DE60026879T2 - Methode und apparat zur kontrolle des polierstandes, poliergerät, scheibe, halbleiter und seine herstellung - Google Patents

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    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Polier-Überwachungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und Poliervorrichtungen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 beziehungsweise Anspruch 12. Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung allgemein ein Polierzustand-Überwachungsverfahren und eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, die zur Verwendung bei der Planarisierung von Halbleiterbausteinen in einem Prozess geeignet ist, in welchem Halbleiterbausteine (wie zum Beispiel ULSI [Bausteine], u.s.w.) hergestellt werden, sowie einen Prozesswafer, der in dieser Poliervorrichtung verwendet wird, ein Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren unter Verwendung dieser Poliervorrichtung und einen durch dieses Verfahren hergestellten Halbleiterbaustein.
  • Hintergrundtechnologie
  • Ein Verfahren und Vorrichtungen der oben erwähnten Art sind beispielsweise aus WO 99/64205 A bekannt.
  • Da integrierte Halbleiterschaltkreise höherintegriert und in der Größe kleiner geworden sind, wurden die für die Herstellung solcher Halbleiter [integrierter Schaltungen] erforderlichen Prozesse zahlreicher und komplizierter. Im Ergebnis sind die Oberflächen von Halbleiterbausteinen nicht mehr immer eben. Das Vorhandensein von Stufenunterschieden auf den Oberflächen von Halbleiterbausteinen führt zu Leitungsunterbrechungen und lokalen Anstiegen im Widerstand u.s.w. und verursacht so Schaltungsunterbrechungen und einen Abfall in der elektrischen Kapazität. Ferner führt das auch zu einer Verschlechterung der Spannungsfestigkeit und dem Auftreten eines Verlustes in Isolationsschichten.
  • Mittlerweile, da integrierte Halbleiterschaltkreise höherintegriert und in der Größe kleiner geworden sind, sind die Wellenlängen der Lichtquelle von Halbleiter-Belichtungsvorrichtungen, die in der Photolithographie verwendet werden, kürzer geworden, und die numerischen Aperturen, oder die so genannten NA, der Projektionslinsen solcher Halbleiter-Belichtungsvorrichtungen sind größer geworden. Im Ergebnis sind die Fokustiefen der Projektionslinsen der Halbleiter-Belichtungsvorrichtungen wesentlich flacher geworden. Um solch eine erhöhte Flachheit der Fokustiefe zu beherrschen, ist es notwendig, die Oberflächen von Halbleiterbausteinen in einem höheren Maß zu planieren, als es bisher erreicht wurde.
  • Um es konkret zu beschreiben, es wurde eine Planierungstechnik wie beispielsweise die in den 11(a) und 11(b) gezeigte bei Halbleiterprozessen essentiell. [Hier] sind ein Halbleiterbaustein 24, eine aus SiO2 bestehende Zwischenlage-Isolationsschicht 22 und eine aus Al bestehende Metallschicht 23 auf der Oberfläche eines Siliziumwafers 21 ausgebildet. 11(a) zeigt ein Beispiel, in welchem die Zwischenlage-Isolationsschicht 22 auf der Oberfläche des Halbleiterbausteins planiert wird. 11(b) zeigt ein Beispiel, in welchem die Metallschicht 23 auf der Oberfläche des Halbleiterbausteins poliert wird, so dass ein so genannter "Damaszener" gebildet wird. Chemisch-mechanisches Polieren oder chemisch-mechanische Planarisierung (nachstehend als "CMP" bezeichnet) hat die Aufmerksamkeit als ein Verfahren zum Planieren solcher Oberflächen eines Halbleiterbausteins auf sich gezogen.
  • CMP ist ein Prozess, in welchem Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche des Wafers durch Kombinieren eines chemischen Vorgangs (Eluierung mittels eines Poliermittels oder einer Polierlösung) mit physikalischem Polieren entfernt werden, dieser Prozess ist ein einflussreicher Kandidat für eine umfassende Planierungstechnik. Konkret gesagt, es wird ein als "Schlamm" bezeichnetes Poliermittel verwendet, in welchem Polierpartikel (im allgemeinen Quarz, Tonerde oder Zeroxid u.s.w.) in einem Medium wie zum Beispiel einer Säure oder einem Alkali u.s.w. verteilt sind, in welchem das Polierobjekt löslich ist; durch Anwenden von Druck auf die Oberfläche des Wafers mit einem geeigneten Poliertuch wird bewirkt, dass das Polieren weitergeht, und das Schleifen der Oberfläche wird mittels einer Relativbewegung bewirkt. Ein gleichmäßiges Polieren innerhalb der Ebene [der Oberfläche] kann erreicht werden, indem die Anwendung von Druck und die Geschwindigkeit der Relativbewegung über die gesamte Oberfläche des Wafers gleich gemacht werden.
  • Dieser Prozess leidet noch an vielen Problemen bezüglich der Anpassung an herkömmliche Halbleiterprozesse u.s.w.; allgemein ist ein Hauptproblem, das zu lösen bleibt, das Überwachen des Polierzustandes (Erfassung des Umfangs des Polierens oder des Polierendpunktes u.s.w.), während der Polierprozess ausgeführt wird (d.h. In-Situ-[Überwachen des Polierzustandes]). Es gibt dafür einen großen Bedarf auch im Hinblick auf das Verbessern der Effizienz des Prozesses.
  • Bei CMP treten Variationen in der Polierrate als ein Ergebnis sowohl von lokalen Unterschieden in der Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Polierkissens und Unterschieden in den Bedingungen der Zuführung des Schlamms als auch von Unterschieden in der Druckverteilung auf. Ferner gibt es auch Unterschiede in der Polierrate, die durch Variationen in den Oberflächenzuständen des Kissens infolge des Ausrichtens, ein Abfall in der Polierrate gemäß der Anzahl der behandelten Wafer (durch Benutzung hervorgerufene Verschlechterung) und individuelle Unterschiede bei den verwendeten Kissen u.s.w. hervorgerufen werden. Im Ergebnis solcher Probleme ist es schwierig, den Endpunkt eines bestimmten Umfangs des Polierens durch die Steuerung der Polierzeit zu bestimmen.
  • Dementsprechend wurden Verfahren vorgeschlagen, in welchen der Endpunkt während des Messens des Motordrehmoments oder der Motorvibration u.s.w. in situ anstatt des Bestimmens des Endpunkts durch Zeitsteuerung bestimmt wird. Solche Verfahren sind einigermaßen effektiv in dem Fall von CMP, bei welcher das Material, das das Polierobjekt ist, variiert (zum Beispiel CMP von Leitungsmaterialien oder CMP, bei welcher Stopschichten vorhanden sind). Jedoch gibt es im dem Fall von Siliziumwafern mit komplizierten Strukturen wenig Variation in dem Material, das das Polierobjekt ist; dementsprechend kann es Fälle geben, in welchen die Bestimmung des Endpunkts schwierig ist. Ferner ist es in dem Fall von CMP von Zwischenlage-Isolierschichten notwendig, die Zwischenleiter-Kapazität zu überwachen; dementsprechend ist die Überwachung der Restschichtdicke eher als [die Überwachung] des Polierendpunkts erforderlich. Es ist schwierig, die Schichtdicke unter Verwendung von Verfahren zu messen, die den Endpunkt durch eine In-Situ-Messung des Motordrehmoments oder der Motorvibration u.s.w. bestimmen.
  • In letzter Zeit wurde daher das Überwachen des Polierzustandes (In-Situ-Endpunktbestimmung und In-Situ- Schichtdickenmessung u.s.w.) durch optische Messungen und insbesondere durch die Messung der spektroskopischen Reflexion, wie sie (beispielsweise) in der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. H11-33901 beschrieben ist, als wirksam erachtet. Im Fall solch einer Überwachung des Polierzustandes durch die Messung der spektroskopischen Reflexion wird der Wafer, der das Polierobjekt ist, während der CMP mit einem Probenlicht bestrahlt und der Umfang des Polierens oder der Polierendpunkt wird während des Polierens gemäß den Variationen in dem spektroskopischen Reflexionsvermögen des von dem Wafer reflektierten Lichts erfasst.
  • Das Licht, das von der polierten Oberfläche eines Wafers reflektiert wird, auf welchem ein Halbleiterelement ausgebildet ist, kann als eine Überlagerung von Lichtwellen von verschiedenen Schichten und verschiedenen Teilen des Bausteins (laminierte Dünnschichten) angesehen werden; die Wellenform des spektroskopischen Reflexionsvermögens variiert gemäß der Dicke der Schicht, die gerade poliert wird (d.h. die oberste Schicht). Diese Variation ist stabil (reproduzierbar) und neigt dazu, nicht durch den eingeschobenen Schlamm, die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke oder Vertiefungen und Beulen in der Oberfläche oder Grenzflächen u.s.w. beeinflusst zu werden. Dementsprechend kann, wenn der durch Messung der oben erwähnten spektroskopischen Reflexion bestimmte Polierzustand überwacht wird, die Waferdicke, der Umfang des Polierens oder der Polierendpunkt trotz der oben erwähnten Störfaktoren genau erfasst werden. Ferner kann der Umfang des Polierens indirekt aus der Anfangsdicke des Wafers und der gemessenen Dicke des Wafers gemessen werden.
  • Bei der oben erwähnten herkömmlichen Überwachung des Polierzustandes durch Messung der spektroskopischen Reflexion kennzeichnet das gemessene Spektrum, welches das Spektrum (Intensität bei verschiedenen Wellenlängen) des von dem Wafer reflektierten Lichts ist, das spektroskopische Reflexionsvermögen; dementsprechend würde es den Anschein haben, dass die Schichtdicke u.s.w. unmittelbar aus dem gemessenem Spektrum bestimmt werden könnte.
  • In diesem Fall treten jedoch die folgenden Probleme auf:
    Insbesondere wird das gemessene Spektrum nicht nur durch die Dicke der Schicht des Wafers, die gerade poliert wird (d.h. die oberste Schicht), sondern auch durch die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle beeinflusst, die das Probenlicht aussendet, das den Wafer bestrahlt. Im Ergebnis wird die Wellenform des gemessenen Spektrums gemäß den spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle gestört, so dass die Schichtdicke u.s.w. nicht immer mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann, was eine genaue Überwachung des Polierzustandes unmöglich macht. Außerdem fällt, da die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle mit dem Zeitablauf variieren, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes ab, während die Zeit vergeht.
  • Ferner wird, da das gemessene Spektrum auch durch die Charakteristika der spektroskopischen Empfindlichkeit des Lichtempfangssensors beeinflusst wird, der das reflektierte Licht empfängt, die Wellenform des gemessenen Spektrums auch durch diese Charakteristika der spektroskopischen Empfindlichkeit gestört, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes auch diesbezüglich abfällt. Außerdem fällt, da die Charakteristika der spektroskopischen Empfindlichkeit des Lichtempfangssensors auch mit dem Zeitablauf variieren, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes auch diesbezüglich ab.
  • Ferner ist es wünschenswert, obgleich [die Genauigkeit] dazu tendiert, nicht durch den eingeschobenen Schlamm beeinflusst zu werden, den Effekt des eingeschobenen Schlamms noch weiter zu reduzieren, um die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes zu erhöhen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Tatsachen erdacht; ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Polierzustand-Überwachungsverfahren und eine Poliervorrichtung der anfangs erwähnten Arten bereitzustellen, welche es ermöglichen, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes zu erhöhen.
  • Zu diesem Zweck stellt die Erfindung ein Polierzustand-Überwachungsverfahren mit dem Merkmalen von Anspruch 1 sowie Poliervorrichtungen mit den Merkmalen von Anspruch 12 beziehungsweise Anspruch 13 bereit. weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ferner wird bei dieser Überwachung ein vorgegebener reflektierender Körper mit Licht bestrahlt, das von der oben erwähnten Lichtquelle emittiert wird (beispielsweise kann dieses Licht das gleiche wie das [oben erwähnte] Probenlicht sein oder kann ein Licht sein, das von der [oben erwähnten] Lichtquelle emittiert wird und von dem Probenlicht separat abgeteilt ist), entweder vor dem Polieren des oben erwähnten Polierobjekts oder während des Polierens des oben erwähnten Polierobjekts, und es wird ein Referenzspektrum erfasst, welches das Spektrum des von diesem reflektierendem Körper reflektierten Lichts ist; dann wird der oben erwähnte Polierzustand während des Polierens des oben erwähnten Polierobjekts auf der Basis der Beziehung des oben erwähnten gemessenen Spektrums zu dem oben erwähnten Referenzspektrum überwacht. Ferner wird Licht mit zahlreichen Wellenlängenkomponenten, wie zum Beispiel weißes Licht, als das oben erwähnte Probenlicht und das Licht verwendet, das den oben erwähnten reflektierenden Körper bestrahlt.
  • Es ist wünschenswert, dass der oben erwähnte reflektierende Körper eine flache spektroskopische Kennlinie hat; jedoch kann dieser reflektierende Körper auch eine vorgegebene spektroskopische Kennlinie haben. Um das Signal-Rausch-Verhältnis des gemessenen Spektrums, das erhalten wird, zu verbessern, ist es wünschenswert, dass das Reflexionsvermögen des oben erwähnten reflektierenden Körpers 20% oder größer ist; ein Reflexionsvermögen von 30% oder höher ist noch wünschenswerter, ein Reflexionsvermögen von 50% oder höher ist noch wünschenswerter, ein Reflexionsvermögen von 70% oder höher ist noch wünschenswerter, und ein Reflexionsvermögen von 90% oder höher ist noch wünschenswerter.
  • Die oben erwähnte Beziehung ist eine Beziehung, in welcher das gemessene Spektrum durch ein relatives Spektrum mit dem [oben erwähnten] Referenzspektrum als eine Referenz ersetzt wird. Das Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum (das heißt das Verhältnis der Intensität des gemessenen Spektrums zu der Intensität des Referenzspektrums bei verschiedenen Wellenlängen) kann als ein Beispiel der oben erwähnten Beziehung angeführt werden; jedoch ist [die vorliegende Erfindung] nicht auf so eine Beziehung beschränkt.
  • In der vorliegenden Erfindung wird das [oben erwähnte] gemessene Spektrum während des Polierens erfasst, und der Polierzustand wird während des Polierens (in situ) auf der Basis dieses gemessenen Spektrums überwacht; grundsätzlich wird deshalb die Überwachung des Polierzustandes basierend auf der Messung der spektroskopischen Reflexion realisiert.
  • Ferner wird in der vorliegenden Erfindung das gemessene Spektrum nicht verwendet, "wie es ist"; stattdessen wird ein vorgegebener reflektierender Körper mit von der Probenlichtquelle emittiertem Licht entweder vor dem Polieren oder während des Polierens bestrahlt, und es wird das Spektrum des von diesem reflektierenden Körper reflektierten Lichts (Referenzspektrum) erhalten; dann wird der Polierzustand während des Polierens auf der Basis der Beziehung des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum überwacht.
  • Dementsprechend werden, obgleich die Wellenform des gemessenen Spektrums selbst gestört ist und hervorruft, dass sie durch die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle variiert und sich im Verlauf der Zeit ändert, das Referenzspektrum und das gemessene Spektrum in der gleichen Weise durch die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle beeinflusst; folglich kann der Einfluss der spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle mehr oder weniger aus der oben erwähnten Beziehung ausgeschlossen werden. Ferner werden, wenn die jeweiligen Strahlen des reflektierten Lichts, die empfangen werden, wenn das gemessene Spektrum und das Referenzspektrum durch den selben Lichtempfangssensor erfasst werden, dann das Referenzspektrum und das gemessene Spektrum in der gleichen Weise durch die spektroskopischen Empfindlichkeitscharakteristika des Lichtempfangssensors beeinflusst; dementsprechend kann der Einfluss der spektroskopischen Empfindlichkeitscharakteristika des Lichtempfangssensors mehr oder weniger aus der oben erwähnten Beziehung ausgeschlossen werden. In der vorliegenden Erfindung wird daher, da der Polierzustand auf der Basis der oben erwähnten Beziehung überwacht wird, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes erhöht.
  • Ferner ist es in Fällen, in denen das Referenzspektrum vor dem Polieren erfasst wird, wünschenswert, dass dieses Referenzspektrum unmittelbar vor dem Beginn des Polierens oder zu einem Zeitpunkt, der dem Zeitpunkt nahe ist, zu dem das Polieren beginnt, erfasst wird, um die Einflüsse von Veränderungen im Verlaufe der Zeit so weit, wie es möglich ist, auszuschließen. Da Veränderungen im Verlaufe der Zeit in den spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle oder des Lichtempfangssensors nicht in einer kurzen Zeit auftreten, ist es natürlich ausreichend, wenn die Zeit von der Erfassung des Referenzspektrums bis zum Beginn des Polierens eine Zeit ist, die kurz genug ist, so dass es kein auffälliges Auftreten der Einflüsse solcher Veränderungen im Verlaufe der Zeit gibt.
  • Ferner weisen Beispiele des oben erwähnten Polierzustandes die Erfassung (oder Bestimmung) der verbleibenden Schichtdicke, des Umfangs des Polierens oder des Polierendpunkts auf.
  • In der in Anspruch 1 beanspruchten Erfindung können, wie in der in Anspruch 2 beanspruchten Erfindung, Fenster in dem Polierkörper vorhanden sein oder nicht vorhanden sein.
  • In der in Anspruch 1 beanspruchten Erfindung und der in Anspruch 2 beanspruchten Erfindung kann das Referenzspektrum auch ohne ein eingeschobenes Poliermittel erhalten werden. Jedoch kann, wenn das Poliermittel wie in dieser Erfindung eingeschoben ist, dann ein Referenzspektrum, welches die Einflüsse des Poliermittels zeigt, in einem Zustand erfasst werden, der nahe dem Zustand ist, in welchem das gemessene Spektrum erhalten wird; dementsprechend kann der Einfluss des Poliermittels auf die oben erwähnte Beziehung (zum Beispiel die Einflüsse von durch das Poliermittel verursachter Streuung und Absorption) reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes weiter erhöht werden kann.
  • In der in Anspruch 3 beanspruchten Erfindung muss keine Belastung zwischen dem Polierkörper und dem reflektierenden Körper aufgebracht werden. Jedoch wird, wenn, wie in dieser Erfindung, das Referenzspektrum erfasst wird, während eine Belastung zwischen dem Polierkörper und dem reflektierenden Körper aufgebracht wird, die im wesentlichen die gleiche ist wie die Belastung, die während des Polierens des Polierobjekts aufgebracht wird, dann die Dicke der Schicht des eingeschobenen Poliermittels auch ähnlich der Dicke der Schicht des Poliermittels zu dem Zeitpunkt sein, zu dem das gemessene Spektrum erhalten wird. Dementsprechend wird in der vorliegenden Erfindung ein Referenzspektrum erhalten, welches die Einflüsse des Poliermittels in einem Zustand widerspiegelt, der dem Zustand viel näher ist, der erhalten wird, wenn das gemessene Spektrum erfasst wird, als es in der in Anspruch 3 beanspruchten Erfindung der Fall ist; dementsprechend kann der Einfluss des Poliermittels auf die oben erwähnte Beziehung weiter reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes noch weiter erhöht werden kann.
  • In der in Anspruch 4 beanspruchten Erfindung muss der reflektierende Körper zu dem Zeitpunkt, zu dem das Referenzspektrum erfasst wird, nicht poliert sein. Jedoch werden, wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, das Referenzspektrum erfasst wird, während der reflektierende Körper unter im wesentlichen den selben Bedingungen wie den für das Polieren des Polierobjekts verwendeten Bedingungen poliert wird, dann die Einflüsse von Variationen in der Dicke der Schicht des Poliermittels gemäß den Polierbedingungen und die Einflüsse von Blasen, die während der Relativbewegung des Polierobjekts und des Polierkörpers u.s.w. beigemischt werden, auch in dem Referenzspektrum widergespiegelt. Dementsprechend erlaubt, im Vergleich zu der in Anspruch 4 beanspruchten Erfindung, die vorliegende Erfindung die Erfassung eines Referenzspektrums, das die Einflüsse des Poliermittels in einem Zustand widerspiegelt, der dem Zustand viel näher ist, der erhalten wird, wenn das gemessene Spektrum erfasst wird. Folglich werden die Einflüsse des Poliermittels auf die oben erwähnte Beziehung weiter reduziert, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes noch weiter erhöht wird.
  • In den in den Ansprüchen 1 bis 5 beanspruchten Erfindungen gibt es keine bestimmten Beschränkungen in der Form und den Abmessungen des reflektierenden Körpers oder des Teils, welches den reflektierenden Körper aufweist. Jedoch kann in der vorliegenden Erfindung der reflektierende Körper oder das Teil, welches den reflektierenden Körper aufweist, in der gleichen Weise gehandhabt werden wie das Polierobjekt, was wünschenswert ist.
  • Ferner gibt es in den in den Ansprüchen 1 bis 5 beanspruchten Erfindungen keine bestimmten Beschränkungen bei dem reflektierenden Körper; beispielsweise kann dieser reflektierende Körper aus einem Spiegel, welcher durch Ausbilden einer Metallschicht gebildet ist, die das oben erwähnte Reflexionsvermögen aufweist, oder einer mit einem Spiegel abgeschlossenen Platte (zum Beispiel eine Metallplatte oder ein mit einem Spiegel abgeschlossener Siliziumwafer u.s.w.) bestehen. Solche Teile sind auch als der in der vorliegenden Erfindung verwendete reflektierende Körper geeignet.
  • In der vorliegenden Erfindung kann der reflektierende Körper oder das Teil, welches den oben erwähnten reflektierenden Körper aufweist, in der gleichen Weise wie der Prozesswafer gehandhabt werden; dementsprechend wird die Erfassung des Referenzspektrums vereinfacht, was wünschenswert ist.
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, der reflektierende Körper in dem Halteteil installiert wird, das das Polierobjekt hält, dann besteht kein Bedarf für einen Arbeitsgang, in welchem der reflektierende Körper in die Polierposition gesetzt wird (wie in der in Anspruch 7 beanspruchten Erfindung), wenn das Referenzspektrum erfasst wird. Ferner wird es möglich, das Referenzspektrum während des Polierens zu erfassen.
  • In diesem Fall kann beispielsweise der reflektierende Körper als eine so genannte Dummy-Zelle ausgebildet sein, in welcher eine Schicht eines Metalls ausgebildet ist, die das oben erwähnte Reflexionsvermögen hat. Die Fläche, in welcher der reflektierende Körper ausgebildet ist, kann eine [große] Fläche entsprechend einem Chip sein oder kann eine kleinere Fläche sein.
  • Wenn, wie in der vorliegenden Erfindung, der reflektierende Körper auf dem Prozesswafer selbst (welcher das Polierobjekt konstituiert) ausgebildet ist, besteht kein Bedarf für die separate Erstellung eines reflektierenden Körpers.
  • In der vorliegenden Erfindung kann, da der reflektierende Körper in dem Halteteil gehalten wird, eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche zur Realisierung des Polierzustand-Überwachungsverfahrens geeignet ist, das die in Anspruch 8 beanspruchte Erfindung konstituiert.
  • In der vorliegenden Erfindung wird der Prozess durch Überwachen des Polierzustandes mit guter Genauigkeit effizienter gemacht; im Ergebnis können Halbleiterbausteine bei niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren hergestellt werden.
  • In Fällen, in denen ein Metall als der oben erwähnte reflektierende Körper in den jeweiligen, oben beschriebenen Erfindungen verwendet wird, weisen Beispiele [geeigneter] Metalle Al, W, Cu, Pt, Si, Ag, Cr, Ni und rostfreien Stahl u.s.w. auf.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung ein Polierzustand-Überwachungsverfahren und eine Vorrichtung, welche es ermöglicht, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes zu verbessern, sowie eine Poliervorrichtung bereitstellen, welche dieses Überwachungsverfahren und diese Vorrichtung verwendet.
  • Ferner kann die vorliegende Erfindung einen Prozesswafer bereitstellen, welcher zur Realisierung solch eines Polierzustand-Überwachungsverfahrens geeignet ist.
  • Außerdem kann die vorliegende Erfindung [a] ein Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren, in welchem die Prozesseffizienz durch Überwachen des Polierzustandes mit guter Präzision erhöht wird, so dass Halbleiterbausteine bei niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren hergestellt werden können, und [b] einen preiswerten Halbleiterbaustein bereitstellen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliervorrichtung in Modellform zeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert.
  • 2 zeigt eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Poliervorrichtung, und eine Darstellung, welche das optische Messsystem in Modellform zeigt.
  • 3 ist eine Draufsicht, welche einen Prozesswafer in Modellform zeigt, der eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert.
  • 4 ist eine Darstellung, welche die wesentlichen Teile einer Poliervorrichtung zeigt, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert.
  • 5 ist eine schematisches Strukturdarstellung, welche eine Poliervorrichtung in Modellform zeigt, die noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches einen Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess darstellt, der noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert.
  • 7 ist ein Diagramm, welches das Intensitätsverhältnis des in Versuchsbeispiel 1 erhaltenen gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum zeigt.
  • 8 ist ein Diagramm, welches die in Versuchsbeispiel 1 erhaltene Restschichtdicke zeigt.
  • 9 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche in Modellform eine in einem Vergleichsbeispiel verwendete Poliervorrichtung zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, welches das Intensitätsverhältnis des in einem Vergleichsbeispiel erhaltenen gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum zeigt.
  • 11 zeigt konzeptionelle Darstellungen, welche die Planierungstechnik darstellen, die in einem Halbleiter-Herstellungsprozess verwendet wird; diese Darstellungen sind Querschnitte eines Halbleiterbausteins.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachstehend werden mit Bezug auf die beigefügten Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, um die vorliegende Erfindung ausführlicher zu beschreiben. Jedoch versteht es sich von selbst, dass die Inhalte dieser Ausführungsformen den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen.
  • [Erste Ausführungsform]
  • 1 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliervorrichtung (oder Planierungsvorrichtung) darstellt, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert, in Modellform darstellt. 2 zeigt eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung dieser Poliervorrichtung und eine Darstellung, welche das optische Messsystem 16 in Modellform darstellt.
  • Diese Poliervorrichtung ist mit einem Polierteil 1, einer Mehrzahl von Polierobjekt-Halteteilen 2 (im folgenden als "Polierköpfe" bezeichnet) und einem Poliermittel-Zuführungsteil 3, welches ein Poliermittel (Schlamm) 5 zuführt, ausgestattet.
  • In dem in 1 und 2 gezeigten Zustand wird ein als ein Prozesswafer verwendeter Siliziumwafer 4, der das Polierobjekt konstituiert, durch Vakuumfestspannung an dem auf der linken Seite der Figur gezeigten Polierkopf 2 gehalten, welcher in einer dem Polierteil 1 gegenüberliegenden Position angeordnet ist. wie später beschrieben wird, wird vor dem Polieren des Wafers 4 ein reflektierender Körper 19 anstelle des Wafers 4 an dem Polierkopf 2 gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform weist der reflektierende Körper 19 im Wesentlichen die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie der Wafer 4 auf; es können beispielsweise ein Spiegel, welcher durch Ausbilden einer Metallschicht gebildet ist, oder eine mit einem Spiegel abgeschlossene Platte (zum Beispiel eine Metallplatte oder ein mit einem Spiegel abgeschlossener Siliziumwafer) verwendet werden. Alternativ kann ein Teil, welches im Wesentlichen die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie der Wafer 4 aufweist und welches einen reflektierenden Körper aufweist, der in einer Fläche ausgebildet ist, die einen Abschnitt dieses Teils konstituiert (das heißt eine Fläche, die eine Fläche korrespondierend mit dem Fenster 15 einschließt, was später beschrieben wird), anstelle des reflektierenden Körpers 19 verwendet werden. Ein Beispiel solch eines Teils ist ein Teil, in welchem eine Metallschicht in einer Teilfläche auf der Oberfläche einer Glasplatte ausgebildet ist.
  • Die jeweiligen Polierköpfe 2 werden durch einen Halterungskörper 7 über jeweilige Mechanismen 6 gehalten und sind so angeordnet, dass bewirkt werden kann, dass sich diese Polierköpfe 2 relativ zu dem Halterungskörper 7 durch die jeweiligen Mechanismen 6 drehen, vertikal bewegen oder nach links und rechts schwingen (in einer Hin- und Herbewegung), wie es durch die Pfeile in 1 angezeigt ist. Ferner ist [die Vorrichtung] so angeordnet, dass die jeweiligen Polierköpfe 2 als Ergebnis der Drehung des Halterungskörpers 7, wie sie durch den Pfeil in 1 angezeigt ist, in einer Position, die dem Polierteil 1 gegenüberliegt (d.h. der Polierposition), einer Position, die einer Warteplattform 8 gegenüberliegt (d.h. einer Warteposition) oder einer Position, die einer in den Figuren nicht gezeigten Entladeplattform gegenüberliegt (d.h. einer Entnahmeposition), positioniert werden können.
  • Ferner werden eine Mehrzahl von Wafern 4 und ein reflektierender Körper 19 innerhalb einer Kassette 9 gehalten, welche als ein Container verwendet wird, der die zu polierenden Wafer 4 während der Warteperiode [auf das Polieren] aufnimmt. Der reflektierende Körper 19 und die Mehrzahl von Wafern 4 innerhalb der Kassette 9 werden beginnend mit dem reflektierenden Körper 19 durch einen Transportroboter 10 sukzessive auf die Warteplattform 8 transportiert, und der reflektierende Körper 19 oder der Wafer 4, der auf die Warteplattform 8 transportiert wurde, wird durch Vakuumfestspannung u.s.w. durch den Polierkopf 2 gehalten, der sich in der Warteposition befindet.
  • Zur gleichen Zeit wird die Erfassung eines Referenzspektrums oder das Polieren, wie es nachstehend beschrieben ist, bezüglich des reflektierenden Körpers 19 oder des Wafers 4, der an dem Polierkopf 2 in der Polierposition gehalten wird, ausgeführt. Davor wird der reflektierende Körper 19 oder der Wafer 4, für welchen die Verarbeitung der Erfassung des Referenzspektrums oder der [Prozess] des Polierens beendet wurde, auf die Entladeplattform von der Entnahmeposition des Polierkopfes 2 entfernt und wird in eine andere Kassette (in der Figur nicht gezeigt) durch einen in den Figuren nicht gezeigten Transportroboter transportiert.
  • Wenn die Behandlungen der jeweiligen Positionen beendet sind, wird der Halterungskörper 7 gedreht, so dass die jeweiligen Polierköpfe 2 in den Positionen der nächsten Schritte positioniert sind. Wie in 2 gezeigt, weist jeder der jeweiligen Polierköpfe 2 einen Haltering 11 (in 1 weggelassen) auf, welcher verwendet wird zu verhindern, dass der Wafer wegfliegt. Dieser Ring 11 ist nicht unbedingt notwendig.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist das Polierteil 1 ein Teil, in welchem ein Polierkörper (Polierkissen) 13 auf einer Platte 12, welche ein Öffnungsteil 14 aufweist, angeordnet ist. Der Polierkörper 13 ist an der Platte 12 mittels eines zweiseitigen Klebebandes oder eines Klebemittels befestigt. Das Polierteil 1 ist so angeordnet, dass es sich in der durch den Pfeil in 1 gekennzeichneten Richtung drehen kann. Die Mitte des Öffnungsteils 14 ist so festgelegt, dass sie mit der Drehachse des Polierkopfes 2 in der Polierposition zusammentrifft, wenn dieser Polierkopf 2 in der Schwenkbewegungsmitte positioniert ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist der Polierkörper 13 ein zweilagiges Kissen, das durch das Zusammenkleben zweier blattförmiger Polierkissen 13a und 13b gebildet ist, die aus einem Polyurethanschaum u.s.w. bestehen. In dem oberen Polierkissen 13a ist ein etwas größeres Öffnungsteil ausgebildet und in dem unteren Polierkissen 13b ist ein etwas kleineres Öffnungsteil ausgebildet. Die Mitten dieser Öffnungsteile treffen mit der Drehachse des Polierkopfes 2 zusammen. Ein transparentes Acrylfenster 15 ist in dem Öffnungsteil des oberen Polierkissens 13a eingesetzt und wird an der Stelle gehalten. Die Oberfläche des Fensters 15 auf der Seite des Polierobjekts ist bezüglich der Oberfläche des Polierkissens 13a des Polierkörpers 13, das von dem Wafer 4 kontaktiert wird, leicht zurückgesetzt. Im Ergebnis berühren sich der Wafer 4 und das Fenster 15 nicht, so dass ein Verkratzen der Oberflächen des Wafers 4 und des Fensters 15 ausgeschlossen ist. Das von dem Poliermittel-Zuführungsteil 3 zugeführte Poliermittel 5 dringt in diese Vertiefung ein. 2 zeigt einen Zustand, in welchem das Poliermittel 5 in diese Vertiefung eingedrungen ist.
  • Hier wird das Polieren des Wafers 4 beschrieben, der von dem Polierkopf 2 gehalten wird, der in der Polierposition positioniert ist. Es wird bewirkt, dass dieser Wafer 4 [hin und her] schwingt, während er durch den oben erwähnten Polierkopf 2 gedreht wird, und er wird mit einem bestimmten Druck gegen den Polierkörper 13 des Polierteils 1 gepresst. Es wird auch bewirkt, dass sich das Polierteil 1 dreht, und es wird bewirkt, dass es eine Relativbewegung bezüglich des Wafers 4 ausführt. In diesem Zustand wird das Poliermittel 5 von dem Poliermittel-Zuführungsteil 3 der Oberfläche des Polierkörpers 13 zugeführt; dieses Poliermittel 5 verbreitet sich über die Oberfläche des Polierkörpers 13 und dringt in den Raum zwischen dem Polierkörper 13 und dem Wafer 4 ein, während sich das Polierteil 1 und der Wafer 4 relativ zueinander bewegen, so dass die polierte Fläche des Wafers 4 poliert wird. Insbesondere wird ein günstiges Polieren als Ergebnis eines Synergieeffekts des durch die Relativbewegung des Polierteils 1 und des Wafers 4 verursachten mechanischen Polierens und der chemischen Einwirkung des Poliermittels 5 ausgeführt.
  • Ferner ist, wie in 1 gezeigt ist, diese Poliervorrichtung auch mit einem optischen Messsystem 16, einem Signalverarbeitungsteil 17, das aus einem Personalcomputer u.s.w. besteht, und einem Anzeigeteil 18, wie zum Beispiel einer Kathodenstrahlröhre u.s.w., welches die Überwachungsergebnisse anzeigt, ausgestattet; diese Teile konstituieren die Polierzustand-Überwachungsvorrichtung.
  • Das optische Messsystem 16 bestahlt die polierte Oberfläche des Wafers 4 oder des reflektierenden Körpers 19, die an dem Polierkopf 2 in der Polierposition gehalten werden, über das Fenster 15 mit einem Probenlicht; das von der polierten Oberfläche des Wafers 4 oder des reflektierenden Körpers 19 reflektierte Licht wird in ein Spektrum aufgesplittet, und die Intensität bei jeder Wellenlänge wird durch einen Lichtempfangssensor erfasst. Diese Erfassungssignal wird in das Signalverarbeitungsteil 17 als ein gemessenes Spektrum oder ein Referenzspektrum eingegeben und wird in einer Weise verarbeitet, die später beschrieben wird.
  • Mit Bezug auf 2 wird ein konkretes Beispiel des optischen Messsystems 16 beschrieben. In 2 wird Licht von einer Xenonlampe 31, welche die Bestrahlungslichtquelle konstituiert, durch eine Linse 32 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt; dieser Lichtstrahl durchläuft einen Spalt 33 und wird durch eine Linse 34 in einem Strahlenteiler 35 fokussiert. Das Licht, das den Strahlenteiler 35 durchlaufen hat, wird wieder durch eine Linse 36 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt; dieses Licht durchläuft das Fenster 15 und wird auf die polierte Oberfläche des Wafers 4 oder auf den reflektierenden Körper 19 gerichtet.
  • Das reflektierte Licht durchläuft wieder das Fenster 15 und die Linse 36 und wird in dem Strahlenteiler 35 fokussiert. In dem Strahlenteiler 35 wird die Richtung des reflektierten Lichts um 90° geändert und das Licht wird wieder durch eine Linse 37 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt. Dann wird [das Licht] von einem Reflexionsspiegel 38 reflektiert und wird durch eine Linse 39 in einer Lochblende 40 fokussiert. Als nächstes werden Störkomponenten, wie zum Beispiel Streulicht und Beugungslicht u.s.w. entfernt und [das Licht] wird über eine Linse 41 auf ein Beugungsgitter 42 projiziert, so dass das Licht in ein Spektrum aufgesplittet wird. Das Licht, das so in ein Spektrum aufgesplittet wurde, fällt auf einen Linearsensor 43, der als ein Lichtempfangssensor verwendet wird, und es werden die spektroskopischen Intensitäten (Intensitäten bei jeweiligen Wellenlängen, das heißt [Intensitäten des] Spektrums) gemessen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Größe (das heißt der Durchmesser in dem vorliegenden Beispiel) d des Flecks des Probenlichts, das auf den Wafer 4 oder den reflektierenden Körper 19 gerichtet wird, so eingestellt, dass diese Größe hinreichend größer als die kleinste Struktur des Bausteins auf dem Wafer 4 ist. Zahlreiche periodische Strukturen, die sich aus kleinen einzelnen Elementen aggregieren, sind auf dem Wafer 4 vorhanden, der das Polierobjekt ist, so dass der Wafer 4 nicht gleichförmig ist, wenn er im feinen Detail betrachtet wird. Dementsprechend wird, wenn der Fleckdurchmesser d des Bestrahlungsprobenlichts klein ist, das reflektierte Licht von solchen feinen Strukturen beeinflusst, so dass das reflektierte Licht gemäß der Bestrahlungsposition variiert, was zu der Möglichkeit führt, dass dies Rauschen erzeugt. Wenn jedoch der Fleckdurchmesser d des Bestrahlungsprobenlichts hinreichend größer als die kleinste Struktur des Bausteins auf dem Wafer gemacht wird, wird das reflektierte Licht ungeachtet der Bestrahlungsposition des Probenlichts konstant sein, so dass ein stabiles Signal erhalten werden kann.
  • Hier wird die Verarbeitung der Erfassung des Referenzspektrums beschrieben, die in der vorliegenden Ausführungsform vor dem Polieren des Wafers 4 ausgeführt wird.
  • In einem ersten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der reflektierende Körper 19 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] kein Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert.
  • In einem zweiten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der reflektierende Körper 19 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert. Ferner kann das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen den reflektierenden Körper 19 und das Fenster 15 durch Drehen des Polierteils 1 eingeschoben werden, während das Poliermittel 5 von dem Poliermittel-Zuführungsteil 3 vorab zugeführt wird, u.s.w..
  • In einem dritten Beispiel [der oben erwähnten Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der reflektierende Körper 19 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der reflektierende Körper 19 gegen den Polierkörper 13 mit einem Druck gepresst wird, der mehr oder weniger der gleiche wie der Pressdruck (Belastung) ist, der während des Polierens des Wafers 4 aufgebracht wird, und [d] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert.
  • In einem vierten Beispiel [der oben erwähnten Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der reflektierende Körper 19 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 19 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, und [c] der reflektierende Körper 19 unter mehr oder weniger den gleichen Bedingungen wie den Polierbedingungen, die während des Polierens des Wafers 4 verwendet werden, poliert wird, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert.
  • Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform die sukzessive durch das optische Messsystem 16 während des Polierens des Wafers 4 gemessenen Spektren in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als die gemessenen Spektren gespeichert, die zu diesen jeweiligen Zeitpunkten [erhalten] werden.
  • Ferner berechnet das Signalverarbeitungsteil 17 jedes Mal, wenn ein gemessenes Spektrum zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Polierens des Wafers 4 erhalten wird, (beispielsweise) das Intensitätsverhältnis dieses gemessenen Spektrums zu dem oben erwähnten Referenzspektrum (das heißt das Verhältnis der Intensitäten des gemessenen Spektrums bei jeweiligen Wellenlängen zu den Intensitäten des Referenzspektrums [bei diesem Wellenlängen]) als die Beziehung des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum. Dann berechnet das Signalverarbeitungsteil 17 die Ergebnisse der Überwachung des Polierzustandes des Wafers 4 auf der Basis der so berechneten Intensitätsverhältnisse für die Wellenlängen und zeigt diese Ergebnisse auf dem Anzeigeteil an, oder bestimmt den Polierendpunkt und sendet einen Befehl, der den Poliervorgang beendet, zu dem Steuerteil der oben erwähnten Poliervorrichtung, wenn der Polierendpunkt erfasst wird.
  • Zum Beispiel wird die Schichtdicke der Schicht, die gerade poliert wird (das heißt die oberste Schicht) aus den maximalen und minimalen Positionen (Wellenlängen) der Wellenform des Intensitätsverhältnisses des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum berechnet, und diese Schichtdicke wird auf dem Anzeigeteil 18 als die Überwachungsergebnisse angezeigt. Der Polierendpunkt wird dann danach erfasst, ob diese [gemessene] Schichtdicke eine bestimmte Schichtdicke erreicht hat oder nicht. Oder es wird beispielsweise der Umfang des Polierens aus der Anfangsdicke des Wafers und der Schichtdicke der Schicht bestimmt, die gerade poliert wird (das heißt die oberste Schicht), und dieser [Umfang des Polierens] wird auf dem Anzeigeteil 18 als die Überwachungsergebnisse angezeigt.
  • Natürlich sind in der vorliegenden Ausführungsform das Berechnungsverfahren, das verwendet wird, um die Überwachungsergebnisse aus den Intensitätsverhältnissen für die Wellenlängen des gemessenen Spektrums unter Verwendung des Referenzspektrums als eine Referenz zu bestimmen, und das Verfahren, das verwendet wird, um den Polierendpunkt zu erfassen, nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es aus der obigen Beschreibung klar ist, das gemessene Spektrum nicht verwendet, "wie es ist"; stattdessen wird der reflektierende Körper 19 vor dem Polieren mit dem Probenlicht bestrahlt, das verwendet wird, um das gemessene Spektrum zu erhalten, das Spektrum des von dem reflektierenden Körper 19 reflektierten Lichts (das heißt ein Referenzspektrum) wird erfasst und der Polierzustand wird während des Polierens auf der Basis der Beziehung des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum überwacht.
  • Dementsprechend werden, obwohl die Wellenform des gemessenen Spektrums selbst im Ergebnis dessen, dass es durch die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle 31 gestört wird und sich in diesen Charakteristika im Verlaufe der Zeit ändert, variiert, die spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle 31 in gleicher Weise in dem Referenzspektrum und dem gemessenen Spektrum widergespiegelt; dementsprechend werden die Einflüsse der spektroskopischen Charakteristika der Lichtquelle 31 mehr oder weniger aus dem Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum ausgeschlossen.
  • Ferner werden, da die jeweiligen reflektierten Licht[strahlen] durch den gleichen Linearsensor 43 empfangen werden, wenn das gemessene Spektrum und das Referenzspektrum erfasst werden, die Charakteristika der spektroskopischen Empfindlichkeit des Linearsensors 43 in gleicher Weise in dem Referenzspektrum und dem gemessenen Spektrum widergespiegelt; dementsprechend werden die Einflüsse der Charakteristika der spektroskopischen Empfindlichkeit des Linearsensors 43 von dem Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum mehr oder weniger ausgeschlossen. Folglich wird, da der Polierzustand in der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis des oben erwähnten Intensitätsverhältnisses überwacht wird, die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes erhöht.
  • Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der reflektierende Körper 19 mehr oder weniger die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie die Wafer 4 aufweist, der reflektierende Körper 19 in der gleichen Weise wie die Wafer 4 unter Verwendung der Kassette 9, der Warteplattform 8 und des Transportroboters 10 gehandhabt werden, wie es oben beschrieben wurde. Dementsprechend wird die Erfassung des Referenzspektrums vereinfacht.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • 3 ist eine Draufsicht, welche in Modellform einen Prozesswafer 104 zeigt, der in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Die hauptsächlichen Punkte des Unterschieds zwischen der vorliegenden Ausführungsform und der oben erwähnten ersten Ausführungsform sind [wie folgt: insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform] kein reflektierender Körper 19 verwendet und es wird der in 3 gezeigte Prozesswafer 104 anstatt eines gewöhnlichen Prozesswafers 4 verwendet; ferner unterscheidet sich die Verarbeitung der Erfassung des Referenzspektrums entsprechend. In [allen] anderen Gesichtspunkten ist [die vorliegende Ausführungsform] gleichartig zu der oben-erwähnten ersten Ausführungsform.
  • Wie in 3 gezeigt ist, unterscheidet sich der Prozesswafer 104 von [dem oben erwähnten] gewöhnlichen Prozesswafer 4 darin, dass ein reflektierender Körper 105, der verwendet wird, um das Referenzspektrum zu erfassen, [auf diesem Prozesswafer 104] in einer Fläche verschieden von den Baustein-Flächen ausgebildet ist. In 3 kennzeichnen jeweilige rechteckige Flächen mit Ausnahme von den Flächen, wo der reflektierende Körper 105 ausgebildet ist, Bauelement-Flächen, die die Größe von einem Chip haben. In der vorliegenden Ausführungsform ist der reflektierende Körper 105 in einer Fläche ausgebildet, die die Größe von einem Chip hat, und es ist eine Metallschicht, wie zum Beispiel eine Al-Schicht u.s.w., als der reflektierende Körper 105 auf der Seite der polierten Oberfläche des oben erwähnten Prozesswafers 4 über diese gesamte Fläche hinweg ausgebildet, die die Größe von einem Chip hat.
  • Die Größe der Fläche, in welcher der reflektierende Körper 105 ausgebildet ist, ist weitaus größer als der Fleckdurchmesser d des Probenlichts in 2. Natürlich kann der reflektierende Körper auch in einer Fläche ausgebildet sein, die kleiner als eine Baustein-Fläche mit der Größe von einem Chip ist, solange diese Fläche größer als der Fleckdurchmesser d des Probenlichts in 2 ist. In 3 kennzeichnet 106 eine Kerbe. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform der reflektierende Körper 105 in einer Fläche ausgebildet, die in der Mitte des Wafers 104 angeordnet ist; jedoch kann die Position des reflektierenden Körpers 105 geeignet anhand der Positionsbeziehung mit dem Fenster 15 u.s.w., die berücksichtigt wird, bestimmt werden.
  • Beispielsweise kann in der vorliegenden Ausführungsform die Verarbeitung der Erfassung des Referenzspektrums ausgeführt werden, wie es in den folgenden Beispielen angegeben ist:
    In einem ersten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der Wafer 104 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem Wafer 104 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] kein Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 105 und dem zugewandten Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 104 ausgeführt.
  • In einem zweiten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der Wafer 104 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem reflektierenden Körper 105 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 105 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 104 ausgeführt.
  • In einem dritten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem [a] der Wafer 104 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Wafer 104 gegen den Polierkörper 13 mit einem Druck gepresst wird, der mehr oder weniger der gleiche wie der Pressdruck (Belastung) ist, der während des Polierens des Wafers 4 aufgebracht wird, und [d] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 105 und dem Fenster 15 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 104 ausgeführt.
  • In einem vierten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Spektrum, dass durch das optische Messsystem 16 in einen Zustand gemessen wird, in welchem der reflektierende Körper 105 dem Fenster 15 während des Polierens des Wafers 104 gegenüberliegt, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert. Hier kann in Fällen, in denen Referenzspektren sukzessive während des Polierens des Wafers 104 erhalten werden (in dem vorliegenden Beispiel beispielsweise kann [das Referenzspektrum] auch nur einmal erfasst werden), (zum Beispiel) das neueste Referenzspektrum zu dem fraglichen Zeitpunkt verwendet werden, wenn das Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums mit dem Referenzspektrum als Referenz bestimmt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden Vorteile gleichartig denen der oben erwähnten ersten Ausführungsform erhalten; ferner wird ein zusätzlicher Vorteil insofern erhalten, dass man keinen separaten reflektierenden Körper 19 anfertigen muss. Außerdem kann, wenn das oben erwähnte vierte Beispiel verwendet wird, ein Referenzspektrum erhalten werden, welches die Einflüsse des Poliermittels in dem Zustand widerspiegelt, in welchem das gemessene Spektrum erfasst wird; dementsprechend können die Einflüsse des Poliermittels auf das Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum weiter reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes noch weiter erhöht werden kann.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • 4 ist eine Darstellung, welche die wesentlichen Teile einer Poliervorrichtung darstellt, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert; diese Darstellung korrespondiert mit 2. In 4 sind Elemente, welche die gleichen wie in 2 sind oder welche Elementen in 2 entsprechen, mit den gleichen Symbolen gekennzeichnet und eine redundante Beschreibung dieser Elemente ist weggelassen. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben erwähnten ersten Ausführungsform nur in den folgenden Gesichtspunkten:
    In der vorliegenden Ausführungsform wird kein reflektierender Körper 19 verwendet; stattdessen wird ein reflektierender Körper 50 in dem Haltering 11 des Polierkopfes 2 auf der gleichen Seite wie die Seite angeordnet, auf welcher der Wafer 4 gehalten wird (das heißt die untere Seite in 4). In der vorliegenden Ausführungsform ist der reflektierende Körper 50 als ein ringförmiger Spiegel konstruiert, welcher durch Ausbilden einer Metallschicht 52 auf der oberen Fläche eines aus einem transparentem Acrylharz bestehenden ringförmigen Elements 51 gebildet ist.
  • Dieser reflektierende Körper 50 ist an dem Haltering 11 befestigt, so dass die Oberfläche des transparenten Acrylharz-Elements 51 mit der Oberfläche des Halterings 11 zusammentrifft. Dementsprechend wird während des Polierens des Wafers 4 auch der reflektierende Körper 50 poliert. Die Mitte des reflektierenden Körpers 50 trifft mit der Drehachse des Polierkopfes 2 zusammen. Ein etwas größeres Öffnungsteil ist in dem oberen Polierkissen 13a ausgebildet, während ein etwas kleineres Öffnungsteil in dem unteren Polierkissen 13b ausgebildet ist. Die Mitten dieser Öffnungsteile treffen mit der Mitte der Breite des reflektierenden Körpers 50 in der Richtung des Durchmessers des reflektierenden Körpers 50 zusammen.
  • Ein transparentes Acrylfenster 115 ist in dem Öffnungsteil des oberen Polierkissens 13a eingesetzt und wird an der Stelle gehalten. Wie im Fall des Fensters 15 ist die Oberfläche des Fensters 115 auf der Seite des Polierobjekts bezüglich der Oberfläche des Polierkissens 13a des Polierkörpers 13, das von dem Wafer 4 kontaktiert wird, leicht zurückgesetzt. Das von dem Poliermittel-Zuführungsteil 3 zugeführte Poliermittel 5 dringt auch in diese Vertiefung ein; 4 zeigt einen Zustand, in welchem das Poliermittel 5 in diese Vertiefung eingedrungen ist. Ein Öffnungsteil 114 ist in der Platte 12 an einer Position ausgebildet, die dem reflektierenden Körper 50 gegenüberliegt, wenn der Polierkopf 2 in der Polierposition in der Schwenkbewegungsmitte positioniert ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind ferner, wie in 4 gezeigt, ein halbdurchlässiger Spiegel 60, welcher zwischen der Linse 32 und dem Spalt 33 angeordnet ist, ein Spiegel 61, ein Spalt 133, eine Linse 134, ein Strahlenteiler 135 und eine Linse 136, welche den in den Figuren gezeigten Elementen 33 bis 36 entsprechen, und ein optisches System 144, welches dem in den Figuren gezeigten optischen System 44 entspricht, dem in 2 gezeigten optischen Messsystem 16 hinzugefügt. Im Ergebnis kann die Erfassung des Referenzspektrums und die Erfassung des gemessenen Spektrums gleichzeitig ausgeführt werden.
  • Insbesondere durchläuft einer der Lichtstrahlen (Probenlicht), der als ein Ergebnis des Lichts erhalten wird, das von der Xenonlampe 31 emittiert wird und welches veranlasst wird, die Linse 32 zu durchlaufen, wobei es durch den halbdurchlässigen Spiegel 60 auf gesplittet wird, das Fenster 15 und wird auf den Wafer 4 gerichtet, und die spektroskopische Intensität (gemessenes Spektrum) des resultierenden reflektierten Lichts wird von dem Linearsensor 43 erhalten. Gleichzeitig durchläuft der andere Lichtstrahl, der als ein Ergebnis des Lichts erhalten wird, das von der Xenonlampe 31 emittiert wird und welches veranlasst wird, die Linse 32 zu durchlaufen, wobei es durch den halbdurchlässigen Spiegel 60 aufgesplittet wird, das Fenster 115 und wird auf den reflektierenden Körper 50 gerichtet; dieses Licht wird durch das optische System 144 entsprechend dem optischen System 43 verarbeitet, und die spektroskopische Intensität (Referenzspektrum) des resultierenden reflektierten Lichts wird von einem Linearsensor (entsprechend dem Linearsensor 43 in dem optischen System 44) erhalten, der in dem optischen System 144 installiert ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die Erfassung des Referenzspektrums beispielsweise ausgeführt werden, wie es in den folgenden Beispielen angegeben wird:
    In einem ersten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Referenzspektrum, das von dem Linearsensor des optischen Systems 144 des optischen Messsystems 16 in einen Zustand erhalten wird, in welchem [a] der Wafer 4 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem Wafer 4 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] kein Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 50 und dem zugewandten Fenster 115 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 4 ausgeführt.
  • In einem zweiten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Referenzspektrum, das von dem Linearsensor des optischen Systems 144 des optischen Messsystems 16 in einen Zustand erhalten wird, in welchem [a] der Wafer 4 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Pressdruck (Belastung) mehr oder weniger Null ist (entweder mit einem Zwischenraum oder keinem Zwischenraum, der zwischen dem reflektierenden Körper 50 und dem Polierkörper 13 verbleibt), und [d] das Loben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 50 und dem Fenster 115 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 4 ausgeführt.
  • In einem dritten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Referenzspektrum, das von dem Linearsensor des optischen Systems 144 des optischen Messsystems 16 in einen Zustand erhalten wird, in welchem [a] der Wafer 4 an dem Polierkopf 2, der in der Polierposition ist, gehalten wird, [b] sich das Polierteil 1 nicht dreht und der oben erwähnte Polierkopf 2 sich weder dreht noch bewirkt wird, dass er schwingt, [c] der Wafer 4 gegen den Polierkörper 13 mit einem Druck gepresst wird, der mehr oder weniger der gleiche wie der Pressdruck (Belastung) ist, der während des Polierens des Wafers 4 aufgebracht wird, und [d] das [oben erwähnte] Poliermittel 5 zwischen dem reflektierenden Körper 50 und dem Fenster 115 eingeschoben ist, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 gespeichert. Diese Verarbeitung wird vor dem Polieren des Wafers 4 ausgeführt.
  • In einem vierten Beispiel [dieser Verarbeitung] wird das Referenzspektrum, das von dem Linearsensor des optischen Systems 144 des optischen Messsystems 16 in einen Zustand erhalten wird, in welchem der reflektierende Körper 50 dem Fenster 115 während des Polierens des Wafers 104 gegenüberliegt, in dem Speicher (in den Figuren nicht gezeigt) des Signalverarbeitungsteils 17 gespeichert. Hier kann in Fällen, in denen Referenzspektren sukzessive gleichzeitig mit den gemessenen Spektren während des Polierens des Wafers 4 erhalten werden (in dem vorliegenden Beispiel kann beispielsweise [das Referenzspektrum] auch nur einmal erfasst werden), (zum Beispiel) das neueste Referenzspektrum zu dem fraglichen Zeitpunkt verwendet werden, wenn das Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums mit dem Referenzspektrum als Referenz bestimmt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden Vorteile gleichartig denen der oben erwähnten ersten Ausführungsform erhalten. Ferner kann, wenn das oben erwähnte vierte Beispiel verwendet wird, ein Referenzspektrum erhalten werden, welches die Einflüsse des Poliermittels in dem Zustand widerspiegelt, in welchem das gemessene Spektrum erfasst wird; dementsprechend können die Einflüsse des Poliermittels auf das Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum weiter reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes noch weiter erhöht werden kann.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • 5 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche in Modellform eine Poliervorrichtung zeigt, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstituiert. In 5 sind Elemente, welche die gleichen wie in 4 sind oder welche Elementen in 4 entsprechen, mit den gleichen Symbolen gekennzeichnet und eine redundante Beschreibung dieser Elemente ist weggelassen.
  • Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben erwähnten ersten Ausführungsform in den folgenden Gesichtspunkten: Insbesondere war in der oben erwähnten ersten Ausführungsform das Polierteil 1 so konstruiert, dass dieses Polierteil 1 größer als der Wafer 4 war; demgegenüber ist in der vorliegenden Ausführungsform das Polierteil 1 so konstruiert, dass es kleiner als der Wafer 4 ist, und Abänderungen können entsprechend hinzugefügt werden. In der vorliegenden Ausführungsform schwingt anstelle des Polierkopfes 2 das Polierteil 1 [zurück und vor]. Ferner wird, da das Polierteil 1 kleiner als der Wafer 4 ist, ein Teil des Wafers 4 oder des reflektierenden Körpers 19, der von dem Polierteil 1 bloßgelegt ist, mit dem Probenlicht von dem optischen Messsystem 16 bestrahlt und es ist kein Fenster 15 in dem Polierkörper 13 ausgebildet.
  • Vorteile gleichartig zu jenen der oben erwähnten ersten Ausführungsform können auch unter Verwendung der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden.
  • Ferner kann eine Ausführungsform gleichartig zu der in 4 gezeigten Ausführungsform durch Modifizieren der oben erwähnten zweiten und dritten Ausführungsform in der gleichen Weise erhalten werden, in welcher die vierte Ausführungsform durch Modifizieren der ersten Ausführungsform erhalten wird.
  • Ferner muss in der oben erwähnten ersten bis dritten Ausführungsform, wenn veranlasst wird, dass der Wafer 4 oder der reflektierende Körper von dem Polierteil 1 vorstehen, wenn veranlasst wird, dass der Polierkopf 2 schwingt, und [das System] so angeordnet ist, dass der vorstehende Teil (bloßgelegter Teil) mit Licht von dem optischen Messsystem bestrahlt wird, kein Fenster 15 oder 115 in dem Polierkörper 13 ausgebildet werden.
  • [Fünfte Ausführungsform]
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches den Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess [der vorliegenden Erfindung] darstellt. Wenn der Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess gestartet wird, wird zuerst in Schritt S200 ein geeigneter Arbeitsprozess aus den nachstehend beschriebenen Schritten S201 bis S204 ausgewählt. Die Verarbeitung geht dann gemäß dieser Auswahl zu einem der Schritte S201 bis S204 weiter.
  • Schritt S201 ist ein Oxidationsprozess, in welchem die Oberfläche des Siliziumwafers oxidiert wird. Schritt S202 ist ein CVD-Prozess, in welchem eine Isolierschicht auf der Oberfläche des Siliziumwafers durch CVD u.s.w. gebildet wird. Schritt S203 ist ein Elektrodenbildungsprozess, in welchem Elektroden auf dem Siliziumwafer durch einen Prozess wie zum Beispiel Verdampfung u.s.w. gebildet werden. Schritt S204 ist ein Ioneninjektionsprozess, in welchem Ionen in den Siliziumwafer injiziert werden.
  • Im Anschluss an den CVD-Prozess oder den Elektrodenbildungsprozess geht die Bearbeitung zu Schritt S205 weiter. Schritt S205 ist ein CMP-Prozess. In diesem CMP-Prozess wird das Planieren von Zwischenlage-Isolationsschichten oder die Bildung eines Damaszeners durch das Polieren von Metallschichten auf der Oberfläche von Halbleiterbausteinen u.s.w. unter Verwendung der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgeführt.
  • Im Anschluss an den CMP-Prozess oder den Oxidationsprozess geht die Bearbeitung zu Schritt S206 weiter. Schritt S206 ist ein Photolithographieprozess. In diesem Photolithographieprozess wird der Siliziumwafer mit einem Resist beschichtet, ein Schaltkreismuster wird durch Belichtung unter Verwendung einer Belichtungsvorrichtung auf den Siliziumwafer gebrannt und der belichtete Siliziumwafer wird entwickelt. Weiterhin ist der nächste Schritt S207 ein Ätzprozess, in welchem die Abschnitte verschieden von dem entwickeltem Resist-Bild durch Ätzen entfernt werden, und dann wird der Resist weggestrippt, so dass der Resist, der überflüssig ist, wenn das Ätzen beendet ist, entfernt wird.
  • Als nächstes wird in Schritt S208 eine Entscheidung darüber getroffen, ob alle der notwendigen Prozesse ausgeführt wurden oder nicht; wenn [diese Prozesse] nicht ausgeführt wurden, kehrt [die Bearbeitung] zu Schritt S200 zurück und die vorhergehenden Schritte werden wiederholt, so dass eine Schaltkreisstruktur auf dem Siliziumwafer ausgebildet wird. Wenn in Schritt S208 entschieden wird, dass alle Prozesse ausgeführt wurden, wird [die Bearbeitung] beendet.
  • Da die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung in dem CMP-Prozess in dem Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess verwendet wird, der die vorliegende Ausführungsform konstituiert, kann die Genauigkeit der Erfassung des Polierendpunktes oder die Genauigkeit der Messung der Schichtdicke in dem CMP-Prozess verbessert werden, so dass die Ausbeute des CMP-Prozesses verbessert wird. Im Ergebnis können die Halbleiterbausteine bei niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren hergestellt werden.
  • Ferner kann die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung auch in CMP-Prozessen von Halbleiterbaustein-Herstellungsprozessen verschieden von dem oben erwähnten Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess verwendet werden.
  • Der Halbleiterbaustein der vorliegenden Erfindung wird durch den Halbleiterbaustein-Herstellungsprozess der vorliegenden Erfindung hergestellt. Im Ergebnis kann dieser Halbleiterbaustein bei niedrigeren Kosten hergestellt werden, als es bei herkömmlichen Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren möglich ist, so dass die Herstellungskosten des Halbleiterbausteins verringert werden können.
  • [Versuchsbeispiel 1]
  • Versuchsbeispiel 1 bezieht sich auf die oben erwähnte erste Ausführungsform. In diesem Versuchsbeispiel wurden ein IC1000-Polierkissen und ein Suba400-Polierkissen, hergestellt von Rodel Co., als die Polierkissen 13a und 13b in der in den 1 und 2 gezeigten Poliervorrichtung verwendet. Die jeweiligen Größen der Öffnungsteile in diesen Polierkissen wurden auf 60 mm × 20 mm und 50 mm × 10 mm festgelegt. Die Oberfläche des transparenten Acrylfensters 15 wurde 0,2 mm von der Oberfläche des Polierkissens 13a zurückgesetzt.
  • Ein 6-Zoll-Siliziumwafer, auf welchem eine thermische Oxidationsschicht bis zu einer Dicke von 1 μm gebildet wurde, wurde als der Wafer 4 verwendet, der das Polierobjekt konstituiert. Ein Spiegel, der durch Vakuumverdampfen von Aluminium bis zu einer Dicke von 2 μm auf einer 6-Zoll-Glasplatte gebildet wurde, die eine Dicke von 0,6 mm hatte und die die gleiche Form wie der oben genannten Wafer hatte, wurde als der reflektierende Körper 19 verwendet.
  • Dann wurde der oben erwähnte, als der reflektierende Körper 19 verwendete Spiegel zuerst an dem Polierkopf 2 in der Polierposition gehalten, so dass die Glasoberfläche des Spiegels nach unten zeigte (das heißt, so dass [diese Oberfläche] das Polierkissen 13a kontaktierte).
  • Danach wurde ein Poliermittel 5 (das (später beschriebene) Poliermittel, das beim Polieren des Wafers verwendet wird) der Oberfläche des Polierkörpers 13 von dem Poliermittel-Zuführungsteil 3 zugeführt, und dieses Poliermittel 5 wurde auf dem Fenster 15 positioniert. Als nächstes wurde der oben erwähnte Spiegel gegen den Polierkörper 13 unter den selben Pressbedingungen wie jenen gedrückt, die bei den unten beschriebenen Polierbedingungen verwendet werden. In diesem Zustand, ohne dass irgendeine Drehung oder ein Schwingen des Polierkopfes 2 hervorgerufen wird, wurde das Spektrum des von dem oben erwähnten Spiegel reflektierten Lichts durch das optische Messsystem 16 gemessen, und dieses Spektrum wurde in dem Speicher des Signalverarbeitungsteils 17 als das Referenzspektrum gespeichert.
  • Als nächstes wurde anstelle des oben erwähnten Spiegels der oben erwähnte Wafer an dem Polierkopf 2 gehalten, und es wurde die Dicke der Oxidschicht auf dem oben erwähnten Wafer in situ als die Polierzustand-Überwachungsergebnisse gemessen, während dieser Wafer unter den unten gezeigten Polierbedingungen poliert wurde; diese Dicke wurde auf dem Anzeigeteil 18 angezeigt.
  • Die oben erwähnten Polierbedingungen wurden wie folgt eingestellt: und zwar Drehzahl des Polierkopfes 2: 50 U/min, Drehzahl des Polierteils 1 (Platten-Drehzahl): 50 U/min, Belastung, die zwischen dem Polierkopf 2 und dem Polierteil 1 aufgebracht wird: 1,96 × 10–2 Pa, Schwingen des Polierkopfs 2: keines, verwendetes Poliermittel: SS25, hergestellt von Cabot Co. (zweifach verdünnt), Flussrate des Poliermittels: 200 ml/min.
  • Insbesondere wurden die von dem optischen Messsystem 16 während des Polierens des oben erwähnten Wafers sukzessiv gemessenen Spektren jeweils in das Signalverarbeitungsteil 17 als die zu den jeweiligen Zeitpunkten [zu denen die Messungen durchgeführt wurden] erhaltenen, gemessenen Spektren eingegeben. Jedes Mal, wenn ein gemessenes Spektrum für einen jeweiligen Zeitpunkt erhalten wurde, wurde das Intensitätsverhältnis dieses gemessenen Spektrums zu dem oben erwähnten Referenzspektrum durch das Signalverarbeitungsteil 17 berechnet; weiterhin wurde die Schichtdicke (verbleibende Schichtdicke) der oben erwähnten Oxidationsschicht aus den maximalen und minimalen Positionen dieser Wellenform (die Wellenform der Intensitätsverhältnisse für die [jeweiligen] Wellenlängen) berechnet, und die Schichtdicke zu jeweiligen Zeitpunkten wurde auf dem Anzeigeteil 18 angezeigt.
  • 7 zeigt das Intensitätsverhältnis des gemessenen, zu einem bestimmten Zeitpunkt erhaltenen Spektrums zu dem oben erwähnten Referenzspektrum in diesem Fall. Ferner ist in 8 die verbleibende Schichtdicke der Oxidationsschicht als die durch diesen Versuch erhaltenen Überwachungsergebnisse gezeigt. Aus 7 ist zu sehen, dass die Komponenten der Oxidationsschicht in dem Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum günstig widergespiegelt werden und dass [diese Ergebnisse] fast unbeeinflusst von dem Poliermittel u.s.w. sind. Ferner ist aus 8 zu sehen, dass die Überwachungsergebnisse auch gut sind.
  • [Versuchsbeispiel 2]
  • Versuchsbeispiel 2 bezieht sich auf die oben erwähnte dritte Ausführungsform. In diesem Versuchsbeispiel wurden ein IC1000-Polierkissen und ein Suba400-Polierkissen, hergestellt von Rodel Co., als die Polierkissen 13a und 13b in der in 4 gezeigten Poliervorrichtung verwendet. Die Größen der beiden Öffnungsteile in dem Polierkissen 13a wurden jeweils auf 60 mm × 20 mm festgelegt, und die Größen der beiden Öffnungsteile in dem Polierkissen 13b wurden jeweils auf und 50 mm × 10 mm festgelegt. Die Oberflächen der transparenten Acrylfenster 15 und 115 wurden 0,2 mm von der Oberfläche des Polierkissens 13a zurückgesetzt. Der Abstand der Mitten der Fenster 15 und 115 und der Abstand der Mitten der Öffnungsteile 14 und 114 in der Platte 12 wurden jeweils auf 100 mm festgelegt. Ein Teil, bei welchem Aluminium bis zu einer Dicke von 2 μm als eine Metallschicht 52 auf der Oberfläche eines transparenten Acrylharzteils 51 vakuumverdampft wurde, wurde als der reflektierende Körper 50 verwendet.
  • Wie bei Versuchsbeispiel 1 wurde ein 6-Zoll-Siliziumwafer, auf welchem eine thermische Oxidationsschicht bis zu einer Dicke von 1 μm gebildet wurde, als der Wafer 4 verwendet, der das Polierobjekt konstituiert. Dieser Wafer wurde an dem Polierkopf 2 in der Polierposition gehalten und die Dicke der Oxidationsschicht auf dem oben erwähnten Wafer wurde in situ als die Polierzustand-Überwachungsergebnisse gemessen, während dieser Wafer unter den gleichen Polierbedingungen wie bei dem oben erwähnten Versuchsbeispiel 1 poliert wurde; diese Dicke wurde auf dem Anzeigeteil 18 angezeigt.
  • Insbesondere wurden das Referenzspektrum und das gemessene Spektrum, die gleichzeitig durch das optische Messsystem 16 während des Polierens des oben erwähnten Wafers gemessen wurden, sukzessive in das Signalverarbeitungsteil 17 eingegeben. Jedes Mal, wenn ein Referenzspektrum und ein gemessenes Spektrum für einen jeweiligen Zeitpunkt erhalten wurden, wurde das Intensitätsverhältnis dieses gemessenen Spektrums zu dem gleichzeitig erhaltenen Referenzspektrum durch das Signalverarbeitungsteil 17 erhalten; ferner wurde die Schichtdicke (verbleibende Schichtdicke) der oben erwähnten Oxidationsschicht aus den maximalen und minimalen Positionen dieser Wellenform (der Wellenform der Intensitätsverhältnisse für die [jeweiligen] Wellenlängen) berechnet, und die Schichtdicke zu jeweiligen Zeitpunkten wurde auf dem Anzeigeteil 18 angezeigt.
  • Das Intensitätsverhältnis des zu einem bestimmten Zeitpunkt erhaltenen gemessenen Spektrums zu dem oben erwähnten, zu dem gleichen Zeitpunkt in diesem Fall erhaltenen Referenzspektrum war ähnlich dem in 7 gezeigten Verhältnis. Ferner war die als die durch diesen Versuch erhaltene Überwachungsergebnisse verbleibende Dicke der Oxidationsschicht ähnlich der in 8 gezeigten. Somit wurden die Komponenten der Oxidationsschicht in dem Intensitätsverhältnis des gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum günstig widergespiegelt, wobei [diese Ergebnisse] von dem Poliermittel u.s.w. fast unbeeinflusst sind, und die Überwachungsergebnisse waren auch gut.
  • [Vergleichsbeispiel]
  • Als ein Vergleichsbeispiel wurde eine Poliervorrichtung verwendet, bei welcher die in den 1 und 2 gezeigte Poliervorrichtung wie in 9 gezeigt modifiziert wurde. In 9 sind Elemente, welche die gleichen wie Elemente in 2 sind, mit den gleichen Symbolen gekennzeichnet.
  • Bei der in 9 gezeigten Poliervorrichtung sind ein halbdurchlässiger Spiegel 80, welcher zwischen der Linse 32 und dem Spalt 33 angeordnet ist, und eine Linse 139, eine Lochblende 140, eine Linse 141, ein Beugungsgitter 142 und ein Linearsensor 143, die jeweils mit den Elementen 39 bis 43 in den Figuren korrespondieren, zu dem in 2 gezeigten optischen Messsystems hinzugefügt. Im Ergebnis wird die spektroskopische Intensität (Spektrum) von einem der Lichtstrahlen (nicht das Probenlicht, das verwendet wird, um das gemessene Spektrum zu erhalten), der als Ergebnis des Lichts erzeugt wird, das von der Xenonlampe 31 emittiert wird und die Linse 32 durchläuft, wobei es durch den halbdurchlässigen Spiegel 80 auf gesplittet wird, von dem Linearsensor 143 erhalten. In diesem Vergleichsbeispiel wurde, wie später beschrieben wird, das von dem Linearsensor 143 erhaltene Spektrum als das Referenzspektrum verwendet.
  • In diesem Vergleichsbeispiel wurden, wie in dem oben erwähnten Versuchsbeispiel 1, ein Polierkissen IC1000 und ein Polierkissen Suba400, hergestellt von Rodel Co., als die Polierkissen 13a und 13b verwendet; die Größen der Öffnungsteile in diesen [Polierkissen] wurden jeweils auf 60 mm × 20 mm und 50 mm × 10 mm festgelegt, und die Oberfläche des transparenten Acrylfensters 15 wurde 0,2 mm von der Oberfläche des Polierkissens 13a zurückgesetzt.
  • Wie im Versuchsbeispiel 1 wurde ein 6-Zoll-Siliziumwafer, auf welchem eine thermische Oxidationsschicht bis zu einer Dicke von 1 μm gebildet wurde, als der Wafer 4 verwendet, der das Polierobjekt konstituiert. Dieser Wafer wurde an dem Polierkopf 2 in der Polierposition gehalten, und während dieser Wafer unter den gleichen Polierbedingungen wie in dem oben erwähnten Versuchsbeispiel 1 poliert wurde, wurden das Referenzspektrum (Spektrum, das von dem Linearsensor 143 erhalten wurde) und das gemessene Spektrum (Spektrum, das von dem Linearsensor 43 erhalten wurde), die gleichzeitig durch das optische Messsystems gemessen wurden, sukzessive in das Signalverarbeitungsteil 17 eingegeben. Jedes Mal, wenn ein Referenzspektrum und eine gemessenes Spektrum für einen jeweiligen Zeitpunkt erhalten wurden, wurde das Intensitätsverhältnis dieses gemessenen Spektrums zu dem gleichzeitig erhaltenen Referenzspektrum durch das Signalverarbeitungsteil 17 berechnet.
  • Die so erhaltenen Intensitätsverhältnisse hatten ein kleines Signal-Rausch-Verhältnis und zeigten infolge der Einflüsse von Streuung und Absorption durch das Poliermittel u.s.w. starke Fluktuationen und Deformationen. Es waren komplizierte Operationen wie zum Beispiel Rauschdämpfung und Signalnormalisierung u.s.w. erforderlich, um diese Wellenform (die Wellenform der Intensitätsverhältnisse für die [jeweiligen] Wellenlängen) zu analysieren; ferner waren auch erhebliche Daten enthalten, die schwierig zu analysieren waren. 10 zeigt das Intensitätsverhältnis des zu einem bestimmten Zeitpunkt erhaltenen gemessenen Spektrums zu dem Referenzspektrum in diesem Vergleichsbeispiel.
  • Möglichkeiten für die Anwendung in der Industrie
  • Die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustandes kann durch Verwendung des Polierzustand-Überwachungsverfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in einer Poliervorrichtung verbessert werden. Ferner kann die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung beim Polieren der Oberfläche von Halbleiterbausteinen u.s.w. verwendet werden und ermöglicht es, die Poliergenauigkeit zu verbessern.
  • Der Prozesswafer der vorliegenden Erfindung kann bei der Herstellung von hochgenauen Halbleiterbausteinen verwendet werden. Das Halbleiterbaustein-Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um hochgenaue Halbleiterbausteine herzustellen. Der Halbleiterbaustein der vorliegenden Erfindung kann in elektronischen Schaltungen als ein hochgenaues Halbleiterbauelement weithin verwendet werden.

Claims (12)

  1. Polierzustand-Überwachungsverfahren, wobei in einem Polierzustand-Überwachungsverfahren, bei dem der Polierzustand eines Polierobjekts (4), das mittels Anwendens einer Last zwischen einem Polierkörper (13) und diesem Polierobjekt (4) in einem Zustand, in dem ein Poliermittel (5) zwischen diesem Polierkörper (13) und dem Polierobjekt (4) eingebracht ist, und mittels Verursachens einer relativen Bewegung zwischen dem Polierkörper (13) und dem Polierobjekt (4) poliert wird, während des Polierens überwacht wird, und bei dem das oben genannte Polierobjekt (4) mit einem Probenlicht beleuchtet wird, das von einer vorgegebenen Lichtquelle (31) gesendet wird, ein gemessenes Spektrum, das das Spektrum des Lichts ist, das von dem oben genannten Polierobjekt (4) reflektiert wird, während des Polierens erlangt wird und der oben genannte Polierzustand während des Polierens auf der Basis des oben genannten gemessenen Spektrums überwacht wird, wobei der Polierzustand während des Polierens des oben genannten Polierobjekts (4) auf der Basis der Beziehung zwischen dem oben genannten gemessenen Spektrum und einem Referenzspektrum überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener reflektierender Körper (19, 50), der von dem Polierobjekt verschieden ist, entweder vor dem Polieren des Polierobjekts (4) oder während des Polierens des Polierobjekts (4) mit von der oben genannten Lichtquelle (31) gesendetem Licht beleuchtet wird, um das Referenzspektrum zu erlangen, das das Spektrum des Lichts ist, das mittels dieses reflektierenden Körpers (19, 50) in einem Polierzustand reflektiert wird, der nahe dem Zustand des Polierobjekts (4) ist.
  2. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das oben genannte Probenlicht und das oben genannte Licht, das auf den reflektierenden Körper (19, 50) gerichtet ist, auf das Polierobjekt (4) oder auf den reflektierenden Körper (19, 50) über ein oder mehrere Fenster (15, 115) gerichtet sind, die in dem oben genannten Polierkörper (13) gebildet sind oder andernfalls das Probenlicht und das oben genannte Licht, das auf den reflektierenden Körper (19, 50) gerichtet ist, auf Teile des oben genannten Polierobjekts (4) oder des reflektierenden Körpers (19, 50) gerichtet sind, die von dem Polierkörper (13) exponiert sind.
  3. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das oben genannte Referenzspektrum in einem Zustand erlangt wird, in dem das Poliermittel (5) in dem Lichtweg des oben genannten Lichts eingebracht ist, das auf den reflektierenden Körper (19, 50) gerichtet ist, und dem Lichtweg des Lichts, das von diesem reflektierenden Körper (19, 50) reflektiert wird.
  4. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Referenzspektrum in einem Zustand erlangt wird, in dem das Poliermittel (5) in dem Lichtweg des oben genannten Lichts eingebracht ist, das auf den reflektierenden Körper (19, 50) gerichtet ist, und dem Lichtweg des Lichts, das von diesem reflektierenden Körper (19, 50) reflektiert wird, und in dem eine Last, die im Wesentlichen die gleiche ist wie die Last, die während des Polierens des oben genanten Polierobjekts (4) angewendet wird, zwischen dem oben genannten Polierkörper (13) und dem oben genannten reflektierenden Körper (19, 50) aufgebracht ist.
  5. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Referenzspektrum erlangt wird während das Poliermittel (5) in dem Lichtweg des oben genannten Lichts eingebracht ist, das auf den reflektierenden Körper (19, 50) gerichtet ist, und dem Lichtweg des Lichts, das von diesem reflektierenden Körper (19, 50) reflektiert wird, und während der reflektierende Körper (19, 50) unter im Wesentlichen den gleichen Bedingungen wie die Polierbedingungen poliert wird, die für das Polieren des Polierobjekts (4) benutzt werden.
  6. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass der reflektierende Körper (19, 50) oder ein Teil, das diesen reflektierenden Körper (19, 50) aufweist, im Wesentlichen die gleiche Form und die gleichen Dimensionen wie das Polierobjekt (4) hat.
  7. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass das Polierobjekt (4) ein Prozesswafer (104) ist, der reflektierende Körper (19, 50) oder das oben genante Teil zuvor auch in dem Behälter gehalten wird, in dem der Prozesswafer (104) während der Wartezeit aufgenommen wird, und der reflektierende Körper (19, 50) oder das Teil in einer vorgegebenen Polierposition in der Zeit der Erfassung des Referenzspektrums mittels einer Vorrichtung gesetzt wird, die den Prozesswafer (104) in der vorgegebenen Polierposition des Behälters setzt.
  8. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass der reflektierende Körper (19, 50) in dem Halteteil (2) eingebaut ist, der das Polierobjekt (4) während des Polierens hält, sodass der reflektierende Körper (19, 50) der gleichen Seite zugewandt ist, auf der das Polierobjekt (4) gehalten wird.
  9. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Polierobjekt (4) ein Prozesswafer (104) ist und der reflektierende Körper (19, 50) in einem Bereich von diesem Prozesswafer (104) gebildet ist, der von dem Vorrichtungsbereich unterschiedlich ist.
  10. Polierzustand-Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Polierobjekt (4) ein Silizium-Wafer ist, auf dem ein Isolierfilm gebildet ist.
  11. Poliervorrichtung zum Polieren eines Polierobjekts (4), bei der der Polierzustand des Polierobjekts (4) mittels des Polierzustand-Überwachungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 überwacht wird, aufweisend ein Polierteil (1), einen Polierkopf (2) zum Halten des jeweiligen Polierobjekts (4), wobei der Polierkopf (2) in einer Polierposition angeordnet werden kann, die dem Polierteil (1) gegenüberliegt, und bewegt werden kann, um dadurch das Polieren des Polierobjekts (4) an dem Polierglied (1) zu erlauben, und eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, die aufweist: eine Lichtquelle (31) zum Beleuchten des Polierobjekts (4) mit einem Probenlicht, ein optisches Messsystem (16), das ein optisches System (44) zum Empfangen von reflektiertem Licht von dem Polierobjekt (4) und zum Messen eines Spektrums, das das Spektrum des Lichts ist, das von dem Polierobjekt (4) während des Polierens reflektiert wird, und ein Verarbeitungsmittel (17), das den Polierzustand des Polierobjekts (4) während des Polierens auf der Basis der Beziehung zwischen dem gemessenen Spektrum zu einem Referenzspektrum überwacht, gekennzeichnet durch einen reflektierenden Körper (19), der von dem Polierobjekt verschieden ist und der vorgesehen ist, um von dem Polierkopf (2) in der Polierposition davon vor dem Polieren des Polierobjekts (4) gehalten zu werden, um dadurch das Referenzspektrum zu erlangen mittels Verwendens der Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, eine Kassette (9) zum Halten des reflektierenden Körpers (19) und einer Mehrzahl von Polierobjekten (4) und einen Zufuhrroboter (10) zum aufeinanderfolgenden Zuführen des reflektierenden Körpers (19) und des jeweiligen Polierobjekts (4) von der Kassette (9) zum Polierkopf (2).
  12. Poliervorrichtung zum Polieren eines Polierobjekts (4), bei der der Polierzustand des Polierobjekts (4) mittels des Polierzustand-Überwachungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 überwacht wird, aufweisend ein Polierteil (1), einen Polierkopf (2) zum Halten des jeweiligen Polierobjekts (4), wobei der Polierkopf (2) in einer Polierposition positioniert werden kann, die dem Polierteil (1) gegenüberliegt, und bewegt werden kann, um dadurch das Polieren des Polierobjekts (4) an dem Polierglied (1) zu erlauben, und eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, die aufweist: eine Lichtquelle (31) zum Beleuchten des Polierobjekts (4) mit einem Probenlicht, ein optisches Messsystem (16), das ein optisches System (44) zum Empfangen von reflektiertem Licht von dem Polierobjekt (4) und zum Messen eines Spektrums aufweist, das das Spektrum des Lichts ist, das von dem Polierobjekt (4) während des Polierens reflektiert wird, und ein Verarbeitungsmittel (17), das den Polierzustand des Polierobjekts (4) während des Polierens auf der Basis der Beziehung des gemessenen Spektrums zu einem Referenzspektrum überwacht, gekennzeichnet dadurch, dass die Polierzustand-Überwachungsvorrichtung weiter einen reflektierenden Körper (50) aufweist, der von dem Polierobjekt (4) verschieden ist und der an dem Polierkopf (2) auf der gleichen Seite angebracht ist, an der das Polierobjekt (4) zu halten ist und zu dem ein Teil des Probenlichts der Lichtquelle (31) gerichtet ist, um daran reflektiert zu werden, und dass das optische Messsystem (16) ein weiteres optisches System (44) aufweist zum Empfangen von reflektiertem Licht von dem reflektierenden Körper (50) und zum Erhalten des Referenzspektrums davon, um dadurch die Erfassung des Referenzspektrums gleichzeitig mit der Erfassung des Messspektrums zu erlauben.
DE60026879T 1999-12-27 2000-12-19 Methode und apparat zur kontrolle des polierstandes, poliergerät, scheibe, halbleiter und seine herstellung Expired - Lifetime DE60026879T2 (de)

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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7678245B2 (en) 2000-02-17 2010-03-16 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for electrochemical mechanical processing
US7670468B2 (en) 2000-02-17 2010-03-02 Applied Materials, Inc. Contact assembly and method for electrochemical mechanical processing
US20090120803A9 (en) * 2001-12-27 2009-05-14 Paul Butterfield Pad for electrochemical processing
US6676483B1 (en) * 2003-02-03 2004-01-13 Rodel Holdings, Inc. Anti-scattering layer for polishing pad windows
US6997777B2 (en) * 2003-06-17 2006-02-14 Cabot Microelectronics Corporation Ultrasonic welding method for the manufacture of a polishing pad comprising an optically transmissive region
US7008296B2 (en) * 2003-06-18 2006-03-07 Applied Materials, Inc. Data processing for monitoring chemical mechanical polishing
US7195539B2 (en) * 2003-09-19 2007-03-27 Cabot Microelectronics Coporation Polishing pad with recessed window
US6896588B2 (en) * 2003-10-03 2005-05-24 Texas Instruments Incorporated Chemical mechanical polishing optical endpoint detection
JP4581427B2 (ja) * 2004-02-27 2010-11-17 富士電機システムズ株式会社 膜厚評価方法、研磨終点検出方法
US20060019417A1 (en) * 2004-07-26 2006-01-26 Atsushi Shigeta Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR100699859B1 (ko) 2005-08-11 2007-03-27 삼성전자주식회사 반도체 설비의 캘리브레이션용 기준 웨이퍼
US8260446B2 (en) 2005-08-22 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Spectrographic monitoring of a substrate during processing using index values
CN105773398B (zh) * 2005-08-22 2019-11-19 应用材料公司 基于光谱的监测化学机械研磨的装置及方法
US8392012B2 (en) 2008-10-27 2013-03-05 Applied Materials, Inc. Multiple libraries for spectrographic monitoring of zones of a substrate during processing
US7406394B2 (en) 2005-08-22 2008-07-29 Applied Materials, Inc. Spectra based endpointing for chemical mechanical polishing
US7764377B2 (en) * 2005-08-22 2010-07-27 Applied Materials, Inc. Spectrum based endpointing for chemical mechanical polishing
US7409260B2 (en) 2005-08-22 2008-08-05 Applied Materials, Inc. Substrate thickness measuring during polishing
JP5534672B2 (ja) * 2005-08-22 2014-07-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 化学機械的研磨のスペクトルに基づく監視のための装置および方法
US20070251832A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for electrochemical mechanical polishing of cu with higher liner velocity for better surface finish and higher removal rate during clearance
JP5006883B2 (ja) 2006-10-06 2012-08-22 株式会社荏原製作所 加工終点検知方法および加工装置
US7998358B2 (en) 2006-10-31 2011-08-16 Applied Materials, Inc. Peak-based endpointing for chemical mechanical polishing
US7444198B2 (en) 2006-12-15 2008-10-28 Applied Materials, Inc. Determining physical property of substrate
WO2008103964A2 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Applied Materials, Inc. Using spectra to determine polishing endpoints
US7952708B2 (en) * 2007-04-02 2011-05-31 Applied Materials, Inc. High throughput measurement system
EP2227350A4 (de) * 2007-11-30 2011-01-12 Innopad Inc Kissen mit endpunkterfassungsfenster für chemisch-mechanisches polieren
US20090275265A1 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 Applied Materials, Inc. Endpoint detection in chemical mechanical polishing using multiple spectra
US20100103422A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Applied Materials, Inc. Goodness of fit in spectrographic monitoring of a substrate during processing
US8352061B2 (en) 2008-11-14 2013-01-08 Applied Materials, Inc. Semi-quantitative thickness determination
WO2011056485A2 (en) 2009-11-03 2011-05-12 Applied Materials, Inc. Endpoint method using peak location of spectra contour plots versus time
US8834229B2 (en) 2010-05-05 2014-09-16 Applied Materials, Inc. Dynamically tracking spectrum features for endpoint detection
US8954186B2 (en) 2010-07-30 2015-02-10 Applied Materials, Inc. Selecting reference libraries for monitoring of multiple zones on a substrate
US8758659B2 (en) 2010-09-29 2014-06-24 Fns Tech Co., Ltd. Method of grooving a chemical-mechanical planarization pad
US20140078495A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Stmicroelectronics, Inc. Inline metrology for attaining full wafer map of uniformity and surface charge
US10090207B2 (en) * 2012-11-28 2018-10-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Multi-point chemical mechanical polishing end point detection system and method of using
US20140242877A1 (en) * 2013-02-26 2014-08-28 Applied Materials, Inc. Spectrographic metrology with multiple measurements
WO2015163164A1 (ja) * 2014-04-22 2015-10-29 株式会社 荏原製作所 研磨方法および研磨装置
JP6465345B2 (ja) * 2014-12-26 2019-02-06 株式会社荏原製作所 研磨パッドの表面性状測定方法および装置
KR101709081B1 (ko) * 2015-02-27 2017-02-22 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치
JP7023063B2 (ja) * 2017-08-08 2022-02-21 株式会社荏原製作所 基板研磨装置及び方法
US10286517B2 (en) * 2017-08-08 2019-05-14 Micron Technology, Inc. Polishing apparatuses
TWI805709B (zh) * 2018-03-13 2023-06-21 美商應用材料股份有限公司 用於化學機械拋光期間的振動的監測的設備
JP7197999B2 (ja) * 2018-05-11 2022-12-28 キオクシア株式会社 研磨装置および研磨パッド
IT202000016279A1 (it) * 2020-07-06 2022-01-06 St Microelectronics Srl Procedimento di fabbricazione di un dispositivo semiconduttore in carburo di silicio con migliorate caratteristiche
US11521882B2 (en) * 2020-08-20 2022-12-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer notch positioning detection
CN112729133B (zh) * 2020-12-18 2023-02-24 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院 一种基于探测光栅衍射强度测量薄膜厚度的方法及装置
CN115308140A (zh) * 2022-10-11 2022-11-08 杭州众硅电子科技有限公司 一种化学机械抛光的在线监测装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6443707A (en) * 1987-08-12 1989-02-16 Hitachi Ltd Microphotometric device
US5081796A (en) * 1990-08-06 1992-01-21 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for mechanical planarization and endpoint detection of a semiconductor wafer
US5433651A (en) * 1993-12-22 1995-07-18 International Business Machines Corporation In-situ endpoint detection and process monitoring method and apparatus for chemical-mechanical polishing
JP3313505B2 (ja) * 1994-04-14 2002-08-12 株式会社日立製作所 研磨加工法
JPH08174411A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Ebara Corp ポリッシング装置
US5893796A (en) * 1995-03-28 1999-04-13 Applied Materials, Inc. Forming a transparent window in a polishing pad for a chemical mechanical polishing apparatus
US5838447A (en) * 1995-07-20 1998-11-17 Ebara Corporation Polishing apparatus including thickness or flatness detector
JP3300217B2 (ja) * 1996-01-29 2002-07-08 大日本スクリーン製造株式会社 研磨処理モニタ方法および装置
JPH1019537A (ja) * 1996-07-01 1998-01-23 Canon Inc 面形状測定装置及びそれを用いた研磨装置
JP3303963B2 (ja) * 1997-01-20 2002-07-22 株式会社東京精密 ウェーハの厚み加工量測定装置
US6489624B1 (en) * 1997-07-18 2002-12-03 Nikon Corporation Apparatus and methods for detecting thickness of a patterned layer
JP3327175B2 (ja) * 1997-07-18 2002-09-24 株式会社ニコン 検知部及びこの検知部を具えたウェハ研磨装置
US6142855A (en) * 1997-10-31 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus and polishing method
US6106662A (en) * 1998-06-08 2000-08-22 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
US6190234B1 (en) * 1999-01-25 2001-02-20 Applied Materials, Inc. Endpoint detection with light beams of different wavelengths
US6334807B1 (en) * 1999-04-30 2002-01-01 International Business Machines Corporation Chemical mechanical polishing in-situ end point system

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Publication number Publication date
JP2001179617A (ja) 2001-07-03
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