[发明专利]使用色彩计量进行的基板的厚度测量

说明书

一种层厚度测量系统包括用于固持基板的支撑件、用于捕获基板的至少一部分的彩色图像的光学传感器、以及控制器。控制器被配置成从光学传感器接收彩色图像；存储函数，所述函数根据至少两个维度的坐标空间中沿预定路径的位置来提供表示厚度的值，所述至少两个维度包括第一色彩通道和第二色彩通道；针对彩色图像的像素，从彩色图像中的色彩数据来确定像素在坐标空间中的坐标；确定在预定路径上最靠近所述坐标的点的位置；以及从函数以及预定路径上的点的位置来计算表示厚度的值。

技术领域

本公开涉及光学计量，例如，以检测基板上的层的厚度。

背景技术

通常通过将导电层、半导电层或绝缘层按顺序沉积在硅晶片上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之上沉积填料层且使填料层平坦化。对于某些应用而言，填料层被平坦化，直到暴露了图案化的层的顶表面为止。例如，可在图案化的绝缘层上沉积导电填料层以填充绝缘层中的沟槽或孔洞。在平坦化之后，剩余在绝缘层的凸起图案之间的金属层的各部分形成过孔、插塞和接线，其提供基板上的薄膜电路之间的导电路径。对于其他应用而言，在由其他层提供的底层拓扑之上沉积填料层，并且平坦化填料层直至剩余预定厚度为止。例如，介电填料层可沉积在经图案化的金属层之上，且经图案化以提供金属区域之间的绝缘并提供平坦表面以用于进一步的光刻。

化学机械抛光(CMP)为一种公认的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板安装在载体或抛光头上。通常将基板的暴露表面放置成抵靠旋转抛光垫。承载头在基板上提供可控负载以将基板推靠在抛光垫上。通常将磨蚀抛光浆料供应至抛光垫的表面。

浆料分布、抛光垫条件、抛光垫与基板之间的相对速度和基板上的负载的变化可能引起材料去除速率的变化。这些变化以及基板层的初始厚度的变化引起达到抛光终点所需时间的变化。因此，仅根据抛光时间来确定抛光终点可能导致基板的过度抛光或抛光不足。

各种光学计量系统(例如，光谱光学计量系统或椭偏光学计量系统)可用于，例如在内嵌的(in-line)或单独的计量站处，测量基板层在抛光前和抛光后的厚度。另外，可使用各种原位监测技术(诸如单色光学或涡流监测)来检测抛光终点。

发明内容

在一个方面中，一种用于获得表示基板上的层的厚度的测量值的系统包括用于固持用于集成电路制造的基板的支撑件、用于捕获由支撑件固持的基板的至少一部分的彩色图像的光学传感器、以及控制器。控制器被配置成从光学传感器接收彩色图像；对彩色图像执行色彩校正以产生具有增加的色彩对比度的经调整彩色图像；存储函数，所述函数根据至少两个维度的坐标空间中沿预定路径的位置来提供表示厚度的值，所述至少两个维度包括第一色彩通道和第二色彩通道；针对经调整彩色图像的像素，从经调整彩色图像中针对所述像素的色彩数据来确定所述像素在坐标空间中的坐标；确定在预定路径上最靠近所述像素坐标的点的位置；以及从函数以及预定路径上的点的位置来计算表示厚度的值。

在其他方面中，一种计算机程序包括用于使处理器执行控制器的操作的指令，并且一种抛光方法包括：将用于集成电路制造的基板定位在彩色相机的视野中，从彩色相机产生基板的彩色图像，以及执行操作。

这些方面中的任一者的实施方式可包括以下特征中的一者或多者。

控制器可使用预定色彩校正矩阵来执行色彩校正。由光学传感器产生的彩色图像可为N个色彩通道。可计算经调整彩色图像的像素的经校正强度值I_C1,…,I_CN，所述经校正强度值I_C1,…,I_CN满足

其中I₀₁,…,I_0N为彩色图像的所述像素的原始强度值，并且a11,…,aNN为色彩校正矩阵的值。

可将偏移和/或增益和/或伽马校正施加至来自光学传感器的原始图像数据，以产生彩色图像。可将彩色图像归一化。可在针对彩色图像执行色彩校正之前将彩色图像归一化。可对彩色图像滤波以去除低频空间变化。