JP2013252613A - End point detection device and polishing apparatus - Google Patents

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武彦 上田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an end point detection device capable of determining a polishing end point with high accuracy during polishing.SOLUTION: An end point detection device includes: an initial condition setting unit 62 for setting a permissible time determined with a constant time width before and behind a prediction polishing time; a detection condition determination unit 64 for plurally selecting at least two combinations of spectrum wavelength ranges from a plurality of spectrum wavelength ranges detected by polishing a first wafer beforehand to calculate spectrum composite signals of at least two wavelength ranges, respectively, and for determining combinations of at least two specific wavelength ranges in which an output value of the composite signal generated during the permissible time represents such a feature point as being coincident with a predetermined condition from among the plurality of at least two wavelength ranges; and an end point determination unit 65 for determining the end of polishing by detecting a polishing end point at a time point when the composite signal obtained on the basis of the spectrum of at least two specific wavelength ranges detected during the polishing of another wafer represents the feature point.

Description

本発明は、半導体ウェハなどの研磨対象物の研磨加工において研磨の終点を検出する終点検出装置、および、この終点検出装置を用いた研磨装置に関する。   The present invention relates to an end point detection device for detecting an end point of polishing in polishing processing of an object to be polished such as a semiconductor wafer, and a polishing apparatus using the end point detection device.

半導体デバイスの高密度化は限界を見せず進展を続けており、高密度実現のため、様々な技術、方法の開発が進められている。その一つが多層配線であり、これに伴う技術的課題に、グローバルな(比較的大きなエリアでの)デバイス面の平坦化および上下層間の配線がある。リソグラフィの短波長化に伴う露光時の焦点深度短縮を考慮すると、少なくとも露光エリア程度の範囲での層間層の平坦化の精度要求は大きい。また、金属電極層の埋め込みである、いわゆる像嵌(プラグ、ダマシン)の要求も多層配線実現にとっては大きく、この場合、積層後の余分な金属層の除去および平坦化が行われなければならない。   The progress of high-density semiconductor devices has continued without limit, and various technologies and methods are being developed to achieve high density. One of them is multilayer wiring, and technical problems associated with this include global device surface flattening (in a relatively large area) and wiring between upper and lower layers. Considering the reduction of the depth of focus during exposure accompanying the shortening of the lithography wavelength, there is a great demand for accuracy in flattening the interlayer layer at least in the range of the exposure area. In addition, a so-called image fitting (plug, damascene) requirement for embedding a metal electrode layer is also great for realizing a multilayer wiring. In this case, removal and planarization of an extra metal layer after lamination must be performed.

これらの大きな(ダイサイズレベルでの)エリアの効率的な平坦化技術として注目を集めているのが、CMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる研磨工程である。CMPは、物理的研磨に化学的な作用を併用して、ウェハの表面層を除いていく工程で、グローバル平坦化および電極形成技術の最有力な候補となっている。具体的には、酸、アルカリ、酸化剤などの研磨物の可溶性溶媒中に、研磨粒(シリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが一般的)を分散させたスラリーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な研磨布で、ウェハ表面を加圧し、相対運動で摩擦することにより研磨を進行させる。   A polishing process called CMP (Chemical Mechanical Polishing) is drawing attention as an efficient planarization technique for these large areas (at the die size level). CMP is the most promising candidate for global planarization and electrode formation technology in the process of removing the surface layer of the wafer by using a chemical action in combination with physical polishing. Specifically, using an abrasive called slurry in which abrasive grains (silica, alumina, cerium oxide, etc.) are dispersed in a soluble solvent of an abrasive such as acid, alkali, or oxidizer, suitable polishing is performed. Polishing is advanced by pressing the wafer surface with a cloth and rubbing with relative motion.

この工程は、デバイスプロセス技術として、多くの課題を残しており、中でも、種々の理由により、研磨工程速度が一定しないため、適切な研磨工程の終了や変更のタイミングを知ることが問題となっている。このため、研磨加工のその場(in-site)によるウェハ表面状態の計測(以降の説明では、「研磨その場計測」と称する)を行う終点検出(EPD)と呼ばれる研磨工程モニタリング技術への要請が高くなっており、従来から用いられている終点検出装置として、ウェハの表面状態を光学的に計測して終点検出を行う装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このような装置では、ウェハの表面(被研磨面)にプローブ光を照射するとともに、プローブ光が照射されたウェハからの反射光を検出し、その強度変化やスペクトル分布に基づいて終点検出(EDP)を行うようになっている。   This process has many problems as a device process technology, and among them, the polishing process speed is not constant due to various reasons, so it is a problem to know the timing of the appropriate polishing process completion or change. Yes. For this reason, there is a need for a polishing process monitoring technique called end point detection (EPD) that performs measurement of the wafer surface state by in-site polishing (hereinafter referred to as “in-situ polishing measurement”). As an end point detection device conventionally used, there is known an end point detection device that optically measures the surface state of a wafer (see, for example, Patent Document 1). In such an apparatus, the surface of the wafer (surface to be polished) is irradiated with probe light, reflected light from the wafer irradiated with the probe light is detected, and end point detection (EDP) is performed based on the intensity change and spectrum distribution. ).

特許第3360610号公報Japanese Patent No. 3360610 特開平11−33901号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-33901

ところで、一般にCMPプロセスには、メタルCMP工程のみならず、シリコン酸化膜を研磨するシャロートレンチアイソレーション(STI)工程、層間絶縁膜(ILD)工程などが存在する。メタルCMP工程と呼ばれるものの一例を挙げると、銅層からバリア層(タンタル等)に膜が切り替わる点を検出しなければならないところ、銅層からバリア層への膜の露出はその反射率が大きく変化することから、上記従来の光学式の終点検出装置を用いて、比較的容易に終点検出を行うことができる。一方、STI工程では、酸化膜から窒化膜に層が切り替わる状態の検出、酸化膜が僅かに残った状態の検出、もしくは窒化膜を少し加工した状態などの各状態の検出が要求されており、また同様にILD工程では、任意の誘電体膜の膜厚を検出することが要求されている。しかしながら、STI工程において窒化膜の露出点は反射率が小さく安定して終点検出を行うことは容易ではない。また、ILD工程に代表されるように、層内における任意の膜厚での終点検出を行うことは非常に困難であるという問題がある。これは、終点検出の判定を理想的な研磨終点(の近傍)に合致させることが難しいことを意味し、研磨終点の検出精度を向上させることが、CMPプロセスにおける効率的な管理およびCMP装置のスループットを向上させるうえで重要な技術的課題になっている。   In general, the CMP process includes not only a metal CMP process but also a shallow trench isolation (STI) process for polishing a silicon oxide film, an interlayer dielectric film (ILD) process, and the like. As an example of what is called a metal CMP process, the point at which the film switches from the copper layer to the barrier layer (such as tantalum) must be detected, but the exposure of the film from the copper layer to the barrier layer greatly changes its reflectivity. Therefore, the end point can be detected relatively easily using the conventional optical end point detecting device. On the other hand, in the STI process, detection of each state such as detection of a state where the layer is switched from the oxide film to the nitride film, detection of a state where the oxide film is slightly left, or a state where the nitride film is slightly processed is required. Similarly, in the ILD process, it is required to detect the film thickness of an arbitrary dielectric film. However, in the STI process, it is not easy to detect the end point stably because the nitride film exposure point has a low reflectivity. Further, as represented by the ILD process, there is a problem that it is very difficult to detect the end point at an arbitrary film thickness in the layer. This means that it is difficult to match the determination of the end point detection with the ideal polishing end point (near the vicinity), and improving the detection accuracy of the polishing end point is effective management in the CMP process and of the CMP apparatus. It has become an important technical issue in improving throughput.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、研磨加工中に高精度に研磨終点を判定することができる終点検出装置、および、この終点検出装置を用いた研磨装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and provides an end point detection device capable of determining a polishing end point with high accuracy during polishing, and a polishing device using the end point detection device. For the purpose.

このような目的達成のため、第1の本発明に係る終点検出装置は、被研磨物の研磨加工において、研磨加工の終了を判断する終点検出装置であって、被研磨物の被研磨面にプローブ光を照射する照明部と、プローブ光が照射された被研磨面からの光を波長域ごとの複数の分光として検出する光検出部と、所定の条件により算出される研磨終了予定時刻の前後に一定の時間幅を有して定まる許容時間帯が設定される条件設定部と、予め第1の被研磨物を研磨加工することで光検出部により検出された複数の分光の波長域から少なくとも2以上の分光の波長域の組み合わせを複数選択して、2以上の波長域の分光の各光強度信号を合成して合成信号をそれぞれ算出し、複数の2以上の波長域の組み合わせの中から許容時間帯に生じる合成信号の出力値が予め定められた所定の条件に一致するような特徴点を表す特定の2以上の波長域の組み合わせを決定する検出条件決定部と、第1の被研磨物の研磨加工よりも後に行われた他の被研磨物の研磨加工中に、光検出部により検出される特定の2以上の波長域の分光に基づいて得られる合成信号が特徴点を表した時点で研磨終点を検出し研磨加工の終了を判断する終点判定部とを備えて構成される。   In order to achieve such an object, an end point detection apparatus according to the first aspect of the present invention is an end point detection apparatus that determines the end of polishing processing in polishing of an object to be polished, and is provided on a surface to be polished of the object to be polished. An illumination unit that irradiates probe light, a light detection unit that detects light from a surface to be polished irradiated with probe light as a plurality of spectra for each wavelength region, and before and after the scheduled polishing end time calculated according to predetermined conditions A condition setting unit in which an allowable time zone determined with a certain time width is set, and at least from a plurality of spectral wavelength ranges detected by the light detection unit by polishing the first object to be polished in advance. Select a plurality of combinations of two or more spectral wavelength ranges, synthesize each light intensity signal of two or more spectral ranges, and calculate a combined signal, respectively, from among a plurality of combinations of two or more wavelength ranges Synthetic signal output that occurs in the allowable time zone A detection condition determination unit that determines a combination of two or more specific wavelength ranges that represent feature points whose values match a predetermined condition, and is performed after the polishing of the first workpiece. During polishing processing of other objects to be polished, the polishing end point is detected when the composite signal obtained based on the spectrum of two or more specific wavelength ranges detected by the light detection unit represents the feature point, and polishing processing is performed. And an end point determination unit that determines the end of the process.

また、第2の本発明に係る終点検出装置は、被研磨物の研磨加工において、研磨加工の終了を判断する終点検出装置であって、被研磨物の被研磨面にプローブ光を照射する照明部と、プローブ光が照射された被研磨面からの光を波長域ごとの複数の分光として検出する光検出部と、所定の条件により算出される研磨終了予定時刻の前後に一定の時間幅を有して定まる許容時間帯が設定される条件設定部と、予め第1の被研磨物を研磨加工することで光検出部により検出された複数の分光の波長域ごとの光強度信号に基づいて、複数の波長域の中から許容時間帯に生じる光強度信号の出力値が予め定められた所定の条件に一致するような特徴点を表す特定の波長域を決定する検出条件決定部と、第1の被研磨物の研磨加工よりも後に行われた他の被研磨物の研磨加工中に、光検出部により検出される特定の波長域の分光の光強度信号が特徴点を表した時点で研磨終点を検出し研磨加工の終了を判断する終点判定部とを備えて構成される。   An end point detection apparatus according to a second aspect of the present invention is an end point detection apparatus that determines the end of polishing processing in polishing of an object to be polished, and illuminates a surface of the object to be polished with probe light. A light detection unit that detects light from the surface to be polished irradiated with the probe light as a plurality of spectra for each wavelength region, and a fixed time width before and after the scheduled polishing end time calculated according to a predetermined condition. Based on a condition setting unit in which an allowable time zone is determined and a light intensity signal for each wavelength region of a plurality of spectra detected by the light detection unit by polishing the first object to be polished in advance. A detection condition determining unit that determines a specific wavelength range representing a feature point such that an output value of a light intensity signal generated in an allowable time zone from a plurality of wavelength ranges matches a predetermined condition, Others performed after the polishing of 1 An end point determination unit that detects a polishing end point and determines the end of the polishing process when a light intensity signal of a spectrum in a specific wavelength range detected by the light detection unit represents a feature point during polishing of the workpiece; It is configured with.

さらに、本発明に係る研磨装置は、被研磨物を保持する保持機構と、保持機構に保持された被研磨物を研磨する研磨部材とを備え、保持機構に保持された被研磨物の被研磨面に研磨部材を当接させながら相対移動させて被研磨物の研磨加工を行うように構成された研磨装置であって、上記構成の終点検出装置を更に備えて構成されることを特徴とする。   Furthermore, the polishing apparatus according to the present invention includes a holding mechanism that holds an object to be polished, and a polishing member that polishes the object to be polished held by the holding mechanism, and the object to be polished held by the holding mechanism is polished. A polishing apparatus configured to perform polishing processing of an object to be polished by moving the polishing member while abutting a polishing member on a surface, further comprising an end point detection apparatus having the above-described configuration. .

本発明によれば、研磨加工中に高精度に研磨終点を判定することが可能になり、これにより、研磨工程を効率的に管理して研磨装置のスループットを向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to determine the polishing end point with high accuracy during the polishing process, thereby efficiently managing the polishing process and improving the throughput of the polishing apparatus.

本実施形態に係る研磨装置の一例であるCMP装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the CMP apparatus which is an example of the grinding | polishing apparatus which concerns on this embodiment. 光学式のEPD部の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an optical EPD part. 研磨時間と反射光の強度の関係を示すグラフであり、(a)は初期膜厚が厚いとき、(b)は初期膜厚が薄いときである。It is a graph which shows the relationship between polishing time and the intensity | strength of reflected light, (a) is when an initial film thickness is thick, (b) is when an initial film thickness is thin. 予測研磨時間と許容時間との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between prediction grinding | polishing time and permissible time. 制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a control apparatus. 制御装置において最適な単一波長域を求める場合の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in the case of calculating | requiring the optimal single wavelength range in a control apparatus. 制御装置において最適な複数の波長域の組み合わせを求める場合の制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in the case of calculating | requiring the optimal combination of a some wavelength range in a control apparatus. 実施例1に使用した半導体ウェハの積層構造の概略図である。1 is a schematic view of a laminated structure of a semiconductor wafer used in Example 1. FIG. 実施例1における観測波長450,750nmでの分光強度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing temporal changes in spectral intensity at observation wavelengths of 450 and 750 nm in Example 1. FIG. 実施例1における最適波長域(553nm)での分光強度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing temporal changes in spectral intensity in the optimum wavelength region (553 nm) in Example 1. 実施例1における最適波長域(648nm)での分光強度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing temporal changes in spectral intensity in an optimum wavelength region (648 nm) in Example 1. 実施例1において入出力器に表示される画面を示す図である。It is a figure which shows the screen displayed on an input / output device in Example 1. FIG. 実施例2における最適波長域の組み合わせでの分光強度の時間変化を示すグラフである。6 is a graph showing a temporal change in spectral intensity in a combination of optimum wavelength ranges in Example 2. 実施例2において研磨圧を変更した場合の分光強度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the spectral intensity at the time of changing polishing pressure in Example 2. FIG. 実施例3における単一の波長域、および複数の波長域の組み合わせでの分光強度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the spectral intensity in the combination of the single wavelength range in Example 3, and a several wavelength range.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。ここでは、実施例として、シリコン酸化膜を研磨するCMP工程(STI工程やILD(層間絶縁膜)工程)において、研磨終点を判定する場合について詳述する。まず、本発明を適用した研磨装置の代表例であるCMP装置(化学的機械的研磨装置)1の概略構成を図1に示す。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, as an example, a case where a polishing end point is determined in a CMP process (STI process or ILD (interlayer insulating film) process) for polishing a silicon oxide film will be described in detail. First, FIG. 1 shows a schematic configuration of a CMP apparatus (chemical mechanical polishing apparatus) 1 which is a typical example of a polishing apparatus to which the present invention is applied.

CMP装置1は、上面側において半導体ウェハ(以下、ウェハと称する)Wを回転可能に保持する保持機構10と、保持機構10の上方に対向して設けられ下面側において研磨パッド21が装着される研磨ヘッド20と、研磨パッド21の中心部からスラリ(研磨剤)31を供給するスラリ供給部30と、終点検出を行うEPD部(光学測定部)40と、これらの作動を制御する制御装置60とを主体に構成される。   The CMP apparatus 1 includes a holding mechanism 10 that rotatably holds a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W on the upper surface side, and a polishing pad 21 that is provided above the holding mechanism 10 and that is provided on the lower surface side. A polishing head 20, a slurry supply unit 30 for supplying a slurry (abrasive) 31 from the center of the polishing pad 21, an EPD unit (optical measurement unit) 40 for detecting an end point, and a controller 60 for controlling these operations. It is mainly composed.

保持機構10は、円盤状のウェハチャック11と、このウェハチャック11を支持して鉛直下方に延びるスピンドル12とを有して構成され、図示しない回転駆動機構によりウェハチャック11の上面と直交する回転中心軸O1を中心にウェハチャック11が水平面内で回転駆動される。ウェハチャック11の内部には、ウェハWの下面(被保持面)を真空吸着する真空チャック構造が設けられてウェハWを着脱可能に構成されており、ウェハチャック11に吸着保持されたウェハWの研磨対象面(すなわち被研磨面)が上向きの水平姿勢で保持される。   The holding mechanism 10 includes a disk-shaped wafer chuck 11 and a spindle 12 that supports the wafer chuck 11 and extends vertically downward. The holding mechanism 10 rotates at right angles to the upper surface of the wafer chuck 11 by a rotation driving mechanism (not shown). The wafer chuck 11 is rotationally driven in the horizontal plane around the central axis O1. Inside the wafer chuck 11, a vacuum chuck structure that vacuum-sucks the lower surface (held surface) of the wafer W is provided so that the wafer W can be attached and detached, and the wafer W held by the wafer chuck 11 is sucked and held. The surface to be polished (that is, the surface to be polished) is held in an upward horizontal posture.

研磨ヘッド20は、下面に研磨パッド21が取り付けられるヘッド部材22と、このヘッド部材22を支持して鉛直上方に延びるスピンドル23とを備え、図示しない回転駆動機構によりヘッド部材22の下面と直行する回転中心軸O2を中心に研磨パッド21が水平面内で回転駆動される。研磨パッド21は、外径が研磨対象であるウェハWの外径よりも小さい円環状に形成されており、例えば、独立発泡構造を有する硬質ポリウレタンのシートを用いて構成され、ヘッド部材22の下面に貼り付けられて研磨面が下向きの水平姿勢で保持される。この研磨ヘッド20は、図示しないヘッド移動機構を用いて、ウェハチャック11に対して水平揺動および垂直昇降可能に構成される。   The polishing head 20 includes a head member 22 to which a polishing pad 21 is attached on the lower surface, and a spindle 23 that supports the head member 22 and extends vertically upward, and is orthogonal to the lower surface of the head member 22 by a rotation drive mechanism (not shown). The polishing pad 21 is driven to rotate in a horizontal plane around the rotation center axis O2. The polishing pad 21 is formed in an annular shape whose outer diameter is smaller than the outer diameter of the wafer W to be polished. For example, the polishing pad 21 is formed using a rigid polyurethane sheet having an independent foam structure, and the lower surface of the head member 22. The polished surface is held in a downward horizontal posture. The polishing head 20 is configured to be horizontally swingable and vertically movable with respect to the wafer chuck 11 using a head moving mechanism (not shown).

スラリ供給部30は、配管32を通じて、研磨パッド21およびヘッド部材22の中央部に上下に貫通して形成された孔部(図示しない)から研磨パッド21とウェハWの当接部にスラリ31を供給する。   The slurry supply unit 30 passes the slurry 31 to a contact portion between the polishing pad 21 and the wafer W from a hole (not shown) formed through a pipe 32 in the center of the polishing pad 21 and the head member 22 vertically. Supply.

ウェハWの研磨加工を行うには、ウェハチャック11およびヘッド部材22を同一方向もしくは反対方向にそれぞれ回転させ、スラリ供給部30により研磨パッド21の中心(孔部)からスラリ31を供給しながら、研磨ヘッド20を下降させて研磨パッド21をウェハWの被研磨面に当接させつつこの状態で研磨ヘッド20をウェハWの中心部と外周部との間で半径方向に往復(水平)揺動させる。これにより、ウェハWの被研磨面が研磨パッド21との間に介在するスラリ31の機械的および化学的研磨作用を受けて、平坦に研磨加工される。   In order to polish the wafer W, the wafer chuck 11 and the head member 22 are respectively rotated in the same direction or in the opposite direction, and the slurry 31 is supplied from the center (hole) of the polishing pad 21 by the slurry supply unit 30. While the polishing head 20 is lowered and the polishing pad 21 is brought into contact with the surface to be polished of the wafer W, the polishing head 20 is reciprocated (horizontal) in the radial direction between the center portion and the outer peripheral portion of the wafer W in this state. Let As a result, the surface to be polished of the wafer W is subjected to the mechanical and chemical polishing action of the slurry 31 interposed between the polishing pad 21 and the surface to be polished.

EPD部40は、ウェハWの被研磨面が所定量研磨されたか否かの判定、すなわち、研磨終点の判定を行うために、光の分光強度などを測定する。EPD部40は、光源41、光路分割部材45、光検出器54等を有して構成されている。なお、EPD部40は研磨対象物たるウェハWの上方に対向して配置されるため、研磨加工の際に飛散するスラリ31から機器を保護するためカバー55内に収容されている。また、カバー55内に収容されたEPD部40は、図示しないEPD揺動機構を用いて、ウェハW(ウェハチャック11)の上方に位置する計測位置と、ウェハW(ウェハチャック11)の上方から退避した位置との間で往復揺動可能に構成されている。このEPD部40は、光源41から出射した光線をウェハWの被研磨面で反射させて、その反射光を光路分割部材45で取り出して後述する分光器等で分光された光線について光検出器54でその分光強度を測定するようになっている。   The EPD unit 40 measures the spectral intensity of light in order to determine whether or not the surface to be polished of the wafer W has been polished by a predetermined amount, that is, to determine the polishing end point. The EPD unit 40 includes a light source 41, an optical path dividing member 45, a photodetector 54, and the like. Since the EPD unit 40 is disposed so as to be opposed to the upper side of the wafer W that is an object to be polished, the EPD unit 40 is accommodated in the cover 55 in order to protect the device from the slurry 31 scattered during the polishing process. In addition, the EPD unit 40 accommodated in the cover 55 uses an EPD swing mechanism (not shown) from a measurement position located above the wafer W (wafer chuck 11) and from above the wafer W (wafer chuck 11). It is configured to be able to swing back and forth between the retracted position. The EPD unit 40 reflects the light beam emitted from the light source 41 on the surface to be polished of the wafer W, takes out the reflected light by the optical path dividing member 45, and splits the light beam by a spectroscope or the like to be described later with a photodetector 54. The spectral intensity is measured.

ここで、このEPD部40について図2を用いてより詳しく説明する。光源41は多波長成分をもつ白色光源であり、白色LEDやキセノンランプ等を用いることができる。この光源41から出射した光線は、レンズ42により平行光束に変換され、照明エリア制御スリット43を通った後、レンズ44によりビームスプリッタ(光路分割部材)45に集光される。ビームスプリッタ45を通過した光線は、レンズ46により再び平行光束とされ、ウェハWの表面(被研磨面)に照射されてウェハ面上に所定スポット径のビームスポットを形成する。このウェハWの被研磨面で反射した反射光は、再びレンズ46を通してビームスプリッタ45に集光される。ビームスプリッタ45においてウェハWからの反射光は90°方向を変えられ、レンズ48により平行光束とされる。そして、ミラー49で反射されて、レンズ40で0次光(正反射光)のみを選別する開口を有する遮光手段であるスリット51上に集光される。このスリット51により散乱光、回析光等のノイズ成分が除去され、レンズ52を介して分光手段である回析格子53に投射されて分光される。この回析格子53で分光された光線は、光電変換素子である光検出器(リニアセンサ)54に入射し、分光強度が測定される。   Here, the EPD unit 40 will be described in more detail with reference to FIG. The light source 41 is a white light source having a multi-wavelength component, and a white LED, a xenon lamp, or the like can be used. The light beam emitted from the light source 41 is converted into a parallel light beam by the lens 42, passes through the illumination area control slit 43, and then collected by the lens 44 onto a beam splitter (light path dividing member) 45. The light beam that has passed through the beam splitter 45 is converted into a parallel light beam again by the lens 46 and is irradiated onto the surface (surface to be polished) of the wafer W to form a beam spot having a predetermined spot diameter on the wafer surface. The reflected light reflected by the surface to be polished of the wafer W is condensed again on the beam splitter 45 through the lens 46. Reflected light from the wafer W is changed by 90 ° in the beam splitter 45 and is converted into a parallel light beam by the lens 48. Then, the light is reflected by the mirror 49 and condensed by the lens 40 on the slit 51 which is a light shielding means having an opening for selecting only the 0th order light (regular reflection light). Noise components such as scattered light and diffracted light are removed by the slit 51, and the light is projected onto the diffraction grating 53, which is a spectroscopic means, through the lens 52 and dispersed. The light beam dispersed by the diffraction grating 53 enters a photodetector (linear sensor) 54 that is a photoelectric conversion element, and the spectral intensity is measured.

この光学系において、光源の41の像はビームスプリッタ45に結像し、その結像位置がレンズ46の前方焦点に位置している。よって、ウェハWの被研磨面は一様に、且つ、ほぼ垂直な平行光束により照射される。また、スリット51は、ウェハWからの垂直反射光の集光位置に設けられている。よって、その開口の径を調整することにより、反射光の開口数(NA)、すなわちその開口を通過する光線の反射角度を調整することができる。したがって、想定されるウェハWの被研磨面上のパターンから発生する1次以上の回折光が、スリット51の開口を通過できないように開口数を選定することにより、0次光(正反射光)以外の反射光はこのスリット51により遮光され、回折格子53には正反射光のみが入射し、その波長に応じた回折角で回折される。   In this optical system, the image of the light source 41 is formed on the beam splitter 45, and the image formation position is located at the front focal point of the lens 46. Therefore, the surface to be polished of the wafer W is irradiated with a uniform and substantially vertical parallel light beam. Further, the slit 51 is provided at a condensing position of vertically reflected light from the wafer W. Therefore, by adjusting the diameter of the opening, the numerical aperture (NA) of the reflected light, that is, the reflection angle of the light beam passing through the opening can be adjusted. Therefore, by selecting the numerical aperture so that the first-order or higher-order diffracted light generated from the assumed pattern on the polished surface of the wafer W cannot pass through the opening of the slit 51, zero-order light (regular reflection light) The other reflected light is shielded by the slit 51, and only the regular reflected light enters the diffraction grating 53, and is diffracted at a diffraction angle corresponding to the wavelength.

光検出器54に入射する正反射光は回折格子53で波長に応じて回折され分光されているため、光検出器54では正反射光における波長成分ごとの分光強度が検出され、この分光強度情報が制御装置60に入力されるようになっている。   Since the specularly reflected light incident on the photodetector 54 is diffracted and dispersed in accordance with the wavelength by the diffraction grating 53, the photodetector 54 detects the spectral intensity for each wavelength component in the regular reflected light, and this spectral intensity information. Is input to the control device 60.

このように光検出器54で検出した反射光の波長成分ごとの分光強度、例えば、透明膜である層間絶縁膜(ILD)の反射光に対して検出される任意の波長λにおける分光強度は、図3のような変動特性を示す。このとき、研磨される膜の屈折率をnとすると、研磨工程が進み膜厚がほぼλ/2n変わる毎に図3に示すように極大点が出現するため、後で詳述するが、時間的に分光強度を追跡し、極大点の出現回数で膜厚変動を知るアルゴリズムにおいては、反射光強度(反射率)の時間変化において目的とする膜厚に到達するにはいくつ目の極大点で研磨終点とするかを適時に計算し、極大点の出現回数をカウントすることで研磨終点が判定される。なお、反射光強度の変動特性は、反射光強度の極小点を測定するときでも同様である。本実施形態においては、後述する制御装置60により、図4に示すように、所定の研磨レート等から算出される目標の膜厚になるまでの研磨時間(以降の説明では「予測研磨時間」と称する)と、予測研磨時間Teの前後において一定の幅を持って定められる許容時間ΔT(例えば、予測研磨時間Teの±5%等)とを設定し、この許容時間ΔT内に極大極小点(判定点)が出現するようなパラメータ(終点判定のための特定の波長域、もしくはその組み合わせ)の最適値を決定するように構成されている。   Thus, the spectral intensity for each wavelength component of the reflected light detected by the photodetector 54, for example, the spectral intensity at an arbitrary wavelength λ detected with respect to the reflected light of the interlayer insulating film (ILD) which is a transparent film, The fluctuation characteristics as shown in FIG. 3 are shown. At this time, assuming that the refractive index of the film to be polished is n, a maximum point appears as shown in FIG. 3 every time the polishing process proceeds and the film thickness changes approximately λ / 2n. In an algorithm that automatically tracks the spectral intensity and knows the film thickness variation by the number of occurrences of the maximum point, the maximum number of points is required to reach the target film thickness in the time variation of the reflected light intensity (reflectance). Whether the polishing end point is determined is calculated in a timely manner, and the polishing end point is determined by counting the number of appearances of the maximum point. The variation characteristic of the reflected light intensity is the same even when the minimum point of the reflected light intensity is measured. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the control device 60 described later uses a polishing time until a target film thickness calculated from a predetermined polishing rate or the like (in the following description, “predicted polishing time”). And an allowable time ΔT (for example, ± 5% of the predicted polishing time Te) determined with a certain width before and after the predicted polishing time Te, and a maximum and minimum point ( It is configured to determine an optimum value of a parameter (a specific wavelength region for determining the end point or a combination thereof) such that a determination point) appears.

制御装置60は、図5に示すように、予め設定記憶された制御プログラムや研磨対象に応じて読み込まれた加工プログラムに基づいて保持機構10、研磨ヘッド20、スラリ供給部30、およびEPD部40等の作動を制御する作動制御部61と、研磨終点判定のための所定のアルゴリズム等の初期条件を設定する初期条件設定部62と、EPD部40(光検出器54)から入力された波長成分ごとの分光強度情報を記憶する記憶部63と、初期条件設定部62からの設定情報や記憶部63に記憶された分光強度情報などに基づいて、研磨終点判定のためのパラメータ(終点検出条件、すなわち、終点判定のための特定の波長域もしくはその組み合わせや、判定点となる極大極小点のカウント数)の最適値を決定する検出条件決定部64と、EPD部40を制御して検出条件決定部64によって決定されたパラメータなどに基づいてウェハWの研磨終点を検出する終点判定部65とを有して構成される。   As shown in FIG. 5, the control device 60 is configured to hold the holding mechanism 10, the polishing head 20, the slurry supply unit 30, and the EPD unit 40 based on a control program that is set and stored in advance and a processing program that is read according to the polishing target. Wavelength components input from the operation control unit 61 that controls the operation of the above, an initial condition setting unit 62 that sets initial conditions such as a predetermined algorithm for determining the polishing end point, and the EPD unit 40 (photodetector 54) Based on the setting information from the initial stage setting unit 62, the spectral intensity information stored in the storage unit 63, and the like, parameters for determining the polishing end point (end point detection condition, That is, a detection condition determining unit 64 that determines an optimum value of a specific wavelength range for determining the end point or a combination thereof, or the count value of the maximum and minimum points serving as a determination point; Constructed and a end point determination unit 65 to detect the polishing endpoint of the wafer W based such as parameters determined by the detection condition determining unit 64 controls the PD unit 40.

それでは、研磨終点判定のパラメータについて、制御装置60を用いたその最適値の決定手順について図6および図7に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本手順では上記パラメータとして単一の波長域を用いる場合、および複数の波長域の組み合わせを用いる場合の2つのケースについて述べる。   Now, with regard to the parameters for determining the polishing end point, the procedure for determining the optimum value using the control device 60 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. In this procedure, two cases will be described, in which a single wavelength region is used as the parameter and a combination of a plurality of wavelength regions is used.

まず、制御装置60に接続された入出力器66(諸条件のキー入力を行うキーボードや画像表示を行うディスプレイなどを備えるヒューマンインターフェース)を用いて、所定の初期条件を入力し(ステップS101,201)、この初期条件を初期条件設定部62に設定する。この初期条件としては、終点判定のための所定のアルゴリズムのほかに、目標の膜厚になるまでの研磨量と所定の研磨レートとに基づいて算出される予測研磨時間Teや、予測研磨時間Teに対する許容時間ΔTなどが設定される。また、分光器(回折格子43および光検出器54等で構成)が持つ多数のチャンネルch(例えば、256チャンネル(ch1〜ch256))から、その観測対象となる波長領域での開始波長(チャンネルch1)と終了波長(チャンネルch256)とを設定する。ここで、光源41を白色LEDとした場合、開始波長(チャンネルch1)は450nm、終了波長(チャンネルch256)は750nmが一般値となる。   First, a predetermined initial condition is input using an input / output device 66 (a human interface including a keyboard for inputting keys of various conditions and a display for displaying an image) connected to the control device 60 (steps S101 and 201). The initial condition is set in the initial condition setting unit 62. As the initial condition, in addition to a predetermined algorithm for determining an end point, an estimated polishing time Te calculated based on a polishing amount until a target film thickness is reached and a predetermined polishing rate, and an estimated polishing time Te For example, an allowable time ΔT is set. In addition, from a number of channels ch (for example, 256 channels (ch1 to ch256)) possessed by the spectroscope (consisting of the diffraction grating 43 and the photodetector 54), the start wavelength (channel ch1) in the wavelength region to be observed. ) And the end wavelength (channel ch 256). When the light source 41 is a white LED, the general value is 450 nm for the start wavelength (channel ch1) and 750 nm for the end wavelength (channel ch256).

ここで、光検出器54で検出される各波長成分のうち、終点判定のためのパラメータを、まず単一の波長域とするときについて図6を用いて説明する。このとき、検出条件決定部64により、記憶部63に記憶された分光強度情報を用いて、観測対象となるチャンネルchAをその初期値としてチャンネルch1(開始波長450nm)に設定し(ステップS102)、そのチャンネルchAの信号波形に対して前処理として平滑化処理を行って(ステップS103)、サンプリングした時間帯(サンプリング周期の間隔)ごとの分光強度のデータD(0),D(1),D(2)・・・D(m)を取得する(ステップS104)。ここで、データD(0)はサンプリング時間T=0のときの分光強度データ、データD(1)はサンプリング時間T=1のときの分光強度データ、データT(m)はサンプリング時間T=mのときの分光強度データを表す。 Here, with reference to FIG. 6, a description will be given of the case where the parameter for determining the end point among the wavelength components detected by the photodetector 54 is set to a single wavelength region. At this time, the detection condition determining unit 64 uses the spectral intensity information stored in the storage unit 63 to set the channel ch A to be observed as the channel ch1 (starting wavelength 450 nm) as its initial value (step S102). Then, a smoothing process is performed as a pre-process on the signal waveform of the channel ch A (step S103), and spectral intensity data D (0) and D (1) for each sampled time zone (sampling period interval). , D (2)... D (m) are acquired (step S104). Here, data D (0) is spectral intensity data when the sampling time T = 0, data D (1) is spectral intensity data when the sampling time T = 1, and data T (m) is sampling time T = m. Represents the spectral intensity data at.

そして、これらのデータD(0)〜D(m)の中から極大値のみを抽出してピーク値リストを作成するとともに、極小値のみを抽出してボトム値リストを作成する(ステップS105)。ピーク値およびボトム値リストから極大値および極小値の出現するそれぞれのサンプリング時間を求め、その中から初期条件設定部62に設定された予測研磨時間Te前後の許容時間ΔT内に出現した極大値および極小値のみを抽出して記憶部63に一時記憶させる(ステップS106)。   Then, only maximum values are extracted from these data D (0) to D (m) to create a peak value list, and only minimum values are extracted to create a bottom value list (step S105). The respective sampling times at which the maximum value and the minimum value appear are obtained from the peak value and bottom value lists, and the maximum value appearing within the allowable time ΔT before and after the predicted polishing time Te set in the initial condition setting unit 62, and Only the minimum value is extracted and temporarily stored in the storage unit 63 (step S106).

次いで、チャンネルchAをカウントアップして、チャンネルchAに対して分光器の全チャンネル(1〜256ch)分、すなわち波長域450nm〜750nmのもとで、ステップS103〜106が行われる(ステップS107,S110)。このため、チャンネルchAは450nm〜750nmまで分光器のチャンネル数に応じた波長域刻みでカウントアップされることにより、分光器のチャンネル数に応じた波長域のもとで許容時間ΔT内に出現する極大値および極小値が抽出される。 Next, channel ch A is counted up, and steps S103 to S106 are performed for all channels (1 to 256 ch) of the spectroscope with respect to channel ch A , that is, under the wavelength range of 450 nm to 750 nm (step S107). , S110). Therefore, the channel ch A is counted up from 450 nm to 750 nm in increments of the wavelength range corresponding to the number of channels of the spectrometer, and thus appears within the allowable time ΔT in the wavelength range corresponding to the number of channels of the spectrometer. The maximum value and the minimum value to be extracted are extracted.

そして、全ての波長域についてループ(ステップS103〜106)が終了したら、波長域ごとにピーク値リストから許容時間ΔT内に出現した極大値とその直前に出現した極小値とが比較され、もしくはボトム値リストから許容時間ΔT内に出現した極小値とその直前に出現した極大値とが比較される。そして、比較の結果、極大値とその直前の極小値との差、もしくは極小値とその直前の極大値との差が最大値となるチャンネルchA(特定の波長域)を求める(ステップS108)。これは、極大値と極小値との差が大きくなるほど、終点判定のために捉えるべき分光強度の変動が顕著に表れるため、ノイズ要素の影響に拘らず安定した検出を行うことができるということになり、終点判定におけるS/Nを優先した場合には、この極大値と極小値との差が最大であったチャンネルchA(波長域)が終点判定のためのパラメータの最適値となる。同時に、この最適値とされたチャンネルchAの分光強度の波形において許容時間ΔT内に出現する判定点(極大極小点)のカウント数も同時に算出される(ステップS109)。 When the loop (steps S103 to S106) is completed for all the wavelength ranges, the maximum value appearing within the allowable time ΔT from the peak value list for each wavelength range is compared with the minimum value appearing immediately before it, or the bottom From the value list, the local minimum value that appears within the allowable time ΔT is compared with the local maximum value that appears immediately before. Then, as a result of the comparison, a channel ch A (specific wavelength range) in which the difference between the local maximum value and the local minimum value just before it, or the difference between the local minimum value and the local maximum value just before the maximum value is obtained (step S108). . This is because, as the difference between the maximum value and the minimum value increases, the fluctuation of the spectral intensity that should be captured for the end point determination becomes more prominent, so that stable detection can be performed regardless of the influence of noise elements. Thus, when priority is given to the S / N in the end point determination, the channel ch A (wavelength range) in which the difference between the maximum value and the minimum value is the maximum is the optimum parameter value for the end point determination. At the same time, the count number of determination points (maximum / minimum points) appearing within the allowable time ΔT in the waveform of the spectral intensity of the channel ch A set to the optimum value is also calculated (step S109).

一方、目標となる時間(予測研磨時間Te)を優先した場合には、ステップS108の代わりに、予測研磨時間Teに最も近接した地点に極大極小点が出現するチャンネルchA(特定の波長域)を求め、これを終点判定のためのパラメータの最適値とする(ステップS108′)。 On the other hand, when priority is given to the target time (predicted polishing time Te), instead of step S108, a channel ch A (a specific wavelength region) in which the maximum and minimum points appear at the point closest to the predicted polishing time Te. Is determined as the optimum parameter value for determining the end point (step S108 ').

続いて、終点判定のパラメータを、複数の波長域の組み合わせとするときについて図7を用いて説明する。このとき、検出条件決定部64により、記憶部63に記憶された分光強度情報を用いて、観測対象となる2つのチャンネルchA,chBをその初期値としてチャンネルch1(開始波長450nm)、チャンネルch256(終了波長750nm)にそれぞれ設定し(ステップS202)、チャンネルchA(ch1の波長域)に基づく時系列信号の絶対値と、チャンネルchB(ch256の波長域)に基づく時系列信号の絶対値との比(chAの時系列信号/chBの時系列信号)による信号波形(合成波形)を算出する(ステップS203)。これは、各分光成分の信号波形にはスラリ32の変動による散乱等を原因とする多くのノイズ要素が含まれているため、同条件のもとで測定された各分光強度を比として演算することによりノイズ要素を排除することができるからであり、前述のパラメータを単一波長として測定するときよりもS/Nを向上させることができる。 Next, a case where the end point determination parameter is a combination of a plurality of wavelength ranges will be described with reference to FIG. At this time, by using the spectral intensity information stored in the storage unit 63 by the detection condition determination unit 64, the channel ch1 (starting wavelength 450 nm) and the channel are set with the two channels ch A and ch B to be observed as their initial values. ch256 (end wavelength 750 nm) is set (step S202), and the absolute value of the time series signal based on the channel ch A (the wavelength range of ch1) and the absolute value of the time series signal based on the channel ch B (the wavelength range of ch256) A signal waveform (composite waveform) based on a ratio to the value (time series signal of ch A / time series signal of ch B ) is calculated (step S203). This is because the signal waveform of each spectral component includes many noise elements caused by scattering due to fluctuations in the slurry 32, and therefore, each spectral intensity measured under the same condition is calculated as a ratio. This is because the noise element can be eliminated, and the S / N can be improved as compared with the case where the above-mentioned parameter is measured as a single wavelength.

そして、この合成波形に対して前処理として平滑化処理を行って(ステップS204)、サンプリングした時間帯(サンプリング周期の間隔)ごとの分光強度のデータD(0),D(1),D(2)・・・D(m)を取得する(ステップS205)。   Then, a smoothing process is performed as a pre-process on the synthesized waveform (step S204), and spectral intensity data D (0), D (1), D (for each sampled time zone (sampling period interval). 2)... D (m) is acquired (step S205).

そして、これらのデータD(0)〜D(m)の中から極大値のみを抽出してピーク値リストを作成するとともに、極小値のみを抽出してボトム値リストを作成する(ステップS206)。このとき、ピーク値およびボトム値リストから極大値および極小値の出現するそれぞれの時間帯を求めて、その中から初期条件設定部62に設定された予測研磨時間Te前後の許容時間ΔT内に出現した極大値および極小値のみを抽出して記憶部63に一時記憶させる(ステップS207)。   Then, only maximum values are extracted from these data D (0) to D (m) to create a peak value list, and only minimum values are extracted to create a bottom value list (step S206). At this time, respective time zones in which the maximum value and the minimum value appear are obtained from the peak value and bottom value lists, and appear within the allowable time ΔT before and after the predicted polishing time Te set in the initial condition setting unit 62 from among them. Only the local maximum value and the local minimum value are extracted and temporarily stored in the storage unit 63 (step S207).

次いで、チャンネルch1をカウントアップするとともに、チャンネルch2をカウントダウンして(ステップS208,211)、チャンネルchAおよびchBについて全チャンネル(1〜256ch)分の組み合わせのもとで、ステップS203〜S207が行われる。すなわち、チャンネルchAは450nmから750nmまで分光器のチャンネル数に応じた波長刻みでカウントアップされ、反対にチャンネルchBは750nmから450nmまで分光器のチャンネル数に応じた波長域刻みでカウントダウンされることにより、分光器のチャンネル数に応じた波長域の組み合わせのもとで許容時間ΔT内に出現する極大値および極小値が抽出される。 Next, the channel ch1 is counted up and the channel ch2 is counted down (steps S208 and 211), and steps S203 to S207 are performed under the combination of all channels (1 to 256 ch) for the channels ch A and ch B. Done. That is, channel chA is counted up from 450 nm to 750 nm in increments of wavelengths according to the number of channels of the spectrometer, and conversely, channel chB is counted down from 750 nm to 450 nm in increments of wavelengths according to the number of channels of the spectrometer. Then, the maximum value and the minimum value appearing within the allowable time ΔT under the combination of the wavelength ranges corresponding to the number of channels of the spectroscope are extracted.

そして、全ての波長域の組み合わせについてループ(ステップS203〜207)が終了したら、各波長域の組み合わせごとに、許容時間ΔT内に出現した極大値とその直前に出現した極小値とを比較し、もしくは許容時間ΔT内に出現した極小値とその直前に出現した極大値とを比較する。そして、比較の結果、極大値とその直前の極小値との差、もしくは極小値とその直前の極大値との差が最大値であったチャンネルchA,chBの組み合わせを求める(ステップS209)。終点検出におけるS/Nを優先した場合には、このチャンネルchA,chB(の波長域)の組み合わせが終点判定のためのパラメータの最適値となる。同時に、このチャンネルchA,chB(の波長域)の組み合わせの光強度の波形において許容時間ΔT内に出現する判定点(極大極小点)の所定のカウント数も同時に算出される(ステップS210)。 Then, when the loop (steps S203 to 207) is completed for all combinations of wavelength ranges, for each combination of wavelength ranges, the maximum value that appears within the allowable time ΔT is compared with the minimum value that appears immediately before it, Alternatively, the local minimum value that appears within the allowable time ΔT is compared with the local maximum value that appears just before it. Then, as a result of the comparison, a combination of channels ch A and ch B in which the difference between the local maximum value and the local minimum value just before or the difference between the local minimum value and the local maximum value just before the maximum value is obtained (step S209). . When priority is given to S / N in the end point detection, the combination of the channels ch A and ch B (its wavelength range) becomes the optimum parameter value for end point determination. At the same time, a predetermined count number of determination points (maximum / minimum points) appearing within the allowable time ΔT in the waveform of the light intensity of the combination of the channels ch A and ch B (wavelength ranges thereof) is also calculated (step S210). .

一方、目標となる時間(予測研磨時間Te)を優先した場合には、ステップS209の代わりに、予測研磨時間Teに最も近接した地点に極大極小点が出現するチャンネルchA,chB(の波長域)の組み合わせを求め、これを終点検出のためのパラメータの最適値とする(ステップS209′)。 On the other hand, when priority is given to the target time (predicted polishing time Te), instead of step S209, the wavelengths of channels ch A and ch B (where the maximum and minimum points appear at the point closest to the predicted polishing time Te). (Region) is determined, and this is set as the optimum parameter value for end point detection (step S209 ').

そして、研磨工程においては研磨その場計測のEPD部40を作動させ、上記のように決定された波長域、もしくは複数の波長域の組み合わせの最適値に基づいて所定のカウント数の極大極小点が検出されたことをもって終点判定部65が終点検出信号を出力することで、この研磨終点の検出タイミングでウェハWの研磨加工を終了する。   Then, in the polishing process, the EPD unit 40 for in-situ measurement is operated, and the maximum or minimum point of a predetermined count number is determined based on the wavelength range determined as described above or the optimum value of a combination of a plurality of wavelength ranges. When the end point determination unit 65 outputs the end point detection signal with the detection, the polishing process of the wafer W is completed at the detection timing of the polishing end point.

このように、予め取得した波長成分ごとの分光信号などを用いて終点と判定されるべき時間領域(許容時間ΔT)内に極大極小点(判定点)が現れるように終点判定のためのパラメータ(波長域)を最適化させることにより、ウェハWの被研磨面における表面状態の変化を的確に捉えることが可能になり、終点検出精度を向上させることができる。そのため、CMPプロセスを効率的に管理してCMP装置1のスループットを向上させることが可能になる。   As described above, the parameter for determining the end point (determination point) is set so that the maximum / minimum point (determination point) appears in the time region (allowable time ΔT) to be determined as the end point using the spectral signal for each wavelength component acquired in advance. By optimizing the wavelength range, it is possible to accurately grasp the change in the surface state on the surface to be polished of the wafer W, and the end point detection accuracy can be improved. Therefore, it is possible to efficiently manage the CMP process and improve the throughput of the CMP apparatus 1.

なお、本実施形態では、終点検出を極大極小値の出現に基づいて判定するように構成しているが、所定の閾値を超えた場合や、変曲点の出現などに基づいて判定するようにしてもよい。   In the present embodiment, the end point detection is determined based on the appearance of the maximum / minimum value. However, the end point detection is determined based on the occurrence of an inflection point or the like when a predetermined threshold is exceeded. May be.

以上のように構成されたCMP装置1において、ウェハWのCMP工程について説明する。まず、図示しない搬送装置によりウェハWをウェハチャック11上に搬送した後、研磨加工の開始前に、制御装置60は、図示しないEPD部揺動機構を用いて、EPD部40を前述の退避位置からウェハW上方の計測位置に移動させる。保持機構10、研磨ヘッド20、およびスラリ供給部30等を作動させて研磨加工を始めるとともに、EPD部40の光源41よりプローブ光を照射させて光検出器54によるウェハWからの反射光の計測(すなわち、EPD部40による計測)を開始する。このとき、制御装置60では、前述したように、予め設定された予測研磨時間、許容時間、および終点検出条件に基づいて、光検出器54で検出される反射光のうち観測対象となる(最適とされる特定の波長域、もしくはその組み合わせによる)分光強度をサンプリングしつつ、この分光強度の極大極小点の出現回数がカウントされ、極大極小点が所定回数現れたときに研磨加工の終点であると判定する。そして、終点判定部65から終点検出信号が出力された場合、そのタイミングで当該研磨加工を終了する制御を行う。   The CMP process of the wafer W in the CMP apparatus 1 configured as described above will be described. First, after the wafer W is transferred onto the wafer chuck 11 by a transfer device (not shown) and before the polishing process is started, the control device 60 uses the EPD unit swing mechanism (not shown) to move the EPD unit 40 to the above-described retracted position. To the measurement position above the wafer W. The holding mechanism 10, the polishing head 20, the slurry supply unit 30, etc. are actuated to start polishing, and the probe light is irradiated from the light source 41 of the EPD unit 40 to measure the reflected light from the wafer W by the photodetector 54. (In other words, measurement by the EPD unit 40) is started. At this time, as described above, the control device 60 becomes an observation target among the reflected light detected by the photodetector 54 based on the preset predicted polishing time, allowable time, and end point detection condition (optimum). The number of occurrences of the maximum and minimum points of this spectral intensity is counted while sampling the spectral intensity (depending on the specific wavelength range or combination thereof), and is the end point of the polishing process when the maximum and minimum points appear a predetermined number of times. Is determined. When the end point detection signal is output from the end point determination unit 65, the polishing process is controlled at that timing.

なお、このときEPD部40によりサンプリングされる分光信号の波形に対しては、ノイズ低減のため常に制御装置60により平滑化処理(スムージング処理)が行われているが、平滑化処理ではその対象となる点とその一定時間前・後における点とに基づいて補正される。よって、対象となる点で平滑化処理を行うには、その一定時間後にサンプリングされる点のデータも必要になるため、リアルタイムで反射光の分光成分を検出して平滑化処理を行う場合、その一定時間分だけ処理の遅れが発生することになり、その結果、終点検出が遅れることで目的とする膜厚を大きく超えて研磨加工してしまうおそれがある。例えば、t秒間隔でサンプリングされる分光信号の波形おいて、5点(平滑化の対象点とその前後2点ずつとの計5点)で平滑化処理する場合、対象となる点が補正(平滑化)されるのはその点がサンプリングされた2t秒後(後の2点が計測された時点)となり、このため、2t秒後の遅れが生じることになる。そこで、パラメータの最適値として、予測研磨時間Te近傍に極大極小点が出現する波長域(もしくはその組み合わせ)を求める代わりに、予測研磨時間Teの2t秒前近傍に極大極小点が出現する波長域(もしくはその組み合わせ)を求めるように構成としてもよい。これによれば、この最適値による分光波形に対して平滑化処理を行ったときに、予め予測研磨時間Teに対して2t秒前近傍に現れる極大極小点を検出するように構成しているため、平滑化処理による2t秒の遅れが生じても終点検出を行うタイミングを予測研磨時間Teに合致させることが可能になる。したがって、平滑化処理による遅れが生じることなく、より高精度に終点を検出することができる。   At this time, the waveform of the spectral signal sampled by the EPD unit 40 is always subjected to smoothing processing (smoothing processing) by the control device 60 for noise reduction. And the points before and after the predetermined time. Therefore, in order to perform the smoothing process at the target point, the data of the points sampled after a certain time is also required. Therefore, when performing the smoothing process by detecting the spectral component of the reflected light in real time, As a result, processing delay occurs for a certain period of time, and as a result, the end point detection is delayed, and there is a risk that the target film thickness is greatly exceeded. For example, in the case of a smoothing process at 5 points (a total of 5 points including a target point to be smoothed and two points before and after that) in a waveform of a spectral signal sampled at intervals of t seconds, the target point is corrected ( Smoothing is performed 2t seconds after the point is sampled (at the time when the latter two points are measured), and therefore, a delay occurs after 2t seconds. Therefore, as an optimal parameter value, instead of obtaining a wavelength region (or a combination thereof) in which a local minimum point appears in the vicinity of the predicted polishing time Te, a wavelength region in which a local minimum point appears in the vicinity of 2 tsec before the predicted polishing time Te. (Or a combination thereof) may be obtained. According to this, when the smoothing process is performed on the spectral waveform with the optimum value, the maximum and minimum points appearing in the vicinity of 2 t seconds before the predicted polishing time Te are detected in advance. Even when a delay of 2 tsec due to the smoothing process occurs, the timing for detecting the end point can be matched with the predicted polishing time Te. Therefore, the end point can be detected with higher accuracy without causing a delay due to the smoothing process.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
まず、図8に示すウェハ構造(STI構造、ILD構造)のパターン加工がされた12インチのシリコンウェハ(ウェハW)を研磨するケースにおいて、制御装置60により、研磨終点判定のパラメータの最適値を算出するためのシミュレーション計算を行った結果について説明する。この研磨対象物たるウェハWは、図8に示すように、シリコン基板70の上面にSiO2層(シリコン熱酸化膜)71を10nmの厚みに形成し、その上にバリア層として窒化シリコンSiN層72を60nmの厚みに形成し、さらにその上にTEOS層としてSiO2層73をプラズマCVDで400nmの厚みに形成したものを用いる。なお、シリコン基板70にはトレンチ74が存在し、その深さは200nmとする。
[Example 1]
First, in a case where a 12-inch silicon wafer (wafer W) subjected to pattern processing of the wafer structure (STI structure, ILD structure) shown in FIG. 8 is polished, the controller 60 sets an optimum value of the polishing end point determination parameter. A result of simulation calculation for calculation will be described. As shown in FIG. 8, a wafer W as an object to be polished has a SiO 2 layer (silicon thermal oxide film) 71 formed on the upper surface of a silicon substrate 70 to a thickness of 10 nm, and a silicon nitride SiN layer as a barrier layer thereon. 72 is formed to a thickness of 60 nm, and a SiO 2 layer 73 is formed thereon as a TEOS layer by plasma CVD to a thickness of 400 nm. Note that a trench 74 exists in the silicon substrate 70, and its depth is 200 nm.

ここで、研磨ヘッド20のTEOS層の加工レートを既存のデータから10nm/秒であるとし、研磨終了の目標(終点)を最上層のTEOS層73が消失したときとすると、予測研磨時間Te、および許容時間ΔT(例えば予測研磨時間Teの±5%とする)は次の式で求められる。   Here, assuming that the processing rate of the TEOS layer of the polishing head 20 is 10 nm / second from the existing data, and the target (end point) of polishing is when the uppermost TEOS layer 73 disappears, the predicted polishing time Te, The allowable time ΔT (for example, ± 5% of the predicted polishing time Te) is obtained by the following equation.

Te = 400/10 = 40秒
ΔT = 40×0.05 = 2秒(±2秒)
よって、このウェハWの場合は、研磨開始から40秒の地点でTEOS層73が消失した状態になると予測され、制御装置60に研磨時間として40秒±2秒(38秒〜42秒)が設定される。一方、EPD部40の光源41は、白色LED(波長範囲450nm〜750nm)が用いられている。
Te = 400/10 = 40 seconds ΔT = 40 × 0.05 = 2 seconds (± 2 seconds)
Therefore, in the case of this wafer W, it is predicted that the TEOS layer 73 disappears at a point of 40 seconds from the start of polishing, and the control device 60 sets 40 seconds ± 2 seconds (38 seconds to 42 seconds) as the polishing time. Is done. On the other hand, a white LED (wavelength range: 450 nm to 750 nm) is used as the light source 41 of the EPD unit 40.

このような条件のもとで、制御装置60によりシミュレーション計算を行った結果として、分光強度の時間変化の様子を図9および図10に示す。なお、図9および図10において、縦軸は分光強度を、下側の横軸は左から右に研磨時間の経過を、上側の横軸は左から右に膜厚(残膜厚)の変化を表している。観測波長として波長450nm(開始波長)、波長750nm(終了波長)における分光強度の時間変化を表す図9から示されるように、波長450nmおよび波長750nmの分光では研磨時間40秒±2秒の区間には極大極小点が生じないことがわかる。これに対して、前述した手順により観測波長領域450nm〜750nmにおいて制御装置60(検出条件決定部64)を用いて研磨時間40秒±2秒の地点に極大極小点が生じるような解(パラメータ)を単一波長で求めた結果、波長553nmが最適値であると決定された。波長553nmにおける分光強度の時間変化を表す図10に示されるように、波長553nmでは、研磨時間(予測研磨時間Te)40秒の地点で極小点が出現していることが分かる。したがって、このケースでは3番目の極小点を検出したときに、研磨終点と判定することができる。   FIG. 9 and FIG. 10 show how the spectral intensity changes with time as a result of the simulation calculation performed by the control device 60 under such conditions. 9 and 10, the vertical axis indicates the spectral intensity, the lower horizontal axis indicates the polishing time elapsed from left to right, and the upper horizontal axis indicates the change in film thickness (residual film thickness) from left to right. Represents. As shown in FIG. 9 showing the temporal change in spectral intensity at an observation wavelength of 450 nm (starting wavelength) and a wavelength of 750 nm (end wavelength), the spectroscopic analysis at a wavelength of 450 nm and a wavelength of 750 nm has a polishing time of 40 seconds ± 2 seconds. Shows that the maximum and minimum points do not occur. On the other hand, a solution (parameter) in which a maximum / minimum point is generated at a point where the polishing time is 40 seconds ± 2 seconds using the control device 60 (detection condition determination unit 64) in the observation wavelength region of 450 nm to 750 nm by the procedure described above. Was determined at a single wavelength, and it was determined that the wavelength of 553 nm was the optimum value. As shown in FIG. 10 showing the temporal change in spectral intensity at a wavelength of 553 nm, it can be seen that a minimum point appears at a point of polishing time (predicted polishing time Te) of 40 seconds at a wavelength of 553 nm. Therefore, in this case, when the third minimum point is detected, it can be determined as the polishing end point.

なお、上記のケースでは、研磨終点がTEOS層73からバリア層72に切り替わる位置である。次いで、任意の膜厚での判定が可能であることを示すために、研磨終点の目標をTEOS層73の膜厚が150nmとなったとして、パラメータ(波長域)の解を求めた場合の観測結果を図11に示す。なお、このとき、予測研磨時間Te=25秒である。これを単一の波長域で求めた結果、波長648nmが最適値であると決定され、2番目の極大点を検出したときに、研磨終点と判定できることがわかる。   In the above case, the polishing end point is a position where the TEOS layer 73 is switched to the barrier layer 72. Next, in order to show that determination with an arbitrary film thickness is possible, an observation when a solution of a parameter (wavelength region) is obtained on the assumption that the film thickness of the TEOS layer 73 is 150 nm as a target of the polishing end point. The results are shown in FIG. At this time, the predicted polishing time Te = 25 seconds. As a result of obtaining this in a single wavelength region, it can be seen that the wavelength 648 nm is determined to be the optimum value, and that the polishing end point can be determined when the second maximum point is detected.

また、このとき制御装置60によってシミュレーション計算が行われた結果として、前述の入出力器66のディスプレイに表示される画面を図12に示す。この入出力器66のソフト画面には、前述した初期条件(所定のアルゴリズムなど)が設定されるとともに、シミュレーション計算の結果として、パラメータ(波長)の最適値(図12中の「Monitored Wavelength = 647.92」)や、極大極小点のカウント数(図12中の「PeakBottom Counts = 2」)、最適波長(648nm)における分光波形(図12中の右上段のグラフ)、任意のサンプリング時間における各波長域(波長領域450nm〜750nm)に対する分光強度(図12中の右下段のグラグ)などが出力(表示)される。   FIG. 12 shows a screen displayed on the display of the input / output device 66 as a result of the simulation calculation performed by the control device 60 at this time. In the software screen of the input / output device 66, the above-described initial conditions (predetermined algorithm and the like) are set, and as a result of the simulation calculation, the optimum value of the parameter (wavelength) (“Monitored Wavelength = 647 in FIG. 12). .92 "), the maximum / minimum count number (" PeakBottom Counts = 2 "in FIG. 12), the spectral waveform at the optimum wavelength (648 nm) (upper right graph in FIG. 12), and each sampling time at an arbitrary sampling time Spectral intensity (lower right gragg in FIG. 12) and the like for the wavelength region (wavelength region 450 nm to 750 nm) are output (displayed).

[実施例2]
次に、層間絶縁膜(ILD)構造を有するウェハWを研磨した場合の観測結果を図13に示す。ウェハWの研磨には、研磨パッドがウェハWよりも小径のオスカータイプのCMP装置1を用いた。また、スラリにはシリカ系SS25(アルカリ溶媒で分散させたもの)を用い、低圧の研磨圧で研磨を行った。図13に示すサンプル1のデータから研磨レートを算出し、予測研磨時間Te=170秒で目的となる所定膜厚に到達すると求められた。本実施例では、白色LEDを用いて、開始波長450nm、終了波長750nmのもとで複数の波長域の組み合わせをパラメータとして、その最適値を求めたところ、波長549nmと波長694nmとの組み合わせによる光強度の波形において、予測研磨時間Te近傍に(2番目の)極大点が現れることが求められた。したがって、これら波長549nmと波長694nmとの組み合わせをパラメータの最適値として決定し、この終点検出条件に基づいて、2枚目(サンプル2)および3枚目(サンプル3)のウェハWの研磨を行った。図13に示すように、2枚目および3枚目のウェハ研磨においても、予測研磨時間Te(170秒)近傍において2番目の極大点が出現し、これをもって研磨加工の終点であると判定することにより、このタイミングで研磨加工を終了することができ、本システムが問題なく動作していることがわかる。
[Example 2]
Next, FIG. 13 shows an observation result when a wafer W having an interlayer insulating film (ILD) structure is polished. For polishing the wafer W, an Oscar type CMP apparatus 1 having a polishing pad with a smaller diameter than the wafer W was used. Further, silica-based SS25 (dispersed with an alkali solvent) was used as the slurry, and polishing was performed at a low polishing pressure. The polishing rate was calculated from the data of Sample 1 shown in FIG. 13, and it was determined that the target predetermined film thickness was reached in the predicted polishing time Te = 170 seconds. In this example, when the white LED is used and the optimum value is obtained using a combination of a plurality of wavelength regions as parameters as the start wavelength of 450 nm and the end wavelength of 750 nm, the light of the combination of the wavelength of 549 nm and the wavelength of 694 nm is obtained. In the intensity waveform, the (second) local maximum point was required to appear in the vicinity of the predicted polishing time Te. Therefore, the combination of the wavelength 549 nm and the wavelength 694 nm is determined as the optimum parameter value, and the second (sample 2) and third (sample 3) wafers W are polished based on the end point detection conditions. It was. As shown in FIG. 13, also in the second and third wafer polishing, the second maximum point appears in the vicinity of the predicted polishing time Te (170 seconds), and this is determined as the end point of the polishing process. Thus, the polishing process can be completed at this timing, and it can be seen that the present system operates without any problem.

また、上記ケースにおいて研磨圧を変更してウェハWの研磨加工を行った場合の観測結果を図14に示す。ここで、図14中、サンプル3は研磨圧を低圧で行い(上記ケースと同じ)、サンプル4は研磨圧を中圧で行い、サンプル5は研磨圧を高圧で行った場合を示す。研磨圧を低圧から中圧、高圧に昇圧するにしたがって、研磨レートが向上し、予測研磨時間Teが短縮することとなるが、研磨圧以外の他の条件を保持しつつ研磨加工を行えば、算出されたパラメータの最適値、および判定点(極大極小点)のカウント数がほぼ同一となることがわかる。すなわち、研磨圧が低圧、中圧、および高圧のいずれのときでも、波長549nmと波長694nmとの組み合わせに基づく光強度の波形のもとで、2番目の極大点が出現する地点において予測研磨時間Te(Te3,Te4,Te5)に達することがわかる。このように終点検出したサンプル4,5の膜厚は、サンプル3の膜厚とほぼ等しくなった。このように、研磨圧が変更された場合であっても、研磨終点判定のための極大極小点のカウント数は変わらないため、複数のウェハWの研磨進行に伴い研磨圧を変更した場合、もしくは研磨進行に伴って研磨圧が若干ばらつくような場合であっても、当該極大極小点が所定のカウント数に達したことをもって高精度に終点を検出することができる。   Further, FIG. 14 shows an observation result when the polishing pressure is changed and the wafer W is polished in the above case. Here, in FIG. 14, sample 3 is performed at a low polishing pressure (same as the above case), sample 4 is performed at a medium polishing pressure, and sample 5 is performed at a high polishing pressure. As the polishing pressure is increased from low pressure to medium pressure and high pressure, the polishing rate is improved and the predicted polishing time Te is shortened, but if polishing is performed while maintaining other conditions other than the polishing pressure, It can be seen that the calculated optimum value of the parameter and the count number of determination points (maximum / minimum points) are substantially the same. That is, the predicted polishing time at the point where the second maximum point appears under the waveform of the light intensity based on the combination of the wavelength 549 nm and the wavelength 694 nm regardless of whether the polishing pressure is low, medium, or high. It can be seen that Te (Te3, Te4, Te5) is reached. Thus, the film thicknesses of samples 4 and 5 whose end points were detected were substantially equal to the film thickness of sample 3. As described above, even when the polishing pressure is changed, the count value of the maximum and minimum points for determining the polishing end point does not change, so when the polishing pressure is changed as the polishing of the plurality of wafers W progresses, or Even if the polishing pressure varies slightly with the progress of polishing, the end point can be detected with high accuracy when the maximum and minimum points have reached a predetermined count.

[実施例3]
次に、STI構造を有するウェハWを研磨した場合の観測結果を図15に示す。ウェハWの研磨には、研磨パッドがウェハWよりも小径のオスカータイプのCMP装置1を用いた。また、スラリにはセリア系を使用した。セリア系スラリはシリカ系スラリに対して散乱しやすいため、ノイズ要素が大きく発生し易く、S/Nを低下させるおそれがある。このとき、終点判定のためのパラメータとして、単一の波長域を用いた場合と、複数の波長域を組み合わせて用いた場合について、その分光強度の時間変化を図15に示している。ここで、単一の波長域での最適値は519nm、複数の波長域の最適な組み合わせは641nmと733nmとに決定されているものとする。終点判定のパラメータとして単一波長域(519nm)を用いた場合には、S/Nが悪く、反射光の検出精度が低下してしまう。一方、パラメータとして複数の波長域の組み合わせ(641nm,733nm)を用いた場合は、前述したように信号波形からノイズ要素を排除することができ、単一の波長域を用いたときよりもS/Nを向上させることができる。このため、複数の波長域を用いてその最適値を求めることにより、ノイズ要素の影響によらず、高精度に終点を検出することができることがわかる。
[Example 3]
Next, FIG. 15 shows an observation result when the wafer W having the STI structure is polished. For polishing the wafer W, an Oscar type CMP apparatus 1 having a polishing pad with a smaller diameter than the wafer W was used. Also, ceria type was used for the slurry. Since ceria-based slurry is likely to be scattered with respect to silica-based slurry, a large noise element is likely to be generated, and there is a risk of lowering the S / N. At this time, the time change of the spectral intensity is shown in FIG. 15 for a case where a single wavelength region is used as a parameter for determining the end point and a case where a plurality of wavelength regions are used in combination. Here, it is assumed that the optimum value in a single wavelength region is determined to be 519 nm, and the optimum combination of a plurality of wavelength regions is determined to be 641 nm and 733 nm. When a single wavelength region (519 nm) is used as an end point determination parameter, the S / N is poor and the detection accuracy of reflected light is reduced. On the other hand, when a combination of a plurality of wavelength ranges (641 nm, 733 nm) is used as a parameter, the noise element can be excluded from the signal waveform as described above, and the S / S is higher than when a single wavelength range is used. N can be improved. For this reason, it can be seen that the end point can be detected with high accuracy regardless of the influence of the noise element by obtaining the optimum value using a plurality of wavelength regions.

なお、上述の実施形態において、図1に示すように、ウェハWを上向きの水平姿勢で保持する保持機構10と、当該保持機構10の上方に対向して設けられ下面側において研磨パッド21が下向きに装着される研磨ヘッド20とを備えるCMP装置1について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、ウェハWを下向きの水平姿勢で保持する機構と、当該保持機構の下方に対向して設けられ上面側において研磨パッドが上向きに装着される研磨部材とを備える(いわゆるコンベンショナルタイプ)のCMP装置にも用いることができる。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the holding mechanism 10 that holds the wafer W in an upward horizontal posture, and the polishing pad 21 that faces the lower side of the holding mechanism 10 and faces downward is provided on the lower surface side. Although the CMP apparatus 1 including the polishing head 20 mounted on the wafer has been described, the present invention is not limited to this, and the present invention provides a mechanism for holding the wafer W in a downward horizontal posture and a lower part of the holding mechanism. It can also be used in a CMP apparatus (so-called conventional type) provided with a polishing member that is provided oppositely and on which the polishing pad is mounted upward on the upper surface side.

また、上述の実施形態においては、シリコン酸化膜を研磨する場合(STI工程、ILD工程)について説明したが、これに限定されるものではなく、金属膜等の研磨に用いても同様の効果を有する。   In the above-described embodiment, the case where the silicon oxide film is polished (STI process, ILD process) has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained even when used for polishing a metal film or the like. Have.

さらに、上述の実施形態において、被研磨物は半導体ウェハWに限定されるものではなく、例えば、ガラス基板等の場合であっても、本発明を適用可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the object to be polished is not limited to the semiconductor wafer W. For example, the present invention can be applied to a case of a glass substrate or the like.

1 CMP装置(研磨装置) 10 保持機構
21 研磨パッド(研磨部材) 40 EPD部(終点検出装置)
41 光源(照明部) 54 光検出器(光検出部)
60 制御装置(終点検出装置) 62 初期条件設定部(条件設定部)
64 検出条件決定部 65 終点判定部
W 半導体ウェハ(被研磨物) Te 予測研磨時間(研磨終了予定時刻)
ΔT 許容時間(許容時間帯)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CMP apparatus (polishing apparatus) 10 Holding mechanism 21 Polishing pad (polishing member) 40 EPD part (end point detection apparatus)
41 Light source (illumination unit) 54 Photodetector (light detection unit)
60 Control Device (End Point Detection Device) 62 Initial Condition Setting Unit (Condition Setting Unit)
64 Detection condition determination unit 65 End point determination unit W Semiconductor wafer (object to be polished) Te Predicted polishing time (polishing end time)
ΔT Allowable time (allowable time zone)

Claims (1)

被研磨物の研磨加工において、前記研磨加工の終了を判断する終点検出装置であって、
前記被研磨物の被研磨面にプローブ光を照射する照明部と、
前記プローブ光が照射された前記被研磨面からの光を波長域ごとの複数の分光として検出する光検出部と、
所定の条件により算出される研磨終了予定時刻の前後に一定の時間幅を有して定まる許容時間帯が設定される条件設定部と、
予め第1の被研磨物を研磨加工することで前記光検出部により検出された前記複数の分光の波長域から少なくとも2以上の分光の波長域の組み合わせを複数選択して、前記2以上の波長域の分光の各光強度信号を合成して合成信号をそれぞれ算出し、複数の前記2以上の波長域の組み合わせの中から前記許容時間帯に生じる前記合成信号の出力値が予め定められた所定の条件に一致するような特徴点を表す特定の2以上の波長域の組み合わせを決定する検出条件決定部と、
前記第1の被研磨物の研磨加工よりも後に行われた他の被研磨物の研磨加工中に、前記光検出部により検出される前記特定の2以上の波長域の分光に基づいて得られる合成信号が前記特徴点を表した時点で研磨終点を検出し前記研磨加工の終了を判断する終点判定部とを備えて構成されることを特徴とする終点検出装置。
In the polishing process of an object to be polished, an end point detection device for determining the end of the polishing process,
An illumination unit for irradiating a surface of the object to be polished with probe light;
A light detection unit that detects light from the surface to be polished irradiated with the probe light as a plurality of spectra for each wavelength region;
A condition setting unit in which an allowable time zone determined with a certain time width is set before and after the scheduled polishing end time calculated according to a predetermined condition;
A plurality of combinations of at least two or more spectral wavelength regions are selected from the plurality of spectral wavelength regions detected by the light detection unit by polishing the first object in advance, and the two or more wavelengths are selected. A combined signal is calculated by synthesizing each light intensity signal of spectrum in the region, and an output value of the combined signal generated in the allowable time zone from among a plurality of combinations of the two or more wavelength regions is predetermined. A detection condition determination unit that determines a combination of two or more specific wavelength ranges that represent feature points that match the conditions of
Obtained based on the spectrum of the two or more specific wavelength ranges detected by the light detection unit during polishing of another object to be polished performed after polishing of the first object to be polished An end point detection apparatus comprising: an end point determining unit that detects a polishing end point when a combined signal represents the feature point and determines the end of the polishing process.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018001296A (en) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社荏原製作所 Polishing device, polishing method, and polishing control program
KR20180026431A (en) * 2016-07-25 2018-03-12 시오 컴퍼니 리미티드 Fluid Supply Pipe

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