TW201729274A - 用於cmp監控的彩色成像 - Google Patents

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Abstract

一種拋光系統，包括：拋光站，包括用以支撐拋光墊的壓板；支撐件，用以保持基板；直列計量站，用以在拋光站中拋光基板的表面之前或之後測量基板；及控制器。 直列計量站包括彩色線掃描相機；白光源；框架，支撐光源和相機；及馬達，用以沿垂直於第一軸線的第二軸線導致在相機和支撐件之間的相對運動，以導致光源和相機橫跨基板掃描。控制器經配置以從相機接收彩色數據，從彩色數據產生二維彩色影像，並且基於彩色影像控制在拋光站處的拋光。

Description

用於CMP監控的彩色成像
本揭露書關於光學計量，如，以偵測基板上的層的厚度。
通常藉由在矽晶圓上順序地沉積導電、半導電或絕緣層而在基板上形成積體電路。一個製造步驟包含在非平面表面之上方沉積填充層並平坦化填充層。對於某些應用而言，填充層被平坦化直到經圖案化的層之頂表面暴露。導電填充層(例如)可沉積在經圖案化的絕緣層上以填充絕緣層中的溝槽或孔。在平坦化之後，保留在絕緣層的凸起圖案之間的金屬層的部分形成在基板上的薄膜電路之間提供導電路徑的通孔、插塞和線段。對於其它應用而言(諸如氧化物拋光)，填充層被平面化直到在非平面表面上留下預定厚度。此外，對於光刻而言，通常需要基板表面的平坦化。
化學機械拋光（CMP）是一種可接受的平面化方法。這種平面化方法通常需要將基板安裝在載體或拋光頭上。基板的暴露表面通常抵靠旋轉的拋光墊而放置。承載頭在基板上提供可控的負載，以將其推抵在拋光墊上。通常將研磨拋光漿料供應到拋光墊的表面。
漿料分佈、拋光墊條件、在拋光墊和基板之間的相對速度及基板上的負載的變化可能導致材料移除速率的變化。這些變化以及基板層的初始厚度的變化導致到達拋光終點所需的時間的變化。因此，僅僅將拋光終點確定為拋光時間的函數可能導致基板的過度拋光或不足拋光。
可使用各種光學計量系統(如，光譜的或橢圓偏光的)，以(如直列或獨立的計量站處)測量基板層預拋光和後拋光的厚度。此外，各種原位監控技術(諸如光學或渦流監控)可用以偵測拋光終點。
在一個態樣中，拋光系統包括：拋光站，包括用以支撐拋光墊的壓板；支撐件，用以保持基板；直列計量站，用以在拋光站中拋光基板的表面之前或之後測量基板；及控制器。直列計量站包括：彩色線掃描相機，具有沿著在掃描基板的期間平行於基板的表面的第一軸線而配置的偵測器元件；細長白光源，具有平行於第一軸線的縱軸且經配置以在掃描基板的期間以非零入射角將光導向基板；框架，支撐光源和相機；及馬達，用以沿垂直於第一軸線的第二軸線導致在相機和支撐件之間的相對運動，以導致光源和相機橫跨基板掃描。控制器經配置以從相機接收彩色數據，從彩色數據產生二維彩色影像，並且基於彩色影像控制在拋光站處的拋光。
實施方式可包括以下特徵中的一或多者。漫射器可位於在光源和基板之間的光路徑中。非零角度在5°和85°之間。圓形偏光器可定位在基板和相機之間的光路徑中。
馬達可耦接到框架，且控制器可經配置以導致基板保持靜止，同時馬達移動框架與光源，以導致線掃描相機橫跨基板掃描。框架可為固定的，馬達可耦接到支撐件，且控制器可經配置以導致馬達移動支撐件，同時光源和相機保持靜止以橫跨基板掃描。支撐件可包括用以將基板保持抵靠拋光墊的承載頭，且直列計量站可定位在拋光站與另一個拋光站或轉移站之一者之間。支撐件可包括傳送機器手臂，且直列計量站可定位在卡匣界面單元中。
在另一態樣中，拋光系統包括：拋光站，包括用以支撐拋光墊的壓板；支撐件，用以保持基板；直列計量站，用以在拋光站中拋光基板的表面之前或之後測量基板；及控制器。直列計量站包括：彩色線掃描相機，具有沿著在掃描基板的期間平行於基板的表面的第一軸線而配置的偵測器元件；白光源；及馬達，用以沿垂直於第一軸線的第二軸線導致在框架和支撐件之間的相對運動，以導致光源和線掃描相機橫跨基板掃描。控制器經配置以從相機接收彩色數據，從彩色數據產生二維彩色影像，將彩色影像轉換為色調-飽和度-亮度彩色空間，且將來自在色調-飽和度-亮度彩色空間中的彩色影像的色調及飽和度值與各自的色調及飽和度閾值比較，以生成閾值化的影像。
實施方式可包括以下特徵中的一或多者。控制器可經配置以在確定閾值化的影像中的像素是開啟還是關閉時，不將來自色調-飽和度-亮度彩色空間中的彩色影像的亮度值與閾值比較。控制器可經配置以分析彩色影像，以找到晶圓對準特徵並將彩色影像轉換為標準座標系統。控制器可經配置以標準化彩色影像。控制器可經配置以對影像應用高通空間濾波器。控制器可經配置以藉由對在閾值距離內的像素值求平均值而生成經平滑的影像，且藉由將彩色影像除以經平滑的影像來生成經濾波的影像。可僅沿著與第一軸線對應的影像軸線執行空間濾波。
控制器可經配置以將影像遮罩應用於彩色影像。控制器可經配置以對在彩色影像中不滿足閾值的像素的數量進行計數，並將像素的數量與閾值進行比較。控制器可經配置以對在彩色影像中的基板上的每一晶粒的像素數目進行計數。控制器可經配置以對在彩色影像中的整個基板的像素數目進行計數。
在另一態樣中，計算機程式產品包括編碼有指令的非暫態計算機可讀媒介，指令用以導致處理器在顯示器上顯示基板的影像之色調-飽和度空間中的圖形；接收藉由點擊並從在圖形中的第一位置拖曳到第二位置而選擇圖形的一部分的使用者輸入；及基於第一位置和第二位置而產生上色調極限、下色調極限、上飽和度極限和下飽和度極限。
實施方式可包括以下潛在優點中的一或多者。可確定橫跨基板層的厚度之基板的變化，且可偵測到不可接受的變化。這個資訊可用於前饋或反饋使用，以控制拋光參數、提供改進的厚度均勻性。用以確定變化的演算法可為簡單的且具有低的計算負荷。用以識別可接受的彩色閾值的使用者界面是直觀的，且允許該技術適用於許多類型的基板，如不同的圖案。
在附隨的圖式和以下的實施方式中提出了一或多個實施方式的細節。其它的態樣、特徵和優點將由實施方式、圖式及由申請專利範圍而顯而易見。
在基板上的層的厚度可在拋光之前或之後，如，於直列或獨立的計量站處進行光學測量。然而，一些光學技術(諸如光譜測定法)需要昂貴的光譜儀和對光譜數據之計算繁重的操縱。即使除了計算負荷，在一些情況下，演算法的結果並未滿足使用者不斷增加的準確度要求。然而，另一種計量技術是拍攝基板的彩色影像，且在彩色空間中分析影像，以確定具有可接受厚度的區域。
參考第1圖，拋光設備100包括直列（也稱為依序）光學計量系統160，如，彩色成像系統。
拋光設備100包括一或多個承載頭126，每一承載頭經配置以承載基板10；一或多個拋光站106；及傳送站，將基板裝載到承載頭並從承載頭卸載基板。每一拋光站106包括支撐在壓板120上的拋光墊130。拋光墊110可為具有外拋光層和較軟的背襯層的兩層拋光墊。
承載頭126可從支撐件128懸掛，且可在拋光站之間移動。在一些實施方式中，支撐件128是架空的軌道，且承載頭126耦接到安裝到軌道的托架108。架空的軌道128允許每一托架108被選擇性地定位在拋光站124和傳送站之上方。替代地，在一些實施方式中，支撐件128是可旋轉的轉盤，且轉盤的旋轉沿著圓形路徑同時移動承載頭126。
拋光設備100的每一拋光站106可包括(如，在臂134的端部處)端口，以將拋光液體136（諸如研磨漿料）分配到拋光墊130上。拋光設備100的每一拋光站106還可包括墊修整設備，以研磨拋光墊130，以將拋光墊130保持在一致的研磨狀態。
每一承載頭126可操作以將基板10保持抵靠拋光墊130。每一承載頭126可具有與每一個別的基板相關聯的拋光參數（例如壓力）的獨立控制。特別地，每一承載頭126可包括保持環142，以將基板10保持在撓性膜144之下方。每一承載頭126還包括藉由膜所界定的複數個可獨立控制的可加壓腔室(如，三個腔室146a-146c)，複數個可獨立控制的可加壓腔室可施加獨立控制的壓力到撓性膜144上的相關區域，且因此施加到基板10上。儘管為了便於圖示第1圖中僅圖示三個腔室，可具有一或兩個腔室，或四或更多個腔室，如，五個腔室。
每一承載頭126自支撐件128懸掛，且藉由驅動軸154而連接到承載頭旋轉馬達156，使得承載頭可繞軸線127而旋轉。任選地，每一承載頭140可能(如，藉由在軌道128上驅動托架108，或藉由轉盤本身的旋轉振盪)橫向地振盪。在操作中，壓板繞其中心軸線121而旋轉，且每一承載頭繞其中心軸線127而旋轉，並橫向地移動越過拋光墊的頂表面。橫向掃掠在平行於拋光表面212的方向上。橫向掃掠可為線性或弓形運動。
控制器190(諸如可程式化計算機)連接到每一馬達，以獨立地控制壓板120和承載頭126的旋轉速率。例如，每一馬達可包括編碼器，編碼器測量相關聯的驅動軸之角位置或旋轉速率。類似地，控制器190連接到每一托架108中的致動器及/或用於轉盤的旋轉馬達，以獨立地控制每一承載頭126的橫向運動。例如，每一致動器可包括線性編碼器，線性編碼器測量沿著軌道128之托架108的位置。
控制器190可包括中央處理單元（CPU）192、記憶體194和支持電路196(如，輸入/輸出電路)、功率供應器、時脈電路、快取等。記憶體連接到CPU 192。記憶體是非暫態的可計算可讀媒介，且可為一或多個容易獲得的記憶體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、軟碟、硬碟，或其他形式的數位儲存器。此外，儘管顯示為單一計算機，控制器190可為分佈式系統，如，包括多個獨立操作的處理器和記憶體。
直列光學計量系統160位於拋光設備100內，但在拋光操作的期間不執行測量；而是在拋光操作之間收集測量結果，如，當基板從一個拋光站移動到另一個拋光站時，或者從轉移站移動到拋光站時或從拋光站移動到轉移站時。
直列光學計量系統160包括支撐在兩個拋光站106之間的位置處的感測器組件161，如在兩個壓板120之間。特別地，感測器組件161位於使得藉由支撐件128所支撐的承載頭126可將基板10定位在感測器組件161之上方的位置。
在拋光設備100包括三個拋光站且將基板依序地從第一拋光站攜帶到第二拋光站，到第三拋光站的實施方式中，一或多個感測器組件161可位於轉移站和第一拋光站之間、在第一和第二拋光站之間、在第二和第三拋光站之間，及/或在第三拋光站和轉移站之間。
感測器組件161可包括光源162、光偵測器164及用於在控制器190與光源162和光偵測器164之間發送和接收信號的電路166。
光源162可操作以發射白光。在一個實施方式中，所發射的白光包括具有200-800奈米之波長的光。合適的光源是白光發光二極體（LED）的陣列，或氙氣燈或氙氣水銀燈。光源162經定向以非零的入射角α將光168引導到基板10的暴露表面上。入射角α可為(例如)約30°至75°，如，50°。
光源可照亮橫跨基板10的寬度之實質線性的細長區域。對於光源罐162可包括光學元件，如，光束擴展器，以將來自光源的光擴散到細長區域中。替代地或額外地，光源162可包括光源的線性陣列。光源162本身(及照射在基板上的區域)可為細長的且具有平行於基板表面的縱向軸線。
漫射器170可放置在光168的路徑中，或光源162可包括漫射器，以在光到達基板10之前漫射光。
偵測器164是對來自光源162的光敏感的彩色相機。相機包括偵測器元件的陣列。例如，相機可包括CCD陣列。在一些實施方式中，陣列是單排的偵測器元件。例如，相機可為線掃描相機。該排的偵測器元件可平行於藉由光源162所照明的細長區域之縱向軸線而延伸。在光源162包括一排的發光元件的情況下，該排的偵測器元件可沿著平行於光源162的縱向軸線之第一軸線而延伸。一排的偵測器元件可包括1024或更多個元件。
相機164配置有適當的聚焦光學元件172，以將基板的視野投影到偵測器元件178的陣列上。視野可為足夠長的，以觀察基板10的整個寬度，如，150至300mm長。相機164(包括相關聯的光學元件172)可經配置以使得個別的像素對應於具有等於或小於約0.5mm的長度之區域。例如，假設視野為約200mm長，且偵測器164包括1024個元件，則藉由線掃描相機所生成的影像可具有約0.5mm的長度之像素。為了確定影像的長度解析度，可將視野（FOV）的長度除以FOV被成像到像素上的數量，以達到長度解析度。
相機164還可經配置以使得像素寬度與像素長度相當。例如，線掃描相機的優點是其非常快的訊框率。訊框率可為至少5kHz。訊框率可被設置為使得當成像區域橫跨基板10掃描時，像素寬度與像素長度相當(如，等於或小於約0.3mm)的頻率。
光源162和光偵測器164可被支撐在站180上。在光偵測器164是線掃描相機的情況下，光源162和相機164可相對於基板10而移動，使得成像區域可掃描橫跨基板的長度。特別地，相對運動可在平行於基板10的表面且垂直於線掃描相機164之該排的偵測器元件之方向上。
在一些實施方式中，站182是靜止的，承載頭126(如)藉由托架108的運動或藉由圓盤的旋轉振動任一者而移動。在一些實施方式中，當承載頭保持靜止以用於影像獲取時，站180為可移動的。例如，站180可藉由線性致動器182而可沿著軌道184移動。在任一種情況中，這允許光源162和相機164相對於彼此而保持在固定位置，因為被掃描的區域移動越過基板10。
使線掃描相機和光源一起移動越過基板的可能優點是(如)與傳統的2D相機相比，在光源和相機之間的相對角度對於橫跨晶圓的不同位置保持恆定。因此，可減少或消除由視角的變化所引起的偽像。另外，線掃描相機可消除透視失真，而傳統的2D相機表現出固有的透視失真，這接著需要藉由影像轉換而校正。
感測器組件161可包括用以調節在基板10與光源162和偵測器164之間的垂直距離之機構。例如，感測器組件161可致動器，以調節站180的垂直位置。
任選地，偏振濾光器174可位於光的路徑中，如，在基板10和偵測器164之間。偏振濾光器184可為圓形偏光器（CPL）。典型的CPL是線性偏光器和四分之一波片的組合。偏振濾光器184之偏振軸的適當定向可減少在影像中的霧度(haze)且銳化或增強所欲的視覺特徵。
假設在基板上的最外層是半透明層，如，介電層，在偵測器164處所偵測到的光的彩色取決於(如)基板表面的成分、基板表面光滑度及/或在從基板上的一或多個層（如，介電層）的不同界面所反射的光之間的干涉量。
如上所述，光源162和光偵測器164可連接到可操作以控制它們的操作並接收它們的信號之計算設備，如，控制器190。
參考第2圖，控制器將來自光偵測器164的個別影像線組裝成二維彩色影像（步驟200）。相機164可包括用於紅色、藍色和綠色之每一者的分離偵測器元件。二維彩色影像可包括用於紅色、藍色和綠色通道之每一者的單色影像204、206、208（參見第3圖）。
控制器可對每一彩色通道中之影像的強度值應用偏移及/或增益調整（步驟210）。每一彩色通道可具有不同的偏移及/或增益。
任選地，影像可被標準化（步驟215）。例如，可計算在所測量的影像和標準的預定義影像之間的差異。例如，控制器可儲存紅色、綠色和藍色通道之每一者的背景影像，且可從用於每一彩色通道之所測量的影像減去背景影像。替代地，可將所測量的影像除以標準的預定義影像。
影像可從紅綠藍（RGB）彩色空間轉換到色調飽和度亮度（HSL）彩色空間（步驟220）。轉換可在RGB彩色空間中的增益調整之後發生。從8位元（0到255）RGB彩色空間到HSL彩色空間的示例性轉換如下：RGB 到 HSL 換算公式 將R、G、B數值除以255，以將範圍從0..255改變到0..1：色調計算：飽和度計算：亮度計算：
這為色調、飽和度和亮度通道之每一者提供純量的影像224、226、228（參見第4圖）。
可對影像進行濾波以去除低頻空間變化（步驟230）。在一些實施方式中，僅對亮度通道進行濾波以移除低頻空間變化，亦即，不對色調和飽和度通道進行濾波。在一些實施方式中，亮度通道用於生成濾波器，然後將其應用於紅色、綠色和藍色影像，且接著將所得到的影像轉換回HSL彩色空間。
在濾波的一些實施方式中，平滑濾波器被應用於亮度通道中的影像，如，在20個像素的跨度上進行平均，以生成平滑的亮度影像。在一些實施方式中，在亮度通道中的影像被除以經平滑的亮度影像，以產生濾波後的影像；色調和飽和度通道不被修改為空間濾波的一部分。在一些其它實施方案中，在每一彩色通道中的影像（亦即，紅色、綠色和藍色通道之每一者）除以經平滑的亮度影像。然後將具有經濾波的紅色、綠色和藍色影像的所得的經濾波的影像轉換回HSL彩色空間，以產生亮度、色調和飽和度影像。這可產生去除歸因於照明變化之低頻，但維持在影像數據中之高頻空間變化的影像。例如，第5圖是作為用於由線252所顯示的未經平滑的影像和由線254所顯示的經濾波的影像兩者之亮度通道中沿第一軸的像素位置的函數之強度的示例性圖形。
在一些實施方式中，僅沿著第一軸執行平滑。例如，沿著行進方向186之像素的亮度值可一起被平均，以提供作為僅沿著第一軸線的位置之函數的平均亮度值。然後，每一排的影像像素可除以作為沿著第一軸線的位置之函數的平均亮度值的對應部分。
控制器可使用影像處理技術以分析影像，以在基板10上定位晶圓定向特徵16（如，晶圓凹口或晶圓平坦部分）（參見第5圖）（步驟240）。影像處理技術也可用以定位基板10的中心18（參見第5圖）。
基於這個數據，將影像轉換（如，縮放及/或旋轉及/或平移）為標準影像座標架構（步驟250）。例如，影像可被平移，使得晶圓中心在影像的中心點處及/或影像可被縮放，使得基板的邊緣在影像的邊緣處，及/或影像可被旋轉，使得在影像的x軸線和連接晶圓中心和晶圓定向特徵的徑向段之間存在0°角。
任選地，可應用影像遮罩以屏蔽掉部分的影像數據（步驟260）。例如，參考第6圖，典型的基板10包括多個晶粒12。劃線14可分離晶粒12。對於一些應用而言，僅處理對應於晶粒的影像數據可能是有用的。在這種情況中，參考第7圖，影像遮罩可藉由控制器而儲存，其中未經遮罩的區域22在空間位置中對應於晶粒12，而經遮罩的區域24對應於劃線14。對應於經遮罩的區域24之影像數據在閾值化步驟的期間不被處理或不被使用。替代地，經遮罩的區域24可對應於晶粒，使得未經遮罩的區域對應於劃線，或未經遮罩的區域可僅為每一晶粒的一部分，且每一晶粒的其餘部分被遮罩。
在這個階段處的色調和飽和度數據可在前饋或反饋演算法使用中使用，以控制拋光參數、提供改善的厚度均勻度。例如，可將每一像素的色調和飽和度與目標色調和飽和度進行比較，以生成誤差信號影像，且這個誤差信號影像可用於前饋控制或反饋控制。
接下來，影像經受閾值化處理（步驟270）。特別地，可對色調和飽和彩色通道兩者執行閾值化處理。在一些實施方式中，不對亮度通道執行閾值化。
例如，控制器190可儲存用於色調通道的上色調極限UHL和下色調極限LHL，及用於飽和通道的上飽和極限USL和下飽和極限LSL。對於每一像素而言，將像素的色調值H與上色調極限UHL和下色調極限LHL進行比較，且將像素的飽和度值S與上飽和極限USL和下飽和極限LSL進行比較。若色調值和飽和度值都落入極限內，則像素被標記為「通過」閾值，如，被指定1的值。反之，若色調值或飽和度值任一者都落在極限外，則像素被標記為「失敗」閾值，如，被指定0的值。簡而言之，閾值影像T（x,y ）可被計算為
若LHL≤H（x,y ）≤UHL且LSL≤S（x,y ）≤USL，則T（x,y ）= 1，否則T（x,y ）= 0
在一些實施方式中，不將像素的亮度值與閾值進行比較，以確定閾值影像。
在色調-飽和度彩色空間中執行閾值化的優點是在色調-飽和度彩色空間中的空間變化通常是由於基板的堆疊特性的變化，如，在堆疊中的一或多個層中之厚度變化，而非在光源中的變化或其他環境因素。因此，在這個空間中的閾值化(而不是使用亮度或RGB彩色空間)，對偵測基板滿足厚度規格而言，可提供增加的可靠性。
在第8圖中顯示用於在色調-飽和度空間中設置閾值的使用者界面。使用者界面300包括在色調-飽和度彩色空間中顯示測試基板的直方圖302。例如，系統100可用以產生測試基板的彩色影像，該彩色影像由傳統的計量系統（如，輪廓儀）而確定，以滿足所需的厚度規格。對具有色調和飽和度的給定組合的影像中之像素數目進行計算，以生成色相-飽和度彩色空間的直方圖。當顯示時，在直方圖302中的每一座標可顯示具有與經計算的像素數目成比例的強度。結果，直方圖302可具有不同強度的區域，如，具有比區域304更大強度的區域306指示在影像中之更多的像素具有在區域306中之色調和飽和度的特定組合，而非在區域304中之色調和飽和度的給定組合。
使用者界面300還可顯示覆蓋在直方圖302上的游標310。游標310的位置可使用輸入設備（如，滑鼠或觸碰感應螢幕）來調整。藉由在直方圖302中點擊並從第一位置312拖曳到第二位置314（由箭頭316顯示），可定義選擇框320。因此，選擇框320的邊界定義了閾值的上限和下限。
例如，對於第8圖的直方圖而言，其中色調在y軸上顯示，且飽和度在x軸上顯示。上色調極限UHL是第一和第二位置的較大y值；下色調極限LHL是第一和第二位置的較小y值；上飽和度極限USL是第一和第二位置的較大x值；及下飽和度極限LSL是第一和第二位置的較小x值。當然，若在x軸上顯示色調且在y軸上顯示飽和度，則x和y值將是相反的。
接下來，可對基板的每一區域（如，每一晶粒）或對整個影像執行均勻性分析（步驟280）。例如，對於每一晶粒而言，可計算在晶粒內「失敗」像素的總數。可將這個總和與閾值進行比較，以確定晶粒是否為可接受的，如，若總和小於閾值，則晶粒被標記為可接受的。這給出了每一晶粒的通過/失敗指示。
作為另一例子，可計算基板的未經遮罩的區域內的「失敗」像素的總數。可將這個總數與閾值進行比較，以確定基板是否為可接受的，如，若總數小於閾值，則基板被標記為可接受的。閾值可由使用者設置。這給出了基板的通過/失敗指示。
在晶粒或晶圓被確定為「失敗」的情況下，控制器190可產生警報或使拋光系統100採取校正動作。例如，可生成可聽見的或視覺的警報，或可生成指示特定晶粒不可用的數據檔案。作為另一個例子，可送回基板用於重新加工。
與其中像素通常由1024或更多個強度值表示的光譜處理相反，在彩色影像中，像素可僅由三個強度值（針對色調、飽和度和亮度）表示。因此，處理彩色影像的計算負荷顯著地降低。
一般來說，數據可用以控制CMP設備的一或多個操作參數。操作參數包括(例如)壓板旋轉速度、基板旋轉速度、基板的拋光路徑、橫跨壓板的基板速度、施加在基板上的壓力、漿液成分、漿液流速及在基板表面處的溫度。操作參數可即時控制，且可自動調整，而不需要進一步的人為干預。
如在本說明書中所使用的，術語基板可包括(例如)產品基板（如，產品基板包括多個記憶體或處理器晶粒）、測試基板、裸基板及閘基板。基板可在積體電路製造的各個階段觸，如，基板可為裸晶圓，或其可包括一或多個經沉積及/或經圖案化的層。術語基板可包括圓盤和矩形板。
然而，以上所述的彩色影像處理技術可在3D垂直NAND（VNAND）快閃記憶體的環境文中尤其有用。特別地，在VNAND的製造中所使用的層堆疊是如此的複雜，使得當前的計量方法（如，Nova光譜分析）可能不能以足夠的可靠性執行偵測不適當厚度的區域。相比之下，彩色影像處理技術在本申請中可具有優異的可靠性。
本發明的實施例和於本說明書中所述的所有功能操作可在數位電子電路中，或在計算機軟體、韌體或硬體中實現，包括在本說明書中所揭露的結構手段及其結構等效元件，或其組合。本發明的實施例可被實現為一或多個計算機程式產品，亦即，有形地實施在非暫態機器可讀儲存媒介中，用於藉由數據處理設備(如，可程式化處理器、計算機或多個處理器或計算機)而執行或控制數據處理設備的操作之一或多個計算機程式。
相對定位之術語用以表示系統的部件相對於彼此的定位，不一定相對於重力；應理解拋光表面和基板可保持在垂直定向或一些其它定向。
已描述了多種實施方式。然而，將理解可進行各種修改。例如 •可使用對整個基材成像的相機，而不是線掃描相機。在這種情況中，不需要相機相對於基板的運動。 •相機可覆蓋小於基板的整個寬度。在這種情況中，相機將需要經歷在兩個垂直方向上的運動，如，被支撐在X-Y站上，以掃描整個基板。 •光源可照亮整個基板。在這種情況中，光源不需要相對於基板移動。 •光偵測器可為光譜儀，而不是彩色相機；光譜數據可接著被減少到HSL彩色空間。 •感應組件不需要位於在拋光站之間或在拋光站和轉移站之間的直列系統。例如，感測器組件可定位在轉移站內，定位在匣界面單元中，或為獨立系統。 •均勻性分析步驟是任選的。例如，可將藉由應用閾值轉換而產生的影像饋送到前饋處理中，以調整用於基板的後續處理步驟，或饋送到反饋處理中，以調整後續基板的處理步驟。
因此，其他實施方式在申請專利範圍的範圍內。
10‧‧‧基板
12‧‧‧晶粒
14‧‧‧劃線
16‧‧‧晶圓定向特徵
18‧‧‧中心
22‧‧‧未遮罩的區域
24‧‧‧經遮罩的區域
100‧‧‧拋光設備/系統
106‧‧‧拋光站
108‧‧‧托架
110‧‧‧拋光墊
120‧‧‧壓板
126‧‧‧承載頭
127‧‧‧軸線
128‧‧‧支撐件
130‧‧‧拋光墊
134‧‧‧臂
136‧‧‧拋光液體
142‧‧‧保持環
144‧‧‧撓性膜
146a‧‧‧腔室
146b‧‧‧腔室
146c‧‧‧腔室
154‧‧‧驅動軸
156‧‧‧旋轉馬達
160‧‧‧直列光學計量系統
161‧‧‧感測器組件
162‧‧‧光源/光源罐
164‧‧‧光偵測器
166‧‧‧電路
168‧‧‧光
170‧‧‧漫射器
172‧‧‧光學元件
174‧‧‧偏振濾光器
180‧‧‧站
182‧‧‧站/線性致動器
184‧‧‧軌道
186‧‧‧方向
190‧‧‧控制器
200‧‧‧步驟
204‧‧‧單色影像
206‧‧‧單色影像
208‧‧‧單色影像
210‧‧‧步驟
215‧‧‧步驟
220‧‧‧步驟
230‧‧‧步驟
240‧‧‧步驟
244
246
248
250‧‧‧步驟
252‧‧‧線
254‧‧‧線
260‧‧‧步驟
270‧‧‧步驟
280‧‧‧步驟
300‧‧‧使用者界面
302‧‧‧直方圖
304‧‧‧區域
306‧‧‧區域
310‧‧‧游標
312‧‧‧第一位置
314‧‧‧第二位置
316‧‧‧箭頭
320‧‧‧選擇框
第1圖顯示直列光學測量系統的例子的視圖。
第2圖是偵測可接受的變化之方法的流程圖。
第3圖顯示在紅色、綠色和藍色通道中之基板的示例性影像。
第4圖顯示在色調、飽和度和亮度彩色通道中之基板的示例性影像。
第5圖顯示作為用於未經平滑的影像和經濾波的影像之像素位置的函數的強度的示例性圖形。
第6圖是基板的概要頂視圖。
第7圖是遮罩的概要圖。
第8圖顯示允許使用者選擇在色調-飽和度空間中的區域之圖形使用者界面。
在各個圖式中類似的元件符號表示類似的元件。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
10‧‧‧基板
100‧‧‧拋光設備/系統
106‧‧‧拋光站
108‧‧‧托架
120‧‧‧壓板
126‧‧‧承載頭
127‧‧‧軸線
128‧‧‧支撐件
130‧‧‧拋光墊
134‧‧‧臂
136‧‧‧拋光液體
142‧‧‧保持環
144‧‧‧撓性膜
146a‧‧‧腔室
146b‧‧‧腔室
146c‧‧‧腔室
154‧‧‧驅動軸
156‧‧‧旋轉馬達
160‧‧‧直列光學計量系統
161‧‧‧感測器組件
162‧‧‧光源
164‧‧‧光偵測器
166‧‧‧電路
168‧‧‧光
170‧‧‧漫射器
172‧‧‧光學元件
174‧‧‧偏振濾光器
180‧‧‧站
182‧‧‧站/線性致動器
184‧‧‧軌道
186‧‧‧方向
190‧‧‧控制器

Claims (20)

  1. 一種拋光系統，包含： 一拋光站，包括用以支撐一拋光墊的一壓板；一支撐件，用以保持一基板；一直列計量站，用以在該拋光站中拋光該基板的一表面之前或之後測量該基板，該直列計量站包括一彩色線掃描相機，具有沿著在掃描該基板的期間平行於該基板的該表面的一第一軸線而佈置的多個偵測器元件，一細長的白光源，具有平行於該第一軸線的一縱軸，且經配置以在掃描該基板的期間以一非零的入射角將光引向該基板，一框架，支撐該光源和該相機，及一馬達，用以沿著垂直於該第一軸線的一第二軸線導致在該框架和該支撐件之間的相對運動，以導致該光源和該相機橫跨該基板進行掃描；及一控制器，經配置以從該相機接收一彩色數據，從該彩色數據產生一二維彩色影像，且基於該彩色影像控制在該拋光站處的拋光。
  2. 如請求項1所述之系統，其中包含一漫射器在該光源和該基板之間的一光路徑中。
  3. 如請求項1所述之系統，其中該非零角度在5°和85°之間。
  4. 如請求項1所述之系統，其中該馬達耦接到該框架，且該控制器經配置以導致該基板保持靜止，同時該馬達移動該框架與該光源，以導致該線掃描相機橫跨該基板掃描。
  5. 如請求項1所述之系統，其中該框架為固定的，且該馬達耦接到該支撐件，且該控制器經配置以導致該馬達移動該支撐件，同時該光源和該相機保持靜止以橫跨該基板掃描。
  6. 如請求項1所述之系統，包含一圓形偏光器在該基板和該相機之間的一光路徑中。
  7. 如請求項1所述之系統，其中該支撐件包含用以將該基板保持抵靠該拋光墊的一承載頭，且該直列計量站定位在該拋光站與另一個拋光站或一轉移站之一者之間。
  8. 如請求項1所述之系統，其中該支撐件包含一傳送機器手臂，且該直列計量站定位在一卡匣界面單元中。
  9. 一種拋光系統，包含： 一拋光站，包括用以支撐一拋光墊的一壓板；一支撐件，用以保持一基板；一直列計量站，用以在該拋光站中拋光該基板的一表面之前或之後測量基板，該直列計量站包括一彩色線掃描相機，具有沿著在掃描該基板的期間平行於該基板的該表面的一第一軸線而配置的多個偵測器元件，一白光源，及一馬達，用以沿垂直於該第一軸線的一第二軸線導致在該框架和支撐件之間的相對運動，以導致該光源和該線掃描相機橫跨該基板掃描；及一控制器，經配置以從該相機接收一彩色數據，從該彩色數據產生一二維彩色影像，將該彩色影像轉換為一色調-飽和度-亮度彩色空間，且將來自在該色調-飽和度-亮度彩色空間中的該彩色影像的色調及飽和度值與各自的色調及飽和度閾值比較，以生成一閾值化的影像。
  10. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以在確定在該閾值化的影像中的一像素是開啟還是關閉時，不將來自該色調-飽和度-亮度彩色空間中的該彩色影像的亮度值與閾值比較。
  11. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以分析該彩色影像，以找到一晶圓對準特徵並將該彩色影像轉換為一標準座標系統。
  12. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以標準化該彩色影像。
  13. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以對該影像應用高通空間濾波器。
  14. 如請求項13所述之系統，其中該控制器經配置以藉由對在一閾值距離內的像素值求平均值而生成一經平滑的影像，且藉由將該彩色影像除以該經平滑的影像來生成一經濾波的影像。
  15. 如請求項14所述之系統，其中該求平均值僅沿著與該第一軸線對應的一影像軸線執行。
  16. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以將一影像遮罩應用於該彩色影像。
  17. 如請求項9所述之系統，其中該控制器經配置以對在該彩色影像中不滿足該閾值的像素的數量進行計數，並將該像素的數量與一閾值進行比較。
  18. 如請求項17所述之系統，其中該控制器經配置以對在該彩色影像中的該基板上不滿足該閾值的的每一晶粒的像素數目進行計數。
  19. 如請求項17所述之系統，其中該控制器經配置以對在該彩色影像中的整個該基板之不滿足該閾值的像素數目進行計數。
  20. 一種計算機程式產品，包含編碼有多個指令的一非暫態計算機可讀媒介，該等指令用以導致一處理器： 在一顯示器上顯示一基板的一影像之色調-飽和度空間中的一圖形；接收藉由點擊並從在該圖形中的一第一位置拖曳到一第二位置而選擇該圖形的一部分的使用者輸入；及基於該第一位置和該第二位置而產生一上色調極限、一下色調極限、一上飽和度極限和一下飽和度極限。
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