(57)【要約】【課題】  改良した半導体処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  本方法は、半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定し且つ該少なくとも１個の特性に基いて該半導体ウエハを処理する手順を決定することを包含することが可能である。該半導体ウエハは該決定された手順に基いて複数個の化学的機械的研磨（ＣＭＰ）モジュールで処理することが可能であり、該手順は該複数個のＣＭＰモジュールの各々によって使用するための少なくとも１個のパラメータの値を有している。該測定はシンシチュで又はインライン計測装置によって行うことが可能である。該手順及びそれと関連する種々のパラメータは半導体処理装置の制御器によって決定することが可能である。【選択図】  図１
2014060389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を製造する方法において、
半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定し、
該少なくとも１個の特性に基いて該半導体ウエハを処理する手順を決定し、
該決定された手順に基いて複数個のポリシングモジュールで該半導体ウエハを処理する、
ことを包含しており、該手順が該複数個のポリシングモジュールの各々によって使用するための少なくとも１個のパラメータの値を有している、方法。
【請求項２】
請求項１において、
該半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定することが、該半導体ウエハの上部表面の少なくとも１個の特性を測定することを包含している、
方法。
【請求項３】
請求項２において、
該少なくとも１個の特性が該半導体ウエハの上部表面の一様性である、
方法。
【請求項４】
請求項１において、
該手順によって特定される該少なくとも１個のパラメータが圧力と、スラリー流れと、回転速度と、時間期間と、からなるグループから選択される、
方法。
【請求項５】
請求項１において、更に、
該決定された手順に基いて該半導体ウエハをクリーニングモジュールで処理し、該手順が該クリーニングモジュールに対する少なくとも１個のパラメータに対する値を有している、
方法。
【請求項６】
請求項４において、
該クリーニングモジュールに対する該少なくとも１個のパラメータが該クリーニングモジュールによって使用されるべき化学物質のタイプの表示を包含している、
方法。
【請求項７】
請求項１において、
該半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定することが渦電流計測装置を使用することを包含している、
方法。
【請求項８】
請求項１において、
該複数個のポリシングモジュールの内の少なくとも一つが化学的機械的研磨（ＣＭＰ）モジュールである、
方法。
【請求項９】
半導体ウエハを処理する半導体処理装置において、
該半導体処理装置が複数個のポリシングモジュールを有しており、
各ポリシングモジュールが、
該半導体ウエハをどのように処理するかを特定する少なくとも１個のパラメータを受け取るインターフェースと、
該半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定する形態とされているインライン計測装置と、
制御器と、
を包含しており、該制御器は、
該インライン計測装置から該半導体ウエハの少なくとも１個の特性を受け取り、
該半導体ウエハをどのように処理するかを特定する各ポリシングモジュールに対する少なくとも１個の夫々のパラメータを発生し、
該少なくとも１個の夫々のパラメータを該複数個のポリシングモジュールの各々へ送信する、
形態とされている半導体処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
該インライン計測装置によって測定される該少なくとも１個の特性は該半導体ウエハの上部層の少なくとも１個の特性である、
半導体処理装置。
【請求項１１】
請求項９において、
各ポリシングモジュールによって受け取られる該少なくとも１個のパラメータが圧力と、スラリー流れと、回転速度と、時間期間とからなるグループから選択される、
半導体処理装置。
【請求項１２】
請求項９において、更に、
少なくとも１個のクリーニングパラメータに基いて該半導体ウエハをクリーニングするクリーニングモジュール、
を有しており、該制御器が、
該半導体ウエハの該少なくとも１個の特性に基いて該半導体ウエハをどのようにクリーニングするかを特定する少なくとも１個のクリーニングパラメータを発生し、
該少なくとも１個のクリーニングパラメータを該クリーニングモジュールへ送信する、
形態とされている半導体処理装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
該少なくとも１個のクリーニングパラメータが該クリーニングモジュールによって使用されるべき化学物質のタイプの表示を包含している、
半導体処理装置。
【請求項１４】
請求項９において、
該インライン計測装置が渦電流計測装置を包含している、
半導体処理装置。
【請求項１５】
請求項９において、
該複数個のポリシングモジュールの内の少なくとも一つが化学的機械的研磨（ＣＭＰ）モジュールである、
半導体処理装置。
【請求項１６】
半導体装置を製造する方法において、
半導体ウエハを第１ポリシングモジュールで処理し、
該第１ポリシングモジュールが該半導体ウエハを処理している間に該半導体ウエハの第１特性をインシチュで測定し、
該第１特性に基いて該半導体ウエハを処理するための第１パラメータを決定し、
該第１パラメータに基いて該半導体ウエハを第２ポリシングモジュールで処理する、
方法。
【請求項１７】
請求項１６において、更に、
該半導体ウエハを第１ポリシングモジュールで処理する前に、インライン計測装置で第２特性を測定し、
該第２特性に基いて該半導体ウエハを処理するための第２パラメータを決定する、
ことを包含しており、該半導体ウエハを該第１ポリシングモジュールで処理することが該第２パラメータに基いて行われる、
方法。
【請求項１８】
請求項１６において、
該第１パラメータが圧力と、スラリー流れと、回転速度と、時間期間とからなるグループから選択される、
方法。
【請求項１９】
請求項１６において、
該第１特性が該半導体ウエハの上部表面の一様性である、
方法。
【請求項２０】
請求項１６において、
該第１ポリシングモジュール及び該第２ポリシングモジュールの内の少なくとも一つが化学的機械的研磨（ＣＭＰ）モジュールである、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造技術に関するものであって、更に詳細には、半導体の処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、デポジションツール及び化学的機械的研磨（ＣＭＰ）ツールなどの多様なツールを使用して製造することが可能である。半導体装置は、典型的に、複数個の半導体装置を有する半導体ウエハ上に製造される。デポジションツールは半導体装置に物質を付加するために使用することが可能であり、一方、ＣＭＰツールは半導体装置から物質を除去し且つウエハの表面を平坦化するために使用することが可能である。或る物質の一つの層を装置に付加する場合には、付加された層の上部表面は半導体装置下側の部分のトポロジー即ち地形に起因して非一様である場合がある。従って、付加した層の一部を除去し且つ各個別的な装置にわたり且つウエハ全体にわたり該層を平坦化させるためにＣＭＰツールを使用することが可能である。
【０００３】
ＣＭＰツールは、各々がポリシング（polishing）、即ち研磨、プロセスを実施する、複数個のＣＭＰモジュールを有している場合がある。製造プロセスのポリシングプロセスは、該複数個のＣＭＰモジュールによってポリシング動作を行うことを包含している場合がある。例えば、第１ＣＭＰモジュールがウエハ上の物質のバルクを迅速に除去する場合があり、一方、第２ＣＭＰモジュールが該物質の残りの量を一層精密に且つゆっくりと除去する場合がある。
【０００４】
ウエハから物質を除去する前に、ウエハの特性を測定するために、渦電流測定装置などのインライン計測装置を使用することが既知である。該ウエハの特性は、第１ＣＭＰモジュールによる第１ポリシング動作のためのパラメータを決定するために使用することが可能である。各ポリシング動作のエンドポイント、即ち終了点、を決定するためにウエハのインシチュウ（in situ）、即ち現場での、測定を使用することも既知である。
【０００５】
過去数年にわたり、半導体装置はより早いスイッチング速度及び一層大きな機能性のために設計されている。これらの能力を具備する半導体装置を達成するための一つのアプローチは、半導体装置内の特徴部の寸法を減少させることであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、半導体装置の特徴寸法が減少するに従い、製造プロセス期間中にウエハにわたっての局所的及び全体的な一様性が長寿命および低欠陥率の半導体装置を製造するために重要となる、ことを認識した。ウエハの一様性は、半導体装置の製造のポリシング段階にわたり予測不可能な態様で変化する場合がある。従って、爾後のポリシングパラメータを制御するために、各ＣＭＰモジュールにおいてのインライン計測装置及びインシチュウエハ測定の両方からのウエハ測定値をフィードバックするための技術を本書において記載する。
【０００７】
本発明者は、ウエハを横断しての局所的及び全体的な一様性は、複数個のマイクロプローブを具備する単一のインライン測定装置を使用してより迅速に且つ精密に決定することが可能であることも、認識した。従って、インライン計測を実施するための装置及び半導体装置を製造するためのインライン計測装置を使用する方法を本書において記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
幾つかの実施例は、半導体装置を製造する方法に向けられている。半導体ウエハの上部表面の少なくとも一つの特性とすることが可能な該ウエハの少なくとも一つの特性を決定するために半導体ウエハを測定することが可能である。例えば、それは半導体ウエハの上部表面の一様性とすることが可能である。該少なくとも一つの特性は、半導体ウエハを処理する手順を決定するために使用することが可能である。次いで、ＣＭＰモジュールである場合がある複数個のポリシングモジュールが該手順に従って半導体ウエハを処理する。該手順は、該複数個のポリシングモジュールの各々による使用のための少なくとも一つのパラメータの値を包含することが可能である。該手順により特定された該少なくとも一つのパラメータは、圧力、スラリー流れ、回転速度、及び／又は、時間期間とすることが可能である。
【０００９】
幾つかの実施例において、本方法は、決定された手順に基いてクリーニングモジュールで半導体ウエハを処理することを包含することが可能である。該手順は、クリーニングモジュールに対する少なくとも一つのパラメータに対する値を包含している。該クリーニングモジュールに対する該少なくとも一つパラメータは、クリーニングモジュールによって使用されるべき化学物質のタイプ（chemistry type）を表すことが可能である。
【００１０】
幾つかの実施例は半導体ウエハを処理するための半導体処理装置に向けられている。本半導体処理装置は、ＣＭＰモジュールとすることが可能な複数個のポリシングモジュールを包含することが可能である。各ポリシングモジュールは、半導体ウエハをどのように処理するかを特定する少なくとも１個のパラメータを受け取るためのインターフェースを包含することが可能である。本半導体処理装置は、又、半導体ウエハの少なくとも一つの特性を測定する形態とされているインライン計測装置を包含することも可能である。該少なくとも一つの特性は、半導体ウエハの上部層の少なくとも一つの特性とすることが可能である。本半導体処理装置は、該インライン計測ユニットから半導体ウエハの少なくとも一つの特性を受け取り、半導体ウエハをどのように処理するかを特定する各ポリシングモジュールに対する少なくとも一つの夫々のパラメータを発生し、且つ該少なくとも一つの夫々のパラメータを該複数個のポリシングモジュールの各々へ送信する、形態とされている制御器を包含することも可能である。各ポリシングモジュールによって受け取られる該少なくとも一つのパラメータは、圧力、スラリー流れ、回転速度、及び／又は時間期間などのパラメータを包含することが可能である。
【００１１】
幾つかの実施例において、本半導体処理装置は、少なくとも一つのクリーニングパラメータに基いて半導体ウエハをクリーニングするためのクリーニングモジュールを包含している。該制御器は、半導体ウエハの該少なくとも一つの特性に基づいて半導体ウエハをどのようにクリーニングするかを特定する少なくとも一つのクリーニングパラメータを発生し、且つ該少なくとも一つのクリーニングパラメータを該クリーニングモジュールへ送信する、形態とさせることが可能である。該少なくとも一つのクリーニングパラメータは該クリーニングモジュールによって使用されるべき化学物質のタイプを表すことが可能である。
【００１２】
幾つかの実施例は半導体装置を製造する方法に向けられている。第１ポリシングモジュールは半導体ウエハを処理することが可能である。第１ポリシングモジュールが半導体ウエハを処理している間にインシチュで第１特性を決定するために半導体ウエハを測定することが可能である。半導体ウエハを処理するための第１パラメータは該第１特性に基いて決定することが可能である。第２ポリシングモジュールは該第１パラメータに基いて半導体ウエハを処理することが可能である。該第１パラメータは、圧力、スラリー流れ、回転速度、及び／又は、時間期間などのパラメータとすることが可能である。該第１特性は半導体ウエハの上部表面の一様性とすることが可能である。
【００１３】
幾つかの実施例において、半導体ウエハを第１ポリシングモジュールで処理する前に、本方法はインライン計測装置で第２特性を測定することが可能である。半導体ウエハを処理するための第２パラメータは第２特性に基いて決定することが可能である。半導体ウエハの第１ポリシングモジュールでの処理は第２パラメータに基いて実施することが可能である。幾つかの実施例においては、該ポリシングモジュールはＣＭＰモジュールとすることが可能である。
【００１４】
幾つかの実施例はウエハの計測を行う機器に向けられている。該機器は基板上に複数個のマイクロプローブを包含することが可能である。少なくとも１個の光源が該複数個のマイクロプローブの各々へ光を指向させることが可能である。複数個の光検知器が該複数個のマイクロプローブの各々から反射された光を検知することが可能である。該光を検知することは、該マイクロプローブの各々と関連する検知信号を発生することが可能である。本機器は、該複数個のマイクロプローブの各々へ駆動信号を送り且つ該検知信号の各々に基いてウエハの高さ分布及び表面荷電分布を決定するための少なくとも１個の制御器を包含することが可能である。
【００１５】
幾つかの実施例においては、測定中のウエハは複数個のデバイスを有している場合がある。該複数個のマイクロプローブは複数個のサブセットを有している場合があり、該複数個のサブセットの各々は該複数個のマイクロプローブの１個以上を包含しており、その場合に、該複数個のサブセットの各々はウエハの該複数個のデバイスの内の一つと関連している場合がある。該複数個のサブセットの各々は該複数個のマイクロプローブの１個を越える数を包含することが可能である。幾つかの実施例においては、該少なくとも１個の制御器は、少なくとも１個の製造パラメータをウエハを処理するための製造ツールへ送信する場合がある。幾つかの実施例においては、保護メンブレンが該複数個のマイクロプローブの各々を保護する。該保護メンブレンは多孔性物質から形成することが可能であり、該多孔性物質は２０ｎｍと２００ｎｍとの間の孔寸法を有することが可能である。該多孔性物質はゼオライト化合物又は金属−有機骨格（framework）とすることが可能である。
【００１６】
幾つかの実施例においては、該複数個の光検知器の各々は複数個のセグメントを有しているセグメント型光検知器とすることが可能である。該検知信号は、各々が該光検知器の夫々のセグメントからのものである複数個のセグメント信号を包含することが可能である。高さ分布及び表面電荷分布は該複数個のセグメント信号から決定することが可能である。幾つかの実施例においては、各マイクロプローブから反射された光を干渉計内に入力させることが可能である。該干渉計は集積化した光回路を有することが可能である。
【００１７】
幾つかの実施例はウエハ上に半導体装置を製造する方法に向けられている。複数個のマイクロプローブを有することが可能な測定プローブを提供することが可能である。制御器が駆動信号を該複数個のマイクロプローブの各々へ送ることが可能である。光を該マイクロプローブの各々へ指向させることが可能であり、且つ該マイクロプローブの各々から反射光を検知することが可能である。該マイクロプローブの各々と関連する検知信号を発生させることが可能であり、且つウエハの高さ分布及び表面電荷分布を該複数個のマイクロプローブの各々と関連する検知信号に基いて決定することが可能である。該測定プローブはウエハの表面にわたりスキャンさせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】例示的なポリシングツールのブロック図。
【図２】半導体ウエハをポリシングするための第１の例示的な方法のフローチャート。
【図３】半導体ウエハをポリシングするための第２の例示的な方法のフローチャート。
【図４】半導体ウエハをポリシングするための第３の例示的な方法のフローチャート。
【図５】ウエハの計測を行うための測定プローブの概略図。
【図６】測定プローブの一部の第１の例示的な実施例を示した概略図。
【図７】測定プローブの一部の第２の例示的な実施例を示した概略図。
【図８】半導体装置を製造する方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者は、半導体装置の特徴寸法が減少するに従い、製造プロセス期間中にウエハを横断しての即ち端から端までの局所的及び全体的な一様性が長寿命および低欠陥率で半導体装置を製造する場合により一層重要な役目を果たすものである、ことを認識し且つ理解した。本発明者は、更に、局所的及び全体的の両方においてのウエハの一様性はポリシングツールの１個以上のモジュールにおいてのインライン計測装置及び／又はインシチュウエハ測定からの測定値をフィードバックすることによって改善させることが可能であること、を認識し且つ理解した。該測定値は、ポリシングプロセスの爾後の動作を制御するために使用することが可能であり、それによりポリシングプロセス期間中にウエハ一様性のより良い制御を可能とさせる。
【００２０】
或るポリシングモジュールによって行われる個々のポリシング動作の終了点を決定するためにインシチュ測定値を使用することは既知である。しかしながら、本発明者は、或るポリシングツールの１個以上のポリシングモジュールによって行われるインシチュ測定値に基いて製造手順の爾後の動作の特性を動的に選択することによってウエハ特性のより一層精密な制御を達成することが可能であることを理解した。
【００２１】
本発明者は、又、ウエハにわたっての局所的及び全体的な一様性は複数個のマイクロプローブを具備する単一のインライン測定機器を使用してより一層迅速に且つ精密に決定することが可能であることも認識し且つ理解した。半導体製造のインライン測定段階は製造プロセスにおけるボトルネックである場合がある。これらのインライン測定値を採取する時間を減少させることによって、該測定値は製造ツールへより早くフィードバックさせることが可能であり、半導体装置をより迅速に製造することを可能とさせる。本発明者は、更に、より早いインライン測定は複数個のマイクロプローブを具備する測定機器を使用することによって行うことが可能であることを認識し且つ理解した。
【００２２】
図１は、幾つかの実施例の例示的なポリシングツール１００を例示したブロック図である。ポリシングツール１００は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）ツールとして例示されている。しかしながら、任意の適宜のポリシングツールを使用することが可能である。例えば、自由研磨剤（free abrasive）ポリシングツール又は化学的エッチングツールを使用することが可能である。
【００２３】
ポリシングツール１００は複数個のＣＭＰモジュール１４０，１５０，１６０を包含している。図１は、例として、３個のＣＭＰモジュールを例示している。しかしながら、任意数のＣＭＰモジュールを使用することが可能であることを理解すべきである。各ＣＭＰモジュールは全体的なポリシングプロセスのポリシング動作を行うことが可能である。各ＣＭＰモジュールは異なる組のポリシングパターンでポリシング動作を行うことが可能である。各ＣＭＰモジュールのポリシングパラメータは、例えば、少なくとも１個の他のＣＭＰモジュールか又はインライン計測装置１２０によって採取された測定値からのフィードバックに基くなどして、任意の適宜の態様で決定することが可能である。
【００２４】
ＣＭＰツール１００を使用して製造中の半導体装置はロードロック１１０を介して該ツール内にロードされる。任意の適宜の数のロードロック１１０を使用することが可能である。例えば、図１は３個のロードロック１１０を例示している。任意の適宜の数の半導体装置を一度にロードロック１１０内にロードさせることが可能である。例えば、複数個の半導体装置を含む単一のウエハをロードロック１１０内にロードさせることが可能である。更に、複数個のウエハが収納されているカセットをロードロック１１０内にロードさせることが可能である。
【００２５】
ロードロック１１０内にロードされる半導体装置は製造プロセスの任意の段階におけるものとすることが可能である。例えば、製造プロセスは、ラインのフロントエンド（ＦＥＯＬ）及びラインのバックエンド（ＢＥＯＬ）と呼称される２つの部分に分割することが可能である。ＦＥＯＬは半導体装置製造の第１部分のことを意味し、そこでは、半導体装置の個々の要素が半導体にパターン形成される。ＢＥＯＬは半導体装置製造の第２部分のことを意味し、そこでは、半導体装置の該個々の要素が相互接続される。幾つかの実施例においては、ＣＭＰツール１００はＢＥＬＯ処理又はＦＥＯＬ処理に対してのみ使用される。しかしながら、実施例はそのように制限されるものではない。
【００２６】
半導体ウエハがロードロック１１０内にロードされると、転送メカニズム１１２がウエハをロードロック１１０から取除くために使用される。任意の適宜の転送メカニズム１１２を使用することが可能である。例えば、転送メカニズム１１２はロボットアームとすることが可能である。しかしながら、吸引力を使用して半導体装置を保持する真空ホース又はコンベヤなどのその他の転送メカニズムを使用することが可能である。１個を越える数の転送メカニズムを使用することが可能である。例えば、図１に例示されている如く、転送メカニズム１１２は半導体装置を通路１１３を介して第２転送メカニズム１１４へ通過させることが可能である。転送メカニズム１１４は半導体装置をＣＭＰモジュール１４０，１５０又は１６０の内の一つへ通過させることが可能である。
【００２７】
ＣＭＰツール１００は複数個のＣＭＰモジュール１４０，１５０，１６０を含んでいる。ＣＭＰを実施する技術は既知であり且つ実施例はＣＭＰのいずれか特定の実現例に制限されるものではない。各ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０は、スラリー分散アーム１４３／１５３／１６３、コンディションアーム１４５／１５５／１６５、プラテン１４２／１５２／１６２、プラテン処理ウィンドウ１４４／１５４／１６４、及びＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１を含むことが可能である。ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０及びそのコンポーネントは当該技術において既知の技術を使用して構成することが可能である。半導体装置は該複数個のＣＭＰモジュールの各々によって順番に処理することが可能である。例えば、各ＣＭＰモジュールはＣＭＰを行う場合に異なるパラメータを使用することが可能である。変更することが可能なパラメータは、これらに制限されるものではないが、プラテンの回転速度、スラリー分散割合、期間、及び圧力を包含している。各ＣＭＰモジュールによって使用されるパラメータは、例えば、制御器１７０によって決定することが可能である。
【００２８】
プラテン処理ウィンドウ１４４／１５４／１６４は製造プロセス期間中にウエハのインシチュ測定を行うために使用することが可能である。夫々のＣＭＰモジュールによってウエハがポリシングされている間に測定を行うことが可能である。代替的に、又は付加的に、各ＣＭＰモジュールによってポリシングが行われる前及び／又は後に測定を行うことが可能である。任意の適宜の測定を行うことが可能であり、且つ多数の異なるタイプのインシチュ測定が当業者に既知である。例えば、種々の形態の光学的、Ｘ線、音響的、導電性、及び摩擦検知技術が当該技術において知られている。
【００２９】
スラリー分散アーム１４３／１５３／１６３は化学的スラリーを、夫々、プラテン１４２／１５２／１６２上へデポジットする。スラリーは半導体ウエハの表面をポリシングする上で助けとなる研磨性粒子の懸濁液を有することが可能である。制御器１７０は各ＣＭＰモジュールに対するスラリー分散の１個以上のパラメータを決定することが可能である。例えば、制御器１７０はスラリー分散アーム１４３／１５３／１６３によってスラリーが分散される流量を決定することが可能である。各流量は異なるものとすることが可能であり且つ半導体装置製造プロセスの以前の動作においてなされた測定値を使用して制御器１７０によって決定することが可能である。スラリー分散のその他のパラメータも制御器１７０によって制御することが可能である。例えば、スラリー分散アーム１４３／１５３／１６３によって分散されるスラリーのタイプを異なるものとすることが可能であり且つ製造プロセスにおいて以前に行った測定値に基いて制御器１７０によって決定することが可能である。異なるスラリーは多かれ少なかれ研磨性であり、異なる化合物を含有しており、異なる粒子寸法を有しており、及び／又は異なる粒子濃度を有している。幾つかの実施例においては、制御器１７０は各ＣＭＰモジュールによって使用されるスラリーの特性を決定することが可能である。
【００３０】
プラテン１４２／１５２／１６２は、研磨性パッドが付着された平坦な金属のプラットフォームとすることが可能である。プラテン１４２／１５２／１６２は回転して、夫々、ＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１に取り付けられているウエハをポリシングする。制御器１７０はプラテン１４２／１５２／１６２の１個以上のパラメータを決定することが可能である。例えば、制御器１７０は各プラテンの回転速度を決定することが可能である。更に、各プラテンが各対応するウエハに付与する圧力を決定することが可能である。例えば、ウエハの上部層から迅速に物質を除去するために一層高い圧力を使用することが可能であり、一方ウエハの上部層からゆっくりと物質を除去するために低い圧力を使用することが可能である。
【００３１】
ＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１は各夫々のＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の製造プロセス期間中に半導体ウエハを保持することが可能である。各ＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１はプラテンと反対の方向に回転することが可能である。例えば、プラテンが反時計方向に回転する場合には、ＣＭＰヘッドはウエハを時計方向に回転させることが可能である。制御器１７０はＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１が回転する速度を決定することが可能である。更にＣＭＰヘッドがポリシングパッドに対してウエハに付与する圧力を決定することが可能である。幾つかの実施例においては、ＣＭＰヘッド１４１／１５１／１６１は複数個のゾーンを有することが可能である。異なる圧力が異なるゾーンに付与されるように各ゾーンを別々に制御することが可能である。ＣＭＰヘッドのこれらのゾーンは任意の適宜の態様で配置させることが可能である。例えば、各ゾーンが円環状であり且つゾーン間のバリアが同心円であるように複数個のゾーンをＣＭＰヘッド上に半径方向に配置させることが可能である。該複数個のゾーンの各々は同一か又は異なる寸法を有することが可能である。各ＣＭＰヘッドの該複数個のゾーンの各々は異なる圧力を付与するために別々に制御することが可能である。例えば、円形状のウエハがその外側端部近くにおいて全体的に一層大きな高さ分布を有していることが決定されると、該ウエハの外側端部に対応するゾーンによって一層高い圧力を付与させることが可能である。代替的に、円形状のウエハがその外側端部近くにおいて全体的に一層小さな高さ分布を有していることが決定されると、該ウエハの外側端部に対応するゾーンによって一層低い圧力を付与させることが可能である。
【００３２】
コンディションアーム１４５／１５５／１６５はかく夫々のＣＭＰモジュールにおいて半導体ウエハをポリシングするために使用される研磨パッドを再調整する。再調整は該パッドの表面から粒子を除去し且つ該パッドがウエハを適切にポリシングすることが可能であるように該パッドが研磨性を維持することを確保する。コンディションアーム１４５／１５５／１６５は該パッドを再調整するためにプラテンと反対方向に回転する研磨性のコンディションパッドを使用することが可能である。制御器１７０はコンディションアーム１４５／１５５／１６５のコンディションパッドが回転する速度を決定することが可能であり且つそれによりどの程度該パッドが再調整されるかを制御することが可能である。
【００３３】
ＣＭＰツール１００は転送メカニズム１１４から半導体装置を受け取り且つ該半導体装置をＣＭＰモジュールの内の一つのＣＭＰヘッドへ供給するための転送メカニズム１１６を有することも可能である。
【００３４】
ＣＭＰツール１００は付加的なツールを含むことも可能である。例えば、クリーニングツール１８０及びインライン計測装置１２０をＣＭＰツール１００内に包含させることが可能である。ＣＭＰツール１００は多くの研磨性粒子を具備するスラリーを使用してウエットプロセスを実施するので、クリーニングツール１８０は製造プロセスが完了する前に半導体装置をクリーニングすることが可能である。制御器１７０はＣＭＰモジュールの内の一つ以上によって行われるインシチュ測定等の以前のウエハ測定からのフィードバックに基いて使用すべき一つ以上のクリーニングパラメータを決定することが可能である。例えば、クリーニングモジュール１８０によって使用される化学物質のタイプを以前の測定結果に基いて制御器１７０によって決定させることが可能である。
【００３５】
インライン計測装置１２０は、製造中のウエハの種々の特性を測定するために製造プロセスの種々の段階において使用することが可能である。転送メカニズム１１２，１１４及び／又は１１６はインライン計測装置１２０へ及びそれからウエハを移動させることが可能である。インライン計測装置１２０はＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の内の一つ以上において半導体ウエハを処理する前に使用することが可能である。制御器１７０はインライン計測装置１２０からの測定結果を使用してＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の内の一つ以上に対するポリシングパラメータを決定することが可能である。インライン計測装置１２０は製造プロセスのポリシング段階の後に使用することも可能である。例えば、ウエハが局所的且つ全体的な一様性に対する仕様及び／又はトリランスを満足するものであるか否かを決定するためにインライン計測装置１２０によってウエハを測定することが可能である。仕様が満足されない場合には、そのウエハは更なる処理のために送り戻す場合がある。代替的に、そのウエハが救済不可能であることを測定値が表す場合には、そのウエハは廃棄される場合がある。
【００３６】
幾つかの実施例においては、インライン計測装置１２０は半導体装置の金属層の特性を測定するために使用される渦電流測定ツールとすることが可能である。しかしながら、インライン計測装置１２０はいずれかの特定の計測技術に制限されるものではない。例えば、インライン計測装置１２０は半導体装置の表面電荷分布及び／又は高さ分布を測定するために１個以上のケルビンプローブフォース顕微鏡を使用することが可能である。幾つかの実施例において使用されるケルビンプローブフォース顕微鏡の側面についてより詳細に後述する。
【００３７】
制御器１７０は任意の適宜の態様で実現することが可能である。例えば、制御器１７０は１個以上の格納装置上に保存されているコンピュータが読み取り可能な命令を実行することが可能な１個以上のプロセッサを有することが可能である。そのコンピュータが読み取り可能な命令は、適宜にポリシング手順を選択するための制御アルゴリズムを包含することが可能である。制御器１７０は、図１に例示した如くに単一の別個のユニットとして実現することが可能であり、一方、制御器１７０はＣＭＰツール１００にわたり分布されている複数個のユニットを有することが可能である。例えば、制御器１７０の一部は各ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０、クリーニングモジュール１８０、及びインライン計測装置１２０、と関連している場合がある。
【００３８】
制御器１７０は任意の適宜の態様でＣＭＰツール１１０の種々の部分と通信することが可能である。例えば、図１は制御器１７０と各ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０、クリーニングモジュール１８０、及びインライン計測装置１２０との間の直接接続を例示している。これらの通信線はＣＭＰツール１００の種々の部分からの測定した特性の制御器１７０への通信を可能とさせる。該通信線は、又、ＣＭＰツールの種々のコンポーネントにより使用するための決定したパラメータの夫々のコンポーネントへの通信を可能とする。任意の適宜の通信線を使用することが可能である。例えば、種々のネットワーク及びバス接続が当該技術において既知であり且つ実施例において使用することが可能である。
【００３９】
制御器１７０はウエハ製造の種々の段階においてなされる測定に基いてＣＭＰツール１００によって使用されるべきポリシング手順を決定することが可能である。ポリシング手順は、ポリシングプロセス期間中に各ＣＭＰモジュール及び／又はクリーニングモジュール１８０によって使用されるべき一群のパラメータを有することが可能である。ポリシング手順を決定することは任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、一つ以上のテーブル及び／又は一つ以上の式を使用して測定した特性を手順のポリシングパラメータと関連付けることが可能である。例えば、インライン計測装置１２０は、ウエハに対してＣＭＰモジュール１４０／１５９／１６０の１個以上によるポリシングを行う前に、ウエハの１個以上の特性を測定することが可能である。制御器１７０は該インライン測定に関する結果に基いて該複数個のＣＭＰモジュールの各々に対してパラメータを決定することが可能である。例えば、測定した特性はウエハの高さ分布とすることが可能である。１個のウエハの表面にわたって高さの変化が存在する場合には、異なるゾーンにおいてＣＭＰモジュールによって異なる圧力を使用することが可能である。その種々のゾーン圧力は該パラメータの内の一つ以上である場合がある。又、該測定した特性はウエハの上部表面上において使用される物質を表す場合がある。この特性はスラリーのタイプ及び／又はプラテン回転速度を決定するために使用することが可能である。ＣＭＰツール１００はウエハ製造プロセス期間中に各ＣＭＰモジュールにおいて付加的なインシチュ測定を行うことも可能である。制御器１７０はインシチュ測定結果に基いてその後のポリシング及び／又はクリーニング動作のパラメータをアップデート即ち変更することが可能である。更に、或るＣＭＰモジュールにおいて行われるインシチュ測定のタイプはインライン計測装置によって測定される特性に基いて決定することが可能である。
【００４０】
幾つかの実施例においては、制御器１７０はポリシングツール以外のツールと通信することが可能である。例えば、インライン計測装置１２０からの測定結果を使用して、制御器１７０はウエハ上に付加的な物質がデポジット即ち付着させるべきであることを決定することが可能である。このことは、例えば、ウエハの表面高さにおいて大きな局所的な窪みが存在することが判別された場合に発生する場合がある。制御器１７０は、該手順の一部として、付加的な物質をデポジットさせるためにウエハをデポジションツールへ送ることを決定することが可能である。更に、インライン計測装置１２０によって大きな局所的な隆起部分が検知された場合には、制御器１７０は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）ツールなどのエッチングツールへウエハを送ることを、決定することが可能である。実施例は使用することが可能ないずれかの特定のタイプのツールに制限されるものではない。
【００４１】
ポリシングツール１００の実施例は図１に例示されている例に制限されるものではない。例えば、幾つかの実施例においては、ポリシングツール１００は、少なくとも１個のデポジションツール及び／又は少なくとも１個のエッチングツールを包含しているより大きな統合ツールの一部、とすることが可能である。この様な実施例においては、ウエハを製造する手順は、ポリシング動作を制御するためのパラメータのみならず、デポジション及びエッチング動作を制御するためのパラメータを包含することが可能である。
【００４２】
図２は、例えば、ＣＭＰツール１００を使用して半導体ウエハをポリシングする例示的な方法２００のフローチャートを例示している。実施例は、方法２００の各動作を必然的に包含することに制限されるものではなく、更に方法２００によって例示されていない更なる動作を包含することに制限されるものでもない。
【００４３】
動作２０２において、製造中の半導体ウエハの少なくとも１個の特性が測定される。このことは任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、インライン計測装置１２０はウエハの１個以上の特性を測定することが可能である。測定する特性はウエハの上部層の特性とすることが可能である。例えば、渦電流測定ツールが半導体装置の金属層の導電特性を測定することが可能である。代替的に、ケルビンフォースプローブ顕微鏡を使用して半導体ウエハの高さ分布及び／又は表面電荷を測定することが可能である。
【００４４】
幾つかの実施例においては、半導体ウエハの該少なくとも１個の特性はＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の内の一つのインシチュ測定装置によって測定することが可能である。実施例は行われる測定のタイプ又はどのようにしてその測定が行われるかに制限されるものではない。例えば、光学的、Ｘ線、音響的、導電度、及び摩擦に基いたインシチュ測定技術の種々の形態が当該技術において既知である。
【００４５】
動作２０４において、複数個のＣＭＰモジュールの各々によって使用されるべき少なくとも１個のパラメータを有する手順が決定される。このことは、例えば、制御器１７０によって行うことが可能である。任意の適宜のパラメータを使用することが可能である。上述した如く、各ＣＭＰモジュールに、プラテンの回転速度、ＣＭＰヘッドの回転速度、コンディショニングアームの回転速度、プラテンと関連する圧力、ＣＭＰヘッドと関連する圧力、スラリー流量、スラリーのタイプ又はポリシング動作の特性を決定するために使用される任意のその他の適宜のパラメータ、を供給することが可能である。幾つかの実施例においては、インライン計測装置１２０からの測定の結果を使用して該複数個のＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の各々に対する少なくとも１個のパラメータを決定することが可能である。その他の実施例においては、該複数個のＣＭＰモジュールの１個のサブセットに対して少なくとも１個のパラメータのみを決定する場合がある。実施例は決定されるパラメータのタイプに制限されるものではなく、又少なくとも１個のパラメータが決定されるモジュールの数に制限されるものでもない。
【００４６】
動作２０６において、半導体ウエハは夫々の決定されたパラメータに基いて該ＣＭＰモジュールの各々によって処理される。該ＣＭＰモジュールの各々によって使用される手順を決定することによって、ウエハの表面は、局所的及び全体的の両方において、より一層一様とさせることが可能である。例えば、入ってくるウエハが該ウエハにわたり大きな変動を有している場合には、第１ＣＭＰモジュールの第１ポリシング動作は該変動の全てを矯正するのに充分ではない場合がある。従って、残りのＣＭＰモジュールによるその後のポリシング動作を使用して微調整し且つ観察された非一様性を更に減少させることが可能である。
【００４７】
図３は半導体ウエハをポリシングするための例示的方法３００のフローチャートである。方法３００は、ポリシングツールのコンポーネントによって実施することが可能であり且つ、例えば、制御器１７０によって制御することが可能である。動作３０２において、半導体ウエハの第２特性を測定する。方法２００の動作２０２の場合の如く、この測定は任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、測定３０２はインライン計測ツールによって行うことが可能である。
【００４８】
動作３０４において、該第２特性に基いて第２パラメータが決定される。この決定は、例えば、制御器１７０によって行うことが可能である。該第２パラメータは、例えば、ポリシングツール１００によって使用されるべき手順の一部とすることが可能である。方法２００の動作２０４の場合の如く、該パラメータは１個以上のＣＭＰモジュールのポリシング動作を決定する任意の適宜のパラメータとすることが可能である。例えば、該第２パラメータは第１ＣＭＰモジュール１４０によって使用される一つのパラメータとすることが可能である。
【００４９】
動作３０６において、製造中のウエハは該第２パラメータに基いて、第１ＣＭＰモジュール１４０で処理される。上述した如く、該第２パラメータはＣＭＰモジュール１４０によって行われるポリシング動作の一つの特性を決定するために使用される任意の適宜のパラメータとすることが可能である。例えば、該第２パラメータは、プラテン１４２の回転速度、ＣＭＰヘッド１４１の回転速度、コンディショニングアーム１４５の回転速度、プラテン１４２と関連する圧力、ＣＭＰヘッド１４１と関連する圧力、スラリー流量、スラリーのタイプ、又はポリシング動作の特性を決定するために使用される任意のその他の適宜のパラメータ、を表すことが可能である。
【００５０】
動作３０８において、特定のＣＭＰモジュール内にある間に、ウエハの第１特性がインシチュで測定される。該第１特性は、ウエハが第１ＣＭＰモジュール１４０によって処理されている間に、測定することが可能である。その他の実施例においては、該第１特性は、ＣＭＰモジュール１４０がポリシング動作を完了した後に、測定することが可能である。上述した如く、当該技術において既知の任意の適宜のタイプのインシチュ測定を使用することが可能である。
【００５１】
動作３１０において、該第１特性に基いて第１パラメータが決定される。上の動作３０４の場合の如く、ポリシング動作の任意の適宜のパラメータを使用することが可能である。動作３１２において、第２ＣＭＰモジュール１５０が該第１パラメータに基いてウエハを処理する。例えば、該第１パラメータがスラリー流量である場合には、第２ＣＭＰモジュール１５０はその決定されたスラリー流量を使用してウエハをポリシングすることが可能である。
【００５２】
方法３００は例示的実施例である。全ての動作が実施例において実施されねばならないわけではない。例えば、幾つかの実施例においては、動作２０３，３０４，３０６は実施されない場合がある。更に、実施例は方法３００には示されていない付加的な動作を含む場合がある。例えば、動作３１２期間中に、インシチュウ測定装置がウエハの第３特性を測定する場合があり、それはポリシングプロセスのその後のポリシング動作に対するパラメータを決定するために使用することが可能である。
【００５３】
図４は半導体ウエハをポリシングするための例示的方法４００のフローチャートである。方法４００はポリシングツールのコンポーネントによって実施することが可能であり、且つ、例えば、制御器１７０によって制御することが可能である。動作４０２において、半導体ウエハの現在の特性が測定される。方法２００の動作２０２の場合の如く、このことは任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、その測定はインライン計測装置１２０によって行うことが可能である。その現在の測定特性に基いて現在のパラメータが動作４０４において決定される。このことは、例えば、制御器１７０によって行うことが可能である。
【００５４】
動作４０６において、その決定された現在のパラメータに基いて半導体ウエハは現在のＣＭＰモジュールによって処理される。例えば、現在のパラメータがプラテンの特定の回転速度であった場合には、ＣＭＰモジュールのプラテンはその決定された速度で回転される。ウエハの付加的な特性が動作４０６においてインシチュで測定される。この測定は任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、種々の形態の光学的、Ｘ線、音響的、導電性、摩擦に基いたインシチュ測定技術が当該技術において既知である。
【００５５】
動作４０８において、該付加的な特性に基いて付加的なパラメータが決定される。例えば、該付加的なパラメータはその後のＣＭＰモジュールによって行われるポリシング動作のパラメータとすることが可能である。該付加的なパラメータはＣＭＰツール１００のクリーニングモジュール１８０によって使用するためのパラメータとすることも可能である。例えば、該パラメータはクリーニングモジュール１８０によって使用されるべき化学物質のタイプを表すことが可能である。
【００５６】
動作４１２において、半導体ウエハの付加的な処理を行うその後のＣＭＰモジュールが存在するか否かが決定される。付加的なＣＭＰモジュールが存在する場合には、動作４１４において、その決定された付加的なパラメータが現在のパラメータとして設定され且つその後のＣＭＰモジュールは現在のＣＭＰモジュールに設定される。次いで、方法４００は付加的な処理のために動作４０６へ復帰する。このループは、動作４１２において、ウエハを処理するためのその後のＣＭＰモジュールが存在しないことが決定される迄、継続して行われる。この決定がなされる場合には、方法４００は動作４１６へ移行することが可能であり、そこで、動作４１０期間中に最後のループにおいて決定された付加的なパラメータに基いてクリーニングモジュール１８０によってウエハが処理される。
【００５７】
幾つかの実施例においては、方法４００の全ての動作が行われるものではない。例えば、幾つかの実施例においては、ウエハを処理するためのその後のＣＭＰモジュールが存在しないことが動作４１２において決定される場合に、以前の測定からのフィードバック無しでウエハはクリーニングモジュールによって処理することが可能である。この様な実施例においては、方法４００を介しての最後のループの動作４０８において測定が行われない場合がある。更に、幾つかの実施例においては、方法４００には示されていない付加的な動作が行われる場合がある。例えば、方法４００を介しての各ループ期間中に１個を超える数のパラメータを決定する場合がある。この様な実施例においては、ウエハの爾後の処理は該複数個の決定されたパラメータに基いて行うことが可能である。
【００５８】
幾つかの実施例においては、ウエハをポリシングする方法は、例えば、ポリシング動作が完了した後にインライン計測装置１２０によって行われる少なくとも一つの付加的な測定動作を包含している場合がある。その測定結果は、そのウエハがそのツールのユーザによって設定された仕様及び／又はトリランスを満足するものであるか否かを決定するために使用することが可能である。その仕様が満足されない場合には、そのウエハは、付加的な処理のために、ポリシングツール、又は異なるツールへ移行させることが可能である。幾つかの実施例においては、制御器１７０は、該測定結果に基いて、そのウエハが修復不可能であり且つ廃棄すべきであること、を決定することが可能である。
【００５９】
幾つかの実施例においては、ウエハを製造するための手順はポリシング以外の動作の詳細を特定するパラメータを有することが可能である。例えば、インライン計測ツール１２０によって行われた測定又はインシチュ測定が、デポジションツール又はエッチングツールによる使用のためのパラメータを決定するために使用することが可能である。実施例はいずれか特定数のパラメータ又はパラメータのタイプに制限されるものではない。
【００６０】
図５は、幾つかの実施例において、ウエハのインライン計測を行うために使用することが可能な測定プローブを例示している。インライン測定はいずれか特定のＣＭＰモジュールの外側で行われ且つ任意の時間において行うことが可能である。例えば、ポリシングプロセスを実施する前にインライン測定を実施することが可能である。半導体装置を製造するための前述したポリシング機器及び方法はいずれか特定のインライン計測装置１２０へ制限されるものではない。例えば、渦電流計測装置をウエハの金属層の特性を測定するために幾つかの実施例において使用することが可能である。しかしながら、本発明者は、複数個のマイクロプローブを有する測定機器を使用することによってウエハ特性の一層精密な測定を行うことが可能であること、を認識し且つ理解した。
【００６１】
幾つかの実施例においては、ケルビンプローブフォース顕微鏡として知られる１変形例の原子間力顕微鏡を使用してウエハの特性を測定することが可能である。サンプルからの高さと表面電荷の両方を採取するためにケルビンプローブフォース顕微鏡を使用することは既知である。しかしながら、複数個のマイクロプローブを同時的に使用することによって、ウエハの高さ分布及び表面電荷分布をウエハの表面にわたって複数個の点において同時的に測定することが可能である。
【００６２】
図５はウエハの表面の種々の位置においての高さ分布及び表面電荷分布を同時的に測定するために使用することが可能な例示的な測定プローブ５００を例示している。測定プローブ５００は複数個のマイクロプローブ５２０を有することが可能である。各マイクロプローブは少なくとも１個の片持ち梁５２２とチップ即ち先端部５２４とを有することが可能である。幾つかの実施例においては、チップ５２４は片持ち梁５２２に統合されている。その他の実施例においては、専用のチップ５２４を使用することが出来ず、片持ち梁５２２自身がチップとして動作する。マイクロプローブ５２０は任意の適宜の物質から形成することが可能である。例えば、マイクロプローブ５２０は金属、導電性ポリマー、又は炭素をベースとした物質等の任意の導電性物質とすることが可能である。幾つかの実施例においては、マイクロプローブ５２０は基板上に形成することが可能である。該基板は、例えば、半導体ウエハとすることが可能である。
【００６３】
複数個のマイクロプローブ５２０は複数個のサブセット５１０を有することが可能である。各サブセットは少なくとも１個のマイクロプローブ５２０を有することが可能である。１個のサブセットは単一のマイクロプローブ又は複数個のマイクロプローブを包含することが可能である。幾つかの実施例においては、製造中のウエハは複数個の装置を含んでいる場合がある。該複数個のサブセットの各々は該ウエハの該複数個の装置の内の一つと関連している場合がある。この様に、複数個のマイクロプローブのいずれかの特定のサブセットが関連する装置が位置されているウエハの区域のみをスキャンするように、マイクロプローブはウエハの表面にわたりスキャンすることが可能である。各サブセット内に一層多くのマイクロプローブがあればあるほど、ウエハのスキャンを一層迅速なものとさせることが可能である。任意の適宜の数のマイクロプローブ５２０がサブセット５１０内に存在することが可能である。図５は５２個のサブセットのマイクロプローブを例示しており、各サブセット５１０は１６個のマイクロプローブ５２０を包含している。しかしながら、実施例はいずれか特定の数のサブセット又は特定の数のマイクロプローブに制限されるものではない。例えば、サブセット当たり１個のみのマイクロプローブが存在する場合もある。
【００６４】
図６は、単一のマイクロプローブ５２０を示している測定プローブ６００の１実施例の一部を例示している。該マイクロプローブは任意の適宜の態様で基板６４０へ取り付けられている。基板６４０はプローブ保護層６３２で保護されている。プローブ保護層６３２は任意の適宜の物質から形成することが可能である。例えば、酸化物等の絶縁性物質を使用し、従来のウエハ製造技術を使用して、基板６４０を保護することが可能である。マイクロプローブ保護メンブレン６３０を使用してマイクロプローブ５２０を損傷から保護することが可能である。例えば、チップ５２４は他の物質との接触から損傷を蒙る場合がある。マイクロプローブ保護メンブレン６２０は任意の適宜の物質から形成することが可能である。例えば、多孔性物質を使用することが可能である。幾つかの実施例においては、該多孔性物質は孔寸法が２０ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲であるマイクロ多孔性物質とすることが可能である。該多孔性物質は、ゼオライト化合物又は金属誘起骨格（metal-organic framework）などの当該技術において既知の物質とすることが可能である。
【００６５】
制御器６１０は、当該技術において既知の如く、マイクロプローブ５２０へ電気駆動信号を供給することが可能である。制御器６１０は該駆動信号を制御するためのプロセッサ及び／又は回路を包含することが可能である。例えば、制御器６１０は、該駆動信号が検知された信号に基いて決定されるように、ロックイン増幅器及び／又はフィードバックコントローラを包含することが可能である。該駆動信号は該マイクロプローブの共振周波数近くの周波数での正弦波信号とすることが可能である。幾つかの実施例においては、該周波数は該マイクロプローブの共振周波数の上側とすることが可能である。該駆動信号に応答して、該マイクロプローブとウエハとの間の電圧差に起因して測定中のウエハと相対的に該マイクロプローブは変位される。
【００６６】
マイクロプローブ５２０の変位を測定するために、光源６４０がマイクロプローブ５２０の表面上に光ビームを照射する。該光ビームはマイクロプローブ５２０から反射され且つ回収光学系５２０によって受け取られる。任意の適宜の回収光学系６５４を使用することが可能である。例えば、対物レンズ又は非球面レンズ等のレンズが該反射された光ビームをオプチカルファイバー内に指向させることが可能である。幾つかの実施例においては、該反射光は集積化された光学回路内に直接的に結合させることが可能である。光源６４０からの光ビームの一部はビームスプリッタ６６０から反射され且つ回収光学系６５０を使用するオプチカルファイバーを介して集積化された光学回路６２０内に結合される。任意の適宜の回収光学系６５０を使用することが可能である。
【００６７】
集積化光学回路６６０は、ビームスプリッタ６６０から反射された光をマイクロプローブ５２０から反射された光ビームと干渉させる干渉計を有することが可能である。該干渉計は受光した光ビームを干渉させるための少なくとも１個の付加的なビームスプリッタを有することが可能である。光学干渉信号を検知するために該集積化光学回路内に光検知器を包含させることも可能である。その他の実施例においては、光検知器は制御器６１０内に包含させることが可能であり、且つ該光学干渉信号はオプチカルファイバーを介して制御器６１０へ指向させることが可能である。実施例はいずれか特定の光検知器に制限されるものではない。
【００６８】
幾つかの実施例において、ビームスプリッタ６６０は集積化光学回路６２０内に包含させることが可能である。その他の実施例においては、ビームスプリッタ６６０はオプチカルファイバー及び当該技術において既知の２×２カップラーの如きオプチカルファイバーカップラーを使用して実現することが可能である。幾つかの実施例においては、集積化光学回路は使用されることは無く且つ干渉計はオプチカルファイバーとオプチカルファイバーカップラーとを使用して実現される。
【００６９】
幾つかの実施例においては、光源６４０は光ビームを射出するレーザとすることが可能である。該レーザは制御器６１０によって制御することが可能である。しかしながら、実施例はそのように制限されるものではない。例えば、測定プローブ５００と関連している複数個の光源６４０の各々に対して光を射出するために単一のレーザを使用することが可能である。例えば、単一のレーザを、オプチカルファイバーカップラー等のビームスプリッタを使用して、複数個の光ビームに分割させることが可能である。該複数個の光ビームの各々はオプチカルファイバーを介して光源６４０へ伝達させることが可能である。この様な実施例においては、光源６４０は、コリメートされたビームが射出されるように、コリメーション光学系を有することが可能である。実施例はいずれか特定の数のレーザに制限されるものではない。例えば、１個のレーザを各サブセットのマイクロプローブに対して使用することが可能である。レーザから射出される光ビームを任意の適宜の態様で該複数個のマイクロプローブの各々に対して配分させることが可能である。例えば、単一のレーザを時分割多重化させるか及び／又は光ビームが該複数個のマイクロプローブの各々に対して逐次的に指向されるように操作させることが可能である。
【００７０】
複数個の光検知器からの検知信号は、マルチプローブの各々へ送られる駆動信号に対するフィードバックとして該制御器によって使用することが可能である。任意の適宜のロックイン及び／又はフィードバック技術を使用することが可能であり且つ当該技術において既知である。
【００７１】
当該技術において既知の技術を使用して、制御器６１０は該複数個の光検知器によって発生される検知信号に基いて測定されるウエハの高さ分布及び表面電荷分布を決定することが可能である。同時に、複数個のマイクロプローブ５２０は局所的且つ全体的な高さ分布及び表面電荷分布を決定する。制御器６１０は、上述した如く、半導体製造プロセスにおいて使用されるべきパラメータを決定するために、これらの分布を使用することが可能である。
【００７２】
任意の数の制御器６１０を使用することが可能である。図６はマイクロプローブ５２０当たり１個の制御器を例示している。しかしながら、実施例はそのように制限されるものではない。単一の制御器を全てのマイクロプローブ、又は或るサブセットのマイクロプローブに対して使用することが可能である。
【００７３】
図７は単一のマイクロプローブ５２０を示した測定プローブ７００の別の実施例の一部を例示している。図７に示されているコンポーネントの幾つかは図６に記載したコンポーネントと同一であるか又は類似しており、且つ同じ参照番号を付してある。
【００７４】
この実施例においては、プローブ７００はマイクロプローブ５２０の変位を測定するための干渉計を使用するものではない。その代わりに、複数個のセグメントを有している光検知器７１０を使用してマイクロプローブ５２０から反射される光ビームを検知する。例えば、図７は２個のセグメント７１２及び７１４を具備する光検知器７１０を例示している。実施例はそのように制限されるものではなく、任意の適宜の数のセグメントを使用することが可能である。その反射された光ビームはスポット寸法を有しており、且つ光検知器７１０上の光ビームスポットの位置はマイクロプローブ５２０の変位に基いている。該光検知器の各セグメントはそれ自身の関連する検知信号を出力することが可能である。制御器６１０は、例えば、これら二つの信号の間の差を使用してマイクロプローブ５２０の変位を決定することが可能である。
【００７５】
上述した実施例は、マイクロプローブ５２０の各々の変位を測定するために干渉計及びマルチセグメント光検知器を使用するものであるが、任意の適宜の技術を使用することが可能である。実施例はいずれか特定の測定技術に制限されるものではない。
【００７６】
図８は、半導体装置を製造するための例示的方法８００を例示したフローチャートである。動作８０２において、複数個のマイクロプローブを具備するプローブが設けられる。上述した如く、該マイクロプローブは片持ち梁とチップとを有することが可能であり、且つウエハ上の半導体装置と関連するサブセットに分離させることが可能である。
【００７７】
動作８０４において、駆動信号がマイクロプローブの各々へ送られる。このことは、例えば、制御器を使用して行うことが可能である。該駆動信号は正弦波信号とすることが可能であり、且つ、部分的に、各夫々のマイクロプローブの変位を測定するために使用される少なくとも１個の光検知器から受け取られる検知信号に基くものとすることが可能である。
【００７８】
動作８０６において、光源からの光ビームをマイクロプローブの各々に指向させる。該光ビームは任意の適宜の光源から発生させることが可能である。例えば、該光源はレーザとすることが可能である。幾つかの実施例においては、単一のレーザを、オプチカルファイバーカップラー等のビームスプリッタを使用して、複数個の光ビームに分割させることが可能である。該複数個の光ビームの各々はオプチカルファイバーを介して光源６４０へ伝達させることが可能である。この様な実施例においては、光源６４０は、コリメートされたビームが射出されるように、コリメーション光学系を有することが可能である。実施例はいずれか特定のタイプの光源に制限されるものではない。
【００７９】
動作８０８において、マイクロプローブの各々から反射された光ビームが少なくとも１個の光検知器によって検知される。このことは任意の適宜の態様で行うことが可能である。例えば、その反射された光ビームは参照光ビームと干渉させることが可能であり、その結果、光学干渉信号が発生する。該光学干渉信号は光検知器によって検知することが可能である。代替的に、複数個のセグメントを有している光検知器がマイクロプローブから反射された光を検知することが可能である。その他の実施例においては、単一のレーザを時分割多重化させ、及び／又は、光ビームが該複数個のマイクロプローブの各々へ逐次的に指向されるように操作することが可能である。実施例は反射された光ビームを検知するためのいずれか特定の技術に制限されるものではない。
【００８０】
動作８１０において、マイクロプローブの各々と関連する検知信号が発生される。幾つかの実施例においては、該検知信号は複数個の信号を包含することが可能である。例えば、セグメント化した光検知器が動作８０８において使用される場合には、検知信号は該複数個のセグメントの各々と関連するセグメント信号を有することが可能である。
【００８１】
動作８１２において、該検知信号の各々に基いて、高さ分布及び／又は表面電荷分布を決定することが可能である。例えば、ケルビンプローブフォース顕微鏡技術が検知信号に基いて高さ分布及び表面電荷分布を決定するための技術において既知である。実施例は検知信号から分布を決定するためのいずれか特定の技術に制限されるものではない。
【００８２】
動作８１４において、測定プローブがウエハの表面にわたりスキャンされる。上述した如く、測定プローブ上により多くのマイクロプローブがあればあるほど、必要なスキャニング時間は一層短く且つ局所的及び全体的な一様性の測定は一層迅速となる。測定プローブは任意の適宜の態様でスキャンすることが可能である。例えば、幾つかの実施例においては、測定プローブを静止状態に維持したままウエハを移動させることが可能である。その他の実施例においては、測定プローブとウエハの両方を互いに相対的にスキャンさせることが可能である。
【００８３】
方法８００の動作は全ての実施例において必要とされるものではなく、実施例は方法８００に例示されている動作のみに制限されるものでもない。例えば、付加的な動作はＣＭＰツール又はクリーニングモジュール等の１個以上の製造ツールによって使用されるべき１個以上の製造パラメータを決定することを包含することが可能である。該パラメータは１個以上の半導体装置を製造する場合に使用するためのツールへ送ることが可能である。
【００８４】
上述した実施例は多数の態様の内のいずれかで実現することが可能である。例えば、幾つかの実施例はハードウエハ、ソフトウエア、又はその組合せを使用して実現することが可能である。ソフトウエアで実現される場合には、そのソフトウエアコードは、単一のコンピュータで設けられるか又は複数のコンピュータ間で分散されているかに拘らずに、任意の適宜のプロセッサ又は一群のプロセッサ上で実行させることが可能である。この様なプロセッサは１個以上のプロセッサが集積回路コンポーネント内に存在する集積回路として実現することが可能である。しかしながら、１個のプロセッサを任意の適宜の形式で回路を使用して実現することが可能である。
【００８５】
更に、コンピュータは、ラック搭載型コンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、又はタブレットコンピュータ等の多数の形態の内のいずれかで実現することが可能であることを理解すべきである。
【００８６】
この様なコンピュータは、局所的なエリアネットワーク又はエンタプライズネットワークやインターネット等のワイドエリアネットワークを含む任意の適宜の形態で１個以上のネットワークによって相互接続させることが可能である。この様なネットワークは、任意の適宜の技術に基くことが可能であり、且つ任意の適宜のプロトコルに従って動作することが可能であり、且つワイヤレスネットワーク、有線ネットワーク、又はオプチカルファイバーネットワークを包含することが可能である。
【００８７】
又、本書に概説した種々の方法又はプロセスは、多様なオペレーティングシステム又はプラットフォームの内のいずれか一つを使用する１個以上のプロセッサ上で実行可能なソフトウエアとしてコード化させることが可能である。更に、この様なソフトウエアは多数の適切なプログラミング言語及び／又はプログラミング又はスプリプトツールのいずれかを使用して書くことが可能であり、且つ実行可能なマシン言語又はフレームワーク又は仮想マシン上で実行される中間コードとしてコンパイルさせることが可能である。
【００８８】
この側面において、実施例は、１個以上のコンピュータ又はその他のプロセッサ上で実行される場合に、上述した種々の実施例を実現する方法を実施する１個以上のプログラムでコード化されているコンピュータ読み取り可能な格納媒体（又はマルチコンピュータ読み取り可能媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１個以上のフロッピディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、オプチカルディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はその他の半導体装置における回路形態、又はその他の実体的なコンピュータ格納媒体）を包含することが可能である。前の例から明らかな如く、コンピュータ読み取り可能格納媒体は、コンピュータ読み取り可能命令を非一時的な形式で供給するために充分な時間の間情報を維持することが可能である。この様なコンピュータ読み取り可能格納媒体は移植可能なものとすることが可能であり、従って、その上に格納されている一つ又は複数個のプログラムは１個以上の異なるコンピュータ又は他のプロセッサ上にロードさせて上述した実施例の種々の側面を実現することが可能である。本書において使用されているように、「コンピュータ読み取り可能格納媒体」という用語は、製造品（即ち、製造物品（article of manufacture））又はマシン（machine）であると考えることが可能なコンピュータ読み取り可能媒体のみを包含している。代替的に又は付加的に、実施例は、伝搬信号等のコンピュータ読み取り可能格納媒体以外のコンピュータ読み取り可能媒体を包含することが可能である。
【００８９】
「プログラム」又は「ソフトウエア」という用語は、本書においては、上述した如き実施例の種々の側面を実現するためにコンピュータ又はその他のプロセッサをプログラムするために使用することが可能な任意のタイプのコンピュータコード又は１組のコンピュータ実行可能命令を意味するために一般的な意味において使用されている。更に、この実施例の一つの側面によれば、実行された場合に本実施例の方法を実施する１個以上のコンピュータプログラムは単一のコンピュータ又はプロセッサ上に存在することは必要ではなく、本実施例の種々の側面を実現するために多数の異なるコンピュータ又はプロセッサ間でモジュール形態で分散させることが可能であることを理解すべきである。
【００９０】
コンピュータ実行可能命令は、１個以上のコンピュータ又はその他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールなどの多くの形態とすることが可能である。通常、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するか又は特定の抽象的データタイプを実現する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、を包含している。典型的に、プログラムモジュールの機能性は、種々の実施例において、所望に応じて結合させるか又は分散させることが可能である。
【００９１】
又、データ構造を任意の適宜の形態でコンピュータ読み取り可能媒体内に格納させることが可能である。説明の便宜上、データ構造はそのデータ構造における位置を介して関連付けられているフィールドを有していることを示すことが可能である。この様な関係は、同様に、フィールド間の関係を伝達するコンピュータ読み取り可能媒体内の位置でフィールドに対する格納を割り当てることによって同様に達成することが可能である。しかしながら、ポインタ、タグ、又はデータ要素間の関係を確立するその他のメカニズムの使用を介することを包含して、データ構造のフィールド内の情報間の関係を確立するために任意の適宜のメカニズムを使用することが可能である。
【００９２】
実施例の種々の側面は、単独で、結合して、又は前述した実施例においては特に説明されていない多様な構成で使用することが可能であり、従って、その適用において、前述した説明において記載されているか又は図面に例示されている詳細及びコンポーネントの構成に制限されるものではない。例えば、一つの実施例において記載されている側面は他の実施例において記載されている側面と任意の形態で結合させることが可能である。
【００９３】
又、実施例は方法とすることが可能であり、その内の一つの例を提供してある。方法の一部として実施される動作は、任意の適宜の態様で順番付けすることが可能である。従って、動作が例示したものとは異なる順番で実施される実施例を構成することが可能であり、それは、例え例示的実施例においては逐次的動作として示されている場合であっても、幾つかの動作を同時的に実施することを包含する場合がある。
【００９４】
特許請求の範囲においてその要素を修飾するために使用されている「第１」、「第２」、「第３」等の序列的用語の使用は、一つの要素の別の要素と比較しての優先度、優越性、又は順番、又は方法の複数の動作が実施される時系列的順番、をそれ自身が意味するものではなく、特許請求の範囲における要素を区別するために、或る名称を有する要素を同じ名称（順序的用語の使用を除き）を有する要素から区別するための単に符号として使用されているものである。
【００９５】
又、本書において使用されている語法及び用語は説明の目的のためであって、制限的なものとしてみなされるべきものではない。「含んでいる」、「包含している」、又は「有している」、「含有している」、「関与している」、及び本書でのその変形例の使用は、付加的な項目のみならず、その後にリストされている項目及びその均等物を包含することが意図されている。
【００９６】
本発明の少なくとも一つの実施例の幾つかの側面について説明したが、当業者にとって、種々の変形例、修正例、及び改良例が容易に想起されることを理解すべきである。この様な変形例、修正例、及び改良例は本開示の範囲内のものであることが意図されており、且つ本発明の技術的範囲内のものであることが意図されている。更に、本発明の利点を示したが、本発明の全ての実施例が記載した全ての利点を含むものではないことを理解すべきである。幾つかの実施例は本書において及び幾つかの場合において有益的であるとして記載したいずれかの特徴を実現するものではない場合がある。従って、前述した説明及び図面は単に例示的なものに過ぎないものである。
【００９７】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的な実施例に制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに、種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００９８】
１００：ポリシングツール
１１０：ロードロック
１１２：転送メカニズム
１１３：通路
１１４：第２転送メカニズム
１２０：インライン計測装置
１４０，１５０，１６０：ＣＭＰモジュール
１４１／１５２／１６１：プラテンヘッド
１４２／１５２／１６２：プラテン
１４３／１５３／１／６３：スラリー分散アーム
１４４／１５４／１６４：プラテン処理ウィンドウ
１４５／１５５／１６５：コンディションアーム
１７０：制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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