JPH0817768A - 半導体装置の製造方法及びそれを実施するための装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及びそれを実施するための装置Info
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- JPH0817768A JPH0817768A JP15016194A JP15016194A JPH0817768A JP H0817768 A JPH0817768 A JP H0817768A JP 15016194 A JP15016194 A JP 15016194A JP 15016194 A JP15016194 A JP 15016194A JP H0817768 A JPH0817768 A JP H0817768A
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- polished
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動で研磨後の被ポリッシング膜の膜厚を測
定すると共に最適なポリッシング時間を設定し、被ポリ
ッシング膜を良好に平坦化することができる半導体装置
の製造方法及びその方法を実施するための装置を提供す
る。 【構成】 ウェハ１０をポリッシングした後、光学セン
サ３１の上方にウェハ１０を吸着した状態でウェハホル
ダ２３に移動し、光学センサ３１よりウェハ１０の被ポ
リッシング膜に例えば可視光線を照射して測定する。そ
れにより得られた膜厚の実測値をもとに、制御部４０に
て次にポリッシングするウェハのポリッシング時間を設
定する。
定すると共に最適なポリッシング時間を設定し、被ポリ
ッシング膜を良好に平坦化することができる半導体装置
の製造方法及びその方法を実施するための装置を提供す
る。 【構成】 ウェハ１０をポリッシングした後、光学セン
サ３１の上方にウェハ１０を吸着した状態でウェハホル
ダ２３に移動し、光学センサ３１よりウェハ１０の被ポ
リッシング膜に例えば可視光線を照射して測定する。そ
れにより得られた膜厚の実測値をもとに、制御部４０に
て次にポリッシングするウェハのポリッシング時間を設
定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の表面を平坦
化する方法及びその装置に関し、特に半導体装置の表面
をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械
研磨）法により平坦化する場合に関する。
化する方法及びその装置に関し、特に半導体装置の表面
をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械
研磨）法により平坦化する場合に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高密度化・微細化に伴い、
半導体装置の表面における段差形状は激しくなってい
る。そのため、表面を平坦化する方法として、ＣＭＰ法
が注目されている。
半導体装置の表面における段差形状は激しくなってい
る。そのため、表面を平坦化する方法として、ＣＭＰ法
が注目されている。
【０００３】以下、従来のＣＭＰ法を簡単に説明する。
この方法では、高低差１μｍ足らずの凹凸を平坦化する
ため、所望の膜厚になるように正確にポリッシングをス
トップさせる必要がある。そこで、ポリッシング時間を
予め設定し、時間によりポリッシングを制御している。
しかしながら、ポリッシングレ−トに変動がある場合に
は、所望の平坦化形状を得ることは難しい。
この方法では、高低差１μｍ足らずの凹凸を平坦化する
ため、所望の膜厚になるように正確にポリッシングをス
トップさせる必要がある。そこで、ポリッシング時間を
予め設定し、時間によりポリッシングを制御している。
しかしながら、ポリッシングレ−トに変動がある場合に
は、所望の平坦化形状を得ることは難しい。
【０００４】ポリッシングレ−トは、ＣＭＰ装置におけ
る研磨剤、研磨クロス、圧力及び回転数等の研磨条件に
依存している。これらの条件を一定に保つことは難し
く、例えば研磨クロスをみても、ポリッシングを行うご
とに、研磨クロスの表面が変化するためポリッシングレ
−トの低下を招く。図４はポリッシングレ−トの経時変
化の様子を示している。同図によれば、研磨クロスを張
り替えた直後には、ポリッシングレ−トは１０００［Ａ
／ｍｉｎ］（Ａ：オングストロ−ム）であるが、研磨ク
ロスを４時間使用すると、７００［Ａ／ｍｉｎ］まで低
下している。さらに研磨クロスを使用すると、ポリッシ
ングレ−トは急激に低下してしまう。つまり、ポリッシ
ングを行う毎に、研磨クロスの表面が変化するため、ポ
リッシングレ−トが変化してしまう。
る研磨剤、研磨クロス、圧力及び回転数等の研磨条件に
依存している。これらの条件を一定に保つことは難し
く、例えば研磨クロスをみても、ポリッシングを行うご
とに、研磨クロスの表面が変化するためポリッシングレ
−トの低下を招く。図４はポリッシングレ−トの経時変
化の様子を示している。同図によれば、研磨クロスを張
り替えた直後には、ポリッシングレ−トは１０００［Ａ
／ｍｉｎ］（Ａ：オングストロ−ム）であるが、研磨ク
ロスを４時間使用すると、７００［Ａ／ｍｉｎ］まで低
下している。さらに研磨クロスを使用すると、ポリッシ
ングレ−トは急激に低下してしまう。つまり、ポリッシ
ングを行う毎に、研磨クロスの表面が変化するため、ポ
リッシングレ−トが変化してしまう。
【０００５】例えば、ポリッシングレ−トの１０００
［Ａ／ｍｉｎ］に合わせて、ポリッシング時間ｔを設定
し、その条件の下で、複数枚のウェハをポリッシングす
るとする。その場合、始めは良好に平坦化される。しか
し、４時間経過後、真のポリッシングレ−トは７００
［Ａ／ｍｉｎ］に低下している場合、ポリッシング時間
が始めの設定時間ｔのままであると、実際にはポリッシ
ング予定部分の７０％しかポリッシングされず、凹凸形
状のままである。
［Ａ／ｍｉｎ］に合わせて、ポリッシング時間ｔを設定
し、その条件の下で、複数枚のウェハをポリッシングす
るとする。その場合、始めは良好に平坦化される。しか
し、４時間経過後、真のポリッシングレ−トは７００
［Ａ／ｍｉｎ］に低下している場合、ポリッシング時間
が始めの設定時間ｔのままであると、実際にはポリッシ
ング予定部分の７０％しかポリッシングされず、凹凸形
状のままである。
【０００６】また、ポリッシングレ−トの低下に合わせ
てポリッシング時間を設定することも考えられるが、ポ
リッシングレ−トの低下の度合い自体も常に一定でな
く、微妙にズレが生じているため、正確なポリッシング
終点を得ることは難しい。
てポリッシング時間を設定することも考えられるが、ポ
リッシングレ−トの低下の度合い自体も常に一定でな
く、微妙にズレが生じているため、正確なポリッシング
終点を得ることは難しい。
【０００７】そこで、このような不都合を防ぐため、ウ
ェハを数枚ポリッシングする毎に、作業者がポリッシン
グレ−トを測定し、ポリッシング時間の設定を見直す作
業を行っている。しかし、この見直し作業は多大な時間
と手間がかかり、装置のスル−プットも２分の１以下に
下がり問題である。
ェハを数枚ポリッシングする毎に、作業者がポリッシン
グレ−トを測定し、ポリッシング時間の設定を見直す作
業を行っている。しかし、この見直し作業は多大な時間
と手間がかかり、装置のスル−プットも２分の１以下に
下がり問題である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＣＭＰ
法を用いて被ポリッシング膜を平坦化する際に、ポリッ
シング時間はポリッシングレ−トから算出されており、
ポリッシングレ−トの変化に対応して、最適なポリッシ
ング時間を設定することは容易ではない。正確なポリッ
シングレ−トを得るには、作業者が頻繁に被ポリッシン
グ膜の膜厚を測定しなければならず、多大な手間と時間
が必要である。
法を用いて被ポリッシング膜を平坦化する際に、ポリッ
シング時間はポリッシングレ−トから算出されており、
ポリッシングレ−トの変化に対応して、最適なポリッシ
ング時間を設定することは容易ではない。正確なポリッ
シングレ−トを得るには、作業者が頻繁に被ポリッシン
グ膜の膜厚を測定しなければならず、多大な手間と時間
が必要である。
【０００９】それ故に、本発明の第１の目的は、自動で
研磨後の被ポリッシング膜の膜厚を測定すると共に最適
なポリッシング時間を設定し、被ポリッシング膜を良好
に平坦化することができる半導体装置の製造方法を提供
することである。本発明の第２の目的は、研磨後の被ポ
リッシング膜の膜厚を自動で測定する手段を有する半導
体製造装置を提供することである。
研磨後の被ポリッシング膜の膜厚を測定すると共に最適
なポリッシング時間を設定し、被ポリッシング膜を良好
に平坦化することができる半導体装置の製造方法を提供
することである。本発明の第２の目的は、研磨後の被ポ
リッシング膜の膜厚を自動で測定する手段を有する半導
体製造装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、ウェハ表面に設けられた凹凸のある被ポ
リッシング膜を平坦化する際に、上記被ポリッシング膜
をＣＭＰ法により平坦化する工程と、平坦化終了後に被
ポリッシング膜の任意の位置の膜厚を同一装置内で測定
する工程と、その膜厚の測定結果をそれ以後のウェハの
被ポリッシング膜のポリッシング時間の制御にフィ−ド
バックする工程とを含む。
の製造方法は、ウェハ表面に設けられた凹凸のある被ポ
リッシング膜を平坦化する際に、上記被ポリッシング膜
をＣＭＰ法により平坦化する工程と、平坦化終了後に被
ポリッシング膜の任意の位置の膜厚を同一装置内で測定
する工程と、その膜厚の測定結果をそれ以後のウェハの
被ポリッシング膜のポリッシング時間の制御にフィ−ド
バックする工程とを含む。
【００１１】また、本発明による半導体製造装置は、ウ
ェハ表面に設けられた凹凸のある被ポリッシング膜をＣ
ＭＰ法により平坦化するポリッシング部と、平坦化終了
後に上記被ポリッシング膜の任意の位置の膜厚を測定す
る測定部と、膜厚の測定結果をフィ−ドバックして次後
のウェハの被ポリッシング膜のポリッシング時間を設定
する制御部とを含む。
ェハ表面に設けられた凹凸のある被ポリッシング膜をＣ
ＭＰ法により平坦化するポリッシング部と、平坦化終了
後に上記被ポリッシング膜の任意の位置の膜厚を測定す
る測定部と、膜厚の測定結果をフィ−ドバックして次後
のウェハの被ポリッシング膜のポリッシング時間を設定
する制御部とを含む。
【００１２】
【作用】上記半導体装置の製造方法によれば、ポリッシ
ングレ−トの変化に合わせてポリッシング時間を設定す
ることができる。それにより、被ポリッシング膜を所望
の膜厚にまでポリッシングすることが可能であり、常に
良好な平坦化することができる。また、上記半導体製造
装置によれば、同一装置のなかで、被ポリッシング膜の
ポリッシングと、被ポリッシング膜の膜厚の測定を自動
で行うため、装置のスル−プットを大幅に向上すること
ができる。
ングレ−トの変化に合わせてポリッシング時間を設定す
ることができる。それにより、被ポリッシング膜を所望
の膜厚にまでポリッシングすることが可能であり、常に
良好な平坦化することができる。また、上記半導体製造
装置によれば、同一装置のなかで、被ポリッシング膜の
ポリッシングと、被ポリッシング膜の膜厚の測定を自動
で行うため、装置のスル−プットを大幅に向上すること
ができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明によるポリッシング方法を説明す
る。まず、第１のウェハ上の被ポリッシング膜をポリッ
シングした後、その被ポリッシング膜を膜厚を同一の装
置内にて測定し、上記第１のウェハにおけるポリッシン
グレ−トを算出する。そのポリッシングレ−トに応じた
ポリッシング時間を新たに設定する。続いて、第２のウ
ェハ上の被ポリッシング膜を、新たに設定されたポリッ
シング時間にもとづきポリッシングする。
て説明する。本発明によるポリッシング方法を説明す
る。まず、第１のウェハ上の被ポリッシング膜をポリッ
シングした後、その被ポリッシング膜を膜厚を同一の装
置内にて測定し、上記第１のウェハにおけるポリッシン
グレ−トを算出する。そのポリッシングレ−トに応じた
ポリッシング時間を新たに設定する。続いて、第２のウ
ェハ上の被ポリッシング膜を、新たに設定されたポリッ
シング時間にもとづきポリッシングする。
【００１４】次に、ポリッシングレ−トの算出方法を説
明する。図１に示される様に、例えばウェハを、下地膜
１１上に設けられかつ表面が段差形状を示す被ポリッシ
ング膜１２を有する構造とする。研磨前の被ポリッシン
グ膜１２の膜厚をＴn とし（同図（ａ））、研磨後の被
ポリッシング膜１２の膜厚をＴn+1 とする（同図
（ｂ））。また、被ポリッシング膜１２をＴn からＴ
n+1 まで研磨するのに必要なポリッシング時間をｔn+1
とする。この場合、ポリッシングレ−トＲn+1 は、 Ｒn+1 ＝ｋ×（Ｔn −Ｔn+1 ）／ｔn+1 ……（１） ｋ：定数 によって求められる。
明する。図１に示される様に、例えばウェハを、下地膜
１１上に設けられかつ表面が段差形状を示す被ポリッシ
ング膜１２を有する構造とする。研磨前の被ポリッシン
グ膜１２の膜厚をＴn とし（同図（ａ））、研磨後の被
ポリッシング膜１２の膜厚をＴn+1 とする（同図
（ｂ））。また、被ポリッシング膜１２をＴn からＴ
n+1 まで研磨するのに必要なポリッシング時間をｔn+1
とする。この場合、ポリッシングレ−トＲn+1 は、 Ｒn+1 ＝ｋ×（Ｔn −Ｔn+1 ）／ｔn+1 ……（１） ｋ：定数 によって求められる。
【００１５】また、被ポリッシング膜の膜厚の測定方法
を説明する。第１の方法として光学的に測定する。被ポ
リッシング膜が絶縁膜（ＳｉＯ2 ，ＳｉＮ等）若しくは
半導体膜（多結晶シリコン膜，非晶質シリコン膜等）で
ある場合、その被ポリッシング膜に可視光線若しくは赤
外線の波長領域の光を照射して膜厚を測定する。可視光
線の波長領域として２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下を用
いることができるが、４８０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下を
用いることが望ましい。また、赤外線の波長領域として
２．５μｍ以上２５μｍ以下を用いることができる。
を説明する。第１の方法として光学的に測定する。被ポ
リッシング膜が絶縁膜（ＳｉＯ2 ，ＳｉＮ等）若しくは
半導体膜（多結晶シリコン膜，非晶質シリコン膜等）で
ある場合、その被ポリッシング膜に可視光線若しくは赤
外線の波長領域の光を照射して膜厚を測定する。可視光
線の波長領域として２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下を用
いることができるが、４８０ｎｍ以上７９０ｎｍ以下を
用いることが望ましい。また、赤外線の波長領域として
２．５μｍ以上２５μｍ以下を用いることができる。
【００１６】また、第２の方法として、Ｘ線を用いて被
ポリッシング膜の膜厚を測定する。被ポリッシング膜が
金属膜（Ｗ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ａｌ，Ｃｕ等からなる単一
膜若しくは上記金属を含む合金膜あるいはこれらの積層
膜）である場合に、被ポリッシング膜をＸ線を照射して
測定する。この場合、Ｘ線を外部に漏らさないようにす
る必要がある。
ポリッシング膜の膜厚を測定する。被ポリッシング膜が
金属膜（Ｗ，Ｔｉ，ＴｉＮ，Ａｌ，Ｃｕ等からなる単一
膜若しくは上記金属を含む合金膜あるいはこれらの積層
膜）である場合に、被ポリッシング膜をＸ線を照射して
測定する。この場合、Ｘ線を外部に漏らさないようにす
る必要がある。
【００１７】更に、第３の方法として、ρｓメ−タを用
いて被ポリッシング膜が金属または金属合金膜である場
合に、その抵抗を測ることにより、被ポリッシング膜の
膜厚を測定することも可能である。
いて被ポリッシング膜が金属または金属合金膜である場
合に、その抵抗を測ることにより、被ポリッシング膜の
膜厚を測定することも可能である。
【００１８】尚、被ポリッシング膜の膜厚の測定は、ポ
リッシング終了後、被ポリッシング膜の洗浄前または洗
浄注に行うことも可能であるが、表面を洗浄及び乾燥し
た後に行うことが望ましい。それにより、ポリッシング
の際に付着した研磨剤及び研磨屑とが除去され、より正
確な膜厚の測定を行うことができる。
リッシング終了後、被ポリッシング膜の洗浄前または洗
浄注に行うことも可能であるが、表面を洗浄及び乾燥し
た後に行うことが望ましい。それにより、ポリッシング
の際に付着した研磨剤及び研磨屑とが除去され、より正
確な膜厚の測定を行うことができる。
【００１９】以下、上記ポリッシング方法を具体的に説
明する。尚、ポリッシングされる複数枚のウェハは同一
構造とする。ＣＭＰ装置の研磨クロスを張り替えてポリ
ッシングを開始するときに、ポリッシングレ−トを検出
するために、サンプル用のウェハａをポリッシングす
る。研磨前の被ポリッシング膜の膜厚はＴ0 とする。ま
ず、ウェハａをポリッシング時間ｔ1 に基づいてポリッ
シングし、研磨後の被ポリッシングの膜厚Ｔ1 を測定す
る。その後、上記（１）式を用いて、ポリッシングレ−
トＲ1 を算出する。そのＲ1 に応じて次にポリッシング
されるウェハｂのポリッシング時間ｔ2 を設定する。次
に、ウェハｂをポリッシング時間ｔ2 に基づいてポリッ
シングする。その後、被ポリッシグ膜の膜厚を測定し、
上記（１）式を用いてポリッシングレ−トＲ2 を算出す
る。このとき、次にポリッシングされるウェハｃのポリ
ッシング時間ｔ3 は、ｔ3 ＝ｔ2 ×Ｒ2 ／Ｒ1 によって
求められる。以下、同様の手順によりポリッシングす
る。
明する。尚、ポリッシングされる複数枚のウェハは同一
構造とする。ＣＭＰ装置の研磨クロスを張り替えてポリ
ッシングを開始するときに、ポリッシングレ−トを検出
するために、サンプル用のウェハａをポリッシングす
る。研磨前の被ポリッシング膜の膜厚はＴ0 とする。ま
ず、ウェハａをポリッシング時間ｔ1 に基づいてポリッ
シングし、研磨後の被ポリッシングの膜厚Ｔ1 を測定す
る。その後、上記（１）式を用いて、ポリッシングレ−
トＲ1 を算出する。そのＲ1 に応じて次にポリッシング
されるウェハｂのポリッシング時間ｔ2 を設定する。次
に、ウェハｂをポリッシング時間ｔ2 に基づいてポリッ
シングする。その後、被ポリッシグ膜の膜厚を測定し、
上記（１）式を用いてポリッシングレ−トＲ2 を算出す
る。このとき、次にポリッシングされるウェハｃのポリ
ッシング時間ｔ3 は、ｔ3 ＝ｔ2 ×Ｒ2 ／Ｒ1 によって
求められる。以下、同様の手順によりポリッシングす
る。
【００２０】このように、上記ポリッシング方法によれ
ば、被ポリッシング膜の膜厚の実測値をもとにポリッシ
ング時間を設定するため、研磨クロス等の研磨条件が変
化したとしても、常に被ポリッシング膜を所望の膜厚に
までポリッシングすることが可能である。
ば、被ポリッシング膜の膜厚の実測値をもとにポリッシ
ング時間を設定するため、研磨クロス等の研磨条件が変
化したとしても、常に被ポリッシング膜を所望の膜厚に
までポリッシングすることが可能である。
【００２１】尚、上記ポリッシング方法において、被ポ
リッシング膜の膜厚の測定は、全てのウェハについて行
うことも可能であり、複数枚毎に行うことも可能であ
る。次に、上記ポリッシング方法を実施するためのＣＭ
Ｐ装置を説明する。図２によれば、ＣＭＰ装置は、ポリ
ッシング前のウェハを収容するロ−ド部１３と、ウェハ
をポリッシングするＣＭＰ部２０と、ロ−ド部１３から
ＣＭＰ部２０にウェハを搬送する搬送部１４と、ポリッ
シング後のウェハを洗浄するための洗浄及び乾燥部１５
と、ポリッシング後のウェハを収容するアンロ−ド部１
６からなる。洗浄及び乾燥部１５は、リンスステ−ジ、
スクラバ−洗浄ステ−ジ、スクラバ−及びスピンドライ
ステ−ジを有する。被ポリッシング膜の膜厚の測定は、
上記スクラバ−及びスピンドライステ−ジで行ってもよ
いし、別の専用ステ−ジを用意してもよい。本発明によ
るＣＭＰ装置では、ＣＭＰ部２０と洗浄及び乾燥部１５
と同一装置内にあり、更に後述する膜厚測定手段も同一
装置内に設けられる。
リッシング膜の膜厚の測定は、全てのウェハについて行
うことも可能であり、複数枚毎に行うことも可能であ
る。次に、上記ポリッシング方法を実施するためのＣＭ
Ｐ装置を説明する。図２によれば、ＣＭＰ装置は、ポリ
ッシング前のウェハを収容するロ−ド部１３と、ウェハ
をポリッシングするＣＭＰ部２０と、ロ−ド部１３から
ＣＭＰ部２０にウェハを搬送する搬送部１４と、ポリッ
シング後のウェハを洗浄するための洗浄及び乾燥部１５
と、ポリッシング後のウェハを収容するアンロ−ド部１
６からなる。洗浄及び乾燥部１５は、リンスステ−ジ、
スクラバ−洗浄ステ−ジ、スクラバ−及びスピンドライ
ステ−ジを有する。被ポリッシング膜の膜厚の測定は、
上記スクラバ−及びスピンドライステ−ジで行ってもよ
いし、別の専用ステ−ジを用意してもよい。本発明によ
るＣＭＰ装置では、ＣＭＰ部２０と洗浄及び乾燥部１５
と同一装置内にあり、更に後述する膜厚測定手段も同一
装置内に設けられる。
【００２２】上記ＣＭＰ部と膜厚測定手段との関係を図
３を参照して説明する。ＣＭＰ部２０は定盤２１と、定
盤２１上に張られた研磨クロス２２と、定盤２１の上方
に設けられウェハ１０を保持するウェハホルダ２３と、
スラリ−２４を研磨クロス２２上に供給するスラリ−供
給管２５とを有する。スラリ−供給管２５からスラリ−
２４が研磨クロス２２上に滴下され、ウェハ１０はウェ
ハホルダ２３により加圧されて研磨クロス２２およびス
ラリ−２４でポリッシングされる。その際、ウェハホル
ダ２３及び定盤２１はそれぞれ回転している。
３を参照して説明する。ＣＭＰ部２０は定盤２１と、定
盤２１上に張られた研磨クロス２２と、定盤２１の上方
に設けられウェハ１０を保持するウェハホルダ２３と、
スラリ−２４を研磨クロス２２上に供給するスラリ−供
給管２５とを有する。スラリ−供給管２５からスラリ−
２４が研磨クロス２２上に滴下され、ウェハ１０はウェ
ハホルダ２３により加圧されて研磨クロス２２およびス
ラリ−２４でポリッシングされる。その際、ウェハホル
ダ２３及び定盤２１はそれぞれ回転している。
【００２３】その後、被ポリッシング膜の膜厚測定手段
３０を用いて測定する。膜厚測定手段３０として、例え
ば光学センサ３１と光学センサ用コントロ−ラ３２とを
用いる。光学センサ３１の上方にウェハ１０を吸着した
状態でウェハホルダ２３に移動し、光学センサ３１より
ウェハ１０の被ポリッシング膜に例えば可視光線を照射
して測定する。それにより得られた膜厚の実測値をもと
に、上記ポリッシング方法に示したように、制御部４０
にて、次にポリッシングするウェハのポリッシング時間
を設定する。尚、ここでは洗浄前にウェハホルダについ
た状態のウェハで膜厚測定を行っているが、洗浄中また
は洗浄後に洗浄ステ−ジ（図示せず）で膜厚測定をして
もよい。
３０を用いて測定する。膜厚測定手段３０として、例え
ば光学センサ３１と光学センサ用コントロ−ラ３２とを
用いる。光学センサ３１の上方にウェハ１０を吸着した
状態でウェハホルダ２３に移動し、光学センサ３１より
ウェハ１０の被ポリッシング膜に例えば可視光線を照射
して測定する。それにより得られた膜厚の実測値をもと
に、上記ポリッシング方法に示したように、制御部４０
にて、次にポリッシングするウェハのポリッシング時間
を設定する。尚、ここでは洗浄前にウェハホルダについ
た状態のウェハで膜厚測定を行っているが、洗浄中また
は洗浄後に洗浄ステ−ジ（図示せず）で膜厚測定をして
もよい。
【００２４】また、被ポリッシング膜の膜厚を特定の電
極位置で行う場合に、ウェハの位置ぎめが必要であれ
ば、ウェハホルダの移動で行う。更に、非常に正確な位
置ぎめを必要とする場合は専用の測定ステ−ジ（図示せ
ず）を設けてもよい。
極位置で行う場合に、ウェハの位置ぎめが必要であれ
ば、ウェハホルダの移動で行う。更に、非常に正確な位
置ぎめを必要とする場合は専用の測定ステ−ジ（図示せ
ず）を設けてもよい。
【００２５】尚、図３は膜厚測定手段として光学センサ
を用いた場合であるが、上記ポリッシング方法で詳述し
たように、Ｘ線測定器及びρｓメ−タを用いることもで
きる。
を用いた場合であるが、上記ポリッシング方法で詳述し
たように、Ｘ線測定器及びρｓメ−タを用いることもで
きる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によるポリッシング方法によれ
ば、変化するポリッシングレ−トに応じて、ポリッシン
グ時間を設定することができる。研磨過少または過多と
なることなく、常に一定の平坦化形状をえることができ
る。また、本発明のＣＭＰ装置によれば、被ポリッシン
グ膜の膜厚を自動で測定し、ポリッシング時間を制御す
ることができるので、従来のように作業者が頻繁に被ポ
リッシング膜の膜厚を測定してポリッシング時間の設定
を見直す必要がない。従来、作業者はウェハを数枚ポリ
ッシングする毎にポリッシング時間の設定の見直し作業
を行っていたため、２４枚のウェハをポリッシングする
のに４時間以上の時間がかかっていた。しかし、本発明
によれば、２時間程度の所要時間ですむようになり、装
置のスル−プットも２倍以上に向上した。また作業者の
手間も大幅に省くことができ、大きな省人効果があっ
た。
ば、変化するポリッシングレ−トに応じて、ポリッシン
グ時間を設定することができる。研磨過少または過多と
なることなく、常に一定の平坦化形状をえることができ
る。また、本発明のＣＭＰ装置によれば、被ポリッシン
グ膜の膜厚を自動で測定し、ポリッシング時間を制御す
ることができるので、従来のように作業者が頻繁に被ポ
リッシング膜の膜厚を測定してポリッシング時間の設定
を見直す必要がない。従来、作業者はウェハを数枚ポリ
ッシングする毎にポリッシング時間の設定の見直し作業
を行っていたため、２４枚のウェハをポリッシングする
のに４時間以上の時間がかかっていた。しかし、本発明
によれば、２時間程度の所要時間ですむようになり、装
置のスル−プットも２倍以上に向上した。また作業者の
手間も大幅に省くことができ、大きな省人効果があっ
た。
【図１】ポリッシング前のウェハの状態を示す断面図
（ａ）と、ポリッシング後のウェハの状態を示す断面図
（ｂ）である。
（ａ）と、ポリッシング後のウェハの状態を示す断面図
（ｂ）である。
【図２】本発明によるＣＭＰ装置の構成を模式的に示す
図である。
図である。
【図３】ＣＭＰ部と膜厚測定手段との関係を模式的示す
概略図である。
概略図である。
【図４】研磨クロス張り替え時間とポリッシングレ−ト
の経時変化の関係を示すグラフ図である。
の経時変化の関係を示すグラフ図である。
１０…ウェハ、１１…下地膜、１２…被ポリッシング膜 １３…ロ−ド部、１４…搬送部、１５…洗浄及び乾燥
部、１６…アンロ−ド部 ２０…ＣＭＰ部、２１…定盤、２２…研磨クロス、２３
…ウェハホルダ ２４…スラリ−、２５…スラリ−供給管 ３０…膜厚測定手段、３１…光学センサ、３２…光学セ
ンサ用コントロ−ラ ４０…制御部
部、１６…アンロ−ド部 ２０…ＣＭＰ部、２１…定盤、２２…研磨クロス、２３
…ウェハホルダ ２４…スラリ−、２５…スラリ−供給管 ３０…膜厚測定手段、３１…光学センサ、３２…光学セ
ンサ用コントロ−ラ ４０…制御部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/306 (72)発明者 矢島 比呂海 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 青木 利一郎 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 段差形状の被ポリッシング膜を有する第
１及び第２のウェハを準備する工程と、上記第１のウェ
ハの被ポリッシング膜をポリッシングして平坦化する工
程と、上記第１のウェハの被ポリッシング膜の膜厚を測
定する工程と、上記測定された値に応じて上記第２のウ
ェハのポリッシング時間を設定する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記被ポリッシング膜の膜厚を、可視光
線若しくは赤外線を用いて測定することを特徴とする請
求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記被ポリッシング膜の膜厚を、Ｘ線を
用いて測定することを特徴とする請求項１記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項４】 上記被ポリッシング膜の膜厚の測定は、
ポリッシングを行う装置の内部で自動で行われることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 被ポリッシング膜を有するウェハをポリ
ッシングする半導体製造装置において、上記ウェハをポ
リッシングするためのポリッシング部と、上記ウェハを
ポリッシングした後に、上記ウェハの表面を洗浄及び乾
燥するための洗浄部と、上記被ポリッシング膜の膜厚を
測定する測定部と、上記測定部の測定結果にもとづきポ
リッシングを制御する制御部とを具備することを特徴と
する半導体製造装置。 - 【請求項６】 上記測定部は光学センサを有することを
特徴とする請求項５記載の半導体製造装置。 - 【請求項７】 上記測定部は、Ｘ線を用いて上記被ポリ
ッシング膜の膜厚を測定する手段を有することを特徴と
する請求項５記載の半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15016194A JP3311864B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15016194A JP3311864B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817768A true JPH0817768A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3311864B2 JP3311864B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=15490844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15016194A Expired - Lifetime JP3311864B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311864B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5938502A (en) * | 1996-11-15 | 1999-08-17 | Nec Corporation | Polishing method of substrate and polishing device therefor |
| US6120348A (en) * | 1996-09-30 | 2000-09-19 | Sumitomo Metal Industries Limited | Polishing system |
| WO2002043128A1 (fr) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Nikon Corporation | Dispositif de polissage et procede de fabrication d'un composant a semi-conducteur |
| JP2003045834A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Nec Corp | 半導体製造装置のプロセス時間補正方法 |
| US6905957B2 (en) | 2001-10-19 | 2005-06-14 | Nec Corporation | Polishing method and polishing apparatus permitting control of polishing time at a high accuracy |
| JP2006286766A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nec Electronics Corp | 化学的機械的研磨方法及び化学的機械的研磨システム |
| JP2007281460A (ja) * | 1998-06-26 | 2007-10-25 | Advanced Micro Devices Inc | モデル予測制御を用いた、半導体製作における個別部品の生産を制御するための方法およびコントローラ装置 |
| JP2008141186A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-06-19 | Ebara Corp | 研磨方法及び研磨装置 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP15016194A patent/JP3311864B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3311864B2 (ja) | 2002-08-05 |
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