KR20240014502A - 패드 마모를 모델링하고 제어하는 방법들 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에서, 기판을 연마하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 일반적으로, 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 수신하는 단계 - 복수의 체류 시간들은, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되고, 각각의 체류 시간은 플래튼 상에 배치된 패드의 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 결정하는 단계 - 각각의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간은 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 및 복수의 체류 시간들 및 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 포함하는 파라미터들의 세트에 기초하여 제1 패드 마모 제거 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 일반적으로, 기판으로부터 물질을 제거하는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 화학적 기계적 연마에 의한 기판의 연마 또는 평탄화에 관한 것이다.
집적 회로들의 제조에서, 웨이퍼 상에 원하는 회로를 생성하기 위해 전도성 물질의 층들이 반도체 웨이퍼 상에 순차적으로 증착되고 제거된다.
화학적 기계적 연마(CMP)는, 기판 상에 증착된 물질의 층을 평탄화하거나 연마하기 위해 고밀도 집적 회로들의 제조에 통상적으로 사용된다. 전형적인 CMP 프로세스에서, 기판은, 연마 슬러리의 존재 하에 기판의 정면측을 회전 연마 패드에 대하여 누르는 캐리어 헤드에 유지된다. 캐리어 헤드는 기판의 정면측을 연마 패드에 대하여 밀기 위해 제어가능한 하중을 기판 상에 제공한다. 물질은, 기판과 연마 패드의 상대 운동 및 연마 슬러리에 의해 제공되는 화학적 및 기계적 활동의 조합을 통해, 연마 패드와 접촉하는 기판의 물질 층 표면에 걸쳐 제거된다. 전형적으로, 연마 패드는, 원하는 편평도를 갖도록 형성된 표면을 갖는 디스크-형상 연마 플래튼 상에 배치된다. 연마 패드는 연마 패드와 플래튼의 표면 사이에 개재된 감압성 접착제 층을 사용하여 플래튼의 표면에 고정된다. 일반적으로, 연마 패드들은 제한된 유효 수명을 갖고, 따라서, CMP 기판 처리 결과들의 열화를 방지하기 위해 연마 패드가 정기적으로 교체되는 것을 필요로 한다.
다수의 CMP 프로세스들이 기간에 걸쳐 수행된 후, 연마 패드의 표면은, 연마 패드 물질의 특성들을 변화시키는, 연마 동안 기판의 표면과 연마 패드의 표면 사이의 마찰에 의해 생성된 열로 인해, 그리고 또한, 기판으로부터 제거된 물질 및/또는 슬러리 부산물들의 축적으로 인해 "글레이징"되게 된다. 글레이징은 패드 돌기들을 감소시키고, 연마 패드의 영향을 받은 영역의 마찰 계수를 변경하고, 따라서 연마 패드의 하나 이상의 영역에 걸친 연마 속도를 감소시킨다. 추가적으로, 글레이징은 연마 패드로 하여금 슬러리를 유지하는 그의 능력의 일부를 잃게 할 수 있어, 연마 속도를 더 감소시킨다.
전형적으로, 글레이징된 연마 패드의 특성들은 패드 컨디셔너를 이용한 컨디셔닝 프로세스에 의해 복구될 수 있다. 패드 컨디셔너는 연마 패드 상의 원하지 않는 축적들을 제거하고, 연마 패드의 표면을 바람직한 거칠음 수준으로 재생하는 데 사용된다. 전형적인 패드 컨디셔너들은, 패드를 재생처리하기 위해, 글레이징된 연마 패드의 패드 표면에 대하여 문질러질 수 있는 다이아몬드 연마재들이 일반적으로 매립된 연마 헤드를 포함한다. 패드 컨디셔너 및 기판의 연마에 의해 생성되는, 연마 패드의 마모는 패드 표면에 걸쳐 불균일한 또는 국소화된 패턴으로 발생할 수 있고, 이는 기판의 표면으로부터 제거될 물질의 불균등한 평탄화를 촉진할 수 있다.
연마 패드를 재컨디셔닝함에도 불구하고, 종래의 컨디셔닝 프로세스는, 연마 패드의 수명에 걸친 연마 패드의 마모를 처리할 수 없음에 기인한 추가적인 문제들을 야기할 수 있고, 이는 하나 이상의 연마 프로세스 결과에서의 변동성으로 이어질 수 있고 연마 패드의 사용가능 수명을 감소시킬 수 있다. 이러한 문제는, CMP 프로세스 변수들, 예컨대, 패드의 인입 공차, 디스크들 간의 마모율의 변동, 및 툴들 간의 변동들(예를 들어, 컨디셔닝 하향력 교정)로 인해 더 확대되며, 종종, 패드 수명을 결정하는 데에 있어서 보수적인 접근법을 일반적으로 따르기 때문에, 처리 패드의 수명이 최대화되지 않는다.
이에 따라, 관련 기술분야에서는 패드 사용을 더 잘 최대화하고, 연마 프로세스 결과들을 개선하고, 연마 패드의 수명을 최대화하기 위해 패드 마모를 추정할 필요가 있다.
일 실시예에서, 기판을 연마하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 일반적으로, 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 수신하는 단계 - 복수의 체류 시간들은, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되고, 각각의 체류 시간은 플래튼 상에 배치된 패드의 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 결정하는 단계 - 각각의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간은 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 및 복수의 체류 시간들 및 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 포함하는 파라미터들의 세트에 기초하여 패드 마모 제거 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 기판을 연마하기 위한 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공된다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일반적으로, 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 검색하고 - 복수의 체류 시간들은, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되고, 각각의 체류 시간은 플래튼 상에 배치된 패드의 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 결정하고 - 각각의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간은 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -, 복수의 체류 시간들 및 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 포함하는 파라미터들의 세트에 기초하여 패드 마모 제거 모델을 생성하기 위한 코드를 포함한다.
일 실시예에서, 기판을 연마하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 일반적으로, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되는 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 포함하는 파라미터들의 제1 세트에 기초하여 제1 패드 마모 모델을 생성하는 단계, 패드의 하나 이상의 측정에 기초하여 제1 패드 마모 모델을 업데이트하는 단계, 하나 이상의 측정 및 이전 패드 마모 모델 중 적어도 하나에 기초하여 복수의 체류 시간들을 업데이트하는 단계, 및 업데이트된 복수의 체류 시간들을 포함하는 파라미터들의 제3 세트 및 하나 이상의 측정을 이용하여, 업데이트된 제1 패드 마모 모델에 기초하여 제2 패드 마모 모델을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 기판을 연마하기 위한 컴퓨터 실행가능한 코드를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체가 제공된다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일반적으로, 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 검색하기 위한 코드를 포함하고, 여기서, 복수의 체류 시간들은, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되고, 각각의 체류 시간은 플래튼 상에 배치된 패드의 복수의 구역들 중의 구역에 대응한다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일반적으로, 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 결정하기 위한 코드를 포함하고, 각각의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간은 복수의 구역들 중의 구역에 대응한다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일반적으로, 복수의 체류 시간들 및 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 포함하는 파라미터들의 세트에 기초하여 제1 패드 마모 제거 모델을 생성하기 위한 코드를 포함한다. 다른 실시예에서, 복수의 총 절삭 시간들은 밴드 행렬에 의해 표현되고, 복수의 구역들 중의 구역에 대한 밴드의 폭은 디스크의 크기에 대응한다.
일 실시예에서, 연마 패드의 표면을 컨디셔닝하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 연마 패드의 표면에 걸쳐 패드 컨디셔닝 디스크를 병진시킴으로써 연마 패드의 표면을 연마하는 단계를 포함한다. 연마 패드는 연마 패드의 중심 축을 중심으로 동심인 복수의 방사상 구역들로 분할된다. 패드 컨디셔닝 디스크의 병진 동안 패드 컨디셔닝 디스크가 복수의 방사상 구역들 각각 위에 체류하는 시간은, 복수의 방사상 구역들 각각에서의 절삭률 값 및 원하는 물질 제거량을 조합함으로써 결정된다. 패드 컨디셔닝 디스크를 병진시키는 프로세스 동안 패드 컨디셔닝 디스크가 복수의 방사상 구역들 중의 방사상 구역들 중 적어도 2개의 방사상 구역들 위에 체류하는 시간은 상이하다. 다른 실시예에서, 패드 컨디셔닝 디스크는, 패드 컨디셔닝 디스크를 병진시키는 프로세스 동안 적어도 2개의 방사상 구역들 내에서 연마 패드의 표면을 동시에 연마하도록 구성된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 그러므로 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 화학적 기계적 연마(CMP) 스테이션의 일 실시예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 컨디셔닝 암에 장착된 변위 센서를 갖는 CMP 스테이션의 개략적인 측면도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른, CMP 스테이션과 함께 사용되는 측정 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 웨이퍼의 일부 상에 배치된 예시적인 패드 컨디셔닝 디스크를 예시한다.
도 5는 패드 마모 모델에 사용되는 예시적인 행렬들을 예시한다.
도 6a-6e는, 일 실시예에 따른, 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 에지로 이동하는 패드 컨디셔닝 디스크의 예시적인 위치들을 예시한다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 기판을 연마하기 위한 예시적인 작동들을 예시하는 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 모델에 사용되는 예시적인 행렬들을 예시한다.
도 9a는, 일 실시예에 따른, 체류 프로파일(dwell profile)을 예시한다.
도 9b는, 일 실시예에 따른, 도 9a의 체류 프로파일에 기초한 패드 마모 제거 프로파일을 예시한다.
도 10a는, 일 실시예에 따른, 패드 마모 제거 프로파일을 예시한다.
도 10b는, 일 실시예에 따른, 도 10a의 패드 마모 제거 프로파일에 기초한 예시적인 예측된 체류 프로파일들을 예시한다.
도 11은 예시적인 이중 칼만 필터를 예시한다.
도 12은, 일 실시예에 따른, 기판을 연마하기 위한 예들을 예시하는 흐름도이다.
도 13a 및 13b는, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다.
도 14는, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
도 1은 화학적 기계적 연마(CMP) 스테이션의 일 실시예의 개략적인 사시도이다.
도 2는 컨디셔닝 암에 장착된 변위 센서를 갖는 CMP 스테이션의 개략적인 측면도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른, CMP 스테이션과 함께 사용되는 측정 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 웨이퍼의 일부 상에 배치된 예시적인 패드 컨디셔닝 디스크를 예시한다.
도 5는 패드 마모 모델에 사용되는 예시적인 행렬들을 예시한다.
도 6a-6e는, 일 실시예에 따른, 웨이퍼의 중심으로부터 웨이퍼의 에지로 이동하는 패드 컨디셔닝 디스크의 예시적인 위치들을 예시한다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 기판을 연마하기 위한 예시적인 작동들을 예시하는 흐름도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 모델에 사용되는 예시적인 행렬들을 예시한다.
도 9a는, 일 실시예에 따른, 체류 프로파일(dwell profile)을 예시한다.
도 9b는, 일 실시예에 따른, 도 9a의 체류 프로파일에 기초한 패드 마모 제거 프로파일을 예시한다.
도 10a는, 일 실시예에 따른, 패드 마모 제거 프로파일을 예시한다.
도 10b는, 일 실시예에 따른, 도 10a의 패드 마모 제거 프로파일에 기초한 예시적인 예측된 체류 프로파일들을 예시한다.
도 11은 예시적인 이중 칼만 필터를 예시한다.
도 12은, 일 실시예에 따른, 기판을 연마하기 위한 예들을 예시하는 흐름도이다.
도 13a 및 13b는, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다.
도 14는, 일 실시예에 따른, 예시적인 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
본원에 제공된 본 개시내용의 실시예들은, CMP 시스템의 연마 스테이션 내에서 수행되는 하나 이상의 화학적 기계적 연마(CMP) 프로세스 동안 연마 패드의 마모율 및 결과적인 표면 프로파일을 모델링하고 제어하는 장치 및 방법들을 포함한다. 본 개시내용의 실시예들은 또한, 패드 컨디셔닝 프로세스 및/또는 연마 프로세스에서 활용되는 하나 이상의 프로세스 변수를 조정하고 제어하기 위해 CMP 시스템 구성 정보, 측정 데이터 및 수집된 CMP 프로세스 데이터를 활용하도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터 구현 방법을 포함한다.
도 1은 CMP 시스템의 연마 스테이션(100)의 개략적인 상면 등각도이다. 예를 들어, 연마 스테이션(100)은, 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드(Applied Materials Inc.)로부터 입수가능한 연마 시스템, 예컨대, 리플렉션® LK CMP(Reflexion® LK CMP), 리플렉션® LK 프라임® CMP(Reflexion® LK Prime® CMP) 또는 다른 제조업자에 의한 유사한 장치에서 발견되는 2개 이상의 연마 스테이션들 중 하나일 수 있다. 연마 스테이션(100)은 일반적으로, 모터(도시되지 않음)에 의해 회전되는 플래튼(240) 및 컨디셔닝 장치(170)를 포함한다. 연마 패드(200)는 플래튼(240)의 상부 표면 상에 배치된다. 캐리어 헤드(110)는 연마 패드(200) 위에 배치되고, 처리 동안 기판(예시되지 않음)을 유지하고 연마 패드(200)에 대하여 압박하도록 적응된다. 캐리어 헤드(110)는 처리 동안 기판과 연마 패드(200) 사이에 제공되는 상대 운동의 일부를 부여할 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어 헤드(110)는 캘리포니아주 산타클라라 소재의 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드로부터 입수가능한 타이탄 헤드™(TITAN HEAD™) 또는 타이탄 프로파일러™(TITAN PROFILER™) 웨이퍼 캐리어일 수 있다. 처리 유체는 슬러리 유체 공급원(도시되지 않음)에 결합된 노즐(120)에 의해 연마 패드(200)의 처리 표면에 제공된다.
처리 패드(200)의 연마 속도는 연마 패드(200)의 표면의 상태에 의존하기 때문에, 처리 패드(200)의 연마 속도는 일반적으로, 연마 패드 표면의 글레이징, 마모 및/또는 패드 표면 상의 연마 부산물들의 축적으로 인해 연마 동안 감소하고, 차선의 연마 품질들을 초래한다. 연마 패드의 글레이징 및 마모는 패드 표면에 걸쳐 불균일한 또는 국소화된 패턴으로 발생할 수 있고, 이는 기판 표면의 불균등한 평탄화를 촉진할 수 있다. 따라서, 패드의 연마 성능을 복구하기 위해, 패드 표면은 주기적으로 리프레시되거나 컨디셔닝되어야 한다. 이는 컨디셔닝 헤드(150)에 의해 행해진다.
일 실시예에서, 컨디셔닝 장치(170)는, 지지 조립체(예시되지 않음)에 의해 지지되고 그 사이에 컨디셔닝 암(142)이 있는 컨디셔닝 헤드(150)(본원에서 패드 컨디셔닝 디스크로 또한 지칭됨)에 결합된 변위 센서(160)를 포함한다. 일 실시예에서, 변위 센서(160)는 컨디셔닝 암(142)과 결합된다. 지지 조립체는 베이스에 결합되고, 컨디셔닝 암(142)을 통해, 패드 컨디셔닝 디스크(150)를 연마 패드(200)와 접촉하여 위치시키도록 적응되고, 또한, 그 사이에 상대 운동을 제공하도록 적응된다. 연마 패드(200)에 대한 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 상대 운동의 결과로서, 변위 센서(160)는 처리 표면(210)의 두께 측정들을 취할 수 있다.
패드 컨디셔닝 디스크(150)는 또한, 패드 컨디셔닝 디스크를 연마 패드(200)를 향하여 제어가능하게 누르기 위해 제어가능한 압력 또는 하향력을 제공하도록 구성된다. 하향력 압력은 약 0.7 psi 내지 약 2 psi의 범위에 있을 수 있다. 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 일반적으로, 도 1에서 화살표들(350 및 342)에 의해 표시된 바와 같이 연마 패드(200)의 표면에 걸친 스위핑 운동으로 측방향으로 이동하고/거나 회전한다. 일 실시예에서, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 측방향 운동은 선형일 수 있거나, 연마 패드(200)의 대략 중심으로부터 연마 패드(200)의 대략 외측 에지까지의 범위에 있는 호를 따를 수 있고, 그에 의해, 플래튼(240) 및 연마 패드(200)의 회전과 조합하여, 연마 패드(200)의 전체 표면이 컨디셔닝될 수 있다. 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 사용 중이지 않을 때 패드 컨디셔닝 디스크(150)를 연마 패드(200)의 에지 너머로 이동시키기 위한 추가의 운동 범위를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 패드 컨디셔닝 디스크(150)에 의한 스위핑 운동은 패드의 둘레 부분으로부터 패드의 중심 부분까지의 스위핑 범위를 갖는데, 즉, 스위핑 범위는 방사상 스위핑 범위인데, 이는 그러한 범위가 패드의 반경의 컨디셔닝을 가능하게 하기 때문이다. 다른 실시예들에서, 스위핑 범위는 방사상 스위핑 범위보다 그의 일부 분율만큼 더 작다. 다른 실시예에서, 스위핑 범위는 방사상 스위핑 범위보다 클 수 있다.
패드 컨디셔닝 디스크(150)에 의한 반복된 컨디셔닝의 결과로서, 결국에는 연마 패드(200)가 교체될 필요가 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 연마 프로세스 변수들, 예컨대, 패드의 유입 공차, 디스크들 간의 마모율의 변동, 및 툴들 간의 하드웨어 관련 변동들(예를 들어, 컨디셔닝 하향력 교정, 연마 패드 및/또는 플래튼 표면 파상)을 고려할 필요가 있으므로, 종래의 프로세스들에서, 연마 패드 수명을 결정하는 데에 있어서 보수적인 접근법을 일반적으로 따르며, 처리 패드의 수명이 최대화되지 않는다. 그러므로, 본원에 제공된 본 개시내용의 실시예들 중 하나 이상은 패드 마모 및 연마 패드의 표면 프로파일을 더 양호하게 예측하고 제어하고, 따라서 CMP 연마 결과들을 개선하도록 개발되었다.
도 1에 예시된 바와 같이, 연마 스테이션(100)은 제어기(190)를 더 포함하고, 이는 또한, 본원에서 처리 챔버 제어기로 지칭된다. 제어기(190)는, 모두 CMP 연마 시스템 내에서 수행되는, 하나 이상의 연마 스테이션에서 수행되는 하나 이상의 연마 프로세스 단계 및 하나 이상의 연마 후 세정 프로세스를 포함할 수 있는, 연마 프로세스 순서의 하나 이상의 양상을 제어하도록 구성된 CMP 연마 시스템(도시되지 않음)의 제어기일 수 있다. 본원의 제어기(190)는 중앙 처리 유닛(CPU)(193), 메모리(194), 및 지원 회로들(195)을 포함한다. 제어기(190)는, 본원에 설명된 기판 연마 프로세스 관련 방법들을 포함하여, 기판을 처리하는 데 사용되는 프로세스 순서를 제어하는 데 사용된다. CPU(193)는 처리 챔버 및 그와 관련된 하위 프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용하도록 구성된 범용 컴퓨터 프로세서이다. 일반적으로 비휘발성 메모리인, 본원에 설명된 메모리(194)는 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플로피 또는 하드 디스크 드라이브, 또는 로컬 또는 원격의 다른 적합한 형태의 디지털 저장소를 포함할 수 있다. 지원 회로들(195)은 CPU(193)에 통상적으로 결합되고, 캐시, 클럭 회로들, 입력/출력 하위시스템들, 전력 공급부들 등, 및 이들의 조합들을 포함한다. 소프트웨어 명령어들(프로그램) 및 데이터는 CPU(193) 내의 프로세서에 명령하기 위해 메모리(194) 내에서 코딩되고 저장될 수 있다. 제어기(190)의 CPU(193)에 의해 판독가능한 소프트웨어 프로그램(또는 컴퓨터 명령어들)은 연마 스테이션(100)의 구성요소들에 의해 어느 작업들이 수행가능한지를 결정한다. 바람직하게, 제어기(190)의 CPU(193)에 의해 판독가능한 프로그램은, 프로세서(CPU(193))에 의해 실행될 때, 본원에 설명된 패드 컨디셔닝 및 연마 프로세스들의 모니터링 및 실행에 관련된 작업들을 수행하는 코드를 포함한다. 프로그램은, 본원에 설명된 방법들 중 하나 이상을 구현하기 위해 사용되는 다양한 프로세스 작업들 및 다양한 프로세스 순서들을 수행하기 위해 연마 스테이션(100) 내의 다양한 하드웨어 및 전기 구성요소들을 제어하기 위해 사용되는 명령어들을 포함할 것이다.
연마 패드 프로파일 및 마모 측정 기법들
도 2는, 변위 센서(160)가 장착 장치(410)에 의해 컨디셔닝 암(142)에 결합되는, 본 발명의 실시예들을 예시한다. 언급된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)에 의한 반복된 컨디셔닝 때문에, 결국에 처리 패드(200)는 교체될 필요가 있다. 그러나, 패드의 인입 공차, 디스크들 간의 마모율의 변동, 및 툴들 간의 변동들(예를 들어, 컨디셔닝 하향력 교정)로 인해. 컨디셔닝 암에 결합된 센서는 처리 패드(200)의 두께가 정상 작동 주기의 일부 동안 다양한 지점들에서 측정되는 것을 허용하는 한편, 수반되는 로직은 측정 데이터가 캡처되고 디스플레이되는 것(예를 들어, 처리 패드의 2차원 맵의 생성)을 허용한다. 일부 실시예들에서, 센서(160)는 패드의 두께를 측정하기 위해 레이저를 활용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서(160)는 유도성 센서일 수 있다. 패드 두께가 패드의 상이한 부분들에 걸쳐 변할 때 수직으로 상하로 이동하는 컨디셔닝 암에 센서를 결합함으로써, 센서는 패드에 걸친 다양한 지점들에서 패드의 상대 두께를 검출할 수 있고, 따라서 패드 표면 프로파일 및 패드 마모에서의 변동들을 결정할 수 있다.
도 3은, 연마 패드 마모를 결정하기 위해 연마 패드의 수명 동안 다양한 시간들에서 플래튼(240)의 표면 상에 배치된 연마 패드(200)의 표면 프로파일을 측정하는 데 사용될 수 있는 측정 시스템(300)을 예시한다. 이 예에서, 측정 시스템(300)은, 스핀들 축(304)을 중심으로 회전가능한 지지 스핀들(302), 지지 스핀들(302)에 고정된 장착 고정구(306), 및 연마 플래튼의 표면 프로파일 수정 전에, 수정 동안에, 그리고 수정 후에 연마 플래튼(310)의 편평도를 측정하기 위해 사용될 수 있는 프로파일 측정 툴(308)에 결합된 표면 프로파일러(314), 예컨대, 다이얼 게이지를 특징으로 하는 수직 선삭 선반이다. 표면 프로파일(314)은 지지 스핀들(302) 위에 배치되고, 지지 스핀들을 향할 수 있다. 연마 플래튼(310)은, 장착 고정구(306)의 외측 반경을, 그리고 따라서 연마 플래튼(310)을 지지 스핀들(302)을 향해 또는 지지 스핀들로부터 멀리 당기거나 밀기 위해 Z 방향으로 조정가능한 복수의 체결구들(312)을 사용하여 장착 고정구(306)에 고정된다. 일반적으로, 표면 프로파일러(314)는 패드 장착 표면에 평행한 기준 평면으로부터의 거리를 측정한다. 표면 프로파일러(314)가 패드 마모의 가장 정확한 측정을 제공하지만, 표면 프로파일(314)은 패드 마모의 이러한 정확한 측정들을 생성하기 위해 많은 양의 시간을 사용할 수 있다.
패드 마모의 측정들을 생성하기 위해 도 3의 표면 프로파일러(314)를 사용하는 것과 도 2의 변위 센서(160)를 사용하는 것 사이에 절충안들이 존재한다. 패드 마모의 측정들을 생성하기 위한 시간의 양은 표면 프로파일러(314)의 경우 변위 센서(160)를 사용하여 측정들을 생성하기 위한 시간의 양보다 더 크지만, 표면 프로파일(314)은 변위 센서(160)에 의해 생성된 측정들보다 더 정확한 측정들을 생성한다. 더욱이, 변위 센서(160)에 의한 측정들은 공간 평균 측정들일 수 있는데, 왜냐하면 변위 센서(160)가 패드 컨디셔닝 디스크(150)에 부착되고 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 패드(200)의 표면에 대하여 완전히 동일 평면을 이루지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 변위 센서(160)는, 예리한 구배들을 갖는 극도의 패드 마모 프로파일에 대한 중심-대-에지 프로파일을 추정하기에 불충분할 수 있다.
패드 컨디셔닝 및 연마 프로세스 개선 기법들
도 4는, 실시예들에 따른, 연마 패드의 부분 위에 배치된 컨디셔닝 패드를 예시한다. 일 실시예에서, 패드(200)는 C로부터 E로 연장되는 반경을 갖고, 여기서 C는 패드의 중심이고, E는 패드(200)의 둘레 에지이다. 이전에 언급된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 C와 E 사이의 임의의 곳에서 연마 패드(200) 상에 위치될 수 있고, 일부 경우들에서, 컨디셔닝 디스크(150)의 부분들은 지점들(C 및/또는 E)을 지나 연장될 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 패드(200)는 다수의 패드 컨디셔닝 구역들(Zn)로 분할될 수 있다. 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 연마 패드(200)의 표면에 걸쳐 병진되는 패드 컨디셔닝 프로세스 동안, 각각의 패드 컨디셔닝 구역은 대응하는 체류 시간, 또는 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 부분이 패드 컨디셔닝 구역의 부분과 접촉하는 시간의 양을 가질 것이다.
일부 실시예들에서, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 연마 패드(200)에 접촉할 때, 다수의 인자들이 패드 마모 또는 패드 제거에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 인자들은, 패드 컨디셔닝 디스크 하향력, 체류 시간들, 선형 플래튼 속도, 및 2개의 상이한 반경들 사이의 연마 패드의 환형 영역을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이전에 언급된 바와 같이, 하향력은 패드 컨디셔닝 디스크(150)를 패드(200)의 연마 표면에 대하여 제어가능하게 누르거나 압박하기 위해 사용되는 압력의 양이다. 체류 시간은 각각의 방사상 컨디셔닝 구역 내에서의 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간이고, 원하는 스위핑 스케줄을 산출하도록 조정될 수 있다. 환형 영역 인자는 2개의 상이한 반경들(예를 들어, 하나의 반경은 1 인치에 있고, 다른 반경은 2 인치에 있음) 사이에 배치된 연마 패드의 환형 영역이다. 일부 실시예들에서, 환형 영역에 대하여, 환형 영역이 증가함에 따라, 절삭률은 다음의 식: 에서 제공되는 바와 같이 반경의 변화에 따라 선형적으로 감소한다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 단순화된 또는 기본 패드 마모 모델에 사용되는 행렬들을 예시한다. 구체적으로, 패드 마모 모델(500)은 패드 마모에 영향을 주는 파라미터들의 행렬들: 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 총 절삭 시간 행렬(504), 및 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 체류 시간들을 갖는 체류 시간 행렬(506)의 조합에 의해 생성된다. 패드 마모 모델(500)은, 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대해 추정된 패드 마모량들을 갖는 결과적인 행렬(502)에 의해 표현될 수 있다. 기본 패드 마모 모델(500)은 다음의 식을 사용하여 도 5의 행렬들(502, 504 및 506)로 생성될 수 있다:
여기서, [Rem]은 미터 단위로 측정된 결과적인 행렬(502)이고, CR은 미터/초 단위로 측정된, 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 절삭률(즉, 패드 컨디셔닝 디스크가 연마 패드(200) 내로 절삭할 때 패드 컨디셔닝 디스크에 의해 생성된 패드 물질 제거 속도)을 갖는 행렬이고, PC시간은 초 단위로 측정된, 패드(200)의 총 패드 컨디셔닝 시간이고, B는 총 절삭 행렬(504)이고, u는 PC시간의 백분율로서 측정된 체류 시간 행렬(506)이다. 예를 들어, 패드 컨디셔닝 프로세스는, 1 ㎛/s의 절삭률, 10 초의 총 패드 컨디셔닝 시간, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn), 및 패드 컨디셔닝 프로세스 동안 방사상 컨디셔닝 구역(Zn)에서의 1 초의 체류 시간을 갖는 패드 컨디셔닝 디스크를 포함하고, 이는 구역(Zn)으로부터 10 ㎛의 패드 물질이 제거되는 결과로 이어질 것이다. 일부 실시예들에서, 결과적인 행렬(502)은 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 추정된 패드 마모량을 포함하는 벡터이다. 일부 실시예들에서, 총 절삭 시간 행렬(504)은 컨디셔닝 디스크(150)가 특정 방사상 컨디셔닝 구역 위에 배치되는지 여부를 표현하는 행렬이고, 총 절삭 시간 행렬(504)이 체류 시간 행렬(506)과 곱해질 때 영이 아닌 요소를 통해 우세한 체류 시간을 나타낸다. 총 절삭 시간 행렬(504)은 다수의 열들, 및 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역들의 개수와 동일한 다수의 행들을 갖고, 총 절삭 시간 절삭 행렬(504)은 행렬의 주 대각선 상에 배치된 영이 아닌 요소들 및 다른 곳의 영들을 포함하고, 영이 아닌 요소들은 컨디셔닝 디스크(150)가 특정 방사상 컨디셔닝 구역 위에 배치되어 있는 것을 표현한다. 일부 실시예들에서, 체류 시간 행렬(506)은 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간을 포함하는 벡터이다.
도 5의 패드 마모 모델은 패드 마모에 영향을 주는 파라미터들에 기초하여 패드 마모의 양의 추정을 제공하지만, 패드 마모 모델(500)은 모델(500)의 정확도에 영향을 미치는 가정들에 기초한다. 첫째, 기본 패드 마모 모델(500)은, 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역과 접촉할 때의 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간만이, 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에서의 패드 마모의 깊이에 영향을 미친다고 가정한다. 이에 따라, 기본 패드 마모 모델(500)은, 특정 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 마모의 양이 그 특정 방사상 컨디셔닝 구역의 체류 시간의 함수인 것으로 가정한다. 이러한 가정은, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 크기 때문에, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가, 이웃하는 방사상 컨디셔닝 구역들 내로 연장될 수 있다는 것을 고려하지 않는다. 둘째, 기본 패드 마모 모델(500)은, 모델 불확실성에 관대한 폐쇄 루프 제어에 모델이 사용된다고 가정하고, 따라서, 모델은, 패드 마모에 영향을 미치는 파라미터들의 효과들을 캡처한다. 그 결과, 패드 마모 모델은, 패드 마모 모델이 패드 두께의 측정 피드백을 갖고, 따라서, 측정 피드백에 기초하여 업데이트될 수 있다고 가정한다. 셋째, 패드 마모 모델(500)은 편평한 플래튼 상에서의 편평한 패드 제거를 가정하고, 따라서, 연마 패드들이 편평하지 않을 수 있고 플래튼들이 편평하지 않을 수 있다는 것을 고려하지 않는다. 이에 따라, 패드 마모 모델(500)은 더 정확한 패드 마모 모델 결과를 생성하기 위해 이러한 가정들을 해결할 필요가 있다.
다른 실시예에 따르면, 패드 마모 모델은, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드 컨디셔닝 프로세스 동안 연마 패드의 표면에 걸쳐 병진될 때 한 번에 다수의 방사상 컨디셔닝 구역들 위에 배치되는 것을 처리하도록 수정될 수 있다. 도 6a-e는 상이한 위치들에서 패드(200) 위에 배치된 패드 컨디셔닝 디스크(150) 및 패드 상의 지점(X)에 대한 예시적인 절삭 시간들을 예시한다. 언급된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)는, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 크기 및 방사상 컨디셔닝 구역들의 한정된 크기에 기초하여, 동시에 다수의 방사상 컨디셔닝 구역들 내로 절삭하고 있을 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 6a-e의 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 반경(R)을 갖고, 패드(200)의 임의의 방사상 컨디셔닝 구역 위에 배치될 수 있다. 예시의 목적들을 위해, 컨디셔닝 디스크(150)는 적어도 3개의 구역들의 부분들과 접촉할 수 있고, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드(200)의 중심으로부터 패드(200)의 에지로 이동할 때 5개의 상이한 방사상 컨디셔닝 구역들을 컨디셔닝하도록 구성된다. X는 패드(200) 상의 임의의 방사상 컨디셔닝 구역의 임의의 지점일 수 있다.
도 6a에 예시된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 중심은 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-2) 위에 배치된다. 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 반경이 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-2)보다 크기 때문에(즉, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 방사상 컨디셔닝 구역의 경계들 너머로 연장됨), 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 일부가 또한, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-1) 위에 배치된다. 그러나, 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 지점(X)이 배치되는 방사상 컨디셔닝 구역 위에 배치되지 않으므로, 지점(X)에서 절삭 시간이 없다.
도 6b에 예시된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 중심은 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-1) 위에 배치된다. 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-2)보다 크기 때문에, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 일부는 또한, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn) 및 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-2) 위에 배치된다. 이에 따라, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드(200)의 중심으로부터 에지로 이동함에 따라, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-1) 위에 배치될 때, 지점(X)에서의 총 절삭 시간은 Dn-1이고, 이는 방사상 컨디셔닝 구역(Zn-1) 위에서의 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간이고 그 동안 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드(200) 내로 절삭하고 있다.
도 6c는, 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역(Zn) 위에 배치된 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 중심을 예시한다. 방사상 컨디셔닝 구역(Zn) 위에서의 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간은 Dn이고, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 Dn-1로부터 Dn으로 이동함에 따라, 지점(X)에서의 총 절삭 시간은 Dn-1+Dn이다. 이에 따라, 총 절삭 시간은, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 방사상 컨디셔닝 구역들 각각에 걸쳐 이동할 때의 체류 시간들의 합이다.
도 6d는, 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+1) 위에 배치된 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 중심을 예시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 방사상 컨디셔닝 구역(Zn)보다 크기 때문에, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 일부는 또한, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn) 및 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+2) 위에 배치된다. 이에 따라, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드의 중심으로부터 에지로 이동함에 따라, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+1) 위에 배치될 때, 지점(X)에서의 총 절삭 시간은 Dn-1+Dn+Dn+1이다.
도 6e는, 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+2) 위에 배치된 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 중심을 예시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 패드 컨디셔닝 디스크(150)는 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+1)보다 크기 때문에, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 일부는 또한, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn+1) 위에 배치된다. 그러나, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 어떠한 부분도 지점(X) 위에 배치되지 않으며, 따라서 지점(X)에서 어떠한 절삭도 없다.
도 6a-e에 예시된 바와 같이, 패드(200) 상의 임의의 지점에서의 총 절삭 시간은, 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 크기 및 방사상 컨디셔닝 구역들의 한정된 크기에 의해 적어도 부분적으로 결정된다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 기판을 연마하기 위한 예시적인 작동들의 흐름도이다. 구체적으로, 작동들(700)은 제어기(190) 내에서 발견되는 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되고 수행되는 소프트웨어 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 기판을 연마하기 위한 실시예에서, 작동들(700)은 플래튼(예를 들어, 도 1의 플래튼(240)) 상에 배치된 패드(예를 들어, 도 1의 패드(200))를 교체할 때를 결정하기 위해 사용될 수 있는 패드 마모 모델을 수반한다.
작동들(700)은 복수의 체류 시간들을 검색함으로써 블록(702)에서 시작할 수 있고, 각각의 체류 시간은 플래튼 상에 배치된 패드의 구역에 대응한다. 복수의 체류 시간들은 행렬 또는 벡터에 의해 표현될 수 있다. 일부 실시예에서, 검색된 체류 시간들은 대부분의 연마 스테이션들의 대부분의 플래튼들(240)을 나타내는 플래튼(240) 상에 위치된 동일한 유형의 연마 패드에 대해 수행된 이전의 패드 컨디셔닝 프로세스로부터 생성되었다.
블록(704)에서, 작동들(700)은 복수의 총 절삭 시간들을 결정하는 것으로 계속되고, 각각의 총 절삭 시간은 연마 패드의 구역에 대응한다. 복수의 체류 시간들과 마찬가지로, 복수의 총 절삭 시간들은 영인 요소들 및 영이 아닌 요소들을 갖는 행렬에 의해 표현될 수 있고, 행렬의 각각의 행은 영이 아닌 요소들의 밴드를 갖는다. 언급된 바와 같이, 행렬의 각각의 행의 영이 아닌 요소들은, 행렬의 각각의 행에 대응하는 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 우세한 체류 시간을 나타낸다. 도 6a-e의 예를 사용하여, 방사상 컨디셔닝 구역(Zn)의 지점(X)에서의 총 절삭 시간은 Dn-1+Dn+Dn+1이고, 따라서 Zn에 대응하는 행은, 패드 컨디셔닝 디스크가 패드의 중심으로부터 패드의 에지까지 이동할 때 패드 컨디셔닝 디스크가 배치된 방사상 컨디셔닝 구역들인 Zn-1, Zn 및 Zn+1에 대응하는 위치들에 위치된 영이 아닌 요소들을 포함한다.
블록(706)에서, 작동들(700)은 파라미터들의 세트에 기초하여 제1 패드 마모 제거 모델을 생성하는 것으로 계속되고, 파라미터들의 세트는 복수의 체류 시간들 및 복수의 총 절삭 시간들을 포함한다. 제1 패드 마모 제거는 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 마모를 포함하고, 따라서 패드의 패드 마모의 정확한 특징화를 제공한다.
블록(708)에서, 작동들(700)은 기판을 연마하기 위해 패드 컨디셔닝 레시피에 제1 패드 마모 제거 모델을 적용하는 것으로 계속된다. 일 실시예에서, 패드 마모 제거 모델은, 원하는 연마 패드 표면 프로파일을 달성하기 위해 패드 컨디셔닝 레시피의, 각각의 모델링된 구역들 내의, 절삭 시간들을 조정하기 위해서 제어기(190) 내에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘에 의해 사용되거나 구현된다.
위에서 언급된 바와 같이, 패드 마모 모델은 패드 마모 모델 프로파일의 해상도에 영향을 미치는 파라미터들, 예컨대, 패드 컨디셔닝 디스크의 크기 및 방사상 컨디셔닝 구역들의 한정된 크기를 모델이 처리하도록 수정될 수 있다. 도 8은, 일부 실시예들에 따른, 예시적인 패드 마모 제거 모델의 행렬들을 예시한다. 일 실시예에서, 패드 마모 제거 모델은 다음의 식을 사용하여 생성된다:
여기서, [Rem]은 미터 단위로 측정된 결과적인 행렬(802)이고, CR은 미터/초 단위로 측정된 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 절삭률을 갖는 행렬이고, PC시간은 초 단위로 측정된 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 컨디셔닝 시간들을 갖는 행렬이고, B는 총 절삭 행렬(804)이고, u는 PC시간의 백분율로서 측정된 체류 시간 행렬(806)이다. 도 5의 패드 마모 제거 모델에 사용되는 식이, 도 8의 패드 마모 제거 모델에 사용되는 동일한 식일 수 있다. 일부 실시예들에서, 결과적인 행렬(802)은 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 추정된 패드 마모량을 포함하는 벡터이다. 일부 실시예들에서, 체류 시간 행렬(804)은 패드(200)의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 체류 시간을 포함하는 벡터이다.
일 실시예에서, 도 5의 총 절삭 시간 행렬(504) 대신에, 총 절삭 시간 행렬(804)은 도 8에 예시된 바와 같은 밴드 행렬이고, 총 절삭 시간 행렬(804)의 특정 행에 대한 수평 방향의 밴드의 폭은 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 크기에 걸쳐 있다. 예를 들어, 총 절삭 시간 행렬(804)의 각각의 영이 아닌 요소는, 패드 컨디셔닝 디스크(150)가 패드 컨디셔닝 디스크(150)의 크기에 기초하여 방사상 컨디셔닝 구역 위에 배치된다는 것을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 총 절삭 시간 행렬(804)의 각각의 영이 아닌 요소는, 대응하는 체류 시간이 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 총 절삭 시간에 사용될 것인지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 도 6a-e의 패드(200) 위에서의 패드 컨디셔닝 디스크 운동의 예를 사용하면, 지점(X)에서의 총 절삭 시간은 Dn-1+Dn+Dn+1이었기 때문에, 지점(X)이 배치되는 방사상 컨디셔닝 구역에 대응하는 총 절삭 시간 행렬(804)의 행은 총 절삭 시간 행렬(804)의 Zn-1, Zn 및 Zn+1에 대응하는 열들에 위치된 영이 아닌 요소들을 포함한다.
도 8의 패드 마모 모델(800)을 사용하여, 패드 마모는 패드 상의 임의의 지점에서 정의될 수 있고, 따라서, 고해상도 모델을 형성한다. 패드 마모 모델(800)은 기본 패드 마모 모델(즉, 패드 마모 모델(500))에 비해 장점들을 갖는다. 예를 들어, 패드 마모 모델(800)은, 패드 컨디셔닝 디스크가 방사상 구역들의 범위들보다 크기가 더 크고, 그에 의해, 패드 컨디셔닝 디스크가 동시에 다수의 방사상 컨디셔닝 구역들 내로 절삭하는 경우를 고려한다. 유익하게, 이는, 처리 동안 원하는 고해상도 패드 컨디셔닝 프로파일이 생성될 수 있도록, 연마 패드 표면이, 컨디셔닝 디스크의 크기보다 더 작은 범위들을 갖는 많은 구역들로 분할되는 것을 허용한다. 다른 예에서, 패드 마모 모델(800)은 다수의 방사상 컨디셔닝 구역들을 동시에 절삭하는 것을 고려하므로, 패드 마모 모델(800)은 방사상 컨디셔닝 구역들 사이에서 예리한 구배들을 갖는 패드 마모 프로파일들을 추정하는 측면에서 더 높은 정확도를 갖는다. 도 9a-b는, 패드 마모를 결정하는 다른 방법들, 예컨대, 핀 게이지 측정들 및 센서 측정들에 기초한 패드 마모 프로파일과 비교하여, 패드 마모 모델(800)에 기초한 패드 마모 프로파일의 정확도를 예시한다.
일부 실시예들에서, 패드 마모 모델은 패드 리세스 성형을 위한 체류 시간들을 예측하는 데 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 패드 리세스 성형을 위한 체류 시간들을 예측하는 것은 패드 마모 모델을 생성하기 위해 사용되는 식을 사용하는 것을 수반한다:
여기서, [Rem]은 미터 단위로 측정된 결과적인 행렬(802)이고, CR은 미터/초 단위로 측정된 패드의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 절삭률을 갖는 행렬이고, PC시간은 초 단위로 측정된 패드의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 컨디셔닝 시간들을 갖는 행렬이고, B는 총 절삭 행렬(804)이고, u는 PC시간의 백분율로서 측정된 체류 시간 행렬(806)이다. 일부 실시예들에서,
여기서, n은 패드(200)의 방사상 컨디셔닝 구역들의 개수이다. 패드 리세스 성형을 위한 체류 시간들을 예측하는 것은 다음의 식을 수반할 수 있다:
여기서, [Rem]은 미터 단위로 측정된 결과적인 행렬(802)이고, CR은 미터/초 단위로 측정된 패드의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 절삭률을 갖는 행렬이고, PC시간은 초 단위로 측정된 패드의 각각의 방사상 컨디셔닝 구역에 대한 패드 컨디셔닝 시간들을 갖는 행렬이고, B는 총 절삭 행렬(804)이고, u는 PC시간의 백분율로서 측정된 체류 시간 행렬(806)이고, BT는 B의 횡단 행렬이고, D는 2차 차이 행렬이고, DT는 D의 횡단 행렬이다. 일부 실시예들에서, CR은 소모품 유형 및 패드 컨디셔닝 디스크 하향력에 의존하는 절삭률이다. 예측된 체류 프로파일들은 특정 위치에서의 연마 패드 상의 리세스들에 대한 특정 프로파일들을 생성하는 데 사용될 수 있다.
도 9a는 센서(예를 들어, 도 2의 변위 센서(160))에 기초하여 생성된 예시적인 체류 프로파일을 예시하는 한편, 도 9b는 패드 마모 제거 모델(800), (도 3의 표면 프로파일러(314)를 사용하는) 핀 게이지 측정, 및 센서(예를 들어, 도 2의 변위 센서(160))에 기초하여 생성된 예시적인 패드 제거 프로파일들을 예시한다. 구체적으로, 도 9b의 그래프 상에 플로팅된 패드 제거 프로파일들(904, 906 및 908)은, 도 9a의 예시적인 체류 프로파일(902)을 사용하는 패드 컨디셔닝 프로세스에 대한 40분 엑스-시튜 컨디셔닝 레시피(예를 들어, 파라미터들)에 기초한다. 핀 게이지 측정들에 기초하여 생성된 패드 제거 프로파일(904)은 패드 마모의 가장 근접한 추정으로 고려될 수 있는데, 왜냐하면, 핀 게이지 측정들이, 도 3의 표면 프로파일러(314)가 패드에 직접 접촉하고 패드의 표면의 프로파일 또는 토포그래피를 측정하는 것을 수반하기 때문이다. 예시된 바와 같이, 패드 마모 모델에 기초하여 생성된 패드 제거 프로파일(906)은, 특히, 더 높은 패드 제거를 갖는 방사상 영역들에서, 센서에 기초하여 생성된 패드 제거 프로파일(908)보다, 핀 게이지 측정들에 기초하여 생성된 패드 제거 프로파일(904)에 더 근접하게 추적한다. 더 높은 패드 제거의 이러한 영역들은 또한, 도 9a에 예시된 체류 시간의 백분율에 대응한다.
일부 실시예들에서, 예측된 체류 프로파일의 평활도는 제거 프로파일의 잡음 수준에 의존한다. 제거 프로파일이 잡음이 있는 경우, 계산된 체류 프로파일은 다음의 식을 사용하여 정규화에 의해 평활화될 수 있다:
그러한 실시예들에서, CR은 패드 및 패드 컨디셔닝 디스크의 유형에 의존하는 절삭률(미터/초 단위로 측정됨)이고, CR은 패드 컨디셔닝 디스크 하향력에 의존한다.
도 10a는 핀 게이지 측정들(예를 들어, 도 3의 표면 프로파일러(314))로부터의 측정들을 사용하여 생성된 패드 제거 프로파일을 예시하고, 도 10b는 도 10a에 예시된 패드 제거 프로파일에 기초한 상이한 예시적인 체류 예측들을 예시한다. 체류 프로파일(1004)은 센서(예를 들어, 도 3의 변위 센서(160))에 기초하여 생성된 체류 프로파일이다. 예시된 바와 같이, 정규화 모델 없이 패드 마모 제거 모델에 기초하여 생성된 체류 예측(1006)은 체류 시간들의 더 높은 백분율을 갖는 방사상 영역들에서는 체류 프로파일(1004)에 더 근접하게 추적하지만, 그렇지 않으면 체류 프로파일(1004)을 잘 추적하지 않는다. 그러나, 정규화를 갖는 패드 마모 제거 모델에 기초하여 생성된 체류 예측(1008)은 체류 프로파일(1004)의 전체 형상에 더 근접하게 추적하는 것으로 보인다. 체류 예측(1008)이 체류 프로파일(1004)의 전체 형상에 더 근접하게 추적하는 이유는 패드 마모 모델로부터의 잡음의 제거에 적어도 부분적으로 기인하며, 따라서 이는 체류 예측 프로파일(1008)을 평활화하는 경향이 있다고 여겨진다.
패드 마모 모델은, 칼만 필터를 사용한 정규의 엔지니어링된 플래튼들에 대한 고해상도 패드 제거 프로파일들, 또는 이중 칼만 필터를 사용한 성형(예를 들어, 함몰된 패드들)에 대한 고해상도 패드 제거 프로파일들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 칼만 필터는, 통계적 잡음 및 다른 부정확성들을 포함하는, 시간에 걸쳐 관측된 일련의 측정들을 사용하고, 각각의 시간 프레임에 대한 변수들의 확률들을 추정함으로써, 단일 측정에 기초한 것들보다 더 정확한 경향이 있는 미지의 변수들의 추정들을 생성하는 알고리즘을 포함한다. 칼만 필터는, 더 정확한 패드 마모 모델을 생성하기 위해 약간의 부정확성들을 갖는 패드 마모 모델의 장점을 취하고 패드 마모의 측정들을 취함으로써 패드 마모를 예측하는 데 사용될 수 있다. 단일 칼만 필터를 사용하는 것이, 측정들만을 기초로 한 프로파일보다 더 정확한 모델을 생성할 수 있지만, 단일 칼만 필터를 사용하여 생성된 패드 마모 모델은 패드 마모 모델에 사용되는 파라미터들 때문에 여전히 부정확성들을 포함할 수 있다. 이중 칼만 필터는, 패드 마모 및 패드 마모를 모델링하는 데 사용되는 파라미터(예를 들어, 절삭률) 둘 모두를 모델링함으로써 패드 마모를 모델링하는 데 사용될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 절삭률은, 패드 컨디셔닝 디스크 하향력, 패드 컨디셔닝에 사용되는 패드 및/또는 디스크의 유형, 및 패드 및/또는 디스크의 수명에 걸친 드리프트들에 의존할 수 있다. 이중 칼만 필터를 이용하면, 더 정확한 패드 마모 모델을 생성하기 위해, 하나의 칼만 필터는 패드 마모를 모델링하는 데 사용될 수 있고 다른 칼만 필터는 절삭률을 모델링하는 데 사용될 수 있다.
도 11은 패드 마모 제거 모델이 적용될 수 있는 이중 칼만 필터(1100)를 예시한다. 이중 칼만 필터는 2개의 확장된 칼만 필터들(1102 및 1112)을 수반한다: 칼만 필터들(1102)은 상태 추정들()을 생성하고, 시간 업데이트(1104)를 위해 이전 가중치 추정들()을 요구하는 한편, 칼만 필터(1112)는 가중치 추정들()을 생성하고, 측정 업데이트(1116)를 위해 이전 상태 추정들()을 요구한다. 예시된 바와 같이, 칼만 필터(1102)는 이전 상태 추정()을 취하고, 시간 업데이트(1104)를 수행하여 현재 상태 추정()을 얻고, 현재 상태 추정()에 대한 측정 업데이트(1106)를 수행한다. 칼만 필터(1102)는 또한, 시간 업데이트(1104)를 수행하기 위해 이전 가중치 추정()을 취한다. 한편, 칼만 필터(1112)는 이전 가중치 추정()을 취하고, 시간 업데이트(1114)를 수행하여 현재 가중치 추정()을 얻고, 현재 가중치 추정에 대한 측정 업데이트(1116)를 수행한다. 칼만 필터(1112)는 또한, 현재 가중치 추정()에 대한 측정 업데이트(1116)를 수행하기 위해 이전 상태 추정()을 취한다. 칼만 필터(1102 및 1112) 둘 모두에 대해, 칼만 필터들(1102 및 1112) 둘 모두에 대한 측정 업데이트들(1106, 1116)은 현재 측정들()을 요구한다. 일단 칼만 필터들(1102 및 1112)이 측정 업데이트들을 이용하여 마무리되면, 측정 업데이트들(1106, 1116)의 출력은 다음 반복을 위해 칼만 필터들(1102 및 1112)에 대해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 패드 마모 모델은 도 11의 이중 칼만 필터(1100)를 사용하여 정밀화될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 칼만 필터들(1102 및 1112) 둘 모두는 이전에 생성된 패드 마모 모델 및 이전의 절삭률들을 수신한다. 이전에 생성된 패드 마모 모델 및 이전의 체류 시간 측정들은 제어기(예를 들어, 제어기(190))에 또는 프로세서에 결합된 메모리에 저장될 수 있고, 이전에 생성된 패드 마모 모델 및 이전의 체류 시간 측정들은 이중 칼만 필터와 함께 사용하기 위해 제어기 및/또는 프로세서에 전송될 수 있다. 이전에 생성된 패드 마모 모델 및 이전의 절삭률들을 이용하여, 칼만 필터(1102)는, 이전에 생성된 패드 마모 모델 및 이전의 절삭률들에 기초한 새로운/현재의 패드 마모를 생성하는 것을 수반한다. 새로운/현재의 패드 마모 모델을 생성한 후에, 칼만 필터(1102)는 새로운 측정들을 이용하여 패드 마모 모델을 업데이트하고, 새로운 측정들은 장래에 생성되는 패드 마모 모델들에 사용된다. 새로운 측정들은 외부 공급원들, 예컨대, 센서들, 핀 게이지 측정들 등으로부터 비롯될 수 있다.
칼만 필터(1102)가 새로운/현재의 패드 마모 모델을 생성하고 새로운 측정들을 이용하여 새로운/현재의 패드 마모 모델을 업데이트하고 있는 동안, 칼만 필터(1112)는 또한, 새로운 측정들을 이용하여 이전 절삭률들을 업데이트하고 있다. 일부 실시예들에서, 이전 절삭률들을 업데이트하는 것은 이전 측정들 및 다른 사용가능한 정보에 기초하여 체류 시간 예측들을 생성하는 것을 수반할 수 있다. 업데이트된 절삭률들은, 칼만 필터(1102)에 의해, 장래에 생성되는 패드 마모 모델들과 함께 사용된다.
도 12는, 일 실시예에 따른, 패드 컨디셔닝 프로세스를 위한 예시적인 작동들의 흐름도이다. 구체적으로, 작동들(1200)은 제어기(190) 내의 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되고 수행되는 소프트웨어 컴포넌트들로서 구현될 수 있다. 패드 컨디셔닝 프로세스에 대한 실시예에서, 작동들(1200)은 이중 칼만 필터들(예를 들어, 도 11의 이중 칼만 필터들(1100))을 사용하여 생성된 패드 마모 모델을 수반한다.
작동들(1200)은, 파라미터들의 제1 세트에 기초하여 제1 패드 마모 모델을 생성함으로써 블록(1202)에서 시작할 수 있고, 파라미터들의 제1 세트는, 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되는 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 절삭률들을 포함한다.
블록(1204)에서, 작동들(1200)은 패드의 하나 이상의 측정에 기초하여 제1 패드 마모 모델을 업데이트하는 것으로 계속된다.
블록(1206)에서, 작동들(1200)은 패드의 하나 이상의 측정 및 이전의 패드 마모 모델 중 적어도 하나에 기초하여 복수의 체류 시간들을 업데이트하는 것으로 계속된다. 복수의 절삭률들에 대한 업데이트들은, 이전의 패드 마모 모델로부터 사용되는 복수의 절삭률들을 사용하는 것, 및 복수의 절삭률들을 변경하는 데 사용될 수 있는 패드의 하나 이상의 측정을 수신하는 것을 수반한다. 패드의 하나 이상의 측정은 패드를 컨디셔닝하는 동안 취해진 센서 측정들, 또는 패드 컨디셔닝 세션들 사이에서 취해진 핀 게이지 측정들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 체류 시간들을 업데이트하는 것은 절삭률들의 모델을 생성함으로써 결정될 수 있다.
블록(1208)에서, 작동들(1200)은 하나 이상의 측정 및 파라미터들의 제2 세트를 이용하여, 업데이트된 제1 패드 마모 모델에 기초하여 제2 패드 마모 모델을 생성하는 것으로 계속되며, 파라미터들의 제2 세트는 업데이트된 복수의 체류 시간들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 이중 칼만 필터는 패드 마모 모델을 생성하는 데 사용될 절삭률을 예측하는 데 사용되고, 예측된 절삭률은 생성된 패드 마모 모델을 개선할 수 있다. 이중 칼만 필터의 적용은, 패드 마모를 결정하는 데 사용되는 센서 측정들이 잡음(예를 들어, 상당한 변동들)이 있더라도, 패드에 걸친 패드 마모 및 패드 절삭률의 실시간 추정들을 제공한다. 추가적으로, 이중 칼만 필터의 적용은, 연마 패드를 변경할 때를 결정하기 위해 패드 마모의 정확한 특징화를 제공하고, 이중 칼만 필터들로부터 생성된 모델들은, 하나 이상의 리세스를 갖는 연마 패드들에 대한 패드 컨디셔닝 프로세스에 적용될 수 있다.
도 13a 및 13b는, 실시예에 따른, 엔지니어링된 플래튼들(예를 들어, 비평면 표면을 갖는 플래튼들) 상에 배치된 패드들에 대한 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다. 도 13a는, (예를 들어, 도 3의 표면 프로파일러(314)에 의한) 핀 게이지 측정들에 기초한 패드 마모 프로파일(1302), 센서(예를 들어, 도 2의 변위 센서(160))에 의해 측정된 바와 같은 패드 마모 프로파일(1306), 및 단일 칼만 필터를 통과하는 패드 마모 모델에 의해 추정된 바와 같은 패드 마모 프로파일(1304)을 예시한다. 도 13b는 패드 마모 프로파일들(1302, 1304, 및 1306)을 예시하고, 또한, 이중 칼만 필터를 통과하는 패드 마모 모델에 의해 추정된 패드 마모 프로파일(1308)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 이중 칼만 필터를 통과하는 패드 마모 모델에 의해 추정된 패드 마모 프로파일(1308)은, 패드 마모 프로파일들(1304 및 1306)보다 패드 마모 프로파일(1302)에 더 근접하여 배치되고, 따라서, 더 정확하고 실제 패드 마모를 더 나타내는 것으로 고려된다. 이중 칼만 필터를 사용함으로써, 패드 마모 모델은, 단일 칼만 필터를 사용하는 패드 마모와 비교하여, 더 정확하고 실제 패드 마모를 더 나타낸다.
도 14는, 실시예에 따른, 정규 플래튼들 상의 성형된 패드들 또는 함몰된 패드들(즉, 기판을 연마하는 데 사용되는 표면 상에 리세스를 갖는 패드들)에 대한 패드 마모 제거 프로파일들을 예시한다. 구체적으로, 도 14는, (예를 들어, 도 3의 표면 프로파일러(314)에 의한) 핀 게이지 측정들에 기초한 패드 마모 프로파일(1402), 센서(예를 들어, 도 2의 변위 센서(160))에 의해 측정된 바와 같은 패드 마모 프로파일(1404), 및 이중 칼만 필터를 통과하는 패드 마모 모델에 의해 추정된 바와 같은 패드 마모 프로파일(1406)을 예시한다. 이러한 패드 마모 프로파일들은 이중 칼만 필터를 사용한 패드 성형 엑스-시튜 결과들을 예시한다. 예시된 바와 같이, 이중 칼만 필터를 통과하는 패드 마모 모델에 의해 추정된 패드 마모 프로파일(1406)은, 패드 마모 프로파일(1404)보다 패드 마모 프로파일(1402)에 더 근접하게 추적한다.
본원에 개시된 방법들은 방법들을 달성하기 위해 하나 이상의 단계 또는 작용을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 작용들은 서로 상호교환될 수 있다. 다시 말해서, 단계들 또는 작용들의 특정 순서가 명시되지 않는 한, 특정 단계들 및/또는 작용들의 순서 및/또는 사용은 수정될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 항목들의 목록 "중 적어도 하나"를 언급하는 문구는, 단일 부재들을 포함하는, 그러한 항목들의 임의의 조합을 지칭한다. 예로서, "a, b, 또는 c 중 적어도 하나"는 a, b, c, a-b, a-c, b-c, 및 a-b-c뿐만 아니라, 다수의 동일한 요소와의 임의의 조합(예를 들어, a-a, a-a-a, a-a-b, a-a-c, a-b-b, a-c-c, b-b, b-b-b, b-b-c, c-c, 및 c-c-c 또는 a, b, 및 c의 임의의 다른 배열)을 커버하도록 의도된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "결정"이라는 용어는 광범위한 작용들을 포함한다. 예를 들어, "결정"은 계산, 컴퓨팅, 처리, 유도, 조사, 검색(예를 들어, 표, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조의 검색), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 수신(예를 들어, 정보 수신), 접근(예를 들어, 메모리의 데이터에 접근) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 해결, 선택, 선정, 확립 등을 포함할 수 있다.
이전 설명은 관련 기술분야의 통상의 기술자가, 본원에 설명되는 다양한 양상들을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 이러한 양상들에 대한 다양한 수정들이 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 용이하게 명백할 것이며, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 다른 양상들에 적용될 수 있다. 단수의 요소에 대한 언급은 구체적으로 언급되지 않는 한 "하나 그리고 오직 하나"를 의미하도록 의도되지 않으며, 오히려 "하나 이상"을 의미하도록 의도된 것이다. 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, "일부"라는 용어는 하나 이상을 지칭한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려졌거나 나중에 알려지게 될, 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 다양한 양상들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물들은 본원에 인용에 의해 명확히 포함되며, 청구항들에 의해 포함되도록 의도된다. 게다가, 본원에 개시된 어떠한 것도, 그러한 개시내용이 청구항들에서 명시적으로 언급되는지 여부와 관계없이, 대중에게 헌납되도록 의도되지 않는다. 요소가 "~을 위한 수단"이라는 어구를 사용하여 명확히 언급되거나, 방법 청구항의 경우에, 요소가 "~을 위한 단계"라는 어구를 사용하여 언급되지 않는 한, 어떠한 청구항 요소도 35 U.S.C. §112(f)의 조항들에 따라 해석되지 않아야 한다.
위에서 설명된 방법들의 다양한 작동들은 대응하는 기능들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다. 수단은 회로, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 또는 프로세서(예를 들어, 범용 또는 특정하게 프로그래밍된 프로세서)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소(들) 및/또는 모듈(들)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 도면들에 예시된 작동들이 있는 경우, 그러한 작동들은 유사한 번호화를 갖는 상응하는 대응 기능식 수단 구성요소들을 가질 수 있다.
본 개시내용과 함께 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, DSP, ASIC, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스(PLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소들 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 상업적으로 입수가능한 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 기계일 수 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 하나 이상의 명령어 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장되거나 그를 통해 송신될 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어, 또는 다른 것으로 지칭되든 아니든, 명령어들, 데이터, 또는 이들의 임의의 조합을 의미하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 컴퓨터 프로그램을 한 장소에서 다른 장소로 전송하는 것을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는, 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 양쪽 모두를 포함한다. 프로세서는, 기계 판독가능한 저장 매체 상에 저장된 소프트웨어 모듈들의 실행을 포함하여, 버스 및 일반 처리를 관리하는 것을 담당할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 정보를 저장 매체에 기입할 수 있도록 프로세서에 결합될 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서와 통합될 수 있다. 예로서, 기계 판독가능한 매체는 송신 라인, 데이터에 의해 변조되는 반송파, 및/또는 무선 노드와는 별개로 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있고, 이들 모두는 버스 인터페이스를 통해 프로세서에 의해 접근될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 기계 판독가능한 매체, 또는 이의 임의의 부분은 프로세서에 통합될 수 있는데, 예컨대, 캐시 및/또는 범용 레지스터 파일들이 있을 수 있는 경우이다. 기계 판독가능 저장 매체의 예들은, 예로서, RAM(랜덤 액세스 메모리), 플래시 메모리, ROM(판독 전용 메모리), PROM(프로그램가능 판독 전용 메모리), EPROM(소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리), EEPROM(전기적 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리), 레지스터들, 자기 디스크들, 광학 디스크들, 하드 드라이브들, 또는 임의의 다른 적합한 저장 매체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 기계 판독가능한 매체는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다.
따라서, 특정 양상들은 본원에 제시된 작동들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 컴퓨터 프로그램 제품은 명령어들이 저장된(그리고/또는 인코딩된) 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있고, 명령어들은 본원에 설명된 작동들, 예를 들어, 본원에 설명되고 도 7 및/또는 도 12에 예시된 작동들을 수행하기 위한 명령어들을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능하다.
Claims (20)
- 기판을 연마하는 방법으로서,
패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 체류 시간들을 수신하는 단계 - 상기 복수의 체류 시간들은 플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되고, 각각의 체류 시간은 상기 플래튼 상에 배치된 상기 패드의 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -;
상기 패드 컨디셔닝 디스크의 상기 복수의 체류 시간들에 기초하여 상기 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 결정하는 단계 - 각각의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간은 상기 복수의 구역들 중의 구역에 대응함 -;
상기 복수의 체류 시간들 및 상기 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들을 포함하는 파라미터들의 세트에 기초하여 패드 마모 제거 모델을 생성하는 단계; 및
상기 기판을 연마하기 위해 상기 패드 마모 제거 모델을 패드 컨디셔닝 레시피에 적용하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 패드 마모 제거 모델에 기초하여 상기 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 상기 파라미터들의 세트 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 파라미터들의 세트는, 상기 패드 컨디셔닝 디스크의 절삭률 및 컨디셔닝 시간, 하향력 양, 선형 플래튼 속도, 및 환형 영역 중 적어도 하나를 포함하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 패드 컨디셔닝 디스크의 하향력 양, 선형 플래튼 속도, 및 환형 영역 중 적어도 하나에 기초하여 상기 절삭률을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 절삭률은, 상기 패드 컨디셔닝 디스크의 상기 복수의 구역들 중 각각의 구역에 대한 절삭률을 포함하는 행렬에 의해 표현되는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 총 패드 컨디셔닝 디스크 절삭 시간들은 밴드 행렬에 의해 표현되고, 상기 복수의 구역들 중의 구역에 대한 상기 밴드의 폭은 상기 패드 컨디셔닝 디스크의 크기에 대응하는, 방법. - 제6항에 있어서,
상기 패드 컨디셔닝 디스크의 직경은 상기 복수의 구역들 중 각각의 구역의 경계들의 방사상 거리보다 큰, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 패드 마모 제거 모델 및 상기 파라미터들의 세트에 기초하여 체류 예측 프로파일을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제8항에 있어서,
상기 체류 예측 프로파일은 상기 패드 마모 제거 모델의 잡음 수준에 의존하는, 방법. - 제1항에 있어서,
칼만 필터를 사용하여 상기 패드 마모 제거 모델에 기초하여 고해상도 패드 제거 프로파일을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 패드 컨디셔닝 프로세스로서,
플래튼 상에 배치된 패드에 대해 수행되는 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용되는 패드 컨디셔닝 디스크의 복수의 절삭률들을 포함하는 파라미터들의 제1 세트에 기초하여 제1 패드 마모 모델을 생성하는 단계;
상기 패드의 하나 이상의 측정에 기초하여 상기 제1 패드 마모 모델을 업데이트하는 단계;
이전의 패드 마모 모델 및 상기 하나 이상의 측정 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 절삭률들을 업데이트하는 단계; 및
상기 업데이트된 복수의 절삭률들을 포함하는 파라미터들의 제2 세트 및 상기 하나 이상의 측정을 이용하여, 상기 업데이트된 제1 패드 마모 모델에 기초하여 제2 패드 마모 모델을 생성하는 단계
를 포함하는, 프로세스. - 제11항에 있어서,
상기 제2 패드 마모 제거 모델에 기초하여 상기 패드 컨디셔닝 프로세스에서 사용될 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 프로세스. - 제11항에 있어서,
상기 파라미터들의 제1 세트는, 복수의 체류 시간들, 컨디셔닝 시간, 및 패드에 대한 복수의 총 절삭 시간들 중 적어도 하나를 포함하는, 프로세스. - 제13항에 있어서,
상기 복수의 총 절삭 시간은 밴드 행렬에 의해 표현되고, 복수의 구역들 중의 구역에 대한 밴드의 폭은 상기 패드 컨디셔닝 디스크의 크기에 대응하는, 프로세스. - 제13항에 있어서,
상기 절삭률은, 상기 패드의 복수의 구역들 중 각각의 구역에 대한 절삭률을 포함하는 행렬에 의해 표현되는, 프로세스. - 제13항에 있어서,
상기 파라미터들의 제1 세트에 기초하여 상기 복수의 체류 시간들을 생성하는 단계를 더 포함하는, 프로세스. - 제11항에 있어서,
상기 하나 이상의 측정은 핀 게이지 측정들을 포함하는, 프로세스. - 제11항에 있어서,
상기 이전의 패드 마모 모델은, 상기 제1 패드 마모 모델을 생성하기 전에 생성된 제3 패드 마모 모델을 포함하는, 프로세스. - 연마 패드의 표면을 컨디셔닝하는 방법으로서,
상기 연마 패드의 표면에 걸쳐 패드 컨디셔닝 디스크를 병진시킴으로써 상기 연마 패드의 표면을 연마하는 단계 - 연마하는 단계는:
상기 패드 컨디셔닝 디스크를 병진시키는 동안 상기 패드 컨디셔닝 디스크가 복수의 방사상 컨디셔닝 구역들 각각 위에 체류하는 체류 시간을 결정하는 단계 - 상기 복수의 방사상 컨디셔닝 구역들은 상기 연마 패드의 중심 축에 대해 동심이고, 상기 결정하는 단계는, 상기 복수의 방사상 컨디셔닝 구역들 각각에 대한 절삭률과 상기 복수의 방사상 컨디셔닝 구역들 각각에 대한 원하는 물질 제거량을 조합하는 단계를 포함함 -; 및
상기 연마 패드의 표면에 걸쳐 병진하면서 상기 연마 패드의 복수의 방사상 컨디셔닝 구역들 중 하나 이상 위에 체류하는 단계를 포함함 -; 및
상기 결정된 체류 시간을 사용하여 패드 마모의 진행을 모델링함으로써 상기 연마 패드를 교체할 때를 결정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제19항에 있어서,
상기 방사상 컨디셔닝 구역들은 2개의 방사상 컨디셔닝 구역들을 포함하는, 방법.
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