JP5160954B2 - Polishing method - Google Patents
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Description
本発明は金属膜とバリア膜と絶縁膜とを含む配線形成構造を有する基板の研磨方法に関し、特に、絶縁膜が所定の膜厚だけ除去されたときに研磨を終点させる研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing method for a substrate having a wiring formation structure including a metal film, a barrier film, and an insulating film, and more particularly to a polishing method for terminating polishing when an insulating film is removed by a predetermined thickness.
半導体ウェハの配線形成工程においては、配線となる金属膜を形成した後に化学的機械研磨(CMP)を行って、配線に用いられない余分な金属膜を除去する研磨工程が行われている。この研磨工程では、金属膜が除去された後、その金属膜の下に形成されているバリア膜が研磨される。さらにはその下に形成されたハードマスク膜が研磨され、ハードマスク膜が所定の膜厚になったときに研磨が終了される。 In the wiring formation process of a semiconductor wafer, a chemical mechanical polishing (CMP) is performed after forming a metal film to be a wiring, and a polishing process is performed to remove an excess metal film that is not used for the wiring. In this polishing step, after the metal film is removed, the barrier film formed under the metal film is polished. Further, the hard mask film formed thereunder is polished, and the polishing is finished when the hard mask film reaches a predetermined thickness.
ここで、ハードマスク膜とは絶縁性材料からなる絶縁膜であり、層間絶縁膜を覆うように形成されている。層間絶縁膜は、ハードマスク膜と同様に絶縁性を有し、脆性材料であるLow−k材等から形成されている。ハードマスク膜は、この層間絶縁膜をCMPによる物理加工から保護するために形成されるものである。 Here, the hard mask film is an insulating film made of an insulating material and is formed so as to cover the interlayer insulating film. The interlayer insulating film has an insulating property like the hard mask film, and is formed of a low-k material that is a brittle material. The hard mask film is formed to protect the interlayer insulating film from physical processing by CMP.
図1は、配線を形成する多層構造の一例を示す断面図である。図1に示すように、SiO2やLow−k材からなる層間絶縁膜902の上に、例えばSiO2からなるハードマスク膜903が形成されている。ハードマスク膜903及び層間絶縁膜902には、例えばリソグラフィ・エッチング技術によりビアホール904とトレンチ905が形成される。さらに、ハードマスク膜903、ビアホール904、およびトレンチ905の表面に、TaまたはTaN等の金属からなるバリア膜906がスパッタリング等により形成される。さらに、基板に銅めっきを施すことで、ビアホール904及びトレンチ905内に銅を充填させるとともに、バリア膜906上に金属膜としての銅膜907を堆積させる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a multilayer structure for forming wiring. As shown in FIG. 1, a
その後、化学的機械的研磨(CMP)により、銅膜907およびバリア膜906が除去され、図1の点線で示すように、ハードマスク膜903の膜厚が所定の厚さになった時点で研磨が終了される。これによりビアホール904及びトレンチ905に充填した銅からなる配線910が形成される。
Thereafter, the
金属からなるバリア膜を研磨するのは配線間の短絡を防ぐためであり、金属膜(銅膜907)を除去する目的と同一である。一方、ハードマスク膜を研磨する目的は、ビアホールやトレンチを形成するときにエッチング等でハードマスク膜が損傷を受けたり、変質するため、この損傷部分や変質部分を除去するためである。 The barrier film made of metal is polished to prevent a short circuit between the wirings, and is the same as the purpose of removing the metal film (copper film 907). On the other hand, the purpose of polishing the hard mask film is to remove the damaged part or the altered part because the hard mask film is damaged or altered by etching or the like when forming the via hole or trench.
さらに、ハードマスク膜を研磨することによって、金属配線の配線抵抗をコントロールすることができる。つまり、バリア膜が除去されると、配線間の分離が完了し、短絡が起きることはなくなるから、この段階で配線が形成されることになる。ここで、さらに研磨を続行することにより、配線の断面積を減少させ、配線抵抗を変化させることが可能となる。 Furthermore, the wiring resistance of the metal wiring can be controlled by polishing the hard mask film. That is, when the barrier film is removed, the separation between the wirings is completed and no short circuit occurs, so that the wirings are formed at this stage. Here, by further continuing the polishing, the cross-sectional area of the wiring can be reduced and the wiring resistance can be changed.
配線抵抗の管理は素子形成にとって重要な要素である。つまり、ハードマスク膜の研磨工程において、ハードマスク膜の研磨量を管理することは、素子の安定性を確保する上で極めて重要である。したがって、ハードマスク膜の研磨においては、高い精度で研磨終点を検出することが求められている。例えば、ハードマスク膜の目標厚さ±5〜10nmの精度で研磨終点を検知することが必要とされる。 Management of wiring resistance is an important factor for device formation. That is, in the polishing process of the hard mask film, managing the polishing amount of the hard mask film is extremely important for ensuring the stability of the element. Therefore, in polishing the hard mask film, it is required to detect the polishing end point with high accuracy. For example, it is necessary to detect the polishing end point with an accuracy of the target thickness of the hard mask film ± 5 to 10 nm.
ハードマスク膜や層間絶縁膜などの絶縁膜は光透過性を有することから、これら絶縁膜の膜厚測定方法としては光学的手段が従来から用いられている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、ハードマスク膜と層間絶縁膜とが、いずれも光透過性を有するSiO2で形成されている場合がある。このような場合、ハードマスク膜を研磨している間に光を照射しても、その下地膜である層間絶縁膜の影響を受け、膜厚の測定が困難となる。結果として、ハードマスク膜が所望の厚さに達したときに研磨を終了させることが難しかった。 Since insulating films such as a hard mask film and an interlayer insulating film have optical transparency, optical means have been conventionally used as a method for measuring the thickness of these insulating films (see, for example, Patent Document 1). However, there are cases where the hard mask film and the interlayer insulating film are both made of light-transmitting SiO 2 . In such a case, even if light is irradiated while the hard mask film is being polished, measurement of the film thickness becomes difficult due to the influence of the interlayer insulating film that is the underlying film. As a result, it was difficult to finish polishing when the hard mask film reached a desired thickness.
本発明は、上述した従来の技術の問題点に鑑みてなされたもので、ハードマスク膜などの絶縁膜が所望の研磨量だけ研磨されたときに研磨を終了させることができる研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a polishing method capable of terminating polishing when an insulating film such as a hard mask film is polished by a desired polishing amount. For the purpose.
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、溝を有する絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前記バリア膜上に形成された金属膜とを有し、前記金属膜の一部が金属配線として前記溝内に形成されている基板を研磨する研磨方法であって、前記金属膜を除去する第1研磨工程と、前記第1研磨工程後、前記バリア膜を除去する第2研磨工程と、前記第2研磨工程後、前記絶縁膜を研磨する第3研磨工程とを有し、前記第2研磨工程および前記第3研磨工程の間、基板の研磨状態を渦電流センサでモニタし、前記渦電流センサの出力信号値が、前記第2研磨工程終了時の前記渦電流センサの出力信号値から所定の値を減算した値に達したときに前記第3研磨工程を終了することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention includes an insulating film having a groove, a barrier film formed over the insulating film, and a metal film formed over the barrier film. A polishing method for polishing a substrate in which a part of the metal film is formed as a metal wiring in the groove, the first polishing step for removing the metal film, and the barrier film after the first polishing step. And a third polishing step for polishing the insulating film after the second polishing step, and the polishing state of the substrate is changed between the second polishing step and the third polishing step. The third polishing is performed when the output signal value of the eddy current sensor is monitored by an eddy current sensor and reaches a value obtained by subtracting a predetermined value from the output signal value of the eddy current sensor at the end of the second polishing step. The process is terminated.
本発明の好ましい態様は、前記所定の値は、前記絶縁膜の所定の研磨量に対応する前記渦電流センサの出力信号値の変化量であることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the predetermined value is a change amount of an output signal value of the eddy current sensor corresponding to a predetermined polishing amount of the insulating film.
本発明の好ましい態様は、前記第1研磨工程、前記第2研磨工程、および前記第3研磨工程は、基板を基板保持具で保持して研磨テーブル上の研磨パッドの研磨面に押圧し、前記基板保持具と前記研磨テーブルとを回転させることによって行われ、前記第2研磨工程の終点を、前記渦電流センサの出力信号値と、前記研磨面の温度、前記研磨テーブルのトルク電流、前記基板保持具のトルク電流の少なくともいずれか1つとをモニタすることによって検出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第2研磨工程の間、光学式センサで基板の研磨状態をモニタし、前記渦電流センサの出力信号値と前記光学式センサの出力信号値の変化点から、前記第2研磨工程の研磨終点を検出することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the first polishing step, the second polishing step, and the third polishing step hold the substrate with a substrate holder and press it against the polishing surface of the polishing pad on the polishing table, This is performed by rotating the substrate holder and the polishing table, and the end point of the second polishing step is the output signal value of the eddy current sensor, the temperature of the polishing surface, the torque current of the polishing table, the substrate It is detected by monitoring at least one of the torque currents of the holder.
In a preferred aspect of the present invention, during the second polishing step, the polishing state of the substrate is monitored by an optical sensor, and the change point between the output signal value of the eddy current sensor and the output signal value of the optical sensor is A polishing end point of the second polishing step is detected.
本発明の他の態様は、溝を有する絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前記バリア膜上に形成された金属膜とを有し、前記金属膜の一部が金属配線として前記溝内に形成されている基板を研磨する研磨方法であって、前記金属膜を除去する第1研磨工程と、前記第1研磨工程後、前記バリア膜を除去する第2研磨工程と、前記第2研磨工程後、前記絶縁膜を研磨する第3研磨工程とを有し、前記第2研磨工程および前記第3研磨工程の間、基板の研磨状態を渦電流センサでモニタし、前記渦電流センサの出力信号値が、前記絶縁膜の1つ下の階層に属する絶縁膜の研磨終了時の前記渦電流センサの出力信号値に所定の値を加えた値に達したときに前記第3研磨工程を終了することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第3研磨工程の終了時に前記金属配線の上面と前記絶縁膜の上面が同一平面内に位置するように、前記第1研磨工程、前記第2研磨工程、および前記第3研磨工程に研磨液として使用されるスラリの選択比を調整することを特徴とする。
Another aspect of the present invention includes an insulating film having a groove, a barrier film formed on the insulating film, and a metal film formed on the barrier film, and a part of the metal film is a metal A polishing method for polishing a substrate formed in the groove as a wiring, the first polishing step for removing the metal film, and the second polishing step for removing the barrier film after the first polishing step; And a third polishing step for polishing the insulating film after the second polishing step, and during the second polishing step and the third polishing step, the polishing state of the substrate is monitored by an eddy current sensor, When the output signal value of the eddy current sensor reaches a value obtained by adding a predetermined value to the output signal value of the eddy current sensor at the end of polishing of the insulating film belonging to the next lower layer of the insulating film, 3 The polishing process is ended.
In a preferred aspect of the present invention, the first polishing step, the second polishing step, and the upper surface of the metal wiring and the upper surface of the insulating film are located in the same plane at the end of the third polishing step. The selection ratio of the slurry used as the polishing liquid in the third polishing step is adjusted.
本発明によれば、絶縁膜に隣接する金属配線の高さに応じて変化する渦電流センサの出力信号値を利用して絶縁膜の研磨量を正確に求めることができる。したがって、渦電流センサの出力信号値が所定の閾値に達したときに研磨を終了させることにより、絶縁膜を所定の研磨量(厚さ)だけ正確に研磨することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine the polishing amount of the insulating film using the output signal value of the eddy current sensor that changes in accordance with the height of the metal wiring adjacent to the insulating film. Accordingly, by terminating the polishing when the output signal value of the eddy current sensor reaches a predetermined threshold value, the insulating film can be accurately polished by a predetermined polishing amount (thickness).
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図2は、図1に示す配線形成構造の研磨中の断面を示す模式図であり、ハードマスク膜(絶縁膜)上のバリア膜が除去され、ハードマスク膜およびトレンチ内の銅(金属配線)が研磨されている状態を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-section during polishing of the wiring formation structure shown in FIG. 1, in which the barrier film on the hard mask film (insulating film) is removed, and the copper (metal wiring) in the hard mask film and the trench. Shows a state of being polished.
本実施形態では、絶縁膜であるハードマスク膜を研磨するにあたり、膜厚測定および終点検知は渦電流センサを用いて行われる。前述したように、ハードマスク膜の研磨時には、金属配線も同時に研磨されるため、ハードマスク膜の研磨時においても渦電流センサの出力信号値は変化する。つまり、ハードマスク膜の膜厚と金属配線の高さ(または配線の断面積)には相関関係がある。言い換えれば、ハードマスク膜の研磨量と渦電流センサの出力信号値の変化量との間には相関関係がある。ここで、ハードマスク膜の研磨量は、その初期膜厚からの膜厚の減少量として表される。 In this embodiment, when polishing a hard mask film that is an insulating film, film thickness measurement and end point detection are performed using an eddy current sensor. As described above, when the hard mask film is polished, the metal wiring is also polished at the same time. Therefore, the output signal value of the eddy current sensor changes even when the hard mask film is polished. That is, there is a correlation between the thickness of the hard mask film and the height of the metal wiring (or the cross-sectional area of the wiring). In other words, there is a correlation between the amount of polishing of the hard mask film and the amount of change in the output signal value of the eddy current sensor. Here, the polishing amount of the hard mask film is expressed as a decrease in film thickness from the initial film thickness.
上記の根拠から、発明者は、金属膜研磨時に得られる出力信号値よりも変化は小さいものの、ハードマスク膜の研磨時にも渦電流センサの出力信号値が変化することを見出した。そこで、本発明では、ハードマスク膜に隣接して形成されている金属配線の高さ(断面形状)の変化を利用して、絶縁膜であるハードマスク膜の厚さを間接的に計測する。 On the basis of the above, the inventor has found that the output signal value of the eddy current sensor changes even when the hard mask film is polished, although the change is smaller than the output signal value obtained when the metal film is polished. Therefore, in the present invention, the thickness of the hard mask film, which is an insulating film, is indirectly measured using a change in the height (cross-sectional shape) of the metal wiring formed adjacent to the hard mask film.
図3は、図1に示す配線形成構造のバリア膜およびハードマスク膜を研磨しているときの渦電流センサの出力信号値の変化を示すグラフである。図3には、第2階層の配線形成構造を研磨しているときの渦電流センサの出力信号(M2)と、その上層に位置する第3階層の配線形成構造を研磨しているときの渦電流センサの出力信号(M3)が表されている。なお、このグラフでは、バリア膜(バリアメタル膜)の研磨からの渦電流センサの出力信号値が示されている。 FIG. 3 is a graph showing changes in the output signal value of the eddy current sensor when the barrier film and hard mask film of the wiring formation structure shown in FIG. 1 are polished. FIG. 3 shows the output signal (M2) of the eddy current sensor when the second-layer wiring formation structure is being polished, and the eddy current when the third-layer wiring formation structure located on the upper layer is being polished. An output signal (M3) of the current sensor is shown. In this graph, the output signal value of the eddy current sensor from the polishing of the barrier film (barrier metal film) is shown.
図3に示すグラフから、研磨開始から20秒程度経過した後に、渦電流センサの出力信号値の変化が緩やかになっていることが分かる。これは、バリア膜が除去されたことを示している。さらに研磨が進むにつれて、渦電流センサの出力信号値が緩やかに減少しているのが分かる。これは、ハードマスク膜の研磨に伴って配線も研磨されていることを示している。そして、このハードマスク膜研磨時の出力信号値の変化を利用して、ハードマスク膜の研磨終点や膜厚の管理が行われる。 From the graph shown in FIG. 3, it can be seen that the change in the output signal value of the eddy current sensor becomes gentle after about 20 seconds from the start of polishing. This indicates that the barrier film has been removed. It can be seen that the output signal value of the eddy current sensor gradually decreases as the polishing progresses further. This indicates that the wiring is also polished along with the polishing of the hard mask film. Then, the polishing end point and the film thickness of the hard mask film are managed using the change in the output signal value at the time of polishing the hard mask film.
具体的には、渦電流センサの出力信号値が所定の閾値に達したときに研磨が終了される。この閾値は、図3に示すように、バリア膜が除去された時の出力信号値よりも値A1だけ小さい値である。この値A1は、ハードマスク膜の所定の研磨量に対応する渦電流センサの出力信号値の変化量であり、ハードマスク膜の研磨量と渦電流センサの出力信号値の変化量との相関関係から予め求められた値である。 Specifically, the polishing is terminated when the output signal value of the eddy current sensor reaches a predetermined threshold value. As shown in FIG. 3, this threshold value is a value that is smaller by a value A1 than the output signal value when the barrier film is removed. This value A1 is a change amount of the output signal value of the eddy current sensor corresponding to a predetermined polishing amount of the hard mask film, and a correlation between the polishing amount of the hard mask film and the change amount of the output signal value of the eddy current sensor. Is a value obtained in advance.
ここで、配線密度は基板ごとに異なる。したがって、配線密度に応じて渦電流センサの出力信号値は変化しうる。詳述すると、渦電流センサの感度が同一であるとき、配線密度が低い基板では渦電流センサの出力信号値の変化が比較的緩やかであろうし、配線密度が高い基板では出力信号値の変化は比較的急峻になる。 Here, the wiring density is different for each substrate. Therefore, the output signal value of the eddy current sensor can change according to the wiring density. Specifically, when the sensitivity of the eddy current sensor is the same, the change in the output signal value of the eddy current sensor will be relatively gradual on the board with a low wiring density, and the change in the output signal value on the board with a high wiring density Relatively steep.
そこで、研磨対象となる基板の配線密度が既知であれば、予め取得されている配線密度と渦電流センサの出力信号値との関係を利用して、渦電流センサの出力信号値または渦電流センサの感度を補正または較正することができる。この較正により、配線密度に依存することなく、同等のスケール(すなわち標準化されたスケール)で渦電流センサの出力信号値の変化を求めることが可能となる。スケールの標準化は、標準化されたデータの収集が可能になるということであり、データの増加は研磨プロセスの安定化に寄与する。 Therefore, if the wiring density of the substrate to be polished is known, the output signal value of the eddy current sensor or the eddy current sensor is obtained using the relationship between the wiring density acquired in advance and the output signal value of the eddy current sensor. Can be corrected or calibrated. This calibration makes it possible to determine the change in the output signal value of the eddy current sensor on an equivalent scale (ie, a standardized scale) without depending on the wiring density. The standardization of the scale means that standardized data can be collected, and the increase in data contributes to the stabilization of the polishing process.
研磨工程を進めるにしたがって、図4に示すように、被研磨面にはエロージョンと呼ばれるくぼみが発生することがある。この場合において、くぼみの外側にはハードマスク膜が残ることとなる。しかしながら、渦電流センサが捉えるのはあくまで配線高さ(配線の断面積)である。したがって、配線高さを管理したい時には、エロージョンの影響を考慮することなく、渦電流センサの出力信号値をそのまま採用することができる。 As the polishing process proceeds, a dent called erosion may occur on the surface to be polished as shown in FIG. In this case, the hard mask film remains outside the recess. However, the eddy current sensor only captures the wiring height (wiring cross-sectional area). Therefore, when it is desired to manage the wiring height, the output signal value of the eddy current sensor can be employed as it is without considering the effect of erosion.
なお、エロージョンの発生はその後の配線形成プロセスに影響を及ぼす場合がある。このことから、ハードマスク膜の研磨終了時にハードマスク膜の上面と配線の上面とが同一平面内に位置するように、金属層の研磨からハードマスク膜の研磨に至るまで、スラリ(研磨液)の選択比を調節することが好ましい。 The occurrence of erosion may affect the subsequent wiring formation process. From this, slurry (polishing liquid) from polishing of the metal layer to polishing of the hard mask film so that the upper surface of the hard mask film and the upper surface of the wiring are located in the same plane at the end of polishing of the hard mask film It is preferable to adjust the selection ratio.
ここで、前述したように、渦電流センサの出力信号値は配線密度の影響を受ける。したがって、この配線密度に応じて渦電流センサの出力信号値を補正するか、または閾値に配線密度に比例した係数を掛け、閾値を配線密度に連動させることができる。さらには、出力信号値の変化が安定しており、再現性がある程度認められれば出力信号値の微分値を計算することによっても研磨終点を検知することができる。 Here, as described above, the output signal value of the eddy current sensor is affected by the wiring density. Therefore, the output signal value of the eddy current sensor can be corrected according to the wiring density, or the threshold value can be linked to the wiring density by multiplying the threshold value by a coefficient proportional to the wiring density. Furthermore, if the change in the output signal value is stable and the reproducibility is recognized to some extent, the polishing end point can be detected by calculating the differential value of the output signal value.
なお、図3のグラフでは、バリア膜の研磨からの出力信号値が示されているが、実際の研磨工程ではバリア膜の上の銅やタングステン等の金属膜の研磨から行われる。したがって、基板の研磨工程は、金属膜研磨(第1研磨工程)、バリア膜研磨工程(第2研磨工程)、そしてハードマスク膜研磨工程(第3研磨工程)と、およそ3段階の研磨工程に分けられる。 In the graph of FIG. 3, the output signal value from the polishing of the barrier film is shown. However, in the actual polishing process, the polishing is performed from the polishing of a metal film such as copper or tungsten on the barrier film. Accordingly, the polishing process of the substrate includes a metal film polishing (first polishing process), a barrier film polishing process (second polishing process), and a hard mask film polishing process (third polishing process), and approximately three stages of polishing processes. Divided.
ここで、第2研磨工程の終点は、渦電流センサの出力信号値の変化が緩やかになった点である。例えば、渦電流センサの出力信号値の微分値が所定の値に達した時点を第2研磨工程の終点とすることができる。しかしながら、第2研磨工程から第3研磨工程への切り替え点は、図3のグラフに示されるように、明確に判別できるとは限らない。そこで、研磨パッドの研磨面の温度、研磨テーブルのトルク電流、またはトップリングのトルク電流を測定し、これら測定結果と渦電流センサの出力信号値を用いてバリア膜の除去点を検出することが好ましい。例えば、バリア膜が除去されてハードマスク膜が露出した時、研磨パッドと基板との摩擦力は変化する。したがって、研磨パッドの研磨面の温度も変化する。なお、研磨パッド、研磨テーブル、トップリングなどを含む研磨装置の構成については後述する。 Here, the end point of the second polishing process is that the change in the output signal value of the eddy current sensor becomes gentle. For example, the time point when the differential value of the output signal value of the eddy current sensor reaches a predetermined value can be set as the end point of the second polishing process. However, the switching point from the second polishing process to the third polishing process is not always clearly discriminated as shown in the graph of FIG. Therefore, the temperature of the polishing surface of the polishing pad, the torque current of the polishing table, or the torque current of the top ring can be measured, and the removal point of the barrier film can be detected using these measurement results and the output signal value of the eddy current sensor. preferable. For example, when the barrier film is removed and the hard mask film is exposed, the frictional force between the polishing pad and the substrate changes. Therefore, the temperature of the polishing surface of the polishing pad also changes. The configuration of a polishing apparatus including a polishing pad, a polishing table, a top ring, etc. will be described later.
また、金属であるバリア膜が除去されることにより、その下地膜である絶縁層に光を当てることができる。したがって、渦電流センサに加え、光学式センサの出力信号値を併用して第2研磨工程の終点を検出してもよい。 Further, by removing the barrier film which is a metal, light can be applied to the insulating layer which is the base film. Therefore, in addition to the eddy current sensor, the end point of the second polishing process may be detected using the output signal value of the optical sensor together.
次に、研磨終点の閾値を決定する具体的なステップについて説明する。
研磨工程の初期段階では、ハードマスク膜の厚さと渦電流センサの出力信号値との相関関係は不明である。したがって、まず、以下のようにして、ハードマスク膜の研磨量と渦電流センサの出力信号値の変化量との相関関係が定量化される。
Next, specific steps for determining the polishing end point threshold will be described.
At the initial stage of the polishing process, the correlation between the thickness of the hard mask film and the output signal value of the eddy current sensor is unknown. Therefore, first, the correlation between the amount of polishing of the hard mask film and the amount of change in the output signal value of the eddy current sensor is quantified as follows.
まず、ステップ1として、厚さの異なるハードマスク膜を持つ基板を少なくとも1つ用意する。この用意される基板は、複数回研磨することによって異なる厚さのハードマスク膜を有する1枚の基板であってもよく、または厚さの異なるハードマスク膜を有する複数の基板であってもよい。また、用意される基板は、配線密度が既知の基板であり、ハードマスク膜の属する階層は第1階層、第2階層、またはその他の階層であってもよい。 First, as Step 1, at least one substrate having hard mask films having different thicknesses is prepared. The prepared substrate may be a single substrate having hard mask films with different thicknesses by polishing a plurality of times, or may be a plurality of substrates having hard mask films with different thicknesses. . The prepared substrate may be a substrate having a known wiring density, and the hierarchy to which the hard mask film belongs may be the first hierarchy, the second hierarchy, or another hierarchy.
以下の説明では、一例として、ハードマスク膜が10nm、30nm、50nm研磨された3枚の基板が用意される。これらの数値10nm、30nm、50nmは、ハードマスク膜の研磨量(元の膜厚からの減少量)を示している。 In the following description, as an example, three substrates with a hard mask film polished by 10 nm, 30 nm, and 50 nm are prepared. These numerical values of 10 nm, 30 nm, and 50 nm indicate the polishing amount of the hard mask film (a reduction amount from the original film thickness).
ステップ2として、ハードマスク膜に隣接する金属配線の高さを渦電流センサにより測定し、ハードマスク膜の研磨量(10nm、30nm、50nm)ごとの出力信号値を取得する。
次に、ステップ3として、各ハードマスク膜の実際の膜厚を測定し、実際の研磨量を求める。この測定は、SEM(Scanning Electron Microscope)を用いた断面測定か、または微細パターンの線幅を光学的に測定するOCD(Optical Critical Dimension)などを用いて行うことができる。OCDは、SEMによる断面測定と異なり、非破壊検査であることからスクラップされる基板が減り、生産性向上に寄与する。OCDを用いる場合は、1枚の基板のみを用意すればよい。
As step 2, the height of the metal wiring adjacent to the hard mask film is measured by an eddy current sensor, and an output signal value for each polishing amount (10 nm, 30 nm, 50 nm) of the hard mask film is obtained.
Next, as
ステップ4として、ハードマスク膜の実際の研磨量(元の膜厚からの減少量)と、その研磨量に対応する渦電流センサの出力信号値の変化量とを関連付け、ハードマスク膜の研磨量と渦電流センサの出力信号値の変化量との相関関係を定量化する。なお、ハードマスク膜の研磨量は30nm、50nmでない場合が当然にあり得るが、ハードマスク膜の研磨量と出力信号値の変化量との相関関係を定量化することにより、渦電流センサの出力信号値からハードマスク膜の研磨量を連続的に求めることができる。 As Step 4, the hard mask film polishing amount (reduction from the original film thickness) and the amount of change in the output signal value of the eddy current sensor corresponding to the polishing amount are correlated, and the hard mask film polishing amount And quantifying the correlation between the change in the output signal value of the eddy current sensor. The polishing amount of the hard mask film may naturally not be 30 nm or 50 nm, but the output of the eddy current sensor can be obtained by quantifying the correlation between the polishing amount of the hard mask film and the amount of change in the output signal value. The polishing amount of the hard mask film can be obtained continuously from the signal value.
ステップ5として、ハードマスク膜の所望の研磨量に対応する渦電流センサの出力信号値の変化量を値A1として求める。
ステップ6として、ハードマスク膜の研磨量と渦電流センサの出力信号値の変化量との相関関係の再現性を調べる。再現性が得られていれば、研磨対象であるプロダクト基板の研磨を行う。一方、再現性が得られていなければ、ステップ2に戻る。
In
In
基板の研磨は、渦電流センサにより研磨状態をモニタしながら行われ、金属膜の除去(第1研磨工程)、バリア膜除去(第2研磨工程)、そしてハードマスク膜研磨(第3研磨工程)が順次行われる。研磨終点となる閾値は、バリア膜の除去時の出力信号値から値A1を減算することにより求められる。そして、渦電流センサの出力信号値がこの閾値に達したときに研磨が終了される。 The substrate is polished while the polishing state is monitored by an eddy current sensor, and the metal film is removed (first polishing step), the barrier film is removed (second polishing step), and the hard mask film is polished (third polishing step). Are performed sequentially. The threshold value serving as the polishing end point is obtained by subtracting the value A1 from the output signal value when removing the barrier film. Then, the polishing is finished when the output signal value of the eddy current sensor reaches this threshold value.
なお、図3から分かるように、第2階層の配線形成構造を研磨しているときの渦電流センサの出力信号(M2)と、第3階層の配線形成構造を研磨しているときの渦電流センサの出力信号(M3)とは、ほぼ同じグラフ形状を示している。つまり、このグラフから、同一の基板においては、第2階層と第3階層との出力信号値の減少傾向が一致していることが理解される。 As can be seen from FIG. 3, the output signal (M2) of the eddy current sensor when the second-level wiring formation structure is polished and the eddy current when the third-level wiring formation structure is polished. The sensor output signal (M3) shows almost the same graph shape. That is, it can be understood from this graph that the decreasing tendency of the output signal values of the second layer and the third layer are the same on the same substrate.
この事実を利用して、下層の研磨終了時の渦電流センサの出力信号値に、図3に示すように、予め定めた値A2を加えた閾値を定め、渦電流センサの出力信号値がこの閾値に達したときに研磨終了と判断することも可能である。この場合も、プロダクト基板を研磨する前に、サンプル基板を用いて値A2が予め求められる。この研磨終点検出方法は下層の結果を利用しているために、ハードマスク膜の削り過ぎを防ぐことができる。 Using this fact, a threshold value is determined by adding a predetermined value A2 to the output signal value of the eddy current sensor at the end of polishing of the lower layer, as shown in FIG. It is also possible to determine that the polishing is finished when the threshold is reached. Also in this case, the value A2 is obtained in advance using the sample substrate before the product substrate is polished. Since this polishing end point detection method uses the result of the lower layer, it is possible to prevent the hard mask film from being excessively shaved.
以上の実施形態は、層間絶縁膜の上に形成されたハードマスク膜の研磨についての説明である。一方、ハードマスク膜を介さずに層間絶縁膜の上にバリア層が直接形成され、金属膜、バリア膜、および層間絶縁膜を研磨することで得られる積層構造もある。本発明はこのような積層構造を持つ基板であっても適用可能である。 The above embodiment is an explanation of the polishing of the hard mask film formed on the interlayer insulating film. On the other hand, there is a laminated structure in which a barrier layer is formed directly on an interlayer insulating film without using a hard mask film, and the metal film, the barrier film, and the interlayer insulating film are polished. The present invention is applicable even to a substrate having such a laminated structure.
次に、上述した研磨を行うための研磨装置について図面を参照して詳細に説明する。図5は研磨装置の全体構成を示す平面図、図6は図5に示す研磨装置の概要を示す斜視図である。図5に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング1を備えており、ハウジング1の内部は隔壁1a,1b,1cによってロード/アンロード部2と研磨部3(3a,3b)と洗浄部4とに区画されている。
Next, a polishing apparatus for performing the above-described polishing will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a plan view showing the overall configuration of the polishing apparatus, and FIG. 6 is a perspective view showing an outline of the polishing apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 5, the polishing apparatus includes a substantially rectangular housing 1, and the interior of the housing 1 includes a load / unload section 2 and a polishing section 3 (3 a, 3 b) by
ロード/アンロード部2は、複数の基板をストックするウェハカセットを載置する2つ以上(図5では3つ)のフロントロード部20を備えている。これらのフロントロード部20は、研磨装置の幅方向(長手方向と垂直な方向)に隣接して配列されている。フロントロード部20には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、又はFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができる。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
The load / unload unit 2 includes two or more (three in FIG. 5)
また、ロード/アンロード部2には、フロントロード部20の並びに沿って走行機構21が敷設されており、この走行機構21上にフロントロード部20の配列方向に沿って移動可能な第1搬送ロボット22が設置されている。第1搬送ロボット22は走行機構21上を移動することによってフロントロード部20に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この第1搬送ロボット22は上下に2つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウェハカセットに研磨された基板を戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前の基板を搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
In addition, a traveling
ロード/アンロード部2は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード/アンロード部2の内部は、装置外部、研磨部3、及び洗浄部4のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、第1搬送ロボット22の走行機構21の上部には、HEPAフィルタやULPAフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
Since the load / unload unit 2 is an area where the cleanest state needs to be maintained, the inside of the load / unload unit 2 is always at a higher pressure than any of the outside of the apparatus, the polishing
研磨部3は、基板の研磨が行われる領域であり、第1研磨ユニット30Aと第2研磨ユニット30Bとを内部に有する第1研磨部3aと、第3研磨ユニット30Cと第4研磨ユニット30Dとを内部に有する第2研磨部3bとを備えている。これらの第1研磨ユニット30A、第2研磨ユニット30B、第3研磨ユニット30C、及び第4研磨ユニット30Dは、図5に示すように、装置の長手方向に沿って配列されている。
The polishing
第1研磨ユニット30Aは、研磨パッドを保持する研磨テーブル300Aと、基板を保持しかつ基板を研磨テーブル300A上の研磨パッドの研磨面に対して押圧するためのトップリング301Aと、研磨パッドの研磨面に研磨液(例えば、スラリ)やドレッシング液(例えば、純水)を供給するための研磨液供給ノズル302Aと、研磨パッドのドレッシングを行うためのドレッサ303Aと、液体(例えば純水)と気体(例えば窒素)の混合流体を霧状にして、ノズルから研磨面に噴射するアトマイザ304Aとを備えている。
The
同様に、第2研磨ユニット30Bは、研磨テーブル300Bと、トップリング301Bと、研磨液供給ノズル302Bと、ドレッサ303Bと、アトマイザ304Bとを備えており、第3研磨ユニット30Cは、研磨テーブル300Cと、トップリング301Cと、研磨液供給ノズル302Cと、ドレッサ303Cと、アトマイザ304Cとを備えており、第4研磨ユニット30Dは、研磨テーブル300Dと、トップリング301Dと、研磨液供給ノズル302Dと、ドレッサ303Dと、アトマイザ304Dとを備えている。
Similarly, the
第1研磨部3aには、長手方向に沿った4つの搬送位置(ロード/アンロード部側から順番に第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4とする)の間で基板を搬送する第1リニアトランスポータ5が配置されている。この第1リニアトランスポータ5の第1搬送位置TP1の上方には、第1搬送ロボット22から受け取った基板を反転する反転機31が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ32が配置されている。また、第2搬送位置TP2の下方には上下に昇降可能なプッシャ33が、第3搬送位置TP3の下方には上下に昇降可能なプッシャ34が、第4搬送位置TP4の下方には上下に昇降可能なリフタ35がそれぞれ配置されている。
The
また、第2研磨部3bには、第1リニアトランスポータ5に隣接して、長手方向に沿った3つの搬送位置(ロード/アンロード部側から順番に第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7とする)の間で基板を搬送する第2リニアトランスポータ6が配置されている。この第2リニアトランスポータ6の第5搬送位置TP5の下方には上下に昇降可能なリフタ36が、第6搬送位置TP6の下方にはプッシャ37が、第7搬送位置TP7の下方にはプッシャ38がそれぞれ配置されている。
The
図6に示すように、第1リニアトランスポータ5は、直線往復移動可能な4つのステージ、すなわち、第1ステージ、第2ステージ、第3ステージ、および第4ステージを備えている。これらのステージは上下に2段の構成となっている。すなわち、下段には第1ステージ、第2ステージ、第3ステージが配置され、上段には第4ステージが配置されている。
As shown in FIG. 6, the first
下段のステージと上段のステージとは、設置される高さが異なっているため、下段のステージと上段のステージとは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第1ステージは、第1搬送位置TP1と(基板の受け渡し位置である)第2搬送位置TP2との間で基板を搬送し、第2ステージは、第2搬送位置TP2と(基板の受け渡し位置である)第3搬送位置TP3との間で基板を搬送し、第3ステージは、第3搬送位置TP3と第4搬送位置TP4との間で基板を搬送する。また、第4ステージは、第1搬送位置TP1と第4搬送位置TP4との間で基板を搬送する。 Since the lower stage and the upper stage are installed at different heights, the lower stage and the upper stage can freely move without interfering with each other. The first stage transports the substrate between the first transport position TP1 and the second transport position TP2 (which is the substrate transfer position), and the second stage is connected to the second transport position TP2 (at the substrate transfer position). The substrate is transported between the third transport position TP3 and the third stage transports the substrate between the third transport position TP3 and the fourth transport position TP4. The fourth stage transports the substrate between the first transport position TP1 and the fourth transport position TP4.
第2リニアトランスポータ6は、第1リニアトランスポータ5と実質的に同一の構成を有している。すなわち、上段に第5ステージおよび第6ステージが配置され、下段に第7ステージが配置されている。第5ステージは、第5搬送位置TP5と(基板の受け渡し位置である)第6搬送位置TP6との間で基板を搬送し、第6ステージは、第6搬送位置TP6と(基板の受け渡し位置である)第7搬送位置TP7との間で基板を搬送し、第7ステージは、第5搬送位置TP5と第7搬送位置TP7との間で基板を搬送する。
The second
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部3は最もダーティな(汚れた)領域である。したがって、研磨部3内のパーティクルが外部に飛散しないように、各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部3の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄部4、ロード/アンロード部2よりも低くすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト(図示せず)が、上方にはフィルタ(図示せず)がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクト及びフィルタを介して清浄化された空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
As can be seen from the use of slurry at the time of polishing, the polishing
洗浄部4は、研磨後の基板を洗浄する領域であり、第2搬送ロボット40と、第2搬送ロボット40から受け取った基板を反転する反転機41と、研磨後の基板を洗浄する4つの洗浄機42〜45と、反転機41及び洗浄機42〜45の間で基板を搬送する搬送ユニット46とを備えている。これらの第2搬送ロボット40、反転機41、及び洗浄機42〜45は、研磨装置の長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機42〜45の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部4の内部は、研磨部3からのパーティクルの流入を防止するために研磨部3よりも高い圧力に常時維持されている。
The cleaning unit 4 is an area for cleaning the substrate after polishing, and includes a
搬送ユニット46は、基板を把持する複数のアームを有しており、これらアームによって複数の基板を反転機41及び洗浄機42〜45の間で同時に水平方向に移動させることができるようになっている。洗浄機42及び洗浄機43としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させて基板の表面及び裏面に押し付けて基板の表面及び裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。また、洗浄機44としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながら基板に押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。
The
洗浄機45としては、例えば、基板の裏面はリンス洗浄することができ、基板の表面の洗浄は半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。この洗浄機45は、チャックした基板を高速回転させるステージを備えており、基板を高速回転させることで洗浄後の基板を乾燥させる機能(スピンドライ機能)を有している。なお、各洗浄機42〜45において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
As the cleaning
反転機31と第1搬送ロボット22との間にはシャッタ10が設置されており、基板の搬送時にはシャッタ10を開いて第1搬送ロボット22と反転機31との間で基板の受け渡しが行われる。また、反転機41と第2搬送ロボット40との間、反転機41と1次洗浄機42との間、第1研磨部3aと第2搬送ロボット40との間、及び第2研磨部3bと第2搬送ロボット40との間にもそれぞれシャッタ11,12,13,14が設置されており、基板の搬送時にはこれらのシャッタ11,12,13,14を開いて基板の受け渡しが行われる。
The
図7は、第1研磨ユニット30Aの構成を示す模式図である。図7に示すように、研磨テーブル300Aの上には研磨パッド310Aが固定されている。研磨テーブル300Aは、その下方に配置されるモータ(図示せず)に連結されており、軸心周りに回転可能になっている。トップリング301Aは、トップリングシャフト311Aを介してモータ及び昇降シリンダ(図示せず)に連結されている。これにより、トップリング301Aは昇降可能かつトップリングシャフト311A周りに回転可能となっている。このトップリング301Aの下面には、基板Wが真空吸着等によって保持される。研磨パッド310Aの上面は、基板Wが摺接される研磨面を構成している。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the
トップリング301Aの下面に保持された基板Wはトップリング301Aによって回転させられつつ、回転している研磨テーブル300A上の研磨パッド310Aに押圧される。このとき、研磨液供給ノズル302Aから研磨パッド310Aの研磨面(上面)に研磨液が供給され、基板Wと研磨パッド310Aとの間に研磨液が存在した状態で基板Wが研磨される。研磨テーブル300Aおよびトップリング301Aは、基板Wと研磨面とを相対移動させる機構を構成している。
The substrate W held on the lower surface of the
研磨テーブル300Aには渦電流センサ312Aが埋設されており、基板Wの膜厚を示す信号を判定部313Aに出力するようになっている。判定部313Aは、渦電流センサの出力信号を受け取り、上述した方法に従って研磨終点を検出する。研磨終点を検出すると、判定部313Aは研磨終点を示す信号を制御部314Aに送信し、制御部314Aはこの信号を受けて研磨動作を終了する。第2研磨ユニット300B,第3研磨ユニット300C、および第4研磨ユニット300Dは、第1研磨ユニット300Aと同一の構成を有しているので、その説明を省略する。
An
このような構成を有する研磨装置によれば、1枚の基板を4つの研磨ユニットで連続的に研磨するシリーズ処理、および2枚の基板を同時に研磨するパラレル処理を行うことができる。 According to the polishing apparatus having such a configuration, it is possible to perform series processing for continuously polishing one substrate with four polishing units and parallel processing for simultaneously polishing two substrates.
基板をシリーズ処理する場合には、基板は、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第1リニアトランスポータ5の第1ステージ→プッシャ33→トップリング301A→研磨テーブル300A→プッシャ33→第1リニアトランスポータ5の第2ステージ→プッシャ34→トップリング301B→研磨テーブル300B→プッシャ34→第1リニアトランスポータ5の第3ステージ→リフタ35→第2搬送ロボット40→リフタ36→第2リニアトランスポータ6の第5ステージ→プッシャ37→トップリング301C→研磨テーブル300C→プッシャ37→第2リニアトランスポータ6の第6ステージ→プッシャ38→トップリング301D→研磨テーブル300D→プッシャ38→第2リニアトランスポータ6の第7ステージ→リフタ36→第2搬送ロボット40→反転機41→搬送ユニット46→洗浄機42→搬送ユニット46→洗浄機43→搬送ユニット46→洗浄機44→搬送ユニット46→洗浄機45→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
In the case of processing a series of substrates, the substrate is a wafer cassette of the
基板をパラレル処理する場合には、一方の基板は、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第1リニアトランスポータ5の第1ステージ→プッシャ33→トップリング301A→研磨テーブル300A→プッシャ33→第1リニアトランスポータ5の第2ステージ→プッシャ34→トップリング301B→研磨テーブル300B→プッシャ34→第1リニアトランスポータ5の第3ステージ→リフタ35→第2搬送ロボット40→反転機41→搬送ユニット46→洗浄機42→搬送ユニット46→洗浄機43→搬送ユニット46→洗浄機44→搬送ユニット46→洗浄機45→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
When the substrate is processed in parallel, one substrate is the wafer cassette of the
また、他方の基板は、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第1リニアトランスポータ5の第4ステージ→リフタ35→第2搬送ロボット40→リフタ36→第2リニアトランスポータ6の第5ステージ→プッシャ37→トップリング301C→研磨テーブル300C→プッシャ37→第2リニアトランスポータ6の第6ステージ→プッシャ38→トップリング301D→研磨テーブル300D→プッシャ38→第2リニアトランスポータ6の第7ステージ→リフタ36→第2搬送ロボット40→反転機41→搬送ユニット46→洗浄機42→搬送ユニット46→洗浄機43→搬送ユニット46→洗浄機44→搬送ユニット46→洗浄機45→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
The other substrate is the wafer cassette of the
1 ハウジング
2 ロード/アンロード部
3 研磨部
4 洗浄部
5,6 リニアトランスポータ
10〜14 シャッタ
20 フロントロード部
21 走行機構
22 第1搬送ロボット
30A,30B,30C,30D 研磨ユニット
31,41 反転機
32 リフタ
33,34,37,38 プッシャ
35,36 リフタ
40 第2搬送ロボット
42〜45 洗浄機
46 搬送ユニット
300A,300B,300C,300D 研磨テーブル
301A,301B,301C,301D トップリング
302A,302B,302C,302D 研磨液供給ノズル
303A,303B,303C,303D ドレッサ
304A,304B,304C,304D アトマイザ
310A 研磨パッド
311A トップリングシャフト
312A 渦電流センサ
313A 判定部
314A 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Load / unload
Claims (6)
前記金属膜を除去する第1研磨工程と、
前記第1研磨工程後、前記バリア膜を除去する第2研磨工程と、
前記第2研磨工程後、前記絶縁膜を研磨する第3研磨工程とを有し、
前記第2研磨工程および前記第3研磨工程の間、基板の研磨状態を渦電流センサでモニタし、
前記渦電流センサの出力信号値が、前記第2研磨工程終了時の前記渦電流センサの出力信号値から所定の値を減算した値に達したときに前記第3研磨工程を終了することを特徴とする研磨方法。 An insulating film having a groove; a barrier film formed on the insulating film; and a metal film formed on the barrier film, wherein a part of the metal film is formed in the groove as a metal wiring. A polishing method for polishing a substrate,
A first polishing step for removing the metal film;
A second polishing step for removing the barrier film after the first polishing step;
A third polishing step for polishing the insulating film after the second polishing step;
During the second polishing step and the third polishing step, the polishing state of the substrate is monitored with an eddy current sensor,
The third polishing step is ended when the output signal value of the eddy current sensor reaches a value obtained by subtracting a predetermined value from the output signal value of the eddy current sensor at the end of the second polishing step. Polishing method.
基板を基板保持具で保持して研磨テーブル上の研磨パッドの研磨面に押圧し、
前記基板保持具と前記研磨テーブルとを回転させることによって行われ、
前記第2研磨工程の終点を、前記渦電流センサの出力信号値と、前記研磨面の温度、前記研磨テーブルのトルク電流、前記基板保持具のトルク電流の少なくともいずれか1つとをモニタすることによって検出することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 The first polishing step, the second polishing step, and the third polishing step are:
Hold the substrate with the substrate holder and press against the polishing surface of the polishing pad on the polishing table,
Performed by rotating the substrate holder and the polishing table;
The end point of the second polishing step is monitored by monitoring at least one of the output signal value of the eddy current sensor, the temperature of the polishing surface, the torque current of the polishing table, and the torque current of the substrate holder. The polishing method according to claim 1 , wherein the polishing method is detected.
前記渦電流センサの出力信号値と前記光学式センサの出力信号値の変化点から、前記第2研磨工程の研磨終点を検出することを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 During the second polishing step, the polishing state of the substrate is monitored with an optical sensor,
The polishing method according to claim 1, characterized in that the transition points of the output signal value of the optical sensor and the output signal value of the eddy current sensor, for detecting the polishing end point of the second polishing step.
前記金属膜を除去する第1研磨工程と、
前記第1研磨工程後、前記バリア膜を除去する第2研磨工程と、
前記第2研磨工程後、前記絶縁膜を研磨する第3研磨工程とを有し、
前記第2研磨工程および前記第3研磨工程の間、基板の研磨状態を渦電流センサでモニタし、
前記渦電流センサの出力信号値が、前記絶縁膜の1つ下の階層に属する絶縁膜の研磨終了時の前記渦電流センサの出力信号値に所定の値を加えた値に達したときに前記第3研磨工程を終了することを特徴とする研磨方法。 An insulating film having a groove; a barrier film formed on the insulating film; and a metal film formed on the barrier film, wherein a part of the metal film is formed in the groove as a metal wiring. A polishing method for polishing a substrate,
A first polishing step for removing the metal film;
A second polishing step for removing the barrier film after the first polishing step;
A third polishing step for polishing the insulating film after the second polishing step;
During the second polishing step and the third polishing step, the polishing state of the substrate is monitored with an eddy current sensor,
When the output signal value of the eddy current sensor reaches a value obtained by adding a predetermined value to the output signal value of the eddy current sensor at the end of polishing of the insulating film belonging to the next lower layer of the insulating film. Migaku Ken how to, characterized in that to end the third polishing step.
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