CN108292613A - 用于cmp监控的彩色成像 - Google Patents

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Abstract

一种抛光系统，包括：抛光站，包括用以支撑抛光垫的压板；支撑件，用以保持基板；直列计量站，用以在抛光站中抛光基板的表面之前或之后测量基板；及控制器。直列计量站包括彩色线扫描相机；白光源；框架，支撑光源和相机；及马达，用以沿垂直于第一轴线的第二轴线导致在相机和支撑件之间的相对运动，以导致光源和相机横跨基板扫描。控制器经配置以从相机接收颜色数据，从颜色数据产生二维彩色图像，并且基于该彩色图像控制在抛光站处的抛光。

Description

用于CMP监控的彩色成像
技术领域
本公开涉及光学计量，例如，以检测基板上的层的厚度。
背景技术
通常通过在硅晶片上顺序地沉积导电、半导电或绝缘层而在基板上形成集成电路。一个制造步骤包含在非平面表面上沉积填充层并平坦化填充层。对于某些应用而言，填充层被平坦化直到经图案化的层的顶表面暴露。导电填充层(例如)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图案之间的金属层的部分形成在基板上的薄膜电路之间提供导电路径的通孔、插塞和线路。对于其它应用而言(诸如氧化物抛光)，填充层被平面化直到在非平面表面上留下预定厚度。此外，对于光刻而言，通常需要基板表面的平坦化。
化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。这种平坦化方法通常需要将基板安装在承载或抛光头上。基板的暴露表面通常抵靠旋转的抛光垫而放置。承载头在基板上提供可控的负载，以将其推抵在抛光垫上。通常将研磨抛光浆料供应到抛光垫的表面。
浆料分布、抛光垫条件、在抛光垫和基板之间的相对速度及基板上的负载的变化可能导致材料移除速率的变化。这些变化以及基板层的初始厚度的变化导致到达抛光终点所需的时间的变化。因此，仅仅将抛光终点确定为抛光时间的函数可能导致基板的过度抛光或不足抛光。
可使用各种光学计量系统(如，光谱的或椭圆偏光的)，以(例如在直列或独立的计量站处)测量基板层抛光前和抛光后的厚度。此外，各种原位监控技术(诸如光学或涡流监控)可用以检测抛光终点。
发明内容
在一个方面中，抛光系统包括：抛光站，包括用以支撑抛光垫的压板；支撑件，用以保持基板；直列(in-line)计量站，用以在抛光站中抛光基板的表面之前或之后测量基板；及控制器。直列计量站包括：彩色线扫描相机，具有沿着在扫描基板的期间平行于基板的表面的第一轴线而布置的检测器元件；细长白光源，具有平行于第一轴线的纵轴且经配置以在扫描基板的期间以非零入射角将光导向基板；框架，支撑光源和相机；及马达，用以沿垂直于第一轴线的第二轴线导致在框架和支撑件之间的相对运动，以导致光源和相机横跨基板扫描。控制器经配置以从相机接收颜色数据，从颜色数据产生二维彩色图像，并且基于该彩色图像控制在抛光站处的抛光。
实施方式可包括以下特征中的一或多者。漫射器可位于在光源和基板之间的光路径中。非零角度在5°和85°之间。圆形偏振镜可位于在基板和相机之间的光路径中。
马达可耦接到框架，且控制器可经配置以导致基板被保持静止，同时马达移动框架与光源，以导致线扫描相机横跨基板扫描。框架可以是固定的，马达可耦接到支撑件，且控制器可经配置以导致马达移动支撑件，同时光源和相机保持静止以横跨基板扫描。支撑件可包括用以将基板保持抵靠抛光垫的承载头，且直列计量站可定位在抛光站与另一个抛光站或传送站之一者之间。支撑件可包括传送机器人，且直列计量站可定位在卡匣接口单元中。
在另一方面中，抛光系统包括：抛光站，包括用以支撑抛光垫的压板；支撑件，用以保持基板；直列计量站，用以在抛光站中抛光基板的表面之前或之后测量基板；及控制器。直列计量站包括：彩色线扫描相机，具有沿着在扫描基板的期间平行于基板的表面的第一轴线而布置的检测器元件；白光源；及马达，用以沿垂直于第一轴线的第二轴线导致在框架和支撑件之间的相对运动，以导致光源和线扫描相机横跨基板扫描。控制器经配置以从相机接收颜色数据，从颜色数据产生二维彩色图像，将该彩色图像转换为色调-饱和度-亮度彩色空间，且将来自在色调-饱和度-亮度彩色空间中的彩色图像的色调及饱和度值与相应的色调及饱和度阈值比较，以生成阈值化的图像。
实施方式可包括以下特征中的一或多者。控制器可经配置以在确定阈值化的图像中的像素是开启还是关闭时，不将来自色调-饱和度-亮度彩色空间中的彩色图像的亮度值与阈值比较。控制器可经配置以分析彩色图像，从而找到晶片对准特征并将彩色图像转换为标准坐标系统。控制器可经配置以标准化彩色图像。控制器可经配置以对图像应用高通空间滤波器。控制器可经配置以通过对在阈值距离内的像素值求平均值而生成经平滑的图像，且通过将彩色图像除以经平滑的图像来生成经滤波的图像。可仅沿着与第一轴线对应的图像轴线执行空间滤波。
控制器可经配置以将图像掩模应用于彩色图像。控制器可经配置以对在彩色图像中不满足阈值的像素的数目进行计数，并将像素的数目与阈值进行比较。控制器可经配置以对用于在彩色图像中的基板上的每一晶粒的像素的数目进行计数。控制器可经配置以对用于在彩色图像中的整个基板的像素的数目进行计数。
在另一方面中，计算机程序产品包括编码有指令的非瞬时计算机可读介质，指令用以导致处理器在显示器上显示基板的图像的色调-饱和度空间中的图形；接收通过点击并从在图形中的第一位置拖曳到第二位置而选择图形的一部分的用户输入；及基于第一位置和第二位置而产生色调上限、色调下限、饱和度上限和饱和度下限。
实施方式可包括以下潜在优点中的一或多者。可确定基板层的厚度的横跨基板的变化，且可检测到不可接受的变化。这个信息可用于前馈或反馈使用，以控制抛光参数，从而提供改进的厚度均匀性。用以确定变化的算法可以是简单的且具有低的计算负荷。用以识别可接受的彩色阈值的用户界面是直观的，且允许该技术适用于许多类型的基板，如不同的图案。
在附随的附图和以下的描述中提出了一或多个实施方式的细节。从该描述和附图中及从权利要求中，其它的方面、特征和优点将显而易见。
附图说明
图1显示直列光学测量系统的例子的视图。
图2是检测可接受的变化的方法的流程图。
图3显示在红色、绿色和蓝色通道中的基板的示例性图像。
图4显示在色调、饱和度和亮度颜色通道中的基板的示例性图像。
图5显示作为用于未经平滑的图像和经滤波的图像的像素位置的函数的强度的示例性图形。
图6是基板的示意性顶视图。
图7是掩模的示意性示图。
图8显示允许用户选择在色调-饱和度空间中的区域的图形用户界面。
在各个附图中类似的组件符号表示类似的组件。
具体实施方式
在基板上的层的厚度可在抛光之前或之后，例如，于直列或独立的计量站处进行光学测量。然而，一些光学技术(诸如光谱测定法)需要昂贵的光谱仪和对光谱数据的计算繁重的操纵。即使除了计算负荷，在一些情况下，算法的结果并未满足用户不断增长的准确度要求。然而，另一种计量技术是拍摄基板的彩色图像，且在彩色空间中分析该图像，以确定具有可接受厚度的区域。
参考图1，抛光设备100包括直列(也称为依序)光学计量系统160，如，彩色成像系统。
抛光设备100包括：一或多个承载头126，每一承载头经配置以承载基板10；一或多个抛光站106；及传送站，将基板装载到承载头并从承载头卸除基板。每一抛光站106包括支撑在压板120上的抛光垫130。抛光垫110可以是具有外抛光层和较软的背衬层的两层抛光垫。
承载头126可从支撑件128悬挂，且可在抛光站之间移动。在一些实施方式中，支撑件128是架空的轨道，且承载头126被耦接到安装到轨道的托架108。架空的轨道128允许每一托架108被选择性地定位在抛光站124和传送站上方。替代地，在一些实施方式中，支撑件128是可旋转的转盘，且转盘的旋转沿着圆形路径同时移动承载头126。
抛光设备100的每一抛光站106可包括(如，在臂134的端部处的)端口，以将抛光液体136(诸如研磨浆料)分配到抛光垫130上。抛光设备100的每一抛光站106还可包括垫修整设备，以研磨抛光垫130，以将抛光垫130保持在一致的研磨状态。
每一承载头126可操作以将基板10保持抵靠抛光垫130。每一承载头126可具有对与每一相应基板相关联的抛光参数(例如压力)的独立控制。特别地，每一承载头126可包括保持环142，以将基板10保持在柔性膜144下方。每一承载头126还包括由该膜限定的多个可独立控制的可加压腔室(如，三个腔室146a-146c)，多个可独立控制的可加压腔室可施加可独立控制的压力到柔性膜144上的相关区域，且因此施加到基板10上。尽管为了便于图示图1中仅图示三个腔室，但也可具有一或两个腔室，或四或更多个腔室，如，五个腔室。
每一承载头126自支撑件128悬挂，且通过驱动轴154而连接到承载头旋转马达156，使得承载头可绕轴线127而旋转。任选地，每一承载头140可能(如，通过在轨道128上驱动托架108，或通过转盘本身的旋转振荡)横向地振荡。在操作中，压板绕其中心轴线121而旋转，且每一承载头绕其中心轴线127而旋转，并横向地平移越过抛光垫的顶表面。横向扫掠是在平行于抛光表面212的方向上。横向扫掠可以是线性或弓形的运动。
控制器190(诸如可编程计算机)连接到每一马达，以独立地控制压板120和承载头126的旋转速率。例如，每一马达可包括编码器，编码器测量相关联的驱动轴的角位置或旋转速率。类似地，控制器190连接到每一托架108中的致动器和/或用于转盘的旋转马达，以独立地控制每一承载头126的横向运动。例如，每一致动器可包括线性编码器，线性编码器测量沿着轨道128的托架108的位置。
控制器190可包括中央处理单元(CPU)192、存储器194和支持电路196(如，输入/输出电路)、功率供应器、时钟电路、高速缓存等。存储器连接到CPU 192。存储器是非瞬时的可计算可读介质，且可以是一或多个容易获得的存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘，或其他形式的数字存储。此外，尽管显示为单一计算机，但控制器190可以是分布式系统，如，包括多个独立操作的处理器和存储器。
直列光学计量系统160位于抛光设备100内，但在抛光操作的期间不执行测量；而是在抛光操作之间收集测量结果，如，当基板从一个抛光站移动到另一个抛光站时，或者从传送站移动到抛光站时或从抛光站移动到传送站时。
直列光学计量系统160包括被支撑在抛光站106中的两个抛光站之间的位置处的传感器组件161，如在两个压板120之间。特别地，传感器组件161位于一位置处使得由支撑件128所支撑的承载头126可将基板10定位在传感器组件161上方。
在抛光设备100包括三个抛光站且将基板依序地从第一抛光站携带到第二抛光站，到第三抛光站的实施方式中，一或多个传感器组件161可被定位在传送站和第一抛光站之间、在第一和第二抛光站之间、在第二和第三抛光站之间、和/或在第三抛光站和传送站之间。
传感器组件161可包括光源162、光检测器164及用于在控制器190与光源162和光检测器164之间发送和接收信号的电路166。
光源162可操作以发射白光。在一个实施方式中，所发射的白光包括具有200-800纳米的波长的光。合适的光源是白光发光二极管(LED)的阵列，或氙气灯或氙气水银灯。光源162经定向从而以非零的入射角α将光168引导到基板10的暴露表面上。入射角α可以是(例如)约30°至75°，如，50°。
光源可照亮横跨基板10的宽度的实质线性的细长区域。对于光源罐162，可包括光学组件，如，光束扩展器，以将来自光源的光扩散到细长区域中。替代地或额外地，光源162可包括光源的线性阵列。光源162本身(及照射在基板上的区域)可以是细长的且具有平行于基板表面的纵向轴线。
漫射器170可放置在光168的路径中，或光源162可包括漫射器，以在光到达基板10之前漫射光。
检测器164是对来自光源162的光敏感的彩色相机。相机包括检测器元件的阵列。例如，相机可包括CCD阵列。在一些实施方式中，阵列是单排的检测器元件。例如，相机可以是线扫描相机。该排的检测器元件可平行于由光源162所照明的细长区域的纵向轴线而延伸。在光源162包括一排的发光元件的情况下，该排的检测器元件可沿着与光源162的纵向轴线平行的第一轴线而延伸。一排的检测器元件可包括1024或更多个元件。
相机164配置有适当的聚焦光学组件172，以将基板的视野投影到检测器元件178的阵列上。视野可以是足够长的，以观察基板10的整个宽度，如，150至300mm长。相机164(包括相关联的光学组件172)可经配置以使得个别的像素对应于具有等于或小于约0.5mm的长度的区域。例如，假设视野为约200mm长，且检测器164包括1024个元件，则由线扫描相机生成的图像可具有约0.5mm的长度的像素。为了确定图像的长度分辨率，可将视野(FOV)的长度除以FOV被成像到其上的像素的数量，以得出长度分辨率。
相机164还可经配置以使得像素宽度与像素长度相当。例如，线扫描相机的优点是其非常快的帧频率。帧频率可以是至少5kHz。帧频率可被设置为一频率使得当成像区域横跨基板10扫描时，像素宽度与像素长度相当(如，等于或小于约0.3mm)。
光源162和光检测器164可被支撑在平台180上。在光检测器164是线扫描相机的情况下，光源162和相机164可相对于基板10而移动，使得成像区域可横跨基板的长度而扫描。特别地，相对运动可在平行于基板10的表面且垂直于线扫描相机164的该排的检测器元件的方向上。
在一些实施方式中，平台182是静止的，且承载头126(例如)通过托架108的运动或通过圆盘的旋转振荡而移动。在一些实施方式中，当承载头保持静止以用于图像获取时，平台180为可移动的。例如，平台180可通过线性致动器182而可沿着轨道184移动。在任一种情况中，在被扫描的区域移动横跨基板10时，这允许光源162和相机164相对于彼此而保持在固定位置中。
使线扫描相机和光源一起移动横跨基板的可能优点是(例如)与传统的2D相机相比，在光源和相机之间的相对角度对于横跨晶片的不同位置而言保持恒定。因此，可减少或消除由视角的变化所引起的伪像。另外，线扫描相机可消除透视失真，而传统的2D相机表现出固有的透视失真，这接着需要通过图像转换而校正。
传感器组件161可包括用以调节在基板10与光源162和检测器164之间的垂直距离的机构。例如，传感器组件161可用以调节平台180的垂直位置的致动器。
任选地，偏振滤光器174可位于光的路径中，如，在基板10和检测器164之间。偏振滤光器184可以是圆形偏振镜(CPL)。典型的CPL是线性偏振镜和四分之一波片的组合。偏振滤光器184的偏振轴的适当定向可减少在图像中的雾度(haze)且锐化或增强所欲的视觉特征。
假设在基板上的最外层是半透明层，如，介电层，则在检测器164处所检测到的光的颜色取决于(例如)基板表面的组成、基板表面光滑度和/或在从基板上的一或多个层(如，介电层)的不同界面反射的光之间的干涉量。
如上所述，光源162和光检测器164可连接到可操作以控制它们的操作并接收它们的信号的计算设备，如，控制器190。
参考图2，控制器将来自光检测器164的个别的图像线组装成二维彩色图像(步骤200)。相机164可包括用于红色、蓝色和绿色的每一者的分开的检测器元件。二维彩色图像可包括用于红色、蓝色和绿色通道的每一者的单色图像204、206、208(参见图3)。
控制器可对每一颜色通道中的图像的强度值应用偏移和/或增益调整(步骤210)。每一颜色通道可具有不同的偏移和/或增益。
任选地，图像可被标准化(步骤215)。例如，可计算在所测量的图像和标准的预定义图像之间的差异。例如，控制器可存储红色、绿色和蓝色通道的每一者的背景图像，且可从针对每一颜色通道的所测量的图像减去背景图像。替代地，可将所测量的图像除以标准的预定义图像。
图像可从红绿蓝(RGB)彩色空间转换到色调饱和度亮度(HSL)彩色空间(步骤220)。该转换可在RGB彩色空间中的增益调整之后发生。从8位(0到255)RGB彩色空间到HSL彩色空间的示例性转换如下：
RGB到HSL换算公式
将R、G、B值除以255，以将范围从0..255改变到0..1：
R′＝R/255
G′＝G/255
B′＝B/255
Cmax＝max(R′，G′，B′)
Cmin＝min(R′，G′，B′)
Δ＝Cmax-Cmin
色调计算：
饱和度计算：
亮度计算：
L＝(Cmnx+Cmin)/2
这为色调、饱和度和亮度通道的每一者提供标量的图像224、226、228(参见图4)。
可对图像进行滤波以去除低频空间变化(步骤230)。在一些实施方式中，仅对亮度通道进行滤波以去除低频空间变化，即，不对色调和饱和度通道进行滤波。在一些实施方式中，亮度通道用于生成滤波器，然后将其应用于红色、绿色和蓝色图像，且接着将所得到的图像转换回HSL彩色空间。
在滤波的一些实施方式中，平滑滤波器被应用于亮度通道中的图像，如，在20个像素的跨度上进行平均，以生成经平滑的亮度图像。在一些实施方式中，在亮度通道中的图像被除以经平滑的亮度图像，以产生经滤波的图像；色调和饱和度通道不作为空间滤波的一部分而被修改。在一些其它实施方案中，在每一颜色通道(即，红色、绿色和蓝色通道的每一者)中的图像除以经平滑的亮度图像。然后将具有经滤波的红色、绿色和蓝色图像的所得的经滤波的图像转换回HSL彩色空间，以产生亮度、色调和饱和度图像。这可产生去除了归因于照明变化的低频，但维持在图像数据中的高频空间变化的图像。例如，图5是作为用于由线252所显示的未经平滑的图像和由线254所显示的经滤波的图像两者的亮度通道中沿第一轴的像素位置的函数的强度的示例性图形。
在一些实施方式中，仅沿着第一轴执行平滑。例如，沿着行进方向186的像素的亮度值可一起被平均，以提供作为仅沿着第一轴线的位置的函数的平均亮度值。然后，每一排的图像像素可除以作为沿着第一轴线的位置的函数的平均亮度值的对应部分。
控制器可使用图像处理技术来分析图像，以在基板10上定位晶片定向特征16(如，晶片凹口或晶片取向面(wafer flat))(参见图5)(步骤240)。图像处理技术也可用以定位基板10的中心18(参见图5)。
基于这个数据，将图像转换(如，缩放和/或旋转和/或平移)为标准图像坐标框架(步骤250)。例如，图像可被平移，使得晶片中心在图像的中心点处，和/或图像可被缩放，使得基板的边缘在图像的边缘处，和/或图像可被旋转，使得在图像的x轴线和连接晶片中心和晶片定向特征的径向段之间存在0°角。
任选地，可应用图像掩模以屏蔽掉部分的图像数据(步骤260)。例如，参考图6，典型的基板10包括多个晶粒12。划线14可分开晶粒12。对于一些应用而言，仅处理对应于晶粒的图像数据可能是有用的。在这种情况中，参考图7，图像掩模可由控制器存储，其中未经屏蔽的区域22在空间位置中对应于晶粒12，而经屏蔽的区域24对应于划线14。对应于经屏蔽的区域24的图像数据在阈值化步骤期间不被处理或不被使用。替代地，经屏蔽的区域24可对应于晶粒，使得未经屏蔽的区域对应于划线，或未经屏蔽的区域可仅为每一晶粒的一部分而每一晶粒的其余部分被屏蔽。
在这个阶段的色调和饱和度数据可在前馈或反馈算法使用中用于控制抛光参数，从而提供改善的厚度均匀度。例如，可将每一像素的色调和饱和度与目标色调和饱和度进行比较，以生成误差信号图像，且这个误差信号图像可用于前馈控制或反馈控制。
接下来，图像经受阈值化处理(步骤270)。特别地，可对色调和饱和度颜色通道两者执行阈值化处理。在一些实施方式中，不对亮度通道执行阈值化。
例如，控制器190可存储用于色调通道的色调上限UHL和色调下限LHL，及用于饱和度通道的饱和度上限USL和饱和度下限LSL。对于每一像素而言，将像素的色调值H与色调上限UHL和色调下限LHL进行比较，且将像素的饱和度值S与饱和度上限USL和饱和度下限LSL进行比较。若色调值和饱和度值两者都落入所述极限内，则像素被标记为“通过”阈值，如，被指定为值1。反之，若色调值或饱和度值任一者落在所述极限外，则像素被标记为“失败”阈值，如，被指定为值0。简言之，阈值图像T(x，y)可被计算为
若LHL≤H(x，y)≤UHL且LSL≤S(x，y)≤USL，则T(x,y)＝1，否则T(x,y)＝0
在一些实施方式中，不将像素的亮度值与阈值进行比较，以确定阈值图像。
在色调-饱和度彩色空间中执行阈值化的优点是在色调-饱和度彩色空间中的空间变化通常是由于基板的堆栈特性的变化，如，在堆栈中的一或多个层中的厚度变化，而非由于光源或其他环境因素的变化。因此，在这个空间中的阈值化(而不是使用亮度或RGB彩色空间)，对检测基板满足厚度规格而言，可提供增加的可靠性。
在图8中显示用于在色调-饱和度空间中设置阈值的用户界面。用户界面300包括显示测试基板在色调-饱和度彩色空间中的直方图302。例如，系统100可用以产生测试基板的彩色图像，该彩色图像利用传统的计量系统(如，轮廓仪)确定，以满足所需的厚度规格。对图像中具有色调和饱和度的给定组合的像素的数目进行计数，以生成色调-饱和度彩色空间的直方图。当显示时，在直方图302中的每一坐标可显示具有与经计数的像素数目成比例的强度。结果，直方图302可具有不同强度的区域，如，具有比区域304更大强度的区域306指示：相较于在区域304中的色调和饱和度的给定组合，在图像中，更多的像素具有在区域306中的色调和饱和度的特定组合。
用户界面300还可显示覆盖在直方图302上的光标310。光标310的位置可使用输入设备(如，鼠标或触摸屏)来调整。通过在直方图302中点击并从第一位置312拖曳到第二位置314(由箭头316显示)，可定义选择框320。因此，选择框320的边界定义了阈值的上限和下限。
例如，对于图8的直方图而言，其中色调在y轴上显示，且饱和度在x轴上显示。色调上限UHL是第一和第二位置的较大y值；色调下限LHL是第一和第二位置的较小y值；饱和度上限USL是第一和第二位置的较大x值；及饱和度下限LSL是第一和第二位置的较小x值。当然，若在x轴上显示色调且在y轴上显示饱和度，则x和y值将反过来。
接下来，可对基板的每一区域(如，每一晶粒)或对整个图像执行均匀性分析(步骤280)。例如，对于每一晶粒而言，可计算在晶粒内“失败”像素的总和数目。可将这个总和与阈值进行比较，以确定晶粒是否为可接受的，如，若该总和小于阈值，则晶粒被标记为可接受的。这给出了每一晶粒的通过/失败指示。
作为另一例子，可计算基板的未经屏蔽的区域内的“失败”像素的总和数目。可将这个总和与阈值进行比较，以确定基板是否为可接受的，如，若该总和小于阈值，则基板被标记为可接受的。阈值可由用户设置。这给出了基板的通过/失败指示。
在晶粒或晶片被确定为“失败”的情况下，控制器190可产生警报或使抛光系统100采取校正动作。例如，可生成可听见的或可视的警报，或可生成指示特定晶粒不可用的数据档案。作为另一个例子，可将基板送回以供重新加工。
与其中像素通常由1024或更多个强度值表示的光谱处理相反，在彩色图像中，像素可仅由三个强度值(针对色调、饱和度和亮度)表示。因此，处理彩色图像的计算负荷显著地降低。
一般来说，数据可用以控制CMP设备的一或多个操作参数。操作参数包括(例如)压板旋转速度、基板旋转速度、基板的抛光路径、横跨压板的基板速度、施加在基板上的压力、浆料组成、浆料流速及在基板表面处的温度。操作参数可实时控制，且可自动调整，而不需要进一步的人为干预。
如在本说明书中所使用的，术语基板可包括(例如)产品基板(如，产品基板包括多个存储器或处理器晶粒)、测试基板、裸基板与门基板。基板可处在集成电路制造的各个阶段，如，基板可以是裸晶片，或其可包括一或多个经沉积和/或经图案化的层。术语基板可包括圆盘和矩形板。
然而，以上所述的彩色图像处理技术可在3D垂直NAND(VNAND)闪存的上下文中尤其有用。特别地，在VNAND的制造中所使用的层堆栈是如此的复杂，使得当前的计量方法(如，Nova光谱分析)可能不能以足够的可靠性执行检测不适当厚度的区域。相比之下，彩色图像处理技术在本申请中可具有优异的可靠性。
本发明的实施例和于本说明书中所述的所有功能操作可在数字电子电路中，或在计算机软件、固体或硬件中实现，包括在本说明书中所公开的结构手段及其结构等效组件，或其组合。本发明的实施例可被实现为一或多个计算机程序产品，即，有形地体现在非瞬时机器可读存储介质中，用于由数据处理设备(如，可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机)执行或用于控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序。
相对定位的术语用以表示系统的部件相对于彼此的定位，不一定相对于重力；应理解抛光表面和基板可保持在垂直定向或一些其它定向。
已描述了多种实施方式。然而，将理解可进行各种修改。例如
·可使用对整个基材成像的相机，而不是线扫描相机。在这种情况中，不需要相机相对于基板的运动。
·相机可覆盖小于基板的整个宽度。在这种情况中，相机将需要经历在两个垂直的方向上的运动，如，被支撑在X-Y平台上，以扫描整个基板。
·光源可照亮整个基板。在这种情况中，光源不需要相对于基板移动。
·光检测器可以是光谱仪，而不是彩色相机；光谱数据可接着被减少到HSL彩色空间。
·感知组件不需要位于在抛光站之间或在抛光站和传送站之间的直列系统。例如，传感器组件可定位在传送站内，定位在卡匣接口单元中，或为独立系统。
·均匀性分析步骤是任选的。例如，可将通过应用阈值转换而产生的图像馈送到前馈处理中，以调整用于基板的后续处理步骤，或馈送到反馈处理中，以调整后续基板的处理步骤。
因此，其他实施方式在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种计量系统，包括：
支撑件，用于在抛光站中抛光基板的表面之前或之后保持所述基板；
彩色相机，具有检测器元件的阵列和用于将所述基板的视野投影到所述检测器的阵列上的聚焦光学组件；以及
控制器，经配置以从所述相机接收颜色数据，从所述颜色数据产生二维彩色图像，将所述彩色图像转换为色调-饱和度-亮度彩色空间，且将来自在所述色调-饱和度-亮度彩色空间中的所述彩色图像的色调及饱和度值与相应的色调及饱和度阈值进行比较，以生成阈值化的图像。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以在确定所述阈值化的图像中的像素是开启还是关闭时，不将来自所述色调-饱和度-亮度彩色空间中的所述彩色图像的亮度值与阈值进行比较。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以分析所述彩色图像，从而找到晶片对准特征并将所述彩色图像转换为标准坐标系统。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以对所述图像应用高通空间滤波器。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以通过对在阈值距离内的像素值求平均值而生成经平滑的图像，且通过将所述彩色图像除以所述经平滑的图像来生成经滤波的图像。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述彩色相机包括线扫描相机，所述线扫描相机经配置以沿着第一轴线横跨所述基板而扫描，且所述求平均值仅沿着与所述第一轴线对应的图像轴线执行。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以将图像掩模应用于所述彩色图像。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器经配置以对在所述彩色图像中不满足所述阈值的像素的数目进行计数，并将所述像素的数目与阈值进行比较。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器经配置以对用于在所述彩色图像中的所述基板上的每一晶粒的不满足所述阈值的像素的数目进行计数，或对用于在所述彩色图像中的整个所述基板的不满足所述阈值的像素的数目进行计数。
10.一种计算机程序产品，包含编码有指令的非瞬时计算机可读介质，所述指令用以导致处理器：
在显示器上显示基板的图像的色调-饱和度空间中的图形；
接收通过点击并从在所述图形中的第一位置拖曳到第二位置而选择所述图形的一部分的用户输入；及
基于所述第一位置和所述第二位置而产生色调上限、色调下限、饱和度上限和饱和度下限。
11.一种抛光系统，包含：
抛光站，包括用以支撑抛光垫的压板；
支撑件，用以保持基板；
直列计量站，用以在所述抛光站中抛光所述基板的表面之前或之后测量所述基板，所述直列计量站包括
彩色线扫描相机，具有沿着在扫描所述基板的期间平行于所述基板的所述表面的第一轴线而布置的检测器元件，
细长的白光源，具有平行于所述第一轴线的纵轴，且经配置以在扫描所述基板的期间以非零的入射角将光导向所述基板，
框架，支撑所述光源和所述相机，及
马达，用以沿着垂直于所述第一轴线的第二轴线导致在所述框架和所述支撑件之间的相对运动，以导致所述光源和所述相机横跨所述基板进行扫描；及
控制器，经配置以从所述相机接收颜色数据，从所述颜色数据产生二维彩色图像，且基于所述彩色图像控制在所述抛光站处的抛光。
12.如权利要求11所述的系统，包括漫射器，所述漫射器在所述光源和所述基板之间的光路径中。
13.如权利要求11所述的系统，包括圆形偏振镜，所述圆形偏振镜在所述基板和所述相机之间的光路径中。
14.如权利要求11所述的系统，其中所述支撑件包括用以将所述基板保持抵靠所述抛光垫的承载头，且所述直列计量站定位在所述抛光站与另一个抛光站或传送站之一者之间。
15.如权利要求11所述的系统，其中所述支撑件包括传送机器人，且所述直列计量站定位在卡匣接口单元中。
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