図面 (/)

技術 構成素子の研磨時の終点制御用装置、構成素子の研磨時の終点制御方法及び該装置乃至方法の用途

出願人 シーメンスアクチエンゲゼルシヤフト
発明者 シュテファンブラードルオラフハイチュ
出願日 1998年12月1日 (22年1ヶ月経過) 出願番号 1998-341815
公開日 1999年8月17日 (21年4ヶ月経過) 公開番号 1999-221762
状態 拒絶査定
技術分野 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削
主要キーワード 損傷個所 ウィンドウ開口 処理過程中 マイクロメカニック 半導体構成素子 終点制御 赤色光線 放射用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年8月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

終点制御を安価に高い信頼度で、処理中特別な時間遅延なしに、構成素子研磨時の終点制御を行うことができるようにすること。

解決手段

構成素子の研磨時の終点制御用装置は、繊維状構成体を有しており、制御すべき構成素子の収容用に使用される。繊維状構成体は、ウィンドウレス構造を有している。繊維状構成体は、支持板上に設けられている。更に、光源を有しており、赤色光線は、繊維状構成体を通って、制御すべき構成素子の方に配向されている。付加的に、制御すべき構成素子によって反射された赤色光線の検出用検出器を有している。終点制御を行うことができる。

概要

背景

膜厚測定及び制御は、半導体構成素子の製造時には、プロセス制御及びプロセスコントロール用の不可欠の補助手段である。例えば、構成素子乃至ウエーハ膜厚処理過程中オンラインで測定する化学的機械的研磨(CMP)で膜厚測定及び制御を行うことができる。

その種の膜厚測定は、エリプソメータ又は干渉法を用いて行うことができる。

干渉法の範囲内では、例えば、レーザ干渉測定を挙げることができる。膜厚を測定するために、化学的機械的研磨(CMP)法で使用される研磨パッド又は研磨布によって、ウエーハが連続的に走査される。この研磨パッド又は研磨布は、現在、光を透過するように構成されている。通常のように、その都度使用されている波長に対して透過性であるウィンドウ接着剤張り付けられた、複数層からなるパッド又は布が使用されている。そのようなパッド又は布は、図1に示されており、図に示された範囲内で詳細に説明する。このパッド又は布は、その製造の際に、相応の高いコストが掛かり、パッド又は布の損傷が大きくなると、欠損密度が増大してしまう。そうすることにより、パッド又は布を頻繁に交換する必要があり、それにより、終点制御用の方法は、比較的時間及びコストが掛かることになる。

概要

終点制御を安価に高い信頼度で、処理中特別な時間遅延なしに、構成素子の研磨時の終点制御を行うことができるようにすること。

構成素子の研磨時の終点制御用装置は、繊維状構成体を有しており、制御すべき構成素子の収容用に使用される。繊維状構成体は、ウィンドウレス構造を有している。繊維状構成体は、支持板上に設けられている。更に、光源を有しており、赤色光線は、繊維状構成体を通って、制御すべき構成素子の方に配向されている。付加的に、制御すべき構成素子によって反射された赤色光線の検出用検出器を有している。終点制御を行うことができる。

目的

前述の従来技術に基づいて、本発明の課題は、前述の従来の技術の欄で述べた欠点が回避された、構成素子の研磨時の終点制御用の装置を提供することにある。殊に、終点制御を安価に高い信頼度で、処理中特別な時間遅延なしに行うことができる装置を提供することにある。本発明の別の観点によると、構成素子の研磨時の終点制御のための相応の方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

構成素子研磨時の終点制御用装置において、制御すべき構成素子の収容用の繊維状構成体(12)を有しており、前記繊維状構成体(12)は、ウィンドウレス構造を有しており、赤色光線(19)の放射用光源(17)を有しており、前記赤色光線(19)は、前記繊維状構成体(12)を通って、前記制御すべき構成素子の方に配向されており、前記構成素子によって反射された赤色光線(19)の検出用検出器(18)を有していることを特徴とする終点制御用装置。

請求項2

光源(17)は、レーザである請求項1記載の装置。

請求項3

光源(17)から放射された赤色光線(19)は、650nmより大きな波長を有している請求項1又は2記載の装置。

請求項4

光源(17)の強度及び/又は検出器(18)の感度は、調整することができる請求項1〜3までのいずれか1記載の装置。

請求項5

光源(17)及び検出器(18)は、唯一構成部品内に構成されている請求項1〜4までのいずれか1記載の装置。

請求項6

繊維状構成体(12)は、支持板(11)上に配設されている請求項1〜5までのいずれか1記載の装置。

請求項7

光源(17)及び/又は検出器(18)は、支持板(11)内に配設されている請求項6記載の装置。

請求項8

構成素子の研磨時の終点制御方法において、a)制御すべき構成素子を、ウィンドウレス構造を有している繊維状構成体(12)上に載置するステップ、b)前記繊維状構成体を通って、前記制御すべき構成素子の方に配向されている赤色光線を光源から放射するステップ、c)前記構成素子によって反射された赤色光線を検出器で検出するステップ、d)前記光源から放射されて前記検出器によって検出される赤色光線の波列の値を用いて終点制御を行うステップとを有していることを特徴とする終点制御方法。

請求項9

ステップd)での膜厚の算出を干渉測定を用いて行う請求項8記載の方法。

請求項10

光源をレーザにする請求項8又は9記載の方法。

請求項11

650nmより大きな波長の波長の赤色光線を光源から放射する請求項8〜10までのいずれか1記載の方法。

請求項12

光源の強度及び/又は検出器の感度を調整することができる請求項8〜11までのいずれか1記載の方法。

請求項13

請求項1〜7までのいずれか1記載の装置及び/又は請求項8〜12までのいずれか1記載の方法を、構成素子の研磨時の終点制御用に用いることを特徴とする用途。

請求項14

請求項1〜7までのいずれか1記載の装置乃至請求項8〜12までのいずれか1記載の方法でのウィンドウレス構造を有している繊維状構成体を、構成素子の研磨時の終点制御用に用いることを特徴とする用途。

技術分野

0001

本発明は、構成素子研磨時の終点制御用装置、構成素子の研磨時の終点制御方法及び該装置乃至方法の用途に関する。

背景技術

0002

膜厚測定及び制御は、半導体構成素子の製造時には、プロセス制御及びプロセスコントロール用の不可欠の補助手段である。例えば、構成素子乃至ウエーハ膜厚処理過程中オンラインで測定する化学的機械的研磨(CMP)で膜厚測定及び制御を行うことができる。

0003

その種の膜厚測定は、エリプソメータ又は干渉法を用いて行うことができる。

0004

干渉法の範囲内では、例えば、レーザ干渉測定を挙げることができる。膜厚を測定するために、化学的機械的研磨(CMP)法で使用される研磨パッド又は研磨布によって、ウエーハが連続的に走査される。この研磨パッド又は研磨布は、現在、光を透過するように構成されている。通常のように、その都度使用されている波長に対して透過性であるウィンドウ接着剤張り付けられた、複数層からなるパッド又は布が使用されている。そのようなパッド又は布は、図1に示されており、図に示された範囲内で詳細に説明する。このパッド又は布は、その製造の際に、相応の高いコストが掛かり、パッド又は布の損傷が大きくなると、欠損密度が増大してしまう。そうすることにより、パッド又は布を頻繁に交換する必要があり、それにより、終点制御用の方法は、比較的時間及びコストが掛かることになる。

発明が解決しようとする課題

0005

前述の従来技術に基づいて、本発明の課題は、前述の従来の技術の欄で述べた欠点が回避された、構成素子の研磨時の終点制御用の装置を提供することにある。殊に、終点制御を安価に高い信頼度で、処理中特別な時間遅延なしに行うことができる装置を提供することにある。本発明の別の観点によると、構成素子の研磨時の終点制御のための相応の方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この、本発明の第1の観点による課題は、本発明によると、構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時の終点制御用装置において、制御すべき構成素子の収容用の繊維状構成体、有利には、布又はパッドを有しており、繊維状構成体は、ウィンドウレス構造を有しており、赤色光線放射用光源を有しており、赤色光線は、繊維状構成体を通って、制御すべき構成素子の方に配向されており、構成素子によって反射された赤色光線の検出用検出器を有していることによって解決される。

0007

又、本発明によると、例えば、制御すべき構成素子の収容用の繊維状構成体を有しており、繊維状構成体は、ウィンドウレス構造を有しており、赤色光線の放射用の光源を有しており、赤色光線は、繊維状構成体を通って、制御すべき構成素子の方に配向されており、構成素子によって反射された赤色光線の検出用の検出器を有している、構成素子の研磨時の終点制御用装置による、構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時の終点制御方法において、
a)制御すべき構成素子を、ウィンドウレス構造を有している繊維状構成体、有利には、布又はパッド上に載置するステップ
b)繊維状構成体を通って、制御すべき構成素子の方に配向されている赤色光線を光源から放射するステップ、
c)構成素子によって反射された赤色光線を検出器で検出するステップ、
d)光源から放射されて前記検出器によって検出される赤色光線の波列の値を用いて終点制御を行うステップ
とを有していることにより解決される。

0008

本発明は、前述の本発明の装置及び/又は前述の本発明の方法を、構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時、例えば、化学機械的研磨(CMP)処理中の終点制御用に用いることを特徴とする用途である。

0009

本発明は、前述の本発明の装置及び/又は前述の本発明の方法でのウィンドウレス構造を有している繊維状構成体、例えば、布又はパッドを、構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時、例えば、化学的機械的研磨(CMP)処理中の終点制御用に用いることを特徴とする用途である。

0010

本発明では、ウィンドウを何ら有していない市販の繊維状構成体が、繊維状構成体によって光が完全には吸収されずに、赤色光線を透過することができる。その様な繊維状構成体は、例えば、織物、布又はパッドであり、これらは、半導体構成素子の製造時に使用される(例えば、化学的機械的研磨(CMP)方法で、研磨材として)。何れにせよ、本発明は、この種の構成素子及び繊維状構成体に限定されない。光源としては、赤色、モノクロ光を発生する各光源を使うことができる。

0011

本発明によると、繊維状構成体がウィンドウレス構造を有しているようにすることができる。つまり、従来技術から公知のような、ウィンドウが加工された従来慣用の繊維状構成体を使わないで済むということである。そうすることによって、先ず、コストを著しく低減することができる。更に、繊維状構成体の損傷個所が増大すると、構成素子の表面上の欠損個所の密度が増大する。このような危険は、ウィンドウが、通常の繊維状構成体よりも硬い他の材料から製造されているという事実から生じ、その結果、構成素子の感応表面がウィンドウ材料と頻繁に接触すると、引っ掻き傷等のような損傷を生じてしまう。ウィンドウレス構造の繊維状構成体(即ち、ウィンドウが加工されていない繊維状の構成体)を使用することによって、繊維状構成体の寿命が延び、そうすることによって、方法での停止状態並びにコストを更に低減することができる。更に、方法での不安定性及び繊維状構成体内の種々異なる材料に起因する繊維状構成体の用途が制限されるということを回避することができる。ウィンドウ材料の領域内及びその他の構成体の領域内での繊維状構成体を種々異なる特性、例えば、種々異なる圧縮性硬度又はスラリー又は水に対する吸収性をなくすようにしてもよい。

0012

従って、本発明の装置によると、製造過程中通常のように同時に行われるウエーハ及び他の構成部品の終点制御時に、ウィンドウレスの市販の繊維状構成体を使用することができる。

0013

その際、本発明は、所定構成部品の研磨時の終点制御に限定されず、有利には、半導体構成素子、例えば、メモリ素子論理素子マイクロメカニック素子又は光学構成素子の製造の領域内で使用することができる。構成部品は、製造方法の間ウエーハの形式であり、その際、制御すべき層は、材料をウエーハ表面上に付着するか、又は、例えば、エッチング等によってウエーハ表面の領域を切除することによっても形成することができる。しかし、本発明は、制御すべき層の形成の所定形式に限定されない。

発明を実施するための最良の形態

0014

本発明の装置の特に有利な構成は、従属請求項に記載されている。

0015

有利な構成では、光源は、レーザにするとよい。そうすることによって、光学的に配向された、集束された強力な赤色光線を形成することができる。

0016

本発明によると、光源から放射された赤色光線は、650nm、有利には、約800nmよりも大きな波長を有している。

0017

別の実施例では、光源の強度乃至検出器の感度は調整可能である。そうすることによって、装置は、構成部品の研磨時に必要に応じて処理過程の状況に応じて個別に調整することができる。

0018

特に有利には、光源と検出器とを1つの構成部品内に構成するとよい。そうすることによって、装置の構成コストを低減することができる。

0019

繊維状構成体は、有利には、支持板上に設けられている。支持板(「プレート」とも呼ばれる)は、繊維状構成体並びにその上にある構成素子、例えば、ウエーハを平面状に支承するために使用される。

0020

本発明によると、光源乃至検出器は、支持板内に設けることができる。そうすることによって、先ず、装置を簡単な構成することができる。更に、光源及び検出器を、測定結果を損なうことがある汚濁及び損傷から保護することができる。赤色光線のビーム路を損なわないようにするために、支持板は、少なくとも光源及び検出器の領域内を有利には透明に構成するとよい。

0021

本発明の別の観点によると、構成素子、特に半導体構成素子の研磨時の終点制御方法を構成することができ、この方法は、前述のような装置によって構成することができる。本発明によると、この方法は、以下のステップによって特徴付けられる:a)制御すべき構成素子を、ウィンドウレス構造を有している繊維状構成体、有利には、布又はパッド上に載置するステップ、b)前記繊維状構成体を通って、前記制御すべき構成素子の方に配向されている赤色光線を光源から放射するステップ、c)前記構成素子によって反射された赤色光線を検出器で検出するステップ、d)前記光源から放射されて前記検出器によって検出される赤色光線の波列の値を用いて終点制御を行うステップ。

0022

本発明の方法によると、構成部品の研磨時に簡単且つコスト上有利な終点制御を行うことができ、その際、同時に、例えば、繊維状構成体の傷に起因する構成素子の損傷を回避することができる。終点制御の領域内で、例えば、構成素子上の個別層の厚みを測定することができる。方法の個別ステップ及び特徴の効果、作用、動作及び機能の点で、前述のように実施することが本発明の装置に対して内容上完全に引用及び指摘することができる。

0023

方法の別の実施例は、従属請求項から得られる。

0024

本発明によると、ステップd)で挙げた算出を干渉測定を用いて行うことができる。

0025

別の実施例では、光源をレーザにするとよい。赤色光線は、有利には、650nmより大きな波長、有利には、約800nmの波長で光源から放射される。本発明によると、光源の強度乃至検出器の感度が調整可能である。

0026

本発明の第3の観点によると、前述の装置乃至前述の方法を、構成素子、殊に、半導体構成素子の研磨時、例えば、化学的機械的研磨(CMP)の処理過程中の終点制御用に使用することができる。この研磨処理の際、研磨材を保持した研磨手段を用いて、所定の材料が、予め構造化された面上で切除される。材料の切除乃至除去は、研磨パッド又は研磨布を用いて行われる。本発明の装置及び方法によると、市販の研磨パッド又は布を用いることができる。ウィンドウを有する研磨パッド又は布を用いること、それにより生じる上述の欠点をなくすことができる。

0027

本発明の別の観点によると、繊維状の構成体、有利には、ウィンドウレスの構造の布又はパッドを、構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時の、例えば、化学的機械的研磨(CMP)処理での終点制御用の前述の装置乃至前述の方法に使用することができる。

0028

以下、図示の実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

0029

図1には、従来技術から公知の、構成素子の研磨時の終点制御用の装置が略示されている。

0030

図2には、本発明の、構成素子の研磨時の終点制御用の装置が略示されている。

0031

図1には、従来技術から公知のような構成素子、例えば、半導体構成素子の研磨時の終点制御用の装置10′が示されている。装置10′は、レーザ干渉方式で作動し、その際、レーザ17が使用されている。装置10′は、支持板11を有しており、支持板11の上に、繊維状構成体12が設けられている。繊維状構成体12は、研磨布として構成されている(化学的機械的研磨(CMP)でのウエーハの加工の際に使用されるような)。研磨布12は、上側研磨布層13及び下側研磨布層14から構成されている。両研磨布層13,14は、ウィンドウ開口部15を有している。下側研磨布層14には、ウィンドウ開口部15内に、透明ウィンドウ面16が挿入されている。ウィンドウ面16は、レーザ17によって放射されたモノクロ光線19を透過させる。レーザ17は、支持板16内に設けられている。光線19は、ウィンドウ面16とウィンドウ面15を通って、終点制御を行う必要のある構成素子の表面上に入射される。図1に図示していない構成部品は、上側の研磨布層13上に設けられている。構成部品の表面によって、レーザビーム19が反射されて、検出器18によって検出され、検出器は、同様に、支持板11内に設けられている。レーザ17も検出器18も、唯一の構成部品内に設けられている。レーザ17によって放射されたレーザビーム19及び構成部品から反射されて検出器18で検出されるレーザビーム19の両波列間の干渉によって、終点制御、例えば、層厚検出が、構成素子で行われる。

0032

図1の研磨布12は、先ず、この製造が比較的複雑であり、従って、コスト高であるという欠点がある。更に、測定結果の劣化を回避するためには、研磨布12をレーザ17及び検出器18に関して正確に位置決めする必要がある。殊に、レーザビーム19が拡散して妨害とならないようにするために、ウィンドウ開口部15は、常に正確にレーザ17及び検出器18上に設ける必要がある。

0033

比較的硬い材料からなるウィンドウ材は、構成素子の加工用に設けられた、研磨布12の上側の層13として形成されているので、上側層13の摩耗の際に、構成部品の感応表面が、比較的硬い層14によって、例えば、引っ掻き傷などの形式の損傷が生じることがある。更に、下側の研磨布層14及びウィンドウ面16に使用される材料によって、研磨布12の用途が限定されることがある(材料が全ての処理条件及び特徴並びに構成素子の材料と共用できない場合)。

0034

前述の欠点は、本発明の、構成素子の研磨時の終点制御用の装置10の場合には、回避することができる。この装置10は、図2に示されている。その際、図1の装置10′の要素と同じ要素には、それぞれ同じ参照番号が示されている。

0035

図2の装置10は、支持板11を有しており、支持板11の上には、研磨布12が設けられている。研磨布は、上側研磨布層13と下側研磨布層14を有している。しかし、研磨布12は、一体的に構成してもよい。図1の研磨布とは異なり、図2の研磨布12は、ウィンドウレス構造を有している。研磨布12上には、図示していない、膜厚を測定すべき構成素子が設けられている。レーザ17及び検出器18(唯一の構成部品に統合されている)は、支持板11内に設けられている。レーザから放射された光は、約800nmの波長の、配向されたモノクロ赤色光線19である。

0036

以下、装置10の作動について説明する。構成部品、例えば、ウエーハであり終点制御を行う構成部品は、上側の研磨布層14上に設けられている。赤色光線19は、レーザ17によって放射されて、研磨布12を透過し、その際、光は、研磨布12によって完全に吸収されはしない。赤色光線19は、構成素子の制御すべき表面上に入射され、この面から反射される。反射された赤色光線19は、検出器18によって検出される。両光線の強度から、干渉測定によって、終点制御が行われる。研磨布の赤色光線は透過することができるので、装置10には、ウィンドウレスの従来の研磨布を用いることができる。

0037

要約すると、構成素子、半導体構成素子の研磨時の終点制御用装置が記載されている。装置10は、例えば、布又はパッドとして構成することができる繊維状構成体12を有しており、制御すべき構成素子の収容用に使用される。繊維状構成体12は、ウィンドウレス構造を有している。繊維状構成体12は、支持板11上に設けられている。更に、光源17、有利には、レーザを有しており、有利には、ほぼ800nmの波長のモノクロ赤色光線19の放射用であり、その際、赤色光線19は、繊維状構成体12を通って、制御すべき構成素子の方に配向されている。付加的に、制御すべき構成素子によって反射された赤色光線19の検出用の検出器18を有している。終点制御は、例えば、干渉測定によって行うことができる。更に、相応の方法が記載されている。

図面の簡単な説明

0038

図1従来技術から公知の、構成素子の研磨時の終点制御用の装置の略図
図2本発明の、構成素子の研磨時の終点制御用の装置の略図

--

0039

10′終点制御用の装置
11支持体
12 繊維状構成体
13研磨布層
14 研磨布層
15ウィンドウ開口部
16ウィンドウ面
17光源
18検出器
19 赤色光線

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ