[發明專利]使用顏色測量的基板的厚度測量

有效

• 申請號: 201780057683.6
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN109716494B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: D·J·本韋格努
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 汪駿飛;侯穎媖

一種用于獲得代表基板上的層的厚度的測量的度量系統包含：被定位以獲取所述基板的至少一部分的彩色圖像的相機。控制器被配置以從所述相機接收所述彩色圖像；將預先確定的路徑存儲在具有包含第一顏色通道和第二顏色通道的至少二個維度的坐標空間中；存儲函數，所述函數提供代表厚度的數值，作為在所述預先確定的路徑上的位置的函數；從在所述彩色圖像中的針對所述像素的顏色數據確定在所述坐標空間中的像素的坐標；確定最靠近所述像素的所述坐標的在所述預先確定的路徑上的點的位置；以及從所述函數和在所述預先確定的路徑上的所述點的所述位置中，計算代表厚度的數值。

技術領域

此公開涉及光學測量(例如涉及檢測基板上的層的厚度)。

背景技術

通常通過循序地將導電層、半導電層或絕緣層沉積在硅晶片上的方式而將集成電路形成在基板上。一個制造步驟涉及將填充層沉積在非平面的表面上和對填充層進行平坦化。對于某些應用而言，該填充層被平坦化，直到圖案化層的上表面暴露為止。導電的填充層，例如，可被沉積在圖案化的絕緣層上以填充在絕緣層中的溝槽或孔。在進行平坦化之后，保留在絕緣層的凸起的圖案之間的金屬層的部分形成：通孔、插塞以及提供在位于基板上的薄膜電路之間的導電路徑的線路。對于其他的應用(諸如：氧化物的研磨)而言，填充層被平坦化，直到預先確定的厚度被留在非平面的表面上為止。此外，光刻法通常需要基板表面的平坦化。

化學機械研磨(Chemical?mechanical?polishing,CMP)是一種可接受的平坦化的方法。這種平坦化方法通常要求：將基板安裝在載體或研磨頭上。通常將基板的顯露的表面放置成與旋轉的研磨墊相抵靠。載體頭在基板上提供可控制的負載以推進該基板而與研磨墊相抵靠。具有研磨作用的研磨漿料通常被提供至研磨墊的表面。

漿料分布、研磨墊狀態、研磨墊與基板之間的相對速度，以及在基板上的負載的變化可以造成材料移除速率的變化。這些變化以及基板層的初始的厚度的變化造成達到研磨終點所需要的時間的變化。因而，僅將研磨終點確定為研磨時間的函數可以導致基板的過度研磨或研磨不足。

例如，在直列式或獨立的度量站處，可以使用各種光學度量系統(例如，光譜測量或橢圓偏振測量)以測量基板層在研磨前和研磨后的厚度。此外，可以使用各種原位監控技術(諸如：單色光學或渦電流監控)以檢測研磨終點。

發明內容

在一個方面中，用于獲得代表基板上的層的厚度的測量的度量系統包含：支撐件，該支撐件用于固持用于集成電路制造的基板；彩色相機，該彩色相機被定位以獲取由該支撐件所固持的該基板的至少一部分的彩色圖像；以及控制器。控制器被配置以從該相機接收該彩色圖像；將預先確定的路徑存儲在具有包含第一顏色通道和第二顏色通道的至少兩個維度的坐標空間中；存儲函數，該函數提供：代表厚度的數值，作為在該預先確定的路徑上的位置的函數；對于該彩色圖像的像素，從在該彩色圖像中的針對該像素的顏色數據，確定在該坐標空間中的該像素的坐標；在預先確定的路徑上確定最靠近該像素的該坐標的點的位置；以及從該函數和在該預先確定的路徑上的該點的該位置，計算代表厚度的值。

另一方面是一種計算機程序產品，該計算機程序產品包含：用于使得處理器獲得代表基板上的層的厚度的測量的指令。另一方面是一種獲得代表基板上的層的厚度的測量的方法。

任何方面的實施包含：以下特征中的一或更多個。

坐標空間可以是二維的或三維的。

第一顏色通道和所選擇的顏色通道可以從包含色調、飽和度、亮度、X、Y、Z、紅色色度、綠色色度以及藍色色度的顏色通道的群組中選擇。舉例而言，第一顏色通道可以是紅色色度，并且第二顏色通道可以是綠色色度。