CN111132802A - 用于抛光垫磨损率监测的预测滤波器 - Google Patents

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CN111132802A CN201880062268.4A CN201880062268A CN111132802A CN 111132802 A CN111132802 A CN 111132802A CN 201880062268 A CN201880062268 A CN 201880062268A CN 111132802 A CN111132802 A CN 111132802A
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锡瓦库马尔·达丹帕尼
钱隽
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Abstract

公开一种用于化学机械抛光的装置，该装置包括：台板，具有表面以支撑抛光垫；载体头，以将基板固定为抵靠该抛光垫的抛光面；垫调节器，用来将调节盘固定为抵靠该抛光面；原位抛光垫厚度监测系统；和控制器，被配置为从该监测系统接收信号并通过将预测滤波器应用至该信号来产生抛光垫磨损率的测量。

Description

用于抛光垫磨损率监测的预测滤波器
技术领域
本公开内容与监测化学机械抛光中所使用的抛光垫的磨损率相关。
背景技术
一般通过在硅晶片上依序沉积导电层、半导体层或绝缘层来将集成电路系统形成于基板上。各种制造工艺需要将基板上的层平坦化。例如，一个制造步骤涉及在图案化的(patterned)绝缘层上沉积导电填料层以填充绝缘层中的沟槽或孔洞。接着抛光填料层直到绝缘层的凸起的图案被暴露为止。在平坦化之后，仍然保留在绝缘层的凸起图案之间的导电填料层的部分形成了在基板上的薄膜电路系统之间提供导电路径的过孔(via)、插塞及线路。
化学机械抛光(CMP)是一个被接受的平坦化方法。此平坦化方法一般需要基板被安装在载体头上。基板的暴露表面抵靠旋转的抛光垫而放置。载体头在基板上提供了可控制的负载以将基板推向抛光垫。抛光液(例如具有磨料粒子的浆料)被供应至抛光垫的表面。
在执行了一定时间段的CMP处理之后，抛光垫的表面可能由于浆料副产物和/或从基板和/或抛光垫所移除的材料的累积而变得光滑(glazed)。光滑化可能减少抛光速率或增加基板上的不均匀性。
一般而言，通过用垫调节器进行调节处理来将抛光垫维持为具有所需的表面粗糙度(并且避免光滑化)。垫调节器被用来移除抛光垫上的不想要的累积物并将抛光垫的表面再生为合乎需要的粗糙度。典型的垫调节器包含磨料调节盘。此类调节盘可以例如嵌有金刚石磨料粒子，这些粒子可以刮擦抛光垫表面以重新纹理化该垫。然而，调节处理也倾向于磨掉抛光垫。从而，在一定次数的抛光及调节循环之后，需要更换抛光垫。
发明内容
在一个方面中，一种用于化学机械抛光的装置包括：台板，具有表面以支撑抛光垫；载体头，用来将基板固定为抵靠该抛光垫的抛光面；垫调节器，用来将调节盘固定为抵靠该抛光面；原位抛光垫厚度监测系统；和控制器，被配置为从该监测系统接收信号并通过将预测滤波器应用至该信号来产生抛光垫磨损率测量。
实施方式可包括以下特征中的一者或多者。
原位抛光垫厚度监测系统可包括电磁感应监测系统。该电磁感应监测系统可包括固定在该台板中的磁芯，以产生磁场来在该调节盘中的金属层中感应电流。该电磁感应监测系统可包括固定在该垫调节器上的磁芯，以产生磁场来在该台板中感应电流。
该控制器可被配置为若该垫磨损率测量超过阈值则产生警报。该控制器可被配置为基于该垫磨损率测量来调整该垫子调节器在该调节盘上的下压力，以维持实质恒定的磨损率。
该控制器可被配置为将该预测滤波器应用至该信号以产生滤波信号，该滤波信号包括调整值序列。该控制器可被配置为通过以下步骤来针对该调整值序列中的每个调整值产生该滤波信号：从该测量值序列产生至少一个预测值；并从该测量值序列和该预测值计算该调整值。
该控制器可被配置为通过使用线性预测从该测量值序列产生至少一个预测值来产生该至少一个预测值。该预测滤波器可以是卡尔曼滤波器。该预测滤波器可计算该垫速率测量，该垫速率测量符合以下公式：
xk＝(Thk，CRk)T
Figure BDA0002424917030000021
yk＝Thk+vk
yk＝[1 0]xk+vk
其中xk是包括垫厚度Thk和垫磨损率CRk的状态向量，α指示每次垫厚度测量之间的调节时间量，ΔdF是调节盘上的下压力的变化，β是垫磨损率与下压力之间的比率，yk是垫厚度测量，而vk表示测量噪声。
某些实施方式可包括以下优点中的一个或多个。可计算磨损率且可检测抛光垫的厚度。可减少垫厚度测量中的噪声，且可补偿测量抛光垫上的不同区域的垫厚度传感器的影响。可在调节盘接近其可用寿命的终点时更换调节盘，但不会不必要地更换调节盘。类似地，可在抛光垫接近其可用寿命的终点时更换抛光垫，但不会不必要地更换抛光垫。因此，可增加调节盘和抛光垫的寿命同时避免不均匀地抛光基板。可将调节盘上的压力调整为使得垫子磨损率被维持实质恒定。
一个或多个实施方式的细节被阐述在附图及以下的说明中。其他的方面、特征及优点将通过说明书、附图和权利要求书而变得显而易见。
附图说明
图1A是化学机械抛光系统的部分横截面示意侧视图，该系统包括被配置为检测垫层厚度的传感器。
图1B是化学机械抛光系统的另一实施方式的部分横截面示意侧视图，该系统包括传感器以检测垫层厚度。
图2是化学机械抛光系统的示意俯视图。
图3为用于电磁感应监测系统的驱动系统的示意电路图。
图4是在多次台板旋转内来自传感器的信号强度的说明图表。
各种附图中的类似的附图标记指示类似的元件。
具体实施方式
如上所述，调节处理也倾向于磨掉抛光垫。抛光垫一般具有沟槽来承载浆料，且随着垫子被磨掉时，这些沟槽变得越来越浅且抛光有效性降级。从而，在一定次数的抛光和调节循环之后，需要更换抛光垫。一般而言此步骤是通过在已抛光了设定数量的基板之后(例如在500个基板之后)更换抛光垫来完成的。
不幸地，垫磨损的速率不一定是一致的，所以抛光垫可能会持续多于或少于该设定数量，这可能分别造成垫的寿命浪费或不均匀抛光。详细而言，在抛光垫的整个寿命期间，调节盘上的磨料(例如金刚石)逐渐磨损。其结果是，盘片的调节效率可能随时间下降。因此，表面纹理产生的调节改变且可能随着抛光垫的寿命减少而降低且在垫与垫之间降低。这改变了抛光行为。
类似地，调节盘倾向随时间失去效果。尽管不希望受限于任何特定的理论，但调节器上的磨料粒子同样被磨损且失去锐度。因此，同样需要周期性地更换垫调节器。再次地，此步骤是通过在已抛光了设定数量的基板之后(例如在1000个基板之后)更换调节盘来完成的(垫和调节盘的更换率是取决于耗材和处理的)。
可原位测量(例如用安装在调节器系统、载体头或台板上的传感器测量)抛光垫厚度。若测量到的垫厚度下降到低于阈值，则可更换抛光垫。此外，可从垫厚度测量来计算垫子磨损率，且若测量到的垫子磨损率降低到低于阈值，则可更换调节盘。
一个困难是，厚度测量可能容易遭受显著的噪声的影响。噪声中的一些贡献可能是周期性的，例如是由传感器经过抛光垫的不同部分引起的。噪声中的另一些贡献是“湿闲置(wet idle)”问题；在抛光系统在湿闲置之后开始运转时，感应式传感器将倾向于不自然放大地测量抛光垫厚度。这产生了垫削减率(cut rate)的不正确的估计。
然而，通过将预测滤波器(例如卡尔曼滤波器(Kalman filter))应用于垫厚度测量，可减少此类噪声，且可更准确地计算垫的磨损率。因此，在将磨损率与阈值进行比较时，过早或过晚更换调节盘的可能性减少了。并且，可更准确地测量实际的垫厚度，使得过早或过晚更换抛光垫的可能性也减少了。此外，控制器可感测何时磨损率指示抛光过程出现问题。
图1示出了化学机械抛光装置的抛光系统20的示例。抛光系统20包括了可旋转的盘状台板24，抛光垫30位于该台板上。台板24可用以围绕轴25而旋转。例如，马达22可转动驱动轴杆28以旋转台板24。抛光垫30可为具有外层34及较软的背衬层32的两层式抛光垫。
抛光系统20可包括供应端口或组合的供应冲洗臂39以将抛光液38(例如浆料)分配到抛光垫30上。
抛光系统20也可包括抛光垫调节器60以研磨抛光垫30以将抛光垫30维持在一致的研磨状态下。抛光垫调节器60包括基部、可在抛光垫30上横向扫掠的臂62、和通过臂64连接到该基部的调节器头64。调节器头64使得研磨表面(例如由调节器头64所固定的盘片66的下表面)与抛光垫30接触以调节抛光垫。研磨表面可以是可旋转的，且研磨表面抵靠抛光垫的压力可以是可控的。
在一些实施方式中，臂62被枢转地附接到基部且进行前后扫掠以横跨抛光垫30通过振荡扫掠的运动来移动调节器头64。可将调节器头64的运动与载体头70的运动同步，以防止碰撞。
可通过调节器头64上方或调节器头64中的垂直致动器68(例如，被定位为对调节器头64施加向下压力的可加压腔室)来提供调节器头64的垂直运动和抛光垫30上的调节面的压力控制。或者，可通过基部中升降整个臂62和调节器头64的垂直致动器，或通过臂62与基部之间的枢轴连接件来提供垂直运动和压力控制，该枢轴连接件允许臂62的可控制倾角且因此允许调节器头64在抛光垫30上方的可控制高度。
调节盘66可以是涂有磨料粒子(例如金刚石粒)的金属盘。详细而言，调节盘66可以是导电主体。
载体头70是可操作的以固定基板10抵靠抛光垫30。载体头70从支撑结构72(例如转盘或轨道)悬挂，并由驱动轴杆74连接到载体头旋转马达76使得载体头可围绕轴71而旋转。可选地，载体头70可横向振荡，例如在转盘或轨道72上的滑块上横向振荡；或通过转盘本身的旋转振荡进行横向振荡。运作时，台板围绕其中心轴25而旋转，且载体头围绕该载体头的中心轴71而旋转且横跨抛光垫30的顶面横向平移。
载体头70可包括具有用来接触基板10的背侧的基板安装面的柔性膜片80和用来向基板10上的不同分区(例如不同的径向分区)施加不同压力的多个可加压腔室82。载体头也可包括固位环84以固定基板。
抛光系统20包括原位抛光垫厚度监测系统100，该系统产生表示抛光垫的厚度的信号。详细而言，原位抛光垫厚度监测系统100可以是电磁感应监测系统。电磁感应监测系统可通过在导电层中产生涡电流或在导电回路中产生电流来操作。操作时，抛光系统20可使用监测系统100来决定是否需要更换调节盘和/或抛光垫。
参照图1A和图2，在一些实施方式中，监测系统包括安装在台板中的凹口26中的传感器102。传感器102可包括至少部分地定位于凹口26中的磁芯104和围绕核芯104缠绕的至少一个线圈106。驱动和感测电路系统108被电连接到线圈106。驱动和感测电路系统108产生可发送到控制器90的信号。
在一些实施方式中，监测系统包括安装在台板中的凹口中的多个传感器102。传感器102可围绕旋转轴25以相等的角间隔而隔开。
尽管被示出为在台板24外面，但可将驱动和感测电路系统108中的一些或所有部分安装在台板24中。可使用旋转耦接器29来将可旋转台板中的元件(例如线圈106)电连接到台板外部的元件(例如驱动和感测电路系统108)。
对于具有台板中的传感器102的感应监测系统而言，导体130被安置为与抛光垫30的顶面(即，抛光面)接触。因此，导体130定位于抛光垫30的相对于传感器102的远侧上。在一些实施方式中，导体是调节盘66(参照图1A)。在一些实施方式中，导体130可具有穿过该导体的一个或多个孔，例如主体可以是回路。在一些实施方式中，导体是不具有孔的实心(solid)片材。这些导体中的任一者可以是调节盘66的一部分。
随着台板24旋转，传感器102在导体130下方扫掠。通过用特定频率取样来自电路系统108的信号，监测系统100产生横跨导体130(例如横跨调节盘66)的多个位置处的测量。每次扫掠时，可以选出或组合这些位置中的一处或多处的测量。
参照图3，线圈106产生磁场120。在磁场120到达导体130时，磁场120可以穿过导体130并产生电流(例如，若导体130是回路的话)和/或磁场产生涡电流(例如，若导体130是片材的话)。这产生了可被电路系统108测量的有效阻抗，因此产生了表示抛光垫30的厚度的信号。
针对驱动和感测电路系统108的各种配置是可能的。例如，驱动和感测电路系统108可包括边际振荡器，并可将用于边际振荡器以维持恒定的振幅的驱动电流用于信号。或者，可用恒定的频率对驱动线圈106进行驱动，并可将来自感测线圈的电流的振幅或相位(相对于驱动振荡器)用于信号。
作为台板中的传感器的替代或补充，例如，如图1B中所示，监测系统100可包括定位于抛光垫30上方的传感器102’。例如，可将垫子厚度传感器102’定位于调节头64中、调节器臂62上、或载体头70上。可例如通过弹簧103将传感器102’偏压，以与抛光垫30的抛光面34接触。
垫厚度传感器102’也可以是电磁感应监测系统。在此情况下，传感器102’可与传感器120类似，且包括磁芯104、围绕核芯104缠绕的至少一个线圈106、和电连接到线圈106的驱动和感测电路系统108。来自核芯104的磁场120可穿过抛光垫且在下层的导体(例如台板24)中产生涡电流。有效阻抗取决于传感器102与台板24之间的距离，且这可被电路系统108感测到，因此提供了抛光垫30的厚度的测量。
或者，传感器102’可以是接触式轮廓仪。
控制器90(例如通用可编程数字计算机)从原位抛光垫厚度监测系统100接收信号，并可被配置为从该信号产生抛光垫30的厚度的测量。如上所述，由于调节处理，抛光垫的厚度随时间而改变(例如随着抛光数十或数百个基板的处理而改变)。因此，在多个基板的期间内，来自原位抛光垫厚度监测系统100的所选出或组合的测量提供了指示抛光垫30的厚度的改变的值的时变序列。
传感器102的输出可以是数字电子信号(若传感器的输出是模拟信号，则可通过传感器或控制器中的ADC将模拟信号转换成数字信号)。数字信号是由信号值序列组成的，其中信号值之间的时段取决于传感器的取样频率。可将此信号值序列称为信号与时间的关系曲线。可将信号值序列表示为一组值SN。
为了建立信号强度与抛光垫厚度的关系，可将已知厚度(如由轮廓仪、针规或类似设备所测量到的厚度)的抛光垫安置在台板上并测量信号强度。
在一些实施方式中，来自传感器102的信号强度与抛光层的厚度线性相关。在此情况下，在以下的等式中，值Th＝S或Th＝A*S，其中A是用来将函数与已知的抛光垫厚度的数据拟合(fit)的常数。
然而，来自传感器102的信号强度不一定与抛光层的厚度线性相关。例如，信号强度可以是抛光层的厚度的指数函数。
可接着将厚度的指数函数与数据拟合。例如，函数可为以下形式：
S＝Ae-B*Th
其中S是信号强度，Th是抛光垫厚度，而A及B是被调整为将函数与已知的抛光垫厚度的数据拟合的常数。
对于之后用于抛光的抛光垫而言，控制器90可使用此函数来从信号强度计算抛光垫厚度。更详细而言，可将控制器被配置为从信号强度的等效对数函数产生抛光垫厚度Th的量度，例如从如下的函数产生：
Figure BDA0002424917030000071
然而，可以使用其他的函数，例如二阶或更高阶的多项式函数，或折线。因此，可将信号值序列SN转换成厚度值序列ThN。
控制器90也被配置为从该信号产生抛光垫30的磨损率的测量。可通过将线性函数与随时间测量到的垫厚度值SN进行拟合来计算磨损率。例如，可将函数与来自运行窗口(例如最后N个晶片)的厚度值拟合，其中N是取决于你想要垫磨损率较接近瞬时磨损率还是较接近平均垫磨损率来选择的。较小的N值对于噪声是更具反应性的。较大的N值反应性较小，但瞬时性也较小。在一些实施方式中，运行窗口是最后3-30个测量。
然而，如上所述，垫厚度测量容易受到噪声影响。详细而言，可能在每次开始抛光新的基板时和每次抛光系统进入湿闲置模式时引入噪声。然而，可使用并入线性预测的滤波器来平滑化厚度测量的数列。可使用此相同的滤波器来计算目前的垫磨损率。线性预测是使用目前和过去的数据来预测未来数据的统计技术。可用保持追踪目前与过去数据的自相关的一组公式来实施线性预测，且相较于用简单的多项式外插法所可能预测到的数据，线性预测能够预测未来更久远的数据。
可将厚度和磨损率表示如下：
Thk+1＝Thk-αCRk
CRk+1＝CRk+ωk
Figure BDA0002424917030000081
其中Th是垫子厚度，CR是瞬时的垫磨耗率(或削减率)，α指示每次垫厚度测量之间的调节时间量(这可由操作员设定)，而ω是白噪声参数。若是每个基板测量垫一次，则α与一个基板的调节时间相同。可以每小时为单位来测量厚度的削减率，但可以用秒为单位来测量测量之间的时间，所以可通过除以3600来执行转换。例如，可将CR表示为密耳/小时(mils/hr)，而每个晶片的调节时间在CMP抛光配方中是用秒来指定的。
在一些实施方式中，线性预测滤波器是卡尔曼滤波器。可将卡尔曼滤波器的一个示例用如下的矩阵格式表示：
xk＝(Thk，(Rk)T
Figure BDA0002424917030000091
Figure BDA0002424917030000092
其中xk是状态向量，该状态向量包括垫厚度和垫磨损率以作为状态空间的两个轴分量，ΔdF是调节盘上的下压力的变化，β是垫子磨损率与下压力之间的比率(β可随着调节盘的寿命变化而变化)，yk是垫厚度输出(例如这是使用感应式传感器来测量的)，vk表示测量噪声，而ωk是白噪声参数。注意，上述的系统和测量模型是随机性的公式表示，而非确定性的。ω指示垫磨损率(CR)可以从一个基板到下一个基板以一个随机量漂移。Ck是将测量到的输出与状态向量相关联的矩阵。
可将卡尔曼滤波器的状态估算时间外插表示为
Figure BDA0002424917030000093
其中Ak-1是状态矩阵
Figure BDA0002424917030000094
且可将卡尔曼滤波器的误差协方差外插表示为
Figure BDA0002424917030000095
其中Pk是状态估算中的误差的协方差，而Qk是噪声向量W w/ω的协方差矩阵。可将卡尔曼滤波器的测量更新表示为：|
Figure BDA0002424917030000096
对于上述的各种等式，可使用以下的矩阵格式值：
Figure BDA0002424917030000101
在抛光垫30的厚度的量度满足阈值时，控制器90可向抛光系统20的操作员产生需要更换抛光垫30的警报。替代性或附加地，可将抛光垫的厚度的测量馈送到原位基板监测系统40，例如被原位基板监测系统40用来调整来自基板10的信号。
在抛光垫30的磨损率的量度满足阈值时，控制器90可向抛光系统20的操作员产生需要更换调节盘66的警报。替代地或附加地，控制器90可以调整来自调节盘66上的调节器头64的下压力，以维持恒定的抛光垫磨损率。可以假设，磨损率与调节盘66上的下压力成比例。
在一些实施方式中，若磨损率的测量落在预定范围之外，则这可以指示抛光处理存在问题(调节盘以外的问题)，且控制器90可产生警报。
若传感器102被定位于抛光垫30上方且测量到台板24的距离，则传感器102将产生不需要大量处理的有效连续的信号。
然而，若传感器102被安装在台板24中且与该台板一起旋转并测量到导体130的距离，则传感器102即使在该传感器不在导体130下方时也可能产生数据。图4绘示了在台板24的两次旋转的整个过程期间来自传感器102的“原始”信号150。台板的单次旋转由时段R所指示。
可将传感器102配置为使得导体130越靠近(且因此抛光垫30越薄)，信号强度就越强。如图4中所示，起初传感器102可能在载体头70和基板10下方。因为基板上的金属层是薄的，其仅产生微弱的信号(由区域152所指示)。相比之下，在传感器102在导体130下方时，传感器102产生强信号(由区域154所指示)。在那些时间之间，传感器102产生了更加低的信号(由区域156所指示)。
可使用若干技术来过滤来自传感器102的信号中的不与导体130对应的部分。抛光系统20可包括位置传感器以感测传感器102何时在导体130下方。例如，可将光学断路器安装在固定位置处，且可将标志附接到台板24的周边。标志的附接点和长度被选择为使其产生传感器102在基板导体130下方扫掠的信号。举另一个例子，抛光系统20可包括编码器，以决定台板24的角度位置，并使用此信息来确定传感器102何时在导体130下方扫掠。在任一情况下，控制器90可排除信号中的来自传感器102不在导体130下方的时期的部分。
替代地或附加地，控制器可仅将信号150与阈值T进行比较(参照图4)并排除信号中的不符合阈值T(例如低于阈值T)的部分。
由于调节器头64横跨抛光垫30的扫掠，传感器102可能不完全经过导体130的中心下方。例如，传感器102可能仅沿着导体的边缘穿过。在此情况下，因为出现较少的导电材料，信号强度将是较低的(例如，如由信号150的区域158所示)且这并不是抛光垫30的厚度的可靠指示器。排除信号中的不符合阈值T的部分的优点是，控制器90也可排除由沿着导体130的边缘穿过的传感器102所造成的这些不可靠的测量。
在一些实施方式中，针对每次扫掠，可对信号150中的未被排除的部分求平均以产生扫掠的平均信号强度。
若抛光系统20包括原位基板监测系统40，则原位抛光垫监测系统100可以是第一电磁感应监测系统(例如第一涡电流监测系统)，而基板监测系统40可以是第二电磁感应监测系统(例如第二涡电流监测系统)。然而，由于受监测的不同元件，第一和第二电磁感应监测系统会被构建为具有不同的振谐频率。
可将原位抛光垫厚度监测系统用在各种抛光系统中。抛光垫或载体头或两者可移动以提供抛光面与基板之间的相对移动。抛光垫可以是固定到台板的圆形的(或一些其他形状)垫子、在供应辊与收取辊之间延伸的窄带、或连续的带。可将抛光垫固定在台板上、在抛光操作之间在台板上渐进地推进、或在抛光期间在整个台板上连续驱动。可在抛光期间将垫子固定到台板，或在抛光期间在台板与抛光垫之间可以存在流体轴承。抛光垫可以是标准(例如具有或不具有填料的聚氨酯)的粗糙垫、软垫、或固定式磨料的垫子。
此外，尽管以上说明聚焦于抛光期间的监测，但可以在抛光基板之前或之后(例如在将基板传输到抛光系统的同时)获得抛光垫的量度。
可用数字电子电路系统、或用计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中所公开的结构性构件及其结构等效物)、或用上述项目的组合实施本发明的实施方式及本说明书中所述的所有功能性操作。可将本发明的实施方式实施为一个或多个计算机程序产品(即，有形地实施于信息介质中(例如非暂时性机器可读取储存介质中或传播信号中)的一个或多个计算机程序)，以供由数据处理装置(例如可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机)执行或控制该数据处理装置的操作。可用任何形式的程序语言(包括编译的或解译的语言)撰写计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)，且可用任何形式部署该计算机程序(包括部署为独立程序、或部署为模块、元件、子程序或适于用在计算环境中的其他单元)。计算机程序不一定与文件对应。可将程序储存在文件的容纳其他程序或数据的一部分中、储存在专用于所论述的程序的单个文件中、或储存在多个协同文件(例如储存一个或多个模组、子例程或代码部分的文件)中。可将计算机程序部署为在一个计算机上执行、或在一个场所处或跨多个场所分布且由通信网路互连的多个计算机上执行。
可通过执行一个或多个计算机程序以通过在输入数据上进行操作并产生输出执行功能的一个或多个可程序化处理器，来执行本说明书中所述的过程和逻辑流程。也可通过以下项目来执行过程或逻辑流程，且也可将装置实施为以下项目：特殊用途逻辑电路系统(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))。
已描述了本发明的许多实施方式。尽管如此，将了解到，可在不脱离本发明的精神及范围的情况下做出各种修改。因此，其他的实施方式落入随附的权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于化学机械抛光的装置，包括：
台板，具有表面以支撑抛光垫；
载体头，用于将基板固定为抵靠该抛光垫的抛光面；
垫调节器，用于将调节盘固定为抵靠该抛光面；
原位抛光垫厚度监测系统；和
控制器，被配置为从该监测系统接收信号并通过将预测滤波器应用至该信号来产生抛光垫磨损率测量。
2.如权利要求1所述的装置，其中该原位抛光垫厚度监测系统包括电磁感应监测系统。
3.如权利要求2所述的装置，其中该电磁感应监测系统包括固定在该台板中的磁芯，以产生磁场来在该调节盘中的金属层中感应电流。
4.如权利要求2所述的装置，其中该电磁感应监测系统包括固定在该垫调节器上的磁芯，以产生磁场来在该台板中感应电流。
5.如权利要求4所述的装置，其中该垫调节器包括在该台板上延伸的臂，且该磁芯被固定在该垫调节器的该臂上。
6.如权利要求5所述的装置，其中该臂被配置为横跨该抛光垫执行振荡扫掠运动。
7.如权利要求1所述的装置，其中该控制器被配置为若该垫磨损率测量超过阈值则产生警报。
8.如权利要求1所述的装置，其中该控制器被配置为基于该垫磨损率测量来调整该垫调节器在该调节盘上的下压力，以维持实质恒定的磨损率。
9.如权利要求1所述的装置，其中该控制器被配置为将该预测滤波器应用至该信号以产生滤波信号，该滤波信号包括调整值序列，且其中该控制器被配置为通过以下步骤来针对该调整值序列中的每个调整值产生该滤波信号：
从该测量值序列产生至少一个预测值，及
从该测量值序列和该预测值计算该调整值。
10.如权利要求9所述的装置，其中该控制器被配置通过使用线性预测从该测量值序列产生至少一个预测值来产生该至少一个预测值。
11.如权利要求10所述的装置，其中该预测滤波器包括卡尔曼滤波器。
12.一种操作化学机械抛光装置的方法，该方法包括以下步骤：
用抛光垫抛光基板；
用调节盘调节该抛光垫；
用原位垫厚度监测系统监测该抛光垫的厚度，并从该监测系统产生信号；和
通过将预测滤波器应用至该信号来产生垫磨损测量。
13.如权利要求12所述的方法，其中将该预测滤波器应用至该信号的步骤产生滤波信号，该滤波信号包括调整值序列，且其中产生该滤波信号的步骤包括针对该调整值序列中的每个调整值执行以下步骤：
从该测量值序列产生至少一个预测值，和
从该测量值序列和该预测值计算该调整值。
14.如权利要求13所述的方法，其中产生该至少一个预测值的步骤包括使用线性预测来从该测量值序列产生至少一个预测值。
15.如权利要求14所述的方法，其中该预测滤波器包括卡尔曼滤波器。
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