[发明专利]使用神经网络的光谱监测

说明书

处理基板的方法包括以下步骤：使基板经受修改所述基板的外层的厚度的处理，在处理期间测量从所述基板反射的光的光谱，缩减测得的光谱的维度以产生多个分量值，使用人工神经网络产生表征值，以及基于所述表征值来确定停止处理所述基板或调整处理参数中的至少一个。所述人工神经网络具有接收所述多个分量值的多个输入节点、输出所述表征值的输出节点以及将所述输入节点连接至所述输出节点的多个隐藏节点。

技术领域

本申请案涉及例如在处理(诸如，化学机械抛光)期间的基板的光学监测。

背景技术

集成电路通常通过在硅晶片上顺序沉积导电层、半导体层或绝缘层而形成在基板上。制造步骤涉及在非平面表面上沉积填料层及使填料层平坦化。对于一些应用来说，填料层被平坦化直到图案化层的顶表面被暴露为止。例如，可以将导电填料层沉积在图案化的绝缘层上，以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化之后，保留在绝缘层的凸起图案之间的导电层的部分形成通孔、插塞以及在基板上的薄膜电路之间提供导电路径的线。对于其他应用来说，填料层被平坦化直到预定厚度留在底层上。例如，经沉积的介电层可以被平坦化以进行光刻。

化学机械抛光(CMP)是一种公认的平坦化方法。此平坦化方法通常要求基板安装在承载头上。通常将基板的暴露表面放置靠在具有耐久粗糙表面的旋转抛光垫上。承载头在基板上提供可控制的负载以将该基板推靠至抛光垫。通常将抛光液(如，具有研磨颗粒的研磨浆料)供给至抛光垫的表面。

CMP中的一个问题是使用合适的抛光速率来获得所需的轮廓，例如，已经平坦化到所期望的平坦度或厚度的基板层或已去除了期望量的材料。基板层的初始厚度、浆料分布、抛光垫状态、抛光垫和基板之间的相对速度以及基板上的负载的变化可以引起基板上和基板之间的材料移除速率的变化。这些变化导致达到抛光终点所需时间以及所去除的量的变化。因此，仅将抛光终点确定为抛光时间的函数可能是不可能的，或仅通过施加恒定压力来实施期望轮廓可能是不可能的。

在一些系统中，例如通过光监测系统在抛光期间原位监测基板。来自原位监测系统的厚度测量可以用于调节施加至基板的压力，以调节抛光速率并且减少晶片内不均匀性(WIWNU)。

发明内容

在一方面，一种用于控制基板的处理的计算机程序产品具有使处理器执行以下操作的指令：从原位光监测系统接收从正在进行处理的基板反射的光的测得的光谱，该处理修改该基板的外层的厚度；缩减该测得的光谱的维度以产生多个分量值；使用人工神经网络来产生表征值，以及基于该表征值来确定基板的停止处理或处理参数的调整中的至少一个。

在另一方面中，一种处理基板的方法包括以下步骤：使基板经受修改该基板的外层的厚度的处理，在该处理期间利用原位光监测系统测量从正在进行处理的基板所反射的光的测得的光谱，缩减该测得的光谱的维度以产生多个分量值，使用人工神经网络来产生表征值，以及基于该表征值来确定基板的停止处理或处理参数的调整中的至少一个。

在另一方面中，一种抛光系统包括：支撑件、承载头、电机、原位光检测系统以及控制器，支撑件支撑抛光垫，承载头保持基板与该抛光垫接触，电机在该支撑件与该承载头之间产生相对运动，原位光检测系统测量在抛光期间从基板反射的光的光谱，控制器被配置成执行以下步骤：接收从正在进行处理的基板所反射的光的测得的光谱，缩减该测得的光谱的维度以产生多个分量值，使用人工神经网络来产生表征值，以及基于该特征值来确定基板的停止处理或处理参数的调整中的至少一个。

人工神经网络具有用于接收多个分量值的多个输入节点、用于输出表征值的输出节点以及将输入节点连接至输出节点的多个隐藏节点。

实现可以包括下列特征中的一个或多个。