KR101389532B1 - 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법 - Google Patents

화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 방법으로서, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 광 조사부로부터 광을 조사하여, 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광과 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광을 연속적으로 수신하여 수광 데이터를 취득하는 수광데이터 취득단계와; 상기 수광 데이터로부터 상기 제2반사광에 의한 수광 데이터를 필터링하여 보정 데이터를 생성하는 보정데이터 생성단계와; 상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 막두께 결정단계를; 포함하여 구성되어, 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼의 막 두께를 실시간으로 인 시츄 방식으로 정확하게 측정할 수 있는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법 및 장치를 제공한다.

Description

화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법 {DEVICE OF MEASURING WAFER METAL LAYER THICKNESS IN CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연마 패드와 연마 정반을 관통하는 투명창을 통해 광을 조사하여 반사된 광으로부터 웨이퍼의 막두께를 측정함에 있어서, 웨이퍼의 막두께를 산출하는 수광 데이터로부터 잡음을 제거함으로써 웨이퍼의 막두께를 보다 정확하게 구할 수 있는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 회전하는 연마 정반 상에 웨이퍼 등의 기판이 접촉한 상태로 회전 시키면서 기계적인 연마를 행하여 미리 정해진 두께에 이르도록 기판의 표면을 평탄하게 하는 공정이다.
이를 위하여, 화학 기계적 연마 장비(1)는 연마 정반(12)에 연마 패드(11)를 그 위에 입힌 상태로 자전시키면서, 캐리어 헤드(20)로 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압하면서 회전시켜, 웨이퍼(W)의 표면을 평탄하게 연마한다. 이를 위하여, 연마 패드(11)의 표면이 일정한 상태로 유지되도록 회전(30r)하면서 개질시키는 컨디셔너(30)가 구비되고, 연마 패드(11)의 표면에 화학적 연마를 수행하는 슬러리가 슬러리 공급관(40)을 통해 공급된다.
이 때, 화학 기계적 연마 공정에 의해 연마되는 웨이퍼(W)의 막 두께는 정확하게 조절되어야 한다. 이를 위하여, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에 투명창을 형성하는 관통부(10a)를 웨이퍼(W)가 위치하는 영역(20a)의 하측에 구비하여, 광조사부(50)로부터 레이저(L)를 조사하여 웨이퍼(W)의 막에 반사된 반사광(L')을 수광부(60)가 수신하여, 수광부(60)에 수신된 반사광(L')의 파형으로부터 제어부(70)가 웨이퍼(W)의 막두께를 측정한다.
그러나, 웨이퍼(W)가 연마 패드(11) 상에 가압된 상태로 회전하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해지므로, 웨이퍼(W)와 연마 패드(11) 사이의 마찰력(F)에 의해 연마 정반(10)은 항상 일정한 속도로 회전하지 않으며, 도3에 도시된 바와 같이, 수광부(60)에 수신된 반사광(L')의 신호는 투명창(10a)을 통과할 때의 신호 주기(x1, x2)가 매번 일정하지 않게 된다.
따라서, 투명창(10a)이 광조사부(50)의 상측에 위치하는 동안에만 광(L)을 조사하고자 하여도, 투명창(10a)의 위치를 실시간으로 정확히 측정하여 조사하는 것이 매우 까다로울 뿐만 아니라, 회전하는 투명창(10a)의 위치에 맞춰 광조사부(50)로부터의 광이 조금이라도 잘못 조사되면, 약간의 편차에 의해 연마 정반(10)의 저면에서 반사된 광을 포함하는 반사광(L')을 수광부(60)에서 수신하여 이로부터 웨이퍼(W)의 두께를 산출하게 되어, 웨이퍼의 두께가 왜곡되어 웨이퍼의 막두께를 실시간으로 정확하게 측정하지 못하는 문제가 야기되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 연마 패드와 연마 정반을 관통하는 투명창을 통해 광을 조사하여, 반사된 광으로부터 웨이퍼의 막두께를 측정함에 있어서, 웨이퍼의 막두께를 산출하는 수광 데이터로부터 잡음을 제거함으로써 웨이퍼의 막두께를 보다 정확하게 구할 수 있는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 광조사부로부터 조사되는 광이 반사되어 수광부에서 수신된 반사광 중에 웨이퍼의 막에서 반사되지 아니한 반사광의 데이터를 확실하게 제거함으로써, 연마 패드가 불균일한 속도로 회전하더라도 웨이퍼에서 반사된 광만을 기초로 웨이퍼의 막두께 및 연마종료시점을 정확하게 산출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 방법으로서, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 광 조사부로부터 광을 조사하여, 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광과 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광을 연속적으로 수신하여 수광 데이터를 취득하는 수광데이터 취득단계와; 상기 수광 데이터로부터 상기 제2반사광에 의한 수광 데이터를 필터링하여 보정 데이터를 생성하는 보정데이터 생성단계와; 상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 막두께 결정단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법을 제공한다.
이는, 광조사부로부터 광을 연속적으로 조사하여 연속적으로 반사광을 수광부에서 수신하면, 수광부에서 수신된 반사광 데이터 중 웨이퍼의 표면에 반사되지 않은 데이터를 모두 필터링하여 웨이퍼의 표면에 반사된 수광 데이터만으로 보정 데이터를 생성하고, 보정 데이터를 이용하여 웨이퍼의 막 두께를 검출함으로써, 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼의 막 두께를 실시간으로 인 시츄 방식으로 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 웨이퍼의 막 두께를 측정하기 위하여, 연마 패드의 투명창이 광 조사부의 상측에 위치한 시간 동안에만, 광조사부로부터 광을 조사하여 웨이퍼의 막에 반사된 광만을 수신하고, 이 수광 데이터만으로 웨이퍼의 막두께를 산출해야 하는 것이 바람직하지만, 연마 패드의 회전 속도는 캐리어 헤드에 의해 웨이퍼를 가압하는 힘에 의한 마찰로 인하여 항상 일정한 속도로 연마 패드가 회전하지 않으므로, 연마 패드의 투명창이 광조사부의 상측에 위치한 상태를 센서로 감지하여 이 시간 동안에만 광을 조사하여 수광 데이터를 취득하는 것에는 오류를 야기할 수 있다.
따라서, 투명창이 웨이퍼의 하측에 위치하였는지 여부에 관계없이, 광 조사부로부터 광을 연속적으로 조사하여 반사된 광을 수광부에서 수집하여 수광 데이터를 연속적으로 취득한 후, 이로부터 웨이퍼의 막두께를 측정하는 데 필요한 것만 남기고 나머지 데이터를 제거하는 보정 데이터를 생성한 후, 보정 데이터로부터 웨이퍼의 막두께를 산출함으로써 웨이퍼의 막두께를 오류없이 정확하게 산출하는 것이 가능해진다.
이를 통해, 본 발명은 연마 정반의 회전 속도가 웨이퍼와의 마찰 등에 의하여 다소 변동이 되더라도, 웨이퍼의 연마면에서 반사된 반사광의 수광 데이터로 정확히 웨이퍼의 막두께를 실시간으로 검출할 수 있게 되어, 투명창의 위치를 측정하여 투명창이 상측에 위치하는 동안에만 광을 조사하여 수광 데이터를 획득하여 막두께를 얻는 종래의 방법에 비하여, 막두께를 측정하는 데 필요한 수광 데이터를 보다 많이 확보하여 보다 정확하게 막두께를 얻을 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도 본 발명은 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 실시간 동안에 웨이퍼의 막두께 및 연마 종료 시점을 산출할 수도 있지만, 연마 공정이 완료된 이후에 웨이퍼의 막두께 데이터를 역으로 추적하고자 할 때에, 필터링되기 이전의 수광 데이터로부터 연마 패드 등의 회전 속도 등에 관한 데이터를 통해, 캐리어 헤드에 의한 웨이퍼의 가압력을 제어하는 데 활용할 수 있다는 점에서도 유리한 효과가 있다.
한편, 본 발명은, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드의 회전에 따른 상기 투명창의 위치 데이터를 연속적으로 취득하는 위치데이터 취득단계를; 더 포함하여 구성되고, 상기 보정데이터 생성단계는, 상기 수광 데이터와 상기 위치 데이터를 동일한 시간 축으로 매칭시켜, 상기 위치 데이터를 기초로 투명창이 상기 수광부의 상측에 위치한 제1영역에서의 수광 데이터만을 남기고 나머지 제2영역에서의 수광 데이터를 필터링하여 상기 보정 데이터를 생성할 수 있다.
여기서, 화학 기계적 연마 공정 중에 연마 패드가 회전하면서 투명창의 위치 정보가 위치 데이터로 연속적으로 취득되지만, 투명창의 중앙부의 하나의 위치 지점만을 활용하지 않고, 투명창의 폭의 20% 내지 80%에 해당하는 영역의 수광 데이터를 보정 데이터로 생성되도록 함으로써, 충분히 넓은 제1영역에서의 웨이퍼의 막두께를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 위치데이터 취득단계는, 상기 투명창이 위치한 상기 연마 정반의 일부에 표식을 남겨두고, 회전하는 상기 연마 정반으로부터 상기 표식의 위치를 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위치데이터 취득단계는, 상기 연마 정반과 함께 회전하는 회전축에 엔코더를 설치하여, 엔코더로부터 상기 연마 정반의 회전에 따른 상기 위치 데이터를 취득할 수도 있다.
또 한편, 본 발명은, 연마 정반의 회전 위치를 측정하여 얻어지는 위치 데이터가 없더라도, 웨이퍼의 연마면에서 반사되는 반사광의 파형 분포와 연마 정반의 저면에서 반사되는 파형 분포가 서로 다르므로, 상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형이 웨이퍼의 연마면에서 반사된 것인지 연마 정반의 저면에서 반사된 것인지를 검사하는 반사파형 검사단계를; 더 포함하여 구성되어, 상기 보정데이터 생성단계는, 상기 반사광의 파형이 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 것에 대응하는 수광 데이터만을 남기고 나머지 수광 데이터를 필터링 하여 상기 보정데이터를 생성할 수도 있다. 이를 통해, 웨이퍼 연마면의 막두께를 측정하는 기구적 구성을 단순화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기 보정데이터 생성단계와 상기 막두께 결정단계는 화학 기계적 연마 공정 중에 시간차를 두고 행해질 수도 있지만, 연마종료 시점에서 정확하게 종료할 수 있도록 실시간으로 행해지는 것이 바람직하다.
한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 장치로서, 상기 웨이퍼의 하측의 상기 연마 패드 아래에 위치하여, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 광을 연속적으로 조사하는 광 조사부와; 상기 광 조사부로부터 조사된 광의 반사광을 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 연속적으로 수광하는 수광부와; 상기 수광부에서 수신된 수광 데이터로부터 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광에 의한 수광 데이터만을 남기고 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광에 의한 수광 데이터는 필터링하여 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 제어부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치를 제공한다.
이 때, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 연마 패드의 상기 투명창의 위치를 연속적으로 감지하여 위치 데이터를 생성하는 위치데이터 취득부를; 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는, 상기 수광부에서 연속적으로 수광된 수광 데이터와, 상기 위치데이터 취득부로부터 생성된 위치 데이터 대비하여, 상기 투명창이 상기 수광부의 상측에 위치한 제1영역에서의 수광 데이터만을 남기고 나머지 제2영역에서의 수광 데이터를 필터링한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 제어부는, 상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형을 대비하여, 상기 반사광의 파형이 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 것에 대응하는 수광 데이터만을 남기고 나머지 수광 데이터를 필터링 하여 상기 보정데이터를 생성할 수도 있다.
본 발명은, 웨이퍼 연마면 이외에서 반사된 수광 데이터를 배제하고, 웨이퍼의 막두께를 정확하게 산출하기 위한 발명이므로, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 보정데이터를 '생성'한다는 기재 및 이와 유사한 기재는, 도6d에 도시된 (웨이퍼의 연마면에서 반사된 반사광만으로 이루어진) 형태의 보정 데이터를 외형적으로 생성하는 구성으로 국한되지 않으며, 수광부에서 수신한 전체 수광 데이터 중에서 도6d에 도시된 형태의 보정 데이터만을 별도로 채택하여 웨이퍼의 막두께 산출에 이용하는 것도 "보정 데이터를 생성"하는 것에 포함되는 것으로 정의한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 연마 패드가 회전하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안에, 광조사부로부터 광을 연속적으로 조사하여 연속적으로 반사광을 수광부에서 수신하여 수광 데이터를 취득하고, 이와 동시에 연마 패드의 회전에 따른 투명창의 위치 데이터를 연속적으로 취득하여, 수광 데이터와 위치 데이터를 동일한 시간 축으로 매칭시켜, 상기 위치 데이터를 기초로 상기 투명창이 상기 수광부의 상측에 위치하는 제1영역에서의 수광 데이터로 보정 데이터를 생성한 후, 보정 데이터를 이용하여 웨이퍼의 막 두께를 검출함으로써, 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼의 막 두께를 실시간으로 인 시츄 방식으로 정확하게 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은, 투명창이 웨이퍼의 하측에 위치하였는지 여부에 관계없이, 광 조사부로부터 광을 연속적으로 조사하여 반사된 광을 수광부에서 수집하여 수광 데이터를 연속적으로 취득하여, 웨이퍼의 막두께를 측정하는 데 필요한 데이터로만 보정 데이터를 생성하여 웨이퍼의 막두께를 산출함으로써, 웨이퍼의 막두께를 오류없이 실시간으로 정확하게 산출할 수 있다.
그리고, 본 발명은 연마 정반의 위치를 측정하지 않고서도, 웨이퍼의 연마면으로부터 반사된 제1반사광의 파형으로부터 연마 정반으로부터 반사된 제2반사광의 수광 데이터를 제외한 보정 데이터를 생성하여, 웨이퍼의 연마면 막두께를 정확하게 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 연마 공정이 완료된 이후에 웨이퍼의 막두께 데이터를 역으로 추적하고자 할 때에, 필터링되기 이전의 수광 데이터로부터 연마 패드 등의 회전 속도 등에 관한 데이터를 통해, 화학 기계적 연마 공정을 행하는 데 도입되는 캐리어 헤드의 가압력과 마찰력과의 연관 관계를 파악하여, 그 다음의 화학 기계적 연마 공정에 사용되는 캐리어 헤드의 제어에 활용될 수 있다.
도1은 종래의 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 도면,
도2는 도1의 연마 패드를 위에서 바라본 평면도,
도3은 도1에 구성에 의해 취득되는 수광 데이터의 일례를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 측정 장치가 설치된 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 도면,
도5는 도4의 연마 패드를 위에서 바라본 평면도,
도6a는 도4의 구성을 통해 취득된 수광 데이터를 도시한 도면,
도6b는 도4의 구성을 통해 취득된 위치 데이터를 도시한 도면,
도6c는 도6a와 도6b를 동일한 시간축으로 매칭시킨 중첩 데이터를 도시한 도면,
도6d는 도6c의 위치 데이터를 근거로 수광 데이터의 제1영역을 남기고 나머지 데이터를 제거한 보정 데이터를 도시한 도면,
도7은 본 발명의 제1실시예에 따른 막두께 측정 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 측정 장치가 설치된 화학 기계적 연마 장비의 구성을 도시한 도면,
도9는 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광과 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광의 파형을 도시한 도면,
도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 막두께 측정 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 화학 기계적 연마 공정 중에 인 시츄 방식의 웨이퍼의 막두께 측정 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 측정 장치(100)가 장착된 화학 기계적 연마 장비는 회전(10d)하고 수직 방향으로 연마 패드(11)에 이르기까지 관통 형성된 투명창(10a)이 형성된 연마 정반(10)과, 연마 정반(10)의 표면에 입혀진 연마 패드(11)에 웨이퍼(W)를 가압하면서 회전시키는 캐리어 헤드(20)와, 연마 패드(11)의 표면을 개질시키는 컨디셔너(미도시)와, 연마 패드(11)의 표면에 슬러리(41)를 공급하는 슬러리 공급관(40)과, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 웨이퍼(W)의 막의 두께를 실시간으로 인시츄(in-situ)방식으로 측정하는 웨이퍼의 막두께 측정장치(100)로 구성된다.
상기 연마 정반(10)은 구동 모터의 회전에 의해 회전(10d) 구동되며, 그 위에 입혀진 연마 패드(11)와 함께 자전한다.
상기 연마 패드(11)는 공지되어 있는 폴리우레탄 등의 다양한 재질로 형성될 수 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 연마 정반(10)과 연마 패드(11)에는 수직 방향으로 관통 형성된 투명창(10a)이 형성된다. 도면에 도시되지 않았지만, 투명창(10a)은 강화 유리 등의 투명 재질로 연마 패드(11)나 연마 정반(10)의 관통부에 형성된다.
투명창(10a)은 소정의 폭(s)을 갖고 형성되며, 연마 정반(10)의 중심과 투명창(10a)의 중앙부를 연결하는 가상선(10x)의 끝단부에는 위치데이터 취득부(130)에 의해 감지될 수 있는 표식(55)이 형성된다.
상기 웨이퍼의 막두께 측정 장치(100)는, 웨이퍼(W)의 하측의 연마 패드(11) 아래에 위치하는 광 조사부(110)와, 광 조사부(110)로부터 조사된 광(L)이 연마 정반(10)의 저면이나 투명창(10a)을 통해 웨이퍼(W)의 막에 도달한 후 반사된 광(L')을 수광하여 수광 데이터를 생성하는 수광부(120)와, 투명창(10a)의 중앙부와 정렬하도록 연마 정반(10)에 위치 고정된 표식(55)과, 연마 정반(10)의 반경 방향으로의 외측에 설치되어 연마 정반(10)이 회전할 때마다 표식(55)을 감지하여 위치 데이터를 생성하는 위치데이터 취득부(130)와, 수광부(120)와 위치데이터 취득부(130)로부터 수광 데이터와 위치 데이터를 수신하여 웨이퍼(W)의 막두께를 실시간으로 산출하는 제어부(140)로 구성된다.
상기 광 조사부(110)는 웨이퍼(W)와 연마 패드(11)를 사이에 두고 하측에 위치하여, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안 광(L)을 연속적으로 조사한다. 이 때, 광은 웨이퍼(W)의 막두께에 따라 굴절률과 파장이 변동될 수 있는 광으로 선택되며, 범용적으로 사용되는 레이저 빔으로 활용될 수 있다. 광조사부(110)는 웨이퍼(W)의 판면에 수직인 방향으로 광(L)을 조사할 수도 있지만, 약간 경사지게 광(L)을 조사할 수도 있다.
상기 수광부(120)는 광조사부(110)로부터 조사된 광(L)이 웨이퍼(W)의 막이나 투명창(10a)의 경계부 또는 연마 정반(10)의 저면에 도달한 후 반사된 반사광(L')을 수신한다. 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안 광 조사부(110)로부터 조사되는 광(L)의 반사광(L')을 연속적으로 수신한다. 따라서, 수광부(120)에 수신된 수광 데이터에는 웨이퍼(W)의 막두께 정보 뿐만 아니라 투명창(10a)의 경계부에서 반사된 반사광도 모두 포함한다. 도6a에 도시된 수광 데이터는 수광 데이터의 파장, 진폭, 굴절률, 위상 등의 특정값 중 어느 하나를 보기 쉽게 변환시켜 도시한 것이지만, 이는 본 발명의 요지를 쉽게 설명하기 위한 것이지, 수광 데이터의 형태를 특정적으로 도시한 것은 아니다. 수광부(120)에 수집되는 수광 데이터는 반사광의 모든 물성 데이터(파장, 진폭, 굴절률, 조사광에 대한 위상차 등을 포함한다)를 포함한다.
도6a의 도면부호 A는 웨이퍼의 막에 의해서만 반사된 제1반사광(제1영역)의 수광 데이터를 나타내며, 도6a의 도면부호 B는 연마 정반(10)에 의해 반사된 제2반사광(제2영역)의 수광 데이터를 나타내며, 도면부호 A와 B의 사이는 웨이퍼 막이나 투명창 경계면(10b)이나 연마 정반(10)에 의해 반사된 영역의 수광 데이터를 나타낸다.
상기 위치데이터 취득부(130)는 투명창(10a)의 중앙부에 위치한 표식(55)의 바깥쪽에 위치하여, 화학 기계적 연마 정반(10)이 한바퀴 돌 때마다 하나의 위치 데이터를 생성한다. 표식(55)이 반드시 투명창(10a)의 중앙부에 위치할 필요는 없지만, 투명창(10a)의 위치 데이터를 쉽게 산출하기 위해서는 투명창(10a)의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 더불어, 투명창(10a)의 원주 방향으로의 양 끝단부에도 표식(55', 55")이 위치하여, 위치데이터 취득부(130)에 의해 투명창(10a)의 경계부의 위치도 상기 위치 데이터에 포함시킬 수도 있다. 여기서, 표식(55, 55',55")은 광센서에 의해 감지되는 소재가 부착되는 형태로 될 수 있다.
이에 대체하거나 부가적으로, 상기 위치데이터 취득부(130)는 연마 정반(10)을 회전시키는 회전축과 연동되는 엔코더(130')를 포함할 수 있다. 엔코더(130')에 의하여 연마 정반(10)과 일체로 회전하는 회전축의 회전각을 실시간으로 파악하여, 위치 데이터를 생성한다.
이 때, 수광부(120)와 위치데이터 취득부(130)에서 취득되는 수광 데이터 및 위치 데이터는 제어부(140)에서 동일한 시간축을 기준으로 매칭시킬 예정이므로, 수광부(120)와 위치 데이터 생성부(130)에서 동일한 시간으로 셋팅되어 시간 변화에 대한 수광 데이터 및 위치 데이터를 생성한다.
상기 제어부(140)는 수광부(120)와 위치데이터 취득부(130)로부터 각각 수광 데이터와 위치 데이터를 수신하여, 이들을 동일한 시간축으로 매칭시킨 후 웨이퍼(W)의 막두께에 필요한 제1영역(A)만을 남기고 나머지 데이터는 제거한 보정 데이터를 생성하여, 보정 데이터로부터 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼(W)의 막두께 및 연마종료시점을 산출한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼의 막두께 측정 장치(100)를 이용한 웨이퍼의 막두께 측정 방법을 상술한다.
단계 1: 먼저, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 광 조사부(110), 수광부(120) 및 위치데이터 취득부(130)를 갖춘 상태에서, 캐리어 헤드(20)에 의해 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압한 상태로 회전시키고, 연마 정반(10)도 회전(10d)시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행한다.
단계 2: 화학 기계적 연마 공정을 행하는 동안, 광 조사부(110)로부터 광이 조사되고, 이 광은 회전하는 연마 정반(10)의 저면에 반사되어 수광부(120)에 수신되고, 광조사부(110)의 상측에 투명창(10a)이 위치한 경우에는 투명창(10a)을 통과하여 웨이퍼(W)의 막에 반사되어 수광부(120)에 수신된다. 이에 따라, 수광부(120)에서 수광되는 수광 데이터는 연마 정반 저면의 반사광과, 웨이퍼(W) 막의 반사광과, 투명창(10a)의 경계부의 반사광이 모두 포함되어, 도6a에 도시된 형태의 수광 데이터가 취득된다(S110).
단계 3: 단계 2를 행하는 동안에, 회전하는 연마 정반(10)에서 투명창(10a) 의 위치에 고정된 표식(55, 55', 55")이 광센서 등으로 형성된 위치데이터 취득부(130)에 의해 읽혀져, 도6b에 도시된 바와 같이 투명창(10a)이 위치데이터 취득부(130)를 지날 때마다 위치 데이터(56)가 취득된다(S120).
이와 별개로 연마 정반(10)의 회전축에 설치된 엔코더(130')에 의해서도 위치데이터를 취득할 수 있다. 이 때, 엔코더(130')에는 투명창(10a)의 위치(회전각)가 미리 저장되어 있음으로써, 엔코더(130')의 회전각을 시간축에 대해 취득함으로써, 단계 4에서 웨이퍼(W)의 막에 반사된 광만을 필터링할 수 있다.
단계 4: 수광부(120)에서 취득된 수광 데이터와 위치데이터 취득부(130)에 의해 취득된 위치 데이터는 실시간으로 제어부(140)로 전달된다. 제어부(140)는 동시에 수신되는 도6a의 수광 데이터와 도6b의 위치 데이터를 도6c에 도시된 바와 같이 동일한 시간축에 매칭시킨다. 이에 따라, 캐리어 헤드(20)에 의해 가압되는 웨이퍼(W)와 연마 패드(11) 사이의 마찰에 의하여, 투명창(10a)이 웨이퍼(W)의 중심에 도달하는 간격(t1, t2, t3...)이 매번 차이가 있더라도, 도6b의 위치 데이터를 토대로 도6a의 수광 데이터 중 웨이퍼(W)의 막 두께 측정에 사용될 영역을 설정하므로, 연마 패드(11)와 웨이퍼(W) 사이의 마찰력에 따른 편차를 자동으로 보상할 수 있다.
그리고, 도6b의 위치 데이터 중 투명창(10a)의 중앙부가 위치하는 각 시각(Ta1, Ta2, Ta3, Ta4,...)을 중심으로 미리 정해진 폭(z)만큼의 제1영역(A)을 제외하고 나머지 제2영역은 필터링으로 제거하여 도6d의 보정 데이터(99)를 실시간으로 생성한다. 이 때, 미리 정해진 폭(z)은 투명창(10a)의 중앙부(56)를 중심으로 원주 방향으로의 폭(s)의 20% 내지 80%에 해당하는 시간으로 정해진다. 제1영역(A)의 경계가 되는 폭(z)이 투명창(10a)의 폭(s)의 20%보다 작은 경우에는, 웨이퍼(W)의 막두께 분포를 정확하게 산출하는 데 한계가 있으며, 제1영역(A)의 경계가 되는 폭(z)이 투명창(10a)의 폭(s)의 80%보다 큰 경우에는, 투명창(10a)의 경계 부분(10b)에 의해 간섭된 반사광이 웨이퍼(W)의 막두께를 산출하는 데 사용될 수 있기 때문이다.
이와 같이, 위치데이터 취득부(130)로부터 얻어진 위치 데이터(도6b)에 의해 수광부(120)에 의해 얻어진 수광 데이터(도6a) 중 웨이퍼(W)의 막에 의해 반사된 것으로 신뢰성있게 인정되는 제1영역(A)만으로 보정 데이터(99)를 생성(S130)하여, 보정 데이터(99)로부터 웨이퍼(W)의 막두께를 산출함으로써, 광 조사부의 오작동이나 센서의 오작동에 무관하게 오류없이 실시간으로 웨이퍼의 막두께를 측정(S140)하는 것이 가능해진다.
단계 2 내지 단계 4의 과정을 통해 웨이퍼(W)의 막두께 변동량을 측정하는 것은 연마 패드(11)의 매 회전 시 마다 행할 수도 있고, 5회 내지 10회 등 정해진 회전수마다 행하거나, 연마 종료 시점에 임박하면 보다 잦은 주기로 행할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 화학 기계식 연마 장비의 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치 및 방법은, 연마 패드(11)가 자전하면서 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안에, 광조사부(110)로부터 광을 연속적으로 조사하고 연속적으로 반사광을 수광부(120)에서 수신하여 수광 데이터를 취득하고, 이와 동시에 연마 패드(11)의 회전에 따른 투명창(10a)의 위치 데이터를 연속적으로 취득하여, 수광 데이터와 위치 데이터를 동일한 시간 축으로 매칭시킨 후, 위치 데이터를 기초로 상기 투명창이 상기 수광부의 상측에 신뢰성있게 위치하는 제1영역(A)에서만의 수광 데이터로 보정 데이터(99)를 생성한 후, 보정 데이터(99)를 이용하여 웨이퍼의 막 두께를 검출함으로써, 화학 기계적 연마 공정 중인 웨이퍼의 막 두께를 실시간으로 오류없이 측정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 화학 기계적 연마 공정 중에 인 시츄 방식의 웨이퍼의 막두께 측정 장치(200)를 상술한다. 다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예의 구성 및 기능과 중복되는 구성 및 기능에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 제2실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 측정 장치(200)는, 위치 데이터와 수광 데이터를 동일 시간 축에 맵핑하여 보정 데이터(99)를 얻는 제1실시예의 제어부(140)와 달리, 제어부(240)에서, 수광 데이터의 주파수 파형을 검사하여, 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광의 파형이 아닌 수광 데이터를 필터링하여 제외하고 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제2반사광의 파형만을 채택하는 것에 의하여 보정 데이터(99)를 생성한다는 점에 특징이 있다. 따라서, 외관상으로는 연마 정반(10)의 회전 위치를 감지하여 위치 데이터를 생성하는 위치데이터 취득부(130)를 구비하지 않는다는 점에서 차이가 있다.
즉, 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 막두께 측정 장치(200)가 구비된 화학 기계적 연마 장비는, 회전(10d)하고 수직 방향으로 연마 패드(11)에 이르기까지 관통 형성된 투명창(10a)이 형성된 연마 정반(10)과, 연마 정반(10)의 표면에 입혀진 연마 패드(11)에 웨이퍼(W)를 가압하면서 회전시키는 캐리어 헤드(20)와, 연마 패드(11)의 표면을 개질시키는 컨디셔너(미도시)와, 연마 패드(11)의 표면에 슬러리(41)를 공급하는 슬러리 공급관(40)과, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 웨이퍼(W)의 막의 두께를 실시간으로 인시츄(in-situ)방식으로 측정하는 웨이퍼의 막두께 측정장치(200)로 구성된다.
상기 연마 정반(10)은 구동 모터의 회전에 의해 회전(10d) 구동되며, 그 위에 입혀진 연마 패드(11)와 함께 자전하고, 연마 정반(10)의 회전 위치를 측정하는 수단이나 표식(55)이 설치되지 않는다.
연마 정반(10)과 연마 패드(11)에는 수직 방향으로 관통 형성된 투명창(10a)이 형성된다. 도면에는 반경 방향으로 길게 형성된 투명창(10a)을 예로 들었지만, 웨이퍼의 중심을 지나는 위치에 원주 방향으로 길게 투명창이 형성될 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 투명창(10a)에는 강화 유리 등의 투명 재질로 연마 패드(11)나 연마 정반(10)의 관통부에 형성된다.
상기 웨이퍼의 막두께 측정 장치(200)는, 웨이퍼(W)의 하측의 연마 패드(11) 아래에 위치하는 광 조사부(110)와, 광 조사부(110)로부터 조사된 광(L)이 연마 정반(10)의 저면이나 투명창(10a)을 통해 웨이퍼(W)의 막에 도달한 후 반사된 광(L')을 수광하여 수광 데이터를 생성하는 수광부(120)와, 수광부(120)에서 취득된 수광 데이터를 주파수 도메인에서의 파형 형태를 검사하여 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광에 관한 수광 데이터만으로 보정 데이터를 생성하여 웨이퍼(W)의 막두께를 산출하는 제어부(240)로 구성된다.
상기 광 조사부(110)는 웨이퍼(W)와 연마 패드(11)를 사이에 두고 하측에 위치하여, 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 동안 광(L)을 연속적으로 조사한다.
상기 수광부(120)는 광조사부(110)로부터 조사된 광(L)이 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)이나 투명창(10a)의 경계부 또는 연마 정반(10)의 저면에 도달한 후 반사된 반사광(L')을 수신한다.
상기 제어부(140)는 수광부(120)에서 획득된 수광 데이터로부터 웨이퍼(W)의 연마면에서 반사된 제1반사광에 관한 것만을 추출하여 보정 데이터를 생성한 후, 보정 데이터로부터 웨이퍼의 연마층 두께를 산출한다.
구체적으로는, 수광부(120)에서 수신되는 반사광(L')은 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광과, 자전하는 연마 정반(10)의 저면(10s)에서 반사된 제2반사광과, 연마 정반(10)의 투명창(10a)의 경계부에서 반사된 제3반사광으로 이루어진다. 그리고, 수광부(120)에서 수신되는 반사광(L')을 주파수 도메인에서의 파형을 살펴보면, 반사면의 재질, 표면 거칠기, 산란 등에 따라 파형이 달라지므로, 반사광(L')을 주파수 도메인에서의 파형 형태를 검사하는 것에 의하여, 웨이퍼의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광을 추출하는 것이 가능해진다. 그 밖에, 연마 정반(10)의 투명창(10a)의 경계부에서 반사된 제3반사광은 산란된 형태로 수신되므로, 웨이퍼의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광과 식별이 쉽게 가능하다.
예를 들어, 도9에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광의 주파수 도메인에서의 파형(Sw)과 연마 정반(10)의 저면(10s)에서 반사된 제2반사광의 주파수 도메인에서의 파형(Sp)은 서로 다른 영역(X2)이 존재하며, 이 영역(X2)에서는 특정 주파수(fx)에서의 수광신호 진폭값이 화학 기계적 연마 공정을 진행하는 과정에서 웨이퍼(W)의 연마층 두께가 감소하면서 조금씩 변동되더라도, 제1반사광의 파형(Sw)과 제2반사광의 파형(Sp)의 기본 파형 윤곽은 서로 다른 형태를 유지한다.
따라서, 수광부(120)에 수신된 수광 데이터를 주파수 도메인에서 파형을 살펴보는 것에 의하여, 웨이퍼의 연마면(Ws)에서 반사되어 예정된 파형(Sw)을 갖는 데이터만을 추출하는 것이, 웨이퍼의 연마면(Ws)에서 반사된 수광 데이터만으로 이루어진 보정 데이터가 된다. 즉, 이를 시간축으로 표시하면, 도6d에 도시된 형태가 된다.
이 때, 제1반사광의 주파수 도메인에서의 파형(Sw)과 제2반사광의 주파수 도메인에서의 파형(Sp)의 윤곽 전체를 대비하여 제1반사광만을 추출할 수도 있지만, 화학 기계적 연마 공정에 의하여 웨이퍼의 연마층이 연마되는 과정에서의 파형 신호(Sw)를 반복 취득한 데이터를 토대로 하여, 특정 주파수(fx)에서의 파형 값(Aw, Ap)이 어느 정도의 값인지에 따라 제1반사광의 수광 데이터인지 제2반사광의 수광 데이터인지 보다 쉽게 판별 가능하다.
그리고, 수광 데이터에서의 측정 잡음에 의하여 제1반사광인지, 제2반사광인지, 제3반사광인지 분류하는 데 오류가 발생될 수 있으므로, 하나의 특정 주파수(fx)에서의 파형값(Aw, Ap)을 검사하지 않고, 5개 이상의 다수의 특정 주파수(fx)에서의 각 파형값들이 예정된 범위 내의 값인지를 검사하여, 제1반사광의 수광 데이터인지 제2반사광의 수광데이터인지를 보다 정확하고 신뢰성있게 구별할 수 있다. 이 때, 특정 주파수(fx)는 제1반사광의 파형값(Aw)과 제2반사광의 파형값(Ap)의 차이가 큰 주파수 대역에서 선택되는 것이 바람직하다.
이를 통해, 제어부(240)는 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광에 관한 수광 데이터만을 남기고, 제2반사광 및 제3반사광에 관한 수광 데이터는 모두 필터링하여, 시간 도메인을 기준으로 도6d에 도시된 형태의 보정 데이터(99)를 생성한다. 그리고, 제어부(240)는 보정 데이터를 기초로 웨이퍼의 막 두께 및 연마종료시점을 실시간으로 산출한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 웨이퍼의 막두께 측정 장치(200)를 이용한 웨이퍼의 막두께 측정 방법을 상술한다.
단계 1: 제1실시예와 마찬가지로, 광 조사부(110), 수광부(120)를 갖춘 상태에서, 캐리어 헤드(20)에 의해 웨이퍼(W)를 연마 패드(11)의 표면에 가압한 상태로 회전시키고, 연마 정반(10)도 회전(10d)시키면서 화학 기계적 연마 공정을 행한다.
단계 2: 화학 기계적 연마 공정을 행하는 동안, 광 조사부(110)로부터 광이 조사되고, 이 광은 회전하는 연마 정반(10)의 저면에 반사되어 수광부(120)에 수신되고, 광조사부(110)의 상측에 투명창(10a)이 위치한 경우에는 투명창(10a)을 통과하여 웨이퍼(W)의 막에 반사되어 수광부(120)에 수신된다. 이에 따라, 수광부(120)에서 수광되는 수광 데이터는 연마 정반 저면의 반사광과, 웨이퍼(W) 막의 반사광과, 투명창(10a)의 경계부의 반사광이 모두 포함되어, 도6a에 도시된 형태의 수광 데이터가 취득된다(S110).
단계 3: 단계 2에서 수광부(120)에서 취득되는 수광 데이터는, 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제1반사광과, 자전하는 연마 정반(10)의 저면(10s)에서 반사된 제2반사광과, 연마 정반(10)의 투명창(10a)의 경계부에서 반사된 제3반사광의 데이터가 합쳐진 형태이다. 이 가운데, 웨이퍼(W)의 연마면(Ws)에서 반사된 제2반사광에 관한 수광 데이터만 웨이퍼(W)의 막두께를 산출하는 데 사용되므로, 제1반사광에 관한 수광 데이터만을 제외하고 제2반사광 및 제3반사광에 관한 수광 데이터는 모두 필터링하여 제거하는 것에 의하여 보정 데이터를 생성한다.
이를 위하여, 수광되는 각 시점에서의 데이터는 도9에 도시된 바와 같이 주파수 도메인으로 변환되어, 주파수 도메인에서의 파형이 웨이퍼(W)의 연마면에서 반사된 형태의 파형(Sw)인지 여부를 검사한다. 제1반사광의 파형인지 여부를 보다 짧은 시간 내에 검사하기 위하여, (제2반사광 및 제3반사광과의 파형값과의 편차가 큰) 미리 정해진 특정 주파수(fx)에서의 파형값(Aw, Ap)에 기초하여, 제1반사광의 파형(Sw)인지 제2반사광의 파형(Sp)인지 검사할 수도 있다.
이와 같이, 수광부(120)에서의 수광 데이터를 주파수 도메인에서의 파형으로 변환하는 것에 의하여, 연마 정반의 위치 데이터를 별도로 얻지 않더라도, 수광 데이터의 각 값들이 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광에 관한 것인지 아니면 연마 정반이나 투명창(10a)의 경계에서 반사된 제2반사광 또는 제3반사광에 관한 것인지를 판별할 수 있게 되어, 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광에 관한 수광 데이터만으로 보정 데이터를 생성하는 것이 가능해진다.
한편, 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광에 관한 수광 데이터만을 추출하는 다른 방법으로서, 일단 투명창(10a)이 수광부(120)의 상측을 지나는 동안에는 수광 데이터를 연속적으로 취득하므로, 수광부(120)에 얻어진 수광 데이터가 주파수 도메인의 파형 또는 파형값으로부터 웨이퍼(W)의 연마면으로부터 반사된 제1반사광에 관한 것이라는 것이 명백해지면(예를 들어, 연속하여 5개 이상의 수광 데이터가 제1반사광에 관한 것이라고 검사되면), 투명창을 지나는 데 소요되는 대략적인 시간 동안의 수광 데이터가 모두 제1반사광에 관한 수광 데이터로 채택하는 것에 의하여 보정 데이터를 보다 짧은 연산으로 구할 수도 있다.
단계 4: 이와 같이, 주파수 도메인으로 변환된 수광 데이터(도9)의 파형 형태나 특정 주파수에서의 파형값을 기초로, 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광만으로 이루어진 보정 데이터(99)를 얻게 되면, 보정 데이터(99)로부터 웨이퍼(W)의 막두께를 산출함으로써, 광 조사부의 오작동이나 센서의 오작동에 무관하게 오류없이 실시간으로 웨이퍼의 막두께를 측정하는 것이 가능해진다.
단계 2 내지 단계 4의 과정을 통해 웨이퍼(W)의 막두께 변동량을 측정하는 것은 연마 패드(11)의 매 회전 시 마다 행할 수도 있고, 5회 내지 10회 등 정해진 회전수마다 행하거나, 연마 종료 시점에 임박하면 보다 잦은 주기로 행할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10: 연마 정반 11: 연마 패드
20: 캐리어 헤드 40: 슬러리 공급관
55: 표식 56: 투명창 중앙부 위치신호
100: 웨이퍼 막두께 측정장치 110: 광 조사부
120: 수광부 130: 위치데이터 취득부
130': 엔코더 140, 240: 제어부

Claims (15)

  1. 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 방법으로서,
    상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 광 조사부로부터 광을 조사하여, 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광과 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광을 수광부에서 연속적으로 수신하여 수광 데이터를 취득하는 수광데이터 취득단계와;
    상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 연마 패드의 회전에 따른 상기 투명창의 위치 데이터를 연속적으로 취득하는 위치데이터 취득단계와;
    상기 수광 데이터로부터 상기 제2반사광에 의한 수광 데이터를 필터링하여 보정 데이터를 생성하는 보정데이터 생성단계와;
    상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 막두께 결정단계를;
    포함하여 구성되고, 상기 보정데이터 생성단계는, 상기 수광 데이터와 상기 위치 데이터를 동일한 시간 축으로 매칭시켜, 상기 위치 데이터를 기초로 투명창이 상기 수광부의 상측에 위치한 제1영역에서의 수광 데이터만을 남기고 나머지 제2영역에서의 수광 데이터를 필터링하여 상기 보정 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 투명창의 원주 방향으로의 전체 길이의 20% 이상 80% 이하로 정해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 위치데이터 취득단계는,
    상기 투명창이 위치한 상기 연마 정반의 일부에 표식을 남겨두고, 회전하는 상기 연마 정반으로부터 상기 표식의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 위치데이터 취득단계는,
    상기 연마 정반과 함께 회전하는 회전축에 엔코더를 설치하여, 엔코더로부터 상기 연마 정반의 회전에 따른 상기 위치 데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  5. 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 방법으로서,
    상기 화학 기계적 연마 공정 중에 상기 웨이퍼의 하측에 위치한 광 조사부로부터 광을 조사하여, 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광과 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광을 수광부에서 연속적으로 수신하여 수광 데이터를 취득하는 수광데이터 취득단계와;
    상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형을 검사하는 반사파형 검사단계와;
    상기 수광 데이터로부터 상기 제2반사광에 의한 수광 데이터를 필터링하여 보정 데이터를 생성하는 보정데이터 생성단계와;
    상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 막두께 결정단계를;
    포함하여 구성되고, 상기 보정데이터 생성단계는, 상기 반사광의 파형이 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 것에 대응하는 수광 데이터만을 남기고 나머지 수광 데이터를 필터링 하여 상기 보정데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보정 데이터 생성 단계는, 상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형을 주파수 도메인에서 대비함에 있어서, 미리 정해진 특정 주파수에서의 파형 값을 대비하는 것에 의하여 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 상기 제1반사광에 관한 수광 데이터를 추출하여 상기 보정데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정데이터 생성단계와 상기 막두께 결정단계는 화학 기계적 연마 공정 중에 실시간으로 행해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 방법.
  8. 삭제
  9. 연마 패드와 연마 정반을 관통 형성한 위치에 형성된 투명창이 구비되고, 웨이퍼의 판면이 자전하는 연마 패드 상에 접촉하면서 상기 웨이퍼의 화학 기계적 연마 공정이 행해지는 화학 기계적 연마 장비에 사용되는 웨이퍼 막두께 측정 장치로서,
    상기 웨이퍼의 하측의 상기 연마 패드 아래에 위치하여, 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 광을 연속적으로 조사하는 광 조사부와;
    상기 광 조사부로부터 조사된 광의 반사광을 상기 화학 기계적 연마 공정 중에 연속적으로 수광하는 수광부와;
    상기 수광부에서 수신된 수광 데이터로부터 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 제1반사광에 의한 수광 데이터만을 남기고 상기 연마 패드가 입혀진 연마 정반의 저면에서 반사된 제2반사광에 의한 수광 데이터는 필터링하여 보정 데이터를 생성하고, 상기 보정데이터로부터 상기 웨이퍼의 막두께를 결정하는 제어부를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 연마 패드의 상기 투명창의 위치를 연속적으로 감지하여 위치 데이터를 생성하는 위치데이터 취득부를;
    더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는, 상기 수광부에서 연속적으로 수광된 수광 데이터와, 상기 위치데이터 취득부로부터 생성된 위치 데이터 대비하여, 상기 투명창이 상기 수광부의 상측에 위치한 제1영역에서의 수광 데이터만을 남기고 나머지 제2영역에서의 수광 데이터를 필터링하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 투명창의 원주 방향으로의 전체 길이의 20% 이상 80% 이하로 정해지는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  12. 제 10항 또는 제11항에 있어서, 상기 위치데이터 취득부는,
    상기 투명창이 위치한 곳의 상기 연마 정반에 형성된 표식의 위치를 광센서로 감지하여 상기 위치 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  13. 제 10항 또는 제11항에 있어서, 상기 위치데이터 취득부는,
    상기 연마 정반과 함께 회전하는 회전축에 설치된 엔코더를 포함하여, 상기 연마 정반의 회전에 따른 상기 투명창의 위치 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형을 대비하여, 상기 반사광의 파형이 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 것에 대응하는 수광 데이터만을 남기고 나머지 수광 데이터를 필터링 하여 상기 보정데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수광부에서 취득되는 반사광의 파형을 대비함에 있어서, 미리 정해진 특정 주파수에서의 파형 값을 대비하는 것에 의하여 상기 웨이퍼의 연마면에서 반사된 상기 제1반사광에 관한 수광 데이터를 추출하여 상기 보정데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 화학 기계적 연마 장비의 웨이퍼 막두께 측정 장치.
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