DE60122371T2 - Einrichtung zur überwachung des polierfortschrittes und poliereinrichtung - Google Patents

Einrichtung zur überwachung des polierfortschrittes und poliereinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE60122371T2
DE60122371T2 DE60122371T DE60122371T DE60122371T2 DE 60122371 T2 DE60122371 T2 DE 60122371T2 DE 60122371 T DE60122371 T DE 60122371T DE 60122371 T DE60122371 T DE 60122371T DE 60122371 T2 DE60122371 T2 DE 60122371T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polishing
light
wafer
measuring
article
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60122371T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60122371D1 (de
Inventor
Eiji Matsukawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Publication of DE60122371D1 publication Critical patent/DE60122371D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60122371T2 publication Critical patent/DE60122371T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Poliereinrichtung. Folglich betrifft die vorliegende Erfindung im allgemeinen eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung und eine Poliereinrichtung, welche zur Verwendung beim Planarisieren, Polieren usw. von Halbleitervorrichtungen in einem Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen, wie zum Beispiel ULSIs, geeignet sind.
  • Stand der Technik
  • Eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung vom oben genannten Typ ist beispielsweise aus der EP-A-0881040 bekannt.
  • In den letzten Jahren sind chemisch-mechanische Polier-Techniken (oder chemisch-mechanische Planarisierung, nachstehend als „CMP" bezeichnet) als allgemeine Planarisier-Techniken für die Oberflächen von Halbleitervorrichtungen usw. verwendet worden. CMP ist ein Prozess, in welchem Vertiefungen und Vorsprünge in den Oberflächen von Wafern mittels eines chemischen Vorgangs (Zersetzung mittels eines Poliermittels oder Lösungsmittels) zusammen mit physikalischem Polieren entfernt werden. Eine Poliereinrichtung, welche Polieren durch CMP durchführt, ist mit einem Polierkörper und einem Halteabschnitt ausgestattet, der den Poliergegenstand hält, wobei der oben genannte Poliergegenstand durch Aufbringen einer Belastung zwischen dem oben genannten Polierkörper und dem oben genannten Poliergegenstand und durch Bewirken einer relativen Bewegung zwischen dem oben genannten Polierkörper und dem oben genannten Poliergegenstand in einen Zustand, in welchem ein Poliermittel zwischen dem oben genannten Polierkörper und dem oben genannten Poliergegenstand eingefügt ist, poliert wird.
  • Bei CMP-Techniken stellt ein Überwachen des Polierzustands während des Polierprozesses (In-Situ-Überwachen, d.h. Erkennung des Polierausmaßes, der Filmdicke oder des Polierendpunktes usw.) ein Problem dar, wobei ein großer Bedarf für ein solches Überwachen besteht, um den Prozess effizienter zu machen.
  • In letzter Zeit wurde das Überwachen des Polierzustands (In-Situ-Endpunktbestimmung und In-Situ-Schichtdickenmessung usw.) unter Verwendung von optischen Messmethoden, d.h. die Messung von reflektiertem Licht ohne Spektralanalyse, oder spektroskopischen Reflektionsmessungen als effektiv angesehen (Japanisches Patent Nr. 2561812, Japanische Patentanmeldung von Kokai Nr. H11-33901 usw.). Im Fall von Polierzustand-Überwachungsvorrichtungen, die das Überwachen des Polierzustands mittels solcher optischer Messmethoden durchführen, wird der den Poliergegenstand darstellende Wafer während des CMP mit Messlicht beleuchtet, und die Schichtdicke, das Polierausmaß oder der Polierendpunkt wird während des Polierens in Übereinstimmung mit den Veränderungen im Reflektionsgrad oder den Veränderungen im spektroskopischen Reflektionsvermögen erkannt.
  • Herkömmlich wird darüberhinaus, sogar wenn das Polieren eines bestimmten Wafers abgeschlossen worden ist, das oben genannte Messlicht dem nächsten zu polierenden Wafer zugeführt, so dass die Beleuchtung mit einem fixen Lichtquantum konstant fortgesetzt wird. Dementsprechend wird, sogar nachdem die Beendigung des Polierens eines Wafers erkannt worden ist, dieser Wafer durch ein fixes Quantum des oben genannten Messlichtes fortlaufend beleuchtet, bis der Wafer aus der Polierposition bewegt wird (die Position, wo der Wafer mit dem oben genannten Messlicht beleuchtet wird).
  • Währenddessen ist es zum Beispiel bei einer Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, die den Polierzustand durch spektroskopische Reflektionsmessungen überwacht, vorstellbar, dass die Erfassung eines Referenzsignals und die Messung von Dunkelrauschen vor dem Polieren des Poliergegenstandes, wie zum Beispiel eines Wafers, durchgeführt werden könnte, um die Überwachungsgenauigkeit des Polierzustands zu verbessern (wenngleich dies nicht aus dem Stand der Technik zu erkennen ist). Es ist vorstellbar, dass die Erfassung eines Referenzsignals durch Befördern eines Referenzspiegels, welcher die gleiche Größe wie der Wafer usw. hat und welcher spezifizierte Reflektionseigenschaften hat, zu der Polierposition mittels (beispielsweise) der Beförderungsvorrichtung, die den Wafer usw. zu der Polierposition befördert, und durch Beleuchten dieses Referenzspiegels mit dem Messlicht erreicht werden könnte. Falls ein solches Referenzsignal im Voraus ermittelt wird, kann die Überwachungsgenauigkeit des Polierzustands durch Vergleichen dieses Referenzsignals mit dem Messsignal, das durch Beleuchten des Poliergegenstandes mit dem Messlicht erzielt wird, verbessert werden. Darüberhinaus ist es vorstellbar, dass die Messung von Dunkelrauschen durch Befördern eines Dunkelrauschenmesselements, das die gleiche Größe wie der Wafer usw. hat und das mehr oder weniger eine komplette Absorption von Licht aufweist, zu der Polierposition mittels (beispielsweise) der Beförderungsvorrichtung, die den Wafer usw. zu der Polierposition befördert, und durch Beleuchten dieses Dunkelrauschenmesselements mit dem Messlicht erreicht werden kann. Das Signal, das von dem Detektor in diesem Zustand erhalten wird, weist auf ein Rauschen (Dunkelrauschen) hin, das sowohl aus Rauschen, das durch Streulicht in dem optischen System (Flimmerrauschen usw.) verursacht wird, als auch aus Rauschen des elektrischen Systems besteht, wie zum Beispiel des Detektors. Falls somit Dunkelrauschen im Voraus gemessen wird, wird die Überwachungsgenauigkeit des Polierzustands durch Subtrahieren der Dunkelrauschenkomponente von dem Messsignal, das durch Beleuchten des Poliergegenstandes mit dem Messlicht erzielt wird, verbessert, und folglich wird die Rauschenkomponente entfernt. Darüberhinaus wird eine solche Erfassung eines Referenzsignals und die Messung von Dunkelrauschen bei einer entsprechenden Frequenz periodisch durchgeführt.
  • Jedoch ist nachgewiesen worden, dass, falls der Wafer im Anschluss an das Polieren kontinuierlich mit Messlicht beleuchtet wird, eine Gefahr besteht, dass Probleme auftreten, zum Beispiel in dem Fall des Polierens von Prozesswafern, die Cu aufweisen. Ein Beispiel, welches hier berücksichtigt werden sollte, ist ein Fall, in welchem ein so genannter Damaszener durch Polieren der Cu-Schicht bei einem Prozesswafer ausgebildet wird, der in einem Zustand ist, in welchem Vorrichtungen, wie zum Beispiel Transistoren, die pn-Übergänge und Zwischenisolationsschichten haben, die aus SiO2 bestehen, nacheinander ausgebildet werden und eine Cu-Schicht über die gesamte Oberfläche oben auf diesen Teilen ausgebildet ist. Sogar falls ein solcher Prozesswafer mit Licht beleuchtet wird, wird das Licht durch die Cu-Schicht blockiert, die die gesamte Oberfläche bedeckt, wenn diese Beleuchtung vor dem Polieren des Cu-Films durchgeführt wird, so dass dort kein Problem vorhanden ist. Mit dem Fortschreiten des Polierens der Cu-Schicht wird die Cu-Schicht schrittweise dünner, so dass schließlich die Cu-Schicht außer den Abschnitten der Zwischenisolationsschicht innerhalb der Löcher entfernt wird, wodurch ein Damaszener ausgebildet wird, wonach das Polieren beendet ist. Wenn folglich die Cu-Schicht außer den Abschnitten der Zwischenisolationsschicht innerhalb der Löcher entfernt ist, erreicht Licht von außen die pn-Übergänge über die freiliegende Zwischenisolationsschicht, so dass eine photoelektromotorische Kraft in den pn-Übergängen erzeugt wird, was folglich zu der Gefahr führt, dass das Cu durch den photoelektrischen Zelleffekt korrodiert (oxidiert) wird.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es darüberhinaus vorstellbar, dass die Überwachungsgenauigkeit des Polierzustands durch Erfassen eines Referenzsignals und Messen von Dunkelrauschen erhöht werden kann. In einem solchen Fall kann ein Referenzspiegel oder ein Dunkelrauschenmesselement, das die gleiche Größe wie der Wafer usw. hat, zu der Polierposition anstelle des Poliergegenstandes (wie zum Beispiel eines Wafers) unter Verwendung der Beförderungsvorrichtung, die für den Wafer usw. verwendet wird, befördert werden. In diesem Fall kann jedoch das Befördern des Poliergegenstandes zu oder von der Polierposition und die Erfassung eines Referenzsignals oder die Messung von Dunkelrauschen nicht parallel durchgeführt werden, wobei hierbei folglich die Gefahr besteht, dass die Polierleistung abnehmen wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben genannten Tatsachen entwickelt, wobei es ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, welche es ermöglicht, die Wirkung des Messlichtes, das zum Überwachen des Polierzustands verwendet wird, auf den Poliergegenstand zu verringern oder auszuschließen, und eine Poliereinrichtung bereitzustellen, die dieses Überwachungsverfahren und diese Überwachungsvorrichtung verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Ausbeute durch Reduzieren oder Ausschließen der Wahrscheinlichkeit von auftretenden Problemen zu erhöhen, wie zum Beispiel die Oxidation der Cu-Schicht, die durch das für die Überwachung des Polierzustands verwendete Messlicht verursacht wird, und ermöglicht es folglich, Halbleitervorrichtungen zu niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren herzustellen, und stellt andererseits außerdem eine preiswerte Halbleitervorrichtung bereit.
  • Darüberhinaus stellt die vorliegende Erfindung eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung bereit, bei welcher das Befördern des Poliergegenstandes zu oder aus der Polierposition und die Erfassung eines Referenzsignals oder die Messung von Dunkelrauschen parallel durchgeführt werden können, so dass die Polierleistung verbessert werden kann.
  • Zu diesem Zweck stellt die Erfindung eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit und sieht eine Poliereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 2 vor.
  • Der Referenzspiegel kann veranlasst werden, mittels eines Bewegungsmechanismus in den Lichtpfad des Messlichtes vorzurücken oder sich aus diesem zurückzuziehen. Infolgedessen kann im Unterschied zu der oben genannten herkömmlichen Polierzustand-Überwachungsvorrichtung die Erfassung eines Referenzsignals durchgeführt werden indem der Referenzspiegel veranlasst wird, parallel zu dem Befördern des Poliergegenstandes (wie zum Beispiel eines Wafers) zu und aus der Polierposition in den Lichtpfad des Messlichtes vorzurücken oder sich aus diesem zurückzuziehen. Dementsprechend kann die Polierleistung verbessert werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Dunkelrauschenmesselement durch den Bewegungsmechanismus veranlasst werden, in den Lichtpfad des Messlichtes vorzurücken oder sich aus diesem zurückzuziehen. Infolgedessen kann im Unterschied zu der oben genannten herkömmlichen Polierzustand-Überwachungsvorrichtung Dunkelrauschen gemessen werden indem das Dunkelrauschenmesselement veranlasst wird, parallel zu dem Befördern des Poliergegenstandes (wie zum Beispiel eines Wafers) zu oder aus der Polierposition in den Lichtpfad des Messlichtes vorzurücken und sich aus diesem zurückzuziehen. Dementsprechend wird die Polierleistung verbessert.
  • Ferner, da die Vorrichtung mit der Polierzustand-Überwachungsvorrichtung der Erfindung ausgestattet ist, kann ein oder können beide der folgenden Vorteile erreicht werden: speziell die Wirkung des zur Überwachung des Polierzustands auf dem Poliergegenstand verwendeten Messlichtes kann verringert oder beseitigt werden, und die Polierleistung kann verbessert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine erste Ausführungsform in Modellform darstellt, die nicht Teil der Erfindung ist.
  • 2 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel eines Beleuchtungsmusters des Messlichtes in Bezug auf den Wafer zeigt.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, welches ein weiteres Beispiel des Beleuchtungsmusters des Messlichtes in Bezug auf den Wafer zeigt.
  • 4 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine zweite Ausführungsform in Modellform darstellt, die nicht Teil der Erfindung ist.
  • 5 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Modellform darstellt.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren zeigt, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Beste Art zur Durchführung der Erfindung
  • Die Polierzustand-Überwachungsvorrichtung und die Poliereinrichtung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
  • [Erste Ausführungsform]
  • 1 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine erste Ausführungsform in Modellform darstellt.
  • Diese Poliereinrichtung ist mit einem Polierelement 1, einem Poliergegenstandhalteabschnitt 3 (nachstehend als „Waferhalter" bezeichnet), welcher (beispielsweise) einen Prozesswafer 2 mit Cu als den Poliergegenstand auf der unteren Seite des Polierelements 1 hält, und einem Poliermittelzuführabschnitt (in den Figuren nicht gezeigt), welcher der Oberfläche des Wafers 2 ein Poliermittel (Schlamm) zuführt.
  • Das Polierelement 1 hat einen Polierkörper (Polierkissen) 6, der auf der Unterseite einer Polierplatte 5 angeordnet ist und veranlasst werden kann, sich durch einen in den Figuren nicht gezeigten Mechanismus zu drehen (wie durch den Richtungspfeil in 1 angezeigt), sich aufwärts und abwärts zu bewegen und nach links und rechts zu schwingen (hin und hergehende Bewegung). Beispielsweise kann ein schaumschichtbildender Polyurethan oder ein nicht schäumendes Harz, das eine Nutstruktur in der Oberfläche hat, als Polierkörper 6 verwendet werden.
  • Der Wafer 2 wird auf dem Waferhalter 3 gehalten, und die obere Fläche des Wafers 2 ist die Polieroberfläche. Der Waferhalter 3 kann veranlasst werden, sich durch einen Mechanismus (der nicht in den Figuren gezeigt ist) unter Verwendung eines Elektromotors als ein Aktuator zu drehen, wie durch den Richtungspfeil in 1 dargestellt ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Durchmesser des Polierelements 1 so festgelegt, dass dieser Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Wafers 2 ist, wobei folglich die Basisfläche der Vorrichtung als Ganzes klein ist. In der vorliegenden Erfindung würde es jedoch ebenfalls möglich sein, den Durchmesser des Polierelements 1 so festzulegen, dass dieser Durchmesser der gleiche wie oder größer als der Durchmesser des Wafers 2 ist. In solchen Fällen kann genauso gut ein Abschnitt des Wafers 2 zeitweise von dem Polierelement 1 beim Schwingen des Polierelements 1 während des Polierens hervorstehen. Darüberhinaus kann in Fällen, in denen kein Abschnitt des Wafers 2 zeitweise von dem Polierelement 1 beleuchtet wird, ein Fenster zur Beleuchtung des Wafers 2 mit dem Messlicht in dem Polierelement 1 in einer allgemein bekannten Art ausgebildet sein.
  • Nun wird das Polieren des Wafers 2 mittels dieser Poliereinrichtung beschrieben. Das Polierelement 1 wird gegen die obere Fläche des Wafers 2 auf dem Waferhalter 3 durch einen festgelegten Druck gedrückt, während das Polierelement 1 sich dreht und schwingt. Der Waferhalter 3 wird veranlasst, sich zu drehen, so dass der Wafer 2 ebenfalls veranlasst wird, sich zu drehen, wodurch eine Relativbewegung hervorgerufen wird, die zwischen dem Wafer 2 und Polierelement 1 durchgeführt wird. In diesem Zustand wird ein Poliermittel der Oberfläche des Wafers 2 von einem Poliermittelzuführabschnitt zugeführt. Dieses Poliermittel breitet sich über die Oberfläche des Wafers 2 aus und tritt in den Raum zwischen dem Polierkörper 6 und dem Wafer 2 ein, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Polierelement 1 und dem Wafer 2 erfolgt, so dass die Polieroberfläche des Wafers 2 poliert wird. Insbesondere wird ein günstiges Polieren infolge eines Synergieeffektes des mechanischen Polierens erreicht, der durch die Relativbewegung des Polierelements 1 und des Wafers 2 und den chemischen Vorgang des Poliermittels hervorgerufen wird. Um die oben genannte Arbeitsweise zu verwirklichen, die zum Polieren benötigt wird, hat diese Poliereinrichtung einen Poliersteuerabschnitt 9, welcher die Motoren der entsprechenden Teile steuert, die das Drehen und Schwingen usw. des Polierelements 1 und die Drehung des Waferhalters 3 bewirken.
  • Darüberhinaus, wie in 1 gezeigt, ist diese Poliereinrichtung außerdem ausgestattet mit einem optischen Messsystem 10, welches eine Polierzustand-Überwachungsvorrichtung bildet, einem Signalverarbeitungsteil 11, welcher aus einem Personalcomputer usw. besteht, einem Anzeigeteil 12, wie zum Beispiel einem CRT, welcher die Überwachungsergebnisse anzeigt, und einem Verschlussmechanismussteuerteil 14, welcher einen Verschlussmechanismus 13 steuert, der in dem optischen Messsystem 10 eingebaut ist.
  • Das optische Messsystem 10 beleuchtet jenen Abschnitt der Polieroberfläche (obere Fläche) des Wafers 2 mit Messlicht, der von dem Polierelement 1 (nachstehend als „exponierter Abschnitt" bezeichnet) frei ist, und erzielt ein Detektionssignal, das sich auf das reflektierte Licht bezieht, das von einem Lichtempfangssensor empfangen wird, der das Licht empfängt, das von der Polieroberfläche des Wafers 2 reflektiert wird. Dieses Detektionssignal wird in den Signalverarbeitungsteil 11 als ein Überwachungssignal eingegeben. Auf Basis des oben genannten Detektionssignals führt der Signalverarbeitungsteil 11 eine Bearbeitung durch, die den Polierzustand überwacht. In der vorliegenden Ausführungsform wird von dem Signalverarbeitungsteil 11 bewirkt, dass der Polierzustand von dem Anzeigeteil 12 angezeigt wird, dass der Polierendpunkt ermittelt wird, und dass ein Polierendpunktdetektionssignal entsprechend an den Poliersteuerteil 9 und den Verschlussmechanismussteuerteil 14 gesendet wird, wenn der Polierendpunkt ermittelt wird. Das Poliersteuerteil 9 beendet den Poliervorgang in Erwiderung auf dieses Polierendpunktermittlungssignal.
  • Nun wird das optische Messsystem 10 beschrieben. In 1 bezeichnet 21 eine weiße Lichtquelle, welche mehrere Wellenlängenkomponenten hat, wobei zum Beispiel eine weiße LED, eine Xenonlampe oder eine Halogenlampe als diese Lichtquelle verwendet werden kann. Falls notwendig, kann Licht von der Lichtquelle 21 durch eine optische Faser geleitet werden. Falls das Lichtblockierungselement 13a des Verschlussmechanismus 13 (wird später beschrieben) aus dem Lichtpfad zurückgezogen wird, wird das Licht von der Lichtquelle 21 in einen parallelen Lichtstrahl durch eine Linse 22 konvertiert und tritt dann durch eine optische Feldblende 23 hindurch, nachdem das Licht veranlasst wird, auf einen Strahlteiler 24 einzufallen. Die Richtung dieses Lichts wird um 90° durch den Strahlteiler 24 verändert, wobei das Licht dann durch Relais-Linsen 25 und 26 hindurch tritt und wieder in einen parallelen Lichtstrahl konvertiert wird und auf den beleuchteten Abschnitt der Polieroberfläche des Wafers 2 als Messlicht gerichtet wird.
  • Das von dem Wafer 2 reflektierte Licht tritt wiederum durch die Relais-Linsen 26 und 25 hindurch und wird veranlasst, auf den Strahlteiler 24 als ein paralleler Lichtstrahl einzufallen. Dieses Licht tritt durch den Strahlteiler 24 hindurch und wird dann auf eine Lochblende (dies kann ebenfalls ein Schlitz sein) 28a einer Lichtblockierungsplatte 28 durch eine Linse 27 fokussiert. Dann werden Rauschenkomponenten, wie zum Beispiel Streulicht und gebrochenes Licht, durch die Lichtblockierungsplatte 28 beseitigt, und das Licht, das durch die Lochblende 28a hindurch tritt (regulär reflektiertes Licht (nullter Ordnung Licht)), wird über eine Linse 29 auf ein Beugungsgitter (dies kann ebenfalls eine andere spektroskopische Einrichtung wie zum Beispiel ein spektroskopisches Prisma sein) 30 projiziert, das als eine spektroskopische Einrichtung verwendet wird, so dass das Licht in ein Spektrum aufgeteilt wird. Das Licht, das in ein Spektrum aufgeteilt worden ist, tritt in einen Linearsensor 31 ein, der als ein Lichtempfangssensor verwendet wird, und die spektroskopische Intensität (Intensität bei jeweiligen Wellenlängen, d.h. Spektrum) wird gemessen.
  • Der Signalverarbeitungsteil 11 der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Polierzustandüberwachungsergebnisse für den Wafer 2 auf Basis der spektroskopischen Intensität, die von dem Linearsensor 31 erhalten wird, veranlasst, dass diese Ergebnisse auf dem Anzeigeteil 12 angezeigt werden, ermittelt den Polierendpunkt und sendet entsprechend ein Polierendpunktdetektionssignal an den Poliersteuerteil 9 und den Verschlussmechanismussteuerteil 14, wenn der Polierendpunkt ermittelt wird. Zum Beispiel wird die Schichtdicke der Schicht, die poliert werden soll (oberste Schicht), von den charakteristischen Größen berechnet, wie beispielsweise den Positionen (Wellenlänge) von Maxima und Minima der Wellenform der spektroskopischen Intensität (die dem spektroskopischen Reflektionsvermögen entspricht), und diese Schichtdicke wird auf dem Anzeigeteil 12 als die Überwachungsergebnisse angezeigt, wobei darüberhinaus der Polierendpunkt dementsprechend ermittelt wird, ob die Schichtdicke eine festgelegte Schichtdicke erreicht hat oder nicht. Darüberhinaus wird zum Beispiel das Polierausmaß von der Ausgangsdicke des Wafers 2 und der Schichtdicke der Schicht ermittelt, die poliert werden soll (oberste Schicht), und dieser Wert wird auf dem Anzeigeteil 12 als Überwachungsergebnisse angezeigt. Selbstverständlich sind die Berechnungsmethode, die zum Bestimmen der Überwachungsergebnisse aus der spektroskopischen Intensität verwendet wird, und das Verfahren, das zum Erkennen des Polierendpunkts verwendet wird, nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt; zum Beispiel können andere Methoden, wie beispielsweise die in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. H10-335288 und Japanische Patentanmeldung Kokai Nr. H11-33901 offenbarten, ebenfalls verwendet werden.
  • Darüberhinaus führt in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, das optische Messsystem 10 spektroskopische Reflektionsmessungen durch und das Signalverarbeitungsteil 11 überwacht den Polierzustand auf Basis der spektroskopischen Reflektionsintensität. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Anordnung beschränkt; beispielsweise würde es außerdem möglich sein, die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung so zu konstruieren, dass das optische Messsystem 10 Messungen von reflektiertem Licht durchführt, die nicht von der Spektroskopie (zum Beispiel Messungen des reflektierten Lichts bei einer spezifizierten Wellenlänge) abhängen, und dass der Polierendpunkt auf Basis des Reflektionsvermögens ermittelt wird, das durch das optische Messsystem 10 gemessen wird. Dies trifft ebenfalls auf die jeweiligen Ausführungsformen zu, die später beschrieben werden.
  • Darüberhinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben wurde, eine mechanische Verschlussvorrichtung 13 in das optische Messsystem 10 eingebaut. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Verschlussvorrichtung 13 aus einem Lichtblockierungselement 13a und einem Motor 13b konstruiert, wie zum Beispiel einem Schrittmotor als einem Bewegungsmechanismus, der das Lichtblockierungselement 13a veranlasst, in den Lichtpfad zwischen der Lichtquelle 21 und der Linse 22 vorzurücken oder sich aus diesem zurückzuziehen (dieser Mechanismus kann an jeder Position in dem Lichtpfad zwischen der Lichtquelle 21 und dem Wafer 2 eingebaut sein). Obgleich dies nicht in den Figuren gezeigt ist, wird die Lichtquelle 21 so betrieben, dass die Lichtquelle mit einer festgelegten Menge von Licht kontinuierlich leuchtet, wenn die Spannungsversorgung eingeschaltet ist. Darüberhinaus würde es auch möglich sein, einen Lichtreduzierungsfilter anstelle des Lichtblockierungselements 13a zu verwenden.
  • In Erwiderung auf ein Überwachungsstartkommando, das von dem Poliersteuerteil 9 ausgegeben wird und zum Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 über den Signalverarbeitungsteil 11 gesendet wird, steuert der Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 den Motor 13b, so dass das Lichtblockierungselement 13a aus dem Lichtpfad zurückgezogen wird. Außerdem kann das Überwachungsstartkommando zu der Zeit ausgegeben werden, zu der das Polieren des Wafers 2 initiiert wird, oder es kann ausgegeben werden, nachdem ein spezifizierter Zeitabschnitt nach der Initiierung des Polierens des Wafers 2 abgelaufen ist. In Erwiderung auf ein Polierendpunktabfragesignal vom Signalverarbeitungsteil 11 steuert außerdem der Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 den Motor 13b, so dass das Lichtblockierungselement 13a in den Lichtpfad vorrückt. Als ein Ergebnis dieser Steuerung, wie in 2 gezeigt, wird der Wafer 2 mit Messlicht nur während der Periode beleuchtet, die sich von dem Zeitpunkt t1, bei welchem das Überwachungsstartkommando empfangen wird, bis zu dem Zeitpunkt t2 erstreckt, bei welchem das Polierendpunktdetektionssignal empfangen wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie aus der obigen Beschreibung deutlich ist, bilden die Verschlussvorrichtung 13 und das Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 ein erstes Messlichtsteuerteil, welches das Messlicht mit Bezug auf den Wafer 2 in Erwiderung auf das Polierendpunktdetektionssignal blockiert (oder das Messlicht in dem Fall reduziert, in dem ein Lichtreduzierungsfilter anstelle des Lichtblockierungselements 13a verwendet wird).
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird das Messlicht, das zum Überwachen des Polierzustands verwendet wird, mit Bezug auf den Wafer 2 blockiert oder verringert, nachdem der Polierendpunkt des Wafers 2 erkannt worden ist. Dementsprechend kann die Wirkung des Messlichts, das zum Überwachen des Polierzustands auf dem Wafer 2 verwendet wird, verringert oder beseitigt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in 2 gezeigt ist, wird der Wafer 2 ununterbrochen mit einer festgelegten Menge von Messlicht während der Überwachung des Polierzustands beleuchtet (d.h. während des Zeitabschnitts, der sich vom Zeitpunkt t1, bei welchem das Überwachungsstartkommando empfangen wird, bis zu dem Zeitpunkt t2 erstreckt, bei welchem das Polierendpunktdetektionssignal empfangen wird).
  • Andererseits kann bei der vorliegenden Erfindung das System außerdem so festgelegt sein, dass eine erste Periode T1, während welcher der Wafer 2 mit Messlicht beleuchtet wird, und eine zweite Periode T2, während welcher das Messlicht mit Bezug auf den Wafer 2 blockiert wird (oder reduziert wird), während des Überwachens des Polierzustands, wie in 3 gezeigt, wiederholt werden. In diesem Fall kann das System wie folgt festgelegt sein: speziell in Erwiderung auf ein Überwachungsstartkommando fährt das Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 fort, zu veranlassen, dass sich der Motor 13b kontinuierlich dreht (hier wird das Messlicht durch das Lichtblockierungselement 13a unterbrochen), und in Erwiderung auf das Polierendpunktdetektionssignal stoppt der Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 den Motor 13a, so dass das Lichtblockierungselement 13a in einer Position stoppt, in welcher dieses Element in den Lichtpfad vorgerückt ist. In diesem Fall, obwohl dies nicht in den Figuren gezeigt ist, kann das System so festgelegt sein, dass (zum Beispiel) ein Positionsdetektor, wie beispielsweise ein Kodierer, welcher die Rotationsposition des Motors 13a ermittelt, eingebaut ist, wobei ein Ermitteln des Lichtes, das auf den Linearsensor 31 während der Periode T1 einfällt, in welcher das Licht nicht durch das Lichtblockierungselement 13a blockiert wird, in Synchronisation mit den Signalen von dem oben genannten Positionsdetektor durchgeführt wird, und eine Dateneingabe des Lichtdetektionssignals und Berechnungen, wie zum Beispiel Schichtdickeberechnungen und Endpunktbestimmungen, auf Basis dieser Dateneingabe während der Periode T2 durchgeführt werden, in welcher das Licht durch das Lichtblockierungselement 13a blockiert wird.
  • In diesem Fall arbeiten die Verschlussvorrichtung 13 und der Verschlussvorrichtungssteuerteil 14 außerdem als ein zweiter Messlichtsteuerteil, welcher bewirkt, dass eine erste Periode T1, während welcher der Wafer 2 mit Messlicht beleuchtet wird, und eine zweite Periode T2, während welcher das Messlicht hinsichtlich des Wafers 2 blockiert wird (oder reduziert wird), während der Überwachung des Polierzustands wiederholt werden.
  • In Fällen, in denen ein Beleuchtungsmuster des Messlichtes mit Bezug auf den Wafer 2, wie zum Beispiel das in 3 gezeigte, verwirklicht wird, wenn der Wafer 2 mit dem Messlicht beleuchtet wird, sogar bevor das Polieren des Wafers 2 abgeschlossen ist, wird die Gesamtmenge des Lichtes verringert, mit welcher der Wafer 2 während des Überwachens des Polierzustands des Wafers 2 beleuchtet wird, wobei dementsprechend sogar in Fällen, in denen das Messlicht einen schädlichen Effekt auf den Wafer 2 hat, dieser Effekt des Messlichts auf den Wafer 2 außerordentlich verringert werden kann.
  • In der vorliegenden Erfindung ist es darüberhinaus in Fällen, in denen die Perioden T1 und T2 wiederholt werden, wie in 3 gezeigt, nicht unbedingt notwendig, dass das Messlicht hinsichtlich des Wafers 2 in Erwiderung auf das Polierendpunktdetektionssignal blockiert oder reduziert wird.
  • Zusätzlich würde es in der vorliegenden Erfindung außerdem möglich sein, einen Verschluss von elektrooptischem Typ, wie zum Beispiel ein Flüssigkristallverschluss, anstelle der mechanischen Verschlussvorrichtung 13 zu verwenden, die in 1 gezeigt ist.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • 4 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine zweite Ausführungsform in Modellform darstellt. In 4 sind Elemente, die die gleichen wie in 1 sind oder die Elementen in 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
  • Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der oben genannten ersten Ausführungsform nur dadurch, dass ein Lichtquellensteuerteil 34 anstelle der Verschlussvorrichtung 13 und des Verschlussvorrichtungssteuerteils 14 verwendet wird. Eine Lichtquelle, welche keine Probleme bezüglich Nutzungsdauer oder Ansprechverhalten verursacht, wenn sie durch eine elektrische Steuerung wie beispielsweise eine weiße LED ein- und ausgeschalten wird, wird als die Lichtquelle 21 verwendet. Der Lichtquellensteuerteil 34 steuert elektrisch den lichtemittierenden Zustand der Lichtquelle 21, so dass ein Beleuchtungsmuster des Messlichtes in Bezug auf den Wafer 2, wie zum Beispiel den in 2 gezeigten (welcher ähnlich zu der oben genannten ersten Ausführungsform ist), verwirklicht wird. Alternativ kann der Lichtquellensteuerteil 34 den lichtemittierenden Zustand der Lichtquelle 21 elektrisch steuern, so dass ein Beleuchtungsmuster des Messlichtes in Bezug auf den Wafer 2, wie den in der oben genannten 3 gezeigten, verwirklicht wird. Darüberhinaus würde es außerdem möglich sein, das System so zu entwerfen, dass die Emission von Licht durch die Lichtquelle 21 nicht vollständig in den AUS-Perioden in 2 und 3 gestoppt wird, sondern stattdessen verringert wird (Verringerungs-Licht-Zustand).
  • Vorteile, die denen der oben genannten ersten Ausführungsform ähnlich sind, können in dieser Ausführungsform ebenfalls erzielt werden.
  • 5 ist eine schematische Strukturdarstellung, welche eine Poliereinrichtung zeigt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Modelform darstellt. In 5 werden Elemente, welche dieselben wie in 1 sind oder die Elementen in 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
  • Die Gesichtspunkte, in welchen sich die vorliegende Ausführungsform von der oben genannten ersten Ausführungsform unterscheidet, sind unten beschrieben. Speziell in der vorliegenden Ausführungsform sind die Verschlussvorrichtung 13 und der Verschlussvorrichtungssteuerteil 14, die in 1 gezeigt sind, entfernt. Indessen sind in der vorliegenden Ausführungsform ein Referenzspiegel 42, welcher spezifische Reflexionseigenschaften hat und welcher verwendet wird, um ein Referenzsignal zu erhalten, ein Motor 43, welcher als ein Bewegungsmechanismus verwendet wird, der bewirkt, dass der Referenzspiegel 42 in den Lichtpfad des Messlichtes zu einem Punkt nahe des Wafers 2 unter den Positionen von allen optischen Elementen usw. vorrückt und sich aus diesem zurückzieht, ein Dunkelrauschenmesselement 44, welches Licht mehr oder weniger vollständig absorbiert und welches verwendet wird, um Dunkelrauschen zu messen, ein Motor 45, welcher als ein Bewegungsmechanismus verwendet wird, der bewirkt, dass das Dunkelrauschenmesselement 44 in den Lichtpfad des Messlichtes zu einem Punkt nahe des Wafers 2 unter den Positionen aller optischer Elemente usw. vorrückt und sich aus diesem zurückzieht, und ein Steuerteil 41, welches die Motoren 43 und 45 steuert, hinzugefügt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform empfängt der Steuerteil 41 ein Referenzsignal-Erfassungsstartkommando (das gewöhnlich mit einer geeigneten zeitlichen Abstimmung außerhalb der Dauer des Polierens des Wafers 2 ausgegeben wird) von dem Poliersteuerteil 9 über das Signalverarbeitungsteil 11, wobei in Erwiderung auf dieses Kommando der Steuerteil 41 den Motor 43 steuert, so dass der Referenzspiegel 42 in den Lichtpfad vorrückt. Wenn der Referenzspiegel 42 in den Lichtpfad vorgerückt wurde, gibt der Signalverarbeitungsteil 11 ein Signal von dem Linearsensor 31 als ein Referenzsignal ein. Dieses Referenzsignal wird als eine Referenz für einen Vergleich mit dem Messsignal von dem Linearsensor 31 verwendet, das durch Beleuchten des Wafers 2 mit dem Messlicht während der Überwachung des Polierzustands erhalten wird, wobei die oben genannte Berechnung der Schichtdicke usw. auf Basis von diesem Vergleich durchgeführt wird. In Erwiderung auf ein Referenzsignal-Bezugsendkommando, das von dem Signalverarbeitungsteil 11 ausgegeben wird, wenn die Erfassung des Referenzsignals beendet ist, steuert dann der Steuerteil 41 den Motor 43, so dass der Referenzspiegel 42 aus dem Lichtpfad zurückgezogen wird.
  • Darüberhinaus empfängt in der vorliegenden Ausführungsform der Steuerteil 41 ein Dunkelrauschen-Mess-Startkommando (das gewöhnlich mit einer entsprechenden zeitlichen Abstimmung anders als während des Polierens des Wafers 2 ausgegeben wird) von dem Poliersteuerteil 9 über den Signalverarbeitungsteil 11, wobei in Erwiderung auf dieses Kommando der Steuerteil 41 den Motor 45 steuert, so dass das Dunkelrauschenmesselement 44 in den Lichtpfad vorrückt. Wenn das Dunkelrauschenmesselement 44 in den Lichtpfad vorgerückt wurde, gibt der Signalverarbeitungsteil 11 ein Signal von dem Linearsensor 31 als ein Dunkelrauschen-Messsignal ein. Dieses Messsignal wird verwendet, um die Dunkelrauschenkomponente von dem Messsignal des Linearsensors 31 zu subtrahieren, das durch Beleuchten des Wafers 2 mit Messlicht während der Überwachung des Polierzustands erhalten wird, wobei die Berechnung der oben genannten Schichtdicke usw. auf Basis von dem Signal durchgeführt wird, das durch diese Subtraktion erhalten wird. In Erwiderung auf ein Dunkelrauschen-Mess-Endkommando, das von dem Signalverarbeitungsteil 11 ausgegeben wird, wenn die Messung des Dunkelrauschens beendet wird, steuert der Steuerteil 41 dann den Motor 45, so dass das Dunkelrauschenmesselement 44 aus dem Lichtpfad zurückgezogen wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform können die Erfassung eines Referenzsignals und die Messung von Dunkelrauschen durch entsprechendes Bewirken, dass der Referenzspiegel 42 und das Dunkelrauschenmesselement 44 mittels der Motoren 43 und 45 in den Lichtpfad des Messlichtes vorrücken oder sich aus diesem zurückziehen, erzielt werden. Dementsprechend können in der vorliegenden Ausführungsform die Erfassung eines Referenzsignals und die Messung von Dunkelrauschen parallel zu dem Befördern des Wafers 2 zu und aus der Polierposition durchgeführt werden, so dass die Polierleistung verbessert wird. Außerdem können in der vorliegenden Ausführungsform die Erfassung eines Referenzsignals und die Messung von Dunkelrauschen regelmäßig durchgeführt werden, während sich die Polierleistung verbessert, wobei dementsprechend der Polierzustand des Wafers 2 auf Basis des letzten Referenzsignals oder des Dunkelrauschens überwacht werden kann und die Genauigkeit der Überwachung des Polierzustands folglich verbessert werden kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht unbedingt notwendig, ein Beleuchtungsmuster des Messlichtes in Bezug auf den Wafer 2 zu verwirklichen, wie zum Beispiel jenes, das in der oben genannten 2 oder in 3 gezeigt ist, wobei der Wafer 2 außerdem mit einer festgelegten Lichtmenge sowohl während des Überwachens des Polierzustands als auch nach dem Polieren konstant beleuchtet werden könnte.
  • Es ist jedoch selbstverständlich auch in der vorliegenden Ausführungsform wünschenswert, ein Beleuchtungsmuster des Messlichtes in Bezug auf den Wafer 2, wie zum Beispiel jenes, das in der oben genannten 2 oder in 3 gezeigt ist, in den Fällen zu verwirklichen, in denen das Messlicht eine Wirkung auf den Poliergegenstand hat. In diesem Fall, da der Referenzspiegel 42 und das Dunkelrauschenmesselement 44 als Lichtblockierungselemente wirken, die das Messlicht in Bezug auf den Wafer 2 blockieren, können der Motor 43 und der Referenzspiegel 42 oder der Motor 45 und das Dunkelrauschenmesselement 44 ebenfalls als Verschlussvorrichtungen verwendet werden, die der mechanischen Verschlussvorrichtung 13 entspricht, die in 1 gezeigt ist. In diesem Fall kann der Steuerteil 41 so konstruiert sein, dass dieser Steuerteil 41 eine Steuertätigkeit durchführt, die der des Verschlussvorrichtungssteuerteils 14 in 1 ähnlich ist. In der vorliegenden Ausführungsform würde es außerdem möglich sein, die mechanische Verschlussvorrichtung 13, die in 1 gezeigt ist, separat von den Motoren 43 und 45 und dem Spiegel 42 und dem Element 44 einzubauen. Falls jedoch die oben genannten Teile einem doppelten Zweck dienen, wie oben beschrieben, wird der Aufbau vereinfacht, so dass Kosten verringert werden können.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren darstellt. Wenn das Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren gestartet wird, wird zuerst in Schritt S200 der entsprechende Bearbeitungsschritt aus den Schritten S201 bis S204, die nachstehend beschrieben werden, ausgewählt. Die Bearbeitung fährt dann mit einem der Schritte S201 bis S204 gemäß dieser Auswahl fort.
  • Schritt S201 ist ein Oxidations-Schritt, in welchem die Oberfläche des Silikon-Waffers oxidiert wird. Schritt S202 ist ein CVD-Schritt, in welchem eine Isolationsschicht auf der Oberfläche des Silikon-Wafers durch CVD usw. ausgebildet wird. Schritt S203 ist ein Elektrodenausbildungsschritt, in welchem eine Elektrodenschicht auf dem Silikon-Wafer durch Vakuumverdampfung usw. ausgebildet wird. Schritt S204 ist ein Ionen-Einspritzschritt, in welchem Ionen in den Silikon-Wafer eingespritzt werden.
  • Im Anschluss an den CVD-Schritt oder Elektrodenausbildungsschritt fährt die Bearbeitung mit Schritt S209 fort und eine Beurteilung erfolgt, ob ein CMP-Schritt durchgeführt werden soll oder nicht. In den Fällen, in denen ein solcher Schritt nicht durchgeführt werden soll, fährt die Bearbeitung mit Schritt S206 fort, während in den Fällen, in denen ein solcher Schritt durchgeführt werden soll, die Bearbeitung mit dem Schritt S205 fortfährt. Schritt S205 ist ein CMP-Schritt, wobei in diesem Schritt das Planarisieren von Zwischenisolationsschichten oder die Ausbildung eines Damaszeners durch Polieren einer Metallschicht (Cu-Schicht usw.) auf der Oberfläche einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung der Poliereinrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • Im Anschluss an den CMP-Schritt oder Oxidations-Schritt fährt die Bearbeitung mit Schritt S206 fort. Schritt S206 ist ein Fotolithographie-Schritt. In diesem Fotolithographie-Schritt wird der Silikon-Wafer mit einem Fotolack beschichtet, Schaltkreismuster werden auf den Silikon-Wafer durch Beleuchtung mit einer Beleuchtungsvorrichtung gebrannt und der beleuchtete Silikon-Wafer wird ausgebildet. Darüberhinaus ist der nächste Schritt S207 ein Ätz-Schritt, in dem die Abschnitte außer der ausgebildeten Fotolackabbildung durch das Ätzen entfernt werden, wobei der Fotolack dann abgelöst wird und der Fotolack, der nach dem Ätzen überflüssig geworden ist, entfernt wird.
  • Als nächstes wird in Schritt S208 eine Beurteilung durchgeführt, ob alle notwendigen Schritte abgeschlossen worden sind oder nicht. Wenn diese Schritte nicht abgeschlossen worden sind, kehrt die Bearbeitung zu Schritt S200 zurück und die Zusatzschritte werden wiederholt, so dass Schaltkreismuster auf dem Silikon-Wafer ausgebildet sind. Falls im Schritt S208 beurteilt wird, dass alle Schritte abgeschlossen worden sind, wird das Verfahren beendet.
  • In dem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird die Poliereinrichtung der vorliegenden Erfindung in dem CMP-Schritt verwendet.
  • Dementsprechend wird die Gefahr von Problemen, wie zum Beispiel die Oxidation der Cu-Schicht usw., die durch das Messlicht bewirkt wird, das zum Überwachen des Polierzustands verwendet wird, verringert oder beseitigt, so dass die Ausbeute verbessert werden kann. Infolgedessen wird der folgende Vorteil erzielt: und zwar können Halbleitervorrichtungen zu niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren hergestellt werden. Darüberhinaus wird außerdem bei dem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung der folgende Vorteil anstelle oder zusätzlich zu dem oben genannten Vorteil erzielt: und zwar kann die Polierleistung verbessert werden, so dass Halbleitervorrichtungen zu niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren hergestellt werden können. Infolgedessen hat die vorliegende Erfindung den Effekt, die Herstellung der Halbleitervorrichtung zu niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren zu erzielen.
  • Darüberhinaus kann die Poliereinrichtung der vorliegenden Erfindung außerdem in den CMP-Schritten von anderen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren als dem oben beschriebenen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren verwendet werden.
  • Die Halbleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird durch das Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt. Infolgedessen kann diese Halbleitervorrichtung zu niedrigeren Kosten als in herkömmlichen Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren hergestellt werden, welches den Effekt des Verringerns der Herstellungskosten der Halbleitervorrichtung hat.
  • Entsprechende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben, wobei allerdings der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung (beispielsweise) verwendet werden, um Halbleitervorrichtungen herzustellen und um Wafer im Herstellungsverfahren solcher Halbleitervorrichtungen zu polieren.

Claims (2)

  1. Polierzustand-Überwachungsvorrichtung, die ausgestaltet ist, um einen Poliergegenstand (2) mit Messlicht zu beleuchten und um den Polierzustand während des Polierens des Poliergegenstands (2) aufgrund des Lichts zu überwachen, das von dem Poliergegenstand (2) infolge der Beleuchtung mit dem Messlicht reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausgestattet ist mit einem Referenzspiegel (42), der zum Erzielen eines Referenzsignals verwendet wird, und einem Bewegungsmechanismus, von welchem der Referenzspiegel (42) in den Lichtpfad des Messlichtes vorrückbar und aus diesem wieder zurückziehbar ist, und/oder ausgestattet ist mit einem Dunkelrauschenmesselement (44), das zum Messen von Dunkelrauschen verwendet wird, und einem Bewegungsmechanismus, von welchem das Dunkelrauschenmesselement (44) in den Lichtpfad des Messlichtes vorrückbar oder aus diesem zurückziehbar ist.
  2. Poliereinrichtung, die ausgestattet ist mit einem Polierkörper (6) und einem Halteabschnitt (3), der einen Poliergegenstand (2) hält, und die ausgestaltet ist zum Polieren des Poliergegenstands (2) durch Aufbringen einer Belastung zwischen dem Polierkörper (6) und dem Poliergegenstand (2), und durch Bewirken einer Relativbewegung zwischen dem Polierkörper (6) und dem Poliergegenstand (2) in einem Zustand, in dem ein Poliermittel zwischen den Polierkörper (6) und den Poliergegenstand (2) eingebracht ist, wobei die Einrichtung mit der Polierzustand- Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 ausgestattet ist.
DE60122371T 2000-12-04 2001-11-07 Einrichtung zur überwachung des polierfortschrittes und poliereinrichtung Expired - Lifetime DE60122371T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000367876A JP4810728B2 (ja) 2000-12-04 2000-12-04 研磨状況モニタ方法及びその装置、研磨装置、並びに半導体デバイス製造方法
JP2000367876 2000-12-04
PCT/JP2001/009736 WO2002047141A1 (fr) 2000-12-04 2001-11-07 Procede de surveillance d'un polissage et dispositif associe, dispositif de polissage, procede de production de dispositif a semi-conducteur, et dispositif a semi-conducteur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60122371D1 DE60122371D1 (de) 2006-09-28
DE60122371T2 true DE60122371T2 (de) 2007-09-13

Family

ID=18838223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60122371T Expired - Lifetime DE60122371T2 (de) 2000-12-04 2001-11-07 Einrichtung zur überwachung des polierfortschrittes und poliereinrichtung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7481945B2 (de)
EP (1) EP1341223B1 (de)
JP (1) JP4810728B2 (de)
KR (1) KR100834425B1 (de)
CN (1) CN1208812C (de)
DE (1) DE60122371T2 (de)
TW (1) TW531471B (de)
WO (1) WO2002047141A1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6752694B2 (en) * 2002-11-08 2004-06-22 Motorola, Inc. Apparatus for and method of wafer grinding
US7078344B2 (en) * 2003-03-14 2006-07-18 Lam Research Corporation Stress free etch processing in combination with a dynamic liquid meniscus
US7527545B2 (en) * 2006-08-28 2009-05-05 Micron Technology, Inc. Methods and tools for controlling the removal of material from microfeature workpieces
CN102490112B (zh) * 2006-10-06 2015-03-25 株式会社荏原制作所 加工终点检测方法、研磨方法及研磨装置
JP5037974B2 (ja) * 2007-03-14 2012-10-03 株式会社岡本工作機械製作所 研磨加工ステージにおける半導体基板の監視機器および監視方法
JP2009129970A (ja) * 2007-11-20 2009-06-11 Ebara Corp 研磨装置及び研磨方法
KR101715726B1 (ko) 2008-11-26 2017-03-13 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 피드 백 및 피드 포워드 프로세스 제어를 위한 광학적 측정 이용
CN102136441B (zh) * 2010-01-26 2012-09-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械研磨终点的检测方法
CN105737773B (zh) * 2010-11-12 2019-04-19 Ev 集团 E·索尔纳有限责任公司 用于测量晶片堆叠的层厚度和晶格缺陷的测量装置和方法
JP5818904B2 (ja) 2010-11-12 2015-11-18 エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー ウェーハスタック内の層厚さ及び欠陥を測定する測定デバイス及び方法
US8535115B2 (en) 2011-01-28 2013-09-17 Applied Materials, Inc. Gathering spectra from multiple optical heads
US9393669B2 (en) * 2011-10-21 2016-07-19 Strasbaugh Systems and methods of processing substrates
US9457446B2 (en) 2012-10-01 2016-10-04 Strasbaugh Methods and systems for use in grind shape control adaptation
US9610669B2 (en) 2012-10-01 2017-04-04 Strasbaugh Methods and systems for use in grind spindle alignment
CN110221124B (zh) * 2016-12-23 2021-02-26 浙江大学台州研究院 基于扫频数据机制的石英晶片在线研磨的测控方法
CN107180751A (zh) * 2017-04-14 2017-09-19 天津华海清科机电科技有限公司 处理晶圆表面的控制方法
CN111390698B (zh) * 2020-06-03 2020-09-01 宁波丞达精机有限公司 一种光学镜片磨边装置及磨边方法
CN114029790B (zh) * 2021-11-25 2023-04-07 北京晶亦精微科技股份有限公司 一种晶圆研磨方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JPH10229060A (ja) * 1997-02-13 1998-08-25 Nikon Corp 研磨量測定装置
US6111634A (en) 1997-05-28 2000-08-29 Lam Research Corporation Method and apparatus for in-situ monitoring of thickness using a multi-wavelength spectrometer during chemical-mechanical polishing
JPH10335288A (ja) 1997-06-05 1998-12-18 Sony Corp 基板研磨装置及び研磨終点検出方法
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
US6489624B1 (en) * 1997-07-18 2002-12-03 Nikon Corporation Apparatus and methods for detecting thickness of a patterned layer
JPH11198033A (ja) 1997-10-31 1999-07-27 Canon Inc 研磨装置及び研磨方法
US6142855A (en) * 1997-10-31 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus and polishing method
JPH11251317A (ja) * 1998-03-04 1999-09-17 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および製造装置
US6271047B1 (en) * 1998-05-21 2001-08-07 Nikon Corporation Layer-thickness detection methods and apparatus for wafers and the like, and polishing apparatus comprising same
US6361646B1 (en) * 1998-06-08 2002-03-26 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for endpoint detection for chemical mechanical polishing
JP3141939B2 (ja) * 1998-11-26 2001-03-07 日本電気株式会社 金属配線形成方法
JP2000183002A (ja) * 1998-12-10 2000-06-30 Okamoto Machine Tool Works Ltd ウエハの研磨終点検出方法および研磨終点検出装置
JP2000183000A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法、製造装置及び検査装置
JP2000315666A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JP2000317826A (ja) * 1999-05-07 2000-11-21 Okamoto Machine Tool Works Ltd 基板の研磨終点検出方法および研磨終点検出装置
US6540587B1 (en) * 2000-10-13 2003-04-01 Lam Research Corporation Infrared end-point detection system

Also Published As

Publication number Publication date
DE60122371D1 (de) 2006-09-28
KR20030059214A (ko) 2003-07-07
KR100834425B1 (ko) 2008-06-04
TW531471B (en) 2003-05-11
EP1341223A1 (de) 2003-09-03
JP4810728B2 (ja) 2011-11-09
CN1208812C (zh) 2005-06-29
JP2002166360A (ja) 2002-06-11
CN1471725A (zh) 2004-01-28
US20040053500A1 (en) 2004-03-18
WO2002047141A1 (fr) 2002-06-13
US7481945B2 (en) 2009-01-27
EP1341223B1 (de) 2006-08-16
EP1341223A4 (de) 2005-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60122371T2 (de) Einrichtung zur überwachung des polierfortschrittes und poliereinrichtung
DE69807287T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Dicke mit einem Mehrwellenlängen-Spektrometer in einem chemisch-mechanischen Polierverfahren
DE69316275T2 (de) Apparat und Verfahren zur Durchführung von Dickenmessungen einer Dünnfilmschicht mit Verformungen und örtlichen Neigungsveränderungen
DE60032411T2 (de) Optisches Verfahren zum Messen von Schichtdicken und anderen Oberflächeneigenschaften von Gegenständen wie Halbleiterscheiben
DE69816726T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur in-situ Endpunktbestimmung und zur Optimierung eines chemisch-mechanischen Polierverfahrens mit Linear Poliergerät
DE10223945B4 (de) Verfahren zum Verbessern der Herstellung von Damaszener-Metallstrukturen
DE112011103113B4 (de) Reflektivitätsmessverfahren, Membrandickenmessvorrichtung und Membrandickenmessverfahren
DE69921493T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen einer duennen schicht, insbesondere einer photoresistschicht auf einem halbleitersubstrat
DE69523128T2 (de) Automatische Unterdrückung von Diffraktionseffekten in Dünnfilmmessungen
DE102008029459B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung
KR101361875B1 (ko) Ｃｍｐ 연마 장치에서의 연마 종료점 검출 방법, ｃｍｐ연마 장치, 및 반도체 디바이스의 제조 방법
DE112010004023T5 (de) Filmdickenmessvorrichtung und Filmdickenmessverfahren
EP3247992A1 (de) Gerät zur bearbeitung einer oberfläche
EP2194356B1 (de) Optisches Messgerät
DE3908155A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur vermessung duenner dielektrischer schichten
WO2010037452A1 (de) Verfahren zum messen der dicke eines scheibenförmigen werkstücks
DE2851455C3 (de) Vorrichtung zur Bestimmung von das Glanzvermögen von Oberflächen charakterisierenden Remissionswerten
DE10230729A1 (de) Verfahren zum Erfassen des Endpunktes eines Ätzverfahrens in einem Halbleiterherstellungsgerät und Detektor dafür
WO2011072863A1 (de) Spektralsensor zur prüfung von wertdokumenten
WO2005116578A2 (de) Messverfahren zur formmessung
DE3886308T2 (de) Spektralphotometer.
DE4301889A1 (de) Verfahren zum Bestimmen charakteristischer Größen transparenter Schichten mit Hilfe der Ellipsometrie
DE102005038034B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Inspektion der Oberfläche eines Wafers
DE10315086A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Halbleiterwafern bei der Halbleiterherstellung
DE19949838A1 (de) Entfernungsmeßeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8381 Inventor (new situation)

Inventor name: MATSUKAWA, EIJI, TOKYO 100-8331, JP

8364 No opposition during term of opposition