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TWI518762B - 為監控在基材上的多個區域而選擇參考資料庫 - Google Patents

為監控在基材上的多個區域而選擇參考資料庫 Download PDF

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TWI518762B
TWI518762B TW100124261A TW100124261A TWI518762B TW I518762 B TWI518762 B TW I518762B TW 100124261 A TW100124261 A TW 100124261A TW 100124261 A TW100124261 A TW 100124261A TW I518762 B TWI518762 B TW I518762B
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史威克柏格斯勞Ａ
李哈利Ｑ
大衛傑弗瑞杜魯
迪漢達潘尼席維庫瑪
歐斯特海德湯瑪士Ｈ
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應用材料股份有限公司
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Description

為監控在基材上的多個區域而選擇參考資料庫
本揭示案大體而言係關於在化學機械研磨期間監控在基材上的多個區域。
積體電路通常藉由導電層、半導體層或絕緣層在矽晶圓上順序沈積而形成於基材上。一個製造步驟涉及在非平面表面上方沈積填料層及將該填料層平坦化。為了某些應用，將該填料層平坦化直至曝露圖案化層之頂表面為止。舉例而言，導電填料層可沈積在圖案化絕緣層上，以填充該絕緣層中之溝槽或孔。繼平坦化之後，留在該絕緣層之凸起圖案之間的導電層部分形成通孔、插座及接線，該等通孔、插座及接線在基材上的薄膜電路之間提供導電路徑。對於其他應用(諸如氧化物研磨)，將填料層平坦化直至在非平面表面上方留下預定厚度為止。另外，光微影通常需要將基材表面平坦化。
化學機械研磨(chemical mechanical polishing;CMP)為一種被接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要將基材安裝在承載頭上。通常將基材之曝露表面抵靠正在旋轉之研磨墊置放，該研磨墊具有耐用的粗化表面。該承載頭在基材上提供可控負載，以推動基材抵靠研磨墊。通常將研磨液(諸如含有磨粒之漿)供應至研磨墊之表面。
CMP之一個問題為，使用適當研磨速率以達成理想剖面，例如，已被平坦化至所要平度或厚度之基材層，或所要量之材料已被移除。基材層之初始厚度、漿組合物、研磨墊狀況、研磨墊與基材之間的相對速度及基材上的負載之變化可引起基材上及不同基材間的材料移除速率之變化。此等變化引起到達研磨終點所需時間及所移除量之變化。因此，不可能僅將研磨終點決定為研磨時間之函數或僅藉由施加恆定壓力達成所要剖面。
在一些系統中，例如經由研磨墊中之視窗在研磨期間以原位光學監控基材。然而，現有光學監控技術未必滿足半導體裝置製造商日益增大之需求。
在一個態樣中，一種配置研磨監控系統之方法包括以下步驟：接收選擇複數個資料庫之使用者輸入，該複數個資料庫中之每一資料庫包含用於在研磨期間與量測光譜匹配的複數個參考光譜，該複數個參考光譜中之每一參考光譜具有一相關聯索引值；對於基材之第一區域而言，接收選擇該複數個資料庫之第一子集的使用者輸入；以及對於基材之第二區域而言，接收選擇該複數個資料庫之第二子集的使用者輸入。
實施可包括以下特徵結構中之一或更多者。可在研磨設備中研磨基材。可使用原位監控系統在研磨期間量測來自基材之第一區域之第一光譜序列。可為來自第一區域之第一光譜序列中的每一量測光譜、對來自該複數個資料庫之第一子集之每一資料庫決定最佳匹配參考光譜。可為來自資料庫之第一子集之每一資料庫決定第一索引值，用於基材之第一區域之每一最佳匹配參考光譜，以為來自資料庫之第一子集之每一資料庫產生第一索引值之第一序列。可使用原位監控系統在研磨期間自基材之第二區域量測之第二光譜序列。可為來自第二區域之第二光譜序列中的每一量測光譜、對來自該複數個資料庫之第二子集之每一資料庫決定最佳匹配參考光譜。可為來自資料庫之第二子集之每一資料庫決定第二索引值，用於基材之第二區域之每一最佳匹配參考光譜，以為來自資料庫之第二子集之每一資料庫產生第二索引值之第二序列。對於來自資料庫之第一子集之每一資料庫而言，第一函數可與第一索引值之第一序列配合，且對於來自資料庫之第二子集之每一資料庫而言，第二函數可與第二索引值之第二序列配合。可決定針對來自資料庫之第一子集之每一資料庫的配合優度，且可決定針對來自資料庫之第二子集之每一資料庫的配合優度。可選擇具有資料庫之第一子集之最佳配合優度的第一資料庫，且可選擇具有資料庫之第二子集之最佳配合優度的第二資料庫。可基於第一資料庫之第一線性函數來決定第一區域到達第一目標索引值之計劃時間。可基於第二資料庫之第二線性函數調整第二區域之研磨參數，以調整第二區域之研磨速率，以使得第二區域比不進行此類調整之情況在該計劃時間更接近於第二目標索引值。該研磨參數可為研磨設備之承載頭中之壓力。可在顯示器上顯示第一索引值之第一序列及基於第一資料庫之第一函數。可在顯示器上同時顯示第一索引值之每一第一序列及資料庫之第一子集中之每一者的每一第一函數。接收選擇該複數個資料庫之使用者輸入可包括：顯示具有許多資料庫之下拉式列表。接收選擇該複數個資料庫之使用者輸入可包括：自下拉式列表中之許多資料庫選擇該複數個資料庫。接收選擇資料庫之第一子集之使用者輸入可包括：顯示具有該複數個資料庫中之每一者之第一核取方塊的使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多第一核取方塊之使用者輸入。接收選擇資料庫之第二子集之使用者輸入可包括：顯示具有該複數個資料庫中之每一者之第二核取方塊的使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多第二核取方塊之使用者輸入。可同時顯示具有該複數個資料庫中之每一者之第一核取方塊的使用者介面及具有該複數個資料庫中之每一者之第二核取方塊的使用者介面。可在相同視窗中顯示該複數個資料庫中之每一者之第一核取方塊及該複數個資料庫中之每一者之第二核取方塊。
在其他態樣中，提供在電腦可讀取媒體上可有形地實施之研磨系統及電腦程式產品以實現此等方法。
某些實施可具有以下優點中之一或更多者。可藉由使收集自晶圓邊緣之光譜與收集自相似位置之參考光譜匹配來獲得改良之光譜匹配，從而可實現電腦軟體整合研磨設備之更精確控制。允許研磨製程之控制器選擇參考光譜之區域特定資料庫的軟體使用者介面可尤其沿著基材之邊緣而進一步改良研磨製程。
一或更多實施之細節在以下隨附圖式及描述中闡述。其他特徵結構、態樣及優點將由描述、圖式及申請專利範圍可更加明白。
藉由根據原位量測決定基材之每一區域之研磨速率，可為每一區域決定目標厚度之計劃終點時間或目標終點時間之計劃厚度，且可調整至少一個區域之研磨速率以使得該等區域達成更接近之終點條件。「更接近之終點條件」意謂區域o會比不進行此類調整之情況更接近於同時到達區域o之目標厚度，或若該等區域同時停止研磨，則區域o會比不進行此類調整之情況更接近於相同厚度。
在光譜監控期間，將量測光譜與參考光譜之資料庫相比較且決定來自資料庫的哪一參考光譜為最接近匹配可為有用的。一種改良研磨製程之方法為使用參考光譜之資料庫。舉例而言，該等資料庫可包括代表不同圖案化基材或基材內不同區域之參考光譜。使用參考光譜之多個資料庫可尤其有益於提供追蹤沿基材邊緣研磨進度之改良精確性，其中研磨速率可為非線性的，因此准許更可靠之研磨速率控制及因此改良之晶圓內非均勻性。此外，若控制研磨製程之使用者可(例如，使用軟體使用者介面)選擇特定資料庫用於某些區域，則可例如基於操作者對來自不同資料庫之先前令人滿意或不滿意的結果之瞭解進一步改良研磨製程，以便改良研磨均勻性，尤其沿著基材之邊緣。
第1圖圖示研磨設備100之實例。研磨設備100包括可旋轉圓盤形平臺120，研磨墊110位於平臺120上。該平臺可操作以環繞軸125旋轉。舉例而言，馬達121可轉動驅動軸124以旋轉平臺120。可例如藉由一層黏著劑將研磨墊110可拆卸地固定至平臺120。研磨墊110可為具有外研磨層112及較軟背層114之雙層研磨墊。
研磨設備100可包括組合式漿/清洗臂130。在研磨期間，臂130可操作以將諸如漿之研磨液132分配至研磨墊110上。儘管僅圖示一個漿/清洗臂130，但可使用額外噴嘴，諸如每一承載頭上的一或更多專用漿臂。該研磨設備亦可包括研磨墊調節器，以磨損研磨墊110，以使研磨墊110維持始終如一的磨損狀態。
在此實施例中，研磨設備100包括兩個(或兩個或兩個以上)承載頭140。每一承載頭140可操作以固定基材10(例如，處於一個承載頭之第一基材10a及處於另一承載頭之第二基材10b)抵靠研磨墊110，亦即，同一研磨墊。每一承載頭140可具有對研磨參數(例如壓力)之獨立控制，該等研磨參數與每一各別基材相關聯。
特定言之，每一承載頭140可包括扣環142，以將基材10固持在可撓性膜144下方。每一承載頭140亦包括複數個獨立可控制、由該膜界定之可加壓腔室，例如，3個腔室146a-146c，該等腔室可在可撓性膜144上且因此在基材10上施加獨立可控制之加壓至相關聯區域148a-148c(參見第2圖)。參看第2圖，中心區域148a可為大體上圓形的，且剩餘區域148b-148e可為圍繞中心區域148a之同心環形區域。儘管在第1圖及第2圖中為便於說明僅圖示三個腔室，但可存在兩個腔室，或四個或四個以上腔室，例如，五個腔室。
返回到第1圖，將每一承載頭140自支撐結構150(例如，回轉料架)懸掛下來，且藉由驅動軸152將每一承載頭140連接至承載頭旋轉馬達154，以便使該承載頭可環繞軸155旋轉。視需要，每一承載頭140可例如在回轉料架150上的滑動器上橫向振盪；或藉由回轉料架本身之旋轉振盪橫向振盪。在操作中，環繞該平臺之中心軸125旋轉該平臺，且環繞每一承載頭之中心軸155旋轉該承載頭，且將每一承載頭橫向平移越過研磨墊之頂表面。
儘管僅圖示兩個承載頭140，但可提供更多承載頭以固定額外基材，以便有效使用研磨墊110之表面積。因此，經調適以固定基材以用於同時研磨製程之承載頭總成之數目可至少部分地基於研磨墊110之表面積。
該研磨設備亦包括原位監控系統160，原位監控系統160可用於決定是否調整研磨速率或對研磨速率之調整(如下論述)。原位監控系統160可包括光學監控系統，例如，光譜監控系統或渦流監控系統。
在一個實施例中，監控系統160為光學監控系統。藉由包括孔隙(亦即，穿過該墊之孔)或立體視窗118提供通過研磨墊之光學存取。可將立體視窗118例如作為填充研磨墊中之孔隙的插座固定至研磨墊110，例如，模製至或黏著固定至研磨墊，然而在一些實施中，該立體視窗可被支撐在平臺120上且凸起至研磨墊中之孔隙中。
光學監控系統160可包括光源162、光偵測器164及用於在遠端控制器190(例如，電腦)與光源162及光偵測器164之間發送及接收信號的電路系統166。一或更多光纖可用於將來自光源162的光傳送至研磨墊中之光學存取，且將反射自基材10的光傳送至偵測器164。舉例而言，分叉光纖170可用於將來自光源162的光傳送至基材10且返回至偵測器164。該分叉光纖包括定位於光學存取鄰近之幹線172，以及分別連接至光源162及偵測器164之兩個分支174及176。
在一些實施中，該平臺之頂表面可包括凹槽128，將固定該分叉光纖之幹線172之一個末端的光學磁頭168裝配至凹槽128中。光學磁頭168可包括一機構，以調整幹線172之頂部與立體視窗118之間的垂直距離。
電路系統166之輸出可為數位電子信號，該數位電子信號經由驅動軸124中之旋轉耦合器129(例如，滑環)傳遞至用於光學監控系統之控制器190。類似地，可回應於數位電子信號中的控制命令而開啟或關閉光源，該數位電子信號自控制器190經由旋轉耦合器129傳遞至光學監控系統160。或者，電路系統166可藉由無線信號與控制器190通訊。
光源162可操作以發射白光。在一個實施中，所發射之白光包括具有200-800奈米之波長的光。適宜光源為氙燈或氙汞燈。
光偵測器164可為分光計。分光計為用於量測電磁波譜之一部分上的光強度之光學儀器。適合分光計為光柵分光計。用於分光計之典型輸出為隨著波長(或頻率)變化的光強度。
如上所述，可將光源162及光偵測器164連接至計算裝置，例如，控制器190，該計算裝置可操作以控制光源162及光偵測器164之操作且接收光源162及光偵測器164之信號。該計算裝置可包括位於研磨設備附近的微處理器，例如，可程式電腦。就控制而論，該計算裝置可例如使啟動光源與旋轉平臺120同步。
在一些實施中，原位監控系統160之光源162及偵測器164被安裝在平臺120中，且隨著平臺120旋轉。在此情況下，平臺之運動將引起感測器越過每一基材掃描。特定言之，當平臺120旋轉時，控制器190可引起光源162發射一系列閃光，該等閃光剛好在每一基材10通過光學存取之前開始，且剛好在每一基材10通過光學存取之後結束。或者，該計算裝置可引起光源162連續發光，該光剛好在每一基材10通過光學存取之前開始，且剛好在每一基材10通過光學存取之後結束。在任一情況下，皆可在取樣週期內將來自偵測器之信號整合，從而以取樣頻率產生光譜量測。
在操作中，控制器190可接收例如載運資訊之信號，該資訊描述光偵測器所接收光的光譜，該光譜針對光源之特定閃光或偵測器之時框。因此，此光譜為在研磨期間經原位量測之光譜。
如第3A圖所示，若將偵測器安裝在平臺中，則歸因於平臺之旋轉(如箭頭204所示)，當視窗108在一個承載頭(例如，固定第一基材10a之承載頭)下方行進時，以取樣頻率進行光譜量測之光學監控系統將使光譜量測在沿著弧的位置201處進行，該弧橫穿第一基材10a。舉例而言，點201a-201k中之每一者代表第一基材10a之監控系統之光譜量測的位置(點之數目係說明性的；取決於取樣頻率，可進行比圖示之量測更多或更少之量測)。如圖所示，經由平臺的一個旋轉，自基材10a上之不同半徑獲得光譜。亦即，自更接近於基材10a之中心的位置獲得一些光譜，及自更接近於邊緣的位置獲得一些光譜。類似地，如第3B圖所示，歸因於平臺之旋轉，當視窗在另一承載頭(例如，固定第二基材10b之承載頭)下方行進時，以取樣頻率進行光譜量測之光學監控系統將使光譜量測在沿著弧的位置202處進行，該弧橫穿第二基材10b。
因此，對於平臺之任何給定旋轉，基於時序及馬達編碼器資訊，控制器可決定哪一基材(例如，基材10a或10b)為量測光譜之源。另外，對於光學監控系統越過基材(例如，基材10a或10b)之任何給定掃描，基於時序、馬達編碼器資訊及對基材及/或扣環邊緣之光學偵測，控制器190可根據掃描計算每一量測光譜之徑向位置(相對於經掃描之特定基材10a或10b之中心)。該研磨系統亦可包括旋轉位置感測器，例如，通過固定的光學斷續器並附接至平臺邊緣之凸緣，以提供用於決定量測光譜之哪一基材及基材上位置之額外資料。該控制器可因此使不同的量測光譜與基材10a及10b上之可控制區域148b-1N8e(參見第2圖)相關聯。在一些實施中，光譜量測之時間可用作徑向位置之精確計算的替代物。
經由平臺之多個旋轉，對於每一基材之每一區域而言，可隨著時間獲得光譜序列。在不限於任何特定理論之情況下，反射自基材10之光的光譜因最外層厚度之變化而隨研磨之進行演變(例如，經由平臺之多個旋轉，不在越過基材之單次掃描期間)，因此得到時變光譜序列。此外，特定光譜由層堆疊之特定厚度呈現。
在一些實施中，控制器(例如，計算裝置)可經程式化以將量測光譜與多個參考光譜相比較，以決定哪一參考光譜提供最佳匹配。特定言之，控制器可經程式化以將得自每一基材之每一區域之量測光譜序列的每一光譜與多個參考光譜相比較，以產生每一基材之每一區域的最佳匹配參考光譜序列。
如本文所使用，參考光譜為在研磨基材之前產生的預定義光譜。參考光譜可與一值具有預定義之關聯性(亦即，在研磨操作之前定義)，該值代表研磨製程之時間，假定實際研磨速率遵循預期研磨速率，則期望光譜在該時間出現。替代或另外地，參考光譜可與諸如最外層厚度之基材性質值具有預定義之關聯性。
可例如藉由量測來自測試基材(例如，具有已知初始層厚度之測試基材)之光譜憑經驗產生參考光譜。舉例而言，為產生複數個參考光譜，使用將在研磨裝置晶圓期間使用之相同研磨參數研磨裝設基材，同時收集光譜序列。對於每一光譜而言，一值被記錄以代表研磨製程中收集光譜所用時間。舉例而言，該值可為經過時間，或平臺旋轉數。可過度研磨基材，亦即，研磨超過所要厚度，以便能夠獲得在達成目標厚度時反射自基材之光的光譜。
為了使每一光譜與基材性質(例如，最外層厚度)之值相關聯，可在測量站預研磨量測具有與產物基材相同圖案之「裝設」基材的初始光譜及性質。亦可利用相同測量站或不同測量站後研磨量測最終光譜及性質。初始光譜與最終光譜之間的光譜性質可藉由內插法決定，例如，基於量測測試基材之光譜所用經過時間的線性內插法。
除了憑經驗決定之外，亦可根據理論計算一些或全部參考光譜，例如，利用基材層之光學模型。舉例而言，光學模型可用於計算給定外層厚度D之參考光譜。可例如藉由假定以均勻研磨速率移除外層來計算代表研磨製程中收集參考光譜所用時間之值。舉例而言，可僅藉由假定起始厚度D0及均勻研磨速率R來計算特定參考光譜之時間Ts(Ts=(D0-D)/R)。作為另一實例，可執行對應預研磨厚度D1及後研磨厚度D2(或在測量站量測之其他厚度)之量測時間T1、T2之間的線性內插法(Ts=T2-T1*(D1-D)/(D1-D2))，厚度D1、D2係基於用於光學模型之厚度D。
參看第4圖及第5圖，可將量測光譜300(參見第4圖)與來自一或更多資料庫310(參見第5圖)之參考光譜320相比較。如本文所使用，參考光譜之資料庫為代表共有相同性質之基材之參考光譜的集合。然而，在單個資料庫中共有相同之性質可在參考光譜之多個資料庫之間變化。舉例而言，兩個不同資料庫可包括代表具有兩個不同下層厚度之基材的參考光譜。對於參考光譜之給定資料庫而言，上層厚度之變化可為造成光譜強度之差異的主要原因，而非其他因素(諸如晶圓圖案、下層厚度或層組合物之差異)。
如上所述，可藉由研磨具有不同基材性質(例如，下層厚度或層組合物)之多個「裝設」基材及收集光譜來產生不同資料庫310之參考光譜320；來自一個裝設基材之光譜可提供第一資料庫，且來自具有不同下層厚度之另一基材之光譜可提供第二資料庫。替代或另外地，可根據理論計算不同資料庫之參考光譜，例如，可利用具有下層之光學模型計算第一資料庫之光譜，該下層具有第一厚度，且利用具有下層之光學模型計算第二資料庫之光譜，該下層具有不同的一個厚度。
在一些實施中，每一參考光譜320被指派索引值330。大體而言，每一資料庫310可包括許多參考光譜320，例如，一或更多，例如，精確一個參考光譜，該等參考光譜針對在基材之預期研磨時間內之每一平臺旋轉。此索引330可為代表研磨製程中期望觀察到參考光譜320所用時間之值，例如，數值。可將光譜編入索引，以便特定資料庫中之每一光譜具有唯一索引值。可實施索引編入，以便按照量測光譜之次序將索引值排序。索引值可經選擇以隨著研磨之進行而單調變化，例如，增大或減小。特定言之，可選擇參考光譜之索引值，以便該等索引值形成時間或平臺旋轉數之線性函數(假定研磨速率遵循用於產生資料庫中之參考光譜的模型或測試基材之研磨速率)。舉例而言，索引值可與平臺旋轉數成比例，例如，等於平臺旋轉數，參考光譜在該平臺旋轉數之下經量測用於測試基材或將出現於光學模型中。因此，每一索引值可為整數。索引數可代表相關聯光譜將出現之預期平臺旋轉。
可將參考光譜及其相關聯索引值儲存在參考資料庫中。舉例而言，可將每一參考光譜320及其相關聯索引值330儲存在資料庫350之記錄340中。可在研磨設備之計算裝置之記憶體中實施參考光譜之參考資料庫之資料庫350。
如上所述，對於每一基材之每一區域而言，基於量測光譜序列或該區域及基材，控制器190可經程式化以產生最佳匹配光譜序列。可藉由將量測光譜與來自特定資料庫之參考光譜相比較來決定最佳匹配參考光譜。
在一些實施中，可藉由為每一參考光譜計算量測光譜與參考光譜之間的差值平方和來決定最佳匹配參考光譜。具有最小差值平方和之參考光譜具有最佳配合。用於發現最佳匹配參考光譜之其他技術係可能的。
可應用於減少電腦處理之方法為限制被搜尋匹配光譜之資料庫部分。資料庫通常包括較在研磨基材時所獲光譜範圍更寬廣之光譜範圍。在研磨基材期間，資料庫搜尋限於資料庫光譜之預定範圍。在一些實施例中，決定經研磨基材之當前旋轉索引N。舉例而言，在初始平臺旋轉中，可藉由搜尋資料庫之全部參考光譜來決定N。對於在後續旋轉期間所獲光譜而言，在自由度N之範圍內搜尋資料庫。亦即，若在一個旋轉期間發現索引數為N，則在稍後X個旋轉之後續旋轉期間(其中自由度為Y)，將搜尋(N+X)-Y至(N+X)+Y之範圍。
參看第6圖，該圖圖示針對僅單個基材之單個區域之結果，可決定該序列中之最佳匹配光譜中之每一者的索引值，以產生索引值212之時變序列。索引值之此序列可被稱為索引跡線210。在一些實施中，藉由將每一量測光譜與來自剛好一個資料庫的參考光譜相比較來產生索引跡線。大體而言，索引跡線210可包括基材下方的光學監控系統每次掃描的一個(例如，剛好一個)索引值。
對於給定索引跡線210而言，該索引跡線210中存在經量測用於光學監控系統單次掃描中之特定基材及區域之多個光譜(被稱為「當前光譜」)，可決定每一當前光譜與一個或更多個(例如，剛好一個)資料庫之參考光譜之間的最佳匹配。在一些實施中，將每一選定當前光譜與選定一或更多資料庫之每一參考光譜做比較。舉例而言，給定當前光譜e、f及g，以及參考光譜E、F及G，可為以下當前光譜與參考光譜之組合中之每一者計算匹配係數：e與E、e與F、e與G、f與E、f與F、f與G、g與E、g與F及g與G。無論哪一匹配係數指示最佳匹配(例如，為最小)，決定最佳匹配參考光譜，並因此決定索引值。或者，在一些實施中，可將當前光譜組合(例如，取平均值)，且將所得組合光譜與參考光譜做比較，以決定最佳匹配，並因此決定索引值。
在一些實施中，對於一些基材之至少一些區域而言，可產生複數個索引跡線。對於給定基材之給定區域而言，可為感興趣的每一參考資料庫產生索引跡線。亦即，對於給定基材之給定區域感興趣的每一參考資料庫而言，將量測光譜序列中之每一量測光譜與來自給定資料庫之參考光譜相比較，決定最佳匹配參考光譜序列，且該最佳匹配參考光譜序列之索引值為給定資料庫提供索引跡線。
總括地說，每一索引跡線包括索引值212之序列210，其中該序列之每一特定索引值212藉由從給定資料庫選擇的參考光譜之索引而產生，並與量測光譜最緊密配合。索引跡線210之每一索引之時間值可與量測該量測光譜所用時間相同。
參看第7圖，圖示複數個索引跡線。如上所述，可為每一基材之每一區域產生索引跡線。舉例而言，可為第一基材之第一區域產生索引值212(用空心圓圈圖示)之第一序列210，可為第一基材之第二區域產生索引值222(用實心圓圈圖示)之第二序列220，可為第二基材之第一區域產生索引值232(用空心正方形圖示)之第三序列230，且可為第二基材之第二區域產生索引值242(用實心正方形圖示)之第四序列240。
如第7圖所示，對於每一基材之索引跡線而言，已知階之多項式函數(例如，一階函數(例如，線段))與相關聯區域及晶圓之索引值序列配合，例如利用穩健線段配合。舉例而言，第一線段214可與第一基材之第一區域之索引值212配合，第二線段224可與第一基材之第二區域之索引值222配合，第三線段234可與第二基材之第一區域之索引值232配合，且第四線段244可與第二基材之第二區域之索引值242配合。線段與索引值之配合可包括計算線段之斜率S及x軸交點時間T，線段在時間T處越過起始索引值，例如，0。該函數能夠以形式I(t)=S‧(t-T)表示，其中t為時間。x軸交點時間T可具有負值，從而指示基材層之起始厚度小於預期厚度。因此，第一線段214可具有第一斜率S1及第一x軸交點時間T1，第二線段224可具有第二斜率S2及第二x軸交點時間T2，第三線段234可具有第三斜率S3及第三x軸交點時間T3，且第四線段244可具有第四斜率S4及第四x軸交點時間T4。
在研磨製程期間的一些時間處，例如，在時間T0處，至少一個基材之至少一個區域(例如，每個基材之至少一個區域)之研磨參數經調整以調整該基材之該區域之研磨速率，以使得在研磨終點時間，該複數個基材之該複數個區域比不進行此類調整之情況更接近於該複數個基材之該複數個區域的目標厚度。在一些實施例中，該複數個基材之每一區域在終點時間可具有大致相同之厚度。
參看第8圖，在一些實施中，選擇一個基材之一個區域作為參考區域，且決定計劃終點時間TE，參考區域將在計劃終點時間TE到達目標索引IT。舉例而言，如第8圖所示，選擇第一基材之第一區域作為參考區域，然而亦可選擇不同區域及/或不同基材。目標厚度IT由使用者在研磨操作之前設定，並儲存。
為了決定參考區域到達目標索引所用的計劃時間，可計算參考區域之線段(例如，線段214)與目標索引IT之交點。假定在剩餘的研磨製程中，研磨速率不偏離預期研磨速率，則索引值之序列應大體上保持線性級數。因此，可將預期終點時間TE計算為線段與目標索引IT之簡單線性內插法，例如，IT=S˙(TE-T)。因此，在選擇第二基材之第一區域作為與第三線段234相關聯的參考區域之第8圖之實例中，IT=S1˙(TE-T1)，亦即，TE=IT/S1-T1。
除參考區域(包括其他基材上之區域)之外，一或更多區域(例如，全部區域)可被定義為可調整區域。可調整區域之線段與預期終點時間TE相遇之處定義用於可調整區域之計劃終點。每一可調整區域之線性函數，例如，第8圖中之線段224、234及244，可因此用於外推將在相關聯區域之預期終點時間TE達成之索引，例如，EI2、EI3及EI4。舉例而言，第二線段224可用於在第一基材之第二區域之預期終點時間TE外推預期索引EI2，第三線段234可用於在第二基材之第一區域之預期終點時間TE外推預期索引EI3，且第四線段可用於在第二基材之第二區域之預期終點時間TE外推預期索引EI4。
如第8圖所示，若在時間T0之後不對任何基材之任何區域的研磨速率進行調整，則若全部基材之終點被迫 處於相同時間，則每一基材可具有不同厚度，或每一基材可具有不同終點時間(由於不同終點時間可導致缺陷及產量損失，故不理想)。此處舉例而言，第一基材之第二區域(由線段224所示)將在預期索引EI2處具有終點，預期索引EI2大於(且因此厚度小於)第一基材之第一區域之預期索引。同樣，第二基材之第一區域將在預期索引EI3處具有終點，預期索引EI3小於(且因此厚度大於)第一基材之第一區域。
如第8圖所示，若對於不同基材而言將在不同時間到達目標索引(或等同地，可調整區域將在參考區域之計劃終點時間具有不同的預期索引)，則可向上或向下調整研磨速率，以使得基材將比不進行此類調整之情況更接近於同時到達目標索引(及目標厚度)，例如，大致同時，或將比不進行此類調整之情況在目標時間具有更接近於相同的索引值(及因此相同的厚度)，例如，大致相同的索引值(及因此大致相同的厚度)。
因此，在第8圖之實例中，自時間T0開始，修改第一基材之第二區域之至少一個研磨參數，以便增大該區域之研磨速率(且因此增大索引跡線224之斜率)。又，在此實例中，修改第二基材之第一區域之至少一個研磨參數，以便增大該區域之研磨速率(且因此增大索引跡線234之斜率)。類似地，在此實例中，修改第二基材之第二區域之至少一個研磨參數，以便減小該區域之研磨速率(且因此減小索引跡線244之斜率)。因此，兩個基材之兩個區域皆將大致同時到達目標索引(及目標厚度)(或若同時停止研磨兩個基材，則兩個基材之兩個區域皆將以大致相同的厚度結束)。
在一些實施中，若預期終點時間TE處的計劃索引指示基材之區域在目標厚度之預定義範圍內，則該區域無需調整。該範圍可為目標索引之2%，例如，在1%之內。
可調整區域之研磨速率可調整，以便全部區域比不進行此類調整之情況在預期終點時間更接近於目標索引。舉例而言，可選擇參考基材之參考區域且調整全部另一區域之處理參數，以使得全部區域將大致在參考基材之計劃時間到達終點。舉例而言，參考區域可為預定區域，例如，中心區域148a或直接環繞中心區域之區域148b，該區域具有任何基材之任何區域之最早或最遲計劃終點時間，或基材之該區域具有所要的計劃終點。最早時間等效於同時停止研磨時的最薄基材。同樣，最遲時間等效於同時停止研磨時的最厚基材。舉例而言，參考基材可為預定基材，該基材含有具有基材之最早或最遲計劃終點時間之區域。最早時間等效於同時停止研磨時的最薄區域。同樣，最遲時間等效於同時停止研磨時的最厚區域。
對於可調整區域中之每一者而言，可計算索引跡線之所要斜率，以使得可調整區域與參考區域同時到達目標索引。舉例而言，可根據(IT-I)=SD*(TE-T0)計算所要斜率SD，其中I為將改變研磨參數之時間T0處的索引值(根據與索引值之序列配合之線性函數計算)，IT為目標索引，且TE為經計算之預期終點時間。在第8圖之實例中，對於第一基材之第二區域而言，可根據(IT-I2)=SD2*(TE-T0)計算所要斜率SD2，對於第二基材之第一區域而言，可根據(IT-I3)=SD3*(TE-T0)計算所要斜率SD3，且對於第二基材之第二區域而言，可根據(IT-I4)=SD4*(TE-T0)計算所要斜率SD4。
參看第9圖，在一些實施中，不存在參考區域。舉例而言，預期終點時間TE'可為預定時間，例如由使用者在研磨製程之前設定，或可根據來自一或更多基材之兩個或兩個以上區域之預期終點時間的平均或其他組合(如藉由將不同區域之線段計劃為目標索引來計算)來計算。在此實施中，計算所要斜率大體上如上所述(利用預期終點時間TE'而非TE)，然而亦必須計算第一基材之第一區域的所要斜率，例如，可根據(IT-I1)=SD1*(TE'-T0)計算所要斜率SD1。
參看第10圖，在一些實施中，(該等實施亦可與第9圖所示之實施結合)，存在不同區域之不同目標索引。此舉允許在基材上產生精密但可控制之非均勻厚度剖面。目標索引可由使用者例如使用控制器上之輸入裝置輸入。舉例而言，第一基材之第一區域可具有第一目標索引IT1，第一基材之第二區域可具有第二目標索引IT2，第二基材之第一區域可具有第三目標索引IT3，且第二基材之第二區域可具有第四目標索引IT4。
可根據(IT-I)=SD*(TE-T0)計算每一可調整區域之所要斜率SD，其中I為該區域在改變研磨參數之時間T0處的索引值(根據與該區域之索引值序列配合之線性函數計算)，IT為該特定區域之目標索引，且TE為經計算之預期終點時間(不是來自如上文關於第8圖所論述之參考區域，就是來自如上文關於第9圖所論述之預設終點時間或預期終點時間之組合)。在第10圖之實例中，對於第一基材之第二區域而言，可根據(IT2-I2)=SD2*(TE-T0)計算所要斜率SD2，對於第二基材之第一區域而言，可根據(IT3-I3)=SD3*(TE-T0)計算所要斜率SD3，且對於第二基材之第二區域而言，可根據(IT4-I4)=SD4*(TE-T0)計算所要斜率SD4。
對於以上針對第8圖至第10圖之上述方法中之任何方法而言，研磨速率經調整以使索引跡線之斜率更接近於所要斜率。可藉由例如增大或減小承載頭之相應腔室內的壓力來調整研磨速率。可假定研磨速率之變化與壓力之變化成正比，例如，簡單的普列斯東(Prestonian)模型。舉例而言，對於每一基材之每一區域而言，在時間T0之前以壓力Pold研磨區域之處，在時間T0之後施加的新壓力Pnew可計算為Pnew=Pold*(SD/S)，其中S為時間T0之前的線段斜率，且SD為所要斜率。
舉例而言，假定將壓力Pold1施加於第一基材之第一區域，將壓力Pold2施加於第一基材之第二區域，將壓力Pold3施加於第二基材之第一區域，且將壓力Pold4施加於第二基材之第二區域，則第一基材之第一區域之新壓力Pnew1可計算為Pnew1=Pold1*(SD1/S1)，第一基材之第二區域之新壓力Pnew2可計算為Pnew2=Pold2*(SD2/S2)，第二基材之第一區域之新壓力Pnew3可計算為Pnew3=Pold3*(SD3/S3)，且第二基材之第二區域之新壓力Pnew4可計算為Pnew4=Pold4*(SD4/S4)。
決定基材將到達目標厚度之計劃時間，以及調整研磨速率之製程在研磨製程期間僅可被執行一次，例如，在指定時間，或例如，預期研磨時間之40%至60%；或在研磨製程期間被執行多次，例如，每三十至六十秒。在適當時，可在研磨製程期間之後續時間再次調整速率。在研磨製程期間，僅可對研磨速率進行幾次改變，諸如四次、三次、兩次或僅一次。可在接近研磨製程之開始、在研磨製程之中間或趨向於研磨製程之結束時進行該調整。
在調整了研磨速率之後，例如，在時間T0之後，繼續研磨，且光學監控系統繼續收集光譜且決定每一基材之每一區域之索引值。一旦參考區域之索引跡線到達目標索引(例如，如藉由配合新線性函數與時間T0之後的索引值序列及決定新線性函數到達目標索引的時間來計算)，則調用終點，且停止對兩個基材之研磨操作。用於決定終點之參考區域可為如上所述用於計算預期終點時間之相同參考區域，或不同區域(或若如參閱第8圖所述調整了全部區域，則可出於終點決定之目的選擇參考區域)。
在一些實施中，例如，對於銅研磨而言，在偵測基材之終點之後，基材立即經歷過度研磨製程，例如以移除銅殘留物。該過度研磨製程可處於針對基材之全部區域之均勻壓力下，例如，1 psi至1.5 psi。該過度研磨製程可具有預設持續時間，例如，10秒至15秒。
在一些實施中，對基材之研磨並不同時停止。在此類實施中，出於終點決定之目的，每一基材可存在一參考區域。一旦特定基材之參考區域之索引跡線到達目標索引(例如，如藉由在時間T0之後與索引值序列配合之線性函數到達目標索引的時間來計算)，則為特定基材調用終點，且同時停止對特定基材之全部區域施加壓力。然而，可繼續研磨一或更多其他基材。基於剩餘基材之參考區域，僅在為全部剩餘基材調用了終點之後(或為全部基材完成了過度研磨之後)，才開始清洗研磨墊。另外，全部承載頭能夠同時使基材升離研磨墊。
在一些實施中，多個資料庫(例如，資料庫310)可用於每一區域。該多個資料庫可特別適用於例如監控在基材邊緣處或接近基材邊緣之研磨，其中研磨速率及製程可為非線性。可由使用者來選擇用於每一區域之資料庫，例如基於對使用指定資料庫研磨相似區域之滿意結果的瞭解。因此，使用者可選擇資料庫之一個子集用於一個區域，選擇資料庫之第二子集用於另一區域，以此類推。來自每一資料庫之參考光譜可用於匹配研磨期間的量測光譜，且每一參考光譜可具有如上所述之相關聯索引值。
第11圖圖示選擇用於不同區域之參考資料庫之示例性使用者介面1100。使用者介面1100可被包括在與研磨設備100介面連接之電腦軟體中。例如，使用者介面1100之使用者(例如，控制研磨設備100之人員)可為每一區域選擇多個資料庫，例如，如上文參閱第5圖所述之資料庫310。舉例而言，基於選定資料庫，研磨設備100可在研磨製程期間動態調整針對不同區域之研磨壓力及時間。舉例而言，藉由選擇不同資料庫，研磨設備100可補償在晶圓邊緣處原本典型之非線性結果。舉例而言，沿著晶圓邊緣，與使用單個參考區域之穩健線段配合(關於第7圖所述)相關聯之製程可提供少於充分結果之結果。例如，藉由在晶圓邊緣處選擇特定資料庫，可藉由使用與相似邊緣性質相關聯之資料庫改良研磨製程。
利用使用者介面1100選擇的多個資料庫可允許每一研磨頭使用該研磨頭自身之資料庫光譜集合，該集合最佳描述該區域中之研磨行為。與每一區域之最佳匹配資料庫索引之穩健線段配合遂可具有與索引之較佳配合優度。每一區域可具有該區域自身之目標索引，且控制器190可動態調整壓力，以在終點達成每一區域之目標索引。可將此概念擴展至處理由特定於晶圓之一區域之上游晶圓處理引起的下層變化。藉由指派給每區域或每晶圓區域不同的參考光譜集合，每一區域之穩健線段配合可改良準確度。
使用者介面1100可包括允許使用者選擇複數個資料庫之初始資料庫選擇控件，例如，下拉式選項單或瀏覽視窗。
使用者介面1100包括資料庫選擇視窗1102，資料庫選擇視窗1102可用於獨立選擇一或更多資料庫(出自先前由初始資料庫選擇對話所識別之該複數個資料庫)以用於每一區域。例如，資料庫選擇視窗1102可為在選擇區域資料庫關聯控件1104之後出現的彈出式視窗，區域資料庫關聯控件1104可用於關聯及凍結區域之資料庫。區域資料庫關聯控件1104可包括在各種其他控件1106(例如，按鈕、欄位、核取方塊，等等)中，使用者可使用各種其他控件1106，且各種其他控件1106提供例如用於研磨製程之其他態樣之使用者控制。在任何給定時間，區域資料庫摘要1108可諸如在不顯示資料庫選擇視窗1102時提供當前由資料庫選擇螢幕1102定義之資訊摘要。在一些實施中，諸如若待顯示區域數目超過指派給區域資料庫摘要1108之顯示區，則可在可滾動列表(例如，包括滾動條)中提供區域資料庫摘要1108。
資料庫選擇視窗1102可包括兩個主要區域，該等區域包括用於將資料庫指派給特定編號區域之資料庫選擇區1110，以及用於指定將如何使用區域及選項之選項區1112。如第11圖所示，資料庫選擇視窗1102包括區域特定資料庫核取方塊1114，全選/不選控件1116、凍結核取方塊1118及百分數欄位1120。使用者可藉由核取(或未核取)緊跟每一資料庫編號之核取方塊來選擇(或取消選擇)個別資料庫(例如，資料庫1、2及/或3)。
舉例而言，用於區域Z1之第一列1121a顯示所選資料庫1及2，而用於區域Z4之重點提示列1121b顯示所選全部三個資料庫1，2及3。此等及其他選擇被概括在區域資料庫摘要1108中，區域資料庫摘要1108亦顯示重點提示區域Z4之資訊。在一些實施中，使用者介面1100可重點提示使用者當前操作所在之列(例如，1121a、1121b，等等)。如圖所示，該等列(例如，列1121a、1121b，等等)中無一列具有已核取之凍結核取方塊1118。列1121c識別在研磨製程中不受當前控制之區域Z6。在一些實施中，在不受控制之區域名稱(例如，Z6)上的選擇或點擊可賦能用於該區域之控件1114至1120，從而允許使用者選擇資料庫以用於該區域，且做出其他選擇。
如上所述，在一些實施中，可使用下拉式選項單、瀏覽對話或其他控件來控制顯示用於每一區域之可選擇候選資料庫的資料庫，此類控件在第11圖中未圖示。舉例而言，使用此類控件，使用者可在區域特定資料庫核取方塊1114中增加資料庫4及/或當前未出現之其他資料庫。
在一些實施中，第11圖中未圖示之其他控件允許使用者定義或顯示關於每一資料庫之資訊。舉例而言，使用者可寫入關於資料庫特性之註解，且稍後諸如在決定將哪些資料庫指派為可用於特定區域時拉起該資料庫之資訊。
全選/不選按鈕1116可為使用者提供用於核取全部資料庫核取方塊(例如，使用「全選」按鈕)或未核取全部核取方塊(例如，使用「不選」按鈕)之快速方法。舉例而言，在列1121b中用於區域Z4之核取方塊之核取狀態可為使用者在該列上選擇「全選」按鈕的結果。
凍結核取方塊1118允許使用者控制提供最佳配合之資料庫之自動選擇的時序。特定言之，若在研磨期間，經過時間在指定百分數(例如，如每一百分數欄位1120中所指定)之內，則選擇提供具有最佳配合優度之線性函數的資料庫，且該資料庫用於剩餘的研磨製程。若不選擇凍結核取方塊1118用於特定區域，則可以變灰顯示或以其他方式禁用百分數欄位1120。
目標區域核取方塊1122使系統使用針對全部可調整區域之參考區域之最佳資料庫。
產生核取方塊1124可作為工具用以幫助操作者決定用於每一特定區域之最佳資料庫。在一些實施中，使用者介面1100可包括顯示區(在第11圖中未圖示)，該顯示區顯示隨著研磨即時地進行而由最佳資料庫產生的索引值及線性函數。然而，若核取該核取方塊1124，則產生一顯示區，該顯示區顯示針對已為給定區域選擇的每一參考資料庫產生的索引值及線性函數。此舉允許對給定區域操作不良之資料庫亦顯示於使用者選項。使用者可使用此類型之最佳/最差資料庫資訊，例如以決定當核取個別區域特定資料庫核取方塊1114時使用(或避免)哪些資料庫。
此處圖示為包括「確定」按鈕及「取消」按鈕之控件1126可允許使用者承諾或廢除使用者在資料庫選擇視窗1102上做出之輸入或變化。例如，選擇(例如，點擊)「確定」按鈕可施加使用者在資料庫選擇區1110中已進行之任何輸入及在選項區1112中做出之選項選擇。相比之下，選擇「取消」按鈕可允許使用者退出資料庫選擇視窗1102。
使用由使用者為區域中之每一者選擇的多個資料庫，研磨設備100可在研磨製程期間量測來自基材之第一區域之第一光譜序列。針對來自第一區域之第一光譜序列中的每一量測光譜，以及針對與第一區域相關聯之每一資料庫，研磨設備100可決定最佳匹配參考光譜。針對來自區域之每一資料庫之每一最佳匹配參考光譜，研磨設備100可決定索引值序列以在研磨製程期間使用。可使用為每一區域定義之多個資料庫對剩餘區域重複此製程。
在為特定區域及基材產生多個索引跡線之處，例如，特定區域及基材感興趣的每一資料庫之一個索引跡線，則可選擇該等索引跡線中之一者用於針對特定區域及基材之終點或壓力控制演算法。舉例而言，為相同區域及基材產生之每一索引跡線，控制器190可將線性函數與該索引跡線之索引值配合，且決定該線性函數與索引值序列之配合優度。所產生具有最佳配合優度之線段之索引跡線，自身的索引值可被選為特定區域及基材之索引跡線。舉例而言，當決定例如在時間T0處如何調整可調整區域之研磨速率時，具有最佳配合優度之線性函數可用於計算。如另一實例，當針對具有最佳配合優度之線段之計算索引(如根據與索引值序列配合之線性函數計算)匹配或超過目標索引時，可調用終點。又，可將索引值本身與目標索引相比較以決定終點，而非根據線性函數計算索引值。
決定與光譜資料庫相關聯之索引跡線是否具有與資料庫相關聯之線性函數的最佳配合優度可包括：相對地，較之與相關聯穩健線段及與另一資料庫相關聯之索引跡線的差值，決定相關聯光譜資料庫之索引跡線是否具有與相關聯穩健線段的最小差值量，例如，最小標準偏差、最大相關或其他方差量測。在一實施中，藉由計算索引資料點與線性函數之間的差值平方和來決定配合優度；具有最小差值平方和之資料庫具有最佳配合。
參看第12圖，圖示摘要流程圖600。用相同研磨墊在研磨設備中同時研磨複數個基材之複數個區域(步驟602)，如上所述。在此研磨操作期間，每一基材之每一區域具有其研磨速率，該研磨速率可藉由獨立可變之研磨參數(例如，由特定區域上方承載頭中之腔室施加之壓力)控制，而與其他基材無關。在研磨操作期間，例如使用自每一基材之每一區域獲得之量測光譜，如上所述監控基材(步驟604)。決定最佳匹配參考光譜(步驟606)。決定最佳配合之每一參考光譜之索引值，以產生索引值序列(步驟608)。對於每一基材之每一區域而言，將線性函數與索引值序列配合(步驟610)。在一個實施中，例如藉由線性函數之線性內插法決定用於參考區域之線性函數將到達目標索引值之預期終點時間(步驟612)。在其他實施中，將預期終點時間預定或計算為多個區域之預期終點時間之組合。在需要時，用於其他基材之其他區域之研磨參數經調整以調整該基材之研磨速率，以使得該複數個基材之該複數個區域大致同時到達目標厚度，或以使得該複數個基材之該複數個區域在目標時間具有大致相同之厚度(或目標厚度)(步驟614)。在調整參數之後繼續研磨，且對於每一基材之每一區域而言，量測一光譜、決定來自資料庫之最佳匹配參考光譜、決定最佳匹配光譜之索引值，以在調整研磨參數後的時段產生新的索引值序列，以及將線性函數與索引值配合(步驟616)。一旦用於參考區域之索引值(例如，由與新的索引值序列配合之線性函數產生之計算索引值)到達目標索引，可停止研磨(步驟630)。
在沿著基材邊緣之區域中之研磨可使用如上所述之製程(例如，步驟602至616)。另外，沿著邊緣之研磨可包括定義資料庫及將資料庫指派給特定區域(步驟632)。舉例而言，可將資料庫(例如，資料庫310)定義。此外，例如可利用使用者介面1100將資料庫指派給每一區域，以將一或更多資料庫(例如，資料庫1、2、3，等等)指派給特定區域(例如，區域Z1、Z2，等等)。利用指派給每一區域之資料庫發生沿著邊緣之研磨(步驟634)。如步驟630所完成，諸如當區域之索引值到達目標索引時可停止研磨(步驟636)。在一些實施中，步驟632至636可與步驟602至630平行執行，或可由研磨設備100以任何次序執行。
上述技術亦可適用於使用渦流系統監控金屬層。在此情況下，層厚度(或代表層厚度之值)直接由渦流監控系統量測，而非執行光譜匹配，且使用層厚度來代替用於計算之索引值。
用於調整終點之方法可基於所執行研磨之類型而不同。對於銅塊研磨而言，可使用單個渦流監控系統。對於單個平臺上具有多個晶圓的銅清潔CMP而言，可首先使用單個渦流監控系統，以便全部基材同時到達第一臨界點。然後可將渦流監控系統切換至雷射監控系統，以清潔及過度研磨晶圓。對於單個平臺上具有多個晶圓之阻障及介電質CMP而言，可使用光學監控系統。
控制器190可包括中央處理單元(central processing unit;CPU) 192、記憶體194及支援電路196，例如，輸入/輸出電路系統、電源、時脈電路、快取記憶體及其類似物。除自光學監控系統160(及任何其他終點偵測系統180)接收信號以外，控制器190亦可連接至研磨設備100，以控制研磨參數，例如，平臺及承載頭之不同旋轉速率及由承載頭施加之壓力。該記憶體連接至CPU 192。記憶體或可計算可讀取媒體可為一或更多現有的記憶體，諸如隨機存取記憶體(random access memory;RAM)、唯讀記憶體(read only memory;ROM)、軟碟、硬碟或其他形式之數位儲存器。另外，儘管將控制器190圖示為單個電腦，但控制器190可為分散式系統，例如，包括多個獨立操作之處理器及記憶體。
本說明書中描述之本發明之實施例及全部功能性操作可在數位電子電路系統中實施，或在包括本說明書所揭示之結構性構件及其結構性均等物的電腦軟體、韌體或硬體中實施，或在其組合中實施。本發明之實施例實施為一或更多電腦程式產品，亦即，在機器可讀取儲存媒體中可有形實施之一或更多電腦程式，該等電腦程式由資料處理設備執行或控制資料處理設備之操作，該資料處理設備為例如一個可程式處理器、一個電腦或多個處理器或多個電腦。電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用程式或程式碼)能夠以任何形式之程式設計語言寫入，該語言包括編譯語言或解譯語言，且電腦程式能夠以任何形式部署，包括作為單獨程式或作為模組、部件、次常式或適用於計算環境中之其他單元。電腦程式未必對應於檔案。可將程式儲存於保存其他程式或資料之檔案之一部分中、專用於所述程式之單個檔案中或多個協調檔案(例如，儲存一或更多模組、次程式或部分碼之檔案)中。電腦程式可經部署以在一個電腦或多個電腦上之一個位點處執行，或分散於多個位點處且由通訊網路互連。
本說明書中所描述之製程及邏輯流程可由一或更多可程式處理器執行，該等可程式處理器執行一或更多電腦程式以藉由對輸入資料操作及產生輸出來執行功能。該等製程及邏輯流程亦可由專用邏輯電路系統執行，且設備亦可實施為專用邏輯電路系統，例如，現場可程式閘陣列(field programmable gate array;FPGA)或特殊應用積體電路(application specific integrated circuit;ASIC)。
上述研磨設備及方法可應用於多種研磨系統中。研磨墊或承載頭或兩者皆可移動，以提供研磨表面與基材之間的相對運動。舉例而言，平臺可繞軌道運行而非旋轉。研磨墊可為固定至平臺之圓形(或某一其他形狀)襯墊。終點偵測系統之一些態樣可適用於線性研磨系統，例如，其中研磨墊為線性移動之連續帶或捲盤帶。研磨層可為標準(例如，含有或不含填料之聚氨基甲酸酯)研磨材料、軟材料或固定研磨材料。使用相對定位之術語；應理解，可將研磨表面及基材保持於垂直定向或某一其他定向上。
已描述本發明之特定實施例。其他實施例在以下申請專利範圍之範疇內。
10．．基材
10a．．．第一基材
10b．．．第二基材
100．．．研磨設備
108．．．視窗
110．．．研磨墊
112．．．外研磨層
114．．．背層
118．．．立體視窗
120．．．平臺
121．．．馬達
124．．．驅動軸
125．．．中心軸
128．．．凹槽
129．．．耦合器
130．．．漿/清洗臂
132．．．研磨液
140．．．承載頭
142．．．扣環
144．．．可撓性膜
146a．．．腔室
146b．．．腔室
146c．．．腔室
148a．．．中心區域
148b．．．剩餘區域
148c．．．剩餘區域
150．．．支撐結構
152．．．驅動軸
154．．．馬達
155．．．中心軸
160．．．原位監控系統/光學監控系統
162．．．光源
164．．．光偵測器
166．．．電路系統
168．．．光學磁頭
170．．．分叉光纖
172．．．幹線
174．．．分支
176．．．分支
190．．．控制器
192．．．中央處理單元
194．．．記憶體
196．．．支援電路
201．．．位置
201a．．．點
201b．．．點
201c．．．點
201d．．．點
201e．．．點
201f．．．點
201g．．．點
201h．．．點
201i．．．點
201j．．．點
201k．．．點
202．．．位置
204．．．箭頭
210．．．索引跡線/第一序列
212．．．索引值
214．．．第一線段
220．．．第二序列
222．．．索引值
224．．．第二線段/索引跡線
230．．．第三序列
232．．．索引值
234．．．第三線段/索引跡線
240．．．第四序列
242．．．索引值
244．．．第四線段/索引跡線
300．．．量測光譜
310．．．資料庫
320．．．參考光譜
330．．．索引值
340．．．記錄
350．．．資料庫
600．．．流程圖
602．．．步驟
604．．．步驟
606．．．步驟
608．．．步驟
610．．．步驟
612．．．步驟
614．．．步驟
616．．．步驟
630．．．步驟
632．．．步驟
634．．．步驟
636．．．步驟
1100．．．使用者介面
1102．．．資料庫選擇視窗/資料庫選擇螢幕
1104．．．區域資料庫關聯控件
1106．．．其他控件
1108．．．區域資料庫摘要
1110．．．資料庫選擇區
1112．．．選項區
1114．．．區域特定資料庫核取方塊
1116．．．全選/不選按鈕百分數欄位
1118．．．凍結核取方塊
1120．．．列
1121a．．．列
1121b．．．目標區域核取方塊
1121c．．．列
1122．．．控件
1124．．．產生核取方塊
1126．．．索引
EI2．．．索引
EI3．．．目標索引
EI4．．．索引
IT．．．第二目標索引
IT1．．．第一目標索引
IT2．．．第四目標索引
IT3．．．第三目標索引
IT4．．．第二斜率
S1．．．第一斜率
S2．．．第四斜率
S3．．．第三斜率
S4．．．斜率
SD1．．．斜率
SD2．．．斜率
SD3．．．斜率
SD4．．．預期終點時間
T0．．．時間
TE
TE'．．．預期終點時間
第1圖圖示具有兩個研磨頭之研磨設備之實例的示意性橫截面圖。
第2圖圖示具有多個區域之基材的示意性俯視圖。
第3A圖圖示研磨墊之俯視圖，且圖示在第一基材上進行原位量測的位置。
第3B圖圖示研磨墊之俯視圖，且圖示在第二基材上進行原位量測的位置。
第4圖圖示來自原位光學監控系統之量測光譜。
第5圖圖示參考光譜之資料庫。
第6圖圖示索引跡線。
第7圖圖示不同基材之不同區域的複數個索引跡線。
第8圖圖示對複數個可調整區域之複數個所要斜率的計算，該計算係基於參考區域之索引跡線到達目標索引之時間。
第9圖圖示對複數個可調整區域之複數個所要斜率的計算，該計算係基於參考區域之索引跡線到達目標索引之時間。
第10圖圖示不同基材之不同區域之複數個索引跡線，其中不同區域具有不同之目標索引。
第11圖圖示用於選擇用於不同區域之參考資料庫的示例性使用者介面。
第12圖為示例性製程的流程圖，該示例性製程用於調整複數個基材中之複數個區域之研磨速率，以使得該複數個區域在目標時間具有大致相同之厚度。
各種圖式中之相同元件符號及名稱指示相同元件。
1100．．．使用者介面
1102．．．資料庫選擇視窗/資料庫選擇螢幕
1104．．．區域資料庫關聯控件
1106．．．其他控件
1108．．．區域資料庫摘要
1110．．．資料庫選擇區
1112．．．選項區
1114．．．區域特定資料庫核取方塊
1116．．．全選/不選按鈕
1118．．．凍結核取方塊
1120．．．百分數欄位
1121a．．．列
1121b．．．列
1121c．．．列
1122．．．目標區域核取方塊
1124．．．產生核取方塊
1126．．．控件

Claims (19)

  1. 一種配置一研磨監控系統之方法，包含以下步驟：在研磨一基材之前，接收自許多資料庫選擇複數個資料庫之使用者輸入，該複數個資料庫中之每一資料庫包含用於在該基材之研磨期間與量測光譜匹配之複數個參考光譜，該複數個參考光譜中之每一參考光譜具有一相關聯索引值；在研磨該基材之前，對於該基材之一第一區域而言，接收自該複數個資料庫選擇一或更多個資料庫之一第一子集之使用者輸入；以及在研磨該基材之前，對於該基材之一第二區域而言，接收自該複數個資料庫選擇一或更多個資料庫之一第二子集之使用者輸入。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：在一研磨設備中研磨該基材；使用一原位監控系統在研磨期間量測來自該基材之該第一區域之一第一光譜序列；為來自該第一區域之該第一光譜序列中的每一量測光譜，對來自該複數個資料庫之一或更多個資料庫之該第一子集之每一資料庫，決定一最佳匹配參考光譜；以及為來自該複數個資料庫之一或更多個資料庫之該第一子集之每一資料庫決定一第一索引值，用於該基材之該第一 區域之每一最佳匹配參考光譜，以為來自資料庫之該第一子集之每一資料庫產生第一索引值之一第一序列。
  3. 如請求項2所述之方法，進一步包含以下步驟：使用該原位監控系統在研磨期間量測來自該基材之該第二區域之一第二光譜序列；為來自該第二區域之該第二光譜序列中的每一量測光譜，對來自該複數個資料庫之一或更多個資料庫之該第二子集之每一資料庫，決定一最佳匹配參考光譜；以及為來自該複數個資料庫之一或更多個資料庫之該第二子集之每一資料庫決定一第二索引值，用於該基材之該第二區域之每一最佳匹配參考光譜，以為來自資料庫之該第二子集之每一資料庫產生第二索引值之一第二序列。
  4. 如請求項3所述之方法，進一步包含以下步驟：對於來自一或更多個資料庫之該第一子集之每一資料庫而言，將一第一函數與第一索引值之該第一序列配合，且對於來自一或更多個資料庫之該第二子集之每一資料庫而言，將一第二函數與第二索引值之該第二序列配合。
  5. 如請求項4所述之方法，進一步包含以下步驟：決定針對來自一或更多個資料庫之該第一子集之每一資料庫的一配合優度，以及決定針對來自一或更多個資料庫之該第二子集之每一資料庫的一配合優度。
  6. 如請求項5所述之方法，進一步包含以下步驟：選擇具有一或更多個資料庫之該第一子集之最佳配合優度之一第一資料庫，以及選擇具有一或更多個資料庫之該第二子集之最佳配合優度之一第二資料庫。
  7. 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟：基於用於該第一資料庫之該第一函數決定該第一區域到達一第一目標索引值之一計劃時間，以及基於該第二資料庫之該第二函數調整該第二區域之一研磨參數，以調整該第二區域之該研磨速率，以使得該第二區域比不進行此類調整之情況在該計劃時間更接近於一第二目標索引值。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該研磨參數為該研磨設備之一承載頭中之一壓力。
  9. 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟：在一顯示器上顯示第一索引值之該第一序列及用於該第一資料庫之該第一函數。
  10. 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟：在一顯示器上同時顯示第一索引值之每一第一序列及一或更多個資料庫之第一子集中之每一者的每一第一函數。
  11. 如請求項1所述之方法，其中接收選擇該複數個資料庫之使用者輸入之步驟包含以下步驟：顯示一下拉式列表，該下拉式列表列出該許多資料庫。
  12. 如請求項11所述之方法，其中接收選擇該複數個資料庫之使用者輸入之步驟進一步包含以下步驟：自該下拉式列表中之該許多資料庫中選擇該複數個資料庫。
  13. 如請求項1所述之方法，其中接收選擇一或更多個資料庫之該第一子集之使用者輸入之步驟包含以下步驟：顯示對於該複數個資料庫中之每一者具有一第一核取方塊的一使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多第一核取方塊之使用者輸入。
  14. 如請求項13所述之方法，其中接收選擇一或更多個資料庫之該第二子集之使用者輸入之步驟包含以下步驟：顯示對於該複數個資料庫中之每一者具有一第二核取方塊的一使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多第二核取方塊之使用者輸入。
  15. 如請求項14所述之方法，其中同時顯示對於該複數個資料庫中之每一者具有該第一核取方塊的該使用者介面及對於該複數個資料庫中之每一者具有該第二核取方塊的該使用者介面。
  16. 如請求項15所述之方法，其中在相同視窗中顯示該複數個資料庫中之每一者之該第一核取方塊及該複數個資料庫中之每一者之該第二核取方塊。
  17. 如請求項1所述之方法，其中接收選擇一或更多個資料庫之該第一子集之使用者輸入之步驟包含顯示具有第一複數個介面元件的一使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多個該第一複數個介面元件之使用者輸入，並且其中接收選擇一或更多個資料庫之該第二子集之使用者輸入之步驟包含顯示具有第二複數個介面元件的一使用者介面，以及接收選擇或取消選擇一或更多個該第二複數個介面元件之使用者輸入。
  18. 如請求項1所述之方法，其中對於該複數個資料庫中的每一個資料庫，該複數個參考光譜包括：一初始光譜，其代表研磨之一預期起始；一最終光譜，其代表研磨之一預期結束；以及研磨中在該預期起始與該預期結束之間之光譜代表時間。
  19. 一種用於配置一研磨監控系統之電腦程式產品，該產品有形地儲存於機器可讀取媒體上，該產品包含指令，該等指令可操作以導致一處理器得以：在研磨一基材之前，接收自許多資料庫選擇複數個資料庫 之使用者輸入，該複數個資料庫中之每一資料庫包含用於在該基材之研磨期間與量測光譜匹配之複數個參考光譜，該複數個參考光譜中之每一參考光譜具有一相關聯索引值；在研磨該基材之前，對於該基材之一第一區域而言，接收自該複數個資料庫選擇一或更多個資料庫之一第一子集之使用者輸入；以及在研磨該基材之前，對於該基材之一第二區域而言，接收自該複數個資料庫選擇一或更多個資料庫之一第二子集之使用者輸入。
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