KR20160148676A

KR20160148676A - 엔드포인트 검출을 위한 연속적인 피처 트래킹

Info

Publication number: KR20160148676A
Application number: KR1020167033510A
Authority: KR
Inventors: 제프리 드류 데이비드
Original assignee: 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-12-26
Also published as: CN106463378B; US9352440B2; JP6440741B2; TW201606870A; KR102368644B1; JP2017515307A; US20150314415A1; TWI654678B; WO2015167790A1; CN106463378A

Abstract

폴리싱을 제어하는 방법은, 제 1 층 위에 놓인 제 2 층을 갖는 기판을 폴리싱하는 단계, 인-시튜 모니터링 시스템을 이용하여, 제 1 층의 노출을 검출하는 단계, 폴리싱 동안에 모니터링하기 위해, 선택된 스펙트럼 피처의 식별 및 선택된 스펙트럼 피처의 특성을 수신하는 단계, 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 기판으로부터의 광의 스펙트럼들의 시퀀스를 측정하는 단계, 제 1 인-시튜 모니터링 기법이 제 1 층의 노출을 검출하는 시점에서, 피처의 특성에 대한 제 1 값을 결정하는 단계, 제 2 값을 생성하기 위해, 제 1 값에 오프셋을 부가하는 단계, 및 피처의 특성을 모니터링하고, 피처의 특성이 제 2 값에 도달한 것으로 결정되는 경우에, 폴리싱을 중단하는 단계를 포함한다.

Description

엔드포인트 검출을 위한 연속적인 피처 트래킹{SERIAL FEATURE TRACKING FOR ENDPOINT DETECTION}

본 개시는, 기판들의 화학적 기계적 폴리싱(polishing) 동안의 광학 모니터링에 관한 것이다.

집적 회로는 전형적으로, 실리콘 웨이퍼 상의 전도성, 반전도성, 또는 절연성 층들의 순차적인 증착에 의해, 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는, 비-평탄한 표면 위에 필러(filler) 층을 증착하고, 필러 층을 평탄화(planarization)하는 것을 수반한다. 특정한 애플리케이션들에 대해, 필러 층은, 패터닝된 층의 상단 표면이 노출될 때까지 평탄화된다. 예컨대, 전도성 필러 층이, 절연성 층에서의 홀들 또는 트렌치들을 충전하기 위해, 패터닝된 절연성 층 상에 증착될 수 있다. 평탄화 후에, 절연성 층의 상승된 패턴 사이에 남은 전도성 층의 부분들은, 기판 상의 박막 회로들 사이에 전도성 경로들을 제공하는 비아들, 플러그들, 및 라인들을 형성한다. 산화물 폴리싱과 같은 다른 애플리케이션들에 대해, 필러 층은, 비평탄한 표면 위에 미리 결정된 두께가 남을 때까지 평탄화된다. 부가하여, 기판 표면의 평탄화는 일반적으로, 포토리소그래피에 대해 요구된다.

화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 평탄화의 하나의 용인되는 방법이다. 이러한 평탄화 방법은 전형적으로, 기판이 캐리어 또는 폴리싱 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 폴리싱 슬러리가 전형적으로, 폴리싱 패드의 표면에 공급된다.

CMP에서의 하나의 문제는, 폴리싱 프로세스가 완료되었는지, 즉, 기판 층이 요구되는 편평도 또는 두께로 평탄화되었는지, 또는 요구되는 양의 재료가 제거된 때를 결정하는 것이다. 슬러리 분배, 폴리싱 패드 조건, 폴리싱 패드와 기판 사이의 상대적인 속도, 및 기판 상의 로드에서의 변동들은, 재료 제거 레이트에서의 변동들을 야기할 수 있다. 이러한 변동들, 뿐만 아니라, 기판 층의 초기 두께에서의 변동들은, 폴리싱 엔드포인트에 도달하기 위해 요구되는 시간에서 변동들을 야기한다. 따라서, 폴리싱 엔드포인트는 단지 폴리싱 시간에 따라 결정될 수 없다.

몇몇 시스템들에서, 예컨대, 폴리싱 패드에서의 윈도우를 통해, 폴리싱 동안에, 인-시튜로, 기판이 광학적으로 모니터링된다. 그러나, 기존의 광학 모니터링 기법들은, 반도체 디바이스 제조자들의 증가되는 요구들을 만족시키지 않을 수 있다.

몇몇 광학 엔드포인트 검출 기법들은, 폴리싱이 진행됨에 따라, 선택된 스펙트럼 피처(feature)의 특성, 예컨대, 스펙트럼에서의 피크의 파장을 트래킹한다. 그러나, 기판 상의 몇몇 층 구조들에 대해, 선택된 피처는 너무 많이 이동할 수 있고, 예컨대, 피크의 파장 위치가, 폴리싱이 완료되기 전에, 스펙트로그래프에 의해 모니터링되고 있는 파장 대역에 걸쳐 완전히 이동할 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위한 기법은, 다수의 피처들의 트래킹을 함께 연속적으로 "스티칭(stitch)"하는 것이다. 예컨대, 초기에 트래킹되는 피크의 파장이 경계를 횡단(cross)하면, 새로운 피크가 선택되고, 새로운 피크의 파장이 트래킹된다.

일 양상에서, 폴리싱을 제어하는 방법은, 기판을 폴리싱하는 단계, 인-시튜 스펙트로그래픽(in-situ spectrographic) 광학 모니터링 시스템을 이용하여, 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 측정하는 단계, 및 스펙트럼들의 제 1 시퀀스에서 제 1 스펙트럼 피처를 선택하는 단계를 포함한다. 제 1 스펙트럼 피처는 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 통해 변하는(evolving) 제 1 위치를 갖는다. 제 1 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 스펙트럼들의 제 1 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 제 1 스펙트럼 피처에 대한 제 1 위치 값이 결정된다. 제 1 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 제 1 경계를 횡단하는 것이 결정된다. 제 1 스펙트럼 피처가 제 1 경계를 횡단한 후에, 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 2 시퀀스가 측정된다. 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 제 1 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 제 2 스펙트럼 피처가 선택된다. 제 2 스펙트럼 피처는 스펙트럼들의 제 2 시퀀스를 통해 변하는 제 2 위치를 갖는다. 제 2 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 스펙트럼들의 제 2 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 제 2 스펙트럼 피처에 대한 제 2 위치 값이 결정된다. 위치 값들의 제 2 시퀀스에 기초하여, 폴리싱 엔드포인트가 트리거링되거나 또는 폴리싱 파라미터가 조정된다.

구현들은 선택적으로, 다음의 이점들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 스펙트럼 피처 트래킹은, 더 광범위한 층 구조들 및 조성들의 폴리싱 제어에 대해 적용될 수 있다. 엔드포인트 제어 및 웨이퍼-대-웨이퍼 두께 균일성(WTWU)이 개선될 수 있다.

하나 또는 그 초과의 구현들의 세부사항들이 첨부 도면들 및 아래의 설명에서 제시된다. 다른 양상들, 특징들, 및 이점들은, 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은, 화학적 기계적 폴리싱 장치를 도시한다.
도 2는, 인 시튜 측정들로부터 획득된 스펙트럼을 도시한다.
도 3a 내지 도 3e는, 폴리싱이 진행됨에 따라, 인 시튜 측정들로부터 획득된 스펙트럼들의 변화(evolution)를 예시한다.
도 4는, 광학 모니터링의 방법의 흐름도이다.
도 5는, 특성 값 대 시간으로 측정된 폴리싱 진행의 예시적인 그래프를 도시한다.
도 6은, 기판의 폴리싱 레이트를 조정하기 위해 2개의 상이한 피처들의 특성들이 측정되는, 특성 값 대 시간으로 측정된 폴리싱 진행의 예시적인 그래프를 도시한다.
다양한 도면들에서의 동일한 참조 번호들 및 부호들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다.

하나의 광학 모니터링 기법은, 폴리싱되고 있는 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들을 측정하고, 측정된 스펙트럼들에서, 스펙트럼 피처의 특성을 트래킹하고, 예컨대, 피크의 위치를 트래킹하는 것이다. 폴리싱 프로세스에 대한 변경들, 또는 폴리싱 엔드포인트의 트리거링은, 미리 결정된 양만큼 변화하는 특성에 의해(예컨대, 특성의 초기 값에 미리 결정된 양을 가산함으로써 계산된 경계를 횡단하는 것에 기초하여), 그리고/또는 미리-결정된 경계를 횡단하는 특성의 값에 기초하여 수행될 수 있다.

그러나, 기판 상의 몇몇 층 구조들에 대해, 피처들이 너무 많이 이동할 수 있고, 예컨대, 폴리싱이 완료되기 전에, 피크의 파장 위치가 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되고 있는 파장 대역에 걸쳐 완전히 이동할 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위한 기법은, 다수의 피처들의 트래킹을 함께 연속적으로 "스티칭(stitch)"하는 것이다. 예컨대, 초기에 트래킹되는 피크의 파장이 경계를 횡단하면, 새로운 피크가 선택되고, 새로운 피크의 파장이 트래킹된다.

스펙트럼 피처들은, 스펙트럼 피크들, 스펙트럼 변곡점(inflection point)들, 또는 스펙트럼 제로-크로싱(zero-crossing)들을 포함할 수 있다. 이러한 상황에서, "피크"는 일반적으로, 국부적 극값(local extreme), 예컨대, 최대치들(피크(peak)) 또는 최소치들(밸리(valley))을 지칭한다. 트래킹되는 전형적인 특성은, 스펙트럼의 측정 스케일에 따라, 예컨대 파장, 주파수, 또는 파수와 같은 스펙트럼 피처의 위치일 것이다.

피크의 위치는, 피크의 절대적 최대치(또는 밸리에 대해 최소치)의 파장(또는 주파수 또는 파수)으로서, 또는 피크의 양 측 상에 특정한 높이를 갖는 2개의 위치들 사이의 중간점과 같은 더 복잡한 알고리즘으로부터, 또는 피크의 도함수를 취하고 도함수의 제로 크로싱에 의해 피크를 식별하는 것으로부터 결정될 수 있다. 필요한 경우에, 함수, 예컨대, 사비츠키 골레이(Savitsky Golay)가, 노이즈를 추가로 감소시키기 위해, 스펙트럼에 대해 피팅될 수 있고, 스펙트럼 피처의 위치는 피팅된 함수에서의 극값들로부터 결정될 수 있다.

기판은, 반도체 층 상에 배치된 단일 유전체 층만큼 단순할 수 있거나, 또는 상당히 더 복잡한 층 스택을 가질 수 있다. 예컨대, 기판은, 유전체의 제 1 층, 및 제 1 층 아래에 배치된 금속성, 반전도성, 또는 유전체의 제 2 층을 포함할 수 있다. 그러나, 피처의 위치를 사용하는 것은, 재료의 굴절률이 높은(예컨대, 산화물보다 더 높은) 경우에, 프론트-엔드-오브-라인(front-end-of-line; FEOL) 폴리싱 프로세스들에서 특히 유용할 수 있고, 예컨대, 폴리 또는 질화물 폴리싱에 대해, 화학적 기계적 폴리싱이, 기판을 평탄화하고, 제 2 층이 노출될 때까지 제 1 층을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 종종, 제 2 층 위에 타겟 두께가 남을 때까지, 또는 제 1 층의 재료의 타겟 양이 제거될 때까지, 제 1 층을 폴리싱하는 것이 요구된다.

도 1은, 기판(10)을 폴리싱하도록 동작가능한 폴리싱 장치(20)를 도시한다. 폴리싱 장치(20)는 회전가능한 디스크-형상의 플래튼(24)을 포함하고, 그러한 플래튼(24) 상에 폴리싱 패드(30)가 위치된다. 플래튼은 축(25)을 중심으로 회전하도록 동작가능하다. 예컨대, 모터(21)가 플래튼(24)을 회전시키도록 구동 샤프트(22)를 터닝(turn)할 수 있다. 폴리싱 패드(30)는, 예컨대 접착제의 층에 의해, 플래튼(24)에 분리가능하게 고정될 수 있다. 마모되는 경우에, 폴리싱 패드(30)는 분리 및 교체될 수 있다. 폴리싱 패드(30)는, 외측 폴리싱 층(32) 및 더 부드러운 배킹 층(34)을 갖는 2-층 폴리싱 패드일 수 있다.

폴리싱 패드를 통하는 광학 액세스(36)가, 솔리드 윈도우(solid window) 또는 구멍(즉, 패드를 관통하는(run through) 홀)을 포함시킴으로써, 제공된다. 솔리드 윈도우는 폴리싱 패드에 고정될 수 있지만, 몇몇 구현들에서, 솔리드 윈도우는 플래튼(24) 상에 지지될 수 있고, 폴리싱 패드에서의 구멍 내로 돌출될 수 있다. 폴리싱 패드(30)는 일반적으로, 구멍 또는 윈도우가, 플래튼(24)의 리세스(recess)(26)에 위치된 광학 헤드(53) 위에 놓이도록, 플래튼(24) 상에 배치된다. 광학 헤드(53)는 결과적으로, 구멍 또는 윈도우를 통해, 폴리싱되고 있는 기판에 대한 광학 액세스를 갖는다.

폴리싱 장치(20)는 결합된 슬러리/린스 암(39)을 포함한다. 폴리싱 동안에, 암(39)은, 예컨대 연마 입자들을 갖는 슬러리와 같은 폴리싱 액체(38)를 분배(dispense)하도록 동작가능하다. 대안적으로, 폴리싱 장치는 폴리싱 패드(30) 상에 폴리싱 액체를 분배하도록 동작가능한, 플래튼에서의 포트를 포함할 수 있다.

폴리싱 장치(20)는 폴리싱 패드(30)에 대하여 기판(10)을 홀딩(hold)하도록 동작가능한 캐리어 헤드(70)를 포함한다. 캐리어 헤드(70)는, 예컨대 캐러셀(carousel) 또는 트랙과 같은 지지 구조(72)로부터 현수되고, 캐리어 헤드가 축(71)을 중심으로 회전할 수 있도록, 캐리어 구동 샤프트(74)에 의해, 캐리어 헤드 회전 모터(76)에 연결된다. 부가하여, 캐리어 헤드(70)는, 예컨대, 캐러셀에서의 방사상 슬롯에서 이동하는 것에 의해, 캐러셀의 회전에 의해, 또는 트랙을 따르는 앞뒤로의 이동에 의해, 폴리싱 패드에 걸쳐 측방향으로 진동(oscillate)할 수 있다. 동작 시에, 플래튼(24)은 그러한 플래튼(24)의 중심 축(25)을 중심으로 회전되고, 캐리어 헤드는 그러한 캐리어 헤드의 중심 축(71)을 중심으로 회전되고, 폴리싱 패드의 상단 표면에 걸쳐 측방향으로 병진이동된다(translated).

폴리싱 장치는 또한, 아래에서 논의되는 바와 같이, 폴리싱 엔드포인트를 결정하기 위해 사용될 수 있는 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템을 포함한다. 광학 모니터링 시스템은 광 소스(51) 및 광 검출기(52)를 포함한다. 광은, 광 소스(51)로부터 폴리싱 패드(30)에서의 광학 액세스(36)를 통해 통과하고, 충돌하고, 기판(10)으로부터 광학 액세스(36)를 통해 반사되고, 광 검출기(52)로 이동한다.

분기된 광학 케이블(54)이, 광 소스(51)로부터 광학 액세스(36)로, 그리고 광학 액세스(36)로부터 광 검출기(52)로, 광을 전송하기 위해 사용될 수 있다. 분기된 광학 케이블(54)은 "트렁크(trunk)"(55) 및 2개의 "브랜치(branch)들"(56 및 58)을 포함할 수 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 플래튼(24)은 광학 헤드(53)가 위치된 리세스(26)를 포함한다. 광학 헤드(53)는, 폴리싱되고 있는 기판 표면으로 그리고 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 광을 전달하도록 구성된 분기된 섬유 케이블(54)의 트렁크(55)의 하나의 단부를 홀딩한다. 광학 헤드(53)는 분기된 섬유 케이블(54)의 단부 위에 놓인 하나 또는 그 초과의 렌즈들 또는 윈도우를 포함할 수 있다. 대안적으로, 광학 헤드(53)는 단지, 폴리싱 패드에서의 솔리드 윈도우 근처에서 트렁크(55)의 단부를 홀딩할 수 있다.

플래튼은 제거가능한 인-시튜 모니터링 모듈(50)을 포함한다. 인 시튜 모니터링 모듈(50)은 다음의 것들 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다: 광 소스(51), 광 검출기(52), 및 광 소스(51) 및 광 검출기(52)로 그리고 그로부터 신호들을 전송 및 수신하기 위한 회로. 예컨대, 검출기(52)의 출력은, 구동 샤프트(22)에서의 예컨대 슬립 링(slip ring)과 같은 회전식 커플러를 통해 광학 모니터링 시스템을 위한 제어기로 통과하는 디지털 전자 신호일 수 있다. 유사하게, 광 소스는, 제어기(90)로부터 회전식 커플러를 통해 모듈(50)로 통과하는 디지털 전자 신호들에서의 제어 커맨드들에 응답하여, 턴 온 또는 오프될 수 있다.

인-시튜 모니터링 모듈(50)은 또한, 분기된 광학 섬유(54)의 브랜치 부분들(56 및 58)의 각각의 단부들을 홀딩할 수 있다. 광 소스는, 브랜치(56)를 통해 그리고 광학 헤드(53)에 위치된 트렁크(55)의 단부 밖으로 전달되고, 폴리싱되고 있는 기판 상에 충돌하는 광을 전송하도록 동작가능하다. 기판으로부터 반사되는 광은, 광학 헤드(53)에 위치된 트렁크(55)의 단부에서 수신되고, 브랜치(58)를 통해 광 검출기(52)로 전달된다.

광 소스(51)는 백색 광을 방출하도록 동작가능하다. 일 구현에서, 방출되는 백색 광은 200 내지 800 나노미터의 파장들을 갖는 광을 포함한다. 적합한 광 소스는 크세논 램프 또는 크세논 수은 램프이다.

광 검출기(52)는 분광계일 수 있다. 분광계는 기본적으로, 예컨대, 전자기 스펙트럼의 부분에 걸친 세기와 같은 광의 특성들을 측정하기 위한 광학 기구이다. 적합한 분광계는 격자 분광계이다. 분광계에 대한 전형적인 출력은 파장에 따른 광의 세기이다. 분광계(52)는 전형적으로, 예컨대, 200 내지 800 나노미터, 또는 250 내지 1100 나노미터의 동작 파장 대역을 갖는다.

광 소스(51) 및 광 검출기(52)는, 이들의 동작을 제어하고 이들의 신호들을 수신하도록 동작가능한 컴퓨팅 디바이스(90)에 연결된다. 컴퓨팅 디바이스는, 예컨대 개인용 컴퓨터와 같은, 폴리싱 장치 근처에 위치된 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

폴리싱이 진행됨에 따라, 예컨대, 기판에 걸친 플래튼에서의 센서의 연속적인 스위프(sweep)들로부터 획득되는 스펙트럼들은 측정된 스펙트럼들의 시퀀스를 제공한다. 몇몇 구현들에서, 기판에 걸친 각각의 스위프 동안에, 기판(10) 상의 다수의 상이한 위치들에서 스펙트럼들이 측정될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 각각의 스위프에 대해, 스위프에 대한 측정된 스펙트럼을 제공하기 위해, 스위프로부터의 스펙트럼들 중 2개 또는 그 초과가 조합될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 각각의 스위프에 대해, 스위프에 대한 측정된 스펙트럼을 제공하기 위해, 스위프로부터의 다수의 스펙트럼들로부터 하나의 스펙트럼이 선택될 수 있다.

신호들을 수신하는 것에 대하여, 컴퓨팅 디바이스는, 예컨대, 광 검출기(52)에 의해 수신되는 광의 스펙트럼을 나타내는 정보를 반송하는 신호를 수신할 수 있다. 도 2는, 광 소스의 단일 플래시로부터 방출되고 기판으로부터 반사된 광으로부터 측정된 스펙트럼의 예들을 도시한다. 스펙트럼(202)은 제품 기판으로부터 반사된 광으로부터 측정된다. 스펙트럼(204)은 (실리콘 층만을 갖는 웨이퍼인) 베이스 실리콘 기판으로부터 반사된 광으로부터 측정된다. 스펙트럼(206)은, 광학 헤드(53) 위에 기판이 위치되지 않은 경우에 광학 헤드(53)에 의해 수신된 광으로부터의 스펙트럼이다. 본 명세서에서 "다크(dark)" 조건이라고 지칭되는 이러한 조건 하에서, 수신된 광은 전형적으로 주변 광이다.

광학 모니터링 시스템은, 스펙트럼의 전체 기울기를 감소시키기 위해, 측정된 스펙트럼을 고역 통과 필터를 통해 통과시킬 수 있다. 배치에서의 다수의 기판들의 프로세싱 동안에, 예컨대, 웨이퍼들 사이에 큰 스펙트럼 차이들이 존재할 수 있다. 고역-통과 필터는, 동일한 배치에서의 기판들에 걸친 스펙트럼 변동들을 감소시키도록, 스펙트럼들을 정규화하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 고역-통과 필터는 0.005 Hz의 컷오프(cutoff) 및 4의 필터 차수를 가질 수 있다. 고역-통과 필터는 내재하는(underlying) 변동에 대한 민감성을 필터링하는 것을 보조하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 피처 트래킹을 더 용이하게 만들기 위해 정규(legitimate) 신호를 "플래트닝(flatten)"하기 위해 사용된다.

측정된 스펙트럼들은 또한, 원하지 않는 광 반사들의 영향을 제거하거나 또는 감소시키기 위해 정규화될 수 있다. 관심 있는 막 또는 막들 이외의 매체들에 의해 기여되는 광 반사들은, 폴리싱 패드 윈도우 및 기판의 아래놓인 층으로부터의 광 반사들을 포함한다. 윈도우로부터의 기여들은, 다크 조건 하에서(즉, 인 시튜 모니터링 시스템 위에 기판들이 배치되지 않은 경우에) 인 시튜 모니터링 시스템에 의해 수신되는 광의 스펙트럼을 측정함으로써 추정될 수 있다. 아래놓인 것으로부터의 기여들은, 베어(bare) 실리콘 기판의 광 반사의 스펙트럼을 측정함으로써 추정될 수 있다. 기여들은 일반적으로, 폴리싱 단계의 시작 전에 획득된다. 측정된 원시(raw) 스펙트럼은 다음과 같이 정규화될 수 있다.

정규화된 스펙트럼 = (A - 다크)/(X - 다크)

여기에서, A는 원시 스펙트럼이고, 다크는 다크 조건 하에서 획득된 스펙트럼이고, X는 아래놓인 층, 예컨대 금속 층, 또는 베어 실리콘 기판의 스펙트럼이다.

컴퓨팅 디바이스는, 폴리싱 단계의 엔드포인트를 결정하기 위해, 위에서 설명된 신호 또는 그 부분을 프로세싱할 수 있다. 임의의 특정한 이론에 제한되지 않지만, 기판(10)으로부터 반사되는 광의 스펙트럼은, 폴리싱이 진행됨에 따라, 변한다.

도 3a 내지 도 3e는, 관심 있는 막에 대한 폴리싱이 진행되는 동안의 스펙트럼의 변화의 예를 제공한다. 스펙트럼의 상이한 라인들은 폴리싱에서의 상이한 시간들을 표현한다. 보이는 바와 같이, 측정된 스펙트럼들은 막의 두께가 변화됨에 따라 변화되고, 막의 특정한 두께들에 의해 특정한 스펙트럼들이 나타난다.

예시된 바와 같이, 특정된 스펙트럼들은 전형적으로, 하나 또는 그 초과의 피크들(302)(국부적 최대치들 또는 최소치들)을 포함한다. 폴리싱이 진행됨에 따라, 특정한 피크가 위치된 파장은 전형적으로, 변화되고, 예컨대, 폴리싱이 진행됨에 따라 증가되거나 또는 감소된다. 피크의 움직임의 방향은 폴리싱 프로세스에 걸쳐 일정할 수 있고, 예컨대, 피크의 위치는 폴리싱 프로세스에 걸쳐 단조롭게 변화된다. 예컨대, 도 3a 내지 도 3c에 의해 도시된 바와 같이, 피크(302a)가 파장(V1)으로부터 파장(V2)으로 이동한다. 이러한 움직임은 또한, 예컨대 변곡점들 또는 제로-크로싱들과 같은 다른 스펙트럼 특성들에 대해 적용된다.

부가하여, 막의 폴리싱이 진행됨에 따라, 피크의 높이 및/또는 폭이 전형적으로 변화되고, 피크는, 재료가 제거됨에 따라, 더 넓게 증가되는 경향을 갖는다. 예컨대, 이러한 효과는 블랭킷(blanket) 유전체 또는 폴리 막의 경우에 발생될 수 있다.

피크 또는 다른 스펙트럼 특성의 파장의 위치에서의 상대적인 변화 또는 절대적인 위치는, 폴리싱 프로세스에 대한 변경들을 결정하기 위해, 또는 폴리싱 엔드포인트를 검출하기 위해 사용될 수 있다.

그러나, 위에서 지적된 바와 같이, 모든 피크들이 전체 폴리싱 프로세스 전반에 걸쳐 지속되는 것은 아니다. 첫번째로, 피크의 파장 위치는, 폴리싱이 완료되기 전에, 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되고 있는 파장 대역에 걸쳐 완전히 이동할 수 있고, 예컨대, 도 3c 및 도 3d에 의해 도시된 바와 같이, 피크(302a)는 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되고 있는 파장 범위 밖으로 이동하였다. 두번째로, 피크의 높이가, 피크가 더 이상 존재하지 않거나, 또는 스펙트럼에서의 노이즈 너머로 검출될 수 없을 때까지, 감소되는 것이 가능하다.

아래의 기법에서 설명되는 바와 같이, 광학 모니터링 시스템은, 하나의 스펙트럼 피처의 트래킹으로부터 상이한 스펙트럼 피처의 트래킹으로 스위칭한다. 예컨대, 초기에 트래킹된 피크의 파장이 경계를 횡단하면, 새로운 피크가 선택되고, 새로운 피크의 파장이 트래킹된다.

도 3a 및 도 4를 참조하면, 초기 스펙트럼 피처(302a)가 트래킹을 위해 선택된다. 예컨대, 폴리싱 프로세스의 시작 시에, 또는 폴리싱 프로세스의 개수 후의 미리 결정된 시간에서, 초기 스펙트럼이 측정된다(단계(402)). 제 1 스펙트럼 피처가 트래킹을 위해 선택된다(단계(404)). 예컨대, 미리 결정된 제 1 파장 범위(310)가, 스펙트럼 피처, 예컨대 피크, 예컨대 국부적 최대치에 대해 탐색될 수 있다. 제 1 스펙트럼 피처는, 폴리싱이 진행됨에 따라 변화될(화살표 A에 의해 도시됨) 위치(320)를 갖는다. 스펙트럼 피처의, 예컨대 파장(V1)에 의해 주어진 초기 위치가 결정될 수 있다(단계(406)). 제 1 파장 범위의 한계들은 실험에 기초하여 결정될 수 있다.

도 3b를 참조하면, 폴리싱이 진행됨에 따라, 제 1 스펙트럼 피처의 위치(320)가 변화될 것이고, 예컨대, 더 낮은 파장으로 시프팅(shift)될 것이다.

도 3c 및 도 4를 참조하면, 광학 모니터링 시스템은, 제 1 스펙트럼 피처(302a)의 위치(320)가 경계(312)를 횡단하는 때를 검출한다(단계(408)). 예컨대, 시스템은, 제 1 스펙트럼 피처(302a)의 파장이 임계치 파장(VB)을 횡단하는 때를 검출할 수 있다. 제 1 스펙트럼 피처가 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되고 있는 파장 대역에 걸쳐 완전히 이동하게 될 경우에, 경계(312)는 파장 대역의 에지에 또는 그 근처에 있을 수 있다. 예컨대, 폴리싱이 진행됨에 따라 스펙트럼 피처(302a)의 파장이 감소되고 있는 경우에, 경계(312)는, 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되는 파장 대역의 가장 낮은 파장(의 하부 사분위수(quartile)에서) 근처에 또는 그러한 가장 낮은 파장에 있을 수 있다. 유사하게, 폴리싱이 진행됨에 따라 스펙트럼 피처(302a)의 파장이 증가되고 있는 경우에, 경계(312)는, 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되는 파장 대역의 가장 높은 파장(의 상부 사분위수에서) 근처에 또는 그러한 가장 높은 파장에 있을 수 있다. 폴리싱 동안에, 피크의 높이가 감소되는 것으로 인해, 스펙트럼 피처가 사라지는 경우에, 경계(312)는, 피처가 여전히 신뢰가능하게 검출될 수 있는 스폿에서, 스펙트럼 피처가 사라지게 될 곳의 (피크의 이동의 방향에 따라) 어느 정도 전에 배치되어야 한다. 경계에 대한 정확한 값들 및 사용하기 위한 접근법은 실험에 기초하여 결정될 수 있다.

도 3d 및 도 4를 참조하면, 시스템이 제 1 스펙트럼 피처(302a)의 위치가 경계(312)를 횡단한 것을 검출하는 경우에, 시스템은 트래킹을 위한 제 2 스펙트럼 피처(302b)를 선택한다(단계(410)). 예컨대, 제 2 스펙트럼 피처(302b)는, 제 1 스펙트럼 피처(302a)가 경계(312)를 횡단하는 시점에 측정된 스펙트럼으로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 미리 결정된 제 2 파장 범위(314)가, 스펙트럼 피처, 예컨대 피크, 예컨대 국부적 최대치에 대해 탐색될 수 있다. 제 2 스펙트럼 피처는, 폴리싱이 진행됨에 따라 변화될 위치(322)를 갖는다. 제 2 스펙트럼 피처의, 예컨대 파장(V3)에 의해 주어지는 초기 위치가 결정될 수 있다(단계(412)).

미리 결정된 제 2 파장 범위(314)는 경계(312)의 "상류(upstream)"에 있을 것이다. 예컨대, 폴리싱이 진행됨에 따라 스펙트럼 피처들(302a, 302b)의 파장이 감소되는 경우에, 제 2 파장 범위는 경계(312)보다 더 큰 파장에 있을 것이다. 유사하게, 폴리싱이 진행됨에 따라 스펙트럼 피처들(302a, 302b)의 파장이 증가되는 경우에, 제 2 파장 범위는 경계(312)보다 더 짧은 파장에 있을 것이다. 몇몇 구현들에서, 제 2 파장 범위는 스펙트로그래픽 시스템에 의해 모니터링되는 파장 범위의 에지까지 확장되지만, 이는 요구되지 않는다. 제 2 파장 범위 경계의 한계들은 실험에 기초하여 결정될 수 있다.

도 3e 및 도 4를 참조하면, 광학 모니터링 시스템은 제 2 스펙트럼 피처(302b)의 위치(322)를 모니터링하고, 이러한 데이터를 사용하여, 폴리싱 동작을 제어한다(단계(414)).

예컨대, 폴리싱 엔드포인트를 검출하기 위해, 시스템은, 제 2 스펙트럼 피처(302b)의 위치(322)가 제 2 경계(316)를 횡단하는 때를 검출할 수 있고(단계(416)), 이를 사용하여, 폴리싱 엔드포인트를 트리거링할 수 있다(단계(418)). 예컨대, 시스템은, 제 2 스펙트럼 피처(302a)의 파장이 임계치 파장(VT)을 횡단하는 때를 검출할 수 있다. 예컨대, 폴리싱이 진행됨에 따라 제 2 스펙트럼 피처(302a)의 파장이 감소되고 있는 경우에, 파장(VT)은 초기 파장(V3)보다 더 낮을 것이다. 유사하게, 폴리싱이 진행됨에 따라 제 2 스펙트럼 피처(302b)의 파장이 증가되고 있는 경우에, 임계치 파장(VT)은 초기 파장(V3)보다 더 높을 것이다.

제 2 경계는 미리 결정된 경계, 예컨대 어떤 특정한 파장일 수 있거나, 또는 제 2 경계는, 단계(412)에서 결정된 초기 위치에 대해 미리 결정된 양을 (제 2 스펙트럼 피처(302b)의 이동의 방향에 따라) 가산하거나 또는 감산함으로써 계산될 수 있다. 예컨대, 파장에서의 미리 결정된 변화(ΔV)가, VT를 계산하기 위해, 초기 파장(V3)에 가산될 수 있거나, 또는 초기 파장(V3)으로부터 감산될 수 있다.

파장 범위들(310, 314)은 각각, 약 50 내지 약 200 나노미터의 폭을 가질 수 있다. 몇몇 구현들에서, 파장 범위들(310, 314)은 미리 결정되고, 예컨대, 기판들의 배치와 파장 범위를 연관시키는 메모리로부터 파장 범위를 검색함으로써, 기판들의 배치에 대한 프로세스 파라미터로서 특정되거나, 또는 예컨대 파장 범위를 선택하는 사용자 입력을 수신함으로써, 오퍼레이터에 의해 특정된다. 몇몇 구현들에서, 파장 범위들(310, 314)은, 이력 데이터, 예컨대, 연속적인 스펙트럼 측정들 사이의 평균 또는 최대 거리에 기초한다.

이제 디바이스 기판의 폴리싱으로 넘어가면, 도 5a는, 제 2 스펙트럼 피처(302b)의 위치(322)의 모니터링 동안, 디바이스 기판(10)의 폴리싱 동안에 광학 모니터링 시스템에 의해 생성된 값들(502)의 예시적인 그래프이다.

기판(10)이 폴리싱됨에 따라, 광 검출기(52)는 기판(10)으로부터 반사된 광의 스펙트럼들을 측정한다. 제어기(90)에서의 엔드포인트 결정 로직은, 피처 특성에 대한 값들의 시퀀스를 결정하기 위해, 광의 스펙트럼들을 사용한다. 값들(502)은 기판(10)의 표면으로부터 재료가 제거됨에 따라 변화된다.

위에서 지적된 바와 같이, 각각의 값(502)은, 초기 값으로부터의 위치에서의 변화, 또는 스펙트럼 피처의 절대적 위치 값일 수 있다. 부가하여, 몇몇 구현들에서, 값, 또는 값에서의 변화는, 예컨대, 값들(502)을 제공하는, 두께 값, 룩-업 테이블을 사용하여 변환될 수 있다.

몇몇 구현들에서, 제 2 스펙트럼 피처의 현재의 값이 타겟 값(522)에 도달하는 경우에, 엔드포인트가 판정될 수 있다. 값들(502)이 제 2 스펙트럼 피처의 위치(322)의 값들인 경우에, 타겟 값(522)은 제 2 경계(316)이다.

몇몇 구현들에서, 함수(506)가 값들(502)에 대해 피팅된다. 함수(506)는 폴리싱 엔드포인트 시간을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 함수는 시간의 선형 함수이다. 선형 함수는, 예컨대, 로버스트 라인 피팅(robust line fit)을 사용하여 피팅될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 함수(506)가 타겟 값(522)과 동등한 시간이 엔드포인트 시간(508)을 제공한다.

도 6은, 기판(10) 상의 2개의 상이한 구역들에 대한 특성 값들의 예시적인 그래프이다. 예컨대, 광학 모니터링 시스템(50)은, 기판(10)의 에지 부분 쪽에 위치된 제 1 구역, 및 기판(10)의 중심 쪽에 위치된 제 2 구역을 트래킹할 수 있다. 기판(10)이 폴리싱되고 있는 동안에, 광 검출기(52)는 기판(10)의 2개의 구역들로부터의 반사된 광의 스펙트럼들의 시퀀스를 측정할 수 있다. 각각의 구역에 대해, 광학 모니터링 시스템은, 위에서 논의된 바와 같이, 제 1 스펙트럼 피처를 모니터링하는 것으로부터 제 2 스펙트럼 피처를 모니터링하는 것으로 스위칭할 수 있다. 제 1 값들(610)의 시퀀스는, 기판(10)의 제 1 구역으로부터 측정된 스펙트럼들에 기초하여, 제 2 스펙트럼 피처의 특성에 대해 측정될 수 있다. 제 2 값들(612)의 시퀀스는 유사하게, 기판(10)의 제 2 구역으로부터 측정된 스펙트럼들에 기초하여, 제 2 스펙트럼 피처의 특성에 대해 측정될 수 있다.

제 1 함수(614), 예컨대 제 1 라인이 제 1 값들(610)의 시퀀스에 대해 피팅될 수 있고, 제 2 함수(616), 예컨대 제 2 라인이 제 2 값들(612)의 시퀀스에 대해 피팅될 수 있다. 제 1 함수(614) 및 제 2 함수(616)는, 기판(10)의 폴리싱 레이트에 대한 조정을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

폴리싱 동안에, 타겟 값(622)에 기초한 추정된 엔드포인트 계산은, 기판(10)의 제 1 부분에 대해 제 1 함수를 이용하고, 기판의 제 2 부분에 대해 제 2 함수를 이용하여, 시간(TC)에서 행해진다. 기판의 제 1 구역 및 기판의 구역 부분에 대한 추정된 엔드포인트 시간들(ET1 및 ET2)이 상이한 경우에(또는, 추정된 엔드포인트 시간(618)에서의 제 1 함수 및 제 2 함수의 값들이 상이한 경우에), 구역들 중 적어도 하나의 폴리싱 레이트가 조정될 수 있고, 그에 따라, 제 1 구역 및 제 2 구역이, 그러한 조정이 행해지지 않은 경우보다, 동일한 엔드포인트 시간에 더 근접하게 된다. 예컨대, 제 1 구역이 제 2 구역 전에 타겟 값(622)에 도달하게 될 경우에, 제 1 구역의 폴리싱 레이트가 감소될 수 있고(라인(660)에 의해 도시됨), 그에 따라, 제 1 구역이 제 2 구여과 실질적으로 동일한 시간에 타겟 값(622)에 도달하게 될 것이다. 몇몇 구현들에서, 기판의 제 1 부분 및 제 2 부분 양자 모두의 폴리싱 레이트들이, 부분들 양자 모두에서 동시에 엔드포인트에 도달되도록, 조정된다. 대안적으로, 제 1 부분의 폴리싱 레이트만, 또는 제 2 부분의 폴리싱 레이트만 조정될 수 있다.

폴리싱 레이트들은, 예컨대, 캐리어 헤드(70)의 대응하는 구역에서의 압력을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 폴리싱 레이트에서의 변화는, 예컨대, 간단한 프레스토니안 모델(Prestonian model)과 같이, 압력에서의 변화에 대해 정비례하는 것으로 가정될 수 있다. 예컨대, 기판(10)의 제 1 구역이 시간(TA)에서 타겟 두께에 도달하는 것으로 예상되고, 시스템이 타겟 시간(TT)을 설정한 경우에, 시간(TC) 전의 대응하는 구역에서의 캐리어 헤드 압력은, 시간(TC) 후의 캐리어 헤드 압력을 제공하기 위해, TT/TA가 곱해질 수 있다. 폴리싱 프로세스 동안의 후속 시간에서, 적절한 경우에, 레이트들은 다시 조정될 수 있다.

값들의 시퀀스로부터 노이즈를 제거하기 위한 다수의 기법들이 존재한다. 시퀀스에 대해 라인을 피팅하는 것이 위에서 논의되지만, 비-선형 함수가 시퀀스에 대해 피팅될 수 있거나, 또는 저역 통과 중간값 필터가 시퀀스를 평활화하기 위해 사용될 수 있다(이러한 경우에, 필터링된 값은 엔드포인트를 결정하기 위해 타겟 값과 직접적으로 비교될 수 있음).

본 명세서에서 사용될 때, 용어 기판은 예를 들어, 제품 기판(예를 들어, 다수의 메모리 또는 프로세서 다이들을 포함하는), 테스트 기판, 베어(bare) 기판, 및 게이팅(gating) 기판을 포함할 수 있다. 기판은 집적 회로 제조의 다양한 스테이지들에 있을 수 있는데, 예를 들어, 기판은 베어 웨이퍼일 수 있거나, 기판은 하나 또는 그 초과의 증착된 및/또는 패터닝된 층들을 포함할 수 있다. 용어 기판은 원형 디스크들 및 직사각형 시트들을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시예들 및 모든 기능 동작들은, 디지털 전자 회로로, 또는 본 명세서에서 개시된 구조적인 수단 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램 제품들, 즉, 정보 캐리어에, 예컨대, 비-일시적인 머신 판독가능 저장 매체에, 또는 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들과 같은 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위한 또는 그러한 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위한 전파되는 신호에 유형으로 구현되는 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(또한, 프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 또는 코드로서 알려짐)은, 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 임의의 평태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 컴퓨터 프로그램은, 독립형 프로그램, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하는데 적합한 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 파일에 대응할 필요는 없다. 프로그램은, 다른 프로그램들 또는 데이터를 홀딩하는 파일의 일부로, 해당 프로그램에 대해 전용되는 단일 파일로, 또는 다수의 협력되는 파일들(예컨대, 하나 또는 그 초과의 모듈들, 서브프로그램들, 또는 코드의 부분들을 저장하는 파일들)로 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 하나의 컴퓨터 상에서, 또는 하나의 사이트에서의, 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분포되고 통신 네트워크에 의해 상호연결된 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 프로세스들 및 로직 흐름들은, 입력 데이터에 대해 동작하고 출력을 생성함으로써 기능들을 수행하도록 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 또는 그 초과의 프로그래머블 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 프로세스들 및 로직 흐름들은 또한, 특수 목적 로직 회로, 예컨대, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)에 의해 수행될 수 있고, 장치가 또한, 특수 목적 로직 회로, 예컨대, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)로서 구현될 수 있다.

상기 설명된 폴리싱 장치 및 방법들은 다양한 폴리싱 시스템들에서 적용될 수 있다. 폴리싱 패드 또는 캐리어 헤드들 중 어느 하나, 또는 양자 모두는 폴리싱 표면과 기판 사이에 상대적인 모션을 제공하기 위해 이동할 수 있다. 예를 들어, 플래튼은 회전하기보다는 선회(orbit)할 수 있다. 폴리싱 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 몇몇 다른 형상) 패드일 수 있다. 엔드포인트 검출 시스템의 몇몇 양상들은 선형 폴리싱 시스템들에 적용가능하며, 선형 폴리싱 시스템들에서 폴리싱 패드는 선형적으로 이동하는 연속적인 또는 릴대릴(reel to reel)식 벨트이다. 폴리싱 층은 표준(예를 들어, 충전제가 있는 또는 충전제가 없는 폴리우레탄) 폴리싱 재료, 연성 재료, 또는 고정 연마재 재료일 수 있다. 상대적인 포지셔닝(positioning) 용어들이 사용된다; 폴리싱 표면 및 기판이 수직 배향 또는 몇몇 다른 배향으로 홀딩될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 특정한 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들이 다음의 청구항들의 범위 내에 있다. 예컨대, 청구항들에서 기재된 액션들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims

폴리싱(polishing)을 제어하는 방법으로서,
기판을 폴리싱하는 단계;
인-시튜 스펙트로그래픽(in-situ spectrographic) 광학 모니터링 시스템을 이용하여, 상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 측정하는 단계;
상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스에서 제 1 스펙트럼 피처(feature)를 선택하는 단계 ― 상기 제 1 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 통해 변하는(evolving) 제 1 위치를 가짐 ―;
제 1 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 1 스펙트럼 피처에 대한 제 1 위치 값을 결정하는 단계;
상기 제 1 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 제 1 경계를 횡단(cross)한 것을 결정하는 단계;
상기 제 1 스펙트럼 피처가 상기 제 1 경계를 횡단한 후에, 상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 2 시퀀스를 측정하는 단계;
상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 상기 제 1 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 제 2 스펙트럼 피처를 선택하는 단계 ― 상기 제 2 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스를 통해 변하는 제 2 위치를 가짐 ―;
제 2 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 2 스펙트럼 피처에 대한 제 2 위치 값을 결정하는 단계; 및
상기 제 2 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 폴리싱 엔드포인트를 트리거링(triggering)하는 단계 또는 폴리싱 파라미터를 조정하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 행하는 단계
를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 스펙트럼 피처의 위치가 제 2 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 상기 폴리싱 엔드포인트를 트리거링하는 단계를 포함하는,
폴리싱을 제어하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스펙트럼 피처의 파장은 시간에 걸쳐 제 1 방향으로 단조롭게(monotonically) 변화되고, 미리 결정된 제 2 파장 범위는 상기 제 1 경계의 상기 제 1 방향과 반대인 측 상에 위치되는,
폴리싱을 제어하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 경계는 상기 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템의 동작 범위의 에지 근처에 있는,
폴리싱을 제어하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 경계는 상기 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템의 동작 범위의 에지 근처에 있는,
폴리싱을 제어하는 방법.
프로세서로 하여금, 폴리싱 동작을 제어하기 위한 동작들을 수행하게 하도록 동작가능한, 비-일시적인 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 동작들은,
인-시튜 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템으로부터, 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 1 시퀀스의 측정치들을 수신하는 동작;
상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스에서 제 1 스펙트럼 피처를 선택하는 동작 ― 상기 제 1 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 통해 변하는 제 1 위치를 가짐 ―;
제 1 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 1 스펙트럼 피처에 대한 제 1 위치 값을 결정하는 동작;
상기 제 1 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 제 1 경계를 횡단한 것을 결정하는 동작;
상기 인-시튜 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템으로부터, 상기 제 1 스펙트럼 피처가 상기 제 1 경계를 횡단한 후에, 상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 2 시퀀스의 측정치들을 수신하는 동작;
상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 상기 제 1 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 제 2 스펙트럼 피처를 선택하는 동작 ― 상기 제 2 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스를 통해 변하는 제 2 위치를 가짐 ―;
제 2 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 2 스펙트럼 피처에 대한 제 2 위치 값을 결정하는 동작; 및
상기 제 2 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 폴리싱 엔드포인트를 트리거링하는 동작 또는 폴리싱 파라미터를 조정하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 행하는 동작
을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 6 항에 있어서,
상기 동작들은, 상기 제 2 스펙트럼 피처의 위치가 제 2 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 상기 폴리싱 엔드포인트를 트리거링하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 7 항에 있어서,
상기 동작들은, 상기 제 2 위치 값들의 시퀀스에 대해 함수를 피팅(fitting)하는 동작을 포함하며,
상기 제 2 스펙트럼 피처의 위치가 제 2 경계를 횡단한 것을 결정하는 동작은, 상기 함수가 임계치를 횡단한 것을 결정하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 스펙트럼 피처 및 상기 제 2 스펙트럼 피처는 각각, 피크(peak), 변곡점(inflection point), 또는 제로-크로싱(zero-crossing)을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 스펙트럼 피처 및 상기 제 2 스펙트럼 피처는 각각, 국부적 최대치들 또는 국부적 최소치들을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 6 항에 있어서,
상기 동작들은, 상기 제 1 스펙트럼 피처의 초기 위치 값을 결정하는 동작, 및 상기 제 1 스펙트럼 피처의 현재의 위치 값을 결정하는 동작을 포함하며,
상기 제 1 위치 값은 상기 초기 위치 값과 상기 현재의 위치 값 사이의 차이를 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 6 항에 있어서,
상기 동작들은, 상기 제 1 스펙트럼 피처가 상기 제 1 경계를 횡단하는 시점에서, 상기 제 2 스펙트럼 피처의 초기 위치 값을 결정하는 동작을 포함하고,
상기 동작들은, 상기 제 2 스펙트럼 피처의 현재의 위치 값을 결정하는 동작을 더 포함하며,
상기 제 2 위치 값은 상기 초기 위치 값과 상기 현재의 위치 값 사이의 차이를 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 스펙트럼 피처를 선택하는 동작은, 상기 제 2 스펙트럼 피처에 대한 미리 결정된 제 2 파장 범위를 탐색하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
제 13 항에 있어서,
상기 미리 결정된 제 2 파장 범위를 탐색하는 동작은, 상기 미리 결정된 제 2 파장 범위에서 국부적 최대치들 또는 국부적 최소치들을 발견하는 동작을 포함하는,
컴퓨터 프로그램 제품.
폴리싱 시스템으로서,
폴리싱 패드를 지지하기 위한 플래튼;
상기 폴리싱 패드와 접촉하도록 기판을 홀딩(hold)하기 위한 캐리어 헤드;
상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들을 측정하도록 구성된 인-시튜 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템; 및
제어기
를 포함하며,
상기 제어기는,
상기 인-시튜 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템으로부터, 상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 1 시퀀스의 측정치들을 수신하고;
상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스에서 제 1 스펙트럼 피처를 선택하고 ― 상기 제 1 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스를 통해 변하는 제 1 위치를 가짐 ―;
제 1 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 1 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 1 스펙트럼 피처에 대한 제 1 위치 값을 결정하고;
상기 제 1 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 제 1 경계를 횡단한 것을 결정하고;
상기 인-시튜 스펙트로그래픽 광학 모니터링 시스템으로부터, 상기 제 1 스펙트럼 피처가 상기 제 1 경계를 횡단한 후에, 상기 기판이 폴리싱되고 있는 동안에 상기 기판으로부터 반사되는 광의 스펙트럼들의 제 2 시퀀스의 측정치들을 수신하고;
상기 제 1 스펙트럼 피처의 위치가 상기 제 1 경계를 횡단한 것을 결정할 시에, 제 2 스펙트럼 피처를 선택하고 ― 상기 제 2 스펙트럼 피처는 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스를 통해 변하는 제 2 위치를 가짐 ―;
상기 제 2 위치 값들의 시퀀스를 생성하기 위해, 상기 스펙트럼들의 제 2 시퀀스로부터의 각각의 측정된 스펙트럼에 대해, 상기 제 2 스펙트럼 피처에 대한 제 2 위치 값을 결정하고; 그리고
상기 제 2 위치 값들의 시퀀스에 기초하여, 폴리싱 엔드포인트를 트리거링하는 것 또는 폴리싱 파라미터를 조정하는 것 중 적어도 하나를 행하도록
구성되는,
폴리싱 시스템.