(57)【要約】半導体処理ツールによって、インサイチュウセンサから収集したデータを使用してウェハ特性が制御される。最初に、ウェハ特性に関連するデータが、ウェハ製法パラメータに従ってプロセスが実行されている間、インサイチュウセンサを使用して収集される。次に、インサイチュウセンサを使用して収集したウェハ特性に関連するデータと、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルによる予測結果が比較され、その比較の結果に応じて製法パラメータを修正することによってプロセスが調整される。次に、インサイチュウセンサを使用して収集したデータを利用した次のプロセスが実行される。本発明の少なくともいくつかの実施例では、半導体処理ツールが次に処理するウェハに対するランツーラン制御にこのデータを使用することができる。
2005518654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのウェハ特性の制御方法であって、
前記ウェハ特性に関連する製法パラメータを、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルに従って設定する設定ステップと、
前記半導体処理ツールを使用して、前記製法パラメータに従ってウェハに対するプロセスを実行する実行ステップと、
前記プロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集する収集ステップと、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと前記モデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整する調整ステップと、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用する使用ステップと
を備えたことを特徴とするウェハ特性の制御方法。
【請求項２】
前記ウェハ特性は、ウェハ厚さからなることを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項３】
前記半導体処理ツールは、研磨装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項４】
前記半導体処理ツールは、インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項５】
インラインセンサからデータを収集する収集ステップと、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データとを統合する統合ステップとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項６】
前記インラインセンサから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項５に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項７】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集する収集ステップと、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データとを統合する統合ステップとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項８】
前記上流側ツールから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項７に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項９】
前記パラメータに処理時間が含まれることを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１０】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１１】
前記半導体処理ツールは、インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理装置を備え、かつ個々の装置の結果を比較するべく、１つのインサイチュウセンサからのデータを他のインサイチュウセンサからのデータと実時間で比較することができることを特徴とする請求項１に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１２】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのウェハ特性の制御方法であって、
ウェハ製法パラメータに従ってプロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集する収集ステップと、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整する調整ステップと、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用する使用ステップと
を備えたことを特徴とするウェハ特性の制御方法。
【請求項１３】
前記調整ステップに、処理時間を長くするステップまたは処理時間を短くするステップが含まれていることを特徴とする請求項１２に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１４】
前記処理時間は、研磨時間からなることを特徴とする請求項１３に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１５】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項１２に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１６】
インラインセンサからデータを収集する収集ステップと、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データとを統合する統合ステップとを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１７】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集する収集ステップと、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合する統合ステップとを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１８】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項１２に記載のウェハ特性の制御方法。
【請求項１９】
ウェハを処理するためのプロセスをウェハ特性に関連する製法パラメータに従って実行することができる半導体処理ツールと、
前記プロセスを実行している間、前記ウェハ特性に関連するデータを収集するようになされたインサイチュウセンサと、
ウェハ出力を予測するためのプロセスモデルに従って前記製法パラメータを設定するべく使用することができるプロセッサであって、前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと前記モデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するべく使用することができ、また、前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するプロセッサと
を備えたことを特徴とするウェハ特性の制御システム。
【請求項２０】
前記ウェハ特性は、ウェハ厚さからなることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２１】
前記半導体処理ツールは、研磨装置を備えたことを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２２】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２３】
データを収集するようになされたインラインセンサを備え、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データが前記インサイチュウセンサから収集した前記データと統合されることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２４】
前記インラインセンサから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項２３に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２５】
上流側ツールに設けられた、データを収集するようになされたセンサを備え、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データが前記インサイチュウセンサから収集した前記データと統合されることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２６】
前記上流側ツールから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項２５に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２７】
前記パラメータに処理時間が含まれることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２８】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項２９】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理装置を備え、かつ個々の装置の結果を比較するべく、１つのインサイチュウセンサからのデータを他のインサイチュウセンサからのデータと実時間で比較することができることを特徴とする請求項１９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３０】
プロセスが半導体処理ツールによってウェハ製法パラメータに従って実行されている間、前記ウェハ特性に関連するデータを収集するためのインサイチュウセンサと、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するようになされたプロセッサとを備え、
該プロセッサは、前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するようになされたことを特徴とするウェハ特性の制御システム。
【請求項３１】
前記プロセッサは、前記半導体処理ツールの処理時間を長くするか、あるいは短くするようになされたことを特徴とする請求項３０に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３２】
前記処理時間は、研磨時間からなることを特徴とする請求項３１に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３３】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項３０に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３４】
データを収集するようになされたインラインセンサを備え、前記インラインセンサが、前記次のウェハを処理する前に、前記収集したデータと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するようになされたことを特徴とする請求項３０に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３５】
上流側ツールに設けられた、データを収集するようになされたセンサを備え、前記センサが、前記次のウェハを処理する前に、前記収集したデータと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するようになされたことを特徴とする請求項３０に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３６】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項３０に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３７】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのウェハ特性の制御システムであって、
前記ウェハ特性に関連する製法パラメータを、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルに従って設定するための設定手段と、
前記半導体処理ツールを使用して、前記製法パラメータに従ってウェハに対するプロセスを実行するための実行手段と、
前記プロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集するための収集手段と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと前記モデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するための調整手段と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するための使用手段と
を備えたことを特徴とするウェハ特性の制御システム。
【請求項３８】
前記ウェハ特性は、ウェハ厚さからなることを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項３９】
前記半導体処理ツールは、研磨装置を備えたことを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４０】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４１】
インラインセンサからデータを収集するための収集手段と、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するための統合手段とを備えたことを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４２】
前記インラインセンサから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項４１に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４３】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集するための収集手段と、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するための統合手段とを備えたことを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４４】
前記上流側ツールから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項４３に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４５】
前記パラメータに処理時間が含まれることを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４６】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４７】
前記半導体処理ツールは、インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理装置を備え、かつ個々の装置の結果を比較するべく、１つのインサイチュウセンサからのデータを他のインサイチュウセンサからのデータと実時間で比較することができることを特徴とする請求項３７に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項４８】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのウェハ特性の制御システムであって、
ウェハ製法パラメータに従ってプロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集するための収集手段と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するための調整手段と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するための使用手段と
を備えたことを特徴とするウェハ特性の制御システム。
【請求項４９】
前記調整手段は、処理時間を長くするための手段または処理時間を短くするための手段を備えたことを特徴とする請求項４８に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５０】
前記処理時間は、研磨時間からなることを特徴とする請求項４９に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５１】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項４８に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５２】
インラインセンサからデータを収集するための収集手段と、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するための統合手段とを備えたことを特徴とする請求項４８に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５３】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集するための収集手段と、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するための統合手段とを備えたことを特徴とする請求項４８に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５４】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項４８に記載のウェハ特性の制御システム。
【請求項５５】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記ウェハ特性に関連する製法パラメータを、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルに従って設定するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記半導体処理ツールを使用して、前記製法パラメータに従ってウェハに対するプロセスを実行するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記プロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと前記モデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と
を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５６】
前記ウェハ特性は、ウェハ厚さからなることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５７】
前記半導体処理ツールは、研磨装置を備えたことを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５８】
前記半導体処理ツールは、インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５９】
インラインセンサからデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能とを備えたことを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６０】
前記インラインセンサから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項５９に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６１】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能とを備えたことを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６２】
前記上流側ツールから収集したデータを利用して前記インサイチュウセンサが較正されることを特徴とする請求項６１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６３】
前記パラメータに処理時間が含まれることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６４】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６５】
前記半導体処理ツールは、インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理装置を備え、かつ個々の装置の結果を比較するべく、１つのインサイチュウセンサからのデータを他のインサイチュウセンサからのデータと実時間で比較することができることを特徴とする請求項５５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６６】
半導体処理ツール内のウェハ特性を、インサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
ウェハ製法パラメータに従ってプロセスを実行している間、前記インサイチュウセンサを使用して前記ウェハ特性に関連するデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記ウェハ特性に関連する前記データと、ウェハ出力を予測するために使用されるプロセスモデルによる予測結果を比較し、その比較の結果に応じて前記製法パラメータを修正することによって前記プロセスを調整するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データを、前記半導体処理ツールが実行すべき次のウェハに対するプロセスに使用するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と
を備えたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６７】
調整のための前記コンピュータ読み取り可能な命令機能には、処理時間を長くするためのコンピュータ読み取り可能な命令機能または処理時間を短くするためのコンピュータ読み取り可能な命令機能が含まれることを特徴とする請求項６６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６８】
前記処理時間は、研磨時間からなることを特徴とする請求項６７に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６９】
前記半導体処理ツールは、前記インサイチュウセンサを個々に備えた複数の処理資源を備え、かつ前記プロセスを実行している間、１つのインサイチュウセンサからのデータを他の処理資源に実時間で送信することができることを特徴とする請求項６６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７０】
インラインセンサからデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、前記次のウェハを処理する前に、前記インラインセンサから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能とを備えたことを特徴とする請求項６６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７１】
上流側ツールに設けられたセンサからデータを収集するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能と、前記次のウェハを処理する前に、前記上流側ツールから収集した前記データと前記インサイチュウセンサから収集した前記データを統合するためのコンピュータ読み取り可能な命令機能とを備えたことを特徴とする請求項６６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７２】
前記インサイチュウセンサを使用して収集した前記データが、前記半導体処理ツールによって処理される次のウェハに対するランツーラン制御に使用されることを特徴とする請求項６６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサイチュウセンサに基づく半導体処理手順の制御に係るウェハ特性の制御方法及びその制御システムに関し、より詳細には、製法パラメータを製造プロセス中に制御するべく、インサイチュウセンサ（in situ sensor）を使用して半導体の処理を制御するためのウェハ特性の制御方法及びその制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、集積回路の製造においては、通常、１枚の半導体ウェハ上に多数の集積回路が同時に構築される。後にこのウェハに特異化プロセスが施され、個々の集積回路がウェハから特異化（すなわち抽出）される。
【０００３】
製造の特定のステージにおいては、しばしば半導体ウェハ表面の研磨が必要である。一般的には半導体ウェハを研磨することにより、高い形状、結晶格子損傷などの表面欠陥、傷、粗さ、あるいは埃または塵の埋設粒子を除去することができる。この研磨プロセスは、しばしば機械平坦化（ＭＰ；mechanical planarization）と呼ばれ、半導体ステーションの品質および信頼性を改善するべく利用されている。通常、このプロセスは、ウェハ上に様々なデバイスおよび集積回路を形成している間に実施されている。
【０００４】
また、研磨プロセスには、より高速の除去を促進し、かつ、半導体表面の膜と膜の間の選択性を促進するための化学泥状物の導入が必要であり、そのためにこの研磨プロセスは、しばしば化学機械平坦化（ＣＭＰ；chemical mechanical planarization）と呼ばれている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１５９，０７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
研磨プロセスが抱えている問題の１つは、半導体表面の非一様な除去である。除去速度は、ウェハに対する下向きの圧力、プラテンおよびウェハの回転速度、泥状物の粒子密度およびサイズ、泥状物の組成、および研磨パッドとウェハ表面の間の有効接触面積に正比例している。また、研磨プラテンによってもたらされる除去は、プラテン上の半径方向の位置に関連している。同様に、除去速度は、境界効果、アイドリング、消耗品セット等を始めとする他の様々な理由により、ウェハ全体に渡って変化する。
【０００７】
従来の研磨プロセスが抱えているもう１つの問題は、半導体ウェハに加えられた不均一膜または不均一層を除去することが困難なことである。集積回路を製造している間、特定の層または膜が不均一に付着あるいは成長し、それにより続いて研磨プロセスを施す表面が非一様になる。このような層または膜の厚さは極めて薄く（０．５ミクロンから５．０ミクロン程度）、したがって、非一様性の除去に対する裕度がほとんど残されていない。半導体ウェハ上の湾曲した表面の研磨を試行する場合にも同様の問題が生じる。湾曲は、集積回路の製造中にウェハを様々な熱サイクルに晒すことによって生じる。半導体の表面が湾曲すると、高い領域と低い領域が半導体の表面に生じ、高い領域の方が低い領域より高度に研磨されることになる。
【０００８】
研磨に関わるこれらの問題により、同じ半導体ウェハであっても、領域によって研磨速度が異なっている。一例として、ある領域が他の領域よりはるかに速い速度で研磨されると、その結果として高速領域では材料が過剰に除去され、あるいはより低速の領域における材料除去が過少になることになる。
【０００９】
半導体ウェハの研磨に関わるさらに厄介な問題は、上記固有の研磨問題の発生を検出し、かつ、補正するべく研磨状態をモニタすることが困難なことである。通常、研磨プロセスの開始に先立って多数の研磨前測定がウェハに対して実施され、また、研磨プロセスが所望する形状、厚さおよび一様性をもたらしたかどうかを決定するべく、多数の同様の研磨後測定が実施されているが、これらの研磨前測定および研磨後測定は労働集約的であり、そのために生産処理能力が低くなっている。
【００１０】
研磨プロセスを実時間で制御するための従来技術については知られている。これらの従来技術では、インサイチュウセンサを使用して実時間で研磨データが収集されている。この研磨データを使用して、ウェハ研磨プロセスの間、アプリケータによって印加される圧力が調整されるが、これらの従来技術の場合、研磨データは、ウェハ上のウイズインウェハ一様性を制御するべく、ウェハを研磨する時間の量を修正するためには利用されていない。
【００１１】
同様に、これらの従来技術には、インサイチュウセンサを使用して収集したデータと他の情報の統合は意図されていない。また、これらの従来技術を使用して取得されたデータは、単一の研磨プロセスに利用されており、また、詳細には研磨プロセスを停止すべき時期の指示用としてのみ利用され、研磨プロセスを微調整するため、あるいは後続するウェハを研磨するためには利用されていない。その結果、これらの従来技術によって提供される制御のレベルは、依然として最適なレベルには達していない。したがって、このようなウェハを処理するための効果的な技術がますます必要である。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、製法パラメータを製造プロセス中に制御するべく、インサイチュウセンサを使用して半導体の処理を制御するためのウェハ特性の制御方法及びその制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、半導体処理ツール内のウェハ特性をインサイチュウセンサ（つまり、処理中にデータを収集することができるセンサ）から収集したデータを使用して制御することによって上述した問題に対処している。本発明の少なくともいくつかの実施例では、ウェハ製法パラメータに従ってプロセスが実行されている間、ウェハ特性に関連するデータが収集される。次に、インサイチュウセンサを使用して収集したウェハ特性に関連するデータと、ウェハ出力の予測に使用されるプロセスモデルによる予測結果が比較され、その比較の結果に応じて製法パラメータを修正することによってプロセスが調整される。半導体処理ツールが実行すべき次のプロセスは、インサイチュウセンサを使用して収集したデータを利用することによって実行される。
【００１４】
本発明の少なくともいくつかの実施例では、制御すべきウェハ特性にはウェハ厚さが含まれている。これらの実施例では、半導体処理ツールは、研磨時間などの研磨パラメータを個々に制御することができる複数の研磨ステーションを備えることができる。また、プロセスを実行している間、個々のインサイチュウセンサからのデータを制御システムに送信することにより、より高度な制御およびより優れた精度が提供される。
【００１５】
また、本発明の少なくともいくつかの実施例では、ウェハモデルによって使用される入力データを、インサイチュウセンサ、インラインセンサまたは上流側ツールセンサのうちの任意のセンサから収集することができる。したがって、センサから収集したデータの組合せを、モデルが製法パラメータを生成するべく使用する前に統合することができる。また、インラインセンサまたは上流側ツールセンサから収集したデータは、インサイチュウセンサの較正に利用することができる。
【００１６】
本発明の様々な目的、特徴および利点については、添付図面を参照して行う本発明についての以下の詳細な説明により、より良く理解され、より完全に認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の少なくともいくつかの実施例によれば、半導体処理ツール内のウェハ特性をインサイチュウセンサから収集したデータを使用して制御する技術が提供される。より詳細には、本発明の少なくともいくつかの実施例は、後続するプロセスを最適化するべく、製造プロセスまたは他の類似プロセスを実行している間にインサイチュウセンサから収集したデータを利用することを意図している。この方法においては、本発明の少なくともいくつかの実施例による技術は、この情報を後続するウェハの処理に関連して使用することを意図している。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の少なくともいくつかの態様を実施するために利用することができる化学機械平坦化（ＣＭＰ）装置の一実施例を示す図である。
【００２０】
ＣＭＰ装置２０は、テーブルトップ２３が取り付けられた下部機械ベース２２及び取外し可能上部外部カバー（図示せず）を備えている。テーブルトップ２３は、一連の研磨ステーション２５及び基板１０（例えばウェハ）を搬入し、かつ、搬出するための移送ステーション２７を支持している。移送ステーションは、３つの研磨ステーションを備えた概ね正方形の構造を形成することができる。
【００２１】
研磨ステーションの各々は、研磨パッド３２が置かれた回転可能プラテン３０を備えている。基板１０が直径８インチ（２００ミリメートル）または１２インチ（３００ミリメートル）のディスクである場合、プラテン３０及び研磨パッド３２の直径は、それぞれ約２０インチ（５００ｍｍ）または３０インチ（７６０ｍｍ）になる。プラテン３０は、機械ベース２２の内部に設けられているプラテン駆動モータ（図示せず）に接続されている。プラテン駆動モータは、ほとんどの研磨プロセスに対して、もっと遅い回転速度あるいはもっと速い回転速度を使用することも可能であるが、毎分３０回転から２００回転でプラテン３０を回転させている。研磨ステーション２５の各々は、さらに、研磨パッドの研磨状態を維持するための関連するパッドコンディショナ装置４０を備えることができる。
【００２２】
泥状物／リンス結合アーム５２によって、反応剤（例えば、酸化物を研磨するための純水）及び化学反応性触媒（例えば、酸化物を研磨するための水酸化カリウム）を含有した泥状物５０を研磨パッド３２の表面に供給することができる。研磨パッド３２が標準のパッドである場合、泥状物５０は、研磨粒子（例えば、酸化物を研磨するための二酸化ケイ素）を含有することもできる。通常、研磨パッド３２全体を覆い、かつ、湿潤させるだけの十分な泥状物が供給される。泥状物／リンスアーム５２は、研磨サイクル及び調整サイクルの終了時に研磨パッド３２に高圧リンスを供給する複数の噴霧ノズル（図示せず）を備えている。
【００２３】
回転ラック支持プレート６６及びカバー６８を備えた回転可能多重ヘッド回転ラック６０は、下部機械ベース２２の上に配置されている。また、この回転ラック支持プレート６６は、中央ポスト６２によって支持され、機械ベース２２の内部に設けられている回転ラックモータアセンブリによって、中央ポスト６２上を回転ラック軸６４の周りに回転している。多重ヘッド回転ラック６０は、回転ラック支持プレート６６上に回転ラック軸６４の周りに等角度の間隔で取り付けられた４つのキャリアヘッドシステム７０を備えている。
【００２４】
４つのキャリアヘッドシステムのうちの３つは、基板を受け取って保持し、研磨ステーション２５の研磨パッドに基板を押し付けることによって基板を研磨している。もう１つのキャリアヘッドシステムは、移送ステーション２７から基板を受け取り、かつ、移送ステーション２７へ基板を引き渡している。回転ラックモータは、キャリアヘッドシステム及びキャリアヘッドシステムに取り付けられた基板を、研磨ステーションと移送ステーションの間の回転ラック軸６４の周りに旋回させることができる。
【００２５】
キャリアヘッドシステムの各々は、研磨ヘッドあるいはキャリアヘッド１００を備えている。キャリアヘッド１００の各々は、独自の軸の周りを個々に回転し、かつ、回転ラック支持プレート６６内に形成された半径方向のスロット７２中を個々に横方向に発振している。キャリア駆動軸７４は、スロット７２を貫通して延びており、キャリアヘッド回転モータ７６（カバー６８の１／４を取り外して示されている）をキャリアヘッド１００に接続している。ヘッド毎にキャリア駆動軸及びモータがそれぞれ１つずつ設けられている。モータ及び駆動軸の各々は、キャリアヘッドを横方向に発振させるべく、半径方向の駆動モータによってスロットに沿って直線的に駆動されるスライダ（図示せず）上で支持することができる。
【００２６】
実際に研磨している間、４つのキャリアヘッドのうちの３つは、３つの研磨ステーション部分の上方に配置される。キャリアヘッド１００の各々は、基板を降下させて研磨パッド３２に接触させる。通常、キャリアヘッド１００は、基板を研磨パッドに対して所定の位置に保持し、基板の裏面全体に力を分散させている。また、キャリアヘッドは、駆動軸から基板へトルクを伝達している。例えば、参照によりその開示のすべてが本明細書に組み込まれている特許文献１に類似の装置が説明されている。ＣＭＰ装置の商用実施例は、例えば、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａにある本願特許出願人が提供している、例えば、ＣＭＰデバイスの任意の数のＭｉｒｒａｍｅｓａ（商標）およびＲｅｆｌｅｘｉｏｎ（商標）品目を始めとする任意の数の処理ステーションまたはデバイスであろう。
【００２７】
また、図１に示すデバイスは、研磨プロセスを実行するべく実施され、任意の研磨ステーションを備えているが、本発明の概念は、他の様々なタイプの半導体製造プロセスに利用することができ、また、例えば、非ＣＭＰデバイス、エッチングツール、蒸着ツール、めっきツール等を始めとする処理資源に利用することができることを理解すべきである。処理資源の他の例には、研磨ステーション、チャンバ及び／又はめっきセル等がある。
【００２８】
図２は、ＣＭＰツールの制御（例えば、ＣＭＰツールの様々な研磨アスペクトの制御）に使用することができる制御システムのブロック図である。より詳細には、インサイチュウセンサ２１０を実時間で利用し、それにより製造プロセスを実行する前、製造プロセスを実行している間、及び製造プロセスが終了した後に、１つまたは複数のウェハ特性を測定することができる（本発明の少なくともいくつかの実施例の場合、製造プロセス実行中の測定は特に重要な測定である）。一例として、インサイチュウセンサ２１０は、ウェハ面の形状を研磨中に測定するためのウェハ厚さ測定デバイスを備えることができる。例えば、インサイチュウセンサ２１０は、光波の干渉を測定に使用したレーザ干渉計測定デバイスの形態で実施することができる。
【００２９】
本発明との使用に適したインサイチュウセンサの実施例の１つは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａにある本願特許出願人が提供しているＩｎ  Ｓｉｔｕ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒを備えている。同様に、インサイチュウセンサ２１０は、容量変化を測定するためのデバイス、摩擦変化を測定するためのデバイス、及び波の伝搬（膜及び層が研磨中に除去される際の）を測定するための音響機構を備えることができ、それらのすべてを使用して実時間で厚さを検出することができる。
【００３０】
また、本発明の少なくともいくつかは、酸化物および銅の両方の層を測定することができるインサイチュウセンサの実施を意図していることに留意されたい。本発明の少なくともいくつかの実施例が意図しているウェハ特性測定デバイスの他の例には、集積ＣＤ（臨界寸法）測定ツール及びディッシング（dishing）、侵食及び残留物を測定することができ、及び／又は粒子をモニタすることができるツール等が含まれている。
【００３１】
また、インサイチュウセンサ２１０によって検出された厚さデータ及び／又は他の情報などのウェハ特性を、研磨プロセスなどの製造プロセスを開始する前、製造プロセスを実行している間、あるいは製造プロセスが終了した後に、制御システム２１５に実時間で送信することができる。したがって、製造プロセスが研磨工程である場合、制御システム２１５は、特定のウェハプロファイルを得るために必要な個々の工程を制御するべく実施される。したがって、制御システム２１５は、インサイチュウセンサ２１０の他に、多数の製造プロセスをモニタし、かつ、制御するべくＣＭＰ装置２０のコンポーネントに動作結合されている。
【００３２】
制御システム２１５は、インサイチュウセンサ２１０から受け取ったデータを利用して、１つ又は複数の目標ウェハ特性を得るべく任意の数の動作パラメータを調整または修正している。一例として、インサイチュウセンサ２１０から受け取った厚さ情報が、ウェハの特定の領域（例えば、中央領域）の厚さが所望の厚さより厚いことを示している場合、その情報に応答して、制御システム２１５を利用して特定の工程の研磨時間を長くすることができる。例えば、制御システム２１５は、より速い速度で中央領域を研磨する研磨工程を実行することができる。
【００３３】
以下で説明するように、特定のウェハプロファイルを生成するべく、工程を個々に実行することができる。したがって、動作パラメータを修正することにより（例えば、上述した例の場合、特定の研磨工程を実行する時間を長くすることにより）、特定のウェハプロファイルを得ることができる。研磨時間以外に、例えば、研磨速度、圧力、泥状物の組成および流量等を始めとする任意の数の他のパラメータを操作することにより、目標プロファイルあるいはウェハ特性を得ることができる。
【００３４】
多数のキャリアヘッドシステム７０（図１）を使用して、任意の数の製造工程または研磨工程を実行することができる。この点に関して、本発明の少なくともいくつかの実施例においては、個々のキャリアヘッドシステムの一部であることが意図されているインサイチュウセンサは、例えば、制御システム２１５を含む１つまたは複数の中央制御システムに動作リンクされている。この方法によれば、個々のインサイチュウセンサからのフィードバックを個々にモニタすることができ、延いては、上述したように、これらの製造工程を個々に使用して特定のウェハパラメータ（あるいはウェハ厚さの場合のプロファイル）に影響を及ぼすことができる。例えば、１つの製造工程（例えば、研磨工程）を利用して、外側縁領域からより大量の基板を除去することができる。同様に、他の製造工程を使用して、中央領域からより大量の基板を除去することができる。
【００３５】
図３は、ＣＭＰ装置によって得ることができる、キャリアヘッドを制御することによって特定のウェハ厚さを生成するための多数の研磨プロファイルの少なくともいくつかの実施例を示した図である。例えば、プロファイル１によって、ウェハの中央領域からより大量の基板が除去される。一方、プロファイル２によって、ほぼ一様な除去速度でウェハ全体から基板が除去される。プロファイル３は、中央領域を一様に研磨し、外側縁領域をより大量に研磨している。プロファイル４により、キャリアヘッドシステムは外側縁領域をより大量に研磨し、中央領域から少量の基板を除去する。研磨プロセスにより、個々のキャリアヘッドがこれらの例示的プロファイルのうちの任意のプロファイルまたはすべてのプロファイルを処理することができる。また、他のキャリアヘッドシステム及び類似システムに本発明の概念を利用することができる。
【００３６】
図４は、本発明の少なくともいくつかの実施例が意図している製造プロセスを制御するために実施することができるプロセスの一実施例を示した図である。最初に、ウェハ厚さなどの入力ウェハ特性あるいは予備測定情報が収集され、制御システムに組み込まれているアルゴリズムエンジンに供給される（ステップ４０５）。以下で説明するように、入力ウェハ特性はウェハモデルに入力され、最適あるいは目標ウェハ特性を得るための製法パラメータが生成される。
【００３７】
これらの入力ウェハ特性は、例えば、インラインセンサ４１５あるいは製造工程の前又は製造工程の後の特定のツールあるいはプラテンに設けられたセンサ（例えば、研磨工程の前の研磨ツールに設けられたセンサ）を含む任意の数のソースから受け取ることができ、あるいはそれらのソースによって収集することができる。このようなインラインプロセスの実施例の１つには、度量衡学技法を統合したツールが利用されている（例えば、ＩｓｒａｅｌのＲｅｈｏｖｏｔにあるＮｏｖａ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社が提供しているＮｏｖａ２０２０（商標）、あるいはＣａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａにあるＮａｎｏｍｅｔｒｉｃが提供しているＮａｎｏ９０００（商標））。
【００３８】
また、入力ウェハ特性は、上流側測定ツールあるいはフィードフォワードツール４１０（例えば、研磨工程の前の研磨ツールより上流側に配置されたツール）から受け取ることもできる。この実施例では、他のツールに設けられたセンサによって、先行する製造工程の終了時、あるいは先行する製造工程が実行されている間にウェハ特性を測定し、インスタントツール（instant tool）あるいはプラテンにおけるプロセスで使用するべく送信することができる。このようなツールの例には、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎ  ＪｏｓｅにあるＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒが提供しているＲＳ−７５（商標）などの外部度量衡学ツールがある。
【００３９】
他の実施例では、インスタントツールと共に動作するべく配置されたインサイチュウセンサによって入力ウェハ特性を得ることができる。これらの実施例では、プロセスを実行する前に、キャリアヘッド及びインサイチュウセンサを基板の個々の領域全体に渡って掃引させることによってデータを得ることができる。上述したように、このようなインサイチュウセンサの実施例の１つは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａにある本願特許出願人が提供しているＩｎ  Ｓｉｔｕ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒを備えている。
【００４０】
本発明の少なくともいくつかの実施例は、製法パラメータを生成するべく、上述したセンサの任意の組合せから受け取ったデータの統合を意図している。同様に、本発明の少なくともいくつかの実施例は、インサイチュウセンサを較正するべく、インライン及び上流側ツールから受け取ったデータの利用を意図している。
【００４１】
ウェハ特性が制御システムに送信されると、ウェハ製造モデルを使用して、１つまたは複数の最適あるいは目標ウェハ特性を生成するために利用することができるものとして予測された製法パラメータが最適化され、あるいは生成される（ステップ４２５）。つまり、入力ウェハ特性を使用してウェハの製法が動的に生成される。通常、製法には、個々のウェハあるいは基板を使用して実行される、特定の目標あるいは最適特性（例えば、厚さまたは一様性を含む）に合致するウェハを生成するためのコンピュータプログラム及び／又は規則、仕様、オペレーション及び手順が含まれている。通常、製法には特定の出力を得るために必要な複数の工程が含まれている。例えば、図３に示すプロファイルの各々は、１つのツールまたはツールを組み合わせて実行される特定の工程または工程の組合せによって実施することができる。したがって、モデルは、所望する最終ウェハ特性及び上述したセンサから受け取った入力ウェハ特性に基づいて、これらの所望の最終特性（例えば、厚さまたは一様性）を生成することができるものとして予測された製法パラメータのレンジを予測することができる。したがって、このデータに基づいて、例えば、基板のウイズインウェハレンジ（すなわち、ウェハ全体の厚さ）を最適化するための製法が生成される。
【００４２】
次に、インサイチュウセンサ２１０が動的に較正される（ステップ４３０）。例えば、インラインセンサまたは上流側ツールセンサのデータを使用して、製造プロセスの通常操作の結果として起こり得るあらゆる変化に対処するべく、インサイチュウセンサをリセットすることができる。
【００４３】
インサイチュウセンサ２１０が較正されると、製造工程が開始される（ステップ４３５）。研磨工程あるいは研磨プロセスの場合、キャリアヘッド１００が基板を降下させて研磨パッド３２に接触させる。詳細には基板１０が降下して、制御システムのモデルによって生成された製法パラメータに従って、所定の圧力で所定の時間の間、研磨パッド３２と接触する。この実施例は、この場合も研磨プロセスのコンテキストの中で説明されているが、他の製造プロセスについても本発明の概念の範疇として意図されている。
【００４４】
研磨中、基板のウェハ特性がインサイチュウセンサ２１０によって連続的に測定される（ステップ４４０）。例えば、インサイチュウセンサ２１０によって基板の厚さを動的に実時間で測定することができる。次に、このデータ（例えば、厚さまたは他の情報）が、制御システムモデルによって予測された期待結果と比較される（ステップ４４５）。つまり、インサイチュウセンサのデータを使用して、実際の測定結果とモデルの予測が比較される。したがって、本発明の少なくともいくつかの実施例は、モデルに基づく制御あるいはモデルによる予測と実際の測定データの間の比較スキームを意図している。
【００４５】
この場合、この比較を利用して製造プロセスを修正することができる。一例として基板厚さを使用して、測定厚さあるいは実際の厚さが期待厚さより厚いか、あるいは薄いかどうかが判定され（ステップ４５０）、判定の結果に応じて製造工程のパラメータが修正される。例えば、測定基板厚さが予測厚さより厚い場合、研磨時間が延長される（ステップ４５５）。同様に、測定基板厚さが予測厚さより薄い場合、研磨時間が短縮される。
【００４６】
一方、実際の測定特性（例えば厚さ）が最適であるか、あるいは目標範囲内である場合（ステップ４５０）、例えば、目標厚さが得られた時間を含む動作パラメータが保存され、次のウェハのためのフィードバックとして使用される。例えば、特定のプロファイルを得るための予測時間（例えば、モデルによる）より短い研磨時間を示すデータあるいは情報を保存し、後続するウェハに利用することができる。より詳細には、モデルの次の予測をこの保存データに従って修正することができる。したがって、本発明の少なくともいくつかの実施例は、連続するランのうちの１つのランから収集した情報の利用を意図している。
【００４７】
この方法によれば、本発明の少なくともいくつかの実施例のプロセスを使用することにより、インサイチュウセンサのデータを使用して「ウイズインウェハ」を制御することができる。また、ランツーラン制御及びプラテンとプラテンの挙動との間の区別にインサイチュウセンサの情報を使用することができる。例えば、上述したように、すべてのプラテンの平均値ではなく、個々のインサイチュウセンサからの情報を使用して生産性を動的に測定することができる。同様に、上流側ツールセンサ及びインラインセンサからの入力データを使用してインサイチュウセンサを較正することができる。
【００４８】
図５は、本発明による製法パラメータを最適化するために利用することができるモデル化プロセスの一実施例を示す図である。より詳細には、制御システムに、例えば、インサイチュウセンサ、インラインセンサまたは上流側ツールセンサによって測定された入力ウェハ特性が供給されている。例えば、ウェハの入り厚さ５３２、特定のプロファイルを得るために必要な時間５３４及び／又は研磨圧力５３６を入力することができる。モデル５１０は、それらの特性から、例えば、ウイズインウェハレンジ５２２及び／又は最終厚さ５２４など、特定の出力あるいは目標特性を生成するために必要なものとして予測された製法パラメータ５２０を生成している。したがって、ウェハモデルは、センサから収集したデータを使用して、最適あるいは目標結果を得るために必要なパラメータを予測することができる。
【００４９】
図６は、本発明による製造プロセスを制御するために実施することができるプロセスの他の実施例を示す図で、本発明が意図する概念を示している。この特定の実施例では、銅プロセス（例えば、ウェハから銅を除去するために使用されるプロセス）のための研磨ツールには、複数の工程を有する製法が利用されている。この製法には、バルク除去工程及び終点工程が他の工程と共に利用されている。バルク除去工程は、大量の銅を除去するために使用されている。終点工程は、バルク除去工程とは対照的により低速の研磨工程であり、したがって、研磨プロセスを終点で終了するために使用されている。この実施例では、研磨プロセスを使用して広範囲に変化する終点時間に対処することができるため、より無矛盾の総合結果が得られ、かつ、より高い効率が得られる。また、図６に示す実施例は、銅プロセスに利用されているが、本明細書において説明した技術は、例えば、酸化物プロセスを始めとする他のタイプのプロセスに極めて容易に利用することができることを理解すべきである。
【００５０】
インサイチュウセンサ２１０によって測定される終点時間をモニタし、かつ、終点時間を後続するランのためのフィードバックとして使用することにより、例えば、研磨速度がより速いバルク除去工程を利用するべく、個々の工程の研磨時間を調整することができる。
【００５１】
図６に示した実施例は、上流側ツールまたはインラインセンサから（ステップ６０７）、及び／又はインサイチュウセンサから（ステップ６０９）ウェハ製法データを受け取ることによって開始される（ステップ６０５）。次に、プロセスはバルク除去工程（ステップ６１０）に進み、上述したように、大量の基板が除去される。このバルク除去工程は、ウェハ製法によって決定された所定の時間が経過するまで継続される（ステップ６１５）。
【００５２】
バルク除去工程が終了すると、プロセスは、バルク除去速度より遅い速度で研磨する終点除去工程（ステップ６２０）に進む。この終点除去工程は、ウェハ厚さなどの終点パラメータが許容可能範囲に達するまで継続され（ステップ６２５）、許容可能範囲に達すると研磨が停止する。
【００５３】
研磨工程が終了すると、ウェハ終点への到達に要した実際の時間が工程毎に測定される（ステップ６３０）。次に、測定したデータが解析され、効率を改善するべくいずれかの工程を調整するかどうかが判定される（ステップ６３５）。例えば、終点除去工程が比較的長い場合、それはバルク除去工程の時間を長くすることができることを意味している。その場合、終点除去工程を著しく短縮することが可能であり、例えば、バルク除去工程を１０秒長くすることにより、例えば、終点除去時間を４０秒短縮することが可能である。
【００５４】
したがって、この実施例では、終点除去時間が比較的長い場合、バルク除去時間を長くすることができる（ステップ６４０）。いずれの事象の場合においても、時間を調整するしないにかかわらず、実際の測定時間が保存され（ステップ６４５）、後続するランのためのフィードバックとして使用される。それにより、後続するプロセスにおけるランツーラン制御にこのデータを使用することができる。
【００５５】
図７は、図２に示した制御システムの内部ハードウェアの一実施例のブロック図で、実施例の中には、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓａｎｔａ  ＣｌａｒａにあるＩｎｔｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造しているＰｅｎｔｉｕｍ（商標）ベースプロセッサを有するコンピュータなど、任意の数の様々なタイプのコンピュータを備えた実施例もある。バス７５６は、制御システム２１５の他のコンポーネントを相互接続する主情報リンクとして機能している。ＣＰＵ７５８はシステムの中央処理装置であり、本発明によるプロセス及び他のプログラムを実行するために必要な計算及び論理演算を実行している。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７６０及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７６２は、システムの主記憶装置を構成している。ディスクコントローラ７６４は、１つまたは複数のディスクドライブをシステムバス７５６にインタフェースしている。これらのディスクドライブは、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ７７０であり、あるいはＣＤ  ＲＯＭまたはＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）ドライブ７６６であり、もしくは内部または外部ハードドライブ７６８である。ＣＰＵ７５８には、Ｉｎｔｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎまたはＩｌｌｉｎｏｉｓ州ＳｃｈａｕｍｂｅｒｇにあるＭｏｔｏｒｏｌａが製造しているプロセッサを始めとする任意の数の様々なタイプのプロセッサを使用することができる。メモリ／記憶装置には、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭなど、任意の数の様々なタイプのメモリ装置、及び磁気媒体及び光媒体を始めとする様々なタイプの記憶装置を使用することができる。また、メモリ／記憶装置は、伝送の形態を取ることも可能である。
【００５６】
ディスプレイインタフェース７７２は、ディスプレイ７４８をインタフェースし、ディスプレイ７４８によるバス７５６からの情報の表示を可能にしている。また、ディスプレイ７４８は任意選択アクセサリである。上述したシステムの他のコンポーネントなどの外部デバイスとの通信は、例えば、通信ポート７７４を利用して実施することができる。例えば、ポート７７４は、ＣＭＰデバイス２０にリンクされたバス／ネットワークとインタフェースすることができる。外部デバイスと通信ポート７７４の間の移送媒体として、光ファイバ及び／又は電気ケーブル及び／又は導線及び／又は光通信（例えば赤外線等）及び／又は無線通信（例えば、無線周波数（ＲＦ）等）を使用することができる。周辺インタフェース７５４は、キーボード７５０及びマウス７５２をインタフェースし、バス７５６への入力データの送信を可能にしている。制御システムは、これらのコンポーネントに加えて任意選択でさらに赤外線トランスミッタ及び／又は赤外線レシーバを備えている。赤外線トランスミッタは、コンピュータシステムが、赤外線信号伝送を介してデータを送／受信する１つまたは複数の処理コンポーネント／ステーションと共に使用される場合に任意選択で利用される。制御システムは、赤外線トランスミッタまたは赤外線レシーバを利用する代わりに、任意選択で低出力無線トランスミッタ７８０及び／又は低出力無線レシーバ７８２を使用することもできる。低出力無線トランスミッタは、製造プロセスのコンポーネントが受信する信号を送信し、かつ、製造プロセスのコンポーネントからの信号を、低出力無線レシーバを介して受信している。
【００５７】
図８は、１つまたは複数のモデル、１つまたは複数の製法等を始めとするコンピュータ読み取り可能なコードまたは命令の記憶に利用することができる例示的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を示した図である。一例として、媒体８８４は、図７に示すディスクドライブと共に使用することができる。通常、フロッピー（登録商標）ディスクあるいはＣＤ  ＲＯＭもしくはディジタルビデオディスクなどの記憶媒体には、例えば、１バイト言語のための多重バイトロケール及び上述したシステムを制御するためのプログラム情報が含まれており、コンピュータが本明細書において説明した機能を実行することが可能になる。他の方法としては、ＲＯＭ７６０及び／又はＲＡＭ７６２を使用して、瞬時処理に関連するオペレーションを実行するべく中央処理装置７５８に命令するために使用されるプログラム情報を記憶することもできる。情報を記憶するための適切なコンピュータ可読媒体の他の例には、磁気記憶装置、電子記憶装置、光（ホログラフィックを含む）記憶装置、それらのいくつかの組合せ等がある。また、本発明の少なくともいくつかの実施例では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を伝送の形態にすることが意図されている。
【００５８】
本発明の実施例には、上述した本発明の様々な態様を実施するためのソフトウェアの様々な部分をメモリ／記憶装置に常駐させることが意図されている。
【００５９】
一般的には、本発明による実施例の様々なコンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せで実施することができることを強調しておかなければならない。このような実施例では、様々なコンポーネント及びステップは、本発明による機能を実行するべく、ハードウェア及び／又はソフトウェアで実施することができる。本発明によるこのような実施例には、現在利用可能な、あるいは将来的に開発される任意のコンピュータソフトウェア原語及び／又は任意のハードウェアコンポーネントを使用することができる。例えば、上述した機能の少なくともいくつかは、ＣまたはＣ＋＋プログラミング原語を使用して実施することができる。
【００６０】
また、上述した本発明の特定の実施例は、本発明の一般原理を説明するためのものに過ぎないことを認識し、かつ理解されたい。当分野技術者にとっては、上述した原理に矛盾しない様々な改変を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の少なくともいくつかの態様を実施するために利用することができる化学機械平坦化（ＣＭＰ）装置の一実施例を示す図である。
【図２】図１に示すＣＭＰ装置と共に使用することができる制御システムのブロック図である。
【図３】図１に示すＣＭＰ装置によって実施することができる、特定のウェハ特性を生成するための多数のパラメータプロファイルの少なくともいくつかの実施例を示す図である。
【図４】本発明による製造プロセスを制御するために実施することができるプロセスの一実施例を示す図である。
【図５】本発明の概念による製法パラメータを最適化するために利用することができるモデル化プロセスの一実施例を示す図である。
【図６】本発明による製造プロセスを制御するために実施することができるプロセスの他の実施例を示す図である。
【図７】図２に示した制御システムの内部ハードウェアの一実施例のブロック図である。
【図８】１つまたは複数のモデル、１つまたは複数の製法等を始めとするコンピュータ読み取り可能なコードまたは命令の記憶に利用することができる例示的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を示した図である。
【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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【国際調査報告】
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2005518654.tif 000012
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