标绘参考区域的三个导出厚度；等等。
1.测量厚度和抛光速率
如先前简要解释的，对于各个区域，每次旋转中的测量厚度可被确定为旋转中的所有导出厚度的平均值或中值，或可以是拟合值。可在每次旋转中使用拟合每个区域的导出厚度的函数来确定每个区域的测量抛光速率。
在一些实现方式中，可将已知阶的多项式函数(例如，线性函数)拟合至时段t0至t1之间的每个区域的所有导出厚度。例如，可使用鲁棒线(robust line)拟合执行拟合。在一些实现方式中，将函数拟合至少于所有导出厚度(例如，可将函数拟合至各次旋转的中值)。在最小二乘计算用于拟合的情况下，此可称为“最小二乘中值拟合”。
基于可表示为针对控制区域或参考区域的函数F控制(时间)或F参考(时间)的拟合函数，工作台的第(k+i)次旋转(其中i＝0、……、n)中的测量抛光速率可分别针对控制区域和参考区域被计算为与
视情况，可基于拟合函数计算测量厚度。例如，第(k+i)次旋转的测量厚度是针对控制区域或参考区域的F控制(t＝工作台(k+i)次旋转)或F参考(t＝工作台(k+i)次旋转)。然而，尽管基于拟合函数确定测量抛光速率，但不必基于拟合函数确定测量厚度。相反，如上文所讨论，可将测量厚度确定为工作台的对应旋转中的导出厚度的平均值或中值。
在图4所示的示例中，使用一阶函数(即，线400、402)拟合每个区域的每个厚度数据集。线400、402的斜率分别表示在时段t1-t0期间控制区域和参考区域的恒定抛光速率r控制和r参考。两条线400、402在对应于工作台的k、……或k+n次旋转的每个时间点处的厚度值表示对应旋转中的相应区域的测量厚度。例如，分别以放大圆形404和放大正方形406突出显示工作台的k+n次旋转处的控制区域和参考区域的测量厚度。或者，可独立于线400、402计算n+1次旋转的测量厚度，例如将其计算为相应旋转的导出厚度的平均值或中值。
总体上，任何适宜的拟合机制可用于确定时间t0与t1之间多次旋转中的测量厚度和测量抛光速率。在一些实现方式中，基于导出厚度中的噪声选择拟合机制，该噪声可源自抛光设备的测量、数据处理和/或操作中的噪声。例如，当导出厚度含有相对大量噪声时，可选择最小二乘拟合确定测量抛光速率和/或测量厚度；当导出厚度含有相对小量噪声时，可选择多项式拟合。
在一些实现方式中，可通过来自抛光设备的操作者经由图形用户接口(例如，单选按钮)的用户输入选择何种技术来计算测量的“抛光速率”。
2.基于测量厚度和测量抛光速率的期望抛光速率
基于每个区域的测量厚度和测量抛光速率，可确定从t1至t2时段的期望抛光速率。结合图4所示的示例数据，在图5中示出示例工艺500。首先，控制器和/或计算机确定从时间t1起的时间范围(time horizon；TH)处的参考区域的预期厚度(502)。时间范围可以是预定时长，在该时间范围期间由时间t1处的控制区域的测量厚度表示的实际厚度被校正以使得在时间范围结束时(或在时间t1+TH处)，控制区域和参考区域的测量厚度之间的关系与终点时间处的期望厚度轮廓中的厚度关系相同或相似。
总体上，独立于总抛光时间、终点时间，和/或抛光速率/腔室压力调整之间的时段(诸如t1-t0)来选择时间范围。然而，时间范围应通常大于压力更新的时段(例如，大于t1-t0)并且小于预期总抛光时间。时间范围的长度可影响控制区域的厚度变化以达到关于参考区域的厚度的期望关系的快慢。在一些实现方式中，当抛光工艺相对接近于终点时间(例如，t1处的参考区域的测量厚度接近于最终期望厚度)和/或t1处的两个区域的测量厚度之间的关系与期望关系很不同时，将时间范围选择为相对较短，以使得t1处作出的抛光速率调整可以是大的且可快速使控制区域的厚度变为相对于参考区域的期望值。
在一些实现方式中，将时间范围选择为与抛光速率/腔室压力调整之间的时段一样长或比该时段长，以使得在该等时段期间未过度校正控制区域的抛光速率。可通过将拟合厚度曲线402延伸或将作为恒定抛光速率的时间t1处的测量抛光速率延伸到从t1至t1+TH的时段中来确定时间t1+TH处的参考区域的预期厚度。在图4所示的示例中，线402以恒定斜率r参考延伸至时间t1+TH处，并且参考区域的预期厚度被确定为该时间处的曲线垂直值。
接着，控制器和/或计算机确定从时间t1起的时间范围(TH)处的控制区域的期望厚度(504)。可基于时间t1+TH处的参考区域的预期厚度和时间t1+TH处的两个区域的厚度之间的期望厚度关系作出此确定。如上文所讨论的，期望厚度关系可与将在终点时间处获得的期望厚度轮廓中示出的厚度关系相同。在图4所示的示例中，时间t1+TH处的控制区域的期望厚度与参考区域的预期厚度相同。
控制器和/或计算机然后计算针对从t1开始的时段TH内的控制区域的期望抛光速率(506)。出于简明性目的，期望抛光速率r期望可以是常数，该常数等于：
(t1+TH处的控制区域的期望厚度-t1处的控制区域的测量厚度)/TH。
在图4中，虚线408的斜率表示控制区域的期望抛光速率r期望。在t1后针对第(k+n+1)次旋转所调整的抛光速率的量为其中为t1处的控制区域的测量抛光速率。在此示例中，将时间范围选择为比抛光速率调整之间的时段更长。因此，如果在从t1至t2的时段期间控制区域根据期望抛光速率和期望厚度减小而执行，则在时间t2处，预期控制区域的测量厚度(或实际厚度)与参考区域的测量厚度(或实际厚度)不同。然而，预期在时间t1处的两个区域的测量厚度或实际厚度之间的差比t0处的差小。
在t2处，且视情况在t2后的一个或多个更新时间处，进一步调整控制区域的抛光速率以进一步减小两个区域之间的厚度差。在抛光工艺期间针对控制区域的多次抛光速率调整提供了相对于参考区域的逐步厚度调整，从而可比单次调整更可靠且更稳定。例如，如果两个抛光速率调整之间的时段中的原位测量是相对嘈杂且不精确的，则对抛光速率作出的调整量也可能是不精确的。然而，可通过可基于相对精确的测量所作出的下一次抛光速率调整来校正此不精确性。
通过调整控制区域的对应腔室的压力来调整控制区域的抛光速率。可使用普雷斯顿矩阵基于抛光速率调整量来确定压力调整量，下文将进一步讨论细节。
3.经滤波的厚度和抛光速率
在一些实现方式中，例如使用预测滤波器对每个区域的测量厚度和抛光速率进行滤波，使得经滤波的厚度和抛光速率更精确地表示实际厚度和抛光速率。一般而言，滤波器的效果在于减少噪声。随后使用压力更新时间处的滤波器的输出(即，经滤波的厚度和经滤波的抛光速率)来确定抛光速率和压力的调整。
在一些实现方式中，预测滤波器是卡尔曼滤波器。经滤波的过程考虑到由R表示的测量噪声和由Q表示的工艺噪声。结合图4所示的示例数据，在图6中示出的区域的测量抛光速率的示例滤波工艺600。可针对每个区域执行此工艺。可在工作台的每次旋转时执行此工艺。
具体地，为了对测量抛光速率(例如，图4的t0至t1时段期间的旋转k、……、k+n的那些测量抛光速率)进行滤波，首先，控制器和/或计算机接收估计的工艺噪声值Q速率和估计的测量噪声R速率(602)。用户可估计噪声并且对各个噪声分配正值以表示噪声的程度。例如，0将表示无噪声，且因此表示对应工艺或测量中的高置信度，而诸如103的大数字表示非常大的噪声，且因此表示对应工艺或测量中的低置信度。
为了执行过滤，第m次旋转(m至少是2)的预测抛光速率被计算(604)为：
其中是第(m-1)次旋转的经滤波的抛光速率，且Δ速率是从第(m-1)次旋转至第m次旋转的抛光速率的变化。在图4的示例中，m＝k、……、k+n。
总体上，Δ速率为0，除非相对于前一次旋转实际调整了抛光速率(例如，在压力更新时间处)。例如，假定在图4中从第(k-1)次旋转至第k次旋转的过渡时的压力更新时间t0处调整抛光速率，则针对第k次旋转的Δ速率将为非零。类似地，假定在图4中从第(k+n)次旋转至第(k+n+1)次旋转的过渡时的压力更新时间t1处调整抛光速率，则针对第(k+n+1)次旋转的Δ速率将不是零。
当从一次旋转至下一次旋转调整速率时，Δ速率可被计算为：
Δ速率＝ρ·P·Δp，
其中ρ为区域的标称抛光速率，P为普雷斯顿矩阵，下文将进一步讨论该矩阵，以及Δp为对应腔室中进行的压力变化。
如果存在针对第(m-1)次旋转的经滤波的抛光速率，则将设置为该速率。否则，如果滤波工艺开始于第m次旋转处，则被初始化为第(m-1)次旋转的测量抛光速率。
控制器和/或计算机还计算第m次旋转的预测的误差协方差Pm -(606)：
Pm -＝Pm-1+Q速率，
其中Pm-1为第(m-1)次旋转的经滤波的误差协方差。如果在没有针对第(m-1)次旋转的任何滤波的误差协方差的情况下针对第m次旋转开始滤波工艺，则Pm-1可被初始化为随机的正数，诸如1、10等。在一些实现方式中，可从用户接收误差协方差的初始值。误差协方差的实际初始值对经滤波的误差方差可能不具有大的影响，因为多次旋转的迭代滤波工艺将滤波的误差协方差减小至较小值而与初始值无关。
基于第m次旋转的预测误差协方差Pm -，控制器和/或计算机计算第m次旋转的卡尔曼权重Km(608)：
Km＝Pm -(Pm -+R速率)-1。
如果测量噪声R速率相对于预测的误差方差Pm -非常小，或工艺噪声Q速率相对于测量噪声R速率非常大，则Km接近1。如果测量噪声相对于预测的误差方差Pm -非常大，则Km接近0。
基于第m次旋转的预测抛光速率和第m次旋转的测量抛光速率速率m，第m次旋转的经滤波的抛光速率被计算(610)为：
当测量噪声R速率非常大且卡尔曼权重接近0时，经滤波的抛光速率接近预测抛光速率。此意味着测量抛光速率速率m被视为不可靠的且通常不被考虑在经滤波的抛光速率中。当工艺噪声Q速率非常大且卡尔曼权重接近1时，经滤波的抛光速率接近测量抛光速率。此意味着预测抛光速率被视为不可靠的且通常不被考虑在经滤波的抛光速率中。当测量噪声R速率非常小时，经滤波的抛光速率也接近测量抛光速率，此意味着测量抛光速率速率m的置信度高且可安全忽略预测抛光速率。总体上，经滤波的抛光速率是预测抛光速率与测量抛光速率的加权组合。
控制器和/或计算机还确定第m次旋转的经滤波的误差协方差Pm(612)：
Pm＝(1-Km)Pm -。
由于Km具有介于0与1之间的值，Pm不大于Pm -。
控制器和/或计算机然后确定是否已停止抛光(例如，已到达终点)(614)。如果是，则针对抛光速率的滤波工艺结束(616)。如果否，则m增加1(618)并且从步骤604开始针对下一次旋转重复该滤波工艺。对于不同的迭代(或不同的m值)，可使用相同的Q速率和/或R速率。在一些实现方式中，Q速率和/或R速率可随时间改变，使得对于滤波工艺中不同的迭代中的至少一些使用不同的Q速率和/或R速率。
参见图7，在示例滤波工艺700中，结合工艺600对从t0至t1时段期间的区域的测量厚度进行滤波。例如，在计算经滤波的厚度中使用经滤波的抛光速率。可在工作台的每一个旋转时针对每一次区域执行此工艺。
具体地，控制器和/或计算机接收工艺噪声Q厚度和测量噪声R厚度(701)，并且计算第m次旋转的预测厚度(702)：
其中为第(m-1)次旋转的经滤波的厚度，Δt为每一次旋转的时段，以及为第(m-1)次旋转的经滤波的抛光速率。Δt和两者皆具有正值。如果由于滤波工艺从第m次旋转开始而不存在经滤波的值(厚度或抛光速率)，则被初始化为第(m-1)次旋转的测量厚度，且被初始化为第(m-1)次旋转的测量抛光速率。
在步骤701中针对厚度所接收的噪声R厚度和Q厚度的值可与在工艺600的步骤602中针对抛光速率所接收的噪声R速率和Q速率的值不同。并且，不同的控制区域对于噪声R和Q可具有不同的值。类似于工艺600的步骤606，控制器和/或计算机还计算第m次旋转的预测误差协方差Pm -(704)：
Pm -＝Pm-1+Q厚度，
其中Pm-1为第(m-1)次旋转的经滤波的误差协方差。
类似于工艺600的步骤608，基于第m次旋转的预测误差协方差Pm -，控制器和/或计算机计算第m次旋转的卡尔曼权重Km(706)：
Km＝Pm -(Pm -+R厚度)-1。
基于第m次旋转的预测厚度和第m次旋转的测量厚度厚度m，第m次旋转的经滤波的厚度被计算(708)为：
类似于经滤波的抛光速率，当测量噪声R厚度非常大且卡尔曼权重接近0时，经滤波的厚度接近预测厚度。此意味着测量厚度厚度m被视为不可靠的且通常不被考虑在经滤波的厚度中。当工艺噪声Q厚度非常大且卡尔曼权重接近1时，经滤波的厚度接近测量厚度。此意味着预测厚度被视为不可靠的且通常不被考虑在经滤波的厚度中。当测量噪声R厚度非常小时，经滤波的抛光厚度也接近测量抛光厚度，此意味着测量抛光厚度厚度m的置信度高且可安全地忽略预测厚度。在其他情形中，经滤波的厚度是预测厚度和测量厚度的加权组合。
类似于工艺600的步骤612，控制器和/或计算机还确定第m次旋转的经滤波的误差方差Pm(710)：
Pm＝(1-Km)Pm -。
控制器和/或计算机然后确定是否已停止抛光(例如，已到达终点)(712)。如果是，则针对厚度的滤波工艺结束(714)。如果否，则m增加1(716)并且从步骤702开始针对下一次旋转重复滤波工艺。类似于工艺600，对于不同的迭代(或不同的m值)，可使用相同的Q厚度和/或R厚度；或者Q厚度和/或R厚度可随时间改变，使得对于滤波工艺中不同的迭代中的至少一些使用不同的Q速率和/或R速率。
可变化地实施工艺600、700。例如，可以以不同的次序实施每个工艺中的一些步骤，而不受限于针对工艺所示出的示例流程。并且，可将两个工艺组合成一个单一工艺，其中对测量厚度和测量抛光速率进行滤波。
经滤波的厚度与经滤波的抛光速率一般可比测量厚度与测量抛光速率更精确地表示实际厚度与实际抛光速率。因此，基于经滤波的厚度和经滤波的抛光速率作出的抛光速率调整可比基于测量厚度和测量抛光速率作出的那些调整具有更高的精确度，以便在终点时间处获得期望厚度轮廓。
4.基于经滤波的厚度和经滤波的抛光速率的期望抛光速率
再次参见图4和图5，可使用两个区域的经滤波的厚度和经滤波的抛光速率类似地实施用于计算从时间t1至时间t2的时段内控制区域的期望抛光速率的工艺500。在章节”2.基于测量厚度和测量抛光速率的期望抛光速率”中作出的讨论适用于此，但是不同之处在于由经滤波的厚度和经滤波的抛光速率分别取代“测量厚度”和“测量抛光速率”。
例如，可基于经滤波的厚度而非测量厚度中发现的厚度减小趋势来确定时间t1+TH处的参考区域的预期厚度。相应地改变时间t1+TH处的控制区域的期望厚度。另外，从时间t1至时间t2的时段中的控制区域的期望抛光速率被计算为：
(t1+TH处的控制区域的期望厚度-t1处的控制区域的经滤波的厚度)/TH。
此外，针对控制区域作出的抛光速率调整量变为：其中为t1处的控制区域的经滤波的抛光速率。如此确定的期望抛光速率与抛光速率调整可比基于测量厚度和测量抛光速率所确定的那些具有更高的精确度。
5.压力调整
控制器和/或计算机可调整抛光设备中的腔室的压力以将预定时间(例如，图4的t1)处的对应控制区域的抛光速率调整至期望抛光速率。可基于待调整的抛光速率的量计算压力变化量，可基于上文所讨论的经滤波的厚度和经滤波的抛光速率确定该变化量。
具体地，当前压力p、压力变化当前抛光速率r以及抛光速率变化具有以下关系：
其中P为普雷斯顿矩阵。有时，项也称为标称抛光速率ρ，如上文所讨论。
在图4所示的示例中，针对第(k+n+1)次旋转作出的压力变化可被计算为其中p对控制器和/或计算机是已知的，已使用时段t0至t1中的原位测量来确定，以及r为t1处的经滤波的抛光速率。
可针对抛光工艺中所使用的抛光设备(例如，图1的抛光设备100)经验性地确定普雷斯顿矩阵。普雷斯顿矩阵表征设备的特征，诸如抛光头、抛光垫等。在一些实现方式中，针对抛光设备确定的一个普雷斯顿矩阵可用于由该抛光设备执行的所有抛光工艺，除非该设备的特征显著地改变。
腔室中所调整的实际压力量可用于将预测抛光速率计算为Δ速率＝ρ·P·Δp，如工艺600的步骤604中所讨论。此处，Δp是改变的实际压力量。P是同一普雷斯顿矩阵，以及ρ为标称抛光速率。换而言之，从第(m-1)次旋转至第m次旋转的控制区域的抛光速率中的期望(是预测的且不一定是实际的)调整可用于确定从第(m-1)次旋转至第m次旋转的对应腔室压力中的期望(也是预测的且不一定是实际的)调整。在通过控制器或计算机基于所确定的期望压力调整实际地调整腔室压力后，实际压力调整量进而用于计算第m次旋转中的预测抛光速率和期望抛光速率。
如在此说明书中所使用，术语基板例如可包括产品基板(例如，包括多个存储器或处理器芯片的产品基板)、测试基板、裸基板与门控基板。基板可处于集成电路制造的各种阶段，例如基板可以是裸晶片或可包括一个或多个沉积层和/或图案化层。术语基板可包括圆盘和矩形片材。
以上描述的抛光设备与方法可应用于各种抛光系统中。抛光垫或承载头或两者可移动以提供抛光表面与基板之间的相对运动。例如，工作台可绕轨道运行而非旋转。抛光垫可以是固定至工作台的圆形(或一些其他形状)垫。终点检测系统的一些方面可适用于线性抛光系统，例如在该线性抛光系统中抛光垫是线性移动的连续带或卷对卷带。抛光层可以是标准(例如，具有或不具有填料的聚胺酯)抛光材料、软材料或固定研磨材料。使用相对定位的术语；应理解的是，可以以垂直定向或一些其他定向来固持抛光表面与基板。
尽管上文描述已集中于对化学机械抛光系统的控制，但相继测量站可适用于其他类型的基板处理系统(例如，蚀刻或沉积系统)。
可在数字电子电路、有形体现的计算机软件或固件、计算机硬件(包括此说明书所揭示的结构及结构等效物)或上述的一者或多者的组合中实施此说明书所描述的主题的实施例(诸如滤波工艺)和函数运算。可将此说明书中所描述的主题的实施例实施为一个或多个计算机程序，即，编码在通过数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作的有形非暂时存储介质上的计算机程序指令的一个或更多个模块。替代地或另外，可在人工产生的传播信号(例如，计算机产生的电气、光学或电磁信号)上编码程序指令，该信号被产生以编码信息以便传输至适宜的接收器设备以供数据处理设备执行。计算机存储介质可以是计算机可读取存储装置、计算机可读取存储基板、随机或串行存取存储器装置或上述的一者或多者的组合。
术语“数据处理设备”代表数据处理硬件且含有用于处理数据的所有类型的设备、装置和机器，作为示例，包括可编程数字处理器、数字计算机或多个数字处理器或计算机。设备也可以是或进一步包括专用逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列；fieldprogrammable gate array)或ASIC(特定用途集成电路；application specificintegrated circuit))。除硬件外，设备可视情况包括创建计算机程序的执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议堆栈、数据库管理系统、操作系统或上述的一者或多者的组合的代码。
也可将计算机程序称为或描述为程序、软件、软件应用程序、模块、软件模块、脚本或代码，可以任何形式的程序设计语言写入计算机程序，该语言包括编译或解释语言或者宣告或程序语言，且可以任何形式布署该计算机程序，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元。计算机程序可但不必对应于文档系统中的文档。可将程序存储在文档的一部分中，该文档在专用于所述程序的单个文档中或在多个协调文档(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的各部分的文档)中保存其他程序或数据(例如，存储于标记语言文件中的一个或多个脚本)。可布署计算机程序以在一个或多个计算机上执行该计算机程序，该一个或多个计算机位于一个站点或跨多个站点分散且通过数据通信网络互连。
可通过一个或多个可编程计算机执行此说明书中所描述的工艺和逻辑流程，该一个或多个计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并产生输出而执行功能。也可通过专用逻辑电路系统执行工艺和逻辑流程也可将设备实施为专用逻辑电路系统(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(特定用途集成电路))。一个或多个计算机的系统要“配置成”执行特定操作或动作意味着该系统已安装好其软件、固件、硬件或上述的组合，这些软件、固件、硬件或上述的组合被操作以使得系统执行操作或动作。一个或多个计算机程序要配置成执行特定操作或动作意味着一个或多个程序包括指令，当通过数据处理设备执行所述指令时使得设备执行操作或动作。
适合于执行计算机程序的计算机包括例如可基于通用或专用微处理器或两者或任何其他类型的中央处理单元的计算机。总体上，中央处理单元将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本组件为用于执行(performing)或实行(executing)指令的中央处理单元和用于存储指令与数据的一个或多个存储器装置。总体上，计算机将还包括或操作地耦接到用于存储数据的一个或多个大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，以从所述大容量存储装置接收数据或向这些装置传输数据或两者。然而，计算机不必具有此类装置。此外，可将计算机嵌入另一装置中，例如移动电话、个人数字助理(personal digital assistant；PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(Global Positioning System；GPS)接收器或可携式存储装置(例如，通用串行总线(universal serial bus；USB)闪存驱动器)，仅举数例。
适合于存储计算机程序指令与数据的计算机可读取介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，作为示例包括半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移除盘)；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM盘。可通过专用逻辑电路补充处理器和存储器，或将处理器和存储器并入专用逻辑电路。
可在计算机程序产品中实施对此说明书中所描述的各种系统和工艺或其一部分的控制，该计算机程序产品包括存储于一个或更多个非暂时计算机可读取存储介质上且在一个或更多个处理装置上可执行的指令。可将此说明书中所描述的系统或系统的一部分实施为设备、方法或电子系统，该设备、方法或电子系统可包括一个或更多个处理装置和存储器以存储可执行的指令来执行此说明书中所描述的操作。
尽管此说明书含有许多特定实施细节，但不应将这些细节视为对任何发明的范围或对可主张的范围的限制，而是作为可特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。也可在单个实施例中组合地实施此说明书中在分开的实施例的内容中所描述的某些特征。反之，也可在多个实施例中单独实施或以任何适宜的子组合的方式实施单个实施例的内容中所描述的各种特征。此外，尽管可在上文中将特征描述为以某些组合来作用，且甚至最初主张如此，但在一些情况中可从组合中剔除所主张的组合中的一个或多个特征，且所主张的组合可涉及子组合或子组合的变型。
类似地，尽管在附图中以特定次序描述操作，但此不应理解为需要以示出的特定次序或以相继的次序执行此类操作，或者需要执行所有示出的操作，以实现期望的结果。在某些情境中，多任务和并行处理可以是有利的。此外，不应将上文所描述的实施例中的各种系统模块和部件的分离理解为在所有实施例中皆需要此分离，且应理解的是，可将所描述的程序部件和系统总体上集成在单个软件产品或封装到多个软件产品中。
已描述主题的特定实施例。其他实施例处于以下权利要求的范围内。例如，可以不同的次序执行权利要求中所叙述的动作且仍获得期望的结果。作为一个示例，附图中所描述的工艺不一定需要示出的特定次序或相继次序来获得期望的结果。在一些情况中，多任务和并行处理可以是有利的。
其他实施例处于以下权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种存在于一计算机可读介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含指令，所述指令用于使得处理器执行以下操作：
将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中，基于所述基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量来确定所述测量表征值；
将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，所述测量表征值以所述测量表征速率变化，基于所述原位测量来确定所述测量表征速率；
在抛光期间的多个周期的每个周期
在所述第一预测滤波器中产生经滤波的表征值，所述经滤波的表征值是基于所述周期的所述测量表征值和所述周期的预测表征值确定的，所述周期的所述预测表征值是基于前一周期的经滤波的表征值和前一周期的经滤波的表征速率确定的，以及
在所述第二预测滤波器中且与所述第一预测滤波器并行地产生经滤波的表征速率，所述经滤波的表征速率是基于所述周期的测量表征速率和所述周期的预测表征速率确定的，所述周期的所述预测表征速率是基于前一周期的预测表征速率和相对于前一周期的控制参数的变化确定的；以及
基于所述经滤波的表征值和所述经滤波的表征速率来确定将在所述第一时间后且在第二随后时间前抛光所述基板的所述区域所使用的期望表征速率。
2.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中基于第一噪声值确定所述经滤波的表征值，所述第一噪声值表示与来自所述原位测量的测量表征值相关联的噪声，并且基于第二噪声值确定所述经滤波的表征速率，所述第二噪声值表示与来自所述原位测量的表征速率相关联的噪声。
3.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中所述第一预测滤波器和所述第二预测滤波器是卡尔曼滤波器(Kalman filter)。
4.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中所述原位测量包含光学测量，且在所述第一时间处，在所述基板的所述区域内作出多个光学测量以提供所述区域的多个导出表征值。
5.如权利要求4所述的计算机程序产品，其中还使得所述处理器将所述测量表征值确定为所述多个导出表征值的平均值或中值。
6.如权利要求4所述的计算机程序产品，其中还使得所述处理器在达到所述第一时间的时段期间，基于拟合至所述区域的多个导出表征值的函数来确定所述测量表征值，在所述时段内不调整用于抛光基板的所述区域的设备的参数。
7.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中还使得所述处理器确定将在所述第二随后时间处获得的所述区域的期望表征值，且基于所述经滤波的表征值和所述期望表征值来确定将在所述第一时间后且在第二随后时间前抛光所述基板的所述区域所使用的所述期望表征速率。
8.如权利要求7所述的计算机程序产品，其中还使得所述处理器基于所述经滤波的表征速率与所述期望表征速率之差来确定所述基板的所述区域的期望表征速率调整。
9.如权利要求8所述的计算机程序产品，其中还使得所述处理器确定期望的压力变化，所述压力在所述抛光工艺期间施加于所述基板的所述区域以实现所述期望表征速率调整。
10.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中使得所述处理器在所述第一时间与所述第二随后时间之间的第三时间处确定所述基板的所述区域的另一个经滤波的表征速率，且结合基于所述期望的压力变化作出的实际压力变化来确定所述另一个经滤波的表征速率。
11.如权利要求1所述的计算机程序产品，其中使得所述处理器将所述第一预测滤波器应用于测量表征值的序列以产生经滤波的表征值的序列，且所述经滤波的表征值是来自所述第一时间处的所述经滤波的表征值的序列中的值。
12.如权利要求11所述的计算机程序产品，其中使得所述处理器将所述第二预测滤波器应用于测量表征速率的序列以产生经滤波的表征速率的序列，且所述经滤波的表征速率是来自所述第一时间处的经滤波的测量表征速率的序列中的速率。
13.如权利要求12所述的计算机程序产品，其中使得所述处理器基于所述经滤波的表征值的序列和所述经滤波的表征速率的序列来确定所述抛光工艺期间的多个预定时间点处的期望表征速率。
14.一种抛光系统，所述系统包含：
可旋转工作台，用于支撑抛光制品；
承载头，用于固持基板与所述抛光制品的抛光表面接触，所述承载头具有多个可控区域；
原位监测系统，配置成对应于所述承载头的可控区域的所述基板上的多个区域中的每一个产生的表征值的序列；以及
控制器，所述控制器包括
处理器装置，
存储器，与所述处理器装置通信，以及
存储装置，所述存储装置使用所述存储器存储由所述处理器执行的计算指令的程序，所述程序包含指令，所述指令配置成使得所述处理器执行以下操作：
将取决于基板的区域的厚度的测量表征值输入到第一预测滤波器中，基于所述基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量来确定所述测量表征值，
将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，所述测量表征值以所述测量表征速率变化，基于所述原位测量来确定所述测量表征速率，
在抛光期间的多个周期的每个周期
在所述第一预测滤波器中产生经滤波的表征值，所述经滤波的表征值是基于所述测量表征值和预测表征值确定的，所述预测表征值是基于预测表征速率和前一周期的经滤波的厚度值确定的，以及
在所述第二预测滤波器中且与所述第一预测滤波器并行地产生经滤波的表征速率，所述经滤波的表征速率是基于所述测量表征速率和预测表征速率确定的，所述预测表征速率是基于前一周期的预测表征速率和控制参数自前一周期的变化的，以及
基于所述经滤波的表征值和所述经滤波的表征速率来确定将在所述第一时间后且在第二随后时间前抛光所述基板的所述区域使用的期望表征速率。
15.一种计算机实施的方法，所述方法包含以下步骤：
通过处理器将取决于基板的区域的厚度的一测量表征值输入到第一预测滤波器中，基于所述基板的抛光工艺期间的第一时间处或第一时间前作出的原位测量来确定所述测量表征值；
通过所述处理器将测量表征速率输入到第二预测滤波器中，所述测量表征值以所述测量表征速率变化，基于所述原位测量来确定所述测量表征速率；
在抛光期间的多个周期的每个周期
在所述第一预测滤波器中产生经滤波的表征值，所述经滤波的表征值是基于所述测量表征值和预测表征值确定的，所述预测表征值是基于预测表征速率和前一周期的经滤波的厚度值确定的，以及
在所述第二预测滤波器中且与所述第一预测滤波器并行地产生经滤波的表征速率，所述经滤波的表征速率是基于所述测量表征速率和预测表征速率确定的，所述预测表征速率是基于前一周期的预测表征速率和控制参数自前一周期的变化的；以及
通过所述处理器基于所述经滤波的表征值和所述经滤波的表征速率来确定将在所述第一时间后且在第二随后时间前抛光所述基板的所述区域使用的期望表征速率。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11557048B2 (en) 2015-11-16 2023-01-17 Applied Materials, Inc. Thickness measurement of substrate using color metrology
US10565701B2 (en) 2015-11-16 2020-02-18 Applied Materials, Inc. Color imaging for CMP monitoring
KR101870701B1 (ko) 2016-08-01 2018-06-25 에스케이실트론 주식회사 폴리싱 측정 장치 및 그의 연마 시간 제어 방법, 및 그를 포함한 폴리싱 제어 시스템
US10898986B2 (en) * 2017-09-15 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Chattering correction for accurate sensor position determination on wafer
JP6847811B2 (ja) 2017-10-24 2021-03-24 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
US11504821B2 (en) 2017-11-16 2022-11-22 Applied Materials, Inc. Predictive filter for polishing pad wear rate monitoring
JP7237083B2 (ja) * 2018-03-12 2023-03-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 研磨のインシトゥモニタリングにおけるフィルタリング
CN111587478A (zh) * 2018-06-28 2020-08-25 应用材料公司 用于光谱监测的机器学习系统的训练光谱产生
WO2020068345A1 (en) 2018-09-24 2020-04-02 Applied Materials, Inc. Machine vision as input to a cmp process control algorithm
EP3640972A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-22 ASML Netherlands B.V. System and method for facilitating chemical mechanical polishing
US11989492B2 (en) * 2018-12-26 2024-05-21 Applied Materials, Inc. Preston matrix generator
US11100628B2 (en) 2019-02-07 2021-08-24 Applied Materials, Inc. Thickness measurement of substrate using color metrology
TWI810069B (zh) 2020-06-08 2023-07-21 美商應用材料股份有限公司 用於在拋光相鄰導電層的堆疊期間的輪廓控制的系統、方法及電腦程式產品
CN112936085B (zh) * 2021-02-04 2022-09-16 华海清科股份有限公司 一种化学机械抛光控制方法及控制系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101909817A (zh) * 2007-12-31 2010-12-08 Memc电子材料有限公司 使用来自翘曲数据的反馈的纳米形貌控制和优化

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW362249B (en) * 1997-12-16 1999-06-21 Asia Ic Mic Process Inc Controller of polishing process termination point for semiconductor wafer
US6361646B1 (en) 1998-06-08 2002-03-26 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US6293845B1 (en) 1999-09-04 2001-09-25 Mitsubishi Materials Corporation System and method for end-point detection in a multi-head CMP tool using real-time monitoring of motor current
US6290572B1 (en) * 2000-03-23 2001-09-18 Micron Technology, Inc. Devices and methods for in-situ control of mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies
US6676482B2 (en) 2001-04-20 2004-01-13 Speedfam-Ipec Corporation Learning method and apparatus for predictive determination of endpoint during chemical mechanical planarization using sparse sampling
US7087527B2 (en) * 2002-08-28 2006-08-08 Micron Technology, Inc. Extended kalman filter incorporating offline metrology
JP4542324B2 (ja) 2002-10-17 2010-09-15 株式会社荏原製作所 研磨状態監視装置及びポリッシング装置
JP2005011977A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Ebara Corp 基板研磨装置および基板研磨方法
US7409260B2 (en) 2005-08-22 2008-08-05 Applied Materials, Inc. Substrate thickness measuring during polishing
US8260446B2 (en) 2005-08-22 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Spectrographic monitoring of a substrate during processing using index values
KR101944325B1 (ko) 2008-09-04 2019-01-31 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 다중 스펙트럼들을 이용한 화학 기계적 연마에서의 종료점 검출
KR101616024B1 (ko) * 2008-10-27 2016-04-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 프로세싱 동안에 기판의 분광 사진 모니터링에 있어서의 적합도
US8295967B2 (en) 2008-11-07 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Endpoint control of multiple-wafer chemical mechanical polishing
US8751033B2 (en) 2008-11-14 2014-06-10 Applied Materials, Inc. Adaptive tracking spectrum features for endpoint detection
KR101861834B1 (ko) * 2009-11-03 2018-05-28 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 시간에 대한 스펙트럼들 등고선 플롯들의 피크 위치를 이용한 종료점 방법
US20110282477A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Applied Materials, Inc. Endpoint control of multiple substrates with multiple zones on the same platen in chemical mechanical polishing
US8190285B2 (en) * 2010-05-17 2012-05-29 Applied Materials, Inc. Feedback for polishing rate correction in chemical mechanical polishing
KR101981814B1 (ko) * 2011-04-28 2019-05-23 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 연마를 위한 모델 기반 스펙트럼 라이브러리의 생성
KR101892914B1 (ko) 2012-03-08 2018-08-29 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 측정된 스펙트럼에 대한 광학 모델의 피팅
US8563335B1 (en) * 2012-04-23 2013-10-22 Applied Materials, Inc. Method of controlling polishing using in-situ optical monitoring and fourier transform
US9308618B2 (en) * 2012-04-26 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Linear prediction for filtering of data during in-situ monitoring of polishing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101909817A (zh) * 2007-12-31 2010-12-08 Memc电子材料有限公司 使用来自翘曲数据的反馈的纳米形貌控制和优化

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Publication number Publication date
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JP6562916B2 (ja) 2019-08-21
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