KR101521414B1 - 화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 스펙트럼 기반의 종료점 결정, 스펙트럼 기반의 폴리싱 속도 조정, 윈도우를 갖는 패드 또는 광학 헤드의 상부 표면의 플러싱을 포함한다. 스펙트럼-기반 종료점 결정은 특정 스펙트럼 기반의 종료점 로직을 적용함으로써 종료점이 호출되는 때에 목표 두께가 달성될 수 있도록 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직에 대해서 실험적으로 선택되는 기준 스펙트럼을 사용한다. 폴리싱 종료점은 인덱스 값들의 시퀀스 또는 편차 트레이스를 사용하여 결정될 수 있다. 플러싱 시스템은 광학 헤드의 상부 표면을 가로지르는 층류형 가스의 유동을 생성한다. 가스의 유동이 층류가 되도록 진공 노즐 및 진공 공급원들이 구성된다. 윈도우는 연성 플라스틱 부분 및 결정질 또는 유리-형 부분을 포함한다. 스펙트럼 기반의 폴리싱 속도 조정은 기판 상의 상이한 영역들에 대해 스펙트럼들을 획득하는 것을 포함한다.

Description

화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR SPECTRUM BASED MONITORING OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING}
본 발명은 일반적으로 기판의 화학적 기계적 폴리싱에 관한 것이다.
통상적으로, 집적 회로는 실리콘 웨이퍼 상에 도전층, 반도체층 또는 절연층들을 순차적으로 증착함으로써 기판 상에 형성된다. 하나의 제조 단계는 비-평면형 표면 위에 충진층(filler layer)을 증착하고, 충진층을 평탄화시키는 단계를 수반한다. 특정 응용예들에 대해서, 패턴화 층의 상부 표면이 노출될 때까지 충진층이 평탄화된다. 예를 들어, 절연층의 트렌치들 또는 홀들을 충진하기 위해 패턴화된 절연층 상에 도전성 충진층이 증착될 수 있다. 평탄화 이후, 절연층의 상승된 패턴 사이에 남아있는 도전층의 부분들은 기판 상의 박막 회로들 사이에 도전 경로를 제공하는 비아, 플러그 및 라인들을 형성한다. 산화물 폴리싱과 같은 다른 응용예들에 대해, 비평면형 표면 위에 미리결정된 두께가 남을 때까지 충진층이 평탄화된다. 또한, 포토리소그래피를 위해 보통 기판 표면 평탄화가 요구된다.
화학적 기계적 폴리싱(CMP)은 하나의 허용되는 평탄화 방법이다. 통상적으로 이러한 평탄화 방법은 캐리어 또는 폴리싱 헤드 상에 기판이 장착될 것을 요구한다. 통상적으로 기판의 노출된 표면은 회전하는 폴리싱 디스크 패드 또는 벨트 패드에 마주하여 위치된다. 폴리싱 패드는 스탠다드 패드 또는 연마재-고정형(fixed-abrasive) 패드 중 하나일 수 있다. 스탠다드 패드는 내구성 있는 조질화(roughened) 표면을 갖는 반면, 연마재-고정형 패드는 격납 매체(containment media) 내에서 유지(hold)되는 연마재 입자(abrasive particle)를 포함한다. 캐리어 헤드는 폴리싱 패드에 대해 가압되도록 제어가능한 로드를 기판에 제공한다. 폴리싱 슬러리는 통상적으로 폴리싱 패드의 표면에 공급된다. 폴리싱 슬러리는 적어도 하나의 화학적 반응제(reactive agent)를 포함하며, 스탠다드 폴리싱 패드와 함께 사용되는 경우 연마 입자를 포함한다.
CMP에서 하나의 문제점은 폴리싱 프로세스가 완료되었는지 여부를, 즉, 기판 층이 원하는 평탄도 또는 두께로 평탄화되었는지 또는 언제 원하는 양의 물질이 제거되었는지를 결정하는 것이다. 도전층 또는 필름의 과다폴리싱(너무 많은 제거)은 회로 저항을 증가시킨다. 반면, 도전층의 과소폴리싱(너무 적은 제거)은 전기적 단락을 야기시킨다. 기판 층의 초기 두께, 슬러리 조성, 폴리싱 패드 조건, 폴리싱 패드와 기판 사이의 상대 속도, 및 기판 상의 로드의 변동(variation)은 물질 제거 속도의 변동을 야기할 수 있다. 이러한 변동은 폴리싱 종료점(endpoint)에 도달하기 위해 요구되는 시간의 변동을 야기시킬 수 있다. 따라서, 폴리싱 종료점은 단지 폴리싱 시간의 함수로써 결정될 수 없다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개선된 기판의 화학적 기계적 폴리싱 방법을 제공하는 것이다.
하나의 일반적 양상에서, 본 발명은 기준 스펙트럼(reference spectrum)을 선택하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현(implemented) 방법을 특징으로 한다. 기준 스펙트럼은, 목표 두께보다 두꺼운 두께를 가지며 제 1 기판 상에 위치하는 대상(interest) 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 특정 스펙트럼 기반의 종료점 로직(logic)을 적용(apply)함으로써 종료점이 호출되는(call; 종료점이라고 판단되는) 때에 목표 두께가 달성될 수 있도록, 기준 스펙트럼은 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직에 대해 실험적으로 선택된다. 상기 방법은 현재(current) 스펙트럼을 획득하는 단계를 포함한다. 현재 스펙트럼은, 제 2 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 현재 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 제 2 기판 상의 대상 필름은 폴리싱 단계를 거친다. 상기 방법은, 제 2 기판에 대해서, 언제 폴리싱 단계의 종료점이 달성되었는지를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 결정은 기준 스펙트럼 및 현재 스펙트럼을 기초로 한다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 두 개 또는 세 개 이상의 기준 스펙트럼을 선택하는 단계를 포함하는 컴퓨터 구현 방법을 특징으로 한다. 각 기준 스펙트럼은, 제 1 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 특정 스펙트럼 기반의 종료점 로직을 적용함으로써 종료점이 호출되는 때에 목표 두께가 달성될 수 있도록, 기준 스펙트럼은 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직에 대해 실험적으로 선택된다. 상기 방법은 두 개 또는 세 개 이상의 현재 스펙트럼들을 획득하는 단계를 포함한다. 각각의 현재 스펙트럼은, 제 2 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 현재 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 제 2 기판 상의 대상 필름은 폴리싱 단계를 거친다. 상기 방법은, 제 2 기판에 대해서, 폴리싱 단계의 종료점이 달성되었는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 결정은 기준 스펙트럼 및 현재 스펙트럼들을 기초로 한다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 프로세서가 기준 스펙트럼을 선택하게 하도록 동작가능한 명령어들(instructions)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 특징으로 한다. 기준 스펙트럼은, 제 1 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 특정 스펙트럼 기반의 종료점 로직을 적용함으로써 종료점이 호출되는 때에 목표 두께가 달성될 수 있도록, 기준 스펙트럼은 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직에 대해서 실험적으로 선택된다. 상기 제품은 프로세서가 현재 스펙트럼을 획득하도록 하는 명령어들을 포함한다. 현재 스펙트럼은, 제 2 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 현재 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 제 2 기판 상의 대상 필름은 폴리싱 단계를 거친다. 상기 제품은, 제 2 기판에 대해서, 언제 폴리싱 단계의 종료점이 달성되었는지를 프로세서가 결정하게 하는 명령어들을 포함한다. 상기 결정은 기준 스펙트럼 및 현재 스펙트럼을 기초로 한다. 상기 제품은 기계 판독가능한 매체에 유형적으로 저장된다.
또 다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 기계 판독가능한 매체에 유형적으로 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 특징으로 한다. 상기 제품은 프로세서가 두 개 또는 세 개 이상의 기준 스펙트럼들을 선택하게 하도록 동작가능한 명령어들을 포함한다. 각각의 기준 스펙트럼은, 제 1 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 특정 스펙트럼 기반의 종료점 로직을 적용함으로써 종료점이 호출되는 때에 목표 두께가 달성될 수 있도록, 기준 스펙트럼은 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직에 대해서 실험적으로 선택된다. 상기 제품은 두 개 또는 세 개 이상의 현재 스펙트럼들을 획득하기 위한 명령어들을 추가로 포함한다. 각각의 현재 스펙트럼은, 제 2 기판 상에 위치하고 목표 두께보다 두꺼운 현재 두께를 가지는 대상 필름으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼이다. 제 2 기판 상의 대상 필름은 폴리싱 단계를 거친다. 상기 제품은, 제 2 기판에 대해서, 폴리싱 단계의 종료점이 달성되었는지의 여부를 결정하기 위한 명령어들을 추가로 포함하며, 상기 결정은 기준 스펙트럼 및 현재 스펙트럼을 기초로 한다.
하나의 일반적인 양상에서, 본 발명은 광학 헤드의 상부 표면(top surface)을 플러싱(flushing)하기 위한 플러싱 시스템을 특징으로 한다. 상기 시스템은 가스의 유동(flow of gas)을 제공하도록 구성된 가스 공급원, 전달 노즐, 가스 공급원을 전달 노즐에 연결하는 전달 라인, 진공을 제공하도록 구성된 진공 공급원, 진공 노즐, 그리고 상기 진공 공급원을 진공 노즐에 연결하는 진공 라인을 포함한다. 가스 공급원 및 전달 노즐은 광학 헤드의 상부 표면을 가로질러 가스의 유동을 지향(direct)시키도록 구성된다. 진공 노즐 및 진공 공급원은 가스의 유동이 층류(laminar flow)가 되도록 구성된다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 폴리싱 패드 윈도우의 바닥 표면을 플러싱하기 위한 플러싱 시스템을 특징으로 한다. 상기 시스템은 가스의 유동을 제공하도록 구성된 가스 공급원, 전달 노즐, 가스 공급원을 전달 노즐에 연결하는 전달 라인, 진공을 제공하도록 구성된 진공 공급원, 진공 노즐, 그리고 진공 공급원을 진공 노즐에 연결하는 진공 라인을 포함한다. 가스 공급원 및 전달 노즐은 폴리싱 패드 윈도우의 바닥으로 가스의 유동을 지향시키도록 구성되며, 폴리싱 패드 윈도우의 바닥 표면에서 응축물(condensation)의 형성이 방지된다.
하나의 일반적인 양상에서, 본 발명은 화학적 기계적 폴리싱을 위한 조립체를 특징으로 한다. 상기 조립체는 폴리싱 표면을 가지는 폴리싱 패드를 포함한다. 상기 조립체는 폴리싱 패드를 통한 광 액세스(optical access)를 제공하기 위해 폴리싱 패드 내에 위치되는 솔리드(solid) 윈도우를 포함한다. 솔리드 윈도우는 폴리우레탄으로 제조된 제 1 부분 및 석영으로 제조된 제 2 부분을 포함한다. 제 1 부분은 폴리싱 패드의 폴리싱 표면과 동일 평면 상의 표면을 가진다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 상부 표면과 바닥 표면을 가지는 폴리싱 층을 포함하는 폴리싱 패드를 특징으로 한다. 패드는 상부 표면 내의 제 1 개구 및 바닥 표면 내의 제 2 개구를 가지는 개구부(aperture)를 포함한다. 상부 표면은 폴리싱 표면이다. 패드는 연성(soft) 플라스틱으로 제조된 제 1 부분과 결정질 또는 유리-형(glass like) 제 2 부분을 포함하는 윈도우를 포함한다. 윈도우는 백색광에 대해 투명하다. 제 1 부분이 상기 개구부에 끼워지도록(plug) 그리고 제 2 부분이 제 1 부분의 바닥 측면 상에 위치하도록, 상기 윈도우가 개구부 내에 배치되며, 이때 상기 제 1 부분은 슬러리 밀봉 배리어(tight barrier)로 작용한다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 폴리싱 패드 제조 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 결정질 또는 유리-형 물질의 매스(mass)를 폴리싱 패드 윈도우의 몰드(mold) 내에 배치하는 단계를 포함하고, 상기 매스는 백색광에 대해 투명하다. 상기 방법은 연성 플라스틱 물질의 액체 전구체를 몰드 내로 분배(dispense)하는 단계를 포함하고, 상기 연성 플라스틱 물질은 백색광에 대해서 투명하다. 상기 방법은 연성 플라스틱 물질로 제조된 제 1 부분과 결정질 또는 유리-형 제 2 부분을 포함하는 윈도우를 형성하기 위해 상기 액체 전구체를 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 윈도우를 폴리싱 패드의 몰드 내로 배치하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 폴리싱 패드 물질의 액체 전구체를 폴리싱 패드의 몰드 내로 분배하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 폴리싱 패드를 생산하기 위해 폴리싱 패드 물질의 액체 전구체를 경화시키는 단계를 포함하며, 폴리싱 패드가 생산될 때, 윈도우가 폴리싱 패드 내에 위치되어 제 1 부분이 슬러리 밀봉 배리어로 작용하도록, 상기 윈도우가 폴리싱 패드의 몰드 내에 위치된다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 폴리싱 패드 제조 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 결정질 또는 유리-형 물질의 매스를 폴리싱 패드 윈도우의 몰드 내에 배치하는 단계를 포함하고, 상기 매스는 백색광에 대해 투명하다. 상기 방법은 연성 플라스틱 물질의 액체 전구체를 몰드 내로 분배하는 단계를 포함하고, 상기 연성 플라스틱 물질은 백색광에 대해서 투명하다. 상기 방법은 연성 플라스틱 물질로 제조된 제 1 부분과 결정질 또는 유리-형 제 2 부분을 포함하는 윈도우를 형성하기 위해 액체 전구체를 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 개구부를 포함하는 폴리싱 층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 폴리싱 층은 상부 표면 및 바닥 표면을 가지고, 상기 개구부는 상기 상부 표면 내의 제 1 개구 및 바닥 표면 내의 제 2 개구를 가지며, 상기 상부 표면은 폴리싱 표면이다. 상기 방법은 윈도우를 개구부 내로 삽입하는 단계를 포함하며, 제 1 부분이 상기 개구부에 끼워지고 제 2 부분이 상기 제 1 부분의 바닥 측면 상에 있도록 상기 윈도우가 상기 개구부 내에 위치되며, 상기 제 1 부분은 슬러리 밀봉 배리어로 작용한다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 폴리싱 패드 제조 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은 폴리싱 패드 윈도우의 제 1 부분을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 부분은 리세스를 가지며 백색광에 투명하다. 상기 방법은 결정질 또는 유리-형 물질의 매스를 리세스 내로 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 매스는 백색광에 투명하다. 상기 방법은 개구부를 포함하는 폴리싱 층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 폴리싱 층은 상부 표면 및 바닥 표면을 가지고, 상기 개구부는 상기 상부 표면 내의 제 1 개구 및 바닥 표면 내의 제 2 개구를 가지며, 상기 상부 표면은 폴리싱 표면이다. 상기 방법은 윈도우를 개구부 내로 삽입하는 단계를 포함하며, 제 1 부분이 상기 개구부 내로 끼워지고 제 2 부분이 상기 제 1 부분의 바닥 측면 상에 있도록 상기 윈도우가 상기 개구부 내에 위치되며, 상기 제 1 부분은 슬러리 밀봉 배리어로 작용한다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 컴퓨터 구현 방법을 특징으로 한다. 폴리싱 시퀀스 중에, 반사된 빛의 제 1 스펙트럼이 기판 상의 제 1 영역으로부터 획득되고 제 2 스펙트럼이 기판 상의 제 2 영역으로부터 획득된다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼을 스펙트럼들 라이브러리(library)와 비교하여 제 1 스펙트럼에 대한 제 1 인덱스 및 제 2 스펙트럼에 대한 제 2 인덱스를 결정한다. 폴리싱 시퀀스 중에 서로 상이한 시간에서 반사된 빛의 제 3 스펙트럼이 제 1 영역으로부터 획득되고 제 4 스펙트럼이 제 2 영역으로부터 획득된다. 제 3 스펙트럼 및 제 4 스펙트럼을 라이브러리와 비교하여 제 1 영역에 대한 제 3 인덱스 및 제 2 영역에 대한 제 4 인덱스를 결정한다. 제 1 영역에서의 폴리싱 속도가 제 1 인덱스 및 제 3 인덱스로부터 결정되고, 제 2 영역에서의 폴리싱 속도가 제 2 인덱스 및 제 4 인덱스로부터 결정된다. 제 1 폴리싱 속도, 제 2 폴리싱 속도, 제 1 영역에 대한 제 1 목표 상대 두께 및 제 2 영역에 대한 제 2 목표 상대 두께에 기초하여, 제 1 영역이 제 1 목표 상대 두께로 폴리싱되는 것과 실질적으로 동시에 제 2 영역이 제 2 목표 상대 두께로 폴리싱되게 하도록 조정된 폴리싱 속도가 제 2 영역에 대해 결정된다.
본 발명의 구현들은 다음의 특징들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 제 1 영역은 내측 영역일 수 있고, 제 2 영역은 외측 환형 영역일 수 있다. 제 2 영역에 대한 조정된 폴리싱 속도를 결정하는 것은 제 1 목표 상대 두께가 제 2 목표 상대 두께로부터 미리 결정된 임계치(threshold) 내에 있게 될 때를 결정하는 것을 포함한다. 제 2 영역에 대해 조정된 폴리싱 속도를 결정하는 것은 폴리싱 시퀀스에 대한 추정된(estimated) 종료점 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼을 획득하는 것은 백색광 스펙트럼들을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제 2 영역이 조정된 폴리싱 속도로 폴리싱되게 하도록 폴리싱 시스템의 파라미터를 조정하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 조정된 폴리싱 속도를 결정하는 단계는 셋-업(set-up) 기판 상에서 수행될 수 있고, 폴리싱 시스템의 파라미터를 조정하는 단계는 제품 기판 상에서 수행될 수 있거나, 또는 상기 두 단계 모두가 제품 기판 상에서 수행될 수 있다. 폴리싱 시스템의 파라미터를 조정하는 것은 압력을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 조정된 폴리싱 속도를 결정하는 것은, 폴리싱 시퀀스가 완료되었을 때, 기판의 직경을 따른 단면이 평평한 프로파일 또는 사발(bowl)형 프로파일을 가지도록 하는 폴리싱 속도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼을 획득하는 것은 상이한 회전 위치들에서 기판을 샘플링하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 스펙트럼 및 제 2 스펙트럼을 획득하는 것은 산화물 층으로부터 반사된 스펙트럼들을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 셋-업 기판이 과다폴리싱(overpolished)될 때까지 셋-업 기판을 폴리싱하는 단계, 폴리싱 중에 테스트 기판의 단일 영역으로부터 다수의 스펙트럼들을 획득하는 단계, 그리고 상기 스펙트럼들 라이브러리를 생성하기 위해 각각의 스펙트럼이 획득되는 시간과 조합하여 상기 다수의 스펙트럼들을 저장하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 방법은 스펙트럼들 라이브러리를 위한 인덱스들을 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 일 인덱스는 특정 시간에 셋-업 기판으로부터 획득되는 스펙트럼을 나타낸다.
다른 일반적인 양상에서, 본 발명은 화학적 기계적 폴리싱 프로세스를 모니터링하는 방법을 특징으로 한다. 다수-파장 광 빔(light beam)이 폴리싱 중인 기판으로 지향되고 기판으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼이 측정된다. 광 빔은 기판 표면을 가로지르는 경로를 따라 이동하게 된다. 스펙트럼 측정들의 시퀀스(sequence)가 신호로부터 추출되고 기판 상의 방사상 위치가 각 스펙트럼 측정에 대해 결정된다. 스펙트럼 측정들이 방사상 위치들에 따라 다수의 방사상 범위들로 분류된다. 다수의 방사상 범위들 중 적어도 하나에서의 스펙트럼 측정들로부터 기판에 대한 폴리싱 종료점이 결정된다. 상기 방법은 방사상 범위들 중 하나에 대한 조정된 폴리싱 속도를 결정하는 단계 및 상기 조정된 폴리싱 속도를 상기 방사상 범위들 중 하나에 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 것처럼, 기판이라는 용어는, 예를 들어, 제품 기판(예를 들어, 다수 메모리 또는 프로세서 다이들을 포함한다), 테스트 기판, 베어(bare) 기판, 및 게이팅(gating) 기판을 포함할 수 있다. 기판은 집적 회로 제조의 다양한 스테이지(stage)들에 있을 수 있으며, 예를 들어 기판은 베어 웨이퍼일 수 있거나, 기판은 하나 또는 두 개 이상의 증착된 및/또는 패턴화된 층들을 포함할 수 있다. 기판이라는 용어는 원형 디스크들 및 장방형 시트들을 포함할 수 있다.
본 발명의 구현들의 가능한 이점들은 다음의 것들 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 종료점 결정은 폴리싱 속도의 변화를 고려하지 않고 가상적으로(virtually) 이루어질 수 있다. 폴리싱 속도에 영향을 미치는 인자들, 예를 들어, 소모품들은 일반적으로 고려될 필요가 없다. (단일 기준 스펙트럼 및/또는 단일 목표 스펙트럼과 달리) 다수의 기준 및/또는 목표 스펙트럼들의 사용은 단일 기준 스펙트럼 기술을 사용함으로써 생성되는 트레이스(trace)보다 대체로 더 평활한(smoother) 편차(difference) 또는 종료점 트레이스를 제공함으로써 종료점 결정의 정확도를 개선한다. 플러싱 시스템은 폴리싱되고 있는 기판 표면 상의 슬러리를 보다 덜 건조시킬 수 있다. 폴리싱 패드 윈도우는 종료점 결정의 정확도 및/또는 정밀도를 개선할 수 있다.
본 발명의 하나 또는 두 개 이상의 실시예들의 세부 사항이 첨부 도면들 및 이하의 설명에 진술된다. 본 발명의 다른 특징, 목적, 및 이점들도 발명의 상세한 설명, 도면, 및 특허청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 화학적 기계적 폴리싱 장치를 도시한다.
도 2a-2h는 폴리싱 패드 윈도우의 구현들을 도시한다.
도 3은 플러싱 시스템의 구현을 도시한다.
도 4는 플러싱 시스템의 대안적인 구현을 도시한다.
도 5는 폴리싱 패드의 평면도이고, 인 시츄 측정들이 수행되는 위치들을 도시한다.
도 6a는 인 시츄 측정들로부터 획득되는 스펙트럼을 도시한다.
도 6b는 폴리싱이 진행됨에 따라 인 시츄 측정들로부터 획득되는 스펙트럼들의 변화(evolution)를 도시한다.
도 7a는 목표 스펙트럼을 얻기 위한 방법을 도시한다.
도 7b는 기준 스펙트럼을 얻기 위한 방법을 도시한다.
도 8a 및 8b는 종료점 결정을 위한 방법을 도시한다.
도 9a 및 9b는 종료점 결정을 위한 대안적인 방법을 도시한다.
도 10a 및 10b는 종료점 결정을 위한 다른 대안적인 방법을 도시한다.
도 11은 종료점을 결정하기 위한 구현을 도시한다.
도 12는 스펙트럼의 정점-대-저점 정규화(peak to trough normalization)를 도시한다.
도 13은 다수의 기준 스펙트럼들 제공을 사용한 평활화(smoothing) 효과를 도시한다.
도 14는 폴리싱 중에 영역들 내에서 스펙트럼들을 얻기 위한 방법을 도시한다.
도 15는 원하는 프로파일(profile)을 달성하기 위해 영역들 내에서 폴리싱 속도를 조정하기 위한 방법을 도시한다.
도 16은 폴리싱 속도가 조정되는 프로세스에 대한 폴리싱 진행 대 시간의 그래프를 도시한다.
도 17은 폴리싱 속도가 조정되지 않는 프로세스에 대한 폴리싱 진행 대 시간의 그래프를 도시한다.
도 18은 폴리싱 제어의 피드 포워드(feed forward) 방법을 사용하는 프로세스에 대한 폴리싱 대 시간의 그래프를 도시한다.
다양한 도면들에서, 유사한 참조 심볼들은 유사한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 기판(10)을 폴리싱하도록 동작가능한 폴리싱 장치(20)를 도시한다. 폴리싱 장치(20)는 폴리싱 패드(30)가 그 위에 위치되는 회전가능한 디스크-형상의 플래튼(platen; 24)을 포함한다. 상기 플래튼은 축(25)을 중심으로 회전되도록 동작가능하다. 예를 들어, 모터가 플래튼(24)을 회전시키기 위해 구동 샤프트(22)를 회전시킬 수 있다. 폴리싱 패드(30)는, 예를 들어, 접착제 층에 의해 플래튼(24)에 탈착가능하게 고정될 수 있다. 마모되었을 때, 폴리싱 패드(30)는 분리되고 교체될 수 있다. 폴리싱 패드(30)는 외측의 폴리싱 층(32) 및 보다 연성의 백킹(backing) 층(34)을 가지는 2-층 폴리싱 패드일 수 있다.
폴리싱 패드를 통한 광 액세스(36)가 개구부(즉, 패드를 통해 진행하는 홀) 또는 솔리드(solid) 윈도우를 포함함으로써 제공된다. 비록 일부 실시예에서는 솔리드 윈도우가 플래튼(24) 상에서 지지되고 폴리싱 패드 내의 개구부로 돌출될 수 있지만, 솔리드 윈도우는 폴리싱 패드에 고정될 수 있다. 개구부 또는 윈도우가 플래튼(24)의 리세스(recess; 26)에 위치된 광학 헤드(optical head; 53) 위에 놓이도록 폴리싱 패드(30)가 플래튼(24) 상에 위치되는 것이 일반적이다. 결과적으로, 광학 헤드(53)는 개구부 또는 윈도우를 통해 폴리싱되고 있는 기판으로의 광 액세스를 가지게 된다. 광학 헤드에 대해서는 이하에서 추가적으로 설명한다.
윈도우는, 예를 들어, 경질의(rigid) 결정질 또는 유리질(glassy) 물질, 예를 들어 석영 또는 유리, 또는 보다 연성의 플라스틱 물질, 예를 들어 실리콘(silicone), 폴리우레탄 또는 할로겐화 폴리머(예를 들어, 플루오로폴리머), 또는 상기 물질들의 조합일 수 있다. 윈도우는 백색광에 대해 투명할 수 있다. 만약, 솔리드 윈도우의 상부 표면이 경질의 결정질 또는 유리질 물질이라면, 그 상부 표면은 스크래치 방지를 위해 폴리싱 표면으로부터 충분히 리세스(recess)되어야 한다. 만약, 상부 표면이 폴리싱 표면에 근접하고 접촉할 수도 있다면, 윈도우의 상부 표면은 보다 연성의 플라스틱 물질이어야 한다. 일부 실시예들에서, 솔리드 윈도우는 폴리싱 패드에 고정되며, 폴리우레탄 윈도우, 또는 석영과 폴리우레탄의 조합을 갖는 윈도우이다. 윈도우는, 예를 들어, 청색광 또는 적색광과 같은 특정 색채의 단색광에 대해 높은 투과도, 예를 들어, 대략 80%의 투과도를 가질 수 있다. 윈도우와 폴리싱 패드(30)의 인터페이스(interface)를 통해 액체가 누설되지 않도록, 윈도우가 폴리싱 패드(30)에 밀봉될 수 있다.
일 구현에서, 윈도우는 보다 연성의 플라스틱 물질의 외측 층으로 덮여진 경질의 결정질 또는 유리질 물질을 포함한다. 보다 연성 물질의 상부 표면은 폴리싱 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 경질 물질의 바닥 표면은 폴리싱 패드의 바닥 표면과 동일 평면 상일 수 있거나, 폴리싱 패드의 바닥 표면에 비해 리세스될 수 있다. 특히, 만약 폴리싱 패드가 두 개의 층을 포함한다면, 솔리드 윈도우는 폴리싱 층에 통합될 수 있고, 바닥 층은 솔리드 윈도우와 정렬된 개구부를 가질 수 있다.
윈도우가 경질의 결정질 또는 유리질 물질과 보다 연성의 플라스틱 물질의 조합을 포함한다고 가정하면, 두 부분들의 고정을 위해 사용되는 접착제가 필요치 않다. 예를 들어, 일 구현에서, 어떤 접착제도 윈도우의 폴리우레탄 부분을 석영 부분에 결합하는데에 사용되지 않는다. 대안적으로, 백색광에 투명한 접착제가 사용될 수 있거나 윈도우를 통과하는 빛이 접착제를 통과하지 않도록 접착제를 도포할 수도 있다. 예로써, 상기 접착제는 폴리우레탄 부분과 석영 부분 사이의 인터페이스의 주위에만 도포될 수 있다. 굴절률 겔(refractive index gel)이 윈도우의 바닥 표면에 도포될 수 있다.
윈도우의 바닥 표면은 하나 또는 두 개 이상의 리세스를 선택적으로 포함할 수 있다. 리세스는, 예를 들어, 광섬유 케이블의 단부 또는 와전류 센서의 단부를 수용하도록 조형될 수 있다. 리세스는 광섬유 케이블의 단부 또는 와전류 센서의 단부가 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 윈도우의 두께보다 짧은 거리에 위치될 수 있게 허용한다. 윈도우가 경질의 결정질 부분 또는 유리-형 부분을 포함하고 리세스가 가공(machining)에 의해 그러한 부분에 형성되는 구현에서, 가공에 의해 유발된 스크래치들을 제거하기 위해 리세스가 폴리싱된다. 대안적으로, 가공에 의해 유발된 스크래치를 제거하기 위해서 솔벤트 및/또는 액체 폴리머가 리세스의 표면들에 도포될 수도 있다. 통상적으로 가공에 의해 유발된 스크래치들의 제거는 산란을 감소시키며 윈도우를 통한 빛의 투과도를 개선할 수 있다.
도 2a-2h는 윈도우의 다양한 구현들을 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 윈도우는 두 개의 부분, 즉 폴리우레탄 부분(202) 및 석영 부분(204)을 가질 수 있다. 상기 부분들은 폴리우레탄 부분(202)이 석영 부분(204)의 최상부에 위치된 상태의 층들이다. 폴리우레탄 층의 상부 표면(206)이 폴리싱 패드의 폴리싱 표면(208)과 동일 평면이 되도록 윈도우가 폴리싱 패드 내에 위치될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 부분(202)은 석영 부분이 내부에 위치되는 리세스를 구비할 수 있다. 석영 부분의 바닥 표면(210)이 노출된다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 부분(202)은 돌출부들, 예를 들어, 석영 부분(204) 내로 돌출한 돌출부(212)를 포함할 수 있다. 돌출부들은, 기판 또는 리테이닝 링(retaining ring)으로부터의 마찰로 인해 폴리우레탄 부분(202)이 석영 부분(204)으로부터 이탈될(pull away) 가능성을 감소시키도록 작용할 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 부분(202)과 석영 부분(204) 사이의 인터페이스는 거친 표면일 수 있다. 그러한 표면은 윈도우의 두 부분들의 결합 강도를 개선시킬 수 있으며, 또한 기판 또는 리테이닝 링으로부터의 마찰로 인해 폴리우레탄 부분(202)이 석영 부분(204)으로부터 이탈될 가능성을 줄인다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 부분(202)은 불균일한 두께를 가질 수 있다. 광 빔의 경로(214)에 있는 위치에서의 두께는 광 빔의 경로(214)에 있지 않은 위치에서의 두께보다 얇다. 예를 들어, 두께(t1)는 두께(t2)보다 얇다. 대안적으로, 윈도우의 엣지에서 두께가 더 얇을 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 폴리우레탄 부분(202)은 접착제(216)의 사용에 의해서 석영 부분(204)에 부착될 수 있다. 접착제는 그것이 광 빔의 경로(214)에 있지 않도록 도포될 수 있다.
도 2g에 도시된 바와 같이, 폴리싱 패드는 폴리싱 층 및 백킹 층을 포함할 수 있다. 폴리우레탄 부분(202)은 폴리싱 층을 통해서 그리고 적어도 부분적으로 백킹 층 내로 연장한다. 백킹 층 내의 홀은 폴리싱 층 내의 홀보다 크기가 더 클 수 있고, 백킹 층 내의 폴리우레탄 섹션은 폴리싱 층 내의 폴리우레탄 섹션보다 넓을 수 있다. 따라서, 폴리싱 층은, 윈도우 위로 돌출하고 폴리우레탄 부분(202)이 석영 부분(204)으로부터 이탈되는 것을 저지하도록 작용할 수 있는 립(lip; 218)을 제공한다. 폴리우레탄 부분(202)은 폴리싱 패드의 층들의 홀들에 정합(conform)된다.
도 2h에 도시된 바와 같이, 광섬유 케이블(fiber cable; 222)로부터 윈도우로 광이 이동할 수 있는 매체를 제공하기 위해 굴절률 겔(220)이 석영 부분(204)의 바닥 표면(210)에 도포될 수 있다. 굴절률 겔(220)은 광섬유 케이블(222)과 석영 부분(204) 사이의 부피를 충진할 수 있고, 광섬유 케이블(222)과 석영 부분(204)의 굴절률들과 매칭되거나 이들 사이의 굴절률을 가질 수 있다.
윈도우가 석영 및 폴리우레탄 부분 모두를 포함하는 구현들에서, 폴리우레탄 부분은 폴리싱 패드의 수명 동안에 폴리우레탄 부분이 닳아 석영 부분을 노출시키지 않도록 하는 두께를 가져야 한다. 석영은 폴리싱 패드의 바닥 표면으로부터 리세스될 수 있고, 광섬유 케이블(222)은 폴리싱 패드 내로 부분적으로 연장할 수 있다.
상술된 윈도우 및 폴리싱 패드는 다양한 기술들을 사용하여 제조될 수 있다. 폴리싱 패드의 백킹 층(34)은, 예를 들어 접착제에 의해, 그것의 외측 폴리싱 층(32)에 부착될 수 있다. 광 액세스(36)를 제공하는 개구부가, 예를 들어 개구부를 포함하도록 패드(30)를 절삭 또는 몰딩(molding)함으로써, 패드(30) 내에 형성될 수 있고, 윈도우가 개구부 내로 삽입되고 예를 들어 접착제에 의해 패드(30)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 윈도우의 액체 전구체(precursor)가 패드(30) 내의 개구부 내로 분배되고, 윈도우를 형성하도록 경화될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 상술된 결정질 또는 유리-형 부분과 같은, 솔리드의 투명한 부재(solid transparent element)가 액체 패드 물질 내에 배치될 수 있고, 상기 액체 패드 물질은 투명 부재 주위에 패드(30)를 형성하기 위해 경화될 수 있다. 마지막 두 가지 경우 중 어느 하나의 경우에서, 패드 물질의 블록이 형성될 수 있고, 몰딩된 윈도우를 갖는 폴리싱 패드의 층이 블록으로부터 절삭(scythed)될 수 있다.
윈도우가 결정질 또는 유리-형 제 1 부분 및 연성의 플라스틱 물질로 제조된 제 2 부분을 포함하는 구현에서, 상기 제 2 부분은 상술된 액체 전구체 기술을 적용함으로써 패드(30)의 개구부 내에 형성될 수 있다. 그 후, 제 1 부분이 삽입될 수 있다. 만약, 제 2 부분의 액체 전구체가 경화되기 전에 제 1 부분이 삽입된다면, 경화는 제 1 부분과 제 2 부분을 결합시킬 수 있다. 만약, 액체 전구체가 경화된 후에 제 1 부분이 삽입된다면, 제 1 부분 및 제 2 부분은 접착제를 사용하여 고정될 수 있다.
폴리싱 장치(20)는 광 액세스(36)를 통한 광 투과를 개선하기 위해 플러싱(flushing) 시스템을 포함할 수 있다. 플러싱 시스템의 상이한 구현들이 존재한다. 폴리싱 패드(30)가 솔리드 윈도우 대신에 개구부를 포함하는 폴리싱 장치(20)의 구현들에서, 플러싱 시스템은 광학 헤드(53)의 상부 표면을 가로질러 유체, 예를 들어 가스 또는 액체의 층류를 제공하도록 구현된다. (상부 표면은 광학 헤드(53)에 포함된 렌즈의 상부 표면일 수 있다.) 광학 헤드(53)의 상부 표면을 가로지르는 유체의 층류는 광 액세스로부터 불투명한 슬러리를 쓸어버리거나(sweep)/쓸어버리고 상부 표면 상에서 슬러리가 건조되는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로, 광 액세스를 통한 투과성을 개선한다. 폴리싱 패드(30)가 개구부 대신에 솔리드 윈도우를 포함하는 구현들에서, 플러싱 시스템은 윈도우의 바닥 표면으로 가스의 유동을 지향(direct)시키도록 구현된다. 가스의 유동은 가스의 유동이 없다면 광 액세스를 방해할 수 있는 응축물(condensation)이 솔리드 윈도우의 바닥 표면에 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 층류 플러싱 시스템의 구현을 도시한다. 플러싱 시스템은 가스 공급원(302), 전달 라인(304), 전달 노즐(306), 흡입 노즐(308), 진공 라인(310) 및 진공 공급원(312)을 포함한다. 가스 공급원(302) 및 진공 공급원은, 이들이 동일하거나 유사한 부피의 가스를 도입하고 흡입할 수 있도록 구성될 수 있다. 가스의 층류가 인 시츄(in situ) 모니터링 모듈의 투명한 상부 표면(314)을 가로질러 지향되도록 그리고 폴리싱되고 있는 기판 표면으로는 지향되지 않도록 전달 노즐(306)이 위치된다. 결과적으로, 가스의 층류는 폴리싱되고 있는 기판 표면 상의 슬러리를 건조시키지 않으며, 이는 폴리싱에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있다.
도 4는 솔리드 윈도우의 바닥 표면 상에서 응축물이 형성되는 것을 방지하기 위한 플러싱 시스템의 구현을 도시한다. 상기 시스템은 폴리싱 패드 윈도우의 바닥 표면에 응축물이 형성되는 것을 감소시키거나 방지한다. 상기 시스템은 가스 공급원(402), 전달 라인(404), 전달 노즐(406), 흡입 노즐(408), 진공 라인(410) 및 진공 공급원(412)을 포함한다. 가스 공급원(402) 및 진공 공급원은, 이들이 동일하거나 유사한 부피의 가스를 도입하고 흡입할 수 있도록 구성될 수 있다. 가스의 유동이 폴리싱 패드(30) 내의 바닥 표면 윈도우로 지향되도록 전달 노즐(406)이 위치된다.
도 4의 구현에 대해 대안적인 하나의 구현에서, 플러싱 시스템은 진공 공급원 또는 진공 라인을 포함하지 않는다. 이러한 부품들 대신에, 플러싱 시스템은 플래튼 내에 형성된 환기부(vent)를 포함하며, 그에 따라 솔리드 윈도우 아래쪽의 공간으로 유입되는 가스가 플래튼의 측부로 배출될 수 있거나, 또는 대안적으로, 수분에 견딜 수 있는(tolerate) 폴리싱 장치 내의 임의의 다른 위치로 배출될 수 있다.
가스 공급원 및 진공 공급원이 플래튼과 함께 회전하지 않도록, 상술된 가스 공급원 및 진공 공급원은 플래튼으로부터 이격되어 위치될 수 있다. 이러한 경우에, 가스를 전달하기 위한 회전형 커플러(coupler)가 공급 라인 및 진공 라인 각각에 포함된다.
도 1을 다시 참조하면, 폴리싱 장치(20)는 결합된 슬러리/린스 아암(39)을 포함한다. 폴리싱 중에, 아암(39)은 액체 및 pH 조절제(adjuster)를 포함하는 슬러리(38)를 분배하도록 동작가능하다. 대안적으로, 폴리싱 장치는 폴리싱 패드(30)로 슬러리를 분배하도록 동작가능한 슬러리 포트를 포함한다.
폴리싱 장치(20)는 기판(10)을 폴리싱 패드(30)에 마주하여 유지하도록(hold) 동작가능한 캐리어 헤드(70)를 포함한다. 캐리어 헤드(70)는 지지 구조물(72), 예를 들어, 커로우셀(carousel)로부터 서스펜드(suspend)되고, 캐리어 헤드가 축(71)을 중심으로 회전할 수 있도록 캐리어 구동 샤프트(74)에 의해 캐리어 헤드 회전 모터(76)에 연결된다. 또한, 캐리어 헤드(70)는 지지 구조물(72) 내에 형성된 방사상 슬롯 내에서 측방향으로 진동(oscillate)할 수 있다. 동작 중에, 플래튼이 그것의 중심 축(25)을 중심으로 회전되며, 캐리어 헤드는 그것의 중심 축(71)을 중심으로 회전되고 폴리싱 패드의 상부 표면을 가로질러 측방향으로 병진운동(translate)한다.
폴리싱 장치는 또한 광학 모니터링 시스템을 포함하며, 광학 모니터링 시스템은 후술하는 바와 같이 폴리싱 종료점을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 광학 모니터링 시스템은 광원(51) 및 광 검출기(52)를 포함한다. 빛은 광원(51)으로부터, 폴리싱 패드(30) 내의 광 액세스(36)를 통해서 이동하고, 기판(10)에 충돌하고 기판(10)으로부터 광 액세스(36)를 통해서 다시 반사되며, 광 검출기(52)로 이동한다.
광원(51)으로부터 빛을 광 액세스(36)로 그리고 다시 광 액세스(36)로부터 광 검출기(52)로 전달하도록 두 갈래의(bifurcated) 광 케이블(54)이 사용될 수 있다. 두 갈래의 광 케이블(54)은 "본선(trunk; 55)" 및 두 개의 "지선(branches; 56 및 58)"을 포함할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 플래튼(24)은 광학 헤드(53)가 내부에 위치되는 리세스(26)를 포함한다. 광학 헤드(53)는 폴리싱되고 있는 기판 표면으로 그리고 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 빛을 전달하도록 구성된 두 갈래의 광 케이블(54)의 본선(55)의 일 단부를 홀딩한다. 광학 헤드(53)는 두 갈래의 광 케이블(54)의 단부 위에 놓인(overlying) 하나 또는 두 개 이상의 렌즈, 또는 윈도우를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같다). 대안적으로, 광학 헤드(53)는 단지 폴리싱 패드 내의 솔리드 윈도우에 인접하게 본선(55)의 단부를 홀딩할 수도 있다. 광학 헤드(53)는 상술된 플러싱 시스템의 노즐들을 홀딩할 수 있다. 광학 헤드(53)는, 예를 들어, 예방 또는 교정의 유지 보수를 수행하기 위해 요구되는 것과 같이 리세스(26)로부터 분리될 수 있다.
플래튼은 분리가능한 인-시츄 모니터링 모듈(50)을 포함한다. 인 시츄 모니터링 모듈(50)은 다음 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다: 광원(51), 광 검출기(52), 및 광원(51) 및 광 검출기(52)로 또는 광원(51) 및 광 검출기(52)로부터 신호를 전송하고 수신하기 위한 회로. 예를 들어, 검출기(52)의 출력은 구동 샤프트(22) 내의 예를 들어 슬립 링과 같은 회전 커플러를 통해 광학 모니터링 시스템을 위한 제어기로 이동하는 디지털 전자 신호일 수 있다. 유사하게, 제어기로부터 회전 커플러를 통해 상기 모듈(50)로 이동하는 디지털 전자 신호 내의 제어 명령에 응답하여 광원이 켜지거나 꺼질 수 있다.
또한, 인 시츄 모니터링 모듈은 두 갈래의 광섬유(54)의 지선 부분(56 및 58)의 각 단부들을 홀딩할 수 있다. 광원은 빛을 전달하도록 동작가능하고, 이러한 빛은 지선(56)을 통해서 광학 헤드(53) 내에 위치된 본선(55)의 단부 바깥으로 전달되고, 폴리싱되고 있는 기판에 충돌한다. 기판으로부터 반사된 빛이 광학 헤드(53) 내에 위치된 본선(55)의 단부에서 수신되고, 지선(58)을 통해 광 검출기(52)로 전달된다.
하나의 구현에서, 두 갈래의 광섬유 케이블(54)은 광섬유들의 번들(bundle; 다발)이다. 번들은 광섬유들의 제1 그룹 및 광섬유들의 제2 그룹을 포함한다. 제 1 그룹 내의 광섬유는 광원(51)으로부터 폴리싱되고 있는 기판 표면에 빛을 전달하도록 연결된다. 제 2 그룹 내의 광섬유는 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 반사되는 빛을 수신하고 수신된 빛을 광 검출기로 전달하도록 연결된다. 제 2 그룹 내의 광섬유들이 두 갈래의 광섬유(54)의 길이방향 축에 중심이 위치되는 X-형 형상을 형성하도록 광섬유들이 배열될 수 있다(두 갈래의 광섬유 케이블(54)의 단면에서 봤을 때). 대안적으로, 상이한 배열들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 2 그룹 내의 광섬유들이 서로의 거울 이미지인 V-형 형상을 형성할 수 있다. 적절한 두 갈래의 광섬유는 미국 텍사스 캐롤톤에 소재하는 Verity Instruments, Inc.로부터 이용가능하다.
일반적으로, 폴리싱 패드 윈도우와 상기 폴리싱 패드 윈도우에 인접한 두 갈래의 광섬유 케이블(54)의 본선(55)의 단부 사이에는 최적의 거리가 존재한다. 이 거리는 실험적으로 결정될 수 있고, 예를 들어, 윈도우의 반사도, 상기 두 갈래의 광섬유 케이블로부터 방출되는 광 빔의 형상, 그리고 모니터링되고 있는 기판까지의 거리에 의해 영향을 받는다. 하나의 구현에서, 윈도우에 인접한 단부가 윈도우에 실질적으로 접촉하지 않으면서 윈도우의 바닥에 가능한 한 가깝게 인접하도록 두 갈래의 광섬유 케이블이 위치된다. 이러한 구현에서, 폴리싱 장치(20)는 폴리싱 패드 윈도우의 바닥 표면과 두 갈래의 광섬유 케이블(54)의 단부 사이의 거리를 조정하도록 동작가능한 메카니즘, 예를 들어 광학 헤드(53)의 일부로서의 메카니즘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 두 갈래의 광섬유 케이블의 인접 단부가 윈도우에 임베딩(embed)된다.
광원(51)은 백색광을 방출하도록 동작가능하다. 하나의 구현에서, 방출되는 백색광은 파장이 200-800 나노미터인 빛을 포함한다. 적절한 광원은 크세논 램프 또는 크세논 수은 램프이다.
광 검출기(52)는 스펙트로미터(spectrometer)일 수 있다. 기본적으로, 스펙트로미터는 전자기 스펙트럼의 일부에 걸쳐 예를 들어, 세기와 같은 빛의 특성을 측정하기 위한 광학 도구이다. 적절한 스펙트로미터는 격자(grating) 스펙트로미터이다. 스펙트로미터의 통상적인 출력은 파장의 함수로서의 빛의 세기이다.
선택적으로, 인-시츄 모니터링 모듈(50)이 다른 센서 부재들을 포함할 수 있다. 인-시츄 모니터링 모듈(50)은, 예를 들어, 와전류 센서, 레이저, 발광 다이오드, 및 포토디텍터들을 포함할 수 있다. 인-시츄 모니터링 모듈(50)이 와전류 센서를 포함하는 구현들에서, 폴리싱되고 있는 기판이 와전류 센서들의 작동 범위 내에 있도록 상기 모듈(50)이 위치되는 것이 보통이다.
광원(51) 및 광 검출기(52)는 이들의 동작을 제어하고 이들의 신호들을 수신하도록 동작가능한 컴퓨팅 장치에 연결된다. 컴퓨팅 장치는 예를 들어 개인용 컴퓨터와 같이, 폴리싱 장치에 인접하여 위치된 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어와 관련하여, 컴퓨팅 장치는, 예를 들어, 광원(51)의 활성화를 플래튼(24)의 회전과 동기화시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 컴퓨터는 광원(51)으로 하여금, 기판(10)이 인-시츄 모니터링 모듈을 통과하기 직전에 시작되고 통과한 직후에 종료되는 일련의 플래쉬(flash)들을 방출하게 한다(도시된 각 포인트들(501-511)은 인-시츄 모니터링 모듈로부터의 빛이 충돌하고 반사되는 위치를 나타낸다). 대안적으로, 컴퓨터는 광원(51)으로 하여금, 기판(10)이 인-시츄 모니터링 모듈을 통과하기 직전에 시작되고 통과한 직후에 종료되는 빛을 연속적으로 방출하게 할 수 있다.
신호들을 수신하는 것과 관련하여, 컴퓨팅 장치는, 예를 들어, 광 검출기(52)에 의해 수신되는 빛의 스펙트럼을 기술하는 정보를 수반하는(carry) 신호를 수신할 수 있다. 도 6a는 광원의 단일 플래쉬로부터 방출되고 기판으로부터 반사되는 빛으로부터 측정된 스펙트럼의 예들을 도시한다. 상기 스펙트럼은 원시(raw) 스펙트럼, 즉 정규화(normalization) 이전의 스펙트럼을 도시한다. 스펙트럼(602)은 제품 기판으로부터 반사된 빛으로부터 측정된다. 스펙트럼(604)은 베이스(base) 실리콘 기판(실리콘 층만을 가지는 웨이퍼)으로부터 반사된 빛으로부터 측정된다. 스펙트럼(606)은 광학 헤드(53) 위에 위치된 기판이 없을 때 광학 헤드(53)에 의해 수신되는 빛으로부터 획득된다. 본 명세서에서 암흑 조건(dark condition)이라고 지칭되는 이러한 조건 하에서, 수신되는 빛은 통상적으로 패드 윈도우 빛으로부터 산란된 빛이다.
컴퓨팅 장치는 폴리싱 단계의 종료점을 결정하기 위해, 상술된 신호를 프로세싱할 수 있다. 임의의 특정 이론에 제한되지 않고, 기판(10)으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼들은 폴리싱이 진행됨에 따라 전개(evolve)된다. 도 6b는 대상 필름의 폴리싱이 진행됨에 따른 전개의 일 예를 제공한다. 도 6b에서의 스펙트럼들이 정규화된다. 스펙트럼의 상이한 라인들은 폴리싱에서의 상이한 시간들을 나타낸다. 보여지는 바와 같이, 반사된 빛의 스펙트럼의 특성들은 필름 두께가 변화함에 따라 변화되며, 특정 스펙트럼은 필름의 특정 두께에 의해 나타난다. 컴퓨팅 장치는, 상기 스펙트럼들 중 하나 또는 두 개 이상을 기초로 하여, 언제 종료점이 도달되었는지를 결정하는 로직을 실행할 수 있다. 종료점 결정의 기초가 되는 하나 또는 두 개 이상의 스펙트럼은 목표 스펙트럼, 기준 스펙트럼, 또는 양자 모두를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 것처럼, 목표 스펙트럼은 대상 필름이 목표 두께를 가질 때 그 대상 필름으로부터 반사되는 백색광에 의해 나타나는 스펙트럼을 지칭한다. 예를 들어, 목표 두께는 1, 2, 또는 3 미크론일 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 대상 필름을 제거(clear)하여 밑에 있는 필름이 노출될 때, 목표 두께는 영(zero)일 수 있다.
특정의 대상 두께를 위한 다수의 목표 스펙트럼이 있을 수 있고, 대개 있다. 이는, 다수의 스펙트럼들이 수집될 수 있는 지속시간 동안 대상 필름이 목표 두께를 유지하도록, 폴리싱이 대개 유한한 속도로 발생하기 때문인 경우가 그러한 경우이다. 또한 패턴화된 기판의 상이한 영역들은 대개 상이한 스펙트럼들을 생성한다(심지어는, 폴리싱 중의 동일한 시점에서 스펙트럼들이 획득되는 때에도 그러하다). 예를 들어, 기판 내의 스크라이브 라인(scribe line)으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼이 기판의 어레이(array)로부터 반사되는 빛의 스펙트럼과 상이하다(즉, 상이한 형상을 가짐). 본 명세서에서는 그러한 현상을 패턴 효과라고 지칭한다. 따라서, 특정 목표 두께를 위한 다수의 스펙트럼들이 있을 수 있고, 다수의 스펙트럼들은 패턴 효과들로 인해 서로 상이한 스펙트럼들을 포함할 수 있다.
도 7a는 하나 또는 두 개 이상의 목표 스펙트럼들을 획득하기 위한 방법(700)을 도시한다. 제품 기판과 동일한 패턴을 가지는 기판의 특성들이 측정된다(단계 702). 본 명세서에서, 측정되는 기판은 "셋-업(set-up)" 기판이라고 지칭된다. 셋-업 기판은 단순히 제품 기판과 동일한 또는 그와 유사한 기판일 수 있거나, 또는 셋-업 기판은 배치(batch)로부터의 하나의 기판일 수 있다. 특성들은 기판 상의 특정 대상 위치에서 대상 필름의 폴리싱 이전의 두께를 포함할 수 있다. 통상적으로, 다수 위치들에서의 두께들이 측정된다. 대개, 각 위치에 대해서 동일한 타입의 다이 피쳐(die feature)가 측정되도록 위치들이 선택된다. 측정은 메트롤로지 스테이션(metrology station)에서 수행될 수 있다.
셋-업 기판은 대상 폴리싱 단계에 따라서 폴리싱되고, 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 반사되는 백색광의 스펙트럼들이 폴리싱 중에 수집된다(단계 704). 폴리싱 및 스펙트럼들 수집은 상기 기재된 폴리싱 장치에서 수행될 수 있다. 스펙트럼들은 폴리싱 중에 인-시츄 모니터링 시스템에 의해서 수집된다. 다수 스펙트럼들이 각 플래튼 회전마다 수집될 수 있다. 목표 두께가 달성되었을 때 기판으로부터 반사된 빛의 스펙트럼이 획득될 수 있도록, 기판이 과다 폴리싱된다. (즉, 추정 종료점을 지나서 폴리싱된다.)
과다 폴리싱된 기판의 특성들이 측정된다(단계 706). 상기 특성들은 폴리싱 전 측정에 대해서 사용된 특정 위치 또는 위치들에서의 폴리싱 후의 대상 필름의 두께들을 포함한다.
측정된 두께들 및 수집된 스펙트럼들은, 수집된 스펙트럼들 중에서 기판이 관심(interest) 두께를 가졌을 때 기판에 의해 나타나도록 결정된 하나 또는 두 개 이상의 스펙트럼을 선택하는데에 사용된다(단계 708). 특히, 목표 필름 두께가 달성된 때, 스펙트럼들 중에 어느 것이 나타났는지를 결정하기 위해서, 측정된 폴리싱 이전의 필름 두께 및 폴리싱 이후의 기판 두께를 사용하여, 선형 보간법(interpolation)이 수행될 수 있다. 목표 두께가 달성된 때를 나타내는 것으로 결정된 스펙트럼은 기판들의 배치(batch)에 대한 목표 스펙트럼이 되도록 지정된다. 통상적으로, 수집된 스펙트럼들 중 3개가 목표 스펙트럼들이 되도록 지정된다. 대안적으로, 5개, 7개 및 9개의 스펙트럼들이 목표 스펙트럼이 되도록 지정된다.
선택적으로, 정확도 및/또는 정밀도를 개선하기 위해, 수집된 스펙트럼들이 프로세싱된다. 스펙트럼들은, 예를 들어, 공통 기준으로 이들을 정규화하거나/하고, 이들을 평균화하거나/하고 이들로부터 노이즈를 필터링하기 위해서, 프로세싱될 수 있다. 이러한 프로세싱 동작의 특정 구현들은 아래에 기술된다.
본 명세서에서 사용된 것처럼, 기준 스펙트럼은 목표 필름 두께와 연관된 스펙트럼을 지칭한다. 특정 스펙트럼들 기반의 종료점 결정 로직을 적용함으로써 컴퓨터 장치가 종료점을 호출(call)할 때 목표 두께가 달성되도록, 특정 스펙트럼들 기반의 종료점 결정 로직에 대해서 대개 1, 2 또는 3개 이상의 기준 스펙트럼들이 실험적으로 선택된다. 도 7b를 참조하여 이하에서 후술할 것과 같이, 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들은 반복적으로 선택될 수 있다. 기준 스펙트럼들은 대개 목표 스펙트럼들이 아니다. 오히려, 대개 기준 스펙트럼은 대상 필름이 목표 두께보다 두꺼운 두께를 가질 때 기판으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼이다.
도 7b는 특정 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직 및 특정 목표 두께에 대한 기준 스펙트럼을 선택하기 위한 방법(701)을 도시한다. 일부 실시예들에서, 단 하나의 스펙트럼 대신에 두 개 또는 세 개 이상의 스펙트럼이 선택될 수 있다. 단계(702) 및 단계(706)에서 상술된 바와 같이 셋-업 기판이 측정되고 폴리싱된다(단계 703). 특히, 수집된 스펙트럼들 및 각각의 수집된 스펙트럼이 측정된 시간이 저장된다. 다수의 스펙트럼들이 폴리싱 중에 각각의 플래튼 회전에 대해서 수집될 수 있다.
특정 셋-업 기판에 대한 폴리싱 장치의 폴리싱 속도가 계산된다(단계 705). 폴리싱 이전 및 이후의 두께들(T1, T2) 및 실제 폴리싱 시간(PT)을 사용함에 의해, 예를 들어, PR=(T2-T1)/PT와 같은, 평균 폴리싱 속도(PR)가 계산될 수 있다.
이하에서 논의되는 바와 같이, 기준 스펙트럼을 테스트하는 교정 포인트(calibration point)를 제공하기 위해, 특정 셋-업 기판에 대한 종료점 시간이 계산된다(단계 707). 종료점은 계산된 폴리싱 속도(PR), 폴리싱 전의 대상 필름의 시작 두께(ST), 그리고 대상 필름의 목표 두께(TT)를 기초로 계산될 수 있다. 폴리싱 속도가 폴리싱 프로세스를 통하여 일정하다고 가정하면, 종료점 시간(ET)은 단순한 선형 보간법으로, 예를 들어, ET=(ST-TT)/PR와 같이 계산될 수 있다.
선택적으로, 계산된 종료점 시간은 패턴화된 기판들의 배치(batch) 중의 다른 기판을 폴리싱하고 계산된 종료점 시간에 폴리싱을 중단하며 대상 필름의 두께를 측정함으로써 평가될 수 있다. 만약, 두께가 목표 두께의 만족스러운 범위 내에 있다면, 계산된 종료점 시간은 만족스러운 것이 된다. 그렇지 않다면, 계산된 종료점 시간은 재-계산될 수 있다.
수집된 스펙트럼 중 하나가 기준 스펙트럼이 되도록 선택되고 지정된다(단계 709). 선택된 스펙트럼은 대상 필름이 목표 두께보다 두껍고 그리고 목표 두께와 대략 동일한 두께를 가질 때 기판으로부터 반사되는 빛의 스펙트럼이다. 대안적으로, 두 개 또는 세 개 이상의 스펙트럼들이 기준 스펙트럼들로 지정된다. 통상적으로, 수집된 스펙트럼들 중 3개가 기준 스펙트럼들이 되도록 지정된다. 대안적으로, 5개, 7개, 또는 9개의 스펙트럼들이 기준 스펙트럼들이 되도록 지정된다. 목표 스펙트럼들과 같이, 폴리싱 속도가 유한하기 때문에 다수의 기준 스펙트럼들이 있을 수 있다.
하나의 구현에서, 단계(707)에서 계산된 종료점 시간에 대응하는 특정 플래튼 회전이 식별되고, 특정 플래튼 회전 중에 수집된 스펙트럼들이 기준 스펙트럼들로 지정되도록 선택된다. 예로서, 수집된 스펙트럼들은 기판의 중심 영역으로부터 나온 것일 수 있다. 계산된 종료점 시간에 대응하는 플래튼 회전은 플래튼 회전 동안 계산된 종료점 시간에 대응하는 시간이 발생하는 플래튼 회전이다. 예로서, 계산된 종료점 시간이 25.5 초라면, 이 계산된 종료점 시간에 대응하는 특정 플래튼 회전은 플래튼 회전 동안 폴리싱 프로세스에서 25.5초의 폴리싱이 발생한 플래튼 회전이다.
셋-업 기판에 대해 수집된 스펙트럼들을 사용하고 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 되도록 지정된 선택된 스펙트럼 또는 스펙트럼들을 이용하여, 특정 종료점 결정 로직이 시뮬레이션에서 실행된다(단계 711). 로직의 실행은, 상기 로직이 종료점이라고 결정한, 실험적으로 유도된, 그러나 시뮬레이션된 종료점 시간을 산출한다.
실험적으로 유도되지만 시뮬레이션된 종료점 시간이 계산된 종료점 시간과 비교된다(단계 713). 만약, 실험적으로 유도된 종료점 시간이 계산된 종료점 시간의 임계(threshold) 범위 내에 있다면, 현재 선택된 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 교정 포인트에 매칭되는 결과를 생성하는 것으로 인식된다. 따라서, 런-타임(run-time) 환경에서 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들을 사용하여 종료점 로직이 실행될 때, 상기 시스템은 목표 두께에서의 종료점을 확실하게(reliably) 탐지하여야 한다. 그러므로, 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 배치(batch)의 나머지 기판들의 런 타임 폴리싱에 대한 기준 스펙트럼으로서 유지될 수 있다(단계 718). 그렇지 않은 경우, 단계(709) 및 단계(711)가 적절히 반복된다.
선택적으로, 각각의 반복(iteration)(즉, 단계(709) 및 단계(711)의 각각의 수행)에 대해서 선택된 스펙트럼 또는 스펙트럼들 이외의 다른 변수들이 변화될 수 있다. 예를 들어, 상기 언급된 스펙트럼들의 프로세싱(예를 들어, 필터 파라미터들) 및/또는 편차 트레이스(difference trace)의 최소값로부터의 임계 범위가 변화될 수 있다. 편차 트레이스 및 편차 트레이스의 최소값의 임계 범위가 이하에서 기술된다.
도 8a는 폴리싱 단계의 종료점을 결정하기 위해 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직을 사용하기 위한 방법(800)을 도시한다. 패턴화된 기판들의 배치(batch)중 다른 기판이 상술된 폴리싱 장치를 사용하여 폴리싱된다(단계 802). 플래튼의 각각의 회전에서, 다음 단계들이 수행된다.
현재(current) 플래튼 회전에 대한 하나 또는 두 개 이상의 현재 스펙트럼들을 획득하기 위해 폴리싱되고 있는 기판 표면으로부터 반사되는 백색광의 하나 또는 두 개 이상의 스펙트럼들이 측정된다.(단계 804). 포인트들(501-511)(도 5 참조)에서의 스펙트럼들 측정들은 현재 플래튼 회전 중에 측정된 스펙트럼들의 예들이다. 도 7a를 참조하여 위에 기술한 것과 같이 그리고 도 11을 참조하여 후술하는 바와 같이, 정확도 및/또는 정밀도를 개선하기 위해 현재 플래튼 회전 중에 측정된 스펙트럼들이 선택적으로 프로세싱된다.
일부 구현들에서, 단지 하나의 스펙트럼만이 측정된다면, 그 하나의 스펙트럼이 현재 스펙트럼으로 사용된다. 플래튼 회전에 대해서 둘 이상의 현재 스펙트럼들이 측정된다면, 그 스펙트럼들은 그룹화되고, 각 그룹 내에서 평균화되며, 그 평균들은 현재 스펙트럼들이 되도록 지정된다. 스펙트럼들은 기판의 중심으로부터 방사상 거리에 의해 그룹화될 수 있다. 예로서, 제 1 현재 스펙트럼이 포인트(502) 및 포인트(510)에서 측정된 스펙트럼들로부터 획득될 수 있고(도 5 참조), 제 2 현재 스펙트럼이 포인트(503) 및 포인트(509)에서 측정된 스펙트럼들로부터 획득될 수 있으며, 제 3 현재 스펙트럼이 포인트(504) 및 포인트(508)에서 측정된 스펙트럼들로부터 획득될 수 있다(그리고 등등). 포인트(502) 및 포인트(510)에서 측정된 스펙트럼들이 현재 플래튼 회전에 대한 제 1 현재 스펙트럼을 획득하기 위해 평균화된다. 현재 플래튼 회전에 대한 제 2 현재 스펙트럼을 획득하기 위해 포인트(503) 및 포인트(509)에서 측정된 스펙트럼들이 평균화된다. 현재 플래튼 회전에 대한 제 3 현재 스펙트럼을 획득하기 위해 포인트(504) 및 포인트(508)에서 측정된 스펙트럼들이 평균화된다.
일부 구현들에서, 현재 플래튼 회전 중에 측정된 스펙트럼들 중 두 개 또는 세 개 이상이 현재 플래튼 회전에 대한 현재 스펙트럼들이 되도록 선택된다. 하나의 구현에서, 현재 스펙트럼들이 되도록 선택된 스펙트럼들은 기판의 중심에 근접한 샘플 위치들(예를 들어, 도 5에 도시된 포인트(505), 포인트(506), 및 포인트(507))에서 측정된 스펙트럼들이다. 선택된 스펙트럼들은 평균화되지 않으며, 각각의 선택된 스펙트럼들이 현재 플래튼 회전에 대한 현재 스펙트럼이 되도록 지정된다.
각각의 하나 또는 둘 이상의 현재 스펙트럼들과 각각의 기준 스펙트럼 사이의 편차(difference)가 계산된다(단계 806). 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 도 7b를 참조하여 상술된 바와 같이 획득될 수 있다. 하나의 구현에서, 그 편차는 파장 범위에 걸친 세기들의 편차들의 합이다. 즉,
Figure 112014007865476-pat00001
여기서, a 및 b는 각각 스펙트럼의 파장들의 범위의 하한치 및 상한치이며, I현재(λ) 및 I기준(λ)는 각각 주어진 파장에 대한 현재 스펙트럼들의 세기 및 목표 스펙트럼들의 세기를 나타낸다.
각각의 현재 스펙트럼들과 각각의 기준 스펙트럼들 사이의 편차를 계산하는 하나의 방법은 각각의 현재 스펙트럼들을 선택하는 것이다. 각각의 선택된 현재 스펙트럼들에 대해서, 각각의 기준 스펙트럼들에 대한 편차가 계산된다. 예를 들어, 현재 스펙트럼들(e, f, 및 g) 그리고 기준 스펙트럼들(E, F, 및 G)이 주어지면, 현재 및 기준 스펙트럼들의 이하의 각 조합들에 대해서 편차가 계산될 것이다: e 와 E, e 와 F, e 와 G, f 와 E, f 와 F, f 와 G, g 와 E, g 와 F, 및 g 와 G.
일부 구현들에서, 각각의 계산된 편차는 편차 트레이스에 부가된다(appended)(단계 808). 일반적으로, 편차 트레이스는 계산된 편차의 플롯(plot)이다. 편차 트레이스는 플래튼 회전마다 적어도 1회 업데이트된다. (각 플래튼 회전에 대해서 다수의 현재 스펙트럼들이 획득되는 경우에, 편차 트레이스는 플래튼 회전마다 2회 이상 업데이트될 수 있다.)
일반적으로, 편차 트레이스는 계산된 편차들 중 하나의 플롯이다(이러한 경우에, 현재 플래튼 회전에 대해 계산된 편차들 중 가장 작은 것). 가장 작은 편차에 대한 대안으로서, 편차들 중 다른 편차, 예를 들어, 편차들 중 중앙편차(median) 또는 가장 작은 편차의 다음 편차가 트레이스에 부가될 수 있다.
편차들 중 가장 작은 편차를 취하는 것은, 종료점 결정 프로세스의 정확도를 개선할 수 있다. 현재 스펙트럼은 기판의 상이한 위치들(예를 들어, 스크라이브 라인 및 어레이)에서 반사되는 빛으로부터의 스펙트럼들을 포함할 수 있고, 상술된 패턴 효과는 이러한 스펙트럼들이 상당히 달라지게 할 수 있다. 유사하게, 기준 스펙트럼들은 기판 상의 상이한 위치들에서 반사되는 빛으로부터의 스펙트럼들을 포함할 수 있다. 그러한 상이한 스펙트럼들의 비교는 잘못된 것(faulty)이고 종료점 결정에 오류를 유발할 수도 있다. 예를 들어, 패턴화된 기판의 스크라이브 라인에서 반사되는 빛의 현재 스펙트럼과 패턴화된 기판의 어레이에서 반사되는 빛의 기준 스펙트럼을 비교하는 것은 종료점 결정의 계산에 오류를 유발(introduce)할 수 있다. 비유적으로 말하자면, 그러한 비교는 사과와 오렌지 간의 비교이다. 편차들 중 가장 작은 편차만을 고려할 때, 이러한 타입의 비교들은 (비교가 이루어졌더라도) 계산으로부터 배제(factored out)된다. 따라서, 다수의 기준 스펙트럼 및 다수의 현재 스펙트럼들을 사용함으로써, 그리고 이들 각각의 스펙트럼 간의 편차들 중 가장 작은 편차만을 고려함으로써, 상술된 잘못된 비교에 의해 유발될 수도 있는 오류를 피할 수 있다.
선택적으로, 편차 트레이스가, 예를 들어, 선행하는 하나 또는 두 개 이상의 계산된 편차로부터 임계치를 넘어서 벗어나는 계산된 편차를 필터링하여 제거함(filter out)으로써 편차 트레이스를 평활화하는 것과 같이 프로세싱될 수 있다.
편차 트레이스가 최소 임계치 내에 있는지의 여부가 결정된다(단계 810). 최소값이 탐지된 후에, 편차 트레이스가 최소값의 특정 임계치를 지나 상승되기 시작할 때 종료점이 호출(call)된다. 대안적으로, 편차 트레이스의 기울기를 기초로하여 종료점이 호출될 수 있다. 특히, 편차 트레이스의 기울기가 편차 트레이스의 최소값에서 영(zeor)에 접근하고 영이 된다. 편차 트레이스의 기울기가 영에 근접한 기울기의 임계 범위 내에 있을 때 종료점이 호출될 수 있다.
선택적으로, 단계(808)의 결정을 용이하게 하기 위해 윈도우 로직이 적용될 수 있다. 사용에 적합한 윈도우 로직이, 본 명세서에 참조로써 통합되고 본 출원인에게 공통으로 양도된, 미국 특허 제 5,893,796 및 6,296,548 호에 설명된다.
만약, 편차 트레이스가 최소 임계 범위에 도달한 것으로 결정되지 않으면, 폴리싱이 계속되도록 허용되고 단계들(804, 806, 808 및 810)이 적절히 반복된다. 그렇지 않으면, 종료점이 호출되고 폴리싱이 정지된다(단계 812).
도 8b는 종료점을 결정하기 위한 상술된 방법을 도시한다. 트레이스(801)는 원시(raw) 편차 트레이스이다. 트레이스(803)는 평활화된 편차 트레이스이다. 평활화된 편차 트레이스(803)가 최소값(807)보다 큰 임계치 값(805)에 도달하였을 때 종료점이 호출된다.
기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들의 사용에 대한 대안으로서, 목표 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 방법(800)에서 사용될 수 있다. 편차 계산은 현재 스펙트럼 또는 스펙트럼들과 목표 스펙트럼 또는 스펙트럼들 사이일 것이고, 편차 트레이스가 최소값에 도달하였을 때 종료점이 결정될 것이다.
도 9a는 폴리싱 단계의 종료점을 결정하기 위해 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직을 사용하기 위한 대안적인 방법(900)을 도시한다. 셋-업 기판이 폴리싱되고 목표 스펙트럼 또는 스펙트럼들 그리고 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 획득된다(단계 902). 이들 스펙트럼들은 도 7a 및 7b를 참조하여 상술된 바와 같이 획득될 수 있다.
목표 편차가 계산된다(단계 904). 만약, 하나의 기준 스펙트럼이 사용된다면, 목표 편차는 기준 스펙트럼과 목표 스펙트럼 사이의 편차이고 상술된 편차 방정식을 사용하여 계산될 수 있다. 만약, 두 개 또는 세 개 이상의 기준 스펙트럼들이 사용된다면, 목표 편차는 기준 스펙트럼들과 목표 스펙트럼들 사이의 편차들 중 최소 편차이며, 이는 편차 계산을 위한 방법 및 상술된 편차 방정식을 사용하여 계산된다(즉, 단계 808).
기판들의 배치(batch) 중 다른 기판의 폴리싱이 시작된다(단계 906). 폴리싱 중에 각 플래튼 회전에 대해서 다음의 단계들이 수행된다. 현재 플래튼 회전에 대한 하나 또는 두 개 이상의 현재 스펙트럼이 획득되도록 폴리싱되고 있는 기판 표면에서 반사되는 백색광의 하나 또는 두 개 이상의 스펙트럼이 측정된다(단계 908). 하나 또는 두 개 이상의 현재 스펙트럼과 기준 스펙트럼 사이의 편차가 계산된다(단계 910). 계산된 편차 또는 편차들(하나 또는 두 개 이상의 현재 스펙트럼이 존재하는 경우)이 편차 트레이스에 부가된다(단계 912). (단계 908, 910, 및 912는 단계 804, 806, 및 808과 각각 유사하다.) 편차 트레이스가 목표 편차의 임계 범위 내에 있는지의 여부가 결정된다(단계 914). 만약 편차 트레이스가 목표 편차의 임계 범위에 도달한 것으로 결정되지 않는다면, 폴리싱이 계속하도록 허용되고 단계들(908, 910, 912, 및 914)이 적절히 반복된다. 그렇지 않으면, 종료점이 호출되고 폴리싱이 정지된다(단계 916).
도 9b는 종료점 결정을 위한 상술된 방법을 도시한다. 트레이스(901)는 원시(raw) 편차 트레이스이다. 트레이스(903)는 평활화된 편차 트레이스이다. 평활화된 편차 트레이스(903)가 목표 편차(907)의 임계 범위(905) 내에 있을 때 종료점이 호출된다.
도 10a는 폴리싱 단계의 종료점을 결정하기 위한 다른 방법(1000)을 도시한다. 기준 스펙트럼 또는 기준 스펙트럼들이 획득된다(단계 1002). 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들은 도 7b를 참조하여 상술된 바와 같이 획득된다.
기준 스펙트럼을 획득하는 프로세스로부터 수집된 스펙트럼들이 라이브러리(library)에 저장된다(단계 1004). 대안적으로, 라이브러리는 수집되지 않고 이론적으로 생성된 스펙트럼들을 포함할 수 있다. 각 스펙트럼이 특유의 인덱스 값을 갖도록 기준 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼들이 인덱싱(index)된다. 스펙트럼들이 측정되는 순서로 인덱스 값들이 배열(sequence)되도록 인덱싱이 구현된다. 따라서, 인덱스는 시간 및/또는 플래튼 회전과 상관될 수 있다. 하나의 구현에서, 제 1 시간 포인트에서 수집된 제 1 스펙트럼이 보다 늦은 시간 포인트에서 수집된 제 2 스펙트럼보다 적은 인덱스 값을 가질 것이다. 라이브러리는 폴리싱 장치의 컴퓨팅 장치의 메모리 내에 구현될 수 있다.
기판들의 배치(batch)로부터의 기판이 폴리싱되며, 각 플래튼 회전에 대해서 다음의 단계들이 수행된다. 현재 플래튼 회전에 대한 현재 스펙트럼들을 얻기 위해 하나 또는 두 개 이상의 스펙트럼이 측정된다(단계 1006). 스펙트럼은 상술된 바와 같이 획득된다. 각각의 현재 스펙트럼이 라이브러리에 저장된 스펙트럼들과 비교되고, 현재 스펙트럼들 중 임의의 스펙트럼에 가장 잘 맞는(fit) 라이브러리 스펙트럼이 결정된다(단계 1008). 현재 스펙트럼들 중 임의의 스펙트럼에 가장 잘 맞는 것으로 결정되는 라이브러리 스펙트럼의 인덱스가 종료점 인덱스 트레이스에 부가된다(단계 1010). 종료점 트레이스가 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들 중 임의의 스펙트럼의 인덱스에 도달할 때, 종료점이 호출된다(단계 1012).
도 10b는 종료점 결정을 위한 상술된 방법을 도시한다. 트레이스(1004)는 원시(raw) 인덱스 트레이스이다. 트레이스(1003)는 평활화된 편차 트레이스이다. 라인(1005)은 기준 스펙트럼의 인덱스 값을 나타낸다. 기판 아래쪽의 광학 헤드의 각각의 스위핑(sweep)에서 다수의 현재 스펙트럼들, 예를 들어, 트랙킹되고 있는 기판 상의 각각의 방사상 영역에 대한 스펙트럼들이 획득될 수 있으며, 인덱스 트레이스가 각 방사상 영역에 대해 생성될 수 있다.
도 11은 폴리싱 단계 중에 종료점을 결정하기 위한 구현을 도시한다. 각 플래튼 회전에 대해서, 다음의 단계들이 수행된다. 폴리싱되고 있는 기판 표면에서 반사되는 백색광의 다수의 원시(raw) 스펙트럼이 측정된다(단계 1102).
각각의 측정된 원시 스펙트럼들이 정규화되어 대상 필름 또는 필름들 이외의 매체에 의해 기여된 빛 반사들을 제거한다(단계 1104). 스펙트럼들의 정규화는 서로 간의 스펙트럼들의 비교를 용이하게 한다. 대상 필름 또는 필름들 이외의 매체에 의해 기여된 빛 반사는 폴리싱 패드 윈도우 및 기판의 베이스 실리콘 층으로부터의 빛 반사들을 포함한다. 윈도우로부터의 기여(contribution)는 암흑(dark) 조건(즉, 어떠한 기판들도 인 시츄 모니터링 시스템 위에 배치되지 않았을 때) 하에서의 인 시츄 모니터링 시스템에 의해 수신된 빛의 스펙트럼을 측정함으로써 추정될 수 있다. 실리콘 층으로부터의 기여는 베어(bare) 실리콘 기판에서 반사하는 빛의 스펙트럼을 측정함으로써 추정될 수 있다. 베어 실리콘 기판으로부터의 기여들은 폴리싱 단계의 개시 이전에 획득될 수 있다. 그러나, 윈도우로부터의 기여, 소위 암흑 기여는, 도 5의 포인트(511)에서와 같이, 동적으로(dynamically), 즉, 각 플래튼 회전에 대해서 획득된다.
측정된 원시 스펙트럼은 다음과 같이 정규화된다.
정규화된 스펙트럼 = (A-Dark)/(Si-Dark)
여기서 A는 원시 스펙트럼이고, Dark는 암흑 조건하에서 획득되는 스펙트럼이며, Si는 베어 실리콘 기판으로부터 획득되는 스펙트럼이다.
선택적으로, 수집된 스펙트럼들은 스펙트럼을 생성한 패턴의 영역에 기초하여 분류될 수 있고, 일부 영역들로부터의 스펙트럼들은 종료점 계산으로부터 배제(exclude)될 수 있다. 특히, 스크라이브 라인에서 반사되는 빛으로부터의 스펙트럼들은 고려 대상에서 제거될 수 있다(단계 1106). 패턴 기판의 상이한 영역들은 대개 상이한 스펙트럼들을 산출한다(폴리싱 중에 동일한 시점에서 스펙트럼들이 획득되는 경우조차도). 예를 들어, 기판 내의 스크라이브 라인에서 반사되는 빛의 스펙트럼은 기판의 어레이에서 반사되는 빛의 스펙트럼과 상이하다. 이들의 상이한 형상들 때문에, 패턴의 양 영역으로부터의 스펙트럼들의 사용은 대개 종료점 결정에 오류를 유발한다. 그러나, 스펙트럼들은 그들의 형상들에 기초하여 스크라이브 라인들에 대한 그룹 및 어레이들에 대한 그룹으로 분류될 수 있다. 스크라이브 라인에 대한 스펙트럼들에서 종종 더 큰 변동(variation)이 있기 때문에, 대개 이들 스펙트럼들은 정밀도 개선을 위해 고려 대상에서 배제될 수 있다.
단계(1106)는 잘못된 비교들에 의해 야기되는 상술된 오류들을 보상하기 위해서 다수의 기준 스펙트럼을 사용하는 기술(방법(800)의 단계(808)에서 상술된 바와 같다)에 대한 대안이 될 수 있다. 단계(1106)는 단계(808) 대신에 또는 그에 부가하여 수행될 수 있다.
이제까지(thus far) 프로세싱된 스펙트럼들의 서브세트(subset)가 선택되고, 일부 경우들에서 평균화된다(단계 1108). 서브세트는 기판 상의 영역의 포인트들에서, 기판에서 반사되는 빛으로부터 획득된 스펙트럼들로 이루어진다. 예를 들어, 상기 영역은 영역(503) 또는 영역(507)일 수 있다(도 5).
선택적으로, 하이 패스 필터가 측정된 원시 스펙트럼에 적용된다(단계 1110). 통상적으로, 하이 패스 필터의 적용은 스펙트럼들의 서브세트의 평균의 저주파 왜곡(low frequency distortion)을 제거한다. 하이 패스 필터가 원시 스펙트럼들, 그들의 평균, 또는 원시 스펙트럼 및 그들의 평균 모두에 적용될 수 있다.
평균의 진폭(amplitude)이 기준 스펙트럼의 진폭과 같아지거나 유사해지도록 평균을 정규화한다(단계 1112). 스펙트럼의 진폭은 스펙트럼의 정점-대-저점 값이다. 대안적으로, 기준 스펙트럼이 또한 정규화된 기준 진폭과 평균의 기준 스펙트럼이 같아지도록 또는 유사해지도록 평균이 정규화된다. 일부 구현들에서, 스펙트럼의 서브세트의 각각의 스펙트럼의 진폭이 기준 스펙트럼의 진폭과 같아지거나 유사해지도록 또는 기준 스펙트럼이 또한 정규화된 기준 진폭과 같아지거나 유사해지도록, 스펙트럼의 서브세트의 각각의 스펙트럼이 정규화된다.
정규화된 평균 또는 스펙트럼과 기준 스펙트럼 사이의 편차가 계산된다(단계 1114). 도 7b를 참조하여 설명된 바와 같이, 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들이 획득된다. 스펙트럼들 사이의 편차들을 계산하기 위한 상술된 방정식을 사용하여 편차가 계산된다.
편차 트레이스가 현재 편차 또는 계산된 편차들 중 최소 편차로 업데이트된다(단계 1116). 편차 트레이스는 정규화된 평균들 또는 스펙트럼들과 기준 스펙트럼 또는 스펙트럼들 사이의 계산된 편차들을 시간(또는 플래튼 회전)의 함수로 나타낸다.
중앙값 필터 및 로우 패스 필터가 업데이트된 편차 트레이스에 적용된다(단계 1118). 통상적으로, 이 필터들의 적용은 (트레이스의 스파이크(spike)들을 감소 또는 제거함으로써) 트레이스를 평활화시킨다.
종료점 결정은, 업데이트되고 필터링된 편차 트레이스에 기초하여 수행된다(단계 1120). 편차 트레이스가 최소값에 도달하였을 때에 기초하여 결정이 이루어진다. 상술된 윈도우 로직은 결정을 하는데에 사용된다.
보다 일반적으로, 단계들(1104-1112) 중 신호 프로세싱 단계들이 종료점 결정 절차를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 10a를 참조하여 상술된 바와 같이 편차 트레이스의 생성 대신에, 인덱스 트레이스를 생성하도록 정규화된 평균 스펙트럼들이 라이브러리로부터 스펙트럼을 선택하기 위해 사용될 수 있다.
도 12는 단계(1112)의 정규화를 도시한다. 도시된 바와 같이, (스펙트럼들의 평균 또는) 스펙트럼의 일부만이 정규화를 위해 고려된다. 본 명세서에서, 상기 고려되는 부분은 정규화 범위로 지칭되고, 또한 이는 사용자가 선택가능할 수 있다. 정규화 범위에서 가장 높은 포인트와 가장 낮은 포인트가 1 및 0으로 각각 정규화되도록, 정규화가 실시된다. 정규화는 다음과 같이 계산된다:
Figure 112014007865476-pat00002
여기서, g는 이득(gain)이고, h는 오프셋(offset)이고, rmax는 정규화 범위에서 최고값이며, rmin은 정규화 범위에서 최저값이고, N은 정규화된 스펙트럼이며, R은 정규화 이전(pre normalized) 스펙트럼이다.
도 13은 다수의 기준 스펙트럼들 제공을 사용한 평활화 효과를 도시한다. 트레이스(1302)는 단일 기준 스펙트럼(이것은 평균이다)을 사용하여 생성되었다. (도 8을 참조하여 상술된 바와 같이) 트레이스(1304)는 3개의 기준 스펙트럼들을 사용하여 생성되었다. 트레이스(1306)는 9개의 기준 스펙트럼들을 사용하여 생성되었다. 보이는 바와 같이, 트레이스(1304)는 트레이스(1302)가 포함하는 것보다 적은 수의 스파이크(spike)들을 포함한다. 즉, 트레이스(1304)는 트레이스(1302) 보다 더 평활하다. 또한, 트레이스(1304)가 트레이스(1306)가 갖는 것보다 더 잘 규정된 딥(more defined dip)을 가지며, 이는 더 잘 규정된 딥이 종료점 결정 로직으로 하여금 종료점을 호출(call)하도록 허용하는 딥이기 때문에 중요하다. 따라서, 더 잘 규정된 딥이 종료점 결정을 용이하게 한다.
도 14는 원하는 기판 프로파일을 달성하기 위해 스펙트럼들을 사용하기 위한 방법(1200)을 도시한다. 제품 기판을 폴리싱하기 위한 예상(expected) 종료점 시간이 결정된다(단계 1210). 일부 구현들에서, 미리 결정된 프로세스 파라미터들을 이용하여 셋-업 기판을 폴리싱하고 (예를 들어, 종래의 오프-라인 계측 측정에 의해서) 셋-업 기판이 원하는 두께에 도달한 때를 결정하고 그리고 셋-업 기판이 원하는 두께에 도달하는 폴리싱 시간을 예상 종료점 시간으로 사용함으로써, 예상 종료점 시간이 결정된다.
제품 기판 폴리싱이 시작된다(단계 1218). 기판의 하나보다 많은 수의 방사상 위치에서 스펙트럼이 획득된다(단계 1226). 각 스펙트럼들 측정에 대해서, 기판 상의 방사상 위치가 결정될 수 있고, 스펙트럼 측정이 그들의 방사상 위치들을 기초로 영역들 내로 비닝될(binned) 수 있다. 기판은 중심 영역, 중간 영역 및 엣지(edge) 영역과 같은 다수 영역을 가질 수 있다. 300mm 웨이퍼에서, 중심 영역은 중심으로부터 50mm 반경까지 연장할 수 있고, 중간 영역은 50mm 반경으로부터 약 100mm 반경까지 연장할 수 있으며, 엣지는 약 100mm부터 약 150mm까지 연장할 수 있다. 일부 구현들에서, 기판은 상술된 3개보다 많거나 적은 영역들을 가질 수 있다. 스펙트럼들이 획득되는 위치는, 모든 목적들에 대해서 참조로써 본 명세서에 통합되는, 예를 들어 2004년 8월 18일자로 출원된 "Determination of Position of Sensor Measurements During Polishing" 라는 명칭의 미국 특허 출원 제 10/922,110호에 설명된 방법을 사용함에 의해서, 또는 미국 특허 제 7,018,271 호에 설명된 바와 같이 결정될 수 있다.
도 10a와 관하여 상술된 바와 같이, 각 영역으로부터의 스펙트럼들(또는, 각 영역에 대해서, 기판을 가로지른 센서의 단일 스위핑(sweep)으로부터 획득된 영역 내로부터의 스펙트럼들의 평균)이 스펙트럼들 라이브러리 내의 스펙트럼들과 비교된다(단계 1234). 스펙트럼들 라이브러리와의 비교로부터 각 영역에 대한 대응 인덱스 지수가 결정된다(단계 1238).
상기 영역들에 대한 인덱스들이 하나 또는 두 개 이상의 종료점 기준들(criteria)에 맞는 경우에 폴리싱이 중단된다. 예를 들어, 미리 선택된 영역에 대해서 원하는 인덱스에 도달되었을 때, 또는 상기 영역들 중 임의의 영역이 원하는 인덱스에 먼저 도달하였을 때, 또는 원하는 인덱스들이 모든 영역에 대해 달성되었을 때, 폴리싱은 중단될 수 있다(단계 1244). 기판에 대한 최종의 원하는 프로파일에 의해 각 영역에 대한 원하는 인덱스가 결정된다. 만약, 폴리싱이 완료되었을 때 기판이 평평한 프로파일을 가져야 하거나 또는 균일한 산화물 층을 가져야 한다면, 각 영역에서 획득되는 스펙트럼들은 동일하거나 거의 동일하여야 하며 각 영역은 동일하거나 또는 유사한 원하는 인덱스 지수를 가질 것이다.
각 영역 내의 최종 인덱스 지수가 원하는 최종 인덱스 지수와 동일하도록, 피드백 루프를 사용하여 상기 영역들 내의 폴리싱 속도는 조정될 수 있다. 도 15는 예상 종료점 시간에서 원하는 기판 프로파일을 달성하기 위해 폴리싱 프로세스를 조정하기 위한 하나의 방법(1400)을 도시한다. 예상 종료점 시간에서의 원하는 인덱스 지수가 기판 상의 각 영역에 대해서 결정된다(단계 1402). 폴리싱이 시작되고(단계 1404), 인덱스 트레이스가 기판 상의 각 영역에 대해 결정되도록 상술된 바와 같이 기판이 광학적으로 모니터링될 수 있다(단계 1406). 폴리싱 프로세스가 안정화되도록 허용하는, 초기 지연 시간 후에, 시간에 따른 인덱스의 변화 속도가 계산된다(플래튼의 회전수가 시간을 대표하는 것으로 사용될 수 있다)(단계 1408). 인덱스 변화 속도는, 상이한 시간들에서 인덱스들을 생성했던 스펙트럼 측정들 사이의 경과된 플래튼 회전수에 의해 나뉘어진 두 개의 상이한 시간들에서 인덱스들에의 편차로서 단순하게 계산될 수 있을 것이다. 인덱스 지수의 변화 속도는 폴리싱 속도를 나타낸다. 통상적으로, 폴리싱 파라미터들 중 어느 것도 변화되지 않았다면, 폴리싱 속도가 일정한(steady) 것으로 가정될 수 있을 것이다.
연관 영역에 대한 예상 종료점 시간에서 달성될 인덱스 지수를 결정하기 위해, 각 영역에 대한 인덱스의 변화 속도를 사용하여 인덱스 트레이스를 외삽법에 의해 추정한다(extrapolate)(단계 1412). 만약, 예상 종료점 시간에서, 원하는 인덱스 지수가 지났거나 또는 아직 도달하지 않았다면, 필요에 따라 폴리싱 속도는 높게 또는 낮게 조정될 수 있다(단계 1420). 만약, 예상 종료점 시간에서 원하는 인덱스 지수에 도달하였다면, 조정은 필요치 않을 것이다. 하나보다 많은 수의 외삽법에 의한 추정 및 조정이 행해져야 하는지의 여부에 대한 결정이 폴리싱 시퀀스에 걸쳐서 발생할 수 있다. 폴리싱 속도의 조정이 행해질 필요가 있는지의 여부를 결정하는 것은 폴리싱 종료점이 발생할 때 원하는 인덱스 지수가 달성될 것인지 여부를 결정하는 것 또는 최종 인덱스가 원하는 최종 인덱스 지수로부터의 허용가능한 범위 내에 속하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 예상 종료점 시간은 중심 영역과 같은 하나의 영역에 대해서 결정된다. 필요한다면, 예를 들어 중심 영역과 같은 선택된 영역에 대한 예상 종료점 시간과 동일한 시간에 나머지 영역들의 원하는 종료점이 달성되도록, 나머지 영역들 내에서의 폴리싱 속도가 그 후 조정될 수 있다. 폴리싱 속도는, 예를 들어, 캐리어 헤드 내의 대응 영역에서의 압력을 증대 또는 감소시킴으로써 조정될 수 있다. 미국 공개 특허 제 2005-0211377 호에 설명된 캐리어 헤드와 같은 일부 캐리어 헤드에서, 캐리어 헤드는 조정가능한 압력 영역을 갖는다. 폴리싱 속도의 변화는 압력 변화에 직접적으로 비례하는 것으로 가정될 수 있다. (예를 들어 단순한 프레스토니안(Prestonian) 모델) 부가적으로, 플래튼 또는 헤드 회전 속도, 상이한 헤드 압력 조합들의 2차적 효과, 폴리싱 온도, 슬러리 유동, 또는 폴리싱 속도에 영향을 미치는 다른 파라미터들의 영향을 고려하는, 기판들을 폴리싱하기 위한 제어 모델이 개발될 수 있다.
방법(800)에서 상술된 스펙트럼 기반의 종료점 결정 로직은 또한 폴리싱 종료점을 결정하는데 사용될 수 있고, 원하는 기판 프로파일을 달성하기 위해 폴리싱 프로세스를 조정하는 것과 함께 사용될 수 있다. 단계(806)와 관련하여 상기 제공된 방정식으로부터, 영역들 사이의 편차를 사용하여 각 영역에 대한 상대적인 두께가 결정된다. 기판이 폴리싱됨에 따라, 스펙트럼들이 획득되고 영역들로 비닝(binned)된다. 선택적으로, 단일 프로세싱 및 필터링이 스펙트럼들에 적용된다. 편차의 제곱 합(sum-of-squared-difference) 계산이 미리 결정된 기준 스펙트럼 및 각 영역에 대한 수집된 스펙트럼들에 적용된다. 미리 결정된 기준 스펙트럼은 폴리싱 종료점에 도달하였을 때 획득되는 스펙트럼이다.
기준 스펙트럼에 대한 편차의 제곱 합이 하나의 영역에서 최소값에 접근할 때, 상기 영역들 중 임의의 영역에서 폴리싱 속도가 바뀌어야 하는지를 결정하기 위해 나머지 영역들에 대한 폴리싱 압력이 검사된다. 편차의 제곱 합이 최소값에 접근하는 영역에서의 폴리싱 속도는 감소될 수 있고, 나머지 영역들에서의 폴리싱 속도는 증가될 수 있다. 또한, 폴리싱 속도에 대한 조정이 폴리싱 시퀀스에서 더 일찍 바뀔 수 있도록, 편차의 제곱 합이 폴리싱 동안 내내 분석될 수 있다. 방법(1400)에서 설명된 방법과 달리, 본 방법은 스펙트럼들 라이브러리로부터의 인덱스 지수들과 폴리싱 스펙트럼들 사이의 상관을 요구하지 않는다.
도 16을 참조하면, 만약 기판의 표면에 걸쳐 균일한 두께와 같은 특정 프로파일이 요구된다면, 시간에 따른 인덱스 지수의 변화에 의해 표시되는 바와 같은, 폴리싱 속도의 기울기는 모니터링될 수 있고 폴리싱 속도는 조정될 수 있다. 폴리싱 안정화 구간(1505) 이후에, 스펙트럼이 중심 영역(1510)에서, 엣지 영역(1515)에서, 그리고 그 사이의 중간 영역(1520)에서 획득된다. 여기서, 상기 영역들은 원형 또는 환형 영역들이다. 각 스펙트럼은 그것 각각의 인덱스에 상관된다. 이러한 프로세스는 플래튼 회전 수에 걸쳐, 또는 시간에 걸쳐 반복되고, 중심 영역(1510), 중간 영역(1520) 및 엣지 영역(1515) 각각에서 폴리싱 속도가 결정된다. 폴리싱 속도는 회전수(1535)(x-축)에 따라 인덱스(1530)(y-축)를 플로팅(plotting)함으로써 획득되는 라인의 기울기에 의해 표시된다. 만약, 상기 속도들 중 임의의 속도가 나머지 속도들보다 더 빠르거나 느린 것으로 나타나면, 그 영역에서의 속도가 조정될 수 있다. 여기서, 조정은 중심 영역(1510)의 종료점(CE)을 기초로 한다. 현재 기판에 대해 충분한 플래튼 회전들 또는 데이터 포인트들이 수집된 후에, 중앙(central) 영역에 대해 근사치 폴리싱 종료점(approximate polish end point; "EDP"), 또는 추정된(estimated) 종료점 시간("EET")이 결정된다. EET는 각 플래튼 회전 후에 재계산된다. 폴리싱 프로세스 중의 제 1 폴리싱 시간(T1)에서, 중간 영역(1520)에서의 폴리싱 속도는 감소되고, 엣지 영역에서의 폴리싱 속도는 증가된다. 중간 영역(1520)에서의 폴리싱 속도를 조정하지 않은 상태에서, 중간 영역은 기판의 나머지 부분보다 더 빨리 폴리싱될 것이고, 과다 폴리싱 속도(MA)로 폴리싱될 것이다. 엣지 영역(1515)에 대한 제1 폴리싱 시간(T1)에서의 폴리싱 속도를 조정하지 않은 상태에서, 엣지 영역(1515)은 속도(Eu)로 과소-폴리싱될 것이다(underpolished).
폴리싱 프로세스 중의 후속 시간(T2)에서, 필요하다면, 상기 속도는 다시 조정될 수 있다. 이러한 폴리싱 프로세스에서의 목적은 기판이 평평한 표면 또는 표면에 걸쳐 비교적 평평한 산화물 층을 가질 때, 폴리싱을 종료하는 것이다. 폴리싱의 속도를 조정하기 위한 양을 결정하는 하나의 방법은, 중심, 중간 및 엣지 영역들 각각의 인덱스가 근사치 폴리싱 종료점(EDP)에서 같아지도록 상기 속도를 조정하는 것이다. 따라서, 엣지 영역에서의 폴리싱 속도는 조정을 필요로 하는 반면, 중심 영역 및 중간 영역들은 T2 이전과 동일한 속도로 폴리싱된다. 중심 영역에 대한 피팅된 라인(fitted line)이 원하는 ASL 레벨에 도달(hit)할 때 EDP가 결정된다. 모든 다른 영역들의 피팅된 라인들이 가능한 한 근접하여 동시에 ASL 레벨을 교차하도록 모든 다른 영역들이 제어된다.
특정 프로파일 달성을 위해 폴리싱 속도의 스펙트럼-기반 관찰을 사용하는 다른 방법은, 제 1 기판을 폴리싱하고 폴리싱 속도를 모니터링하고, 후속하여 폴리싱되는 기판으로 그 폴리싱 속도 정보를 피드-포워드하는 것이다. 도 17을 참조하면, 제 1 셋-업 기판이 폴리싱되고 스펙트럼이 획득되어, 중심 영역(1610), 중간 영역(1620) 및 엣지 영역(1630)에서의 폴리싱 속도와 상대적인 산화물 두께가 결정된다. 중간 영역(1620), 중심 영역(1610) 및 엣지 영역(1630)에 대한 시작 인덱스는 각각 MO, CO 및 EO이다. 중심 영역(1610)은 목표 스펙트럼이 되도록 선택되는 종료점(CE) 스펙트럼을 갖는다. 만약, 현재 웨이퍼의 폴리싱의 끝무렵에 다른 두 영역이 중심 종료점(CE)의 인덱스로부터의 임계치 거리(1640) 내에 있는 인덱스 지수를 가진다면, 후속 웨이퍼의 엣지 영역(1630) 또는 중간 영역(1620)의 폴리싱 속도에 대한 조정은 행해지지 않는다. 유사하게, 폴리싱 중에 폴리싱 속도 및 인덱스 지수들이 허용가능한 여유값(margin; 1650) 내에 있다면, 엣지 영역(1630) 또는 중간 영역(1620)에 대한 조정은 행해질 필요가 없을 것이다. 여기서, 폴리싱 끝무렵에, 중간 영역에 대한 종료점(ME)은 중간 영역이 과다-폴리싱되었다는 것을 보여주고, 엣지 영역에 대한 종료점(EE)은 엣지 영역이 과소-폴리싱(under-polished)되었다는 것을 보여준다. 결과적으로, 후속 웨이퍼에 대해, 모든 영역들(E, M 및 C)에 대한 종료점에서의 두께가 허용가능한 범위(1640) 내에 속하도록, 폴리싱 속도 파라미터들이 조정될 것이다. 도 18은 다음 웨이퍼에 대한 E, M 및 C 영역들에 대한 예상되는 신호들의 전개를 도시한다.
도 18을 참조하면, 폴리싱 프로세스 중에, 인 시츄 조정이 사용될 때, 폴리싱 속도를 몇 차례만, 예를 들어, 4번, 3번, 2번 또는 단 1번만 변경하는 것이 바람직하다. 조정은 폴리싱 프로세스의 초반(beginning)에 인접하여, 폴리싱 프로세스의 중간에 또는 끝무렵에 행해질 수 있다. 스펙트럼들을 인덱스 지수와 연관시키는 것은 각 영역에서의 폴리싱에 대한 선형 비교를 생성하고, 어떻게 폴리싱 프로세스를 제어하고, 복잡한 소프트웨어나 프로세싱 단계들을 배제할 수 있는지를 결정하도록 요구되는 계산들을 단순화시킬 수 있다.
기판의 여러 영역들로부터 획득된 스펙트럼들은 기판의 프로파일을 나타낼 수 있으나, 산화물 층의 절대 두께를 필수적으로 제공하지는 않는다. 따라서, 본 명세서에 설명된 스펙트럼-기반 폴리싱 속도 조정 방법들의 일부는 기판에 걸친 산화물의 상대적인 두께를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 스펙트럼-기반 방법들이 기판의 영역들 내에서 폴리싱 속도를 결정하고 조정하는데에 사용될 수 있기 때문에, 스펙트럼-기반 방법들은 또한 웨이퍼 내 폴리싱 유도 불균일성 뿐만 아니라 기판의 유입(incoming) 두께 변화에 대해서도 보상할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 상대적인 두께는 원하는 기판 프로파일을 달성하는데 사용될 수 있다. 상기 예들 중 일부에서, 폴리싱 후의 원하는 기판 프로파일은 평평한 프로파일이다. 그러나, 평평하지 않은 프로파일 또한 달성될 수 있다. 종종, 기판은 하나보다 많은 수의 플래튼 상에서 폴리싱된다. 일부 폴리싱 프로세스들은 본질적으로 하나의 영역을 다른 영역보다 빨리 폴리싱하는 것으로 알려져 있다. 이러한 불-균일 폴리싱을 보상하기 위해, 제 1 플래튼에서의 폴리싱은 예를 들어 후속 플래튼 상에서 더 빨리 폴리싱될 영역과 같이, 다른 영역보다 더 두꺼운 영역을 남기도록 제어될 수 있다. 이러한 두께 차이는, 하나의 영역 대 다른 영역에 대한 종료 인덱스 지수 사이의 비율 또는 목표 인덱스 지수들에서의 편차를 선택함으로써, 달성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 기능적인 동작들 모두와 본 발명의 실시예들은, 본 명세서에 개시된 구조적 수단(structural means) 및 이의 구조적 균등물들을 포함하는, 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어에서 또는 그들의 조합에서 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 예를 들어 프로그램가능한 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 프로세서들 또는 컴퓨터들과 같은 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해서 또는 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해, 예를 들어, 기계 판독가능한 저장 장치 또는 전파되는 신호와 같은, 정보 캐리어 내에 유형적으로 내장된 하나 또는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램들인, 하나 또는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램(또한 프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 또는 코드로 알려진)은, 컴파일 언어 또는 인터프리티드 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있고, 그것은 단독(stand alone) 프로그램으로서 또는 모듈로서, 컴포넌트(component), 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적합한 유닛을 포함하는, 임의의 형태로 배치될(deploy) 수 있다. 컴퓨터 프로그램이 반드시 파일에 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 다른 프로그램 또는 데이터를 가지고 있는 파일의 일부에 저장될 수 있거나, 당해(in question) 프로그램에 전용된 단일 파일에 저장될 수 있거나, 또는 다수의 통합된(coordinated) 파일(예를 들어, 하나 또는 두 개 이상의 모듈들, 서브 프로그램들, 또는 코드의 부분들을 저장하는 파일들)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 하나의 사이트(site)에서의 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치되거나, 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 연결될 수 있다.
본 명세서에 설명된 프로세스들 및 논리 흐름들은 입력 데이터에 대한 동작 및 출력의 생성에 의해 기능을 수행하도록 하나 또는 두 개 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 또는 두 개 이상의 프로그램가능한 프로세서들에 의해서 수행될 수 있다. 또한, 프로세스 및 논리 흐름들은 예를 들어, 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate array) 또는 주문형 반도체(ASIC)와 같은 특별한 목적의 로직 회로에 의해서 수행될 수 있고, 장치는 또한 예를 들어, 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA; field programmable gate array) 또는 주문형 반도체(ASIC)와 같은 특별한 목적의 로직 회로로서 구현될 수 있다.
상술된 폴리싱 장치 및 방법들은 다양한 폴리싱 시스템들에 적용될 수 있다. 폴리싱 패드 또는 캐리어 헤드 중 하나, 또는 양자 모두는 폴리싱 표면과 기판 사이의 상대 운동을 제공하기 위해 이동할 수 있다. 예를 들어, 플래튼이 회전하는 대신에 궤도운동(orbit)할 수 있다. 폴리싱 패드는 플래튼에 고정된 원형(또는 소정의 다른 형상) 패드일 수 있다. 종료점 탐지 시스템의 일부 양상들이 선형 폴리싱 시스템에 (예를 들어, 폴리싱 패드가 연속적이거나 또는 선형으로 이동하는 릴-대-릴 벨트인 경우에) 적용될 수 있다. 폴리싱 층은 표준형(예를 들어, 필러가 있는 또는 필러가 없는 폴리우레탄) 폴리싱 물질, 연성 물질, 또는 연마재-고정형(fixed-abrasive) 물질일 수 있다. 상대적인 위치설정(relative positioning)의 용어들이 사용되며; 폴리싱 표면 및 기판이 수직 배향 상태로 또는 소정의 다른 배향 상태로 유지될 수 있다는 것임이 이해하여야 한다.
본 발명의 특정 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들도 다음의 청구항들의 범주 내에 포함된다. 예를 들어, 청구범위에 기재된 작동들은 다른 순서로 실행될 수 있고, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (16)

  1. 폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서,
    기준 스펙트럼을 저장하는 단계 - 상기 기준 스펙트럼은 기준 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼을 나타냄 -;
    폴리싱 중인 기판을 가로지르는 광학 센서의 복수의 스위핑(sweep) 중 각각의 스위핑에 대해서, 복수의 측정된 스펙트럼을 획득하는 단계 - 각각의 스위핑에 대한 상기 복수의 측정된 스펙트럼 중 각각의 측정된 스펙트럼은 폴리싱 중인 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼임 -;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 스위핑에서 획득된 상기 복수의 측정된 스펙트럼 중 각각의 측정된 스펙트럼과 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정해서, 각각의 스위핑에 대한 복수의 편차들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 복수의 편차들의 크기들의 비교를 기초로 상기 스위핑에 대한 복수의 편차들로부터 하나의 편차를 선택하여, 이로써, 선택된 편차들의 순차값들을 생성하는 단계; 및
    상기 선택된 편차들의 순차값들을 기초로 폴리싱 종료점을 결정하는 단계;
    를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.

  2. 폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서,
    복수의 기준 스펙트럼을 저장하는 단계 - 상기 복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼은 기준 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼을 나타냄 -;
    폴리싱 중인 기판을 가로지르는 광학 센서의 복수의 스위핑(sweep) 중 각각의 스위핑에 대해서, 측정된 스펙트럼을 획득하는 단계 - 상기 측정된 스펙트럼은 폴리싱 중인 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼임 -;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 측정된 스펙트럼과 상기 복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정해서, 각각의 스위핑에 대한 복수의 편차들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 복수의 편차들의 크기들의 비교를 기초로 상기 스위핑에 대한 복수의 편차들로부터 하나의 편차를 선택하여, 이로써, 선택된 편차들의 순차값들을 생성하는 단계; 및
    상기 선택된 편차들의 순차값들을 기초로 폴리싱 종료점을 결정하는 단계;
    를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스위핑에 대한 상기 복수의 편차들로부터 하나의 편차를 선택하는 단계는,
    상기 복수의 편차들로부터 가장 작은 하나의 편차를 선택하는 단계 또는 상기 복수의 편차들로부터 두 번째로 작은 하나의 편차를 선택하는 단계 또는 상기 복수의 편차들로부터 중간 크기인 하나의 편차를 선택하는 단계를 포함하는,
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리싱 종료점을 결정하는 단계는,
    상기 선택된 편차들의 순차값들이 임계치에 도달했는지를 검출하는 단계를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리싱 종료점을 결정하는 단계는,
    상기 선택된 편차들의 순차값들이 가장 작은 값에 도달했는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 편차들의 순차값들을 매끄럽게(smooth)하도록 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 측정된 스펙트럼으로부터의 측정된 스펙트럼 및 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정하는 단계는,
    현재 스펙트럼 내지 기준 스펙트럼의 파장 범위에 걸친 강도들의 편차들의 절대값들의 합계를 계산하는 단계, 또는 현재 스펙트럼 내지 기준 스펙트럼의 파장 범위에 걸친 강도들의 편차들의 제곱의 합계를 계산하는 단계를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기준 스펙트럼을 포함하는 복수의 기준 스펙트럼을 저장하는 단계, 및
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 스위핑에서 획득된 상기 복수의 측정된 스펙트럼 중 각각의 측정된 스펙트럼 및 상기 복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정해서, 각각의 스위핑에 대한 복수의 편차들을 생성하는 단계
    를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 측정된 스펙트럼을 획득하는 단계, 각각의 측정된 스펙트럼 및 각각의 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정하는 단계, 및 하나의 편차를 선택하는 단계는, 상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서 폴리싱 중인 기판 상의 복수의 영역 중 각각의 영역에 대해서 수행되는 것인
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  10. 폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체로서,
    복수의 기준 스펙트럼을 갖는 라이브러리를 저장하는 단계 - 상기 복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼은 기준 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼을 나타냄 -;
    폴리싱 중인 기판을 가로지르는 광학 센서의 복수의 스위핑(sweep) 중 각각의 스위핑에 대해서, 복수의 측정된 스펙트럼을 획득하는 단계 - 상기 복수의 측정된 스펙트럼 중 각각의 측정된 스펙트럼은 폴리싱 중인 기판으로부터의 백색광의 반사에 의해서 야기되는 스펙트럼임 -;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 복수의 측정된 스펙트럼 중 각각의 측정된 스펙트럼 및 상기 라이브러리로부터의 상기 복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정해서, 복수의 편차들을 생성하는 단계;
    상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서, 상기 복수의 스펙트럼으로부터 가장 매칭되는(best-matching) 기준 스펙트럼을 선택하고 - 상기 가장 매칭되는 기준 스펙트럼은 상기 복수의 편차 중 가장 작은 편차를 가짐-, 이로써, 가장 매칭되는 기준 스펙트럼들의 순차값들을 생성하는 단계; 및
    상기 가장 매칭되는 기준 스펙트럼들의 순차값들을 기초로 폴리싱 종료점을 결정하는 단계;
    를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가장 매칭되는 기준 스펙트럼들의 순차값들 중 각각의 가장 매칭되는 기준 스펙트럼에 관련되는 인덱스 값을 결정해서, 인덱스 값들의 순차값들을 생성하는 단계
    를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 폴리싱 종료점을 결정하는 단계는,
    상기 인덱스 값들의 순차값들이 목표 값에 도달하였는지를 검출하는 단계를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 인덱스 값들의 순차값들을 매끄럽게(smooth) 하도록 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  14. 제11항에 있어서,
    복수의 기준 스펙트럼 중 각각의 기준 스펙트럼은 특유 인덱스 값에 연관되는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  15. 제10항에 있어서,
    복수의 측정된 스펙트럼으로부터의 측정된 스펙트럼 및 기준 스펙트럼 간의 편차를 결정하는 단계는,
    현재 스펙트럼 내지 기준 스펙트럼의 파장 범위에 걸친 강도들의 편차들의 절대값들의 합계를 계산하는 단계, 또는 현재 스펙트럼 내지 기준 스펙트럼의 파장 범위에 걸친 강도들의 편차들의 제곱의 합계를 계산하는 단계를 포함하는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
  16. 제10항에 있어서,
    복수의 현재 스펙트럼을 획득하는 단계, 각각의 기준 스펙트럼 및 각각의 현재 스펙트럼 간의 편차를 결정하는 단계, 및 가장 매칭되는 기준 스펙트럼을 선택하는 단계가, 상기 복수의 스위핑 중 각각의 스위핑에 대해서 폴리싱 중인 기판 상의 복수의 영역 중 각각의 영역에 대해서 수행되는
    폴리싱 프로세스를 모니터링하기 위한 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
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