(57)【要約】  化学機械研磨のための装置が、研磨表面を有する研磨パッドのための支持体、及び電磁誘導モニタシステムを含む。電磁誘導モニタシステムは、磁場を生成して、研磨パッドによって研磨されている基板をモニタする。電磁誘導モニタシステムは、コアと、コアの一部分の周りに巻き付けられたコイルとを含む。コアは、バック部分、バック部分から研磨表面に垂直な第１の方向へ延在する中央ポスト、及び、バック部分から中央ポストと平行に延在し、且つ中央ポストを取り囲み間隙によって中央ポストから離間する環状リムを含む。間隙の幅は、中央ポストの幅未満であり、環状リムの上面の表面積は、中央ポストの上面の表面積より少なくとも２倍だけ大きい。【選択図】図５Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨のための装置であって、
研磨表面を有する研磨パッドのための支持体、並びに
磁場を生成して前記研磨パッドによって研磨されている基板をモニタする電磁誘導モニタシステムであって、コアと、前記コアの一部分の周りに巻き付けられたコイルとを備える、電磁誘導モニタシステムを備え、前記コアが、
バック部分、
前記バック部分から前記研磨表面に垂直な第１の方向へ延在する中央ポストであって、前記研磨表面と平行な第２の方向に第１の幅を有する、中央ポスト、及び
前記バック部分から前記中央ポストと平行に延在し、且つ前記中央ポストを取り囲み間隙によって前記中央ポストから離間する環状リムであって、前記第２の方向に第２の幅を有し、前記間隙が、前記第２の方向に第３の幅を有する、環状リムを含み、
前記第３の幅が、前記第１の幅未満であり、前記環状リムの上面の表面積が、前記中央ポストの上面の表面積より少なくとも２倍だけ大きい、装置。
【請求項２】
前記第２の幅が、前記第１の幅よりも大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の幅が、前記第１の幅よりも１．１から１．５倍だけ大きい、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第３の幅が、前記第１の幅の５０％から７５％である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記環状リムの前記上面の前記表面積が、前記中央ポストの前記上面の前記表面積より少なくとも３倍だけ大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記中央ポストの高さが、前記環状リム部分の高さと等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第３の幅が、前記第２の幅の約３０％と７０％との間である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
化学機械研磨のための装置であって、
研磨表面を有する研磨パッドのための支持体、並びに
磁場を生成して前記研磨パッドによって研磨されている基板をモニタする電磁誘導モニタシステムであって、コアと、巻き付けアセンブリとを備える、電磁誘導モニタシステムを備え、前記コアが、
バック部分、
前記バック部分から前記研磨表面に垂直な第１の方向へ延在する中央ポストであって、前記研磨表面と平行な第２の方向に第１の幅を有する、中央ポスト、及び
前記バック部分から前記中央ポストと平行に延在し、且つ前記中央ポストを取り囲み間隙によって前記中央ポストから離間する環状リムであって、前記第２の方向に第２の幅を有し、前記間隙が、前記第２の方向に第３の幅を有する、環状リムを含み、
前記巻き付けアセンブリが、前記間隙内に適合する円筒体であり、前記中央ポストの周りに巻き付けられたコイルを含み、前記円筒体の内径と外径との間の第４の幅を有し、前記第４の幅が、前記第３の幅の少なくとも８０％である、装置。
【請求項９】
前記巻き付けアセンブリが、ボビンを含み、前記コイルが、前記ボビンの周りに巻き付けられ、前記ボビンの内面が、前記巻き付けアセンブリの内径を提供する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ボビンの前記内面が、前記中央ポストの外面と接触する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記巻き付けアセンブリが、前記コイルと接触し且つ前記コイルを取り囲むテープを含み、前記テープの外面が、前記巻き付けアセンブリの前記外径を提供する、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記テープの前記外面が、前記環状リムの内面と接触する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記コイルが、前記中央ポストの周りに２つ以下の巻き付け層を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記第４の幅が、前記第３の幅の少なくとも９０％である、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記第３の幅が、前記第１の幅未満であり、前記環状リムの上面の表面積が、前記中央ポストの上面の表面積より少なくとも２倍だけ大きい、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板の処理中の電磁誘導モニタ、例えば、渦電流モニタに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、通常、シリコンウエハ上に導電層、半導電層、又は絶縁層を連続的に堆積させることによって、及び層の連続処理によって、基板（例えば、半導体ウエハ）上に形成される。
【０００３】
ある１つの製造ステップは、非平面の表面上に充填層を堆積し、非平面の表面が露出するまで充填層を平坦化することを含む。例えば、パターン済みの絶縁層上に導電性充填層が堆積されて、絶縁層内のトレンチ又は孔を充填することができる。その後、充填層が、絶縁層の隆起したパターンが露出するまで研磨される。平坦化後、絶縁層の隆起したパターン間に残っている導電層の部分が、基板上の薄膜回路間で導電経路を提供するビア、プラグ、及びラインを形成する。更に、平坦化が使用されて、リソグラフィのために基板表面を平坦化することができる。
【０００４】
化学機械研磨（CMP）は、認められた平坦化方法の１つである。この平坦化方法では、通常、基板がキャリアヘッドに装着されることが必要になる。基板の露出面は、回転する研磨パッドと接触するように置かれる。キャリアヘッドは、基板に制御可能な負荷をかけて、基板を研磨パッドに対して押し当てる。砥粒を含むスラリなどの研磨液が、研磨パッドの表面に供給される。
【０００５】
半導体処理中に、基板又は基板上の層の１以上の特性を特定することが重要であり得る。例えば、プロセスが正確な時間に終了することを可能にするために、CMPプロセス中に導電層の厚さを知ることが重要であり得る。幾つかの方法が使用されて、基板の特性を特定することができる。例えば、化学機械研磨中の基板のインシトゥ・モニタのために光センサが使用され得る。代替的に（又は更に）、渦電流感知システムが使用されて、基板上の導電領域内に渦電流を誘導し、導電領域の局所的な厚さなどのパラメータを特定することができる。
【発明の概要】
【０００６】
一態様では、化学機械研磨のための装置が、研磨表面を有する研磨パッドのための支持体、及び電磁誘導モニタシステムを含む。電磁誘導モニタシステムは、磁場を生成して、研磨パッドによって研磨されている基板をモニタする。電磁誘導モニタシステムは、コアと、コアの一部分の周りに巻き付けられたコイルとを含む。コアは、バック部分、バック部分から研磨表面に垂直な第１の方向へ延在する中央ポスト、及び、バック部分から中央ポストと平行に延在し、且つ中央ポストを取り囲み間隙によって中央ポストから離間する環状リムを含む。中央ポストは、研磨表面と平行な第２の方向に第１の幅を有し、環状リムは、第２の方向に第２の幅を有し、間隙は、第２の方向に第３の幅を有する。第３の幅は、第１の幅未満であり、環状リムの上面の表面積は、中央ポストの上面の表面積より少なくとも２倍だけ大きい。
【０００７】
実施態様は、以下の特徴のうちの１以上を含み得る。
【０００８】
第２の幅は、第１の幅よりも大きくなり得る。第２の幅は、第１の幅よりも１．１から１．５倍だけ大きくなり得る。第３の幅は、第１の幅の５０％から７５％であり得る。環状リムの上面の表面積は、中央ポストの上面の表面積より少なくとも３倍だけ大きくなり得る。中央ポストの高さは、環状リム部分の高さと等しくなり得る。第３の幅は、第２の幅の約３０％と７０％との間であり得る。コイル及びコアは、少なくとも１２MHz、例えば約１４と１６MHzとの間の共振周波数を提供するように構成され得る。コアは、ニッケル亜鉛フェライトであり得る。
【０００９】
別の一態様では、化学機械研磨のための装置が、研磨表面を有する研磨パッドのための支持体、及び電磁誘導モニタシステムを含む。電磁誘導モニタシステムは、磁場を生成して、研磨パッドによって研磨されている基板をモニタする。電磁誘導モニタシステムは、コア及び巻き付けアセンブリを含む。コアは、バック部分、バック部分からプラテンの表面に垂直な第１の方向へ延在する中央ポスト、及び、バック部分から中央ポストと平行に延在し、且つ中央ポストを取り囲み間隙によって中央ポストから離間する環状リムを含む。中央ポストは、プラテンの表面と平行な第２の方向に第１の幅を有し、環状リムは、第２の方向に第２の幅を有し、間隙は、第２の方向に第３の幅を有する。巻き付けアセンブリは、間隙に適合する円筒体である。巻き付けアセンブリは、中央ポストの周りに巻き付けられたコイルを含み、巻き付けアセンブリは、円筒体の内径と外径との間の第４の幅を有する。第４の幅は、第３の幅の少なくとも８０％である。
【００１０】
実施態様は、以下の特徴のうちの１以上を含み得る。
【００１１】
巻き付けアセンブリは、ボビンを含み、コイルは、ボビンの周りに巻き付けられ、ボビンの内面は、巻き付けアセンブリの内径を提供し得る。ボビンの内面は、中央ポストの外面と接触し得る。巻き付けアセンブリは、コイルと接触し且つコイルを取り囲むテープを含み、テープの外面は、巻き付けアセンブリの外径を提供し得る。テープの外面は、環状リムの内面と接触し得る。
【００１２】
コイルは、中央ポストの周りに２つ以下の巻き付け層を有し、例えば、コイルは、中央ポストの周りに単一の巻き付け層を有し得る。第４の幅は、第３の幅の少なくとも９０％であり得る。第３の幅は、約１から２mmであり得る。第３の幅は、第１の幅未満であり得る。そして、環状リムの上面の表面積は、中央ポストの上面の表面積より少なくとも２倍だけ大きくなり得る。
【００１３】
ある種の実施態様は、以下の利点のうちの１以上を含み得る。渦電流センサの空間解像度が改善され得る。渦電流センサは、高いインピーダンスを有する導電性の特徴、例えば、チタニウム若しくはコバルトなどの低いコンダクタンスを有する金属から形成された金属シート、金属残留物、又は金属線をモニタするために構成され得る。
【００１４】
１以上の実施態様の詳細が、添付図面及び以下の説明において明記される。その他の態様、特徴、及び利点は、これらの説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から、明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電磁誘導モニタシステムを含む化学機械研磨ステーションの部分断面概略側面図である。
【図２】図１の化学機械研磨ステーションの概略上面図である。
【図３Ａ】基板を研磨する方法を示す概略断面側面図である。
【図３Ｂ】基板を研磨する方法を示す概略断面側面図である。
【図３Ｃ】基板を研磨する方法を示す概略断面側面図である。
【図４】電磁誘導モニタシステムのための駆動システムの概略回路図である。
【図５Ａ】電磁誘導モニタシステムのコアの概略上面図である。
【図５Ｂ】電磁誘導モニタシステムのコアの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
様々な図面における類似の参照符号は、類似した要素を指し示している。
【００１７】
CMPシステムは、研磨中の基板上の金属層の厚さを検出するために渦電流モニタシステムを使用することができる。金属層の研磨中に、渦電流モニタシステムは、基板の種々の領域内で金属層の厚さを特定することができる。厚さの測定値は、研磨終点を検出するため、又は研磨プロセスの処理パラメータをリアルタイムで調整して研磨の非均一性を低減させるために使用され得る。
【００１８】
渦電流モニタの１つの問題は、渦電流が、そのサイズが磁場の広がりに依存する領域内の導電層内に誘導され、磁場の広がりが大きくなれば渦電流モニタシステムの解像度が低くなるという点である。集積回路の製造に対する更なる需要の増加は、例えば研磨パラメータの改善された制御を提供するために、渦電流センサの空間解像度を増加させる必要性をもたらしている。磁性コアの物理的構成の適切な選択により、磁場の広がりを低減させ、改善された解像度を提供することができる。
【００１９】
図１及び図２は、化学機械研磨装置の研磨ステーション２０の一実施例を示している。研磨ステーション２０は回転可能な円盤形状のプラテン２４を含み、研磨パッド３０はプラテン２４上にある。プラテン２４は、軸２５の周りで回転するように操作可能である。例えば、モータ２２が、駆動シャフト２８を回して、プラテン２４を回転させることができる。研磨パッド３０は、外側研磨層３４とより軟性のバッキング層３２とを有する、二層研磨パッドであってよい。
【００２０】
研磨ステーション２２は、スラリなどの研磨液３８を研磨パッド３０上に分注するために、供給ポート又は一体型の供給−すすぎアーム３９を含み得る。研磨ステーション２２は、研磨パッドの表面粗さを維持するために、調整ディスクを有するパッド調整器装置を含み得る。
【００２１】
キャリアヘッド７０は、研磨パッド３０に対して基板１０を保持するように操作可能である。キャリアヘッド７０が軸７１の周りで回転し得るように、キャリアヘッド７０は、支持構造物７２、例えば、カルーセル又はトラックから吊るされ、駆動シャフト７４によってキャリアヘッド回転モータ７６に連結されている。任意選択的に、キャリアヘッド７０は、例えば、カルーセル又はトラック７２上のスライダで、或いは、カルーセル自体の回転振動によって側方に振動し得る。
【００２２】
動作中、プラテンはその中心軸２５の周りで回転し、キャリアヘッドは、その中心軸７１の周りで回転し、且つ研磨パッド３０の上面にわたり側方に並進移動する。複数のキャリアヘッドがある場合、各キャリアヘッド７０は、その研磨パラメータの個別制御を有してよく、例えば、各キャリアヘッドは、各それぞれの基板に加えられる圧力を個別に制御することができる。
【００２３】
キャリアヘッド７０は、基板１０の裏側に接触する基板装着面を有する可撓性膜８０と、基板１０上の種々のゾーン（例えば、種々の径方向ゾーン）に異なる圧力を加えるための複数の加圧可能チャンバ８２とを含み得る。キャリアヘッドは、基板を保持するための保持リング８４も含み得る。
【００２４】
プラテン２４内に凹部２６が形成され、任意選択的に、凹部２６に重なり合う研磨パッド３０内に薄い区域３６が形成され得る。凹部２６及び薄いパッド区域３６は、キャリアヘッドの並進移動位置にかかわらず、プラテンの回転の一部分において基板１０の下方を通るように位置決めされ得る。研磨パッド３０が二層パッドであると想定すると、薄いパッド区域３６は、バッキング層３２の一部分を取り除くことによって、又は任意選択的に研磨層３４の底部内に凹部を形成することによって作られ得る。薄い区域は、任意選択的に、例えばインシトゥ（その場）の光学モニタシステムがプラテン２４内に統合されている場合、光透過性であってよい。
【００２５】
図３Ａを参照すると、研磨システム２０は、パターン済みの誘電体層に重なり合う且つ／又はパターン済みの誘電体層内に嵌め込まれた導電性材料を含む、基板１０を研磨するために使用され得る。例えば、基板１０は、誘電体層１４内の、例えば酸化ケイ素又は高誘電率の誘電体内のトレンチに重なり合い且つトレンチを充填する、導電性材料１６の層、例えば金属、例えば、銅、アルミニウム、コバルト、又はチタニウムの層を含み得る。任意選択的に、バリア層１８、例えば、タンタル又は窒化タンタルは、トレンチを並べ、誘電体層１４から導電性材料１６を分離することができる。トレンチ内の導電性材料１６は、完成した集積回路内に、ビア、パッド、及び／又は相互連結を提供することができる。誘電体層１４は、半導体ウエハ１２上に直接的に堆積するように示されているが、１以上の他の層が、誘電体層１４とウエハ１２との間に介在してもよい。
【００２６】
最初に、導電性材料１６は、全体の誘電体層１４に重なり合っている。研磨が進行すると、導電性材料１６のバルクが除去され、バリア層１８が露出する（図３Ｂ参照）。その後、研磨を継続すると、誘電体層１４のパターン済みの上面が露出する（図３Ｃ参照）。その後、更なる研磨が使用されて、導電性材料１６を含むトレンチの深さを制御することができる。
【００２７】
図１に戻って参照すると、研磨システム２０は、コントローラ９０に接続され得る又はコントローラ９０を含むとみなされ得るインシトゥ電磁誘導モニタシステム１００を含む。回転カプラ２９が使用されて、回転可能なプラテン２４内の構成要素、例えばインシトゥ・モニタシステムのセンサを、プラテンの外部の構成要素、例えば駆動・感知回路９０と電気的に接続することができる。
【００２８】
インシトゥ電磁誘導モニタシステム１００は、導電性材料１６、例えば金属の深さに応じた信号を生成するように構成されている。電磁誘導モニタシステムは、誘電体層に重なり合う導電性材料のシート若しくは誘電体層が露出した後でトレンチ内に残っている導電性材料のうちの何れかであり得る、導電性材料内での渦電流の生成、又は、基板上の誘電体層内のトレンチ内に形成された導電性ループ内での電流の生成のうちの何れかによって、動作することができる。
【００２９】
動作中に、研磨システム２０は、インシトゥ・モニタシステム１００を使用して、導電層が、目標厚さ、例えば、トレンチ内の金属に対する目標深さ又は誘電体層に重なり合う金属層に対する目標厚さに到達した時を特定することができ、その後、研磨を停止する。代替的に又は更に、研磨システム２０は、インシトゥ・モニタシステム１００を使用して、基板１０にわたる導電性材料１６の厚さにおける差異を特定し、研磨の不均一性を低減させるために、この情報を使用して研磨中にキャリアヘッド８０内の１以上のチャンバ８２内の圧力を調整する。
【００３０】
インシトゥ・モニタシステム１００は、プラテン２４内の凹部２６内に設置されたセンサ１０２を含み得る。センサ１０２は、少なくとも部分的に凹部２６内に位置決めされた磁性コア１０４と、コア１０４の一部分の周りに巻き付けられた少なくとも１つのコイル１０６とを含み得る。駆動・感知回路１０８が、コイル１０６と電気的に接続される。駆動・感知回路１０８は信号を生成し、その信号はコントローラ９０に送信され得る。駆動・感知回路１０８はプラテン２４の外部のものとして示されているが、駆動・感知回路１０８の一部又は全部は、プラテン２４内に設置されることもある。
【００３１】
図２を参照すると、プラテン２４が回転するにつれて、センサ１０２は基板１０の下方をスイープする。回路１０８から信号を特定の周波数でサンプリングすることによって、回路１０８は、基板１０の端から端までのサンプリングゾーン９４のシーケンスにおける測定値を生成する。スイープのたびに、サンプリングゾーン９４のうちの１以上における測定値が選択され得るか又は結合され得る。したがって、複数回のスイープの間ずっと、選択された又は結合された測定値が時間で変動する値のシーケンスを提供する。
【００３２】
研磨ステーション２０は、センサ１０２が基板１０の下方にある時、及びセンサ１０２が基板外にある時を感知するために、光インタラプタなどの位置センサ９６も含み得る。例えば、位置センサ９６は、キャリアヘッド７０に対向する固定された位置に装着され得る。フラッグ９８が、プラテン２４の周縁部に取り付けられ得る。フラッグ９８の取り付け位置及び長さは、フラッグ９８が、センサ１０２が基板１０の下方をスイープした時を位置センサ９６に知らせ得るように選択される。
【００３３】
代替的に又は更に、研磨ステーション２０は、プラテン２４の角度位置を特定するためのエンコーダを含み得る。
【００３４】
図１に戻って参照すると、コントローラ９０、例えば、汎用プログラマブルデジタルコンピュータは、インシトゥ・モニタシステム１００から信号を受信する。プラテン２４の各回転でセンサ１０２が基板１０の下方をスイープするので、導電層の深さについての情報、例えばバルク層又はトレンチ内の導電性材料の深さについての情報は、（プラテンの１回の回転につき１回）インシトゥ（その場）で蓄積される。コントローラ９０は、基板１０が概してセンサ１０２と重なり合ったときに、インシトゥ・モニタシステム１００から測定値をサンプリングするようにプログラムされ得る。
【００３５】
更に、コントローラ９０は、各測定値の径方向位置を計算するように、そして、その測定値を径方向範囲の中へ挿入するようにプログラムされ得る。
【００３６】
図４は、駆動・感知回路１０８の一実施例を示している。回路１０８は、コイル１０６にAC電流を印加し、コイル１０６は、コア１０４の２つの柱状の極１５２ａと１５２ｂとの間に磁場１５０を生成する。動作中、基板１０が間欠的にセンサ１０４に重なり合ったときに、磁場１５０の一部分は、基板１０の中へ延在する。
【００３７】
回路１０８は、コイル１０６に並列接続されたコンデンサ１６０を含む。コイル１０６とコンデンサ１６０は一緒になってLC共振タンクを形成し得る。動作中、電流発生装置１６２（例えば、マージナル発振器回路に基づく電流発生装置）は、（インダクタンスＬを伴う）コイル１０６及び（キャパシタンスＣを伴う）コンデンサ１６０によって形成されたLCタンク回路の共振周波数で、システムを駆動する。電流発生装置１６２は、正弦波振動のピークツーピーク（ピーク間）振幅を一定の値に維持するように設計され得る。振幅Voを伴う時間依存電圧は、整流器１６４を使用して整流され、フィードバック回路１６６に供給される。フィードバック回路１６６は、電流発生装置１６２が電圧の振幅Voを一定に保つための駆動電流を特定する。マージナル発振器回路及びフィードバック回路は、米国特許第4,000,458号、及び第7,112,960号で更に説明されている。
【００３８】
渦電流モニタシステムとして、電磁誘導モニタシステム１００は、導電性シート内に渦電流を誘導することによって導電層の厚さをモニタするために、又は導電材料内に渦電流を誘導することによってトレンチ内の導電性材料の深さをモニタするために使用され得る。代替的に、誘導モニタシステムとして、電磁誘導モニタシステムは、例えば、米国特許第2015-0371907号で説明されているように、モニタ目的で基板１０の誘電体層１４内に形成された導電性ループ内で電流を誘導的に生成することによって動作可能である。
【００３９】
基板上の導電層の厚さのモニタが所望であるならば、磁場１５０が導電層に到達したときに、磁場１５０は、（目標がループであるならば）通過して電流を生成し又は（目標がシートであるならば）通過して渦電流を生成することができる。このことは、実効インピーダンスを生成し、したがって、電圧の振幅Voを一定に維持するために、電流発生装置１６２のために必要とされる駆動電流を増大させる。実効インピーダンスの大きさは、導電層の厚さに応じる。したがって、電流発生装置１６２によって生成される駆動電流は、研磨されている導電層の厚さの測定値を提供する。
【００４０】
駆動・感知回路１０８については、他の構成も可能である。例えば、別々の駆動コイルと感知コイルがコアの周囲に巻き付けられることもあり、この駆動コイルは一定周波数で駆動されることが可能であり、感知コイルからの電流の（駆動発振器に対する）振幅又は位相が信号に使用され得る。
【００４１】
図５Ａ及び図５Ｂは、インシトゥ・モニタシステム１００に対するコア１０４の一実施例を示している。コア１０４は、比較的高い透磁率（例えば、2500以上のμ）を有する非導電性材料から形成された本体を有する。具体的には、コア１０４が、ニッケル亜鉛フェライト又はマグネシウム亜鉛フェライトであり得る。
【００４２】
ある実施態様では、コア１０４が、保護層でコーティングされている。例えば、コア１０４は、水がコア１０４内の孔に入ることを防止するため、及びコイルの短絡を防止するために、パリレンなどの材料でコーティングされ得る。
【００４３】
コア１０４は、ポットコアとしても知られる丸いコアであり得る。コア１０４は、バック部分１２０、バック部分１２０から延在する中央ポスト１２２、及び中央ポスト１２２を取り囲み間隙１２６によって中央ポスト１２２から離間して且つ更にバック部分１２０から延在する環状リム１２４を含む。環状リム１２４は、中央ポスト１２２の外周で均一な距離だけ中央ポスト１２２から離間し得る。環状リム１２４は、（図５Ｂの上面図で見られるように）中央ポスト１２２を完全に取り囲んでいてよい。
【００４４】
巻き付けアセンブリ１３０が、間隙１２６の中へ適合される。巻き付けアセンブリは、円筒体であり得る。巻き付けアセンブリは、幅（W4）を有する。幅（W4）は、円筒体の内径と外径との間の距離であり得る。
【００４５】
巻き付けアセンブリ１３０は、少なくともコイル１０６を含む。コイル１０６は、コア１０４の中央ポスト１２２の周りに、例えば、中央ポスト１２２の周りだけに巻き付けられている。間隙１２６の必要とされる幅を低減させるために、コイル１０６は、１つ又は２つだけの巻き付け層を有し得る。
【００４６】
巻き付けアセンブリ１３０は、ボビン１３２も含み得る。ボビン１３２は、中央ポスト１２２の周りに適合し、コイル１０６は、ボビン１３２の周りに巻き付けられる。ボビン１３２は、コイル部分の垂直姿勢を定めるために、ポスト１２４の上面に対して載置されたキャップ１３６も含み得る。これは、センサ１０２のより容易な組み立てを可能にする。ボビンは、誘電材料、例えば、プラスチックであり得る。ボビン１３２の内面は、巻き付けアセンブリの内径を提供し得る。
【００４７】
巻き付けアセンブリ１３０は、例えばコイル１０６を保護するために、コイル１０６の外面をカバーするテープ１３４も含み得る。テープ１３４の外面は、巻き付けアセンブリの外径を提供し得る。
【００４８】
コア１０６のバック部分１２０は、概して平坦な本体であり、プラテンの上面と平行な、例えば、研磨動作中に基板及び研磨パッドと平行な上面を有し得る。バック部分１２０は、プラテンの上面と垂直に測定される高さ（H）を有し得る。中央ポスト１２２と環状リム１２４は、バック部分１２０の上面と垂直な方向にバック部分１２０から延在し、互いに平行に延在する。中央ポスト１２２と環状リム１２４は、同じ高さを有し得る。
【００４９】
ある実施態様では、コア１０４は、概して円形状である。例えば、バック部分１２０は円盤形状であり、中央ポスト１２２は円形状であり、環状リム１２４はリング形状と同様であり得る。しかし、リム１２４の環形状を維持する他の形状も可能である。例えば、中央ポスト１２２は正方形状であり、リム１２４は正方形状の外周を同様に辿り得る。
【００５０】
中央ポスト１２２は幅（W1）を有し、環状リム１２４は幅（W2）を有し、それらの各々は、プラテンの上面と平行な、例えば、研磨動作中に基板及び研磨パッドの面と平行な方向に沿って測定され、実質的に直線的であり且つ互いに対して平行に延在する。中央ポスト１２２の幅W１は、クリアな信号のために必要とされる磁束を提供する一方で、実質的に可能な限り最小であり得る。
【００５１】
環状リム１２４は、幅（W3）を有する間隙だけ中央ポスト１２２から分離されている。間隙１２６の幅は、巻き付けアセンブリ１３０が間隙１２６内に適合するための余地を提供する一方で、実質的に可能な限り最小であり得る。例えば、巻き付けの幅（W4）は、間隙１２６の幅の少なくとも８０％、例えば約９０％であり得る。これは、中央ポスト１２２に近い領域内で磁場を維持し、空間解像度を増加させる。ある実施態様では、巻き付けアセンブリ１３０の外面が、環状リム１２４の内面と接触する。
【００５２】
幅W1、W2、及びW3は、環状リム１２４の表面積が、中央ポスト１２２の表面積より、例えば少なくとも２倍だけ大きく、例えば少なくとも３倍だけ大きく、例えば少なくとも４倍だけ大きくなるように選択され得る。これは、より多くの磁束線が、集められ且つ環状リム１２４の内径に向けて押され、それによって、空間解像度を更に改善することを可能にする。
【００５３】
（例えば、W1が３mm以上である）より大きな幅を有する中央ポストに対して、環状リム１２４の表面積は、中央ポスト１２２の表面積より少なくとも２倍だけ、例えば２から３倍だけ大きくなり得る。この場合、W3は１mmまでであり得る。（例えば、W1が３mm未満の）より大きな幅を有する中央ポストに対して、環状リム１２４の表面積は、中央ポスト１２２の表面積より少なくとも４倍だけ、例えば４から６倍だけ大きくなり得る。この場合、幅W3は２mmまでであり得る。
【００５４】
環状リム１２４は、中央ポスト１２２の幅W1の半分より大きい（例えば、半径よりも大きい）幅W2を有し得る。ある実施態様では、環状リム１２４が、中央ポスト１２２の幅W1よりも大きい（例えば、直径よりも大きい）、例えば少なくとも１０％を超えてより大きい幅W2を有する。例えば、中央ポスト１２２は、１．５mmの幅を有し、間隙１２６は、約１mmの幅を有し、環状リム１２４は、約１．７５mmの幅を有し得る。
【００５５】
中央ポスト１２２及び環状リム１２４は高さHpを有する。Hpは、それらがコア１０４のバック部分１２０から延在する距離である。高さHpは、幅W1及びW2より大きくなり得る。ある実施態様では、高さHpが、突起物５０４ａ‐ｃを分離する距離W3と同じである。
【００５６】
一般的に、インシトゥ渦電流モニタシステム４００は、約５０kHzから５０MHzの共振周波数を有するように構築される。例えば、図５Ａで示されている渦電流モニタシステム４００に対して、コイル４２２は、約０．１から５０μＨ、例えば０．７５μＨのインダクタンスを有し、コンデンサ４２４は、約４０pFから約０．０２２μF、例えば１５０pFのキャパシタンスを有し得る。
【００５７】
電磁誘導モニタシステムは、様々な研磨システムで使用され得る。研磨パッド又はキャリアヘッドの何れか、或いはその両方は、研磨面と基板との間の相対運動を起こすために移動することができる。研磨パッドは、プラテン、供給ローラと回収ローラとの間に延びるテープ、又は連続ベルトに固定された、円形（又は他の何らかの形状）のパッドであり得る。研磨パッドは、プラテンに取り付けられ得るか、研磨動作の合間にプラテン上で漸進的に送られ得るか、又は研磨中にプラテン上で連続的に駆動され得る。パッドは研磨中にプラテンに固定され得るか、又は研磨中にプラテンと研磨パッドとの間には流体軸受が存在し得る。研磨パッドは、標準的な（例えば、充填材を伴う又は伴わないポリウレタンの）粗パッド、軟性パッド、又は固定砥粒パッドであり得る。
【００５８】
更に、上述の説明は研磨に焦点を置いているが、コアの設計は、基板上の層の厚さを修正する他の基板処理ツール及びステップ、例えば、エッチング又は堆積、及びインライン若しくはスタンド・アローンシステムの測定中のインシトゥ・モニタに適用可能である。
【００５９】
本発明の数多くの実施形態について説明した。しかしながら、本発明の本質及び範囲から逸脱しない限り、様々な修正が行われ得ることを理解されたい。従って、その他の実施形態も下記の特許請求の範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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