KR102255963B1 - Determination of gain for eddy current sensor - Google Patents

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보그슬라우 에이. 스웨데크
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웬-치앙 투
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Abstract

일 양상에서, 폴리싱을 제어하는 방법은, 인-라인 또는 독립형 모니터링 시스템으로부터, 제 1 기판을 폴리싱하기 전에, 제 1 기판 상의 전도성 막의 초기 두께의 측정치를 수신하는 단계, 폴리싱 시스템에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 폴리싱하는 단계 ― 하나 또는 그 초과의 기판들은 제 1 기판을 포함함 ―, 하나 또는 그 초과의 기판들의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 하나 또는 그 초과의 기판들을 모니터링하는 단계, 제 1 기판의 폴리싱의 시작을 위해 제 1 신호의 시작 값을 결정하는 단계, 초기 두께의 측정치 및 시작 값에 기초하여, 게인을 결정하는 단계, 하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 1 신호의 적어도 일부에 대해, 게인 및 제 1 신호에 기초하여, 제 2 신호를 계산하는 단계를 포함한다.In one aspect, a method of controlling polishing comprises receiving, from an in-line or standalone monitoring system, a measurement of an initial thickness of a conductive film on the first substrate prior to polishing the first substrate, one or more in the polishing system. Polishing the substrates of the-one or more substrates comprising a first substrate-using an eddy current monitoring system to generate a first signal, during polishing of one or more substrates, one or more of the substrates Monitoring the excess substrates, determining a starting value of the first signal for initiation of polishing of the first substrate, determining a gain, based on a measurement of the initial thickness and the starting value, one or more For at least a portion of the first signal collected during polishing of at least one of the substrates, based on the gain and the first signal, calculating a second signal.

Description

와전류 센서를 위한 게인의 결정{DETERMINATION OF GAIN FOR EDDY CURRENT SENSOR}DETERMINATION OF GAIN FOR EDDY CURRENT SENSOR

본 개시는 화학적 기계적 폴리싱(polishing)에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 화학적 기계적 폴리싱 동안의 전도성 층의 모니터링에 관한 것이다.The present disclosure relates to chemical mechanical polishing and, more particularly, to monitoring of conductive layers during chemical mechanical polishing.

집적 회로는 전형적으로, 실리콘 웨이퍼 상의 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적인 증착에 의해, 기판 상에 형성된다. 다양한 제작 프로세스들은, 기판 상의 층의 평탄화(planarization)를 요구한다. 예컨대, 하나의 제작 단계는, 비-평탄한 표면 위에 필러(filler) 층을 증착하고, 필러 층을 평탄화하는 것을 수반한다. 특정한 애플리케이션들에 대해, 필러 층은, 패터닝된 층의 상단 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 예컨대, 금속 층이, 절연성 층에서의 홀들 및 트렌치들을 충전하기 위해, 패터닝된 절연성 층 상에 증착될 수 있다. 평탄화 후에, 패터닝된 층의 홀들 및 트렌치들에서의 금속의 남은 부분들은, 기판 상의 박막 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하는, 비아들, 플러그들, 및 라인들을 형성한다.Integrated circuits are typically formed on a substrate by sequential deposition of conductive, semiconducting, or insulating layers on a silicon wafer. Various fabrication processes require planarization of a layer on a substrate. For example, one fabrication step involves depositing a filler layer over a non-planar surface and planarizing the filler layer. For certain applications, the filler layer is planarized until the top surface of the patterned layer is exposed. For example, a metal layer may be deposited on the patterned insulating layer to fill holes and trenches in the insulating layer. After planarization, the remaining portions of the metal in the holes and trenches of the patterned layer form vias, plugs, and lines, which provide conductive paths between thin film circuits on the substrate.

화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 평탄화의 하나의 용인되는 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 헤드 상에 탑재되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로, 회전하는 폴리싱 패드에 대하여 배치된다. 캐리어 헤드는, 폴리싱 패드에 대하여 기판을 푸시(push)하도록, 기판 상에 제어가능한 로드(load)를 제공한다. 연마 입자들을 갖는 폴리싱 슬러리가 전형적으로, 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.Chemical mechanical polishing (CMP) is one accepted method of planarization. Such planarization methods typically require the substrate to be mounted on a carrier head. The exposed surface of the substrate is typically placed against a rotating polishing pad. The carrier head provides a controllable load on the substrate to push the substrate against the polishing pad. A polishing slurry with abrasive particles is typically supplied to the surface of the polishing pad.

CMP에서의 하나의 문제는, 폴리싱 프로세스가 완료되었는지, 즉, 기판 층이 원하는 편평도 또는 두께로 평탄화되었는지, 또는 원하는(desired) 양의 재료가 제거된 때를 결정하는 것이다. 슬러리 조성, 폴리싱 패드 조건, 기판과 폴리싱 패드 사이의 상대적인 속도, 기판 층의 초기 두께, 및 기판 상의 로드에서의 변화들은, 재료 제거 레이트에서의 변화들을 야기할 수 있다. 이러한 변화들은, 폴리싱 엔드포인트(endpoint)에 도달하기 위해 요구되는 시간에서의 변화들을 야기한다. 따라서, 단순히 폴리싱 시간의 함수로서 폴리싱 엔드포인트를 결정하는 것은, 웨이퍼 내에서의 또는 웨이퍼 간에서의 불-균일성을 초래할 수 있다.One problem with CMP is determining whether the polishing process is complete, ie, whether the substrate layer has been planarized to a desired flatness or thickness, or when a desired amount of material has been removed. Variations in the slurry composition, polishing pad condition, relative speed between the substrate and the polishing pad, the initial thickness of the substrate layer, and the load on the substrate can cause changes in the material removal rate. These changes cause changes in the time required to reach the polishing endpoint. Thus, simply determining the polishing endpoint as a function of polishing time can lead to non-uniformities within or between wafers.

몇몇 시스템들에서, 기판은, 예컨대 폴리싱 패드를 통해, 폴리싱 동안에, 인-시튜(in-situ)로 모니터링된다. 하나의 모니터링 기법은, 전도성 층에 와전류(eddy current)를 유도하고, 전도성 층이 제거됨에 따른 와전류에서의 변화를 검출하는 것이다.In some systems, the substrate is monitored in-situ, during polishing, such as through a polishing pad. One monitoring technique is to induce an eddy current in the conductive layer and detect the change in eddy current as the conductive layer is removed.

일 양상에서, 폴리싱을 제어하는 방법은, 인-라인 또는 독립형(stand-alone) 모니터링 시스템으로부터, 제 1 기판을 폴리싱하기 전에, 제 1 기판 상의 전도성 막의 초기 두께의 측정치를 수신하는 단계, 폴리싱 시스템에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 폴리싱하는 단계 ― 하나 또는 그 초과의 기판들은 제 1 기판을 포함함 ―, 하나 또는 그 초과의 기판들의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 하나 또는 그 초과의 기판들을 모니터링하는 단계, 제 1 기판의 폴리싱의 시작을 위해 제 1 신호의 시작 값을 결정하는 단계, 초기 두께의 측정치 및 시작 값에 기초하여, 게인(gain)을 결정하는 단계, 하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 1 신호의 적어도 일부에 대해, 게인 및 제 1 신호에 기초하여, 제 2 신호를 계산하는 단계, 및 제 2 신호에 기초하여, 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함한다.In one aspect, a method of controlling polishing comprises receiving, from an in-line or stand-alone monitoring system, a measurement of an initial thickness of a conductive film on the first substrate prior to polishing the first substrate, the polishing system Polishing one or more substrates at-one or more substrates comprising a first substrate-using an eddy current monitoring system to generate a first signal during polishing of one or more substrates Thus, monitoring one or more substrates, determining a starting value of the first signal for initiation of polishing of the first substrate, determining a gain based on the measured value and starting value of the initial thickness. For at least a portion of the first signal collected during polishing of at least one of the one or more substrates, calculating a second signal based on the gain and the first signal, and a second signal Based on, for the at least one substrate, determining at least one of a polishing endpoint or an adjustment to a polishing parameter.

구현들은 다음의 피처(feature)들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.Implementations may include one or more of the following features.

제 2 신호를 계산하는 것은, 게인을 곱하는 것을 포함할 수 있다.Calculating the second signal may include multiplying the gain.

제 2 신호를 계산하는 것은, V' = V * G + K를 계산하는 것을 포함할 수 있고, 여기에서, V'은 제 2 신호이고, V는 제 1 신호이고, G는 게인이고, K는 오프셋(offset)이다.Calculating the second signal may include calculating V'= V * G + K, where V'is the second signal, V is the first signal, G is the gain, and K is It is an offset.

하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판은 제 1 기판일 수 있다.At least one of the one or more substrates may be the first substrate.

하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판은, 제 1 기판 후에 폴리싱되는 제 2 기판일 수 있다.At least one of the one or more substrates may be a second substrate that is polished after the first substrate.

폴리싱 시스템은 회전가능한 플래튼(platen)을 포함할 수 있고, 와전류 모니터링 시스템의 와전류 센서는, 하나 또는 그 초과의 기판들에 걸쳐 스위핑하도록, 플래튼 상에 지지된다.The polishing system may include a rotatable platen, and the eddy current sensor of the eddy current monitoring system is supported on the platen to sweep across one or more substrates.

제 1 신호는, 와전류 센서가 기판에 인접하지 않을 때 생성된 신호의 일부로부터 생성될 수 있다.The first signal may be generated from a portion of the signal generated when the eddy current sensor is not adjacent to the substrate.

와전류 센서가 기판에 인접하지 않을 때 생성된 신호의 일부로부터 레퍼런스(reference) 값이 결정될 수 있다.A reference value may be determined from a part of a signal generated when the eddy current sensor is not adjacent to the substrate.

제로(zero) 두께에 대한 원하는 값을 생성하기 위해, 레퍼런스 값을 조정함으로써, 오프셋이 생성될 수 있다.An offset can be created by adjusting the reference value to produce a desired value for zero thickness.

게인을 결정하는 것은, 초기 두께의 측정치, 및 신호 강도와 두께를 관련시키는 교정(calibration) 함수로부터 원하는 값을 결정하는 것을 포함할 수 있다.Determining the gain may include determining a desired value from a measure of the initial thickness and a calibration function relating the signal strength to the thickness.

게인을 결정하는 것은,To determine the gain,

Figure 112016051429754-pct00001
Figure 112016051429754-pct00001

에 따라, 승수 N을 계산하는 것을 포함할 수 있고,Depending on, may include calculating the multiplier N,

여기에서, D는 원하는 값이고, S는 시작 값이고, K는 제로 두께에 대한 교정 함수의 값을 표현하는 상수이다.Here, D is the desired value, S is the starting value, and K is a constant expressing the value of the calibration function for zero thickness.

게인을 결정하는 것은, 이전의(old) 게인에 N을 곱하는 것을 포함할 수 있다.Determining the gain may include multiplying the old gain by N.

시작 값을 결정하는 것은, 제 1 신호로부터, 측정된 값들의 시퀀스를 생성하고, 측정된 값들의 시퀀스에 대해 함수를 피팅(fitting)하고, 폴리싱 동작의 대략적인 시작 시간에서의 함수의 값으로서 시작 값을 계산하는 것을 포함할 수 있다.Determining the starting value starts as the value of the function at the approximate starting time of the polishing operation, generating a sequence of measured values from the first signal, fitting the function to the sequence of measured values. It may involve calculating the value.

다른 양상에서, 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독가능 매체들 상에 유형으로(tangibly) 인코딩된 컴퓨터 프로그램 물건은, 데이터 프로세싱 장치로 하여금, 위의 방법들 중 임의의 방법을 수행하기 위한 동작들을 수행하게 하도록 동작가능한 명령들을 포함한다.In another aspect, a computer program product tangibly encoded on non-transitory computer readable media causes a data processing apparatus to perform an operation for performing any of the above methods. Contains instructions operable to cause them to perform.

다른 양상에서, 폴리싱 시스템은, 폴리싱 패드를 지지하기 위한 회전가능한 플래튼, 폴리싱 패드에 대하여 제 1 기판을 홀딩(hold)하기 위한 캐리어 헤드, 기판 상의 전도성 층의 두께에 따라 제 1 신호를 생성하기 위한 센서를 포함하는 인-시튜 와전류 모니터링 시스템, 및 위의 방법들 중 임의의 방법을 수행하도록 구성된 제어기를 포함한다.In another aspect, the polishing system comprises: a rotatable platen for supporting the polishing pad, a carrier head for holding the first substrate against the polishing pad, and generating a first signal according to the thickness of the conductive layer on the substrate. An in-situ eddy current monitoring system comprising a sensor for, and a controller configured to perform any of the above methods.

다른 양상에서, 폴리싱을 제어하는 방법은, 제 1 폴리싱 스테이션에서 기판을 폴리싱하는 단계, 제 1 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 제 1 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 기판을 모니터링하는 단계, 제 1 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱의 종료를 위해 제 1 신호의 종료 값을 결정하는 단계, 제 1 폴리싱 스테이션에서 제 1 온도를 결정하는 단계, 제 1 폴리싱 스테이션에서 기판을 폴리싱 한 후에, 제 2 폴리싱 스테이션에서 기판을 폴리싱하는 단계, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱 동안에, 제 2 신호를 생성하기 위해, 제 2 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 기판을 모니터링하는 단계, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱의 시작을 위해 제 2 신호의 시작 값을 결정하는 단계, 종료 값, 시작 값, 및 제 1 온도에 기초하여, 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 단계, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 2 신호의 적어도 일부에 대해, 게인 및 제 2 신호에 기초하여, 제 3 신호를 계산하는 단계, 및 제 3 신호에 기초하여, 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함한다.In another aspect, a method of controlling polishing includes polishing a substrate at a first polishing station, during polishing of the substrate at the first polishing station, using a first eddy current monitoring system to generate a first signal, Monitoring the substrate, determining an end value of the first signal for termination of polishing of the substrate at the first polishing station, determining a first temperature at the first polishing station, and removing the substrate at the first polishing station. After polishing, polishing the substrate at a second polishing station, during polishing of the substrate at the second polishing station, monitoring the substrate, using a second eddy current monitoring system, to generate a second signal, 2 determining a start value of the second signal for the start of polishing of the substrate at the polishing station, determining a gain for the second polishing station based on the end value, the start value, and the first temperature, the second 2 calculating a third signal, based on the gain and the second signal, for at least a portion of the second signal collected during polishing of the at least one substrate at the polishing station, and based on the third signal, at least one And determining at least one of a polishing endpoint or an adjustment to a polishing parameter for the substrate of the.

구현들은 다음의 피처들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.Implementations may include one or more of the following features.

제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 것은, 제 2 폴리싱 스테이션에서 제 2 온도를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.Determining the gain for the second polishing station may further include measuring a second temperature at the second polishing station.

게인은, 제 1 및 제 2 온도들에서의 폴리싱되는 층의 저항률(resistivity)에 기초하여 계산될 수 있다.The gain can be calculated based on the resistivity of the layer being polished at the first and second temperatures.

Figure 112016051429754-pct00002
가 계산될 수 있고, 여기에서, TEpost는 제 1 폴리싱 패드에서의 제 1 온도이고, TEini는 제 2 폴리싱 패드에서의 제 2 온도이고, 알파는 폴리싱되는 층의 재료에 대한 저항률 계수이다.
Figure 112016051429754-pct00002
Can be calculated, where TE post is the first temperature at the first polishing pad, TE ini is the second temperature at the second polishing pad, and alpha is the resistivity coefficient for the material of the layer being polished.

제 1 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱의 종료를 위한 제 1 신호의 종료 값이 결정될 수 있다.An ending value of the first signal for ending polishing of the substrate in the first polishing station may be determined.

종료 값을 결정하는 것은, 제 1 신호로부터, 측정된 값들의 제 1 시퀀스를 생성하고, 측정된 값들의 제 1 시퀀스에 대해 제 1 함수를 피팅하고, 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱을 위한 엔드포인트 시간에서의 함수의 값으로서 종료 값을 계산하는 것을 포함할 수 있다.Determining the end value comprises generating, from the first signal, a first sequence of measured values, fitting a first function to the first sequence of measured values, and an endpoint for polishing at the first polishing station. It may involve calculating the end value as the value of the function in time.

제 1 두께는, 신호 강도와 두께를 관련시키는 교정 함수, 및 종료 값으로부터 결정될 수 있다.The first thickness may be determined from a calibration function relating the signal strength and thickness, and an end value.

조정된 두께는, 제 1 두께, 제 1 온도, 및 제 2 온도에 기초하여 결정될 수 있다.The adjusted thickness may be determined based on the first thickness, the first temperature, and the second temperature.

조정된 두께를 결정하는 것은, 제 1 두께에

Figure 112016051429754-pct00003
를 곱하는 것을 포함할 수 있고, 여기에서, TEpost는 제 1 폴리싱 패드에서의 제 1 온도이고, TEini는 제 2 폴리싱 패드에서의 제 2 온도이고, 알파는 폴리싱되는 층의 재료에 대한 저항률 계수이다.Determining the adjusted thickness is the first thickness
Figure 112016051429754-pct00003
Wherein TE post is a first temperature at the first polishing pad, TE ini is a second temperature at the second polishing pad, and alpha is the resistivity coefficient for the material of the layer being polished to be.

원하는 값은, 교정 함수 및 조정된 값으로부터 결정될 수 있다.The desired value can be determined from the calibration function and the adjusted value.

제 2 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱의 시작을 위한 제 2 신호의 시작 값이 결정될 수 있다.A starting value of the second signal for starting polishing of the substrate in the second polishing station may be determined.

시작 값을 결정하는 것은, 제 2 신호로부터, 측정된 값들의 제 2 시퀀스를 생성하고, 측정된 값들의 제 2 시퀀스에 대해 제 2 함수를 피팅하고, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱의 대략적인 시작 시간에서의 제 2 함수의 값으로서 시작 값을 계산하는 것을 포함할 수 있다.Determining the starting value comprises generating, from the second signal, a second sequence of measured values, fitting a second function to the second sequence of measured values, and approximate start of polishing at the second polishing station. It may include calculating the starting value as the value of the second function in time.

게인을 결정하는 것은,To determine the gain,

Figure 112016051429754-pct00004
Figure 112016051429754-pct00004

에 따라, 승수 N을 계산하는 것을 포함할 수 있고,Depending on, may include calculating the multiplier N,

여기에서, D는 원하는 값이고, S는 시작 값이고, K는 제로 두께에 대한 교정 함수의 값을 표현하는 상수이다.Here, D is the desired value, S is the starting value, and K is a constant expressing the value of the calibration function for zero thickness.

제 1 온도는 제 1 폴리싱 스테이션에서의 제 1 폴리싱 패드의 온도일 수 있고, 제 2 온도는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 제 2 폴리싱 패드의 온도일 수 있다.The first temperature may be the temperature of the first polishing pad in the first polishing station, and the second temperature may be the temperature of the second polishing pad in the second polishing station.

제 1 온도는 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱되는 층의 온도일 수 있고, 제 2 온도는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱되는 층의 온도일 수 있다.The first temperature can be the temperature of the layer being polished in the first polishing station, and the second temperature can be the temperature of the layer being polished in the second polishing station.

다른 양상에서, 비-일시적인 컴퓨터 판독가능 매체들 상에 유형으로 인코딩된 컴퓨터 판독가능 물건은, 데이터 프로세싱 장치로 하여금, 위의 방법들 중 임의의 방법을 수행하기 위한 동작들을 수행하게 하도록 동작가능하다.In another aspect, a computer readable object tangibly encoded on non-transitory computer readable media is operable to cause a data processing apparatus to perform operations for performing any of the above methods. .

다른 양상에서, 폴리싱 시스템은, 제 1 폴리싱 패드를 지지하기 위한 제 1 플래튼, 기판 상의 전도성 층의 두께에 따라 제 1 신호를 생성하기 위한 제 1 센서를 포함하는 제 1 인-시튜 와전류 모니터링 시스템, 및 제 1 온도 센서를 포함하는 제 1 폴리싱 스테이션, 제 2 폴리싱 패드를 지지하기 위한 제 2 플래튼, 및 기판 상의 전도성 층의 두께에 따라 제 2 신호를 생성하기 위한 제 2 센서를 포함하는 제 2 인-시튜 와전류 모니터링 시스템을 포함하는 제 2 폴리싱 스테이션, 기판을 홀딩하기 위한 캐리어 헤드, 및 위의 방법들 중 임의의 방법을 수행하도록 구성된 제어기를 포함한다.In another aspect, a polishing system comprises a first in-situ eddy current monitoring system comprising a first platen for supporting a first polishing pad, a first sensor for generating a first signal according to a thickness of a conductive layer on the substrate. , And a first polishing station comprising a first temperature sensor, a second platen for supporting a second polishing pad, and a second sensor for generating a second signal according to the thickness of the conductive layer on the substrate. A second polishing station comprising a two in-situ eddy current monitoring system, a carrier head for holding a substrate, and a controller configured to perform any of the above methods.

구현들은 다음의 이점들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 모니터링 시스템의 게인 및 오프셋은, 와전류 신호에 영향을 미칠 수 있는 파라미터들을 보상하기 위해, 자동적으로 조정될 수 있다. 예컨대, 게인 및 오프셋은, 폴리싱 패드의 두께와 같은 장비 파라미터들 또는 환경 조건들(예컨대, 온도)에서의 변화들에 대해 조정될 수 있다. 원하는 폴리싱 엔드포인트를 검출하는 것에 대한 엔드포인트 시스템의 신뢰성이 개선될 수 있고, 웨이퍼-내 및 웨이퍼-대-웨이퍼 두께 불-균일성이 감소될 수 있다.Implementations may include one or more of the following advantages. The gain and offset of the monitoring system can be automatically adjusted to compensate for parameters that may affect the eddy current signal. For example, the gain and offset may be adjusted for changes in equipment parameters such as the thickness of the polishing pad or environmental conditions (eg, temperature). The reliability of the endpoint system for detecting the desired polishing endpoint can be improved, and intra-wafer and wafer-to-wafer thickness non-uniformity can be reduced.

하나 또는 그 초과의 구현들의 세부사항들은, 아래의 설명 및 첨부 도면들에서 설명된다. 다른 양상들, 피처들, 및 이점들은, 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명백하게 될 것이다.Details of one or more implementations are set forth in the description below and in the accompanying drawings. Other aspects, features, and advantages will become apparent from the description and drawings, and from the claims.

도 1은, 와전류 모니터링 시스템을 포함하는 폴리싱 스테이션의 예의 단면도를 예시한다.
도 2는, 와전류 센서에 의해 생성되는 예시적인 자기장의 단면도를 예시한다.
도 3은, 웨이퍼에 걸친 센서 스캔의 경로를 도시하는, 예시적인 화학적 기계적 폴리싱 스테이션의 상면도를 예시한다.
도 4는, 전도성 층 두께에 따른 예시적인 와전류 페이즈(phase) 신호의 그래프를 예시한다.
도 5는, 와전류 모니터링 시스템으로부터의 예시적인 트레이스의 그래프를 예시한다.
도 6은, 폴리싱 스테이션에서의 기판의 폴리싱 동작의 시작을 위한 흐름 그래프이다.
도 7은, 제 1 폴리싱 스테이션으로부터 제 2 폴리싱 스테이션으로 기판을 이송하기 위한 흐름 그래프이다.
다양한 도면들에서의 동일한 참조 번호들 및 지시들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.1 illustrates a cross-sectional view of an example of a polishing station including an eddy current monitoring system.
2 illustrates a cross-sectional view of an exemplary magnetic field generated by an eddy current sensor.
3 illustrates a top view of an exemplary chemical mechanical polishing station showing the path of a sensor scan across a wafer.
4 illustrates a graph of an exemplary eddy current phase signal as a function of conductive layer thickness.
5 illustrates a graph of an exemplary trace from an eddy current monitoring system.
6 is a flow graph for starting a polishing operation of a substrate in a polishing station.
7 is a flow graph for transferring a substrate from a first polishing station to a second polishing station.
Like reference numbers and designations in the various drawings indicate like elements.

폴리싱 동작을 제어하기 위한 하나의 모니터링 기법은, 기판 상의 전도성 층에 와전류들을 유도하기 위해, 교류(AC) 구동 신호를 사용하는 것이다. 유도된 와전류들은, 신호를 생성하기 위해, 폴리싱 동안에, 인-시튜로, 와전류 센서에 의해 측정될 수 있다. 폴리싱을 겪는 최외측 층이 전도성 층이라고 가정하면, 센서로부터의 신호는 층의 두께에 따라야 한다.One monitoring technique for controlling the polishing operation is to use an alternating current (AC) drive signal to induce eddy currents in the conductive layer on the substrate. The induced eddy currents can be measured by an eddy current sensor, in-situ, during polishing, to generate a signal. Assuming that the outermost layer undergoing polishing is a conductive layer, the signal from the sensor should depend on the thickness of the layer.

와전류 모니터링 시스템들의 상이한 구현들은, 센서로부터 획득되는 신호의 상이한 양상들을 사용할 수 있다. 예컨대, 신호의 진폭은, 폴리싱되는 전도성 층의 두께의 함수일 수 있다. 부가적으로, 센서로부터의 신호와 AC 구동 신호 사이의 페이즈 차이가, 폴리싱되는 전도성 층의 두께의 함수일 수 있다.Different implementations of eddy current monitoring systems may use different aspects of the signal obtained from the sensor. For example, the amplitude of the signal can be a function of the thickness of the conductive layer being polished. Additionally, the phase difference between the signal from the sensor and the AC drive signal can be a function of the thickness of the conductive layer being polished.

조성 및 어셈블리 변화들로 인해, 와전류 센서들은, 와전류를 측정할 때, 상이한 게인들 및 오프셋들을 나타낼 수 있다. 와전류는 또한, 예컨대 폴리싱 동안의 기판의 온도와 같은 환경 파라미터들에서의 변화들에 의해 영향을 받을 수 있다. (예컨대, 인-시튜 모니터링 시스템에서의) 폴리싱 패드 상에 가해지는 압력의 변화들 또는 패드 마모(wear)와 같은 런 타임(run time) 변화들은, 기판과 와전류 센서 사이의 거리를 변화시킬 수 있고, 또한, 측정된 와전류 신호에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 변화들을 보상하기 위해, 와전류 모니터링 시스템의 교정이 수행될 수 있다.Due to composition and assembly variations, eddy current sensors may exhibit different gains and offsets when measuring eddy current. Eddy current can also be affected by changes in environmental parameters such as the temperature of the substrate during polishing, for example. Changes in pressure applied on the polishing pad (e.g., in an in-situ monitoring system) or run time changes, such as pad wear, can change the distance between the substrate and the eddy current sensor and , Can also affect the measured eddy current signal. Thus, to compensate for these changes, calibration of the eddy current monitoring system can be performed.

도 1은, 화학적 기계적 폴리싱 장치의 폴리싱 스테이션(22)의 예를 예시한다. 폴리싱 스테이션(22)은, 폴리싱 패드(30)가 위에 위치된 회전가능한 디스크-형상 플래튼(24)을 포함한다. 플래튼(24)은 축(25)을 중심으로 회전하도록 동작가능하다. 예컨대, 모터(21)는, 플래튼(24)을 회전시키도록 구동 샤프트(28)를 터닝(turn)할 수 있다. 폴리싱 패드(30)는, 외측 층(34) 및 더 부드러운 백킹(backing) 층(32)을 갖는 이-층 폴리싱 패드일 수 있다.1 illustrates an example of a polishing station 22 of a chemical mechanical polishing apparatus. The polishing station 22 includes a rotatable disk-shaped platen 24 on which a polishing pad 30 is placed. The platen 24 is operable to rotate about an axis 25. For example, the motor 21 may turn the drive shaft 28 to rotate the platen 24. The polishing pad 30 may be a two-layer polishing pad having an outer layer 34 and a softer backing layer 32.

폴리싱 스테이션(22)은, 폴리싱 패드(30) 상에 슬러리와 같은 폴리싱 액체(38)를 디스펜싱(dispense)하기 위한 공급 포트 또는 조합된 공급-린스 암(39)을 포함할 수 있다.The polishing station 22 may include a supply port or a combined supply-rinse arm 39 for dispensing a polishing liquid 38 such as a slurry onto the polishing pad 30.

캐리어 헤드(70)는, 폴리싱 패드(30)에 대하여 기판(10)을 홀딩하도록 동작가능하다. 캐리어 헤드(70)는, 지지 구조(60), 예컨대 캐러셀(carousel) 또는 트랙으로부터 서스펜딩(suspend)되고, 캐리어 헤드가 축(71)을 중심으로 회전할 수 있도록, 구동 샤프트(74)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(76)에 연결된다. 선택적으로, 캐리어 헤드(70)는, 예컨대, 캐러셀 그 자체의 회전 진동(oscillation)에 의해, 또는 캐러셀 또는 트랙(60) 상의 슬라이더들 상에서 측방향으로 진동할 수 있다. 동작 시에, 플래튼은 그 플래튼의 중심 축(25)을 중심으로 회전되고, 캐리어 헤드는, 그 캐리어 헤드의 중심 축(71)을 중심으로 회전되고, 폴리싱 패드(30)의 상단 표면에 걸쳐 측방향으로 병진이동된다(translated). 다수의 캐리어 헤드들이 존재하는 경우에, 각각의 캐리어 헤드(70)는, 그 각각의 캐리어 헤드(70)의 폴리싱 파라미터들의 독립적인 제어를 가질 수 있고, 예컨대, 각각의 캐리어 헤드는, 각각의 기판 각각에 가해지는 압력을 독립적으로 제어할 수 있다.The carrier head 70 is operable to hold the substrate 10 against the polishing pad 30. The carrier head 70 is suspended from a support structure 60, such as a carousel or track, so that the carrier head can rotate about an axis 71, the drive shaft 74 It is connected to the carrier head rotation motor 76 by means of. Optionally, the carrier head 70 may vibrate laterally, for example by rotational oscillation of the carousel itself, or on sliders on the carousel or track 60. In operation, the platen is rotated about the central axis 25 of the platen, the carrier head is rotated about the central axis 71 of the carrier head, and the upper surface of the polishing pad 30 Translated laterally across. In the case where there are multiple carrier heads, each carrier head 70 can have independent control of the polishing parameters of its respective carrier head 70, e.g., each carrier head is The pressure applied to each can be controlled independently.

캐리어 헤드(70)는, 기판을 홀딩하기 위한 리테이닝(retaining) 링(84)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 리테이닝 링(84)은 고도로 전도성인 부분을 포함할 수 있고, 예컨대, 캐리어 링은, 폴리싱 패드와 접촉하는 얇은 하부 플라스틱 부분(86) 및 두꺼운 상부 전도성 부분(88)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 고도로 전도성인 부분은, 예컨대, 예를 들어 구리와 같은, 폴리싱되는 층과 동일한 금속과 같은 금속이다.The carrier head 70 may include a retaining ring 84 for holding a substrate. In some implementations, the retaining ring 84 may include a highly conductive portion, e.g., the carrier ring includes a thin lower plastic portion 86 and a thick upper conductive portion 88 in contact with the polishing pad. can do. In some implementations, the highly conductive portion is a metal such as the same metal as the layer being polished, such as copper, for example.

리세스(recess)(26)가 플래튼(24)에 형성되고, 얇은 섹션(36)이 폴리싱 패드(30)에서 리세스(26) 위에 놓이도록 형성될 수 있다. 리세스(26) 및 얇은 패드 섹션(36)은, 캐리어 헤드의 병진이동 위치와 무관하게, 플래튼 회전의 일부 동안에, 이들이 기판(10) 아래를 통과하도록 위치될 수 있다. 폴리싱 패드(30)가 이-층 패드라고 가정하면, 얇은 패드 섹션(36)은, 백킹 층(32)의 일부를 제거함으로써 구성될 수 있다.A recess 26 may be formed in the platen 24 and a thin section 36 may be formed to overlie the recess 26 in the polishing pad 30. The recess 26 and the thin pad section 36 may be positioned so that they pass under the substrate 10 during part of the platen rotation, regardless of the translation position of the carrier head. Assuming that the polishing pad 30 is a two-layer pad, the thin pad section 36 can be constructed by removing a portion of the backing layer 32.

폴리싱 스테이션(22)은, 폴리싱 패드의 조건을 유지시키기 위한 컨디셔닝 디스크(31)를 갖는 패드 컨디셔너 장치를 포함할 수 있다.The polishing station 22 may include a pad conditioner device having a conditioning disk 31 for maintaining the condition of the polishing pad.

몇몇 구현들에서, 폴리싱 스테이션(22)은, 시스템에서의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(64)를 포함한다. 패드(30) 상의 슬러리(38) 및/또는 폴리싱 패드(30)의 온도를 모니터링하도록 위치된 것으로 도 1에서 예시되어 있지만, 온도 센서(64)는, 기판(10)의 온도를 측정하도록, 캐리어 헤드 내부에 위치될 수 있다.In some implementations, the polishing station 22 includes a temperature sensor 64 for monitoring the temperature in the system. Although illustrated in FIG. 1 as positioned to monitor the temperature of the slurry 38 and/or the polishing pad 30 on the pad 30, the temperature sensor 64 is used to measure the temperature of the substrate 10. It can be located inside the head.

폴리싱 스테이션은 인-시튜 모니터링 시스템(40)을 포함할 수 있다. 인-시튜 모니터링 시스템(40)은, 기판(10) 상의 층의 두께에 따르는 값들의 시변 시퀀스를 생성한다. 특히, 인-시튜 모니터링 시스템(40)은 와전류 모니터링 시스템일 수 있다. 유사한 와전류 모니터링 시스템들이, 미국 특허 번호 제 6,924,641 호, 제 7,112,960 호, 및 제 7,016,795 호에서 설명되고, 이들의 전체 개시들은 인용에 의해 본원에 포함된다.The polishing station may include an in-situ monitoring system 40. The in-situ monitoring system 40 generates a time varying sequence of values depending on the thickness of the layer on the substrate 10. In particular, the in-situ monitoring system 40 may be an eddy current monitoring system. Similar eddy current monitoring systems are described in US Pat. Nos. 6,924,641, 7,112,960, and 7,016,795, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference.

몇몇 구현들에서, 폴리싱 장치는 부가적인 폴리싱 스테이션들을 포함한다. 예컨대, 폴리싱 장치는 2개 또는 3개의 폴리싱 스테이션들을 포함할 수 있다. 예컨대, 폴리싱 장치는, 제 1 와전류 모니터링 시스템을 갖는 제 1 폴리싱 스테이션, 및 제 2 와전류 모니터링 시스템을 갖는 제 2 폴리싱 스테이션을 포함할 수 있다.In some implementations, the polishing apparatus includes additional polishing stations. For example, the polishing apparatus may comprise two or three polishing stations. For example, the polishing apparatus may include a first polishing station having a first eddy current monitoring system and a second polishing station having a second eddy current monitoring system.

예컨대, 동작 시에, 기판 상의 전도성 층의 벌크(bulk) 폴리싱이 제 1 폴리싱 스테이션에서 수행될 수 있고, 기판 상에 전도성 층의 타겟 두께가 남게 되는 경우에, 폴리싱이 중단될 수 있다. 그 후에, 기판은 제 2 폴리싱 스테이션으로 이송되고, 기판은, 아래 놓인 층, 예컨대 패터닝된 유전체 층까지 폴리싱될 수 있다.For example, in operation, bulk polishing of the conductive layer on the substrate can be performed in a first polishing station, and if a target thickness of the conductive layer on the substrate remains, polishing can be stopped. Thereafter, the substrate is transferred to a second polishing station, and the substrate can be polished up to an underlying layer, such as a patterned dielectric layer.

도 2는, 와전류 센서(49)에 의해 생성된 예시적인 자기장(48)의 단면도를 예시한다. 와전류 센서(49)는 리세스(26)(도 1 참조)에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 와전류 센서(49)는, 구동 코일(44) 및 2개의 극들(42a 및 42b)을 갖는 코어(42)를 포함한다. 자기 코어(42)는, 구동 코일(44)에서의 AC 전류를 수용할 수 있고, 극들(42a 및 42b) 사이에 자기장(48)을 생성할 수 있다. 생성된 자기장(48)은 얇은 패드 섹션(36)을 통해 그리고 기판(10)으로 확장될 수 있다. 감지 코일(46)은, 기판(10)의 전도성 층(12)에 유도되는 와전류에 따르는 신호를 생성한다.2 illustrates a cross-sectional view of an exemplary magnetic field 48 generated by eddy current sensor 49. Eddy current sensor 49 may be located at least partially in recess 26 (see FIG. 1 ). In some implementations, the eddy current sensor 49 includes a drive coil 44 and a core 42 having two poles 42a and 42b. The magnetic core 42 can receive the AC current in the drive coil 44 and can generate a magnetic field 48 between the poles 42a and 42b. The generated magnetic field 48 can extend through the thin pad section 36 and into the substrate 10. The sensing coil 46 generates a signal according to the eddy current induced in the conductive layer 12 of the substrate 10.

도 3은, 플래튼(24)의 상면도를 예시한다. 플래튼(24)이 회전됨에 따라, 센서(49)는 기판(10) 아래를 스위핑(sweep)한다. 특정한 주파수로 센서로부터의 신호를 샘플링함으로써, 센서(49)는, 기판(10)에 걸친 샘플링 구역들(96)의 시퀀스에서의 측정치들을 생성한다. 각각의 스위프에 대해, 샘플링 구역들(96) 중 하나 또는 그 초과에서의 측정치들이 선택될 수 있거나 또는 조합될 수 있다. 따라서, 다수의 스위프들에 걸쳐, 선택된 또는 조합된 측정치들이 값들의 시변 시퀀스를 제공한다. 부가하여, 오프-웨이퍼(off-wafer) 측정들이, 센서(49)가 기판(10) 아래에 위치되지 않은 위치들에서 수행될 수 있다.3 illustrates a top view of the platen 24. As the platen 24 rotates, the sensor 49 sweeps under the substrate 10. By sampling the signal from the sensor at a specific frequency, the sensor 49 produces measurements in a sequence of sampling zones 96 across the substrate 10. For each sweep, measurements in one or more of the sampling zones 96 may be selected or may be combined. Thus, over multiple sweeps, the selected or combined measurements provide a time varying sequence of values. In addition, off-wafer measurements can be performed at locations where the sensor 49 is not located under the substrate 10.

도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 동작 시에, 오실레이터(50)가 구동 코일(44)에 커플링되고, 코어(42)의 바디를 통해 그리고 코어(42)의 2개의 자극들(42a 및 42b) 사이의 갭으로 확장되는 진동 자기장(48)을 생성하도록 구동 코일(44)을 제어한다. 자기장(48)의 적어도 일부는, 폴리싱 패드(30)의 얇은 패드 섹션(36)을 통해 그리고 기판(10)으로 확장된다.1 and 2, in operation, the oscillator 50 is coupled to the drive coil 44, through the body of the core 42 and the two magnetic poles 42a and The drive coil 44 is controlled to generate an oscillating magnetic field 48 that extends into the gap between 42b). At least a portion of the magnetic field 48 extends through the thin pad section 36 of the polishing pad 30 and into the substrate 10.

전도성 층(12), 예컨대 금속 층이 기판(10) 상에 존재하는 경우에, 진동 자기장(48)은 전도성 층에서 와전류들을 생성할 수 있다. 생성된 와전류들은 감지 코일(46)에 의해 검출될 수 있다.When a conductive layer 12, such as a metal layer, is present on the substrate 10, the oscillating magnetic field 48 can generate eddy currents in the conductive layer. The generated eddy currents can be detected by the sensing coil 46.

폴리싱이 진행됨에 따라, 전도성 층(12)으로부터 재료가 제거되어, 전도성 층(12)이 더 얇아지게 하고, 따라서, 전도성 층(12)의 저항을 증가시킨다. 따라서, 층(12)에 유도되는 와전류는, 폴리싱이 진행됨에 따라 변화된다. 결과적으로, 와전류 센서로부터의 신호는, 전도성 층(12)이 폴리싱됨에 따라 변화된다. 도 4는, 와전류 모니터링 시스템(40)으로부터의 신호와 전도성 층 두께 사이의 관계를 예시하는 그래프(400)를 도시한다.As polishing proceeds, material is removed from the conductive layer 12, making the conductive layer 12 thinner, thus increasing the resistance of the conductive layer 12. Thus, the eddy current induced in the layer 12 changes as polishing proceeds. As a result, the signal from the eddy current sensor changes as the conductive layer 12 is polished. 4 shows a graph 400 illustrating the relationship between the conductive layer thickness and the signal from the eddy current monitoring system 40.

몇몇 구현들에서, 와전류 모니터링 시스템(40)은, 감지 코일(46)에서 흐르는 전류의 진폭에 비례하는 신호를 출력한다. 몇몇 구현들에서, 와전류 모니터링 시스템(40)은, 감지 코일(46)에서 흐르는 전류와 구동 코일(44)에서 흐르는 전류 사이의 페이즈 차이에 비례하는 신호를 출력한다.In some implementations, the eddy current monitoring system 40 outputs a signal proportional to the amplitude of the current flowing in the sense coil 46. In some implementations, the eddy current monitoring system 40 outputs a signal proportional to the phase difference between the current flowing in the sense coil 46 and the current flowing in the drive coil 44.

폴리싱 스테이션(22)은 또한, 와전류 센서(49)가 기판을 벗어나 있을 때와 와전류 센서(49)가 기판(10) 아래에 있을 때를 감지하기 위해, 광학 인터럽터(optical interrupter)와 같은 위치 센서(80)를 포함할 수 있다. 예컨대, 위치 센서(80)는, 캐리어 헤드(70) 반대편의 고정된 위치에 탑재될 수 있다. 플래그(flag)(82)가 플래튼(24)의 주변부에 부착될 수 있다. 플래그(82)의 길이 및 부착의 포인트는, 코어(42)가 기판(10) 아래를 스위핑할 때, 플래그(82)가 위치 센서(80)에 시그널링할 수 있도록 선택된다.The polishing station 22 also has a position sensor, such as an optical interrupter, to detect when the eddy current sensor 49 is off the substrate and when the eddy current sensor 49 is under the substrate 10. 80). For example, the position sensor 80 may be mounted in a fixed position opposite the carrier head 70. A flag 82 may be attached to the periphery of the platen 24. The length of the flag 82 and the point of attachment are selected so that the flag 82 can signal the position sensor 80 as the core 42 sweeps under the substrate 10.

대안적으로, 폴리싱 스테이션(22)은, 플래튼(24)의 각 위치를 결정하기 위해 인코더를 포함할 수 있다. 와전류 센서는, 플래튼의 각각의 회전에 따라, 기판 아래를 스위핑할 수 있다.Alternatively, the polishing station 22 may include an encoder to determine the angular position of the platen 24. The eddy current sensor can sweep under the substrate with each rotation of the platen.

동작 시에, 폴리싱 스테이션(22)은, 필러 층의 벌크가 제거될 때, 그리고/또는 아래 놓인 정지 층이 노출될 때를 결정하기 위해, 모니터링 시스템(40)을 사용한다. 인-시튜 모니터링 시스템(40)은, 기판의 표면으로부터 제거된 재료의 양을 결정하기 위해 사용될 수 있다.In operation, the polishing station 22 uses the monitoring system 40 to determine when the bulk of the filler layer is removed and/or when the underlying stop layer is exposed. The in-situ monitoring system 40 can be used to determine the amount of material removed from the surface of the substrate.

도 1 및 도 3으로 다시 돌아가면, 범용 프로그래머블 디지털 컴퓨터(90)가, 와전류 신호들을 수신할 수 있는 감지 회로(94)에 연결될 수 있다. 컴퓨터(90)는, 샘플링된 신호들을 저장하기 위해, 기판이 대체로 와전류 센서(49) 위에 놓인 경우에 와전류 신호를 샘플링하고, 저장된 신호들에 대해 엔드포인트 검출 로직을 적용하고, 폴리싱 엔드포인트를 검출하고, 그리고/또는 폴리싱 균일성을 개선하기 위해, 예컨대 캐리어 헤드에 의해 가해지는 압력에 대한 변화들과 같은, 폴리싱 파라미터들에 대한 조정들을 계산하도록, 프로그래밍될 수 있다. 검출기 로직에 대한 가능한 엔드포인트 기준들은, 국소 최소치들 또는 최대치들, 기울기에서의 변화들, 진폭 또는 기울기에서의 임계치 값들, 또는 이들의 조합들을 포함한다.Turning back to Figures 1 and 3, a universal programmable digital computer 90 can be connected to a sensing circuit 94 capable of receiving eddy current signals. The computer 90 samples the eddy current signal when the substrate is generally overlying the eddy current sensor 49 to store the sampled signals, applies endpoint detection logic to the stored signals, and detects the polishing endpoint. And/or to calculate adjustments to the polishing parameters, such as changes to the pressure exerted by the carrier head, to improve polishing uniformity. Possible endpoint criteria for detector logic include local minimums or maximums, changes in slope, threshold values in amplitude or slope, or combinations thereof.

코일들 및 코어 이외의 와전류 모니터링 시스템의 컴포넌트들, 예컨대 오실레이터(50) 및 감지 회로(94)는, 플래튼(24)으로부터 떨어져 위치될 수 있고, 회전식 전기 유니언(union)(29)을 통해 플래튼에서의 컴포넌트들에 커플링될 수 있거나, 또는 플래튼에 설치될 수 있고, 회전식 전기 유니언(29)을 통해 플래튼 외부의 컴퓨터(90)와 통신할 수 있다.Components of the eddy current monitoring system other than the coils and core, such as the oscillator 50 and the sensing circuit 94, can be located away from the platen 24 and may be It can be coupled to the components in the platen, or it can be installed on the platen, and can communicate with the computer 90 outside the platen via a rotating electrical union 29.

부가하여, 컴퓨터(90)는 또한, 샘플링 주파수로 기판 아래에서의 와전류 센서(49)의 각각의 스위프로부터 와전류 신호를 측정하여, 복수의 샘플링 구역들(96)에 대한 측정치들의 시퀀스를 생성하고, 각각의 샘플링 구역의 방사상 위치를 계산하고, 진폭 측정치들을 복수의 방사상 범위들로 분할하고, 하나 또는 그 초과의 방사상 범위들로부터의 측정치들을 사용하여, 폴리싱 엔드포인트를 결정하고, 그리고/또는 폴리싱 파라미터에 대한 조정들을 계산하도록, 프로그래밍될 수 있다.In addition, the computer 90 also measures the eddy current signal from each sweep of the eddy current sensor 49 under the substrate at a sampling frequency, generating a sequence of measurements for the plurality of sampling zones 96, Calculate the radial position of each sampling zone, divide the amplitude measurements into a plurality of radial ranges, use measurements from one or more radial ranges to determine a polishing endpoint, and/or a polishing parameter. Can be programmed to calculate adjustments for.

와전류 센서(49)가 플래튼의 각각의 회전에 따라 기판(10) 아래를 스위핑하기 때문에, 전도성 층 두께에 대한 정보는, 인-시튜로 그리고 연속적인 실시간 기초로 누적된다. 폴리싱 동안에, 와전류 센서(49)로부터의 측정치들은, 폴리싱 스테이션(22)의 오퍼레이터가 폴리싱 동작의 진행을 시각적으로 모니터링하게 허용하기 위해, 출력 디바이스(92) 상에 디스플레이될 수 있다. 방사상 범위들로 측정치들을 배열시킴으로써, 각각의 방사상 범위의 전도성 막 두께에 대한 데이터가, 캐리어 헤드에 의해 가해지는 폴리싱 압력 프로파일을 조정하도록, 제어기(예컨대, 컴퓨터(90)로 제공될 수 있다.Since the eddy current sensor 49 sweeps under the substrate 10 with each rotation of the platen, information about the conductive layer thickness is accumulated on a continuous and real-time basis in-situ. During polishing, measurements from the eddy current sensor 49 may be displayed on the output device 92 to allow the operator of the polishing station 22 to visually monitor the progress of the polishing operation. By arranging the measurements in radial ranges, data for the conductive film thickness in each radial range can be provided to a controller (eg, computer 90) to adjust the polishing pressure profile exerted by the carrier head.

몇몇 구현들에서, 제어기는, 폴리싱 파라미터들에서의 변화를 트리거링하기 위해, 와전류 신호들을 사용할 수 있다. 예컨대, 제어기는 슬러리 조성을 변화시킬 수 있다.In some implementations, the controller can use eddy current signals to trigger a change in polishing parameters. For example, the controller can change the composition of the slurry.

도 5는, 와전류 모니터링 시스템에 의해 생성된 트레이스(trace)(500)를 도시한다. 위에서 기재된 바와 같이, 신호는, 기판에 걸친 센서의 각각의 스캔에 대해 하나 또는 그 초과의 측정치들(510)을 생성하기 위해 샘플링될 수 있다. 따라서, 다수의 스캔들에 걸쳐, 와전류 모니터링 시스템은 측정된 값들(510)의 시퀀스를 생성한다. 측정된 값들의 이러한 시퀀스는 트레이스(500)로 고려될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 트레이스(500)의 측정치들(510)을 생성하기 위해, 스캔 내의 또는 다수의 스캔들로부터의 측정치들이 평균될 수 있거나 또는 필터링될 수 있고, 예컨대, 러닝 평균(running average)이 계산될 수 있다.5 shows a trace 500 generated by the eddy current monitoring system. As described above, the signal may be sampled to generate one or more measurements 510 for each scan of the sensor across the substrate. Thus, over multiple scans, the eddy current monitoring system generates a sequence of measured values 510. This sequence of measured values can be considered a trace 500. In some implementations, measurements within a scan or from multiple scans may be averaged or filtered to generate measurements 510 of trace 500, e.g., a running average calculated. Can be.

측정된 값들의 시퀀스는, 예컨대, 웨이퍼-내 불균일성을 감소시키기 위한, 폴리싱 파라미터들에 대한 변화 또는 엔드포인트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, (측정된 값 대 시간의) 함수(520)가, 측정된 값들(510)에 대해 피팅될 수 있다. 함수(520)는 다항 함수, 예컨대 선형 함수일 수 있다. 엔드포인트(540)는, 선형 함수(520)가 타겟 값(530)에 도달하는 계산된 시간에 기초하여 예측될 수 있다.The sequence of measured values can be used to determine an endpoint or change to polishing parameters, for example to reduce intra-wafer non-uniformity. For example, a function 520 (of measured value versus time) can be fitted to measured values 510. Function 520 may be a polynomial function, such as a linear function. The endpoint 540 may be predicted based on the calculated time when the linear function 520 reaches the target value 530.

위에서 언급된 바와 같이, 환경 또는 시스템 파라미터들의 시간에 걸친 변화들 및 어셈블리 변화들로 인해, 와전류 모니터링 시스템은 교정을 필요로 할 수 있다. 와전류 모니터링 시스템은, 센서가 화학적 기계적 폴리싱 스테이션(22) 상에 초기에 설치될 때, 교정될 수 있다. 와전류 모니터링 시스템은, 기판이 폴리싱을 위해 로딩될 때마다 자동적으로 교정될 수 있고, 그리고/또는 폴리싱 동안에 교정될 수 있다.As mentioned above, due to assembly changes and changes over time in environmental or system parameters, the eddy current monitoring system may require calibration. The eddy current monitoring system can be calibrated when the sensor is initially installed on the chemical mechanical polishing station 22. The eddy current monitoring system may be calibrated automatically whenever the substrate is loaded for polishing, and/or may be calibrated during polishing.

와전류 센서로부터의 신호는, 예컨대 와전류 센서 그 자체의 온도와 같은 환경 파라미터들의 드리프트(drift)에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 미국 특허 번호 제 7,016,795 호에서 설명된 바와 같이, 드리프트 보상은, 몇몇 변화들을 보상하기 위해 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 드리프트 보상 기법은, 신호에 대한 변화의 다양한 소스들을 처리하지 않을 수 있고, 점점 더 엄격해지는 프로세스 요구들을 만족시키지 않을 수 있다.The signal from the eddy current sensor can be affected by a drift of environmental parameters, such as the temperature of the eddy current sensor itself, for example. For example, as described in US Pat. No. 7,016,795, drift compensation can be performed to compensate for several changes. However, this drift compensation technique may not handle the various sources of change to the signal and may not satisfy increasingly stringent process requirements.

와전류 모니터링 시스템의 게인을 교정하기 위해, 인-라인 또는 독립형 계측 스테이션으로부터의 기판의 측정이 인-시튜 와전류 센서로부터의 측정들과 함께 사용될 수 있다. 예컨대, 인-시튜 와전류 센서로부터의 원하는 시작 신호는, 교정 커브 및 계측 스테이션으로부터의 측정에 기초하여 결정될 수 있다. 그 후에, 게인에 대한 조정이, 인-시튜 와전류 센서로부터의 실제 시작 신호와 예상된 시작 신호의 비교에 기초하여 계산될 수 있다.To calibrate the gain of the eddy current monitoring system, measurements of the substrate from an in-line or standalone metrology station can be used with measurements from an in-situ eddy current sensor. For example, a desired starting signal from an in-situ eddy current sensor can be determined based on a calibration curve and measurements from a metrology station. Thereafter, an adjustment to the gain can be calculated based on a comparison of the actual start signal and the expected start signal from the in-situ eddy current sensor.

몇몇 구현들에서, 교정들은 게인을 보정(correct)하기 위해 방정식 (1)을 사용하여 수행될 수 있다. 방정식 (1)에서, N은 게인을 보정하기 위한 보정 계수(correction factor)이다. D는 측정된 전도성 층 두께에 대한 원하는 와전류 신호이다. S는 시작 값, 즉, 폴리싱의 초기 시간에서의 측정된 와전류 신호로부터 결정된 값이고, K는 오프-웨이퍼 위치에서의 원하는 값을 표현하는 상수이다. K는 디폴트 값으로 세팅될 수 있다.In some implementations, corrections can be performed using equation (1) to correct the gain. In equation (1), N is a correction factor for correcting the gain. D is the desired eddy current signal for the measured conductive layer thickness. S is a starting value, that is, a value determined from the measured eddy current signal at the initial time of polishing, and K is a constant expressing the desired value at the off-wafer position. K can be set to a default value.

Figure 112016051429754-pct00005
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새로운 게인 G'은, 예컨대 G' = G * N과 같이, 보정 계수 및 이전의 게인 G에 기초하여 계산될 수 있다.The new gain G'can be calculated based on the correction factor and the previous gain G, for example G'= G * N.

몇몇 구현들에서, 하나의 기판으로부터의 S 및 D에 대한 값들로부터 계산된 보정 계수는, 그 기판에 대해 인-시튜 모니터링 시스템에 대한 게인을 조정하기 위해 사용된다. 예컨대, 교정은 Gn = Gn -1 * Nn으로서 표현될 수 있고, 여기에서, Gn은 n번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Gn -1은 (n-1)번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Nn은 n번째 기판으로부터의 데이터로부터 결정된 S 및 D에 대한 값들로부터 계산된 보정 계수이다.In some implementations, a correction factor calculated from the values for S and D from one substrate is used to adjust the gain for the in-situ monitoring system for that substrate. For example, the calibration can be expressed as G n = G n -1 * N n , where G n is the gain used to adjust the nth substrate, and G n -1 is the (n-1)th substrate Is the gain used to adjust n , and N n is a correction factor calculated from the values for S and D determined from the data from the n-th substrate.

몇몇 구현들에서, 하나의 기판으로부터의 S 및 D에 대한 값들로부터 계산된 보정 계수는, 후속 기판에 대해 인-시튜 모니터링 시스템에 대한 게인을 조정하기 위해 사용된다. 예컨대, 교정은 Gn +1 = Gn -1 * Nn으로서 표현될 수 있고, 여기에서, Gn+1은 (n+1)번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Gn -1은 (n-1)번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Nn은 n번째 기판으로부터의 데이터로부터 결정된 S 및 D에 대한 값들로부터 계산된 보정 계수이다.In some implementations, a correction factor calculated from the values for S and D from one substrate is used to adjust the gain for the in-situ monitoring system for a subsequent substrate. For example, the calibration can be expressed as G n +1 = G n -1 * N n , where G n+1 is the gain used to adjust the (n+1)th substrate, and G n -1 Is the gain used to adjust the (n-1)-th substrate, and N n is the correction factor calculated from the values for S and D determined from the data from the n-th substrate.

몇몇 구현들에서, 원하는 와전류 신호 D는, 와전류 신호와 두께를 관련시키는 미리-설정된(즉, 기판의 폴리싱 전의) 교정 커브에 기초하여 계산될 수 있다. 도 4는, 교정 커브(410)의 예를 예시한다. 몇몇 구현들에서, 교정 커브는 "골든(golden)" 폴리싱 스테이션으로부터 수집된 와전류 신호 값들에 기초한다. 결과로서, 이상적으로, 모든 폴리싱 스테이션들이 동일한 전도성 층 두께에 대해 동일한 와전류 신호를 생성할 것이다.In some implementations, the desired eddy current signal D can be calculated based on a pre-set (ie, prior to polishing of the substrate) calibration curve that correlates the thickness with the eddy current signal. 4 illustrates an example of a calibration curve 410. In some implementations, the calibration curve is based on eddy current signal values collected from a "golden" polishing station. As a result, ideally, all polishing stations will generate the same eddy current signal for the same conductive layer thickness.

도 6은, 기판 폴리싱, 예컨대 화학적 기계적 폴리싱을 제어하기 위한 프로세스(600)를 도시한다. 기판 상에서 측정 구역이 선택된다(610). 구역은 기판의 방사상 범위일 수 있다. 예컨대, 낮은 축방향 비대칭(axial asymmetry)을 갖도록 이전의 측정들에 기초하여 실험적으로 결정된 방사상 범위가 선택될 수 있다. 예컨대, 구역은, 기판의 중심 및 에지 양자 모두를 배제하는 방사상 범위일 수 있다. 예컨대, 구역은, 기판의 중심으로부터 20 내지 40 mm의 방사상 범위일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구역은, 예컨대 그래픽 사용자 인터페이스로의 입력에 기초하여, 사용자에 의해 선택될 수 있다.6 shows a process 600 for controlling substrate polishing, such as chemical mechanical polishing. A measurement zone is selected on the substrate (610). The zone can be the radial extent of the substrate. For example, an experimentally determined radial range can be selected based on previous measurements to have low axial asymmetry. For example, the region can be a radial extent excluding both the center and the edge of the substrate. For example, the zone may be in a radial range of 20 to 40 mm from the center of the substrate. In some implementations, the zone may be selected by the user, for example based on input into a graphical user interface.

폴리싱 전에, 선택된 구역에서 외측 전도성 층의 두께가 측정된다(620). 외측 전도성 층은 구리와 같은 금속 층일 수 있다. 측정된 두께는 초기 전도성 층 두께로서 저장된다. 이러한 두께 측정은 인-시튜 모니터링 시스템에 의해 수행되지 않는다. 대신에, 두께 측정은, 예컨대 Applied Materials로부터 입수가능한 iMapTM 방사상 스캔 시스템과 같은 와전류 계측 시스템과 같은, 전도성 층 두께를 측정하는데 적합한 인-라인 또는 독립형 계측 시스템에 의해 수행될 수 있다.Prior to polishing, the thickness of the outer conductive layer in the selected area is measured (620). The outer conductive layer may be a metal layer such as copper. The measured thickness is stored as the initial conductive layer thickness. This thickness measurement is not performed by an in-situ monitoring system. Instead, the thickness measurement can be performed by an in-line or standalone metrology system suitable for measuring the conductive layer thickness, such as an eddy current metrology system such as the iMap™ radial scan system available from Applied Materials.

와전류 모니터링 시스템을 포함하는 폴리싱 스테이션에 기판이 로딩된다(630). 폴리싱 스테이션으로의 기판의 로딩은, 초기 전도성 층의 두께가 측정된 후에 발생될 수 있다. 예로서, 기판은, 인-시튜 모니터링 시스템(40)을 갖는 폴리싱 스테이션(22)에 로딩될 수 있다.The substrate is loaded 630 into a polishing station that includes an eddy current monitoring system. Loading of the substrate into the polishing station may occur after the thickness of the initial conductive layer is measured. As an example, a substrate may be loaded into a polishing station 22 with an in-situ monitoring system 40.

기판이 폴리싱되고, 기판의 선택된 구역으로부터의 "원시(raw)" 와전류 신호가 수신된다(640). 예로서, 원시 와전류 신호는, 폴리싱 스테이션(22)의 컴퓨터(90)에 의해 수신될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 컴퓨터(90)는, 전체 기판에 대한 원시 와전류 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호는 샘플링될 수 있고, 각각의 샘플링된 측정에 대한 기판 상의 위치가 결정될 수 있고, 샘플링된 측정치들은, 선택된 구역을 포함하는 복수의 구역들로 분류될 수 있다. 도 3에 대하여 기재된 바와 같이, 컴퓨터(90)는 또한, 오프-웨이퍼 위치들로부터의, 예컨대, 와전류 센서가 기판 아래에 있지 않을 때의 원시 와전류 신호를 수신할 수 있다.The substrate is polished and a "raw" eddy current signal is received (640) from a selected region of the substrate. As an example, the raw eddy current signal may be received by the computer 90 of the polishing station 22. As described above, the computer 90 can receive the raw eddy current signal for the entire substrate, the received signal can be sampled, a location on the substrate for each sampled measurement can be determined, and the sampling The measured values can be classified into a plurality of zones including the selected zone. As described with respect to FIG. 3, computer 90 may also receive a raw eddy current signal from off-wafer locations, eg, when the eddy current sensor is not under the substrate.

수신된 와전류 데이터는, 이전에 계산된 게인 및 오프셋에 의해 조정된다(650). 예컨대, 조정된 신호 값 V'은, V' = V * G + K에 기초하여, 원시 신호 값 V로부터 계산될 수 있다.The received eddy current data is adjusted 650 by the previously calculated gain and offset. For example, the adjusted signal value V'can be calculated from the original signal value V, based on V'= V * G + K.

몇몇 구현들에서, n번째 기판에 대해, 게인은, 선행 (n-1)번째 기판을 폴리싱하는 것으로부터의 데이터에 기초하여 계산된다. 예컨대,In some implementations, for the nth substrate, the gain is calculated based on data from polishing the preceding (n-1)th substrate. for example,

Figure 112016051429754-pct00006
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여기에서, V'n은 n번째 기판에 대한 조정된 신호 값이고, Vn은 n번째 기판에 대한 원시 신호 값이고, Gn -1은 (n-1)번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Gn -2는 (n-2)번째 기판을 조정하기 위해 사용되는 게인이고, Nn -1은, (n-1)번째 기판으로부터의 데이터로부터 결정된 S 및 D에 대한 값들로부터 계산된 보정 계수이다.Here, V 'n is n, and the adjustment signal value for the second substrate, V n is the raw signal value of the n-th substrate, G n -1 is the gain used to adjust the second substrate (n-1) And G n -2 is the gain used to adjust the (n-2)th substrate, and N n -1 is calculated from the values for S and D determined from the data from the (n-1)th substrate. Is the correction factor.

와전류 측정 센서를 교정하기 위한 게인 및 오프셋 계산들은, 아래에서 단계(670)에 대하여 상세히 설명된다.The gain and offset calculations for calibrating the eddy current measurement sensor are described in detail with respect to step 670 below.

몇몇 구현들에서, 예컨대, 이전의 데이터가 신뢰가능하지 않거나 또는 이용가능하지 않도록, 폴리싱 패드가 교체된 후의 제 1 기판 또는 배치(batch)에서의 제 1 기판과 같은 제 1 기판을 폴리싱하는 경우에, 게인은 간단히, 디폴트 값 G0로서 세팅되고, 그에 따라,In some implementations, for example, when polishing a first substrate, such as a first substrate in a batch or a first substrate after the polishing pad has been replaced, such that the previous data is not reliable or available. , The gain is simply set as the default value G 0 , and accordingly,

Figure 112016051429754-pct00007
가 된다.
Figure 112016051429754-pct00007
Becomes.

새로운 게인(또는 게인에 대한 조정)은, 수신된 와전류 데이터 및 이전에 측정된 초기 전도성 층 두께에 기초하여 계산된다(660). 예로서, 게인 계산들은 폴리싱 스테이션(22)의 컴퓨터(90)에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 게인에 대한 보정 계수 N은,A new gain (or adjustment to the gain) is calculated based on the received eddy current data and the previously measured initial conductive layer thickness (660). As an example, gain calculations may be performed by the computer 90 of the polishing station 22. For example, the correction factor N for the gain is,

Figure 112016051429754-pct00008
에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112016051429754-pct00008
Can be calculated according to.

선택된 구역에서의 전도성 층의 초기 두께 IT는 단계(620)에서 측정되었었다. 초기 두께 IT에 대응하는 원하는 값 D는 교정 커브(410)(도 4 참조)로부터 계산될 수 있다.The initial thickness IT of the conductive layer in the selected area was measured in step 620. The desired value D corresponding to the initial thickness IT can be calculated from the calibration curve 410 (see FIG. 4).

시작 측정된 값 S는 와전류 데이터로부터 결정될 수 있다. 즉, 폴리싱의 초기 기간 동안에 수신된 와전류 데이터는 초기 두께에 대응해야 한다. 예컨대, 폴리싱 동안에 충분한 데이터가 수집되면, 조정된 값들의 시퀀스에 대해 함수가 피팅될 수 있다. 함수는 다항 함수, 예컨대 선형 함수일 수 있다.The starting measured value S can be determined from the eddy current data. That is, the eddy current data received during the initial period of polishing must correspond to the initial thickness. For example, if enough data is collected during polishing, the function can be fitted over the sequence of adjusted values. The function may be a polynomial function, such as a linear function.

초기 시간 T0에서의 값 S는 피팅된 함수로부터 계산될 수 있다(도 5 참조). 시간 T0가 반드시, 예컨대 기판이 폴리싱 패드와 접촉하도록 하강되는 시간과 같은, 폴리싱 동작에 대한 정확한 시작 시간일 필요는 없고, 그 후 수 초, 예컨대 2 또는 3 초 후일 수 있다. 임의의 특정한 이론으로 제한되지 않으면서, 기판이 폴리싱 패드와 접촉하도록 하강되는 시간을 사용하는 것은, 예컨대, 플래튼이 타겟 회전 레이트로 여전히 램핑 업(ramping up)하고 있는 사실로 인해, 폴리싱 레이트가 초기에 제한될 수 있기 때문에, 부자연스럽게 높은 신호 값을 제공할 수 있다.The value S at the initial time T0 can be calculated from the fitted function (see Fig. 5). The time T0 need not necessarily be an exact start time for the polishing operation, such as the time at which the substrate is lowered into contact with the polishing pad, but may be a few seconds after that, such as 2 or 3 seconds. Without being bound by any particular theory, using the time the substrate is lowered into contact with the polishing pad is due to the fact that, for example, the platen is still ramping up to the target rotation rate, the polishing rate will be reduced. Since it can be initially limited, it can provide unnaturally high signal values.

K는 디폴트 값일 수 있다. K는, 층의 제로 두께에 대한 교정 커브(410)의 값에 대응할 수 있다. 예컨대, 미국 특허 번호 제 7,016,795 호에서 설명된 바와 같이, 드리프트 보상이 수행되는 경우에, 드리프트 보상은, 각각의 스캔에서 오프-웨이퍼 신호를 다시 K로 자동적으로 조정할 수 있다.K may be a default value. K may correspond to the value of the calibration curve 410 for the zero thickness of the layer. For example, as described in US Pat. No. 7,016,795, when drift compensation is performed, the drift compensation can automatically adjust the off-wafer signal back to K in each scan.

그 후에, 새로운 게인 G'이, G' = G * N으로서, 이전의 게인 G로부터 계산될 수 있다.After that, a new gain G'can be calculated from the previous gain G, as G'= G * N.

몇몇 구현들에서, 새로운 게인은 후속 기판(즉, S 및 D에 대한 값들을 생성하기 위해 사용된 기판 후의 기판)을 위해 사용된다. 이러한 경우에, (n+1)번째 기판에 대해 사용될 게인은, Gn +1 = Gn -1 * Nn으로서 표현될 수 있다.In some implementations, the new gain is used for a subsequent substrate (ie, the substrate after the substrate used to generate values for S and D). In this case, the gain to be used for the (n+1)-th substrate can be expressed as G n +1 = G n -1 * N n.

몇몇 구현들에서, 현재의 기판에 대한 시작 값 S를 결정하기 위해 충분한 데이터가 누적된 후에, 새로운 게인이 계산되고, 새로운 게인을 사용하여, 현재의 기판에 대해 데이터의 네트(net) 세트가 계산된다. 이러한 경우에, n번째 기판에 대해 사용될 게인은, Gn = Gn -1 * Nn으로서 표현될 수 있다.In some implementations, after enough data has been accumulated to determine the starting value S for the current substrate, a new gain is calculated, and using the new gain, a net set of data is calculated for the current substrate. do. In this case, the gain to be used for the n-th substrate can be expressed as G n = G n -1 * N n.

예컨대, 새로운 게인은, 예컨대, 폴리싱 패드가 교체된 후의 제 1 기판 또는 배치에서의 제 1 기판과 같은 제 1 기판을 폴리싱하는 경우에, 현재의 기판에 대해 사용될 수 있다. 더 나중에 폴리싱되는 기판들에 대해, 새로운 게인이 후속 기판을 위해 사용될 수 있다.For example, a new gain can be used for the current substrate, for example, when polishing a first substrate, such as the first substrate after the polishing pad has been replaced, or the first substrate in a batch. For substrates that are polished later, a new gain can be used for the subsequent substrate.

몇몇 구현들에서, 게인 값들의 시퀀스는, 주어진 기판에 대한 필터링된 게인 값을 생성하기 위하여, 예컨대, 게인이 더 스무스하게(smoothly) 변화되도록 웨이퍼-대-웨이퍼 노이즈를 약화시키기 위해 필터링된다. 그 후에, 이러한 필터링된 게인 값은, 위의 방정식들에서의 G 대신에 사용될 수 있다. 예컨대, 게인은 재귀 노치 필터(recursive notch filter)를 겪을 수 있다.In some implementations, the sequence of gain values is filtered to produce a filtered gain value for a given substrate, eg, to attenuate wafer-to-wafer noise such that the gain is changed more smoothly. Thereafter, this filtered gain value can be used instead of G in the above equations. For example, the gain may undergo a recursive notch filter.

어느 구현에서도, 조정된 데이터는, 폴리싱 파라미터들을 변경하거나, 또는 폴리싱 엔드포인트를 결정하기 위해 사용된다(670). 조정된 데이터는, 폴리싱되는 전도성 층의 두께를 표현할 수 있고, 폴리싱 파라미터들에서의 변화를 트리거링하기 위해 사용될 수 있다. 폴리싱 엔드포인트를 발견하는 것의 예는 도 5를 참조하여 위에서 설명된다.In either implementation, the adjusted data is used (670) to change the policing parameters, or to determine the policing endpoint. The adjusted data can represent the thickness of the conductive layer being polished and can be used to trigger a change in polishing parameters. An example of discovering a policing endpoint is described above with reference to FIG. 5.

몇몇 구현들에서, 하나 또는 그 초과의 측정 구역들이 선택될 수 있고, 하나 초과의 구역의 두께가 와전류 센서를 교정하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 초기 두께의 측정이, 선택된 구역의 하나의 포인트에서 수행된다. 몇몇 구현들에서, 선택된 구역의 2개 또는 그 초과의 포인트들에서 측정이 수행되고, 측정된 데이터는 평균된다.In some implementations, one or more measurement zones can be selected, and the thickness of more than one zone can be used to calibrate the eddy current sensor. In some implementations, the measurement of the initial thickness is performed at one point in the selected area. In some implementations, measurements are performed at two or more points in the selected area, and the measured data are averaged.

전도성 층의 저항률은, 전도성 층의 온도가 변화됨에 따라 변화될 수 있다. 유도되는 와전류들 그리고 따라서, 측정되는 와전류 신호들은, 전도성 층의 저항률에 따른다. 기판을 폴리싱하는 것은, 기판 온도를 증가시키고, 유도되는 와전류 신호들을 감소시킨다.The resistivity of the conductive layer may be changed as the temperature of the conductive layer is changed. The induced eddy currents and thus the measured eddy current signals depend on the resistivity of the conductive layer. Polishing the substrate increases the substrate temperature and reduces induced eddy current signals.

기판이, 폴리싱을 계속하기 위해, 제 1 인-시튜 폴리싱 스테이션으로부터 제 2 인-시튜 폴리싱 스테이션으로 이동되고, 폴리싱 스테이션들 양자 모두가 와전류 모니터리를 사용하는 경우에, 2개의 폴리싱 스테이션들 사이의 온도 변화들은 와전류 신호들에 영향을 미친다. 온도 보상이 아래와 같이 수행될 수 있다.When the substrate is moved from the first in-situ polishing station to the second in-situ polishing station to continue polishing, and both polishing stations use eddy current monitoring, between the two polishing stations Temperature changes affect the eddy current signals. Temperature compensation can be performed as follows.

Figure 112016051429754-pct00009
Figure 112016051429754-pct00009

Figure 112016051429754-pct00010
Figure 112016051429754-pct00010

위의 방정식들 (2) 및 (3)에서, Ppost는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 층의 저항률 계수이고, Pini는 제 1 폴리싱 스테이션에서의 동일한 층의 저항률 계수이다. TEpost는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 온도이고, TEini는 제 1 폴리싱 스테이션에서의 온도이다. 파라미터 알파는 실험적으로 계산될 수 있고, 제로에 매우 근접한 값, 예컨대 0.002 내지 0.005, 예컨대 0.0032이다. 파라미터 알파는, 폴리싱되는 층의 조성에 따를 수 있다. 몇몇 구현들에서, 파라미터 알파는 사용자 입력에 의해 선택될 수 있고, 예컨대, 사용자는 층 조성들을 열거하는 메뉴로부터 선택할 수 있고, 선택된 층 조성에 대응하는 파라미터 알파가 룩-업 테이블로부터 결정된다. 방정식 (5)는, 상이한 온도들을 갖는 2개의 폴리싱 스테이션들 사이의 두께 보정을 위해 사용될 수 있다.In the above equations (2) and (3), P post is the resistivity coefficient of the layer in the second polishing station, and P ini is the resistivity coefficient of the same layer in the first polishing station. TE post is the temperature at the second polishing station, and TE ini is the temperature at the first polishing station. The parameter alpha can be calculated empirically and is a value very close to zero, such as 0.002 to 0.005, such as 0.0032. The parameter alpha can depend on the composition of the layer being polished. In some implementations, the parameter alpha can be selected by user input, eg, the user can select from a menu listing layer compositions, and the parameter alpha corresponding to the selected layer composition is determined from the look-up table. Equation (5) can be used for thickness correction between two polishing stations with different temperatures.

도 7은, 제 1 폴리싱 스테이션으로부터 제 2 폴리싱 스테이션으로 기판을 이송하는 경우에 폴리싱을 제어하기 위한 프로세스(700)를 도시한다. 기판 상에서 측정 구역이 선택된다(710). 위에서 기재된 바와 같이, 구역은 기판의 방사상 범위일 수 있다. 예컨대, 낮은 축방향 비대칭을 갖도록 이전의 측정들에 기초하여 실험적으로 결정된 방사상 범위가 선택될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구역은, 예컨대, 그래픽 사용자 인터페이스로의 입력에 기초하여, 사용자에 의해 선택될 수 있다.7 shows a process 700 for controlling polishing when transferring a substrate from a first polishing station to a second polishing station. A measurement zone is selected on the substrate (710). As described above, the zone can be the radial extent of the substrate. For example, an experimentally determined radial range can be selected based on previous measurements to have a low axial asymmetry. In some implementations, the zone can be selected by the user, eg, based on input into a graphical user interface.

기판이 제 1 폴리싱 스테이션에서 폴리싱되고, 기판의 선택된 구역으로부터의 "원시" 와전류 원시 신호가 수신된다(720). 예로서, 와전류 신호는 폴리싱 스테이션(22)의 컴퓨터(90)에 의해 수신될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 컴퓨터(90)는 전체 기판의 와전류 신호를 수신할 수 있고, 샘플링된 측정치들은, 선택된 구역을 포함하는 상이한 구역들로 분류될 수 있다.The substrate is polished at a first polishing station, and a “raw” eddy current raw signal from a selected region of the substrate is received (720). As an example, the eddy current signal may be received by the computer 90 of the polishing station 22. As described above, the computer 90 can receive the eddy current signal of the entire substrate, and the sampled measurements can be classified into different zones, including the selected zone.

제 1 폴리싱 스테이션의 선택된 구역의 수신된 와전류 데이터가 제 1 게인 및 오프셋에 의해 조정된다(730). 위에서 단계(670)에 대하여 상세히 설명된 바와 같이, 게인 및 오프셋은 선행 기판 측정으로부터 수신될 수 있거나, 또는 폴리싱되는 현재의 기판의 와전류 데이터로부터 계산될 수 있다. 제 1 폴리싱 스테이션에서 수집된 와전류 데이터에 대해 제 1 함수가 피팅될 수 있다. 제 1 함수는 제 1 다항 함수, 예컨대 제 1 선형 함수일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 폴리싱이 시작된 후 짧은 시간 기간(예컨대, 10 초) 동안, 와전류 데이터는 신뢰가능하지 않을 수 있고, 폐기될 수 있다.The received eddy current data of the selected zone of the first polishing station is adjusted 730 by the first gain and offset. As detailed above for step 670, the gain and offset may be received from previous substrate measurements, or may be calculated from eddy current data of the current substrate being polished. A first function may be fitted to the eddy current data collected at the first polishing station. The first function may be a first polynomial function, such as a first linear function. In some implementations, for a short period of time (eg, 10 seconds) after polishing begins, the eddy current data may not be reliable and may be discarded.

제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱 프로세스의 제 1 온도가 결정된다(740). 몇몇 구현들에서, 제 1 온도는 폴리싱 패드의 온도이다. 대안적으로 또는 조합하여, 폴리싱되는 기판의 온도가 측정될 수 있다. 접촉 센서들 및/또는 비-접촉 센서들(예컨대, 적외선 센서들)이 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 온도는, 주기적으로, 그리고/또는 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱이 중단되는 시간 주위에서 측정될 수 있다.A first temperature of the polishing process at the first polishing station is determined (740). In some implementations, the first temperature is the temperature of the polishing pad. Alternatively or in combination, the temperature of the substrate to be polished can be measured. Contact sensors and/or non-contact sensors (eg, infrared sensors) can be used to measure the temperature. The temperature can be measured periodically and/or around the time when polishing at the first polishing station is stopped.

기판이 제 2 폴리싱 스테이션으로 이송되고, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 프로세스의 제 2 온도가 측정된다(750). 일반적으로, 제 1 폴리싱 스테이션과 동일한 엘리먼트의 온도가 측정될 수 있다. 예컨대, 제 1 온도가 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱 패드의 온도인 경우에, 제 2 온도는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱 패드의 온도이다. 유사하게, 제 1 온도가 제 1 폴리싱 스테이션에서의 기판의 온도인 경우에, 제 2 온도는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 기판의 온도이다. 온도는, 주기적으로, 그리고/또는 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱이 시작되는 시간 주위에서 측정될 수 있다.The substrate is transferred to a second polishing station, and a second temperature of the process at the second polishing station is measured (750). In general, the temperature of the same element as the first polishing station can be measured. For example, if the first temperature is the temperature of the polishing pad in the first polishing station, the second temperature is the temperature of the polishing pad in the second polishing station. Similarly, if the first temperature is the temperature of the substrate at the first polishing station, the second temperature is the temperature of the substrate at the second polishing station. The temperature can be measured periodically and/or around the time at which polishing at the second polishing station begins.

대안적으로, 제 2 폴리싱 스테이션에서 제 2 온도를 측정하는 대신에, 시스템은 간단히, 제 2 폴리싱 스테이션에서 폴리싱이 시작될 때, 기판이 디폴트 온도, 예컨대 실온, 예컨대 21 ℃인 것으로 가정할 수 있다.Alternatively, instead of measuring the second temperature at the second polishing station, the system can simply assume that when polishing begins at the second polishing station, the substrate is at a default temperature, eg room temperature, eg 21°C.

기판이 제 2 폴리싱 스테이션에서 폴리싱되고, 기판의 선택된 구역으로부터의 원시 와전류 신호가 수신된다(760). 예로서, 와전류 신호는 폴리싱 스테이션(22)의 컴퓨터(90)에 의해 수신될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 컴퓨터(90)는, 전체 기판의 와전류 원시 데이터를 수신할 수 있고, 샘플링된 측정치들은, 선택된 구역을 포함하는 상이한 구역들로 분류될 수 있다. 제 2 폴리싱 스테이션에서 수집된 와전류 데이터에 대해 제 2 함수가 피팅될 수 있다. 제 2 함수는 제 2 다항 함수, 예컨대 제 2 선형 함수일 수 있다.The substrate is polished at a second polishing station, and a raw eddy current signal from the selected region of the substrate is received (760). As an example, the eddy current signal may be received by the computer 90 of the polishing station 22. As described above, the computer 90 can receive eddy current raw data of the entire substrate, and the sampled measurements can be classified into different zones, including the selected zone. A second function may be fitted to the eddy current data collected at the second polishing station. The second function may be a second polynomial function, such as a second linear function.

제 2 폴리싱 스테이션에 대한 수신된 와전류 데이터는 제 2 게인 및 오프셋에 의해 조정된다(770). 위에서 단계(670)에 대하여 상세히 설명된 바와 같이, 게인 및 오프셋은, 선행 기판 측정으로부터 수신될 수 있거나, 또는 폴리싱되는 현재의 웨이퍼의 와전류 데이터로부터 계산될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 방정식들 (2) 및 (3)에서 설명된 바와 같이, 게인은, 제 1 및 제 2 온도들 사이의 차이를 포함하도록 조정될 수 있다.The received eddy current data for the second polishing station is adjusted by the second gain and offset (770). As detailed above for step 670, the gain and offset may be received from previous substrate measurements, or may be calculated from eddy current data of the current wafer being polished. In some implementations, as described in equations (2) and (3), the gain can be adjusted to include the difference between the first and second temperatures.

예컨대, 제 1 폴리싱 스테이션으로부터 제 2 폴리싱 스테이션으로 기판을 스위칭하는 경우에, 게인에 대한 보정 계수 N은,For example, in the case of switching the substrate from the first polishing station to the second polishing station, the correction factor N for the gain is,

Figure 112016051429754-pct00011
에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112016051429754-pct00011
Can be calculated according to.

제 2 폴리싱 스테이션에서의 시작 측정된 값 S'은, 제 2 폴리싱 스테이션에서 수집된 와전류 데이터로부터 결정될 수 있다. 예컨대, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱 동안에 충분한 데이터가 수집되면, 조정된 값들의 시퀀스에 대해 제 2 함수, 예컨대 제 2 선형 함수가 피팅된다. 제 2 폴리싱 스테이션에서의 초기 시간 T0에서의 값 S는 제 2 피팅된 함수로부터 계산될 수 있다. 시간 T0는 반드시, 예컨대, 기판이 폴리싱 패드와 접촉하도록 하강되는 시간과 같은, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱 동작에 대한 정확한 시작 시간일 필요는 없고, 그 후 수 초, 예컨대 2 또는 3 초 후일 수 있다.The starting measured value S'at the second polishing station may be determined from eddy current data collected at the second polishing station. For example, if sufficient data is collected during polishing at the second polishing station, a second function, such as a second linear function, is fitted to the sequence of adjusted values. The value S at the initial time T0 at the second polishing station can be calculated from the second fitted function. The time T0 does not necessarily have to be an exact start time for the polishing operation in the second polishing station, such as the time at which the substrate is lowered into contact with the polishing pad, but may be a few seconds after that, such as 2 or 3 seconds. have.

제 1 폴리싱 스테이션에서의 선택된 구역에서의 전도성 층의 최종 두께 Tpost가 결정될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 함수는, 제 1 폴리싱 스테이션에서 폴리싱이 실제로 정지된 시간 TF에 대한 최종 값 DF를 계산하기 위해 사용된다. 몇몇 구현들에서, 최종 값 DF는 간단히 타겟 값(530)이다. 최종 값 DF에 대응하는 최종 두께 Tpost는 교정 커브(410)(도 4 참조)에 기초하여 계산될 수 있다. The final thickness T post of the conductive layer in a selected area at the first polishing station can be determined. In some implementations, the first function is used to calculate the final value DF for the time TF at which polishing was actually stopped at the first polishing station. In some implementations, the final value DF is simply the target value 530. The final thickness T post corresponding to the final value DF may be calculated based on the calibration curve 410 (see FIG. 4 ).

온도 보상을 수행하기 위해, 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 조정된 초기 두께 Tini가, 2개의 폴리싱 스테이션들에서의 온도들 및 최종 두께 Tpost에 기초하여 계산된다. 예컨대, 조정된 초기 두께는, Tini = Tpost(Ppost / Pini)에 따라 계산될 수 있다. 그 후에, 조정된 초기 두께 Tini에 대응하는 원하는 값 D'이 교정 커브(410)(도 4 참조)로부터 계산될 수 있다. 그 후에, 게인의 계산이 위에서 논의된 바와 같이 진행될 수 있다.To perform temperature compensation, the adjusted initial thickness T ini for the second polishing station is calculated based on the temperatures at the two polishing stations and the final thickness T post. For example, the adjusted initial thickness can be calculated according to T ini = T post (P post / P ini ). Thereafter, a desired value D'corresponding to the adjusted initial thickness T ini can be calculated from the calibration curve 410 (see Fig. 4). After that, the calculation of the gain can proceed as discussed above.

위에서 설명된 폴리싱 장치 및 방법들은 다양한 폴리싱 시스템들에 적용될 수 있다. 폴리싱 패드 또는 캐리어 헤드들 중 어느 하나, 또는 양자 모두는, 기판과 폴리싱 표면 사이에서의 상대적인 모션을 제공하기 위해 이동할 수 있다. 예컨대, 플래튼은 회전하는 대신에 궤도를 돌 수 있다(orbit). 폴리싱 패드는, 플래튼에 고정된 원형(또는 어떤 다른 형상) 패드일 수 있다. 엔드포인트 검출 시스템의 몇몇 양상들은, 예컨대, 폴리싱 패드가, 선형으로 이동하는 연속적인 또는 릴-투-릴 벨트인 선형 폴리싱 시스템들에 대해 적용가능할 수 있다. 폴리싱 층은, 표준(예컨대, 필러들을 갖는 또는 갖지 않은 폴리우레탄) 폴리싱 재료, 부드러운 재료, 또는 고정된-연마 재료일 수 있다. 상대적인 포지셔닝(positioning)의 용어들이 사용되고; 폴리싱 표면 및 기판이 수직 배향(orientation) 또는 어떤 다른 배향으로 홀딩될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.The polishing apparatus and methods described above can be applied to various polishing systems. Either or both of the polishing pad or carrier heads can be moved to provide relative motion between the substrate and the polishing surface. For example, the platen can orbit instead of rotating. The polishing pad may be a circular (or some other shape) pad fixed to the platen. Some aspects of the endpoint detection system may be applicable for linear polishing systems, for example, where the polishing pad is a linearly moving continuous or reel-to-reel belt. The polishing layer may be a standard (eg, polyurethane with or without fillers) polishing material, a soft material, or a fixed-polishing material. Terms of relative positioning are used; It should be understood that the polishing surface and substrate may be held in a vertical orientation or some other orientation.

실시예들은, 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램 물건들, 즉, 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들과 같은 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 또는 그러한 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 비-일시적인 머신 판독가능 저장 매체들에 유형으로 구현된 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들로서 구현될 수 있다. 본 발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 더 많거나 또는 더 적은 교정 파라미터들이 사용될 수 있다. 부가적으로, 교정 및/또는 드리프트 보상 방법들이 변경될 수 있다. 따라서, 다른 실시예들이 다음의 청구항들의 범위 내에 속한다.Embodiments are to control the operation of one or more computer program products, i.e., a data processing device such as a programmable processor, a computer, or multiple processors or computers, or to perform execution by such a data processing device. For this purpose, it may be implemented as one or more computer programs tangibly embodied on non-transitory machine-readable storage media. A number of embodiments of the invention have been described. Nevertheless, it will be understood that various changes may be made without departing from the scope and spirit of the invention. For example, more or fewer calibration parameters may be used. Additionally, calibration and/or drift compensation methods can be changed. Accordingly, other embodiments are within the scope of the following claims.

Claims (30)

폴리싱(polishing)을 제어하는 방법으로서,
인-라인 또는 독립형(stand-alone) 모니터링 시스템으로부터, 제 1 기판을 폴리싱하기 전에, 상기 제 1 기판 상의 전도성 막의 초기 두께의 측정치를 수신하는 단계;
폴리싱 시스템에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 폴리싱하는 단계 ― 상기 하나 또는 그 초과의 기판들은 상기 제 1 기판을 포함함 ―;
상기 하나 또는 그 초과의 기판들의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 와전류(eddy current) 모니터링 시스템을 이용하여, 상기 하나 또는 그 초과의 기판들을 모니터링하는 단계;
생성된 상기 제 1 신호에 기초하여, 상기 제 1 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 시작 값을 결정하는 단계;
상기 초기 두께의 측정치 및 상기 시작 값에 기초하여, 게인(gain)을 결정하는 단계;
상기 하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 1 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 제 1 신호에 기초하여, 제 2 신호를 계산하는 단계; 및
상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트(endpoint) 중 적어도 하나를 결정하는 단계
를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.As a method of controlling polishing,
Receiving, from an in-line or stand-alone monitoring system, a measurement of an initial thickness of a conductive film on the first substrate prior to polishing the first substrate;
Polishing one or more substrates in a polishing system, the one or more substrates comprising the first substrate;
During polishing of the one or more substrates, monitoring the one or more substrates using an eddy current monitoring system to generate a first signal;
Determining a starting value of the first signal at an initial time of polishing of the first substrate based on the generated first signal;
Determining a gain based on the initial thickness measurement and the starting value;
Calculating a second signal, based on the gain and the first signal, for at least a portion of the first signal collected during polishing of at least one of the one or more substrates; And
Based on the second signal, determining, for the at least one substrate, at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint.
Containing,
How to control polishing. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 신호를 계산하는 단계는, 상기 게인을 곱하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 1,
The step of calculating the second signal includes multiplying the gain,
How to control polishing. 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 신호를 계산하는 단계는, V' = V * G + K를 계산하는 단계를 포함하며, 상기 V'은 상기 제 2 신호이고, 상기 V는 상기 제 1 신호이고, 상기 G는 상기 게인이고, 상기 K는 오프셋(offset)인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 2,
Calculating the second signal includes calculating V'= V * G + K, wherein V'is the second signal, V is the first signal, and G is the gain And, K is an offset,
How to control polishing. 제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 기판들 중 상기 적어도 하나의 기판은 상기 제 1 기판인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 1,
The at least one of the one or more substrates is the first substrate,
How to control polishing. 제 1 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 기판들 중 상기 적어도 하나의 기판은, 상기 제 1 기판 후에 폴리싱되는 제 2 기판인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 1,
The at least one of the one or more substrates is a second substrate polished after the first substrate,
How to control polishing. 제 1 항에 있어서,
상기 폴리싱 시스템은 회전가능한 플래튼(platen)을 포함하고, 상기 와전류 모니터링 시스템의 와전류 센서는, 상기 하나 또는 그 초과의 기판들에 걸쳐 스위핑(sweep)하도록, 상기 플래튼 상에 지지되며,
상기 방법은,
상기 와전류 센서가 상기 기판에 인접하지 않을 때 생성된 신호의 일부로부터 상기 제 1 신호를 생성하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 1,
The polishing system comprises a rotatable platen, and the eddy current sensor of the eddy current monitoring system is supported on the platen to sweep across the one or more substrates,
The above method,
Generating the first signal from a portion of the signal generated when the eddy current sensor is not adjacent to the substrate,
How to control polishing. 제 1 항에 있어서,
상기 게인을 결정하는 단계는, 상기 초기 두께의 측정치, 및 신호 강도와 두께를 관련시키는 교정 함수로부터 상기 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 원하는(desired) 값을 결정하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 1,
The determining of the gain comprises determining a desired value of the first signal at the initial time from the measurement of the initial thickness and a calibration function relating the signal strength to the thickness.
How to control polishing. 제 7 항에 있어서,
상기 게인을 결정하는 단계는,
Figure 112016051429754-pct00012

에 따라, 승수 N을 계산하는 단계를 포함하며,
상기 D는 상기 원하는 값이고, 상기 S는 상기 시작 값이고, 상기 K는 제로(zero) 두께에 대한 상기 교정 함수의 값을 표현하는 상수인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 7,
The step of determining the gain,
Figure 112016051429754-pct00012

In accordance with, including the step of calculating a multiplier N,
Wherein D is the desired value, S is the starting value, and K is a constant expressing the value of the calibration function for zero thickness,
How to control polishing. 제 8 항에 있어서,
상기 게인을 결정하는 단계는, 이전의(old) 게인에 N을 곱하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 8,
The step of determining the gain comprises multiplying an old gain by N,
How to control polishing. 데이터 프로세싱 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하도록 동작가능한 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 동작들은,
인-라인 또는 독립형 모니터링 시스템으로부터, 제 1 기판을 폴리싱하기 전에, 상기 제 1 기판 상의 전도성 막의 초기 두께의 측정치를 수신하는 동작;
폴리싱 스테이션으로 하여금, 폴리싱 시스템에서 하나 또는 그 초과의 기판들을 폴리싱하는 것을 수행하게 하는 동작 ― 상기 하나 또는 그 초과의 기판들은 상기 제 1 기판을 포함함 ―;
상기 하나 또는 그 초과의 기판들의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 상기 하나 또는 그 초과의 기판들을 모니터링하는 동작;
생성된 상기 제 1 신호에 기초하여, 상기 제 1 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 시작 값을 결정하는 동작;
상기 초기 두께의 측정치 및 상기 시작 값에 기초하여, 게인을 결정하는 동작;
상기 하나 또는 그 초과의 기판들 중 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 1 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 제 1 신호에 기초하여, 제 2 신호를 계산하는 동작; 및
상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 동작
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.A computer-readable storage medium having stored thereon a program operable to cause a data processing device to perform operations,
The above operations are:
Receiving, from an in-line or standalone monitoring system, a measurement of an initial thickness of a conductive film on the first substrate prior to polishing the first substrate;
Causing a polishing station to perform polishing one or more substrates in a polishing system, the one or more substrates comprising the first substrate;
During polishing of the one or more substrates, monitoring the one or more substrates using an eddy current monitoring system to generate a first signal;
Determining a starting value of the first signal at an initial time of polishing of the first substrate based on the generated first signal;
Determining a gain based on the measured value of the initial thickness and the starting value;
Calculating a second signal, based on the gain and the first signal, for at least a portion of the first signal collected during polishing of at least one of the one or more substrates; And
Based on the second signal, for the at least one substrate, determining at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint
Containing,
Computer readable storage media. 제 10 항에 있어서,
상기 게인을 결정하는 동작은, 상기 초기 두께의 측정치, 및 신호 강도와 두께를 관련시키는 교정 함수로부터 상기 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 원하는 값을 결정하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.The method of claim 10,
The operation of determining the gain includes determining a desired value of the first signal at the initial time from the measurement of the initial thickness and a calibration function relating the signal strength and the thickness.
Computer readable storage media. 제 11 항에 있어서,
상기 게인을 결정하는 동작은,
Figure 112020128392146-pct00013

에 따라, 승수 N을 계산하는 동작을 포함하며,
상기 D는 상기 원하는 값이고, 상기 S는 상기 시작 값이고, 상기 K는 제로 두께에 대한 상기 교정 함수의 값을 표현하는 상수인,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.The method of claim 11,
The operation of determining the gain,
Figure 112020128392146-pct00013

In accordance with, including the operation of calculating the multiplier N,
Wherein D is the desired value, S is the starting value, and K is a constant expressing the value of the calibration function for zero thickness,
Computer readable storage media. 폴리싱 시스템으로서,
폴리싱 패드를 지지하기 위한 회전가능한 플래튼;
상기 폴리싱 패드에 대하여 제 1 기판을 홀딩(hold)하기 위한 캐리어 헤드;
상기 기판 상의 전도성 층의 두께에 따라 제 1 신호를 생성하기 위한 센서를 포함하는 인-시튜(in-situ) 와전류 모니터링 시스템; 및
동작들을 수행하도록 구성된 제어기
를 포함하며,
상기 동작들은,
상기 센서로부터 상기 제 1 신호를 수신하는 동작;
수신된 상기 제 1 신호에 기초하여, 상기 제 1 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 시작 값을 결정하는 동작;
상기 전도성 층의 초기 두께의 측정치 및 상기 시작 값에 기초하여, 게인을 결정하는 동작;
상기 제 1 기판 또는 후속 기판의 폴리싱 동안에 수집된 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 신호에 기초하여, 제 2 신호를 계산하는 동작; 및
상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 제 1 기판 또는 상기 후속 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 동작
을 포함하는,
폴리싱 시스템.As a polishing system,
A rotatable platen for supporting the polishing pad;
A carrier head for holding a first substrate against the polishing pad;
An in-situ eddy current monitoring system including a sensor for generating a first signal according to the thickness of the conductive layer on the substrate; And
Controller configured to perform actions
Including,
The above operations are:
Receiving the first signal from the sensor;
Based on the received first signal, determining a starting value of the first signal at an initial time of polishing of the first substrate;
Determining a gain based on the starting value and the measurement of the initial thickness of the conductive layer;
Calculating a second signal based on the gain and the signal, for at least a portion of the signal collected during polishing of the first or subsequent substrate; And
Based on the second signal, for the first substrate or the subsequent substrate, determining at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint.
Containing,
Polishing system. 제 13 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 초기 두께의 측정치, 및 신호 강도와 두께를 관련시키는 교정 함수로부터 상기 초기 시간에서의 상기 제 1 신호의 원하는 값을 결정하도록 구성되는,
폴리싱 시스템.The method of claim 13,
The controller is configured to determine a desired value of the first signal at the initial time from the measurement of the initial thickness and a calibration function relating the signal strength to the thickness,
Polishing system. 제 14 항에 있어서,
상기 제어기는,
Figure 112020128392146-pct00014

에 따라, 승수 N을 계산함으로써, 상기 게인을 결정하도록 구성되며,
상기 D는 상기 원하는 값이고, 상기 S는 상기 시작 값이고, 상기 K는 제로 두께에 대한 상기 교정 함수의 값을 표현하는 상수인,
폴리싱 시스템.The method of claim 14,
The controller,
Figure 112020128392146-pct00014

According to, by calculating the multiplier N, is configured to determine the gain,
Wherein D is the desired value, S is the starting value, and K is a constant expressing the value of the calibration function for zero thickness,
Polishing system. 폴리싱을 제어하는 방법으로서,
제 1 폴리싱 스테이션에서 기판을 폴리싱하는 단계;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱 동안에, 제 1 신호를 생성하기 위해, 제 1 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 상기 기판을 모니터링하는 단계;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 종료(end)를 위해 상기 제 1 신호의 종료 값을 결정하는 단계;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서 제 1 온도를 결정하는 단계;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서 상기 기판을 폴리싱한 후에, 제 2 폴리싱 스테이션에서 상기 기판을 폴리싱하는 단계;
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱 동안에, 제 2 신호를 생성하기 위해, 제 2 와전류 모니터링 시스템을 이용하여, 상기 기판을 모니터링하는 단계;
생성된 상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 2 신호의 시작 값을 결정하는 단계;
상기 종료 값, 상기 시작 값, 및 상기 제 1 온도에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 단계;
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 2 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 제 2 신호에 기초하여, 제 3 신호를 계산하는 단계; 및
상기 제 3 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 단계
를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.As a method of controlling polishing,
Polishing the substrate at a first polishing station;
During polishing of the substrate at the first polishing station, monitoring the substrate using a first eddy current monitoring system to generate a first signal;
Determining an end value of the first signal for an end of polishing of the substrate at the first polishing station;
Determining a first temperature at the first polishing station;
After polishing the substrate at the first polishing station, polishing the substrate at a second polishing station;
During polishing of the substrate at the second polishing station, monitoring the substrate using a second eddy current monitoring system to generate a second signal;
Based on the generated second signal, determining a starting value of the second signal at an initial time of polishing of the substrate in the second polishing station;
Determining a gain for the second polishing station based on the end value, the start value, and the first temperature;
Calculating a third signal, based on the gain and the second signal, for at least a portion of the second signal collected during polishing of at least one substrate in the second polishing station; And
Based on the third signal, for the at least one substrate, determining at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint.
Containing,
How to control polishing. 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 단계는, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서 제 2 온도를 측정하는 단계를 더 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 16,
Determining a gain for the second polishing station further comprises measuring a second temperature at the second polishing station,
How to control polishing. 제 17 항에 있어서,
상기 게인은, 제 1 및 제 2 온도들에서의 폴리싱되는 층의 저항률(resistivity)에 기초하여 계산되는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 17,
The gain is calculated based on the resistivity of the layer being polished at first and second temperatures,
How to control polishing. 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 종료를 위해 상기 제 1 신호의 종료 값을 결정하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 18,
Determining an ending value of the first signal for ending polishing of the substrate at the first polishing station,
How to control polishing. 제 19 항에 있어서,
상기 종료 값을 결정하는 단계는, 상기 제 1 신호로부터, 측정된 값들의 제 1 시퀀스를 생성하고, 상기 측정된 값들의 제 1 시퀀스에 대해 제 1 함수를 피팅(fitting)하고, 상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱에 대한 엔드포인트 시간에서의 상기 함수의 값으로서 상기 종료 값을 계산하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 19,
The determining of the end value comprises: generating a first sequence of measured values from the first signal, fitting a first function to the first sequence of measured values, and the first polishing Calculating the end value as the value of the function at endpoint time for policing at the station,
How to control polishing. 제 19 항에 있어서,
신호 강도와 두께를 관련시키는 교정 함수, 및 상기 종료 값으로부터 제 1 두께를 결정하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 19,
Determining a first thickness from the end value and a calibration function relating signal strength to thickness,
How to control polishing. 제 21 항에 있어서,
상기 제 1 두께, 상기 제 1 온도, 및 상기 제 2 온도에 기초하여, 조정된 두께를 결정하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 21,
Determining an adjusted thickness based on the first thickness, the first temperature, and the second temperature,
How to control polishing. 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 온도는, 상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 제 1 폴리싱 패드의 온도이고, 상기 제 2 온도는, 제 2 폴리싱 스테이션에서의 제 2 폴리싱 패드의 온도인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 17,
The first temperature is a temperature of a first polishing pad in the first polishing station, and the second temperature is a temperature of a second polishing pad in a second polishing station,
How to control polishing. 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 온도는, 상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 폴리싱되는 층의 온도이고, 상기 제 2 온도는, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 폴리싱되는 층의 온도인,
폴리싱을 제어하는 방법.The method of claim 17,
The first temperature is a temperature of the polished layer in the first polishing station, and the second temperature is a temperature of the polished layer in the second polishing station,
How to control polishing. 데이터 프로세싱 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하도록 동작가능한 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 동작들은,
제 1 폴리싱 스테이션으로 하여금 기판을 폴리싱하게 하는 동작;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱 동안에, 제 1 와전류 모니터링 시스템으로부터 제 1 신호를 수신하는 동작;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 종료를 위한 상기 제 1 신호의 종료 값을 결정하는 동작;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서 제 1 온도를 결정하는 동작;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서 상기 기판을 폴리싱한 후에, 제 2 폴리싱 스테이션으로 하여금 상기 기판을 폴리싱하게 하는 동작;
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱 동안에, 제 2 와전류 모니터링 시스템으로부터 제 2 신호를 수신하는 동작;
수신된 상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 2 신호의 시작 값을 결정하는 동작;
상기 종료 값, 상기 시작 값, 및 상기 제 1 온도에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 동작;
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 2 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 제 2 신호에 기초하여, 제 3 신호를 계산하는 동작; 및
상기 제 3 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 동작
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.A computer-readable storage medium having stored thereon a program operable to cause a data processing device to perform operations,
The above operations are:
Causing the first polishing station to polish the substrate;
During polishing of the substrate at the first polishing station, receiving a first signal from a first eddy current monitoring system;
Determining an ending value of the first signal for ending polishing of the substrate at the first polishing station;
Determining a first temperature at the first polishing station;
After polishing the substrate at the first polishing station, causing a second polishing station to polish the substrate;
During polishing of the substrate at the second polishing station, receiving a second signal from a second eddy current monitoring system;
Based on the received second signal, determining a starting value of the second signal at an initial time of polishing of the substrate at the second polishing station;
Determining a gain for the second polishing station based on the end value, the start value, and the first temperature;
Calculating a third signal, based on the gain and the second signal, for at least a portion of the second signal collected during polishing of at least one substrate in the second polishing station; And
Based on the third signal, for the at least one substrate, determining at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint
Containing,
Computer readable storage media. 제 25 항에 있어서,
상기 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 동작은, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서 제 2 온도를 측정하는 동작을 더 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.The method of claim 25,
The operation of determining a gain for the second polishing station further comprises measuring a second temperature at the second polishing station,
Computer readable storage media. 제 26 항에 있어서,
상기 게인은, 상기 제 1 및 제 2 온도들에서의 폴리싱되는 층의 저항률에 기초하여 계산되는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체.The method of claim 26,
The gain is calculated based on the resistivity of the layer being polished at the first and second temperatures,
Computer readable storage media. 폴리싱 시스템으로서,
제 1 폴리싱 패드를 지지하기 위한 제 1 플래튼, 기판 상의 전도성 층의 두께에 따라 제 1 신호를 생성하기 위한 제 1 센서를 포함하는 제 1 인-시튜 와전류 모니터링 시스템, 및 제 1 온도 센서를 포함하는 제 1 폴리싱 스테이션;
제 2 폴리싱 패드를 지지하기 위한 제 2 플래튼, 및 상기 기판 상의 상기 전도성 층의 두께에 따라 제 2 신호를 생성하기 위한 제 2 센서를 포함하는 제 2 인-시튜 와전류 모니터링 시스템을 포함하는 제 2 폴리싱 스테이션;
상기 기판을 홀딩하기 위한 캐리어 헤드; 및
동작들을 수행하도록 구성된 제어기
를 포함하며,
상기 동작들은,
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱 동안에, 제 2 와전류 모니터링 시스템으로부터 제 2 신호를 수신하는 동작;
수신된 상기 제 2 신호에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 초기 시간에서의 상기 제 2 신호의 시작 값을 결정하는 동작;
상기 제 1 폴리싱 스테이션에서의 상기 기판의 폴리싱의 종료를 위해 결정되는 상기 제 1 신호의 종료 값, 상기 시작 값, 및 상기 제 1 온도 센서에 의해 측정된 제 1 온도에 기초하여, 상기 제 2 폴리싱 스테이션에 대한 게인을 결정하는 동작;
상기 제 2 폴리싱 스테이션에서의 적어도 하나의 기판의 폴리싱 동안에 수집된 제 2 신호의 적어도 일부에 대해, 상기 게인 및 상기 제 2 신호에 기초하여, 제 3 신호를 계산하는 동작; 및
상기 제 3 신호에 기초하여, 상기 적어도 하나의 기판에 대해, 폴리싱 파라미터에 대한 조정 또는 폴리싱 엔드포인트 중 적어도 하나를 결정하는 동작
을 포함하는,
폴리싱 시스템.As a polishing system,
A first platen for supporting a first polishing pad, a first in-situ eddy current monitoring system including a first sensor for generating a first signal according to the thickness of the conductive layer on the substrate, and a first temperature sensor A first polishing station to perform;
A second in-situ eddy current monitoring system comprising a second platen for supporting a second polishing pad and a second sensor for generating a second signal according to the thickness of the conductive layer on the substrate Polishing station;
A carrier head for holding the substrate; And
Controller configured to perform actions
Including,
The above operations are:
During polishing of the substrate at the second polishing station, receiving a second signal from a second eddy current monitoring system;
Based on the received second signal, determining a starting value of the second signal at an initial time of polishing of the substrate at the second polishing station;
The second polishing based on an end value of the first signal, the start value, and a first temperature measured by the first temperature sensor determined for the end of polishing of the substrate at the first polishing station. Determining a gain for the station;
Calculating a third signal, based on the gain and the second signal, for at least a portion of the second signal collected during polishing of at least one substrate in the second polishing station; And
Based on the third signal, for the at least one substrate, determining at least one of an adjustment to a polishing parameter or a polishing endpoint
Containing,
Polishing system. 제 28 항에 있어서,
제 2 온도 센서를 포함하며,
상기 제어기는, 상기 제 2 온도 센서에 의해 측정된 제 2 온도에 기초하여, 상기 게인을 결정하도록 구성되는,
폴리싱 시스템.The method of claim 28,
Including a second temperature sensor,
The controller is configured to determine the gain based on a second temperature measured by the second temperature sensor,
Polishing system. 제 28 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 제 1 및 제 2 온도들에서의 폴리싱되는 층의 저항률에 기초하여, 상기 게인을 계산하도록 구성되는,
폴리싱 시스템.The method of claim 28,
The controller is configured to calculate the gain based on the resistivity of the layer being polished at the first and second temperatures,
Polishing system.
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