JP2004048051A5 - - Google Patents

Claims (76)

1. ケミカルメカニカルポリシング装置のポリッシングパッドであって、
   ポリッシング面と、該ポリッシング面の反対側の面とを有する物品と、
   該ポリッシング面に形成された、略透明ソリッド部分と、
   該ポリッシング面の反対側の面に形成され、該略透明ソリッド部分と調心され該略透明ソリッド部分にまで伸びる溝と、
   を有するポリッシングパッド。
2. 該物品が、該ポリッシング面を有する第１の層と、該第１の層に隣接する第２の層とを有する、請求項１に記載のポリッシングパッド。
3. 該略透明ソリッド部分が、該第１の層に位置する、請求項２に記載のポリッシングパッド。
4. 該第２の層に、開口が位置する、請求項２又は３のいずれかに記載のポリッシングパッド。
5. 該第１の層が、ポリウレタン材料製である、請求項２、３又は４のいずれかに記載のポリッシングパッド。
6. 該略透明ソリッド部分が、ポリウレタン材料製である、請求項２〜５のいずれかに記載のポリッシングパッド。
7. 該第２の層が、該第１の層よりも柔らかい、請求項２〜６のいずれかに記載のポリッシングパッド。
8. 該略透明ソリッド部分と該開口とが、略同じ断面の大きさを有する、請求項１〜７のいずれかに記載のポリッシングパッド。
9. 該略透明ソリッド部分の上面が、該ポリッシング面と略同平面である、請求項１〜８のいずれかに記載のポリッシングパッド。
10. 該略透明ソリッド部分が、該物品と一体で成形される、請求項１〜９のいずれかに記載のポリッシングパッド。
11. ケミカルメカニカルポリシング装置のポリッシングパッドであって、
    ポリッシングのための前面と、裏面とを有する物品と、
    該前面に形成された複数のグルーブと、
    該前面の反対側の裏面に形成されたくぼみと、
    を有し、該裏面の該くぼみの場所に対応する該ポリッシング面の領域にはグルーブがないポリッシングパッド。
12. 該物品が、ポリッシング面を有する第１の層と、該第１の層に隣接する第２の層と、を有する、請求項１１に記載のポリッシングパッド。
13. 該第１の層に、該グルーブが形成される、請求項１２に記載のポリッシングパッド。
14. 該第２の層に、該くぼみが形成される、請求項１２又は１３のいずれかに記載のポリッシングパッド。
15. 裏打ち層が、ポリッシング層よりも柔らかい、請求項１２、１３又は１４のいずれかに記載のポリッシングパッド。
16. 該第１の層が、ポリウレタン材料製である、請求項１２〜１５のいずれかに記載のポリッシングパッド。
17. 該裏面の該くぼみの場所に対応する該ポリッシング面の領域が、透明である、請求項１１〜１６のいずれかに記載のポリッシングパッド。
18. 該くぼみが、該透明な部分にまで伸びる、請求項１７に記載のポリッシングパッド。
19. 該透明な部分が、ポリウレタン材料製である、請求項１７又は１８のいずれかに記載のポリッシングパッド。
20. 該領域と、該くぼみとが、略同じ断面の大きさを有する、請求項１７、１８又は１９のいずれかに記載のポリッシングパッド。
21. 該くぼみに相当する該ポリッシング面の領域が、略平坦である、請求項１１に記載のポリッシングパッド。
22. ケミカルメカニカルポリシング装置であって、
    基板を保持するためのキャリアヘッドと、
    ポリッシング面と、該ポリッシング面と反対側の面とを有するポリッシングパッドであって、該ポリッシング面には略透明ソリッド部分が形成され、該ポリッシング面と反対側の面には溝が形成され、該溝は該略透明ソリッド部分と調心され該略透明ソリッド部分にまで延びる、該ポリッシングパッドと、
    該キャリアヘッドと該ポリッシングパッドとの間に相対運動を生じさせるモータと、
    を備えるケミカルメカニカルポリシング装置。
23. ケミカルメカニカルポリシング装置であって、
    基板を保持するためのキャリアヘッドと、
    ポリッシングのための前面と、裏面とを有するポリッシングパッドであって、該前面には複数のグルーブが形成され、該裏面にはくぼみが形成され、該裏面の該くぼみの場所に対応する該ポリッシング面の領域にはグルーブがない、該ポリッシングパッドと、
    該キャリアヘッドと該ポリッシングパッドとの間に相対運動を生じさせるモータと、
    を備えるケミカルメカニカルポリシング装置。
24. 基板をポリッシングするための装置であって、前記装置は、
    （ａ）自身に穴を有するプラーテンであって、ウィンドウを有するポリッシングパッドを、該ウィンドウが該プラーテンの該穴に隣接して配置されるよう、ポリッシング中に保持する、該プラーテンと、
    （ｂ）処理中、プラーテン上のポリッシングパッドに相対するよう、ウェーハを保持するポリッシングヘッドと、
    （ｃ）該ポリッシングパッドの該ウィンドウを通過してウェーハへと向かう光を発する光源と、
    （ｄ）ウェーハに反射して該ポリッシングパッドのウィンドウを通過して返ってくる光を検出する検出器と、
    を備える装置。
25. 該ウィンドウが、該ポリッシングパッドに形成されたプラグを備える、請求項２４に記載の装置。
26. 該プラーテンの該穴と、該ポリッシングパッドの該ウィンドウとが、弧状の形状である、請求項２４に記載の装置。
27. 該プラーテンが、回転自在である、請求項２４に記載の装置。
28. 該ポリッシングヘッドが、回転自在である、請求項２４に記載の装置。
29. 更に、光ビームが障害なく該ウィンドウを通過することができるよう、該ウィンドウがウェーハに隣接する時を感知する位置センサを備える、請求項２４に記載の装置。
30. 酸化物層の下層を有する半導体基板を含む基板をポリッシングするための装置であって、
    （ａ）ポリッシング中にポリッシングパッドを保持するプラーテンと、
    （ｂ）処理中、プラーテン上のポリッシングパッドに相対するよう、ウェーハを保持するポリッシングヘッドと、
    （ｃ）光が基板に入射するよう、該プラーテンの中の通路を光が通過するように向けるよう構成され、また、該基板から反射して返ってくる光を検出するように構成された干渉計と、
    （ｄ）該干渉計からの信号を解析して、酸化物層の除去の程度をモニタするプロセッサと、
    を備える装置。
31. 更に、該ポリッシングパッドにウィンドウを備え、光ビームが該ウィンドウを通過する、請求項３０に記載の装置。
32. 該ウィンドウが、該ポリッシングパッドに形成されたプラグを備える、請求項３１に記載の装置。
33. 該プラーテンの穴と、該ポリッシングパッドの該ウィンドウとが、弧状の形状である、請求項２４に記載の装置。
34. 該プラーテンが、回転自在である、請求項３０に記載の装置。
35. 該ヘッドが、回転自在である、請求項３０に記載の装置。
36. 基板上の層の均一性を、前記層のポリッシングの最中に測定するインシチュウの方法であって、
    （ａ）ポリッシングの最中に前記層の方へ光ビームを向けるステップと、
    （ｂ）前記基板から反射されてくる前記光ビームによって生じる干渉信号をモニタするステップと、
    （ｃ）前記干渉信号から均一性の尺度を計算するステップと、
    を備える方法。
37. 前記計算するステップが、
    前記干渉信号から特徴情報を抽出するステップと、
    前記抽出された特徴情報から均一性の前記尺度を計算するステップと、
    を備える、請求項３６に記載の方法。
38. 均一性の前記尺度を参考値と比較するステップと、均一性の前記尺度が該参考値から所定の量以上広がったときに警告を発するステップと、を更に備える、請求項３７に記載の方法。
39. 前記干渉信号が低周波数成分を含み、前記抽出するステップが、
    前記低周波数成分の第１の特性を測定するステップと、
    前記第１の特性から前記抽出された情報を誘導するステップと、
    を備える、請求項３７に記載の方法。
40. 前記干渉計信号が高周波成分を含み、前記抽出するステップが、
    前記高周波数成分の第２の特性を測定するステップと、
    前記第１の特性及び前記第２の特性から前記抽出された情報を誘導するステップと、
    を備える、請求項３９に記載の方法。
41. 前記第１の特性が前記高周波数信号の振幅であり、前記第２の特性が前記低周波数信号の振幅であり、前記誘導するステップが、前記高周波信号の振幅と前記低周波信号の振幅との比を計算するステップを備える、請求項４０に記載の方法。
42. 層を自身の上に有する基板をポリッシングするためのプロセスの特性を評価するインシチュウの方法であって、
    （ａ）ポリッシングの最中に前記層の方へ光ビームを向けるステップと、
    （ｂ）前記基板から反射されてくる前記光ビームによって発生する干渉信号をモニタするステップと、
    （ｃ）前記干渉信号からシグネチャを抽出するステップと、
    （ｄ）前記抽出されたシグネチャを保存されている情報と比較するステップであって、前記保存されている情報は、該ポリッシングプロセスに対して望ましい操作のポイントを代表している、前記比較するステップと、
    （ｅ）前記抽出されたシグネチャが前記保存されている情報から所定の量以上広がったとき、警告を発するステップと、を備える方法。
43. 干渉信号を、オペレータが見ることができるように、視覚的なディスプレイ装置上に表示するステップを更に備える、請求項４２に記載の方法。
44. 前記抽出するステップが、
    前記干渉信号からポリッシング速度を決定するステップと、
    前記干渉信号から均一性の尺度を決定するステップと、
    を備え、前記比較するステップが、前記ポリッシング速度及び均一性の前記尺度を前記保存されている情報と比較するステップを備える、請求項４２に記載の方法。
45. 基板ポリッシングシステムであって、
    （ａ）処理中にポリッシングパッドを保持するプラーテンと、
    （ｂ）処理中に基板をプラーテン上のポリッシングパッドに対して保持するポリッシングヘッドと、
    （ｃ）処理中に、ポリッシングされるべき基板の側部に向けられ且つ入射するコリメートされた光ビームを発生させることが可能な干渉計であって、前記干渉計は干渉信号を発生する、前記干渉計と、
    （ｄ）前記干渉信号から均一性の尺度を計算するようにプログラミングされたデータプロセッサと、
    を備えるポリッシングシステム。
46. 前記ポリッシングヘッドが、処理中に回転できるように、回転可能となっている、請求項４５に記載のポリッシングシステム。
47. 前記プラーテンが、処理中に回転できるように、回転可能となっている、請求項４６に記載のポリッシングシステム。
48. 前記干渉計が、レーザー干渉計である請求項４７に記載のポリッシングシステム。
49. 前記データプロセッサが更に、
    前記干渉信号から特徴情報を抽出することと、
    前記抽出された特徴情報から均一性の前記尺度を計算することと
    をプログラミングされている、請求項４７に記載のポリッシングシステム。
50. 前記データプロセッサが更に、
    均一性の前記尺度を参考値と比較することと、
    均一性の前記尺度が該参考値から所定の量以上広がったときに警告を発することと、
    をプログラミングされている、請求項４９に記載のポリッシングシステム。
51. 前記干渉信号が低周波数成分を含み、前記データプロセッサが、
    前記低周波数成分の第１の特性を測定することと、
    前記第１の特性から前記抽出された情報を誘導することと
    により特徴情報を抽出するようにプログラミングされている、請求項５０に記載のポリッシングシステム。
52. 前記干渉信号が高周波数成分を含み、前記データプロセッサが、
    前記高周波数成分の第２の特性を測定することと、
    前記第２の特性から前記抽出された情報を誘導することと、
    により特徴情報を抽出するようにプログラミングされている、請求項５１に記載のポリッシングシステム。
53. 前記第１の特性が前記高周波数信号の振幅であり、前記第２の特性が前記低周波数信号の振幅であり、前記データプロセッサが、前記高周波信号の振幅と前記低周波信号の振幅との比を計算することにより特徴情報を抽出するようにプログラミングされている、請求項５２に記載のポリッシングシステム。
54. 基板をポリッシングするための装置であって、前記装置は、
    （ａ）処理中にポリッシングパッドを保持するプラーテンであって、前記プラーテンは内部に通路を有する、前記プラーテンと、
    （ｂ）処理中に基板をプラーテン上のポリッシングパッドに対して保持するポリッシングヘッドと、
    （ｃ）コリメートされた光ビームを発生させることが可能な干渉計であって、前記干渉計は、少なくともポリッシング操作の一部の間に前記光ビームを前記通路に向け前記基板上に入射するように、配置される、前記干渉計と、
    （ｄ）前記ホールないし通路と調心され且つ基板へと通過する光ビームが通るウィンドウであって、前記ウィンドウは、干渉計から到達する光ビームを受容する散乱面を有する、前記ウィンドウと、
    を備える装置。
55. 前記プラーテン上に載置されるポリッシングパッドを更に備え、前記ウィンドウは、前記ポリッシングパッド内に形成され前記通路と調心される、請求項５４に記載の装置。
56. ケミカルメカニカルポリシングシステムにおいて用いるためのポリッシングパッドであって、前記ポリッシングパッドは、
    （ａ）ポリッシング面と、
    （ｂ）底面と
    を備え、前記ポリッシングパッドの前記底面及び前記ポリッシング面の中にはウィンドウが形成され、前記ウィンドウは、干渉計からの光に対して透過性を有し、散乱底面を有するポリッシングパッド。
57. ウェーハの機械化学的ポリッシング（ＣＭＰ）装置において、
    （ａ）ポリッシングパッドを保持する為の回転可能なプラーテンと、
    （ｂ）前記ポリッシングパッドにウェーハを保持する為のポリッシングヘッドと、
    （ｃ）終点検出器であって：
    （ｃ１）前記ポリッシングパッドに接触する前記ウェーハの側部から前記ウェーハの方に光ビームを向ける為の固定された光源；
    （ｃ２）ポリッシングパッドと共に移動するウィンドウであって、前記ウェーハが前記ウィンドウの上にあるとき少なくとも一部の時間中、前記光ビームが前記ウェーハに衝突する為に断続的に光路を提供する前記ウィンドウ；
    （ｃ３）前記ウィンドウを通って前記ウェーハから前記光ビームの反射を受ける為の固定された検出器；を備える、前記終点検出器と、
    を備える、前記装置。
58. 前記ウィンドウは、前記プラーテンを通るホールの中に取り付けられた光伝播用インサートを備える、請求項５７記載の装置。
59. 前記インサートは、前記プラーテン内の肩部上で支持されている、請求項５８記載の装置。
60. 前記プラーテン上に配置されたポリッシングパッドを更に備え、前記ウィンドウは、前記ポリッシングパッドの光伝播部を備える、請求項５７記載の装置。
61. 前記プラテーンは、前記プラテーンを通るホールを有し、前記ポリッシングパッドの前記光透過部分は、前記ホールの上にある、請求項６０記載の装置。
62. 前記光源により生成された光ビームが前記ウィンドウを遮られずに通過し前記ウェーハに衝突できるように前記ウェーハの付近に前記ウィンドウがある場合を感知する位置センサを更に備える、請求項５７記載の装置。
63. 前記光源は、レーザーである、請求項５７記載の装置。
64. 前記ウェーハは、酸化物層を含み、前記終点検出器は、干渉計として機能する、請求項５７記載の装置。
65. 前記光ビームは、およそレッドライトレンジの波長を有する、請求項５７記載の装置。
66. ウェーハに対してケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）のための方法であって：該方法は、
    （ａ）前記ウェーハをポリッシングパッドに対しポリッシングヘッド内で保持するステップと；
    （ｂ）前記ウェーハをポリッシングするためにポリッシングパッドを回転させるステップと；
    （ｃ）ポリッシングが終了する終点を決定するステップであって、
    （ｃ１）前記ポリッシングパッドに接触する前記ウェーハの側部から前記ウェーハの方に向けられる固定された光ビームを生成する工程、
    （ｃ２）前記ポリッシングパッドと共に移動するウィンドウに前記光ビームを間欠的に通過させる工程であって、前記ウィンドウが前記ウェーハの下にあるとき、少なくとも一部の時間中に前記ウェーハに前記光ビームが衝突する光路を前記ウィンドウが断続的に提供する、前記工程、
    （ｃ３）固定された検出器まで前記ウィンドウを通って前記ウェーハから反射された前記光ビームの光を検出する工程、
    を備える、前記ステップと；
    を備える、前記方法。
67. 前記ウェーハは、酸化物層を含み、前記光源と検出器は、干渉計を提供する、請求項６６記載の方法。
68. 前記光ビームを生成する工程は、レーザビームを生成することを備える、請求項６６記載の方法。
69. 回転可能なプラーテンで前記ポリッシングパッドを保持するステップを更に備える、請求項６６記載の方法。
70. 前記ウィンドウは、前記プラーテンを通るホールの中に取り付けられる光伝播用インサートを備える、請求項６９記載の方法。
71. 前記インサートは、前記プラーテン内の肩部上に支持されている、請求項７０記載の方法。
72. 前記ウィンドウは、前記ポリッシングパッドの光伝播部を備える、請求項６９記載の方法。
73. 前記プラーテンは、前記プラーテンを通るホールを有し、前記ポリッシングパッドの前記光伝播部は、前記ホールの上にある、請求項７２記載の方法。
74. 前記レーザビームを生成することが、前記ウェーハ上の衝突点で、前記レーザビームの波長に対する最小径より著しく大きいビーム径を形成することを備える、請求項６８記載の方法。
75. 前記決定するステップは、前記光ビームが前記ウィンドウを遮られずに通過し前記ウェーハに衝突できるように、前記ウェーハ付近に前記ウィンドウがある場合を感知する工程を更に備える、請求項６６記載の方法。
76. 前記レーザビームを生成することが、およそレッドライトレンジの波長を有するレーザビームを生成することを備える、請求項６８記載の方法。