(57)【要約】【課題】  ＣＭＰを用いてプラグまたは配線を形成する場合、研磨量が小さくても大きくても不良の原因となる。そのため両者に対して検査する必要があるが、それぞれ別々に検査する必要がありスループットが低下する。両者を同時に定量的に検査する必要がある。【解決手段】  本発明では上記課題を解決するために、研磨残りとプラグまたは配線の高（厚さ）とを同時に検査することが可能なパターンを設けて、両検査を同時に実施することを可能とする。また、検査用パターンを複数用意することにより、ウェハ及びチップ全面を検査したことと等価な検査を可能とする。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面積率が異なる複数の検査パターンが形成されて表面を研磨加工された光学的に透明な膜で覆われた試料の表面に光を照射し、該照射による前記検査パターンからの反射光を検出し、該検出した前記検査パターンからの反射光の分光強度に基づいて前記試料表面の前記検査パターン部分以外の個所の研磨残りを評価することを特徴とする薄膜デバイスの検査方法。
【請求項２】
面積率が異なる複数の検査パターンが形成されて表面を研磨加工された光学的に透明な膜で覆われた試料の表面に光を照射し、該照射による前記検査パターンからの反射光を検出し、該検出した前記検査パターンからの反射光の分光強度に基づいて前記試料表面に形成されたパターンの高さを検出することを特徴とする薄膜デバイスの検査方法。
【請求項３】
前記試料の表面を照射する光が白色光であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜デバイスの検査方法。
【請求項４】
前記複数の検査パターンの面積率が、１００％と５０％と２５％を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜デバイスの検査方法。
【請求項５】
前記検査パターンが、前記薄膜デバイスの切断領域に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜デバイスの検査方法。
【請求項６】
薄膜デバイスの設計情報から算出したデバイスパターンの局所的な面積率の情報に基づいて複数の検査パターンの中から実際に検査するパターンを抽出し、該抽出したパターンの表面に光を照射し、該光の照射により生じる前記試料からの反射光を検出し、該検出した反射光の分光強度に基づいて前記試料表面に形成されたパターンの高さを検出することを特徴とする薄膜デバイスの検査方法。
【請求項７】
薄膜デバイスの設計情報から算出したデバイスパターンの局所的な面積率の情報に基づいて薄膜デバイスパターンから所望のパターンを抽出し、該抽出したパターンの表面に光を照射し、該照射光により生じる前記試料からの反射光を検出し、該検出した反射光の分光強度に基づいて、前記試料表面に形成されたパターンの高さを検出することを特徴とする薄膜デバイスの検査方法。
【請求項８】
前記抽出したパターンの表面を照射する光が白色光であることを特徴とする請求項４又は５に記載の薄膜デバイスの検査方法。
【請求項９】
前記抽出するパターンの面積率が、１００％と５０％と２５％を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の薄膜デバイスの検査方法。
【請求項１０】
面積率が異なる複数の検査パターンが形成された試料表面に光を照射する照射手段と、該照射手段の照射光により生じる前記試料の複数の検査パターンからの反射光を分光して検出する分光検出手段と、該分光検出手段で検出した前記試料の複数の検査パターンからの反射光の分光強度に基づいて前記試料表面の前記試料の複数の検査パターン以外の部分の研磨残りを評価するデータ処理部とを備えたことを特徴とする薄膜デバイスの検査装置。
【請求項１１】
面積率が異なる複数の検査パターンが形成された試料表面に光を照射する照射手段と、該照射手段の照射光により生じる前記試料の複数の検査パターンからの反射光を分光して検出する分光検出手段と、該分光検出手段で検出した反射光の分光強度に基づいて前記試料表面に形成されたパターンの高さを検出するデータ処理部とを備えたことを特徴とする薄膜デバイスの検査装置。
【請求項１２】
前記照射手段は、白色光を前記試料表面に照射することを特徴とする請求項7又は8に記載の薄膜デバイスの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜、フォトリソグラフィ、エッチング等の工程を繰り返して所望の回路を形成する薄膜デバイスの製造方法に関し、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を用いてウェハ上に回路パターンを形成する半導体デバイスの製造工程に関する。薄膜デバイスの例としては、いわゆる半導体デバイスの他にＴＦＴ（Thin Film Transistor）やＰＤＰ（Plasma Display Panel ）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程について説明する。半導体デバイスは成膜、露光およびエッチング等により、デバイスパターンをシリコンウェハ上に形成することによって製造される。近年、半導体デバイスは高速化・高密度化を実現するために微細化・多層化の方向に進んでいる。
【０００３】
デバイスパターンを密に形成した部分とそうでない部分、または多層にデバイスパターンを形成した部分とそうでない部分との間に表面の段差が生じる。このような表面の段差はデバイスの微細化・多層化に伴って増大する傾向にある。表面の段差は配線等の形成に不可欠な露光を困難とするため、ウェハ表面の平坦化が行われる。この平坦化プロセスとして、化学的および物理的作用により表面を研磨して平坦化を実現するＣＭＰが用いられる。ＣＭＰは当該技術分野において既知の加工方法である。
【０００４】
配線層間を電気的に接続するいわゆるプラグについても、高密度に配置する要求が高っているが、従来の製造工程ではプラグ上にプラグを配置する構造の形成が困難であったため、微細化に限界があった。プラグ上にプラグを配置できない理由は、プラグを形成した部分の表面に段差が生じ、その上部にプラグ形成が困難となるためである。そこで、プラグ形成を可能とするために、ＣＭＰを用いてプラグ表面を平坦化する工程が採用されている。
【０００５】
また、デバイスの微細化に伴って、例えば配線の断面積が減少するために電気抵抗が増大し、デバイスの動作速度が低下するという問題があった。そこで従来配線材料として用いられてきたＡｌ（アルミニウム）に変わって電気抵抗の小さいＣｕ（銅）が用いられている。しかし、Ｃｕは従来用いられていたエッチング技術によるパターンの形成ができない。そこで予め溝を形成した表面にＣｕ膜を成膜して溝部にＣｕを埋め込み、ＣＭＰによって配線部分以外の不要な部分を除去してパターンを形成するという製造工程が採用されている。
【０００６】
以上ように、ＣＭＰは半導体の製造工程において多用される方向にある。
ＣＭＰを用いて、配線層間を電気的に接続するいわゆるプラグの形成工程を考える。図１はプラグの形成工程を図示したものである。プラグ形成の手順を説明する。まず、層間絶縁膜12表面にプラグ形成のためのいわゆるビアホール13を形成する（図１（ｂ）参照）。次に表面にＷ（タングステン）膜14を形成し、ビアホール内部にＷを埋め込む（図１（ｃ）参照）。最後にＣＭＰによって、不要な部分のＷを除去してプラグ15を形成する（図１（ｅ）参照）。
【０００７】
この際、研磨量が小さいと表面の不要なＷ膜を除去しきれない場合がある（図１（ｄ）参照）。不要な部分のＷを除去しきれないで研磨残り16が生じると、電気的に絶縁するはずの配線間がショートしてしまい、不良の原因となる場合がある。
【０００８】
また逆に研磨量が大きい場合は、必要以上に削り込んでしまう場合がある（図１（ｆ）参照）。削り込んでしまった場合、配線層間を絶縁する絶縁膜厚dが小さくなり、十分な絶縁効果を持てず、デバイスの動作速度が低下するなどの不良の原因となる場合がある。
【０００９】
研磨残りに起因する不良の発生を防ぐためには、研磨残りの有無を検査する必要がある。従来は、これを目視にて検査していた。目視による検査方法を大別すると次の２つに分けられる。一つは投光機によるマクロ検査であり、他方は金属顕微鏡等によるミクロ検査である。
【００１０】
一般的なＣＭＰ装置では、ウェハ中心に対して同心円状に研磨レートのばらつきが生じる場合が多い。ウェハ全体を見た場合、研磨残りは研磨レートの小さい領域で生じることがわかっている。そこで図２に示しように、投光機21によってウェハ22全面に光を照射し、光の反射の様子から研磨残りを検査する。研磨残りが生じて表面に膜が残っている部分23は、そうでない部分と比べて反射率が異なる。そのため、反射の様子を目視することにより研磨残りの有無を検査することができる。
【００１１】
ただし、研磨残りによる表面の残膜厚が非常に小さい（数ｎｍ程度）場合には、上記のマクロ検査では研磨残りを検出することができない場合がある。そこで、顕微鏡を用いたミクロ検査も実施される（図３参照）。顕微鏡を用いた場合も同様に、研磨残り33が生じて表面に膜が残っている部分は、そうでない部分31（チップ領域）及び32（スクライブエリア）と比べて反射率が異なるため色が異なって見える。そのため目視によって膜残りを検出することができる。
【００１２】
しかし、上記の目視検査では、作業者によって判定基準がばらつくことや、スループットが低下することなどが問題となっていた。
【００１３】
これに対して、特許文献１では分光検出による膜残りの検出手法が開示されている。この手法を用いれば、研磨残りの有無を短時間に検出することが可能である。また、特許文献２では、実パターン上の膜厚計測手法が開示されている。金属膜においても、その膜厚が小さい場合（３０ｎｍ以下（材質による））は光が透過するため、同技術を用いることにより研磨残りの膜厚を短時間に検出することができる。
【００１４】
上記両手法のいずれかを用いれば、判断基準のばらつきがなく、短時間に膜残りを検査することが可能となる。
【００１５】
また一方で、削りすぎに起因する不良を防ぐには、研磨後のＷの厚さ（プラグの高さ）を検査する必要がある。Ｗの厚さを計測する手段としては、Ｘ線や光音響技術を用いた装置がある。
【００１６】
以上はプラグの形成工程について説明したが、Ｃｕ配線の形成工程いわゆるダマシン工程においても同様である。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−４２７２１号公報
【００１８】
【特許文献２】特開２００３−９４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
研磨残りを検査する手法として、特許文献１または２に開示されている手法を用いれば、作業者によらず定量的に研磨残りを検出することができる。しかし、仮にこの手法によりウェハ全面を検査した場合には、検査時間が膨大となりスループットが大きく低下してしまう。そのため、この手法を用いて膜残りを検査する場合は、予め検査領域を決めておく必要がある。検査領域の決定方法としては、予め研磨量を小さくして研磨残りが生じているウェハを用意して、そのウェハを観察することにより検査領域を決定する方法がある。
【００２０】
このように特許文献１及び２に開示されている方法では、膜残り検査作業自体を自動化することはできても、その検査条件の設定については人手によって実施する必要がある。この設定作業は、品種及び工程毎に実施する必要があるので、時間と人手を要することになる。
【００２１】
また一方で、プラグ高さ（厚さ）を検査する手法として、Ｘ線や光音響技術を用いるものがあるが、計測対象として数十マイクロメートル程度の大きさが必要であるとか、一定比率のラインアンドスペースパターンでなければならない等の制限がある。通常、下地の凹凸、パターンの密度や形状によって研磨レートが異なるため、研磨後のプラグまたは配線の高さはウェハ面内またはチップ内の位置によってばらつく。そのため特定のパターンでの検査だけでは、その他のパターンで削れすぎが生じている場合があり、検査パターン以外での削れ過ぎを見逃してしまう場合がある。
【００２２】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、検査のスループットを低下させることなく膜残り検査条件を設定できる薄膜デバイスの検査方法及びその装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ウェハの全面を検査しなくても研磨量の過多を見逃すことなくウェハ面内の膜厚の状態を把握することが可能な薄膜デバイスの検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明では上記課題を解決するために、特許文献１及び２に開示されている研磨残りを検査する方法を用い、更に、試料に研磨残りとプラグまたは配線の高さ（厚さ）とを同時に検査することが可能なパターンを設けて、両検査を同時に実施することを可能にした。また、検査用パターンを複数用意することにより、ウェハ及びチップ全面を検査したことと等価な検査を可能にした。
【００２４】
即ち、本発明においては、薄膜デバイスを検査する方法において、下地パターンの面積率を変えた複数の検査パターンが形成された試料表面に光を照射し、該照射光により生じる前記試料からの反射光を検出し、該検出した反射光の分光強度に基づいて前記試料表面の研磨残りを検出するようにした。
【００２５】
また、本発明では、薄膜デバイスを検査する方法において、下地パターンの面積率を変えた複数の検査パターンが形成された試料表面に光を照射し、該照射光により生じる前記試料からの反射光を検出し、該検出した反射光の分光強度に基づいて前記試料表面に形成されたパターンの高さを検出するようにした。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、検査のスループットを低下させることなく膜残り検査条件を設定することができる。
また、本発明によれば、ウェハの全面を検査しなくても研磨量の過多を見逃すことなくウェハ面内の膜厚の状態を把握することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明では、膜残りの検出及び膜厚の計測に特許文献１及び２記載の技術を用いる。まず、これらの技術について簡単に説明する（詳細は特許文献１及び２を参照）。
【００２８】
特許文献１記載の技術によれば、試料表面での光の反射率に基づいて膜残りを検出することができる。本発明では、特に、光源に白色光を用いる手法を利用する。以下に、特許文献１に開示されている研磨残り検出手法を説明する。
【００２９】
図４に、特許文献１に記載されている研磨残り検出手法の検出光学系の一例の概要を示す。ハロゲン光源等の白色光源41から出た光を対物レンズ42を介して試料43に照射し、試料からの反射光を分光器44によって分光検出する。図４の光学系では、対物レンズの瞳の位置と共役な位置、すなわちフーリエ変換面にピンホール状の空間フィルタ46を設けており、試料からの反射光の０次成分のみを検出する構造となっている。この空間フィルタ46は試料からの散乱光を除去する効果がある。
【００３０】
特許文献１に記載されている方法では、図４に示す光学系を用いて試料表面からの反射光を分光検出し、あらかじめ設定したしきい値曲線（包絡線）と検出した分光データをと比較することにより、膜残りを検出する。
【００３１】
例えば、図１に示した様な単純なプラグ構造を考える。絶縁膜材質のｋ（消衰係数）は０とする。図５は、検出した分光データの例を示したものである。試料表面に研磨残りがない場合の検出分光データ51は、膜厚によらず、ある限られた領域52内に出現する。この限られた領域52は、試料の膜厚を変えたときの分光データの包絡線53によって挟まれた領域である。逆に研磨残りがある場合のデータ54は、一部または全体がこの領域からはみ出す。そこで、検出したデータがこの領域内かどうかを評価することにより研磨残りを検出する。
【００３２】
例えば、分光データと包絡線とを比較して、研磨残りのない場合の出現領域からのはみ出し量を評価し、はみ出し量が予め設定したしきい値より大きい場合は研磨残りがあると判定し、またその逆の場合は研磨残りがないと判定する。
【００３３】
包絡線からのはみ出し量としては、包絡線で囲まれた領域からはみ出したデータと包絡線との差の自乗和を用いればよい。
【００３４】
一方で、特許文献２記載の技術によれば、計測視野内に複数の層構造（縦構造）を持つ試料に対して、その各層の膜厚を計測することができる。本発明では特に、フィッティングにより膜厚を算出する手法を利用する。以下に、特許文献２に記載されている残厚計測手法を説明する。
【００３５】
光学系は上記の特許文献１の場合と同様である。
特許文献２に記載されている手法では、検出した分光データに、あらかじめ設定した膜構造モデルによって算出したモデルデータをフィッティングさせることにより膜厚を算出する。
【００３６】
例えば、同様に図１に示すような単純な構造を考える。各構造の面積、縦構造及びそれらの材質（ｎ及びｋ）がわかっていれば、任意の波長での表面の反射率を算出することができる。そこで、図６に示す様に、膜厚及び面積率をパラメータとしてモデルデータ61を算出し、検出データ62にフィッティングさせることにより各パラメータの値を求める。
【００３７】
例えば、図１の（ｄ）の様に表面に研磨残りが存在した場合を考える。金属膜の場合でも、その厚さが３０ｎｍ程度以下（材質により異なる）であれば、光が透過するため同様にフィッティングによって膜厚を算出することができる。
【００３８】
ここで、図１に示す断面構造に着目すると、この図のような比較的単純な構造の場合には、プラグの高さと絶縁膜の厚さとはほぼ同値である。つまり、図１の様な構造では、上記の特許文献１または２記載の手法を用いてその表面の研磨残りを検出でき、また特許文献２記載の手法を用いてその絶縁膜厚さを計測することによりプラグの高さを求めることができる。
【００３９】
また、両手法は同一の光学系で検出した同一データに基づいて検出可能であり、研磨残りとプラグ高さの計測を同時に実施することができる。
【００４０】
そこで、図１に示す様な構造のパターンを検査用パターンとして設けることにより、上記手法を用いて研磨残りとパターン高さを同時に検査することができる。
【００４１】
以下に、本発明の実施の例として、ＣＭＰによってプラグを形成する場合を考える。研磨残りの有無や研磨後のパターン高さは、プラグ形成前の絶縁膜表面の凹凸やプラグパターンそのもののパターン密度によって影響を受けること知られている。図７に示すように、プラグ72形成前の絶縁膜71表面の凹部では研磨が不足して研磨残り73が生じる場合がある。
【００４２】
また、図８に示すように、プラグのパターン密度が大きい部分81では、小さい部分82と比較して研磨レートが大きく、研磨後のパターン高さdが小さくなる場合がある（このようにパターン密度の大きい部分ではパターン高さが小さくなることを一般的にディッシングと呼ぶ。このディッシングは、Ｗの研磨レートが絶縁膜の研磨レートより大きいために生じる）。
【００４３】
上記のようにパターン形成前の絶縁膜表面の凹凸やパターンの粗密によって研磨後の研磨残りの有無やパターン高さが変わる。そのため図１に示すような構造の検査パターンを用意しても、検査パターンと同じパターン密度の場所以外で発生する研磨残りの有無やパターン高さを評価することはできない。即ち、一種類の検査パターンだけでの検査では、その他の部分での研磨残りを見逃してしまう場合がる。
【００４４】
以上のことから、検査パターンの仕様を決める場合には、検査パターンのパターン密度とパターン形成前の絶縁膜表面の凹凸を考慮する必要がある。
【００４５】
まず、パターン形成前の絶縁膜表面の凹凸の影響による研磨残りについて考える。プラグ形成前には絶縁膜の平坦化工程が導入されているのが一般的である。平坦化後の層間絶縁膜の表面形状は、さらにその下層のパターンの局所的な粗密の影響を大きく受ける。一般的に研磨後の層間絶縁膜の厚さは、下層のパターンが密な部分では大きくなり、疎な部分では小さくなる。また、絶縁膜厚が周囲に比べて小さい部分では、研磨残りが生じやすい（図９参照）。
【００４６】
そこで、プラグの検査用パターンとして、下層のパターンが蜜なものと疎なものとを用意すればよい。図１０及び図１１は検査パターンの断面構造及び平面構造の一例である（図１０と図１１とではスケールが異なる）。図１０及び図１１では、それぞれ（ａ）〜（ｃ）において、下層パターン102の面積率が異なるものを示しており、１００％（ａ）、５０％（ｂ）及び２５％（ｃ）の場合を示している。
【００４７】
このように下地のパターン面積率が異なる複数のパターンを用意しそれぞれを検査すれば、検査パターン以外での研磨残りの見逃しをなくすことができ、チップ全体またはウェハ全体を検査したことと等価の効果を得ることができる。
【００４８】
複数の面積率のパターンを用意する方法として、図１２のように、連続的に面積率を変化させたパターンを用いても良い。このようなパターンを用いることにより、面積率の異なるパターンを別々用意するよりも検査用のパターンの大きさを小さくすることができる。
【００４９】
次にパターンの粗密によるパターンの削れすぎについて考える。パターンの粗密によって研磨後のパターンの高さが変わるため、この場合はパターンそのものの密度が異なる複数の検査パターンを用意する。図１３(配線パターン)及び図１４(プラグパターン)は、パターン密度が異なるいくつかの検査パターンの断面構造及び平面構造の一例を示している。図１３の（ｃ）を、設計ルール上で最もパターン密度が高い細密配置として、（ｂ）、（ａ）となるにしたがってパターン密度が小さくなっている。図１４についても、同様である。
このようにパターン面積率が異なる複数のパターンを用意し、検査すれば、検査パターン以外での削りすぎの見逃しをなくすことができ、チップ全体またはウェハ全体を検査したことと等価の効果を得ることができる。この場合も上記研磨残りと同様に、パターン密度を連続的に変化させた検査パターンを用いても良い（図示せず）。
検査の対象が、多層の配線構造の場合には、上記の検査パターンも多層に配置すればよい。
【００５０】
上記の両者を組み合わせれば、膜残り検査と削れすぎ検査とを同時に実現する検査パターンの仕様を決定することができる。
【００５１】
次に、Ｃｕ配線を形成するためのダマシン工程を考える。ＣＭＰを用いてＣｕ配線の形成工程を図１５に示す。いわゆるデュアルダマシン工程ではプラグ及び配線を同時に形成する。工程の概要はＷプラグと同様である。層間絶縁膜151にプラグや配線となる溝152を形成し（図１５（ｂ）参照）、表面にＣｕ膜154を形成して溝部にＣｕ埋め込む（図１５（ｃ）参照）。次にＣＭＰによって、不要な部分のＣｕを除去してプラグ155及び配線156を形成する（図１５（ｄ）参照）。
【００５２】
Ｃｕ配線形成においても、Ｗプラグと同様な方法で研磨残りを検査すること可能である。
デュアルダマシン工程の場合は、溝形成時のエッチングのストッパとして配線の底面にストッパ膜153が形成されるのが一般的である。このストッパ膜材質と層間絶縁膜材質との材質に差があれば、この界面で光の反射が生じる。配線高さ検査においてはこの界面での反射を利用して、ストッパ膜上の絶縁膜の厚さを計測することにより、Ｃｕ配線の高さdを求めることができる。パターン高さの検査方法に関してもＷプラグの場合と同様である。
【００５３】
ストッパ膜材質と絶縁膜材質との差が小さい場合は、この界面での光の反射が小さいため、ストッパ膜上の絶縁膜の厚さを計測できない場合がある。この場合は、配線の厚さを直接計測できない。しかし、絶縁膜全体の厚さを計測することにより、プラグを含めた配線全体の高さを計測することは可能である。そこで、検査パターンを図１６の様にプラグのない構造にし、Ｃｕ膜形成前に、溝底の厚さd1を計測しておき、研磨後の絶縁膜全体の厚さd2との差を算出することにより、配線の高さを検査することができる。
【００５４】
ＷプラグにおいてもＣｕ配線においても、上記では検査パターンとして複数のパターンを用いる方法を示した。しかし、必ずしも複数の全てのパターンについて検査を実施する必要はない。検査によって、削りすぎ及び研磨残りを確認できればよい。そこで、予め用意した検査パターンの内、その製品または工程に対して適切な検査パターンのみを検査すればよい。
【００５５】
検査パターンの決定方法としては、設計情報を用いる方法がある。設計情報からチップ内での局所的な面積率分布を評価し、局所的な面積率の最大値または最小値を算出する。算出した最大または最小面積率から検査パターン選定する。研磨残りを検出する場合は、下層パターンの最小面積率を算出して、その値に最も近いものを研磨残り検査パターンに、削れすぎを検出する場合は対象パターンの最大面積率を算出して、その値に最も近いパターンを削れ過ぎ検査パターンとして選定する。
【００５６】
このように検査パターンを選定すれば、検査点数を小さくすることができ、スループットを向上することができる。
【００５７】
図１１及び図１４に示した例では、検査用のパターンとして、繰り返し構造のパターンを用いているが、特許文献１及び２の手法を用いる場合は、特に形状を指定する必要はない。ただし、この検査にスキャットロメトリー技術を用いる場合は、繰り返しのパターンである必要がある。
【００５８】
検査用のパターンは、図１７及び図１８の様にチップの外のいわゆるスクライブエリアに設ければよい。図１７は検査パターン171をチップ172毎に、図１８はショット181（点線で示した部分）毎に設けた場合の例を示している。ただし、ウェハ上で複数点計測することが必要であるので、ウェハ面内での研磨レートのばらつきを評価できる程度の間隔で設定できることが望ましい。また、検査パターンをチップ内に配置すればより確度の高い検査が可能である。
【００５９】
実際に検査をする際には、全チップまたはショットについて検査する必要はない。前述したように、ウェハ面内での研磨レートのばらつきは同心円状となっていることが多い。そこで、研磨レートが大きい部分では削りすぎ検査用の検査パターンのみを検査し、研磨レートの小さい部分では研磨残り検査用のパターンのみを検査すればよい。
【００６０】
また、上記は検査用パターンを用いて検査を実施する場合を示したが、実際のデバイスパターンを利用して実施してもよい。例えばデバイスパターンの設計情報から、検査パターンとして適切な面積率及び下層構造の領域を抽出する。デバイスパターンを用いれば、検査用のパターンを設ける必要がない（図示せず）。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ＣＭＰを用いたプラグ形成工程を示すフローチャートである。
【図２】目視によるマクロ検査の概略を示す斜視図である。
【図３】膜残りの顕微鏡観察像を示す検査用パターンの平面図である。
【図４】本発明の検出光学系の概略構成を示す正面図である。
【図５】本発明の包絡線との比較によって研磨残りを検出する手法を説明する波長と反射率との関係示すグラフである。
【図６】本発明のフィッティングによって研磨残りを検出する手法を説明する波長と反射率との関係示すグラフである。
【図７】研磨残りの発生の仕組みを示す図であり、（ａ）は、プラグ形成前の検査用試料の断面図、（ｂ）は、プラグを形成して研磨加工後の検査用パターンの断面図である。
【図８】削れすぎの発生の仕組みを示す図であり（ａ）は、研磨加工前の検査用試料の断面図、（ｂ）は、研磨加工後の検査用試料の断面図である。る。
【図９】研磨残りの発生の仕組みを示す図で、（ａ）は、プラグ形成前の検査用試料の断面図、（ｂ）は、プラグを形成して研磨加工後の検査用試料の断面図である。
【図１０】本発明の研磨残り検査用試料の断面図で、（ａ）は下層パターンの面積率が１００％の場合の場合、（ｂ）は下層パターンの面積率が５０％の場合、（ｃ）は下層パターンの面積率が２５％の場合である。
【図１１】本発明の研磨残り検査用試料の平面図で、（ａ）は下層パターンの面積率が１００％の場合の場合、（ｂ）は下層パターンの面積率が５０％の場合、（ｃ）は下層パターンの面積率が２５％の場合である。
【図１２】本発明の研磨残り検査用試料の平面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともに、本発明の削れすぎ検査用試料の断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともに、本発明の削れすぎ検査用試料の平面図である。
【図１５】ＣＭＰを用いた配線形成の各工程における検査用試料の断面図を示す図で、（ａ）絶縁膜形成工程後、（ｂ）は溝を形成後、（ｃ）はCu埋め込み後、（ｄ）はＣＭＰ加工後の状態を示す。
【図１６】ＣＭＰを用いた配線形成の各工程における検査用試料の断面図を示す図で、（ａ）絶縁膜形成工程後、（ｂ）は溝を形成後、（ｃ）はCu埋め込み後、（ｄ）はＣＭＰ加工後の状態を示す。
【図１７】検査パターンの配置の一例を示す検査用試料の平面図である。
【図１８】検査パターンの配置の一例を示す検査用試料の平面図である。
【符号の説明】
【００６２】
11…下地、
12…絶縁膜、
13…ビアホール、
14…Ｗ膜、
15…プラグ、
16…研磨残り、
21…投光器、
23…ウェハ、
23…研磨残り、
31…チップ領域、
32…スクライブエリア、
33…研磨残り、
41…光源、
42…対物レンズ、
43…ウェハ、
44…分光器、
45…視野絞り、
46…空間フィルタ、
47…回折格子、
48…リニアセンサ、
51…研磨残りがない場合の検出分光データ、
52…研磨残りがない場合の分光データ出現領域、
53…包絡線、
54…研磨残りがある場合の分光データ、
61…モデルデータ、
62…検出データ、
71…絶縁膜、
72…プラグ、
73…研磨残り、
81…パターン密度の大きい部分、
82…パターン密度の小さい部分、
91…絶縁膜、
92…凹部、
93…下層パターン、
94…研磨残り、
101…絶縁膜、
102…下層パターン、
103…プラグ、
104…下地、
131…絶縁膜、
132…プラグ、
151…絶縁膜、
152…溝、
153…ストッパ膜、
154…Ｃｕ膜、
155…プラグ、
156…配線、
171…検査パターン、
172…チップ、
181……ショット。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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