CN106463378B - 用于终点检测的序列特征跟踪 - Google Patents
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Abstract
控制抛光的方法包含以下步骤：抛光基板，所述基板具有覆盖于第一层上的第二层；利用原位监测系统检测第一层的暴露；接收所选择的光谱特征的标识以及所选择的光谱特征的特性以在抛光期间监测；在基板正在经抛光时，测量来自基板的光的光谱的序列；在第一原位监测技术检测到第一层的暴露时，确定用于特征的特性的第一值；将偏移加到第一值以生成第二值；以及监测特征的特性；以及当确定了特征的特性达到第二值时，停止抛光。
Description
技术领域
本公开与在基板的化学机械抛光期间的光学监测相关。
背景技术
集成电路典型地通过在硅晶片上顺序地沉积导电层、半导电层或绝缘层而形成在基板上。一个制造步骤涉及：在非平面表面上沉积填料层；以及平坦化此填料层。对于某些应用，平坦化填料层，直到经图案化的层的顶表面被暴露为止。例如，导电的填料层可沉积在经图案化的绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化之后，保留在绝缘层的凸起的图案之间的导电的部分层形成通孔、栓塞和线，所述通孔、栓塞和线在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。对于其他应(诸如，氧化抛光)，平坦化填料层，直到在非平面表面上留下预定义的厚度为止。此外，通常需要对基板表面的平坦化以进行光刻。
化学机械研磨(CMP)是一种可接受的平坦化方法。此平坦化方法典型地要求基板被安装在载体或抛光头上。基板的被暴露表面典型地紧靠旋转的抛光垫而放置。承载头在基板上提供可控制的承载(load)，以推动基板紧靠抛光垫。典型地，磨料抛光浆供应至抛光垫的表面。
在CMP中的一个问题在于，判定抛光工艺是否完成；即，是否已将基板层平坦化至所期望的平坦度或厚度，或确定所期望量的材料何时已被去除。浆分布的变化、抛光垫条件、抛光垫与基板之间的相对速度以及基板上的承载可能导致材料去除率的变化。这些变化以及基板层的初始厚度的变化导致到达抛光终点所需时间的变化。因此，抛光终点可能无法仅确定为抛光时间的函数。
在一些系统中，在抛光期间，例如通过抛光垫中的窗口，原位地(in-situ)以光学方式监测基板。然而，现有的光学监测技术可能无法满足半导体器件制造的增长的需求。
发明内容
一些光学终点检测技术随着抛光进展而跟踪所选择的光谱特征的特性，例如，光谱中的波峰的波长。然而，对于基板上的一些层结构，所选择的特征可能移动过多，例如，在完成抛光之前，波峰的波长位置可完全移动跨越正由光谱法监测的波长带。用于解决此问题的技术是串列地将对多个特征的跟踪“缝合(stitch)”在一起。例如，一旦初始被跟踪的波峰的波长跨越边界，就选择新波峰并跟踪此新波峰的波长。
一方面，一种控制抛光的方法包含以下步骤：抛光基板；当基板正在经抛光时，利用原位光谱光学监测系统测量从所述基板反射的光的光谱的第一序列；以及选择所述光谱的第一序列中的第一光谱特征。第一光谱特征具有通过所述光谱的第一序列的演进的第一位置。对于来自所述光谱的第一序列的每一个测量光谱，确定所述第一光谱特征的第一位置值以生成第一位置值的序列。基于所述第一位置值的序列来确定所述第一光谱特征的位置已越过第一边界。在所述第一光谱特征已越过所述第一边界之后，当所述基板正在经抛光时，测量从所述基板反射的光的光谱的第二序列。在确定了所述第一光谱特征的位置已越过所述第一边界后，选择第二光谱特征。所述第二光谱特征具有通过所述光谱的第二序列的演进的第二位置。对于来自所述光谱的第二序列的每一个测量光谱，确定所述第二光谱特征的第二位置值以生成第二位置值的序列。基于所述第二位置值的序列来触发抛光终点或调整抛光参数。
实现方式可任选地包含以下优势中的一项或更多项。可将光谱特征跟踪应用于对各式各样的层结构和组成物的抛光控制。可改善终点控制以及晶片至晶片厚度一致性(WTWU)。
在所附附图和以下描述中陈述一个或更多个实现方式的细节。通过说明书、附图并通过权利要求书，其他方面、特征和优势将是明显的。
附图说明
图1示出化学机械抛光设备。
图2示出从原位测量得到的光谱。
图3A至图3E是图示从原位测量得到的光谱随抛光进展的演进。
图4是光学监测的方法的流程图。
图5示出示例以特性值相对于时间而测量的抛光进展的示例图表。
图6示出示例以特性值相对于时间而测量的抛光进展的示例图表，其中测量两个不同特征的特性以调整基板的抛光速率。
各附图中的相同的参考编号和指称指示相同的元件。
具体实施方式
一种光学监测技术用于测量从正在经抛光的基板反射的光的光谱，并用于跟踪光谱特征的特性(例如，跟踪测量光谱中的波峰位置)。可基于跨越预先确定的边界的特性值和/或可通过特性改变预先确定的量，(例如，基于越过将预先确定的量加到特性的初始值而计算出的边界)来执行对抛光工艺的修改或触发抛光终点。
然而，对于基板上的一些层结构，特征可能移动过多，例如，在完成抛光之前，波峰的波长位置可完全移动跨越正由光谱系统监测的波长带。用于解决此问题的技术是串列地将对多个特征的跟踪“缝合”在一起。例如，一旦初始被跟踪的波峰的波长越过边界，就选择新波峰并跟踪此新波峰的波长。
光谱特征可包含光谱波峰、光谱拐点或光谱过零。在此上下文中，“波峰”一般是指局部极值，例如，最大值(波峰)或最小值(波谷)。取决于光谱的测量尺度，所跟踪的典型特性将是光谱特征的位置，例如，波长、频率或波数。
波峰的位置可确定为波峰的绝对最大值(或对于波谷来说，绝对最小值)的波长(或频率或波数)，或波峰的位置来自更复杂的算法(诸如，在波峰的任一侧上具有特定高度的两个位置之间的中点)，或对波峰取微分，且通过微分的过零来标识波峰。如果有必要，可将函数(例如，Savitsky Golay函数)拟合至光谱以进一步减小噪声，并且可从经拟合的函数中的极值中确定光谱特征的位置。
基板可以是像设置在半导体层上的单个电介质层那样简单，或可具有显著地更复杂的层堆叠。例如，基板可包含第一层以及设置在此第一层下的金属、半导电或电介质的第二层。然而，使用特征的位置在前端(FEOL)抛光工艺中可能是特别有用的，在所述前端抛光工艺中，金属的折射率是高的(例如，高于氧化物)，例如，对于聚合物或氮化物抛光，可使用化学机械抛光以平坦化基板并去除第一层，直到第二层被暴露为止。替代地，有时期望抛光第一层，直到目标厚度保留在第二层上或直到已去除第一层的目标量的材料为止。
图1示出抛光设备20，所述抛光设备可操作以抛光基板10。抛光设备20包含可旋转的盘形平台24，抛光垫30位于所述可旋转的盘形平台24上。平台可操作以绕轴25旋转。例如，电机21可转动驱动轴22以旋转平台24。例如，抛光垫30例如可通过粘着层而可拆卸地固定至平台24。当磨损时，可拆卸并替换抛光垫30。抛光垫30可以是具有外抛光层32和较软的背托层34的两层式抛光垫。
通过包含隙缝(即，贯穿垫的孔)或立体(solid)窗口以提供透过抛光垫的光学接取(optical access)36。虽然在一些实现方式中，立体窗口可在平台24上被支撑并且可投射至抛光垫中的隙缝中，但是所述立体窗口仍可固定至抛光垫。抛光垫30通常放置在平台24上，使得隙缝或窗口覆于位于平台24的凹槽26内的光学头53上。因此，光学头53具有透过隙缝或窗口至正在经抛光的基板的光学接取。
抛光设备20包含组合式浆/冲洗手臂39。在抛光期间，手臂39可操作以分配抛光液38(例如，具有磨料颗粒的浆)。替代地，抛光设备可包含平台中的端口，所述平台中的端口可操作以将抛光液分配到抛光垫30上。
抛光设备20包含承载头70，所述承载头70可操作以固持基板10紧靠抛光垫30。承载头70从支撑结构72(例如，旋转料架或轨道)悬吊，且通过载体驱动轴74而连接至承载头旋转电机76，使得承载头可绕轴71旋转。此外，承载头70可例如通过在旋转料架中的径向槽中移动、通过旋转料架的旋转或沿轨道来回移动而跨抛光垫横向地振荡。在操作中，绕中央轴25旋转平台24，并且绕承载头的中央轴71旋转此承载头且跨抛光垫的顶表面横向地平移此承载头。
抛光装置也包含光谱光学监测系统，如下文所讨论，所述光谱光学监测系统可用于确定抛光终点。光学监测系统包含光源51和光检测器52。光从光源51通过抛光垫30中的光学接取36，照射到基板上，并且从所述基板往回被反射通过光学接取36而行进至光学检测器52。
可使用二分叉光纤54以将光从光源51传送至光接取36，并且将光从光接取36往回传送至光检测器52。二分叉光纤54可包含“主干”(“trunk”)55和两个“分支”56和58。
如上文所述，平台24包含凹槽26，光学头53位于所述凹槽26中。光学头53固持二分叉光纤54的主干55的一端，这一端经配置以往返于正在经抛光的基板表面传递光。光学头53可包含上覆于二分叉光纤54的端上的一个或更多个透镜或窗口。替代地，光学头53可仅固持邻近于抛光垫中的立体窗口的主干55的端。
平台包含可移除原位监测模块50。原位监测模块50可包含下列各者中的一个或更多个：光源51、光检测器52以及用于将信号发送至光源51和光检测器52并从光源51和光检测器52接收信号的电路。例如，检测器52的输出可以是数字电子信号，所述数字电子信号通过驱动轴22中的旋转示耦合器(例如，滑环)而去往用于光学监测系统的控制器。类似地，可响应于从控制器90通过旋转式耦合器而至模块50的数字电子信号中的控制命令来打开或关闭光源。
原位监测模块50也可固持二分叉光纤54的分支部分56和58的相应端。光源可操作以传送光，所述光通过分支56而传递而离开位于光学头53的主干55的端，并且所述光照射在正在经抛光的基板上。在位于光学头53中的主干55的端处接收从基板反射来的光，并且通过分支58将所述光传递至光检测器52。
光源51可操作以发射白光。在一个实现方式中，所发射的白光包含具有200纳米-800纳米波长的光。合适光源是氙灯或氙-汞灯。
光检测器52可以是光谱仪。光谱仪典型地是用于测量光属性的光学仪器，所述光属性例如，电磁光谱的部分上的强度。合适的光谱仪是光栅光谱仪。光谱仪的典型输出是作为波长函数的光的强度。光谱仪52典型地具有操作波长带，例如，200纳米-800纳米或250纳米-1100纳米。
光源51和光检测器52连接至计算装置90，所述计算装置90可操作以控制所述光源51和所述光检测器52的操作并接收所述光源51和所述光检测器52的信号。计算装置可包含邻近于抛光设备的微处理器(例如，个人计算机)。
随着抛光进展而取得的光谱(例如，来自平台中的传感器的跨基板的连续扫掠(sweep))提供测量光谱的序列。在一些实现方式中，在跨基板的每一次扫掠期间，可在基板10上的多个不同位置处测量光谱。在一些实现方式中，对于每一次扫掠，可组合来自此扫掠的两个或更多个光谱以提供针对此扫掠的测量光谱。在一些实现方式中，对于每一次扫掠，可从来自此扫掠的多个光谱中选择一个光谱以提供针对此扫掠的测量光谱。
至于接收信号方面，计算装置可接收例如携带信息的信号，所述信息描述由光检测器52接收的光的光谱。图2示出从光测得的光谱的示例，所述光是从光源的单次闪光中发射，并且由基板反射。光谱202由从产品基板反射的光中测量。光谱204由从基底硅基板(所述基底硅基板是仅具有硅层的晶片)反射的光中测量。当没有位于光学头53上方的基板时，光谱206来自由光学头53接收的光。在此条件(在本说明书中称为“黑暗(dark)”条件)下，所接收的光典型地为环境光。
光学监测系统可透过高通滤波器使测量光谱通过以减小光谱的整体斜率。在例如处理批次中的多个基板期间，大的光谱差异可能存在于晶片之间。可使用高通滤波器以正规化(normalize)光谱，从而减小相同批次中跨基板的光谱变化。示例性高通滤波器可具有0.005赫兹(Hz)的截止以及滤波阶(filter order)4。高通滤波器不仅用于帮助将敏感度滤除至基底变化，还可用于“平坦化”合法信号以使特征跟踪更容易。
也可正规化测量光谱以去除或减小不期望的光反射的影响。由除了感兴趣的一个或多个膜之外的介质贡献的光反射包含来自抛光垫窗口以及来自基板的下层的光反射。可通过在黑暗条件(即，当没有基板被放置在原位监测系统上)下测量由原位监测系统接收的光的光谱来估计来自窗口的贡献。可通过测量裸硅基板的光反射的光谱来估计来自下部的贡献。通常在抛光步骤开始之前取得所述贡献。测量的原始光谱可正规化如下：
经正规化的光谱＝(A-黑暗)/(X-黑暗)；
其中A是原始光谱、“黑暗”是在黑暗条件下所得到的光谱，而X是下层(例如，金属层或裸硅基板)的光谱。
计算装置可处理上述信号或上述信号的部分以确定抛光步骤的终点。不限于任何特定的理论，从基板10反射的光的光谱随抛光进展而演进。
图3A至图3E提供光谱随抛光在感兴趣的膜上的进展的演化的示例。光谱的不同线表示抛光中的不同时刻。如图中可见，测量光谱随膜厚度的变化而变化，并且由特定的膜厚度呈现特定光谱。
如所图示，测量光谱典型地包含一个或更多个波峰302(局部最大值或局部最小值)。随着抛光进展，特定波峰所位于的波长典型地发生变化(例如，随抛光进展而增加或减小)。波峰的运动方向在抛光工艺内可以是恒定的，例如，波峰的位置在抛光工艺内单调变化。例如，如图3A至图3C所示，波峰302a从波长V1移动至波长V2。此运动还适用于至其他光谱特性，例如，拐点或过零。
此外，随着对膜抛光的进展，波峰的高度和/或宽度典型地发生变化，并且随着材料被去除，波峰趋于变得更宽。例如，在毯覆式电介质(blanket dielectric)或聚合物膜(poly film)的情况下，此效应可能发生。
可使用波峰的波长位置的绝对位置或相对位置变化或其他光谱特性以确定针对抛光处理的修改或检测抛光终点。
然而，如上所述，遍及整个抛光工艺，并非所有的波峰都保持。首先，在完成抛光之前，波峰的波长位置可完全移动跨越正由光谱系统监测的波长带；例如，如由图3C和图3D所示，波峰302a已移出正由光谱系统监测的波长带。第二，波峰的高度减小直到此波峰不再存在或直到此波峰相对于光谱中的噪声不能被检测到是可能的。
如以下技术中所描述，光学监测系统从对一个光谱特征的跟踪切换至对不同的光谱特征的跟踪。例如，一旦初始跟踪到的波峰的波长跨越边界，就选择新波峰，并跟踪此新波峰的波长。
参考图3A和图4，选择初始光谱特征302a以用于跟踪。例如，在抛光工艺的开始时或在抛光工艺的初始后的预先确定的时刻，测量初始光谱(步骤402)。选择第一光谱特征以用于跟踪(步骤404)。例如，可对预先确定的第一波长范围310搜索光谱特征(例如，波峰，例如，局部最大值)。第一光谱特征具有位置320，所述位置320将随抛光进展而变化(由箭头A所示)。可确定光谱特征的初始位置(例如，由波长V1给出)(步骤406)。可基于实验来确定第一波长范围的限值。
参考图3B，随着抛光进展，第一光谱特征的位置320将发生变化，例如，偏移至较低波长。
参考图3C和图4，光学监测系统检测第一光谱特征302a的位置320何时越过边界312(步骤408)。例如，系统可检测第一光谱特征302a的波长何时越过阈值波长VB。如果第一光谱特征将完全移动跨越正由光谱系统监测的波长带，则边界312可在波长带的边缘处或接近波长带的边缘。例如，如果光谱特征302a的波长正随抛光的进展而减小，则边界312可在由光谱系统监测的波长带的最低波长处或接近最低波长(例如，在波长带的下四分位数处)。类似地，如果光谱特征302a的波长正随抛光的进展而增加，则边界312可在由光谱系统监测的波长带的最高波长处或接近波长带的最高波长(例如，在波长带的上四分位数处)。如果在抛光过程中，光谱特征由于波峰高度减小而消失，则应当在光谱特征将消失之前(取决波峰的行进方向)的某时刻，将边界312置于仍可被可靠地检测到的地点。可基于实验来确定将使用的方式以及边界的确切值。
参考图3D和图4，当系统检测到第一光谱特征302a的位置已越过边界312时，系统选择第二光谱特征302b以用于跟踪(步骤410)。例如，可从在第一光谱特征302a越过边界312的时刻所测量的光谱中选择第二光谱特征302b。例如，可对预先确定的第二波长范围314搜索光谱特征(例如，波峰，例如，局部最大值)。第二光谱特征具有位置322，所述位置322将随抛光的进展而变化。可确定第二光谱特征的初始位置(例如，由波长V3给定)(步骤412)。
预先确定的第二波长范围314将是边界312的“上游”。例如，如果光谱特征302a、302b的波长随抛光的进展而减小，则第二波长范围将处于比边界312的更长波长处。类似地，如果光谱特征302a和302b的波长随抛光的进展而增加，则第二波长范围将处于相比边界312的更短波长处。在一些实现方式中，第二波长范围延伸至由光谱系统监测的波长范围的边缘，但并不要求这样。可基于实验来确定第二波长范围边界的限值。
参考图3E和图4，光学监测系统监测第二光谱特征302b的位置322，并且使用此数据来控制抛光操作(步骤414)。
例如，为了检测抛光终点，系统可检测第二光谱特征302b的位置322何时越过第二边界316(步骤416)，并且所述系统使用此以触发抛光终点(步骤418)。例如，系统可检测第二光谱特征302a的波长何时越过阈值波长VT。例如，如果第二光谱特征302a的波长正随抛光的进展而减小，则波长VT将低于初始波长V3。类似地，如果第二光谱特征302b的波长正随着抛光的进展而增加，则波长VT将高于初始波长V3。
第二边界可以是预先确定的边界(例如，某个特定的波长)，或可(取决于第二光谱特征302b的行进方向)通过对在步骤412中确定的初始位置增加或减去预先确定的量而计算第二边界。例如，可将预先确定的波长变化ΔV加到初始波长V3或从初始波长V3中减去预先确定的波长变化ΔV以计算VT。
波长范围310、314各自可具有约50纳米与约200纳米之间的宽度。在一些实现方式中，波长范围310、314通过以下方式来预先确定：例如由操作者例如通过接收选择波长范围的用户输入来指定；或通过从将波长范围与基板批次相关联的存储器检索波长范围而被指定为基板批次的工艺参数。在一些实现方式中，波长范围310、314基于历史数据，例如，连续光谱测量之间的平均距离或最大距离。
现在回到对器件基板的抛光，图5A是在抛光器件基板10期间、在监测第二光谱特征302b的位置322期间、由光学监测系统生成的值502的示例图表。
随着基板10经抛光，光检测器52测量从基板10反射的光的光谱。控制器90中的终点确定逻辑使用光的光谱以确定针对特征特性的值的序列。值502随材料从基板10的表面被去除而变化。
如上文所述，每一个值502都可以是光谱特征的绝对位置值或从初始值起的位置变化。此外，在一些实现方式中，可例如使用提供值502的查找表和厚度值来转换值或值的变化。
在一些实现方式中，当第二光谱特征的当前值到达目标值522时可调用终点。如果值502是第二光谱特征的位置322的值，则目标值522是第二边界316。
在一些实现方式中，函数506拟合至值502。可使用函数506以确定抛光终点时刻。在一些实现方式中，此函数是时间的线性函数。可例如使用稳健线性拟合来拟合此线性函数。在一些实现方式中，函数506等于目标值522的时刻提供了终点时刻508。
图6是针对基板10上的两个不同区域的特性值的示例图表。例如，光学监测系统50可跟踪朝向基板10的边缘部分而定位的第一区域以及朝向基板10的中心的而定位的第二区域。在基板正在经抛光时，光检测器52可测量来自基板10的两个区域的反射光的光谱的序列。对于每一个区域，如上文所讨论，光学监测系统可从监测第一光谱特征切换至监测第二光谱特征。可基于从基板10的第一区域测量的光谱来测量第一值610的序列以获得第二光谱特征的特性。类似地，可基于从基板10的第二区域测量的光谱来测量第二值612的序列以获得第二光谱特征的特性。
第一函数614(例如，第一线)可拟合至第一值610的序列，并且第二函数616(例如，第二线)可拟合至第二值612的序列。可使用第一函数614和第二函数616以确定对基板10的抛光速率的调整。
在抛光期间，在时刻TC，利用针对基板10的第一部分的第一函数以及针对基板的第二部分的第二函数作出基于目标值622的估计的终点计算。如果针对基板的第一区域和基板的区域部分的估计的终点时刻ET1和ET2不同(或如果第一函数和第二函数经估计的终点时刻618处的值不同)，则可调整这些区域中的至少一者的抛光速率，使得第一区域和第二区域相比没有此类调整的情况更接近相同的终点时刻。例如，如果第一区域将在第二区域之前到达目标值622，则可减小第一区域的抛光速率(由线660所示)，使得第一区域将在与第二区域基本上相同的时刻到达目标值622。在一些实现方式中，调整基板的第一部分和第二部分两者的抛光速率，使得在这两个部分处同时到达终点。替代地，可仅调整第一部分或第二部分的抛光速率。
可通过例如增加或减小承载头70的对应区域中的压力来调整抛光速率。可假定抛光速率的变化与压力变化成正比，例如，简单普瑞斯顿(Prestonian)模型。例如，当预计基板10的第一区域在时刻TA达到目标厚度且系统已建立目标时间TT时，在时刻TC之前在对应区域中的承载头压力可乘以TT/TA，以便提供在时刻TC之后的承载头压力。在抛光工艺期间的后续时刻，如果合适，可再次调整速率。
存在用于从值的序列中去除噪声的许多技术。虽然上文讨论了将线拟合至序列，但是非线性函数也可拟合至序列，或可使用低通中位数滤波器以平滑化序列(在这种情况下，可直接将经滤波的值与目标值比较以确定终点)。
如本说明书中所使用，术语基板可包含例如产品基板(例如，所述产品基板包含多个存储器或处理器管芯)、测试基板、裸基板和门控基板。基板可处于集成电路制造的各种阶段处，例如，基板可以是裸晶片，或基板可包含一个或更多个所沉积和/或经图案化的层。术语基板可包含圆形盘和矩形薄片。
可在数字电子电路或在计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置及其结构等效物)或在上述各项的组合中实现在本说明书中描述的本发明的实施例以及全部功能操作。本发明的实施例可实现为一个或更多个计算机程序产品；即，有形地具体化在信息载体中(例如，在非暂态机器可读取存储介质中或在经传播信号中)、供由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多处理器或计算机)执行或控制所述数据处理设备的操作的一个或更多个计算机程序。可用任何形式的编程语言(包括编译语言和解释语言)编写计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)，并且能以任何形式来部署计算机程序，例如，部署为单机程序，或部署为适于在计算环境中使用的模块、组件、子例程或其他单元。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在文件中保存其他程序或数据的部分中、存储在专用于所涉及程序的单个文件中，或存储在多个协调文件中(例如，存储一个或更多个模块、子程序或代码的多个部分的文件)。计算机程序可经部署，以便在一个计算机上执行，或者在一个场所处或在跨多个场所分布的多个计算机上执行且由通信网络互连。
可由一个或更多个可编程处理器执行本说明书中所描述的工艺和逻辑流，所述一个或更多个可编程处理器执行一个或更多个计算机程序，以便通过操作输入数据并生成输出来执行功能。也可由专用逻辑电路执行工艺和逻辑流，或设备也可实现为专用逻辑，所述专用逻辑例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
可在各种抛光系统中应用上文所描述的抛光设备和方法。抛光垫或承载头中的任一者或这两者可移动以提供抛光表面与基板之间的相对运动。例如，平台可以绕着轨道运行而非旋转。抛光垫可以是固定至平台的圆形(或某个其他形状的)垫。终点检测系统的一些方面可适用于线性抛光系统，例如，其中抛光垫是线性地移动的连续的或卷对卷式传送带。抛光层可以是标准的(例如，具有或不具有填料的聚氨酯)抛光金属、软金属或固定磨料材料。使用相对定位的术语；应当理解，可在竖直取向或某个其他取向上保持抛光表面和基板。
已描述了本发明的特定实施例。其他实施例在所附权利要求书的范围内。例如，能以不同的顺序执行权利要求书中陈述的动作且仍实现所期望的结果。
Claims (15)
1.一种控制抛光的方法，所述方法包含以下步骤：
抛光基板；
当所述基板正在经抛光时，利用原位光谱光学监测系统测量从所述基板反射的光的光谱的第一序列；
选择所述光谱的第一序列中的第一光谱特征，所述第一光谱特征具有通过所述光谱的第一序列的演进的第一位置；
对于来自所述光谱的第一序列的每一个测量光谱，确定所述第一光谱特征的第一位置值以生成第一位置值的序列；
基于所述第一位置值的序列，确定所述第一光谱特征的所述第一位置已越过第一边界；
在所述第一光谱特征已越过所述第一边界之后，当所述基板正在经抛光时，测量从所述基板反射的光的光谱的第二序列；
当确定了所述第一光谱特征的所述第一位置已越过所述第一边界后，选择第二光谱特征，所述第二光谱特征具有通过所述光谱的第二序列的演进的第二位置；
对于来自所述光谱的第二序列的每一个测量光谱，确定所述第二光谱特征的第二位置值以生成第二位置值的序列；以及
基于所述第二位置值的序列而进行以下至少一项操作：触发抛光终点；或调整抛光参数。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含以下步骤：在确定了所述第二光谱特征的所述第二位置已越过第二边界后，触发所述抛光终点。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一光谱特征的波长随时间在第一方向上单调变化，并且预先确定的第二波长范围定位在所述第一边界与所述第一方向反向的侧上。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一边界接近所述光谱光学监测系统的操作范围的边缘。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述第二边界接近所述光谱光学监测系统的操作范围的边缘。
6.一种机器可读取存储介质，其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行用于控制抛光操作的操作，所述操作包含：
当基板正在经抛光时，从原位光谱光学监测系统接收从所述基板反射的光的光谱的第一序列的测量；
选择所述光谱的第一序列中的第一光谱特征，所述第一光谱特征具有通过所述光谱的第一序列的演进的第一位置；
对于来自所述光谱的第一序列的每一个测量光谱，确定个所述第一光谱特征的第一位置值以生成第一位置值的序列；
基于所述第一位置值的序列，确定所述第一光谱特征的所述第一位置已越过第一边界；
在所述第一光谱特征已越过所述第一边界之后，当所述基板正在经抛光时，从所述原位光谱光学监测系统接收从所述基板反射的光的光谱的第二序列的测量；
在确定了所述第一光谱特征的所述第一位置已越过所述第一边界后，选择第二光谱特征，所述第二光谱特征具有通过所述光谱的第二序列的演进的第二位置；
对于来自所述光谱的第二序列的每一个测量光谱，确定所述第二光谱特征的第二位置值以生成第二位置值的序列；以及
基于所述第二位置值的序列而进行以下至少一项操作：触发抛光终点；或调整抛光参数。
7.如权利要求6所述的机器可读取存储介质，其中所述操作包含：在确定了所述第二光谱特征的所述第二位置已越过第二边界后，触发所述抛光终点。
8.如权利要求7所述的机器可读取存储介质，其中所述操作包含：将用于去除噪声的函数拟合至所述第二位置值的序列，并且其中确定所述第二光谱特征的所述第二位置已越过所述第二边界包含：确定所述函数已越过阈值。
9.如权利要求6所述的机器可读取存储介质，其中所述第一光谱特征和所述第二光谱特征各自都包含波峰、拐点或过零。
10.如权利要求9所述的机器可读取存储介质，其中所述第一光谱特征和所述第二光谱特征各自都包含局部最大值或局部最小值。
11.如权利要求6所述的机器可读取存储介质，其中所述操作包含：确定第一光谱特征的初始位置值；以及确定第一光谱特征的当前位置值，并且其中所述第一位置值包含所述初始位置值与所述当前位置值之间的差异。
12.如权利要求6所述的机器可读取存储介质，其中所述操作包含：在所述第一光谱特征越过所述第一边界时，确定所述第二光谱特征的初始位置值，并且所述操作进一步包含：确定所述第二光谱特征的当前位置值，并且其中所述第二位置值包含所述初始位置值与所述当前位置值之间的差异。
13.如权利要求6所述的机器可读取存储介质，其中选择所述第二光谱特征包含：对预先确定的第二光谱范围搜索第二光谱特征。
14.如权利要求13所述的机器可读取存储介质，其中搜索所述预先确定的第二波长范围包含：在所述预先确定的第二波长范围中找到局部最大值或局部最小值。
15.一种抛光系统，所述抛光系统包含:
平台，所述平台用于支撑抛光垫；
承载头，所述承载头用于固持与所述抛光垫接触的基板；
原位光谱光学监测系统，所述原位光谱光学监测系统经配置以在所述基板正在经抛光时测量从所述基板反射的光的光谱；以及
控制器，所述控制器经配置以：
当所述基板正在经抛光时，从所述原位光谱光学监测系统接收从所述基板反射的光的光谱的第一序列的测量；
选择所述光谱的第一序列中的第一光谱特征，所述第一光谱特征具有通过所述光谱的第一序列的演进的第一位置；
对于来自所述光谱的第一序列的每一个测量光谱，确定所述第一光谱特征的第一位置值以生成第一位置值的序列；
基于所述第一位置值的序列，确定所述第一光谱特征的所述第一位置已越过第一边界；
在所述第一光谱特征已越过所述第一边界之后，当所述基板正在经抛光时，从所述原位光谱光学监测系统接收从所述基板反射的光的光谱的第二序列的测量；
在确定了所述第一光谱特征的所述第一位置已越过所述第一边界后，
选择第二光谱特征，所述第二光谱特征具有通过所述光谱的第二序列的演进的第二位置；
对于来自所述光谱的第二序列的每一个测量光谱，确定所述第二光谱特征的第二位置值以生成第二位置值的序列；以及
基于所述第二位置值的序列而进行以下至少一项操作：触发抛光终点；或调整抛光参数。
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