KR101917344B1 - 측정된 스펙트럼에 대해 회절 효과들을 갖는 광학적 모델의 피팅 - Google Patents

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Abstract

폴리싱 작업 제어 방법이 폴리싱동안 인-시츄 광학적 모니터링 시스템으로 측정된 스펙트럼들의 시간이 지남에 따른 시퀀스를 획득하는 단계를 포함한다. 시퀀스로부터 각각의 측정된 스펙트럼에 대해 광학적 모델이 피팅된다. 광학적 모델은 반복적 구조의 차원들을 포함하고, 상기 피팅하는 단계는 상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함하고, 상기 광학적 모델의 파라미터들은 종점 파라미터 및 상기 반복적 구조의 파라미터를 포함한다. 상기 피팅하는 단계는 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스를 생성하며, 기판에 대한 압력의 조정 또는 폴리싱 종점 중 적어도 하나가 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스로부터 결정된다.

Description

측정된 스펙트럼에 대해 회절 효과들을 갖는 광학적 모델의 피팅{FITTING OF OPTICAL MODEL WITH DIFFRACTION EFFECTS TO MEASURED SPECTRUM}
본 명세서는, 예를 들면 기판들의 화학적 기계적 폴리싱 중의 폴리싱 제어 방법들에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 상의 전도성, 반도체성, 또는 절연성 층들의 순차적 증착에 의해 전형적으로 집적 회로가 기판 상에 형성된다. 다양한 제조 프로세스들은 기판 상의 층의 평탄화를 요구한다. 예를 들면, 특정 적용예들, 예를 들어 패터닝된 층의 트렌치들 내에 비아들, 플러그들 및 라인들을 형성하기 위해 금속 층을 폴리싱하는 것에 대해, 패터닝된 층의 상단면이 노출될 때까지 상부(overlying) 층이 평탄화된다. 다른 적용예들, 예를 들면 포토리소그래피를 위한 유전체 층의 평탄화에서, 하부 층 위에 희망 두께가 남아 있을 때까지 상부 층이 폴리싱된다.
화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 한가지 용인된 평탄화 방법이다. 이 평탄화 방법은 전형적으로 캐리어 헤드 상에 기판이 장착되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로 회전하는 폴리싱 패드를 향하여(against) 배치된다. 캐리어 헤드는 기판 상에 제어가능한 부하를 제공하여, 폴리싱 패드를 향하여 기판을 압박한다(push). 연마 입자들을 갖는 슬러리와 같은 폴리싱 액이 전형적으로 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.
CMP의 한가지 문제점은 폴리싱 프로세스가 완료되었는지 여부, 즉 기판 층이 희망 평탄도 또는 두께로 평탄화되었는지 여부, 또는 희망 양의 재료가 제거된 시기를 결정하는 데에 있다. 기판 층의 초기 두께, 슬러리 조성, 폴리싱 패드 상태, 폴리싱 패드와 기판 사이의 상대 속도, 및 기판에 대한 부하의 편차들(variations)이 재료 제거율(removal rate)의 편차들을 야기할 수 있다. 이들 편차들은 폴리싱 종점에 도달하는데 필요한 시간의 편차들을 야기한다. 그러므로, 단지 폴리싱 시간의 함수로서만 폴리싱 종점을 결정하는 것이 가능하지 않을 수 있다.
일부 시스템들에서, 폴리싱중에, 예를 들면 폴리싱 패드의 윈도우를 통해 기판이 인-시츄로 광학적으로 모니터링된다. 일부 광학적 모니터링 프로세스들에서, 스펙트럼이 인-시츄로, 즉 CMP의 폴리싱 프로세스 중에 측정된다. 그러나, 기존의 광학적 모니터링 기법들은 반도체 디바이스 제조자들의 증가하는 요구들을 충족시키지 못할 수 있다.
폴리싱중에 인-시츄로 측정된 스펙트럼으로부터 종점 데이터를 도출하는 것에 대한 한가지 접근법은 함수, 예를 들면 광학적 모델을 측정된 스펙트럼에 피팅하는 것이다. 광학적 모델은 다수의 파라미터들, 예를 들면 스택 내의 각 층의 두께, 굴절률 및 흡광 계수(extinction coefficient)를 갖는 함수이다. 광학적 모델은 파라미터들을 기초로 출력 스펙트럼을 생성한다. 광학적 모델을 측정된 스펙트럼에 피팅함으로써, 예를 들면 회귀 기법들(regression techniques)에 의해 파라미터들이 선택되어, 측정된 스펙트럼을 꼭 맞게(closely) 매칭시키는 출력 스펙트럼을 제공한다.
디바이스 웨이퍼가 전형적으로 패터닝되며, 그에 따라 상이한 층 스택들을 갖는 구역들을 포함한다는 것이 잠재적 문제점이다. 광학적 모델은 디바이스 웨이퍼의 패터닝된 성질(patterned nature)을 설명하지 않을 수 있고, 결과적으로 종점 결정이 비신뢰적일 수 있다. 그러나, 이러한 문제점에 대응하기 위한 기법은 상이한 층 스택들을 포함하는 패터닝된 기판의 부분을 모델링하고, 예를 들면 기판의 측정된 구역에 걸쳐서 모델링된 부분이 반복된다는 추정 하에 생성된 엄격한 결합 파형 분석(Rigorous Coupled Waveform Analysis)을 이용하여, 회절 효과들을 계산하는 것이다.
일 양태에서, 폴리싱 작업 제어 방법이 기판의 제 1 층을 폴리싱하는 단계, 폴리싱 중에 인-시츄 광학적 모니터링 시스템으로 측정된 스펙트럼들의 시간이 지남에 따른 시퀀스를 획득하는 단계, 측정된 스펙트럼들의 시퀀스로부터 각각 측정된 스펙트럼에 대하여 측정된 스펙트럼에 대해 광학적 모델을 피팅하는 단계, 및 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스로부터 기판에 대한 압력의 조정 또는 폴리싱 종점 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 피팅하는 단계는 측정된 스펙트럼과 상기 광학적 모델의 출력 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 파라미터들을 발견하는 것을 포함한다. 상기 광학적 모델은 반복적 구조의 차원들을 포함하고, 상기 피팅하는 단계는 상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함하고, 상기 파라미터들은 상기 반복적 구조의 파라미터 및 종점 파라미터를 포함한다. 상기 피팅하는 단계는 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스를 생성하고, 시퀀스의 각각의 종점 파라미터 값은 상기 측정된 스펙트럼들의 시퀀스의 스펙트럼들 중 하나와 연관된다.
실행예들이 하기의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 종점 파라미터는 제 1 층의 두께를 포함할 수 있다. 상기 반복적 구조의 파라미터는 반복적 구조의 피치 또는 폭 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 반복적 구조는 반복적 라인들을 포함할 수 있다. 상기 반복적 구조의 파라미터는 라인 피치 또는 라인폭 중 적어도 하나를 포함한다. 압력의 조정 또는 폴리싱 종점 중 적어도 하나를 결정하는 것은 라인들의 비저항을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 라인들의 비저항을 결정하는 것은 두께의 값과 라인폭의 값을 곱하는 것을 포함할 수 있다. 반복적 구조의 파라미터는 반복적 구조의 재료 조성, 굴절률, 또는 흡광 계수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 최소 차이는 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 제곱 차이의 합(a sum of squares difference)일 수 있다. 반복적 구조는 2차원 피쳐를 포함할 수 있다. 반복적 구조의 파라미터는 피쳐 피치, 피쳐 형상, 또는 피쳐에 의해 점유된 비율 영역(percentage area) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 엄격한 결합 파 분석(RCWA)을 실행하는 것을 포함할 수 있다. 광학적 모델은 제 1 반복적 구조를 갖는 기판의 구역을 나타내는 제 1 하위-모델 및 상이한 제 2 반복적 구조를 갖는 기판의 구역을 나타내는 제 2 하위-모델을 포함할 수 있고, 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 제 1 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 제 1 중간 출력 스펙트럼을 계산하는 것 및 제 2 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 제 2 중간 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 및 상기 제 1 중간 출력 스펙트럼 및 제 2 중간 출력 스펙트럼을 결합하는 것을 포함할 수 있다. 상기 피팅하는 단계는 상기 측정된 스펙트럼과 광학적 모델의 출력 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 제 1 중간 출력 스펙트럼 및 제 2 중간 출력 스펙트럼의 비율 기여(percentage contribution)를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 제 1 편광에 대한 제 1 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 상이한 제 2 편광에 대한 제 2 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 및 출력 스펙트럼을 생성하기 위해 상기 제 1 출력 스펙트럼 및 제 2 출력 스펙트럼을 결합하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 출력 스펙트럼 및 제 2 출력 스펙트럼을 결합하는 것은 제 1 출력 스펙트럼 및 제 2 출력 스펙트럼을 평균하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 편광은 s-편광일 수 있으며, 제 2 편광은 p-편광일 수 있다. 상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 s-편광과 p-편광 사이의 45°각도의 편광에 대한 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 반복적 구조의 파라미터는 트렌치 라이너 층의 폭을 포함할 수 있다. 광학적 모델은 광학적 모델에서 제시된 층들의 스택의 최하부 층으로서, 라이너 층 재료, 예를 들면 탄탈룸을 가질 수 있다.
다른 양태에서, 기계 판독가능한 저장 디바이스에서 유형적으로 구체화된 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품이 이 방법을 실행하기 위한 명령들을 포함한다.
특정 실행예들이 하기의 이점들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 측정된 스펙트럼에 대해 광학적 모델이 피팅될 수 있으며, 종점에 대한 시기의 표시, 예를 들면 폴리싱 중인 층의 두께가 피팅된 파라미터들로부터 결정될 수 있다. 기판의 패터닝된 성질 및 기판 내의 반복적 피쳐들에 의해 야기된 회절 효과들이 광학적 모델에서 설명될 수 있다. 희망 폴리싱 종점을 탐지하기 위한 종점 시스템의 신뢰성이 향상될 수 있으며, 웨이퍼-내 및 웨이퍼-대-웨이퍼 두께 불-균일성(WIWNU 및 WTWNU)이 감소될 수 있다.
도 1은 폴리싱 장치의 예시의 개략적 단면도를 도시한다.
도 2는 다중 존들(multiple zones)을 갖는 기판의 개략적 평면도를 도시한다.
도 3은 폴리싱 패드의 평면도를 도시하고 기판 상에서 인-시츄 측정들이 취해지는 위치들을 도시한다.
도 4는 인-시츄 광학적 모니터링 시스템으로부터 측정된 스펙트럼을 도시한다.
도 5는 스택의 층들의 1-차원 모델을 이용하는 기판의 일부의 모델을 도시한다.
도 6은 스택의 층들의 2-차원 모델을 이용하는 기판의 일부의 모델을 도시한다.
도 7은 인덱스 트레이스(index trace)를 도시한다.
도 8은 상부 층의 유격(clearance)이 탐지된 후에 수집된 인덱스 값들에 대한 선형 함수 피팅(linear function fit)을 갖는 인덱스 트레이스를 도시한다.
도 9는 폴리싱 작업을 제어하기 위한 예시 프로세스의 흐름도이다.
여러가지 도면들에서 동일한 참조 번호들 및 명칭들(designations)은 동일한 요소들을 지시한다.
하나의 광학적 모니터링 기법은 폴리싱 중에 기판으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼들을 측정하는 것 및 측정된 스펙트럼들에 함수, 예를 들면 광학적 모델을 피팅시키는 것이다. 디바이스 웨이퍼가 전형적으로 패터닝되며, 그에 따라 상이한 층 스택들을 갖는 구역들(resions)을 포함하는 것이 잠재적 문제점이다. 광학적 모델은 디바이스 기판의 패터닝된 성질을 설명하지 않을 수 있고, 결과적으로 종점 결정이 비신뢰적일 수 있다.
디바이스 기판의 패턴을 설명하기 위해, 광학적 모델은 기판 상의 반복적 피쳐에 의해 생성된 회절 효과들을 포함할 수 있다. 회절 효과들은 엄격한 결합 파형 분석을 이용하여 계산될 수 있다. 반복적 피쳐는 적어도 하나의 파라미터에 의해 나타날 수 있다. 폴리싱 중인 층의 두께는 광학적 모델의 다른 파라미터가 될 수 있다. 측정된 스펙트럼에 광학적 모델을 피팅함으로써, 측정된 스펙트럼과 꼭 맞게 매칭하는 출력 스펙트럼을 제공하기 위해, 예를 들면 회귀 기법들에 의해 파라미터들이 선택된다.
기판은 (폴리싱을 겪을) 제 1 층 및 제 1 층 아래에 배치된 제 2 층을 포함할 수 있다. 제 1 층 및 제 2 층 모두는 적어도 반-투명하다. 동시에(together), 제 2 층 및 하나 또는 둘 이상의 추가 층들(존재하는 경우)이 제 1 층 아래에 층 스택을 제공한다. 층들의 예시들은 절연체, 패시베이션, 에치 스톱(etch stop), 배리어 층 및 캡핑 층들을 포함한다. 그러한 층들의 재료들의 예시들은 산화물, 가령 실리콘 이산화물, 저-k 재료, 가령 탄소 도핑된 실리콘 이산화물, 예를 들면 (Applied Materials, Inc.로부터의) Black Diamond™ 또는 (Novellus Systems, Inc.로부터의) Coral™, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 탄소-실리콘 질화물(SiCN), 금속 질화물, 예를 들면 탄탈룸 질화물 또는 티타늄 질화물, 또는 테트라에틸 오르소실리케이트(TEOS)로부터 형성된 재료를 포함한다.
화학적 기계적 폴리싱이 이용되어, 미리결정된 두께의 제 1 층이 제거될 때까지, 미리결정된 두께의 제 1 층이 남을 때까지, 또는 제 2 층이 노출될 때까지 기판을 평탄화할 수 있다.
도 1은 폴리싱 장치(100)의 예시를 도시한다. 폴리싱 장치(100)는 폴리싱 패드(100)가 배치되는 회전가능한 디스크 형상의 플래튼(120)을 포함한다. 플래튼은 축(125)을 중심으로 회전하도록 작동가능하다. 예를 들어, 플래튼(120)을 회전시키기 위해 모터(121)가 드라이브 샤프트(124)를 돌릴(turn) 수 있다. 폴리싱 패드(110)는 외부 폴리싱 층(112) 및 보다 연성의 백킹 층(114)을 갖는 2-층 폴리싱 패드일 수 있다.
폴리싱 장치(100)는 포트(130)를 포함하여, 슬러리와 같은 폴리싱 액(132)을 폴리싱 패드(110) 상에서 패드로 분배할 수 있다. 폴리싱 장치는 또한 폴리싱 패드(110)를 안정된 연마 상태로 유지하도록 폴리싱 패드(110)를 연마하기 위한 폴리싱 패드 컨디셔너를 포함할 수 있다.
폴리싱 장치(100)는 하나 또는 둘 이상의 캐리어 헤드들(140)을 포함한다. 각각의 캐리어 헤드(140)는 폴리싱 패드(110)를 향하여 기판(10)을 유지시키도록 작동가능하다. 각각의 캐리어 헤드(140)는 각각의 개별 기판과 연관된 폴리싱 파라미터들, 예를 들면 압력의 독립적인 제어를 하게 할 수 있다.
특히, 각각의 캐리어 헤드(140)는 가요성 멤브레인(144) 아래에 기판(10)을 유지하기 위해 유지 링(142)을 포함할 수 있다. 각각의 캐리어 헤드(140)는 또한 멤브레인에 의해 형성된 복수의 독립적으로 제어가능한 가압가능 챔버들, 예를 들면 3개의 챔버들(146a 내지 146c)을 포함하며, 이 챔버들은 가요성 멤브레인(144) 상의 및 그에 따라 기판(10) 상의 관련 존들(148a 내지 148c)(도 3 참조)에 독립적으로 제어가능한 압력을 인가할 수 있다. 도 3을 참조하면, 중심 존(148a)은 실질적으로 원형일 수 있고, 나머지 존들(148b-148c)은 중심 존(148a) 주위의 동심의 환형 존들일 수 있다. 예시의 용이성을 위해 단지 3개의 챔버들만 도 1 및 도 2에 도시되지만, 하나 또는 두개의 챔버들, 또는 넷 또는 그 초과의 챔버들, 예를 들면 5개의 챔버들이 존재할 수 있다.
도 1로 되돌아가서, 각각의 캐리어 헤드(140)가 지지 구조물(150), 예를 들면 캐러셀(carousel)로부터 현수되고, 드라이브 샤프트(152)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(154)에 연결되어, 캐리어 헤드는 축(155)을 중심으로 회전할 수 있다. 선택적으로, 각각의 캐리어 헤드(140)는, 예를 들면 캐러셀(150) 상의 슬라이더들 상에서 측방향으로; 또는 캐러셀 자체의 회전식 진동(oscillation)에 의해서 진동할 수 있다. 작동시, 플래튼은 그 중심 축(125)을 중심으로 회전되며, 각각의 캐리어 헤드는 그 중심 축(155)을 중심으로 회전되고 폴리싱 패드의 상단면을 가로질러 측방향으로 병진된다.
하나의 캐리어 헤드(140)만이 도시되지만, 폴리싱 패드(110)의 표면적이 효율적으로 이용될 수 있도록 추가의 기판들을 유지시키기 위해 더 많은 캐리어 헤드들이 제공될 수 있다. 따라서, 동시적인 폴리싱 프로세스를 위해 기판들을 유지시키도록 구성된 캐리어 헤드 조립체들의 수는, 적어도 부분적으로, 폴리싱 패드(110)의 표면적에 기초할 수 있다.
폴리싱 장치는 또한 인-시츄 광학적 모니터링 시스템(160), 예를 들면 분광 사진술의(spectrographic) 모니터링 시스템을 포함하며, 이 모니터링 시스템은 하기에서 논의되는 바와 같은 폴리싱 레이트를 조정할지 여부, 또는 폴리싱 레이트에 대한 조정을 결정하는데 이용될 수 있다. 개구(즉, 패드를 통하여 연장하는 구멍) 또는 솔리드 윈도우(118)를 포함함으로써, 폴리싱 패드를 통한 광학적 액세스(access)가 제공된다. 솔리드 윈도우(118)는, 예를 들면 폴리싱 패드 내의 개구를 채우는 플러그로서 폴리싱 패드(110)에 고정될 수 있고, 예를 들면 폴리싱 패드에 몰딩되거나 접착식으로 고정되지만, 일부 실행예들에서 솔리드 윈도우는 플래튼(120) 상에 지지되고 폴리싱 패드 내의 개구 내로 돌출할 수 있다.
광학적 모니터링 시스템(160)은 광원(162), 광 탐지기(164), 및 원격 제어기(190), 예를 들면 컴퓨터와 광원(162) 및 광 탐지기(164) 사이에서 신호들을 송신 및 수신하기 위한 회로망(circuitry; 166)을 포함할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 광섬유들이 이용되어 광원(162)으로부터 폴리싱 패드 내의 광학적 액세스로 빛을 전송하고, 기판(10)으로부터 탐지기(164)로 반사된 빛을 전송할 수 있다. 예를 들면, 분기된 광섬유(170)가 이용되어 광원(162)으로부터 기판(10)으로 그리고 다시 탐지기(164)로 빛을 전송할 수 있다. 분기된 광섬유는 광학적 액세스에 근접하여 위치된 트렁크(172) 및 각각 광원(162) 및 탐지기(164)에 연결되는 2개의 지류들(174 및 176)을 포함할 수 있다.
일부 실행예들에서, 플래튼의 상단면은 분기된 섬유의 트렁크(172)의 일단부를 유지시키는 광학적 헤드(168)가 내부로 피팅되는 리세스(128)를 포함할 수 있다. 광학적 헤드(168)는 트렁크(172)의 상단부와 솔리드 윈도우(118) 사이의 수직 거리를 조정하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다.
회로망(166)의 출력은 디지털 전자 신호일 수 있으며, 이 신호는 드라이브 샤프트(124)에서 회전식 커플러(129), 예를 들면 슬립 링을 통해 광학적 모니터링 시스템을 위한 제어기(190)로 통과한다. 유사하게, 광원은 제어기(190)로부터 회전식 커플러(129)를 통해 광학적 모니터링 시스템(160)으로 나아가는(pass) 디지털 전자 신호들의 제어 명령들에 응답하여 턴 온 되거나 턴 오프 될 수 있다. 대안적으로, 회로망(166)은 무선 신호에 의해 제어기(190)와 통신할 수 있다.
광원(162)은 백색광을 방출하도록 작동가능할 수 있다. 일 실행예에서, 방출된 백색광은 200 내지 800 나노미터의 파장들을 갖는 빛을 포함한다. 적합한 광원은 크세논 램프 또는 크세논 수은 램프이다.
광 탐지기(164)는 분광계(spectrometer)일 수 있다. 분광계는 전자기 스펙트럼의 일부에 걸쳐서 빛의 강도를 측정하기 위한 광학적 기구이다. 적합한 분광계는 격자 분광계이다. 분광계에 대한 전형적인 출력은 파장(또는 주파수)의 함수로서의 빛의 강도이다. 도 4는 측정된 스펙트럼(300)의 예시를 도시한다.
전술한 바와 같이, 광원(162) 및 광 탐지기(164)는 이들의 작동을 제어하고 이들의 신호들을 수신하도록 작동가능한 컴퓨팅 디바이스, 예를 들면 제어기(190)에 연결될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 폴리싱 장치 가까이에 놓인 마이크로프로세서, 예를 들면 프로그램가능한 컴퓨터를 포함할 수 있다. 제어에 관하여, 컴퓨팅 디바이스는, 예를 들어 광원의 활성화를 플래튼(120)의 회전과 동기화할 수 있다.
일부 실행예들에서, 인-시츄 모니터링 시스템(160)의 광원(162) 및 탐지기(164)는 플래튼(120) 내에 설치되고, 플래튼(120)과 회전한다. 이 경우, 플래튼의 운동은 센서가 각각의 기판을 가로질러 스캐닝하게 할 것이다. 특히, 플래튼(120)이 회전할 때, 제어기(190)는 광학적 액세스가 기판(10) 아래를 지나기 직전에 시작하여 그 직후에 끝나는 일련의 플래시들을 광원(162)이 방출하게 할 수 있다. 대안적으로, 컴퓨팅 디바이스는 각각의 기판(10)이 광학적 액세스 위를 지나기 직전에 시작하여 그 직후에 끝나는 빛을 광원(162)이 연속적으로 방출하게 할 수 있다. 어떠한 경우에도, 탐지기로부터의 신호는 샘플링 주파수에서 스펙트럼들의 측정치들을 생성하기 위해 샘플링 기간에 걸쳐서 통합될(integrated) 수 있다.
작동시, 제어기(190)는, 예를 들면 광원의 특정 플래시에 대해 또는 탐지기의 시간 프레임(time frame) 동안 광 탐지기에 의해 수신된 빛의 스펙트럼을 설명하는 정보를 반송하는 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 이 스펙트럼은 폴리싱 중에 인-시츄로 측정된 스펙트럼이다.
도 3에 의해 도시된 바와 같이, 탐지기가 플래튼 내에 설치되는 경우, (화살표(204)에 의해 도시된) 플래튼의 회전으로 인해, 윈도우(108)가 캐리어 헤드 아래에서 이동할 때, 샘플링 주파수에서 스펙트럼들의 측정들을 실행하는 광학적 모니터링 시스템은 기판(10)을 가로지르는 호형(arc)으로 위치들(201)에서 스펙트럼들의 측정들이 이루어지게 할 것이다. 예를 들면, 점들(201a 내지 201k)의 각각은 모니터링 시스템에 의한 스펙트럼 측정의 위치를 나타낸다(점들의 수는 예시적이며; 샘플링 주파수에 따라서, 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 측정들이 이루어질 수 있다). 샘플링 주파수는 윈도우(108)의 스위프(sweep) 당 5 내지 20개의 스펙트럼들이 수집되도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 샘플링 기간은 3 내지 100 밀리초일 수 있다.
도시된 바와 같이, 플래튼의 1 회전에 걸쳐서, 기판(10) 상의 상이한 반경들로부터 스펙트럼들이 획득된다. 즉, 일부 스펙트럼들은 기판(10)의 중심에 더 가까운 위치들로부터 획득되고, 일부는 에지에 더 가깝다. 따라서, 타이밍, 모터 인코더 정보, 및 기판 및/또는 유지 링의 에지의 광학적 탐지를 기초로, 기판을 가로지르는 광학적 모니터링 시스템의 임의의 주어진 스캔을 위해, 제어기(190)는 스캔으로부터 각각의 측정된 스펙트럼에 대한 (스캐닝중인 기판의 중심에 대한) 방사상 위치를 계산할 수 있다. 폴리싱 시스템은 또한 회전식 위치 센서, 예를 들면 고정식 광학적 차단기를 통과할 플래튼의 에지에 부착된 플랜지를 포함하여, 어느 기판인지에 대해 및 측정된 스펙트럼의 기판 상의 위치에 대해 결정하기 위한 추가 데이터를 제공할 수 있다. 제어기는 그에 따라 여러가지 측정된 스펙트럼들을 기판들(10a 및 10b) 상의 제어가능한 존들(148b 내지 148e)(도 2 참조)과 연관시킬 수 있다. 일부 실행예들에서, 스펙트럼의 측정 시간은 방사상 위치의 정확한 계산을 위한 대체물로서 이용될 수 있다.
플래튼의 다수의 회전들에 걸쳐서, 각 존에 대해, 시간이 지남에 따라 스펙트럼들의 시퀀스가 획득될 수 있다. 임의의 특정 이론에 제한되지 않고, 기판(10)으로부터 반사된 빛의 스펙트럼이 최외곽 층의 두께의 변화들로 인해 (예를 들면, 기판에 걸친 단일 스위프 동안이 아니라, 플래튼의 다수의 회전들에 걸쳐서) 폴리싱 진행들로서 진전되며, 그에 따라 시변 스펙트럼들의 시퀀스를 산출한다. 또한, 층 스택의 특정 두께들에 의해 특정 스펙트럼들이 나타난다.
제어기, 예를 들면 컴퓨팅 디바이스는 함수, 예를 들면 광학적 모델을 측정된 스펙트럼에 피팅시키도록 프로그램될 수 있다. 함수는 다수의 입력 파라미터들을 가지며, 입력 파라미터들로부터 계산된 출력 스펙트럼을 생성한다. 입력 파라미터들은 적어도 폴리싱 종점이 쉽게 결정될 수 있는 파라미터, 예를 들면 제 1 층의 두께를 포함한다. 그러나 폴리싱 종점이 쉽게 결정될 수 있는 파라미터는 또한 제거된 두께, 또는 폴리싱 프로세스를 통한 기판의 진행에 대한 보다 포괄적인 표현(representation), 예를 들면 미리결정된 진행을 따르는 폴리싱 프로세스에서 스펙트럼이 관찰될 것으로 기대될 플래튼 회전들의 수 또는 시간을 나타내는 인덱스 값(index value)일 수 있다. 일부 실행예들에서, 시퀀스의 각각의 스펙트럼들에 함수가 피팅되며, 그에 따라 피팅된 파라미터 값들의 시퀀스, 예를 들면 피팅된 두께 값들의 시퀀스를 생성한다.
광학적 모델은 적어도 부분적으로 기판상의 반복적 피쳐에 의해 생성된 회절 효과들을 설명한다. 입력 파라미터들 중 적어도 하나는 반복적 피쳐의 특징을 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 반복적 피쳐는 1-차원 모델(예를 들면, 반복적 라인들 및 공간들)로 표현될 수 있다. 이 경우, 반복적 피쳐로부터 생긴 회절된 빛은 "1-차원(1-D)" 회절 격자로 광학적으로 모델링될 수 있으며, 입력 파라미터는 라인 폭 또는 라인 피치일 수 있다. 이 모델은 다수의 평행한 전도성 트레이스들을 갖는 기판의 구역들에 적합할 수 있다.
대안적으로, 도 6을 참조하면, 반복적 피쳐는 2-차원 모델(예를 들면, 반복적 형상들)로 표현될 수 있다. 이 경우, 반복적 피쳐로부터 생긴 회절된 빛은 "2-차원(2-D)" 회절 격자로 광학적으로 모델링될 수 있으며, 입력 파라미터는 어느 한 차원 또는 양 차원들에서의 피쳐 차원 및/또는 피쳐 피치일 수 있다. 이 모델은 반복적 셀들, 예를 들면 DRAM 구조들을 갖는 기판의 영역들에 적합할 수 있다. 2-D 모델은 (제 1 광학적 특성들을 갖는) 하나의 재료의 부분(310) 및 (상이한 광학적 특성들을 갖는) 상이한 재료의 부분(320)을 포함하는 단위 셀(300)을 포함한다. 도 6은 주위와 상이한 재료로 된 단순한 2-D 평행육면체(parallelepiped) 부피를 도시하지만, 반복적 피쳐는 보다 복잡할 수 있으며, 다수의 하위 피쳐들을 포함할 수 있다.
광학적 모델의 다른 입력 파라미터들은 층들의 각각의 두께, 굴절률 및/또는 흡광 계수를 포함할 수 있다.
회절 효과들은 엄격한 결합 파형 분석을 이용하여 계산될 수 있다. 특히, 엄격한 결합 파형 분석(RCWA)이 이용되어 회절 효과들을 모델링 및 계산할 수 있다. RCWA 방정식들이 이용되어 각각의 파장에 대한 반사율(R)을 생성하고, 그 뒤 각각의 파장에서의 회절 효율을 결정할 수 있다.
RCWA의 세부사항들은 Moharam 등에 의한 "Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings" 및 Moharam 등에 의한 "Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach"에서 제시되며, 이들 각각은 인용에 의해 포함된다.
예를 들면, "1-D" 회절 격자의 광학적 모델링을 위해, "Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach"로부터의 방정식들(24-26)이 이용되어 각 파장에 대한 R을 생성할 수 있으며, "Formulation for stable and efficient implementation of the rigorous coupled-wave analysis of binary gratings"으로부터의 방정식들(25 및 45)을 통해 각 파장에서의 회절 효율이 결정될 수 있다.
회절 효율은 인-시츄 모니터링 시스템의 반사율 스펙트럼들을 매칭시키기 위해 블랭킷 실리콘의 회절 효율에 대해 정규화되며, 또한 램프, 패드 및 프로세스 효과들을 제거하기 위해 실리콘에 대해 정규화된다. 실리콘-정규화된 회절 효율은 그 후 측정된 스펙트럼들에 비교된다.
2-D 구조에 대해 회절된 빛을 모델링하는 것은 보다 복잡하지만, 1-D 라인으로부터 2-D 평면으로 외삽된 기법에 있어서 유사하다.
전술한 방법은 유일한 방법은 아니며, 1-D 또는 2-D 구조의 회절 효율을 결정하기 위해 반드시 가장 빠르거나 가장 정확한 방법은 아니다. 예를 들면, Lifeng Li에 의한 "Multilayer modal method for diffraction gratings of arbitrary profile, depth, and permittivity"에서 설명된 바와 같은 대안적인 기법들이 존재한다. 그러나 이들 여러가지 기법들에서, 모델은 반복적 구조에 의해 야기된 회절을 포함한다.
파라미터들 중 적어도 2개에 대해, 광학적 모델의 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 파라미터 값들이 계산된다. 적어도 2개의 파라미터들 중 제 1 파라미터는, 폴리싱 종점이 쉽게 결정될 수 있는 파라미터, 예를 들면 제 1 층의 두께를 포함한다. 적어도 2개의 파라미터들 중 제 2 파라미터는 반복적 피쳐의 차원적 특징을 나타내는 입력 파라미터일 수 있다. 예를 들면, 적어도 2개의 파라미터들 중 제 2 파라미터는 반복적 피처의 라인폭일 수 있다. 적어도 2개의 파라미터들 중 제 2 파라미터에 대한 다른 가능성들은 라인 피치, 피쳐의 재료에 대한 면적 밀도(area density)(예를 들면, 모델링중인 디바이스의 얼마나 많은 면적이 주어진 재료에 의해 소모되는지), 또는 구조물들의 수직 형상 및 깊이(예를 들면, 정사각형으로 최적으로 모델링된 구리 라인인가 또는 깊이를 갖고 테이퍼링되는가)를 포함한다.
예시에서, 기판 상의 트레이스들의 어레이를 설명하기 위해, 입력 파라미터들은 입사광의 각도(예를 들면, 0도), 트레이스들의 피치, 모델링된 층들의 수, 각 층의 두께, 트레이스들의 라인폭, 입력 및 출력 평면들의 n 및 k 값들, 피쳐(들)의 n 및 k 값들 및 각 층에 대한 피쳐(들)의 외부의 구역(들)(예를 들면, 릿지(ridge) 및 홈), 및 분석된 파장 범위를 포함한다. 광학적 모델의 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 라인 폭 및 최외곽 층의 두께에 대한 값들이 결정된다.
입력 파라미터들 중 일부는 고정된 값들을 가질 수 있다. 입력 파라미터들 중 일부는 변화하도록 허용될 수 있다; 이들은 피팅 프로세스의 일부로서 값들이 결정될 파라미터들이다. 피팅의 일부로서 값들이 결정되는 그러한 입력 파라미터들은 미리결정된 범위들 사이의 편차로 제한될 수 있다. 입력 파라미터들에 대한 범위들은 1) 변성 피팅들(degenerative fits)을 방지하고 2) 적정 레벨의 시간을 계속 계산하도록 선택될 수 있다. 입력 파라미터의 값에 대해 허용된 범위가 너무 큰 경우, 변성 피팅의 가능성이 증가한다. 사용자는 파라미터들의 일부에 대한 명목 파라미터 값들(예를 들면, 여러가지 재료들에 대한 라인 폭, 예상 두께, 및 굴절률 및 흡광 계수)을 모델에 입력할 수 있다. 사용자는 또한 파라미터 값들 중 일부에 대해 허용된 범위들을 모델에 입력할 수 있다. 이들 명목 값들 및 범위들은 폴리싱중인 디바이스/층에 대한 사용자의 지식에 기초할 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 경계 조건들이 파라미터들에 부여될 수 있다. 예를 들면, 층(j)에 대한 두께(t)는 최소 값(TMINj)과 최대 값(TMAXj) 사이에서 변화하도록 허용될 수 있다. 재료 특성들, 예를 들면 굴절률(n), 흡광 계수(k)인 파라미터들, 및/또는 구조적 특성들, 예를 들면 라인 폭인 파라미터들에 유사한 경계 조건들이 부여될 수 있다. 경계 값들은 제조 프로세스 내의 편차에 대한 인식(knowledge)을 기초로 작업자에 의해 입력될 수 있다.
일부 실행예들에서, 광학적 모델의 방정식들에 직접적으로 입력 파라미터들이 공급된다. 그러나, 일부 실행예들에서 입력 파라미터들은 복수의 픽셀 그리드들을 생성하는데 이용될 수 있다. 상이한 2-D 패턴을 갖는 디바이스의 각각의 층이 그 자신의 픽셀 그리드를 이용하여 모델링되어서, 픽셀 그리드들의 스택에 의해 3-D 디바이스가 표현된다. 스택 내의 각각의 픽셀 그리드에는 그 자신의 두께가 할당될 수 있다. 그리드는 x 방향 및 y 방향에서 사용자 정의된 크기이며, 픽셀들의 스케일(scale)이 또한 사용자 정의될 수 있다. 그리드 내의 각각의 픽셀에는 픽셀 내의 재료를 기초로 굴절률 및 흡광 계수가 할당된다. 그 후 픽셀들의 어레이를 기초로 회절이 계산된다. 일련의 그리드 슬라이스들을 결합함으로서, 임의의 디바이스를 3 차원으로 모델링할 수 있다.
예를 들면, 반복적 라인들의 구역을 모델링하기 위해, 입력 파라미터들은 라인폭과, 라인들의 피치, 및 라인들의 재료 조성과 라인들 사이의 구역의 재료 조성을 포함할 수 있다. 그 후 픽셀 어레이가 생성될 것이다; 픽셀이 라인의 일부인지 또는 라인들 사이의 구역의 부분인지 여부의 결정이 라인폭 및 피치를 기초로 이루어진다. 픽셀이 라인의 일부라면, 픽셀에는 라인의 재료 조성에 대한 굴절률 및 흡광 계수 값들이 할당될 것이다. 픽셀이 라인의 일부가 아니라면, 픽셀에는 라인들 사이의 구역의 재료 조성에 대한 굴절률 및 흡광 계수 값들이 할당될 것이다.
일부 실행예들에서, 광학적 모델은 금속 라인의 존재(presence)를 모델링한다. 그러나, 금속 라이너 재료, 예를 들면 탄탈룸이 이용되어 금속 라인의 재료, 예를 들면 구리 대신, 금속 기여(contribution)를 모델링할 수 있다. 라이너 아래에 또는 라이너 옆에 놓이는 라이너 및 구리 모두를 완전히 모델링하는 것이 가능할 수 있지만, 그러나 이는 너무 복잡하거나 계산적으로 집약적(computationally intensive)일 수 있으며; 라이너 재료만이 이용되는 경우, 모델은 단순화되고 계산 시간이 감소될 수 있다.
일부 인-라인 계측 시스템들(metrology systems)이 다수의 상이한 입사각들로 편광된 광 빔들로 기판을 조명한다. 그에 반해, 인-시츄 모니터링 시스템은 비편광된 광으로 기판을 조명한다. 게다가, 비편광된 광은 단일한 입사각으로 있을 수 있다.
비편광된 광을 설명하기 위해, 출력 스펙트럼의 계산은 광의 제 1 편광에 대한 제 1 스펙트럼의 계산 및 광의 제 2 편광에 대한 제 2 스펙트럼의 계산을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 편광은 s-편광일 수 있고, 제 2 편광은 p-편광일 수 있다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼의 계산은 그렇지 않으면 입력 파라미터들에 대한 동일한 값들로 수행될 수 있다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼은 그 후 출력 스펙트럼을 생성하도록 평균될 수 있다.
대안적으로, 단지 단일한 스펙트럼이 s 편광과 p 편광 중간의 편광을 이용하여 계산될 수 있으며, 예를 들면 45°각도의 편광을 이용하여 계산될 수 있다. 대안적으로, 상이한 편광들에 대해 셋 또는 그 초과의 스펙트럼들이 계산될 수 있으며, 셋 또는 그 초과의 스펙트럼들은 출력 스펙트럼을 생성하도록 평균될 수 있다. 편광의 각도들의 수를 증가시킴으로써 모델의 정확도가 향상될 수 있다.
일부 실행예들에서, 광학적 모델은 다수의 광학적 하위-모델들을 포함할 수 있다. 각각의 광학적 하위-모델은, 예를 들면 여러가지 입력 파라미터들을 갖는 전술한 광학적 모델로서 작용하지만, 상이한 하위-모델은 기판 상의 상이한 패터닝 구역들을 나타낸다. 패터닝이 상이하기 때문에, 회절의 효과는 상이할 것이며, 결과적인 스펙트럼이 상이할 것이다. 각각의 하위-모델은 중간 스펙트럼을 생성할 수 있으며, 중간 스펙트럼들은 출력 스펙트럼을 생성하도록 결합될 수 있다. 각각의 중간 스펙트럼의 상대 중량(relative weight), 예를 들면 비율 기여는 피팅 프로세스의 일부로서 계산되는 파라미터들 중 하나일 수 있다.
이는 광 빔이 기판 상에 상이한 패턴들을 갖는 구역들을 조명할 가능성을 광학적 모델이 설명할 수 있게 한다. 따라서, 모델은, 2개의 구조들로부터 광이 동시에 수집되는 것이 일어난 경우, 예를 들면 광 스팟(light spot)이 하나의 구조 상의 중간에 및 상이한 구조 상의 중간에 놓인 경우, 생성될 하나의 출력 스펙트럼을 제공할 수 있다. 예를 들면, 광 스팟이 피치(A)를 갖는 1-D 격자 상의 중간에 있었고 광 스팟의 나머지 절반이 피치(B)의 구조 상의 중간에 있었다면, 그러한 반사율 스펙트럼에 대해 적당한 모델은 모두(both)에 대해 동일한 가중치를 갖는 각각의 광 스팟의 조합이었던 모델일 것이다.
광학적 모델을 측정된 스펙트럼에 피팅할 때, 측정된 스펙트럼에 밀접하게 매치하는 출력 스펙트럼을 제공하도록 파라미터들이 선택된다. 밀접한 매치는 이용 가능한 계산력(computational power) 및 시간 제약들을 고려할 때, 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 최소 차이의 계산인 것으로 고려될 수 있다. 폴리싱중인 층의 두께는 그 후 두께 파라미터로부터 결정될 수 있다.
출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 차이의 계산은 측정된 스펙트럼과 스펙트럼들에 걸친 출력 스펙트럼 사이의 절대 차이들의 합, 또는 측정된 스펙트럼과 기준 스펙트럼 사이의 제곱 차이들의 합일 수 있다. 차이를 계산하기 위한 다른 기법들이 가능하며, 예를 들면 측정된 스펙트럼과 출력 스펙트럼 사이의 교차-상관(cross-correlation)이 계산될 수 있다.
최접근 출력 스펙트럼을 찾기 위해 파라미터들을 피팅하는 것은 함수의 전체적 최소값(함수에 의해 생성된 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 차이)을 다차원 파라미터 공간(함수에서 가변 값들이 되는 파라미터들을 가짐)에서 찾는 것의 일례로 간주될 수 있다. 예를 들면, 함수가 광학적 모델인 경우, 파라미터들은 층들의 두께, 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)를 포함할 수 있다.
회귀 기법들이 이용되어 함수에서의 국소 최저치를 찾도록 파라미터들을 최적화할 수 있다. 회귀 기법들의 예시들은 기울기 하강(Gradient Descent) 및 가우스-뉴튼(Gauss-Newton)의 조합을 활용하는 레벤버그-마쿼트(Levenberg-Marquardt; L-M); Fminunc() - 매트랩 함수; lsqnonlin() - L-M 알고리즘을 사용하는 매트랩 함수; 및 시뮬레이팅된 어닐링을 포함한다. 또한, 심플렉스 법(simplex method)과 같은 비-회귀 기법들을 이용하여 파라미터들을 최적화할 수 있다.
최소치를 정확히 하는데 회귀 기법들 또는 비-회귀 기법들만을 이용하는 것에 대한 잠재적 문제점은 함수에 다수의 국조 최저치들이 존재할 수 있다는 점이다. 전체 최저치가 아닌 국소 최저치에 접근하여 회귀가 시작되면, 회귀 기법들이 최적 해법을 향해 "아래로(downhill)"만 갈 것이기 때문에, 틀린 해법이 결정될 수 있다. 그러나, 다수의 국소 최저치들이 식별되는 경우, 이들 최저치들 전부에 대해 회귀가 수행될 수 있으며, 최소 차이를 갖는 것에 의해 최적 해법이 식별될 것이다. 대안적인 접근법이 시간 기간에 걸쳐 모든 국소 최저치들로부터 모든 해법들을 추적하는 것일 것이며, 시간이 지남에 따라 어느 것이 최적 해법인지를 결정할 것이다. 전체적 최저치들을 식별하기 위한 기법들의 예시들은 유전적 알고리즘들; (다수의 시작 점들로부터 병렬 계산으로 회귀 기법들을 실행하는) 멀티-시동(multi-start); 전체 검색 - 매트랩 함수; 및 패턴 탐색을 포함한다.
피팅 프로세스의 출력은 적어도 폴리싱 종점이 쉽게 결정될 수 있는 파라미터들, 예를 들면 폴리싱중인 층의 두께 파라미터를 포함하는, 피팅된 파라미터들의 세트이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 피팅된 파라미터는 또한 미리결정된 진행을 따르는 폴리싱 프로세스에서 스펙트럼이 관찰될 것으로 예상될 플래튼 회전들의 수 또는 시간을 나타내는 인덱스 값일 수 있다.
두께가 아니라, 폴리싱중인 층 내의 구조의 차원들을 나타내는 하나 또는 둘 이상의 파라미터들을 이용하여 일부 다른 메트릭(metric)이 계산될 수 있다. 예를 들면, 라인 폭은 피팅되는 파라미터들 중 하나일 수 있으며, 즉 라인 폭은 피팅 프로세스에서 변화하도록 허용될 수 있다. 각각의 측정된 스펙트럼에 대해 피팅이 실행되기 때문에, 이는 구조의 차원들을 나타내는 파라미터 값들의 시퀀스, 예를 들면 라인 폭 값들의 시퀀스를 생성한다.
일부 실행예들에서, 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 금속 라인 비저항 값(Rs)이, 예를 들면 층 두께 값과 라인 폭 값을 곱함으로써, 계산된다. 이는 금속 라인 비저항 값들의 시퀀스를 생성한다. 이 종점은 금속 라인 비저항 값들의 시퀀스로부터 결정될 수 있다.
이제 단일 기판의 단일 존만에 대한 결과들을 도시하는 도 7을 참조하면, 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스, 예를 들면 광학적 모델 함수를 측정된 스펙트럼들의 시퀀스에 피팅시킴으로써 생성된 두께 값들 또는 저항 값들이 값들(212)의 시변 시퀀스를 생성한다. 값들(212)의 이러한 시퀀스는 트레이스(210)로 지칭될 수 있다. 일반적으로, 트레이스(210)는 기판 아래에서의 광학적 모니터링 시스템의 스위프당 하나의, 예를 들면 정확하게 하나의 값을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 함수, 예를 들면 알려진 순서의 다항식 함수, 예를 들면 1차 함수(예를 들면, 라인(214))가 측정된 스펙트럼들로부터 도출된 값들의 시퀀스에 피팅된다. 이 함수는 거친(robust) 라인 피팅을 이용하여 피팅될 수 있다. 다른 함수들, 예를 들면 2차의 다항 함수들이 이용될 수 있지만, 라인은 계산의 용이성을 제공한다.
선택적으로, 함수는 시간(TC) 이후에 수집된 값들로 피팅될 수 있다. 시간(TC) 이전에 수집된 스펙트럼들에 대한 값들은 함수를 값들의 시퀀스에 피팅할 때 무시될 수 있다. 이는 폴리싱 프로세스에서 초기에 발생할 수 있는 측정된 스펙트럼들의 노이즈를 제거하는 것을 도울 수 있거나, 다른 층의 폴리싱 중에 측정된 스펙트럼들을 제거할 수 있다.
폴리싱은 라인(214)이 타겟 값(TT)과 교차하는 종점 시간(TE)에 정지될 수 있다. 대안적으로, 폴리싱은 단순히 값들의 시퀀스가, 예를 들면 시퀀스에 대해 임의의 함수를 피팅하지 않고도 타겟 값과 교차하는 시간에 정지될 수 있다.
도 9는 제품 기판을 폴리싱하는 방법(700)의 흐름도를 도시한다. 제품 기판은 광학적 모델에서 제시된 것과 적어도 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
예를 들면 전술한 인-시츄 모니터링 시스템을 이용하여, 제품 기판이 폴리싱되고(단계 702), 측정된 스펙트럼들의 시퀀스가 폴리싱 중에 획득된다(단계 704). 측정된 스펙트럼들의 시퀀스를 획득하기 전에, 여러 가지 예비 폴리싱 단계들이 존재할 수 있다. 예를 들면, 하나 또는 둘 이상 상부 층들, 예를 들면 전도성 층 또는 유전체 층이 제거될 수 있고, 상부 층의 제거 및 제 1 층의 간극이 탐지될 때, 스펙트럼들의 측정이 트리거링될 수 있다. 예를 들면, 시간(TC)에서(도 6 참조) 제 1 층의 노출은 기판으로부터, 또는 수집된 스펙트럼들의 분산(dispersion)으로부터 반사된 빛의 전체 강도 또는 모터 토크의 갑작스러운 변화에 의해 탐지될 수 있다.
광학적 모델의 파라미터들은 측정된 스펙트럼에 대해 최소 차이를 갖는 출력 스펙트럼을 생성하도록 시퀀스로부터 각각의 측정된 스펙트럼에 피팅되며, 그에 따라 값들의 시퀀스를 생성한다(단계 706). 측정된 스펙트럼에 파라미터들을 피팅하는 것은 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함한다(단계 706a).
선택적으로, 함수, 예를 들면 선형 함수가 측정된 스펙트럼들에 대한 값들의 시퀀스에 피팅된다(단계 708). 일단 종점 값(예를 들면 계산된 파라미터 값, 예를 들어, 파라미터 값들의 시퀀스에 대한 선형 함수 피팅으로부터 생성된 두께 값)이 타겟 값에 도달하면, 폴리싱이 정지될 수 있다(단계 710). 예를 들면, 종점 파라미터로서의 두께에 관하여, 선형 함수가 타겟 두께와 동일할 시간이 계산될 수 있다. 타겟 두께(TT)는 폴리싱 작업 이전에 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 저장될 수 있다. 대안적으로, 제거할 타겟 양은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 타겟 두께(TT)는 제거할 타겟 양으로부터 계산될 수 있다. 예를 들면, 두께 차이(TD)는 제거할 타겟 양으로부터, 예를 들면 인덱스에 대한 제거된 양의 경험적으로 결정된 비율(예를 들면, 폴리싱 레이트)로부터 및 상부 층의 간극이 탐지되는 시간(TC)(도 6 참조)에 시작 두께(ST)에 두께 차이(TD)를 더하는 것으로부터 계산될 수 있다.
예를 들면, 인용에 의해 본원에 포함된 U.S. 출원 일련번호 제13/096,777호에 기재된 기법들을 이용하여, 보다 균일한 폴리싱을 제공하기 위해, 캐리어 헤드의 챔버들에 인가된 압력을 조정하도록 기판의 상이한 존들로부터의 두께 값들의 시퀀스들을 이용하는 것이 또한 가능하다(일반적으로, 유사한 기법들을 사용하기 위해 두께 값이 인덱스 값으로 대체될 수 있다). 일부 실행예들에서, 두께 값들의 시퀀스가 기판의 하나 또는 둘 이상의 존들의 폴리싱 레이트를 조정하기 위해 이용되지만, 폴리싱 종점을 탐지하기 위해 다른 인-시츄 모니터링 시스템 또는 기법이 이용된다.
또한, 상기 논의는 플래튼 내에 설치된 광학적 종점 모니터를 갖는 회전하는 플래튼을 가정하지만, 모니터링 시스템과 기판 사이의 다른 유형들의 상대 운동에 대해 시스템이 적용가능할 수 있다. 예를 들면, 일부 실행예들, 예를 들어, 궤도 운동에서, 광원은 기판 상의 상이한 위치들을 가로지르지만, 기판의 에지는 가로지르지 않는다. 그러한 경우들에, 수집된 스펙트럼들은 여전히 그룹화될 수 있으며, 예를 들면 스펙트럼들은 특정 주파수에서 수집될 수 있으며, 시간 기간 내에 수집된 스펙트럼들은 고려된 그룹의 일부일 수 있다. 이 시간 기간은 각 그룹에 대해 5 내지 20개의 스펙트럼들이 수집되도록 충분히 길어야 한다.
본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 기판이라는 용어는, 예를 들면(예를 들어, 다수의 메모리 또는 프로세서 다이들을 포함하는) 제품 기판, 테스트 기판, 베어 기판(bare substrate), 및 격자 기판을 포함할 수 있다. 기판은 집적 회로 제조의 여러가지 단계들에 있을 수 있는데, 예를 들어 기판은 베어 웨이퍼일 수 있거나, 하나 또는 둘 이상의 증착된 및/또는 패터닝된 층들을 포함할 수 있다. 기판이라는 용어는 원형 디스크들 및 직사각형 시트들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 및 본 명세서에 기재된 모든 기능적 작동들은 본 명세서에서 개시된 구조적 수단 및 그 구조적 등가물들을 포함하는 디지털 전자 회로망에서, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어에서, 또는 이들의 조합들에서 실행될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 데이터 프로세싱 장치, 예를 들면 프로그램가능한 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들에 의한 실행을 위해, 또는 이들의 작동을 제어하기 위해, 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터 프로그램 제품들, 즉 비-일시적 기계 판독가능 저장 매체에서 유형적으로 구체화되는 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터 프로그램들로서 실시될 수 있다.
전술한 폴리싱 장치 및 방법들은 여러가지 폴리싱 시스템들에 적용될 수 있다. 폴리싱 패드, 또는 캐리어 헤드들, 또는 이들 모두는 폴리싱 표면과 기판 사이에 상대 운동을 제공하도록 이동할 수 있다. 예를 들면, 플래튼은 회전하지 않고(rather than) 궤도를 선회할 수 있다(orbit). 폴리싱 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 일부 다른 형상) 패드일 수 있다. 종점 탐지 시스템의 일부 양태들은, 예를 들면 폴리싱 패드가 선형적으로 이동하는 연속적이거나 릴-투-릴인 벨트인 경우, 선형 폴리싱 시스템들에 적용가능할 수 있다. 폴리싱 층은 표준(예를 들면, 필러들을 갖거나 갖지 않는 폴리우레탄) 폴리싱 재료, 연성 재료, 또는 고정-입자 재료일 수 있다. 상대 배치(positioning)에 대한 용어들이 이용된다; 폴리싱 표면 및 기판은 수직 배향 또는 일부 다른 배향으로 유지될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 특정 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들이 하기의 청구항들의 범위 이내이다.

Claims (21)

  1. 폴리싱 작업 제어 방법으로서:
    기판의 제 1 층을 폴리싱하는 단계;
    폴리싱 중에, 인-시츄 광학적 모니터링 시스템으로 측정된 스펙트럼들의 시간이 지남에 따른 시퀀스를 획득하는 단계;
    상기 측정된 스펙트럼들의 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 측정된 스펙트럼에 광학적 모델을 피팅하는 단계 ― 상기 피팅하는 단계는 상기 측정된 스펙트럼과 상기 광학적 모델의 출력 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 상기 광학적 모델의 파라미터들을 찾는 것을 포함하고, 상기 광학적 모델의 파라미터들은 외부 층의 두께 및 반복적 구조의 차원들을 포함하고, 상기 피팅하는 단계는 상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함하고, 상기 파라미터들은 상기 반복적 구조의 파라미터 및 종점 파라미터를 포함하며, 상기 피팅하는 단계는 피팅된 두께 값들의 시퀀스를 생성하고, 상기 피팅된 두께 값들의 시퀀스의 각각의 두께 값은 상기 측정된 스펙트럼들의 시퀀스의 스펙트럼들 중 하나와 연관됨 ―; 및
    상기 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스로부터 기판에 대한 압력의 조정 또는 폴리싱 종점 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 종점 파라미터는 상기 제 1 층의 두께를 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 파라미터는 상기 반복적 구조의 폭 또는 피치 중 적어도 하나를 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반복적 구조는 반복적 라인들을 포함하고, 상기 압력의 조정 또는 상기 폴리싱 종점 중 적어도 하나를 결정하는 단계는 상기 라인들의 비저항을 결정하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 라인들의 비저항을 결정하는 것은 상기 두께의 값과 상기 라인들의 라인폭의 값을 곱하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 파라미터는 반복적 구조의 재료 조성, 흡광 계수 또는 굴절률 중 적어도 하나를 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 최소 차이는 상기 출력 스펙트럼과 상기 측정된 스펙트럼 사이의 제곱 차이의 합을 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적 구조는 반복적 라인들을 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 파라미터는 상기 라인들의 피치 또는 상기 라인들의 라인폭 중 적어도 하나를 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적 구조는 2-차원 피쳐를 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 파라미터는 피쳐 피치, 피쳐 형상, 또는 상기 피쳐에 의해 점유되는 비율 영역 중 적어도 하나를 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 엄격한 결합 파 분석(RCWA)을 실행하는 것을 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 모델은 제 1 반복적 구조를 갖는 기판의 구역(region)을 나타내는 제 1 하위-모델 및 상이한 제 2 반복적 구조를 갖는 기판의 구역을 나타내는 제 2 하위-모델을 포함하고, 상기 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 제 1 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 제 1 중간 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 제 2 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 제 2 중간 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 및 상기 제 1 중간 출력 스펙트럼 및 상기 제 2 중간 출력 스펙트럼을 결합하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피팅하는 단계는 상기 광학적 모델의 출력 스펙트럼과 상기 측정된 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 상기 제 1 중간 출력 스펙트럼 및 상기 제 2 중간 출력 스펙트럼의 비율 기여를 계산하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 제 1 편광에 대한 제 1 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 상이한 제 2 편광에 대한 제 2 출력 스펙트럼을 계산하는 것, 및 출력 스펙트럼을 생성하기 위해 상기 제 1 출력 스펙트럼 및 상기 제 2 출력 스펙트럼을 결합하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 출력 스펙트럼 및 상기 제 2 출력 스펙트럼을 결합하는 것은 상기 제 1 출력 스펙트럼 및 상기 제 2 출력 스펙트럼을 평균하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 편광은 s-편광이고, 상기 제 2 편광은 p-편광인
    폴리싱 작업 제어 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 상기 출력 스펙트럼을 계산하는 것은 s-편광과 p-편광 사이의 45도 각도의 편광에 대한 출력 스펙트럼을 계산하는 것을 포함하는
    폴리싱 작업 제어 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복적 구조의 파라미터는 트렌치 라이너 층의 폭을 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학적 모델은, 상기 광학적 모델에서 제시된 층들의 스택의 최하부 층으로서 라이너 층 재료를 포함하는,
    폴리싱 작업 제어 방법.
  21. 폴리싱 작업을 제어하기 위한 명령들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체로서, 상기 명령들은 프로세서에 의해 수행되고, 상기 명령들은 상기 프로세서로 하여금
    기판의 제 1 층의 폴리싱 중에, 인-시츄 광학적 모니터링 시스템으로부터 측정된 스펙트럼들의 시간이 지남에 따른 시퀀스를 수용하게 하도록 구성된 명령;
    측정된 스펙트럼들의 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 측정된 스펙트럼에 광학적 모델을 피팅하게 하도록 구성된 명령 ― 상기 피팅하게 하도록 구성된 명령은 상기 광학적 모델의 출력 스펙트럼과 측정된 스펙트럼 사이의 최소 차이를 제공하는 상기 광학적 모델의 파라미터들을 찾기 위한 명령을 포함하고, 상기 광학적 모델의 파라미터들이 외부 층의 두께 및 반복적 구조의 차원들을 포함하고, 상기 피팅하게 하도록 구성된 명령은 상기 반복적 구조의 회절 효과들을 이용하여 출력 스펙트럼을 계산하기 위한 명령을 포함하고, 상기 파라미터들은 상기 반복적 구조의 파라미터 및 종점 파라미터를 포함하고, 상기 피팅하게 하도록 구성된 명령은 피팅된 두께 값들의 시퀀스를 생성하고, 상기 피팅된 두께 값들의 시퀀스의 각각의 두께 값은 상기 측정된 스펙트럼들의 시퀀스의 스펙트럼들 중 하나와 연관됨 ―; 및
    상기 피팅된 종점 파라미터 값들의 시퀀스로부터 기판에 대한 압력의 조정 또는 폴리싱 종점 중 적어도 하나를 결정하게 하도록 구성된 명령을 포함하는
    폴리싱 작업을 제어하기 위한 명령들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013133974A1 (en) * 2012-03-08 2013-09-12 Applied Materials, Inc. Fitting of optical model to measured spectrum
US9011202B2 (en) * 2012-04-25 2015-04-21 Applied Materials, Inc. Fitting of optical model with diffraction effects to measured spectrum
US9248544B2 (en) * 2012-07-18 2016-02-02 Applied Materials, Inc. Endpoint detection during polishing using integrated differential intensity
US20140242880A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Applied Materials, Inc. Optical model with polarization direction effects for comparison to measured spectrum
US20140242881A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Applied Materials, Inc. Feed forward parameter values for use in theoretically generating spectra
JP5958627B1 (ja) * 2015-09-08 2016-08-02 株式会社豊田中央研究所 摺動装置
JP7197999B2 (ja) 2018-05-11 2022-12-28 キオクシア株式会社 研磨装置および研磨パッド
CN112823080B (zh) * 2018-09-24 2023-07-14 应用材料公司 以机器视觉作为对cmp工艺控制算法的输入
JP2020181959A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 東京エレクトロン株式会社 学習方法、管理装置および管理プログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005142535A (ja) 2003-09-15 2005-06-02 Timbre Technologies Inc 光学的測定に使用する仮想プロファイルの選択方法、システム及び仮想プロファイルを選択するコンピュータ実行可能なコードを有する記録媒体
JP2008118145A (ja) 2006-11-07 2008-05-22 Tokyo Electron Ltd 偏光反射率計を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の連続測定
JP2011205070A (ja) 2010-03-02 2011-10-13 Ebara Corp 研磨監視方法、研磨方法、研磨監視装置、および研磨装置
WO2011146208A2 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Applied Materials, Inc. Feedback for polishing rate correction in chemical mechanical polishing
WO2011151121A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Asml Netherlands B.V. Measurement of a structure on a substrate

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5658183A (en) * 1993-08-25 1997-08-19 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing including optical monitoring
US5653622A (en) * 1995-07-25 1997-08-05 Vlsi Technology, Inc. Chemical mechanical polishing system and method for optimization and control of film removal uniformity
JP3109577B2 (ja) * 1997-03-27 2000-11-20 日本電気株式会社 半導体ウェハ研磨終点検出装置
US6489624B1 (en) 1997-07-18 2002-12-03 Nikon Corporation Apparatus and methods for detecting thickness of a patterned layer
JPH1148134A (ja) * 1997-08-11 1999-02-23 Nikon Corp 研磨終点検出方法、研磨終点検出装置及びこれを有する研磨装置
US6271047B1 (en) 1998-05-21 2001-08-07 Nikon Corporation Layer-thickness detection methods and apparatus for wafers and the like, and polishing apparatus comprising same
US6361646B1 (en) 1998-06-08 2002-03-26 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US6276987B1 (en) * 1998-08-04 2001-08-21 International Business Machines Corporation Chemical mechanical polishing endpoint process control
US6159073A (en) * 1998-11-02 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for measuring substrate layer thickness during chemical mechanical polishing
EP1322940A4 (en) 2000-07-31 2006-03-15 Asml Us Inc METHOD AND IN SITU DEVICE FOR DETECTING THE TURN POINT FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING
JP3844973B2 (ja) * 2001-03-16 2006-11-15 大日本スクリーン製造株式会社 基板の研磨終点検出
JP3932836B2 (ja) * 2001-07-27 2007-06-20 株式会社日立製作所 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いたデバイスの製造方法
US6947135B2 (en) * 2002-07-01 2005-09-20 Therma-Wave, Inc. Reduced multicubic database interpolation method for optical measurement of diffractive microstructures
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
JP4464642B2 (ja) * 2003-09-10 2010-05-19 株式会社荏原製作所 研磨状態監視装置、研磨状態監視方法、研磨装置及び研磨方法
US7264535B2 (en) * 2004-04-23 2007-09-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Run-to-run control of backside pressure for CMP radial uniformity optimization based on center-to-edge model
US7144297B2 (en) * 2005-05-03 2006-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus to enable accurate wafer prediction
US7495781B2 (en) 2006-07-10 2009-02-24 Tokyo Electron Limited Optimizing selected variables of an optical metrology model
JP5293186B2 (ja) * 2006-11-10 2013-09-18 住友電気工業株式会社 Ｓｉ−Ｏ含有水素化炭素膜とそれを含む光学デバイスおよびそれらの製造方法
JP5254668B2 (ja) * 2008-06-03 2013-08-07 株式会社荏原製作所 研磨終点検出方法
US20100120331A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 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
US8202738B2 (en) * 2010-05-05 2012-06-19 Applied Materials, Inc. Endpoint method using peak location of modified spectra
JP2014500613A (ja) 2010-10-15 2014-01-09 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 光学監視のためのスペクトルライブラリの構築
US20120278028A1 (en) 2011-04-28 2012-11-01 Jeffrey Drue David Generating model based spectra library for polishing
US9011202B2 (en) * 2012-04-25 2015-04-21 Applied Materials, Inc. Fitting of optical model with diffraction effects to measured spectrum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005142535A (ja) 2003-09-15 2005-06-02 Timbre Technologies Inc 光学的測定に使用する仮想プロファイルの選択方法、システム及び仮想プロファイルを選択するコンピュータ実行可能なコードを有する記録媒体
JP2008118145A (ja) 2006-11-07 2008-05-22 Tokyo Electron Ltd 偏光反射率計を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の連続測定
JP2011205070A (ja) 2010-03-02 2011-10-13 Ebara Corp 研磨監視方法、研磨方法、研磨監視装置、および研磨装置
WO2011146208A2 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Applied Materials, Inc. Feedback for polishing rate correction in chemical mechanical polishing
WO2011151121A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 Asml Netherlands B.V. Measurement of a structure on a substrate

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Publication number Publication date
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