CN109314050B - 化学机械研磨的自动配方的产生 - Google Patents

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Abstract

一种用于使用研磨模块研磨基板上管芯位置的方法。在计量站预先测量所述基板上选择的位置处的厚度，每个位置对应于单个管芯的位置。将所述计量站针对所选择的基板的所述位置所获得的所述厚度提供给研磨模块的控制器。针对所述基板上每个所选择的位置确定厚度改正。针对每个所选择的位置由所述厚度改正形成研磨配方中的研磨步骤。计算针对每个管芯位置的研磨参数以用于所述配方。

Description

化学机械研磨的自动配方的产生
背景技术
技术领域
本公开的实施例大体关于用于研磨基板(如半导体晶片)的方法和设备。更具体而言，关于电子装置制造工艺中用于研磨基板局部区域的方法及设备。
相关技术描述
整体化学机械研磨是在高密度整合电路制造中经常使用的一个工艺，以在研磨流体出现的情况下通过移动基板的特征侧(即，沉积接收表面)接触研磨垫来平面化或研磨基板上沉积的材料层。研磨垫一般比基板直径大得多。在典型的研磨工艺中，基板保持在载具头中，该载具头促使或压迫基板背侧朝向大于基板的研磨垫。在基板的特征侧表面全局移除材料，该基板与研磨垫经由化学和机械活动的组合而接触。
然而，传统的整体化学机械研磨工艺可能无法产生足够平面化的基板，因为局部高点使基板的部分不符合规格。可使用装配有小研磨垫(即，垫远小于基板)的CMP系统移除局部高点，该小研磨垫适于研磨与特定管芯(die)位置同样小的区域。然而，随着许多管芯位置并且随着变化的地形，产生针对该小垫CMP系统的研磨配方已被证实具有挑战性，并且通常由过度或不足地研磨高点或以不期望的方式研磨与高点相邻的区域而产生额外问题。
因此，具有针对从基板局部区域移除材料的方法和设备的需求。
发明内容
本公开的实施例一般关于用于研磨基板(例如，半导体晶片，等等)的局部区域的方法和设备。在一个实施例中，公开了用于使用研磨模块研磨基板上的管芯位置的方法。在计量站预先测量该基板上选择的位置处的厚度，每一位置对应于单一管芯的位置。将计量站针对基板的所选择的位置所获得的厚度提供给研磨模块的控制器。确定针对基板上每一选择的位置的厚度改正。针对每一选择的位置由厚度改正形成研磨配方(recipe)中的研磨步骤。计算针对每一管芯位置的研磨参数以用于配方。
其他实施例包含而不限于包含指令的计算机可读介质，该指令使处理单元能够实行所公开的方法的一个或更多个方面，以及具有处理器、存储器和应用程序且被配置以实行所公开方法的一个或更多个方面的系统。
附图简单说明
为了可以详细理解本公开的上述特征的方式，可通过参考实施例而具有本公开的更具体描述(简短总结如上)，其中一些图示于附图中。然而，应注意附图仅图示本公开的典型的实施例，因此不视为限制其范围，因为本公开可允许其他等效实施例。
图1是针对具有计量站和研磨模块的研磨系统的示意图。
图2是图1中所描绘的研磨模块的一个实施例的示意截面视图。
图3是适于在图1中所示的研磨模块中研磨的基板的平面视图。
图4是描绘由图1中所示的研磨模块所计算的材料从基板移除率的曲线图。
图5是描绘由图1中所示的研磨模块所测量的材料从基板移除率的曲线图。
图6是示出根据本发明的实施例用于基板的研磨操作的示意流程图。
为了便于理解，尽可能使用相同附图标记，以标示附图中共有的相同组件。设想到在一个实施例中公开的组件可有利地在其他实施例中使用，而无须特定叙述。
具体实施方式
本公开是针对由研磨系统使用的方法，特别适于制造工艺期间研磨基板的部分。该方法意味针对基板上各个部分、位置、或管芯的每一个的各自的研磨步骤的自动产生。该方法还包含用于修改研磨操作的技术，以维持和改良用于后续基板的研磨结果。
如本领域技术人员将理解，本发明的方面可体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的方面可采取以下形式：整体硬件实施例、整体软件实施例(包含固件、常驻软件、微代码等)、或组合软件和硬件方面(在此可被称作“电路”、“模块”、或“系统”)的实施例。进一步地，本发明的方面可采取以下形式：体现于一个或更多个计算机可读介质中的计算机程序产品，具有在其上体现的计算机可读程序代码。
可使用一个或更多个计算机可读介质的任何组合以存储程序产品，当执行时该程序产品被配置以执行用于研磨基板的方法。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于：电子、磁性、光学、电磁、红外光、或半导体系统、设备、或装置、或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非详尽列表)包含以下：便携计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置、或前述的任何合适的组合。在本文件上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形的(tangible)介质，其可包含或存储程序以被指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置连接。
计算机可读信号介质可包含传播数据信号，具有计算机可读式程序代码体现于其中，例如，在基频中或作为载波的部分。该传播信号可采取任何多种形式中的任何，包含但不限于：电磁、光学、无线电、或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质且可通信、传播、或传输程序以被指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置连接的任何计算机可读式介质。
可使用任何适当的介质传送体现于计算机可读介质上的程序代码，包含但不限于：无线、有线、光纤缆、射频等，或前述任何合适的组合。计算机程序码可以任何一个或更多个程序语言写入。可整体在用户计算机上、部分在用户计算机上、以单机软件封包、部分在用户计算机上且部分在远程计算机上、或整体在远程计算机或服务器上执行程序代码。在后者的情境中，远程计算机可经由任何类型的网络连接至用户计算机，包含局域网(LAN)或广域网(WAN)，或可进行连接至外部计算机(例如，使用因特网服务提供商经由因特网)。
计算机程序指令也可装载至计算机、其他可程序化数据处理设备、或其他装置上以造成在计算机、其他可程序化设备或其他装置上执行一系列的操作步骤以产生计算机实施工艺，使得在计算机或其他可程序化设备上执行的指令提供工艺以用于实施流程图和/或框图框或多个框中规定的功能/行动。
图1是针对具有计量站110的研磨系统100的示意图。研磨系统100额外具有研磨站200。工厂接口120可设置于研磨站200和计量站110之间。工厂接口120、计量站110和研磨站200可电耦合以在研磨系统100的各个站之间传送数据和信息。
工厂接口120具有机械手122。机械手122被配置以在研磨站200和计量站110之间移动基板115。机械手122也可被配置以移动基板115进入和离开研磨系统100。
简短转至图3，图3是适于在图1和图2中所图示的研磨站200中研磨的基板115的平面视图。基板115可具有圆形形状，具有中央322和外直径304。外直径304可具有平面或凹槽301以定向基板115。在一个实施例中，外直径304为300mm。或者，基板115可具有任何合适形状和大小。
可使用坐标系统320映射基板115，如具有y轴360及x轴380的笛卡尔(Cartesian)坐标系统。原点，即坐标系统320的(0,0)可位于基板115上或外部的任何地方。在一个实施例中，原点为基板115的中央322。应理解任何坐标系统(如极坐标系统)都适于限定基板115上的位置333。位置333具有第一偏移332，可对应于坐标系统320的x轴380上的“X”值。相似地，位置333具有第二偏移334，可对应于坐标系统320的y轴360上的“Y”值。因此，位置333可由(X,Y)简单地限定。位置333可识别第一管芯330。
基板115可具有局部区域342。局部区域342主要代表基板115的部分。在一个实施例中，每一局部区域342可被调整大小至多个管芯340且对应于多个管芯340。在另一实施例中，每一局部区域342可分别对应于单一管芯340。管芯340可限定于基板115上约6mm乘以约6mm或更大(如高达约20mm乘以约20mm)的表面区域中。知晓管芯340的大小和基板115的定向允许每一管芯340被位置(X,Y)限定，如在位置333识别第一管芯330的情况中。基板115可额外具有不对应至任何管芯340的区域390。在一个实施例中，基板115具有七十二个管芯340。在另一实施例中，基板115具有超过三百个管芯340。基板115和管芯340的大小决定了基板115可包含的管芯340的数量。
返回图1，基板115可通过机械手122移动至测量基板115的计量站。计量站110可执行整个基板115的多个厚度或平坦度测量。计量站110可确定基板115的局部区域处的厚度和/或平坦度超出规格，即，在预先确定的容忍度窗外部，如厚度太大或太薄。例如，计量站110可确定每一管芯位置处的基板厚度。适于测量厚度的计量站110可自Nanometrics andNova Measuring Instruments公司购得。
可将由计量站110所收集的关于基板115的信息(即，数据)传送遍及研磨系统100，且使用该信息以执行基板115上的处理或其他操作。例如，由计量站110所测量被确定为太厚的基板115上的位置可通过研磨系统200研磨以使基板符合规格。在一些情境中，计量站110可记录基板115上所有管芯340的厚度作为规格，且在基板115被机械手122移动至制造工艺中的下一位置而远离研磨系统100时该信息与基板115相关联。
替代地或结合计量站110，计量装置(未图示)也可耦合至研磨站200。可使用计量装置以在研磨期间通过测量在基板(未图示)上的金属或介电薄膜厚度来提供研磨进展的原位度量(in-situ metric)。计量装置可以是涡流传感器、光学传感器、或其他可用以确定金属或介电薄膜厚度的感测装置。
图2是研磨站200的一个实施例的示意截面视图。研磨站200包含支撑夹具210的基底206，夹具210可旋转地支撑其上的基板115。夹具210可以是真空夹具，或其他合适的装置以维持其上的基板115。夹具210耦合至驱动装置221(可以是电机或致动器)，至少提供夹具210绕着在Z方向中定向的轴的旋转移动。可在传统整体研磨工艺之前或传统整体研磨工艺之后使用研磨站200，以研磨基板115的局部区域和/或执行基板115上的厚度改正。在一些实施例中，可使用研磨站200以研磨和/或移除基板115上个别管芯340上方的区域中的材料。
基板115以“面朝上”的定向设置于夹具210上，使得基板115的特征侧面对一个或更多个研磨垫组件265。使用一个或更多个研磨垫组件265的每一个以研磨基板115或从基板115移除材料。可使用研磨垫组件265以在传统整体化学机械研磨(CMP)系统中研磨基板115之前或之后从基板115的局部区域342移除材料和/或沿着基板115的外直径304研磨周边边缘。研磨垫组件265可以是圆形、卵形、或任何多角形，例如正方形或矩形。研磨垫组件265包含接触部分266。接触部分266可以是聚合物研磨垫材料，如聚胺酯、聚碳酸酯、含氟聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、或其组合，等等。接触部分266可进一步包括打开的或关闭的细胞发泡聚合物、弹性体、毡、浸渍毡、塑料、及与处理化学性质兼容的相似材料。
在一个实施例中，可在处理期间将来自流体来源240的研磨流体应用至研磨垫组件265和/或基板115。流体来源240也可提供去离子化水(DIW)至研磨垫组件265和/或基板115以便于清理。流体来源240也可提供气体(如，清洁干燥空气(CDA))至研磨垫组件265以便调整施加至研磨垫组件265的压力。基底206可被配置以包含水槽以收集流出基板115边缘的研磨流体和/或DIW。
一个或更多个研磨垫组件265的每一个耦合至支撑臂230，支撑臂230相对于基板115移动研磨垫组件265。支撑臂230可移动地通过致动器组件220安装在基底206上。致动器组件220包含第一致动器225A和第二致动器225B。可使用第一致动器225A以垂直(Z方向)移动每一支撑臂230(具有各自的研磨头222)，且可使用第二致动器225B以侧向(X方向、Y方向、或其组合)移动每一支撑臂230(具有各自的研磨头222)。也可使用第一致动器225A以提供可控制向下力以促使研磨垫组件265朝向基板接收表面205且抵靠基板115。尽管在图2中仅示出两个支撑臂230和研磨头222(其上具有研磨垫组件265)，研磨站200不限于此配置。只要夹具210的圆周(例如，周边)以及用于支撑臂230(具有研磨头222和研磨垫组件265安装在其上)的扫掠移动的空间允许，研磨站200可包含任何数量的支撑臂230和研磨头222。
致动器组件220可包括线性移动机构227，可以是耦合至第二致动器225B的滑动机构或滚珠螺钉。相似地，每一第一致动器组件225A可包括线性滑动机构、滚珠螺钉、或柱面滑动机构以垂直移动支撑臂230。致动器组件220也包含耦合在第一致动器225A和线性移动机构227之间的支撑臂235A、235B。可通过第二致动器225B同时或分别致动支撑臂235A、235B的每一个。因此，支撑臂230(和安装在支撑臂230上的研磨垫组件265)的侧向移动可以同步或异步方式在基板(未图示)上径向扫掠。
支撑轴件242可以是第一致动器225A的一部分。支撑轴件242设置于在基底206中形成的开口244中，以基于致动器组件220所提供的移动而允许支撑臂230的侧向移动。调整开口244的大小以允许支撑轴件242的充分侧向移动，使得支撑臂230(和安装在支撑臂230的研磨头222)可从基板接收表面205的周边246的朝向基板接收表面205的中央移动至约基板接收表面205的半径的一半。在一个实施例中，基板接收表面205具有与基板直径实质相同的直径，该基板在处理期间安装在基板接收表面205上。例如，如果基板接收表面205的半径为150mm，支撑臂230(具体地，安装在支撑臂230上的研磨垫组件265)可从约150mm(例如，从周边246起)径向移动至朝向基板接收表面205的中央约75mm向内，并且返回周边246。调整开口244的大小以允许支撑轴件242足够的侧向移动，使得支撑臂230的末端248可从夹具210的周边250向外移动，使得基板115可通过机械手122被传送至基板接收表面205上或离开基板接收表面205。
根据研磨常规来移动支撑臂230(具体地，安装在支撑臂230上的研磨垫组件265)，使用该研磨常规以研磨基板115的局部区域。在一些实施例中，基板115的局部区域可以是被单一管芯340占据的表面区域。可依据需要研磨的位置(如用户规格所限定)来使用研磨垫组件265以研磨基板115的任何区域。本公开的益处包含针对基板上研磨各个区域的设定中改良的时间和减少的错误。如本文所描述的研磨模块的实施例可移除基板上约20埃
Figure GDA0002240608550000085
至约/>
Figure GDA0002240608550000081
的材料厚度，且在一些实施例中，可移除约/>
Figure GDA0002240608550000082
至约/>
Figure GDA0002240608550000083
的材料厚度。在一些实施例中，可以约/>
Figure GDA0002240608550000084
的精确度移除材料。可使用本文描述的实施例以执行基板局部区域上的任何薄膜或硅层上的厚度改正，并且也可用于边缘斜角研磨。
控制器290可接合至研磨站200或为研磨站200的一部分。控制器290包含中央处理单元(CPU)292和系统存储器294。系统存储器294存储软件应用程序和数据以供CPU 292使用。CPU 292运行软件应用程序且可控制研磨站200。控制器可额外具有端口293。端口293可支撑装置，例如I/O装置(键盘、视频显示器)、网络适配器、和/或其他用于提供输入、存储、输出等的装置。
控制器290存储和执行程序以确定移除量和研磨参数，如压力、振荡速度和每一研磨区域所需研磨时间。研磨参数(如，研磨压力、时间、和振荡速度)为针对每一研磨区域的每一配方步骤中的一些变量，并且可在每一配方步骤中计算和/或设定其他参数。收集针对每一管芯340、局部区域342、或整体基板115的其他部分的配方步骤而成为用于基板115的处理的研磨配方。
控制器290可从计量站110、工厂接口、FAB主控制器、或其他装置获得测量数据或其他关于基板115的信息。控制器290可存储多个数据以确定从基板115所研磨的材料移除率。可存储移除率数据为公式，即，图形、表格、断点、或通过其他合适的计量方法。可针对每一管芯340、基板115上较大区域、或基板115整体而分派图形至特定位置。可使用位置信息(例如坐标值、索引值、或其他合适的识别符)来识别针对基板115上特定位置的移除率信息。
简短转至图4和5，提供描绘“移除量对研磨时间”的移除率图形。这些移除率图形可保持用于研磨站200的研磨压力和振荡速度恒定。应理解：在确定材料的移除率时，移除率图形可特定于研磨站200的压力与振荡速度的一个特定组合，同时其他移除率图形具有压力和振荡速度的第二组合。为了简化进一步论述，在移除率图形中压力和振荡速度维持为恒定。图4是描绘所计算的由图1中所示的研磨模块从基板的材料的移除率的图形400。图形400图示沿着y轴416的材料移除量412为沿着x轴420的时间430的函数。应理解图形400选择地绘制沿着x轴420的材料移除量412和沿着y轴416的时间430。然而，也应理解研磨区域不需依时间(或研磨站200的压力和振荡速度)绘制。
在研磨站200处研磨基板115之前，针对每一研磨操作，以及可选地在校正晶片上的每一管芯位置产生“移除量对研磨时间”的曲线450。在示例中第一基板(实质相似于基板115)具有79个管芯340，可有79个图形400对应至每一管芯340。每一图形400提供时间430以占用用于研磨第一基板的配方中的步骤。然而，如上方简单论述，也可确定步骤中的振荡速度和压力。因此，79个管芯可具有79个相关联图形400以用于产生用于第一基板的研磨配方中的79个步骤(每一管芯340位置一个步骤)。第二基板(实质相似于基板115)可接着具有79个不同步骤，因为第二基板中针对每一管芯340的研磨时间、或其他研磨参数可在多个管芯位置处具有相较于第一基板不同的厚度。也应说明：研磨配方中的步骤数量对应至基板上所执行研磨操作的数量而无关于管芯数量，因为一些管芯位置可以不研磨。
或者，可从预测(如通过模型化)或预先确定值(如通过经验数据)来计算曲线450。在替代方案中，可通过过去的研磨操作数据或通过其他合适技术来确定曲线450。在第一实施例中，从预先确定值确定曲线450。在完成校正之后，在计量站110上预先测量产品基板115以确定厚度改正，即，在对应于基板115上每一管芯340的位置处移除多余的材料。曲线450提供了材料移除量412为时间430的函数，允许研磨站200的控制器快速且自动地确定或计算每一管芯位置处处理基板以研磨材料移除量412(即，厚度改正)且将管芯340置于规格内(即，于预先确定的厚度和/或平坦度公差内)所需的时间430的总量。即，研磨站200使用研磨时间430自动地占用对应每一管芯位置的每一步骤，以移除材料且自动建立针对在处理的特定基板的研磨配方。因此，每一配方具有高度可能性为唯一的，由于变化时间430以在不同管芯位置处移除材料的可能性(由于计量站110所确定的不同材料厚度、或平坦度)。
在纯图示的示例中，计量站110可指示第一管芯位置(X1,Y1)过厚了约
Figure GDA0002240608550000101
参考曲线400，可发现移除/>
Figure GDA0002240608550000102
(314)的材料与曲线450在点452交叉，接着指示研磨时间424为低于约1秒。因此，可自动得到研磨时间424且接着占用针对第一管芯位置(X1,Y1)的研磨配方中的步骤。在计量站110处研磨之后测量基板115以确定真实材料移除量允许对将在后续基板115上使用的曲线450的改正。
或者，可由用以设定或限定研磨站200的校正晶片确定曲线。图5为描绘由图1和2中所图示的研磨站200所测量的材料从基板的移除率的图形500。可通过绘制用以从校正晶片研磨掉材料移除量412的时间430来确定初始曲线530。初始曲线530可对基板115上每一管芯位置为相同的。可在由校正晶片所测量的值之间外插、趋势化、或平均曲线530上的值以便建立初始曲线530。
在一个示例中，可在第一管芯位置501处对校正晶片研磨约1秒的第一时间561。校正晶片上的第一管芯位置501接着由计量站110来测量以确定大约的第一材料移除量514。第一材料移除量514与第一时间561的交叉532提供用于产生曲线530的数据点。在实践中，构想到在移动至计量站110以用于测量之前，在后续的可能是每一管芯位置处研磨校正晶片以及后续基板115。可使用不同基板上相同第一管芯位置501处的多个测量以形成第一管芯位置501特有的图形500。例如，可在不同研磨时间430之后都在相同第一管芯位置501处进行测量。或者，将对基板上多个管芯位置所进行的测量和可并入初始曲线530的测量用于基板上所有管芯位置。在一个实施例中，所有管芯位置使用相同图形500以确定移除率。在另一个实施例中，每一管芯位置具有单独(唯一)的图形500以确定移除率。图形500对于基板115上的管芯位置或区域可以是不同的，由于薄膜质量和厚度从中央至边缘的变化等理由。
用于每一管芯位置的图形500可以实质相同开始，而随着研磨后续基板115且在计量站110测量而偏离，其中计量站110提供返回研磨站200的测量以修改(改良)与图形500相关联的管芯位置处的图形500。或者，对所有基板上管芯位置使用单一图形500且由计量站110处所确定的研磨结果修改。在此方式中，当耗材被研磨站200磨损时可调整移除率。此外，可使用来自后处理基板的测量数据以指示何时需要替换耗材。当曲线530的斜率(即，移除率)接近预先确定的下限时，指示进行材料移除更久且耗材上可能有更多磨损，可修复或替换研磨站200上的耗材，例如研磨垫或浆。
在研磨基板115之后，在计量站110或原位上后测量基板115以确定基板115(或更具体而言，基板115上的管芯位置)是否符合规格。如上述，可使用针对管芯340的厚度的测量以修改图形500或发送基板以在被发现仍太厚的管芯位置中再次研磨。返回由研磨站200研磨第一管芯位置501第一时间561段的上方示例，可在第一管芯位置501处研磨后测量基板115。所测量的厚度可指示真实材料移除量580小于由曲线530所预测的，因而真实移除率582可需要曲线530的调整528至新曲线540的位置。新曲线540现在图示针对对应于第一时间561的真实移除率582的时间430。进一步地，现在可确定针对达成改正的第一材料移除量514的新时间562，且后续研磨操作可在其步骤中使用新时间562，以在未来基板上第一管芯位置501中和附近研磨。趋势线592图示示例性函数，可使用该示例性函数以预测第一管芯位置501处的研磨率。研磨站200也可以相似方式针对每一管芯位置调整图形500，或可基于针对第一管芯位置501的曲线移动仅调整邻近管芯的图形。
总之，基板的每一测量点向研磨站200上的控制器190提供测量坐标(x,y)位置和厚度信息，且基于使用者所限定目标厚度，研磨站200针对每一研磨区域(即，管芯位置)确定材料移除量412和管芯所需研磨时间430。在针对每一研磨区域的每一配方步骤中自动插入研磨参数，例如研磨压力、时间、和操作速度。配方步骤的收集成为用于特定基板115的研磨配方。在研磨站200上研磨基板115之后，在计量站110或其他合适位置处再次测量基板115，且厚度数据发送回到研磨站200以产生及调整用于发展后续基板上的研磨配方的移除率信息(图形)。
图6是根据本发明的实施例图示用于基板的研磨操作的示意流程图。方法600始于步骤610，其中在计量站处预先测量基板。计量站在对应于未来管芯的每一坐标位置处测量厚度。在步骤620处，计量站向研磨系统提供基板上每一坐标位置处的厚度。
在步骤630处，针对基板上每一管芯位置的厚度确定管芯改正(厚度改正)。可由通过本地坐标系统所建立的计划管芯的界线和边界在基板上限定管芯位置。例如，(X,Y)坐标值可指示已知大小及定向的管芯的左下起始位置。在此方式中，可在管芯基板的表面上映射出每个管芯位置。可通过比较针对该管芯位置的限定目标厚度与所测量厚度来形成管芯改正。管芯改正对应至从目标规格的偏离和将在每一位置处执行的研磨量以移除材料且使管芯位置符合规格。在管芯改正小于或约为零的示例中，可设定管芯改正为零，因为材料的移除或特定管芯位置的薄化可以是不期待的。
在步骤640处，由管芯改正形成研磨配方。将所需的多个研磨步骤插入配方。在研磨配方中，针对对应于配方中的步骤的每一管芯位置提供多种输入(例如管芯改正的数值)和研磨处理参数。使用限定管芯位置的基板上的x和y偏移以及管芯的宽度和高度以限定基板的每个研磨区域。因此，可有实质相等数量的管芯与研磨区域，且两者可以是一致的。
在步骤650处，针对基板上每一研磨区域计算研磨时间。此外，可针对基板上每一研磨区域计算研磨压力和振荡速度以及其他研磨参数。研磨时间是由绘制于图形(此后称为移除率图形)上的移除量(y轴)对时间(x轴)曲线来获得。移除率图形可相似地绘制时间(在y轴上)对待移除的材料量(在x轴上)。单一移除率图形可对应基板的整体表面，使得每一管芯位置使用相同移除率图形以达到研磨配方中针对每一管芯位置的研磨时间。或者，多个移除率图形的每一个可对应至基板上离散的管芯位置。在此方式中，每一管芯位置处的移除量具有对应曲线绘图以确定针对每一管芯位置处的管芯改正的研磨时间。而在另一选择的变体中，移除率图形可对应至一组管芯或基板区域。而在其他实施例中，每一移除率图形可额外对应至一组唯一的研磨压力和振荡速度。
可从启动程序或校正晶片产生初始的移除率图形。或者，可从理论或预测结果计算初始的移除率图形。该预测结果可使用耗材中剩余的使用寿命的长度。又或者，可从研磨系统中最近处理的基板获得初始的移除率图形。可在处理期间通过从测量研磨后的基板并且比较结果与从移除率图形所获得的配方而确定真实移除率来调整移除率图形。例如，移除率图形可指示约3秒的移除时间将从基板上特定管芯位置移除约
Figure GDA0002240608550000131
的材料。在研磨后测量特定管芯位置之后，可反馈移除的材料的差异且使用该差异以调整移除率图形以用于后续基板上，以更精确地获得研磨时间来移除材料。移除率图形的调整可对应至移动至与真实材料移除量相关联的移除率图形上的时间值的交叉处的值的绘图。在一些实例中，可在测量或变更移除率值中和附近局部平缓化移除率图形上的离散值。
在步骤660处，针对基板自动产生配方步骤。配方步骤包含针对每一管芯位置的信息，例如针对每一管芯的研磨时间、操作模式、研磨位置、和管芯大小。此外，配方步骤包含多个研磨参数，例如针对研磨每一管芯位置的研磨压力和振荡速度。配方步骤应用研磨时间至特定管芯位置以从管芯位置移除所需的材料改正量，以将基板和管芯位置置于规格内。研磨系统合适地被适应以通过研磨配方中的每一步骤来研磨单一管芯位置。在单一基板上可具有超过100个管芯位置，因而研磨配方中可具有等量的研磨步骤。优势地，每一研磨配方中的研磨步骤的自动产生显著地减少操作员产生各个配方的时间，且减少每一管芯的研磨错误，使研磨系统更适于生产且减少每一管芯的总体成本。
控制器可选择配方步骤且组织配方步骤以引导基板上的研磨操作。因此，研磨模块可依特定顺序组织待执行的配方步骤。研磨模块可将步骤排序以获得高效的材料移除，如研磨处理时间所测量。例如，研磨模块可由待移除材料量来组织配方步骤，且优先研磨或可能一起研磨个别管芯(如若空间上便利)。或者，研磨模块可由位置组织配方步骤，且以依序方式从基板的一侧移动至另一侧来研磨管芯位置。而在其他选择中，研磨模块可由研磨参数(例如，压力和振荡速度)组织配方步骤，以依序执行相似配置的步骤。因此，内部组织用于研磨基板的研磨配方以确定序列或顺序以有效研磨基板上每一管芯。
在步骤670处，在计量站处测量基板。在使用自动产生的研磨配方步骤通过研磨每一管芯位置的厚度来改正所有管芯位置之后，在计量站处测量基板，且计量工具将数据反馈回研磨系统以调整绘图曲线，该绘图曲线被用来计算待研磨的下一基板的移除率。提供变更移除率图形的实时反馈确保管芯在研磨操作完成后符合规格，即便研磨站示出磨损耗材的标志。
研磨模块所使用以发展用于研磨基板局部区域的研磨配方的方法的益处包含改良的时间和针对研磨基板上个别区域的设定中减少的错误。如本文描述的研磨模块的实施例可以约
Figure GDA0002240608550000141
的精确度移除位于基板上局部区域(即，管芯)上约20埃/>
Figure GDA0002240608550000142
至约/>
Figure GDA0002240608550000143
的材料厚度。优势地，也可在生产环境中使用基板局部区域上的任何薄膜或硅上的厚度改正，而以显著减少的成本改正超出规格的管芯位置。
自动配方产生的实现节省了显著的时间量(否则耗时于针对基板上每一管芯产生研磨配方)而使研磨适于生产环境。本发明减少通过人为错误导入配方差错的潜在性。进一步地，可在影响研磨操作之前否定及监视耗材磨损。这些优点改良总体操作效率。这转而使管芯层级研磨对使用于研发及制造层级皆为实用的，而延伸操作至处理环境。
前述是本公开的实施例，可修改本公开的其他及进一步的实施例而不远离其基本范围，且该范围由所附权利要求所决定。

Claims (12)

1.一种用于研磨基板的计算机实现的方法，包括：
在计量站预先测量所述基板上所选择的位置处的厚度，每个位置对应于单一管芯的位置；
将使用所述计量站针对所述基板的所选择的位置所获得的所述厚度提供给研磨模块的控制器；
针对所述基板上每个所选择的位置确定厚度改正；
针对每个所选择的位置由所述厚度改正形成研磨配方中的步骤；以及
针对每个所选择的位置计算研磨参数。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
以在所述研磨配方中的各个步骤研磨每个管芯位置，所述研磨配方与所述管芯位置相关联。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：
以第二步骤研磨所述基板上的第二管芯位置。
4.如权利要求1所述的方法，其中计算研磨时间的步骤包括：
比较管芯改正与移除率曲线，以确定所述研磨参数，所述研磨参数包含研磨时间、研磨压力、和振荡速度中的一个或更多个。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
在研磨后在计量站测量所述基板；以及
调整所述移除率曲线以反映所述研磨后测量以及用于研磨所述管芯位置的所述研磨时间。
6.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
确定用于所述基板上每个管芯的研磨的步骤的序列以最小化研磨时间。
7.一种用于研磨基板的系统，包括：
处理器；以及
存储器，其中所述存储器包含应用程序，所述应用程序被配置以执行用于产生研磨配方的操作，所述步骤包括：
在计量站预先测量基板上所选择的位置处的厚度，每个位置对应于单一管芯的位置；
将使用所述计量站针对所述基板的所选择的位置所获得的所述厚度提供给研磨模块的控制器；
针对所述基板上每个所选择的位置确定厚度改正；
针对每个所选择的位置由所述厚度改正形成研磨配方中的步骤；以及
针对每个所选择的位置计算研磨参数。
8.如权利要求7所述的系统，进一步包括：
以所述研磨配方中的各个步骤研磨每个管芯位置，所述研磨配方与所述管芯位置相关联。
9.如权利要求8所述的系统，进一步包括：
以第二步骤研磨所述基板上的第二管芯位置。
10.如权利要求7所述的系统，其中计算研磨时间的步骤包括：
比较管芯改正与移除率曲线，以确定所述研磨参数，所述研磨参数包含研磨时间、研磨压力、和振荡速度中的一个或更多个。
11.如权利要求10所述的系统，进一步包括：
在研磨后在计量站测量所述基板；以及
调整所述移除率曲线以反映所述研磨后测量和用来研磨所述管芯位置的所述研磨时间。
12.如权利要求10所述的系统，进一步包括：
确定用于所述基板上每个管芯的研磨的步骤的序列以最小化研磨时间。
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