(57)【要約】【課題】  ウエハの計測を行う改良した機器及び方法を提供する。【解決手段】  本機器は複数個のマイクロプローブを具備する基板を含むことが可能である。複数個の光源が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る。該マイクロプローブから反射された光は複数個の光検知器によって検知することが可能であり、それにより該マイクロプローブの各々と関連している検知信号を発生する。制御器が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に基づいて該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。【選択図】  図１
2014060395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハの計測を行う機器において、
基板、
該基板上の複数個のマイクロプローブ、
該複数個のマイクロプローブの内の一つへ光を指向させる少なくとも１個の光源、
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し且つ該マイクロプローブの各々と関連している検知信号を発生する複数個の光検知器、
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づいて該ウエハの高さ分布及び表面電荷分布を決定する少なくとも１個の制御器、
を有している機器。
【請求項２】
請求項１において、
該ウエハが複数個の装置を有しており、
該複数個のマイクロプローブが複数個のサブセットを有しており、該複数個のサブセットの各々が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、該複数個のサブセットの各々が該ウエハの該複数個の装置の内の一つと関連している、
機器。
【請求項３】
請求項２において、
該複数個のサブセットの各々が該複数個のマイクロプローブの内の１個を越える数のマイクロプローブを包含している、
機器。
【請求項４】
請求項１において、
決定された高さ分布及び決定された表面電荷分布に応答して、該少なくとも１個の制御器が少なくとも１個の製造パラメータを該ウエハを処理するための製造ツールへ送信する、
機器。
【請求項５】
請求項１において、更に、
該複数個のマイクロプローブを保護するための複数個の保護メンブレン、
を有している機器。
【請求項６】
請求項５において、
該複数個の保護メンブレンが多孔性物質から形成されている、
機器、
【請求項７】
請求項６において、
該多孔性物質が２０ｎｍと２００ｎｍとの間の孔寸法を有している、
機器。
【請求項８】
請求項６において、
該多孔性物質がゼオライト化合物又は金属有機骨格である、
機器。
【請求項９】
請求項１において、
該複数個の光検知器の各々が複数個のセグメントを有するセグメント型フォトダイオードであり、
該検知信号が複数個の検知セグメント信号を包含しており、該複数個のセグメント信号の各々が該フォトダイオードの夫々のセグメントからのものであり、
該高さ分布及び表面電荷分布が該複数個のセグメント信号から決定される、
機器。
【請求項１０】
請求項１において、
該複数個の光検知器によって検知される前に、該複数個のマイクロプローブの各々から反射された光が夫々の干渉計内に入力される、
機器。
【請求項１１】
請求項１０において、
各夫々の干渉計が集積化光学回路を有している、
機器。
【請求項１２】
請求項１において、
該基板が半導体ウエハである、
機器。
【請求項１３】
ウエハ上に半導体装置を製造する方法において、
複数個のマイクロプローブを包含している測定プローブを設け、
該複数個のマイクロプローブの各々へ駆動信号を送り、
該複数個のマイクロプローブの各々へ光を指向させ、
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し、
該マイクロプローブの各々と関連する検知信号を発生し、
該検知信号の各々に基づいて該ウエハの高さ分布及び表面電荷分布を決定する、
ことを包含している方法。
【請求項１４】
請求項１３において、更に、
該ウエハの表面にわたり該測定プローブをスキャニングさせる、
ことを包含している方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
該ウエハは複数個の半導体装置を有しており、
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おり、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、該複数個のサブセットの各々が該ウエハの該複数個の半導体装置の内の一つのみにわたりスキャンされる、
ことを包含している方法。
【請求項１６】
請求項１３において、
該駆動信号の各々が部分的に夫々の検知信号に基づいて発生される、
方法。
【請求項１７】
請求項１３において、
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、複数個のセグメントを有している夫々のセグメント型フォトダイオードにおいて反射光を検知することを、包含しており、
該検知信号の各々が複数個のセグメント信号を有しており、該複数個のセグメント信号の各々が該夫々のセグメント型フォトダイオードの夫々のセグメントからのものであり、
該高さ分布及び表面電荷分布が該複数個のセグメント信号から決定される、
方法。
【請求項１８】
請求項１３において、更に、
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干渉計を介して指向させる、
ことを包含している方法。
【請求項１９】
請求項１３において、更に、
少なくとも１個の製造パラメータを該ウエハを処理するための製造ツールへ送信し、少なくとも１個の製造パラメータが該高さ分布及び／又は表面電荷分布に基づいている、
方法。
【請求項２０】
請求項１３において、
該光を該複数個のマイクロプローブの各々へ指向させることが、レーザから光を射出させ且つ光の一部を該複数個のマイクロプローブの各々へ指向させる、ことを包含している、
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、詳細には、半導体装置の製造においてウエハの一様性及び表面電荷を測定する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される。半導体装置は、典型的に、複数個の半導体装置を含んでい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させるために使用することが可能である。或る物質の或る層を半導体装置へ付加する場合には、その付加される層の上部表面は半導体装置の下側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、各個々の半導体装置にわたり且つ全体的にはウエハにわたりその付加した層の一部を除去し且つその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、各々がポリシングプロセスを実施する複数個のＣＭＰモジュールを含むことが可能である。製造プロセスのポリシングプロセスは、該複数個のＣＭＰモジュールによるポリシング動作を行うことを包含する場合がある。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は既知である。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、半導体装置は一層高速の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している半導体装置を得るためのアプローチは半導体装置内の特徴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】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し改良した半導体装置の製造技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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のウエハにわたっての即ち端から端までの局所的及び全体的な一様性が寿命及び低欠陥率の半導体装置を製造するために重要であること、を認識した。ウエハの一様性は半導体装置製造のポリシング段階を介して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をフィードバックする技術を本書において記載する。
【０００８】
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一層迅速に且つ精密に決定することが可能であることを認識した。従って、半導体装置を製造するためにインライン計測装置を使用するインライン計測及び方法を実施する機器について本書に記載する。
【０００９】
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。半導体ウエハはその少なくとも１個の特性を決定するために測定を行うことが可能であり、その特性とは半導体ウエハの上部表面の少なくとも１個の特性である場合がある。例えば、半導体ウエハの上部表面の一様性である場合がある。該少なくとも１個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、複数個のポリシングモジュール（それはＣＭＰモジュールである場合がある）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１個のパラメータの値を含む場合がある。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。
【００１０】
幾つかの実施例においては、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。該手順はその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包含している。該クリーニングモジュール用の少なくとも１個のパラメータはクリーニングモジュールによって使用すべき化学物質のタイプを表示することが可能である。
【００１１】
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。該半導体処理装置は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どのようにして半導体ウエハを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。該半導体処理装置は、又、半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定すべく形態とされているインライン計測装置を包含することが可能である。該少なくとも１個の特性は半導体ウエハの上部層の少なくとも１個の特性である場合がある。該半導体処理装置は、又、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１個の特性を受け取り、どのようにして半導体ウエハを処理するかを特定する各ポリシングモジュール用の少なくとも１個の夫々のパラメータを発生し、且つ該少なくとも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少なくとも１個のパラメータは、圧力、スラリー流れ、回転速度、及び／又は時間期間、等のパラメータを包含することが可能である。
【００１２】
幾つかの実施例においては、該半導体処理装置は少なくとも１個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、半導体ウエハの少なくとも１個の特性に基いてどのようにして半導体ウエハを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、且つ該少なくとも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、形態とさせることが可能である。少なくとも１個のクリーニングパラメータはクリーニングモジュールによって使用すべき化学物質のタイプを表示することが可能である。
【００１３】
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、第１特性をインシチュで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が第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。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、等のパラメータとすることが可能である。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。
【００１４】
幾つかの実施例においては、第１ポリシングモジュールで半導体ウエハを処理する前に、本方法はインライン測定装置で第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。第１ポリシングモジュールでの半導体ウエハの処理は第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、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。
【００１５】
幾つかの実施例はウエハの計測を実施する機器に向けられている。該機器は基板上の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検知信号の各々に基いてウエハの高さ分布及び表面電荷分布を決定する少なくとも１個の制御器を包含することが可能である。
【００１６】
幾つかの実施例においては、測定中のウエハは複数個の半導体装置を包含することが可能である。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することが可能であり、その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内の１個以上を包含することが可能であり、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半導体装置の内の一つと関連付けることが可能である。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内の一つを越える数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、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ことが可能である。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ことが可能である。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フレームワーク（framework）即ち骨格とすることが可能である。
【００１７】
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するセグメント型フォトダイオードとすることが可能である。検知信号は、各々がフォトダイオード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を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に入力させることが可能である。干渉計は集積化光学回路を有することが可能である。
【００１８】
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包含することが可能な測定プローブを設けることが可能である。制御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反射光を該マイクロプローブの各々から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す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】
【００１９】
【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第２の例示的な方法のフローチャート。
【図５】ウエハの計測を実施する測定プローブの概略図。
【図６】測定プローブの一部の第１の例示的な実施例の概略図。
【図７】測定プローブの一部の第２の例示的な実施例の概略図。
【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】
【００２０】
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及び低欠陥率で半導体装置を製造する場合に一層重要な役割を果たすこととなる、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、インライン計測装置及び／又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。その測定値は、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のウエハの一様性のより良い制御を可能とさせる。
【００２１】
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エンドポイント即ち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、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に基いて製造手順のその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。
【００２２】
本発明者は、又、ウエハにわたっての局所的且つ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迅速に且つ精密に決定することが可能であること、を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。インライン測定にかかる時間を減少させることによって、その測定値をより早く製造ツールへ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が可能となる。本発明者は、更に、より高速のインライン測定は複数個のマイクロプローブを具備してい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。
【００２３】
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）ツールとして例示してある。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。
【００２４】
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、例示として、３個のＣＭＰモジュールを例示している。しかしながら、任意の数の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実施することが可能である。各ＣＭＰモジュールは異なる組のポリシングパラメータでポリシング動作を実施することが可能である。各ＣＭＰモジュールに対するポリシングパラメータは任意の適宜の態様で、例えば、少なくとももう一つのＣＭＰモジュール又はインライン計測装置１２０によって行われる測定からのフィードバックに基いて、決定することが可能である。
【００２５】
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。一度に任意の適宜の数の半導体装置をロードロック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包含している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、複数個のウエハを収容し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。
【００２６】
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あるものとすることが可能である。例えば、製造プロセスは２つの部分に分離することが可能であり、即ちラインのフロントエンド（ＦＥＯＬ）と呼ばれる部分とラインのバックエンド（ＢＥＯＬ）と呼ばれる部分とである。ＦＥＯＬは半導体装置製造の第１部分のことを指しており、その場合には半導体装置の個々の要素が半導体内にパターン形成される。ＢＥＯＬは半導体装置製造の第２部分を指しており、その場合には、半導体装置の個々の要素は相互接続される。幾つかの実施例においては、ＣＭＰツール１００はＢＥＯＬ処理のみ又はＦＥＯＬ処理のみに対して関係する。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。
【００２７】
半導体ウエハがロードロック１１０内にロードされると、ウエハをロードロック１１０から取り出すために転送メカニズム１１２が使用される。任意の適宜の転送メカニズム１２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等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。例えば、図１に例示した如く、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は該半導体装置をＣＭＰモジュール１４０，１５０，１６０の内の一つへ通過させることが可能である。
【００２８】
ＣＭＰ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。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、等のコンポーネントを有することが可能である。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を実施する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、スラリー分散レート、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。
【００２９】
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。ウエハが夫々のＣＭＰモジュールによって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く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既知である。
【００３０】
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上にデポジットさせる。スラリーは半導体ウエハの表面をポリシングすることに貢献す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モジュールに対してのスラリー分散の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、異なることが可能であり、且つ半導体装置製造プロセスの種々の動作において得られる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は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なされた測定に基いて制御器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、異なる化学物質を含有しており、異なる粒子寸法を有しており、及び／又は異なる濃度の粒子を有している。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。
【００３１】
プラテン１４２／１５２／１６２は、研磨性パッドが取り付けられている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、各プラテンが対応するウエハに対して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。
【００３２】
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ヘッドは時計方向にウエハを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ＣＭＰヘッド上に複数個のゾーンを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じ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、或る円形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判別されると、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することが可能である。代替的に、円形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判別される場合には、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することが可能である。
【００３３】
コンディションアーム１４５／１５５／１６５は各夫々の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性パッドを再調整する。再調整はパッドの表面から粒子を取除き且つ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パッドが研磨性のままであることを確保する。コンディションアーム１４５／１５５／１６５はパッドを再調整するためにプラテンとは反対方向に回転する研磨性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し、それによりどの程度パッドが再調整されるかを制御することが可能である。
【００３４】
ＣＭＰツール１００は、又、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に転送メカニズム１１６を包含することが可能である。
【００３５】
ＣＭＰツール１００は、又、付加的なツールを包含することが可能である。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は多数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１個以上によってなされた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１個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によって決定することが可能である。
【００３６】
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、インシチュ計測装置１２０を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１個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、ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の内の１個以上に対するポリシングパラメータを決定するためにインライン計測装置１２０からの測定結果を使用することが可能である。更に、このインライン計測装置１２０からの結果はクリーニングモジュール用の１個以上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。インライン計測装置１２０は、又、製造プロセスのポリシング段階の後に使用することが可能である。例えば、ウエハが仕様及び／又は局所的及び全体的な一様性に対する１組のトリランスを満足す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。その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返すことが可能である。代替的に、そのウエハが修復不可能であることをその測定結果が示す場合には、そのウエハを廃棄することが可能である。
【００３７】
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利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はより詳細に後述する。
【００３８】
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読取可能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。コンピュータ読取可能命令は適切な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にわたり分散されている複数個のユニットを包含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と関連付けることが可能である。
【００３９】
制御器１７０は任意の適宜の態様でＣＭＰツール１００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の種々の部分から制御器１７０への測定した特性の通信を可能とする。該通信線は、又、ＣＭＰツール１００の種々のコンポーネントによる使用のために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。
【００４０】
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づいて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、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ために１個以上のテーブル及び／又は１個以上の式を使用することが可能である。例えば、インライン計測装置１２０は、ＣＭＰモジュール１４０／１５０／１６０の内の１個以上によりウエハをポリシングする前に、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はインライン測定に関する結果に基づいて該複数個のＣＭＰモジュールの各々に対するパラメータを決定することが可能である。例えば、その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。ウエハの表面にわたり高さ変動が存在している場合には、異なる圧力を種々のゾーンにおいてＣＭＰモジュールによって使用することが可能である。種々のゾーン圧力はパラメータの内の１個以上とすることが可能である。又、測定した特性はウエハの上部表面上で使用している物質を表すことが可能である。この特性はスラリーのタイプ及び／又はプラテンの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、又、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が可能である。制御器１７０はインシチュ測定結果に基づいて爾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又は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づいて決定することが可能である。
【００４１】
幾つかの実施例において、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をデポジットすべきであることを、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局所的な大き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、その手順の一部として、付加的な物質をデポジットす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、大きな局所的に隆起した部分がインライン計測装置１２０によって検知された場合には、制御器１７０は、ウエハを反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）ツール等のエッチングツールへ送ることを、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特定のタイプのツールに制限されるものではない。
【００４２】
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、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一層大型の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パラメータを包含することが可能である。
【００４３】
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示している。実施例は方法２００の各動作を必ず包含することに制限されるものではなく、方法２００によって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。
【００４４】
動作２０２において、製造中の半導体ウエハの少なくとも１個の特性を測定する。このことは任意の適宜の態様で実施することが可能である。例えば、インライン計測装置１２０がウエハの１個以上の特性を測定することが可能である。その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／又は表面電荷分布を測定することが可能である。
【００４５】
幾つかの実施例においては、半導体ウエハの少なくとも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測定が行われるかに制限されるものではない。例えば、種々の形式の光学的、Ｘ線、音響的、導電性、及び摩擦に基づ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。
【００４６】
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個のパラメータを包含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、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いずれかその他の適宜のパラメータ、を各ＣＭＰモジュールへ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、少なくとも１個のパラメータを該複数個のＣＭＰモジュールの１個のサブセットに対してのみ決定させることが可能である。実施例は決定されたパラメータのタイプに制限されるものではなく、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。
【００４７】
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づいてＣＭＰモジュールの各々によって処理される。ＣＭＰモジュールの各々による手順の使用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、より一層一様なものとさせることが可能である。例えば、入ってくるウエハが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ポリシング動作はその変動の全てを矯正するのに十分ではない場合がある。従って、残りのＣＭＰモジュールによる爾後のポリシング動作は観察された非一様性を微調整を行い且つ更に減少させるために使用することが可能である。
【００４８】
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特性が測定される。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。
【００４９】
動作３０４において、第２パラメータが第２特性に基づいて決定される。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。第２パラメータは、例えば、ポリシングツール１７０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、そのパラメータは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、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パラメータとすることが可能である。
【００５０】
動作３０６において、製造中のウエハは第２パラメータに基づいて第１ＣＭＰモジュール１４０で処理される。上述した如く、第２パラメータはＣＭＰモジュール１４０によって行われている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適宜のパラメータとすることが可能である。例えば、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と関連している圧力、ＣＭＰヘッド１４１と関連している圧力、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。
【００５１】
動作３０８において、ウエハの第１特性が特定のＣＭＰモジュール内にある間にインシチュで測定される。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、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。
【００５２】
動作３１０において、第１パラメータが第１特性に基づいて決定される。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が第１パラメータに基づいてウエハを処理する。例えば、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。
【００５３】
方法３００は例示的な実施例である。全ての実施例において全ての動作が行われるわけではない。例えば、幾つかの実施例においては、動作２０３，３０４，３０６は行われない場合がある。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包含する場合がある。例えば、動作３１２期間中に、インシチュ測定装置がポリシングプロセスの爾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なウエハの第１特性を測定することが可能である。
【００５４】
図４は半導体ウエハをポリシングするための例示的な方法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実施することが可能である。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。現在の測定特性に基づ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。
【００５５】
動作４０６において、半導体ウエハは決定された現在のパラメータに基いて現在の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において測定される。この測定は任意の適宜の態様で行なうことが可能である。例えば、種々の形式の光学的、Ｘ線、音響的、導電性、及び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。
【００５６】
動作４０８において、付加的なパラメータが付加的な特性に基いて決定される。例えば、負荷的なパラメータは爾後のＣＭＰモジュールによって実施さ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、又、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が可能である。例えば、該パラメータはクリーニングモジュール１８０によって使用すべき化学物質のタイプを表すことが可能である。
【００５７】
動作４１２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爾後のＣＭＰモジュールによって実施さ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、又、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が可能である。例えば、該パラメータはクリーニングモジュール１８０によって使用すべき化学物質のタイプを表すことが可能である。
【００５８】
動作４１２において、半導体ウエハの付加的な処理を実施するために爾後のＣＭＰモジュールが存在するか否かを判別する。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爾後のＣＭＰモジュールが現在のＣＭＰモジュールとして設定される。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。このルールは、動作４１２において、ウエハを処理するための爾後のＣＭＰモジュールが存在しないことが判別される迄継続して行なわれる。この判別がなされると、方法４００は動作４１６へ移行し、そこで、動作４１０期間中の最後のループにおいて決定された該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。
【００５９】
幾つかの実施例において、方法４００の全ての動作が行なわれるものではない。例えば、幾つかの実施例において、動作４１２においてウエハを処理するための爾後のＣＭＰモジュールが存在しないことが決定されると、以前の測定からのフィードバック無しでウエハを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において測定が行なわれない場合がある。付加的に、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実施される場合がある。例えば、方法４００を介しての各ループ期間中に１個を越える数のパラメータが決定される場合がある。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なうことが可能である。
【００６０】
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が、ポリシング動作が完了した後に、例えば、インライン計測装置１２０によって行な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、ウエハが該ツールのユーザにより設定された仕様及び／又はトリランスを満足す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ていない場合には、そのウエハは付加的な処理のためにポリシングツールか、又は異なるツールへ、戻すことが可能である。幾つかの実施例においては、制御器１７０は、測定結果に基いて、ウエハが修復不可能であり且つ廃棄されるべきであることを決定する場合がある。
【００６１】
幾つかの実施例においては、ウエハを製造する手順が、ポリシング以外の動作の詳細を記載するパラメータを有する場合がある。例えば、インライン計測ツール１２０又はインシチュ測定においてなされた測定は、デポジションツール又はエッチングツールによって使用するためのパラメータを決定するために制御器１７０によって使用することが可能である。実施例はいずれか特定の数又はタイプのパラメータに制限されるものではない。
【００６２】
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実施するために使用することが可能である測定プローブを例示している。インライン計測はいずれか特定のＣＭＰモジュールの外側で行なうことが可能であり且つ任意の時間において行なうことが可能である。例えば、インライン測定はポリシングプロセスを実施する前に実施することが可能である。半導体装置を製造する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、渦電流計測装置を使用してウエハの金属層の特性を測定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して一層高速で一層精密なウエハ特性の測定を行なうことが可能であること、を認識し且つ理解した。
【００６３】
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ている原子間力顕微鏡の変形例を使用してウエハの特性を測定することが可能である。サンプルから高さと表面電荷の両方の情報を得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、ウエハの表面にわたる複数個の点においてウエハの高さ分布及び表面電荷分布を同時的に測定することが可能である。
【００６４】
図５は、ウエハの表面上の種々の位置において高さ分布と表面電荷分布と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個の片持ち梁とチップ（tip）即ち先端部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を使用することが不可能であり、且つ片持ち梁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。基板は、例えば、半導体ウエハとすることが可能である。
【００６５】
複数個のマイクロプローブ５２０は複数個のサブセット（subset）５１０を包含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を含むことが可能である。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含むことが可能である。幾つかの実施例においては、製造中のウエハは複数個のデバイス即ち装置を含むことが可能である。複数個のサブセットの各々は、ウエハのデバイスの内の一つと関連付けることが可能である。この様に、マイクロプローブは、いずれかの特定のサブセットのマイクロプローブは関連付けられているデバイス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、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。各サブセット内に存在するマイクロプローブが多ければ多いいほど、ウエハのスキャンは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１個のサブセット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、その各サブセット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、サブセット当たり単に１個のマイクロプローブとすることが可能である。
【００６６】
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に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従来のウエハ製造技術を使用して基板６４０を保護するために使用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はマイクロプローブ５２０を損傷から保護するために使用することが可能である。例えば、チップ５２４は他の物体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、多孔性物質は２０ｎｍから２００ｎｍの範囲の孔寸法を有する多孔性物質とすることが可能である。多孔性物質はゼオライト化合物又は金属有機フレームワーク（framework）即ち骨格等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。
【００６７】
制御器６００は、当該技術において既知の如く、電気駆動信号をマイクロプローブ５２０へ与えることが可能である。制御器６１０は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、駆動信号が検知信号に基づ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含むことが可能である。駆動信号はマイクロプローブの共振周波数に近い周波数にある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、その周波数はマイクロプローブの共振周波数よりも上側とすることが可能である。駆動信号に応答して、マイクロプローブとウエハとの間の電圧差に起因して、マイクロプローブは製造中のウエハと相対的に変位される。
【００６８】
マイクロプローブ５２０の変位を測定するために、光源６４０が光ビームをマイクロプローブ５２０の表面上に照射する。その光ビームはマイクロプローブ５２０によって反射され且つ回収光学系６５４によって集光される。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、その反射光は直接的に集積化した光学回路内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から反射されて回収光学系６５０を使用してオプチカルファイバーを介して集積化光学回路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。
【００６９】
集積化光学回路６２０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ための干渉計を包含することが可能である。該干渉計は受け取っ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包含することが可能である。光検知器を光学的干渉信号を検知するための集積化光学回路内に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、且つ光学的干渉信号を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位置の光検知器に制限されるものではない。
【００７０】
幾つかの実施例においては、ビームスプリッタ６６０を集積化光学回路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を、オプチカルファイバーと、当該技術において既知の２×２カップラー等のオプチカルファイバーカップラーと、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ず、且つ干渉計はオプ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。
【００７１】
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。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と関連付けられ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、単一のレーザは、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、複数個の光ビームへ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へ送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、各サブセットのマイクロプローブに対して１個のレーザを使用することが可能である。１個のレーザから射出された光ビームは任意の適宜の態様で複数個のマイクロプローブの各々へ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、１個の光ビームが複数個のマイクロプローブへ順番に指向されるように操作させることが可能である。
【００７２】
複数個の光検知器からの検知信号は、マイクロ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。
【００７３】
当該技術において既知の技術を使用して、制御器６１０は、複数個の光検知器によって発生される検知信号に基づいて、測定した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。共同して、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、上述した如くに、半導体製造プロセスにおいて使用す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。
【００７４】
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。全てのマイクロプローブ、又は１個のサブセットのマイクロプローブに対して単一の制御器を使用することが可能である。
【００７５】
図７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に記載されているコンポーネントと同一であるか又は類似しており、且つ同一の参照番号を付してある。
【００７６】
この実施例において、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に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から反射された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を具備している光検知器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。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の変位に基づいている。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、マイクロプローブ５２０の変位を決定するためにこれら二つの信号の間の差を使用することが可能である。
【００７７】
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の使用を記載しているが、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。
【００７８】
図８は、半導体装置を製造するための例示的な方法８００を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１個のプローブが用意される。上述した如く、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付けて複数のサブセットに分割することが可能である。
【００７９】
動作８０４において、駆動信号がマイクロプローブへ送られる。このことは、例えば、制御器を使用して行なうことが可能である。駆動信号は正弦波信号とすることが可能であり、且つ、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部分的に基くものとすることが可能である。
【００８０】
動作８０６において、光源からの光ビームがマイクロプローブの各々へ指向される。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、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などのビームスプリッタを使用して複数個の光ビームへ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包含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。
【００８１】
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は少なくとも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な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、その結果光学的干渉信号が発生する。その光学的干渉信号を光検知器で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す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るか、及び／又は、光ビームが複数個のマイクロプローブの各々へ順番に指向されるように操作させる、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。
【００８２】
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有することが可能である。例えば、セグメント化された光検知器が動作８０８において使用される場合には、検知信号は複数個のセグメントの各々と関連しているセグメント信号を有することが可能である。
【００８３】
動作８１２において、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技術において既知である。実施例は検知信号からそれらの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。
【００８４】
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程、必要とされるスキャニング時間は一層短くなり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させ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。
【００８５】
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はない。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すべき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に該ツールへ送ることが可能である。
【００８６】
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、又はその組み合わ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、ソフトウエアコードを、任意の適宜のプロセッサ、又は単一のコンピュータ内に設けられているか又は複数のコンピュータの間で分散されているかに拘わらずに一群のプロセッサ、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集積回路コンポーネント内に１個以上のプロセッサを具備してい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、任意の適宜の形式で回路を使用して１個のプロセサを実現することが可能である。
【００８７】
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、等の多数の形式の内のいずれかで実現することが可能である。
【００８８】
この様なコンポーネントは、ローカルエリアネットワーク、又はエンタプライズネットワーク又はインターネット等のワイドエリアネットワーク、を包含する任意の適宜の形式で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。
【００８９】
又、本書において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である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宜のプログラミング言語及び／又はスク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コード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も可能である。
【００９０】
この点に関して、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た場合に、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格納媒体（又は複数の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個以上のフロッピーディスク、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。前述した例から明らかなように、コンピュータ読み取り可能格納媒体は、コンピュータ実行可能命令を一時的ではない形式で提供するために十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プログラムは１個以上の異なるコンピュータ又はその他のプロセッサ上へロードさせて上述した種々の側面の実施例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媒体」という用語は、製造（即ち、製造物品（article of manufacture））又はマシン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。代替的又は付加的に、実施例は伝搬信号など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。
【００９１】
「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で使用されている。更に、この実施例の一つの側面に従って、実行された場合に該実施例の方法を実行する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態様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。
【００９２】
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装置によって実行されるプログラムモジュール等の多くの形式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アブストラクト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、データ構造等を包含している。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より結合させるか又は分散させることが可能である。
【００９３】
又、データ構造は任意の適宜の形式でコンピュータ読み取り可能媒体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、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するものとして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えるコンピュータ読み取り可能媒体における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達成することが可能である。しかしながら、ポインタや、タグや、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を使用を介してを包含する、データ構造のフィールドにおける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。
【００９４】
実施例の種々の側面は、単独で、結合して、又は前に説明した実施例において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、前に説明した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配置に制限されるものではない。例えば、１個の実施例において説明した側面は他の実施例において説明した側面と任意の態様で結合させることが可能である。
【００９５】
又、実施例は方法とすることが可能であり、その例は提供してある。その方法の一部としての複数の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、実施例は、複数の動作が例示されているものと異なる順番で行なわれることがあるものと解釈することが可能であり、そのことは、例示した実施例においては逐次的な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行なうことを包含する場合がある。
【００９６】
特許請求の範囲においての要素を修飾するための「第１」、「第２」、「第３」等の序列的用語の使用は、それ自身が何らの優先性や、優越性や、又は一つの要素が別の要素に対する順番や、方法の動作が実施される時間的順番を意味するものではなく、或る名称を有する一つの要素を同じ名称（序列的用語の使用を除いて）を有する要素から区別するための単なる符号として使用されているに過ぎない。
【００９７】
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り、制限的なものとしてみなされるべきではない。「含んでいる」、「包含している」、「有している」、「含有している」、「関与している」、及び本書におけるそれらの変形例の使用は、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取り込むことを意味している。
【００９８】
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これまで説明してきたが、種々の変形例、修正例、及び改良例が当業者にとって容易に想起されるものであ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一部であることが意図されており、且つ本発明の精神及び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全ての説明した利点を有する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説明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。
【００９９】
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、本発明はこれらの特定の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なしに、種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１００】
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
１４１，１５１，１６１：ＣＭＰヘッド
１４２，１５２，１６２：プラテン
１４３，１５３，１６３：スラリー分散アーム
１４５，１５５，１６５：コンディションアーム
１４４，１５４，１６４：プラテン処理ウィンドウ
１７０：制御器
１８０：クリーニングツール
【図１】
2014060395.tif 000003
【図２】
2014060395.tif 000004
【図３】
2014060395.tif 000005
【図４】
2014060395.tif 000006
【図５】
2014060395.tif 000007
【図６】
2014060395.tif 000008
【図７】
2014060395.tif 000009
【図８】
2014060395.tif 000010