JPH1177524A - リニアポリシャを使用する化学機械的研磨プロセスのその場での終了点検出及び最適化のための方法及び装置 - Google Patents

リニアポリシャを使用する化学機械的研磨プロセスのその場での終了点検出及び最適化のための方法及び装置

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JPH1177524A
JPH1177524A JP18677498A JP18677498A JPH1177524A JP H1177524 A JPH1177524 A JP H1177524A JP 18677498 A JP18677498 A JP 18677498A JP 18677498 A JP18677498 A JP 18677498A JP H1177524 A JPH1177524 A JP H1177524A
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ジャイラス ラフル
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ペセン ジリ
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    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニア平坦化工具と、終了点検出及び化学機
械的研磨（ＣＭＰ）プロセスの最適化を行なう膜厚モニ
タとを用いたＣＭＰ技術を提供する。 【解決手段】 基板の化学機械的研磨（ＣＭＰ）に使用
するリニア研磨ベルトであって、開口と、該開口を閉じ
かつベルトにモニタリングチャンネルを創成すべくベル
トに固定された可撓性モニタリング窓とを有するリニア
研磨ベルト。複数のモニタリングチャンネルを使用する
こともできる。干渉計からなる膜厚モニタの少なくとも
一部が、ベルトに並べて又はベルトにより形成される領
域内に配置される。ＣＭＰプロセスにモニタリングチャ
ンネル及び膜厚モニタを使用して、ＣＭＰプロセスの終
了点を決定し、基板の任意の所与の周囲における除去量
を決定し、基板表面の全体に亘る平均除去量を決定し、
基板表面の全体に亘る除去量偏差を決定し、かつ除去量
及び均一性を最適化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の加工
の分野に関し、より詳しくは、半導体基板の化学機械的
研磨中に除去される物質のモニタリングに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】集積回
路デバイスの製造には、基板上に、必要なコンポーネン
ツ及び相互接続を形成するための種々の層（導体層、半
導体層及び不導体層）の形成を必要とする。種々のコン
ポーネンツ及び相互接続を形成し又は平坦化するには、
製造プロセス中に或る層の除去又は層の一部の除去を行
なわなくてはならない。集積回路加工の種々の段階で、
シリコン基板のような半導体基板の表面を平坦化するた
め、化学機械的研磨（chemical-mechanical polishing:
ＣＭＰ）が広く行なわれている。光学的表面の研磨に
は、測定サンプル、マイクロマシン及び種々の金属ベー
ス基板及び半導体ベース基板も使用される。ＣＭＰは、
研磨パッドに研磨剤を用いて、半導体表面上の物質を研
磨除去する技術である。基板に対するパッドの機械的移
動と、研磨剤の化学的作用との組合せが、基板（又は基
板上に形成された層）の露出表面を平坦化するための、
化学的腐食による研摩力を与える。
【０００３】ＣＭＰを遂行する最も一般的な方法では、
回転ウェーハホルダがウェーハを支持し、研磨パッドが
ウェーハ表面に対して回転する。平坦化プロセス中に、
ウェーハホルダは研磨パッドに対してウェーハ表面を押
し付け、かつ研磨パッドに対して第１軸線の回りでウェ
ーハを回転させる（例えば、米国特許第5,329,732 号参
照) 。機械的研磨力は、第１軸線とは異なる第２軸線の
回りで回転する研磨パッドの速度及びウェーハホルダの
押え力により得られる。ウェーハホルダの下には研磨剤
が常時運ばれ、ウェーハホルダの回転は、研磨剤の供給
及びウェーハ全体に亘る局部的偏差の平均化を補助す
る。ウェーハ表面に適用される研摩量は、基板と研磨パ
ッドとの間の相対速度に比例するので、ウェーハ表面上
の選択された位置での研磨量は、２つの主回転軸線（す
なわち、ウェーハホルダの回転軸線及び研磨パッドの回
転軸線）からの選択位置の距離に基づいて定まる。これ
は、基板表面の全体に亘る不均一速度分布、従って不均
一研磨を引き起こす。また、優れた平坦化性能を得るに
は、ウェーハと研磨パッドとの間に高い相対速度が望ま
れることが、ＣＭＰの当業者により一般的に受け入れら
れている（例えば、Stell 等の「デバイス及び回路用の
最新メタライゼーション−科学、技術及び製造可能性
（"Advanced Metallization for Devices and Circuits
- Science, Technology and Manufacturability")（e
d. S.P. Murarka, A. Katz, K.N. Tu and K. Maex, 第
１５１頁）参照）。しかしながら、この形態での平均相
対速度が高くなると、基板表面の全体に亘る速度分布が
好ましくなくなり、従って研摩の均一性が低下する。
【０００４】この問題は、リニアポリシャを用いること
により解決される。リニアポリシャでは、回転パッドの
代わりに、ベルトが、基板表面の全体に亘ってパッドを
直線的に移動させ、基板表面の全体に亘ってより均一な
速度分布を与える。基板は、この場合も回転ポリシャの
場合のように回転され、局部的偏差が平均化される。し
かしながら、回転ポリシャとは異なり、リニアポリシャ
は、全ＣＭＰプロセスを通して基板表面の全体に亘って
均一な研磨量が得られ、基板を均一に研磨する。また、
リニアポリシャは、可撓性ベルト（この上にパッドが配
置される）の使用を可能にする。この可撓性はベルトが
撓むことを許容し、このため、基板に作用するパッド圧
力の変動を引き起こす。基板表面に沿う種々の位置で基
板に作用するパッド圧力を制御して、基板表面の全体に
亘る研磨量の分布を制御するのに、静止プラテンにより
形成される流体ベアリングを使用できる。
【０００５】リニアポリシャは、「基板表面の全体に亘
る化学機械的研磨量の制御（"Control of Chemical-Mec
hanical Polishing Rate Across A Subrtrate Surfac
e") 」という名称の１９９６年４月２６日付米国特許出
願第08/638,464号及び「リニアポリシャ及び半導体ウェ
ーハの平均化方法（Linear Polisher and Method for S
emiconductor Wafer Planarization) 」という名称の１
９９６年１２月３日付米国特許出願第08/759,172号に記
載されている。また、「リニアポリシャでの基板表面全
体に亘る化学機械的研磨量の制御（"Control Of Chemic
al-Mechanical Polishing Rate Across A Substrate Su
rface For A Linear Polisher") 」という名称の１９９
６年４月２６日付米国特許出願第08/638,462号及び米国
特許第5,558,568 号には、流体ベアリングが記載されて
いる。
【０００６】種々のその場（現場）でのモニタリング技
術を採用した回転ＣＭＰシステムが設計されている。例
えば、米国特許第5,081,421 号には、導体基板上の誘電
体層の厚さの静電容量的測定により検出を行なう、その
場でのモニタリング技術が開示されている。米国特許第
5,240,552 号及び第5,439,551 号には、基板からの音波
を用いて終了点を決定する技術が開示されている。米国
特許第5,597,442 号には、赤外線温度測定装置を用いて
研磨パッドの温度をモニタリングすることにより終了点
を検出する技術が開示されている。米国特許第5,595,52
6 号には、ポリシャにより消費される全エネルギの割当
量にほぼ比例する量を用いて終了点を決定する技術が開
示されている。米国特許第5,413,941 号、第5,433,651
号及び欧州特許出願第EP 0 738 561 A1 号には、終了点
を決定する光学的方法が開示されている。
【０００７】米国特許第5,413,941 号の技術では、レー
ザ光が、基板に対する垂線から７０°より大きい角度で
基板の一領域に衝突し、衝突したレーザ光は、主とし
て、ここを透過するのではなく反射する。反射光の強度
は、研摩の結果としての基板の平面度の変化の測定値と
して使用される。他のシステムでは、光が、単一モニタ
リングチャンネル（一般には、研磨テーブル及び／又は
パッドの窓）を透過する。例えば米国特許第5,433,651
号の技術では、回転研磨テーブルには窓が埋入されてお
り、該窓は、研磨パッドではなく研磨テーブルと同一面
内にある。テーブルが回転すると、研磨プロセスの終了
点を表示する反射率測定行なう現場モニタ上を窓が通
る。欧州特許出願第0 738 561 A1の技術では、回転研磨
テーブルには窓が埋入されており、該窓は、米国特許第
5,438,651 号の技術とは異なり、研磨パッドと同一面内
にあるか、研磨パッドにより形成される。窓が現場モニ
タ上を通るときに、レーザ干渉計を使用して研磨プロセ
スの終了点を決定する。
【０００８】これらの２つのシステムでは、１つのみの
モニタリングチャンネルが使用されること、及びこの単
一チャンネルが研磨要素及びプラテンと共に移動するこ
とに留意することが重要である。また、窓、研磨プラテ
ン及び／又はパッドは単一平面内で回転するので、これ
らのシステムのモニタリングチャンネルに使用される窓
は可撓性を有する必要はない。回転プラテンＣＭＰシス
テムは現場モニタリング技術を用いるように設計されて
いるが、基板表面の現場モニタリングが可能なリニアポ
リシャに対する要望及び化学機械的研磨プロセスを最適
化することに対する要望がある。本発明は、リニア平坦
化工具と、終了点検出及び化学機械的研磨（ＣＭＰ）プ
ロセスの最適化を行なう膜厚モニタとを用いた基板のＣ
ＭＰ技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１態様によれ
ば、リニア研磨ベルトには１つの開口が設けられてい
る。ベルトには、開口を閉じかつベルトにモニタリング
チャンネルを創成するためのモニタリング窓が固定され
る。モニタリング窓は、使用時にベルトが移動するとき
に、ベルトと一緒に撓むことができる可撓性材料からな
る。或いは、ベルト自体を、研磨すべき基板の表面状態
をモニタリングできるように構成することもできる。本
発明の第２態様によれば、上記ベルトが、リニアＣＭＰ
装置に使用される。干渉計のような膜厚モニタが、モニ
タリング窓を介して基板を監視し、ＣＭＰプロセスの終
了点を決定する。膜厚モニタは、ベルトに並べて配置す
るか、膜厚モニタの少なくとも一部を、ベルトにより形
成される領域内に配置する。複数のモニタリングチャン
ネルを使用することもできる。
【００１０】本発明の第３態様によれば、ＣＭＰプロセ
スの終了点を決定する方法にリニア研磨ベルトが使用さ
れ、基板の膜厚を反復測定することにより所定の厚さに
到達したか否かを決定する。この場合、終了点に到達し
た事実が表示されかつＣＭＰプロセスが終了される。本
発明の第４態様によれば、ベルトの同じモニタリングチ
ャンネルを介して測定される２つの連続的膜厚測定値の
差を決定することによりＣＭＰを遂行する間に、基板の
任意の所与の周囲における除去量を決定する方法に、リ
ニア研磨ベルトが使用される。本発明の第５態様によれ
ば、少なくとも２つの膜厚モニタリング装置により測定
される少なくとも２つの連続的膜厚測定値の差の平均を
決定することによりＣＭＰを遂行する間に、基板の全体
に亘る平均除去量を決定する方法に、リニア研磨ベルト
が使用される。
【００１１】本発明の第６態様によれば、少なくとも２
つの膜厚モニタリング装置により測定される少なくとも
２つの連続的膜厚測定値の差の偏差を決定することによ
りＣＭＰを遂行する間に、基板の全体に亘る除去量の偏
差を測定する方法に、リニア研磨ベルトが使用される。
本発明の第７態様によれば、加工パラメータの効果を決
定すべく研磨プロセスを特徴付け、次に除去量及び除去
量の偏差を決定し、次に除去量及び均一性を最適化すべ
く研磨プロセスパラメータを調節することによりＣＭＰ
プロセスを最適化する方法に、リニア研磨ベルトが使用
される。
【００１２】
【発明の実施の形態】ここで図面を参照すると、図１
は、従来技術において化学機械的研磨（ＣＭＰ）として
広く知られた技術を用いて基板（図示せず）を平坦化す
るのに使用される従来技術のリニアポリシャ１００を示
すものである。図１に示すように、リニアポリシャ１０
０は、基板を固定する研磨ヘッド１０５に取り付けられ
た基板キャリヤ１１０を有する。本願明細書で使用する
用語「ベルト」は、少なくとも１つの層（この少なくと
も１つの層は研磨材料からなる層である）を備えた閉ル
ープ要素をいう。ベルト要素の層（単一又は複数）につ
いては後述する。研磨剤分配機構１４０は、ベルト１２
０の頂面上に研磨剤１５０を供給する。研磨剤１５０は
ベルト１２０と一緒に基板の下を移動し、かつ研磨プロ
セス中の任意の瞬時に、基板と部分的又は完全に接触す
る。プラテン１５５が、基板キャリヤ１１０の下でベル
ト１２０を支持する。
【００１３】一般に、基板キャリヤ１１０は、ベルト１
２０上で基板を回転させる。一般に、リテーナリング及
び／又は真空等の機械的保持手段が基板を所定位置に保
持する。ベルト１２０は連続体でありかつローラ１３
０、１３５の回りで回転する。モータ（図示せず）のよ
うな駆動手段がローラ１３０、１３５を回転させ、これ
により、ベルト１２０が基板の表面に対して直線運動で
移動する。ベルト１２０が直線方向に移動するとき、研
磨剤分配機構１４０は、研磨剤１５０をベルト１２０上
に供給する。使用中にベルト１２０のコンディショニン
グを行なうため、一般にコンディショナ（図示せず）を
使用してベルト１２０を常時掻き落とすことにより研磨
剤の残留堆積物及び／又はパッド変形を除去する。
【００１４】図１に示すように、ベルト１２０はプラテ
ン１５５と基板との間で移動する。プラテン１５５の主
目的は、ベルト１２０の下面での支持プラットホームを
形成し、ベルト１２０を基板と充分に接触させて均一研
摩を達成することにある。一般に、基板キャリヤ１１０
は、ＣＭＰを遂行すべく、適当な力でベルト１２０を下
方に押圧し、ベルト１２０を基板に充分に接触させる。
ベルト１２０は可撓性を有し、基板がベルトを下方に押
圧すると下がるので、プラテン１５５は、この下向きの
力に対する必然的な反作用支持体を形成する。プラテン
１５５は、中実プラットホームで構成するか、流体ベア
リング（１つ以上の流体チャンネルを備えた流体ベアリ
ング）で構成できる。プラテン１５５からの流体の流れ
は、ベルト１２０の下面に作用する力の制御に使用でき
るため、流体ベアリングが好ましい。流体の流れのこの
ような制御により、ベルト１２０が基板に作用する圧力
変動が制御され、基板のより均一な研磨量が得られる。
前掲の特許出願及び米国特許第5,558,568 号には、流体
ベアリングの例が開示されており、各特許出願及び米国
特許は本願に援用する。好ましい第１実施形態 図２は、上記従来技術のリニアポリシャ１００を改良し
た本発明の好ましい第１実施形態を示す断面図である。
従来技術のリニアポリシャにおけるように、図２のリニ
アポリシャ２００は、基板（図示せず）にＣＭＰを遂行
するための基板キャリヤ２１０と、研磨剤２１５の層
と、ベルト２２０と、プラテン２４０とを有している。
ベルト２２０は、研磨材料の層（図示せず）と、内面２
０１と、外面２０２とを有する（ベルト２２０の組成に
ついては、より詳細に後述する）。この実施形態の新規
な点は、ベルト２２０に開口２３０（該開口はベルトの
内面２０１から外面２０２まで延びている）を設けたこ
と、及びプラテン２４０に開口２４５を設けたことにあ
る。また、ベルト２２０とプラテン２４０との間には、
脱イオン水の層２５５のような液体ミストの層が存在す
る。
【００１５】この実施形態は、上記従来技術のリニアポ
リシャ１００と同じ態様でＣＭＰを遂行する。上記ポリ
シャ１００とは異なり、このポリシャ２００には、現場
膜厚モニタ２５０を使用できる。幾つかの回転プラテン
システムに使用されている現場モニタとは異なり、この
実施形態では２つのモニタリングチャンネルが使用され
る（１つのモニタリングチャンネルはプラテン内に静止
しており、他のモニタリングチャンネルは研磨ベルトと
一緒に移動する）。ＣＭＰプロセス中にベルト２２０が
基板の下で直線方向に移動するとき、ベルト２２０の開
口２３０は、プラテン２４０の開口２４５上を移動す
る。両開口２３０、２４５が整合するとき（図２参
照）、基板と膜厚モニタ２５０との間の光学的回路が完
成し、現場モニタリングを遂行できる。このモニタリン
グプロセスは、より詳細に後述する。
【００１６】ベルト２２０及びプラテン２４０の開口２
３０、２４５は開いた状態にしておくこともできるが、
これらの開口２３０、２４５には、モニタリング窓２３
２、２４２が埋入される。ベルト２２０のモニタリング
窓２３２は、選択された範囲内の光波長の光を実質的に
透過できかつベルト２２０の内面２０１と外面２０２と
の間で完全に又は部分的に延びている。一般に、ベルト
２２０のモニタリング窓２３２は、いかなる研磨剤２１
５又は水もベルト２２０の下面に漏洩しないことを保証
する。ベルト２２０の外面２０２と同一面にすることに
より、研磨プロセスに付随する問題が回避される。ベル
ト２２０の内面２０１と同一面にすることにより、プラ
テン２４０の流体ベアリング中の乱流領域の発生が回避
される（乱流発生は、隆起又は凹みが僅かであれば回避
できる）。
【００１７】従来技術の回転プラテンシステムの窓とは
異なり、モニタリング窓２３２は、ベルト２２０を駆動
するローラ（直径は２〜４０インチの範囲内に定められ
る）上を充分に周回できる可撓性を有するべきでありか
つ窓の存在が研磨結果に与える効果が最小になるように
すべきである。使用されるモニタリングシステムに基づ
いて、モニタリング窓２３２にも特別な光学的特徴（例
えば、最小の吸収又は散乱で、約２００〜2,000 nmの範
囲の放射線の最大透過性を有する）をもたせる必要があ
る。プラテン２４０の開口２４５を充填するモニタリン
グ窓２４２は、プラテン２４０の頂面と同一面内にあ
り、研磨剤が膜厚モニタ２５０内に流入することを防止
しかつプラテン２４０の流体ベアリング中に乱流領域が
発生することを回避できるようにするのが好ましい。ベ
ルト２２０のモニタリング窓２３２と同様に、プラテン
２４０のモニタリング窓２４２は、好ましい光学的特徴
（例えば、モニタ２５０から発生されかつ基板表面から
反射された光スペクトルを最大透過性を有する）を有す
ることが好ましい。好ましい第２実施形態 上記実施形態のベルト２２０は１つのみの開口を有する
が、複数の開口を使用することもできる。図３に示すよ
うに、ベルト３１０には複数の開口３２０、３２２、３
２４、３２６、３２８を設けることができる。ベルト３
１０の各開口３２０、３２２、３２４、３２６、３２８
に対し、基板キャリヤ３４０の下のプラテンには、対応
する開口３３０、３３２、３３４、３３６、３３８が設
けられている。各開口３３０、３３２、３３４、３３
６、３３８は、それぞれの膜厚モニタと整合している。
前述のように、各開口はモニタリング窓により閉じられ
る。
【００１８】図３の実施形態では５つの開口が設けられ
ており、１つの開口は基板の中央に配置され、他の４つ
は９０°間隔を隔てて配置されている。開口の数及びパ
ターンは設計的選択事項であることが理解されよう。例
えば、開口は直線状又は同心状に配置することもでき
る。ベルト３１０のそれぞれの位置の下に幾つかの膜厚
モニタを配置することにより、基板表面の全体に亘る研
磨プロセスの不均一性を確認できる。別の構成として、
図７に示すように、ベルト７１０の単一開口７２０に
は、プラテンの多数の開口７３０、７３２、７３４を使
用でき、各開口はそれぞれの膜厚モニタに対応する。前
述のように、各開口はモニタリング窓で閉じることがで
きる。プラテンの開口７３０、７３２、７３４は、ベル
ト７１０の移動方向に平行な直線に整合している。ベル
トの開口７２０がプラテンの開口７３０、７３２、７３
４の１つと整合されると、当該プラテンの開口に対応す
る膜厚モニタが、研磨された物体の表面状態を測定す
る。この構成では、ベルト７１０の単一開口により、多
数の表面領域の状態をモニタリングできる。プラテン開
口の数及び位置、並びにベルト７１０に平行な直線の数
は設計的選択事項であることに留意することが重要であ
る。好ましい第３実施形態 図４には他の実施形態が示されている。この実施形態で
は、モニタリングチャンネルのための開口がプラテンに
設けられていない。その代わり、拡大されたモニタリン
グチャンネル用の開口４２０がベルト４１５に形成され
ている。図４は、２つの層（その１つは層４１０であ
る）、内面４０１、外面４０２、第１側面４０３及び第
２側面４０４を備えたベルト４１５が示されている。モ
ニタリングチャンネル４２０は、光路が、外面４０２か
ら第１側面４０３までベルト４１５の一方の層４１０の
上面に平行に横方向に延びるように構成されている。膜
厚モニタ４４０は、ベルト４１５の下方ではなく、ベル
ト４１５の第１側面４０３に隣接して配置されている。
【００１９】この実施形態では、モニタリング窓が開口
４２０を充填して、基板から膜厚モニタ４４０への光学
的回路を完成している。このモニタリング窓は、可撓性
光ファイバで構成できる。前述の実施形態と同様に、こ
の実施形態も１つ以上のモニタリングチャンネルに実施
できる。図５は、複数のモニタリングチャンネル５２
０、５２２、５２４、５２６、５２８を備えた実施形態
を示す平面図である。ここには、直線状に整合した傾斜
孔パターンがベルト５１０に形成されているものが示さ
れている。光ファイバ伝送路の遠位端は、直線的に移動
するベルト５１０の側面に沿って配置された１列の膜厚
モニタ５３０、５３２、５３４、５３６、５３８に隣接
して終端している。この構成では、膜厚モニタが移動可
能に構成されているので、膜厚モニタの位置が光ファイ
バと整合するように調節できる。かくして、この実施形
態は、膜厚モニタ５３０、５３２、５３４、５３６、５
３８の位置を調節できるため、モニタリングチャンネル
の配置における厳格な条件をなくすことができる。
【００２０】図５には複数の膜厚モニタを示したが、図
６に示すように、単一の膜厚モニタ６３０を使用でき
る。移動ベルト６１０の側面に沿って単一の膜厚モニタ
６３０が配置されており、該膜厚モニタ６３０は多数の
膜厚モニタの代わりをする。この実施形態では、膜厚モ
ニタ６３０を横切るように、光ファイバ充填形モニタリ
ングチャンネル６２０、６２２、６２４、６２６、６２
８を直線状に配置できる。多数の膜厚モニタを使用する
場合と同様に、多数のモニタリングチャンネルでの検出
を同時に遂行できるが、データは各モニタリングチャン
ネルについて得ることができる。上記実施形態におい
て、モニタリングチャンネルは、ベルトの外面から第１
側面に延びる構成（この場合には、モニタはベルトの側
面に沿って配置される）にするか、ベルトの外面から内
面に延びる構成（この場合には、モニタの少なくとも一
部がベルト内に配置される）にできることに留意するこ
とが重要である。また、ベルトの１回転につき多数回の
測定が行なえるようにするには、ベルトの開口のパター
ンを１回以上反復できることに留意することは重要であ
る。これにより、より多くの単位時間当たりデータ点が
得られ、従って、得られる結果の質が高められる。最良の形態及びベルト構造 モニタリングデータを使用してプラテンの種々の位置の
流体圧力を調節し、研磨プロセス中に現場補正を行なう
ことができるため、流体ベアリング（好ましくは空気ベ
アリング）を使用する方が固体プラテンを使用するより
も有効である。プラテンは、約１〜３０個の流体流れチ
ャンネルを有することが好ましい。また、流れチャンネ
ルの詰まりを防止するため、プラテンとベルトとの間に
脱イオン水ミストの予湿層（pre-wet layer)を使用し
て、ベルトの下面に滲み出ることがあるあらゆる研磨剤
を洗い流すことも好ましい。
【００２１】プラテンのモニタリング窓は、サファイヤ
のような硬い耐スクラッチ材料で作るのが好ましい。Sw
iss Jewel Company (Part No. W12.55) から提供される
サファイヤ窓が好ましい。プラテンのモニタリング窓
は、ＣＭＰプロセスの条件に充分耐える強度を有する接
着剤で所定位置に固定される。モニタリング窓の一方又
は両方の表面には、反射防止コーティングを設けるのが
好ましい。上記実施形態の使用に際し、基板と基板キャ
リヤとの間には、Rodel (DF200)から市販されているよ
うなキャリヤフィルムを使用することが好ましい。基板
キャリヤは、約５psi の圧力で基板をベルトに押圧する
のが好ましい。研磨剤は、約1.5 〜１２のpHを有してい
る。使用できる研磨剤の一形式としてHoechst から市販
されているKlebesolがあるが、用途に応じて他の形式の
研磨剤を使用することもできる。
【００２２】ＣＭＰプロセス中、ローラは、約４００フ
ィート／分のベルト速度を与えるように回転される。ベ
ルトは、約６００ポンドの力で引っ張るべきである。前
述のように、「ベルト」は少なくとも１つの材料の層か
らなり、該層の１つは研磨材料の層である。ベルトの製
造方法には幾つかの方法がある。１つの方法は、Belt T
echnologies から入手できるステンレス鋼ベルト（約１
４インチの幅及び約93.7インチの長さを有する）を使用
するものである（ステンレス鋼に加え、アラミド、綿、
金属、合金又はポリマーからなる群から選択されたベー
ス層を使用できる）。この多層ベルトの好ましい構造は
次の通りである。ステンレス鋼ベルトがＣＭＰ機械の１
組のローラ上に置かれ、ベルトには約2,000 ポンドの張
力が付与される。ステンレス鋼ベルトに張力が付与され
たならば、該ベルト上に、研磨材料の層（好ましくは、
Rodel のIC 1,000研磨パッド）が置かれる。ステンレス
鋼ベルトの下面には、ＣＭＰプロセスの条件に耐え得る
接着剤により、アンダーパッド（ＰＶＣで作られたもの
が好ましい）が取り付けられる。このように構成された
ベルトは約９０ミルの全厚さを有し、このうち、約５０
ミルは研磨材料の層、約２０ミルはステンレス鋼ベル
ト、及び約２０ミルはＰＶＣのアンダーパッドである。
【００２３】上記構成方法には幾つかの欠点がある。第
１の欠点は、ステンレス鋼ベルトはローラ上で張力を付
与する必要があるため、ＣＭＰ機械の休止時間があるこ
とである。第２の欠点は、この構成は、パッドをステン
レス鋼ベルト上に配置する技術及び時間を要することで
ある。これらの欠点をなくすため、ベルトは、本願に援
用する「化学機械的研磨用一体形パッド／ベルト ("Int
egrated Pad and Belt for Chemical Mechanical Polis
hing")」という名称の１９９７年２月１４日付米国特許
出願第08/800,373号に記載されているような一体形部品
として形成できる。このような組立体の好ましい構造は
次の通りである。
【００２４】このベルトは、ケブラー（Kevlar) 織布の
周囲に形成される。16/3ケブラー、1,500 デニールフィ
ル（Denier fill)及び16/2綿、６５０デニールワープが
最高の織成特性を与えることが判明している。当業界で
良く知られているように、「フィル（fill) 」とは引張
り支持方向の糸（yarn) であり、「ワープ（warp) 」と
は引張り支持方向に対して垂直な方向の糸である。「デ
ニール（denier) 」は、モノフィラメントの密度及び直
径を定義する。最初の数字は１インチ当たりのヨリ数を
表し、第２番目の数字は１インチに撚られるフィラメン
ト数を表す。好ましくは上記ステンレス鋼ベルトと同じ
寸法をもつ金型内に、織布が置かれる。透明ポリウレタ
ン樹脂（より詳細に後述する）が、真空引きされた金型
内に注入され、次に、ベーキングされ、金型から取り出
され、硬化されかつ所望寸法に研磨される。所望の材料
特性及び／又は研磨特性を達成するため、樹脂が充填剤
又は接着剤と混合される。研磨層内の充填剤及び接着剤
の粒子が、研磨された物品を引っ掻くので、粒子の平均
粒度は約１００ミクロン以下であるのが好ましい。この
ようなベルトの予成形されたものが、Belting Industri
esから入手できる。
【００２５】ポリウレタンで織布を成形しかつベーキン
グする代わりに、研磨材料がステンレス鋼ベルトに取り
付けられるときに、研磨材料の層、好ましくはRodel IC
1,000研磨パッドを、織布又は予成形ベルトに取り付け
ることができる。これらのいずれのベルト構造において
も、充填剤及び／又は接着剤粒子（１００ミクロン以下
の平均粒度を有する）を研磨層の全体に亘って分散さ
せ、研磨剤に低密度の砥粒の使用を可能にすることがで
きる。研磨剤の砥粒密度の低下は、大幅なコスト低減を
もたらす（一般に、研磨剤のコストは、ＣＭＰプロセス
の全コストの３０〜４０％である）。また、研磨剤の砥
粒密度の低下は、研磨剤粒子の存在による光拡散の低減
をももたらす。これは、モニタにより得られる信号のノ
イズを低減させかつより正確で反復可能な結果を得る補
助をする。
【００２６】研磨層には、研磨剤搬送チャンネルを設け
ることもできる。研磨剤搬送チャンネルは、研磨層の表
面にエッチング成形又は金型成形された溝（凹み）の形
態をなすテクスチュア（表面構造）すなわちパターンで
ある。これらの溝は、例えば、矩形、Ｕ形又はＶ形に形
成できる。一般に、これらのチャンネルは、研磨層の上
面において、４０ミルの深さ及び１mm以下の幅を有す
る。研磨剤搬送チャンネルは、一般に、これらが研磨表
面の長さ方向に延びるパターンで配置される。しかしな
がら、研磨剤搬送チャンネルは、任意の他のパターンに
配置することもできる。これらのチャンネルの存在は、
研磨層と研磨基板との間での研磨剤の搬送を大幅に高め
る。これは、基板表面の全体に亘る研磨量及び均一性を
改善する。上記いずれのベルトでも、所望の位置でベル
トにパンチング孔を穿け、開口を形成できる。ベルトの
開口は、幅（ベルトを横切る方向）が１／２インチ、長
さ（ベルトに沿う方向）が３・1/2 インチであるのが好
ましい。
【００２７】ベルトの開口を充填するモニタリング窓
は、ウレタン、透明ポリウレタン（中実、充填、吹込み
又は押出し）ＰＶＣ、透明シリコーン又は他の多くのプ
ラスチックのような種々の材料で作ることができる。し
かしながら、約２００〜2,000nmの波長の放射線を、最
小の吸収及び散乱で最大に透過できることから、透明ポ
リウレタンが望ましい。適当な透明ウレタン樹脂は、Ca
l Polymers, Inc.（2115Gaylord St., Long Beach, カ
リフォルニア州）から市販されている"CalthaneND 2300
System" 及び"Calthane ND 3200 System" を購入でき
る。研磨材料の層は、研磨結果に最小の効果を与える同
様な材料から作ることができる。モニタリング窓は、Ｃ
ＭＰプロセス中にモニタリング窓を所定位置に保持する
のに充分な強度を有する接着剤により開口に固定でき
る。接着剤は、3M（Minneapolis,ミネソタ州）から入手
できる2141 Rubber and Gasket接着剤が好ましい。
【００２８】別の構成として、モニタリング窓はベルト
に直接成形することができる。ステンレス鋼の層を備え
たベルトの場合には、ポリウレタン樹脂を開口内に鋳込
むことができる。硬化工程中に、鏡面仕上げされたゴム
ライニングを開口の両側に配置することができる。織布
層を備えたベルトの場合には、織布を金型内に配置する
前に、織布に開口を形成することができる。上記ベーキ
ング工程の後に、ベルトの開口内にポリウレタンのモニ
タリング窓を入れることができる。ベルトに開口を設け
る代わりに、ベルトの各層の一部又は全部を、約２００
〜2,000 nmの光波長をもつ選択された範囲内の光を実質
的に透過する材料で作ることができ、これにより、ベル
トにモニタリング窓を設ける必要性をなくすことができ
る。例えば、織物は、これに開口が形成されるようにケ
ブラー又は他の何らかの材料で織成するか、光学的に透
明な繊維で構成することもできる。次に、透明ポリエチ
レン（又は他の何らかの透明材料）が、前述の方法で織
物上に成形される。膜厚モニタ 前述の実施形態では膜厚モニタが使用され、該膜厚モニ
タは、その少なくとも一部が、ベルトにより境界を定め
られる領域（すなわち、プラテン）内に配置されるか、
ベルトに並んで配置される。前者の場合、プラテンはベ
ルトに対して静止しており（この点で、従来技術の回転
システムとは異なる）かつプラテンには開口が形成され
ている。モニタは、その少なくとも一部をこの開口内に
配置できる。第２モニタリング窓をプラテンに固定し、
開口を閉じることができる。この窓は、約２００〜2,00
0 nmの選択された光波長内の光を実質的に透過する。
【００２９】研磨プロセス中、ベルトのモニタリングチ
ャンネルが膜厚モニタと整合すると光学的回路が完成さ
れ、これはセンサにより検出される。センサは、短距離
拡散反射センサ（例えば、SunxのモデルCX-24)が好まし
い。センサは、膜厚モニタが、研磨すべき基板の表面状
態を測定することを可能にする。回転プラテンシステム
に使用されるセンサとは異なり、このセンサは、ウェー
ハが、移動プラテンの単一モニタリングチャンネルと整
合する時点を検出するのではなく、ベルトのモニタリン
グ窓が膜厚モニタと整合する時点を検出する。膜厚モニ
タから得られる情報は幾つかの態様で使用できる。膜厚
モニタは、ＣＭＰプロセスの終了点を決定するのに使用
できる。ＣＭＰプロセスは、最後の不要層が除去された
とき、又は特定量の基板膜が残されたときに停止するこ
とが重要である。従って、最後の層が除去された時点、
又は特定量の基板膜が残された時点を表示するために
は、終了点の検出が必要でありかつ高度に望ましいこと
である。研磨プロセス中、ベルトのモニタリングチャン
ネルが膜厚モニタと整合する度毎に、膜厚データポイン
トのトレーンが発生される。膜厚が所定の所望厚さに到
達すると、終了点に到達しかつ研磨プロセスが終了され
る。従って、終了点を決定しかつ表示するのに後述の膜
厚モニタが使用され、該膜厚モニタは上記実施形態にお
いてＣＭＰプロセスを手動又は自動的に終了させるのに
使用できる。
【００３０】従来技術で使用されている一般的な膜厚モ
ニタは干渉計を使用している。干渉計に関する情報は、
次の参考文献、すなわち、Brown, R. Hanbury 著「強度
干渉計（"The Intensity Interferometer") 」（Taylor
and Francis, ロンドン、１９７４年）；Hariharan,
P. 著「光学的干渉計（"Optical Interferometry") 」
（Academic Press, シドニー、１９８５年）；及びStee
l, W. H.著「干渉計（"Interferometry") 」（Cambridg
e University Press, ケンブリッジ、１９８３年）に記
載されている。幾つかの米国特許は、種々の終了点検出
システムを開示している。米国特許第5,081,796 号は、
終了点検出手段としてレーザ干渉計を使用している。米
国特許第4,462,860 号は、干渉反射が振動信号を作り、
該信号を処理して終了点の論理的出力表示を作る終了点
検出システムを開示している。米国特許第4,776,695 号
の終了点検出手段は、受けた反射光に基づいて終了点を
決定する走査モノクロメータを使用している。米国特許
第5,433,651 号のシステムは、反射光に対する入射光の
比を測定することにより終了点を決定する。また、欧州
特許出願第EP 0 73 561 A1号には、基板表面から反射さ
れた光と下に位置する層との間の位相関係を分析して終
了点を決定する検出システムが記載されている。これら
の各特許は本願に援用する。
【００３１】これらは単なる例であり、かつ任意の終了
点検出システム及び膜厚モニタを使用できることに注目
することが重要である。例えば、厚さは、エリプソメー
タ、ビームプロファイル反射率計又はビームベース形光
学的応力発生器技術を用いた膜厚モニタにより測定でき
る（本件出願人の所有する米国特許出願（代理人整理番
号No. 7103/28)参照) 。或いは多波長分光計で測定する
のが好ましい（本件出願人の所有する米国特許出願（代
理人整理番号No. 7103/29)参照) 。これらの各米国特許
出願は本願に援用する。上記実施形態は、リニアベルト
を用いたＣＭＰプロセスの終了点を決定する方法に使用
できる。ベルトのモニタリングチャンネルが膜厚モニタ
と整合すると、膜厚モニタと基板との間の光学的回路が
完成する。これにより、基板の表面状態の測定が可能に
なる。ベルトのモニタリングチャンネルが膜厚モニタと
整合する度毎に、膜厚測定が行なわれる。従って、研磨
プロセス中に一連の膜厚測定が行なわれる。膜厚が所定
の厚さに到達すると、終了点に到達し、この終了点が表
示され、かつ研磨プロセスが終了される。
【００３２】これらの実施形態は、リニア研磨ベルトを
用いて化学機械的研磨プロセスを遂行する間に、基板の
所与の任意の周囲での除去量を決定する方法にも使用で
きる。ベルトのモニタリングチャンネルが膜厚モニタと
整合すると、膜厚モニタは、上記のように、基板の任意
の所与の周囲での膜厚を決定する。ベルトの同じモニタ
リングチャンネルを介してなされる２つの連続的膜厚測
定の差は、ベルトの１回転当たりの膜除去量である。従
って、既知のベルト速度について、基板の除去量が、単
位時間当たりの厚さとして決定される。また、この方法
は、基板表面の全体に亘る除去量の偏差及び平均除去量
を決定するのにも適用される。これは、ベルト又はプラ
テンの多モニタリングチャンネルを使用して、上記と同
様な方法で達成される。この場合、各モニタリングチャ
ンネルは、ウェーハ基板の所定の周囲での膜厚測定をも
たらす。従って、ベルトの回転毎に、基板表面の全体に
亘って多膜厚測定が行なわれる。上記のように、各測定
値は、除去量に変換される。かくして、基板表面の全体
に亘る平均除去量及び除去量の偏差が計算される。例え
ば、測定値の標準偏差は、基板表面の全体に亘る除去量
の偏差を表す。
【００３３】また、膜厚モニタにより収集される情報
は、リニアポリシャの加工パラメータを調節するのに使
用できる。第１に、研磨プロセスは、研磨圧力、ベルト
速度、キャリヤ速度、研磨剤の流れ等の研磨パラメータ
の効果を決定するため、基板除去量、均一性等に応答し
て特徴付けられる。BBN Softwareから入手できるRS/1等
のソフトウェアを用いて適当なモデルを作ることができ
る。研磨プロセス中、基板の全体に亘る除去量及び除去
量の偏差（均一性）は、上記のように決定される。この
情報は、次に、除去量及び／又は均一性を最適化するた
め、研磨パラメータ（例えば押圧力、ベルト速度及びキ
ャリヤ速度等であるが、これらに限定されるものではな
い）を調節すべく開発されたモデルに関連して使用され
る。この最適化は、リアルタイムに、又は遅延態様で行
なわれる。
【００３４】上記実施形態での被加工物品として「基
板」を例示したが、任意の研磨物品を使用できることに
留意することは重要である。上記詳細な説明は、本発明
がとり得る選択された形態であり、本発明を限定するも
のではないと理解すべきである。本発明の範囲は、あら
ゆる均等物を含む特許請求の範囲の記載にのみ基づいて
定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術によるリニアポリシャを示す概略図
である。
【図２】 好ましい第１実施形態の断面図である。
【図３】 プラテンの開口の配置及びプラテンの開口と
整合するベルトの開口パターンを示す平面図である。
【図４】 ベルトの外面からベルトの第１側面までの延
長された光信号経路を形成するための、ベルトの２つの
層の間に配置された光ファイバ伝送路を示す断面図であ
る。
【図５】 プラテンではなくベルトにおける検出位置の
配置であって、多膜厚モニタに図４の光ファイバ構成を
使用した配置を示す平面図である。
【図６】 プラテンではなくベルトにおける検出位置の
配置であって、単一の膜厚モニタに図４の光ファイバ構
成を使用した配置を示す平面図である。
【図７】 プラテンの複数の開口の配置及び単一の開口
を備えたベルトを示す平面図である。
【符号の説明】
１００ リニアポリシャ １０５ 研磨ヘッド １１０ 基板キャリヤ １２０ ベルト １４０ 研磨剤分配機構 １５０ 研磨剤 １５５ プラテン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジリ ペセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロ アルト モンロー ドライ ヴ 132 (72)発明者 サケット チャッダ アメリカ合衆国 コロラド州 80906 コ ロラド スプリングス ボックスツリー コート 1625 (72)発明者 ウィルバー シー クラッセル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94303 パロ アルト ルイス ロード 2742 (72)発明者 ジェラルド ジェイ カッティニ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95030 ロス ガトス ウースター レー ン 112 (72)発明者 エリック エイチ イングダール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94550 リヴァーモアー トルマリン ア ベニュー 138

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨材料の層を備えかつ閉ループに形成
    されたベルトを有し、該ベルトには開口が形成されてお
    り、 前記開口を閉じかつベルトにモニタリングチャンネルを
    創成すべくベルトに固定されたモニタリング窓を更に有
    し、該モニタリング窓は、使用時にベルトが移動すると
    きにベルトと一緒に撓むことができる可撓性材料からな
    ることを特徴とする化学機械的研磨要素。
  2. 【請求項２】 少なくとも２つのローラと、研磨材料の
    層を備えかつローラの回転によってベルトが駆動される
    ように前記両ローラ間に張設されたベルトと、該ベルト
    に隣接して配置されかつ両ローラの間でベルトに接触す
    るように基板を押圧する基板キャリヤとを有する形式の
    リニア化学機械的研磨装置において、 前記ベルトには開口が形成されており、該開口は、ベル
    トがローラにより駆動されるときに移動されて、基板と
    間欠的に係合し、 前記ベルトは、前記開口を閉じかつベルトにモニタリン
    グチャンネルを創成すべくベルトに固定されたモニタリ
    ング窓を更に有し、該モニタリング窓は、使用時にモニ
    タリング窓がローラの周囲及びローラの間を移動すると
    きにベルトと一緒に撓むことができる可撓性材料からな
    ることを特徴とするリニア化学機械的研磨装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも２つのローラと、研磨材料の
    層を備えかつローラの回転によってベルトが駆動される
    ように前記両ローラ間に張設されたベルトと、該ベルト
    に対して静止して配置されたプラテンと、ベルトに隣接
    して配置されかつ両ローラの間でベルトに接触するよう
    に基板を押圧する基板キャリヤとを有する形式のリニア
    化学機械的研磨装置において、 前記ベルトには開口が形成されており、該開口は、ベル
    トがローラにより駆動されるときに移動されて、基板と
    間欠的に係合し、 前記ベルトは、前記開口を閉じかつベルトに第１モニタ
    リングチャンネルを創成すべくベルトに固定された第１
    モニタリング窓を更に有し、 前記プラテンには開口が形成されており、該開口はベル
    トの開口と整合するように配置され、 前記プラテンは、プラテンの開口を閉じかつプラテンに
    第２モニタリングチャンネルを創成すべくプラテンに固
    定された第２モニタリング窓を更に有することを特徴と
    するリニア化学機械的研磨装置。
  4. 【請求項４】 前記第１モニタリング窓は、使用時に第
    １モニタリング窓がローラの周囲及びローラの間を移動
    するときにベルトと一緒に撓むことができる可撓性材料
    からなることを特徴とする請求項３に記載の発明。
  5. 【請求項５】 前記ベルトの窓は、選択された範囲内の
    光波長の光に対する実質的な透過性を有することを特徴
    とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の発
    明。
  6. 【請求項６】 前記ベルトは、約２００〜2,000 nmの範
    囲内の光に対して実質的な透過性を有することを特徴と
    する請求項５に記載の発明。
  7. 【請求項７】 前記ベルトは、内面、外面、第１側面及
    び第２側面を有し、ベルトの開口及びベルトの窓は、内
    面と外面との間で延びていることを特徴とする請求項
    １、２又は３のいずれか１項に記載の発明。
  8. 【請求項８】 前記ベルトは、内面、外面、第１側面及
    び第２側面を有し、ベルトの開口及びベルトの窓は、外
    面と第１側面との間で延びていることを特徴とする請求
    項１、２又は３のいずれか１項に記載の発明。
  9. 【請求項９】 前記ベルトの窓は可撓性のある光ファイ
    バ要素からなることを特徴とする請求項８に記載の発
    明。
  10. 【請求項１０】 前記ベルトの複数の付加開口及びベル
    トの複数の付加モニタリング窓を更に有し、各付加モニ
    タリング窓が、それぞれの付加開口を閉じることを特徴
    とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の発
    明。
  11. 【請求項１１】 前記ベルトの開口及びベルトの付加開
    口は、十字パターンに配置されていることを特徴とする
    請求項１０に記載の発明。
  12. 【請求項１２】 前記パターンは、ベルトに沿って１回
    以上反復されることを特徴とする請求項１１に記載の発
    明。
  13. 【請求項１３】 前記ベルトの開口及びベルトの付加開
    口は、リニアパターンに配置されていることを特徴とす
    る請求項１０に記載の発明。
  14. 【請求項１４】 前記パターンは、ベルトに沿って１回
    以上反復されることを特徴とする請求項１３に記載の発
    明。
  15. 【請求項１５】 前記ベルトは、内面、外面、第１側面
    及び第２側面を有し、前記リニアパターンは、第１側面
    に対して傾斜していることを特徴とする請求項１３に記
    載の発明。
  16. 【請求項１６】 前記ベルトは、研磨材料の層の下にベ
    ース層を更に有し、該ベース層は、アラミド、綿、金
    属、合金及びポリマーからなる群から選択されることを
    特徴とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の
    発明。
  17. 【請求項１７】 研磨材料の層を備えたベルトを有し、
    該ベルトは閉ループに形成され、ベルトの少なくとも一
    部は、選択された範囲内の光波長の光に対する実質的な
    透過性を有する材料の層からなることを特徴とする化学
    機械的研磨要素。
  18. 【請求項１８】 少なくとも２つのローラと、研磨材料
    の層を有しかつローラの回転によってベルトが駆動され
    るように前記両ローラ間に張設されたベルトと、該ベル
    トに隣接して配置されかつ両ローラの間でベルトに接触
    するように基板を押圧する基板キャリヤとを有する形式
    のリニア化学機械的研磨装置において、前記ベルトの少
    なくとも一部は、選択された範囲内の光波長の光に対す
    る実質的な透過性を有する材料の層からなることを特徴
    とするリニア化学機械的研磨装置。
  19. 【請求項１９】 前記材料の層は、約２００〜2,000 nm
    の範囲内の光に対して実質的な透過性を有することを特
    徴とする請求項１７又は１８に記載の発明。
  20. 【請求項２０】 前記ベルトは、研磨剤搬送チャンネル
    を備えた表面を有することを特徴とする請求項１、２、
    ３、１７又は１８のいずれか１項に記載の発明。
  21. 【請求項２１】 前記研磨材料の層は、該層の全体に亘
    って分散された複数の充填剤を有し、該充填剤は約１０
    ０ミクロン以下の平均粒度を有することを特徴とする請
    求項１、２、３、１７又は１８のいずれか１項に記載の
    発明。
  22. 【請求項２２】 前記研磨材料の層は、該層の全体に亘
    って分散された複数の砥粒を有し、該砥粒は約１００ミ
    クロン以下の平均粒度を有することを特徴とする請求項
    １、２、３、１７又は１８のいずれか１項に記載の発
    明。
  23. 【請求項２３】 膜厚モニタを更に有し、該膜厚モニタ
    は、前記ベルトがローラにより駆動されるときに、ベル
    トのモニタリング窓が間欠的に膜厚モニタを通って移動
    するように、ベルトのモニタリング窓と整合してローラ
    に対して固定されていることを特徴とする請求項２に記
    載の発明。
  24. 【請求項２４】 前記ベルトは、内面、外面、第１側面
    及び第２側面を有し、前記開口及び窓は内面と外面との
    間で延びており、前記膜厚モニタの少なくとも一部は、
    ベルトにより形成される領域内に配置されていることを
    特徴とする請求項２３に記載の発明。
  25. 【請求項２５】 前記研磨装置は、ベルトに対して静止
    して配置されかつ開口が形成されているプラテンを更に
    有し、前記膜厚モニタの少なくとも一部は、プラテンに
    形成された開口内に配置されていることを特徴とする請
    求項２３に記載の発明。
  26. 【請求項２６】 前記プラテンには第２モニタリング窓
    が固定され、該窓はプラテンに形成された開口を閉じて
    いることを特徴とする請求項２５項に記載の発明。
  27. 【請求項２７】 前記第２モニタリング窓は、選択され
    た範囲内の光波長の光に対する実質的な透過性を有する
    ことを特徴とする請求項２６項に記載の発明。
  28. 【請求項２８】 前記ベルトは、内面、外面、第１側面
    及び第２側面を有し、前記開口及び窓は外面と第１側面
    との間で延びており、前記膜厚モニタは、ベルトに並ん
    で配置されていることを特徴とする請求項２３に記載の
    発明。
  29. 【請求項２９】 前記膜厚モニタは干渉計からなること
    を特徴とする請求項２３項に記載の発明。
  30. 【請求項３０】 前記プラテンの複数の付加開口及び複
    数の付加モニタリング窓を有し、各付加モニタリング窓
    が、プラテンのそれぞれの付加開口を閉じ、プラテンの
    それぞれの付加開口と整合する複数の付加膜厚モニタを
    更に有することを特徴とする請求項２６に記載の発明。
  31. 【請求項３１】 前記プラテンの開口及び付加開口は、
    ベルトの開口がプラテンの開口及び付加開口上を通るよ
    うに配置されていることを特徴とする請求項３０に記載
    の発明。
  32. 【請求項３２】 前記ベルトの複数の付加開口及びベル
    トの複数の付加モニタリング窓を更に有し、各付加モニ
    タリング窓が、ベルトのそれぞれの付加開口を閉じ、ベ
    ルトの開口及びベルトの付加開口は、プラテンの開口及
    びプラテンの付加開口に対応することを特徴とする請求
    項３０に記載の発明。
  33. 【請求項３３】 リニア研磨ベルトを用いる化学機械的
    研磨プロセスの終了点を干渉計により決定する方法にお
    いて、 （ａ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトのモニタリン
    グチャンネルが膜厚モニタと整合するときに、干渉計に
    より基板の膜厚を測定する段階と、 （ｂ）測定した膜厚が所定厚さに到達するまで、段階
    （ａ）を反復する段階と、 （ｃ）終了点に到達したことを表示する段階とを有する
    ことを特徴とする方法。
  34. 【請求項３４】 前記膜厚が所定の厚さに到達したとき
    に化学機械的研磨プロセスを終了させる段階を更に有す
    ることを特徴とする請求項３３に記載の発明。
  35. 【請求項３５】 リニア研磨ベルトを使用する化学機械
    的研磨プロセスを遂行する間に基板の任意の所与の周囲
    での、ベルトの１回転当たりの除去量を決定する方法に
    おいて、 （ａ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトのモニタリン
    グチャンネルが膜厚モニタと整合するときに、干渉計に
    より基板の第１膜厚を測定する段階と、 （ｂ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトのモニタリン
    グチャンネルが膜厚モニタと再整合するときに、干渉計
    により基板の第２膜厚を測定する段階と、 （ｃ）第２膜厚と第１膜厚との差を計算する段階とを有
    することを特徴とする方法。
  36. 【請求項３６】 リニア研磨ベルトを使用する化学機械
    的研磨プロセスを遂行する間に基板表面の全体に亘る、
    ベルトの１回転当たりの平均除去量を決定する方法にお
    いて、 （ａ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトのモニタリン
    グチャンネルが膜厚モニタと整合するときに、干渉計に
    より基板の第１膜厚を測定する段階と、 （ｂ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第１モニタ
    リングチャンネルが第１膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第２膜厚を測定する段階と、 （ｃ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第２モニタ
    リングチャンネルが第２膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第３膜厚を測定する段階と、 （ｄ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第２モニタ
    リングチャンネルが第２膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第４膜厚を測定する段階と、 （ｅ）段階（ｂ）の第２膜厚と段階（ａ）の第１膜厚と
    の差を計算する段階と、 （ｆ）段階（ｄ）の第４膜厚と段階（ｃ）の第３膜厚と
    の差を計算する段階と、 （ｇ）段階（ｅ）及び段階（ｆ）の差の平均を計算する
    段階とを有することを特徴とする方法。
  37. 【請求項３７】 リニア研磨ベルトを使用する化学機械
    的研磨プロセスを遂行する間に基板表面の全体に亘る、
    ベルトの１回転当たりの除去量の偏差を決定する方法に
    おいて、 （ａ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトのモニタリン
    グチャンネルが膜厚モニタと整合するときに、干渉計に
    より基板の第１膜厚を測定する段階と、 （ｂ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第１モニタ
    リングチャンネルが第１膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第２膜厚を測定する段階と、 （ｃ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第２モニタ
    リングチャンネルが第２膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第３膜厚を測定する段階と、 （ｄ）化学機械的研磨プロセス中、ベルトの第２モニタ
    リングチャンネルが第２膜厚モニタと再整合するとき
    に、干渉計により基板の第４膜厚を測定する段階と、 （ｅ）段階（ｂ）の第２膜厚と段階（ａ）の第１膜厚と
    の差を計算する段階と、 （ｆ）段階（ｄ）の第４膜厚と段階（ｃ）の第３膜厚と
    の差を計算する段階と、 （ｇ）段階（ｅ）及び段階（ｆ）の差の平均を計算する
    段階とを有することを特徴とする方法。
  38. 【請求項３８】 （ａ）加工パラメータの効果を決定す
    べく研磨プロセスを特徴付ける段階と、 （ｂ）除去量を決定する段階と、 （ｃ）研磨プロセスのパラメータを調節して除去量を最
    適化する段階とを有することを特徴とする化学機械的研
    磨プロセスを最適化する方法。
  39. 【請求項３９】 （ｄ）除去量の偏差を決定する段階
    と、 （ｅ）研磨プロセスのパラメータを調節して均一性を最
    適化する段階とを更に有することを特徴とする請求項３
    ８に記載の発明。
  40. 【請求項４０】 前記ベルトのモニタリング窓がウレタ
    ンからなることを特徴とする請求項１、２又は３のいず
    れか１項に記載の発明。
  41. 【請求項４１】 前記プラテンのモニタリング窓がサフ
    ァイヤからなることを特徴とする請求項２６又は３０に
    記載の発明。
  42. 【請求項４２】 前記膜厚モニタは、モニタリング窓が
    膜厚モニタと整合する時点を検出するためのセンサを更
    に有することを特徴とする請求項２３に記載の発明。
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