(57)【要約】【解決手段】光学窓構造（３７０）が開示されている。光学窓構造は、強化層（３３０ｂ）と緩衡層（３３０ａ）とを含む支持層（３３０）を備える。さらに、光学窓構造（３７０）は、支持層の上面に装着されている研磨パッド（１０２）を含む。また、光学窓構造は、光学窓開口部（３８２）と成形光学窓（３７２）とを含む。成形光学窓は、操作中に少なくとも一部分が支持層および研磨パッド内の光学開口部内に突出する。【選択図】図９
2005506682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形光学窓構造であって、
強化層と緩衡層とを含む支持層と、
前記支持層の上面に装着されている研磨パッドと、
光学窓開口部と、
操作中に少なくとも一部分が前記支持層および前記研磨パッド内の前記光学窓の内部に突出し、前記研磨パッドの側壁から分離されている成形光学窓と
を備える成形光学窓構造。
【請求項２】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、前記研磨パッドの上面よりおよそ０．０１０インチから０．０３０インチ（２．５４ｍｍから７．６２ｍｍ）下方に窪んでいる成形光学窓構造。
【請求項３】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記光学窓開口部は楕円状である成形光学窓構造。
【請求項４】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記研磨パッドおよび前記緩衡層はポリマー材であり、前記強化層はステンレス鋼である成形光学窓構造。
【請求項５】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記研磨パッドはシームレス型である成形光学窓構造。
【請求項６】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、スラリの排出が複数の研磨パッド溝を介して可能になるよう構成されている成形光学窓構造。
【請求項７】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、前記研磨パッドと前記支持層とのいずれか一方の底面に装着されている成形光学窓構造。
【請求項８】
請求項１に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、前記成形光学窓の上面上のスラリの滞留を低減するよう構成されている成形光学窓構造。
【請求項９】
請求項８に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、前記光学窓構造の底部および頂部の間を光が透過可能なように構成されている成形光学窓構造。
【請求項１０】
フレキシブル光学窓構造であって、
強化層と緩衡層とを含む支持層と、
前記支持層の上面に装着されている研磨パッドと、
フレキシブル光学窓であって、空気圧が前記フレキシブル光学窓の底面に適用されると、少なくとも一部分が前記支持層および前記研磨パッド内の光学窓開口部の内部に突出するよう構成され、一部分が突出されると前記研磨パッドの側壁から分離されるフレキシブル光学窓と
を備えるフレキシブル光学窓構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記フレキシブル光学窓は前記研磨パッドと前記支持層とのいずれかに装着されているフレキシブル光学窓構造。
【請求項１２】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記フレキシブル光学窓は、前記フレキシブル光学窓の上面上のスラリの滞留を減少させるよう構成されているフレキシブル光学窓構造。
【請求項１３】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記フレキシブル光学窓は、前記光学窓構造の底部および頂部の間を光が透過可能なように構成されているフレキシブル光学窓構造。
【請求項１４】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記研磨パッドはポリマー材であるフレキシブル光学窓構造。
【請求項１５】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記研磨パッドはシームレス型であるフレキシブル光学窓構造。
【請求項１６】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記フレキシブル光学窓は、スラリの排出が複数の研磨パッド溝を介して可能になるよう構成されているフレキシブル光学窓構造。
【請求項１７】
請求項１０に記載のフレキシブル光学窓構造であって、前記研磨パッドおよび前記緩衡層はポリマー材であり、前記強化層はステンレス鋼であるフレキシブル光学窓構造。
【請求項１８】
成形光学窓構造であって、
多層研磨パッドと、
光学窓開口部と、
工程中に少なくとも一部分が前記多層研磨パッド内の前記光学開口部の中に突出するとともに前記研磨パッドの側壁から分離される成形光学窓と
を備える成形光学窓構造。
【請求項１９】
請求項１８に記載の成形光学窓構造であって、前記多層研磨パッドはステンレス鋼の強化層を含む成形光学窓構造。
【請求項２０】
請求項１８に記載の成形光学窓構造であって、前記成形光学窓は、前記フレキシブル光学窓の上面上のスラリの滞留を減少させるよう構成されている成形光学窓構造。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体デバイスの製造では、化学機械研磨（ＣＭＰ）工程を行う必要がある。集積回路素子の形状は、一般に、多層構造である。基板層には拡散領域を有するトランジスタ素子が形成される。続く層には金属配線がパターニングされ、所望の機能装置を定義するために、トランジスタ素子に電気的に接続される。周知のように、パターニングされた導電層は、二酸化ケイ素のような誘電材料によって他の導電層から絶縁されている。金属層およびそれに付随する絶縁層の形成層数が多くなるほど、絶縁材料を平滑化する必要性が高まる。平滑化しない場合、表面のトポグラフィのばらつきがより多くなるため、金属層の積層は、実質的により困難となる。その他の実装例においては、まず、絶縁物質に金属配線がパターニングされ、続いて余分な金属部分を除去するためにＣＭＰ工程が行われる。
【０００２】
化学研磨平滑化（ＣＭＰ）システムは、一般的に、上述のようにウェハを研磨するために利用される。ＣＭＰシステムは通常、ウェハの表面を処理および研磨するためのシステム構成要素を含む。例えば、環状研磨パッドや線形ベルト研磨パッドなどがこのような構成要素たり得る。パッド自体は、通常、ポリウレタン材料からできている。運転時には、ベルトパッドが作動されると、続いてスラリ材料が適用されてベルトパッドの表面全域に広げられる。スラリが適用されたベルトが所望の速度で作動するようになると、ウェハはベルトパッド面の上に降ろされる。このようにして、平滑化が必要とされるウェハ面は、まるでサンドウッドにサンドペーパーを用いるかのようにほぼ滑らかになる。次いでウェハは、ウェハ洗浄システムにおいて洗浄される。
【０００３】
従来技術では、ＣＭＰシステムは通常、ベルト方式、オービタル方式、あるいはブラシ方式のステーションを実装しており、ステーション内では、ベルト、パッド、あるいはブラシによって、ウェハの片面か両面がスクラブ、バフ研磨、あるいは研磨される。スラリは、ＣＭＰ工程の円滑な実施と向上のために用いられる。スラリは、ベルト、パッド、ブラシなどの動的前処理面に最も頻繁に導入され、バフ研磨、研磨、あるいはその他のＣＭＰ処理により前処理を受ける半導体ウェハの表面だけでなく前処理面全域にも散布される。一般にスラリの散布は、前処理面の動きと、半導体ウェハの動きと、半導体ウェハおよび前処理面の間に生じる摩擦との組み合わせにより実現される。
【０００４】
図１Ａは、ダマシン、デュアルダマシンの金属配線工程において一般的な加工処理を受けた絶縁層２の断面図を示す。絶縁層２は、絶縁層２のエッチングパターン面上に堆積する拡散障壁層４を有する。拡散障壁層は、周知のように、窒化チタン（Ｔｉｎ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、あるいは窒化タンタル（ＴａＮ）とタンタル（Ｔａ）とを組み合わせたものが一般的である。拡散障壁層４が所望の厚さまで堆積すると、銅層６は、絶縁層２にエッチングされた溝を埋めるような方法で拡散障壁層上に形成される。余分な拡散障壁層や金属部分も、必然的にこの領域上に堆積する。これらの余分な堆積物質を除去し、所望の金属配線や対応ビア（図示されず）を規定するため、化学機械平滑化（ＣＭＰ）工程が行われる。
【０００５】
上述のとおり、ＣＭＰ工程は、表面の金属部分を絶縁層２から除去するための工程である。例えば、図１Ｂに示されるように、銅層６と拡散防壁層４の余分な堆積部分は除去されている。ＣＭＰ分野では一般的に、ＣＭＰ工程は、絶縁層２に堆積した余分な金属と拡散防壁層４のすべてが除かれるまで継続されなければならない。しかしながら、絶縁層２から拡散防壁層４のすべてが除去されたことを確定するには、ＣＭＰ処理の間、処理状況やウェハ表面の状態をモニタリングする方法が必要となる。これを一般に、「終点検出」という。銅の終点検出を実施する理由は、銅は、時間制御方式を用いて、うまく研磨することができないからである。ＣＭＰ処理における除去速度は、銅層の時間制御式研磨について十分に安定していないため、時間制御式研磨は銅に対してうまく機能しない。ＣＭＰ処理が提供する銅の除去速度の変化は大きい。したがって、終点に達した時点を判断するためにモニタリングが必要とされる。多段階のＣＭＰ工程では、（１）確実にＣｕを拡散障壁層上から取り除くため、（２）確実に拡散障壁層を絶縁層から取り除くため、に複数の終点を特定する必要がある。このように、終点検出技術は、所望する余分な堆積物のすべてを確実に除去するために用いられる技術である。
【０００６】
金属のＣＭＰ処理における終点検出のために、多くの方法が提案されてきた。従来技術の方法は一般に、研磨の物理的状態を、直接的および間接的に検出する方法として分類され得る。直接的な方法は、研磨処理の間、明示的な外部信号源、あるいは化学薬品を用いてウェハの状態を検査する。他方、間接的な方法は、研磨処理中に自然に起こる物理的あるいは化学的変化に起因してツール内に生成される信号を監視する。
【０００７】
間接的な終点検出方法は、研磨パッド／ウェハ面の温度、研磨工具の振動、パッドおよび研磨ヘッド間の摩擦力、スラリの電気化学ポテンシャル、およびアコースティック・エミッションのモニタリングを含む。温度法は、研磨スラリが被研磨金属膜と選択的に反応する際の熱処理反応を利用する方法である。
【０００８】
別の終点検出方法は、研磨処理情報をもたらす研削処理の結果として生じるアコースティック・エミッションを検波する。アコースティック・エミッションのモニタリングは、通常、金属の終点検出に用いられる。その方法は、研磨中に行われる研削動作をモニタリングする方法である。物質除去の深さが界面からある程度確定できる距離に到達することにより、出力検出信号を発生させる際に生成される音波を検知するために、マイクロフォンは、ウェハから所定の距離を隔てて配置される。これらの方法はすべて研磨状態の全面的な測度を提供する方法で、処理パラメータの設定、および消耗品の選択に強く依存する。しかしながら、摩擦検知以外の方法はいずれも、業界で商業的成功を収めていない。
【０００９】
直接的な終点検出方法とは、音波の速度、光の反射および干渉、インピーダンス／コンダクタンス、および、特定の化学薬品の導入による電気化学ポテンシャル変化を利用してウェハの表面をモニタリングする方法である。音波を用いる金属の終点検出方法は、金属の終点を検出するために、ウェハ／スラリを介して伝搬される音波の速度を監視する取り組み方法を説明している。ある金属層から別の層への変わり目が存在すると、音波の速度は変化するため、この特性は終点検出に用いられていた。さらに、別の終点検出方法は、研磨パッドの下に配置される流体軸受けからの流体圧力を監視するセンサを用いている。そのセンサは、ある金属層から次の層へと研磨が移る際における剪断力の変化に対応する研磨中の液体圧力の変化を検出するために使用される。残念ながら、この方法は処理変化に弱い。さらに、検出される終点は全域的な終点であるため、ウェハの表面上のある特定のポイントにおける局所的な終点検出は不可能である。さらに、その方法は、空気軸受けを必要とする線形研磨器に限定される。
【００１０】
ウェハの表面からの光反射を用いて終点を検出するために、多くの提案がされてきた。それらの提案は、以下２つのカテゴリーに分類され得る。すなわち、レーザー源（例えば６００ｎｍ）を用いて単一波長における反射光信号を監視すること、あるいは、電磁スペクトルの全可視範囲にわたる広帯域光（例えば、２５５ｎｍから７００ｎｍ）源を使用すること、である。別の方法は、単一波長を用いる終点検出方法であって、レーザー源からの光信号がウェハの表面にあてられ、反射信号を監視することにより終点を検出する。ある金属から他の層へと研磨が移るときの反射率の変化を用いてその変わり目を検出する。残念ながら、単一波長の終点検出には、処理パラメータの設定および消耗品の選択に強く依存する反射光の絶対強度に過剰に反応するという問題がある。誘電体ＣＭＰへの適用例において、このような単一波長の終点検出技術には、ウェハの層厚差の測定は可能であるが、ウェハの実際の層厚の測定は一般的に不可能であるという不都合もある。
【００１１】
広帯域方法は、電磁スペクトルの複数の波長情報の使用に依存する方法であって、その方法では、光スペクトルの可視範囲における反射光の強度スペクトルを得るために分光計が使用される。金属ＣＭＰの実装では、全スペクトルを用いて終点検出（ＰＰＤ信号）を算出する。検出信号の大きな変動は、ある金属から別の層への変わり目を示す。
【００１２】
最近の終点検出技術に共通の問題は、金属線同士の不意の短絡を防ぐためにすべての導電物質（例えば金属物質、あるいは拡散防壁層４）を絶縁層２上から確実に除去しなければならず、ある程度の過剰エッチング処理が要求されることである。不適切な終点検出や研磨過剰がもたらす悪影響の一つに、絶縁層２中に残すことが望ましい金属層の上にディッシング８が発生する問題がある。ディッシング作用とは、基本的に所望以上の金属部分を除去し、皿上の窪みを金属線上に残すことである。ディッシングは金属配線に悪影響を及ぼすものと考えられ、ディッシングの数が多すぎると、集積回路が意図した目的を果たさなくなる。以上の点から、終点検出の精度を向上させる終点検出システムおよび方法が必要となる。
【００１３】
図１Ｃは、パッド１２がローラー１６の周りを回転するよう構成されている従来技術のベルト型ＣＭＰシステム１０である。ベルト型ＣＭＰシステムにおいて一般的なように、プラテン１４はパッド１２の下に配置され、キャリア１８（図１Ｄに示す）を用いてウェハが当てられる面を提供する。パッド１２はまた、パッドスロット１２ａも含むため、図１Ｄに示すように終点検出を実施することができる。
【００１４】
図１Ｄは、光がプラテン１４とパッド１２とを通って研磨されているウェハ２４の表面上に当てられている光学検出器２０を用いた終点検出を行う代表的な方法を示す。光学終点検出を達成するために、パッドスロット１２ａはパッド１２に組み込まれる。いくつかの実施形態において、パッド１２は、パッド１２の異なる場所に意図的に配置されている多くのパッドスロット１２ａを備え得る。一般的に、パッドスロット１２ａは、研磨工程に対する衝撃を最小限にするのに十分なほど小規模である。パッドスロット１２ａに加えて、プラテンスロット２２がプラテン１４に定義されている。プラテンスロット２２により、研磨の間、光学ビームはプラテン１４とパッド１２とを通ってウェハ２４の所望の面上に送出され得る。
【００１５】
光学検出器２０の使用により、特定の膜がどの程度ウェハの表面から除去されているかを確定することができる。この検出技術は、光学検出器２０が受ける干渉縞を検査することにより膜の厚みを測定する技術である。さらに、従来のプラテン１４の構成によると、ウェハ２４から正確に層を除去し得るように、パッド１２に一定の背圧を意図的に加えている。
【００１６】
図１Ｃに示すような代表的な終点検出システムでは、光学開口部は研磨ベルトに挿し込まれている。図１Ｂに示すように、光学開口部は通常、研磨パッドおよびプラテンの内部に用いられることにより、レーザー、あるいは光がウェハ上に照射され、反射を受けてウェハの研磨量が特定される。
【００１７】
図１Ｅは、研磨距離検出を示す光の終点検出の広域スペクトルを利用することにより取得される終点検出データの二つのグラフ４０を示す。反射光の強度を示す上側のグラフ４１において、カーブ４２は、終点検出に利用される光の異なる周波数に対する反射強度レベルを示す。上側のグラフ４１は、強度を示す縦軸および周波数を示す横軸から成る。上側のグラフ４１中のカーブ４２は、ウェハに伝搬される光信号の異なる周波数に依存して、ウェハからの光反射強度が異なる様子を示す。カーブ４２に示すような光反射強度は、スラリが上面に存在していない光学窓を通る最適光信号の伝搬である。残念なことに、従来技術における平坦型光学窓システムにおいて生じるように光がスラリによって遮断されると、従来技術のプロフィールカーブであるカーブ４４により示されるように、ウェハに送出される光の強度、およびウェハから戻ってきて受信される光の強度は低減する（信号／ノイズの減少）。したがって、スラリが研磨窓に堆積すると、カーブ４２は、従来技術のシステムにより実現されない。
【００１８】
フーリエ変換５０が行われると、ピーク４６およびカーブ４８は、終点検出（ＥＰＤ）強度を示す下側のグラフ４３に現れる。下側のグラフ４３は、強度を示す縦軸と厚みを示す横軸とを含む。下側のグラフ４３中のピーク４６は、カーブ４２のフーリエ変換５０を介して作成され、カーブ４８は、カーブ４４のフーリエ変換５０により下側のグラフ４３上に作成される。光学検出器により受信される光信号がカーブ４４に示すように弱い場合には、カーブ４８はあいまいとなり、光検出ユニットによる強い光信号の受信結果であるピーク４６ほど鋭いカーブにはならない。よってカーブ４８は、ピーク４６ほど正確に被研磨膜の厚みを示していない。したがって、受信される光信号が強いほど、光学検出装置により実施される膜厚の測定はいっそう明確になる。したがって、強い光信号がウェハに送出、あるいは光学窓を通りウェハから反射して光学検出器まで到達し得ることは極めて有益である。
【００１９】
図１Ｆは、ＣＭＰ処理における終点検出中に使用される従来技術の平坦型光学窓システム６０を示す図である。本例において、研磨パッド６２は、ここでは研磨動作中に研磨パッドの支持に役立ち得る金属テーブルであるプラテン６４上を移動する。平坦型光学窓６６は研磨パッド６２に取り付けられ、研磨の間、通常は平坦型光学窓６６を光学検出器７２にさらす孔であるプラテン開口部７０上を移動する。通常、従来技術の平坦型光学窓の厚みは、１５ミルから３０ミル（３８．１ｍｍ〜７６．２ｍｍ：１ミル＝１×１０-3インチ）の範囲である。スラリ６８が研磨パッド６２上に堆積すると、平坦型光学窓６６の上方の研磨パッド孔内に堆積する。残念なことに、スラリの堆積によって、光学検出器７２に反射して戻る光信号のうち、特に短波長信号は減少する。
【００２０】
残念ながら、図１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅおよび１Ｆを参照しながら説明するように、従来技術のＣＭＰ工程における終点検出の方法および装置には数々の課題がある。従来技術の装置にはさらに、平坦型光学窓内へのスラリの堆積により起こる光学的終点検出における不正確な検知に起因して、酸化物の除去が過剰、あるいは不足となり得る問題もある。特に、図１Ｅに示すように、スラリが堆積することにより、光学検出装置が受信するウェハからの光信号の強度は低減することが多い。従来技術の光学窓は研磨パッド開口部内部において平坦に構成されているため、ＣＭＰ中に分配されるスラリは研磨パッド孔内に溜まる。研磨パッド孔に流入するスラリがますます増えるにつれて、光信号干渉はより多く生成される。このようなことが原因で、ウェハの研磨精度および生成されたウェハ製品の信頼性は著しく低減する。このようなウェハの研磨精度低減は、ウェハの製造コストの大幅増加を招き得る。したがって、従来技術の研磨ベルトは光学窓上のスラリの堆積を適切に制御し、減少させるよう構成されていないという実態に起因して、こうした問題が起こるといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、ＣＭＰ処理において、従来よりも正確な研磨のためのより安定し、より効果的な終点検出をさらに可能とする光学窓上に堆積するスラリを減少させる研磨パッド構造を有することにより、従来技術の課題を解決する方法および装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
概して本発明は、化学機械平滑化（ＣＭＰ）処理の間、改良された光学窓構造をウェハの研磨のために提供することによりこれらの要求を満たす。装置は、スラリが堆積しにくい成形光学窓を一体として備える新しく、より効果的な改良型ＣＭＰパッドを有するので、光学窓孔内のスラリがより減少し、光学検出装置が受信する光強度が増大する。ここで、本発明は、プロセス、装置、システム、デバイス、または方法を含む種々の手段で実現できることが理解されるべきである。本発明のいくつかの実施形態について以下に説明する。
【００２３】
一実施形態において、光学窓構造が提供されている。光学窓構造は、強化層と緩衡層とを含む支持層を備える。さらに、光学窓構造は、支持層の上面に装着されている研磨パッドを備える。さらに、光学窓構造は、光学窓開口部と成形光学窓とを含む。成形光学窓は、工程中、少なくとも一部分が支持層および研磨パッド内の光学窓開口部の内部に突出し、研磨パッドの側壁から分離される。
【００２４】
別の実施形態において、光学窓構造が提供されている。光学窓構造は、強化層と緩衡層とを含む支持層を備える。光学窓構造はさらに、支持層の上面に装着されている研磨パッド、および、フレキシブル光学窓の底面に空気圧が適用されると少なくとも一部分が支持層および研磨パッド内の光学窓開口部の内部に突出するフレキシブル光学窓とを含む。フレキシブル光学窓の一部分が突出されると、フレキシブル光学窓は研磨パッドの側壁から分離される。
【００２５】
さらに別の実施形態において、光学窓構造は、多層研磨パッドと、光学窓開口部と、成形光学窓とを備える。成形光学窓は、工程中、少なくとも一部分が多層研磨パッド内の光学窓開口部の内部に突出し、研磨パッドの側壁から分離される。
【００２６】
本発明には、数多くの利点がある。特に、本発明における成形光学窓構造の構築および利用によって、研磨パッドはウェハ面（例えば金属面や酸化物面）に対し、さらに効率的かつ効果的な平滑化／研磨工程を提供することができる。さらに、成形光学窓構造を用いるＣＭＰ工程を介して置かれるウェハは、より正確かつ安定して研磨されるため、ＣＭＰ工程は、ウェハの歩留まりの向上をももたらす。本発明の成形光学窓構造として、光信号が伝搬し得る領域上にスラリが堆積するのを防ぐために成形され、隆起した光学窓を使用することができる。したがって、終点検出中に利用される光学検出装置は、成形光学窓を通る最適な光信号を送受信し、ＣＭＰ処理において完了した研磨の量を正確に特定することができる。
【００２７】
本発明の原理を例示した添付図面との関連で行う以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様および利点が明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、スラリの堆積が従来よりも起こりにくくなるため、光学窓孔内のスラリがより少なくなる結果、光学検出装置によって受信される光量を増加させる成形窓を有するより効果的で改良されたＣＭＰパッドおよびベルト構造を開示する。本発明の完全な理解を促すために、以下の記述において詳細を説明する。しかしながら、当業者にとっては、本発明がこれらの具体的な詳細の一部もしくはすべてがなくとも実行可能であることが理解されるだろう。そのほか、本発明が不要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理操作の説明は省略した。
【００２９】
本発明は、概して、終点検出を実施するための成形光学窓構造と方法とを目的とする。本明細書において、成形光学窓構造はまた光学窓構造と呼ばれることも理解されるべきである。成形光学窓構造は、支持層と成形光学窓とを有する研磨パッドを備える。成形光学窓は、その上面へのスラリの堆積を低減するよう構成され得る。このような方法で、成形光学窓は、ＣＭＰ中に導入されるスラリにより遮断される光の伝達量を減少させることができる。したがって、本発明の成形光学窓を介してウェハの表面から受信される光反射強度は、従来技術の平坦型光学窓を利用した場合よりも強くなり得るため、ＣＭＰ処理において完了した研磨量の特定を最適化することができる。このようにして、最適強度の光信号は成形光学窓構造およびプラテンの下方に配置されている光学検出装置によって送受信されるため、ＣＭＰ処理において完了した研磨量を特定することができる。
【００３０】
好ましい実施例において、成形光学窓構造の研磨パッドは、接続されたシームレス型装置として設計および製造され、部品を固定するのに任意の方法を利用してよいが、粘着テープを用いて支持層（例えば、緩衡層や粘着剤により結合されるステンレス鋼層のような強化層を含み得る）に接着されるのが好ましい。成形光学窓は、例えば粘着テープのようなものを使用して、その上面に堆積し得るスラリの量を減少し得る任意の態様で研磨パッドあるいは支持層に装着され得る。このようにして、成形光学窓により、終点検出中に導入されるスラリにより遮断される光の伝達量を低減することができる。したがって、本発明の成形光学窓を介してウェハの表面から受信される光反射強度は、従来技術の平坦型光学窓を利用した場合より強くなり得る。
【００３１】
成形光学窓構造は、研磨パッド（すなわちパッド層）の他、例えば、緩衡層、支持層、強化層、任意の成形光学窓などの研磨パッドと連動して用いられ得るその他任意の構成要素を備えてよい。好適な一実施例において、強化層は、ステンレス鋼ベルトである。成形光学窓構造内部の研磨パッドは、一般的なパッド型、ベルト型、あるいは、シームレス・ポリマー研磨パッド、シームレス・ポリマー研磨ベルト、ポリマー研磨パッド、線形ベルトポリマー研磨パッド、ポリマー研磨ベルト、研磨層、研磨ベルトなど、ＣＭＰ処理において使用され得るその他任意の型のいずれかとしてよい。研磨パッドは、好ましくはステンレス鋼強化層を含む多層構成になり得る。さらに、本発明の成形光学窓構造は、任意の種類の材料の任意の層を制御しながら効果的かつ正確に研磨することが要求され得る任意の方式の工程に利用可能である。
【００３２】
以下に説明する成形光学窓構造の一実施例は、ポリマー研磨パッド、支持層および成形光学窓という３つの基本構成要素を含む。本明細書に用いられるように、支持層は、緩衡層およびステンレス鋼ベルトのような強化層のうち少なくともいずれか一方を含む。成形光学窓は、その上面へのスラリの滞留を低減し得るような任意の手法で構成可能である。研磨パッドは粘膜により支持層に接着可能で、成形光学窓は粘着テープにより支持層の底面に装着され得る。このような模範的な構成を用いることにより、ウェハを研磨する装置および方法はＣＭＰの効果を最適化し、極めて正確な終点検出をもたらすより効果的な光信号処理能力を可能にする高度な成形光学窓構造を使用して、ウェハ処理のスループットを向上させる。任意の方式のウェハの平滑化、あるいは研磨工程が本発明の装置を利用して実行され得ることを理解すべきである。
【００３３】
図２Ａは、本発明の一実施形態におけるＣＭＰシステム１００の平面図を示す。研磨ヘッド１０６は、処理中にウェハ１０８を定位置に固定し、保持するために用いられ得る。研磨パッド１０２は、好ましくは回転ドラム１０４の周囲に連続的なループを形成する。研磨パッド１０２が、緩衡層と強化層とを含み得る支持層を有する研磨層を備えてよいことは理解されるべきである。研磨層は、任意の種類の接着剤、あるいは例えば３Ｍ４６７粘着テープのようなその他粘着材により支持層に固定され得る。別の実施例において、研磨層は、支持層の表面上に直接ポリウレタンを注入することにより支持層に固定され得る。研磨パッド１０２は、終点検出が実施され得る本発明の光学窓１１０を含むことが好ましい。
【００３４】
研磨パッド１０２は、矢印で示される方向１１２へと回転し得る。研磨パッド１０２は、平滑化処理を最適化する任意のスピードで動作し得ることは理解されるべきである。一実施例において、研磨パッド１０２はおよそ毎分４００フィート（１２１．９２ｍ）の速度で動作可能である。ベルトが回転する際に、研磨スラリ１０９は、スラリ分配器１１によって研磨パッド１０２の表面全域に適用および散布され得る。次いで研磨ヘッド１０６は、研磨パッド１０２の表面上にウェハ１０８を下ろすために用いられてよい。このようにして、平滑化が必要とされるウェハ１０８の表面は実質的に滑らかになる。
【００３５】
ＣＭＰ工程は、銅（あるいはその他の金属）のような物質の平滑化に用いられてよいし、誘電層、あるいは誘電体と銅との複合層の除去に用いられてもよい。平滑化速度は、研磨パッド１０２に適用される研磨圧力の調整によって変更可能である。一般に研磨速度は、プラテン１１８に向かって研磨パッド１０２に加えられる研磨圧力の大きさに比例する。一実施例において、プラテン１１８は、一般に、プラテン１１８および研磨パッド１０２間の加圧エアクッションである空気軸受けを使用することができる。プラテン１１８は、例えば、流体軸受けなど、その他任意の型の軸受けを利用してよい。所望の量の物質がウェハ１０１の表面から除去された後、研磨ヘッド１０６は、研磨パッド１０２からウェハ１０８を持ち上げるために使用され得る。次いでウェハは、ウェハ洗浄システムに進むよう準備される。
【００３６】
このような実施例において、光学窓１１０はスラリがその上面に堆積しないように構成され得るため、終点検出がより正確な方法で実施可能となり、結果としてウェハ研磨の制御性の向上をもたらす。本発明の光学窓１１０は、プラテン１１８からの加圧空気あるいは製造時の予備成形（すなわち、研磨パッドへの装着前に成形された形状）により、ＣＭＰ処理中の形状を制御するように、あるいは所望の形状を実現するようなその他任意の方法により構成され得る。
【００３７】
図２Ｂは、本発明の一実施形態におけるＣＭＰシステム１００の側面図を示す。本実施例において、ウェハ１０８は研磨ヘッド１０６により研磨パッド１０２上へと下ろされる。次に、ウェハ１０８の研磨を向上させるために、スラリ分配器１１１によりスラリ１０９が研磨パッド１０２に適用され得る。光学検出領域１１６は、終点検出が実施され得る光学窓構造（図３から１３を参照しながら以下に説明する）を含み得る。したがって、研磨パッド１０２およびプラテン１１８に光信号が伝達および反射され得る孔が存在してよい。ＣＭＰシステム１００を使用することにより、より精密な研磨距離の予測による結果として正確な研磨結果を得ることができる。
【００３８】
図３は、本発明の一実施例における研磨パッドの光学窓部分２００を示す図である。本実施例において、光学窓部分２００は、成形窓２０８を一体として備える光学窓開口部２０６を含む。例えば、予備成形光学窓のようなその他の種類の成形光学窓が利用可能なことを理解すべきである。成形光学窓２０８に下方で、プラテンの孔すなわち透過領域の下方に配置されている光学検出装置は、孔および成形光学窓３０８を介してウェハへと光信号を送信し、ウェハから反射されて戻る光信号を成形光学窓３０８を介して受信することができる。この手法では、成形光学窓２０８の形状により成形光学窓２０８の表面上のスラリの堆積が低減されるので、終点検出を正確に実施することができる。成形光学窓２０８として、光信号のウェハへの送信およびウェハからの反射の戻りを可能にし、光学検出装置がＣＭＰにより実施された研磨量を特定し得るような、例えば楕円、円、長方形、正方形、あるいはその他任意の幾何学的もしくは不定形の形状などの任意の形状あるいは大きさであってもよいことは理解されるべきである。
【００３９】
一実施例において、フレキシブル光学窓が利用される際（以下で説明するとおり）、光学窓開口部２０６は、研磨パッド方向軸におよそ０．５インチから２．３インチ（１．２７ｃｍから５．８４ｃｍ）の長さｄ２０２を有する。光学窓開口部２０６の幅ｄ２０４は、研磨パッド方向に垂直な軸方向におよそ０．３インチから１．７インチ（０．７６ｃｍから４．３２ｃｍ）の幅となり得る。好適な実施例において、フレキシブル光学窓が利用される場合には、長さｄ２０２はおよそ１．４インチ（３．５６ｃｍ）、幅ｄ２０４はおよそ１インチ（２．５４ｃｍ）になり得る。
【００４０】
別の実施例において、予備成形窓が利用される場合は（同様に以下で説明するとおり）、光学窓開口部２０６は、およそ０．５インチから１．７インチ（１．２７ｃｍから４．３２ｃｍ）の長さｄ２０２を有する。本実施例における光学窓開口部２０６の幅ｄ２０４は、およそ０．４インチから１．３インチ（１．０１ｃｍから３．３０ｃｍ）になり得る。好適な実施例において、予備成形光学窓が利用される場合には、長さｄ２０２はおよそ１．１インチ（２．７９ｃｍ）、幅ｄ２０４はおよそ０．８インチ（２．０３ｃｍ）になり得る。
【００４１】
成形光学窓２０８を使用することにより、スラリの滞留は最小限に抑制され、成形光学窓構造を通る光信号の伝搬は最適水準に維持され得る。
【００４２】
図４は、本発明の一実施例における光学検出領域１１６を切り取った側面断面図である。一実施例において、研磨パッド１０２は、光学窓開口部２０６を備える。光学窓開口部２０６は、空気圧２５２がプラテン１１８から加圧されると方向２５５へと移動して成形光学窓２０８になるフレキシブル光学窓２５４を含み得る。したがって、本実施例において、フレキシブル光学窓２５４は、研磨パッド１０２がローラの周りを回転する際には平坦な形状を維持している。その後、フレキシブル光学窓２５４がプラテン１１８の上を移動すると、空気圧２５２はフレキシブル光学窓２５４を押圧する。フレキシブル光学窓２５４は次に、空気圧２５２を受けて拡張し、破線で示すように湾曲状を帯びて成形光学窓２０８となり、光学窓開口部２０６内に突き出る。光学窓開口部２０６は、正確な終点検出と適切なフレキシブル光学窓２５４の形状を可能にする任意の大きさになり得ることは理解されるべきである。光学窓開口部２０６について様々な大きさが用いられ得ることは、図３を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
従来技術のシステムでは、研磨パッド上に適用されることが好ましいスラリは、光学窓開口部２６０の内部に入り、プラテン開口部２５８から入ってくる光信号を遮ることがある。しかし本発明では、空気圧２５２が加圧されてフレキシブル光学窓２５４が成形光学窓２０８になると、フレキシブル光学窓２５４は、光学窓開口部２０６の内部へと制御可能に曲がるよう構成され、フレキシブル光学窓２５４の上面に堆積したスラリは滑り落ちる。フレキシブル光学窓２５４の厚みは、プラテンからの空気圧に応じて湾曲度を確定するよう管理され得る。光学窓開口部２６０がプラテンを通過し終え、空気圧２５２が加圧されないと、成形光学窓２０８は平坦になり、光学窓２５４の状態に戻る。光学窓２５４は、研磨パッド１０２の一部が再びプラテン１１８上を移動するまで平坦なままである。
【００４４】
フレキシブル光学窓２５４は、例えば、マイラー、ポリウレタン、透過高分子材料などのような成形光学窓への変遷を十分に制御可能とするようなしなやかで薄い任意の種類の透明、あるいは半透明物質としてよいことは理解されるべきである。一実施例において、フレキシブル光学窓は、光信号の透過が可能となるような厚さがおよそ２ミル〜１４ミル（０．０５０８ｍｍ〜０．３５５６ｍｍ）になり得るポリウレタン材料で生成される。厚みは所望の湾極度に応じて変更可能である。別の実施例において、フレキシブル光学窓２５４は、およそ６ミル（０．１５２４ｍｍ）の厚みであってもよい。成形光学窓に変遷し得るこのようなフレキシブル光学窓を使用することにより、本発明は、成形光学窓上のスラリの滞留を減少させ、それによって成形光学窓を透過する光信号の伝搬を最適化する。
【００４５】
図５は、本発明の一実施例におけるフレキシブル光学窓２５４を備える光学窓構造２８０を示す図である。一実施例において、フレキシブル光学窓２５４は、研磨パッド１０２に装着されている。空気圧がフレキシブル光学窓２５４の底の部分に加圧されるとフレキシブル光学窓２５４が制御可能に膨らむ（すなわち湾曲する）限りにおいて、フレキシブル光学窓２５４は任意の大きさの任意の種類の材料により生成され得ることは理解されるべきである。例えば、ポリウレタン、キャスト・ウレタンおよびその他任意の種類の高分子材料のようなウェハを効果的に研磨し得る任意の種類のポリマー材料により、例えばＲｏｄｅｌ  ＩＣ−１０００パッド、Ｔｈｏｍａｓ  Ｗｅｓｔ８１３パッドなどの研磨パッド１０２の製造が可能であることも理解されるべきである。さらに研磨パッド１０２は、ウェハの研磨を可能にする任意の大きさとなり得る。一実施例において、研磨パッド１０２の厚みは、およそ５０ミル〜１５０ミル（１．２７ｍｍ〜３．８１ｍｍ）の間である。フレキシブル光学窓２５４部分の長さは、フレキシブル光学窓２５４が研磨パッド１０２に装着可能で、なお成形光学窓２０８を形成可能な範囲にある限り任意の距離としてよい。フレキシブル光学窓２５４は、例えば、任意の種類の粘着材やピンなどを利用するような任意の態様において研磨パッド１０２に装着され得ることも当然理解されるべきである。一実施例において、フレキシブル光学窓２５４は、１／８インチ〜１．０インチ（０．３２ｃｍ〜２．５４ｃｍ）間の距離ｄ283を越える範囲で研磨パッド１０２に接着され得る。好適な実施例において、距離ｄ283は、およそ０．５インチ（１．２７ｃｍ）である。
【００４６】
フレキシブル光学窓２５４は膨らむと、方向２５５へと動いて成形光学窓２０８を成形する。したがって、研磨パッド１０２がウェハを研磨しているとき、成形光学窓２０８が形成されてフレキシブル光学窓２５４上に位置していたスラリが滑り落ち、この結果、成形光学窓２０８から透過する光信号強度が増加する。フレキシブル光学窓２５４は、スラリをよりうまく成形光学窓２０８から流れ落として、光学検出装置（成形光学窓２０８の下方に配置され得る）との間で光信号を送受信できるような任意の距離分だけ膨らみ得る。このようにして、さらに正確なＣＭＰの進行予測の実施が可能である。
【００４７】
図６は、本発明の一実施例における予備成形光学窓３０２ａを備える光学窓構造３００を示す図である。本実施例において、光学窓構造３００は、研磨パッド１０２に装着されている予備成形光学窓３０２ａを含む。研磨パッド１０２は、ウェハを効率的に研磨し得る任意の厚みｄ310としてよい。一実施例において、研磨パッド１０２の厚さｄ310は、およそ０．０５インチ〜０．１５インチ（１２．７ｍｍ〜３８．１ｍｍ）の範囲となり得る。好適な実施例において、厚さｄ310はおよそ０．０７５インチ（１９．０５ｍｍ）である。予備成形光学窓３０２ａは、例えば、任意の種類の粘着剤やピンなどによる任意の方法により研磨パッド３１２に装着され得る。
【００４８】
予備成形光学窓３０２ａは、光信号の透過を可能にしつつ予備成形光学窓３０２ａおよびウェハ間にスラリが堆積するのを制限するような任意の形状、大きさおよび構成となり得る。一実施例において、予備成形光学窓３０２ａは透過性があり、堅いポリウレタンブロックであってもよい。
【００４９】
別の実施例において、予備成形光学窓３０２ａはその中が空洞で、空気、あるいは流体を含み得る。予備成形光学窓の上面は、スラリが排出可能な任意の高さとなり得ることは当然理解されるべきである。一実施例において、およそ０．０１０インチ〜０．０３０インチ（２．５４ｍｍ〜７．６２ｍｍ）の範囲となり得る距離ｄ304により示されるように、予備成形光学窓３０２ａは、研磨パッド１０２の上面より下方に窪み得る。好適な実施例において、距離ｄ304はおよそ０．０２０インチ（５．０８ｍｍ）である。図１３を参照しながら以下で説明するように、一実施例において、スラリは研磨パッド溝に排出され得る。予備成形光学窓の形状は、上からみたときに、例えば図３を参照しながらより詳細に説明されるような楕円状のような任意の形状となり得ることは理解されるべきである。したがって、光学窓構造３００は、光学窓開口部内のスラリの堆積を減少させ、それによって光学検出装置との最適な光信号の送受信を維持している。すなわち、進んだ終点検出を利用する正確な研磨が可能となる。
【００５０】
図７は、本発明の一実施例における光学窓構造３２０の側面図である。本実施例において、光学窓構造３２０は、研磨パッド１０２、支持層３３０およびフレキシブル光学窓２５４を備える。研磨パッド１０２は、例えばロデル社が製造しているＩＣ１０００パッドのような正確かつ効率的な研磨を可能とするような任意の大きさを有する任意の型のパッドとしてよい。
【００５１】
一実施例において、研磨パッド１０２は、ポリマー研磨ベルトにより構成可能で、およそ０．０１インチ〜０．１インチ（２．５４ｍｍ〜２５．４ｍｍ）となり得る。別の実施例において、研磨パッド１０２の厚さは、およそ０．０５インチ（１２．７ｍｍ）となり得る。一実施例において、支持層３３０は、緩衡層（３３０ａ）と強化層（３３０ｂ）とを含む。強化層は、およそ０．０５インチ〜０．４０インチ（１．２７ｍｍ〜１０．１６ｍｍ）の範囲としてよく、ケブラーなど種々の支援材料が利用可能ではあるが、好ましくはステンレス鋼で構成されるとよい。緩衡層３３０ａは、研磨パッド１０２に緩衡作用を与えうる、例えばトーマス・ウェスト社が製造しているポリウレタン層のような任意の種類の材料により構成されるとよい。
【００５２】
本実施例において、フレキシブル光学窓は、研磨パッド１０２と支持層３３０との間に装着可能である。フレキシブル光学窓２５４は、粘着材、あるいはピンのような機械的結合により所定の位置に保持され得る。空気軸受けプラテンからの空気圧がフレキシブル光学窓２５４の底部に適用されると、フレキシブル光学窓２５４は方向２５５へと動き、成形光学窓２０８が形成される。この方法では、フレキシブル光学窓２５４上に堆積していたスラリは滑り落ち得るため、終点検出における光信号の送受信を最適化することができる。
【００５３】
図８は、本発明の一実施例におけるフレキシブル光学窓２５４を備える光学窓構造３４０の側面図である。本実施例において、研磨パッド１０２は、フレキシブル光学窓２５４を一体として備える支持層３３０に取り付けられ、フレキシブル光学窓２５４は、支持層３３０に接触することなく研磨パッド１０２のみに装着される。支持層３３０は、緩衡層３３０ａと強化層３３０ｂとを含む。本実施例において、フレキシブル光学窓２５４は研磨パッド１０２のみに装着され、その他の下層には装着あるいは結合されない。フレキシブル光学窓２５４は、例えば、任意の種類の粘着材、あるいは任意の機械的結合を用いることにより研磨パッド１０２に装着され得ることは当然理解されるべきである。上記の図７を参照しながら説明するように、空気プラテンからの空気圧が押し上げると、フレキシブル光学窓は方向２５５へと上向きに膨らみ、成形光学窓２０８を形成する。したがって、ＣＭＰ中に光学窓構造３４０がプラテン上（かつウェハの下）を移動するたびに、成形光学窓２０８が形成される。
【００５４】
図９は、本発明の一実施例における予備成形光学窓３７２を備える光学窓構造３７０を示す図である。本実施例において、光学窓構造３７０は、研磨パッド１０２、支持層３３０および予備成形光学窓３７２を備える。支持層３３０は、任意の種類の粘着材により互いに結合される緩衡層３３０ａと強化層３３０ｂとを含む。支持層３３０はさらに、粘着材により研磨パッド１０２にも結合される。例えば粘着テープには、３Ｍ  ４４２，３Ｍ  ４６７ＭＰ，３Ｍ  ４４７、ゴム主体の粘着テープなどがある。予備成形光学窓３７２および研磨パッド１０２間の隙間３８２は、例えば、およそ０．０２インチ〜０．１２インチ（５．０８ｍｍ〜３０．４８ｍｍ）の範囲の任意の距離としてよい。好適な実施例において、隙間３８２は、およそ０．０３９３７インチ（１０ｍｍ）である。また、図１２および１３を参照しながらさらに詳細に説明するように、別の実施例において、予備成形光学窓３７２の上面は窪んでよい。
【００５５】
図１２を参照しながら以下に説明するスラリの除去機構と同様に、従来技術の光学窓上に通常堆積していたスラリは、予備成形光学窓３７２から研磨パッド１０２の一つ、あるいは複数の溝の中へ排出され得る。したがって、予備成形光学窓３７２の上面には比較的スラリが除去された状態が実現するため、光学検出装置による最適な光信号の送受信が可能となる。このような光信号の送受信の最適化によりさらに向上した研磨距離測定が可能となるため、ＣＭＰ手順の精度が高まる。すなわち、ウェハの歩留まりの向上とウェハの製造コスト減少とが実現可能となる。さらに、もし何らかの理由で予備成形光学窓が破損した場合には、研磨パッド１０２および支持層３３０を廃棄することなく予備成形光学窓のみ取り替えられるため、予備成形光学窓３７２の使用により、研磨パッド１０２および支持層３３０の耐用年数は延長され得る。
【００５６】
図１０Ａは、本発明の一実施例における光学窓構造４００の上からの拡大図である。本実施例において、光学窓構造４００は、成形光学窓２０８、複数の研磨パッド溝４０４および複数の研磨パッド面４０２を備える。領域４０６は光学窓構造４００の一部分で、図１０Ｂを参照しながら以下に説明する。
【００５７】
図１０Ｂは、図１０Ａの光学窓構造の領域４０６の拡大図である。本実施例において、領域４０６は、複数の研磨溝４０４のうちの一つを示す。この溝は、効率的にウェハを研磨し、成形光学窓の上面からうまくスラリを排出し得る任意の大きさとしてよいことは理解されるべきである。一実施例において、その溝の深さは、およそ１０ミル〜５０ミル（０．２５４ｍｍ〜１．２７ｍｍ）の範囲となり得る。領域４０６はまた、複数の研磨パッド面４０２部分も示す。図１１から図１３を参照しながらより詳細に説明するように、領域４０６はさらに成形光学窓２０８を備え、成形光学窓２０８は、その上面からスラリを複数の研磨溝４０４へと排出させるよう構成され得る。
【００５８】
図１１から図１３において説明される実施例は、（図７から図９を参照して説明されるような）多層研磨パッド構造、あるいは（図５から図６を参照して説明されるような）単一層研磨パッド構造に用いられ得ることは理解されるべきである。
【００５９】
図１１は、本発明の一実施例におけるＣＭＰ中の光学窓構造５００を示す。本実施例において光学窓構造５００は、研磨パッド１０２に装着され得る成形研磨窓２０８を含む。光学窓構造５００が空気プラテン上を移動すると、空気圧５０６が適用され、成形研磨窓２０８を形成する。この動作が起こると、成形研磨窓２０８上のスラリ１０９が成形研磨窓２０８の側面に流れ落ちる、あるいは流れ方向５１０に複数の溝４０４へと流入する。以上のように、光学窓構造５００を用いると成形光学窓２０８上のスラリの堆積を飛躍的に低減可能となり、この結果、光信号の透過率が高くなり、終点検出の精度を大幅に最適化する。
【００６０】
図１２は、本発明の一実施例において、ＣＭＰ処理中に予備成形光学窓３０２ｂを備える光学窓構造６００を示す。本実施例において、予備成形光学窓３０２ｂは、好ましくは粘着テープを用いて研磨パッド１０２に装着され得る。一実施例において、ＣＭＰの間、スラリ１０９は研磨パッド１０２に適用され得る。スラリ１０９は次に、予備成形光学窓３０２ｂが備わっている光学窓開口部へと流れ込む。予備成形光学窓３０２ｂは研磨パッド１０２の上面より少し低い位置まで隆起するため、スラリ１０９は予備成形光学窓３０２ｂの上面に堆積しない。その代わりに、一実施例において、スラリ１０９は方向６１６によって示されるように、予備成形光学窓３０２ｂから複数の研磨パッド溝４０４へと流入可能である。スラリ１０９はまた、方向６１８によって示されるように、予備成形光学窓３０２ｂおよび研磨パッド１０２の間の経路にも流入し得る。したがって、予備成形光学窓３０２ｂによって、光信号を遮断し得るスラリ１０９の堆積空間が減少されるため、光学検出装置による光信号の送受信が増加する。予備成形光学窓は、平坦型光学窓と比較してスラリの堆積を低減するような任意の厚みとなり得ることは理解されるべきである。一実施例において、予備成形光学窓は、予備成形光学窓３０２ｂの上面および研磨パッド１０２の上面の間におよそ０．０１０インチ〜０．０３０インチ（２．５４ｍｍ〜７．６２ｍｍ）の距離を残す任意の厚みを有し得る。予備成形光学窓３０２ｂおよび研磨パッド１０２の間の隙間６１９は、距離ｄ614に示すように、およそ０．０２インチ〜〜０．１２インチ（５．０８ｍｍ〜３０．４８ｍｍ）の範囲となり得る。好適な実施例において、距離ｄ614は、およそ０．０３９３７インチ（１０ｍｍ）である。
【００６１】
したがって、図１２に例示するようなスラリ排出メカニズムを介して、本発明は正確かつ効率的なＣＭＰモニタリングを実現するため、より的確な量のウェハ面の研磨が可能となり、ウェハ製造の歩留まりが向上すると同時にウェハの製造コストが減少する。
【００６２】
図１３は、本発明の一実施例において、ＣＭＰ処理中に利用される傾斜面７０９を有する予備成形光学窓３０２ｃを備える光学窓構造７００を示す図である。本実施例において、予備成形光学窓３０２ｃは、好ましくは粘着テープを用いて研磨パッド１０２に装着される。一実施例において、ＣＭＰの間、スラリ１０９は研磨パッド１０２に適用され得る。スラリ１０９は、次に光学窓開口部に流入し得る。予備成形光学窓３０２ｃは、研磨パッド３０２ｃの上面から少し離れた距離まで隆起するため、スラリ１０９は、予備成形光学窓３０２ｃの上面に堆積しない。予備成形光学窓３０２ｃは、スラリ１０９がその上面から滑り落ち得るような傾斜面７０９を備える。一実施例において、スラリ１０９はさらに、複数の研磨パッド溝４０４へと流入し得る。複数の溝４０４の深さは、予備成形光学窓３０２ｃからスラリを効率的に排出可能な範囲において任意の距離となり得ることは理解されるべきである。
【００６３】
したがって、予備成形光学窓３０２ｃによって、光信号を遮断し得るスラリ１０９の堆積空間が著しく低減されるので、光学検出装置による光信号の送受信が増加する。予備成形光学窓３０２ｃは、平坦型光学窓と比較してスラリの堆積を低減する任意の厚みとなり得ることは理解されるべきである。一実施例において、予備成形光学窓は、研磨パッド１０２の上面よりもおよそ０．０１０〜０．０３０インチ（２．５４ｍｍ〜７．６２ｍｍ）の範囲で低い位置とすることができる。
【００６４】
本発明は、いくつかの好ましい実施形態に関して説明されたが、当業者は、上述の明細事項を読み、図面を見ることにより、様々な変更、追加、置換、および等価物を実現するだろう。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨および範囲内での変更物、追加物、置換物、および等価物の全てを含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】ダマシン、デュアルダマシン金属配線工程において一般的な加工処理を受けた絶縁層の断面図である。
【図１Ｂ】銅層および拡散防壁層の余分な堆積部分が除去されたあとの断面図である。
【図１Ｃ】パッドがローラの周りを回転するよう構成されている従来技術のベルト型ＣＭＰシステムを示す図である。
【図１Ｄ】プラテンおよびパッドを介して光が研磨されているウェハの表面上にあてられる光学検出器を用いて終点検出を行う代表的な方法である。
【図１Ｅ】研磨距離検出を示す光の終点検出の広域スペクトルを利用することにより取得される終点検出データの二つのグラフ４０である。
【図１Ｆ】ＣＭＰ処理における終点検出中に使用される従来技術の平坦型光学窓システムを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例におけるＣＭＰシステムの平面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例におけるＣＭＰシステムの側面図である。
【図３】本発明の一実施例における研磨パッドの光学窓部分を示す図である。
【図４】本発明の一実施例における光学検出領域を切り取った側面図である。
【図５】本発明の一実施例におけるフレキシブル光学窓を備える光学窓構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施例における予備成形光学窓を備える光学窓構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施例における光学窓構造の側面図である。
【図８】本発明の一実施例におけるフレキシブル光学窓を備える光学窓構造の側面図である。
【図９】本発明の一実施例における予備成形光学窓を備える光学窓構造を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施例における光学窓構造の上からの拡大図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの光学窓構造の領域の拡大図である。
【図１１】本発明の一実施例におけるＣＭＰ中の光学窓構造を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例において、ＣＭＰ処理中に予備成形光学窓を備える光学窓構造を示す図である。
【図１３】本発明の一実施例において、ＣＭＰ処理中に利用される傾斜面を有する予備成形光学窓を備える光学窓構造を示す図である。
【図１Ａ】
2005506682.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
2005506682.tif 000021
【図１３】
2005506682.tif 000022
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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