JP5728239B2 - 研磨監視方法、研磨方法、研磨監視装置、および研磨装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、そのような研磨監視方法を実行する研磨監視装置に関するものである。
さらに、本発明は、そのような研磨監視方法を利用した基板の研磨方法および研磨装置に関するものである。
また、本発明は、そのような研磨監視方法を利用した基板の研磨方法および研磨装置を提供することを目的とする。
本発明の好ましい態様は、前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の二乗平均平方根であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトルでの前記強度の差分の絶対値の平均であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スペクトルの変化量は、正または負の符号を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スペクトルは、波長と、各波長での強度を所定の波長範囲での強度の平均値で除して得られた正規化された強度との関係を示すスペクトルであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第2の基板の初期膜厚を取得し、前記第2の基板の初期膜厚から前記除去量を減ずることにより、前記除去量を前記第2の基板の膜の厚さに変換する工程をさらに含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板は、前記膜と、前記膜の上に形成されたバリア層と、前記膜内に形成された前記金属配線とを有し、前記スペクトル変化量に基づいて前記バリア層の除去時点を決定することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の表面には、段差が形成されており、前記スペクトル累積変化量の算出は、前記段差が除去された時点から開始されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨終点を決定することを特徴とする。
本発明のさらに他の態様は、上記研磨監視装置と、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドに押し付けるためのトップリングとを備えたことを特徴とする研磨装置である。
(ステップi)1秒ごとに相対反射率R(t)を測定する。
(ステップii)式(3)のΔtを2秒に設定し、1秒ごとに、2秒離れた時点間のスペクトル変化量からスペクトル変化速度V(t)を求める。
(ステップiii)式(5)のΔtを1秒に設定し、1秒ごとにスペクトル累積変化量A(t)を求める。
[A(θ)−A(1000nm)]/[A(500nm)−A(1000nm)]×500nm
となる。ただし、A(1000nm)=0である。
E500(θ) = A500(θ)/A500(100nm)×100nm−(200nm−θ) ・・・(19)
E450(θ) = A450(θ)/A500(100nm)×100nm−(200nm−θ) ・・・(20)
E550(θ) = A550(θ)/A500(100nm)×100nm−(200nm−θ) ・・・(21)
12 受光部
13 分光器
15 監視装置
20 研磨テーブル
22 研磨パッド
24 トップリング
25 研磨液供給機構
28 トップリングシャフト
30 孔
31 通孔
32 ロータリージョイント
33 液体供給路
34 液体排出路
35 液体供給源
40 光源
41 光ファイバー
45 透明窓
Claims (43)
- 膜を有する基板の研磨を監視する方法であって、
基板の研磨中に前記基板に光を照射し、
前記基板からの反射光を受光し、
前記反射光の強度を波長ごとに測定し、
前記強度の測定値から、強度と波長との関係を示すスペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出し、
前記スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出し、
前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨中における研磨量を監視することを特徴とする方法。 - 前記スペクトルの変化量は、2つの異なる時点で生成された2つのスペクトルの相対変化の大きさであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の二乗平均平方根であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の絶対値の平均であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記スペクトルの変化量は、前記相対変化の大きさを、前記2つの時点間の時間間隔で割ることで得られたスペクトル変化速度であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記スペクトルの変化量は、正または負の符号を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記スペクトルは、波長と、各波長での強度を所定の波長範囲での強度の平均値で除して得られた正規化された強度との関係を示すスペクトルであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基板は、同じ構造を持つ第1の基板の後に研磨される第2の基板であり、
前記方法は、
前記第1の基板の研磨中に前記第1の基板に光を照射し、
前記第1の基板からの反射光を受光し、
前記反射光の強度を波長ごとに測定し、
前記強度の測定値から、強度と波長との関係を示す基準スペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記基準スペクトルの変化量を算出し、
前記基準スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算して基準スペクトル累積変化量を算出し、
前記基準スペクトル累積変化量と、前記第1の基板の初期膜厚と、前記第1の基板の最終膜厚とに基づき、前記第2の基板に関する前記スペクトル累積変化量を前記第2の基板の膜の除去量に変換する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第2の基板の初期膜厚を取得し、
前記第2の基板の初期膜厚から前記除去量を減ずることにより、前記除去量を前記第2の基板の膜の厚さに変換する工程をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記基板の研磨は、前記基板に形成されている金属配線の高さ調節のための研磨であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基板は、前記膜と、前記膜の上に形成されたバリア層と、前記膜内に形成された前記金属配線とを有し、
前記スペクトル変化量に基づいて前記バリア層の除去時点を決定することを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記基板の表面には、段差が形成されており、
前記スペクトル累積変化量の算出は、前記段差が除去された時点から開始されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨終点を決定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 膜を有する基板を研磨する方法であって、
前記基板と研磨パッドとを摺接させて該基板を研磨し、
基板の研磨中に前記基板に光を照射し、
前記基板からの反射光を受光し、
前記反射光の強度を波長ごとに測定し、
前記強度の測定値から、強度と波長との関係を示すスペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出し、
前記スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出し、
前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨中における研磨量を監視することを特徴とする方法。 - 前記スペクトルの変化量は、2つの異なる時点で生成された2つのスペクトルの相対変化の大きさであることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の二乗平均平方根であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の絶対値の平均であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記スペクトルの変化量は、前記相対変化の大きさを、前記2つの時点間の時間間隔で割ることで得られたスペクトル変化速度であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記スペクトルの変化量は、正または負の符号を有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記スペクトルは、波長と、各波長での強度を所定の波長範囲での強度の平均値で除して得られた正規化された強度との関係を示すスペクトルであることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記基板は、同じ構造を持つ第1の基板の後に研磨される第2の基板であり、
前記方法は、
前記第1の基板の研磨中に前記第1の基板に光を照射し、
前記第1の基板からの反射光を受光し、
前記反射光の強度を波長ごとに測定し、
前記強度の測定値から、強度と波長との関係を示す基準スペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記基準スペクトルの変化量を算出し、
前記基準スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算して基準スペクトル累積変化量を算出し、
前記基準スペクトル累積変化量と、前記第1の基板の初期膜厚と、前記第1の基板の最終膜厚とに基づき、前記第2の基板に関する前記スペクトル累積変化量を前記第2の基板の膜の除去量に変換する工程をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記第2の基板の初期膜厚を取得し、
前記第2の基板の初期膜厚から前記除去量を減ずることにより、前記除去量を前記第2の基板の膜の厚さに変換する工程をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記基板の研磨は、前記基板に形成されている金属配線の高さ調節のための研磨であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記基板は、前記膜と、前記膜の上に形成されたバリア層と、前記膜内に形成された前記金属配線とを有し、
前記スペクトル変化量に基づいて前記バリア層の除去時点を決定することを特徴とする請求項23に記載の方法。 - 前記スペクトル累積変化量が所定の目標値に達したときに前記基板の研磨を終了させることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記基板の研磨により該基板の表面上に形成されている段差が除去された時点を決定する工程をさらに含み、
前記スペクトル累積変化量の算出は、前記段差が除去された時点から開始されることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 基板の研磨中に前記基板に光を照射する投光部と、
前記基板からの反射光を受光する受光部と、
前記反射光の強度を波長ごとに測定する分光器と、
前記分光器の測定データを処理する処理装置とを備え、
前記処理装置は、
前記強度の測定値から、強度と波長との関係を示すスペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出し、
前記スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出し、
前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨中における研磨量を監視することを特徴とする研磨監視装置。 - 前記スペクトルの変化量は、2つの異なる時点で生成された2つのスペクトルの相対変化の大きさであることを特徴とする請求項27に記載の研磨監視装置。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の二乗平均平方根であることを特徴とする請求項28に記載の研磨監視装置。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の絶対値の平均であることを特徴とする請求項28に記載の研磨監視装置。
- 前記スペクトルの変化量は、前記相対変化の大きさを、前記2つの時点間の時間間隔で割ることで得られたスペクトル変化速度であることを特徴とする請求項28に記載の研磨監視装置。
- 前記スペクトルの変化量は、正または負の符号を有することを特徴とする請求項27に記載の研磨監視装置。
- 前記スペクトルは、波長と、各波長での強度を所定の波長範囲での強度の平均値で除して得られた正規化された強度との関係を示すスペクトルであることを特徴とする請求項27に記載の研磨監視装置。
- 前記処理装置は、前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨終点を決定することを特徴とする請求項27に記載の研磨監視装置。
- 請求項27に記載の研磨監視装置と、
研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドに押し付けるためのトップリングとを備えたことを特徴とする研磨装置。 - 基板からの反射光の強度と波長との関係を示すスペクトルを生成するステップと、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出するステップと、
前記スペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出するステップと、
前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨中における研磨量を監視するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記スペクトルの変化量は、2つの異なる時点で生成された2つのスペクトルの相対変化の大きさであることを特徴とする請求項36に記載のプログラム。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の二乗平均平方根であることを特徴とする請求項37に記載のプログラム。
- 前記相対変化の大きさは、所定の波長範囲における前記2つのスペクトル間での前記強度の差分の絶対値の平均であることを特徴とする請求項37に記載のプログラム。
- 前記スペクトルの変化量は、前記相対変化の大きさを、前記2つの時点間の時間間隔で割ることで得られたスペクトル変化速度であることを特徴とする請求項37に記載のプログラム。
- 前記スペクトルの変化量は、正または負の符号を有することを特徴とする請求項36に記載のプログラム。
- 前記スペクトルは、波長と、各波長での強度を所定の波長範囲での強度の平均値で除して得られた正規化された強度との関係を示すスペクトルであることを特徴とする請求項36に記載のプログラム。
- 前記スペクトル累積変化量に基づいて前記基板の研磨終点を決定するステップをさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項36に記載のプログラム。
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