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用于光谱监测的机器学习系统的训练光谱产生


技术摘要:
产生用于训练神经网络的训练光谱的方法,该方法包括以下步骤:从一或更多个样本基板测量第一多个训练光谱;针对该多个训练光谱中的每个训练光谱测量表征值以产生多个表征值,其中每个训练光谱具有相关联的表征值;在一或更多个虚设基板的处理期间测量多个虚设光谱;及  全部
背景技术:
一般通过在硅晶片上依序沉积导电的、半导电的或绝缘的层来将集成电路形成于 基板上。一个制造步骤涉及在非平坦面上沉积填料层及平坦化填料层。对于一些应用而言, 填料层被平坦化直到图案化的层的顶面暴露为止。例如,可以将导电填料层沉积于图案化 的绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽或孔洞。在平坦化之后,导电层留存在绝缘层的凸起图 案之间的部分形成了在基板上的薄膜电路之间提供导电路径的通孔(via)、插头及线路。对 于其他的应用,填料层被平坦化直到在底下的层上留下预定的厚度为止。例如,可以针对光 刻来平坦化沉积的介电层。 化学机械抛光(CMP)是一个被接受的平坦化方法。此种平坦化方法一般需要将基 板安装在承载头上。基板的暴露表面一般抵着具有耐久的粗糙面的旋转抛光垫安置。承载 头提供了基板上的可控制的负载以将基板推抵抛光垫。一般将抛光液(例如具有磨料颗粒 的浆体)供应到抛光垫的表面。 CMP中的一个问题是使用适当的抛光速率来实现合乎需要的轮廓(例如已经将基 板层平坦化到所需的平坦度或厚度,或已经移除了所需的材料量)。基板层的初始厚度、浆 体分布、抛光垫条件、抛光垫与基板之间的相对速度及基板上的负载的变化可能跨一个基 板及在基板与基板之间造成材料移除速率的变化。这些变化造成达到抛光终点所需的时间 及移除量的变化。因此,可能无法仅作为抛光时间的函数而确定抛光终点或仅通过施加恒 定的压力实现所需的轮廓。 在一些系统中,在抛光期间原位地监测基板,例如通过光学监测系统来监测。可以 使用来自原位监测系统的厚度测量值来调整向基板施加的压力以调整抛光速率及减少晶 片内不均匀性(WIWNU)。
技术实现要素:
在一个方面中,一种产生用于训练神经网络的训练光谱的方法,该方法包括以下 步骤:从一或更多个样本基板测量第一多个训练光谱;针对该多个训练光谱中的每个训练 光谱测量表征值以产生多个表征值,其中每个训练光谱具有相关联的表征值;在一或更多 个虚设基板的处理期间测量多个虚设光谱;及通过组合该第一多个训练光谱与该多个虚设 光谱来产生第二多个训练光谱,在该第二多个训练光谱中存在比该第一多个训练光谱中大 的光谱数量。该第二多个训练光谱中的每个训练光谱具有相关联的表征值。 在另一个方面中,一种产生用于训练神经网络的训练光谱的方法,该方法包括以 下步骤:从光学模型产生第一多个训练光谱;向前馈神经网络发送该第一多个训练光谱;将 该前馈神经网络的输出及经验收集的光谱发送到辨别性卷积神经网络;确定该辨别性卷积 神经网络在这些理论产生的光谱与经验收集的光谱之间作不出辨别;及此后,从该前馈神 6 CN 111587478 A 说 明 书 2/9 页 经网络产生第二多个训练光谱。 在另一个方面中,一种控制基板的处理的方法包括以下步骤:使用该第二多个训 练光谱训练人工神经网络;从原位光学监测系统,接收从基板所反射的光的测量到的光谱, 该基板经历修改该基板的外层的厚度的处理;通过将来自该测量到的光谱的光谱值应用到 该人工神经网络中,来针对该测量到的光谱产生测量到的表征值;及进行以下步骤中的至 少一个:基于该表征值,停止该基板的处理,或调整处理参数。 可以将这些方面实施在有形地实施在非暂时性计算机可读介质中且包括指令的 计算机程序产品中,所述指令用于使得处理器实现操作或使得在具有控制器的处理系统 (例如抛光系统)中实现所述操作。 所述方面中的任一者的实施方式可以包括以下特征中的一或更多者。 可以归一化多个虚设光谱以产生多个归一化的虚设光谱。组合该第一多个训练光 谱与该多个虚设光谱的步骤可以包括以下步骤:针对来自该多个归一化的虚设光谱的每个 归一化的虚设光谱,将该归一化的虚设光谱乘以该第一多个训练光谱中的一个,以产生该 第二多个训练光谱中的一个。可以随机选定该第一多个训练光谱中的该者。虚设基板可以 是空白半导体基板。 处理可以包括化学机械抛光。该表征值可以是该基板的最外层的厚度。 人工神经网络可以具有用于多个光谱值的多个输入节点、用来输出该表征值的输 出节点、及将输入节点连接到该输出节点的多个隐藏节点。可以缩减该第二多个训练光谱 的维数以产生多个光谱训练值,可以将应用光谱训练值及与该第二多个训练光谱相关联的 表征值的步骤应用于该人工神经网络以训练该人工神经网络。可以缩减测量到的光谱的维 数以产生要用来产生该表征值的光谱值。 某些实施方式可以具有以下优点中的一或更多者。可以缩减训练机器学习系统 (例如神经网络)以满足预测性能需求所需的经验抛光数据的量(例如来自不同器件晶片的 光谱数量)。可以更准确地和/或更快速地测量基板上的层的厚度。可以减少晶片内厚度不 均匀性及晶片与晶片之间的不均匀性(WIWNU及WTWNU),且可以改善用来检测所需处理终点 的终点系统的可靠度。 一或更多个实施例的细节被阐述在附图及以下的说明中。通过说明书、附图及权 利要求书,其他的特征、方面及优点将变得明显。 附图说明 图1绘示抛光装置的示例的示意横截面图。 图2绘示具有多个区的基板的示意俯视图。 图3绘示示出在第一基板上进行原位测量的位置的示意俯视图。 图4绘示用作抛光装置的控制器的一部分的神经网络。 图5是用来产生训练频谱的组件的示意图。 图6绘示由控制系统所输出的是时间的函数的表征值的图解。 各种附图中的类似的参考标号及符号指示类似的构件。 7 CN 111587478 A 说 明 书 3/9 页
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