[发明专利]普雷斯顿矩阵产生器

说明书

一种产生矩阵以将化学机械抛光系统的多个可控制参数与抛光速率分布相关的方法包括抛光测试基板。使用将第一参数设置为第一值的基线参数值，来针对第一时间段抛光测试基板，并且使用将第一参数设置为修改的第二值的第一修改参数值，来针对第二时间段抛光测试基板。在抛光期间监控测试基板的厚度，并且针对第一时间段决定基线抛光速率分布，并且针对第二时间段决定第一修改抛光速率分布。基于基线参数值、第一修改参数、基线抛光速率分布和第一修改抛光速率分布，来计算矩阵。

技术领域

本发明涉及用于化学机械抛光的控制系统。

背景技术

通常通过在硅晶片上依序沉积导电层、半导电层或绝缘层，来在基板上形成集成电路。一个制造步骤涉及在非平面表面上方沉积填充剂层，并且平坦化填充剂层。针对某些应用，平坦化填充剂层，直到暴露出图案化层的顶表面。例如，可将导电填充剂层沉积在图案化的绝缘层上，以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平面化之后，残留在绝缘层的凸起图案之间的一部分导电层形成通孔、插塞和线，所述通孔、插塞和线在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。针对其他应用，平坦化填充剂层，直到在底层上方剩下预定厚度。例如，可平坦化沉积的介电层以进行光刻。

化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。该平坦化方法通常需要将基板安装在承载头上。通常将基板的暴露表面抵靠在具有耐用的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，以将其推向抛光垫。通常将诸如具有研磨颗粒的浆料的抛光液供应至抛光垫的表面。

处理的基材表现出材料去除分布，抛光处理后的抛光层厚度的变化的径向或二维图。

发明内容

一种产生将化学机械抛光系统的多个可控制参数与抛光速率分布相关的矩阵的方法，该方法包括：在化学机械抛光系统中用抛光垫来抛光测试基板，并且使用原位监控系统，来在抛光期间在整个基板的多个位置的每个位置处监控测试基板的厚度。当将基板维持在抛光垫处时，使用针对多个可控制参数的基线参数值，来针对第一时间段抛光测试基板，基线参数值具有设置为第一值的第一参数，并且使用针对多个可控制参数的第一修改参数值，来针对第二时间段抛光测试基板，第一修改参数值具有设置为修改的第二值的第一参数。基于由原位监控系统的厚度测量，来针对第一时间段决定基线抛光速率分布，并且针对第二时间段决定第一修改抛光速率分布。基于基线参数值、第一修改参数、基线抛光速率分布和第一修改抛光速率分布，来计算将多个可控制参数与化学机械抛光系统的抛光速率分布相关的矩阵。

实施方式可包括以下特征中的一个或多个特征。

可接收目标抛光分布，并且可决定多个可控制参数的每个参数的值，以最小化目标去除分布与基于矩阵计算的预期去除分布之间的差异。

可使用针对多个可控制参数的每个参数的值，来在化学机械抛光系统处抛光装置基板，以最小化差异。

第二值可相对于第一值增加。当将基板维持在抛光垫时，抛光测试基板可包括：使用针对多个可控制参数的第二修改参数值，来针对第三时间段抛光测试基板。第二修改参数可包括设置为相对于第一值减少的第三值的第一参数。

可基于由原位监控系统的厚度测量，来决定针对第三时间段的第二修改抛光速率分布，并且基于基线参数值、第一修改参数、第二修改参数、基线抛光速率分布、第一修改抛光速率分布和第二修改抛光速率分布，来计算矩阵。

基线参数值可包括设置为第四值的第二参数。当将基板维持在抛光垫处时，抛光测试基板可包括使用针对多个可控制参数的第四修改参数值，来针对第四时间段抛光测试基板。第四修改参数可包括设置为不同于第四值的第五值的第二参数。第四修改参数可包括设置为第一值的第一参数。第一修改参数可包括设置为修改的第五值的第二参数。