KR20110093866A - 다중-웨이퍼 화학 기계적 연마의 종료점 제어 - Google Patents
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Abstract
컴퓨터-구현되는 방법은 연마 장치에서 기판들을 동시에 연마하는 단계를 포함한다. 각각의 기판은 독립적으로 가변가능한 연마 파라미터에 의해 독립적으로 제어가능한 연마율을 갖는다. 각각의 기판들의 두께에 따라 가변하는 측정 데이터는 인시튜 모니터링 시스템을 통해 연마 동안 각각의 기판들로부터 획득된다. 각각의 기판이 타겟 시간에서 가질 추정 두께는 측정 데이터에 기초하여 결정된다. 적어도 하나의 기판에 대한 연마 파라미터는 적어도 하나의 기판의 연마율을 조정하도록 조정되어, 기판들이 조정이 없는 것보다 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접한다.
Description
본 발명은 일반적으로 화학 기계적 연마 동안 다수의 기판들의 모니터링에 관한 것이다.
집적회로는 전형적으로 실리콘 웨이퍼 상에 전도층들, 반도체층들, 또는 절연층들의 순차적인 증착에 의해 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는 비평면형(non-planar) 표면 상부에 충진층(filler layer)을 증착하는 단계 및 상기 충진층을 평탄화하는 단계를 포함한다. 특정 애플리케이션들에서, 충진층은 패턴화된 층의 최상부면이 노출될 때까지 평탄화된다. 전도성 충진층은 예를 들어, 절연층 내의 트렌치들 또는 홀들을 충진하기 위해 패턴화된 절연층 상에 증착될 수 있다. 평탄화 이후에, 돌출된(raised) 패턴의 절연층 사이에 남아있는 전도층의 부분들은 비아(via)들, 플러그들, 및 기판 상의 박막 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하는 라인들을 형성한다. 산화물 연마(polishing)와 같은 다른 애플리케이션들에서, 충진층은 미리 결정된 두께가 비평면형 표면 상부에 남아있을 때까지 평탄화된다. 또한, 기판 표면의 평탄화는 일반적으로 포토리소그래피를 위해 요구된다.
화학 기계적 연마(CMP)는 하나의 허용된 평탄화 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로 기판이 캐리어 또는 연마 헤드 상에 장착되는 것을 요구한다. 기판의 노출된 표면은 전형적으로 회전하는 연마 디스크 패드 또는 벨트 패드에 대항하여 배치된다. 연마 패드는 표준형 패드 또는 고정형 연마 패드(abrasive pad)일 수 있다. 표준형 패드는 내구성(durable) 거친 표면(roughened surface)을 갖는 반면에, 고정형 연마 패드는 격납 매체들 내에 유지되는 연마재 입자들(abrasive particles)을 갖는다. 캐리어 헤드는 기판 상에 제어가능한 하중(load)을 제공하여 이를 연마 패드에 대항하여 가압한다. 연마재 입자들을 갖는 슬러리(slurry)와 같은 연마액은 전형적으로 연마 패드의 표면에 공급된다.
CMP에서 한가지 문제점은 예를 들어 목표된 평탄도(flatness) 또는 두께로 평탄화되었거나, 또는 목표된 양의 물질이 제거된 기판층을 포함하는 웨이퍼와 같이, 바람직한 웨이퍼 프로파일을 달성하기 위한 적절한 연마율(polishing rate)을 사용하는 것이다. 전도층 또는 막의 과연마(overpolishing)(너무 많이 제거하는 것)는 증가된 회로 저항을 유도한다. 한편, 전도층의 과소연마(underpolishing)(너무 적게 제거하는 것)는 전기적 단락을 유도한다. 다수의 웨이퍼들이 연마되면, 웨이퍼들에 걸쳐서 두께를 제어하는 것이 어려울 수 있다. 기판층의 초기 두께, 슬러리 조성, 연마 패드 조건, 연마 패드와 기판 사이의 상대적 속도, 및 기판 상의 하중에서의 변화들은 기판들에 걸쳐서 물질 제거율의 변화들을 유발할 수 있다.
일반적으로, 일 양상에서, 컴퓨터-구현되는 방법은 연마 장치에서 다수의 기판들을 동시에 연마하는 단계를 포함한다. 각각의 기판은 독립적으로 가변가능한 연마 파라미터에 의해 독립적으로 제어가능한 연마율을 갖는다. 각각의 기판들의 두께에 따라 가변하는 측정 데이터는 인시튜(in-situ) 모니터링 시스템을 통해 연마 동안 각각의 기판들로부터 획득된다. 각각의 기판이 타겟 시간에서 갖는 추정 두께는 측정 데이터에 기초하여 결정된다. 적어도 하나의 기판에 대한 연마 파라미터는 적어도 하나의 기판의 연마율을 조정하도록 조정되어, 기판들은 조정이 없는 것보다 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접한다.
이러한 실시예들 및 다른 실시예들은 이하의 특징들 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다. 각각의 기판이 타겟 시간에서 갖는 추정 두께를 결정하는 것은 현재의 연마율을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 측정 데이터를 획득하는 것은 두께 측정값들의 시퀀스를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 현재의 연마율을 계산하는 것은 두께 측정값들의 시퀀스에 선형 함수를 피팅(fitting)하는 것을 포함할 수 있으며, 추정 두께를 결정하는 것은 선형 함수가 타겟 시간에 도달하는 시기를 추정하는(extrapolating) 것을 포함할 수 있다.
측정 데이터를 획득하는 것은 와전류 모니터링 시스템을 통해 측정 데이터를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 와전류 모니터링 시스템이 사용될 때, 연마는 레이저 모니터링 시스템을 통해 연마 종료점의 검출 시에 중지될 수 있다.
측정 데이터를 획득하는 것은 광학 모니터링 시스템을 통해 측정 데이터를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 반사된 광의 현재 스펙트럼들의 시퀀스는 기판으로부터 획득될 수 있다. 현재의 스펙트럼들의 시퀀스로부터 각각의 현재 스펙트럼들은 기준 스펙트럼 라이브러리로부터 다수의 기준 스펙트럼들에 비교될 수 있고, 최적합(best-match) 기준 스펙트럼들이 선택될 수 있다.
연마 파라미터는 연마 장치의 캐리어 헤드에서의 압력, 캐리어 헤드의 회전율, 또는 연마 장치의 플래튼(platen)의 회전율일 수 있다.
연마 파라미터를 조정하는 것은 기준 기판을 선택하는 것, 및 상이한 기판의 연마 파라미터를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 상이한 기판의 연마 파라미터를 조정하는 것은 상이한 기판의 연마율을 조정하는 것을 포함할 수 있고, 이에 따라 상이한 기판은 타겟 시간에서 대략적으로 기준 기판의 추정 두께를 갖는다. 기준 기판을 선택하는 것은 미리 결정된 기판을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 기준 기판을 선택하는 것은 가장 얇은 추정 두께 또는 가장 두꺼운 추정 두께를 갖는 기판을 선택하는 것을 포함할 수 있다.
연마 파라미터를 조정하는 것은 각 기판에 대한 추정 두께로부터 평균 두께를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 연마 파라미터를 조정하는 것은 기판들이 타겟 시간에 대략적으로 평균 두께를 갖도록 기판들의 연마 파라미터들을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 기판들은 동일한 플래튼에서 연마될 수 있다.
다른 양상들에서, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 실체적으로(tangibly) 구현되는 컴퓨터-프로그램 물건(product)들 및 연마 시스템들은 이러한 방법들을 실행하기 위해 제공된다.
특정 구현예들은 이하의 장점들 중 하나 이상을 가질 수 있다. 동일한 플래튼 상의 모든 웨이퍼들이 대략적으로 동일한 시간에 종료점을 가질 때, 시기 적절한 방식으로 기판을 세척(rinse)하지 못함으로써 유발되는 부식, 또는 너무 빨리 기판을 물로 세척함으로써 유발되는 스크래치들과 같은, 결함들이 방지될 수 있다. 다수의 기판들에 걸쳐서 연마 횟수를 균등화하는 것은 또한 처리량을 개선할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 첨부된 도면들 및 이하의 설명에서 상술된다. 본 발명의 다른 특징들, 양상들, 및 장점들은 상세한 설명, 도면들, 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 2개의 연마 헤드들을 갖는 연마 장치의 일 예를 도시한다.
도 2a는 다수의 기판들이 대략적으로 동일한 시간에 타겟 두께에 도달하도록 다수의 기판들에서 하나의 기판의 연마율을 조정하기 위한 일 예의 프로세스의 흐름도이다.
도 2b는 다수의 기판들이 타겟 시간에 대략적으로 동일한 두께를 갖도록 다수의 기판들에서 하나의 기판의 연마율을 조정하기 위한 일 예의 프로세스의 흐름도이다.
도 3은 연마율들이 타겟 시간 또는 두께에 도달하도록 조정되는 프로세스에서, 시간에 따라 두께가 측정되는 연마 진행의 일 예의 그래프를 도시한다.
도 4는 연마율들이 타겟 시간 또는 지수(index)에 도달하기 위해 조정되는 프로세스에서, 분광 지수(spectrographic index)로 측정되는 연마 진행의 일 예의 그래프를 도시한다.
도 5는 연마율이 두 기판들에 대해 조정되는 프로세스로부터, 동일한 플래튼 상에서 연마되는 2개의 기판들에 대응하는 2개의 신호 트레이스들의 예를 도시한다.
다양한 도면들에서 동일한 참조번호들 및 지정들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
도 2a는 다수의 기판들이 대략적으로 동일한 시간에 타겟 두께에 도달하도록 다수의 기판들에서 하나의 기판의 연마율을 조정하기 위한 일 예의 프로세스의 흐름도이다.
도 2b는 다수의 기판들이 타겟 시간에 대략적으로 동일한 두께를 갖도록 다수의 기판들에서 하나의 기판의 연마율을 조정하기 위한 일 예의 프로세스의 흐름도이다.
도 3은 연마율들이 타겟 시간 또는 두께에 도달하도록 조정되는 프로세스에서, 시간에 따라 두께가 측정되는 연마 진행의 일 예의 그래프를 도시한다.
도 4는 연마율들이 타겟 시간 또는 지수(index)에 도달하기 위해 조정되는 프로세스에서, 분광 지수(spectrographic index)로 측정되는 연마 진행의 일 예의 그래프를 도시한다.
도 5는 연마율이 두 기판들에 대해 조정되는 프로세스로부터, 동일한 플래튼 상에서 연마되는 2개의 기판들에 대응하는 2개의 신호 트레이스들의 예를 도시한다.
다양한 도면들에서 동일한 참조번호들 및 지정들은 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
다수의 기판들이 예를 들어 동일한 연마 패드 상에서 동시에 연마되고 있는 경우, 기판들 간의 연마율 변화들은 상이한 시간들에서 기판들이 이들의 타겟 두께에 도달하도록 유도할 수 있다. 한편, 기판들에 대해 연마가 동시에 중지되는 경우, 일부는 목표된 두께에 있지 않을 것이다. 한편, 기판들에 대한 연마가 상이한 시간들에서 중지되는 경우, 일부 기판들은 결함들을 가질 수 있고, 연마 장치는 보다 낮은 처리량으로 동작할 것이다.
인시튜 측정들로부터 각 기판에 대한 연마율을 결정함으로써, 타겟 종료점 시간에서 타겟 두께 또는 추정 두께에 대한 추정된 종료점 시간이 각 기판에 대해 결정될 수 있으며, 적어도 하나의 기판에 대한 연마율은 기판들이 보다 근접한 종료점 조건들을 달성하도록 조정될 수 있다. "보다 근접한 종료점 조건들"에 의해, 기판들은 그러한 조정이 없는 것보다 동일한 시간으로 이들의 타겟 두께에 더 근접하게 도달하거나, 또는 기판들이 동일한 시간에 연마를 중지하는 경우, 기판들은 그러한 조정이 없는 것보다 동일한 두께에 더 근접한다는 것을 의미한다.
도 1은 연마 장치(100)의 일 예를 도시한다. 연마 장치(100)는 연마 패드(110)가 놓이는 회전가능한 디스크-형상의 플래튼(120)을 포함한다. 플래튼은 축(125)의 둘레를 회전하도록 동작가능하다. 예를 들어, 모터(121)는 플래튼(120)을 회전시키기 위해 구동축(drive shaft)(142)을 회전시킬 수 있다.
연마 장치(100)는 조합된 슬러리/세척 암(arm)(122)을 포함한다. 연마 동안, 암(122)은 슬러리와 같은 연마액(118)을 연마 패드(110) 위에 분배하도록 동작가능하다.
본 실시예에서, 연마 장치(100)는 2개의 캐리어 헤드들(130)을 포함한다. 각각의 캐리어 헤드(130)는 연마 패드(110)에 대항하여 기판(115)을 유지하도록 동작가능하다. 각각의 캐리어 헤드(130)는 각각의 기판과 연관된 예를 들어 압력과 같은 연마 파라미터들의 독립적인 제어를 가질 수 있다.
각각의 캐리어 헤드(130)는 지지 구조물(171)에 걸려있고(suspended), 캐리어 헤드가 축(161)의 둘레를 회전할 수 있도록 구동축에 의해 캐리어 헤드 회전 모터에 연결된다. 또한, 각각의 캐리어 헤드(130)는 측방향으로 발진(oscillate)할 수 있다. 동작 시에, 플래튼은 이의 중심축(125) 둘레에서 회전되며, 각각의 캐리어 헤드는 이의 중심축(161) 둘레에서 회전되고 연마 패드의 최상부면에 걸쳐서 측방향으로 병진된다(translated).
2개의 캐리어 헤드들(130)만이 도시되지만, 부가적인 기판들을 유지(hold)하기 위해 보다 많은 캐리어 헤드들이 제공되어 연마 패드(110)의 표면적이 효율적으로 사용될 수 있다. 따라서, 동시적인 연마 프로세스를 위해 기판들을 유지하도록 구성된(adapted) 캐리어 헤드 어셈블리들의 수는 연마 패드(110)의 표면적에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 하나의 슬러리/세척 암(122)만이 도시되지만, 캐리어 헤드당 하나 이상의 전용 슬러리 암들과 같은 부가적인 노즐들이 사용될 수 있다.
연마 장치는 또한 이하에서 논의되는 것처럼 연마율에 대한 조정 또는 연마율을 조정할지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있는 인시튜 모니터링 시스템(140)을 포함한다. 인시튜 모니터링 시스템(140)은 예를 들어, 레이저 또는 분광 모니터링 시스템과 같은 광학적 모니터링 시스템, 또는 와전류 모니터링 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 모니터링 시스템은 광학적 모니터링 시스템이다. 연마 패드를 통한 광학적 액세스(155)는 애퍼처(aperture)(즉, 패드를 통하여 연장하는 홀) 또는 솔리드 윈도우(solid window)를 포함함으로써 제공된다. 광학적 모니터링 시스템은 이하의 것들(미도시됨) 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 광원, 광 검출기, 및 광원과 광 검출기로 신호들을 송신 및 광원과 광 검출기로부터 신호들을 수신하기 위한 회로.
그 다음, 광원으로부터의 광은 연마 패드(110) 내의 광학적 액세스(155)를 통과할 수 있고, 기판(115)에 충돌하여 기판(115)으로부터 다시 광학적 액세스(155)를 통하여 광 검출기로 반사될 수 있다. 예를 들어, 검출기의 출력은 구동축(142)의 예를 들어 슬립 링(slip ring)과 같은 회전형 커플러(rotary coupler)를 통하여 광학적 모니터링 시스템의 컴퓨터와 같은 제어기(145)로 통과하는 디지털 전자 신호일 수 있다. 유사하게, 광원은 회전형 커플러를 통하여 제어기로부터 모니터링 시스템으로 통과하는 디지털 전자 신호들의 제어 명령들에 응답하여 턴온 또는 턴오프될 수 있다.
광원은 백색광을 방출하도록 동작가능할 수 있다. 일 구현예에서, 방출되는 백색광은 200-800 나노미터의 파장들을 갖는 광을 포함한다. 적절한 광원은 제논 램프 또는 제논 수은 램프이다.
광 검출기는 분광계일 수 있다. 분광계는 전자기 스펙트럼의 일부분을 통해 광의 세기를 측정하기 위한 광학 기구이다. 적절한 분광계는 격자(grating) 분광계이다. 분광계를 위한 전형적인 출력은 파장(또는 주파수)의 함수로써 광의 세기이다.
광원 및 광 검출기는 이들의 동작을 제어하고 이들의 신호들을 수신하도록 동작가능한, 예를 들어 제어기와 같은 컴퓨팅 디바이스에 연결될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 연마 장치 근처에 놓이는 예를 들어, 프로그램가능 컴퓨터와 같은 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어와 관련하여, 컴퓨팅 디바이스는 예를 들어, 플래튼(120)의 회전과 함께 광원의 활성화(activation)를 동기화할 수 있다.
일부 실시예들에서, 인시튜 모니터링 시스템의 센서는 플래튼(120) 내에 설치되고 플래튼(120)과 함께 회전한다. 이 경우, 플래튼의 운동은 센서가 기판에 걸쳐서 스캔하도록 할 것이다. 다른 실시예들에서, 특히 광학적 모니터링 시스템에서, 인시튜 모니터링 시스템의 센서는 고정되어 있고 기판 아래에 위치된다. 이 경우, 인시튜 모니터링 시스템은 플래튼을 통하는 애퍼처가 센서와 정렬되어 기판에 대한 광학적 액세스를 허용할 때마다 측정한다.
광학적 모니터링 시스템의 경우, 플래튼이 회전함에 따라, 컴퓨팅 디바이스는 기판(115)이 인시튜 모니터링 모듈을 통과하기 직전에 또는 플래튼 내의 애퍼처가 인시튜 모니터링 모듈의 센서와 정렬되기 직전에 시작하여, 기판(115)이 인시튜 모니터링 모듈을 통과한 직후에 또는 플래튼 내의 애퍼처가 인시튜 모니터링 모듈의 센서와 정렬되는 직후에 종료되는, 일련의 섬광들(flashes)을 광원이 방출하도록 할 수 있다. 대안적으로, 컴퓨팅 디바이스는 기판(115)이 인시튜 모니터링 모듈을 통과하기 직전에 또는 플래튼 내의 애퍼처가 인시튜 모니터링 모듈의 센서와 정렬되기 직전에 시직하여, 기판(115)이 인시튜 모니터링 모듈을 통과한 직후에 또는 플래튼 내의 애퍼처가 인시튜 모니터링 모듈의 센서와 정렬된 직후에 종료되는, 광을 광원이 연속적으로 방출하도록 할 수 있다. 어느 경우든지, 검출기로부터의 신호는 샘플링 주파수에서 스펙트럼 측정값들을 생성하기 위해 샘플링 기간(period) 동안 집적될 수 있다. 센서가 플래튼 내에 설치되면, 기판들(115) 중 하나가 모니터링 모듈을 통과할 때마다, 모니터링 모듈과 기판의 정렬은 이전의 통과에서와 상이할 수 있다. 플래튼의 한번의 회전 동안, 스펙트럼들은 기판 상의 상이한 반경들로부터 획득된다. 즉, 일부 스펙트럼들은 기판의 중심에 더 근접한 위치들로부터 획득되고, 일부는 엣지에 더 근접한다. 또한, 플래튼의 다수의 회전들 동안, 스펙트럼들의 시퀀스는 시간에 따라 획득될 수 있다.
동작 시에, 컴퓨팅 디바이스는 예를 들어, 검출기의 시간 프레임 또는 광원의 특정한 섬광에 대해 광 검출기에 의해 수신된 광의 스펙트럼을 상술하는 정보를 보유한 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 이러한 스펙트럼은 연마 동안 인시튜로 측정된 스펙트럼이다.
임의의 특정한 이론으로 제한됨이 없이, 기판(115)으로부터 반사되는 광의 스펙트럼은 최외각 층의 두께의 변화들로 인하여 연마가 진행됨에 따라 방출되고, 이에 따라 시간-가변하는 스펙트럼들의 시퀀스를 산출한다. 더욱이, 특정 스펙트럼들은 층 적층물(stack)의 특정 두께들에 의해 나타난다.
일부 구현예들에서, 컴퓨팅 디바이스는 최적합 기준 스펙트럼들의 시퀀스를 생성하기 위해 측정된 스펙트럼들을 다수의 기준 스펙트럼들에 비교하여, 최적합 기준 스펙트럼들의 시퀀스에 대한 적합도를 결정하는 비교 모듈을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것처럼, 기준 스펙트럼은 기판의 연마 이전에 생성된 미리 정의된 스펙트럼이다. 기준 스펙트럼은 최외각 층의 두께와 같은 기판 특성의 값과의 미리-정의된 연관성을 가질 수 있으며, 즉 연마 동작 이전에 정의될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 실제 연마율이 예측된 연마율을 따른다고 가정하면, 기준 스펙트럼은 스펙트럼이 나타날 것으로 예측되는 연마 프로세스에서의 시간을 나타내는 값과의 미리 정의된 연관성을 가질 수 있다.
기준 스펙트럼은 예를 들어 공지된 층 두께들을 갖는 테스트 기판으로부터 스펙트럼을 측정함으로써 실험적으로 생성되거나, 또는 이론으로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 기준 스펙트럼을 결정하기 위해, 기판 제품과 동일한 패턴을 갖는 "셋업(set-up)" 기판의 스펙트럼은 계측 스테이션에서 연마-전 측정(measured pre-polish)될 수 있다. 예를 들어, 최외각 층의 두께와 같은 기판 특성은 또한 동일한 계측 스테이션 또는 상이한 계측 스테이션에서 연마-전 측정될 수 있다. 그 다음, 셋업 기판은 스펙트럼들이 수집되는 동안 연마된다. 각각의 스펙트럼에 대해, 스펙트럼이 수집된 연마 프로세스에서 시간을 나타내는 값은 기록된다. 예를 들어, 상기 값은 경과된 시간, 또는 플래튼 회전수일 수 있다. 기판은 과연마, 즉 목표된 두께를 넘어서 연마될 수 있고, 이에 따라 타겟 두께가 달성될 때 기판으로부터 반사된 광의 스펙트럼이 획득될 수 있다. 그 다음, 예를 들어, 최외각 층의 두께와 같은, 셋업 기판의 특성 및 스펙트럼은 계측 스테이션에서 연마-후 측정(measured post-polish)될 수 있다.
실험적으로 결정되는 것과 더불어, 기준 스펙트럼들의 일부 또는 전부는 예를 들어, 기판층들의 광학적 모델을 이용하여, 이론으로부터 계산될 수 있다. 예를 들어, 광학적 모델은 주어진 외부층 두께 D에 대한 스펙트럼을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 스펙트럼이 수집되는 연마 프로세스에서 시간을 나타내는 값은 예를 들어 외부층이 균일한 연마율에서 제거된다고 가정함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 특정 스펙트럼에 대한 시간 Ts는 시작 두께 D0 및 균일한 연마율 R(Ts = (D0-D)/R)을 가정함으로써 간단히 계산될 수 있다. 다른 예로서, 광학적 모델에 대해 사용된 두께 D에 기초하여 연마-전 및 연마-후 두께들 D1, D2(또는 계측 스테이션에서 측정된 다른 두께들)에 대한 측정 시간들 T1, T2 간의 선형 보간이 수행될 수 있다(
).
본 명세서에서 사용되는 것처럼, 기준 스펙트럼들의 라이브러리는 공통적인 특성을 공유한 기판들을 나타내는 기준 스펙트럼들의 집합체(collection)이다. 그러나, 단일 라이브러리에서 공통적으로 공유된 특성은 기준 스펙트럼들의 다수의 라이브러리들에 걸쳐서 가변될 수 있다. 예를 들어, 2개의 상이한 라이브러리들은 2개의 상이한 하부 두께들을 갖는 기판들을 나타내는 기준 스펙트럼들을 포함할 수 있다.
상이한 라이브러리들에 대한 스펙트럼들은 상이한 기판 특성들(예, 하부층 두께들, 또는 층 조성)을 갖는 다수의 "셋업" 기판들을 연마하고 앞서 논의된 것처럼 스펙트럼들을 수집함으로써 생성될 수 있고; 하나의 셋업 기판으로부터의 스펙트럼들은 제 1 라이브러리를 제공할 수 있으며, 상이한 하부층 두께를 갖는 다른 기판으로부터의 스펙트럼들은 제 2 라이브러리를 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상이한 라이브러리들에 대한 기준 스펙트럼들은 이론으로부터 계산될 수 있고, 예를 들어 제 1 라이브러리에 대한 스펙트럼들은 제 1 두께를 갖는 하부층으로 광학적 모델을 이용하여 계산될 수 있으며, 제 2 라이브러리에 대한 스펙트럼들은 상이한 하나의 두께를 갖는 하부층으로 광학적 모델을 이용하여 계산될 수 있다.
일부 구현예들에서, 각각의 기준 스펙트럼에 지수값(index value)이 할당된다. 이러한 지수는 기준 스펙트럼이 관측될 것으로 예측되는 연마 프로세스에서의 시간을 나타내는 값일 수 있다. 스펙트럼들은 특정 라이브러리의 각 스펙트럼이 고유한 지수값을 갖도록 지수연동(indexing)될 수 있다. 지수연동은 스펙트럼들이 측정되었던 순서로 지수값들이 시퀀스화되도록 구현될 수 있다. 지수값은 연마가 진행됨에 따라 단조적으로(monotonically) 변경, 예를 들어 증가 또는 감소하도록 선택될 수 있다. 특히, 기준 스펙트럼들의 지수값들은 이들이 플래튼 회전들의 수 또는 시간의 선형 함수를 형성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 지수값들은 다수의 플래튼 회전들에 비례할 수 있다. 따라서, 각각의 지수는 총 수일 수 있고, 지수는 연관된 스펙트럼이 나타나는 예측된 플래튼 회전을 나타낼 수 있다.
기준 스펙트럼들 및 이들의 연관된 지수들은 라이브러리에 저장될 수 있다. 라이브러리는 연마 장치의 컴퓨팅 디바이스의 메모리에서 구현될 수 있다.
연마 동안, 지수 트레이스는 각각의 라이브러리에 대해 생성될 수 있다. 각각의 지수 트레이스는 트레이스를 형성하는 지수들의 시퀀스를 포함하고, 시퀀스의 각각의 특정 지수는 측정된 특정 스펙트럼과 연관된다. 주어진 라이브러리의 지수 트레이스에 대해, 시퀀스의 특정 지수는 측정된 특정 스펙트럼에 가장 근접하게 적합한 주어진 라이브러리로부터 기준 스펙트럼의 지수를 선택함으로써 생성된다. 따라서, 현재 스펙트럼들의 시퀀스로부터 각각의 현재 스펙트럼은 최적합 기준 스펙트럼들의 시퀀스를 생성하기 위해 기준 스펙트럼들의 라이브러리로부터의 다수의 기준 스펙트럼들과 비교된다. 보다 일반적으로, 각각의 현재 스펙트럼에 대해, 현재 스펙트럼에 최적합한 기준 스펙트럼이 결정된다.
다수의 현재 스펙트럼들이 있는 경우, 최적합은 주어진 라이브러리의 각각의 기준 스펙트럼들과 각각의 현재 스펙트럼들 간에 결정될 수 있다. 각각의 선택된 현재 스펙트럼들은 각각의 기준 스펙트럼들에 대하여 비교된다. 예를 들어 주어진 현재 스펙트럼들 e, f, 및 g와 기준 스펙트럼들 E, F, 및 G에서, 매칭 계수는 현재 및 기준 스펙트럼들의 이하의 조합들 각각에 대해 계산될 수 있다: e 및 E, e 및 F, e 및 G, f 및 E, f 및 F, f 및 G, g 및 E, g 및 F, 그리고 g 및 G. 매칭 계수가 최적합을 나타낼 때마다, 예를 들어 최소일 때마다, 기준 스펙트럼, 및 이에 따른 지수를 결정한다.
다른 실시예에서, 모니터링 시스템은 와전류 모니터링 시스템이다. 와상 코일(eddy coil) 모니터링 시스템은 이하의 것들(미도시됨) 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 반도체 웨이퍼 상의 금속층의 일부분과 같이 기판(115) 상의 관심 전도성 영역에 연결될 수 있는 발진 자기장을 발생시키기 위한 구동 코일. 구동 코일은 MnZn 또는 NiZn 페라이트(ferrite)와 같은 페라이트 물질로 형성될 수 있는 코어(미도시됨) 둘레에 감긴다.
발진 자기장은 기판(115)의 전도성 영역에서 국부적으로 와전류들을 생성한다. 와전류들은 기판의 전도성 영역이 감지 코일 및 커패시터(미도시됨)와 병렬인 임피던스 소스로서 작용하도록 한다. 기판의 전도성 영역의 두께가 변화함에 따라, 임피던스가 변화하고, 시스템의 Q-인자의 변화를 유발한다. Q-인자의 변화를 검출함으로써, 와전류 감지 메커니즘은 와전류들의 세기의 변화, 및 이에 따른 전도성 영역의 두께 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 와전류 시스템들은 전도성 영역의 두께와 같은 전도성 영역의 파라미터들을 결정하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 연마 종료점과 같은 관련된 파라미터들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 특정한 전도성 영역의 두께가 앞서 논의되지만, 코어 및 전도층의 상대적 위치는 변화될 수 있으며, 이에 따라 다수의 상이한 전도성 영역들에 대한 두께 정보가 획득된다. 마찬가지로, 특정 기판의 두께가 제시되지만, 동일한 플래튼 상에 위치된 다수의 기판들이 모니터링될 수 있다.
일부 구현예들에서, Q-인자의 변화는 고정된 구동 주파수 및 진폭에 대해, 시간의 함수로써 와전류 진폭을 측정함으로써 결정될 수 있다. 와전류 신호는 정류기를 이용하여 정류될 수 있고, 진폭은 출력을 통해 모니터링될 수 있다. 대안적으로, Q-인자의 변화는 시간의 함수로써 와전류 위상을 측정함으로써 결정될 수 있다.
모니터링 시스템은 예를 들어, 레이저들, 발광 다이오드들, 및 광검출기들을 포함하는 다른 센서 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, 모니터링 시스템에 의해 수집된 측정 데이터, 예를 들어 현재 스펙트럼들 또는 와전류 데이터는 다수의 기판들로부터 수집될 수 있다. 도 2a 및 2b를 참조하면, 다수의 기판들은 앞서 설명된 것처럼, 동일한 연마 패드를 갖는 연마 장치에서 동시에 연마된다. 이러한 연마 동작 동안, 각각의 기판은 독립적으로 가변가능한 연마 파라미터에 의해, 예를 들어 특정 기판을 유지하는 캐리어 헤드에 의해 인가되는 압력에 의해 다른 기판들과 무관하게 제어가능한 그 연마율을 갖는다(단계 201). 연마 동작 동안, 기판들은 앞서 설명된 것처럼 모니터링된다(단계 202). 일 실시예에서, 도 2a에 도시된 것처럼, 각 기판이 타겟 두께에 도달하는 추정 시간이 결정된다(단계 203). 적어도 하나의 기판에 대한 연마 파라미터는 기판의 연마율을 조정하도록 조정되어, 다수의 기판들이 대략적으로 동일한 시간에 타겟 두께에 도달한다(단계 204). 다른 실시예에서, 도 2b에 도시된 것처럼, 각 기판이 타겟 시간에 가질 추정 두께가 미리 결정된다(단계 205). 적어도 하나의 기판에 대한 연마 파라미터는 그 기판의 연마율을 조정하도록 조정되어 다수의 기판들은 타겟 시간에 대략적으로 동일한 두께를 갖는다(단계 206).
도 3에 도시된 것처럼, 예를 들어 와전류 모니터링 시스템으로 수집되는, 측정된 두께들(점들(301)로 나타냄)은 각 기판에 대해 시간에 따라 플로팅(plotted)될 수 있다. 각각의 기판에 대해, 공지된 차수의 다항식 함수, 예를 들어 1차 함수(즉, 라인(302))는 예를 들어 로버스트 라인 피팅(robust line fitting)을 이용하여, 그 기판의 수집된 두께 측정값들에 피팅된다.
기판이 타겟 두께에 도달하는 추정 시간을 결정하기 위해, 타겟 두께를 갖는 라인(301)의 교차점이 계산될 수 있다. 종료점 시간은 연마율 PR, 기판의 연마-전 시작 두께 ST, 및 타겟 두께 TT에 기초하여 계산될 수 있다(연마율 PR 및 시작 두께 ST는 수집된 두께 측정값들에 대한 피팅 함수의 결과에 의해 주어지는 반면에, 타겟 두께는 연마 동작 이전에 사용자에 의해 설정되어 저장됨). 연마율이 연마 프로세스를 통해 일정하다고 가정하면, 종료점 시간은 간단한 선형 보간으로서 계산될 수 있다(예, 종료점 시간 Et = (ST-TT)/PR).
또한, 라인이 연마가 중지될 타겟 시간을 충족시키는 경우, 추정된 종료점 두께를 정의한다. 따라서, 각 기판에 대한 두께의 변화율은 두께를 추정(extrapolate)하기 위해 사용되어, 연관된 기판에 대한 예측된 종료점 시간에서 달성될 두께를 결정할 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 현재의 시간에 임의의 기판들의 연마율에 대한 조정들이 이루어지지 않는 경우, 각 기판은 상이한 종료점 시간을 가질 수 있거나(결함들 및 처리량의 손실을 유도할 수 있기 때문에 바람직하지 않음), 또는 종료점이 모든 기판들에 대해 동일한 시간으로 강요되는 경우, 각 기판은 상이한 두께를 가질 수 있다. 여기서, 예를 들어, 기판 A는 기판 B보다 더 큰 두께에서 종료점을 갖는다. 마찬가지로, 두 기판들이 동일한 타겟 두께가 될 때까지 연마된 경우, 기판 A는 기판 B의 종료점 시간보다 더 늦은 종료점 시간을 요구한다.
도 3에 도시된 것처럼, 상이한 기판들에 대해 상이한 시간들에서 목표된 두께에 도달하는 경우, 연마율은 상향으로 또는 하향으로 조정될 수 있으며, 이에 따라 기판들은 그러한 조정이 없는 것보다 동일한 시간에 더 근접하게, 예를 들어 대략적으로 동일한 시간에서, 타겟 두께에 도달하거나, 또는 그러한 조정이 없는 것보다 타겟 시간에서 동일한 두께, 예를 들어 타겟 두께에 더 근접하며, 예를 들어 대략적으로 동일한 두께를 갖는다.
따라서, 예를 들어, 도 3에서, 시간 T1에서 개시하면, 기판 A에 대한 연마 파라미터들은 기판 A의 연마율이 증가되도록, 그리고 기판 B의 연마율이 감소되도록 변경되어, 두 기판들은 대략적으로 동일한 시간에 타겟 두께에 도달한다(또는 두 기판들의 연마가 동일한 시간에, 대략적으로 동일한 두께에서 중지되는 경우). 기판들이 대략적으로 동일한 시간에 타겟 두께에 도달한다는 것을 추정된 종료점 시간들이 나타내는 경우, 조정이 요구되지 않을 수 있다. 대략적으로 동일한 시간은 총 연마 시간의 2% 이내, 예를 들어 1% 이내, 예를 들어 0.5% 이내를 의미하거나, 또는 5초 이내, 예를 들어 2초 이내, 예를 들어 1.5초 이내를 의미한다. 마찬가지로, 기판들이 타겟 시간에 대략적으로 동일한 두께를 갖는다는 것을 추정된 종료점 두께가 나타내는 경우, 조정이 필요하지 않을 수 있다. 대략적으로 동일한 두께는 두께 차이가 200Å 미만인 것을 의미한다.
연마율은 연마 시간을 균등화하기 위해 다양한 기판들에 대해 조정될 수 있다. 예를 들어, 기준 기판이 선택될 수 있고, 모든 다른 기판들에 대한 처리 파라미터들은 모든 기판들이 기준 기판의 대략적으로 추정된 시간에서 종료점을 갖도록 조정될 수 있다. 기준 기판은 예를 들어 미리 결정된 기판일 수 있으며, 기판은 기판들의 가장 빠른 또는 가장 늦은 추정 시간을 갖거나, 또는 기판은 목표된 추정 종료점을 갖는다. 가장 빠른 시간은 연마가 동일한 시간에 중지된 경우 가장 얇은 기판에 대응한다. 마찬가지로, 가장 늦은 시간은 연마가 동일한 시간에 중지되는 경우 가장 두꺼운 기판에 대응한다. 다른 구현예에서, 연마 파라미터는 다수의 기판들이 대략적으로 평균 추정 시간에서 타겟 두께에 도달하거나 또는 기판들에 대해 대략적으로 평균 추정 두께에서 타겟 시간에 도달하도록 조정될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 타겟 시간은 예를 들어 약 40초와 같이 간단히 미리 결정된 시간이거나, 또는 예를 들어 약 1500-2000Å과 같이 미리 결정된 두께이다. 사용자는 사용자 인터페이스의 사용을 통하여 연마 이전에 두께 또는 타겟 시간을 선택하는 방법을 선택할 수 있으며, 예를 들어 컴퓨터는 타겟 시간을 선택하는 다수의 방법들 중에서 어떤 방법을 선택하는 사용자로부터의 입력을 수신한다.
연마율들은 예를 들어, 대응하는 캐리어 헤드에서의 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 연마율의 변화는 예를 들어 간단한 프레스토니언(Prestonian) 모델과 같이, 압력의 변화에 직접적으로 비례한다고 가정될 수 있다. 예를 들어, 기판 A가 시간 TA에서 타겟 두께에 도달하는 것으로 추정되는 경우, 그리고 시스템이 타겟 시간 TT를 설정한 경우, 시간 T1 이전의 캐리어 헤드 압력은 TT/TA 만큼 곱해져서 시간 T1 이후에 캐리어 헤드 압력을 제공할 수 있다. 부가적으로, 기판들을 연마하기 위한 제어 모델은 플래튼 또는 헤드 회전 속도의 영향들, 상이한 헤드 압력 조합들의 2차 영향들, 연마 온도, 슬러리 흐름, 또는 연마율에 영향을 주는 다른 파라미터들을 고려하여 개발될 수 있다. 연마 프로세스 동안 후속적인 시간에서, 레이트들은 필요한 경우 다시 조정될 수 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 광학적 모니터링 시스템으로 수집된 지수 데이터는 또한 시간에 따라 도시될 수 있고, 하나 이상의 기판들에 대해 조정이 이루어져서 모든 기판들의 연마가 대략적으로 동일한 지수 또는 시간에서 종료된다. 이러한 시스템은 도 3의 것과 유사하지만, 계산들은 두께 값들보다는 지수값들을 이용하여 이루어진다.
도 5를 참조하면, 특정 프로파일, 여기서 62% 신호 레벨이 바람직한 경우, 신호 트레이스로 나타낸 연마율이 모니터링될 수 있다. 제 1 기판(501)의 트레이스 및 제 2 기판(502)의 트레이스가 2개 기판들이 동일한 추정 시간에서 종료점을 갖지 않는다는 것을 나타내는 경우, 하나 또는 두 헤드들의 연마율은 조정될 수 있다.
기판들이 타겟 두께에 도달하는 추정 시간들을 결정하고 연마율들을 조정하는 프로세스는 연마 프로세스 동안 다수의 횟수로, 예를 들어 30초 내지 60초마다, 반복될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서, 종료점들은 연마 동안 4개의 지점들에서 예측되었고, 연마 압력은 연마 속도를 증가시키기 위해 보다 느린 헤드에 대해 증가되었다. 여기서, 압력은 트레이스(501)로 도시된 것처럼 제 1 기판에 대해 31초(510)에서 1.25의 인자만큼 곱해졌고(multiplied), 51초(511)에서 1.02의 인자만큼 곱해졌다. 그 다음, 트레이스(502)로 도시된 것처럼 제 2 기판에 대해 70초(512)에서 1.20의 인자만큼 곱해졌고 91초(513)에서 1.27의 인자만큼 곱해졌다. 도 5에서, 2개의 기판들의 최종 종료점들은 0.4초 떨어져 있었다.
연마 프로세스 동안, 연마율들의 변화들은 4번, 3번, 2번 또는 단지 한번과 같이, 몇몇 횟수들로만 이루어질 수 있다. 조정은 연마 프로세스의 시작부 근처에서, 중간부에서, 또는 종료부를 향하여 이루어질 수 있다.
종료점들을 조정하기 위해 사용되는 방법은 수행되는 연마의 타입에 기초하여 상이해질 수 있다. 구리 벌크 연마에서, 단일 와전류 모니터링 시스템이 사용될 수 있다. 단일 플래튼 상의 다수의 웨이퍼들의 구리-세정(clearing) CMP에서, 단일 와전류 모니터링 시스템은 먼저 모든 기판들이 동시에 제 1 브레이크스루(breakthrough)에 도달하도록 사용될 수 있다. 그 다음, 와전류 모니터링 시스템은 웨이퍼들을 세정 및 과연마하기 위해 레이저 모니터링 시스템으로 스위칭될 수 있다. 단일 플래튼 상에 다수의 웨이퍼들의 배리어 및 유전체 CMP에서, 광학적 모니터링 시스템이 사용될 수 있다.
본 명세서에서 상술된 모든 기능 동작들 및 본 발명의 실시예들은 본 명세서에서 제시된 구조적 수단 및 이의 구조적 등가물들을 포함하는, 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 물건들, 즉 실행을 위해 기계-판독가능 저장 매체 내에 실체적으로(tangibly) 내장된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로서 구현될 수 있거나, 또는 예를 들어 프로그램가능한 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들과 같은 데이터 처리 장치의 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 컴퓨터 프로그램들은 정보 캐리어, 예를 들어 전파되는 신호에 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 프로그램들(또한 프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 또는 코드로서 공지됨)은 컴파일링된 또는 기계번역된(interpreted) 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있으며, 독립형(stand-alone) 프로그램 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기 위해 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일에 대응할 필요는 없다. 프로그램은 다른 프로그램들 또는 데이터를 유지하는 파일의 일부분 내에, 문제의 프로그램에 전용된 단일 파일 내에, 또는 다수의 조정된 파일들(예, 하나 이상의 모듈들, 서브-프로그램들, 또는 코드의 부분들을 저장하는 파일들) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 다수의 지점들에 걸쳐서 분산되거나 하나의 지점에 있는 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들에서 실행되고 통신 네트워크에 의해 상호연결되도록 전개될 수 있다.
본 명세서에서 상술된 프로세스들 및 로직 플로우들은 입력 데이터를 통해 동작하여 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 또한, 프로세스들 및 로직 플로우들은 장치에 의해 수행될 수도 있으며, 장치는 특수용 로직 회로, 예를 들어 FPGA(필드 프로그램가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(주문형 집적회로)으로서 구현될 수 있다.
앞서 설명된 연마 장치 및 방법들은 다양한 연마 시스템들에 적용될 수 있다. 연마 패드, 또는 캐리어 헤드들, 또는 이 둘다는 연마 표면과 기판 사이의 상대적 운동을 제공하도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 플래튼은 회전하기보다는 선회(orbit)할 수 있다. 연마 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 일부 다른 형상) 패드일 수 있다. 종료점 검출 시스템의 일부 양상들은 선형 연마 시스템들에 적용가능할 수 있으며, 예를 들어 연마 패드는 선형으로 이동하는 연속적인 또는 릴-투-릴(reel-to-reel) 벨트이다. 연마층은 표준형(예를 들어, 충진재들이 있는 또는 충진재들이 없는 폴리우레탄) 연마 물질, 소프트 물질, 또는 고정형-연마 물질일 수 있다. 상대적인 위치설정의 용어들(terms)이 사용된다; 연마 표면 및 기판은 수직 배향 또는 일부 다른 배향으로 유지될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 특정 실시예들이 상술되었다. 다른 실시예들은 이하의 청구범위의 범주 내에 있다.
Claims (15)
- 컴퓨터-구현 방법으로서,
연마 장치에서 다수의 기판들을 동시에 연마하는 단계 ― 각각의 기판은 독립적으로 가변가능한 연마 파라미터에 의해 독립적으로 제어가능한 연마율(polishing rate)을 가짐 ―;
인시튜(in-situ) 모니터링 시스템을 통해 연마 동안 상기 다수의 기판들 각각으로부터 측정 데이터를 획득하는 단계 ― 상기 측정 데이터는 상기 다수의 기판들 각각의 두께에 따라 가변됨 ―;
상기 측정 데이터에 기초하여, 상기 다수의 기판들의 각 기판이 타겟 두께에 도달할 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 타겟 시간 또는 추정(projected) 시간에서 상기 다수의 기판들의 각 기판이 가질 추정 두께를 결정하는 단계; 및
상기 다수의 기판들이 상기 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접하거나, 또는 상기 다수의 기판들이 조정이 없는 것보다 동일한 시간에 더 근접하여 상기 타겟 두께에 도달하도록, 적어도 하나의 기판의 상기 연마율을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하는 단계
를 포함하는 컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 데이터에 기초하여 상기 다수의 기판들의 각 기판이 타겟 시간에서 가질 추정 두께를 결정하는 단계; 및
상기 다수의 기판들이 상기 조정이 없는 것보다 상기 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접하도록, 적어도 하나의 기판의 상기 연마율을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 데이터에 기초하여 상기 다수의 기판들의 각 기판이 타겟 두께에 도달할 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 추정 시간을 결정하는 단계; 및
상기 다수의 기판들이 상기 조정이 없는 것보다 상기 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접하도록, 적어도 하나의 기판의 상기 연마율을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
각 기판이 상기 타겟 두께에 도달하는 타겟 시간 또는 추정 시간에서 각 기판이 가질 상기 추정 두께를 결정하는 단계는 현재의 연마율을 계산하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 측정 데이터를 획득하는 단계는 두께 측정값들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 현재의 연마율을 계산하는 단계는 상기 두께 측정값들의 시퀀스에 대한 선형 함수를 피팅(fitting)하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정 데이터를 획득하는 단계는 광학적 모니터링 시스템을 통해 상기 기판으로부터 반사된 광의 현재 스펙트럼들의 시퀀스를 획득하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 측정 데이터를 획득하는 단계는 상기 현재 스펙트럼들의 시퀀스로부터의 각각의 현재 스펙트럼을 기준 스펙트럼들의 라이브러리로부터의 다수의 기준 스펙트럼들과 비교하는 단계, 및 최적합(best-match) 기준 스펙트럼들을 선택하는 단계를 더 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 연마 파라미터는 상기 연마 파라미터의 캐리어 헤드에서의 압력인,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 연마 파라미터를 조정하는 단계는 상기 다수의 기판들로부터 기준 기판을 선택하는 단계, 및 상기 다수의 기판들로부터 상이한 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 상이한 기판의 상기 연마 파라미터를 조정하는 단계는 상기 상이한 기판이 상기 타겟 시간에서 대략적으로 상기 기준 기판의 추정 두께를 갖도록 또는 상기 상이한 기판이 대략적으로 상기 기준 기판에 대한 상기 추정 시간에서 상기 타겟 두께에 도달하도록, 상기 상이한 기판의 연마율을 조정하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 기준 기판을 선택하는 단계는 상기 다수의 기판들 중에서 가장 얇은 또는 가장 얇은 추정 두께를 갖는 상기 다수의 기판들로부터의 하나의 기판을 선택하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 연마 파라미터를 조정하는 단계는 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 상기 추정 두께로부터 평균 두께를 계산하는 단계, 또는 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 상기 추정 시간으로부터 평균 시간을 계산하는 단계를 포함하는,
컴퓨터-구현 방법. - 컴퓨터 판독가능 매체 내에서 실체적으로(tangibly) 구현되는 컴퓨터 프로그램 물건(product)으로서,
프로세서로 하여금,
연마 장치가 다수의 기판들을 동시에 연마하도록 하기 위한 명령들 ― 각각의 기판은 독립적으로 가변가능한 연마 파라미터에 의해 독립적으로 제어가능한 연마율을 가짐 ―;
인시튜 모니터링 시스템을 통해 연마 동안 상기 다수의 기판들 각각으로부터 측정 데이터를 수신하도록 하기 위한 명령들 ― 상기 측정 데이터는 상기 다수의 기판들 각각의 두께에 따라 가변됨 ―;
상기 측정 데이터에 기초하여 상기 다수의 기판들의 각 기판이 타겟 시간에 도달하는 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 타겟 시간 또는 추정 시간에서 상기 다수의 기판들의 각 기판이 가질 추정 두께를 결정하도록 하기 위한 명령들; 및
상기 다수의 기판들이 상기 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접하거나, 또는 상기 다수의 기판들이 조정이 없는 것보다 동일한 시간에 더 근접하여 상기 타겟 두께에 도달하도록, 적어도 하나의 기판의 상기 연마율을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하도록 하기 위한 명령들
을 포함하는 컴퓨터 프로그램 물건. - 연마 장치로서,
연마 표면에 대항하여 다수의 기판들을 유지하기 위한 다수의 캐리어 헤드들 ― 각각의 캐리어 헤드는 상기 캐리어 헤드에 의해 유지되는 기판 상에서 독립적으로 제어가능한 압력을 가짐 ―;
연마 동안 상기 다수의 기판들 각각으로부터 측정 데이터를 생성하기 위한 인시튜 모니터링 시스템 ― 상기 측정 데이터는 측정되는 기판의 두께에 따라 가변됨 ―; 및
제어기
를 포함하고, 상기 제어기는,
상기 연마 장치가 상기 다수의 기판들을 동시에 연마하도록 하고;
상기 측정 데이터를 수신하며;
상기 측정 데이터에 기초하여, 상기 다수의 기판들의 각 기판이 타겟 두께에 도달하는 상기 다수의 기판들의 각 기판에 대한 타겟 시간 또는 추정 시간에서 상기 다수의 기판들의 각 기판이 가질 추정 두께를 결정하고; 그리고
상기 다수의 기판들이 상기 타겟 시간에서 동일한 두께에 더 근접하거나, 또는 상기 다수의 기판들이 조정이 없는 것보다 동일한 시간에 더 근접하여 상기 타겟 두께에 도달하도록, 적어도 하나의 기판의 상기 연마율을 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 기판에 대한 상기 연마 파라미터를 조정하도록 구성되는,
연마 장치.
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-
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