JP3154930B2 - 半導体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置 - Google Patents
半導体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置Info
- Publication number
- JP3154930B2 JP3154930B2 JP26847295A JP26847295A JP3154930B2 JP 3154930 B2 JP3154930 B2 JP 3154930B2 JP 26847295 A JP26847295 A JP 26847295A JP 26847295 A JP26847295 A JP 26847295A JP 3154930 B2 JP3154930 B2 JP 3154930B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- pad
- semiconductor wafer
- wafer
- rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 139
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 52
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 87
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 4
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハー表面
の研磨方法及び研磨装置に係り、特に、ウエハー表面の
研磨率および研磨パッドの状態を連続的にモニタするこ
との出来る研磨方法及び研磨装置に関する。
の研磨方法及び研磨装置に係り、特に、ウエハー表面の
研磨率および研磨パッドの状態を連続的にモニタするこ
との出来る研磨方法及び研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体を準備および製作する装置は当該
技術分野で公知である。ウエハーの準備は、半導体の結
晶を薄いシートにスライスし、このスライスしたウエハ
ーをその表面に不規則部分の無いように研磨する手順、
即ち、平らな表面を得る手順を含む。ウエハーの製作に
おいては、集積回路またはチップのごときデバイスが準
備したウエハーの上に印刷される。各チップは、導電材
料の多数の薄いフィルムと、半導体とおよび酸化物のご
とき絶縁材料とを持ち、これらはいずれも製作の間に研
磨する必要がある。この研磨手順は研磨用スラリーによ
る回転研磨によって行われ、この間、回転台の上にのせ
られたウエハーが、液体の中に懸濁した不溶性の研磨粒
子からなるスラリーがかけられた回転研磨パッドと接触
する。研磨すべき材料がスラリーの機械的バフ研磨作用
によってウエハーから除去される。多くの場合、この研
磨手順は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法を含む。ＣＭＰ
は化学的研磨と機械的研磨との組み合わせであって、酸
性または塩基性のスラリーで行われる。機械的バフ研磨
と酸または塩基の作用とによって研磨すべき材料がウエ
ハーから除去される。
技術分野で公知である。ウエハーの準備は、半導体の結
晶を薄いシートにスライスし、このスライスしたウエハ
ーをその表面に不規則部分の無いように研磨する手順、
即ち、平らな表面を得る手順を含む。ウエハーの製作に
おいては、集積回路またはチップのごときデバイスが準
備したウエハーの上に印刷される。各チップは、導電材
料の多数の薄いフィルムと、半導体とおよび酸化物のご
とき絶縁材料とを持ち、これらはいずれも製作の間に研
磨する必要がある。この研磨手順は研磨用スラリーによ
る回転研磨によって行われ、この間、回転台の上にのせ
られたウエハーが、液体の中に懸濁した不溶性の研磨粒
子からなるスラリーがかけられた回転研磨パッドと接触
する。研磨すべき材料がスラリーの機械的バフ研磨作用
によってウエハーから除去される。多くの場合、この研
磨手順は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法を含む。ＣＭＰ
は化学的研磨と機械的研磨との組み合わせであって、酸
性または塩基性のスラリーで行われる。機械的バフ研磨
と酸または塩基の作用とによって研磨すべき材料がウエ
ハーから除去される。
【０００３】化学機械的研磨を行うデバイスは当該技術
では公知であって、例えば、米国特許第 5,308,438号
（Ｃｏｔｅ et.al. ）に記載されたものが良く知られて
いる。ここに記載された装置は、円形研磨パッドの載っ
た回転可能の研磨プラテンを含む。半導体ウエハーの如
き被加工物を保持回転させるための回転可能の研磨ヘッ
ドまたはキャリヤーがこのプラテンの上に懸架される。
キャリヤーとプラテンとは別々のモーターで回転され
る。スラリー分配チューブが研磨パッドの上に配置され
る。作業時に、スラリー、例えば、アルミニウムの酸化
物粒子が懸濁する水の中に分散する窒化鉄のごとき酸化
剤が回転する研磨パッドの表面に与えられる。回転する
ウエハーがこのパッドと接触し、アルミナ粒子の機械的
研磨作用と酸化剤の化学的研磨作用とによって研磨され
る。
では公知であって、例えば、米国特許第 5,308,438号
（Ｃｏｔｅ et.al. ）に記載されたものが良く知られて
いる。ここに記載された装置は、円形研磨パッドの載っ
た回転可能の研磨プラテンを含む。半導体ウエハーの如
き被加工物を保持回転させるための回転可能の研磨ヘッ
ドまたはキャリヤーがこのプラテンの上に懸架される。
キャリヤーとプラテンとは別々のモーターで回転され
る。スラリー分配チューブが研磨パッドの上に配置され
る。作業時に、スラリー、例えば、アルミニウムの酸化
物粒子が懸濁する水の中に分散する窒化鉄のごとき酸化
剤が回転する研磨パッドの表面に与えられる。回転する
ウエハーがこのパッドと接触し、アルミナ粒子の機械的
研磨作用と酸化剤の化学的研磨作用とによって研磨され
る。
【０００４】チップの製作には比較的薄い材料の層の形
成が必要である。例えば、代表的な導電性金属層の厚さ
は2000〜6000オングストロームのオーダーで、代表的な
絶縁酸化物層は4000オングストロームのオーダーの厚さ
を持っている。この厚さはその層の機能によって決ま
る。ゲート酸化物層は 100オングストローム以下の厚さ
を持ち、フィールド酸化物層は数千オングストロームの
厚さを持つ。それにも拘らず、チップに所望の作動パラ
メータを持たせるためには、層の厚さを非常に厳格な許
容範囲、例えば、 500オングストローム内におさめねば
ならない。更に、この許容誤差範囲におさまらない場合
は、短絡またはチップを作動不能にするその他の欠陥が
発生する。
成が必要である。例えば、代表的な導電性金属層の厚さ
は2000〜6000オングストロームのオーダーで、代表的な
絶縁酸化物層は4000オングストロームのオーダーの厚さ
を持っている。この厚さはその層の機能によって決ま
る。ゲート酸化物層は 100オングストローム以下の厚さ
を持ち、フィールド酸化物層は数千オングストロームの
厚さを持つ。それにも拘らず、チップに所望の作動パラ
メータを持たせるためには、層の厚さを非常に厳格な許
容範囲、例えば、 500オングストローム内におさめねば
ならない。更に、この許容誤差範囲におさまらない場合
は、短絡またはチップを作動不能にするその他の欠陥が
発生する。
【０００５】チップの製作においては、これらの層を形
成し、次に、所望の許容範囲内の厚さを持つ層を作るた
めには、特定量の材料を、下の材料を過度に除去するこ
と無く除去しなければならない。所望の厚さを持つ層を
形成するために、特定量の材料を確実に除去する１つの
方法は、ＣＭＰの間にその層の厚さをモニタすることで
ある。例えば、ウエハーの表面は、例えば表面プロフィ
ロメータ（surface profilometer）、エリプソメータ
（ellipsometer）、または水晶発振器のごとき手段を利
用して、ウエハーの寸法および平面特性を直接確認する
技術によって物理的に検査することが出来る。然し、こ
のような装置を使うためにはウエハーをＣＭＰ装置から
外さねばならない。ウエハーが未だ仕様を満たしていな
いときは、これを装置に戻して再び研磨しなければなら
ない。この方法は時間と労力が掛かり、生産効率が下が
る。更に、過度に材料が除去されている場合は、材料の
層を作る元の場所にチップを戻すか、または使用不能に
なる。
成し、次に、所望の許容範囲内の厚さを持つ層を作るた
めには、特定量の材料を、下の材料を過度に除去するこ
と無く除去しなければならない。所望の厚さを持つ層を
形成するために、特定量の材料を確実に除去する１つの
方法は、ＣＭＰの間にその層の厚さをモニタすることで
ある。例えば、ウエハーの表面は、例えば表面プロフィ
ロメータ（surface profilometer）、エリプソメータ
（ellipsometer）、または水晶発振器のごとき手段を利
用して、ウエハーの寸法および平面特性を直接確認する
技術によって物理的に検査することが出来る。然し、こ
のような装置を使うためにはウエハーをＣＭＰ装置から
外さねばならない。ウエハーが未だ仕様を満たしていな
いときは、これを装置に戻して再び研磨しなければなら
ない。この方法は時間と労力が掛かり、生産効率が下が
る。更に、過度に材料が除去されている場合は、材料の
層を作る元の場所にチップを戻すか、または使用不能に
なる。
【０００６】材料の所望量を確実に除去する第２の方法
は、ウエハーを研磨している間に、層の厚さをリアルタ
イムでモニタする方法である。このような装置が米国特
許第5,240,552号（Ｙｕ et.al. ）に示されており、こ
れはＣＭＰの間に、ウエハーに放射されてこれから反射
する音波を使用する。反射して来る音波を検出し、この
音波がウエハーの中を通過した全時間で決定する。ウエ
ハーを通過する音波の速度が既知の場合は、ウエハーの
全厚さ、従って、その上のフィルム層の厚さが決定され
る。然し、Ｙｕ et.al. に開示された装置は音波を発生
しこれを検出するための複雑な回路を必要とする。特
に、Ｙｕ et.al. の装置では、ある電圧に応じてウエハ
ーの中を通過してこれから反射する音波を発生するため
にウエハーキャリアとキャリアパッドとの間に設けられ
る第１のピエゾ電気変換器と、反射した音波を電圧に変
換する同様の第２の変換器とを使用する。これらの変換
器は、上記キャリアの中に形成された導電線で分析回路
に接続しなければならない。Ｙｕ et.al. の装置はＣＭ
Ｐ装置の可動部分と物理的に接触して設けられる構成部
分を含んでいるために装置を複雑にする。更に、時間と
共に、この回路の効果は研磨を伴う動作によって劣化し
て行く。
は、ウエハーを研磨している間に、層の厚さをリアルタ
イムでモニタする方法である。このような装置が米国特
許第5,240,552号（Ｙｕ et.al. ）に示されており、こ
れはＣＭＰの間に、ウエハーに放射されてこれから反射
する音波を使用する。反射して来る音波を検出し、この
音波がウエハーの中を通過した全時間で決定する。ウエ
ハーを通過する音波の速度が既知の場合は、ウエハーの
全厚さ、従って、その上のフィルム層の厚さが決定され
る。然し、Ｙｕ et.al. に開示された装置は音波を発生
しこれを検出するための複雑な回路を必要とする。特
に、Ｙｕ et.al. の装置では、ある電圧に応じてウエハ
ーの中を通過してこれから反射する音波を発生するため
にウエハーキャリアとキャリアパッドとの間に設けられ
る第１のピエゾ電気変換器と、反射した音波を電圧に変
換する同様の第２の変換器とを使用する。これらの変換
器は、上記キャリアの中に形成された導電線で分析回路
に接続しなければならない。Ｙｕ et.al. の装置はＣＭ
Ｐ装置の可動部分と物理的に接触して設けられる構成部
分を含んでいるために装置を複雑にする。更に、時間と
共に、この回路の効果は研磨を伴う動作によって劣化し
て行く。
【０００７】原則として、ＣＭＰはまた、ＣＭＰ率、即
ち、材料が研磨される層から除去される割合を高い確度
で知ることによってモニタすることが出来る。例えば、
研磨の間にスラリーの中の研磨材料が研磨パッドの材料
の中に埋まり、結果としてスラリーの中の材料の濃度が
下がる。更に、研磨している層から除去された材料がパ
ッドの中に埋まり、研磨工程の間にパッドの品質が下が
る傾向がある。これらの因子は全てＣＭＰ率に影響し、
結果として、パッドの使用寿命を通じてこの率が変化す
る。事実、ＣＭＰ率は、ウエハーの１生産ロットのＣＭ
Ｐの間においても、多くの場合、１個のウエハーのＣＭ
Ｐの間においても変動する。
ち、材料が研磨される層から除去される割合を高い確度
で知ることによってモニタすることが出来る。例えば、
研磨の間にスラリーの中の研磨材料が研磨パッドの材料
の中に埋まり、結果としてスラリーの中の材料の濃度が
下がる。更に、研磨している層から除去された材料がパ
ッドの中に埋まり、研磨工程の間にパッドの品質が下が
る傾向がある。これらの因子は全てＣＭＰ率に影響し、
結果として、パッドの使用寿命を通じてこの率が変化す
る。事実、ＣＭＰ率は、ウエハーの１生産ロットのＣＭ
Ｐの間においても、多くの場合、１個のウエハーのＣＭ
Ｐの間においても変動する。
【０００８】図９には、１つの研磨パッドに対するＣＭ
Ｐ率対パッドの使用合計時間のグラフが示されている。
図９のグラフは、セリア（ＣｅＯ2 ）のスラリーでの酸
化物研磨に対するものである。１分当りの層の厚さの減
少量で表す、ＣＶＤ（chemical vapor deposition ）酸
化物の１つの層のＣＭＰ率は不安定で、特に、連続使用
で研磨率が急激に上昇する約６００分までの間の、１つ
のパッドの使用寿命の内の初期段階において不安定であ
る。研磨率は以後あまり変動しないが、それでも、７０
００オングストローム／分の率の前後で変化する。更
に、パッドが何時損耗し切って、研磨率が下がるのかは
判らない。
Ｐ率対パッドの使用合計時間のグラフが示されている。
図９のグラフは、セリア（ＣｅＯ2 ）のスラリーでの酸
化物研磨に対するものである。１分当りの層の厚さの減
少量で表す、ＣＶＤ（chemical vapor deposition ）酸
化物の１つの層のＣＭＰ率は不安定で、特に、連続使用
で研磨率が急激に上昇する約６００分までの間の、１つ
のパッドの使用寿命の内の初期段階において不安定であ
る。研磨率は以後あまり変動しないが、それでも、７０
００オングストローム／分の率の前後で変化する。更
に、パッドが何時損耗し切って、研磨率が下がるのかは
判らない。
【０００９】従って、不安定なＣＭＰ率に基づき、ＣＭ
Ｐ率の知識を使用して、所定量の材料を許容ばらつき範
囲内で確実に除去するためには、ウエハーの各製造ロッ
トの前に、又、この許容率は小さい場合は、各ウエハー
のＣＭＰの前に、研磨率を測定する必要がある。このよ
うな測定を行うためには、研磨率の正確な決定を行うた
め、試験研磨の間に少なくとも１枚の本来なら使用可能
のウエハーをモニタする必要がある。従って、時間と１
枚のウエハーとが浪費される。その結果、ＣＭＰ使用中
の全体の生産効率を下げざるを得ない。更に、このよう
な手続きを踏んだとしても、瞬間瞬間のＣＭＰ率を決定
することは出来ない。
Ｐ率の知識を使用して、所定量の材料を許容ばらつき範
囲内で確実に除去するためには、ウエハーの各製造ロッ
トの前に、又、この許容率は小さい場合は、各ウエハー
のＣＭＰの前に、研磨率を測定する必要がある。このよ
うな測定を行うためには、研磨率の正確な決定を行うた
め、試験研磨の間に少なくとも１枚の本来なら使用可能
のウエハーをモニタする必要がある。従って、時間と１
枚のウエハーとが浪費される。その結果、ＣＭＰ使用中
の全体の生産効率を下げざるを得ない。更に、このよう
な手続きを踏んだとしても、瞬間瞬間のＣＭＰ率を決定
することは出来ない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来ではＣ
ＭＰ使用中の全体の生産効率を下げざるを得ず、また、
瞬間瞬間のＣＭＰ率を決定することが出来ないという欠
点がある。
ＭＰ使用中の全体の生産効率を下げざるを得ず、また、
瞬間瞬間のＣＭＰ率を決定することが出来ないという欠
点がある。
【００１１】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、半導体ウエハー表面の
研磨を行なう際に所望量の研磨の終点を試験研磨ではな
く、研磨すべき半導体ウエハーそのものを用いてしかも
装置から取り外すことなしに検出することができる半導
体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに
半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置を提供する
ことである。
されたものであり、その目的は、半導体ウエハー表面の
研磨を行なう際に所望量の研磨の終点を試験研磨ではな
く、研磨すべき半導体ウエハーそのものを用いてしかも
装置から取り外すことなしに検出することができる半導
体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに
半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置を提供する
ことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体ウエハ
ー表面の研磨率の検出方法は、半導体ウエハーの表面の
研磨の間における研磨率の検出方法であって、研磨剤粒
子が懸濁した液体を含むスラリーを回転研磨をするパッ
ドの表面に分配させ、回転する半導体ウエハーを研磨パ
ッドの表面と接触させて研磨を行い、この研磨の間にパ
ッドの表面の一部が露出する、半導体ウエハー表面の研
磨率の検出方法において、上記パッドの、上記半導体ウ
エハーが接触していないで露出している部分の表面に対
し電磁放射を行う手順と、上記パッドに対する上記電磁
放射に基づく電磁放射の強度を検出する手順と、上記電
磁放射の強度と半導体ウエハー表面の研磨率との間の所
定の関数関係を使用して、上記検出した強度をウエハー
の表面の研磨除去率に変換する手順とを具備したことを
特徴とする。
ー表面の研磨率の検出方法は、半導体ウエハーの表面の
研磨の間における研磨率の検出方法であって、研磨剤粒
子が懸濁した液体を含むスラリーを回転研磨をするパッ
ドの表面に分配させ、回転する半導体ウエハーを研磨パ
ッドの表面と接触させて研磨を行い、この研磨の間にパ
ッドの表面の一部が露出する、半導体ウエハー表面の研
磨率の検出方法において、上記パッドの、上記半導体ウ
エハーが接触していないで露出している部分の表面に対
し電磁放射を行う手順と、上記パッドに対する上記電磁
放射に基づく電磁放射の強度を検出する手順と、上記電
磁放射の強度と半導体ウエハー表面の研磨率との間の所
定の関数関係を使用して、上記検出した強度をウエハー
の表面の研磨除去率に変換する手順とを具備したことを
特徴とする。
【００１３】この発明の半導体ウエハー表面の研磨方法
は、研磨パッドを回転させて研磨粒子の懸濁液を含むス
ラリーをこのパッドの表面に噴出させる手順と、半導体
ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上記パッ
ドの表面と接触させかつこの接触の間に上記パッドの表
面の一部が露出するようにさせる手順と、上記パッドの
露出表面に電磁放射を行なう手順と、上記パッドに対し
て行なわれた上記電磁放射によって生じた電磁放射の強
度を検出する手順と、上記検出強度と上記研磨率との間
の所定の関数関係を用いることによって、上記検出した
強度をウエハーの表面の研磨除去率に変換する手順とを
具備したことを特徴する。
は、研磨パッドを回転させて研磨粒子の懸濁液を含むス
ラリーをこのパッドの表面に噴出させる手順と、半導体
ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上記パッ
ドの表面と接触させかつこの接触の間に上記パッドの表
面の一部が露出するようにさせる手順と、上記パッドの
露出表面に電磁放射を行なう手順と、上記パッドに対し
て行なわれた上記電磁放射によって生じた電磁放射の強
度を検出する手順と、上記検出強度と上記研磨率との間
の所定の関数関係を用いることによって、上記検出した
強度をウエハーの表面の研磨除去率に変換する手順とを
具備したことを特徴する。
【００１４】この発明の半導体ウエハー表面の研磨率の
検出装置は、半導体ウエハーの表面の研磨の間における
研磨率を検出する装置であって、研磨剤粒子の懸濁した
液体を含むスラリーを回転研磨するパッドの上に分配さ
せ、回転する半導体ウエハーを研磨パッドの表面と接触
させて研磨を行い、この研磨の間にパッドの表面の一部
が露出する、半導体ウエハー表面の研磨率の検出装置に
おいて、上記パッドの、上記半導体ウエハーが接触して
いないで露出している部分の表面に対し電磁放射を行う
手段と、上記パッドの表面に対する上記電磁放射によっ
て生じた電磁放射の強度を検出する手段と、上記検出し
た強度を、ウエハーの表面の研磨除去率に変換する手段
を具備したことを特徴とする。
検出装置は、半導体ウエハーの表面の研磨の間における
研磨率を検出する装置であって、研磨剤粒子の懸濁した
液体を含むスラリーを回転研磨するパッドの上に分配さ
せ、回転する半導体ウエハーを研磨パッドの表面と接触
させて研磨を行い、この研磨の間にパッドの表面の一部
が露出する、半導体ウエハー表面の研磨率の検出装置に
おいて、上記パッドの、上記半導体ウエハーが接触して
いないで露出している部分の表面に対し電磁放射を行う
手段と、上記パッドの表面に対する上記電磁放射によっ
て生じた電磁放射の強度を検出する手段と、上記検出し
た強度を、ウエハーの表面の研磨除去率に変換する手段
を具備したことを特徴とする。
【００１５】この発明の半導体ウエハー表面の研磨装置
は、半導体ウエハーを保持し、回転可能にされたウエハ
ーホルダーと、上表面を持ち、上記ウエハーホルダーと
相対動作を行い、上表面が上記ウエハーホルダーに保持
された上記半導体ウエハーと接触し、上記半導体ウエハ
ーよりも大きな表面積を持ち、半導体ウエハーが接触し
たときに露出した表面が残るようにされた回転可能な研
磨パッドと、上記パッドの上表面にスラリーを分配する
ごとくに設けられたスラリー・ディスペンサーと、Ｘ線
ビームを上記パッドの上記露出した表面に対して照射す
るように設けられたＸ線管と、Ｘ線スペクトロメータを
含み、このスペクトロメータで上記パッドから反射した
蛍光を受けてその強度を決定する手段と、上記反射した
ビームの強度を上記半導体ウエハーの表面の研磨除去率
に変換し、その率の読み出しを行う手段とを具備したこ
とを特徴とする。
は、半導体ウエハーを保持し、回転可能にされたウエハ
ーホルダーと、上表面を持ち、上記ウエハーホルダーと
相対動作を行い、上表面が上記ウエハーホルダーに保持
された上記半導体ウエハーと接触し、上記半導体ウエハ
ーよりも大きな表面積を持ち、半導体ウエハーが接触し
たときに露出した表面が残るようにされた回転可能な研
磨パッドと、上記パッドの上表面にスラリーを分配する
ごとくに設けられたスラリー・ディスペンサーと、Ｘ線
ビームを上記パッドの上記露出した表面に対して照射す
るように設けられたＸ線管と、Ｘ線スペクトロメータを
含み、このスペクトロメータで上記パッドから反射した
蛍光を受けてその強度を決定する手段と、上記反射した
ビームの強度を上記半導体ウエハーの表面の研磨除去率
に変換し、その率の読み出しを行う手段とを具備したこ
とを特徴とする。
【００１６】この発明の半導体ウエハー表面の研磨方法
は、研磨パッドを回転させかつこのパッドの表面に研磨
粒子の懸濁する液体を含むスラリーを噴出させ、半導体
ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上記パッ
ドの表面と接触せしめ、この接触の期間に上記パッドの
表面の一部が露出するようにし、電磁照射を上記パッド
の上記露出した表面部分に照射し、上記パッドに照射さ
れた電磁照射により生じた電磁放射の強度を検出し、検
出された強度が、実質的安定レベルに達した後に、その
強度が所定のレベルより低いレベルへの減少を示したと
きに研磨を終了させることを特徴する。
は、研磨パッドを回転させかつこのパッドの表面に研磨
粒子の懸濁する液体を含むスラリーを噴出させ、半導体
ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上記パッ
ドの表面と接触せしめ、この接触の期間に上記パッドの
表面の一部が露出するようにし、電磁照射を上記パッド
の上記露出した表面部分に照射し、上記パッドに照射さ
れた電磁照射により生じた電磁放射の強度を検出し、検
出された強度が、実質的安定レベルに達した後に、その
強度が所定のレベルより低いレベルへの減少を示したと
きに研磨を終了させることを特徴する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を実
施の態様により説明する。図１ないし図３はこの発明に
係る半導体ウエハー表面の研磨装置の実施の態様を示す
ものであり、図１はＣＭＰ研磨装置全体の斜視図、図２
は図１に示す装置を単純化した側面図、図３は図１に示
す装置を単純化した平面図である。
施の態様により説明する。図１ないし図３はこの発明に
係る半導体ウエハー表面の研磨装置の実施の態様を示す
ものであり、図１はＣＭＰ研磨装置全体の斜視図、図２
は図１に示す装置を単純化した側面図、図３は図１に示
す装置を単純化した平面図である。
【００１８】図１ないし３に示すごとく、ＣＭＰ研磨装
置１０は本発明によるＣＭＰテーブルとＣＭＰ率モニタ
とを含む。本発明の装置は研磨プラテン１１を含み、こ
れが、プラテン駆動モータ１２によって回転可能であ
り、その上に一般的な半導体ウエハー研磨パッド１３を
持つ。被加工物、例えば半導体ウエハー１４が、クイル
（quill ）駆動モータ１５によって回転するウエハーホ
ルダー１６からパッド１３の上に吊り下げられている。
スラリー・ディスペンサー１７が研磨パッド１３の表面
に細長いチューブ１８を介してスラリーを分配する。回
転するウエハー１４が下げられて回転するパッド１３と
接触し、公知の方法でＣＭＰを行う。
置１０は本発明によるＣＭＰテーブルとＣＭＰ率モニタ
とを含む。本発明の装置は研磨プラテン１１を含み、こ
れが、プラテン駆動モータ１２によって回転可能であ
り、その上に一般的な半導体ウエハー研磨パッド１３を
持つ。被加工物、例えば半導体ウエハー１４が、クイル
（quill ）駆動モータ１５によって回転するウエハーホ
ルダー１６からパッド１３の上に吊り下げられている。
スラリー・ディスペンサー１７が研磨パッド１３の表面
に細長いチューブ１８を介してスラリーを分配する。回
転するウエハー１４が下げられて回転するパッド１３と
接触し、公知の方法でＣＭＰを行う。
【００１９】更に、ＣＭＰ研磨装置１０は細長いパイプ
１９を含み、これが、その全長に亘って形成された穴２
０を持ち、可撓性チューブを介して圧縮空気源２１にリ
ンクされている。圧縮空気源２１からの空気が穴２０を
通って上記表面に向けられ、パッドの繊維によって捕捉
される研磨生成物を吹き飛ばし、パッドのマッティング
（matting ）を少なくする。好ましくは、圧縮空気源２
１は金属層のＣＭＰに使用される。上述の構造は全て一
般的なもので、例えば、上述のＣｏｔｅ et.al. の特許
に示されている。これと代わって、セリウムを含むスラ
リーでの酸化物層のＣＭＰに対しては、好ましくは、圧
縮空気源２１をナイロン・ブラッシと置き換える。ウエ
ハー上でＣＭＰを行うその他の適当な一般的機構は米国
特許第 5,069,002号（Ｓａｎｄｈｕ et.al. ）および米
国特許第 4,481,741号（Ｂｏｕｌａｄｏｎ et.al. ）
に示されている。スラリーと研磨パッドとの選択は、行
なうべき研磨の型によって決定される。
１９を含み、これが、その全長に亘って形成された穴２
０を持ち、可撓性チューブを介して圧縮空気源２１にリ
ンクされている。圧縮空気源２１からの空気が穴２０を
通って上記表面に向けられ、パッドの繊維によって捕捉
される研磨生成物を吹き飛ばし、パッドのマッティング
（matting ）を少なくする。好ましくは、圧縮空気源２
１は金属層のＣＭＰに使用される。上述の構造は全て一
般的なもので、例えば、上述のＣｏｔｅ et.al. の特許
に示されている。これと代わって、セリウムを含むスラ
リーでの酸化物層のＣＭＰに対しては、好ましくは、圧
縮空気源２１をナイロン・ブラッシと置き換える。ウエ
ハー上でＣＭＰを行うその他の適当な一般的機構は米国
特許第 5,069,002号（Ｓａｎｄｈｕ et.al. ）および米
国特許第 4,481,741号（Ｂｏｕｌａｄｏｎ et.al. ）
に示されている。スラリーと研磨パッドとの選択は、行
なうべき研磨の型によって決定される。
【００２０】更に、ＣＭＰ研磨装置１０は一般的なＸ線
放射管２２と一般的なＸ線スペクトロメータ２３を含
む。例えば、適当なＸ線放射管２２とスペクトロメータ
２３とはＲｉｇａｋｕで市販されている。Ｘ線放射管２
２とスペクトロメータ２３とがパッド２１の上に装着さ
れる。図示していないが、Ｘ線放射管２２とスペクトロ
メータ２３との装着の仕方は一般的な方法で、例えば、
ブラケットが使われる。Ｘ線放射管２２は、ＣＭＰの期
間中、ウエハーホルダー１６で覆われないパッド１３の
表面にＸ線ビームを照射するような角度で設けられてい
る。Ｘ線スペクトロメータ２３は、パッド１３を照射す
るＸ線放射管２２によって放射されるビームによって得
られるパッド１３からのＸ線蛍光を受け取るような角度
で装着される。スペクトロメータ２３は、蛍光の所定周
波数における１秒当りの強度を測定する。この強度はパ
ッド１３上に置かれたスラリーによって決まり、特に、
液体の中に懸濁する粒子の濃度によって決まる。与えら
れたスラリーに対してＸ線蛍光が発せられる周波数は当
該技術者には公知である。従って、期待する周波数を持
つ蛍光の検出を行うようにスーペクトロメータ２３を準
備することが可能である。
放射管２２と一般的なＸ線スペクトロメータ２３を含
む。例えば、適当なＸ線放射管２２とスペクトロメータ
２３とはＲｉｇａｋｕで市販されている。Ｘ線放射管２
２とスペクトロメータ２３とがパッド２１の上に装着さ
れる。図示していないが、Ｘ線放射管２２とスペクトロ
メータ２３との装着の仕方は一般的な方法で、例えば、
ブラケットが使われる。Ｘ線放射管２２は、ＣＭＰの期
間中、ウエハーホルダー１６で覆われないパッド１３の
表面にＸ線ビームを照射するような角度で設けられてい
る。Ｘ線スペクトロメータ２３は、パッド１３を照射す
るＸ線放射管２２によって放射されるビームによって得
られるパッド１３からのＸ線蛍光を受け取るような角度
で装着される。スペクトロメータ２３は、蛍光の所定周
波数における１秒当りの強度を測定する。この強度はパ
ッド１３上に置かれたスラリーによって決まり、特に、
液体の中に懸濁する粒子の濃度によって決まる。与えら
れたスラリーに対してＸ線蛍光が発せられる周波数は当
該技術者には公知である。従って、期待する周波数を持
つ蛍光の検出を行うようにスーペクトロメータ２３を準
備することが可能である。
【００２１】マイクロプロセッサーのごとき演算回路２
４がＸ線スペクトロメータ２３に接続されている。この
演算回路２４は、ＣＭＰ率を計算するために、Ｘ線強度
とＣＭＰ率との間の関数関係を使用するようにプログラ
ムされている。好ましくは、演算回路２４は、演算した
ＣＭＰ率をオペレータに出力する目的で、可視デイスプ
レーまたはプリンターのごとき出力装置に連結されてい
る。必要ならば、この演算回路２４を、Ｘ線放射管２２
のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを制御する制御回路の一部と
し、モーター１５，１２、ディスペンサー１７および圧
縮空気源２１を制御する制御回路から分離しても、また
は、これと一緒にしても良い。
４がＸ線スペクトロメータ２３に接続されている。この
演算回路２４は、ＣＭＰ率を計算するために、Ｘ線強度
とＣＭＰ率との間の関数関係を使用するようにプログラ
ムされている。好ましくは、演算回路２４は、演算した
ＣＭＰ率をオペレータに出力する目的で、可視デイスプ
レーまたはプリンターのごとき出力装置に連結されてい
る。必要ならば、この演算回路２４を、Ｘ線放射管２２
のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを制御する制御回路の一部と
し、モーター１５，１２、ディスペンサー１７および圧
縮空気源２１を制御する制御回路から分離しても、また
は、これと一緒にしても良い。
【００２２】図４は、水９９重量％の中に懸濁した１重
量％のセリア（ＣｅＯ2 ）からなるスラリーに対してｍ
ｇ／ｃｍ3 単位の濃度の関数として表されたキロカウン
ト（ｋｃｐｓ）／秒単位のＸ線強度を示す特性図であ
る。なお、スラリーの水の代わりに塩基性もしくは酸性
の液体が使用されることもある。パッド１３及びウエハ
ーホルダー１６も共に 100ｒｐｍで回転させた。ウエハ
ー１４が 275ｇ／ｃｍ2 の下向きの圧力でパッド１３の
上に押し付けられた。ウエハー１４の中心とパッド１３
の中心との間の距離は 170ｍｍであった。研磨パッドは
Ｒｏｄｅｌ製ＳＵＢＡ−８００である。濃度は一般的方
法で測定された。例えば、パッドを外して切断し、これ
を硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）に溶解した。次に、この濃度が、
誘導的に結合したプラズマ・マス・スペクトロスコピー
（ＩＣＰ−ｍａｓｓ）法によって決定された。この関数
関係は、ＣＭＰ中の複数の異なった時間における強度と
濃度とを同時に測定し、これを外挿して、与えられた濃
度と検出した強度との間の相関を求めることで得られ
る。
量％のセリア（ＣｅＯ2 ）からなるスラリーに対してｍ
ｇ／ｃｍ3 単位の濃度の関数として表されたキロカウン
ト（ｋｃｐｓ）／秒単位のＸ線強度を示す特性図であ
る。なお、スラリーの水の代わりに塩基性もしくは酸性
の液体が使用されることもある。パッド１３及びウエハ
ーホルダー１６も共に 100ｒｐｍで回転させた。ウエハ
ー１４が 275ｇ／ｃｍ2 の下向きの圧力でパッド１３の
上に押し付けられた。ウエハー１４の中心とパッド１３
の中心との間の距離は 170ｍｍであった。研磨パッドは
Ｒｏｄｅｌ製ＳＵＢＡ−８００である。濃度は一般的方
法で測定された。例えば、パッドを外して切断し、これ
を硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）に溶解した。次に、この濃度が、
誘導的に結合したプラズマ・マス・スペクトロスコピー
（ＩＣＰ−ｍａｓｓ）法によって決定された。この関数
関係は、ＣＭＰ中の複数の異なった時間における強度と
濃度とを同時に測定し、これを外挿して、与えられた濃
度と検出した強度との間の相関を求めることで得られ
る。
【００２３】図４中の特性は３つの異なった濃度に基づ
いてプロットされた。後述するように、この関数関係を
得てこれを利用することによって、ＣＭＰ率を決定する
ことが出来る。
いてプロットされた。後述するように、この関数関係を
得てこれを利用することによって、ＣＭＰ率を決定する
ことが出来る。
【００２４】図５は、セリア濃度の関数としてオングス
トローム／分で表したシリコンオキサイド（ＳｉＯ2 ）
のＣＭＰ率の特性である。図４が異なった濃度における
強度を測定することによって得られたのと同時に、試験
ウエハーを取り外し、その厚さを測定することによって
ＣＭＰ率を決定した結果が図５の特性に示されている。
図５に示すごとく、濃度の関数としてＣＭＰの直接測定
値を得ることが可能であるが、この関数関係を使ってＣ
ＭＰ率を決定するには、上述のＩＣＰマス法を使う必要
があり、この場合、研磨パッド１３をＣＭＰ装置から外
し、これを硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）に溶解する必要がある。
しかし、この工程を経るとパッド１３は再び使用するこ
とは出来ない。パッドが再使用出来るとしても、スラリ
ーは置き換えねばならない。いずれにしても、分析の結
果は役に立たない。
トローム／分で表したシリコンオキサイド（ＳｉＯ2 ）
のＣＭＰ率の特性である。図４が異なった濃度における
強度を測定することによって得られたのと同時に、試験
ウエハーを取り外し、その厚さを測定することによって
ＣＭＰ率を決定した結果が図５の特性に示されている。
図５に示すごとく、濃度の関数としてＣＭＰの直接測定
値を得ることが可能であるが、この関数関係を使ってＣ
ＭＰ率を決定するには、上述のＩＣＰマス法を使う必要
があり、この場合、研磨パッド１３をＣＭＰ装置から外
し、これを硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）に溶解する必要がある。
しかし、この工程を経るとパッド１３は再び使用するこ
とは出来ない。パッドが再使用出来るとしても、スラリ
ーは置き換えねばならない。いずれにしても、分析の結
果は役に立たない。
【００２５】従って、ＣＭＰ率の決定に、図５に示す関
数関係を直接使用することは実際的でない。しかし、図
４に示すごとく、Ｘ線強度とセリア濃度との間には関数
関係があり、また、ＣＭＰ率とセリア濃度との間には図
５に示すごとく関数関係があるのだから、Ｘ線強度とＣ
ＭＰ率との間にも直接関数関係があるはずである。この
関数関係が図６に示されており、これはＸ線強度の関数
としてＣＭＰ率を示す特性である。図６の関数関係は、
先ず、パッド、スラリーおよびチップ層の特定の組み合
わせに対して、図４および５に示す関係を決定すること
によって行われる。次に、演算回路２４を使用し、プロ
ットした関数を使用することによって、Ｘ線強度をＣＭ
Ｐ率に直接変換することが出来る。
数関係を直接使用することは実際的でない。しかし、図
４に示すごとく、Ｘ線強度とセリア濃度との間には関数
関係があり、また、ＣＭＰ率とセリア濃度との間には図
５に示すごとく関数関係があるのだから、Ｘ線強度とＣ
ＭＰ率との間にも直接関数関係があるはずである。この
関数関係が図６に示されており、これはＸ線強度の関数
としてＣＭＰ率を示す特性である。図６の関数関係は、
先ず、パッド、スラリーおよびチップ層の特定の組み合
わせに対して、図４および５に示す関係を決定すること
によって行われる。次に、演算回路２４を使用し、プロ
ットした関数を使用することによって、Ｘ線強度をＣＭ
Ｐ率に直接変換することが出来る。
【００２６】従って、ＣＭＰが適用される所定の研磨パ
ッド、スラリーおよびチップ層に対して、本発明はＣＭ
Ｐ率を直接決定し、これを表示することが出来る。Ｘ線
の放射およびその蛍光の検出には研磨パッドまたはウエ
ハーを除去する必要が無いから、ＣＭＰ工程を邪魔する
ことなく、ＣＭＰ率を決定することが出来る。従って、
ＣＭＰ率は、時間の損失または使用できるウエハーを破
壊すること無く、決定することが出来る。更に、ＣＭＰ
率は研磨工程を通じて即座に決定することが出来る。従
って、層が許容範囲内の厚さ誤差範囲に納まっているか
どうかに影響するＣＭＰ中の変化を直ちに知ることが出
来る。
ッド、スラリーおよびチップ層に対して、本発明はＣＭ
Ｐ率を直接決定し、これを表示することが出来る。Ｘ線
の放射およびその蛍光の検出には研磨パッドまたはウエ
ハーを除去する必要が無いから、ＣＭＰ工程を邪魔する
ことなく、ＣＭＰ率を決定することが出来る。従って、
ＣＭＰ率は、時間の損失または使用できるウエハーを破
壊すること無く、決定することが出来る。更に、ＣＭＰ
率は研磨工程を通じて即座に決定することが出来る。従
って、層が許容範囲内の厚さ誤差範囲に納まっているか
どうかに影響するＣＭＰ中の変化を直ちに知ることが出
来る。
【００２７】本発明によりＣＭＰ率を知ることにより、
直ちに調節を行うことが出来る。必要ならば、ＣＭＰ率
は、下向きの圧力またはウエハ、パッドまたはその両方
の回転速度を変えることによって調節することが出来
る。更に、マイクロプロセッサーをプログラムし、検出
したＣＭＰ率およびその率でＣＭＰを行う継続時間を使
用することによって、ＣＭＰによって除去される材料の
量を連続的に演算することが出来る。所望量の材料が除
去されたことが決定された後、ＣＭＰを中断するよう
に、マイクロプロセッサのプログラムを組むことが出来
る。
直ちに調節を行うことが出来る。必要ならば、ＣＭＰ率
は、下向きの圧力またはウエハ、パッドまたはその両方
の回転速度を変えることによって調節することが出来
る。更に、マイクロプロセッサーをプログラムし、検出
したＣＭＰ率およびその率でＣＭＰを行う継続時間を使
用することによって、ＣＭＰによって除去される材料の
量を連続的に演算することが出来る。所望量の材料が除
去されたことが決定された後、ＣＭＰを中断するよう
に、マイクロプロセッサのプログラムを組むことが出来
る。
【００２８】図に示すごとく、図４および５の特性は３
種類の濃度のセリアで行った測定値に基づいてプロット
したものである。従って、図６の特性も又これら３つの
測定値に基づいている。実際に必要とする測定値の数
は、研磨する特定の層が必要とする許容誤差によって決
まり、当該技術者の裁量に任される。勿論、測定値が多
ければ多いほど、精度は高くなる。更に、図４ないし図
６の特性は、上述したパッドおよびウエハーの回転率、
パッドの中心からウエハーの中心に至る距離、およびウ
エハーの圧力とにおける測定値に基づいている。所定濃
度に対するＣＭＰ率はこれらの因子の変化によって変化
する。これらの因子の変化に対する、ＣＭＰ率対濃度、
およびＸ線強度対濃度の測定を行うことによって、ＣＭ
Ｐ率は、異なった回転率、中心間距離および圧力におけ
る強度の関数として知ることが出来る。
種類の濃度のセリアで行った測定値に基づいてプロット
したものである。従って、図６の特性も又これら３つの
測定値に基づいている。実際に必要とする測定値の数
は、研磨する特定の層が必要とする許容誤差によって決
まり、当該技術者の裁量に任される。勿論、測定値が多
ければ多いほど、精度は高くなる。更に、図４ないし図
６の特性は、上述したパッドおよびウエハーの回転率、
パッドの中心からウエハーの中心に至る距離、およびウ
エハーの圧力とにおける測定値に基づいている。所定濃
度に対するＣＭＰ率はこれらの因子の変化によって変化
する。これらの因子の変化に対する、ＣＭＰ率対濃度、
およびＸ線強度対濃度の測定を行うことによって、ＣＭ
Ｐ率は、異なった回転率、中心間距離および圧力におけ
る強度の関数として知ることが出来る。
【００２９】セリアのパッド上での分散の均一性および
パッドの損耗の均一性は研磨の均一性に影響する。Ｘ線
ビームの入射角を調節することによって、研磨している
パッドの全表面の異なった位置における研磨率を知るこ
とが出来る。例えば、ビームはパッドに沿う半径方向に
おいて、ウエハーに接触するパッドの半径方向内側位置
（ａ）から半径方向外側位置（ｂ）に向かって移動させ
ることが出来る。或いは、ビームの位置は動かさず、パ
ッドを静かに回転し、一定のパッド半径上の異なった位
置における研磨率を決定するようにすることが出来る。
いずれの場合も、研磨率の偏りが検出され、この偏りが
限界値を越える場合は、食い込んでいる研磨剤の粒子を
取り除いてパッドを再調整するか、または、捨てること
が出来る。ビームの位置のこのような調節は一般的にモ
ーターで行うことが出来る。
パッドの損耗の均一性は研磨の均一性に影響する。Ｘ線
ビームの入射角を調節することによって、研磨している
パッドの全表面の異なった位置における研磨率を知るこ
とが出来る。例えば、ビームはパッドに沿う半径方向に
おいて、ウエハーに接触するパッドの半径方向内側位置
（ａ）から半径方向外側位置（ｂ）に向かって移動させ
ることが出来る。或いは、ビームの位置は動かさず、パ
ッドを静かに回転し、一定のパッド半径上の異なった位
置における研磨率を決定するようにすることが出来る。
いずれの場合も、研磨率の偏りが検出され、この偏りが
限界値を越える場合は、食い込んでいる研磨剤の粒子を
取り除いてパッドを再調整するか、または、捨てること
が出来る。ビームの位置のこのような調節は一般的にモ
ーターで行うことが出来る。
【００３０】以上、本発明をシリコンオキサイド層の研
磨について説明したが、例えばタングステン層のごとき
他の層の研磨にも適用することが出来る。更に、ＣＭＰ
率と研磨層から除去される材料の量との間には同様の関
係が成り立つ。特に、ＣＭＰ率とＸ線強度とは共にスラ
リーの中に除去されたＳｉＯ2 の濃度の関数である。従
って、スラリーの中の粒子の濃度に関して上述したのと
同様に、Ｘ線強度の関数としてＣＭＰを示す特性を作る
ことが出来る。この場合、この特性はスラリーの中のＳ
ｉＯ2 の濃度の測定値に基づいて計算される。
磨について説明したが、例えばタングステン層のごとき
他の層の研磨にも適用することが出来る。更に、ＣＭＰ
率と研磨層から除去される材料の量との間には同様の関
係が成り立つ。特に、ＣＭＰ率とＸ線強度とは共にスラ
リーの中に除去されたＳｉＯ2 の濃度の関数である。従
って、スラリーの中の粒子の濃度に関して上述したのと
同様に、Ｘ線強度の関数としてＣＭＰを示す特性を作る
ことが出来る。この場合、この特性はスラリーの中のＳ
ｉＯ2 の濃度の測定値に基づいて計算される。
【００３１】Ｘ線蛍光とスラリーの中に懸濁する粒子の
濃度との間の関係を利用して、ＣＭＰの研磨の終点を決
定することが出来る。図７（ａ）は公知の技術でＳｉＯ
2 の層５１の上に沈積したタングステン（Ｗ）層５２を
含むウエハーを示す。このＳｉＯ2 層５１はタングステ
ンで充填された１つの溝５３を含む。このウエハーに、
例えば、研磨剤としてＡｌ2 Ｏ3 を含むスラリーでＣＭ
Ｐを行い、上記溝５３の中のものを除き、タングステン
をＳｉＯ2 層から除去する。図７（ｂ）はＣＭＰの所望
の終点におけるウエハーを示し、この場合、溝５３の中
のタングステン層５２の表面はＳｉＯ2 層５１の表面と
実質的に同一レベルである。ただし、図に示すごとく、
溝５３中のタングステン層５２は実際は僅かな凹面にな
っている。
濃度との間の関係を利用して、ＣＭＰの研磨の終点を決
定することが出来る。図７（ａ）は公知の技術でＳｉＯ
2 の層５１の上に沈積したタングステン（Ｗ）層５２を
含むウエハーを示す。このＳｉＯ2 層５１はタングステ
ンで充填された１つの溝５３を含む。このウエハーに、
例えば、研磨剤としてＡｌ2 Ｏ3 を含むスラリーでＣＭ
Ｐを行い、上記溝５３の中のものを除き、タングステン
をＳｉＯ2 層から除去する。図７（ｂ）はＣＭＰの所望
の終点におけるウエハーを示し、この場合、溝５３の中
のタングステン層５２の表面はＳｉＯ2 層５１の表面と
実質的に同一レベルである。ただし、図に示すごとく、
溝５３中のタングステン層５２は実際は僅かな凹面にな
っている。
【００３２】図８はスラリーの中の除去されたタングス
テンの濃度を時間の関数として示したものである。ＣＭ
Ｐ開始時ｔ0 においては、スラリーの中にはタングステ
ンは僅かな量しかないかまたは全く無い。ＣＭＰが進に
つれて、最初は、スラリーがパッドの上に拡がって行く
率以上に急速にタングステンが除去され、その結果、ス
ラリーの中のタングステン濃度が時間ｔ1 まで急速に増
加する。次に、タングステンの除去率およびスラリーの
噴射率が定常状態となり、Ｗ濃度が一定になって行く。
時間ｔ2 に至り、ＳｉＯ2 を覆うタングステン層が実質
的に完全に除去される。次に、溝の中のタングステンの
みが更に研磨することによって除去される。この時点に
おいて、スラリーの中のタングステンの濃度は急速に下
がり始める。
テンの濃度を時間の関数として示したものである。ＣＭ
Ｐ開始時ｔ0 においては、スラリーの中にはタングステ
ンは僅かな量しかないかまたは全く無い。ＣＭＰが進に
つれて、最初は、スラリーがパッドの上に拡がって行く
率以上に急速にタングステンが除去され、その結果、ス
ラリーの中のタングステン濃度が時間ｔ1 まで急速に増
加する。次に、タングステンの除去率およびスラリーの
噴射率が定常状態となり、Ｗ濃度が一定になって行く。
時間ｔ2 に至り、ＳｉＯ2 を覆うタングステン層が実質
的に完全に除去される。次に、溝の中のタングステンの
みが更に研磨することによって除去される。この時点に
おいて、スラリーの中のタングステンの濃度は急速に下
がり始める。
【００３３】従って、このタングステン濃度が急速に下
がり始める時点が所望のＣＭＰの終点に相当する。上述
したごとく、図４のセリアの関係と同様に、Ｘ線蛍光強
度とタングステン濃度との間には正比例関係があり、濃
度が一定のときは強度も一定で、濃度が下がれば強度も
下がる。従って、蛍光をモニタして強度の急に下がる時
点を決定することによって、所望のＣＭＰの終点を検出
することが出来る。実際には、強度が所定のレベル以下
になったとき、または、所定の率以上の率で減少する時
点で決定することが出来る。更に、本発明のこの態様は
タングステン層の除去について開示しているが、例え
ば、研磨粒子としてＣｅＯ2 を含むスラリーによるＳｉ
Ｏ2 の研磨等、他の層のＣＭＰにも適用される。この形
の研磨においては、スラリーの中のシリコンの濃度が検
出される。
がり始める時点が所望のＣＭＰの終点に相当する。上述
したごとく、図４のセリアの関係と同様に、Ｘ線蛍光強
度とタングステン濃度との間には正比例関係があり、濃
度が一定のときは強度も一定で、濃度が下がれば強度も
下がる。従って、蛍光をモニタして強度の急に下がる時
点を決定することによって、所望のＣＭＰの終点を検出
することが出来る。実際には、強度が所定のレベル以下
になったとき、または、所定の率以上の率で減少する時
点で決定することが出来る。更に、本発明のこの態様は
タングステン層の除去について開示しているが、例え
ば、研磨粒子としてＣｅＯ2 を含むスラリーによるＳｉ
Ｏ2 の研磨等、他の層のＣＭＰにも適用される。この形
の研磨においては、スラリーの中のシリコンの濃度が検
出される。
【００３４】上述の発明は、特定のスラリー、研磨パッ
ドおよびＣＭＰが行われる層について記載したが、本発
明は、任意のスラリー、パッドおよび研磨する表面に広
く適用可能である。従って、本発明はＣＭＰ研磨技術に
広く適用可能である。
ドおよびＣＭＰが行われる層について記載したが、本発
明は、任意のスラリー、パッドおよび研磨する表面に広
く適用可能である。従って、本発明はＣＭＰ研磨技術に
広く適用可能である。
【００３５】本発明は好ましい実施の態様との関連で詳
細に説明された。然し、これらの実施の態様は単に例と
して示したもので、本発明がこれによって限定されるも
のではない。
細に説明された。然し、これらの実施の態様は単に例と
して示したもので、本発明がこれによって限定されるも
のではない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
半導体ウエハー表面の研磨を行なう際に所望量の研磨の
終点を試験研磨ではなく、研磨すべき半導体ウエハーそ
のものを用いてしかも装置から取り外すことなしに検出
することができる半導体ウエハー表面の研磨率の検出方
法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及
び研磨装置を提供することができる。
半導体ウエハー表面の研磨を行なう際に所望量の研磨の
終点を試験研磨ではなく、研磨すべき半導体ウエハーそ
のものを用いてしかも装置から取り外すことなしに検出
することができる半導体ウエハー表面の研磨率の検出方
法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及
び研磨装置を提供することができる。
【図１】 本発明を実施の態様に係るＣＭＰ研磨装置全
体の斜視図。
体の斜視図。
【図２】 図１に示す装置を単純化した側面図。
【図３】 図１に示す装置を単純化した平面図。
【図４】 スラリー中のセリア濃度の関数としてＸ線強
度を示す特性図。
度を示す特性図。
【図５】 スラリー中のセリア濃度の関数としてＣＭＰ
率を示す特性図。
率を示す特性図。
【図６】 Ｘ線強度の関数としてＣＭＰ率を示す特性
図。
図。
【図７】 タングステン層の研磨前後のウエハー表面の
断面図。
断面図。
【図８】 研磨中のスラリーの中のタングステンの濃度
を表す特性図。
を表す特性図。
【図９】 ＣＭＰの間における１つの研磨パッドのパッ
ド全使用時間の関数として研磨率を示す特性図。
ド全使用時間の関数として研磨率を示す特性図。
１０…ＣＭＰ研磨装置、 １１…研磨プラテン、 １２…プラテン駆動モータ、 １３…半導体ウエハー研磨パッド、 １４…半導体ウエハー、 １５…クイル駆動モータ、 １６…ウエハーホルダー、 １７…スラリー・ディスペンサー、 １８…チューブ、 １９…パイプ、 ２０…穴、 ２１…圧縮空気源、 ２２…Ｘ線放射管、 ２３…スペクトロメータ、 ２４…演算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−302570（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／7110（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 622 B24B 37/04
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体ウエハーの表面の研磨の間におけ
る研磨率の検出方法であって、研磨剤粒子が懸濁した液
体を含むスラリーを回転研磨をするパッドの表面に分配
させ、回転する半導体ウエハーを研磨パッドの表面と接
触させて研磨を行い、この研磨の間にパッドの表面の一
部が露出する、半導体ウエハー表面の研磨率の検出方法
において、 上記パッドの、上記半導体ウエハーが接触していないで
露出している部分の表面に対し電磁放射を行う手順と、 上記パッドに対する上記電磁放射に基づく電磁放射の強
度を検出する手順と、 上記電磁放射の強度と半導体ウエハー表面の研磨率との
間の所定の関数関係を使用して、上記検出した強度をウ
エハーの表面の研磨除去率に変換する手順とを具備した
ことを特徴とする半導体ウエハー表面の研磨率の検出方
法。 - 【請求項２】 研磨パッドを回転させて研磨剤粒子の懸
濁液を含むスラリーをこのパッドの表面に分配させる手
順と、 半導体ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上
記パッドの表面と接触させかつこの接触の間に上記パッ
ドの表面の一部が露出するようにさせる手順と、 上記パッドの露出表面に電磁放射を行う手順と、 上記パッドに対して行われた上記電磁放射によって生じ
た電磁放射の強度を検出する手順と、 上記検出強度と上記研磨率との間の所定の関数関係を用
いることによって、上記検出した強度をウエハーの表面
の研磨除去率に変換する手順とを具備したことを特徴と
する半導体ウエハー表面の研磨方法。 - 【請求項３】 半導体ウエハーの表面の研磨の間におけ
る研磨率を検出する装置であって、研磨剤粒子の懸濁し
た液体を含むスラリーを回転研磨するパッドの上に分配
させ、回転する半導体ウエハーを研磨パッドの表面と接
触させて研磨を行い、この研磨の間にパッドの表面の一
部が露出する、半導体ウエハー表面の研磨率の検出装置
において、 上記パッドの、上記半導体ウエハーが接触していないで
露出している部分の表面に対し電磁放射を行う手段と、 上記パッドの表面に対する上記電磁放射によって生じた
電磁放射の強度を検出する手段と、 上記検出した強度を、ウエハーの表面の研磨除去率に変
換する手段とを具備したことを特徴とする半導体ウエハ
ー表面の研磨率の検出装置。 - 【請求項４】 半導体ウエハーを保持し、回転可能にさ
れたウエハーホルダーと、 上表面を持ち、上記ウエハーホルダーと相対動作を行
い、上表面が上記ウエハーホルダーに保持された上記半
導体ウエハーと接触し、上記半導体ウエハーよりも大き
な表面積を持ち、半導体ウエハーが接触したときに露出
した表面が残るようにされた回転可能な研磨パッドと、 上記パッドの上表面にスラリーを分配するごとくに設け
られたスラリー・ディスペンサーと、 Ｘ線ビームを上記パッドの上記露出した表面に対して照
射するように設けられたＸ線管と、 Ｘ線スペクトロメータを含み、このスペクトロメータで
上記パッドから反射した蛍光を受けてその強度を決定す
る手段と、 上記反射したビームの強度を上記半導体ウエハーの表面
の研磨除去率に変換し、その率の読み出しを行う手段と
を具備したことを特徴とする半導体ウエハー表面の研磨
装置。 - 【請求項５】 研磨パッドを回転させかつこのパッドの
表面に研磨剤粒子の懸濁する液体を含むスラリーを分配
させ、 半導体ウエハーを回転させ、この回転するウエハーを上
記パッドの表面と接触せしめ、この接触の期間に上記パ
ッドの表面の一部が露出するようにし、 電磁放射を上記パッドの上記露出した表面部分に照射
し、 上記パッドに照射された電磁放射により生じた電磁放射
の強度を検出し、 検出された強度が、実質的安定レベルに達した後に、そ
の強度が所定のレベルより低いレベルへの減少を示した
ときに研磨を終了させることを特徴とする半導体ウエハ
ー表面の研磨方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US335384 | 1994-11-03 | ||
| US08/335,384 US5483568A (en) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Pad condition and polishing rate monitor using fluorescence |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213351A JPH08213351A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3154930B2 true JP3154930B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=23311548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26847295A Expired - Fee Related JP3154930B2 (ja) | 1994-11-03 | 1995-10-17 | 半導体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5483568A (ja) |
| JP (1) | JP3154930B2 (ja) |
Families Citing this family (88)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5733171A (en) * | 1996-07-18 | 1998-03-31 | Speedfam Corporation | Apparatus for the in-process detection of workpieces in a CMP environment |
| US5823853A (en) * | 1996-07-18 | 1998-10-20 | Speedfam Corporation | Apparatus for the in-process detection of workpieces with a monochromatic light source |
| US7037403B1 (en) * | 1992-12-28 | 2006-05-02 | Applied Materials Inc. | In-situ real-time monitoring technique and apparatus for detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization |
| US6614529B1 (en) | 1992-12-28 | 2003-09-02 | Applied Materials, Inc. | In-situ real-time monitoring technique and apparatus for endpoint detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization |
| US5698455A (en) * | 1995-02-09 | 1997-12-16 | Micron Technologies, Inc. | Method for predicting process characteristics of polyurethane pads |
| JPH08281550A (ja) * | 1995-04-14 | 1996-10-29 | Sony Corp | 研磨装置及びその補正方法 |
| US6069081A (en) * | 1995-04-28 | 2000-05-30 | International Buiness Machines Corporation | Two-step chemical mechanical polish surface planarization technique |
| US7169015B2 (en) | 1995-05-23 | 2007-01-30 | Nova Measuring Instruments Ltd. | Apparatus for optical inspection of wafers during processing |
| IL113829A (en) * | 1995-05-23 | 2000-12-06 | Nova Measuring Instr Ltd | Apparatus for optical inspection of wafers during polishing |
| US20070123151A1 (en) * | 1995-05-23 | 2007-05-31 | Nova Measuring Instruments Ltd | Apparatus for optical inspection of wafers during polishing |
| US5609718A (en) * | 1995-09-29 | 1997-03-11 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for measuring a change in the thickness of polishing pads used in chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers |
| US6010538A (en) * | 1996-01-11 | 2000-01-04 | Luxtron Corporation | In situ technique for monitoring and controlling a process of chemical-mechanical-polishing via a radiative communication link |
| US6090475A (en) * | 1996-05-24 | 2000-07-18 | Micron Technology Inc. | Polishing pad, methods of manufacturing and use |
| US5733176A (en) * | 1996-05-24 | 1998-03-31 | Micron Technology, Inc. | Polishing pad and method of use |
| US6115233A (en) * | 1996-06-28 | 2000-09-05 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit device having a capacitor with the dielectric peripheral region being greater than the dielectric central region |
| JPH1015807A (ja) * | 1996-07-01 | 1998-01-20 | Canon Inc | 研磨システム |
| US5787595A (en) * | 1996-08-09 | 1998-08-04 | Memc Electric Materials, Inc. | Method and apparatus for controlling flatness of polished semiconductor wafer |
| US5667424A (en) * | 1996-09-25 | 1997-09-16 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | New chemical mechanical planarization (CMP) end point detection apparatus |
| US5836805A (en) * | 1996-12-18 | 1998-11-17 | Lucent Technologies Inc. | Method of forming planarized layers in an integrated circuit |
| US5834377A (en) * | 1997-04-07 | 1998-11-10 | Industrial Technology Research Institute | In situ method for CMP endpoint detection |
| US6322600B1 (en) | 1997-04-23 | 2001-11-27 | Advanced Technology Materials, Inc. | Planarization compositions and methods for removing interlayer dielectric films |
| US6108093A (en) * | 1997-06-04 | 2000-08-22 | Lsi Logic Corporation | Automated inspection system for residual metal after chemical-mechanical polishing |
| US5930586A (en) * | 1997-07-03 | 1999-07-27 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for in-line measuring backside wafer-level contamination of a semiconductor wafer |
| US5834642A (en) * | 1997-07-25 | 1998-11-10 | International Business Machines Corporation | Downstream monitor for CMP brush cleaners |
| JPH1187286A (ja) | 1997-09-05 | 1999-03-30 | Lsi Logic Corp | 半導体ウエハの二段階式化学的機械的研磨方法及び装置 |
| US6234883B1 (en) | 1997-10-01 | 2001-05-22 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for concurrent pad conditioning and wafer buff in chemical mechanical polishing |
| US7102737B2 (en) * | 1997-11-04 | 2006-09-05 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for automated, in situ material detection using filtered fluoresced, reflected, or absorbed light |
| US6704107B1 (en) | 1997-11-04 | 2004-03-09 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for automated, in situ material detection using filtered fluoresced, reflected, or absorbed light |
| US5969805A (en) | 1997-11-04 | 1999-10-19 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus employing external light source for endpoint detection |
| US6045434A (en) * | 1997-11-10 | 2000-04-04 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus of monitoring polishing pad wear during processing |
| US6139945A (en) * | 1997-11-25 | 2000-10-31 | Premark Rwp Holdings, Inc. | Polymeric foam substrate and its use as in combination with decorative surfaces |
| US6531397B1 (en) | 1998-01-09 | 2003-03-11 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for using across wafer back pressure differentials to influence the performance of chemical mechanical polishing |
| US6060370A (en) | 1998-06-16 | 2000-05-09 | Lsi Logic Corporation | Method for shallow trench isolations with chemical-mechanical polishing |
| KR100543194B1 (ko) * | 1998-06-27 | 2006-03-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 화학·기계적 연마 공정의 종말점 검출을 이용한 반도체 장치제조방법 |
| US6077783A (en) * | 1998-06-30 | 2000-06-20 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting a polishing endpoint based upon heat conducted through a semiconductor wafer |
| US6268224B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-07-31 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting an ion-implanted polishing endpoint layer within a semiconductor wafer |
| US6241847B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-06-05 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting a polishing endpoint based upon infrared signals |
| US6071818A (en) | 1998-06-30 | 2000-06-06 | Lsi Logic Corporation | Endpoint detection method and apparatus which utilize an endpoint polishing layer of catalyst material |
| US6066266A (en) * | 1998-07-08 | 2000-05-23 | Lsi Logic Corporation | In-situ chemical-mechanical polishing slurry formulation for compensation of polish pad degradation |
| US6285035B1 (en) | 1998-07-08 | 2001-09-04 | Lsi Logic Corporation | Apparatus for detecting an endpoint polishing layer of a semiconductor wafer having a wafer carrier with independent concentric sub-carriers and associated method |
| US6074517A (en) * | 1998-07-08 | 2000-06-13 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting an endpoint polishing layer by transmitting infrared light signals through a semiconductor wafer |
| US6080670A (en) * | 1998-08-10 | 2000-06-27 | Lsi Logic Corporation | Method of detecting a polishing endpoint layer of a semiconductor wafer which includes a non-reactive reporting specie |
| US6323046B1 (en) * | 1998-08-25 | 2001-11-27 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for endpointing a chemical-mechanical planarization process |
| US6201253B1 (en) | 1998-10-22 | 2001-03-13 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting a planarized outer layer of a semiconductor wafer with a confocal optical system |
| RU2001117235A (ru) * | 1998-11-24 | 2003-05-27 | Никсан | Устройство и способ сбора и анализа данных связи |
| US6121147A (en) * | 1998-12-11 | 2000-09-19 | Lsi Logic Corporation | Apparatus and method of detecting a polishing endpoint layer of a semiconductor wafer which includes a metallic reporting substance |
| US6117779A (en) | 1998-12-15 | 2000-09-12 | Lsi Logic Corporation | Endpoint detection method and apparatus which utilize a chelating agent to detect a polishing endpoint |
| US6528389B1 (en) | 1998-12-17 | 2003-03-04 | Lsi Logic Corporation | Substrate planarization with a chemical mechanical polishing stop layer |
| US6194231B1 (en) | 1999-03-01 | 2001-02-27 | National Tsing Hua University | Method for monitoring polishing pad used in chemical-mechanical planarization process |
| US6179691B1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-01-30 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for endpoint detection for copper CMP |
| US6671051B1 (en) | 1999-09-15 | 2003-12-30 | Kla-Tencor | Apparatus and methods for detecting killer particles during chemical mechanical polishing |
| US6628397B1 (en) | 1999-09-15 | 2003-09-30 | Kla-Tencor | Apparatus and methods for performing self-clearing optical measurements |
| US6375791B1 (en) | 1999-12-20 | 2002-04-23 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for detecting presence of residual polishing slurry subsequent to polishing of a semiconductor wafer |
| US6287171B1 (en) * | 2000-02-15 | 2001-09-11 | Speedfam-Ipec Corporation | System and method for detecting CMP endpoint via direct chemical monitoring of reactions |
| US7328239B1 (en) | 2000-03-01 | 2008-02-05 | Intercall, Inc. | Method and apparatus for automatically data streaming a multiparty conference session |
| US7751609B1 (en) | 2000-04-20 | 2010-07-06 | Lsi Logic Corporation | Determination of film thickness during chemical mechanical polishing |
| US6313038B1 (en) | 2000-04-26 | 2001-11-06 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for controlling chemical interactions during planarization of microelectronic substrates |
| US6466642B1 (en) * | 2000-06-02 | 2002-10-15 | Speedfam-Ipec Corporation | Methods and apparatus for the in-situ measurement of CMP process endpoint |
| JP3832198B2 (ja) * | 2000-06-16 | 2006-10-11 | 日本電気株式会社 | 半導体ウェハの研磨終点検出方法ならびにその装置 |
| US6338668B1 (en) * | 2000-08-16 | 2002-01-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | In-line chemical mechanical polish (CMP) planarizing method employing interpolation and extrapolation |
| US6517413B1 (en) * | 2000-10-25 | 2003-02-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for a copper CMP endpoint detection system |
| JP2002219645A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-08-06 | Nikon Corp | 研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法並びにこの製造方法によって製造された半導体デバイス |
| US6326305B1 (en) * | 2000-12-05 | 2001-12-04 | Advanced Micro Devices, Inc. | Ceria removal in chemical-mechanical polishing of integrated circuits |
| US6629879B1 (en) * | 2001-05-08 | 2003-10-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of controlling barrier metal polishing processes based upon X-ray fluorescence measurements |
| US6514775B2 (en) | 2001-06-29 | 2003-02-04 | Kla-Tencor Technologies Corporation | In-situ end point detection for semiconductor wafer polishing |
| US7121919B2 (en) * | 2001-08-30 | 2006-10-17 | Micron Technology, Inc. | Chemical mechanical polishing system and process |
| US7464134B2 (en) * | 2002-01-24 | 2008-12-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Mechanism and method for sharing imaging information from an enterprise resource planning computing environment |
| US6857434B2 (en) * | 2002-01-24 | 2005-02-22 | International Business Machines Corporation | CMP slurry additive for foreign matter detection |
| US6617178B1 (en) * | 2002-07-02 | 2003-09-09 | Agilent Technologies, Inc | Test system for ferroelectric materials and noble metal electrodes in semiconductor capacitors |
| US6991514B1 (en) | 2003-02-21 | 2006-01-31 | Verity Instruments, Inc. | Optical closed-loop control system for a CMP apparatus and method of manufacture thereof |
| US20050277841A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-15 | Adnan Shennib | Disposable fetal monitor patch |
| US7052364B2 (en) * | 2004-06-14 | 2006-05-30 | Cabot Microelectronics Corporation | Real time polishing process monitoring |
| US20060030782A1 (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Adnan Shennib | Heart disease detection patch |
| US20060030781A1 (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-09 | Adnan Shennib | Emergency heart sensor patch |
| WO2006089291A1 (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Neopad Technologies Corporation | Use of phosphorescent materials for two-dimensional wafer mapping in a chemical mechanical polishing |
| JP2006266689A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Fujitsu Ltd | 蛍光ｘ線分析装置、蛍光ｘ線分析方法、蛍光ｘ線分析プログラム |
| US8688189B2 (en) * | 2005-05-17 | 2014-04-01 | Adnan Shennib | Programmable ECG sensor patch |
| US20070255184A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-11-01 | Adnan Shennib | Disposable labor detection patch |
| US20070191728A1 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-16 | Adnan Shennib | Intrapartum monitor patch |
| EP3333280A1 (en) * | 2007-09-12 | 2018-06-13 | Flisom AG | Method for manufacturing a compound film with compositional grading |
| GB201018141D0 (en) * | 2010-10-27 | 2010-12-08 | Pilkington Group Ltd | Polishing coated substrates |
| CN102554757A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 化学机械研磨装置 |
| JP6066192B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2017-01-25 | 株式会社荏原製作所 | 研磨パッドの表面性状測定装置 |
| KR101453683B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2014-10-22 | 주식회사 엘지실트론 | 웨이퍼 에지 연마 장치 및 웨이퍼 에지 연마 방법 |
| CN103497687B (zh) * | 2013-09-30 | 2018-05-01 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 具有发光研磨颗粒的抛光液及其流体力学研究系统和方法 |
| US9228114B2 (en) * | 2013-12-17 | 2016-01-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Composition and method for chemical mechanical polishing |
| JP7136904B2 (ja) * | 2018-03-07 | 2022-09-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 研磨流体添加物の濃度を測定する装置、及びかかる装置に関連する方法 |
| CN112706071A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 芯恩（青岛）集成电路有限公司 | 研磨设备及研磨方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4417355A (en) * | 1981-01-08 | 1983-11-22 | Leningradskoe Npo "Burevestnik" | X-Ray fluorescence spectrometer |
| GB8811459D0 (en) * | 1988-05-13 | 1988-06-15 | Dmc Boyle Ltd | Method & apparatus for measuring thickness of coating on substrate |
| US5081796A (en) * | 1990-08-06 | 1992-01-21 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for mechanical planarization and endpoint detection of a semiconductor wafer |
| US5069002A (en) * | 1991-04-17 | 1991-12-03 | Micron Technology, Inc. | Apparatus for endpoint detection during mechanical planarization of semiconductor wafers |
| US5240552A (en) * | 1991-12-11 | 1993-08-31 | Micron Technology, Inc. | Chemical mechanical planarization (CMP) of a semiconductor wafer using acoustical waves for in-situ end point detection |
| US5196353A (en) * | 1992-01-03 | 1993-03-23 | Micron Technology, Inc. | Method for controlling a semiconductor (CMP) process by measuring a surface temperature and developing a thermal image of the wafer |
| US5308438A (en) * | 1992-01-30 | 1994-05-03 | International Business Machines Corporation | Endpoint detection apparatus and method for chemical/mechanical polishing |
| US5222329A (en) * | 1992-03-26 | 1993-06-29 | Micron Technology, Inc. | Acoustical method and system for detecting and controlling chemical-mechanical polishing (CMP) depths into layers of conductors, semiconductors, and dielectric materials |
| US5245794A (en) * | 1992-04-09 | 1993-09-21 | Advanced Micro Devices, Inc. | Audio end point detector for chemical-mechanical polishing and method therefor |
| US5265378A (en) * | 1992-07-10 | 1993-11-30 | Lsi Logic Corporation | Detecting the endpoint of chem-mech polishing and resulting semiconductor device |
| US5280176A (en) * | 1992-11-06 | 1994-01-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | X-ray photoelectron emission spectrometry system |
| US5362969A (en) * | 1993-04-23 | 1994-11-08 | Luxtron Corporation | Processing endpoint detecting technique and detector structure using multiple radiation sources or discrete detectors |
| US5399229A (en) * | 1993-05-13 | 1995-03-21 | Texas Instruments Incorporated | System and method for monitoring and evaluating semiconductor wafer fabrication |
-
1994
- 1994-11-03 US US08/335,384 patent/US5483568A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26847295A patent/JP3154930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08213351A (ja) | 1996-08-20 |
| US5483568A (en) | 1996-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3154930B2 (ja) | 半導体ウエハー表面の研磨率の検出方法及び検出装置並びに半導体ウエハー表面の研磨方法及び研磨装置 | |
| KR100465929B1 (ko) | 연마상황 모니터링 방법, 연마상황 모니터링 장치,연마장치, 프로세스 웨이퍼, 반도체 디바이스 제조방법 및반도체 디바이스 | |
| JP5110754B2 (ja) | 研磨レート変更による終点監視 | |
| US6296548B1 (en) | Method and apparatus for optical monitoring in chemical mechanical polishing | |
| US5667424A (en) | New chemical mechanical planarization (CMP) end point detection apparatus | |
| US7070479B2 (en) | Arrangement and method for conditioning a polishing pad | |
| US6652355B2 (en) | Method and apparatus for detecting an end-point in chemical mechanical polishing of metal layers | |
| JP5778110B2 (ja) | 化学機械研磨のための現場終点検出及びプロセス監視の方法並びに装置 | |
| US5655951A (en) | Method for selectively reconditioning a polishing pad used in chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers | |
| US6506097B1 (en) | Optical monitoring in a two-step chemical mechanical polishing process | |
| KR100434189B1 (ko) | 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법 | |
| US20020071128A1 (en) | Endpoint detector and method for measuring a change in wafer thickness in chemical-mechanical polishing of semiconductor wafers and other microelectronic substrates | |
| JPH1170469A (ja) | 化学機械的研磨中に厚みをその場でモニタする方法及び装置 | |
| EP1540327A1 (en) | System and method for mental residue detection and mapping within a multi-step sequence | |
| US6609946B1 (en) | Method and system for polishing a semiconductor wafer | |
| WO2007045267A1 (en) | A system and method for cleaning a conditioning device | |
| US7029596B2 (en) | Computer integrated manufacturing control system for oxide chemical mechanical polishing | |
| US6579150B2 (en) | Dual detection method for end point in chemical mechanical polishing | |
| US6429130B1 (en) | Method and apparatus for end point detection in a chemical mechanical polishing process using two laser beams | |
| JPH10321567A (ja) | 研磨方法および装置 | |
| JP2001319907A (ja) | ２段階化学機械的研磨プロセスにおける光学的監視方法 | |
| JPH1148133A (ja) | 研磨装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080202 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090202 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100202 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100202 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110202 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120202 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120202 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130202 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140202 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |