JP2003521817A - 研磨レート変更による終点監視 - Google Patents
研磨レート変更による終点監視Info
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
第２層（１４）上に配置された第１層（１６）を有する基板が化学的かつ機械的に研磨される。研磨終点検知装置は、終点基準（１１０、１１２、１１４）のために監視される信号を生成する。基板の研磨レートは、第１層のバルクが除去されて、かつ第２層が露出される前に、低下させられる。例えば、研磨レートレートは、研磨時間が、想定される研磨終了時間に近づいて、かつ終点基準が検知される前に低下させられる。研磨は、下地層が露出した後に終点基準が一旦検知されると停止する。
Description
【０００１】関連技術の背景
本発明は、一般には基板の化学的機械研磨に関し、詳細には、化学的機械研磨
操作中に研磨終点を検知するための方法と装置に関する。
操作中に研磨終点を検知するための方法と装置に関する。
【０００２】
集積回路は、シリコンウェーハ上へ導体、半導体または絶縁体の各層を順次堆
積することにより基板上に形成されるのが普通である。各層を堆積した後、その
層をエッチングして回路フィーチャを創出する。一連の層が順次、堆積されエッ
チングされるとともに、基板の外側面、つまり最上面、すなわち基板の露出面は
ますます非平坦となる。この非平坦面は、集積回路製造プロセスのフォトリソグ
ラフィステップで問題を生ずる。従って、基板表面を周期的に平坦化する必要が
ある。
積することにより基板上に形成されるのが普通である。各層を堆積した後、その
層をエッチングして回路フィーチャを創出する。一連の層が順次、堆積されエッ
チングされるとともに、基板の外側面、つまり最上面、すなわち基板の露出面は
ますます非平坦となる。この非平坦面は、集積回路製造プロセスのフォトリソグ
ラフィステップで問題を生ずる。従って、基板表面を周期的に平坦化する必要が
ある。
【０００３】
化学的機械研磨（ＣＭＰ）は、容認されている平坦化方法の１つである。この
平坦化方法で一般的に必要なことは、基板がキャリアまたは研磨ヘッド上に搭載
されるという点である。基板の露出面は、ディスク状の回転研磨パッドまたはベ
ルトパッドを背にして載置される。研磨パッドは、「標準」パッドまたは固定砥
粒パッドのいずれであってもよい。標準パッドは耐久性のある粗面を有する一方
、固定砥粒パッドは保持媒体に保持された砥粒を有する。キャリアヘッドは、研
磨パッドへ基板を押し付けるために基板に加える制御可能な負荷、すなわち圧力
を提供する。少なくとも一種類の化学反応性薬剤と、標準パッドを用いるのであ
れば砥粒とを含む研磨スラリが研磨パッドの表面に供給される。
平坦化方法で一般的に必要なことは、基板がキャリアまたは研磨ヘッド上に搭載
されるという点である。基板の露出面は、ディスク状の回転研磨パッドまたはベ
ルトパッドを背にして載置される。研磨パッドは、「標準」パッドまたは固定砥
粒パッドのいずれであってもよい。標準パッドは耐久性のある粗面を有する一方
、固定砥粒パッドは保持媒体に保持された砥粒を有する。キャリアヘッドは、研
磨パッドへ基板を押し付けるために基板に加える制御可能な負荷、すなわち圧力
を提供する。少なくとも一種類の化学反応性薬剤と、標準パッドを用いるのであ
れば砥粒とを含む研磨スラリが研磨パッドの表面に供給される。
【０００４】
ＣＭＰにおける問題の１つは、研磨プロセスが完了しているのかどうか、すな
わち基板層が所望の平坦度または厚さまで平坦化されたのかどうかを判定するこ
とである。基板層の初期厚さの変動、スラリ配合、研磨パッド条件、研磨パッド
と基板間の相対速度、および基板にかかる負荷は材料除去レートの変動を引き起
こす。これらの変動は、研磨終点へ達するのに必要な時間の変動を引き起こす。
従って、研磨終点は、単に研磨時間の関数として決定することはできない。
わち基板層が所望の平坦度または厚さまで平坦化されたのかどうかを判定するこ
とである。基板層の初期厚さの変動、スラリ配合、研磨パッド条件、研磨パッド
と基板間の相対速度、および基板にかかる負荷は材料除去レートの変動を引き起
こす。これらの変動は、研磨終点へ達するのに必要な時間の変動を引き起こす。
従って、研磨終点は、単に研磨時間の関数として決定することはできない。
【０００５】
研磨終点を判定する１つの方法は、研磨面から基板を取外してそれを調べるこ
とである。例えば、プロフィルメータまたは抵抗率測定等で基板層の厚さを測定
する計測ステーションへ基板を搬送してもよい。所望の仕様が満たされない場合
には、基板を更に処理するためにＣＭＰ装置に再装填する。これは時間がかかる
手順であり、ＣＭＰ装置のスループットを低下させる。場合によっては、調べた
結果、過大な材料が除去されてしまったことが明らかになるかもしれず、基板を
使用不可能にしてしまう。
とである。例えば、プロフィルメータまたは抵抗率測定等で基板層の厚さを測定
する計測ステーションへ基板を搬送してもよい。所望の仕様が満たされない場合
には、基板を更に処理するためにＣＭＰ装置に再装填する。これは時間がかかる
手順であり、ＣＭＰ装置のスループットを低下させる。場合によっては、調べた
結果、過大な材料が除去されてしまったことが明らかになるかもしれず、基板を
使用不可能にしてしまう。
【０００６】
ごく最近になって、研磨終点を検知するために、例えば干渉計や反射計による
基板のインシトゥの光学監視が実施されてきている。例えば、下地の絶縁体また
は誘電体の層を露出させるために金属層を研磨する場合、基板の反射率は金属層
が除去されると急速に低下する。しかし、基板が研磨されるとともに、パッド―
基板界面での研磨パッド条件とスラリ配合が変化することがある。かかる変化は
下地層の露出部をマスクするかもしれないし、あるいはそれらが終点条件を装う
かもしれない。従って、反射率に鋭い変化がある場合であっても、適切な研磨終
点を判定することは困難である。その上、終点検知は、酸化物または窒化物の研
磨を行わねばならない場合、平坦化だけを行う場合、下地層をオーバー研磨しな
ければならない場合、あるいは下地層とその上層が類似の物理的性質を持つ場合
には更に困難になる。
基板のインシトゥの光学監視が実施されてきている。例えば、下地の絶縁体また
は誘電体の層を露出させるために金属層を研磨する場合、基板の反射率は金属層
が除去されると急速に低下する。しかし、基板が研磨されるとともに、パッド―
基板界面での研磨パッド条件とスラリ配合が変化することがある。かかる変化は
下地層の露出部をマスクするかもしれないし、あるいはそれらが終点条件を装う
かもしれない。従って、反射率に鋭い変化がある場合であっても、適切な研磨終
点を判定することは困難である。その上、終点検知は、酸化物または窒化物の研
磨を行わねばならない場合、平坦化だけを行う場合、下地層をオーバー研磨しな
ければならない場合、あるいは下地層とその上層が類似の物理的性質を持つ場合
には更に困難になる。
【０００７】
ＣＭＰで再三発生するもう１つの問題は、基板面の、いわゆる「ディッシング
(dishing)」である。特に、下地層を露出させるＣＭＰ中に、下地層が露出する
と、パターン化された下地層の盛り上がった領域間の充填層の部分が過剰研磨さ
れて、基板面に凹状の窪みができる。ディッシングは、集積回路製造にとって基
盤を使用不能にしてしまい、プロセス歩留りを低下させる。
(dishing)」である。特に、下地層を露出させるＣＭＰ中に、下地層が露出する
と、パターン化された下地層の盛り上がった領域間の充填層の部分が過剰研磨さ
れて、基板面に凹状の窪みができる。ディッシングは、集積回路製造にとって基
盤を使用不能にしてしまい、プロセス歩留りを低下させる。
【０００８】発明の概要
一局面で、本発明は、化学的機械研磨操作のためのコンピュータ実装終点検知
法に向けられている。本方法では、化学的機械研磨装置により研磨される基板の
研磨時間が測定される。研磨終点検知装置から信号が受信され、その信号は、終
点基準のために監視される。化学的機械研磨操作の研磨パラメータは、研磨時間
が、想定研磨終了時間に近づき、かつ終点基準が検知される前に、研磨中の基板
の研磨レートを低下させるために修正される。研磨は、終点基準が一旦検知され
ると停止する。
法に向けられている。本方法では、化学的機械研磨装置により研磨される基板の
研磨時間が測定される。研磨終点検知装置から信号が受信され、その信号は、終
点基準のために監視される。化学的機械研磨操作の研磨パラメータは、研磨時間
が、想定研磨終了時間に近づき、かつ終点基準が検知される前に、研磨中の基板
の研磨レートを低下させるために修正される。研磨は、終点基準が一旦検知され
ると停止する。
【０００９】
本発明の実施は以下の特徴を含んでもよい。終点検知装置は基板を光学的に監
視してもよい。研磨操作は、金属層または誘電体層を研磨してもよい。研磨パラ
メータを修正する時間は、終点監視装置から受信した信号から算出されたデフォ
ルト時間として格納されてもよい。研磨パラメータの修正は、基板にかかる圧力
を低下させること、あるいは基板と研磨面との間の相対速度を低下させることを
含んでもよい。基板は、例えば酸化シリコンの第２層を覆って配置された、例え
ば銅の第１層を含んでもよく、研磨レートは、第２層が露出する前に低下させて
もよい。
視してもよい。研磨操作は、金属層または誘電体層を研磨してもよい。研磨パラ
メータを修正する時間は、終点監視装置から受信した信号から算出されたデフォ
ルト時間として格納されてもよい。研磨パラメータの修正は、基板にかかる圧力
を低下させること、あるいは基板と研磨面との間の相対速度を低下させることを
含んでもよい。基板は、例えば酸化シリコンの第２層を覆って配置された、例え
ば銅の第１層を含んでもよく、研磨レートは、第２層が露出する前に低下させて
もよい。
【００１０】
別の局面で、本発明は化学的機械研磨の方法に向けられていて、そこでは、基
板が研磨面と接し、基板と研磨面との間で相対運動が生じている。基板の研磨時
間が測定され、信号が研磨終点検知装置で生成され、その信号が終点基準のため
に監視される。基板の研磨レートは、研磨時間が、想定される研磨終了時間に近
づき、かつ終点基準が検知される前に、低下される。研磨は、終点基準が一旦検
知されると停止される。
板が研磨面と接し、基板と研磨面との間で相対運動が生じている。基板の研磨時
間が測定され、信号が研磨終点検知装置で生成され、その信号が終点基準のため
に監視される。基板の研磨レートは、研磨時間が、想定される研磨終了時間に近
づき、かつ終点基準が検知される前に、低下される。研磨は、終点基準が一旦検
知されると停止される。
【００１１】
本発明の実施は、以下の特徴を含んでもよい。終点検知装置は、基板を光学的
に監視してもよい。研磨パラメータの変更は、基板にかかる圧力を低下させるこ
と、あるいは基板と研磨面との間の相対速度を低下させることを含んでもよい。
に監視してもよい。研磨パラメータの変更は、基板にかかる圧力を低下させるこ
と、あるいは基板と研磨面との間の相対速度を低下させることを含んでもよい。
【００１２】
別の局面で、本発明は、第２層上に配置される第１層を有する基板を化学的機
械研磨する方法に向けられている。本方法では、基板の第１層が研磨面と接触さ
せられ、基板と研磨面との間の相対運動が創出されて基板の第１層を研磨する。
基板の研磨レートは、第２層が露出する前に低下されて、研磨は下地層が露出し
た後に停止される。
械研磨する方法に向けられている。本方法では、基板の第１層が研磨面と接触さ
せられ、基板と研磨面との間の相対運動が創出されて基板の第１層を研磨する。
基板の研磨レートは、第２層が露出する前に低下されて、研磨は下地層が露出し
た後に停止される。
【００１３】
本発明の実施は、以下の特徴を含んでもよい。研磨レートの低下は、基板の研
磨時間をコンピュータで測定すること、パラメータ変更時間をコンピュータに格
納すること、および研磨時間がパラメータ変更時間に達した時に研磨パラメータ
を修正することを含んでもよい。研磨停止は、研磨終点検知装置で信号を生成す
ること、終点基準のために信号を監視すること、および終点基準が一旦検知され
ると研磨を停止することを含んでもよい。
磨時間をコンピュータで測定すること、パラメータ変更時間をコンピュータに格
納すること、および研磨時間がパラメータ変更時間に達した時に研磨パラメータ
を修正することを含んでもよい。研磨停止は、研磨終点検知装置で信号を生成す
ること、終点基準のために信号を監視すること、および終点基準が一旦検知され
ると研磨を停止することを含んでもよい。
【００１４】
別の局面では、本発明は化学的機械研磨装置に向けられていて、この装置は、
研磨面、研磨面に接触する基板を保持するキャリアヘッド、研磨面とキャリアヘ
ッドの少なくとも一方と結合して、両者間に相対運動を創出するモータ、研磨終
点検知装置、および終点検知装置から信号を受信するコントローラを有する。コ
ントローラが構成されて、研磨操作中に基板の研磨時間を測定し、終点基準のた
めに信号を監視し、研磨時間が、想定される研磨終了時間に近づき、かつ終点基
準が検知される前に、基板の研磨レートを低下させるために研磨パラメータを修
正する。そして、終点基準が一旦検知されると基板の研磨が停止する。
研磨面、研磨面に接触する基板を保持するキャリアヘッド、研磨面とキャリアヘ
ッドの少なくとも一方と結合して、両者間に相対運動を創出するモータ、研磨終
点検知装置、および終点検知装置から信号を受信するコントローラを有する。コ
ントローラが構成されて、研磨操作中に基板の研磨時間を測定し、終点基準のた
めに信号を監視し、研磨時間が、想定される研磨終了時間に近づき、かつ終点基
準が検知される前に、基板の研磨レートを低下させるために研磨パラメータを修
正する。そして、終点基準が一旦検知されると基板の研磨が停止する。
【００１５】
本発明の実施の潜在的な利点は、以下を含まないか、あるいは１つ以上を含む
ことができる。研磨終点はより高精度に判定できる。更に、研磨装置が研磨パラ
メータのスイッチを変更すべき時点が、より精確に判定される。
ことができる。研磨終点はより高精度に判定できる。更に、研磨装置が研磨パラ
メータのスイッチを変更すべき時点が、より精確に判定される。
【００１６】
本発明の他の特長と利点は、以下の、図面および請求項を含む説明により明ら
かとなろう。
かとなろう。
【００１７】発明の詳細な説明
図１と２を参照すると、一枚以上の基板１０がＣＭＰ装置２０により研磨され
る。類似の研磨装置２０の説明は、すべての開示が本明細書に引用されて組み込
まれた米国特許第５，７３８，５７４号に見られる。研磨装置２０は、一連の研
磨ステーション２２と搬送ステーション２３を含む。搬送ステーション２３は複
数の機能を提供し、その機能は、ローディング装置（図示せず）から個々の基板
１０を受け取ること、基板を洗浄すること、キャリアヘッドに基板をローディン
グすること、キャリアヘッドから基板を受け取ること、再度基板を洗浄すること
、そして最後に、ローディング装置に基板を搬送して戻すことを含む。
る。類似の研磨装置２０の説明は、すべての開示が本明細書に引用されて組み込
まれた米国特許第５，７３８，５７４号に見られる。研磨装置２０は、一連の研
磨ステーション２２と搬送ステーション２３を含む。搬送ステーション２３は複
数の機能を提供し、その機能は、ローディング装置（図示せず）から個々の基板
１０を受け取ること、基板を洗浄すること、キャリアヘッドに基板をローディン
グすること、キャリアヘッドから基板を受け取ること、再度基板を洗浄すること
、そして最後に、ローディング装置に基板を搬送して戻すことを含む。
【００１８】
各研磨ステーションは、回転プラテン２４を含み、その上に研磨パッド３０が
配置される。第１と第２のステーションは、硬い耐久力のある外面、または砥粒
が組み込まれた固定研磨パッドを有する２層研磨パッドを含んでもよい。一方、
最終研磨ステーションは比較的柔らかいパッドを含んでもよい。２層研磨パッド
３０は、プラテン２４の表面と当接する裏打層３２と、基板１０を研磨するため
に用いられる被覆層３４とを持つのが普通である。被覆層３４は裏打層３２より
硬いのが普通である。
配置される。第１と第２のステーションは、硬い耐久力のある外面、または砥粒
が組み込まれた固定研磨パッドを有する２層研磨パッドを含んでもよい。一方、
最終研磨ステーションは比較的柔らかいパッドを含んでもよい。２層研磨パッド
３０は、プラテン２４の表面と当接する裏打層３２と、基板１０を研磨するため
に用いられる被覆層３４とを持つのが普通である。被覆層３４は裏打層３２より
硬いのが普通である。
【００１９】
回転可能な複数ヘッドのカルーセル６０は、センターポスト６２により支持さ
れ、カルーセルモータセンブリ（図示せず）によりカルーセル軸６４の回りを回
転する。センターポスト６２は、カルーセル支持プレート６６とカバー６８とを
支持している。カルーセル６０は４つのキャリアヘッド装置７０を含む。センタ
ーポスト６２は、カルーセルモータが、カルーセル支持プレート６６とを回転さ
せ、キャリアヘッド装置とそれへ取り付けられる基板をカルーセル軸６４回りに
周回させるようにしている。キャリアヘッド装置のうちの３つは、基板を受け取
って保持し、研磨パッドに基板を押し付けることによって基板を研磨する。それ
に対して、キャリアヘッド装置のうちの１つは、搬送ステーション２３から基板
を受け取り、搬送ステーションへ基板を運ぶ。
れ、カルーセルモータセンブリ（図示せず）によりカルーセル軸６４の回りを回
転する。センターポスト６２は、カルーセル支持プレート６６とカバー６８とを
支持している。カルーセル６０は４つのキャリアヘッド装置７０を含む。センタ
ーポスト６２は、カルーセルモータが、カルーセル支持プレート６６とを回転さ
せ、キャリアヘッド装置とそれへ取り付けられる基板をカルーセル軸６４回りに
周回させるようにしている。キャリアヘッド装置のうちの３つは、基板を受け取
って保持し、研磨パッドに基板を押し付けることによって基板を研磨する。それ
に対して、キャリアヘッド装置のうちの１つは、搬送ステーション２３から基板
を受け取り、搬送ステーションへ基板を運ぶ。
【００２０】
各キャリアヘッド装置は、キャリアまたはキャリアヘッド８０を含んでいる。
キャリア駆動軸７４は、キャリアヘッド回動モータ７６（カバー６８の４分の１
を切り取って図示する）を各キャリアヘッド８０に接続するので、各キャリアヘ
ッドは自身の軸の周りを独立して回転できる。各ヘッドにつき一組のキャリア駆
動軸とモータがある。更に、各キャリアヘッド８０は、カルーセル支持プレート
６６に形成される半径方向スロット７２内を横方向に独立して振動する。各キャ
リアヘッド８０は、例えば、キャリアヘッド内のチャンバ８４内の圧力を制御す
る圧力源８２、またはキャリアヘッドの縦位置を変更する空気圧アクチュエータ
等の圧力機構と関連している。圧力機構は、研磨パッドに対する基板の圧力を制
御する。
キャリア駆動軸７４は、キャリアヘッド回動モータ７６（カバー６８の４分の１
を切り取って図示する）を各キャリアヘッド８０に接続するので、各キャリアヘ
ッドは自身の軸の周りを独立して回転できる。各ヘッドにつき一組のキャリア駆
動軸とモータがある。更に、各キャリアヘッド８０は、カルーセル支持プレート
６６に形成される半径方向スロット７２内を横方向に独立して振動する。各キャ
リアヘッド８０は、例えば、キャリアヘッド内のチャンバ８４内の圧力を制御す
る圧力源８２、またはキャリアヘッドの縦位置を変更する空気圧アクチュエータ
等の圧力機構と関連している。圧力機構は、研磨パッドに対する基板の圧力を制
御する。
【００２１】
キャリアヘッド８０は機械的な機能を幾つか実行する。キャリアヘッドは概略
として、研磨パッドに対して基板を保持し、基板の裏面全体に下向きの圧力を均
等に配分し、駆動軸から基板にトルクを伝達し、そして基板が研磨操作中にキャ
リアヘッド下から確実に滑り出さないようにする。操作中は、プラテンはその中
央軸２５の周りを回転し、キャリアヘッドは、その中央軸８１の回りを回転し、
そして研磨パッドの表面を横切って横方向に動かされる。
として、研磨パッドに対して基板を保持し、基板の裏面全体に下向きの圧力を均
等に配分し、駆動軸から基板にトルクを伝達し、そして基板が研磨操作中にキャ
リアヘッド下から確実に滑り出さないようにする。操作中は、プラテンはその中
央軸２５の周りを回転し、キャリアヘッドは、その中央軸８１の回りを回転し、
そして研磨パッドの表面を横切って横方向に動かされる。
【００２２】
反応性薬品（例えば、酸化研磨用脱イオン水）、および化学反応性触媒（例え
ば、酸化研磨用水酸化カリウム）を含む一種類以上のスラリ５０は、スラリ供給
装置５２により研磨パッド３０の表面に供給されてもよい。研磨パッド３０が標
準パッドの場合、スラリ５０はまた、砥粒（例えば、酸化研磨用二酸化シリコン
）を含んでもよい。各ステーションにおいて、スラリ供給装置５２は、制御弁５
８により流動的にスラリ供給ポートまたはスラリ／リンス併用アーム５６に接続
される複数のスラリ源５４を含んでいてもよい。制御弁５８を制御することによ
り、異なるスラリ配合を研磨パッド面に向けてもよい。
ば、酸化研磨用水酸化カリウム）を含む一種類以上のスラリ５０は、スラリ供給
装置５２により研磨パッド３０の表面に供給されてもよい。研磨パッド３０が標
準パッドの場合、スラリ５０はまた、砥粒（例えば、酸化研磨用二酸化シリコン
）を含んでもよい。各ステーションにおいて、スラリ供給装置５２は、制御弁５
８により流動的にスラリ供給ポートまたはスラリ／リンス併用アーム５６に接続
される複数のスラリ源５４を含んでいてもよい。制御弁５８を制御することによ
り、異なるスラリ配合を研磨パッド面に向けてもよい。
【００２３】
孔２６がプラテン２４に形成され、透明窓３６が孔に被さるように研磨パッド
３０の一部に形成される。孔２６と透明窓３６は、キャリアヘッドの移動位置に
かかわらず、プラテンの回転途中で、基板１０が見えるように位置決め配置され
ている。
３０の一部に形成される。孔２６と透明窓３６は、キャリアヘッドの移動位置に
かかわらず、プラテンの回転途中で、基板１０が見えるように位置決め配置され
ている。
【００２４】
反射計または干渉計として機能する光学監視装置４０は、孔２６の略下でプラ
テン２４に固定され、プラテンとともに回転する。光学監視装置は光源４４と検
知器４６を含んでいる。光源は、光ビーム４２を生成し、光ビームは透明窓３６
とスラリ５０（図３参照）を通って伝播して、基板１０の露出面に入射する。例
えば、光源４４はレーザであってもよく、光ビーム４２は平行レーザビームであ
ってもよい。光レーザビーム４２は、レーザ４４から、基板１０の表面に垂直な
軸からの角度α、すなわち軸２５と８１からの角度αで出射される。更に、孔２
６と窓３６が細長い場合、ビーム拡張器（図示せず）は、窓の長手の軸に沿って
光ビームを拡張するよう光の経路に配置されてもよい。レーザ４４は連続的に動
作してもよい。代替として、レーザは、孔２６が基板１０と略隣接する時間の間
だけ、レーザビーム４２を生成するよう活性化されてもよい。
テン２４に固定され、プラテンとともに回転する。光学監視装置は光源４４と検
知器４６を含んでいる。光源は、光ビーム４２を生成し、光ビームは透明窓３６
とスラリ５０（図３参照）を通って伝播して、基板１０の露出面に入射する。例
えば、光源４４はレーザであってもよく、光ビーム４２は平行レーザビームであ
ってもよい。光レーザビーム４２は、レーザ４４から、基板１０の表面に垂直な
軸からの角度α、すなわち軸２５と８１からの角度αで出射される。更に、孔２
６と窓３６が細長い場合、ビーム拡張器（図示せず）は、窓の長手の軸に沿って
光ビームを拡張するよう光の経路に配置されてもよい。レーザ４４は連続的に動
作してもよい。代替として、レーザは、孔２６が基板１０と略隣接する時間の間
だけ、レーザビーム４２を生成するよう活性化されてもよい。
【００２５】
ＣＭＰ装置２０は、光学遮断器等の位置センサ９０を含んで、窓３６が基板の
近傍にある時を検出してもよい。例えば、光学遮断器は、キャリアヘッド８０の
反対側の固定点に装着できるであろう。フラグ９２はプラテンの外周に取り付け
られる。取り付け点、およびフラグ９２の長さは、少なくとも窓３６が基板１０
の下をスイープする間、それがセンサ９０の光信号を遮断するように選択される
。
近傍にある時を検出してもよい。例えば、光学遮断器は、キャリアヘッド８０の
反対側の固定点に装着できるであろう。フラグ９２はプラテンの外周に取り付け
られる。取り付け点、およびフラグ９２の長さは、少なくとも窓３６が基板１０
の下をスイープする間、それがセンサ９０の光信号を遮断するように選択される
。
【００２６】
操作中は、ＣＭＰ装置２０は、光学監視装置４０を用いて研磨停止時を決定す
る。汎用のプログラム可能デジタルコンピュータ４８を、レーザ４４、検知器４
６、およびセンサ９０に接続してもよい。コンピュータ４８は、基板が窓に略被
さった時にレーザを活性化し、検知器からの強度測定値を保存し、出力装置４９
に強度測定値を表示し、強度測定値を半径方向範囲にソートし、そして研磨終点
を検知するようプログラムされていてもよい。コンピュータ４８はまた、圧力機
構８２にも接続されて、キャリアヘッド８０により加えられる圧力を制御し、キ
ャリアヘッド回転モータ７６に接続されて、キャリアヘッド回転レートを制御し
、プラテン回転モータ（図示せず）に接続されて、プラテン回転レートを制御し
、またはスラリ分配装置５２に接続されて、研磨パッドに供給するスラリ配合を
制御する。
る。汎用のプログラム可能デジタルコンピュータ４８を、レーザ４４、検知器４
６、およびセンサ９０に接続してもよい。コンピュータ４８は、基板が窓に略被
さった時にレーザを活性化し、検知器からの強度測定値を保存し、出力装置４９
に強度測定値を表示し、強度測定値を半径方向範囲にソートし、そして研磨終点
を検知するようプログラムされていてもよい。コンピュータ４８はまた、圧力機
構８２にも接続されて、キャリアヘッド８０により加えられる圧力を制御し、キ
ャリアヘッド回転モータ７６に接続されて、キャリアヘッド回転レートを制御し
、プラテン回転モータ（図示せず）に接続されて、プラテン回転レートを制御し
、またはスラリ分配装置５２に接続されて、研磨パッドに供給するスラリ配合を
制御する。
【００２７】
金属研磨について図３を参照すると、基板１０は、シリコンウェーハ１２と、
酸化物層または窒化物層１４の上に配置された金属層１６とを含み、酸化物層ま
たは窒化物層もそれ自身パターン化されるか、または別のパターン層の上に配置
される。金属は、とりわけ、銅、タングステン、またはアルミニウムであっても
よい。異なる反射率を持つ基板の異なる部分が研磨される場合は、検知器４６か
らの信号出力は時間とともに変化する。検知器４６の時間変化出力は、インシト
ゥ反射率測定トレースと呼ばれる（または、より簡単に、反射率トレースと呼ば
れる）。以下に説明するように、この反射率トレースを用いて金属層研磨操作の
終点を決定できる。
酸化物層または窒化物層１４の上に配置された金属層１６とを含み、酸化物層ま
たは窒化物層もそれ自身パターン化されるか、または別のパターン層の上に配置
される。金属は、とりわけ、銅、タングステン、またはアルミニウムであっても
よい。異なる反射率を持つ基板の異なる部分が研磨される場合は、検知器４６か
らの信号出力は時間とともに変化する。検知器４６の時間変化出力は、インシト
ゥ反射率測定トレースと呼ばれる（または、より簡単に、反射率トレースと呼ば
れる）。以下に説明するように、この反射率トレースを用いて金属層研磨操作の
終点を決定できる。
【００２８】
図４を参照すると、プラテンの回転とキャリアヘッドの直線スイープとの組合
せにより、窓３６（およびその結果、レーザビーム４２）が、キャリアヘッド８
０と基板１０の底面を横切るスイープパス１２０をスイープする。図５を参照す
ると、レーザビームが基板を横切る各時間に、光学監視装置４０は、一連の強度
測定値Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、．．．、ＩN（番号Ｎはスイープからスイープまでと異な
ってもよい）を生成する。光学監視装置４０のサンプルレートＦ（強度測定が生
成されるレート）は、およそ５００から２０００Ｈｚ、またはより高くてもよく
、これは、０．５〜２ｍｓｅｃの間のサンプリング周期と一致する。
せにより、窓３６（およびその結果、レーザビーム４２）が、キャリアヘッド８
０と基板１０の底面を横切るスイープパス１２０をスイープする。図５を参照す
ると、レーザビームが基板を横切る各時間に、光学監視装置４０は、一連の強度
測定値Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、．．．、ＩN（番号Ｎはスイープからスイープまでと異な
ってもよい）を生成する。光学監視装置４０のサンプルレートＦ（強度測定が生
成されるレート）は、およそ５００から２０００Ｈｚ、またはより高くてもよく
、これは、０．５〜２ｍｓｅｃの間のサンプリング周期と一致する。
【００２９】
コンピュータ４８が光学監視装置からの信号を処理する場合、１つ以上の値が
各一連の強度測定値Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、．．．、ＩNから抽出される。例えば、単一
スイープからの一連の強度測定値は、平均化されて平均強度ＩMEANを生成するこ
とができる。代替として、コンピュータは、この級数から最小強度ＩMIN、また
は最大強度IMAXを抽出できる。更に、コンピュータは、最大強度と最小強度の差
、すなわち、IMAX−ＩMINに等しい強度差ＩDIFを生成できる。
各一連の強度測定値Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、．．．、ＩNから抽出される。例えば、単一
スイープからの一連の強度測定値は、平均化されて平均強度ＩMEANを生成するこ
とができる。代替として、コンピュータは、この級数から最小強度ＩMIN、また
は最大強度IMAXを抽出できる。更に、コンピュータは、最大強度と最小強度の差
、すなわち、IMAX−ＩMINに等しい強度差ＩDIFを生成できる。
【００３０】
一連のスイープに対してコンピュータ４８により抽出される一連の値は、メモ
リまたは不揮発性記憶装置に保存される。図６を参照すると、この一連の抽出値
は（１スイープ当たり１抽出値で）、測定時間の関数として組み合わされ表示さ
れて、基板の反射率の時間変化トレース１００を提供する。この時間変化トレー
スはフィルタリングされてノイズを除去してもよい。
リまたは不揮発性記憶装置に保存される。図６を参照すると、この一連の抽出値
は（１スイープ当たり１抽出値で）、測定時間の関数として組み合わされ表示さ
れて、基板の反射率の時間変化トレース１００を提供する。この時間変化トレー
スはフィルタリングされてノイズを除去してもよい。
【００３１】
強度トレース１００の全体の形は以下のように説明される。最初に、金属層１
６は、下地パターン層１４のトポロジーのために、ある量の初期トポグラフィー
を有する。このトポグラフィーのために、光ビームは金属層に入射した時に散乱
する。研磨操作がトレース区間１０２に進むと、金属層はより平坦になり、研磨
された金属層の反射率は増大する。大部分の金属層がトレース区間１０４で除去
されると、強度は比較的安定に保たれる。一旦、酸化層がトレースにおいて露出
し始めると、全体の信号強度は、トレース区間１０６で急速に低下する。一旦、
酸化層がトレースで全体に露出すると、強度は、酸化層が除去されるので干渉効
果により小さな振動を受けるが、再びトレース区間１０８で安定する。
６は、下地パターン層１４のトポロジーのために、ある量の初期トポグラフィー
を有する。このトポグラフィーのために、光ビームは金属層に入射した時に散乱
する。研磨操作がトレース区間１０２に進むと、金属層はより平坦になり、研磨
された金属層の反射率は増大する。大部分の金属層がトレース区間１０４で除去
されると、強度は比較的安定に保たれる。一旦、酸化層がトレースにおいて露出
し始めると、全体の信号強度は、トレース区間１０６で急速に低下する。一旦、
酸化層がトレースで全体に露出すると、強度は、酸化層が除去されるので干渉効
果により小さな振動を受けるが、再びトレース区間１０８で安定する。
【００３２】
強度データが収集され、時間変化強度トレースが生成されるにつれ、コンピュ
ータ４８はパターン認識プロセスを実行して、時間変化トレース１００内の、研
磨終点の誘因となる一連の終点基準１１０、１１２、および１１４を探す。一連
の３個の終点基準を示しているが、一個か二個の終点基準だけでも、あるいは４
個以上の終点基準でもよい。各終点基準は１つ以上の終点条件を含むことができ
る。可能性のある終点条件は、局部的な最小値または最大値、傾斜の変化、また
は強度や傾斜のしきい値、あるいはそれらの組合せを含んでいる。終点基準は、
研磨装置のオペレータにより、経験、テストウェーハからの終点トレース解析、
および光学的なシミュレーションを基に設定されるのが普通である。例えば、金
属研磨中の反射率トレースを監視する場合、オペレータは、コンピュータ４８が
、レベルアウト１１０、急減１１２、および別のレベルアウト１１４を検知する
と、研磨装置に研磨を停止するよう命令できる。図６に示す終点基準は、強度ト
レースの傾斜の変化と関連しているが、別の終点基準を用いることもできる。一
般に、一旦、最後の終点基準が検知されると、研磨操作は停止される。代替とし
て、研磨は最後の終点基準の検知後のプリセット時間の間、継続し、次いで停止
する。
ータ４８はパターン認識プロセスを実行して、時間変化トレース１００内の、研
磨終点の誘因となる一連の終点基準１１０、１１２、および１１４を探す。一連
の３個の終点基準を示しているが、一個か二個の終点基準だけでも、あるいは４
個以上の終点基準でもよい。各終点基準は１つ以上の終点条件を含むことができ
る。可能性のある終点条件は、局部的な最小値または最大値、傾斜の変化、また
は強度や傾斜のしきい値、あるいはそれらの組合せを含んでいる。終点基準は、
研磨装置のオペレータにより、経験、テストウェーハからの終点トレース解析、
および光学的なシミュレーションを基に設定されるのが普通である。例えば、金
属研磨中の反射率トレースを監視する場合、オペレータは、コンピュータ４８が
、レベルアウト１１０、急減１１２、および別のレベルアウト１１４を検知する
と、研磨装置に研磨を停止するよう命令できる。図６に示す終点基準は、強度ト
レースの傾斜の変化と関連しているが、別の終点基準を用いることもできる。一
般に、一旦、最後の終点基準が検知されると、研磨操作は停止される。代替とし
て、研磨は最後の終点基準の検知後のプリセット時間の間、継続し、次いで停止
する。
【００３３】
残念ながら、ある状況の下では、光学検知器からの信号が、コンピュータ４８
にとって終点基準を検知するには余りにも小さいか、または雑音を含むことがあ
る。加えて、強度トレース１００の急激な傾斜変化のために、研磨終点が精確に
計算できないこともある。
にとって終点基準を検知するには余りにも小さいか、または雑音を含むことがあ
る。加えて、強度トレース１００の急激な傾斜変化のために、研磨終点が精確に
計算できないこともある。
【００３４】
ここで図７を参照すると、修正された終点決定プロセスが示されている。第１
に、終点決定中に用いられる研磨パラメータが幾つかコンピュータ４８のメモリ
内に保存されている（ステップ１２０）。関連する研磨パラメータは、キャリア
ヘッド圧力、キャリアヘッド回転レートとプラテン回転レート、予定研磨終了時
間、および研磨パラメータ修正のための既定時間を含んでいる。
に、終点決定中に用いられる研磨パラメータが幾つかコンピュータ４８のメモリ
内に保存されている（ステップ１２０）。関連する研磨パラメータは、キャリア
ヘッド圧力、キャリアヘッド回転レートとプラテン回転レート、予定研磨終了時
間、および研磨パラメータ修正のための既定時間を含んでいる。
【００３５】
基板１２の表面上の層は、基板の表面を研磨パッド３０と接することによって
研磨される（ステップ１２２）（図２）。研磨パッド３０は回転し、基板と研磨
パッドとの間の相対運動を生じる。
研磨される（ステップ１２２）（図２）。研磨パッド３０は回転し、基板と研磨
パッドとの間の相対運動を生じる。
【００３６】
窓が基板の真下を通過する度に、基板からの反射強度は測定される（ステップ
１２４）。その強度は収集されて、時間変化強度トレースが生成される。コンピ
ュータは、強度トレースに対するパターン認識プログラムを実行して、終点基準
を検知する（ステップ１２６）。
１２４）。その強度は収集されて、時間変化強度トレースが生成される。コンピ
ュータは、強度トレースに対するパターン認識プログラムを実行して、終点基準
を検知する（ステップ１２６）。
【００３７】
基板が、予定研磨終点で、研磨の完了に近づくにつれ、コンピュータ４８は研
磨パラメータを修正して、研磨レートを低下させる（ステップ１２８）。特に、
下地パターン層が露出するまで被覆層が研磨される場合の研磨操作（例えば、金
属、ポリシリコン、または浅い絶縁溝等）中では、下地層が最初に露出される前
に、研磨レートを低下させることができる。研磨レートは、およそ係数２ないし
４まで、すなわち、約５０％ないし７５％まで、低下させられる。研磨レートを
低下させるため、キャリアヘッド圧力を低下させることができ、スラリ配合を変
更してキャリアヘッド回転を低下させることができ、スラリ配合を変更して研磨
速度の遅い研磨スラリを導入することができ、および／またはプラテン回転レー
トを低下させることができる。例えば、キャリアヘッドからの基板上の圧力は、
約３３％ないし５０％まで低下させることができ、プラテン回転レートとキャリ
アヘッド回転レートは、ともに約５０％まで低下させることができる。
磨パラメータを修正して、研磨レートを低下させる（ステップ１２８）。特に、
下地パターン層が露出するまで被覆層が研磨される場合の研磨操作（例えば、金
属、ポリシリコン、または浅い絶縁溝等）中では、下地層が最初に露出される前
に、研磨レートを低下させることができる。研磨レートは、およそ係数２ないし
４まで、すなわち、約５０％ないし７５％まで、低下させられる。研磨レートを
低下させるため、キャリアヘッド圧力を低下させることができ、スラリ配合を変
更してキャリアヘッド回転を低下させることができ、スラリ配合を変更して研磨
速度の遅い研磨スラリを導入することができ、および／またはプラテン回転レー
トを低下させることができる。例えば、キャリアヘッドからの基板上の圧力は、
約３３％ないし５０％まで低下させることができ、プラテン回転レートとキャリ
アヘッド回転レートは、ともに約５０％まで低下させることができる。
【００３８】
下地誘電層が露出する前に研磨レートを低下させることにより、ディッシング
と侵食効果は減少する。加えて、研磨装置の相対的な反応時間が改善され、研磨
装置が、最終的な終点基準が検知された後に除去される材料が少なくなるよう研
磨を停止できる。更に、予定研磨終了時間近くでは、より多くの強度測定を収集
して、それにより研磨終点計算の精度を潜在的に改善することができる。しかし
、大部分の研磨操作を通じて高い研磨レートを維持することによって、高いスル
ープットが達成できる。金属層バルク研磨の少なくとも７５％、例えば、８０〜
９０％が、キャリアヘッド圧力を低下させる前に、または他の研磨パラメータが
変更される前に、完了されることが好ましい。
と侵食効果は減少する。加えて、研磨装置の相対的な反応時間が改善され、研磨
装置が、最終的な終点基準が検知された後に除去される材料が少なくなるよう研
磨を停止できる。更に、予定研磨終了時間近くでは、より多くの強度測定を収集
して、それにより研磨終点計算の精度を潜在的に改善することができる。しかし
、大部分の研磨操作を通じて高い研磨レートを維持することによって、高いスル
ープットが達成できる。金属層バルク研磨の少なくとも７５％、例えば、８０〜
９０％が、キャリアヘッド圧力を低下させる前に、または他の研磨パラメータが
変更される前に、完了されることが好ましい。
【００３９】
コンピュータ４８が研磨レートを低下させる場合の時間は、研磨装置のオペレ
ータにより経験的に、そしてテストウェーハからの終点トレースの解析により選
択される既定時間Ｔdefaultによって設定できる。代替として、研磨パラメータ
を変更して研磨レートを低下させる時間は、基板の研磨中に検知される終点基準
から計算できる。例えば、その時間は、第１の終点基準が検知される時間Ｔdete ct1 に続く複数のまたは１つのプリセットマージンであってもよい。
ータにより経験的に、そしてテストウェーハからの終点トレースの解析により選
択される既定時間Ｔdefaultによって設定できる。代替として、研磨パラメータ
を変更して研磨レートを低下させる時間は、基板の研磨中に検知される終点基準
から計算できる。例えば、その時間は、第１の終点基準が検知される時間Ｔdete ct1 に続く複数のまたは１つのプリセットマージンであってもよい。
【００４０】
一旦コンピュータが最終終点基準を検知すると、直ちに、またはプリセット時
間が経過した後、研磨が停止される（ステップ１３０）。最終的な終点基準に対
する精確な値を選択する際に、研磨装置のオペレータは、予定研磨終点の近傍で
、低下した研磨レートを考慮することができる、ということに注意されたい。
間が経過した後、研磨が停止される（ステップ１３０）。最終的な終点基準に対
する精確な値を選択する際に、研磨装置のオペレータは、予定研磨終点の近傍で
、低下した研磨レートを考慮することができる、ということに注意されたい。
【００４１】
平均、最小、最大、および強度トレース差を考えると、幅広く多様な終点検知
アルゴリズムが実装できる。別々の終点基準（例えば、局部的な複数の最小値か
複数の最大値、傾斜、またはしきい値に基づく）が各種のトレースに対して作成
でき、そして各種トレースに対する終点条件をブール論理式と組み合わせること
ができる。強度トレースもまた、基板上の半径方向の複数の範囲について作成で
きる。複数の半径方向範囲についての強度トレースの生成は、１９９８年１１月
２日出願の米国特許出願第０９，１８４，７６７号において説明されており、こ
の開示のすべてを引用して本明細書に組み込む。
アルゴリズムが実装できる。別々の終点基準（例えば、局部的な複数の最小値か
複数の最大値、傾斜、またはしきい値に基づく）が各種のトレースに対して作成
でき、そして各種トレースに対する終点条件をブール論理式と組み合わせること
ができる。強度トレースもまた、基板上の半径方向の複数の範囲について作成で
きる。複数の半径方向範囲についての強度トレースの生成は、１９９８年１１月
２日出願の米国特許出願第０９，１８４，７６７号において説明されており、こ
の開示のすべてを引用して本明細書に組み込む。
【００４２】
終点基準は、研磨パラメータの変更を引き起こすために使用できる。例えば、
光学監視装置が第２の終点基準を検知した場合、ＣＭＰ装置はスラリ配合を変更
してもよい（例えば、高い精選度のスラリから低い精選度のスラリへ）。
光学監視装置が第２の終点基準を検知した場合、ＣＭＰ装置はスラリ配合を変更
してもよい（例えば、高い精選度のスラリから低い精選度のスラリへ）。
【００４３】
金属研磨操作からの反射率信号について１つの実施例を説明したが、終点検知
プロセスは、誘電体研磨等の他の研磨操作にも適用可能であり、また、干渉計、
スペクトロメータ、および偏光解析等の、他の光学監視技法にも適用可能である
。更に、本発明は光学監視装置の観点から説明したが、本発明の原理は、例えば
、キャパシタンス、モータ電流、または摩擦監視装置等の、他の化学的機械研磨
終点監視装置にも適用可能である。
プロセスは、誘電体研磨等の他の研磨操作にも適用可能であり、また、干渉計、
スペクトロメータ、および偏光解析等の、他の光学監視技法にも適用可能である
。更に、本発明は光学監視装置の観点から説明したが、本発明の原理は、例えば
、キャパシタンス、モータ電流、または摩擦監視装置等の、他の化学的機械研磨
終点監視装置にも適用可能である。
【００４４】
本発明は好ましい実施の形態の観点から説明した。しかし、本発明は、図示さ
れ、説明された実施の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は
、付帯する請求項により定義される。
れ、説明された実施の形態に限定されるものではない。むしろ、本発明の範囲は
、付帯する請求項により定義される。
【図１】
化学的機械研磨装置の分解斜視図。
【図２】
光学監視装置を含む化学的機械研磨装置の側面図。
【図３】
処理中の基板の断面略図であって、基板に入射して、基板から反射するレーザ
ビームを略図で示す。
ビームを略図で示す。
【図４】
キャリアヘッド直下のレーザの経路を示す略図。
【図５】
光学監視装置からの仮想強度測定値を示すグラフ。
【図６】
キャリアヘッド直下の窓の複数回スイープから生成された仮想強度軌跡を示す
グラフ。
グラフ。
【図７】
研磨終点を判定する方法のフローチャート。
１０ 基板
１２ シリコンウェーハ
１４ 酸化物層または窒化物層
１６ 金属層
２０ ＣＭＰ装置
２２ 研磨ステーション
２３ 搬送ステーション
２４ 回転プラテン
２５ 中央軸
２６ 孔
３０ 研磨パッド
３２ 裏打層
３４ 被覆層
３６ 透明窓
４０ 光学監視装置
４２ 光ビーム
４４ 光源（レーザー）
４６ 検知器
４８ コンピュータ
４９ 出力装置
５０ スラリ
５２ スラリ供給装置
５４ スラリ源
５６ スラリ／リンス併用アーム
５８ 制御弁
６０ カルーセル
６２ センターポスト
６４ カルーセル軸
６６ 支持プレート
６８ カバー
７０ キャリアヘッド装置
７２ 半径方向スロット
７４ キャリア駆動軸
７６ キャリアヘッド回動モータ
８０ キャリアヘッド
８１ 中央軸
８２ 圧力源(圧力機構)
８４ チャンバ
９０ 位置センサ
９２ フラグ
１００ 強度軌跡
１０２,１０４,１０６,１０８ 区間
１１０ 終点基準：レベルアウト
１１２ 終点基準：急減
１１４ 終点基準：レベルアウト
Ｆ サンプルレート
Ｉ1,Ｉ2,Ｉ3,．．．,ＩN 強度測定値
ＩMAX 最大強度
ＩMIN 最小強度
ＩDIF 最大強度と最小強度の差
ＴDETECT1,ＴDETECT2, ＴDETECT3 検知時間
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 レデッカー， フレッド， シー．
アメリカ合衆国， カリフォルニア州，
フリーモント， シオックス ドライヴ
1801
(72)発明者 ウィジェクーン， カピラ
アメリカ合衆国， カリフォルニア州，
パロ アルト， イー．チャールストン
ロード 438
Ｆターム(参考） 3C034 AA08 AA13 BB93 CA02 CA22
CB03
3C058 AA07 AB01 AB06 AC02 CB01
CB03 DA17
Claims (18)
- 【請求項１】 化学的機械研磨操作のためのコンピュータ実装終点検知方法
であって、 化学的機械研磨装置により研磨中の基板の研磨時間を測定し、 研磨終点検知装置から信号を受信し、 終点基準のために前記信号を監視し、 前記研磨時間が、想定される研磨終了時間に近づき、かつ前記終点基準が検知
される前に、研磨中の基板の研磨レートを低下させるために、前記化学的機械研
磨操作の研磨パラメータを修正し、そして、 前記終点基準が一旦検知されると研磨を停止することを含む方法。 - 【請求項２】 終点検知装置が基板を光学的に監視する、 請求項１記載の方法。
- 【請求項３】 前記研磨操作が、前記基板上の金属層を研磨する、 請求項２記載の方法。
- 【請求項４】 前記研磨操作が、前記基板上の誘電体層を研磨する、 請求項２記載の方法。
- 【請求項５】 前記研磨パラメータが修正されるデフォルト時間を格納する
ことを更に含む、 請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記終点監視装置から受信される前記信号から、前記研磨パ
ラメータが修正される時間を計算することを更に含む、 請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記研磨パラメータの修正が、前記基板にかかる圧力を低下
させることを含む、 請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記研磨パラメータの修正が、前記基板と研磨面との間の相
対速度を低下させることを含む、 請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記基板は、第２層を覆って配置される第１層を含み、前記
研磨レートは前記第２層が露出する前に低下させられる、 請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第１層が銅であり、前記第２層は酸化シリコンである
、 請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 化学的機械研磨の方法であって、 基板を研磨面と接触させ、 前記基板と前記研磨面との間に相対運動を創出し、 前記基板の研磨時間を測定し、 研磨終点検知装置で信号を生成し、 終点基準のために前記信号を監視し、 前記研磨時間が想定される研磨終了時間に近づき、かつ前記終点基準が検知さ
れる前に、研磨中の前記基板の研磨レートを低下させ、 前記終点基準が一旦検知されると研磨を停止することを含む方法。 - 【請求項１２】 終点検知装置が前記基板を光学的に監視する、 請求項１１記載の方法。
- 【請求項１３】 研磨パラメータの変更が、前記基板にかかる圧力を低下さ
せることを含む、 請求項１１記載の方法。 - 【請求項１４】 研磨パラメータの変更が、前記基板と前記研磨面との間の
相対速度を低下させることを含む、 請求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】 第２層の上に配置される第１層を有する基板を化学的機械
研磨する方法であって、 前記基板の前記第１層を研磨面と接触させ、 前記基板の前記第１層を研磨するために前記基板と前記研磨面との間に相対運
動を創出し、 前記第２層が露出する前に前記基板の研磨レートを低下させ、そして、 前記下地層が露出した後で研磨を停止することを含む方法。 - 【請求項１６】 前記研磨レートの低下が、コンピュータにより前記基板の
研磨時間を測定すること、前記コンピュータにパラメータ変更時間を格納するこ
と、および前記研磨時間が前記パラメータ変更時間に達した時に研磨パラメータ
を修正すること、を含む、 請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 研磨の停止が、研磨終点検知装置で信号を生成すること、
終点基準のために前記信号を監視すること、および前記終点基準が一旦検知され
ると研磨を停止することを含む、 請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 化学的機械研磨装置であって、 研磨面、 前記研磨面と接触する基板を保持するキャリアヘッド、 相対運動を創出するために前記研磨面と前記キャリアヘッドの少なくとも一方
に結合されるモータ、 研磨終点検知装置、および、 前記終点検知装置からの信号を受信するためのコントローラを備え、前記コン
トローラは、研磨操作中に基板の研磨時間を測定し、終点基準のために前記信号
を監視し、前記研磨時間が、想定される研磨終了時間に近づき、かつ前記終点基
準が検知される前に、前記基板の研磨レートを低下させるために研磨パラメータ
を修正し、そして、前記終点基準が一旦検知されると、前記基板の研磨を停止す
るように構成される装置。
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| PCT/US2001/003280 WO2001056744A1 (en) | 2000-02-01 | 2001-01-31 | Endpoint monitoring with polishing rate change |
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| EP (1) | EP1251998A1 (ja) |
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