KR100372474B1 - 연마 가공 감시 방법 및 장치와 그의 최종 포인트 검출 방법,및그를 사용하는 연마기 - Google Patents

연마 가공 감시 방법 및 장치와 그의 최종 포인트 검출 방법,및그를 사용하는 연마기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 상의 층 구조체의 형상, 물질 및 크기와, 반도체 칩에 대한 패턴 및 배열의 기하학적 형상 등과 같은, 광학적 측정에 영향을 미치는 다양한 인자에 관계없이 가공을 정확하게 감시할 수 있는 반도체 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 장치는 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하기 위한 조광 수단과, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 수광 수단과, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 수광 수단, 및 상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단을 포함한다.

Description

연마 가공 감시 방법 및 장치와 그의 최종 포인트 검출 방법, 및 그를 사용하는 연마기{Polishing process monitoring method and apparatus, its endpoint detection method, and polishing machine using same}
본 발명은 공지된 화학 기계적 연마(CMP) 가공, 상기 연마 방법의 최종 포인트 검출 방법, 및 감시 장치와 함께 설치되는 연마기에 적합하게 적용되는 반도체 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 전자 디바이스 또는 소자를 위한, 배선이나 또는 상호 접속 라인, 홀을 관통하는 접촉 플러그 등을 형성하기 위하여, 소위 CMP 가공이 사용되었다. 그 경우, 대표적으로는 절연층이 전자 디바이스 또는 소자를 커버하기 위해 전체 웨이퍼 상이나 그 위에 형성되며, 다음에 금속층이 전체 절연층을 오버랩하도록 형성된다. 계속해서, 금속층 상부의 불필요한 부위는 나머지 금속층이 배선 라인, 접촉 플러그 등을 위해 설계된 소정 패턴을 가질 때 까지 연마기에 의해 구형상으로 연마된다.
상기 연마 작업이 정지되는 소정 패턴을 위한 최적의 최종 포인트를 검출하기 위해 CMP 가공을 감시하는 것은 중요하다. 만약, 연마의 정도가 불충분하다면, 다시 말해서, 상기 연마 작업이 조기에 정지된다면, 상기 금속층은 기초 절연층 상에 부분적으로 잔류하는 경향을 가지며, 따라서 배선 라인 및/또는 접촉 플러그 사이에 전기적 단락을 발생시킨다. 반대로, 만약, 연마의 정도가 과다하다면, 다시 말해서, 상기 연마 작업이 늦게 정지된다면, 상기 잔류 금속층은 각각 배선 라인 및 접촉 플러그의 경우보다 작은 횡단면을 갖는 경향을 갖는다.
1995년 9월에 공개되어 계류중에 있으며, 1995년 7월에 특허 허여된 미국 특허 제 5,433,651호에 대응하는 일본 특허 제 7-235520호는 반도체 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 기술에 대해 설명하고 있다. 도 1은 계류중인 일본 특허 제 7-235520호에 설명된 기술을 사용하는 종래 기술의 연마 가공 감시 장치에 대한 개략도를 도시하고 있다.
도 1에 있어서, 종래 기술의 정위치 감시 장치(in-situ monitoring apparatus)는 수평면에서 회전 가능한 원형 연마 테이블(102), 상기 테이블(102)면상에 위치한 연마 패드(103), 수평면에서 회전 가능한 웨이퍼 홀더(104), 광 빔(105)을 방사하기 위한 광원으로의 레이저(106), 반사 광 빔(107)을 수광하기 위한 광 다이오드(140), 및 감시 수단(113)과 함께 설치된다. 상기 테이블(102)은 특정 크기의 관측 구멍(138)을 가지며, 레이저(106)로부터의 입사 광 빔(105)을 레이저(106)로부터 웨이퍼 홀더(104)의 저면 위에 보유된 반도체 웨이퍼 또는 소재에 도달하게 한다. 관측 윈도우(138a)는 연마 슬러리(116)가 구멍(138)을 통해 유출되는 것을 방지하기 위하여 상기 구멍(138)에 고정되어, 광 빔(105,107)을 통과시킨다.
상기 레이저(106)로부터 방사된 광 빔(105)은 웨이퍼(101)의 연마면에 조사되며, 상기 빔(105)은 특정한 직경을 갖는 빔 스폿을 형성한다. 상기 입사 광 빔(105)은 웨이퍼(101)의 연마면에 의해 반사되어, 반사 광 빔(107)을 형성한다. 상기 반사 광 빔(107)은 광 다이오드(140)에 의해 수광된다.
상기 광 다이오드(140)는 반사 광 빔(107)의 양을 측정하고, 전기 신호를 측정된 양에 따른 감시 수단(113)으로 출력한다. 상기 감시 수단(113)은 특정 신호 처리를 통한 전기 검출 신호를 발생시키기 위해 특정 시간 동안 전기 신호를 샘플링 한다. 그 때, 상기 감시 수단(113)은 스크린(도시되지 않음)상에 검출 신호의 시간과 관련된 변화를 디스플레이 하며, 그의 세로 좌표축은 검출 신호량을 한정하며, 가로 좌표축은 연마 시간을 한정한다.
도 1에 도시된 종래 정위치 감시 장치의 작동에 대하여는 다음에 설명된다.
상기 레이저(106)로부터 방사된 입사 광 빔(105)은 관측 구멍(138, 139) 및 관측 윈도우(138a)를 통해 웨이퍼 홀더(104)에 의해 보유된 반도체 웨이퍼(101)의 연마면으로 조사된다. 상기 조사된 광 빔(105)은 반사된 광 빔(107)을 발생시키는 웨이퍼(101)의 연마면에 의해 반사된다. 상기 반사 광 빔(107)은 관측 구멍(138, 139) 및 광 다이오드(140)에 의해 수광될 관측 윈도우(138a)를 통해 이동되며, 그 빔(107)의 양이 측정되고, 따라서, 전기 검출 신호(s)는 측정된 양에 따라 발생된다. 상기 광 다이오드로부터의 검출 신호(s)는 샘플링되고, 검출 수단(113)에서 평균화되며, 상기 검출 신호(s), 즉 반사 광 빔(107)의 시간과 관련된 변화를 디스플레이 한다. 상기 반사 광 빔(107)은 입사 광 빔(105)의 "경반사(specular reflection)"에 의해 발생된다.
연마의 시작으로부터 기초 절연층의 노출에 이르는 시간 동안, 상기 검출 신호의 강도, 즉, 반사 광 빔(107)의 양은 거의 일정하게 유지된다. 그 이유는 거의 모든 입사 광 빔(105)이 비교적 높은 반사를 갖는 금속층에 의해 경반사되기 때문이다. 상기 기초 절연층이 진행중인 연마 작업으로 인해 금속층으로부터 노출되기 시작할 때, 상기 입사 광 빔(105)의 일부는 잔류 금속층에 의해 경반사되고, 광 다이오드(140)에 의해 수광된다. 따라서, 상기 잔류 금속층의 표면적이 감소되므로, 수광된 반사 광 빔(107)의 양은 진행중인 연마 작업에 따라 점차로 감소된다. 그와 동시에, 상기 입사 광 빔(105)의 다른 부위는 절연층 아래에 형성된 구조체에 의해 경반사되고, 광 다이오드(140)에 의해 수광된다. 상기 입사 광 빔(105)의 나머지는 잔류 금속층(예를 들면, 배선 라인 및/ 또는 접촉 플러그) 또는 상기 절연층 아래에 형성된 구조체에 의해 산란 및/또는 회절되어, 광 다이오드(140)에 의해 수광되지 않는다. 결과적으로, 상기 기초 절연층이 금속층으로부터 노출되기 시작한 후로, 상기 검출 신호(s)의 강도, 즉, 반사 광 빔(107)의 양은 시간에 따라 점차 감소된다.
상기 연마 가공이 소정 최종 포인트에 도달할 때, 상기 절연층은 소정 배선 라인 및/또는 접촉 플러그를 형성하는 잔류 금속층으로부터 노출된다. 이 단계에서, 반사 광 빔(107)의 양은 최소값을 갖는다. 상기 최종 포인트에 대응하는 시간 이 후, 상기 금속층의 표면적 감소는 연마 가공이 더욱 진행될 때 조차도 거의 제로가 된다. 따라서, 상기 반사 광 빔(107)의 양은 대체로 상기 최종 포인트의 것과 동일한 값을 갖는다. 다시 말해서, 상기 검출 신호(s)의 강도는 상기 최종 포인트에 대응하는 시간 후 대체로 일정하게 지속된다.
그러나, 도 1에 도시된 종래의 원위치 감시 장치에 있어서는, 상기 연마 가공이 반도체 웨이퍼(101)를 이루는 물질, 상기 웨이퍼(101)상의 층 구조체의 두께, 또는 배선 라인 및/ 또는 접촉 플러그의 패턴(즉, 기하학 또는 조밀도/거칠기)에따라 정확하게 감시되지 않을 수도 있다는 문제점을 갖는다.
예를 들어, 상기 웨이퍼(101)가 특정 반도체 물질로 제조될 경우, 상기 금속층의 반사값은 상기 웨이퍼(101)의 기초층 구조체의 것과 작은 차이를 가질 수도 있다. 그와 같은 경우, 상기 금속층의 표면적이 연마 가공의 진행에 따라 감소될 때 조차도, 상기 반사 광 빔(107)의 양{즉, 검출 신호(s)의 강도}은 오직 작은 반사 차로 인한 좁은 범위 내에서만 변한다. 결과적으로, 상기 연마 가공의 최종 포인트는 매우 어렵거나 정확하게 검출될 수 없게 된다.
또한, 1996년 7월에 공개되어 계류중인 일본 특허 제 8-174411호는 도 1에 도시된 것과 유사한 기술에 대해 설명하고 있다. 그와 같은 기술에 있어서, 반도체 웨이퍼의 연마면에 의해 발생된 경반사 광 빔의 양은 연마 가공이 진행되는 동안 감시된다. 상기 연마 가공의 최종 포인트는 가공이 진행되는 동안 경반사 광 빔량의 변화를 근거하여 검출된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 웨이퍼 상의 층 구조체의 형상, 물질 및 크기와, 반도체 칩에 대한 패턴 및 배열의 기하학적 형상 등과 같은, 광학적 측정에 영향을 미치는 다양한 인자에 관계없이 가공을 정확하게 감시할 수 있는 반도체 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 웨이퍼의 연마 가공의 소정 최종 포인트를 정확히 검출할 수 있는 최종 포인트 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 웨이퍼 상의 층 구조체의 형상, 물질 및 크기와, 반도체 칩에 대한 패턴 및 배열의 기하학적 형상 등과 같은, 광학적 측정에 영향을 미치는 다양한 인자에 관계없이 연마 가공을 정학하게 감시할 수 있는 연마기를 제공하는 것이다.
특별히 언급하지는 않더라도, 상술된 목적들을 결합하므로써 당업자들은 다음과 같은 설명을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 첫 번째 관점에 따라, 연마 가공 감시 장치가 제공된다. 상기 장치는 (가) 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼로 조사하기 위한 조광 수단, (나) 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 수광 수단, (다) 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 수광 수단, 및 (라) 상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단으로 구성된다.
본 발명의 첫 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치에 있어서, 상기 제 1 수광 수단은 웨이퍼에서 발생한 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하며, 동시에, 상기 제 2 수광 수단은 웨이퍼의 산란/회절 광 빔의 양을 나타내는 제 2 신호를 출력한다. 따라서, 경반사 광 빔량과 산란/회절 광 빔량의 시간과 관련된 변화중 적어도 하나를 사용하여, 상기 연마 가공은, 웨이퍼 상의 층 구조체의 형상, 물질 및 크기와, 반도체 칩에 대한 패턴 및 배열의 기하학적 형상 등과 같은, 광학적 측정에 영향을 미치는 다양한 인자에 관계없이 정확하게 감시될 수 있다.
본 발명의 두 번째 관점에 따라, 다른 연마 가공 감시 장치가 제공된다.
상기 경반사 광 빔 및 산란/회절 광 빔을 사용하는 첫 번째 관점에 따른 장치와는 달리, 상기 두 번째 관점에 따른 장치는 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔 및 적어도 하나의 경반사 광 빔을 사용한다. 산란/회절 광 빔은 전혀 사용되지 않는다.
상기 두 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치는 (가) 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼로 조사하기 위한 조광 수단, (나) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 적어도 하나의 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 적어도 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하기 위한 수광 수단, 및 (다) 상기 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단으로 구성된다.
본 발명의 두 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치에 있어서, 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔과 적어도 하나의 경반사 광 빔이 사용되므로, 상기 연마 가공은 상술된 인자들과 관계없이 정확하게 감시될 수 있다.
본 발명의 세 번째 관점에 따라, 또 다른 연마 가공 감시 장치가 제공되며, 웨이퍼의 적어도 하나의 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하기 위한 다른 수광 수단을 첨가하므로써 얻어진 것에 대응한다.
특히, 상기 세 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치는 (가) 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼로 조사하기 위한 조광 수단, (나) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 적어도 하나의 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 적어도 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 수광 수단, (다) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 수광 수단, 및 (라) 상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단으로 구성된다.
본 발명의 세 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치에 있어서, 첫 번째 또는 두 번째 관점에 따른 장치에 도시된 바와 같은 이유 때문에, 상기 연마 가공은 상술된 인자에 관계없이 정확하게 감시될 수 있다.
본 발명의 네 번째 관점에 따라, 또 다른 연마 가공 감시 장치가 제공된다.
상기 첫 번째 내지 세 번째 관점에 따른 장치와는 달리, 상기 네 번째 관점에 따른 장치는 검출 광 빔을 집광하기 위한 집광 수단을 포함한다.
특히, 상기 네 번째 관점에 따른 장치는 (가) 검출 광 빔을 조사하기 위한 조광 수단, (나) 웨이퍼 상의 특정 패턴의 크기보다 작은 크기의 스폿을 갖는 집광 빔을 형성하기 위해 검출 광 빔을 집광하고, 상기 검출 광 빔의 광학축상에 위치되는 집광 수단, (다) 웨이퍼의 집광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하기 위한 수광 수단, 및 (라) 상기 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단으로 구성된다.
본 발명의 네 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치에 있어서, 첫 번째 또는 두 번째 관점에 따른 장치에 대해 설명한 바와 같은 이유 때문에, 상기 연마 가공은 상술된 인자에 관계없이 정확하게 감시될 수 있다.또한, 상기 검출 광 빔이 웨이퍼에 조사되기 전에 집광되므로, 상기 산란/회절 광 빔이 발생하기 쉽게 되어, 산란/회절 광 빔 량의 변화가 증가한다. 따라서, 상기 산란/회절 광 빔을 사용하여 감시 방법이 용이하게 된다는 부가의 장점을 갖는다.
상기 네 번째 관점에 따른 장치에 있어서, 조광 수단은 다수의 검출 광 빔을 조사할 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 관점에 따라, 본 발명의 첫 번째 관점에 따른 장치에 대응하는 또 다른 연마 가공 감시 방법이 제공된다.
상기 다섯 번째 관점에 따른 방법은 (가) 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계, (나) 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계, (다) 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계, 및 (라) 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계로 구성된다.
본 발명의 다섯 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 방법에 있어서, 본 발명의 첫 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치에 대해 설명된 바와 같은 이유 때문에, 첫 번째 관점에 따른 장치와 같은 장점을 갖는다.
본 발명의 여섯 번째 관점에 따른 방법은 본 발명의 두 번째 관점에 따른 장치에 대응하는 다른 연마 가공 감시 방법을 제공한다.
상기 여섯 번째 관점에 따른 방법은 (가) 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계, (나) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 적어도 하나의 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 적어도 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하는 단계, 및 (다) 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 신호를 처리하는 단계로 구성된다.
본 발명의 일곱 번째 관점에 따른 방법은 본 발명의 세번째 관점에 따른 장치에 대응하는 또 다른 연마 가공 감시 방법을 제공한다.
상기 일곱 번째 관점에 따른 방법은 (가) 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계, (나) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 적어도 하나의 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 적어도 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하는 단계, (다) 웨이퍼에서 적어도 하나의 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하는 단계, 및 (라) 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계로 구성된다.
본 발명의 여덟 번째 관점에 따른 방법은 본 발명의 네 번째 관점에 따른 장치에 대응하는 또 다른 연마 가공 감시 방법을 제공한다.
상기 여덟 번째 관점에 따른 방법은 (가) 검출 광 빔을 조사하는 단계, (나) 웨이퍼 상의 특정 패턴의 크기보다 작은 크기의 스폿을 갖는 집광 빔을 형성하기 위해 검출 광 빔을 집광하고, 집광 수단을 상기 검출 광 빔의 광학축상에 위치시키는 단계, (다) 웨이퍼의 집광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하는 단계, 및 (라) 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 신호를 처리하는 단계로 구성된다.
상기 여덟 번째 관점에 따른 방법에 있어서는, 다수의 검출 광 빔이 사용될 수 있다.
상기 다섯 번째 내지 여덟 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 방법중 2개 이상이 필요에 따라 함께 결합될 수도 있다.
본 발명의 첫 번째 내지 여덟 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치 및 방법에 있어서, 상기 검출 광 빔과 같은, 레이저에 의해 발생된 어떠한 코히어런트(coherent) 광 빔도 적합하게 사용될 수 있다. 그러나, 발광 다이오드(LED), 할로겐 램프 등에 의해 발생된 인코히어런트(incoherent) 광 빔이 사용될 수도 있다.
만약 항상 노출될 경우, 상기 검출 광 빔은 웨이퍼의 연마면중 어떠한 위치에도 조사될 수 있다. 만약, 조사될 위치가 웨이퍼의 중간 근방에 위치될 경우, 상기 검출 광 빔은 이동 폴리셔에 의해 스크리닝될 수 있다. 따라서, 이 경우, 검출 광 빔이 웨이퍼에 의해 반사될 때, 반사된 광 빔을 검출하기 위한 위치 센서 등에 의해 상기 폴리셔의 순간 위치 및 타이밍이 검출될 필요가 있다.
상기 웨이퍼에 포함된 각각의 집적 회로(IC)에 있어서 패턴의 조밀도 및 거칠기의 효과를 평균화 하기 위하여, 상기 검출 광 빔의 직경은 웨이퍼에 포함된 칩의 크기보다 크거나 같은 크기의 스폿을 갖는 방식으로 적절히 설정된다. 그러나, 만약 상술된 패턴의 조밀도 및 거칠기의 효과가 웨이퍼의 단일 회전이 진행되는 동안 제 1 신호(또는, 제 1 및 제 2 신호)를 평균화하므로써 충분히 감소될 수 있다면, 상기 검출 광 빔의 스폿 크기는 칩 크기보다 작아질 것이다. 상기 검출 광 빔의 스폿 크기가 칩 크기보다 작을 때, 상기 웨이퍼의 조사 위치는 패턴의 조밀도 및 거칠기의 효과를 평균화시키기 위해 스캐닝 및 스위칭될 수 있다.
검출 광 빔 및 각각의 수광 수단의 수광면은 원형, 장방형 등 어떠한 형상을 가져도 무방하다.
다른 파장을 갖는 다수의 검출 광 빔은 웨이퍼와 동일한 광학축을 따라 조사될 수 있다. 그 경우, 상기 검출 광 빔은 경반사 광 빔 및 산란/회절 광 빔을 생성하며, 감시 수단 안으로 입력되도록 스펙트럼 분석기에 의해 분리된다. 따라서, 상기 경반사 광 빔의 양에 대응하는 제 1 신호 세트 및 산란/회절 광 빔의 양에 대응하는 제 2 신호 세트가 발생된다. 상기 웨이퍼 연마 가공의 감시는 제 1 및 제 2 신호 세트를 사용하여 수행된다.
상기 스펙트럼 분석기로서는, 파장-선택 필터, 파장-선택 거울, 또는 회절 격자가 사용될 수 있다.
다른 파장을 갖는 다수의 검출 광 빔을 실현하기 위해, 대표적으로 단일 파장에서 진동하는 다수의 레이저가 사용된다. 그러나, 다른 파장에서 진동할 수 있는 다중 라인 레이저도 사용될 수 있다. 이 경우, 다른 파장을 포함하는 단일 광 빔이 생성된다.
상기 검출 광 빔은 집광 수단에 의해 특정 패턴의 크기로 집광될 수 있고, 웨이퍼로 조사될 수 있다.
상기 경반사 광 빔은 상기 제 1 수광 수단에 의해 직접 수광될 수 있다. 그것은 거울 등을 통해 제 1 수광 수단에 의해 간접적으로 수광될 수도 있다.
상기 산란/회절 광 빔은 경반사 광 빔의 광학축에 위치된 타원형 거울에 의해 집광될 수 있다. 상기 산란/회절 광 빔을 위한 수광면의 크기는 경반사 광 빔을 위한 크기보다 넓은 것이 좋다. 상기 산란/회절 광 빔을 위한 수광면은 적합하게도 경반사 광 빔을 위한 수광 및 반사 수단에 대한 하향 위치에서 경반사 광 빔의 광학축상에 위치한다.
상기 경반사 광 빔 및/또는 산란/회절 광 빔을 수광하기 위한 수광 수단으로서, 광 다이오드 및 광학 배율기와 같은 수광 소자가 사용될 수 있다.
웨이퍼의 검출 영역으로부터 연마 슬러리를 선별적으로 제거하여 상기 슬러리에 윈도우를 형성시켜서 경반사 광 빔이 검출 광 빔으로부터 형성되도록 하기 위해, 적합하게는 일정한 유체(예를 들면, 가스 또는 액체)가 특정 속도 및 특정 유량으로 웨이퍼의 특정 위치로 방사된다. 비록, 방사된 유체가 대표적으로는 슬러리의 윈도우를 형성하기 위한 위치로 향한다 할지라도, 그것은 특정 방향의 특정 거리만큼 상기 윈도우를 위한 위치(예를 들면, 검출 영역)로부터 이격된 다른 위치로 향할 수 있다.
상기 슬러리에 검출 윈도우를 형성하도록 유체를 방사하기 위해, 적합하게는 노즐이 제공된다. 그러나, 만약 상기 웨이퍼의 회전 속도가 충분히 높아서 원심력으로 인해 슬러리가 전체 웨이퍼 상에 완전히 확산되어 충분히 얇게 퍼지며, 상기 경반사 광 빔의 검출에 어떠한 영향도 미치지 않게 되면, 상기 노즐은 생략될 수 있다.
상기 노즐의 위치 및 각도와 노즐로부터 방사된 유체 압력은 그들이 연마 가공의 감시에 어떠한 영향도 미치지 않을 경우 선택적으로 설정된다. 만약, 웨이퍼 상으로의 슬러리 공급비가 웨이퍼의 고속 회전으로 인해 웨이퍼 상에 윈도우를 형성하기 위한 슬러리의 확산비보다 클 경우, 상기 노즐은 적합하게는 윈도우에 대해 상향 위치에 위치된다.
상기 연마 가공의 최종 포인트는 어떠한 방법에 있어서도 상기 첫 번째 내지 네 번째 관점중 하나에 따른 장치의 감시 수단에 의해 검출될 수 있으며, 일부 적합한 실시예에 대하여는 아래와 같이 설명한다.
(1) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된 후, 상기 평균값은 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 상기 2개의 광 빔의 평균값중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 같을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(2) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된다. 한편, 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값은 연마 가공의 개시로부터 특정 시간이 경과한 후의 특정 기간 동안 산출된다. 그 때, 2개의 평균값 사이의 차이나 비는 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔에 대해 산출되고, 다음에 산출된 차이나 비가 특정 임계값과 비교된다. 마지막으로, 상기 2개의 광 빔의 차이나 비중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(3) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된 후, 평균값은 시간으로 미분된다. 상기 시간 미분값의 절대값이 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 2개의 광 빔의 절대값중 적어도 하나가 임계값보다 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다. 상기 시간 미분값 대신에, 평균값의 변화가 사용될 수도 있다.
(4) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 최대값이 특정 기간 동안 산출된 후, 최대값은 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 2개의 광 빔의 최대값중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(5) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 진폭(예를 들면, 최대값과 최소값 사이의 차이)이 특정 기간 동안 산출된 후, 상기 진폭은 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 2개의 광 빔의 진폭중 적어도 하나가 임계값보다 높을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(6) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 분산이 특정 기간 동안 산출된 후, 분산은 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 2개의 광 빔의 분산중 적어도 하나가 임계값보다 높을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(7) 각각의 다른 파장을 갖는 경반사 광 빔량 및 다른 파장을 갖는 산란/회절 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된 후, 평균값은 특정 임계값과 비교된다. 그 때, 다른 파장을 갖는 2개의 광 빔의 평균값중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(8) 각각의 다른 파장을 갖는 경반사 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된다. 한편, 각각의 다른 파장을 갖는 경반사 광 빔량의 평균값은 연마 가공의 개시로부터 특정 시간이 경과한 후의 특정 기간 동안 산출된다. 그 때, 2개의 평균값 사이의 차이나 비는 각각 경반사 광 빔에 대해 산출되고, 다음에 산출된 차이나 비가 특정 임계값과 비교된다. 마지막으로, 상기 광 빔들의 차이나 비율중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(9) 경반사 광 빔량의 최대값 및 평균값이 특정 기간 동안 산출된 후, 상기 최대값과 평균값 사이의 차이나 비가 산출된다. 그 때, 상기 차이나 비가 특정 임계값과 비교된다. 마지막으로, 상기 차이나 비가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다. 이것은 검출 광 빔이 특정 빔 크기보다 작거나 같은 크기를 갖거나 또는 검출 광 빔이 특정 크기보다 작거나 같은 스폿 크기를 갖도록 집광되는 경우에 적합하다.
또한, 산란/회절 광 빔의 차이나 비도 상기 경반사 광 빔과 동일한 방식으로 산출되며, 그 때, 그것은 특정 임계값과 비교된다. 이어서, 상기 연마 가공의 최종 포인트는 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔에 대한 비교 결과에 근거하여 결정될 수 있다.
(10) 각각의 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값이 특정 기간 동안 산출된 후, 상기 평균값의 최대값과 최소값 사이의 편차가 특정 가공 시간 동안 산출된다.그 때, 각각의 빔의 편차는 특정 임계값과 비교된다. 마지막으로, 2개의 빔의 편차중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
(11) 상술된 (1) 내지 (10)의 방법에 있어서, 각각 특정 기간 동안의 값들이 대응하는 임계값들과 비교되는 대신에, 특정 가공 시간 동안의 평균값들이 사용된다.
(12) 상술된 (1) 내지 (10)의 방법에 있어서, 최종 포인트는 상기 값들중 적어도 하나가 특정 연속 시간 동안 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간으로서 결정된다.
(13) 상술된 (1) 내지 (10)의 방법에 있어서, 최종 포인트는 각각의 값들의 변화 상태나 작용을 사용하여 결정된다.
(14) 상술된 (1) 내지 (10)의 방법에 있어서, 최종 포인트는 상기 값들중 적어도 하나가 특정 시간이나 또는 특정 연속 시간 동안 임계값보다 높거나 낮을 때, 상기 시간으로부터 특정 시간만큼 지연되는 시간으로서 결정된다.
(15) 상술된 (1) 내지 (10)의 방법에 있어서, 각각 특정 기간 동안의 값들이 대응하는 임계값들과 비교되는 대신에, 특정 가공 또는 연속 시간 동안의 평균값이 대응하는 임계값과 비교된다. 그 때, 최종 포인트는 상기 평균값들중 적어도 하나가 대응하는 임계값보다 높거나 낮을 때 상기 시간으로부터 특정 시간만큼 지연되는 시간으로서 결정된다.
(16) 상술된 (1) 내지 (15)의 방법중 적어도 2개가 선택되고, 논리적으로 더하거나 곱하여 결합되며, 최종 포인트를 결정한다.
(17) 상술된 (1) 내지 (16)의 방법에 있어서, 최종 포인트는 측정 또는 산출된 값들이 대응하는 임계값들보다 크거나 작거나 또는 같을 때의 시간으로서 결정된다.
본 발명의 아홉 번째 관점에 따라, 반도체 웨이퍼의 연마면을 연마하기 위한 연마 수단, 및 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 관점에 따른 연마 가공 감시 장치중 하나를 포함하는 연마기가 제공된다.
상기 아홉 번째 관점에 따른 장치에 있어서, 웨이퍼의 연마면은 상향으로 마주하는 것이 적합하다. 그러나, 상기 표면은 경반사 광 빔(및 산란/회절 광 빔)을 검출하기 위한 광로(또는 통로)가 형성될 때 어떠한 방향으로 마주해도 좋다.
본 발명을 용이하게 수행하기 위하여, 첨부된 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 종래 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시하는 개략 설명도.
도 2는 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 3a 내지 도 3d는 기초 절연층에 배선 라인을 형성하기 위한 금속층의 연마 가공 단계를 도시하는 반도체 웨이퍼의 개략 부분 횡단면도.
도 4는 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 5는 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 6은 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 7은 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 8은 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 9는 도 8의 제 6 실시예에 따른 연마기의 변화를 도시하는 개략 설명도.
도 10은 단일 검출 광 빔과 경반사 및 산란/회절 광 빔이 사용되는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 연마 가공 감시 장치를 구비한 연마기의 형상을 도시한 개략 설명도.
도 11은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치에서 수행되는 연마 가공 감시 방법을 도시하는 흐름도.
도 12는 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 13은 경반사 광 빔의 양에 대응하는 제 1 전기 신호(a)의 시간과 관련된 변화를 개략적으로 도시하는 그래프.
도 14는 산란/회절 광 빔의 양에 대응하는 제 2 전기 신호(b)의 시간과 관련된 변화를 개략적으로 도시하는 그래프.
도 15는 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 16은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 17은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 11 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 18은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 19는 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 13 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 20은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 14 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 21은 도 8의 제 6 실시예에 따른 감시 장치에서 수행되는 연마 가공 감시 방법을 도시하는 흐름도.
도 22는 도 8의 제 6 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 15 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 23은 도 8의 제 6 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 16 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 24는 도 10의 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 수행되는 연마 가공 감시 방법을 도시하는 흐름도.
도 25는 도 10의 제 7 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 17 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 26은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 18 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
도 27은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치가 사용되는 본 발명의 제 19 실시예에 따른 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1:웨이퍼 2:원형 연마 테이블
3:연마 패드 4:폴리셔
6:레이저 7:경반사 광 빔
8:거울 9: 제 1 광 다이오드
10:산란/회절 광 빔 11:집광 렌즈
12:제 2 광 다이오드 13:감시 수단
15:공기 공급 수단 16:연마 슬러리
17:공기 노즐 50:연마기
51:감시 장치 68:절연층
69:금속층
본 발명의 적합한 실시예는 첨부된 도면을 참고로 이하에 상세히 설명한다.
제 1 실시예
도 2에 도시된 바와 같이, 연마기(50)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 원형 연마 테이블(2), 폴리셔(4), 및 감시 장치(51)를 구비한다. 상기 연마기(50)는 반도체 웨이퍼(1)의 CMP 가공을 수행하기 위해 사용된다.
수직축 주위의 수평면에서 회전 가능한 테이블(2)은 그의 상부면상에 반도체 웨이퍼(1)를 보유한다. 상기 테이블(2)의 상부면상에 보유된 웨이퍼(1)는 작동중 상기 테이블(2)과 함께 회전된다. 상기 폴리셔(4)는 수직축 주위의 수평면에서 회전될 수 있으며, 동일한 수평면에서 동일한 수직축으로부터 미끄럼될 수 있다. 상기 연마기는 그의 저면상에 부착된 연마 패드(3)를 갖는다. 작동중, 상기 회전 폴리셔(4)상의 패드(3)는 특정한 압력하에 웨이퍼(1)의 상부면(예를 들면, 연마면)과 접촉되며, 이 때, 상기 웨이퍼(1)의 표면을 따라 이동된다.
정위치의 연마 가공 또는 상기 웨이퍼(1)의 연마 상태를 감시하는 감시 장치(51)는 레이저(6), 조광 소자 또는 검출-광 조사기 또는 콘트롤러(41), 거울(8), 제 1 광 다이오드(9), 집광 렌즈(11), 제 2 광 다이오드(12), 감시 수단(13), 공기 공급 수단(15), 및 공기 노즐(17)을 포함한다.
상기 레이저(6)는 검출 광 빔(5)을 위한 광원으로 작용한다. 상기 검출-광 조사기(41)는 웨이퍼(1)의 연마면상의 특정 위치를 향한 검출 광 빔(5)으로서 레이저(6)에 의해 발생된 광을 조사하며, 그 결과 상기 빔(5)은 연마면에 대한 특정 각과 동일한 연마면상에 특정 직경의 스폿을 형성한다.
경반사 광 빔(7)의 광학축상에 위치되고, 특정 직경을 갖는 거울(8)은 웨이퍼(1)의 표면에서 검출 광 빔(5)의 경반사 또는 거울 등에 의한 반사에 의해 발생되는 경반사 광 빔(7)을 반사하며, 따라서 반사된 경반사 광 빔(7)을 제 1 광 다이오드(9)로 보낸다.
상기 제 1 광 다이오드(9)는 광 수신기로 작용하며, 상기 웨이퍼(1)에 대해 집광 렌즈(11)의 인접-측부상에 위치된다. 상기 광 다이오드(9)는 경반사 광 빔(7)을 수신하며, 그의 양을 측정하고, 경반사 광 빔(7)의 측정량에 따른 제 1 전기 신호(a)를 감시 수단(13)에 출력한다.
상기 집광 렌즈(11)는 거울(8)과 제 2 광 다이오드(12) 사이의 경반사 광 빔(7)의 광학축상에 위치된다. 상기 렌즈(11)는 웨이퍼(1)의 표면에서 검출 광 빔(5)의 산란 및/또는 회절에 의해 발생된 산란/회절 광 빔(10)을 집광하며, 따라서 집광된 산란/회절 광 빔(10)을 제 2 광 다이오드(12)로 보낸다.
상기 제 2 광 다이오드(12)는 수광기로 작용하며, 상기 웨이퍼(1)에 대해 집광 렌즈(11)의 이격-측부상에 위치된다. 상기 광 다이오드(12)는 산란/회절 광 빔(10)을 수신하며, 그의 양을 측정하고, 산란/회절 광 빔(10)의 측정량에 따른 제 2 전기 신호(b)를 감시 수단(13)에 출력한다.
상기 감시 수단(13)은 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)를 수신하고, 상기 신호(a,b)를 사용하는 특정 신호 처리 방법을 통해 상기 웨이퍼(1)의 연마 가공 또는 연마 상태의 진행을 감시한다. 상기 수단(13)은 또한 연마 가공의 소정 최종 포인트를 검출한다.
노즐(17)은 상기 공기 공급 수단(15)으로부터 공급된 공기를 웨이퍼(1)를 향해 방사하고, 특정 유동비를 갖는 공기 빔(14)을 형성한다. 상기 공기 빔(14)은 웨이퍼(1)의 연마면 영역에 특정 압력을 제공하며, 동일한 연마면을 커버하는 연마 슬러리(16)를 부분적으로 제거하고, 공기 빔(14)이 유입되는 영역에서 슬러리(16)의 윈도우(16a)를 형성한다. 이렇게 형성된 윈도우(16a)에서, 상기 웨이퍼(1)의 연마면은 거의 슬러리(16)로부터 노출되고, 연마면상에 검출 영역을 형성한다.
다음에, 상기 연마기(50)의 작동에 대해 설명한다.
도 3a는 어떠한 연마 작용도 적용되지 않은 반도체 웨이퍼(1)의 부분 횡단면도를 도시한다. 도 3a에 있어서, 기초층 구조체(61)상에 형성된 절연층(68)은 금속 배선 라인용 트랜치(68a)를 갖는다. 금속층(69)은 전체 트랜치(68a)를 충전시키기 위해 절연층(68)상에 형성된다. 상기 층 구조체(61), 절연층(68), 및 금속층(69)은 전체 웨이퍼(1) 위로 연장한다.
도 3b는 상기 금속층(69)의 상부가 연마에 의해 균일하게 제거되고, 절연층(68)이 상기 금속층(69)으로부터 노출되지 않는 연마 가공 도중의 웨이퍼(1) 상태를 도시한다.
도 3c는, 상기 절연층(68) 위에 존재하는 금속층(69)의 불필요한 부위가 연마에 의해 완전히 제거되고 그에 따라 상기 트랜치(68a)에 금속 배선 라인(65)을 형성하는, 상기 연마 가공이 적절하고 정확하게 종결된 후의 웨이퍼(1) 상태를 도시한다.
도 3d는, 잔류 금속층(69){예를 들면, 배선 라인(65)의 횡단면부}의 두께가 예정보다 작은, 과다 연마 후의 웨이퍼(1) 상태를 도시한다.
CMP 가공에 의해 절연층(68)에 금속 배선 라인(65)을 형성하기 위하여, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(1)는 연마 테이블(2)의 상부면상에 위치 및 고정되며, 다음에, 상기 테이블(2)은 특정 속도로 그의 수직축 주위를 회전한다. 다음에, 상기 연마 슬러리(16)는 웨이퍼(1)의 상부면{예를 들면, 금속층(69)} 위로 낙하된다. 상기 슬러리(16)는 원심력으로 인해 웨이퍼(1) 또는 금속층(69)의 전체 표면에 균일하게 코팅된다.
한편, 상기 연마 패드(3)를 가지며 그의 수직축 주위를 회전하는 폴리셔(4)는 상기 패드(3)가 웨이퍼(1)의 연마면{예를 들면, 금속층(69)}과 접촉할 때 까지 웨이퍼(1)를 향해 낮아진다. 상기 회전 폴리셔(4)는 특정 압력하에 웨이퍼(1)에 가압되고, 연마 작업이 전체 웨이퍼(1)에 제공되도록 하기 위해 웨이퍼(1)의 면을 따라 이동된다.
그와 같은 경우에 있어서, 상기 연마 가공은 정확하게 감시될 필요가 있으며, 동시에 상기 가공의 최종 포인트도 정확하게 검출되어야 한다. 만약, 금속층(69)에 대한 연마 작업이 조기에 정지될 경우, 상기 금속층(69)은 트랜치(68a)에 뿐만 아니라 절연층(68)상에 잔류하게 되어, 도 3b에 도시된 바와같이, 상기 합성 배선 라인(65) 사이에 전기 단락이 발생한다. 반대로, 만약, 연마의 정도가 과다할 경우, 다시 말해서, 상기 금속층(69)에 대한 연마 작업이 늦게 정지된다면, 상기 잔류 금속층(69){예를 들면, 배선 라인(65)}은 도 3d에 도시된 바와 같이 각각의 배선 라인(65)에 예정된 경우보다 작은 횡단면을 갖는 경향을 갖는다. 또한, 연마 속도의 차이로 인해, 일부 단계는 배선 라인(65)과 잔류 절연층(68) 사이에 형성되는 경향을 갖는다.
상술된 연마 가공의 최종 포인트를 확고히 보정하기 위해, 상기 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51)는 다음과 같은 방식으로 작동된다.
도 11은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51)에서 수행되는 연마 가공 감시 방법의 흐름도를 도시한다.
먼저, 도 11의 단계 801에 있어서, 상기 검출-광 조사기(41)는 웨이퍼(1)의 연마면{예를 들면, 금속층(69)의 표면}상의 특정 위치를 향해 검출 광 빔(5)을 조사하며, 그 결과, 상기 빔(5)은 연마면의 수직에 대한 특정 각을 형성한다. 상기 특정 각은 연마면의 전체 반사각보다 작게 되도록 설정된다. 동시에, 상기 공기 빔(14)은 노즐(17)로부터 웨이퍼(1)의 연마면으로 방사되어, 상기 슬러리(16)로부터 웨이퍼(1)의 연마면을 노출시키도록 연마 슬러리(16)의 윈도우(16a)를 형성한다. 따라서, 상기 웨이퍼(1)의 검출 영역은 상기 웨이퍼(1)의 표면상에 형성된다. 상기 광 빔(5)은 상기 윈도우(16a)를 통해 연마면(즉, 검출 영역)에 조사되며, 따라서, 상기 빔(5)은 동일면에 의해 반사된다. 상기 빔(5)은 동일면상에 특정 직경의 스폿을 형성한다.
상기 금속층(69)이 기초 절연층(68)을 완전히 커버하는 동안, 상기 광 빔(5)은 금속층(69)의 평탄면에 의해 반사되고, 따라서, 거의 모든 입사 빔(5)은 경반사 된다. 다시 말해서, 그것은 경반사된 빔(7)이 형성될 때만 생각될 수 있다. 상기 경반사된 빔(7)은 또한 제 1 광 다이오드(9)로 송출되도록 빔(7)의 광학축상에 위치된 거울(8)에 의해 반사된다. 따라서, 상기 광 다이오드(9)는 수신된 빔(7)의 양을 측정하고, 제 1 전기 신호(a)를 감시 수단(13)으로 출력한다(도 11의 단계 802).
상기 기초 절연층(68)이 연마 가공의 진행으로 인해 배선 라인(65)을 형성하도록 노출될 때, 상기 웨이퍼(1)로 조사된 광 빔(5)은 금속 배선 라인(65)에 의해 산란 및 회절되기 시작하여, 산란/회절 광 빔(10)을 형성한다.
만약, 상기 광 빔(5)이 노출된 절연층(68)을 통과할 경우, 상기 빔(5)은 기초 층 구조체(61)에 위치한 다른 배선 라인에 의해 반사된다. 결과적으로, 그 경우, 상기 광 빔(5)은 금속 배선 라인(65) 및 기초 배선 라인에 의해 산란 및/또는 회절되어, 산란/회절 광 빔(10)을 형성한다.
만약, 상기 금속층(69)이 극히 얇아서 조사된 광 빔(5)을 어느 정도 상기 층(69)으로 통과시키면, 상기 산란/회절 광 빔(10)이 연마 가공의 개시로부터 크게 발생된다.
따라서, 이와 같이 형성된 산란/회절 광 빔(10)은 경반사된 빔(7)의 광학축상에 위치된 집광 렌즈(11)에 의해 집광되며, 상기 렌즈(11)의 집광 포인트에 위치한 제 2 광 다이오드(12)로 보내진다. 따라서, 상기 광 다이오드(12)는 수신된 빔(10)의 양을 측정하고, 제 2 전기 신호(b)를 감시 수단(13)으로 출력한다(도 11의 단계 802).
상기 경반사 빔(7)을 반사시키기 위한 거울(8)의 직경 및 외형은 상기 웨이퍼(1)의 연마면상의 윈도우(16a)에서 잔류 슬러리(16)로 인한 빔(7)의 형상에 있어서의 변동 가능성이 커버될 수 있고, 상기 산란/회절 광 빔(10)에 대한 거울(8)의 스크리닝 작용이 가능한 한 약하게 되도록 결정되어야 한다. 상기 윈도우(16a)의 잔류 슬러리(16)는 칩 제조 방법의 관점에서 필요할 수 있다. 따라서, 상기 빔(7)의 광축 둘레의 거의 모든 산란/회절 광 빔(10)은 렌즈(11)에 의해 수신된다. 결과적으로, 제 1 광 다이오드(9)로부터 출력된 제 1 신호(a)는 대체로 오직 경반사 빔(7)의 양에 비례하며, 동시에 제 2 광 다이오드(12)로부터 출력된 제 2 신호(b)는 대체로 오직 산란/회절 광 빔(10)의 양에 비례한다.
상기 감시 수단(13)은 제 1 및 제 2 신호(a,b)를 수신하며, 상기 신호(a,b)를 사용하여 특정 신호-처리 작업을 수행하고, 최종 신호(S아웃)를 출력한다(도 11의 단계 803). 따라서, 출력된 최종 신호(S아웃)는 연마 가공의 최적의 최종 포인트를 검출하기 위해 상기 신호-처리 작업의 결과에 기초하여 연마기(50)에 있어서 웨이퍼(1)의 연마 가공을 감시할 수 있게 한다(도 11의 단계 804).
상기 웨이퍼(1) 연마 상태의 시간과 관련된 변화(즉, 신호 a,b)는 여러 인자에 따라 변한다. 예를 들면, 만약 상기 웨이퍼(1)의 금속층(69), 절연층(68), 및 층 구조체(61)의 물질과 두께중 적어도 하나가 변화되면, 상기 시간과 관련된 변화는 최초의 것과 다르게 된다. 또한, 만약 상기 웨이퍼(1)의 금속층(69), 절연층(68), 및/또는 층 구조체(61)의 기하학적 패턴이 다를 경우, 상기 시간과 관련된 변화는 동일하지 않게 된다. 또한, 상기 시간과 관련된 변화는 많은 패턴들이 웨이퍼(1)상에 조밀하게 배열되었는지 또는 거칠게 배열되었는지에 따라 변화된다. 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51)는 상기 어떠한 경우라도 대처할 수 있다.
예를 들어, 만약 상기 금속층(69)의 반사가 기초 구조체(61)의 반사와 완전히 다를 경우, 상기 경반사된 빔(7)의 양은 상기 반사가 변함에 따라 폭넓은 범위 내에서 변화된다. 따라서, 상기 웨이퍼(1), 예를 들면, 금속층(69)의 연마 상태는 오직 신호 a만을 사용하여 정확하게 감시될 수 있다.
만약, 상기 금속층(69)의 반사율이 기초 구조체(61)의 것과 약간 다르다면, 상기 경반사된 빔(7)의 양은 좁은 범위 내에서 변화한다. 따라서, 웨이퍼(1)의 연마 상태는 경반사된 빔(7)(즉, 신호 a)의 양을 사용하여 감시될 수 없다. 그러나, 그 대신에, 산란/회절 광 빔(10)(즉, 신호 b)의 양은 배선 라인(65)의 형성{상기 금속층(69)의 연마}이 진행됨에 따라 폭넓은 범위 내에서 변화한다.
대표적으로는, 상기 검출 광 빔(5)은 단 파장을 갖는다. 그러나, 상기 빔(5)은, 나중에 설명되겠지만, 다수의 파장을 가질 수도 있고, 다수의 빔이 사용될 수도 있다. 그 경우, 상기 웨이퍼(1) 반사율의 스펙트럼 또는 파장 특성이 사용된다.
제 2 실시예
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 감시 장치(51A)를 구비한 연마기(50A)를 도시하고 있으며, 도 2의 연마기(50)의 것과 동일한 연마 기구로 구성된다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51A)를 갖는다.
상기 감시 장치(51A)는 상기 검출 광 빔(5)으로부터 발생된 경반사 광 빔(7)이 광 다이오드(44)에 의해 직접 수신되는 것을 제외하고는 상기 감시 장치(51)의 것과 동일한 형상 및 동일한 작동을 갖는다. 상기 광 다이오드(44)는 집광 렌즈(11)의 인접-측부에서 빔(7)의 광학축상에 위치한다. 상기 광 다이오드(44)는 상기 경반사 광 빔(7)을 직접 수신하고, 그의 양을 측정하여, 상기 경반사 광 빔(7)의 측정된 양에 따른 제 1 전기 신호(a)를 감시 수단(13)으로 출력한다.
상기 광 다이오드(44)의 수광부 직경 및 외형은 상기 웨이퍼(1)의 연마면상의 윈도우(16a)에서 잔류 슬러리(16)로 인한 빔(7)의 형상에 있어서의 변동 가능성이 커버될 수 있고, 상기 산란/회절 광 빔(10)에 대한 광 다이오드(44)의 스크리닝 작용이 가능한 한 약하게 되도록 결정되어야 한다.
제 3 실시예
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 감시 장치(51A)를 구비한 연마기(50B)를 도시하고 있으며, 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)의 것과 동일한 연마 기구로 구성된다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51B)를 갖는다.
상기 웨이퍼(1)의 연마 가공 또는 연마 상태를 원위치에서 감시하는 감시 장치(51B)는 제 1 광 다이오드(20), 타원형 거울(21), 제 2 광 다이오드(22), 및 제 3 광 다이오드(23)로 구성된다.
경반사 광 빔(7)의 광학축상에 위치한 제 1 광 다이오드(21)는 상기 경반사 광 빔(7)을 직접 수광하고, 제 1 전기 신호(c)를 감시 장치(13)로 출력하는 그의 양을 측정한다.
상기 타원형 거울(21)은 상기 제 1 광 다이오드(20)에 대해 하향 위치에서 상기 경반사 광 빔(7)의 광학축상에 위치된다. 상기 거울(21)의 제 2 초점은 상기 웨이퍼(즉, 검출 영역)상의 검출 광 빔(5)의 조사 위치와 같은 위치에 놓여있다.
상기 제 2 광 다이오드(22)는 거울(21)의 제 1 초점상에 위치한다. 상기 광 다이오드(22)는 제 1 초점에 대해 거울(21)의 전방면에 의해 반사된 산란/ 회절 광 빔(10)을 수광하며, 그의 양을 측정하고, 제 2 전기 신호(d)를 감시 수단(13)으로 출력한다.
상기 제 3 광 다이오드(23)는 거울(21)의 제 1 초점에 대해 하향 위치에 위치된다. 상기 광 다이오드(23)는 제 1 초점에 대해 거울(21)의 후면에 의해 반사된 산란/ 회절 광 빔(10)을 수광하며, 그의 양을 측정하고, 제 3 전기 신호(e)를 감시 수단(13)으로 출력한다.
상기 제 1 광 다이오드(20) 수광면의 직경은 상기 윈도우(16a)에서 잔류 연마 슬러리(16)에 의해 발생된 경반사 빔(7)의 스폿 형상의 변형을 커버하도록 설정된다. 상기 제 1 광 다이오드(20) 수광면의 외형은 그의 수광면의 직경과의 차이 및 산란/ 회절 광 빔(10)에 대한 스크리닝 작용이 최소가 되도록 설정된다.
상술된 바와 같이, 도 5의 제 3 실시예에 따른 감시 장치(51B)에 있어서, 타원형 거울(21)이 도 4의 제 2 실시예의 집광 렌즈(11) 대신 사용되며, 기타 형상및 작동은 제 1 및 제 2 실시예의 것과 같다.
제 4 실시예
도 6은 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)와 동일한 연마 기구를 포함하는, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 감시 장치(51C)를 구비한 연마기(50C)를 도시한다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51C)를 갖는다.
상기 감시 장치(51C)는 공기 공급 수단(15) 대신에 순수 공급 수단(25)을 포함하며, 그외의 다른 형상 및 작동은 상기 제 1 실시예와 동일하다.
상기 감시 장치(51C)에 있어서, 순수 빔(24)은 슬러리(16)의 윈도우(16a) 또는 웨이퍼(1)의 검출 영역을 형성하기 위해 웨이퍼(1)에 조사되도록 노즐(17)로부터 방사된다.
제 5 실시예
도 7은 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)와 동일한 연마 기구를 포함하는, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 감시 장치(51D)를 구비한 연마기(50D)를 도시한다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51D)를 갖는다.
상기 감시 장치(51D)는 공기 공급 수단(15) 대신에 투명 용액 공급 수단(275)을 포함하며, 그 외의 다른 형상 및 작동은 상기 제 1 실시예와 동일하다. 상기 검출 광 빔(5)에 대해 투명한 어떠한 액체도 상기 목적을 위해 사용될 수 있다.
상기 감시 장치(51D)에 있어서, 투명 용액 빔(26)은 슬러리(16)의 윈도우(16a)를 형성하기 위해 웨이퍼(1)에 조사되도록 노즐(17)로부터 방사된다.
제 6 실시예
도 8은 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)와 동일한 연마 기구를 포함하는, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 감시 장치(51E)를 구비한 연마기(50E)를 도시한다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51E)를 갖는다.
상기 감시 장치(51E)는 제 1 레이저(29), 제 1 검출 광 조사기 또는 콘트롤러(42), 제 2 레이저(31), 제 2 검출 광 조사기 또는 콘트롤러(43), 제 1 광 다이오드(33), 및 제 2 광 다이오드(34)를 구비한다.
상기 제 1 레이저(29)는 제 1 검출 광 빔(28)을 위한 광원으로 작용한다. 상기 제 1 검출 광 조사기(42)는 제 1 검출 광 빔(28)으로서 상기 제 1 레이저(29)에 의해 발생된 광을 웨이퍼(1)의 연마면상의 특정 위치를 향해 조사하며, 그 결과, 상기 빔(28)은 웨이퍼(1)의 연마면에 대한 특정 각도 및 동일한 연마면상에 특정 직경의 스폿을 형성한다.
상기 제 2 레이저(31)는 제 2 검출 광 빔(30)을 위한 광원으로 작용한다. 상기 제 2 검출 광 조사기(43)는 제 2 검출 광 빔(30)으로서 상기 제 2 레이저(31)에 의해 발생된 광을 웨이퍼(1)의 연마면상의 동일 위치를 향해 조사하며, 그 결과, 상기 빔(30)은 웨이퍼(1)의 연마면에 대한 특정 각도 및 동일한 연마면상에 특정 직경의 스폿을 형성한다. 상기 제 2 검출 광 빔(30)은 제 1 검출 광 빔(28)과는 다른 파장을 갖는다. 상기 웨이퍼(1)의 연마면에 대한 제 2 검출 광 빔(30)의 각도는 상기 제 1 검출 광 빔(28)과는 다르다.
상기 제 1 광 다이오드(33)는 광 수신기로 작용하며, 제 1 검출 광 빔(28)에 의해 발생된 제 1 경반사 광 빔(32)의 광학축상에 위치한다. 상기 광 다이오드(33)는 상기 제 1 경반사 광 빔(32)을 수광하고, 그의 양을 측정하여, 상기 제 1 경반사 광 빔(32)의 측정된 양에 따른 제 1 전기 신호(f)를 감시 수단(13)으로 출력한다.
상기 제 2 광 다이오드(35)는 수광기로 작용하며, 제 2 검출 광 빔(30)에 의해 발생된 제 2 경반사 광 빔(34)의 광학축상에 위치한다. 상기 광 다이오드(35)는 상기 제 1 경반사 광 빔(32)의 것과는 다른 파장을 갖는 제 2 경반사 광 빔(34)을 수광하고, 그의 양을 측정하여, 상기 제 2 경반사 광 빔(34)의 측정된 양에 따른 제 2 전기 신호(g)를 감시 수단(13)으로 출력한다.
그 외의 다른 형상 및 작동은 상기 도 2의 제 1 실시예와 동일하다.
상술된 바와 같은 감시 장치(51E)에 있어서, 상기 감시 수단(13)은 다른 파장을 갖는 제 1 및 제 2 경반사 광 빔(32,34)의 측정된 양의 변화에 근거한 웨이퍼(1)의 연마 가공의 감시 작업을 실현한다. 이것은 동일한 파장을 갖는 경반사 광 빔(7) 및 산란/회절 광 빔(10)의 측정량이 상기 목적을 위해 사용되는 도 2의 제 1 실시예와는 다르다.
다음에, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 감시 장치(51E)의 작동에 대해 설명한다.
도 21은 도 8의 제 6 실시예에 따른 감시 장치(51E)에서 수행되는 연마 가공 감시 방법의 흐름도를 도시한다.
먼저, 단계 801A에 있어서, 제 1 및 제 2 검출 광 조사기(42,43)는 웨이퍼(1)의 연마면{예를 들면, 금속층(69)의 면}상의 동일한 특정 위치를 향해 서로 다른 파장을 갖는 제 1 및 제 2 검출 광 빔(28,30)을 조사한다. 상기 빔(28,30)에 대한 특정 각도는 연마면의 전체 반사각보다 작게 설정된다.
상기 제 1 검출 광 빔(28)의 파장은 상기 금속층(69)에서의 반사율이 기초 절연층(68) 및 구조체(61)보다 크도록 설정된다. 한편, 상기 제 2 검출 광 빔(30)의 파장은 상기 금속층(69)에서의 반사율이 기초 절연층(68) 및 구조체(61)보다 작도록 설정된다.
상기 공기 빔(14)은 노즐(17)로부터 웨이퍼(1)의 연마면으로 방사되며, 따라서, 슬러리(16)로부터 웨이퍼(1)의 연마면을 노출시키도록 연마 슬러리(16)의 윈도우(16a)를 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 광 빔(28,30)은 상기 윈도우(16a)를 통해 연마면으로 조사되며, 따라서, 상기 빔(28,30)은 웨이퍼(1)의 동일 검출 영역에 의해 반사된다. 각각의 빔(28,30)은 동일 검출 영역상에 특정 직경의 스폿을 형성한다.
상기 금속층(69)이 기초 절연층(68)을 완전히 커버하는 동안, 상기 광 빔(28,30)은 금속층(69)의 평탄면에 의해 반사되며, 따라서, 거의 모든 입사 빔(28,30)은 경반사된다. 다시 말해서, 그것은 오직 제 1 및 제 2 경반사 빔(32,34)이 형성될 때만 고려될 수 있다. 상기 제 1 경반사 빔(32)은 상기 빔(32)의 광학축상에 위치된 광 다이오드(33)에 의해 수광된다. 따라서, 상기 광 다이오드(33)는 수광된 빔(32)의 양을 측정하고, 제 1 전기 신호(f)를 감시 수단(13)으로 출력한다. 마찬가지로, 상기 제 2 경반사 빔(34)은 상기 빔(34)의 광학축상에 위치된 광 다이오드(35)에 의해 수광된다. 따라서, 상기 광 다이오드(35)는 수광된 빔(34)의 양을 측정하고, 제 2 전기 신호(g)를 감시 수단(13)으로 출력한다(도 21의 단계 802A).
상기 제 1 및 제 2 전기 신호(f,g)는 다음과 같은 연마 가공의 진행에 따라 변한다.
상기 제 1 검출 광 빔(28)의 파장은 상기 금속층(69)의 반사율이 기초 절연층(68) 및 구조체(61)보다 크도록 설정되므로, 상기 제 1 검출 광 빔(28)에 대한 제 1 전기 신호(f)는 상기 기초 절연층(68)이 금속층(69)으로부터 노출됨에 따라 레벨이 감소된다. 반대로, 상기 제 2 검출 광 빔(30)의 파장은 상기 금속층(69)의 반사율이 기초 절연층(68) 및 구조체(61)보다 작도록 설정되므로, 상기 제 2 검출 광 빔(30)에 대한 제 2 전기 신호(g)는 상기 기초 절연층(68)이 금속층(69)으로부터 노출됨에 따라 레벨이 증가된다. 또한, 절연층(68)이 노출될 때 까지 상기 금속층(69)이 연마된 후에는, 계속해서, 상기 잔류 금속층(69)과 노출된 절연층(68) 사이에는 실제적으로 어떠한 표면-영역비의 변화도 발생하지 않는다. 결과적으로 상기 제 1 및 제 2 신호(f, g)는 변화하지 않는다.
결론적으로, 상기 제 1 및 제 2 신호(f,g)를 통한 경반사 특성의 명확한 변화를 이용하여, 상기 감시 수단(13)은 연마 가공을 위한 감시 및 최종 포인트 검출 작업을 수행한다(도 21의 단계 803A 및 804A).
비록, 다른 파장을 갖는 2개의 검출 광 빔이 본 실시예에서 사용되었을 지라도, 다른 파장을 갖는 3개 이상의 검출 광 빔도 사용될 수 있음은 명백하다.
또한, 다른 파장을 갖는 2개의 검출 광 빔은 본 실시예에서 다른 광학축을 따라 조사된다. 그러나, 다른 파장을 갖는 2개 이상의 검출 광 빔은 동일한 광학축, 즉, 동축을 따라 조사될 수 있다. 이 경우, 상기 검출 광 빔은 파장 선택 필터, 파장 선택 거울, 또는 회절 격자와 같은 스펙트럼 분석기에 의해 분리된다. 이 경우, 적합한 광원으로는 다중 라인 레이저가 사용된다. 이러한 예에 대하여는 도 9에 도시되어 있다.
도 9에 있어서, 연마기(50F)는 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)와 동일한 연마 기구를 포함하는 감시 장치(51F)와 함께 설치된다. 상기 감시 장치(51F)는 다음과 같은 형상을 갖는다.
다중 라인 레이저(38)는 2개의 다른 파장을 갖는 검출 광 빔(37)을 발생시키기 위해 사용되며, 상기 빔은 광학축을 따라 웨이퍼(1)의 연마면으로 조사된다. 웨이퍼(1)에서 반사에 의해 발생된 2개의 다른 파장을 갖는 경반사 광 빔(39a)은 거울(40)에 의해 수광되며, 따라서, 그의 파장에 따라 2개의 경반사 광 빔(39b, 39c)을 형성한다. 상기 광 빔(39b, 39c)은 각각 제 1 및 제 2 전기 신호(f,g)를 생성하는 광 다이오드(33,34)에 의해 수광된다.
또한, 도 8의 경반사 광 빔(28,30){또는, 도 9의 경반사 광 빔(37)}에 부가하여, 산란/회절 광 빔은 상술된 제 1 내지 제 5 실시예에서 설명된 바와 같이 연마 가공을 감시하기 위해 사용될 수 있다.
제 7 실시예
도 10은 도 2의 제 1 실시예에 따른 연마기(50)와 동일한 연마 기구를 포함하는, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 감시 장치(51G)를 구비한 연마기(50G)를 도시한다. 그러나, 그것은 도 2의 제 1 실시예에 따른 감시 장치(51) 대신에 감시 장치(51G)를 갖는다.
상기 감시 장치(51G)는 집광 렌즈(36)가 부가로 제공되는 것 이외에는 제 1 실시예와 동일한 형상을 갖는다. 상기 빔(5)의 광학축상에 위치한 렌즈(36)는 웨이퍼(1)상의 특정 패턴보다 작은 직경을 갖도록 검출 광 빔(5)을 집광한다.
상술된 바와 같이, 도 2의 제 1 실시예에서 사용된 검출 광 빔(5)은 평행한 광선의 빔이다. 이와는 달리, 도 10의 제 7 실시예에 있어서, 상기 검출 광 빔(36)은 렌즈(36)에 의해 집광되고, 웨이퍼(1)의 연마면(또는 검출 영역)으로 조사되며, 따라서, 동력 공급 라인, 범프, 및 스크라이브와 같은, 웨이퍼(1)상의 비교적 큰 특정 패턴보다 상기 연마면상의 빔(36)의 스폿 크기를 감소시킨다.
다음에, 제 7 실시예에 따른 감시 장치(51G)의 작동에 대해 설명한다.
도 24는 도 10의 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 수행되는 연마 가공 감시 방법을 도시하며, 단계 801B 내지 804B가 수행된다. 상기 단계 801B 내지 804B는 대체로 도 21과 같다.
상기 기초 절연층(68)이 진행중인 연마 가공으로 인해 금속층(69)으로부터 노출되기 시작한 후, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 레벨은, 집광 빔(5)이 웨이퍼(1)상의 특정 패턴에 의해 반사되는 상태하에, 상기 절연층(68)이 금속층(69)으로 완전히 커버될 때 얻어지는 것과 실제로 동일하다. 그러나, 만약 상기 집광 빔(5)이 특정 패턴 이외의 어떠한 영역에 의해 반사될 경우, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 레벨은 노출된 절연층(68)에 의해 변한다. 따라서, 특정 기간 동안 신호(a,b)의 최대값은 대체로 어떠한 변화도 나타내지 않으며, 반면, 동일한 특정 기간 동안 신호(a,b)의 최소값은 큰 변화를 나타내며, 동일한 특정 기간 동안 상기 신호(a,b)의 평균값의 큰 변화를 나타낸다.
따라서, 상기 감시 수단(13)은 특정 기간 동안 신호(a,b)의 평균 및 최대값 사이의 차이 또는 비에 근거하여 웨이퍼(1)의 연마 가공을 감시하며, 연마 가공의 최종 포인트를 정확하게 검출한다.
경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10)을 수광하기 위한 수단으로서, 제 2 내지 제 6 실시예에서 사용된 형상중 어느 하나가 사용될 수 있다.
제 8 실시예
도 12는 제 1 실시예에 따른 도 2의 감시 장치(51)에 의해 수행되는, 본 발명의 제 8 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다. 상기 최종 포인트 검출 방법은 도 11의 단계 803 및 804에서 수행된다.
단계 901에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 902에 있어서, 상기 빔(7,10)에 대한 산출된 평균값은 각각 특정 임계값과 비교된다.
단계 903에 있어서, 상기 광 빔(7,10)의 평균값중 적어도 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정된다.
상기 제 8 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
다음에, 도 2를 참고하여, 이하에 상술된 단계 901 내지 903을 더욱 상세히 설명한다.
단계 901에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)는 평균값으로 인해 특정 기간 동안 평균화된다. 상기 웨이퍼(1)가 전체 연마 가공에서 회전되므로, 상기 검출 광 빔(5)의 스폿에서 얻어진 패턴의 밀도 및 방위는 변한다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 레벨 또는 강도는 항상 변한다. 이것은 연마 상태의 변화에 따른 신호(a,b)의 변화가 회전 패턴의 밀도 및 방위의 변화에 따른 신호(a,b)의 변화하에 변하는 것을 의미한다.
이에 대처하기 위하여, 특정 기간 동안 상기 신호(a,b)의 변화를 평균화 하여, 연마 상태의 변화에 따른 신호(a,b)의 변화는 회전 패턴의 밀도 및 방위의 변화에 따른 변화와 별개로 형성될 수 있다.
상기 검출 광 빔(5)이 각각의 회전시에 웨이퍼(1)의 연마면상의 동일 포인트를 관통하고, 회전 패턴의 밀도 및 방위의 동일 변화가 각각의 회전에서 반복되므로, 평균화를 위한 특정 기간은 각각 웨이퍼(1)의 회전에 필요한 시간으로 설정되는 것이 좋다. 다시 말해서 상기 신호(a,b)의 변화는 웨이퍼(1)가 각각 회전하는 동안 평균화 된다.상기 웨이퍼(1)는 일반적으로 다수의 동일 IC칩을 포함하며, 따라서, 평균화를 위한 특정 기간은 빔(5)이 각각의 칩을 관통하기 위해 필요한 시간으로 설정되는 것이 좋다.
상기 신호(a,b)의 평균화된 시간 의존 변화는 빔(5)의 파장, 금속층(69)의 반사율, 절연층(68) 및 구조체(61)의 반사율, 및 웨이퍼(1)상의 패턴의 기하학적 형상 및 조밀도/거칠기에 따라 변한다.
도 13 및 도 14는 각각 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 시간과 관련된 변화를 개략적으로 도시한다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 검출 광 빔(5)의 파장은 금속층(69)의 반사율이 기초 절연층(68)의 반사율보다 높게 되도록 설정된다.
상기 절연층(68)이 연마 가공의 개시 후 금속층(69)으로부터 노출되지 않는 동안, 상기 광 빔(5)은 높은 반사율을 갖는 금속층(69)의 거울형 표면에 의해 경반사된다. 따라서, 상기 제 1 신호(a)는 큰 값을 가지며, 도 13에 도시된 바와 같이 거의 일정하게 지속된다. 이 단계에서, 상기 산란/회절 광 빔(10)은 상기 금속층(69)이 평평한 경면을 가지므로 거의 발생되지 않으며, 따라서, 상기 제 2 신호(b)는 극히 작은 값을 가지며, 도 14 에 도시된 바와 같이 거의 제로가 된다.
상기 금속층(69)의 표면은 그를 위해 사용된 적층 또는 형성 방법에 따라 거울과 같이 될 수 없다. 이 경우, 상기 제 1 신호(a)는 금속층(68)의 표면이 거울과 같이 연마되고, 상기 절연층(69)이 금속층(68)으로부터 노출되기 시작할 때 까지 거의 일정하게 유지되도록 증가된다.
계속해서, 상기 절연층(69)이 금속층(68)으로부터 노출되기 시작한 후, 다시 말해서, 상기 금속층(69)이 광 빔(5)이 금속층(69)을 관통하도록 극히 얇게 된 후, 상기 검출 광 빔(5)의 양은 금속층(69)에 의해 경반사되고, 기초 구조체(61)는 감소되며, 동시에 절연층(68) 및 기초 구조체에 의해 산란되거나 또는 회절되는 상기 검출 광 빔(5)의 양은 증가된다. 이것은 상기 절연층(68) 및 기초 구조체(61)의 반사 효과가 나타나는 것을 의미한다. 이 단계에서, 제 1 신호(a)의 레벨은 금속층(69)과 기초 구조체(61)의 반사에 의해 발생된 전체 경반사 광 빔(7)이 크게 감소된 후 낮아진다.
만약 상기 절연층(68)이 검출 광 빔(5)에 대해 투명하거나 반투명할 경우, 상기 검출 광 빔(5)의 일부는 절연층(68)을 통한 금속층(69) 및 기초 구조체(61)에 의해 경반사된다. 따라서, 형성된 상기 경반사 광 빔(7)은 제 1 광 다이오드(9)에 의해 수광된다. 상기 광 빔(5)의 다른 부위는 배선 라인(65) 및 기초 구조체(61)에 의해 산란 또는 회절되어, 산란/회절 광 빔(10)을 형성한다. 이렇게 형성된 상기 산란/회절 광 빔(10)은 제 2 광 다이오드(12)에 의해 수광된다. 이 단계에서, 상기 신호(b)의 레벨은 절연층(68)의 노출 및 배선 라인(65)의 형성에 따라 상승된다.
연마 가공의 최종 포인트, 예를 들면, 배선 라인(65)이 완전히 형성된 후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 완결된 배선 라인(65) 및 노출된 절연층(68)의 펴면-영역 비는 비록 연마 가공이 더욱 진행된다 할지라도 변하지 않는다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)는 거의 일정하게 유지된다.
결과적으로, 상기 연마 가공의 정확한 최종 포인트는 상기 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 그의 임계값보다 낮을 때의 시간으로 결정된다(도 13에 도시되지 않음). 만약, 상기 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 상대적인 최대값을 가진다면, 정확한 최종 포인트는 상기 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 상대적인 최대값을 초과한 후 그의 임계값보다 낮을 때의 시간으로 결정된다. 선택적으로, 정확한 최종 포인트는 상기 제 2 전기 신호(b)의 레벨이 그의 임계값보다 높을 때의 시간으로 결정된다(도 14에 도시되지 않음). 또한, 정확한 최종 포인트는 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)가 각각 상술된 조건들을 만족할 때의 시간으로 결정된다.도 13에 있어서, 기호 a1 및 a2는 각각 제 1 신호(a)의 최소값 및 최대값을 나타낸다. 도 14에 있어서, 기호 b1 및 b2는 각각 제 2신호(b)의 최소값 및 최대값을 나타낸다.
상기 웨이퍼(1)의 물질에 의존하여, 금속층(69)의 반사율이 검출 광 빔(5)의 파장하에 절연층(68) 및 구조체(61)보다 낮은 경우가 있다. 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)의 변화는 다음과 같다.
상기 절연층(68)이 연마 가공의 개시 후 금속층(69)으로부터 노출되지 않는 동안, 상기 검출 광 빔(5)은 낮은 반사율을 갖는 금속층(69)의 거울형 표면에 의해 경반사된다. 따라서, 상기 제 1 전기 신호(a)는 작은 값을 가지며, 거의 일정하게 지속된다. 이 단계에서, 상기 산란/회절 광 빔(10)은 상기 금속층(69)이 평탄한 경면을 가지므로 거의 발생되지 않으며, 따라서, 상기 제 2 전기 신호(b)는 극히 작은 값을 가지며, 거의 제로가 된다.
계속해서, 상기 절연층(69)이 금속층(68)으로부터 노출되기 시작한 후, 다시 말해서, 상기 금속층(69)이 얇아서 광 빔(5)이 금속층(69)을 관통한 후에는, 상기 검출 광 빔(5)의 일부는 얇은 금속층(69)에 의해 경반사되고, 상기 검출 광 빔(5)의 다른 부위는 얇은 금속층(68) 및 투명 절연층(68)을 관통하는 기초 구조체(61)에 의해 경반사되고, 제 1 광 다이오드(9)에 의해 수광된 경반사 광 빔(7)을 형성한다. 상기 절연층(68)이 노출되고, 금속 배선 라인(65)이 형성됨에 따라, 상기 얇은 금속층(69)에 의해 경반사 광 빔(5)의 일부량은 감소되고, 한편 상기 구조체(61)에 의해 경반사 광 빔(5)의 일부량은 증가된다.
동시에, 상기 검출 광 빔(5)의 또 다른 부위는 배선 라인(65) 및 기초 구조체(61)에 의해 산란 및 회절되어, 제 2 광 다이오드(12)에 의해 수광된 산란/회절 광 빔(10)을 형성한다. 상기 절연층(68)이 노출되고, 배선 라인(65)이 형성됨에 따라, 상기 배선 라인(65) 및 구조체(61)에 의해 산란 및 회절된 광 빔(5)의 일부량은 감소한다.
따라서, 상기 절연층(69)이 금속층(68)으로부터 노출되기 시작한 후, 상기 제 1 전기 신호(a)는 증가, 감소 또는 일정하게 유지되며, 반면 제 2 전기 신호(b)는 증가된다.
만약, 높은 반사율을 갖는 기초 구조체(61)에 의해 경반사 광 빔(5)의 일부에 대한 증가분이 얇은 금속층(69)에 의해 경반사된 광 빔(5)의 일부에 대한 감소분보다 클 경우, 상기 제 1 신호(a)는 증가된다.
만약, 높은 반사율을 갖는 기초 구조체(61)에 의해 경반사 광 빔(5)의 일부에 대한 증가분이 얇은 금속층(69)에 의해 경반사된 빔(5)의 일부에 대한 감소분보다 낮을 경우, 상기 제 1 신호(a)는 감소된다.
만약, 높은 반사율을 갖는 기초 구조체(61)에 의해 경반사 광 빔(5)의 일부에 대한 증가분이 얇은 금속층(69)에 의해 경반사된 빔(5)의 일부에 대한 감소분과 같을 때, 상기 제 1 신호(a)는 변화되지 않는 상태로 유지된다.
연마 가공의 최종 포인트, 예를 들면, 배선 라인(65)이 완전히 형성된 후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 완결된 배선 라인(65) 및 노출된 절연층(68)의 표면-영역 비는 비록 연마 가공이 더욱 진행된다 할지라도 변하지 않는다. 따라서, 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)는 거의 일정하게 유지된다.
결과적으로, 상기 연마 가공의 정확한 최종 포인트는 웨이퍼(1)의 물질에 의존하여 상기 경반사 광 빔(7)에 대한 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 그의 임계값보다 크거나 낮을 때의 시간으로 결정된다. 선택적으로, 정확한 최종 포인트는 상기 산란/회절 광 빔(10)에 대한 제 2 전기 신호(b)의 레벨이 그의 임계값보다 높을 때의 시간으로 결정된다. 또한, 정확한 최종 포인트는 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)가 각각 상술된 조건들을 만족할 때의 시간으로 결정된다.
금속층(68)의 물질 및 두께에 의존하는, 상기 산란/회절 광 빔(10)이 연마 가공의 개시로부터 발생되는 다른 경우가 있다. 이 경우에 있어서, 비록, 제 1 신호(a)의 변화가 도 13에 도시된 바와 같다 할지라도, 제 2 신호(b)의 변화는 도 14와는 다르다. 상기 제 2 신호(b)의 변화는 다음과 같다.
만약, 기초 구조체(61)의 반사율이 낮고, 웨이퍼(1) 전체의 반사율이 연마 가공이 진행됨에 따라 감소되고, 따라서, 상기 산란/회절 광 빔(10)의 비가 증가함에 따른 산란/회절 광 빔(10)의 비율의 증가가 웨이퍼(1)의 전체 반사율의 감소보다 작을 경우, 상기 산란/회절 광 빔(10)의 양은 연마 가공의 개시에서 큰 값을 나타내고, 다음에 그것은 연마 가공의 진행에 따른 경반사된 빔(7)의 감소로 낮아진다. 결과적으로, 이 경우, 상기 산란/회절 광 빔(10)은 도 13에 도시된 경반사 광 빔(7)과 유사한 변화를 나타낸다.
결과적으로, 이 경우, 상기 연마 가공의 정확한 최종 포인트는 상기 경반사 광 빔(7)에 대한 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 그의 임계값보다 낮을 때의 시간으로 결정된다. 선택적으로, 정확한 최종 포인트는 상기 산란/회절 광 빔(10)에 대한 제 2 전기 신호(b)의 레벨이 그의 임계값보다 낮을 때의 시간으로 결정된다. 또한, 정확한 최종 포인트는 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)가 각각 상술된 조건들을 만족할 때의 시간으로 결정된다.
전체 웨이퍼(1)상의 배선 라인(65)의 밀도가 극히 낮은 또 다른 경우가 있다. 이 경우, 작은 양의 산란/회절 광 빔(10)이 발생하기 때문에, 제 2 전기 신호(b)의 변화는 작다. 따라서, 이 경우, 상기 연마 가공의 진행은 경반사 광 빔(7)에 대한 제 1 전기 신호(a)의 변화에 의해 감시된다.
결과적으로, 이 경우, 연마 가공의 정확한 최종 포인트는 상기 경반사 광 빔(7)에 대한 제 1 전기 신호(a)의 레벨이 임계값보다 작거나 큰 시간으로서 결정된다.
상술된 바와 같이, 상기 경반사 광 빔(7)에 대한 제 1 전기 신호(a)와 산란/회절 광 빔(10)에 대한 제 2 전기 신호(b)의 평균값은 연마 가공의 진행으로 감소 또는 증가된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)의 평균값중 어느 하나도 거의 어떠한 변화도 나타내지 않는다.
도 12의 제 8 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 비록 상기 웨이퍼(1)가 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)의 평균값중 하나가 어떠한 변화도 나타내지 않는다는 특성을 가질 때 조차도, 정확한 최종 포인트 검출은 이와 같은 종류의 웨이퍼(1)용으로 실현될 수 있다.
또한, 상기 웨이퍼(1)의 전체 연마면이 균일하게 연마되지 않고, 일부 불균형{특히, 상기 웨이퍼(1)의 반경을 따라 검출된 불균형}이 연마면상에 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 비록 상기 최종 포인트가 상술된 방법중 하나에 따라 결정된다 할지라도, 상기 연마 가공은 웨이퍼(1)의 영역 또는 일부에서 불충분하게 될 수도 있다. 그와 같은 경우가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 상기 최종 포인트는 상술된 방법중 하나에 따라 결정된 시간으로부터 일정 시간 지연된 후에 결정되는 것이 좋다.
상기 제 8 실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 신호(a,b)의 시간 의존 변화는 웨이퍼(1)의 구조, 배선 라인(65)의 밀도 등과 같은 매체에 따라 다르다. 따라서, 상술된 최종 포인트 검출 상태중 어떤 하나가 선정되고 상기 웨이퍼(1)상의 칩 종류에 따라 실용적으로 사용되는 것이 좋다.
만약, 상기 웨이퍼(1)상의 패턴의 조밀도/거칠기가 극히 작고, 따라서, 상기 신호(a,b)의 변화 가능성이 매우 작을 경우, 도 12에서 신호(a,b)를 평균화하는 단계 901은 생략할 수 있다.
제 9 실시예
도 15는 제 1 실시예에 따른 도 2의 감시 장치(51)에 의해 수행되는, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1101에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 1102에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 기준값은 단계 1101에서 얻어진 평균값으로부터 선정된다. 상기 기준값은 특정 기간이 연마 가공의 개시로부터 경과된 후의 시간에서 결정된다. 그 때, 평균값과 그에 대응하는 기준값 사이의 차이는 광 빔(7,10)에 대해 산출된다.
따라서, 단계 1103에서, 단계 1102에서 산출된 차이는 특정 임계값과 비교된다.
단계 1104에 있어서, 상기 2개의 광 빔(7,10)의 차이중 적어도 하나가 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
도 15의 제 9 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에 제공된다.
상기 빔(7,10)의 평균값이 그의 임계값과 직접 비교되는 도 12의 제 8 실시예에 따른 방법과는 달리, 도 15의 제 9 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 빔(7,10)에 대한 기준값은 특정 기간이 연마 가공의 개시로부터 경과한 후 단계 1101에서 얻어진 평균값에서 선정된다. 그 때, 상기 단계 1102에서 산출된 기준값으로부터의 차이는 단계 1103에서의 임계값과 비교된다. 결과적으로, 상기 방법은 연마될 웨이퍼(1)가 경반사 광 빔(7)의 양과 다른 절대값(또는, 큰 변화)을 갖는 경우에 효과적이다.
연마 가공의 개시로부터의 특정 기간은 제로로 된다. 이 경우, 연마 가공의 개시 바로 직후 얻어진 평균값이 기준값으로 사용된다.
단계 1102에 있어서, 평균값과 그에 대응하는 기준값 사이의 비는 평균값과 그에 대응하는 기준값 사이의 차이 대신 광 빔(7,10)에 대해 산출될 수 있다.
만약, 상기 경반사 광 빔(7)의 양이 금속층(69) 표면의 평탄함으로 인해 연마 가공의 개시 후 증가된다면, 먼저 상기 연마 가공의 개시로부터 발생한 상대적 최대값이 기준값으로 사용될 수 있다.
제 10 실시예
도 16은 제 3 실시예에 따른 도 5의 감시 장치(51B)에 의해 수행되는, 본 발명의 제 10 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1201에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7, 10a,10b){예를 들면, 제 1, 제 2 및 제 3 전기 신호(c,d,e)}량의 평균값이 산출된다.
단계 1202에 있어서, 상기 산란/회절 광 빔(10a,10b)의 평균값이 서로 가산되어, 전체 산란/회절 광 빔의 평균값을 초래하였다.
단계 1203에서, 산란/회절 광 빔(7) 및 전체 산란/회절 광 빔(10a, 10b)에 대해 산출된 평균값이 각각 특정 임계값과 비교된다.
단계 1204에 있어서, 상기 광 빔(7,10) 및 광 빔(10a, 10b)에 대한 평균값중 적어도 하나가 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
도 16의 제 10 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 3 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에 제공된다.
상기 단계 1202에서의 가산은 소프트웨어를 사용하여 수행된다. 그러나, 그것은 가산기 회로와 같은 하드웨어를 사용하여 수행될 수도 있다.
제 11 실시예
도 17은 단계 1301 내지 1303에서 수행되는, 본 발명의 제 11 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1301에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 1302에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 산출된 평균값은 미분되어, 감산된 값을 초래하였다.
단계 1303에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 미분값중 적어도 하나가 그의 특정값보다 작거나 같을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
단계 1302에 있어서, 상기 감산값은 평균값중 인접한 2개로부터 뿐만 아니라 상기 평균값중 최소 제곱 방법을 사용하여 얻어진 기울기로부터 얻을 수 있다. 후자의 경우, 상기 최종 포인트 검출은 저주파 소음에 의해 영향을 받기가 더욱 어려우며, 반면 최종 포인트의 결정은 약간 지연된다.
상기 제 11 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상술된 바와 같이, 평균값이 임계값과 비교되는 제 8 내지 제 10 실시예에 따른 방법과는 달리, 상기 제 11 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 최종 포인트 검출은 각각 시간이 경과하는 동안 평균값의 변화 또는 편차를 사용하여 수행된다.
도 12의 제 9 실시예에서 설명된 바와 같이, 비록 상기 제 1 및 제 2 신호(a,b)의 평균값이 상기 절연층(68)이 금속층(69)으로부터 노출되기 시작한 후 변한다 할지라도, 그들은 상기 최종 포인트 이 후에는 거의 어떠한 변화도 나타내지 않는다. 따라서, 상기 평균값의 감산값은 상기 절연층(68)이 금속층(69)으로부터 노출되기 시작한 후 비교적 크게 되며, 그 때, 그들은 최종 포인트 후 거의 제로가 된다.
결과적으로, 상기 제 11 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 최종 포인트는 상기 감산값의 절대값이 충분히 작은 특정값보다 작거나 같을 때의 시간에 따라 결정된다.
제 12 실시예
도 18은 단계 1401 내지 1403에서 수행되는, 본 발명의 제 12 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1401에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 최대값이 산출된다.
단계 1402에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 산출된 최대값은 그의 임계값과 비교되어, 미분값을 초래한다.
단계 1403에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 최대값중 적어도 하나가 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 12 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
평균값이 임계값과 비교되는 제 8 내지 제 10 실시예에 따른 방법과는 달리, 상기 제 12 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 최종 포인트 검출은 각각 시간이 경과하는 동안 최대값을 평균값과 비교하여 수행된다. 다시 말해서, 상기 최종 포인트 결정은 평균값이 아니라 최대값의 변화를 비교하여 수행된다.
제 13 실시예
도 19는 단계 1501 내지 1505에서 수행되는, 본 발명의 제 13 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1501에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 최대값이 산출된다.
단계 1502에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 최소값이 산출된다.
단계 1503에 있어서, 상기 최대 및 최소값 사이의 차이가 산출되어, 상기 빔(7,10)의 진폭{예를 들면, 신호(a,b)}이 초래된다
단계 1504에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 산출된 진폭은 그의 임계값과 비교된다.
단계 1505에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 진폭중 적어도 하나가 그의 임계값보다 클 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 13 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상기 배선 라인(65)이 형성되기 시작할 때, 상기 산란/회절 광 빔(10)이 발생하고, 동일한 시간에, 다른 반사율 값을 갖는 영역의 비-균일한 분배(예를 들면, 조밀도/거칠기)가 발생한다. 이것은 상기 산란/회절 광 빔(10)의 진폭이 배선 라인(65)의 형성에 따라 증가하는 것을 의미한다. 이와 같은 특성에 대처하기 위하여, 상기 제 13 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 최종 포인트 검출은 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10)의 진폭을 그의 임계값과 비교하여 수행된다.
제 14 실시예
도 20은 단계 1601 내지 1603에서 수행되는, 본 발명의 제 14 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1601에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 분산이 산출된다.
단계 1602에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 산출된 분산은 그의 임계값과 비교된다.
단계 1603에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 분산중 적어도 하나가 그의 임계값보다 클 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 14 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
도 19의 제 13 실시예에 따른 방법에서 설명한 바와 같이, 상기 배선 라인(65)이 형성되기 시작할 때, 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10)의 진폭은 배선 라인(65)의 형성에 따라 증가한다. 다시 말하면, 상기 빔(7,10)의 변화가 커지게 된다. 따라서, 각각의 기간 동안 상기 빔(7,10)의 분산은 상기 배선 라인(65)의 형성에 따라 증가한다.
이와 같은 특성에 대처하기 위하여, 상기 제 14 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 상기 최종 포인트 검출은 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10)의 분산(도 19의 진폭 대신)을 그의 임계값과 비교하여 수행된다.
제 15 실시예
도 22는 단계 1701 내지 1703에서 수행되는, 본 발명의 제 15 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1701에 있어서, 특정 기간 동안 다른 2개의 파장을 갖는 경반사광 빔(7){예를 들면, 전기 신호 세트(f,g)}량의 평균값이 산출된다.
단계 1702에 있어서, 상기 광 빔(7)에 대한 산출된 평균값은 각각 그의 특정 임계값과 비교된다.
단계 1703에 있어서, 상기 2개의 다른 파장중 적어도 하나에서 광 빔(7)에 대한 평균값이 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 15 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 도 8의 제 6 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상기 제 6 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 절연층(68) 및 기초 구조체(61)로부터 금속층(69)의 반사율 차이가 작을 때, 상기 신호(a,b)의 만족할만큼 큰 변화는 단일 파장의 검출 광 빔(5)을 사용하여 발생시킬 수 없다. 상기 제 15 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 그 경우 대처할 수 있다.
제 16 실시예
도 23은 단계 1801 내지 1805에서 수행되는, 본 발명의 제 16 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1801에 있어서, 특정 기간 동안 다른 파장{즉, 전기 신호 세트(f,g)}에서 경반사 광 빔(7)량의 평균값이 산출된다.
단계 1802에 있어서, 상기 광 빔(7)에 대한 기준값은 단계 1801에서 얻어진 평균값에서 선정된다. 상기 기준값은 특정 기간이 연마 가공의 개시로부터 경과된 후에 얻어진다. 그 때, 평균값과 그에 대응하는 기준값 사이의 차이는 다른 파장에서 광 빔(7)에 대한 편차로서 산출된다.
단계 1803에 있어서, 단계 1802에서 산출된 차이 또는 편차의 절대값은 검출된 값으로 산출된다
단계 1804에 있어서, 상기 검출된 값은 그의 특정 임계값과 비교된다.
단계 1805에 있어서, 다른 파장중 적어도 하나에서 상기 광 빔(7)에 대한 검출값이 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 16 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 도 9의 제 6 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상기 최종 포인트 검출 방법에 대하여는 다음에 더욱 상세히 설명된다.
단계 1801에 있어서, 제 1 및 제 2 전기 신호 세트(f,g)는 특정 기간 동안 평균화 되어, 평균화 또는 평균값을 초래한다. 단계 1802에 있어서, 평균화된 값의 편차는 연마 가공의 개시로부터 특정 기간이 경과한 후의 시간에 평균값과 그에 대응하는 기준값 사이의 감산에 의해 산출된다. 상기 편차는 2개의 다른 파장에서 경반사 빔(7)의 변화를 나타낸다.
상기 제 1 검출 광 빔(28)의 파장은 금속층(69)에서의 반사율이 기초 절연층(69) 및 구조체(61)보다 크도록 선정된다. 따라서, 상기 빔(28)의 편차는 절연층(68)이 노출된 후 음의 값을 갖는다. 반대로, 제 2 검출 광 빔(30)의 파장은 금속층(69)에서의 반사율이 기초 절연층(69) 및 구조체(61)보다 작도록 선정된다. 따라서, 상기 빔(30)의 편차는 절연층(68)이 노출된 후 양의 값을 갖는다.
단계 1803에 있어서, 상기 편차의 차이에 대한 절대값은 검출된 값으로 산출된다. 상기 검출된 값이 상기 빔(28)의 음의 값과 빔(30)의 양의 값 사이의 차이와 같으므로, 합성 검출값은 증가될 수 있다.
단계 1804에 있어서, 상기 합성 검출값은 임계값과 비교된다.단계 1805에 있어서, 다른 파장중 적어도 하나에서 상기 광 빔(7)에 대한 검출값이 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상술된 바와 같이, 도 23의 제 16 실시예에 따른 최종 단부 검출 방법은 다른 파장에서 경반사 광 빔(7)량의 변화가 작은 경우에 효과적이다.
만약, 연마 가공의 개시로부터의 특정 기간이 제로일 경우, 상기 가공의 개시 후 첫 번째로 얻어진 평균값이 기준값으로 사용된다.
단계 1802에서 산출된 "차이" 대신, "비"가 사용될 수도 있다.
만약, 경반사 빔(7)의 양이 웨이퍼(1)의 연마면의 평탄화로 인해 증가될 경우, 제 1 상대적 최대값이 기준값으로 사용될 수도 있다.
제 17 실시예
도 25는 단계 1901 내지 1905에서 수행되는, 본 발명의 제 17 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 1901에 있어서, 특정 기간 동안 각각 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 1902에 있어서, 특정 기간 동안 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 최대값이 산출된다.
단계 1903에 있어서, 상기 평균값과 최대값 사이의 차이가 산출된다
단계 1904에 있어서, 상기 차이는 그의 특정 임계값과 비교된다.
단계 1905에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 차이값이 그의 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 17 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 도 10의 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상기 제 7 실시예에 따른 감시 방법에 있어서, 상기 기초 절연층(68)이 진행중인 연마 작업으로 인해 금속층(69)으로부터 노출되기 시작한 후, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 레벨은 집광 빔(5)이 웨이퍼(1)상의 특정 패턴에 의해 반사되는 상태하에 상기 절연층(68)이 금속층(69)으로 완전히 커버되기 전에 얻어지는 것과 비교하여 변화되지 않는다. 그러나, 만약 상기 집광 빔(5)이 특정 패턴 이외의 어떠한 영역에 의해 반사될 경우, 상기 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)의 레벨은 노출된 절연층(68)에 의해 변한다. 따라서, 상기 신호(a,b)의 최대값은 대체로 어떠한 변화도 나타내지 않으며, 반면, 상기 신호(a,b)의 최소값은 큰 변화를 나타내어, 특정 기간 동안 평균값의 큰 변화를 나타낸다. 도 25의 제 17 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 이 경우에 대처할 수 있다.
단계 1903에 있어서, 평균값과 최대값 사이의 차이 대신에 평균값과 최대값 사이의 비가 사용될 수 있다.
제 18 실시예
도 26은 단계 2001 내지 2004에서 수행되는, 본 발명의 제 18 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 2001에 있어서, 특정 기간 동안 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 2002에 있어서, 특정 진행 시간 동안 평균값의 최소 및 최대값 사이의 편차값이 산출된다
단계 2003에 있어서, 상기 빔의 편차값은 그의 대응하는 임계값과 비교된다.
단계 2004에 있어서, 상기 2개의 빔중 적어도 하나의 편차값이 그의 대응하는 임계값보다 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
도 12의 제 9 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에서 설명된 바와 같이, 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10)의 평균값은 상기 절연층(68)이 금속층(69)으로부터 노출된 후 변한다. 그러나, 그들은 최종 포인트 후에는 거의 변하지 않는다. 따라서, 상기 빔(7,10)의 편차값은 상기 최종 포인트 후에는 작게 된다.
만약, 연속 기간에 있어서 2개의 값의 결합이 상기 편차값을 산출하기 위해사용된다면, 상기 산출은 소음에 의해 쉽게 영향을 받게 되며, 따라서, 에러 검출이 발생한다. 따라서, 특정 진행 시간 동안 상기 평균값의 최대 및 최소값 사이의 편차값은 그와 같은 목적을 위해 사용된다.
제 19 실시예
도 27은 단계 2101 내지 2103에서 수행되는, 본 발명의 제 19 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계 2101에 있어서, 특정 기간 동안 경반사 및 산란/회절 광 빔(7,10){예를 들면, 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)}량의 평균값이 산출된다.
단계 2102에 있어서, 상기 광 빔(7,10)에 대한 평균값은 그의 대응하는 임계값과 비교된다.
단계 2103에 있어서, 상기 2개의 빔(7, 10)중 적어도 하나의 평균값이 일부 연속 기간을 통해 그의 대응하는 임계값보다 크거나 작을 때의 시간은 연마 가공의 최종 포인트로서 결정된다.
상기 제 19 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법은 제 1 내지 제 5 실시예 및 제 7 실시예에 따른 감시 장치에서 적합하게 사용된다.
상기 제 19 실시예에 따른 방법은 제 1 및 제 2 전기 신호(a,b)가 높은 수준의 소음을 포함하는 경우에 효과적이며, 따라서, 에러 검출이 발생하는 경향을 갖는다.
제 20 실시예
본 발명의 제 20 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법에 있어서, 비록 여기서는 설명하고 있지 않지만, 제 8 내지 제 19 실시예에 따른 최종 포인트 검출 방법중 적어도 2개가 선정되며, 그 때, 선정된 방법은 논리적 합이나 또는 논리적 곱으로 결합된다.
본 발명에 따른 적합한 형태가 설명되는 동안, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한도 내에서 당업자들에 의한 수정이 가능할 수 있음을 밝혀둔다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 다음의 청구범위에 의해서만 결정될 수 있다.
본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 웨이퍼 상의 층 구조체의 형상, 물질 및 크기와, 반도체 칩에 대한 패턴 및 배열의 기하학적 형상 등과 같은, 광학적 측정에 영향을 미치는 다양한 인자에 관계없이 가공을 정확하게 감시할 수 있으며, 또한, 반도체 웨이퍼의 연마 가공의 소정 최종 포인트를 정확히 검출할 수 있다.

Claims (52)

  1. 검출 광 빔(detection light beam)을 반도체 웨이퍼에 조사하기 위한 조광 수단(light irradiation means)과;
    상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔(specular-reflected light beam)을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 수광 수단과;
    상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔(scattered/diffracted light beam)을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 수광 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단을 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    제 1 기준값을 한정하기 위해 제 1 신호의 평균값중 하나를 선정하는 단계와;
    제 1 편차값으로서 연속된 특정 기간에 있어서 상기 제 1 신호 및 제 1 기준값의 평균값 사이의 차이 또는 비를 설정하는 단계와;
    상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    제 2 기준값을 한정하기 위해 제 2 신호의 평균값중 하나를 선정하는 단계와;
    제 2 편차값으로서 연속된 특정 기간에 있어서 상기 제 2 신호 및 제 2 기준값의 평균값 사이의 차이 또는 비를 설정하는 단계와;
    상기 제 1 편차값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 편차값을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값의 변화를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값의 변화를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값의 시간 도함수를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값의 시간 도함수를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 최대값을 얻는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 최대값을 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 평균값중 최대값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 평균값중 최대값을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 진폭을 얻는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 진폭을 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 진폭을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 진폭을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 분산을 얻는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 분산을 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 분산을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 분산을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비를 얻는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비를 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 차이 또는 비를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 차이 또는 비를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    상기 제 1 신호의 평균값중 최대값과 최소값 사이의 차이를 산출하는 단계와;
    상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    상기 제 2 신호의 평균값중 최대값과 최소값 사이의 차이를 산출하는 단계와;
    상기 제 1 신호의 차이를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 차이를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하며,
    상기 웨이퍼의 연마 상태를 결정하는 단계는 상기 제 1 신호의 평균값이 제 1 임계값을 초과할 때의 제 1 시간과 상기 제 2 신호의 평균값이 제 2 임계값을 초과할 때의 제 2 시간을 사용하여 수행되는 연마 가공 감시 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 경반사 광 빔의 반사 빔을 형성하도록 상기 경반사 광 빔을 반사시키기 위한 반사 수단을 부가로 포함하며,
    상기 반사 수단은 상기 경반사 광 빔의 광학축상에 위치되며,
    상기 제 1 수광 수단은 경반사 광 빔의 반사 빔을 수광하는 연마 가공 감시 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 상의 특정 패턴보다 작은 웨이퍼 상의 스폿 크기를 갖기 위해, 상기 검출 광 빔을 집광하기 위한 광학 집광 수단을 부가로 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 산란/회절 광 빔을 반사시키기 위한 광학 반사 수단과 상기 산란/회절 광 빔을 집광하기 위한 광학 집광 수단중 하나를 부가로 포함하며,
    상기 각각의 광학 반사 수단 및 광학 집광 수단은 제 1 수광 수단이나 또는 상기 경반사 광 빔을 제 1 수광 수단으로 반사하기 위한 반사 수단에 대해 하향으로 상기 경반사 광 빔의 광학축상에 위치되는 연마 가공 감시 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 상의 조사 위치로부터 연마 슬러리를 거의 제거시키기 위한 슬러리 제거 수단을 부가로 포함하며,
    상기 슬러리 제거 수단은 조사된 위치 또는 특정 거리만큼 특정 방향을 따라 조사 위치로부터 이격된 위치를 향해 유체의 흐름을 방사하는 연마 가공 감시 장치.
  16. 서로 다른 파장을 갖는 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하기 위한 조광 수단과;
    상기 웨이퍼에서 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 하나의 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하기 위한 수광 수단; 및
    상기 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단을 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 경반사 광 빔에 대한 신호의 평균값을 제 1 임계값과 비교하여, 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 경반사 광 빔에 대한 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    상기 신호의 평균값을 기준값으로서 한정하는 단계와;
    연속된 특정 기간에 상기 각각의 신호의 평균값과 기준값중 대응하는 것 사이의 차이 또는 비를 편차값으로서 설정하는 단계와;
    상기 신호의 편차값을 대응하는 임계값과 비교하여, 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 조광 수단은 검출 광 빔으로서 서로 다른 파장을 갖는 광 빔을 조사하기 위한 조광 소자를 포함하며, 상기 조광 소자는 다른 광학축상에 위치되며,
    상기 수광 수단은 상기 신호를 출력하기 위해 경반사 광 빔을 각각 수광하기 위한 수광 소자를 포함하며, 상기 수광 소자는 다른 광학축상에 위치되는 연마 가공 감시 장치.
  20. 서로 다른 파장을 갖는 복수의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하기 위한 조광 수단과;
    상기 웨이퍼에서 복수의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 복수의 경반사 광 빔을 수광하고, 또한, 상기 복수의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위한 제 1 수광 수단과;
    상기 웨이퍼에서 복수의 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 복수의 산란/회절 광 빔을 수광하고, 또한, 상기 복수의 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위한 제 2 수광 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단을 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 경반사 광 빔의 반사 빔을 형성하도록 상기 경반사 광 빔을 반사시키기 위한 반사 수단을 부가로 포함하며,
    상기 반사 수단은 상기 경반사 광 빔의 광학축상에 위치되며,
    상기 제 1 수광 수단은 경반사 광 빔의 반사 빔을 수광하는 연마 가공 감시 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 웨이퍼 상의 특정 패턴보다 작은 웨이퍼 상의 스폿 크기를 갖기 위해, 상기 검출 광 빔을 집광하기 위한 광학 집광 수단을 부가로 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 산란/회절 광 빔을 반사시키기 위한 광학 반사 수단과 상기 산란/회절 광 빔을 집광하기 위한 광학 집광 수단중 하나를 부가로 포함하며,
    상기 각각의 광학 반사 수단 및 광학 집광 수단은 제 1 수광 수단이나 또는 상기 경반사 광 빔을 제 1 수광 수단으로 반사하기 위한 반사 수단에 대해 하향으로 위치되는 연마 가공 감시 장치.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대해 동일한 광학축을 따라 검출 광 빔을 조사하기 위한 조광 수단; 및
    상기 경반사된 빔을 스펙트럼 분석하기 위해 상기 경반사된 빔을 수광하기 위한 스펙트럼 분석기를 부가로 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  25. 제 20항에 있어서, 상기 웨이퍼 상의 조사 위치로부터 연마 슬러리를 거의 제거시키기 위한 슬러리 제거 수단을 부가로 포함하며,
    상기 슬러리 제거 수단은 조사된 위치 또는 특정 거리만큼 특정 방향을 따라 조사 위치로부터 이격된 위치를 향해 유체의 흐름을 방사하는 연마 가공 감시 장치.
  26. 검출 광 빔을 조사하기 위한 조광 수단과;
    웨이퍼 상의 특정 패턴의 크기보다 작은 크기의 스폿을 갖는 집광 빔을 형성하기 위해 검출 광 빔을 집광하고, 상기 검출 광 빔의 광학축상에 위치되는 집광 수단과;
    상기 웨이퍼의 집광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하기 위한 수광 수단; 및
    상기 신호를 사용하여 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위한 감시 수단을 포함하는 연마 가공 감시 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 감시 수단은,
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 신호의 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비를 얻는 단계와;
    상기 신호의 차이 또는 비를 제 1 값과 비교하여, 비교 결과를 발생시키는 단계와; 및
    상기 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 상태를 결정하여, 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하는 단계를 수행하는 연마 가공 감시 장치.
  28. 제 1항 내지 제 27항중 어느 한 항에 따른 연마 가공 감시 장치; 및
    반도체 웨이퍼를 연마하기 위한 연마 수단을 포함하는 연마기.
  29. 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계를 포함하는 연마 가공 감시 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 제 1 신호는, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계에서 경반사 광 빔량의 변화에 따라 출력되며,
    상기 제 2 신호는, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계에서 산란/회절 광 빔량의 변화에 따라 출력되는 연마 가공 감시 방법.
  31. 서로 다른 파장을 갖는 복수의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    상기 웨이퍼에서 복수의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 복수의 경반사 광 빔을 수광하고, 또한, 상기 복수의 경반사 광 빔의 양에 따라 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호들을 생성하기 위해 상기 신호를 처리하는 단계를 포함하는 연마 가공 감시 방법.
  32. 서로 다른 파장을 갖는 복수의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    상기 웨이퍼에서 복수의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 복수의 경반사 광 빔을 수광하고, 또한, 상기 복수의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호들을 출력하는 단계와;
    상기 웨이퍼에서 복수의 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 복수의 산란/회절 광 빔을 수광하고, 또한, 상기 복수의 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호들을 출력하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호들을 생성하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계를 포함하는 연마 가공 감시 방법.
  33. 검출 광 빔을 조사하는 단계와;
    웨이퍼 상의 특정 패턴의 크기보다 작은 크기의 스폿을 갖는 집광 빔을 형성하기 위해 검출 광 빔을 집광하고, 집광 수단을 상기 검출 광 빔의 광학축상에 위치시키는 단계와;
    상기 웨이퍼의 집광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하고, 상기 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 신호를 처리하는 단계를 포함하는 연마 가공 감시 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 웨이퍼의 검출 광 빔의 산란 및 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하고, 상기 산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하는 단계를 부가로 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 신호는 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생산하기 위해 상기 웨이퍼의 연마 가공을 감시하기 위해 필요한 합성 신호를 생성하기 위해 상기 신호를 처리하는 단계에서 처리되는 연마 가공 감시 방법.
  35. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비를 얻는 단계와;
    특정 기간에 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비를 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 차이나 또는 비를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 차이나 또는 비를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  36. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    (가)검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    (나)경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    (다)산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    (라)특정 기간 동안 상기 경반사 광 빔에 대한 제 1 신호의 평균값을 산출하는 단계와
    (마)특정 기간 동안 산란/회절 광 빔에 대한 제 2 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    (바)상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 제 1 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    (사)상기 연마 가공의 개시 후 특정 기간 동안 상기 제 2 신호의 평균값을 산출하는 단계와;
    (아)상기 (라) 단계 및 (바) 단계에 있어서 제 1 신호의 평균값들 사이의 차이 또는 비를 산출하는 단계와;
    (자)상기 (마) 단계 및 (사) 단계에 있어서 제 2 신호의 평균값들 사이의 차이 또는 비를 산출하는 단계와;
    (차)상기 제 1 신호의 차이나 또는 비를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    (카)상기 제 2 신호의 차이나 또는 비를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    (타)상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  37. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 1 신호의 평균값의 시간 도함수를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 2 신호의 평균값의 시간 도함수를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  38. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 1 신호의 최대값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 2 신호의 최대값을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  39. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 1 신호의 최대값과 최소값 사이의 차이를 얻는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 2 신호의 최대값과 최소값 사이의 차이를 얻는 단계와;
    상기 제 1 신호의 차이를 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 2 신호의 차이를 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  40. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    산란/회절 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 검출 광 빔의 산란 또는 회절에 의해 발생한 산란/회절 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 1 신호의 분산을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 2 신호의 분산을 제 2 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  41. 연마기를 사용하는 연마 가공의 최종 포인트 검출 방법에 있어서,
    다른 파장을 갖는 하나의 검출 광 빔을 반도체 웨이퍼에 조사하는 단계와;
    상기 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 1 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 경반사된 하나의 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 1 신호의 평균값을 제 1 임계값과 비교하여, 제 1 비교 결과를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 하나의 경반사 광 빔의 양에 따라 제 2 신호를 출력하기 위해, 상기 웨이퍼에서 하나의 검출 광 빔의 반사에 의해 발생한 하나의 경반사 광 빔을 수광하는 단계와;
    특정 기간에 상기 제 2 신호의 평균값을 임계값과 비교하여, 제 2 비교 결과를 발생시키는 단계와;
    상기 제 1 및 제 2 비교 결과에 근거한 웨이퍼의 연마 가공의 최종 포인트를 결정하는 단계를 부가로 포함하는 최종 포인트 검출 방법.
  43. 제 41항에 있어서, 상기 최종 포인트는 상기 값중 하나가 특정 연속 기간 동안 상기 임계값보다 크거나 또는 작게 될 때의 시간으로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  44. 제 41항에 있어서, 상기 특정 기간 동안 각각 다른 파장을 갖는 경반사 광 빔량 및 다른 파장을 갖는 산란/회절 광 빔량의 평균값이 산출된 후, 상기 평균값은 특정 임계값과 비교되는 것과,
    다른 파장을 갖는 2개의 광 빔의 평균값들중 하나가 임계값보다 높거나 또는 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  45. 제 41항에 있어서, 상기 특정 기간 동안 경반사 광 빔량의 최대값과 평균값이 산출된 후, 상기 최대값과 평균값 사이의 차이 또는 비가 산출되며,
    상기 차이 또는 비는 특정 임계값과 비교되며,
    상기 차이 또는 비가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  46. 제 41항에 있어서, 상기 특정 기간 동안 각각 상기 경반사 및 산란/회절 광 빔량의 평균값이 산출된 후, 상기 특정 진행 기간 동안 평균값들의 최대값과 최소값 사이의 편차가 산출되며,
    상기 각각의 빔의 편차는 특정 임계값과 비교되며,
    상기 2개의 빔의 편차중 하나가 임계값보다 높거나 낮을 때의 시간이 연마 가공의 최종 포인트로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  47. 제 41항에 있어서, 상기 최종 포인트는 상기 값들중 하나가 특정 기간 동안 상기 임계값보다 높거나 또는 낮을 때의 시간으로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  48. 제 41항에 있어서, 상기 최종 포인트는 상기 여러 횟수의 값들중 하나가 특정 연속 기간 동안 상기 임계값보다 높거나 또는 낮을 때의 시간으로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  49. 제 41항에 있어서, 상기 최종 포인트는 상기 값들중 하나가 특정 연속 기간 동안 상기 임계값보다 높거나 또는 낮을 때의 시간으로 결정되는 최종 포인트 검출 방법.
  50. 제 35항에 있어서, 상기 임계값 대신 변화된 임계값이 사용되는 최종 포인트 검출 방법.
  51. 제 35항에 있어서, 상기 결정된 최종 포인트는 상기 최종 포인트를 결정하는 단계에 의해 주어진 시간에 대해 특정 기간만큼 지연되는 최종 포인트 검출 방법.
  52. 삭제
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