JP2012256911A - Device and method for monitoring chemical and mechanical polishing according to spectrum - Google Patents

Device and method for monitoring chemical and mechanical polishing according to spectrum Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a step of determining when a terminal point of a polishing step is achieved.SOLUTION: A device and a method include detection of a terminal point according to the spectrum, adjustment of a polishing speed according to the spectrum, injection of an optical head top face, or a pad 30 with a window. In detection of the terminal point according to the spectrum, a reference spectrum, in which a terminal point determination theory based on a concrete spectrum is empirically selected, is used to achieve target thickness when the terminal point is called by applying the terminal point theory based on the spectrum. A polishing terminal point is determined using a different trace or a series of sequences. An injection system creates a layer-like gas flow to the top face of an optical head 53. A vacuum nozzle and a vacuum source are constituted so that the gas flow is formed into a gas form. The window includes a flexible plastic portion, and a crystalline or glass portion. Adjustment of the polishing speed according to the spectrum includes a step of obtaining a spectrum in a different zone on a substrate.

Description

[0001]本発明は、一般的に基板の化学機械的研磨に関する。 [0001] The present invention relates generally to chemical mechanical polishing of substrates.

[0002]集積回路は、典型的に、基板上に導電層、半導電層、絶縁層を連続堆積させることによって、シリコンウェーハ上に形成される。或る製作ステップでは、非平坦な表面上に充填剤層を堆積させ、この充填剤層を平坦化する工程を含む。具体的な用途では、パターン化した層の頂面が露出するまで充填剤層の平坦化を行う。例えば、パターン化した絶縁層上に伝導性の充填剤層を堆積させることで、絶縁層のトレンチまたは穴を充填する。平坦化の後に、絶縁層の上昇したパターンの間に残っている導電層の各部分がビア、プラグ、ラインを形成し、これにより、基板上の薄膜回路間に伝導経路が提供される。これ以外の、酸化物研磨のような用途では、非平坦な表面の上に所定厚さの充填剤層が残るまで充填剤層を平坦化する。これに加えて、通常、基板表面の平坦化はフォトリソグラフィーに必要とされる。 [0002] Integrated circuits are typically formed on silicon wafers by successively depositing conductive, semiconductive, and insulating layers on a substrate. One fabrication step includes depositing a filler layer on a non-planar surface and planarizing the filler layer. In a specific application, the filler layer is planarized until the top surface of the patterned layer is exposed. For example, a trench or hole in the insulating layer is filled by depositing a conductive filler layer on the patterned insulating layer. After planarization, the portions of the conductive layer remaining between the raised patterns of the insulating layer form vias, plugs, and lines, thereby providing a conductive path between thin film circuits on the substrate. In other applications such as oxide polishing, the filler layer is planarized until a predetermined thickness of filler layer remains on the non-planar surface. In addition to this, planarization of the substrate surface is usually required for photolithography.

[0003]化学機械的研磨(CMP)は、1つの受け入れられた平坦化方法である。この平坦化方法では、典型的に、基板をキャリアまたは研磨ヘッド上に搭載する必要がある。典型的には、基板の露出面が回転研磨ディスクパッドまたはベルトパッドに対して設置される。研磨パッドは標準的なパッドまたは固定型の研磨パッドのいずれかであってもよい。標準的なパッドは耐久性のある粗い表面を有し、一方、固定型の研磨パッドは汚染媒体内に保持される研磨粒子を有する。キャリアヘッドは基板に制御可能な負荷を提供して、これを研磨パッドに対して押圧する。典型的には、研磨パッドの表面に研磨スラリーが供給される。研磨スラリーは、少なくとも1つの化学反応薬品を含んでおり、また、標準的な研磨パッドと共に使用する場合には研磨粒子を含む。 [0003] Chemical mechanical polishing (CMP) is one accepted planarization method. This planarization method typically requires that the substrate be mounted on a carrier or polishing head. Typically, the exposed surface of the substrate is placed against a rotating abrasive disc pad or belt pad. The polishing pad may be either a standard pad or a fixed polishing pad. Standard pads have a durable rough surface, while stationary polishing pads have abrasive particles held in a contaminated medium. The carrier head provides a controllable load on the substrate and presses it against the polishing pad. Typically, a polishing slurry is supplied to the surface of the polishing pad. The polishing slurry contains at least one chemically reactive agent and, when used with a standard polishing pad, contains abrasive particles.

[0004]CMPに伴う1つの問題は、研磨処理が完了したかどうかを決定すること、即ち、基板層が所望の平坦度または厚さにまで平坦化されたかどうか、あるいは所望の量の材料が除去されたときを決定することである。導電層または膜の過剰研磨(多すぎる除去)は、回路抵抗の増加につながる。その一方で、導電層の研磨不足(少なすぎる除去)は電気短絡につながる。基板層の初期厚さ、スラリー組成、研磨パッド状態、研磨パッドと基板の間の相対速度、基板上の負荷における変化は、材料除去速度に変化を生じさせる可能性がある。これらの変化により、研磨終点に達するまでの時間も変化してしまう。そのため、研磨終点を単純に研磨時間の関数として決定することができない。 [0004] One problem with CMP is determining whether the polishing process is complete, that is, whether the substrate layer has been planarized to the desired flatness or thickness, or whether the desired amount of material is It is to determine when it has been removed. Overpolishing (removing too much) of the conductive layer or film leads to increased circuit resistance. On the other hand, insufficient polishing (too little removal) of the conductive layer leads to an electrical short circuit. Changes in the initial thickness of the substrate layer, the slurry composition, the polishing pad condition, the relative speed between the polishing pad and the substrate, and the load on the substrate can cause changes in the material removal rate. Due to these changes, the time required to reach the polishing end point also changes. Therefore, the polishing end point cannot simply be determined as a function of the polishing time.

[0005]1つの一般的な態様において、本発明は、基準スペクトルを選択するステップを含む、コンピュータによって実現される方法であることを特徴とする。基準スペクトルは、第1基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色光のスペクトルである。基準スペクトルは、具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することで終点が呼び出されるとターゲット厚さが達成されるように、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理に経験的に選択される。本発明は現在のスペクトルを得るステップを含む。現在のスペクトルは、第2基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する対象膜で反射された白色光のスペクトルである。第2基板上の対象膜には研磨ステップが施される。この方法は、第2基板について、研磨ステップの終点が達成された時を決定するステップを含む。この決定は基準スペクトルと現在のスペクトルに基づく。 [0005] In one general aspect, the invention features a computer-implemented method that includes selecting a reference spectrum. The reference spectrum is a spectrum of white light that is located on the first substrate and reflected by the target film that is thicker than the target thickness. The reference spectrum is empirically selected for the endpoint determination logic based on the specific spectrum such that the target thickness is achieved when the endpoint is called by applying the endpoint logic based on the specific spectrum. The present invention includes obtaining a current spectrum. The current spectrum is the spectrum of white light reflected on the target film located on the second substrate and having a current thickness greater than the target thickness. A polishing step is performed on the target film on the second substrate. The method includes determining for the second substrate when the end point of the polishing step has been achieved. This determination is based on the reference spectrum and the current spectrum.

[0006]別の一般的な態様において、本発明は、2つ以上の基準スペクトルを選択するステップを含む、コンピュータによって実現される方法を特徴とする。各基準スペクトルは、第1基板上に位置しており、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色スペクトルである。基準スペクトルは、具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することで終点が呼び出されるとターゲット厚さが達成されるように、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理について経験的に選択される。本方法は2つ以上の現在のスペクトルを得るステップを含む。各現在のスペクトルは対象膜で反射された白色光のスペクトルであり、この対象膜は第2基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する。第2基板上の対象膜に研磨ステップが施される。この方法は、第2基板について、研磨ステップの終点に達したかどうかを決定するステップを含み、この決定は、基準スペクトルと現在のスペクトルに基づいている。 [0006] In another general aspect, the invention features a computer-implemented method that includes selecting two or more reference spectra. Each reference spectrum is a white spectrum that is located on the first substrate and reflected by a target film that is thicker than the target thickness. The reference spectrum is empirically selected for the endpoint determination logic based on the specific spectrum such that the target thickness is achieved when the endpoint is invoked by applying the endpoint logic based on the specific spectrum. The method includes obtaining two or more current spectra. Each current spectrum is a spectrum of white light reflected by the target film, which is located on the second substrate and has a current thickness that is thicker than the target thickness. A polishing step is performed on the target film on the second substrate. The method includes determining, for a second substrate, whether an end point of the polishing step has been reached, the determination being based on a reference spectrum and a current spectrum.

[0007]別の一般的な態様では、本発明は、プロセッサに基準スペクトルを選択させるように動作する命令を含むコンピュータプログラム製品を特徴とする。この基準スペクトルは、第1基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色光のスペクトルである。基準スペクトルは、具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することで終点が呼び出されるとターゲット厚さが達成されるように、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理について経験的に選択される。この製品は、プロセッサに現在のスペクトルを得るようにさせる命令を含む。この現在のスペクトルは、第2基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する対象膜で反射された白色光のスペクトルである。この第2基板上の対象膜には研磨ステップが施される。この製品は、第2基板について、研磨ステップの終点に達した時をプロセッサに決定させる命令を含む。この決定は、基準スペクトルと現在のスペクトルに基づいている。この製品は、実際にマシンによって読み出しが可能な媒体に記憶されている。 [0007] In another general aspect, the invention features a computer program product that includes instructions that operate to cause a processor to select a reference spectrum. This reference spectrum is a spectrum of white light that is located on the first substrate and reflected by the target film that is thicker than the target thickness. The reference spectrum is empirically selected for the endpoint determination logic based on the specific spectrum such that the target thickness is achieved when the endpoint is invoked by applying the endpoint logic based on the specific spectrum. This product includes instructions that cause the processor to obtain the current spectrum. This current spectrum is the spectrum of white light reflected on the target film located on the second substrate and having a current thickness that is greater than the target thickness. A polishing step is performed on the target film on the second substrate. The product includes instructions that cause the processor to determine when the end of the polishing step has been reached for the second substrate. This determination is based on the reference spectrum and the current spectrum. This product is actually stored on a medium that can be read by the machine.

[0008]さらに別の一般的な態様では、本発明は、実際にマシンによる読み出しが可能な媒体に記憶されているコンピュータプログラム製品を特徴とする。この製品は、プロセッサに2つ以上の基準スペクトルを選択させる命令を含む。基準スペクトルは、第1基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色光のスペクトルである。基準スペクトルは、具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することで終点が呼び出されると対象厚さが達成されるように、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理について経験的に選択される。この製品はさらに、2つ以上の現在のスペクトルを得る命令を備える。各現在のスペクトルは、第2基板上に位置し、ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する対象膜で反射された白色光のスペクトルである。第2基板上の対象膜には研磨ステップが施される。この製品はさらに、第2基板について、研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する命令を備えており、この決定は基準スペクトルと現在のスペクトルに基づいて行われる。 [0008] In yet another general aspect, the invention features a computer program product that is actually stored on a machine-readable medium. The product includes instructions that cause the processor to select more than one reference spectrum. The reference spectrum is a spectrum of white light that is located on the first substrate and reflected by the target film that is thicker than the target thickness. The reference spectrum is empirically selected for the endpoint determination logic based on the specific spectrum so that the target thickness is achieved when the endpoint is called by applying the endpoint logic based on the specific spectrum. The product further comprises instructions for obtaining two or more current spectra. Each current spectrum is a spectrum of white light reflected on a target film located on the second substrate and having a current thickness greater than the target thickness. A polishing step is performed on the target film on the second substrate. The product further comprises instructions for determining whether the end of the polishing step has been reached for the second substrate, the determination being made based on the reference spectrum and the current spectrum.

[0009]1つの一般的な態様において、本発明は、光学ヘッドの頂面を噴射する噴射システムを特徴とする。このシステムは、ガス流を提供するように構成されたガス源、搬送ノズル、ガス源を搬送ノズルと接続する搬送ライン、真空を提供するように構成された真空源、真空ノズル、真空源を真空ノズルと接続する真空ラインを含む。ガス源と搬送ノズルは、ガス流を光学ヘッドの頂面にかけて案内するように構成されている。真空ノズルと真空源はガス流が層状となるように構成されている。 [0009] In one general aspect, the invention features an ejection system that ejects the top surface of an optical head. The system includes a gas source configured to provide a gas flow, a transfer nozzle, a transfer line connecting the gas source to the transfer nozzle, a vacuum source configured to provide a vacuum, a vacuum nozzle, and a vacuum source. Includes a vacuum line connected to the nozzle. The gas source and the transport nozzle are configured to guide the gas flow toward the top surface of the optical head. The vacuum nozzle and the vacuum source are configured so that the gas flow is layered.

[0010]別の一般的な態様において、本発明は、研磨パッド窓の底面を噴射する噴射システムを特徴とする。このシステムは、ガス流を提供するように構成されたガス源、搬送ノズル、ガス源を搬送ノズルと接続する搬送ライン、真空を提供するように構成された真空源、真空ノズル、真空源を真空ノズルと接続する真空ラインを含む。ガス源と搬送ノズルは、研磨パッド窓の底部においてガス流を案内するように構成されており、これにより、研磨パッド窓の底面上での凝縮の形成が防止される。 [0010] In another general aspect, the invention features an injection system that injects the bottom surface of a polishing pad window. The system includes a gas source configured to provide a gas flow, a transfer nozzle, a transfer line connecting the gas source to the transfer nozzle, a vacuum source configured to provide a vacuum, a vacuum nozzle, and a vacuum source. Includes a vacuum line connected to the nozzle. The gas source and the transfer nozzle are configured to guide the gas flow at the bottom of the polishing pad window, thereby preventing the formation of condensation on the bottom surface of the polishing pad window.

[0011]1つの一般的な態様において、本発明は、化学機械的研磨を行うアセンブリを特徴とする。このアセンブリは、研磨表面を有する研磨パッドを含む。また、アセンブリは研磨パッド内に据設された固体窓を含んでおり、この固体窓は、研磨パッドを通って光学アクセスを提供する。固体窓は、ポリウレタンから作成された第1部分と、石英から作成された第2部分とを含む。第1部分は、研磨パッドの研磨表面と同平面となる表面を有する。 [0011] In one general aspect, the invention features an assembly that performs chemical mechanical polishing. The assembly includes a polishing pad having a polishing surface. The assembly also includes a solid window installed in the polishing pad, which provides optical access through the polishing pad. The solid window includes a first portion made from polyurethane and a second portion made from quartz. The first portion has a surface that is coplanar with the polishing surface of the polishing pad.

[0012]別の一般的な態様において、本発明は、頂面と底面を有する研磨層を含む研磨パッドを特徴とする。このパッドは、頂面に設けた第1開口と、底面に設けた第2開口とを有するアパーチャを含む。頂面は研磨面である。パッドは、柔軟なプラスチックから作成された第1部分と、結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓を含む。この窓は白色光を通す。また、窓は、第1部分がアパーチャに差し込まれ、第2部分が第1部分の底側部上に位置するように、アパーチャ内に据設されており、第1部分は耐スラリーバリヤとして機能する。 [0012] In another general aspect, the invention features a polishing pad that includes a polishing layer having a top surface and a bottom surface. The pad includes an aperture having a first opening provided on the top surface and a second opening provided on the bottom surface. The top surface is a polished surface. The pad includes a window that includes a first portion made from a flexible plastic and a second portion that is crystalline or glassy. This window allows white light to pass through. The window is installed in the aperture so that the first part is inserted into the aperture and the second part is located on the bottom side of the first part, and the first part functions as a slurry barrier. To do.

[0013]別の一般的な態様において、本発明は、研磨パッド作成方法を特徴とする。この方法では、研磨パッド窓の鋳型内に、白色光を通す結晶質またはガラス質の材料の塊を設置する。この方法は、白色光を通す柔軟なプラスチック材料の液体前駆物質を鋳型内に吐出するステップを含む。さらに、液体前駆物質を硬化させて、柔軟なプラスチック材料から作成された第1部分と、結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓を形成するステップを含む。また、窓を研磨パッドの鋳型内に設置するステップを含む。この方法はさらに、研磨パッド材料の液体前駆物質を研磨パッドの鋳型内に吐出するステップを含む。また、研磨パッド材料の液体前駆物質を硬化させて研磨パッドを製造するステップを含んでおり、この場合、窓は、研磨パッド製造時に窓が研磨パッド内に据設され、第1部分が耐スラリーバリヤとして機能するように研磨パッドの鋳型内に据設される。 [0013] In another general aspect, the invention features a polishing pad making method. In this method, a lump of crystalline or glassy material that transmits white light is placed in a mold of a polishing pad window. The method includes discharging a liquid precursor of a flexible plastic material that transmits white light into a mold. The method further includes curing the liquid precursor to form a window including a first portion made from a flexible plastic material and a second portion that is crystalline or glassy. It also includes the step of placing the window in a mold of the polishing pad. The method further includes discharging a liquid precursor of the polishing pad material into the mold of the polishing pad. The method also includes the step of producing a polishing pad by curing a liquid precursor of the polishing pad material. In this case, the window is installed in the polishing pad when the polishing pad is manufactured, and the first portion is anti-slurry. It is installed in the mold of the polishing pad so as to function as a barrier.

[0014]別の一般的な態様において、本発明は研磨パッド作成方法を特徴とする。この方法は、白色光を通す結晶質およびガラス質の材料の塊を研磨パッド窓の鋳型内に設置するステップを含む。さらに、この方法は白色光を通す柔軟なプラスチック材料の液体前駆物質を鋳型内に吐出するステップを含む。また、液体前駆物質を硬化させて、柔軟なプラスチック材料から作成された第1部分と、結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓を形成するステップを含む。この方法はアパーチャを含む研磨層を形成するステップを含んでおり、研磨層は頂面と底面を有し、アパーチャは頂面に設けた第1開口と、底面に設けた第2開口とを有し、頂面は研磨面になっている。この方法は、窓をアパーチャ内に挿入するステップを含んでおり、この窓は、第1部分がアパーチャに差し込まれ、第2部分が、耐スラリーバリヤとして機能する第1部分の底面上に位置するようにアパーチャ内に据設されている。 [0014] In another general aspect, the invention features a method of making a polishing pad. The method includes placing a mass of crystalline and glassy material that transmits white light into a mold of a polishing pad window. The method further includes discharging a liquid precursor of a flexible plastic material that transmits white light into the mold. The method also includes curing the liquid precursor to form a window including a first portion made from a flexible plastic material and a second portion that is crystalline or glassy. The method includes the step of forming a polishing layer including an aperture, the polishing layer having a top surface and a bottom surface, the aperture having a first opening provided on the top surface and a second opening provided on the bottom surface. The top surface is a polished surface. The method includes the step of inserting a window into the aperture, wherein the window is located on the bottom surface of the first portion where the first portion is inserted into the aperture and the second portion functions as a slurry-resistant barrier. So that it is installed in the aperture.

[0015]別の一般的な態様において、本発明は研磨パッド作成方法を特徴とする。この方法は、研磨パッド窓の第1部分を形成するステップを含み、この第1部分は凹部を有し、白色光を通す。この方法はさらに、白色光を通す結晶質またはガラス質の材料の塊を凹部内に挿入するステップを含む。また、アパーチャを含む研磨層を形成するステップを含んでおり、この研磨層は頂面と底面を有し、アパーチャは頂面に設けた第1開口と、底面に設けた第2開口とを有し、頂面は研磨表面になっている。この方法はまた、窓をアパーチャ内に挿入するステップを含み、これにより、窓が、第1部分がアパーチャに挿入され、第2部分が、耐スラリーバリヤとして機能する第1部分の底側部上に位置するようにアパーチャ内に据設される。 [0015] In another general aspect, the invention features a method of making a polishing pad. The method includes forming a first portion of a polishing pad window, the first portion having a recess and allowing white light to pass. The method further includes inserting a mass of crystalline or glassy material that transmits white light into the recess. The method further includes the step of forming a polishing layer including an aperture, the polishing layer having a top surface and a bottom surface, and the aperture having a first opening provided on the top surface and a second opening provided on the bottom surface. The top surface is a polished surface. The method also includes the step of inserting a window into the aperture so that the window is inserted into the aperture and the second portion is on the bottom side of the first portion that functions as a slurry barrier. It is installed in the aperture so as to be located at

[0016]別の一般的な態様において、本発明はコンピュータによって実現される方法を特徴とする。研磨シーケンス中に、反射された光の第1スペクトルが基板上の第1ゾーンにおいて得られ、第2スペクトルが基板上の第2ゾーンにおいて得られる。第1スペクトルに第1インデックスを決定し、第2スペクトルに第2インデックスを決定するために、第1スペクトルと第2スペクトルがスペクトルライブラリと比較される。研磨シーケンス中の異なる時間において、反射された光の第3スペクトルが第1ゾーンから得られ、第4スペクトルが第2ゾーンから得られる。第3スペクトルと第4スペクトルがライブラリと比較されて、第1ゾーンに第3インデックスが、第2ゾーンに第4インデックスが決定される。第1ゾーンにおける研磨速度は第1インデックスおよび第3インデックスから決定され、第2ゾーンにおける研磨速度は第2インデックスおよび第4インデックスから決定される。第1研磨速度、第2研磨速度、第1ゾーンの第1ターゲット相対厚さ、第2ゾーンの第2ターゲット相対厚さに基づいて、調整された研磨速度が第2ゾーンに決定され、これにより、第1ゾーンが第1ターゲット相対厚さに研磨されるのとほぼ同時に、第2ゾーンが第2ターゲット相対厚さに研磨される。 [0016] In another general aspect, the invention features a computer-implemented method. During the polishing sequence, a first spectrum of reflected light is obtained in a first zone on the substrate and a second spectrum is obtained in a second zone on the substrate. In order to determine a first index for the first spectrum and a second index for the second spectrum, the first spectrum and the second spectrum are compared with a spectrum library. At different times during the polishing sequence, a third spectrum of reflected light is obtained from the first zone and a fourth spectrum is obtained from the second zone. The third spectrum and the fourth spectrum are compared with the library to determine a third index for the first zone and a fourth index for the second zone. The polishing rate in the first zone is determined from the first index and the third index, and the polishing rate in the second zone is determined from the second index and the fourth index. Based on the first polishing rate, the second polishing rate, the first target relative thickness of the first zone, and the second target relative thickness of the second zone, an adjusted polishing rate is determined for the second zone, thereby At the same time as the first zone is polished to the first target relative thickness, the second zone is polished to the second target relative thickness.

[0017]本発明の実現には、次の特徴のうち1つ以上が含まれる。第1ゾーンは内部ゾーンであってもよく、第2ゾーンは外部環状ゾーンであってもよい。調整された研磨速度を第2ゾーンに決定するステップは、第1ターゲット相対厚さが第2ターゲット相対厚さからの所定閾値範囲内に在る時を決定するステップを含んでもよい。調整された研磨速度を第2ゾーンに決定するステップは、研磨シーケンスに推定される終点時間を決定するステップを含んでもよい。第1スペクトルと第2スペクトルを得るステップは、白色光スペクトルを得るステップを含んでもよい。この方法はさらに、研磨システムのパラメータを、第2ゾーンを調整された研磨速度で研磨するように調整するステップを含む。調整された研磨速度を決定するステップを設定基板上で実行することができ、また、研磨システムのパラメータを調整するステップを製品基板上で実行することができ、あるいは、2つのステップ両方を製品基板上で実行することができる。研磨システムのパラメータを調整するステップは圧力を調整するステップを含んでもよい。調整された研磨速度を決定するステップは、研磨速度を決定するステップを含むことができ、これにより、研磨シーケンスの完了時に、基板の直径に沿った断面が平坦な外形またはボウル状の外形になる。第1スペクトルと第2スペクトルを得るステップは、異なる回転場所において基板をサンプリングするステップを含むことができる。第1スペクトルと第2スペクトルを得るステップは、酸化物膜で反射されたスペクトルを測定するステップを含む。この方法はさらに、設定基板を過剰研磨されるまで研磨するステップと、研磨中に試験基板の1つのゾーンから複数のスペクトルを得るステップと、スペクトルライブラリを作成するために、複数のスペクトルを、各スペクトルを得た時間と組み合わせて記憶するステップとを含む。この方法はまた、スペクトルライブラリのためのインデックスを作成するステップを含んでいてもよく、この場合、インデックスは、特定の時間に設定基板から得たスペクトルを表す。 [0017] Implementations of the invention include one or more of the following features. The first zone may be an inner zone and the second zone may be an outer annular zone. Determining the adjusted polishing rate for the second zone may include determining when the first target relative thickness is within a predetermined threshold range from the second target relative thickness. Determining the adjusted polishing rate for the second zone may include determining an estimated end point time for the polishing sequence. Obtaining the first spectrum and the second spectrum may include obtaining a white light spectrum. The method further includes adjusting the polishing system parameters to polish the second zone at an adjusted polishing rate. The step of determining the adjusted polishing rate can be performed on the setting substrate, the step of adjusting the parameters of the polishing system can be performed on the product substrate, or both of the two steps can be performed on the product substrate. Can be run on. Adjusting the parameters of the polishing system may include adjusting the pressure. Determining the adjusted polishing rate can include determining the polishing rate so that, upon completion of the polishing sequence, the cross-section along the diameter of the substrate is a flat or bowl-shaped profile. . Obtaining the first spectrum and the second spectrum can include sampling the substrate at different rotational locations. Obtaining the first spectrum and the second spectrum includes measuring the spectrum reflected by the oxide film. The method further includes polishing the set substrate until it is over-polished, obtaining multiple spectra from a zone of the test substrate during polishing, and creating a spectral library, Storing in combination with the time the spectrum was acquired. The method may also include creating an index for the spectral library, where the index represents the spectrum obtained from the configuration substrate at a particular time.

[0018]別の一般的な態様では、本発明は化学機械的研磨処理を監視する方法を特徴とする。マルチ波長光ビームが研磨中の基板上に案内され、基板で反射された光のスペクトルが測定される。光ビームは、基板表面に亘る経路内を移動させられる。信号から一連のスペクトル測定値が抽出され、各スペクトル測定値について基板上のラジアル位置が決定される。スペクトル測定値は、ラジアル位置に従って、複数のラジアル範囲内に記憶される。複数のラジアル範囲のうち少なくとも1つのスペクトル測定値から、基板についての研磨終点が決定される。この方法はさらに、複数のラジアル範囲のうちの1つについて、調整された研磨速度を決定するステップと、この調整された研磨速度を複数のラジアル範囲のうち1つに適用するステップとを含む。 [0018] In another general aspect, the invention features a method of monitoring a chemical mechanical polishing process. A multi-wavelength light beam is guided onto the substrate being polished and the spectrum of the light reflected from the substrate is measured. The light beam is moved in a path across the substrate surface. A series of spectral measurements is extracted from the signal and a radial position on the substrate is determined for each spectral measurement. Spectral measurements are stored in a plurality of radial ranges according to radial position. A polishing endpoint for the substrate is determined from at least one spectral measurement of the plurality of radial ranges. The method further includes determining an adjusted polishing rate for one of the plurality of radial ranges and applying the adjusted polishing rate to one of the plurality of radial ranges.

[0019]本明細書で使用しているように、用語「基板」とは、例えば製品基板(例えば、複数のメモリまたはプロセッサダイを含む)、試験基板、剥き出しの基板、ゲート基板を含むことができる。基板は、集積回路製作の様々な段階にあってもよく、例えば基板は剥き出しのウェーハであってもよく、1つ以上の堆積および/またはパターン化された層を含んでもよい。用語「基板」には、円形のディスクや矩形のシートが含まれる。 [0019] As used herein, the term "substrate" includes, for example, a product substrate (eg, including a plurality of memory or processor dies), a test substrate, a bare substrate, a gate substrate. it can. The substrate may be at various stages of integrated circuit fabrication, for example, the substrate may be a bare wafer and may include one or more deposited and / or patterned layers. The term “substrate” includes circular disks and rectangular sheets.

[0020]本発明の実現の実行可能な利点は、以下のうちの1つ以上を含む。終点決定を、実質的に研磨速度の変化を考慮せずに行うことができる。一般的に、例えば消耗品といった、研磨速度に影響を及ぼす要素について考慮する必要はない。複数の基準および/またはターゲットスペクトルを使用することで(単一基準スペクトルおよび/または単一ターゲットスペクトルの使用に対して)、単一基準スペクトル技術を使用して生成したトレースよりも一般的に簡略な差分または終点トレースを提供でき、これにより終点決定における正確性が向上する。噴射システムは、研磨中の基板表面上でスラリーが乾燥してしまう可能性を減少することができる。研磨パッド窓は、終点決定の正確性および/または精密性を拡張できる。 [0020] Feasible benefits of implementation of the present invention include one or more of the following. The end point can be determined substantially without considering the change in polishing rate. In general, there is no need to consider factors that affect the polishing rate, such as consumables. Using multiple reference and / or target spectra (relative to the use of a single reference spectrum and / or a single target spectrum) is generally simpler than traces generated using single reference spectrum technology Difference or endpoint traces can be provided, which improves the accuracy in endpoint determination. The spray system can reduce the likelihood that the slurry will dry on the substrate surface being polished. The polishing pad window can extend the accuracy and / or precision of endpoint determination.

[0021]本発明の1つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の説明において述べる。これ以外の本発明の特徴、目的、利点は、説明および図面、また特許請求の範囲から明白となる。 [0021] The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

[0042]多数の図面中、同様の要素は同様の参照符号において表している。 [0042] In many drawings, similar elements are denoted by similar reference numerals.

[0043]図1は、基板10を研磨するために動作できる研磨装置20を示す。この研磨装置20は、研磨パッド30が上に据設された回転可能なディスク状のプラテン24を含む。プラテンは軸25の周囲で回転するように動作できる。例えば、モータが駆動シャフト22を回すとプラテン24が回転することができる。研磨パッド30は、例えば接着層によってプラテン24に取り外し可能に固着させることができる。研磨パッド30が疲労したら取り外して交換することができる。研磨パッド30は、外部研磨層32と柔軟な裏張り層34を設けた2層式研磨パッドであってもよい。 FIG. 1 shows a polishing apparatus 20 that can operate to polish a substrate 10. The polishing apparatus 20 includes a rotatable disk-shaped platen 24 on which a polishing pad 30 is installed. The platen is operable to rotate about the axis 25. For example, the platen 24 can rotate when the motor rotates the drive shaft 22. The polishing pad 30 can be removably secured to the platen 24 by, for example, an adhesive layer. When the polishing pad 30 is fatigued, it can be removed and replaced. The polishing pad 30 may be a two-layer polishing pad provided with an external polishing layer 32 and a flexible backing layer 34.

[0044]アパーチャ(即ち、パッドを通る穴)または固体窓を含めることにより、研磨パッドを通る光学アクセス36が提供される。固体窓は研磨パッドに固着させることができるが、いくつかの実施においては固体窓をプラテン24上に支持し、研磨パッドのアパーチャ内に突出させることができる。通常は、研磨パッド30をプラテン24の上に置くことにより、プラテン24の凹部26内に据設されたアパーチャまたは窓が光学ヘッド53の上に重なるようにする。その結果、光学ヘッド53が、アパーチャまたは窓を介して、研磨中の基板との光学アクセスを有するようになる。次に、光学ヘッドについてさらに説明する。 [0044] Including an aperture (ie, a hole through the pad) or a solid window provides optical access 36 through the polishing pad. Although the solid window can be secured to the polishing pad, in some implementations the solid window can be supported on the platen 24 and protrude into the aperture of the polishing pad. Usually, the polishing pad 30 is placed on the platen 24 so that an aperture or window installed in the recess 26 of the platen 24 overlaps the optical head 53. As a result, the optical head 53 has optical access to the substrate being polished through the aperture or window. Next, the optical head will be further described.

[0045]窓は、例えば石英やガラスといった硬質の結晶質あるいはガラス質の材料、さらに、シリコーンやポリウレタンやハロゲン化ポリマー(例えばフッ素重合体)といった柔軟なプラスチック材料、もしくはこれらの材料の組み合わせであってもよい。窓は白色光に対して透過性を有するものであってもよい。固体窓の頂面が硬質の結晶質あるいはガラス質の材料である場合には、頂面を研磨面から十分に後退させて引掻を防止するようにしなければならない。頂面が研磨面と接近している、あるいは研磨面と接触する可能性がある場合には、窓の頂面を柔軟なプラスチック材料で製造する必要がある。いくつかの実施では、固体窓は研磨パッド内に固着されたポリウレタン製の窓であるか、または、石英とポリウレタンの組み合わせを有する窓である。窓は、青色光や赤色光のような特定色の単色光に対して、例えば約80%といった高い透過率を有することができる。さらに、窓を研磨パッド30に対して密封することで、窓と研磨パッド30の境界から液体が漏出しないようにすることが可能である。 [0045] The window may be a hard crystalline or glassy material such as quartz or glass, a flexible plastic material such as silicone or polyurethane or a halogenated polymer (eg a fluoropolymer), or a combination of these materials. May be. The window may be transparent to white light. If the top surface of the solid window is a hard crystalline or glassy material, the top surface must be sufficiently retracted from the polished surface to prevent scratching. If the top surface is close to or in contact with the polishing surface, the top surface of the window must be made of a flexible plastic material. In some implementations, the solid window is a polyurethane window affixed within the polishing pad, or a window having a combination of quartz and polyurethane. The window may have a high transmittance of, for example, about 80% with respect to a single color light of a specific color such as blue light or red light. Further, by sealing the window with respect to the polishing pad 30, it is possible to prevent liquid from leaking from the boundary between the window and the polishing pad 30.

[0046]1つの実施において、窓は、柔軟なプラスチック材料の外層でカバーした硬質の結晶質またはガラス質の材料を含む。柔軟な材料の頂面は研磨面と同平面上にあってもよい。硬質な材料の底面は研磨パッドの底面と同平面上にある、あるいはこの面から後退していてもよい。特に、研磨パッドが2つの層を含む場合には、固体窓を研磨層と一体化させ、底層がこの固体窓と整列したアパーチャを有するようにすることができる。 [0046] In one implementation, the window comprises a hard crystalline or glassy material covered with an outer layer of a flexible plastic material. The top surface of the flexible material may be coplanar with the polishing surface. The bottom surface of the hard material may be in the same plane as the bottom surface of the polishing pad or may recede from this surface. In particular, if the polishing pad includes two layers, the solid window can be integrated with the polishing layer so that the bottom layer has an aperture aligned with the solid window.

[0047]窓が硬質な結晶質あるいはガラス質の材料と柔軟なプラスチック材料との組み合わせを含むと仮定した場合には、この2つの部分を固着させるために接着剤を使用する必要はない。例えば、1つの実施において、窓のポリウレタン部分を石英部分と結合させるために接着剤を使用していない。あるいは、白色光に対して透過性のある接着剤を使用するか、もしくは窓を通過する光が接着剤を通過しないように接着剤を付加することができる。一例として、接着剤はポリウレタン部分と石英部分の間の境界周辺のみに付加することができる。屈折率ゲルを窓の底面に付加してもよい。 [0047] Assuming that the window includes a combination of a hard crystalline or glassy material and a flexible plastic material, it is not necessary to use an adhesive to secure the two parts. For example, in one implementation, no adhesive is used to bond the polyurethane portion of the window to the quartz portion. Alternatively, an adhesive that is transparent to white light can be used, or an adhesive can be added so that light passing through the window does not pass through the adhesive. As an example, the adhesive can be applied only around the boundary between the polyurethane portion and the quartz portion. A refractive index gel may be added to the bottom of the window.

[0048]場合により、窓の底面に1つ以上の凹部を含めることができる。凹部の形状は、例えば、光ファイバケーブルの端部あるいは渦電流センサの端部を収容できるものであってもよい。この凹部により、光ファイバケーブルの端部または渦電流センサの端部を、窓の厚さよりも薄い研磨中の基板の表面から離れた場所に据設することが可能となる。窓が硬質の結晶質部分またはガラス質の部分を含み、このような部分に機械工作によって凹部が形成されている実現においては、機械工作によって生じた引掻を除去するために凹部の研磨を行う。あるいは、凹部の表面に溶剤および/または液体ポリマーを付加して、機械工作時に生じた引掻を除去することもできる。通常機械工作によって生じた引掻を除去することで、散乱を抑え、窓を通る光の透過性が向上する。 [0048] Optionally, one or more recesses can be included in the bottom surface of the window. The shape of the recess may be capable of accommodating, for example, the end of an optical fiber cable or the end of an eddy current sensor. This recess allows the end of the optical fiber cable or the end of the eddy current sensor to be installed at a location away from the surface of the substrate being polished which is thinner than the window thickness. In implementations where the window includes a hard crystalline or glassy portion and such a portion is recessed by machining, the recess is polished to remove scratches caused by the machining. . Alternatively, a solvent and / or liquid polymer can be added to the surface of the recess to remove scratches generated during machining. By removing scratches that are usually caused by machining, scattering is suppressed and light transmission through the window is improved.

[0049]図2A〜図2Hは、様々な窓の実現を示す。図2Aに示すように、窓は、ポリウレタン部分202と石英部分204の2つの部分を有することができる。これらの部分は層状になっており、石英部分204の上にポリウレタン部分202が据設されている。窓を研磨パッド内に据設して、ポリウレタン層の頂面206が研磨パッドの研磨面208と同平面上にあるようにすることができる。 [0049] FIGS. 2A-2H show various window implementations. As shown in FIG. 2A, the window can have two portions, a polyurethane portion 202 and a quartz portion 204. These portions are layered, and a polyurethane portion 202 is installed on the quartz portion 204. A window may be installed in the polishing pad so that the top surface 206 of the polyurethane layer is flush with the polishing surface 208 of the polishing pad.

[0050]図2Bに示すように、ポリウレタン部分202は内部に石英部分を据設する凹部を有することができる。石英部分の底面210は露出する。 [0050] As shown in FIG. 2B, the polyurethane portion 202 may have a recess in which the quartz portion is installed. The bottom surface 210 of the quartz portion is exposed.

[0051]図2Cに示すように、ポリウレタン部分202は突出部を含んでいてもよく、これは例えば石英部分204内へ突出する突出部212であってもよい。この突出部は、基板または保持リングからの摩擦によってポリウレタン部分202が石英部分204から引き離されてしまう傾向を低減させる働きをする。 [0051] As shown in FIG. 2C, the polyurethane portion 202 may include protrusions, which may be protrusions 212 that protrude into the quartz portion 204, for example. This protrusion serves to reduce the tendency of the polyurethane portion 202 to be pulled away from the quartz portion 204 due to friction from the substrate or retaining ring.

[0052]図2Dに示すように、ポリウレタン部分202と石英部分204の間の境界は粗い面であってもよい。このような表面は、窓の2つの部分の結合を強化し、さらに、基板または保持リングからの摩擦によってポリウレタン部分202が石英部分204から引き離されてしまう傾向を低減することができる。 [0052] As shown in FIG. 2D, the boundary between the polyurethane portion 202 and the quartz portion 204 may be a rough surface. Such a surface enhances the bonding of the two portions of the window and can further reduce the tendency of the polyurethane portion 202 to be pulled away from the quartz portion 204 due to friction from the substrate or retaining ring.

[0053]図2Eに示すように、ポリウレタン部分202の厚さは不均一であってもよい。光ビームの経路214内に入る場所の厚さは、光ビームの経路214に入らない場所の厚さよりも薄くなる。例証の方法によれば、厚さtは厚さtよりも薄い。あるいは、窓の縁の厚さを薄くすることもできる。 [0053] As shown in FIG. 2E, the thickness of the polyurethane portion 202 may be non-uniform. The thickness of the place that enters the light beam path 214 is smaller than the thickness of the place that does not enter the light beam path 214. According to the illustrated method, the thickness t 1 is less than the thickness t 2 . Or the thickness of the edge of a window can also be made thin.

[0054]図2Fに示すように、接着剤216を使用して、ポリウレタン部分202を石英部分204に取り付けることができる。接着剤は、光ビームの経路214に入らないように付加される。 [0054] An adhesive 216 can be used to attach the polyurethane portion 202 to the quartz portion 204, as shown in FIG. 2F. The adhesive is applied so that it does not enter the light beam path 214.

[0055]図2Gに示すように、研磨パッドは研磨層と裏張り層を含むことができる。ポリウレタン部分202は研磨層を通り、また少なくとも一部が裏張り層内へと延びる。裏張り層に設けた穴は研磨層の穴よりも大きくてもよく、ポリウレタンの、裏張り層にあたる区間は、ポリウレタンの、研磨層にあたる区間よりも広くあってもよい。したがって、研磨層は、窓に張り出して、ポリウレタン部分202を石英部分204から引っ張る力に抵抗するように機能するリップ部218を提供する。ポリウレタン部分202は、研磨パッドの層の穴と一致する。 [0055] As shown in FIG. 2G, the polishing pad may include a polishing layer and a backing layer. The polyurethane portion 202 passes through the polishing layer and extends at least partially into the backing layer. The hole provided in the backing layer may be larger than the hole in the polishing layer, and the section of polyurethane corresponding to the backing layer may be wider than the section of polyurethane corresponding to the polishing layer. Thus, the polishing layer provides a lip 218 that extends to the window and functions to resist the force pulling the polyurethane portion 202 from the quartz portion 204. The polyurethane portion 202 coincides with a hole in the layer of the polishing pad.

[0056]図2Hに示すように、石英部分204の底面210に屈折率ゲル220を付加することで、ファイバケーブル222から窓へ光を移動させるための媒体を提供することができる。屈折率ゲル220はファイバケーブル222と石英部分204の間の容量を充填し、さらに、ファイバケーブル222の屈折率と石英部分204の屈折率と一致するか、もしくはこれらの中間となる屈折率を有することができる。 [0056] As shown in FIG. 2H, a refractive index gel 220 can be added to the bottom surface 210 of the quartz portion 204 to provide a medium for moving light from the fiber cable 222 to the window. The refractive index gel 220 fills the capacitance between the fiber cable 222 and the quartz portion 204, and further has a refractive index that is equal to or intermediate between the refractive index of the fiber cable 222 and that of the quartz portion 204. be able to.

[0057]窓が石英部分とポリウレタン部分の両方を含む実施においては、ポリウレタン部分は、研磨パッドの寿命期間中にポリウレタンが疲労して石英部分が露出してしまうことのない厚さを有するべきである。石英を研磨パッドの底面から後退させたり、ファイバケーブル222の一部を研磨パッド内へ延ばすことができる。 [0057] In implementations where the window includes both a quartz portion and a polyurethane portion, the polyurethane portion should have a thickness that does not cause the polyurethane to fatigue and expose the quartz portion during the life of the polishing pad. is there. Quartz can be retracted from the bottom surface of the polishing pad, or a portion of the fiber cable 222 can extend into the polishing pad.

[0058]上述の窓と研磨パッドは様々な技術を使用して製造できる。研磨パッドの裏張り層34をこれの研磨外層32に例えば接着剤で取り付けることが可能である。例えばアパーチャを含むようにパッド30を切断または鋳造することで、光学アクセス36を提供するアパーチャをパッド30に形成することができ、また、窓をこのアパーチャ内に挿入し、例えば接着剤によりパッド30に固着させることができる。あるいは、窓となる液体前駆物質をパッド30のアパーチャ内部に吐出し、硬化させて窓を形成することもできる。もしくは、固体の透明要素、例えば上述した結晶質またはガラス質の部分を液体パッド材料内に位置決めし、液体パッド材料を硬化させて透明要素の周囲にパッド30を形成してもよい。これら2つの場合のいずれにおいても、パッド材料のブロックを形成することができ、また、窓が鋳造された研磨パッドの層をこのブロックから取り除くことができる。 [0058] The windows and polishing pads described above can be manufactured using a variety of techniques. A polishing pad backing layer 34 may be attached to the polishing outer layer 32 with, for example, an adhesive. For example, by cutting or casting the pad 30 to include an aperture, an aperture can be formed in the pad 30 that provides optical access 36, and a window can be inserted into the aperture, such as by adhesive. It can be fixed to. Alternatively, the window can also be formed by discharging a liquid precursor to be the window into the aperture of the pad 30 and curing it. Alternatively, a solid transparent element, such as the crystalline or glassy portion described above, may be positioned within the liquid pad material and the liquid pad material may be cured to form a pad 30 around the transparent element. In either of these two cases, a block of pad material can be formed and the layer of polishing pad from which the window has been cast can be removed from the block.

[0059]窓が結晶質またはガラス質の第1部分と、柔軟なプラスチック材料から作成された第2部分とを含む実現では、先述した液体前駆物質技術を適用することにより、第2部分をパッド30のアパーチャ内に形成することができる。その後、第1部分を挿入できる。第2部分の液体前駆物質が凝固する前に第1部分を挿入した場合には、硬化によって第1部分と第2部分が結合する。液体前駆物質が硬化した後に第1部分を挿入した場合には、第1部分と第2部分を接着剤で固着させることができる。 [0059] In an implementation in which the window includes a crystalline or glassy first portion and a second portion made of a flexible plastic material, the second portion is padded by applying the liquid precursor technique described above. It can be formed in 30 apertures. Thereafter, the first portion can be inserted. If the first part is inserted before the liquid precursor of the second part solidifies, the first part and the second part are bonded by curing. When the first part is inserted after the liquid precursor is cured, the first part and the second part can be fixed with an adhesive.

[0060]研磨装置20は、光学アクセス36を通る光透過を向上させるための噴射システムを含んでもよい。この噴射システムには色々な実現方法がある。研磨パッド30が固体窓の代わりにアパーチャを含む研磨装置20の実現では、噴射システムは、光学ヘッド53の頂面にかけて、例えばガスや液体のような流体の層流を提供するように実現することができる。(この頂面は、光学ヘッド53に内蔵されているレンズの頂面であってもよい。)光学ヘッド53の頂面を流れる流体の層流は光学アクセスから不透明なスラリーを一掃し、および/または頂面上でスラリーが乾燥してしまうことを防止することができるため、結果的に光学アクセスを通り透過が向上する。研磨パッド30がアパーチャではなく固体窓を含む実現では、噴射システムは、窓の底面においてガス流を案内するために実現される。ガス流は、光学アクセスを妨げてしまう恐れのある凝縮が固体窓の底面に形成されることを防止する。 [0060] The polishing apparatus 20 may include an injection system for improving light transmission through the optical access 36. There are various ways to implement this injection system. In an implementation of the polishing apparatus 20 in which the polishing pad 30 includes an aperture instead of a solid window, the jet system can be implemented to provide a laminar flow of fluid, such as a gas or liquid, over the top surface of the optical head 53. Can do. (This top surface may be the top surface of a lens built into the optical head 53.) The laminar flow of fluid flowing through the top surface of the optical head 53 clears the opaque slurry from the optical access, and / or Alternatively, it is possible to prevent the slurry from drying on the top surface, and as a result, transmission is improved through optical access. In implementations where the polishing pad 30 includes a solid window rather than an aperture, an injection system is implemented to guide the gas flow at the bottom of the window. The gas flow prevents condensation from forming on the bottom surface of the solid window that can interfere with optical access.

[0061]図3は、層流噴射システムの実現を示す。この噴射システムはガス源302、送達ライン304、搬送ノズル306、吸引ノズル308、真空ライン310、真空源312を含む。ガス源302と真空源は、同一容量または類似容量のガスを導入または吸引できるように構成することができる。搬送ノズル306は、ガスの層流を、研磨中の基板表面においてではなく、イン・シトゥー監視モジュール内の透明な頂面314にかけて案内できるように、据設できる。この結果、研磨に望ましくない影響を与えてしまうことになる、研磨中の基板表面上でスラリーがガスの層流によって乾燥するという事態がなくなる。 [0061] FIG. 3 shows an implementation of a laminar flow injection system. The injection system includes a gas source 302, a delivery line 304, a transport nozzle 306, a suction nozzle 308, a vacuum line 310, and a vacuum source 312. The gas source 302 and the vacuum source can be configured such that the same or similar volume of gas can be introduced or aspirated. The transfer nozzle 306 can be installed so that a laminar flow of gas can be guided over the transparent top surface 314 in the in-situ monitoring module rather than on the substrate surface being polished. As a result, there is no situation where the slurry is dried by the laminar flow of gas on the surface of the substrate being polished, which has an undesirable effect on polishing.

[0062]図4は、固体窓の底面上での凝縮の形成を防止するための噴射システムの実現を示す。このシステムは、研磨パッド窓の底面での凝縮の形成を減少させる、または防止する。このシステムはガス源402、送達ライン404、搬送ノズル406、吸引ノズル408、真空ライン410、真空源412を含む。ガス源402と真空源は、同一容量または類似容量のガスを導入および吸引するように構成することができる。搬送ノズル406は、ガス流が研磨パッド30内の底面において案内されるように据設することができる。 [0062] FIG. 4 shows an implementation of an injection system to prevent the formation of condensation on the bottom surface of the solid window. This system reduces or prevents the formation of condensation at the bottom of the polishing pad window. The system includes a gas source 402, a delivery line 404, a transfer nozzle 406, a suction nozzle 408, a vacuum line 410, and a vacuum source 412. The gas source 402 and the vacuum source can be configured to introduce and draw the same or similar volumes of gas. The transfer nozzle 406 can be installed so that the gas flow is guided on the bottom surface in the polishing pad 30.

[0063]図4の実現の代替形である1つの実施において、噴射システムは真空源または真空ラインを含んでいない。これら構成部品の代わりとして、噴射システムは、プラテンに形成された通気孔を有しており、これにより、固体窓の下の空間内に導入されたガスを、プラテンの側部へ、あるいは研磨装置内の耐湿性を有するこれ以外の場所へ排出することができる。 [0063] In one implementation that is an alternative to the implementation of FIG. 4, the injection system does not include a vacuum source or vacuum line. As an alternative to these components, the injection system has a vent formed in the platen, which allows gas introduced into the space under the solid window to the side of the platen or to the polishing device. It can be discharged to other places having moisture resistance.

[0064]上述したガス源と真空源を、プラテンと共に回転することがないよう、プラテンから離れた場所に設置するが可能である。この場合には、供給ラインと真空ラインのそれぞれに、ガスを伝播するための回転カップラを含める。 [0064] The gas source and vacuum source described above can be placed away from the platen so that they do not rotate with the platen. In this case, each of the supply line and the vacuum line includes a rotary coupler for propagating the gas.

[0065]図1に戻ると、研磨装置20は組み合わせたスラリー/すすぎアーム39を含む。研磨中に、アーム39は、液体とpH調整剤を含有したスラリー38を吐出するよう動作する。あるいは、研磨装置は、研磨パッド30上にスラリーを吐出するよう動作するスラリーポートを含む。 Returning to FIG. 1, the polishing apparatus 20 includes a combined slurry / rinse arm 39. During polishing, the arm 39 operates to discharge a slurry 38 containing a liquid and a pH adjuster. Alternatively, the polishing apparatus includes a slurry port that operates to discharge slurry onto the polishing pad 30.

[0066]研磨装置20は、基板10を研磨パッド30に対して保持するよう動作するキャリアヘッド70を含む。キャリアヘッド70は、カルーセルのような支持構造72から垂下しており、また、キャリア駆動シャフト74によってキャリアヘッド回転モータ76に接続しているため、キャリアヘッドが軸71を中心に回転できる。これに加えて、キャリアヘッド70は、支持構造72に形成されたラジアルスロット内で横方向に振動することができる。動作中に、プラテンは中心軸25を中心に回転し、キャリアヘッドは中心軸71を中心に回転し、研磨パッドの頂面にかけて横方向への並進運動を行う。 [0066] The polishing apparatus 20 includes a carrier head 70 that operates to hold the substrate 10 against the polishing pad 30. The carrier head 70 hangs down from a support structure 72 such as a carousel, and is connected to the carrier head rotation motor 76 by a carrier drive shaft 74, so that the carrier head can rotate around the shaft 71. In addition, the carrier head 70 can vibrate laterally within a radial slot formed in the support structure 72. During operation, the platen rotates about the central axis 25, and the carrier head rotates about the central axis 71 and translates laterally over the top surface of the polishing pad.

[0067]研磨装置はまた、以降で説明する研磨終点を決定するために使用できる光学監視システムを含む。この光学監視システムは光源51と光検出器52を含む。光源51から研磨パッド30に設けた光学アクセス36を通過する光は基板10に衝突し、基板10から反射されて、再び光学アクセス36を通過して光検出器52へと移動する。 [0067] The polishing apparatus also includes an optical monitoring system that can be used to determine the polishing endpoint described below. This optical monitoring system includes a light source 51 and a photodetector 52. Light passing from the light source 51 through the optical access 36 provided on the polishing pad 30 collides with the substrate 10, is reflected from the substrate 10, passes through the optical access 36 again, and moves to the photodetector 52.

[0068]分岐型光ケーブル54を使用することで、光源51から光学アクセス36へ光を伝送し、その後、光学アクセス36から光検出器52へ戻すことができる。この分岐型光ケーブル54は「トランク」55と2つの「分岐部」56、58を含んでもよい。 [0068] Using the branching optical cable 54, light can be transmitted from the light source 51 to the optical access 36 and then returned from the optical access 36 to the photodetector 52. The branching optical cable 54 may include a “trunk” 55 and two “branching portions” 56 and 58.

[0069]上述したように、プラテン24は、内部に光学ヘッド53が据設される凹部26を含む。光学ヘッド53は、光を研磨中の基板表面へ、また基板表面から伝播するように構成された分岐型ファイバケーブル54のトランク55の一端を保持する。光学ヘッド53は、分岐型ファイバケーブル54(例えば図3に示すもの)の端部上に重なる1つ以上のレンズまたは窓を含んでもよい。あるいは、光学ヘッド53は、トランク55の端部を研磨パッドに設けた固体窓の付近に単純に保持するだけでもよい。光学ヘッド53は、上述した噴射システムのノズルを保持することが可能である。さらに、例えば防止的あるいは修正的メンテナンスを施行するために、必要に応じて光学ヘッド53を凹部26から除去することができる。 [0069] As described above, the platen 24 includes the recess 26 in which the optical head 53 is installed. The optical head 53 holds one end of a trunk 55 of a branch fiber cable 54 configured to propagate light to and from the substrate surface being polished. The optical head 53 may include one or more lenses or windows overlying the ends of the branching fiber cable 54 (eg, as shown in FIG. 3). Alternatively, the optical head 53 may simply hold the end of the trunk 55 near the solid window provided on the polishing pad. The optical head 53 can hold the nozzle of the ejection system described above. Furthermore, the optical head 53 can be removed from the recess 26 as necessary, for example, to perform preventive or corrective maintenance.

[0070]プラテンは除去可能なイン・シトゥー監視モジュール50を含む。このイン・シトゥー監視モジュール50は次のうち1つ以上を含むことができる:光源51、光検出器52、光源51と光検出器52の間で信号の送受信を行う回路部品。例えば、検出器52の出力は、駆動シャフト内の、例えばスリップリングのような回転式カップラを通過し、光学監視システムの制御装置へ到達するデジタル電子信号であってもよい。同様に、制御装置から回転式カップラを通りモジュール50へ到達するデジタル電子信号内の制御命令に応じて、光源をオン/オフ切り替えすることが可能である。 [0070] The platen includes a removable in-situ monitoring module 50. The in-situ monitoring module 50 can include one or more of the following: a light source 51, a photodetector 52, and circuit components that transmit and receive signals between the light source 51 and the photodetector 52. For example, the output of detector 52 may be a digital electronic signal that passes through a rotary coupler, such as a slip ring, in the drive shaft and reaches the controller of the optical monitoring system. Similarly, the light source can be switched on and off in response to a control command in a digital electronic signal that reaches the module 50 from the controller through the rotary coupler.

[0071]また、イン・シトゥー監視モジュールは、分岐型光ファイバ54の分岐部56、58の対応端部を保持することができる。光源は、分岐部56を通って伝播され光学ヘッド53内に設置されているトランク55の端部から出され、さらに研磨中の基板に衝突する光を透過させるよう動作する。基板から反射された光は、光学ヘッド53内に設置されているトランク55の端部において受光され、分岐部58を通って光検出器52へ伝播される。 [0071] The in-situ monitoring module can also hold corresponding ends of the branches 56, 58 of the branch optical fiber 54. The light source is transmitted through the branching portion 56 and emitted from the end portion of the trunk 55 installed in the optical head 53, and further operates to transmit light impinging on the substrate being polished. The light reflected from the substrate is received at the end of the trunk 55 installed in the optical head 53 and propagates to the photodetector 52 through the branching portion 58.

[0072]1つの実施において、分岐型ファイバケーブル54は1束の光ファイバである。上記束は光ファイバの第1グループと、光ファイバの第2グループとを含む。第1グループ内の1本の光ファイバは、光を光源51から研磨中の基板表面へ伝播するように接続される。第2グループ内の1本の光ファイバは、研磨中の基板表面から反射された光を受光し、受光したこの光を光検出器へ伝播するように接続される。光ファイバは、第2グループ内の光ファイバが、(分岐型ファイバケーブル54の断面で見た場合に)分岐型光ファイバ54の縦軸上で中心決めされたX字型の形状を形成するように配列することができる。あるいは、これ以外の配列の実現も可能である。例えば、第2グループ内の光ファイバは、相互に対して鏡象となるV字型の形状を形成することができる。適切な分岐型光ファイバは、テキサス州キャロルトンにあるベリティ・インストルメント社(Verity Instruments, Inc.)より入手可能である。 [0072] In one implementation, the branch fiber cable 54 is a bundle of optical fibers. The bundle includes a first group of optical fibers and a second group of optical fibers. One optical fiber in the first group is connected to propagate light from the light source 51 to the surface of the substrate being polished. One optical fiber in the second group is connected so as to receive light reflected from the surface of the substrate being polished and to propagate the received light to the photodetector. The optical fibers are such that the optical fibers in the second group form an X-shape centered on the longitudinal axis of the branched optical fiber 54 (when viewed in cross section of the branched fiber cable 54). Can be arranged. Alternatively, other arrangements are possible. For example, the optical fibers in the second group can form a V-shape that is a mirror image of each other. A suitable branching optical fiber is available from Verity Instruments, Inc., Carrollton, Texas.

[0073]通常は、研磨パッド窓と、この研磨パッド窓の付近における分岐型ファイバケーブル54のトランク55端部との間には最適な距離が存在する。この距離は経験的に決定することができ、かつ、例えば窓の反射率、分岐型ファイバケーブルから放出される光ビームの形状、および監視されている基板までの距離によって影響を受ける。或る実施形態においては、分岐型ファイバケーブルは、窓付近の端部が、窓に実際に接触することはないが窓底部に可能な限り接近するように据設される。この実現では、研磨装置20は、例えば光学ヘッド53の一部である機構、即ち、分岐方ファイバケーブル54の端部と研磨パッド窓の底面との間の距離を調整するために動作できる機構を含むことができる。あるいは、分岐型ファイバケーブルの付近端部が窓内部に埋め込まれている。 [0073] Typically, there is an optimum distance between the polishing pad window and the end of the trunk 55 of the branched fiber cable 54 in the vicinity of the polishing pad window. This distance can be determined empirically and is affected, for example, by the reflectivity of the window, the shape of the light beam emitted from the branch fiber cable, and the distance to the substrate being monitored. In some embodiments, the branching fiber cable is installed so that the end near the window is as close as possible to the bottom of the window without actually contacting the window. In this implementation, the polishing apparatus 20 is a mechanism that is part of the optical head 53, for example, a mechanism that can operate to adjust the distance between the end of the branch fiber cable 54 and the bottom surface of the polishing pad window. Can be included. Alternatively, the vicinity of the branch type fiber cable is embedded in the window.

[0074]光源51は白色光を放出するように動作する。1つの実施において、放出された白色光は、200〜800ナノメートルの波長を有する光を含む。適切な光源はキセノン灯またはキセノン水銀灯である。 [0074] The light source 51 operates to emit white light. In one implementation, the emitted white light includes light having a wavelength of 200 to 800 nanometers. A suitable light source is a xenon lamp or a xenon mercury lamp.

[0075]光検出器52は分光計であってもよい。基本的に分光計は、電磁スペクトルの一部にかけての光の性質、例えば強度を測定するための光学計器である。適切な分光計は回折格子分光計である。分光計の典型的な出力は、波長の関数としての光の強度である。 [0075] The photodetector 52 may be a spectrometer. Basically, a spectrometer is an optical instrument for measuring the nature of light over a portion of the electromagnetic spectrum, such as intensity. A suitable spectrometer is a diffraction grating spectrometer. A typical output of a spectrometer is the intensity of light as a function of wavelength.

[0076]場合により、イン・シトゥー監視モジュール50は他のセンサ要素を含むことができる。イン・シトゥー監視モジュール50は、例えば渦電流センサ、レーザ、発光ダイオード、光検出器を含んでもよい。イン・シトゥー監視モジュール50が渦電流センサを含む実現では、モジュール50は、通常、研磨中の基板が渦電流センサの作業範囲内に入るように据設される。 [0076] Optionally, the in-situ monitoring module 50 can include other sensor elements. The in-situ monitoring module 50 may include, for example, an eddy current sensor, a laser, a light emitting diode, and a photodetector. In implementations where the in-situ monitoring module 50 includes an eddy current sensor, the module 50 is typically installed so that the substrate being polished is within the working range of the eddy current sensor.

[0077]光源51と光検出器52は、これらの動作を制御し、これらからの信号を受信するよう動作可能な計算デバイスに接続される。この計算デバイスは、研磨装置付近に据設されたマイクロプロセッサ、例えばパーソナルコンピュータを含むことができる。制御については、計算デバイスは、例えば光源51の起動をプラテン24の回転と同期させることができる。図5に示すように、コンピュータは光源51に、基板10がイン・シトゥー監視モジュールを通過する直前に開始し、この通過の直後に終了する一連のフラッシュを発光させることができる。(図中の各点501〜511は、イン・シトゥー監視モジュールからの光の衝突場所と反射場所を表す。)あるいは、コンピュータは光源51に、基板10がイン・シトゥー監視モジュールを通過する直前に開始し、この通過直後に終了する光を連続発光させることができる。 [0077] The light source 51 and photodetector 52 are connected to a computing device operable to control these operations and receive signals from them. The computing device can include a microprocessor, such as a personal computer, installed near the polishing apparatus. For control, the computing device can, for example, synchronize the activation of the light source 51 with the rotation of the platen 24. As shown in FIG. 5, the computer can cause the light source 51 to emit a series of flashes that start immediately before the substrate 10 passes through the in-situ monitoring module and end immediately after this pass. (Each point 501 to 511 in the figure represents a location where light from the in-situ monitoring module collides and is reflected.) Alternatively, the computer may cause the light source 51 immediately before the substrate 10 passes the in-situ monitoring module. Light that starts and ends immediately after this passage can be emitted continuously.

[0078]信号の受信については、計算デバイスは、例えば光検出器52が受光した光のスペクトルを記述する情報を携えた信号を受信できる。図6Aは、光源の1フラッシュで発光され、基板によって反射された光から測定したスペクトルの例を示す。このスペクトルは生スペクトル、即ち正規化前のスペクトルを示している。スペクトル602は、製品基板より反射された光から測定される。スペクトル604は、ベースシリコン基板(シリコン層のみを有するウェーハ)から反射された光から測定される。スペクトル606は、基板が光学ヘッド上に据設されていない時に光学ヘッド53が受光した光からのものである。本明細書中で暗い状態と呼んでいるこの状態において、受光される光は典型的にパッド窓の光からの散乱光である。 [0078] For signal reception, the computing device may receive a signal carrying information describing the spectrum of light received by the photodetector 52, for example. FIG. 6A shows an example of a spectrum measured from light emitted by one flash of the light source and reflected by the substrate. This spectrum shows a raw spectrum, that is, a spectrum before normalization. The spectrum 602 is measured from the light reflected from the product substrate. The spectrum 604 is measured from light reflected from a base silicon substrate (a wafer having only a silicon layer). The spectrum 606 is from light received by the optical head 53 when the substrate is not installed on the optical head. In this state, referred to herein as the dark state, the light received is typically scattered light from the pad window light.

[0079]計算デバイスは、上述の信号を処理して、研磨ステップの終点を決定することができる。どのような具体的な理論にも限定されることなく、基板10で反射された光のスペクトルは研磨の進行と共に発展する。図6Bは、対象膜の研磨の進行と共に進むこの発展の1例を提供している。図6Bのスペクトルは正規化されたものである。異なるスペクトルラインは異なる研磨時間を表す。同図からわかるように、反射された光のスペクトルの性質は膜の厚さの変化と共に変化し、また、具体的なスペクトルは膜の具体的な厚さで呈されている。計算デバイスは、終点に達した時を決定する論理を、1つ以上のスペクトルに基づいて実行できる。終点決定の基準となる1つ以上のスペクトルは、ターゲットスペクトル、基準スペクトル、またはこの両方を含むことができる。 [0079] The computing device may process the signal described above to determine the end point of the polishing step. Without being limited to any specific theory, the spectrum of light reflected by the substrate 10 develops as polishing proceeds. FIG. 6B provides an example of this development that proceeds with the progress of polishing of the target film. The spectrum of FIG. 6B is normalized. Different spectral lines represent different polishing times. As can be seen from the figure, the spectral properties of the reflected light change with changes in the thickness of the film, and the specific spectrum is presented at the specific thickness of the film. The computing device can perform logic based on one or more spectra to determine when the end point has been reached. The one or more spectra that are the basis for endpoint determination can include a target spectrum, a reference spectrum, or both.

[0080]本明細書中で使用しているとおり、ターゲットスペクトルとは、ターゲット厚さを有する対象膜から反射された白色光が呈するスペクトルを意味する。一例として、ターゲット厚さは1、2、3ミクロンであってもよい。あるいは、対象膜を排除してこれの下にある膜を露出させている場合には、ターゲット厚さは例えばゼロであってもよい。 [0080] As used herein, a target spectrum refers to a spectrum exhibited by white light reflected from a target film having a target thickness. As an example, the target thickness may be 1, 2, 3 microns. Alternatively, the target thickness may be zero, for example, when the target film is excluded and the underlying film is exposed.

[0081]具体的な対象厚さには複数のターゲットスペクトルが存在してもよく、また通常は存在している。これは、複数のスペクトルが収集される期間中、対象膜がターゲット厚さを維持することができるようにするために、研磨が有限値において生じるためである。さらに、パターン化した基板の異なる領域からは、通常、異なるスペクトルが生産される(複数のスペクトルが研磨中の同一の時間点において得られた場合でも同様)。例えば、基板内のスクライブラインから反射された光のスペクトルは、同じ基板のアレイから反射された光のスペクトルとは異なる(例えば異なった形状を有する)。本明細書において、このような現象をパターン効果と呼んでいる。したがって、具体的なターゲット厚さについて複数のスペクトルが存在していてもよく、複数のスペクトルはパターン効果のために互いに異なったスペクトルを含んでもよい。 [0081] A plurality of target spectra may exist, and usually exist, for a specific target thickness. This is because polishing occurs at a finite value to allow the target film to maintain the target thickness during the period when multiple spectra are collected. In addition, different spectra are typically produced from different areas of the patterned substrate (even if multiple spectra were obtained at the same time point during polishing). For example, the spectrum of light reflected from scribe lines in the substrate is different (eg, has a different shape) from the spectrum of light reflected from the same array of substrates. In this specification, such a phenomenon is called a pattern effect. Thus, multiple spectra may exist for a specific target thickness, and the multiple spectra may include different spectra due to pattern effects.

[0082]図7Aは、1つ以上のターゲットスペクトルを得る方法700を示す。製品基板と同じパターンを有する基板の性質を測定する(ステップ702)。本明細書において、測定される基板のことを「設定」基板と呼ぶ。設定基板は、単純に、製品基板と類似の、またはこれと同じ基板であってもよく、また、設定基板はバッチ中の1枚の基板であってもよい。この性質には、基板の具体的な対象場所における事前研磨された対象膜の厚さが含まれる。典型的には、複数の場所において厚さを測定する。通常、これらの場所は、各場所について同一タイプのダイ特徴が測定されるように選択される。測定は度量衡ステーションにおいて実行される。 [0082] FIG. 7A shows a method 700 for obtaining one or more target spectra. The property of the substrate having the same pattern as the product substrate is measured (step 702). In this specification, a substrate to be measured is called a “setting” substrate. The setting substrate may simply be a substrate similar to or the same as the product substrate, and the setting substrate may be a single substrate in a batch. This property includes the thickness of the pre-polished target film at a specific target location on the substrate. Typically, thickness is measured at multiple locations. Typically, these locations are selected so that the same type of die characteristics is measured for each location. Measurements are performed at the metrology station.

[0083]設定基板は対象の研磨ステップに従って研磨され、また、研磨中の基板表面から反射された白色光のスペクトルが研磨中に収集される(ステップ704)。研磨およびスペクトルの収集は、上述した研磨装置において実行することができる。スペクトルは、研磨中にイン・シトゥー監視システムによって収集される。各プラテンの回転毎に、複数のスペクトルを収集することができる。基板を過剰研磨する、即ち推定された終点を越えて研磨すると、ターゲット厚さの達成時に基板から反射された光のスペクトルを得ることができる。 [0083] The setting substrate is polished according to the polishing step of interest, and a spectrum of white light reflected from the substrate surface being polished is collected during polishing (step 704). Polishing and spectrum collection can be performed in the polishing apparatus described above. The spectrum is collected by an in situ monitoring system during polishing. Multiple spectra can be collected for each platen rotation. Overpolishing the substrate, i.e., polishing beyond the estimated end point, can provide a spectrum of light reflected from the substrate upon achieving the target thickness.

[0084]過剰研磨した基板の性質を測定する(ステップ706)。この性質には、研磨前測定に用いる1つ以上の具体的な場所における対象膜の研磨後の厚さが含まれる。 [0084] The properties of the overpolished substrate are measured (step 706). This property includes the thickness of the target film after polishing at one or more specific locations used for pre-polishing measurements.

[0085]この測定した厚さおよび収集したスペクトルを使用して、対象厚さ達成時に基板が呈していると決定された1またはスペクトルを、収集したスペクトルの中から選択する(ステップ708)。特に、対象膜厚さの達成時におけるスペクトルを決定するために、研磨前膜厚さと研磨後基板厚さを使用して、直線補間を実行することができる。ターゲット厚さ達成時におけるスペクトルとして決定されたスペクトルは、その複数基板のバッチのターゲットスペクトルとして指定される。典型的には、収集されたスペクトルのうち3つがターゲットスペクトルに指定される。あるいは、5、7、9個のスペクトルがターゲットスペクトルとして指定される。 [0085] Using this measured thickness and the collected spectrum, one or the spectrum determined to be exhibited by the substrate when the target thickness is achieved is selected from the collected spectra (step 708). In particular, linear interpolation can be performed using the pre-polishing film thickness and the post-polishing substrate thickness to determine the spectrum when the target film thickness is achieved. The spectrum determined as the spectrum when the target thickness is achieved is designated as the target spectrum for the batch of the multiple substrates. Typically, three of the collected spectra are designated as target spectra. Alternatively, 5, 7, and 9 spectra are designated as target spectra.

[0086]場合により、収集したスペクトルの処理を行い、正確性および/または精密性を拡張する。スペクトルの処理は、例えば、スペクトルを共通の基準に正規化するため、平均化するため、および/またはスペクトルからノイズを除去するために行われる。これら処理動作の具体的な実施を以下で説明する。 [0086] Optionally, the collected spectrum is processed to extend accuracy and / or precision. The processing of the spectrum is performed, for example, to normalize the spectrum to a common reference, to average it, and / or to remove noise from the spectrum. Specific implementation of these processing operations will be described below.

[0087]本明細書中で使用しているように、基準スペクトルとは、ターゲット膜厚さに関連したスペクトルを意味する。通常、具体的なスペクトルに対して1個、2個、またはこれ以上の基準スペクトルが具体的なスペクトルに基づく終点決定論理に基づいて経験的に選択される。これにより、コンピュータデバイスが具体的なスペクトルに基づく終点決定論理を付加して終点を呼び出すと、ターゲット厚さが達成される。図7Bを参照して以下で説明するように、基準スペクトルまたは複数の基準スペクトルを繰返し選択することが可能である。通常、基準スペクトルはターゲットスペクトルではない。むしろ基準スペクトルは、通常、対象の膜がターゲット厚さよりも厚い場合に基板から反射される光のスペクトルである。 [0087] As used herein, a reference spectrum refers to a spectrum related to the target film thickness. Typically, one, two, or more reference spectra for a specific spectrum are empirically selected based on endpoint determination logic based on the specific spectrum. Thus, the target thickness is achieved when the computing device adds endpoint determination logic based on a specific spectrum and calls the endpoint. As described below with reference to FIG. 7B, it is possible to repeatedly select a reference spectrum or multiple reference spectra. Usually, the reference spectrum is not the target spectrum. Rather, the reference spectrum is usually the spectrum of light reflected from the substrate when the film of interest is thicker than the target thickness.

[0088]図7Bは、具体的なターゲット厚さと、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理とに基準スペクトルを選択する方法701を示す。いくつかの実施形態では、1個だけではなく、2つ以上のスペクトルを選択できる。上述のステップ702、706で説明したとおりに設定基板を測定し、研磨を行う(ステップ703)。特に、収集されたスペクトルと、これら収集された各スペクトルの測定時間とを記録する。研磨中の各プラテン回転について複数のスペクトルを収集することができる。 [0088] FIG. 7B illustrates a method 701 for selecting a reference spectrum for a specific target thickness and endpoint determination logic based on the specific spectrum. In some embodiments, more than one spectrum can be selected instead of just one. As described in steps 702 and 706 above, the setting substrate is measured and polished (step 703). In particular, the collected spectra and the measurement time of each collected spectrum are recorded. Multiple spectra can be collected for each platen rotation during polishing.

[0089]具体的な設定基板についての研磨装置の研磨値を計算する(ステップ705)。研磨前厚さT、研磨後厚さT2、実研磨時間TPを使用し、例えばPR=(T=T)/PTから平均研磨値PRを計算することができる。 [0089] The polishing value of the polishing apparatus for a specific set substrate is calculated (step 705). Using the thickness T 1 before polishing, the thickness T 2 after polishing, and the actual polishing time TP, the average polishing value PR can be calculated from, for example, PR = (T 2 = T 1 ) / PT.

[0090]以下で説明するように、基準スペクトルを試験するための較正点を提供するべく、具体的な設定基板について終点時間を計算する(ステップ707)。終点時間は算出した研磨値PR、対象膜の研磨前開始厚さST、対象膜のターゲット厚さTTに基づいて計算することができる。また、終点時間は、研磨処理全般に亘って研磨値が一定であると仮定して 単純な直線補間として例えば次のように計算できる:ET=(ST−TT)/PR。 [0090] As described below, an endpoint time is calculated for a specific setup substrate to provide a calibration point for testing the reference spectrum (step 707). The end point time can be calculated based on the calculated polishing value PR, the starting thickness ST of the target film before polishing, and the target thickness TT of the target film. The end point time can be calculated as a simple linear interpolation, for example, as follows, assuming that the polishing value is constant throughout the polishing process: ET = (ST−TT) / PR.

[0091]場合により、算出した終点時間は、パターン化した基板のバッチの中の別の基板を研磨すること、算出した終点時間において研磨を停止すること、対象膜の厚さを測定すること、によって評価することができる。この厚さが納得できる対象厚さの範囲内にある場合には、算出した終点時間は納得できるものということになる。そうでない場合には、算出した終点時間を再度計算することができる。 [0091] In some cases, the calculated endpoint time is polishing another substrate in the batch of patterned substrates, stopping polishing at the calculated endpoint time, measuring the thickness of the target film, Can be evaluated. If this thickness is within the acceptable thickness range, the calculated end point time is acceptable. Otherwise, the calculated end point time can be calculated again.

[0092]収集したスペクトルのうち1つを選択し、これを基準スペクトルに指定する(ステップ709)。選択されたスペクトルは、対象膜の厚さがターゲット厚さよりも厚い、またはこれとほぼ等しい場合に基板により反射された光のスペクトルである。あるいは、2つ以上のスペクトルを基準スペクトルに指定する。典型的には、3個の収集されたスペクトルが基準スペクトルとして指定される。あるいは、5、7、9個のスペクトルを基準スペクトルとして指定する。ターゲットスペクトルの場合には、研磨値が有限であるため基準スペクトルは複数あってもよい。 [0092] One of the collected spectra is selected and designated as a reference spectrum (step 709). The selected spectrum is the spectrum of light reflected by the substrate when the thickness of the target film is greater than or approximately equal to the target thickness. Alternatively, two or more spectra are designated as reference spectra. Typically, three collected spectra are designated as reference spectra. Alternatively, five, seven, and nine spectra are designated as reference spectra. In the case of the target spectrum, since the polishing value is finite, there may be a plurality of reference spectra.

[0093]1つの実施においては、ステップ707で算出した終点時間に対応する具体的なプラテン回転が識別され、具体的なプラテン回転中に収集されたスペクトルを選択して基準スペクトルに指定する。一例として、収集したスペクトルは基板の中心領域からのものであってもよい。算出した終点時間に対応するプラテン回転は、算出した終点時間に対応する時間が発生している、プラテン回転である。一例として、算出した終点時間が25.5秒間である場合、この算出した終点時間に関連する具体的なプラテン回転は、研磨処理中の、25.5秒間の研磨が発生している、プラテン回転である。 [0093] In one implementation, the specific platen rotation corresponding to the end point time calculated in step 707 is identified, and the spectrum collected during the specific platen rotation is selected and designated as the reference spectrum. As an example, the collected spectrum may be from the central region of the substrate. The platen rotation corresponding to the calculated end time is a platen rotation in which a time corresponding to the calculated end time has occurred. As an example, when the calculated end time is 25.5 seconds, the specific platen rotation related to the calculated end time is a platen rotation in which polishing for 25.5 seconds is occurring during the polishing process. It is.

[0094]具体的な終点決定論理は、設定基板について収集されたスペクトルを使用し、また、1つまたは複数の基準スペクトルに指定されるよう選択された1つ以上のスペクトルを用いたシミュレーションにおいて実行される(ステップ711)。この論理を実行することで、この論理によって終点であると決定された、経験的に導出され、シミュレーションされた終点時間が生産される。 [0094] Specific endpoint determination logic is performed in a simulation using one or more spectra selected to be assigned to one or more reference spectra, using the spectra collected for the configuration board. (Step 711). By executing this logic, an empirically derived and simulated endpoint time determined by this logic to be an endpoint is produced.

[0095]この経験的に導出され、シミュレートされた終点時間が、算出した終点時間と比較される(ステップ713)。経験的に導出された終点時間が算出した終点時間の閾値範囲内に入る場合には、現在選択されている1つ以上の基準スペクトルは、較正点と一致する結果を生成するものとして公知である。そのため、実行時間環境内で、1つ以上の基準スペクトルを使用して終点論理を実行する場合には、システムはターゲット厚さにおける終点を、高い信頼性をもって検出するはずである。したがって、1つ以上の基準スペクトルを、同バッチ内の他の基板の研磨実行時間の基準スペクトルとして保つことができる。(ステップ718)そうでない場合には、ステップ709、711を適宜繰り返す。 [0095] This empirically derived and simulated endpoint time is compared to the calculated endpoint time (step 713). If the empirically derived endpoint time falls within the calculated endpoint time threshold range, the currently selected one or more reference spectra are known to produce a result that matches the calibration point. . Thus, if the endpoint logic is performed using one or more reference spectra within the runtime environment, the system should reliably detect the endpoint at the target thickness. Accordingly, one or more reference spectra can be maintained as a reference spectrum for the polishing time of other substrates in the same batch. (Step 718) If not, steps 709 and 711 are repeated as appropriate.

[0096]場合により、各々の繰り返し毎に(即ち、ステップ709、711を実行する度に)、選択した1つ以上のスペクトル以外の変数を変更することができる。例えば、上述したスペクトル(たとえばフィルタパラメータ)の処理、および/または、最小限度の差分トレースからの閾値範囲を変更できる。差分トレースと、最小限度の差分トレースの閾値範囲とについて以下で説明する。 [0096] Optionally, for each iteration (ie, each time steps 709, 711 are performed), one or more variables other than the selected spectrum can be changed. For example, the threshold range from the above-described spectrum (eg, filter parameter) processing and / or minimal difference trace can be changed. The difference trace and the minimum difference trace threshold range will be described below.

[0097]図8Aは、研磨ステップの終点を決定するためにスペクトルに基づく終点決定論理を使用する方法800を示す。上述した研磨装置を使用して、パターン化した基板のバッチ中の別の基板の研磨を行う(ステップ802)。プラテンの各回転時に、以下のステップが実行される。 [0097] FIG. 8A shows a method 800 that uses spectrum-based endpoint determination logic to determine the endpoint of a polishing step. Using the polishing apparatus described above, another substrate in the patterned batch of substrates is polished (step 802). The following steps are performed during each rotation of the platen.

[0098]研磨中の基板表面において反射された白色光の1つ以上のスペクトルを測定することにより、現在のプラテン回転に1つ以上の現在のスペクトルを得る(ステップ804)。点501〜511(図5)でのスペクトル測定は、現在のプラテン回転中に測定されたスペクトルの例である。現在のプラテン回転中に測定されたスペクトルは、図7Aを参照して上述し、図11を参照して以下で説明しているように、正確性および/または精密性を拡張するために任意で処理される。 [0098] One or more current spectra are obtained for the current platen rotation by measuring one or more spectra of white light reflected at the substrate surface being polished (step 804). Spectral measurements at points 501-511 (FIG. 5) are examples of spectra measured during the current platen rotation. The spectrum measured during the current platen rotation is optional to extend accuracy and / or precision as described above with reference to FIG. 7A and described below with reference to FIG. It is processed.

[0099]いくつかの実施では、測定するスペクトルが1個のみの場合には、この1つのスペクトルが現在のスペクトルとして使用される。1回のプラテン回転につき2個以上のスペクトルを測定する場合には、これらのスペクトルをグループ化し、各グループ内で平均をとり、この平均を現在のスペクトルとして指定する。スペクトルのグループ化は、基板の中心からのラジアル距離によって行うことができる。一例として、第1の現在のスペクトルは、点502、510(図5)において測定したスペクトルから得られ、第2の現在のスペクトルは点503、509において測定したスペクトルから得られ、第3の現在のスペクトルは点504、508において測定したスペクトルから得られ、この後も同様に行える。点502,510で測定されたスペクトルは、現在のプラテン回転に対して第1の現在のスペクトルを得る為に平均される。現在のプラテン回転の第2現在のスペクトルを得るために、点503、509で測定されたスペクトルの平均をとる。現在のプラテン回転の第3の現在のスペクトルを得るために、点504、508で測定されたスペクトルの平均をとる。 [0099] In some implementations, if there is only one spectrum to measure, this one spectrum is used as the current spectrum. When measuring two or more spectra per platen rotation, these spectra are grouped, averaged within each group, and this average is designated as the current spectrum. Spectral grouping can be done by radial distance from the center of the substrate. As an example, the first current spectrum is obtained from the spectrum measured at points 502 and 510 (FIG. 5), the second current spectrum is obtained from the spectrum measured at points 503 and 509, and the third current spectrum is obtained. This spectrum is obtained from the spectrum measured at points 504 and 508, and the same can be done thereafter. The spectra measured at points 502 and 510 are averaged to obtain a first current spectrum for the current platen rotation. To obtain the second current spectrum of the current platen rotation, the spectrum measured at points 503 and 509 is averaged. To obtain the third current spectrum of the current platen rotation, the spectrum measured at points 504, 508 is averaged.

[00100]いくつかの実施では、現在のプラテン回転の最中に測定された2つ以上のスペクトルが、この現在のプラテン回転の、現在のスペクトルとして選択される。1つの実施においては、現在のスペクトルとして選択されるスペクトルが、基板の中心付近のサンプル位置において(例えば、図5に示す点505、506、507において)測定されるものである。選択されたスペクトルは平均をとらず、また、選択された各スペクトルは現在のプラテン回転の現在のスペクトルに指定される。 [00100] In some implementations, two or more spectra measured during the current platen rotation are selected as the current spectrum of this current platen rotation. In one implementation, the spectrum selected as the current spectrum is measured at a sample location near the center of the substrate (eg, at points 505, 506, 507 shown in FIG. 5). The selected spectra are not averaged, and each selected spectrum is designated as the current spectrum of the current platen rotation.

[0101]各現在のスペクトル、または複数の現在のスペクトルと、各基準スペクトルとの間の差分を計算する(ステップ806)。1つ以上の基準スペクトルは図7Bを参照して説明した方法で得ることができる。1つの実施において、この差分は、或る波長範囲にかけての強度差の合計である。即ち次式が得られる: [0101] A difference between each current spectrum or a plurality of current spectra and each reference spectrum is calculated (step 806). One or more reference spectra can be obtained in the manner described with reference to FIG. 7B. In one implementation, this difference is the sum of the intensity differences over a range of wavelengths. That is, the following equation is obtained:

Figure 2012256911
Figure 2012256911

ここで、a、bはそれぞれスペクトルの波長範囲の下限および上限であり、Icurrent(λ)、Ireference(λ)は、それぞれ所与の波長の、現在のスペクトルの強度およびターゲットスペクトルの強度である。 Where a and b are the lower and upper limits of the spectral wavelength range, respectively, and I current (λ) and I reference (λ) are the current spectral intensity and target spectral intensity for a given wavelength, respectively. is there.

[0102]各現在のスペクトルと各基準スペクトルの間の差分を計算する1つの方法は、各現在のスペクトルを選択するということである。選択された各現在のスペクトルについて、各基準スペクトルとの差分が計算される。例えば現在のスペクトルe、f、gと、基準スペクトルE、F、Gを仮定した場合に、以下の現在のスペクトルと基準スペクトルの組み合わせのそれぞれについて差分が計算される:eとE、eとF、eとG、fとE、fとF、fとG、gとE、gとF、gとG。 [0102] One way to calculate the difference between each current spectrum and each reference spectrum is to select each current spectrum. For each selected current spectrum, the difference from each reference spectrum is calculated. For example, assuming a current spectrum e, f, g and a reference spectrum E, F, G, the difference is calculated for each of the following combinations of current spectrum and reference spectrum: e and E, e and F , E and G, f and E, f and F, f and G, g and E, g and F, g and G.

[0103]いくつかの実施では、算出したそれぞれの差分が差分トレースに追加される(ステップ808)。一般的に、差分トレースは算出した差分のプロットである。差分トレースは、プラテン回転1回につき少なくとも1回更新される。(複数の現在のスペクトルが各プラテン回転に対して得られたとき、差分トレースは、プラテン回転1回につき複数回更新される。 [0103] In some implementations, each calculated difference is added to the difference trace (step 808). In general, a difference trace is a plot of calculated differences. The difference trace is updated at least once per platen rotation. (When multiple current spectra are obtained for each platen rotation, the difference trace is updated multiple times per platen rotation.

[0104]一般的に、差分トレースは算出した差分のうちの1つのプロットである(この場合は、現在のプラテン回転に算出した差分のうちの最小のもののプロットである)。最小差分ではなく、別の差分、例えば複数の差分の中間値や、最小差分の次の差分をトレースに追加することも可能である。 [0104] Generally, the difference trace is a plot of one of the calculated differences (in this case, the plot of the smallest of the differences calculated for the current platen rotation). Instead of the minimum difference, another difference, for example, an intermediate value of a plurality of differences or a difference next to the minimum difference can be added to the trace.

[0105]最小の差分をとることで、終点決定処理の正確性が向上する。現在のスペクトルには、基板上の異なる場所(例えば、スクライブラインやアレイ)で反射された光からのスペクトルが含まれていてもよく、また、上述したパターン効果はこれらのスペクトラ間の差を大きくすることができる。同様に、基準スペクトルは、基板上の異なる場所で反射された光からのスペクトルを含むことができる。こうした異なるスペクトルの比較には欠陥があり、終点決定を誤ったものにしてしまう可能性がある。例えば、パターン化された基板のスクライブラインで反射された光の現在のスペクトルを、パターン化された基板のアレイで反射された光の基準スペクトルと比較することで、終点決定の計算に誤りが生じる可能性がある。比喩的に言えば、このような比較はりんごとオレンジを比較するようなものである。最小の差分のみを考慮した場合には、これらのタイプの比較は(たとえこれらが行われた場合でも)計算から除外される。そのため、複数の基準スペクトルと複数の現在のスペクトルを使用することで、また、これらのスペクトル間の最小差分を考慮することで、先述の誤った比較によって生じる誤差を回避できる。 [0105] Taking the smallest difference improves the accuracy of the endpoint determination process. Current spectra may include spectra from light reflected at different locations on the substrate (eg, scribe lines or arrays), and the pattern effects described above can greatly increase the difference between these spectra. can do. Similarly, the reference spectrum can include spectra from light reflected at different locations on the substrate. The comparison of these different spectra is flawed and can make the end point determination incorrect. For example, comparing the current spectrum of light reflected by a scribe line on a patterned substrate with a reference spectrum of light reflected by an array of patterned substrates results in an error in the endpoint determination calculation. there is a possibility. Figuratively speaking, such a comparison is like comparing apples and oranges. If only the smallest difference is considered, these types of comparisons are excluded from the calculation (even if they are done). Therefore, by using a plurality of reference spectra and a plurality of current spectra, and taking into consideration the minimum difference between these spectra, errors caused by the erroneous comparison described above can be avoided.

[0106]場合により、例えば、先行する1つ以上の算出差分からの閾値を超えて逸脱した算出差分を取り除いて差分トレースを簡略化することで差分トレースの処理を行うことができる。 In some cases, for example, the difference trace can be simplified by removing a calculated difference that deviates beyond a threshold value from one or more preceding calculated differences and simplifying the difference trace.

[0107]差分トレースが最小の閾値内に入るかどうかが決定される(ステップ810)。最小値が検出されると、差分トレースが具体的な最小閾値を越えて上昇を始める時に終点が呼び出される。あるいは、差分トレースの傾斜に基づいて終点を呼び出すこともできる。具体的には、差分トレースの傾斜はゼロに接近し、また、最小値がゼロ付近の傾斜の閾値範囲内にある時点においてゼロになる。 [0107] It is determined whether the difference trace falls within a minimum threshold (step 810). When the minimum value is detected, the endpoint is called when the differential trace starts to rise above a specific minimum threshold. Alternatively, the end point can be called based on the slope of the differential trace. Specifically, the slope of the differential trace approaches zero and becomes zero when the minimum value is within the slope threshold range near zero.

[0108]場合により、決定ステップ808を促進するために窓論理を適用することができる。使用に適した窓論理は、共同出願人による米国特許第5、893、796号、6、296、548号に説明されているものであり、これらの全体は参照によって、本明細書中に組み込まれる。 [0108] Optionally, window logic may be applied to facilitate decision step 808. Suitable window logic is that described in co-assigned US Pat. Nos. 5,893,796, 6,296,548, the entirety of which is incorporated herein by reference. It is.

[0109]差分トレースが最小閾値範囲に達したと決定されない場合には、研磨は継続することができ、ステップ804、806、808、810が適宜繰り返される。そうでない場合には、終点が呼び出され、研磨が停止する(ステップ812)。 [0109] If it is not determined that the differential trace has reached the minimum threshold range, polishing can continue and steps 804, 806, 808, 810 are repeated as appropriate. Otherwise, the end point is called and polishing is stopped (step 812).

[0110]図8Bは、上述の終点を決定する方法を例証している。トレース801は生差分トレース(raw difference trace)である。トレース803は簡略化した差分トレースである。この簡略化した差分トレース803が最小値807よりも上の閾値805に達すると、終点が呼び出される。 [0110] FIG. 8B illustrates a method of determining the end point described above. Trace 801 is a raw difference trace. Trace 803 is a simplified differential trace. When this simplified difference trace 803 reaches a threshold 805 above the minimum value 807, the end point is called.

[0111]1つ以上の基準スペクトルの使用の代替形として、方法800において1つ以上のターゲットスペクトルを使用することができる。差分計算は、1つ以上の現在のスペクトルと1つ以上のターゲットスペクトル間のものとなり、終点は、差分トレースが最小に達した時に決定される。 [0111] As an alternative to the use of one or more reference spectra, one or more target spectra may be used in method 800. The difference calculation is between one or more current spectra and one or more target spectra, and the end point is determined when the difference trace reaches a minimum.

[0112]図9Aは、スペクトルに基づく終点決定論理を使用して研磨ステップの終点を決定する代替方法900を示す。設定基板が研磨され、1つ以上のターゲットスペクトルと1つ以上の基準スペクトルが得られる(ステップ902)。これらのスペクトルは、図7A、図7Bを参照して上述したとおりに得ることができる。 [0112] FIG. 9A illustrates an alternative method 900 for determining the endpoint of a polishing step using spectrum-based endpoint determination logic. The setting substrate is polished to obtain one or more target spectra and one or more reference spectra (step 902). These spectra can be obtained as described above with reference to FIGS. 7A and 7B.

[0113]ターゲット差分を計算する(ステップ904)。1つの基準スペクトルを使用する場合には、ターゲット差分は、基準スペクトルとターゲットスペクトルの間の差分であり、これは、上述の差分方程式を使用して計算できる。2つ以上の基準スペクトルを使用する場合には、ターゲット差分は基準スペクトルとターゲットスペクトルの差分の最小差分となり、これは上述の差分方程式および差分算出方法を使用して計算される(即ちステップ808)。 [0113] A target difference is calculated (step 904). When using one reference spectrum, the target difference is the difference between the reference spectrum and the target spectrum, which can be calculated using the difference equation described above. If more than one reference spectrum is used, the target difference is the minimum difference between the reference spectrum and the target spectrum, which is calculated using the difference equation and difference calculation method described above (ie, step 808). .

[0114]基板のバッチ内の別の基板の研磨を開始する(ステップ906)。研磨の最中に、各プラテン回転について以下のステップが実行される。研磨中の基板表面で反射された白色光の1つ以上のスペクトルは、現在のプラテンの回転について1つ以上の現在のスペクトルを得るために測定される(ステップ908)。1つ以上の現在のスペクトルと基準スペクトルの間の差分を計算する(ステップ910)。算出した1つ以上の差分(現在のスペクトルが2個以上ある場合)が差分トレースに追加される(ステップ912)。(ステップ908、910、912は、ステップ804、806、808にそれぞれ類似する。)差分トレースがターゲット差分の閾値範囲内にあるか否かを決定する(ステップ914)。差分トレースがターゲット差分の閾値範囲に達したと決定されない場合には、研磨を継続することができ、ステップ908、910、912、914を適宜繰り返す。そうでない場合は、終点が呼び出され、研磨が停止する(ステップ916)。 [0114] Initiate polishing of another substrate in the batch of substrates (step 906). During polishing, the following steps are performed for each platen rotation. One or more spectra of white light reflected by the substrate surface being polished are measured to obtain one or more current spectra for the current platen rotation (step 908). A difference between one or more current spectra and a reference spectrum is calculated (step 910). One or more calculated differences (if there are two or more current spectra) are added to the difference trace (step 912). (Steps 908, 910, and 912 are similar to steps 804, 806, and 808, respectively.) Determine whether the difference trace is within the threshold range of the target difference (step 914). If it is not determined that the difference trace has reached the target difference threshold range, polishing can continue and steps 908, 910, 912, 914 are repeated as appropriate. Otherwise, the end point is called and polishing is stopped (step 916).

[0115]図9Bは、上述の終点決定方法を例証している。トレース901は生差分トレースである。トレース903は簡略化した差分トレースである。この簡略化した差分トレース903がターゲット差分907の閾値範囲905内に入る場合に終点が呼び出される。 [0115] FIG. 9B illustrates the endpoint determination method described above. Trace 901 is a raw differential trace. Trace 903 is a simplified differential trace. When this simplified difference trace 903 falls within the threshold range 905 of the target difference 907, the end point is called.

[0116]図10Aは、研磨ステップの終点を決定する別の方法1000を示す。1つ以上の基準スペクトルが得られる(ステップ1002)。この1つ以上の基準スペクトルは図7Bを参照して上述したとおりに得られる。 [0116] FIG. 10A illustrates another method 1000 for determining the end point of a polishing step. One or more reference spectra are obtained (step 1002). The one or more reference spectra are obtained as described above with reference to FIG. 7B.

[0117]基準スペクトルを得る処理から収集したスペクトルはライブラリに記憶される(ステップ1004)。あるいは、ライブラリは、収集はされていないが理論的に生成されたスペクトルを含むことができる。基準スペクトルを含む複数のスペクトルにインデックスを付けて、各スペクトルが一意のインデックス値を有するようにする。このインデックス付けは、スペクトルを測定した順序においてインデックス値が連続するように実現される。そのため、インデックスは時間および/またはプラテン回転と相関する。1つの実施において、時間中に第1点で収集された第1スペクトルは、時間中のこれ以降の点において収集された第2スペクトルよりも小さいインデックス値を有する。ライブラリは、研磨装置の計算デバイスのメモリ内において実現することができる。 [0117] The spectra collected from the process of obtaining a reference spectrum are stored in a library (step 1004). Alternatively, the library can contain spectra that have not been collected but were theoretically generated. The plurality of spectra including the reference spectrum are indexed so that each spectrum has a unique index value. This indexing is implemented so that the index values are continuous in the order in which the spectra were measured. As such, the index correlates with time and / or platen rotation. In one implementation, a first spectrum collected at a first point during time has a smaller index value than a second spectrum collected at a later point in time. The library can be implemented in the memory of the computing device of the polishing apparatus.

[0118]基板バッチ内の1枚の基板が研磨され、各プラテン回転について以下のステップが実行される。現在のプラテン回転に現在のスペクトルを得るために、1つ以上のスペクトルを測定する(ステップ1006)。上述したとおりにスペクトルが得られる。各現在のスペクトルがライブラリ内に記憶されたスペクトルと比較され、任意の現在のスペクトルと最も一致するライブラリスペクトルが決定される(ステップ1008)。現在のスペクトルの任意のものに最も良く一致すると決定されたライブラリスペクトルのインデックスは、終点インデックストレースに付加される(ステップ1010)。終点トレースが任意の1または複数の基準スペクトルのインデックスに達すると、終点が要求される(ステップ1012)。 [0118] One substrate in the substrate batch is polished and the following steps are performed for each platen rotation. One or more spectra are measured to obtain a current spectrum for the current platen rotation (step 1006). A spectrum is obtained as described above. Each current spectrum is compared with the spectrum stored in the library to determine the library spectrum that most closely matches any current spectrum (step 1008). The index of the library spectrum determined to best match any of the current spectra is added to the endpoint index trace (step 1010). When the end point trace reaches the index of any one or more reference spectra, the end point is requested (step 1012).

[0119]図10Bは、終点を決定する上述の方法を例証する。トレース1004は生インデックストレースである。トレース1003は簡略化した差分トレースである。線1005は、基準スペクトルのインデックス値を表す。基板の下における光学ヘッドをスイープする度に複数の現在のスペクトルを得ることができ、例えば、基板上の各ラジアルゾーンのスペクトルが追跡され、また、各ラジアルゾーンにインデックストレースを生成することができる。 [0119] FIG. 10B illustrates the above-described method for determining an endpoint. Trace 1004 is a raw index trace. Trace 1003 is a simplified differential trace. Line 1005 represents the index value of the reference spectrum. Multiple current spectra can be obtained each time the optical head is swept under the substrate, for example, the spectrum of each radial zone on the substrate can be tracked and an index trace can be generated for each radial zone .

[0120]図11は、研磨ステップ中に終点を決定する実現を示している。各プラテン回転について以下のステップを実行する。研磨中の基板表面で反射された白色光の複数の生スペクトルが測定される(ステップ1102)。 [0120] FIG. 11 shows an implementation for determining the endpoint during the polishing step. The following steps are performed for each platen rotation. A plurality of raw spectra of white light reflected from the substrate surface being polished is measured (step 1102).

[0121]1つ以上の対象膜以外の媒体から寄与される光反射を除去するために、測定されたそれぞれの生スペクトルが正規化される(ステップ1104)。スペクトルを正規化することで、スペクトルどうしの比較が促進される。1つ以上の対象膜以外の媒体から寄与される光反射には、研磨パッド窓からの光反射、基板のベースシリコン層から寄与される光反射が含まれる。窓からの寄与は、イン・シトゥー監視システムが暗い状態において(即ち、イン・シトゥー監視システムの上に基板が配置されていない時に)受光した光のスペクトルを測定することで推定できる。シリコン層からの寄与は、剥き出しのシリコン基板の光反射のスペクトルを測定することで推定できる。剥き出しのシリコン基板からの寄与は、研磨ステップの開始前に得ることができる。しかしながら、窓からの寄与、いわゆる暗い寄与は、動的に、即ち、図5中の点511のような各プラテン回転について得られる。 [0121] Each measured raw spectrum is normalized to remove light reflections contributed from media other than the one or more target films (step 1104). Normalizing the spectra facilitates comparison of the spectra. The light reflection contributed from the medium other than the one or more target films includes light reflection from the polishing pad window and light reflection contributed from the base silicon layer of the substrate. The contribution from the window can be estimated by measuring the spectrum of the received light when the in-situ monitoring system is dark (ie, when no substrate is placed over the in-situ monitoring system). The contribution from the silicon layer can be estimated by measuring the light reflection spectrum of the bare silicon substrate. The contribution from the bare silicon substrate can be obtained before the start of the polishing step. However, the contribution from the window, the so-called dark contribution, is obtained dynamically, ie for each platen rotation as point 511 in FIG.

[0122]測定された生スペクトルは以下のとおり正規化される。 [0122] The measured raw spectrum is normalized as follows.

正規化されたスペクトル=(A−Dark)/(Si−Dark)
ここで、Aは生スペクトル、Darkは暗い状況下で得たスペクトル、Siは剥き出しのシリコン基板から得たスペクトルである。
Normalized spectrum = (A-Dark) / (Si-Dark)
Here, A is a raw spectrum, Dark is a spectrum obtained under dark conditions, and Si is a spectrum obtained from a bare silicon substrate.

[0123]場合により、収集したスペクトルを、このスペクトルを生成したパターン領域に基づいて記憶することができ、また、いくつかの領域からのスペクトルを除外することができる。特に、スクライブラインから反射する光からのスペクトルは考慮から除去することができる(ステップ1106)。通常、パターン基板の異なる領域は異なるスペクトルを生産する(スペクトルが研磨中の何れかの時間点において得られた場合も同様である)。例えば、基板内のスクライブラインで反射された光のスペクトルは、基板のアレイで反射する光のスペクトルとは異なる。スペクトルは形状が異なるため、パターンのこれら両方の領域からのスペクトルの使用は通常、終点の決定にエラーをもたらす。しかし、スペクトルを、これらの形状に基づいて、スクライブラインのグループとアレイのグループ毎に記憶することができる。スクライブラインの場合にはスペクトルの変化がより大きいため、通常はこのスペクトルを考慮から除外して精密性を拡張することができる。 [0123] In some cases, the collected spectrum can be stored based on the pattern region that generated the spectrum, and spectra from several regions can be excluded. In particular, the spectrum from the light reflected from the scribe line can be removed from consideration (step 1106). Usually, different regions of the patterned substrate produce different spectra (even if the spectra were acquired at any time point during polishing). For example, the spectrum of light reflected by a scribe line in the substrate is different from the spectrum of light reflected by the array of substrates. Because the spectra differ in shape, the use of spectra from both these areas of the pattern usually leads to errors in determining the endpoint. However, spectra can be stored for each group of scribe lines and groups of arrays based on these shapes. In the case of a scribe line, the change in the spectrum is larger, so this spectrum can usually be excluded from consideration and the precision can be extended.

[0124]ステップ1106は、不適切な比較によって生じた上述のエラーを補正するために複数の基準スペクトル(方法800のステップ808において上述したもの)を使用する技術の代替形であってもよい。ステップ1106はステップ808の代わりとして、またはこれに加えて実行することができる。 [0124] Step 1106 may be an alternative to a technique that uses multiple reference spectra (as described above in step 808 of method 800) to correct the above-described errors caused by inappropriate comparisons. Step 1106 can be performed as an alternative to or in addition to step 808.

[0125]これまでに、処理されたスペクトルのサブセットが選択され、いくつかの場合においては平均が取られている(ステップ1108)。サブセットは、基板上の或る領域内の複数の点において基板から反射された光から得たスペクトルで構成されている。この領域は、例えば領域503、領域507であってもよい(図5)。 [0125] So far, a subset of the processed spectrum has been selected and in some cases averaged (step 1108). The subset is made up of spectra obtained from light reflected from the substrate at a plurality of points within a region on the substrate. This region may be, for example, a region 503 or a region 507 (FIG. 5).

[0126]場合により、測定した生スペクトルに高パスフィルタが付加される(ステップ1110)。典型的には、高パスフィルタを付加することで、スペクトルのサブセットの平均低周波歪みが除去される。高パスフィルタは生スペクトル、この平均、または生スペクトル及びこの平均の両方に付加することができる。 [0126] Optionally, a high pass filter is added to the measured raw spectrum (step 1110). Typically, the addition of a high pass filter removes the average low frequency distortion of a subset of the spectrum. The high pass filter can be added to the raw spectrum, this average, or both the raw spectrum and this average.

[0127]この平均値を、これの振幅が基準スペクトルの振幅と同一となる、または類似するように正規化する(ステップ1112)。スペクトルの振幅はスペクトルのトラフ値のピークである。あるいは、この平均値を、これの基準スペクトルが基準振幅と同一となる、または類似するように正規化する。この場合、この基準スペクトルはこの基準振幅に正規化されている。いくつかの実施では、複数のスペクトルのサブセットうちの各スペクトルが、これらの振幅が基準スペクトルの振幅と同一となる、または類似するように正規化されるか、あるいは、基準スペクトルも正規化されている基準振幅と同一となる、または類似するように正規化される。 [0127] The average value is normalized so that its amplitude is the same as or similar to the amplitude of the reference spectrum (step 1112). The amplitude of the spectrum is the peak of the spectrum trough value. Alternatively, the average value is normalized so that its reference spectrum is the same as or similar to the reference amplitude. In this case, this reference spectrum is normalized to this reference amplitude. In some implementations, each spectrum in the subset of spectra is normalized so that their amplitudes are the same as or similar to those of the reference spectrum, or the reference spectrum is also normalized. Normalized to be the same as or similar to a certain reference amplitude.

[0128]正規化された平均又はスペクトルと基準スペクトルとの間の差分が計算される(ステップ1114)。図7Bを参照して説明したとおりに、1つ以上の基準スペクトルが得られる。上述したスペクトル間の差分を算出する方程式を使用して、差分の計算を行う。 [0128] The difference between the normalized average or spectrum and the reference spectrum is calculated (step 1114). As described with reference to FIG. 7B, one or more reference spectra are obtained. The difference is calculated using the above-described equation for calculating the difference between the spectra.

[0129]差分トレースを現在の差分または最小の算出差分で更新する(ステップ1116)。差分トレースは、正規化した平均またはスペクトルと、時間の関数としての1つ以上の基準スペクトル(またはプラテン回転)との間の算出差分を呈する。 [0129] The difference trace is updated with the current difference or the minimum calculated difference (step 1116). The difference trace presents the calculated difference between the normalized average or spectrum and one or more reference spectra (or platen rotations) as a function of time.

[0130]更新した差分トレースに中間フィルタおよび低パスフィルタを付加する(ステップ1118)。典型的には、これらのフィルタを付加することでトレースが簡略化される(トレース中のスパイクを低減または排除することによる)。 [0130] An intermediate filter and a low-pass filter are added to the updated difference trace (step 1118). Typically, adding these filters simplifies the trace (by reducing or eliminating spikes in the trace).

[0131]更新およびフィルタリングされた差分トレースに基づいて終点決定を実行する(ステップ1120)。この決定は、差分トレースが最小値に達したときに基づいて行われる。この決定を行うために上述の窓論理を使用する。 [0131] An endpoint determination is performed based on the updated and filtered difference trace (step 1120). This determination is made based on when the differential trace reaches a minimum value. The window logic described above is used to make this determination.

[0132]より一般的には、ステップ1104〜1112の信号処理ステップを使用して終点決定手順を向上させることができる。例えば、差分トレースを生成する代わりに、図10Aを参照して上述したように、正規化した平均スペクトルを使用して、インデックストレースを生成するスペクトルをライブラリから選択する。 [0132] More generally, the signal processing steps of steps 1104-1112 can be used to improve the endpoint determination procedure. For example, instead of generating a difference trace, a normalized average spectrum is used to select a spectrum from which to generate an index trace from the library, as described above with reference to FIG. 10A.

[0133]図12はステップ1112の正規化を示す。図からわかるように、正規化の対象として考慮されるのはスペクトルの一部(またはスペクトルの平均)のみである。本明細書において、正規化に考慮されるこの部分を正規化範囲と呼び、さらにユーザが選択できるようになっている。正規化は、正規化範囲内の最高点と最低点がそれぞれ1〜0に正規化されるように遂行される。正規化は次のとおり計算できる:
g=(1−0)/(rmax−rmin
h=1−rmax
N=Rg+h
ここで、gは利得、hはオフセット、rmaxは正規化範囲内の最高値、rminは正規化範囲内の最低値、Nは正規化後のスペクトル、Rは正規化前のスペクトルである。
FIG. 12 shows the normalization of step 1112. As can be seen, only a part of the spectrum (or spectrum average) is considered for normalization. In this specification, this portion considered for normalization is called a normalization range, and can be selected by the user. Normalization is performed such that the highest and lowest points within the normalization range are normalized to 1 to 0, respectively. Normalization can be calculated as follows:
g = (1-0) / (r max −r min )
h = 1-r max * g
N = Rg + h
Here, g is a gain, h is an offset, r max is a maximum value within the normalization range, r min is a minimum value within the normalization range, N is a spectrum after normalization, and R is a spectrum before normalization. .

[0134]図13は、複数の基準をスペクトルを用いて円滑効果を与えることを示す。トレース1302は、シングル基準スペクトル(平均値)を使用して生成された。トレース1304は3個の基準スペクトル(図8を参照して上述されたもの)を使用して生成された。トレース1306は9個の基準スペクトルを使用して生成された。図からわかるように、トレース1304に含まれているスパイクの数は、トレース1302に含まれているスパイクの数よりも少ない。つまり、トレース1304はトレース1302よりも簡略化されている。さらに、トレース1304はトレース1306よりもはっきりした降下を有しているが、この下降によって終点決定論理が終点を呼び出すことが可能になるので重要である。よりはっきりとした下降は終点決定を促進する。 [0134] FIG. 13 shows that multiple criteria are used to provide a smooth effect using a spectrum. Trace 1302 was generated using a single reference spectrum (average value). Trace 1304 was generated using three reference spectra (as described above with reference to FIG. 8). Trace 1306 was generated using nine reference spectra. As can be seen, the number of spikes included in trace 1304 is less than the number of spikes included in trace 1302. That is, the trace 1304 is simpler than the trace 1302. In addition, trace 1304 has a clearer drop than trace 1306, which is important because it allows the endpoint determination logic to call the endpoint. A clearer descent will facilitate end-point determination.

[0135]図14は、所望の基板外形を達成するためにスペクトルを使用する方法1200を示す。製品基板の研磨に予測される終点時間を決定する(ステップ1210)。いくつかの実施では、この予想される終点時間は、所定処理パラメータによって設定基板を研磨し、設定基板が所望の厚さに達する時間を決定し(例えば、従来のオフライン方法測定を用いる)、設定基板が所望の厚さに達する研磨時間を予想される終点時間として使用することで決定される。 [0135] FIG. 14 illustrates a method 1200 that uses spectra to achieve a desired substrate profile. The end point time predicted for polishing the product substrate is determined (step 1210). In some implementations, this expected endpoint time is determined by polishing the setting substrate according to predetermined processing parameters, determining the time for the setting substrate to reach a desired thickness (eg, using conventional off-line method measurements), and setting This is determined by using the polishing time for the substrate to reach the desired thickness as the expected end point time.

[0136]製品基板研磨を開始する(ステップ1218)。2基板の個以上のラジアル位置においてスペクトルを得る(ステップ1226)。各スペクトルの測定毎に基板上のラジアル位置を決定し、スペクトル測定値をこれらのラジアル点に基づいてゾーン内に入れることができる。基板は、中心ゾーン、中間ゾーン、辺縁ゾーンといった複数のゾーンを有することができる。300mmのウェーハ上において、中心ゾーンは中心から半径50mm、中間ゾーンは半径50〜約100mm、辺縁ゾーンは約100〜150mmの距離に亘っていてもよい。いくつかの実施では、基板はこれら3個よりも多いまたは少ないゾーンを有している。スペクトルを得る位置は2004年8月18日に提出の米国出願10/922、110号、“Determination of Position of Sensor Measurements During Polishing”、または米国特許第7、018、271号において説明されている方法を使用して決定することができる。これらは全ての目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。 [0136] Product substrate polishing is started (step 1218). Spectra are obtained at two or more radial positions on the two substrates (step 1226). For each spectrum measurement, the radial position on the substrate can be determined and the spectrum measurements can be placed in the zone based on these radial points. The substrate can have a plurality of zones, such as a central zone, an intermediate zone, and an edge zone. On a 300 mm wafer, the central zone may span a radius of 50 mm from the center, the intermediate zone may have a radius of 50 to about 100 mm, and the marginal zone may range from about 100 to 150 mm. In some implementations, the substrate has more or fewer zones than these three. The location where the spectrum is obtained is the method described in US application 10 / 922,110 filed August 18, 2004, “Determination of Position of Sensor Measurements Polishing”, or US Pat. No. 7,018,271. Can be determined using These are hereby incorporated by reference for all purposes.

[0137]図10Aに関連して上述したように、各ゾーンからのスペクトル(または、各ゾーンについての、基板にわたるセンサのシングルスイープで得られるゾーン内のスペクトル平均)を、スペクトルライブラリ内のスペクトルと比較する。対応するインデックス数は、スペクトルライブラリ内の比較から各ゾーンに対して決定される(ステップ1238)。 [0137] As described above in connection with FIG. 10A, the spectrum from each zone (or the spectral average within a zone obtained with a single sweep of the sensor across the substrate for each zone) is defined as the spectrum in the spectral library. Compare. A corresponding index number is determined for each zone from the comparison in the spectral library (step 1238).

[0138]ゾーンのインデックスが1または複数の終点基準と一致すると研磨が停止する。例えば、事前に選択したゾーンが所望のインデックスに到達した時、または、何れかのゾーンが所望のインデックスに最初に到達した時、あるいは、各ゾーンで所望のインデックスが達成された時に研磨を停止できる(ステップ1244)。各ゾーンの所望のインデックスは、最終的に所望の基板の外形によって決定される。研磨完了後の基板を平坦な外形にしたり、均等な酸化物膜を設ける場合には、全てのゾーンで得られたスペクトルが同一またはほぼ同一でなければならず、また、全てのゾーンが同一または類似の所望のインデックス数を有する。 [0138] Polishing stops when the zone index matches one or more endpoint criteria. For example, polishing can be stopped when a preselected zone reaches the desired index, or when any zone first reaches the desired index, or when the desired index is achieved in each zone. (Step 1244). The desired index for each zone is ultimately determined by the desired substrate geometry. When the substrate after polishing is flattened or provided with a uniform oxide film, the spectra obtained in all zones must be the same or nearly the same, and all zones are the same or Has a similar desired index number.

[0139]全てのゾーン内の最終的なインデックス数が所望の最終インデックス数と等しくなるように、ゾーン内での研磨速度を、フィードバックループを使用して調整することができる。図15は、予想された終点時間において所望の基板外形を得るために研磨処理を調整する1つの方法1400を示す。予想された終点時間における所望のインデックス数は基板上の各ゾーンに決定される(ステップ1402)。研磨が開始し(ステップ1404)、基板が上述したとおりに光学監視されることで、基板上の全てのゾーンにインデックストレースが決定される(ステップ1406)。研磨処理を安定させる初回遅延時間の後に、時間に従ったインデックスの変化速度が計算される(時間を表すものとしてプラテン回転数を使用できる)(ステップ1408)。インデックスの変更速度は、異なる時間にインデックスを生成したスペクトル測定どうしの間に経過したプラテン回転数で割った、2つの異なる時間におけるインデックスの差分として単純に算出できる。インデックス数の変化速度は研磨速度を表す。典型的には、どの研磨パラメータにも変化がない場合には、研磨速度は一定していると仮定できる。 [0139] The polishing rate in the zone can be adjusted using a feedback loop so that the final index number in all zones is equal to the desired final index number. FIG. 15 illustrates one method 1400 for adjusting the polishing process to obtain a desired substrate profile at an expected end point time. The desired number of indices at the expected end time is determined for each zone on the substrate (step 1402). Polishing begins (step 1404) and the substrate is optically monitored as described above to determine index traces for all zones on the substrate (step 1406). After the initial delay time that stabilizes the polishing process, the rate of change of the index according to time is calculated (the platen speed can be used to represent time) (step 1408). The index change rate can simply be calculated as the difference between the indexes at two different times divided by the number of platen revolutions that passed between the spectral measurements that generated the index at different times. The change rate of the index number represents the polishing rate. Typically, if there is no change in any polishing parameter, it can be assumed that the polishing rate is constant.

[0140]各ゾーンについてのインデックスの変化速度を使用してインデックストレースを補外することで、関連するゾーンに予想された終点時間に達成されるインデックス数を決定することができる(ステップ1412)。予想された終点時間に所望のインデックス数を超えた、または未だこの数に達していない場合には、必要に応じて研磨速度を上方または下方に調整することができる(ステップ1420)。予想された終点時間に所望のインデックス数に達した場合には、調整は必要ない。2個以上の外挿と調整がなされるべきかどうかの決定は、研磨シーケンスにわたって生じ得る。研磨速度の調整を行う必要があるかどうかの決定には、研磨終点の発生時に所望のインデックス数が達成されるかどうかの決定と、最終インデックスが所望の最終インデックス数からの許容可能な範囲内に入るかどうかの決定とが含まれる。 [0140] By extrapolating the index trace using the rate of change of the index for each zone, the number of indexes achieved at the expected endpoint time for the associated zone can be determined (step 1412). If the desired index number is exceeded or not yet reached at the expected end time, the polishing rate can be adjusted up or down as needed (step 1420). If the desired number of indexes is reached at the expected end time, no adjustment is necessary. The determination of whether two or more extrapolations and adjustments should be made can occur over the polishing sequence. The determination of whether or not the polishing rate needs to be adjusted includes determining whether the desired index number is achieved when the polishing endpoint occurs and that the final index is within an acceptable range from the desired final index number. And whether or not to enter.

[0141]いくつかの実施では、例えば中心ゾーンのような1つのゾーンに予想される終点時間を決定する。次に、必要に応じてこの他のゾーン内の研磨速度を調整することで、これらゾーンの所望の終点が、中心ゾーンのような選択されたゾーンに予想される終点時間と同時に達成される。研磨速度は、例えばキャリアヘッド内部における対応ゾーン内の圧力を増減することで調整できる。例えば米国公報第2005−0211377号で説明されているキャリアヘッドのようないくつかのキャリアヘッドにおいては、キャリアヘッドは調整可能な圧力ゾーンを有する。研磨速度の変化は圧力の変化に直接比例すると仮定でき、これは例えば、単純なプレストニアン(Prestonian)モデルである。これに加えて、プラテンまたはヘッド回転速度の影響、異なるヘッド圧力の組み合わせの2次効果、研磨温度、スラリー流、また、研磨速度に影響するこれ以外のパラメータを考慮した、基板を研磨するための制御モデルを開発することが可能である。 [0141] In some implementations, an expected endpoint time is determined for a zone, such as a central zone. Then, by adjusting the polishing rate in this other zone as necessary, the desired endpoints of these zones are achieved simultaneously with the expected endpoint time for the selected zone, such as the central zone. The polishing rate can be adjusted, for example, by increasing or decreasing the pressure in the corresponding zone inside the carrier head. In some carrier heads, such as the carrier head described in US Publication No. 2005-0211377, for example, the carrier head has an adjustable pressure zone. It can be assumed that the change in polishing rate is directly proportional to the change in pressure, for example, a simple Prestonian model. In addition to this, the effect of the platen or the head rotation speed, the secondary effect of the combination of different head pressures, the polishing temperature, the slurry flow, and other parameters that affect the polishing speed are considered for polishing the substrate. It is possible to develop a control model.

[0142]さらに、方法800において上述したスペクトルに基づく終点決定論理を使用して研磨終点を決定することができ、また、この終点決定論理を研磨処理の調整と共に使用して、所望の基板外形を得ることもできる。各ゾーンの相対厚さは、ゾーン間の差分を使用して、ステップ806に関連して上で提供された方程式から決定される。基板の研磨時にスペクトルが得られ、このスペクトルがゾーン内に入れられる。場合により、スペクトルに信号の処理およびフィルタリングを付加する。各ゾーンについて収集したスペクトルと、所定基準スペクトルとに対して2乗誤差和計算を適用する。所定基準スペクトルは、研磨終点に達した際に得たスペクトルである。 [0142] Further, the endpoint determination logic based on the spectrum described above in method 800 can be used to determine the polishing endpoint, and this endpoint determination logic can be used in conjunction with the polishing process to provide a desired substrate profile. It can also be obtained. The relative thickness of each zone is determined from the equations provided above in connection with step 806 using the differences between the zones. A spectrum is obtained when the substrate is polished, and this spectrum is placed in the zone. Optionally, signal processing and filtering is added to the spectrum. A square error sum calculation is applied to the spectrum collected for each zone and the predetermined reference spectrum. The predetermined reference spectrum is a spectrum obtained when the polishing end point is reached.

[0143]基準スペクトルを伴った2乗誤差和が1つのゾーン内の最小値に接近すると、任意のゾーンにおける研磨速度に対して変更するべきかどうかを決定するために、他のゾーンの研磨圧力の検査が行われる。2乗誤差和が最小値に接近しているゾーンにおける研磨速度は減少され、他のゾーンにおける研磨速度は増加し得る。研磨全体に亘って2乗誤差和を分析し、これにより、研磨シーケンスの初期において研磨速度の調整の変更を行うこともできる。方法1400で説明した方法とは異なり、この方法では、スペクトルライブラリからの研磨スペクトルとインデックス数の間の相関を必要としない。 [0143] When the sum of squared errors with a reference spectrum approaches the minimum value in one zone, the polishing pressures of the other zones are determined to determine whether to change for the polishing rate in any zone. Inspection is performed. The polishing rate in the zone where the sum of squared errors is approaching the minimum value can be reduced and the polishing rate in the other zones can be increased. It is also possible to analyze the sum of square errors over the entire polishing, and thereby change the adjustment of the polishing rate at the beginning of the polishing sequence. Unlike the method described in method 1400, this method does not require a correlation between the polished spectrum from the spectral library and the index number.

[0144]図16を参照すると、例えば基板表面全体にかけて均一な厚さを有するといったように具体的な外形が望ましい場合には、時間に従ったインデックス数の変化で表される研磨速度の傾斜を監視し、さらに研磨速度の調整を行うことができる。研磨安定期間1505の後に、中心ゾーン1510、辺縁ゾーン1515、これらの間の中間ゾーン1520においてスペクトルが得られる。ここでは、ゾーンは円形または環状形のゾーンである。各スペクトルは対応するインデックスと相関される。この処理をプラテン回転の回数だけ、または時間にかけて繰り返し、さらに、中心ゾーン1510、中間ゾーン1520、辺縁ゾーン1515のそれぞれにおける研磨速度を決定する。研磨速度は、インデックス1530(y軸)を回転数1535(x軸)に従ってプロットして得た線の傾斜で表される。いずれかの速度が他のものよりも速いまたは遅いような場合には、これのゾーン内の速度を調整することができる。ここでは、この調整は中心ゾーン1510の終点Cに基づいている。現在の基板に十分なデータ点またはプラテン回数が収集された後に、中心ゾーンにおおよその研磨終点(「EDP」)、または推定された終点時間(「EET」)が決定される。各プラテン回転の後にEETが再計算される。研磨処理中の最初の研磨時間Tに、中間ゾーン1520での研磨速度が減速し、辺縁ゾーンでの研磨速度が増加する。中間ゾーン1520で研磨速度を調整しなければ、中間ゾーンは基板の他のゾーンよりも速く、過剰研磨速度M速度で研磨されるようになる。辺縁ゾーン1515の研磨速度Tを調整しなければ、辺縁ゾーン1515の研磨は速度Eで研磨不足となる。 [0144] Referring to FIG. 16, if a specific contour is desired, such as having a uniform thickness over the entire substrate surface, the slope of the polishing rate represented by the change in index number over time is shown. It is possible to monitor and further adjust the polishing rate. After the polishing stabilization period 1505, spectra are obtained in the central zone 1510, the marginal zone 1515, and the intermediate zone 1520 between them. Here, the zone is a circular or annular zone. Each spectrum is correlated with a corresponding index. This process is repeated for the number of platen rotations or over time, and the polishing rate in each of the center zone 1510, the intermediate zone 1520, and the edge zone 1515 is determined. The polishing rate is represented by the slope of a line obtained by plotting the index 1530 (y axis) according to the number of revolutions 1535 (x axis). If either speed is faster or slower than the others, the speed in this zone can be adjusted. Here, this adjustment is based on the end point CE of the central zone 1510. After sufficient data points or platen times have been collected for the current substrate, an approximate polishing endpoint (“EDP”) or estimated endpoint time (“EET”) is determined in the central zone. The EET is recalculated after each platen rotation. The first polishing time T 1 of the during the polishing process, the polishing speed in the intermediate zone 1520 is decelerated, the polishing rate at the edge zones is increased. To be adjusted polishing rate in the middle zone 1520, the intermediate zone faster than other zones of the substrate, it will be polished with an excess polishing speed M A speed. To be adjusted polishing rate T 1 of the edge zone 1515, the polishing of the edge zone 1515 becomes insufficient polishing at a rate E u.

[0145]研磨処理中の後続の時間(T)でも、必要であれば速度を調整することが可能である。この研磨処理における目標は、基板の表面が平坦になった場合、あるいは比較的平坦な表面全体にかけて酸化物層である場合に研磨を終了することである。研磨速度の調整量を決定する1つの方法は、中心、中間、辺縁ゾーンのそれぞれのインデックスが、ほぼ研磨終点EDPにおいて等しくなるように速度の調整を行うというものである。そのため、辺縁ゾーンにおける研磨速度は調整が必要であるが、中心および中間ゾーンがT以前と同じ速度で研磨される。EDPは、中心ゾーンの近似直線が所望のASLレベルに達した場合に決定される。これ以外の全てのゾーンは、これらの近似直線が同時にASLレベルと交差するために可能な限り接近するように制御される。 [0145] Even at a subsequent time (T 2 ) during the polishing process, the speed can be adjusted if necessary. The goal in this polishing process is to finish polishing when the surface of the substrate becomes flat or when it is an oxide layer over the entire relatively flat surface. One method of determining the amount of adjustment of the polishing speed is to adjust the speed so that the indices of the center, middle, and edge zones are substantially equal at the polishing end point EDP. Therefore, the polishing rate in the edge zone it is necessary to adjust the center and intermediate zones are polished at the same speed as the T 2 previously. The EDP is determined when the approximate straight line of the central zone reaches the desired ASL level. All other zones are controlled so that these approximate lines are as close as possible to simultaneously cross the ASL level.

[0146]具体的な外形を達成するために研磨速度のスペクトルに基づく観察を使用する別の方法には、第1基板を研磨し、研磨速度を監視し、この後に研磨される基板に対して磨速度情報を供給するというものがある。図17を参照すると、第1設定基板が研磨され、さらに、中心ゾーン1610、中間ゾーン1620、辺縁ゾーン1630の研磨速度と相対酸化物厚さを決定するスペクトルが得られる。中間ゾーン1620、中心ゾーン1610、辺縁ゾーン1630の開始インデックスはそれぞれM、C、Eで表される。中心ゾーン1610は、ターゲットスペクトルに選択される終点Cスペクトルを有する。現在のウェーハの研磨の最後に、他の2つのゾーンが、中心終点Cのインデックスからの閾距離1640に入るインデックス数を有する場合には、次のウェーハの辺縁ゾーン1630または中間ゾーン1620の研磨速度を調整する必要はない。同様に、研磨中の研磨速度とインデックス数が許容範囲1650内にある場合にも、辺縁ゾーン1630または中間ゾーン1620に調整を行う必要はない。ここでは、研磨の最後に、中間ゾーンMEの終点はこの中間ゾーンが過剰研磨されたことを示し、辺縁ゾーンEの終点はこの辺縁ゾーンが研磨不足であることを示している。その結果、後続のウェーハでは、研磨速度パラメータを、全てのゾーンE、M、Cの終点における厚さが許容範囲1640内に入るように調整することになる。図18は、次のウェーハのゾーンE、M、Cに予想される信号の発生を表す。 [0146] Another method of using observation based on the polishing rate spectrum to achieve a specific profile is to polish the first substrate, monitor the polishing rate, and then against the subsequently polished substrate. There is one that supplies polishing speed information. Referring to FIG. 17, the first setting substrate is polished, and a spectrum that determines the polishing rate and relative oxide thickness of the center zone 1610, the intermediate zone 1620, and the edge zone 1630 is obtained. The start indexes of the intermediate zone 1620, the center zone 1610, and the edge zone 1630 are represented by M O , C O , and E O , respectively. The central zone 1610 has an endpoint CE spectrum that is selected for the target spectrum. At the end of polishing the current wafer, if the other two zones have an index number that falls within the threshold distance 1640 from the index of the center endpoint CE , then the next wafer edge zone 1630 or intermediate zone 1620 There is no need to adjust the polishing rate. Similarly, even when the polishing rate and the number of indexes during polishing are within the allowable range 1650, it is not necessary to adjust the edge zone 1630 or the intermediate zone 1620. Here, the end of the polishing end point of the intermediate zone ME indicates that this intermediate zone is excessively polished, ending the marginal zone E E is a show that this edge zone it is insufficient polishing. As a result, in subsequent wafers, the polishing rate parameter is adjusted so that the thicknesses at the end points of all zones E, M, and C are within the allowable range 1640. FIG. 18 represents the expected signal generation in zones E, M, C of the next wafer.

[0147]図18を参照すると、イン・シトゥー調整を使用した場合の研磨処理中に、研磨速度を例えば4回、3回、2回または1回のみといったように数回変更するだけにすることが好ましい。調整は、研磨処理の開始時付近、中間、終了近くに行うことができる。インデックス数を設けたスペクトルに関連して、各ゾーンにおける研磨の直線比較が作成され、また、研磨処理を制御し、複雑なソフトウェアまたは処理ステップを不要にする方法を決定するのに必要な計算が単純化される。 [0147] Referring to FIG. 18, during the polishing process when in-situ adjustment is used, the polishing rate is only changed several times, such as four times, three times, two times or only once. Is preferred. The adjustment can be performed near the start of the polishing process, in the middle, and near the end. In relation to the indexed spectrum, a linear comparison of the polishing in each zone is created and the calculations necessary to determine how to control the polishing process and eliminate the need for complex software or processing steps. Simplified.

[0148]基板の差分ゾーンから得られたスペクトルは基板プロファイルを得ることができるが、酸化物層の絶対厚さを提供する必要はない。そのため、ここで説明しているいくつかのスペクトルに基づく研磨速度調整方法を使用して、基板全体にかけての酸化物相対厚さを監視することができる。これらスペクトルに基づく方法は、基板のゾーン内での研磨速度の決定および調整を行うために使用できるので、スペクトルに基づく方法は、続いて起こる基板の厚さ変化と、ウェーハの非均一性において誘発された研磨とを補正することができる。 [0148] Although the spectrum obtained from the difference zone of the substrate can yield a substrate profile, it is not necessary to provide the absolute thickness of the oxide layer. As such, the polishing rate adjustment method based on several spectra described herein can be used to monitor the relative oxide thickness across the substrate. Since these spectral-based methods can be used to determine and adjust the polishing rate within the zone of the substrate, the spectral-based method induces subsequent substrate thickness changes and wafer non-uniformity. The polished polishing can be corrected.

[0149]ここで説明しているように、相対厚さを使用して所望の基板外形を達成することができる。上述した例のうちのいくつかでは、研磨後の所望の基板外形は平坦外形である。しかし、平坦以外の外形を達成することも可能である。多くの場合、基板は2個以上のプラテン上で研磨される。1つのゾーンを他のゾーンよりも高速で固有に研磨する研磨処理がいくつか知られている。この非均一研磨を補正するために、第1プラテンでの研磨を、例えば次のプラテン上ではより高速に研磨される1つのゾーンを、他のゾーンよりも厚く残すように制御することができる。この厚さの差分は、ターゲットインデックス数の差分や、1つのゾーンの終了インデックス数と他のゾーンの終了インデックス数の間の割合を選択することで達成できる。 [0149] As described herein, relative thickness can be used to achieve a desired substrate profile. In some of the examples described above, the desired substrate profile after polishing is a flat profile. However, it is also possible to achieve contours other than flat. In many cases, the substrate is polished on two or more platens. Several polishing processes are known that inherently polish one zone at a higher speed than the other zones. In order to correct this non-uniform polishing, the polishing on the first platen can be controlled, for example, to leave one zone that is polished faster on the next platen thicker than the other zones. This difference in thickness can be achieved by selecting a difference in the number of target indexes or a ratio between the number of end indexes in one zone and the number of end indexes in another zone.

[0150]本発明の実施形態、および本明細書中で説明した全ての機能動作は、デジタル電子回路要素内で、または、本明細書およびこれの構造同等物、あるいはこれらの組み合わせにおいて開示された構造手段を含む、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア内で実現することが可能である。本発明の実施形態は、1つ以上のコンピュータプログラム製品として、即ち、例えばプログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、複数のプロセッサまたはコンピュータのようなデータ処理装置によって実行される、またはこれの動作を制御するための、マシン読み出し可能な記憶装置のような情報キャリアや伝播信号内で実際に具現化される1つ以上のコンピュータプログラムとして実現することができる。コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、コードとしても公知)は、コンパイルされた言語や翻訳された言語を含む任意のプログラム言語形式で書くことができ、さらに、コンポーネント、サブルーチン、これ以外の、計算環境での使用に適したユニットをスタンドアロンプログラムまたはモジュールとして含む任意の形式で展開することが可能である。コンピュータプログラムは必ずしもファイルに関連していない。プログラムは、他のプログラム又はデータを保持するファイルの一部、質問またはコーディネートされた複数のファイル(例えば、1または複数のモジュール、サブプログラム、コードの各部を記憶するファイル)内のプログラムに専念された単一ファイルに記憶することができる。コンピュータプログラムは、1台のコンピュータ上、あるいは1箇所に設置された、または複数個所に分散され通信ネットワークでつながれた数台のコンピュータ上で実行されるように展開することができる。 [0150] Embodiments of the present invention, and all functional operations described herein, have been disclosed within digital electronic circuit elements, or in the present specification and its structural equivalents, or combinations thereof. It can be implemented in computer software, firmware, hardware, including structural means. Embodiments of the present invention are implemented as one or more computer program products, i.e., for example, by a programmable processor, computer, multiple processors or a data processing device such as a computer, or to control the operation thereof. It can be realized as one or more computer programs that are actually embodied in an information carrier or propagation signal, such as a machine readable storage device. Computer programs (also known as programs, software, software applications, and codes) can be written in any programming language format, including compiled and translated languages, plus components, subroutines, and other computations It can be deployed in any form including units suitable for use in the environment as stand-alone programs or modules. A computer program is not necessarily associated with a file. A program is devoted to a program within another program or part of a file that holds data, a question or coordinated files (eg, a file that stores one or more modules, subprograms, parts of code) Can be stored in a single file. The computer program can be expanded so as to be executed on one computer, or on several computers installed in one place or distributed in a plurality of places and connected via a communication network.

[0151]本明細書中で説明した処理フローおよび論理フローは、データの入力と出力の生成を行うことによって機能を実効する1つ以上のコンピュータプログラムを実行している、1つ以上台のプログラム可能なプロセッサによって実現することができる。プロセスフローおよび論理フローは、例えばFPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)やASIC(アプリケーション特化型集積回路)のような特殊用途論理回路によって実現することができ、さらに、装置をこのような特殊用途論理回路として実現することも可能である。 [0151] The processing flow and logic flow described herein are one or more programs that execute one or more computer programs that perform functions by inputting data and generating output. It can be realized by a possible processor. The process flow and logic flow can be implemented by special purpose logic circuits such as, for example, FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the device can be further configured with such special purpose logic circuits. It is also possible to realize.

[0152]上述した研磨装置および方法は、様々な研磨システムに適用できる。研磨パッドまたはキャリアヘッド、あるいはこれらの両方は、研磨面と基板の間の相対動作を提供するように移動できる。例えば、プラテンは回転ではなく軌道旋回することができる。研磨パッドは、プラテンに固着された円形(またはこれ以外の形状)のパッドであってもよい。終点検出システムのいくつかの態様は、例えば、研磨パッドが連続している、あるいはリール・ツー・リールベルトが直線方向に移動する直線研磨システムに適用することができる。研磨層は標準的な(例えば、充填材を含む、または含まないポリウレタン)研磨材料、柔軟な材料、固定研磨材料であってもよい。相対位置決め方式を使用できる:研磨表面と基板を垂直方位またはこれ以外の方位に保持できることが理解されるべきである。 [0152] The polishing apparatus and method described above can be applied to various polishing systems. The polishing pad and / or carrier head can be moved to provide relative movement between the polishing surface and the substrate. For example, the platen can orbit instead of rotating. The polishing pad may be a circular (or other shape) pad fixed to the platen. Some aspects of the endpoint detection system can be applied, for example, to a linear polishing system in which the polishing pad is continuous or the reel-to-reel belt moves in a linear direction. The abrasive layer may be a standard (eg, polyurethane with or without filler) abrasive material, a flexible material, a fixed abrasive material. It should be understood that a relative positioning scheme can be used: the polishing surface and the substrate can be held in a vertical or other orientation.

[0153]本発明の具体的な実施形態を説明してきた。これ以外の実施形態も特許請求の範囲内に包括される。例えば、特許請求項で引用した動作を異なる順序で実行しても、所望の結果を達成することが可能である。 [0153] Specific embodiments of the invention have been described. Other embodiments are within the scope of the claims. For example, it is possible to achieve a desired result even if the operations cited in the claims are performed in a different order.

[0022]
化学機械的研磨装置を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 研磨パッド窓の実施を示す。 噴射システムの実施を示す。 噴射システムの代替実施を示す。 研磨パッドの頭上図であり、イン・シトゥー測定値を採取する場所を示している。 イン・シトゥー測定値から得たスペクトルを示す。 研磨の進行に従ったイン・シトゥー測定値から得たスペクトルの回転を図示する。 ターゲットスペクトルを得る方法を示す。 基準スペクトルを得る方法を示す。 終点決定方法を示す。 終点決定方法を示す。 終点決定の代替方法を示す。 終点決定の代替方法を示す。 終点決定の別の代替方法を示す。 終点決定の別の代替方法を示す。 終点決定の実施を示す。 スペクトルの最大/最小正規化を図示する。 複数の基準スペクトルの提供を使用した簡略化効果を図示する。 研磨中にゾーン内でスペクトルを得る方法を示す。 所望の外形を達成するためにゾーン内の研磨速度を調整する方法を示す。 研磨速度を調整する処理を研磨進行対時間において表したグラフを示す。 研磨速度を調整しない処理を研磨進行対時間において表したグラフを示す。 研磨制御の前送り方法を使用する処理を、研磨進行対時間において表したグラフを示す。
[0022]
1 shows a chemical mechanical polishing apparatus. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Figure 5 illustrates a polishing pad window implementation. Fig. 2 shows an implementation of an injection system. Fig. 4 shows an alternative implementation of an injection system. FIG. 3 is an overhead view of a polishing pad, showing where in-situ measurements are taken. The spectrum obtained from in situ measurements is shown. Figure 8 illustrates the rotation of the spectrum obtained from in situ measurements as the polishing progresses. A method for obtaining a target spectrum will be described. A method for obtaining a reference spectrum is shown. The end point determination method is shown. The end point determination method is shown. An alternative method of end point determination is shown. An alternative method of end point determination is shown. Fig. 4 shows another alternative method of determining the end point. Fig. 4 shows another alternative method of determining the end point. Indicates the implementation of end point determination. Figure 8 illustrates the maximum / minimum normalization of the spectrum. Fig. 6 illustrates a simplification effect using provision of multiple reference spectra. A method for obtaining a spectrum within a zone during polishing is shown. A method of adjusting the polishing rate in the zone to achieve the desired profile is shown. The graph which represented the process which adjusts a grinding | polishing speed in grinding | polishing progress versus time is shown. The graph which represented the process which does not adjust a grinding | polishing speed in grinding | polishing progress versus time is shown. Fig. 6 shows a graph representing the process using the advance method of polishing control in polishing progress versus time.

10…基板、20…研磨装置、24…プラテン、25…軸、30…研磨パッド、32…外部の研磨層、34…柔軟な裏張り層、38…スラリー、51…光源、52…光検出器、53…光学ヘッド、70…キャリアヘッド、72…支持構造、202…ポリウレタン部分、204…石英部分、206…頂面、208…研磨面、210…底面、302…ガス源、304…搬送ライン、306…搬送ノズル、308…吸引ノズル、310…真空ライン、312…真空源、314…透明な頂面、402…ガス源、404…搬送ライン、406…搬送ノズル、408…吸引ノズル、410…真空ライン、412…真空源、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511…点、602、604、606…スペクトル、801、803…トレース、805…閾値、807…最小値、901、903…トレース、905…閾値範囲、907…ターゲット差分、1003…トレース、1005…線、1302、1304、1306…トレース、1505…研磨安定期間、1510…中心ゾーン、1515…辺縁ゾーン、1520…中間ゾーン、1530…インデックス、1610…中心ゾーン、1520…中間ゾーン、1630…辺縁ゾーン、1640…許容可能な範囲、1650…許容範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate, 20 ... Polishing device, 24 ... Platen, 25 ... Shaft, 30 ... Polishing pad, 32 ... External polishing layer, 34 ... Flexible backing layer, 38 ... Slurry, 51 ... Light source, 52 ... Photo detector 53 ... Optical head, 70 ... Carrier head, 72 ... Support structure, 202 ... Polyurethane part, 204 ... Quartz part, 206 ... Top surface, 208 ... Polishing surface, 210 ... Bottom surface, 302 ... Gas source, 304 ... Conveyance line, 306 ... Conveying nozzle, 308 ... Suction nozzle, 310 ... Vacuum line, 312 ... Vacuum source, 314 ... Transparent top surface, 402 ... Gas source, 404 ... Conveying line, 406 ... Conveying nozzle, 408 ... Suction nozzle, 410 ... Vacuum Line, 412 ... Vacuum source, 501, 502, 503, 504, 505, 506, 507, 508, 509, 510, 511 ... Point, 602, 604, 606 ... Spare Toll, 801, 803 ... Trace, 805 ... Threshold, 807 ... Minimum value, 901, 903 ... Trace, 905 ... Threshold range, 907 ... Target difference, 1003 ... Trace, 1005 ... Line, 1302, 1304, 1306 ... Trace, 1505 ... Stable polishing period, 1510 ... Center zone, 1515 ... Edge zone, 1520 ... Intermediate zone, 1530 ... Index, 1610 ... Center zone, 1520 ... Intermediate zone, 1630 ... Edge zone, 1640 ... Allowable range, 1650 ... Tolerance

Claims (100)

コンピュータによって実現される方法であって、
基準スペクトルを選択するステップであって、前記基準スペクトルが、第1基板上にあり、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色光のスペクトルであり、前記基準スペクトルが具体的なスペクトルに基づく終点決定論理について、前記具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することにより終点が呼び出されると前記ターゲット厚さが達成されるように経験的に選択されるステップと、
現在のスペクトルを得るステップであって、前記現在のスペクトルが、第2基板上にあり、前記ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する対象膜で反射された白色光のスペクトルであり、前記第2基板上の前記対象膜には研磨ステップが施されるステップと、
前記第2基板について、前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定するステップであって、前記決定は、前記基準スペクトルおよび前記現在のスペクトルに基づいているステップと
を備える、コンピュータによって実現される方法。
A computer-implemented method comprising:
Selecting a reference spectrum, wherein the reference spectrum is a spectrum of white light on a first substrate and reflected by a target film thicker than a target thickness, and the reference spectrum is based on a specific spectrum For endpoint determination logic, empirically selected such that the target thickness is achieved when the endpoint is invoked by applying endpoint logic based on the specific spectrum;
Obtaining a current spectrum, wherein the current spectrum is a spectrum of white light on a second substrate and reflected by a target film having a current thickness greater than the target thickness; A step of polishing the target film on two substrates;
Determining, for the second substrate, whether an end point of the polishing step has been reached, wherein the determination comprises a step based on the reference spectrum and the current spectrum. Method.
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定するステップが、
前記基準スペクトルと前記現在のスペクトル間の差分を計算する工程と、
前記差分が閾値に達すると前記終点を呼び出す工程と、
を含む、請求項1に記載の方法。
Determining whether an end point of the polishing step has been reached,
Calculating a difference between the reference spectrum and the current spectrum;
Calling the end point when the difference reaches a threshold;
The method of claim 1 comprising:
前記研磨ステップで使用するプラテンの1回転毎に現在のスペクトルが得られ、
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定するステップが、複数の点を含む差分トレースを生成する工程を含み、前記複数の点のそれぞれが、前記プラテンの1回転につき得られた前記基準スペクトルと前記現在のスペクトル間の算出された差分を表す、請求項2に記載の方法。
A current spectrum is obtained for each rotation of the platen used in the polishing step,
Determining whether an end point of the polishing step has been reached includes generating a differential trace that includes a plurality of points, each of the plurality of points being obtained per rotation of the platen. The method of claim 2, wherein the method represents a calculated difference between the current spectrum and the current spectrum.
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定するステップが、研磨ステップが達成された、前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定するステップを含む、請求項3に記載の方法。 4. The method of claim 3, wherein determining whether an end point of the polishing step has been reached comprises determining whether the difference trace has reached a minimum value when a polishing step has been achieved. 前記研磨ステップの前記終点に達したかどうかを決定するステップが、前記差分トレースが前記最小値よりも上の閾値にまで上昇したかどうかを決定する工程を含む、請求項4に記載の方法。 The method of claim 4, wherein determining whether the endpoint of the polishing step has been reached comprises determining whether the differential trace has risen to a threshold above the minimum value. 前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定するステップが、前記差分トレースの傾斜を計算する工程を含む、請求項4に記載の方法。 The method of claim 4, wherein determining whether the difference trace has reached a minimum includes calculating a slope of the difference trace. 前記差分トレースを簡略化するためにフィルタを付加するステップをさらに備える、請求項3に記載の方法。 The method of claim 3, further comprising adding a filter to simplify the difference trace. 前記現在のスペクトルと前記基準スペクトルのそれぞれが最大/最小増幅を呈し、
前記現在のスペクトルが、前記現在のスペクトルの前記最大/最小増幅が前記基準スペクトルの最大/最小増幅と同じまたは類似するよう正規化される、請求項1に記載の方法。
Each of the current spectrum and the reference spectrum exhibits maximum / minimum amplification;
The method of claim 1, wherein the current spectrum is normalized such that the maximum / minimum amplification of the current spectrum is the same or similar to the maximum / minimum amplification of the reference spectrum.
前記現在のスペクトルと前記基準スペクトルのそれぞれが、前記対象膜以外の媒体によって寄与された光反射を除去するために正規化される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein each of the current spectrum and the reference spectrum is normalized to remove light reflections contributed by media other than the target film. 現在のスペクトルを得るステップが、前記第2基板のスクライブラインで反射された光からのものでない現在のスペクトルを得る工程を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein obtaining a current spectrum comprises obtaining a current spectrum that is not from light reflected by a scribe line of the second substrate. 機械読み取り可能な媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作をさせる命令を備え、前記動作には、
基準スペクトルを選択する動作が含まれ、前記基準スペクトルが、第1基板上にあり、ターゲット厚さよりも厚い対象膜で反射された白色光のスペクトルであり、前記基準スペクトルが、具体的なスペクトルに基づく終点決定論理について、前記具体的なスペクトルに基づく終点論理を適用することで終点が呼び出されると前記ターゲット厚さが達成されるように、経験的に選択され、
現在のスペクトルを得る動作がさらに含まれ、前記現在のスペクトルが、第2基板上にあり、ターゲット厚さよりも厚い現在の厚さを有する対象膜で反射された白色光のスペクトルであり、前記第2基板上の対象膜には研磨ステップが施され、
前記第2基板について、前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する動作がさらに含まれ、前記決定ステップが、前記基準スペクトルと前記現在のスペクトルに基づいている、コンピュータ製品。
A computer program product stored on a machine-readable medium, the product comprising instructions that cause a processor to perform the following operations:
An operation of selecting a reference spectrum is included, wherein the reference spectrum is a spectrum of white light on a first substrate and reflected by a target film thicker than a target thickness, and the reference spectrum is a specific spectrum. For the endpoint determination logic based, it is chosen empirically such that the target thickness is achieved when the endpoint is invoked by applying the specific spectrum based endpoint logic,
An operation of obtaining a current spectrum is further included, wherein the current spectrum is a spectrum of white light on a second substrate and reflected by a target film having a current thickness greater than a target thickness; The target film on the two substrates is subjected to a polishing step,
A computer product, further comprising, for the second substrate, determining whether the end of the polishing step has been reached, the determining step being based on the reference spectrum and the current spectrum.
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する命令が、
前記基準スペクトルと前記現在のスペクトル間の差分を計算させる命令と、
前記差分が閾値に達すると前記終点を呼び出す命令とを含む、請求項11に記載のコンピュータプログラム製品。
An instruction to determine whether the end point of the polishing step has been reached,
Instructions to calculate the difference between the reference spectrum and the current spectrum;
The computer program product of claim 11, comprising: an instruction to call the end point when the difference reaches a threshold value.
現在のスペクトルを得る命令が、前記研磨ステップで使用するプラテンの各回転毎に現在のスペクトルを得る命令を含み、
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する命令が、複数の点を含む差分トレースを生成する命令を含んでおり、前記複数の点のそれぞれが、前記基準スペクトルと前記プラテンの1回転毎に得られた前記現在のスペクトルとの間の算出された差分を表す、請求項12に記載のコンピュータプログラム製品。
Instructions for obtaining a current spectrum include instructions for obtaining a current spectrum for each rotation of the platen used in the polishing step;
The instruction to determine whether the end point of the polishing step has been reached includes an instruction to generate a differential trace that includes a plurality of points, each of the plurality of points being each revolution of the reference spectrum and the platen. The computer program product of claim 12, wherein the computer program product represents a calculated difference between the current spectrum obtained from
前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する命令が、前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定する命令を含む、請求項13に記載のコンピュータプログラム製品。 The computer program product of claim 13, wherein instructions for determining whether an end point of the polishing step has been reached include instructions for determining whether the differential trace has reached a minimum value. 前記研磨ステップの終点に達したかどうかを決定する命令が、前記差分トレースが前記最小値よりも上の閾値にまで上昇したかどうかを決定する命令を含む、請求項14に記載のコンピュータプログラム製品。 The computer program product of claim 14, wherein the instructions for determining whether an end point of the polishing step has been reached comprises instructions for determining whether the differential trace has risen to a threshold above the minimum value. . 前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定する命令が、前記差分トレースの傾斜を計算する命令を含む、請求項14に記載のコンピュータプログラム製品。 The computer program product of claim 14, wherein the instructions for determining whether the difference trace has reached a minimum include instructions for calculating a slope of the difference trace. 前記トレースを簡略化するためにフィルタを付加する命令をさらに備える、請求項13に記載のコンピュータプログラム製品。 The computer program product of claim 13, further comprising instructions for adding a filter to simplify the trace. 前記現在のスペクトルと前記基準スペクトルのそれぞれが最大/最小増幅を呈し、
前記製品がさらに、前記現在のスペクトルを、前記現在のスペクトルの最大/最小増幅が前記基準スペクトルの最大/最小増幅と同一となる、または類似するように正規化する命令を備える、請求項11に記載のコンピュータプログラム製品。
Each of the current spectrum and the reference spectrum exhibits maximum / minimum amplification;
The product further comprises instructions for normalizing the current spectrum such that maximum / minimum amplification of the current spectrum is the same as or similar to maximum / minimum amplification of the reference spectrum. The computer program product described.
前記対象膜以外の媒体によって寄与された光反射を除去するために、前記現在のスペクトルと前記基準スペクトルのそれぞれを正規化する命令をさらに備える、請求項11に記載のコンピュータプログラム製品。 The computer program product of claim 11, further comprising instructions for normalizing each of the current spectrum and the reference spectrum to remove light reflections contributed by media other than the target film. 現在のスペクトルを得る命令が、前記第2基板のスクライブラインで反射された光からのものではない現在のスペクトルを得る命令を含む、請求項11に記載のコンピュータプログラム製品。 12. The computer program product of claim 11, wherein the instructions for obtaining a current spectrum include instructions for obtaining a current spectrum that is not from light reflected by a scribe line of the second substrate. 光学ヘッドの頂面を噴射する噴射システムであって、
ガス流を提供するように構成されたガス源と、
搬送ノズルと、
前記ガス源を前記搬送ノズルと接続する搬送ラインと、
真空を提供するように構成された真空源と、
真空ノズルと、
前記真空源を前記真空ノズルと接続する真空ラインとを備えており、前記ガス源と前記搬送ノズルが、ガス流を前記光学ヘッドの頂面にかけて案内するように構成されており、前記真空ノズルと前記真空源が、ガス流が層状になるように構成されている、噴射システム。
An ejection system for ejecting a top surface of an optical head,
A gas source configured to provide a gas flow;
A transfer nozzle;
A transport line connecting the gas source to the transport nozzle;
A vacuum source configured to provide a vacuum;
A vacuum nozzle;
A vacuum line connecting the vacuum source to the vacuum nozzle, and the gas source and the transport nozzle are configured to guide a gas flow over the top surface of the optical head, and the vacuum nozzle An injection system, wherein the vacuum source is configured so that the gas flow is stratified.
スラリーが前記光学ヘッドの頂面上で乾燥してしまうことを防止する、請求項21に記載の噴射システム。 The jetting system according to claim 21, wherein slurry is prevented from drying on the top surface of the optical head. 前記光学ヘッドが光を第1方向へ案内し、
前記搬送ノズルが、ガス流を前記第1方向に対して実質的に垂直な平面に案内するように据設されている、請求項21に記載の噴射システム。
The optical head guides light in a first direction;
The injection system according to claim 21, wherein the transfer nozzle is installed to guide a gas flow in a plane substantially perpendicular to the first direction.
前記ガス流が具体的量のガスを提供するように構成されており、前記真空源が同量または類似量のガスを吸引するように構成されている、請求項21に記載の噴射システム。 The injection system of claim 21, wherein the gas flow is configured to provide a specific amount of gas and the vacuum source is configured to draw the same or similar amount of gas. 前記ガスが清潔で乾燥した空気または窒素ガスである、請求項21に記載の噴射システム。 The injection system of claim 21, wherein the gas is clean and dry air or nitrogen gas. ガスを伝播させるための第1回転カップラであって、前記第1回転カップラが前記搬送ライン内に据設されており、
ガスを伝播させるための第2回転カップラであって、前記第2回転カップラが前記真空ライン内に据設されている、請求項21に記載の噴射システム。
A first rotating coupler for propagating gas, wherein the first rotating coupler is installed in the transfer line;
The injection system according to claim 21, wherein the injection system is a second rotary coupler for propagating gas, wherein the second rotary coupler is installed in the vacuum line.
研磨パッド窓の底面を噴射させる噴射システムであって、前記システムが、
ガス流を提供するように構成されたガス源と、
搬送ノズルと、
前記ガス源を前記搬送ノズルに接続する搬送ラインと、
を備えており、前記ガス源と前記搬送ノズルが、前記研磨パッド窓の底部においてガス流を案内するように構成されており、前記研磨パッド窓の底面上おける凝縮の形成が防止される、噴射システム。
An injection system for injecting the bottom surface of a polishing pad window, the system comprising:
A gas source configured to provide a gas flow;
A transfer nozzle;
A transfer line connecting the gas source to the transfer nozzle;
The gas source and the transfer nozzle are configured to guide a gas flow at the bottom of the polishing pad window, and prevent the formation of condensation on the bottom surface of the polishing pad window. system.
真空を提供するように構成された真空源と、
真空ノズルと、
前記真空源を前記真空ノズルと接続する真空ラインとをさらに備える、請求項27に記載の噴射システム。
A vacuum source configured to provide a vacuum;
A vacuum nozzle;
28. The ejection system of claim 27, further comprising a vacuum line connecting the vacuum source with the vacuum nozzle.
前記ガス源が、具体的量のガスを提供するように構成されており、前記真空源が同量または類似量のガスを吸引するように構成されている、請求項28に記載の噴射システム。 30. The injection system of claim 28, wherein the gas source is configured to provide a specific amount of gas and the vacuum source is configured to draw the same or similar amount of gas. 前記ガス源によって導入されたガスを逃がすように構成された通気孔をさらに備える、請求項27に記載の噴射システム。 28. The injection system of claim 27, further comprising a vent configured to allow gas introduced by the gas source to escape. 前記通気孔が、耐湿性の場所に位置する出口を含む、請求項30に記載の噴射システム。 32. The injection system of claim 30, wherein the vent includes an outlet located at a moisture resistant location. 前記ガスが、清潔で乾燥した空気又は窒素である、請求項27に記載の噴射システム。
ガス。
28. A jetting system according to claim 27, wherein the gas is clean and dry air or nitrogen.
gas.
ガスを搬送するための回転カップラをさらに備えており、前記カップラが前記搬送ライン内に据設されている、請求項27に記載の噴射システム。 28. An injection system according to claim 27, further comprising a rotary coupler for transporting gas, wherein the coupler is installed in the transport line. プラテン内の凹部の底部に据設された光学ヘッドの頂面を噴射する方法であって、前記方法が、
或る具体的な速度で導入されたガス流を前記光学ヘッドの頂面にかけて案内するステップを備え、
前記ガスを前記凹部から或る具体的な速度で除去するステップをさらに備え、前記ガスが導入される具体的な速度と、前記ガスが除去される具体的な速度とによってガスが層状化する方法。
A method of injecting the top surface of an optical head installed on the bottom of a recess in a platen, the method comprising:
Guiding a gas flow introduced at a specific speed over the top surface of the optical head,
The method further comprises the step of removing the gas from the recess at a specific rate, wherein the gas is stratified by a specific rate at which the gas is introduced and a specific rate at which the gas is removed. .
前記凹部が開口を含み、前記開口において前記ガス流が案内されない、請求項34に記載の方法。 35. The method of claim 34, wherein the recess includes an opening and the gas flow is not guided in the opening. 前記ガス流を案内するステップが、清潔で乾燥した空気または窒素ガスのどちらかの流れを案内する工程を含む、請求項34に記載の方法。 35. The method of claim 34, wherein guiding the gas stream comprises guiding a flow of either clean, dry air or nitrogen gas. 前記プラテンは前記ガス源に関連して回転し、
前記ガス流を案内するステップは、ガスをガス搬送用の回転カップラを介して搬送するステップを含む、請求項34に記載の方法。
The platen rotates relative to the gas source;
35. The method of claim 34, wherein the step of directing the gas flow comprises transporting gas through a gas transport rotary coupler.
プラテンの空間内に据設された研磨パッド窓の底面を噴射する方法であって、前記方法は、
前記空間内にガスを導入するステップを備え、前記ガスは前記研磨パッド窓の底面において案内され、
前記空間からガスを通気するステップをさらに備え、前記研磨パッド窓の底面上で凝縮が形成されることが防止される、方法。
A method of spraying a bottom surface of a polishing pad window installed in a platen space, the method comprising:
Introducing a gas into the space, the gas being guided at a bottom surface of the polishing pad window;
The method further comprising venting gas from the space, wherein condensation is prevented from forming on the bottom surface of the polishing pad window.
前記通気ステップは、耐湿性を有する場所へ通気するステップを含む、請求項38に記載の方法。 40. The method of claim 38, wherein the venting step comprises venting to a moisture resistant location. 前記プラテンが前記ガス源に関連して回転し、
ガスを導入するステップが、ガスをガス搬送用の回転カップラを介して搬送する工程を含む、請求項38に記載の方法。
The platen rotates relative to the gas source;
39. The method of claim 38, wherein introducing the gas comprises delivering the gas through a gas delivery rotary coupler.
化学機械的研磨用のアセンブリであって、
研磨面を有する研磨パッドと、
前記研磨パッドを介して光学アクセスを提供するために前記研磨パッド内に据設された固体窓とを備えており、前記固体窓が、ポリウレタンから作成された第1部分と、石英から作成された第2部分とを含んでおり、前記第1部分が前記研磨パッドの研磨面と同平面上にある表面を有するアセンブリ。
An assembly for chemical mechanical polishing comprising:
A polishing pad having a polishing surface;
A solid window installed in the polishing pad to provide optical access through the polishing pad, the solid window being made from quartz and a first part made from polyurethane. An assembly including a second portion, the first portion having a surface that is coplanar with a polishing surface of the polishing pad.
前記研磨パッドが予想された寿命期間を有し、
前記窓の第1部分が、前記研磨パッドの予想される寿命期間中に前記第1部分が疲労して前記第2部分が露出してしまうことのない厚さを有する、請求項41に記載のアセンブリ。
The polishing pad has an expected lifetime,
42. The first portion of the window of claim 41, wherein the first portion of the window has a thickness that does not fatigue the first portion and expose the second portion during an expected lifetime of the polishing pad. assembly.
前記第1部分が前記固体窓の第1層であり、前記第2部分が前記固体窓の第2層であり、各層が、前記研磨パッドに接着剤で取り付けられた側面を有する、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The first portion is a first layer of the solid window, the second portion is a second layer of the solid window, and each layer has a side surface attached to the polishing pad with an adhesive. The assembly described in. 前記第1部分と前記第2部分が当接しているが、接着剤を使用して相互に取り付けられてはいない、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The assembly of claim 41, wherein the first portion and the second portion abut but are not attached to each other using an adhesive. 前記第1部分と前記第2部分が、白色光に対して透明性を有する接着剤を使用して取り付けられている、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The assembly of claim 41, wherein the first portion and the second portion are attached using an adhesive that is transparent to white light. 光ビームを、前記固体窓によって提供される光学アクセスを通る経路に沿って案内するために据設されたファイバケーブルをさらに備え、
前記第1部分が非均一な厚さを有しており、このため、前記光ビーム経路内の或る場所における前記第1部分の厚さが、前記光ビーム経路内ではない場所における前記第1部分の厚さよりも薄くなっている、請求項41に記載のアセンブリ。
A fiber cable installed to guide the light beam along a path through an optical access provided by the solid window;
The first portion has a non-uniform thickness, so that the thickness of the first portion at a location within the light beam path is the first portion at a location not within the light beam path. 42. The assembly of claim 41, wherein the assembly is thinner than the thickness of the portion.
前記固体窓の第1部分が白色光に対して透明性を有する、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The assembly of claim 41, wherein the first portion of the solid window is transparent to white light. 前記固体窓が、具体的な色の単色光に対して約80%の透過性を有する、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The assembly of claim 41, wherein the solid window is about 80% transparent to a specific color of monochromatic light. 光ビームを、前記固体窓により提供された前記光学アクセスを通る経路に沿って案内するために据設されたファイバケーブルをさらに備え、
前記第1部分と前記第2部分が、接着剤を使用して、前記接着剤が前記光ビームの経路に入らないように取り付けられている、請求項41に記載のアセンブリ。
A fiber cable installed to guide a light beam along a path through the optical access provided by the solid window;
42. The assembly of claim 41, wherein the first portion and the second portion are attached using an adhesive such that the adhesive does not enter the path of the light beam.
前記接着剤が前記ファイバケーブルからの光を通さない、請求項49に記載のアセンブリ。 50. The assembly of claim 49, wherein the adhesive is impermeable to light from the fiber cable. 前記固体窓が底面を含み、前記アセンブリがさらに、
前記窓の底面に付加された屈折率ゲルを備えており、前記ゲルが、光が前記ファイバケーブルから前記窓まで移動するための媒体を提供する、請求項49に記載のアセンブリ。
The solid window includes a bottom surface, and the assembly further comprises:
50. The assembly of claim 49, comprising a refractive index gel added to a bottom surface of the window, the gel providing a medium for light to travel from the fiber cable to the window.
前記研磨パッドが穴と、前記穴に差し込まれる第1部分とを含んでおり、前記第1部分が、前記第2部分が内部に据設される凹部を有する、請求項41に記載のアセンブリ。 42. The assembly of claim 41, wherein the polishing pad includes a hole and a first portion that is inserted into the hole, the first portion having a recess in which the second portion is installed. 化学機械的研磨のための研磨パッドであって、
頂面と底面を有する研磨層を備え、前記研磨パッドが、前記頂面に設けた第1開口と、前記底面に設けた第2開口とを有するアパーチャを含み、前記頂面が研磨面であり、
柔軟なプラスチックから作成された第1部分と、結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓をさらに備え、前記窓が白色光を通し、前記窓が、前記第1部分が前記アパーチャ内に差し込まれ、前記第2部分が前記第1部分の底側部上に位置するように前記アパーチャ内に据設されており、前記第1部分が耐スラリーバリヤとして機能する、研磨パッド。
A polishing pad for chemical mechanical polishing,
A polishing layer having a top surface and a bottom surface, wherein the polishing pad includes an aperture having a first opening provided in the top surface and a second opening provided in the bottom surface, and the top surface is a polishing surface ,
A window including a first portion made of a flexible plastic and a second portion made of crystalline or glass; wherein the window is transparent to white light; the window is in the aperture. A polishing pad inserted and installed in the aperture such that the second part is located on the bottom side of the first part, the first part functioning as a slurry-resistant barrier.
前記研磨パッドが予想される寿命期間を有し、
前記窓の第1部分が、前記研磨パッドの予想される寿命期間中に、前記第1部分が疲労して前記第2部分が露出してしまうことがない厚さを有する、請求項53に記載の研磨パッド。
The polishing pad has an expected lifetime,
54. The first portion of the window has a thickness such that the first portion does not fatigue and the second portion is not exposed during an expected lifetime of the polishing pad. Polishing pad.
前記第1部分が前記固体窓の第1層であり、前記第2部分が前記固体窓の第2層であり、各層が、接着剤によって前記研磨パッドに取り付けられた側面を有する、請求項53に記載の研磨パッド。 54. The first portion is a first layer of the solid window, the second portion is a second layer of the solid window, and each layer has a side surface attached to the polishing pad by an adhesive. The polishing pad described in 1. 前記第1部分と第2部分が当接しているが、接着剤を使用して相互に取り付けられてはいない、請求項53に記載の研磨パッド。 54. The polishing pad of claim 53, wherein the first and second portions are in contact but are not attached to each other using an adhesive. 前記第1部分と第2部分が、白色光を通す接着剤を使用して取り付けられている、請求項53に記載の研磨パッド。 54. The polishing pad of claim 53, wherein the first and second portions are attached using an adhesive that allows white light to pass through. 研磨パッドの作成方法であって、
結晶質またはガラス質の材料の塊を研磨パッド窓の鋳型内に設置するステップを備え、前記塊が白色光を通し、
柔軟なプラスチック材料の液体前駆物質を前記鋳型内に吐出するステップであって、前記柔軟なプラスチック材料が白色光を通す、前記ステップと、
前記液体前駆物質を硬化させて、柔軟なプラスチック材料から作成された第1部分と結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓を形成するステップと、
前記窓を研磨パッドの鋳型内に設置するステップと、
研磨パッド材料の液体前駆物質を前記研磨パッドの鋳型内に吐出するステップと、
前記研磨パッド材料の液体前駆物質を硬化させて、前記研磨パッドを製造するステップと、
をさらに備え、前記窓が前記研磨パッドの鋳型内に据設され、そのため前記研磨パッドが製造されると、前記第1部分が耐スラリーバリヤとして機能するように、前記窓が前記研磨パッド内に据設される、方法。
A method of creating a polishing pad,
Placing a mass of crystalline or glassy material in a mold of a polishing pad window, said mass passing white light;
Discharging a flexible plastic material liquid precursor into the mold, the flexible plastic material passing white light; and
Curing the liquid precursor to form a window including a first portion made of a flexible plastic material and a second portion of crystalline or vitreous;
Installing the window in a mold of a polishing pad;
Discharging a liquid precursor of a polishing pad material into a mold of the polishing pad;
Curing the liquid precursor of the polishing pad material to produce the polishing pad;
The window is installed in the polishing pad mold so that when the polishing pad is manufactured, the window is in the polishing pad such that the first portion functions as a slurry barrier. A method that is installed.
研磨パッドの作成方法であって、
結晶質またはガラス質の材料を研磨パッド窓の鋳型内に設置するステップであって、前記塊が白色光を通すステップと、
前記鋳型内に柔軟なプラスチック材料の液体前駆物質を吐出するステップであって、前記柔軟なプラスチック材料が白色光を通すステップと、
前記液体前駆物質を硬化させて、柔軟なプラスチック材料から作成された第1部分と結晶質またはガラス質の第2部分とを含む窓を形成するステップと、
アパーチャを含む研磨層を形成するステップであって、前記研磨層が頂面と底面を有し、前記アパーチャが前記頂面に設けた第1開口と、前記底面に設けた第2開口とを有し、前記頂面が研磨面であるステップと、
前記窓を前記アパーチャ内に挿入するステップであって、前記窓が、第1部分が前記アパーチャに差し込まれ、前記第2部分が第1部分の底側部上に位置するように前記アパーチャ内に据設されており、前記第1部分が耐スラリーバリヤとして機能するステップと、を備える方法。
A method of creating a polishing pad,
Placing a crystalline or glassy material in a mold of a polishing pad window, the mass passing white light;
Discharging a liquid precursor of a flexible plastic material into the mold, the flexible plastic material passing white light;
Curing the liquid precursor to form a window including a first portion made of a flexible plastic material and a second portion of crystalline or vitreous;
Forming a polishing layer including an aperture, the polishing layer having a top surface and a bottom surface, the aperture having a first opening provided in the top surface and a second opening provided in the bottom surface; And wherein the top surface is a polished surface;
Inserting the window into the aperture, wherein the window is inserted into the aperture such that a first portion is inserted into the aperture and the second portion is located on a bottom side of the first portion. The first portion functioning as a slurry barrier.
研磨パッドの作成方法であって、
研磨パッド窓の第1部分を形成するステップであって、前記第1部分が凹部を有し、白色光を通すステップと、
結晶質またはガラス質の材料の塊を前記凹部内に挿入するステップであって、前記塊が白色光を通すステップと、
アパーチャ、頂面と底面を有する研磨層、前記アパーチャが前記頂面に設けた第1開口と、前記底面に設けた第2開口とを有し、前記頂面が研磨面であるステップと、
前記窓を前記アパーチャに挿入するステップであって、前記窓が前記アパーチャ内に、前記第1部分が前記アパーチャに差し込まれ、前記第2部分が前記第1部分の底側部上に位置するように据設されており、前記第1部分が耐スラリーバリヤとして機能するステップと、を備える方法。
A method of creating a polishing pad,
Forming a first portion of a polishing pad window, wherein the first portion has a recess and allows white light to pass through;
Inserting a mass of crystalline or glassy material into the recess, the mass passing white light;
An aperture, a polishing layer having a top surface and a bottom surface, a step in which the aperture has a first opening provided in the top surface, and a second opening provided in the bottom surface, wherein the top surface is a polishing surface;
Inserting the window into the aperture such that the window is in the aperture, the first portion is inserted into the aperture, and the second portion is on a bottom side of the first portion. And the first part functions as a slurry barrier.
コンピュータによって実現される方法であって、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得るステップと、
差分トレースを生成するために、前記一連の現在のスペクトル内のそれぞれについて、所定スペクトルと前記現在のスペクトル間の差分を計算するステップと、
前記差分トレースを使用して研磨終点を決定するステップと、
を備えた方法。
A computer-implemented method comprising:
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
Calculating a difference between a predetermined spectrum and the current spectrum for each in the series of current spectra to generate a difference trace;
Determining a polishing endpoint using the differential trace;
With a method.
前記研磨終点を決定するステップが、前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定する工程を含む、請求項61に記載の方法。 62. The method of claim 61, wherein determining the polishing endpoint comprises determining whether the difference trace has reached a minimum value. 前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定するステップが、前記差分トレースの傾斜を計算する工程を含む、請求項62に記載の方法。 64. The method of claim 62, wherein determining whether the difference trace has reached a minimum includes calculating a slope of the difference trace. 実際にマシン読み出し可能な媒体上に記憶されたコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作を行わせる命令を備えており、前記動作が
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを受信する動作と、
差分トレースを生成するために、前記一連の現在のスペクトルのそれぞれについて、所定スペクトルと前記現在のスペクトル間の差分を計算する動作と、
前記差分トレースを使用して研磨終点を決定する動作である、製品。
A computer program product actually stored on a machine-readable medium, the product comprising instructions for causing a processor to perform the following operations, wherein the operations generate a series of current spectra from a substrate being polished: Receive operation,
Calculating a difference between a predetermined spectrum and the current spectrum for each of the series of current spectra to generate a difference trace;
A product, the operation of determining a polishing end point using the differential trace.
前記研磨終点を決定するステップが、前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定する工程を含む、請求項64に記載の製品。 The product of claim 64, wherein determining the polishing endpoint comprises determining whether the differential trace has reached a minimum value. 前記差分トレースが最小値に達したかどうかを決定するステップが、前記差分トレースの傾斜を計算する工程を含む、請求項65に記載の製品。 66. The product of claim 65, wherein determining whether the difference trace has reached a minimum comprises calculating a slope of the difference trace. コンピュータによって実現される方法であって、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得るステップと、
複数の所定スペクトルと複数のインデックス値とを記憶するステップであって、前記複数の所定スペクトルの各スペクトルが、研磨度数を表す一意のインデックス値に関連しているステップと、
前記シーケンス内の各現在のスペクトルについて、前記複数の所定スペクトルの中から具体的なスペクトルを選択し、前記具体的なスペクトルのインデックス値を決定することで一連のインデックス値を作成するステップと、
前記一連のインデックス値を使用して研磨終点を決定するステップと、
を備える方法。
A computer-implemented method comprising:
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
Storing a plurality of predetermined spectra and a plurality of index values, wherein each spectrum of the plurality of predetermined spectra is associated with a unique index value representing a polishing power;
Creating a series of index values for each current spectrum in the sequence by selecting a specific spectrum from the plurality of predetermined spectra and determining an index value for the specific spectrum;
Determining a polishing endpoint using the series of index values;
A method comprising:
前記複数の所定スペクトルの中から具体的なスペクトルを選択するステップが、前記複数の所定スペクトルの中のどのスペクトルが前記現在のスペクトルと最も近く合致するかを決定する工程を備える、請求項67に記載の方法。 68. Selecting a specific spectrum from the plurality of predetermined spectra comprises determining which spectrum in the plurality of predetermined spectra most closely matches the current spectrum. The method described. 前記インデックス値が整数である、請求項67に記載の方法。 68. The method of claim 67, wherein the index value is an integer. 前記インデックス値が多数のプラテン回転を表す、請求項67に記載の方法。 68. The method of claim 67, wherein the index value represents a number of platen rotations. 実際にマシン読み出し可能な媒体上に記憶されているコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作を行わせる命令を備えており、前記動作が、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得る動作と、
さらに、複数の所定スペクトルと複数のインデックス値とを記憶する動作であり、前記所定スペクトルのそれぞれが研磨度数を表す一意のインデックス値に関連している動作と、
前記シーケンス内の各現在のスペクトルについて、前記複数の所定スペクトルの中から具体的なスペクトルを選択し、前記具体的なスペクトルのインデックス値を決定することで一連のインデックス値を作成する動作と、
一連のインデックス値を使用して研磨終点を決定する動作である、製品。
A computer program product actually stored on a machine readable medium, the product comprising instructions that cause a processor to perform the following operations:
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
An operation for storing a plurality of predetermined spectra and a plurality of index values, each of the predetermined spectra being associated with a unique index value representing a polishing power;
For each current spectrum in the sequence, selecting a specific spectrum from the plurality of predetermined spectra and determining an index value for the specific spectrum to create a series of index values;
A product that is an action that uses a series of index values to determine the polishing endpoint.
複数の所定スペクトルの中から具体的なスペクトルを選択する動作が、前記複数の所定スペクトルのうちのどのスペクトルが前記現在のスペクトルに最も近く合致しているかを決定することを含む。 The act of selecting a specific spectrum from a plurality of predetermined spectra includes determining which spectrum of the plurality of predetermined spectra is closest to the current spectrum. 前記インデックス値が整数である、請求項71に記載の製品。 72. The product of claim 71, wherein the index value is an integer. 前記インデックス値が多数のプラテン回転を表す、請求項71に記載の製品。 72. The product of claim 71, wherein the index value represents a number of platen rotations. コンピュータによって実現される方法であって、
少なくとも1つの正規化された所定スペクトルを記憶するステップと、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得るステップと、
一連の正規化された現在のスペクトルを生成するために、前記一連の各現在のスペクトルを正規化するステップと、
前記少なくとも1つの正規化された所定スペクトルと前記正規化された現在のスペクトルを使用して、研磨終点を決定するステップとを備える方法。
A computer-implemented method comprising:
Storing at least one normalized predetermined spectrum;
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
Normalizing each of the series of current spectra to generate a series of normalized current spectra;
Using the at least one normalized predetermined spectrum and the normalized current spectrum to determine a polishing endpoint.
実際にマシン読み出し可能な媒体上に記憶されているコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作を行わせる命令を備えており、前記動作が、
少なくとも1つの正規化された所定スペクトルを記憶する動作と、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得る動作と、
一連の正規化された現在のスペクトルを生成するために、前記一連のカンレントスペクトル内の各現在のスペクトルを正規化する動作と、
前記少なくとも1つの正規化された所定スペクトルと前記正規化された現在のスペクトルを使用して、研磨終点を決定する動作である方法。
A computer program product actually stored on a machine readable medium, the product comprising instructions that cause a processor to perform the following operations:
Storing at least one normalized predetermined spectrum;
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
Normalizing each current spectrum in the series of current spectra to generate a series of normalized current spectra;
A method that is an act of determining a polishing endpoint using the at least one normalized predetermined spectrum and the normalized current spectrum.
コンピュータによって実現される方法であって、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得るステップと、
前記一連の現在のスペクトルのうちのそれぞれについて、前記現在のスペクトルが前記基板の領域に対応しているかどうかを、前記現在のスペクトルに基づいて決定するステップと、
前記第1領域に対応すると決定されなかった前記現在のスペクトルを使用して研磨終点を決定するステップと、
を備える方法。
A computer-implemented method comprising:
Obtaining a series of current spectra from the substrate being polished;
Determining, for each of the series of current spectra, based on the current spectrum whether the current spectrum corresponds to a region of the substrate;
Determining a polishing endpoint using the current spectrum that was not determined to correspond to the first region;
A method comprising:
前記領域がスクライブラインである、請求項77に記載の方法。 78. The method of claim 77, wherein the region is a scribe line. 実際にマシン読み出し可能な媒体上に記憶されているコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作を行わせる命令を備えており、前記命令が、
研磨中の基板から一連の現在のスペクトルを得る命令であり、
前記一連の現在のスペクトルのうちのそれぞれについて、前記現在のスペクトルが前記基板の領域に関連しているかどうかを、前記現在のスペクトルに基づいて決定する命令であり、
前記第1領域に関連していると決定されなかった前記現在のスペクトルを使用して、研磨終点を決定する命令である、製品。
A computer program product that is actually stored on a machine-readable medium, the product comprising instructions that cause a processor to perform the following operations:
Instructions to obtain a series of current spectra from the substrate being polished;
Instructions for determining, based on the current spectrum, for each of the series of current spectra, whether the current spectrum is associated with a region of the substrate;
A product that is an instruction to determine a polishing endpoint using the current spectrum that was not determined to be associated with the first region.
前記領域がスクライブラインである、請求項79に記載の製品。 80. The product of claim 79, wherein the region is a scribe line. コンピュータによって実現される方法であって、
研磨シーケンス中に、基板上の第1ゾーンで反射された光から第1スペクトルと、前記基板上の第2ゾーンから第2スペクトルを得るステップと、
前記第1スペクトルに第1インデックスを、前記第2スペクトルに第2インデックスを決定するために、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルをスペクトルライブラリと比較するステップと、
前記第1ゾーンで反射された光の第3スペクトルを得て、研磨シーケンス中の異なる時間において前記第2ゾーンから第4スペクトルを得るステップと、
前記第1ゾーンに第3インデックスを、前記第2ゾーンに第4インデックスを決定するために、前記第3スペクトルおよび前記第4スペクトルを前記ライブラリと比較するステップと、
前記第1インデックスと第3インデックスから前記第1ゾーンにおける研磨速度を決定し、前記第2インデックスと前記第4インデックスから前記第2ゾーンにおける研磨速度を決定するステップと、
前記第1研磨速度、前記第2研磨速度、前記第1ゾーンについての第1ターゲット相対厚さ、前記第2ゾーンについての第2ターゲット相対厚さに基づいて、前記第2ゾーンの調整された研磨速度を決定することで、前記第1ゾーンが前記第1ターゲット相対厚さまで研磨される実質的に同一の時間に、前記第2ゾーンを前記第2ターゲット相対厚さに研磨させるステップと、
を備える方法。
A computer-implemented method comprising:
Obtaining a first spectrum from light reflected by a first zone on a substrate and a second spectrum from a second zone on the substrate during a polishing sequence;
Comparing the first spectrum and the second spectrum with a spectrum library to determine a first index for the first spectrum and a second index for the second spectrum;
Obtaining a third spectrum of light reflected at the first zone and obtaining a fourth spectrum from the second zone at different times during a polishing sequence;
Comparing the third spectrum and the fourth spectrum with the library to determine a third index for the first zone and a fourth index for the second zone;
Determining a polishing rate in the first zone from the first index and a third index, and determining a polishing rate in the second zone from the second index and the fourth index;
Adjusted polishing of the second zone based on the first polishing rate, the second polishing rate, the first target relative thickness for the first zone, and the second target relative thickness for the second zone Polishing the second zone to the second target relative thickness at substantially the same time that the first zone is polished to the first target relative thickness by determining a speed;
A method comprising:
前記第1ゾーンが内部ゾーンであり、前記第2ゾーンが外部環状ゾーンである、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, wherein the first zone is an inner zone and the second zone is an outer annular zone. 前記第2ゾーンに調整された研磨速度を決定するステップが、前記第1ターゲット相対厚さが前記第2ターゲット相対厚さからの所定閾値内にある時を決定する工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The step of determining a polishing rate adjusted to the second zone comprises determining when the first target relative thickness is within a predetermined threshold from the second target relative thickness. The method described. 前記第2スペクトルについて調整された研磨速度を決定するステップが、前記研磨シーケンスについて推定される終点時間を決定する工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, wherein determining an adjusted polishing rate for the second spectrum comprises determining an estimated endpoint time for the polishing sequence. 前記第1スペクトルと第2スペクトルを得るステップが、白色光スペクトルを得る工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, wherein obtaining the first spectrum and the second spectrum comprises obtaining a white light spectrum. 前記調整された研磨時間に前記第2ゾーンを研磨させるように、前記研磨システムのパラメータを調整するステップをさらに備える、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, further comprising adjusting a parameter of the polishing system to cause the second zone to polish at the adjusted polishing time. 前記調整された研磨速度を決定するステップが設定基板上で実行され、前記研磨システムのパラメータを調整するステップが製品基板上で実行される、請求項86に記載の方法。 87. The method of claim 86, wherein determining the adjusted polishing rate is performed on a setting substrate, and adjusting the parameters of the polishing system is performed on a product substrate. 前記調整された研磨速度を決定するステップが製品基板上で実行され、前記研磨システムのパラメータを調整するステップが前記製品基板上で実行される、請求項86に記載の方法。 87. The method of claim 86, wherein determining the adjusted polishing rate is performed on a product substrate, and adjusting the parameters of the polishing system is performed on the product substrate. 前記研磨システムのパラメータを調整するステップが圧力を調整する工程を含む、請求項86に記載の方法。 90. The method of claim 86, wherein adjusting the polishing system parameters comprises adjusting pressure. 調整された研磨速度を決定するステップは、前記研磨シーケンスが完了すると、前記基板の直径に沿った断面が平坦な外形となるようにする研磨速度を決定する工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The step of determining an adjusted polishing rate comprises determining a polishing rate that causes a cross-section along the diameter of the substrate to have a flat outer shape when the polishing sequence is completed. Method. 調整された研磨速度を決定するステップが、前記研磨シーケンスが完了すると、前記基板の直径に沿った断面がボウル型になるようにする研磨速度を決定する工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, wherein determining an adjusted polishing rate comprises determining a polishing rate that causes a cross-section along the diameter of the substrate to be bowl-shaped when the polishing sequence is completed. . 前記第1スペクトルと前記第2スペクトルを得るステップが、異なる回転場所において前記基板をサンプリングする工程を含む、請求項81に記載の方法。 84. The method of claim 81, wherein obtaining the first spectrum and the second spectrum comprises sampling the substrate at different rotational locations. 前記第1スペクトルと前記第2スペクトルを得るステップが、酸化物膜で反射されたスペクトルを測定する工程を含む、請求項81に記載の方法。 82. The method of claim 81, wherein obtaining the first spectrum and the second spectrum comprises measuring a spectrum reflected by an oxide film. 前記設定基板を過剰研磨されるまで研磨するステップと、
前記研磨中に前記試験基板の1つのゾーンから複数のスペクトルを得るステップと、
前記スペクトルライブラリを作成するために、前記複数のスペクトルを、各スペクトルが得られた時間と共に記憶するステップとをさらに備える、請求項81に記載の方法。
Polishing the setting substrate until it is excessively polished;
Obtaining a plurality of spectra from a zone of the test substrate during the polishing;
84. The method of claim 81, further comprising storing the plurality of spectra with the time each spectrum was obtained to create the spectral library.
前記スペクトルライブラリにインデックスを作成するステップをさらに備え、或るインデックスが、特定の時間に前記設定基板から得たスペクトルを表す、請求項84に記載の方法。 85. The method of claim 84, further comprising creating an index in the spectral library, wherein the index represents a spectrum obtained from the configuration substrate at a particular time. 化学機械的研磨処理を監視する方法であって、
マルチ波長光ビームを研磨中の基板上に案内し、前記基板で反射された光のスペクトルを測定するステップと、
前記光ビームを前記基板表面にかけて経路内で移動させるステップと、
前記信号から一連のスペクトル測定値を抽出し、前記スペクトル測定値の各々に対して前記基板のラジアル位置を決定するステップと、
前記スペクトル測定値を前記ラジアル位置に従った複数のラジアル範囲内に記憶するステップと、
前記複数のラジアル範囲のうちの少なくとも1つにおける前記スペクトル測定値から前記基板に研磨終点を決定するステップと、
を備える方法。
A method for monitoring a chemical mechanical polishing process comprising:
Guiding a multi-wavelength light beam onto a substrate being polished and measuring a spectrum of light reflected by the substrate;
Moving the light beam in a path across the substrate surface;
Extracting a series of spectral measurements from the signal and determining a radial position of the substrate for each of the spectral measurements;
Storing the spectral measurements in a plurality of radial ranges according to the radial position;
Determining a polishing endpoint for the substrate from the spectral measurements in at least one of the plurality of radial ranges;
A method comprising:
前記ラジアル範囲のうちの1つに調整された研磨速度を決定し、前記調整された研磨速度を前記ラジアル範囲のうちの1つに適用するステップをさらに備える、請求項96に記載の方法。 99. The method of claim 96, further comprising determining a polishing rate adjusted to one of the radial ranges and applying the adjusted polishing rate to one of the radial ranges. 実際にマシン読み出し可能な媒体上に記憶されているコンピュータプログラム製品であって、前記製品がプロセッサに以下の動作を行わせる命令を備えており、前記動作が、
研磨シーケンス中に、基板上の第1ゾーンで反射された光の第1スペクトルと、基板上の第2ゾーンで反射された光の第2スペクトルとを得る動作と、
前記第1スペクトルに第1インデックスを、前記第2スペクトルに第2インデックスを決定するために、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルをスペクトルライブラリと比較する動作と、
前記研磨シーケンス中の異なる時間において、前記第1ゾーンで反射された光の第3スペクトルと、前記第2ゾーンからの第4スペクトルとを得る動作と、
前記第1ゾーンに第3インデックスを、前記第2ゾーンに第4インデックスを決定するために、前記第3スペクトルと前記第4スペクトルを前記ライブラリと比較する動作と、
前記第1インデックスおよび前記第3インデックスから前記第1ゾーンでの研磨速度を決定し、前記第2インデックスおよび前記第4インデックスから第2ゾーンでの研磨速度を決定する動作と、
前記第1研磨速度と前記第2研磨速度、前記第1ゾーンの第1ターゲット相対厚さ、前記第2ゾーンの第2ターゲット相対厚さに基づいて、前記第2ゾーンに調整された研磨速度を決定することで、前記第1ゾーンが前記第1ターゲット相対厚さに研磨されるのとほぼ同時に、前記第2ゾーンを前記第2ターゲット相対厚さに研磨させる動作である、製品。
A computer program product actually stored on a machine readable medium, the product comprising instructions that cause a processor to perform the following operations:
Obtaining a first spectrum of light reflected by the first zone on the substrate and a second spectrum of light reflected by the second zone on the substrate during the polishing sequence;
Comparing the first spectrum and the second spectrum with a spectrum library to determine a first index for the first spectrum and a second index for the second spectrum;
Obtaining a third spectrum of light reflected by the first zone and a fourth spectrum from the second zone at different times during the polishing sequence;
Comparing the third spectrum and the fourth spectrum with the library to determine a third index for the first zone and a fourth index for the second zone;
Determining the polishing rate in the first zone from the first index and the third index, and determining the polishing rate in the second zone from the second index and the fourth index;
Based on the first polishing rate and the second polishing rate, the first target relative thickness of the first zone, and the second target relative thickness of the second zone, the polishing rate adjusted to the second zone is By determining, the product is an operation of polishing the second zone to the second target relative thickness substantially simultaneously with the polishing of the first zone to the first target relative thickness.
前記第1ゾーンが内部ゾーンであり、前記第2ゾーンが外部環状ゾーンである、請求項98に記載の方法。 99. The method of claim 98, wherein the first zone is an inner zone and the second zone is an outer annular zone. 前記第2ゾーンに調整された研磨速度を決定する命令は、前記第1ターゲット相対厚さが、前記第2ターゲット相対厚さからの所定閾値内にある時を決定する命令を含む、請求項98に記載の製品。 99. The instructions for determining an adjusted polishing rate for the second zone include instructions for determining when the first target relative thickness is within a predetermined threshold from the second target relative thickness. Product described in.
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