(57)【要約】【課題】【解決手段】  複数工程の基板プロセス内で基板上の金属層を測定するシステムおよび方法は、金属層の形成や金属層の少なくとも一部の除去など、基板上の金属層を修正する工程を備える。少なくとも１つのセンサが、基板の表面から所定の距離に配置される。基板の表面上における金属層の均一性を判定するために、基板の表面がマッピングされる。
2006500768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰツール内でウエハ上の金属残留物を検出する方法であって、
ウエハの表面に研磨パッドを作用させて、金属層を実質的に除去する工程と、
前記研磨パッドから離れるよう前記ウエハを移動させる工程と、
前記ウエハの前記表面から所定の距離に、少なくとも１つのセンサを配置する工程と、
前記ウエハの前記表面をマッピングして、前記ウエハの前記表面上に金属残留物が残っているか否かを判定する工程と、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記ウエハの前記表面上に金属残留物が残っている場合には、
前記金属残留物の位置および厚さを決定する工程と、
前記ウエハの前記表面に前記研磨パッドを作用させて、前記金属残留物を実質的に除去する工程と、
を備える、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、次のウエハに対する次のＣＭＰプロセスを最適化する工程を備える、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記ウエハの前記表面に前記研磨パッドを作用させて、前記金属残留物を実質的に除去する工程は、
前記金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、前記ウエハ上の前記金属残留物の前記除去を最適化する工程を備える、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記配置工程は、ウエハキャリア上の少なくとも２つの地点に対して位置決めを行う工程を備える、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記配置工程は、径方向の移動と直線移動との少なくとも一方で前記センサを移動させる工程を備える、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記マッピング工程は、
ウエハキャリアと前記少なくとも１つのセンサとのうちの少なくとも一方を移動させる工程を備える、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記マッピング工程は、
前記少なくとも１つのセンサを用いて前記ウエハの前記表面全体を走査する工程と、
マッピング信号の振幅に対応する前記金属残留物の厚さを決定する工程と、
を備える、方法。
【請求項９】
基板を処理するためのシステムであって、
処理動作の際に前記基板を支持するよう構成された可動の基板キャリアと、
前記基板の処理面と平行に、かつ、前記基板の前記処理面から所定の距離に配置可能であり、前記基板の前記処理面上の金属層を検出可能な少なくとも１つのセンサと、
を備える、システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの渦電流センサを含む、システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のシステムであって、さらに、
前記基板と前記基板キャリアとの間に配置されたパーマロイ層を備え、
前記パーマロイ層は、表皮深さよりも大きい厚さを有する、システム。
【請求項１２】
請求項９に記載のシステムであって、さらに、
前記所定の距離を検出可能な距離センサを備える、システム。
【請求項１３】
請求項９に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、可動であり、前記基板の前記処理面の実質的に全体を走査可能である、システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、径方向の移動と直線移動との少なくとも一方で移動可能である、システム。
【請求項１５】
請求項９に記載のシステムであって、さらに、
前記少なくとも１つのセンサを支持するよう構成されたセンサキャリアを備え、
前記センサキャリアは、前記所定の距離を確定するために、前記基板キャリアに対して少なくとも１つの地点において位置決め可能である、システム。
【請求項１６】
請求項９に記載のシステムであって、
化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールを含み、
前記基板は、ウエハを含む、システム。
【請求項１７】
請求項９に記載のシステムであって、さらに、
少なくとも１つのプロセスパラメータを制御可能であると共に、前記少なくとも１つのセンサと通信するシステム制御部を備える、システム。
【請求項１８】
化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールであって、
ハウジング内に設けられ、ＣＭＰ動作の際にウエハを支持するよう構成された可動のウエハキャリアと、
前記ウエハの平坦化される面と平行に、かつ、前記ウエハの前記平坦化される面から所定の距離に配置可能に設けられ、前記ウエハの前記平坦化される面上の金属残留物を検出可能な少なくとも１つの過電流センサと、
前記ウエハと前記ウエハキャリアとの間に配置されたパーマロイ層と、
を備える、化学機械平坦化ツール。
【請求項１９】
複数工程の基板プロセス内で基板上の金属層を測定する方法であって、
前記基板上の金属層を修正する工程と、
前記基板の表面から所定の距離に、少なくとも１つのセンサを配置する工程と、
前記基板の前記表面をマッピングして、前記基板の前記表面上における前記金属の均一性を判定する工程と、
を備える、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記基板上の前記金属層を修正する工程は、
前記基板上の前記金属層を形成する工程と、前記基板から前記金属層の少なくとも一部を除去する工程と、のうちの少なくとも一方を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ウエハの処理および装置に関し、特に、複数工程の処理手順における処理の終点を確認するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造では、研磨工程、バフ研磨工程、洗浄工程を含み得るシリコンウエハの平坦化動作が実行されることが多い。通例、集積回路素子は、シリコン基板ウエハ上のマルチレベル構造の形態を取る。基板レベルには、拡散領域を有するトランジスタ素子が形成される。それに続くレベルには、相互接続メタライゼーション配線が、パターニングされてトランジスタ素子に電気的に接続されており、それによって、所望の機能素子が実現されている。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。メタライゼーション層とそれらに関連する誘電体層が数多く形成されるほど、誘電材料を平坦化する必要性が増大する。平坦化を行わなければ、表面の形状が多様になるため、さらなるメタライゼーション層を加工することが相当困難になる。その他の用途としては、誘電材料にメタライゼーション配線パターンが形成された後に、余分なメタライゼーションを除去するために金属平坦化動作が実行される。
【０００３】
メタライゼーション層、特に、銅メタライゼーション層を平坦化する工程は、メタライゼーションプロセスで用いられる金属としてアルミニウムに代わって銅が選択されるようになっていることから、重要になりつつある。半導体ウエハの平坦化を実現する方法の１つは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）である。さらなる用途としては、シャロートレンチアイソレーションやポリメタル絶縁に用いられる誘電体など、メタライゼーションプロセスに先立って堆積される誘電体フィルムの平坦化が挙げられる。
【０００４】
一般に、ＣＭＰプロセスは、通例は回転しているウエハを保持して、圧力と相対速度とを制御しつつ、移動している研磨パッドに向かって擦りつける工程を含む。ＣＭＰシステムは、通例、回転する環状のテーブルまたは直線状のベルトを実装しており、研磨パッドの表面が、ウエハの片側を研磨するために用いられる。ＣＭＰ動作を円滑にして強化するために、化学溶液（すなわち、スラリ）が用いられる。スラリは、通例、ＣＭＰプロセスによってバフ研磨、研磨、または、その他のプロセスが施されている半導体ウエハの表面だけでなく、動いている研磨パッドの表面にも導入されて、それら表面の全体に分配される。スラリの分配は、一般に、研磨パッドの表面の動きと、半導体ウエハの動きと、半導体ウエハおよび研磨パッド表面の間に生じる摩擦と、の組み合わせによって実現される。
【０００５】
図１は、従来の直線ウエハ研磨装置１００を示す側面図である。直線ウエハ研磨装置１００は、ＣＭＰプロセス中にウエハ１０４を適所に固定して保持する研磨ヘッドすなわちキャリア１０８を備える。研磨ベルトとパッドの複合体１０２（研磨パッド）が、ドラム１１２の周りでループを形成し、一般に、約６００フィート／分までの速さで方向１０６に動くが、この速さは、個々のＣＭＰ動作で異なってよい。研磨パッド１０２が動くと、研磨ヘッド１０８は、（ユーザによって選択されたいずれかの方向に）回転し、ウエハ１０４を研磨パッド１０２の上面（すなわち、処理面）の上に降ろし、必要な研磨圧力を加える。
【０００６】
研磨プロセスの間、ベアリングプラテンマニホールドアセンブリ１１０が、研磨パッド１０２を支持する。プラテンマニホールドアセンブリ１１０は、流体ベアリングや空気ベアリングなど、任意の種類のベアリングを用いてよい。プラテンマニホールドアセンブリ１１０は、プラテン収容プレート１１６によって支持されて適所に保持される。ガス源１１４からのガス圧力が、プラテンマニホールドアセンブリ１１０を通して、独立して制御されるいくつかの出力口から入力されることで、研磨ベルトとパッドの複合体１０２に上向きの力が加えられ、研磨パッド１０２の形状が制御される。
【０００７】
研磨パッド１０２は、ウエハ表面全体にスラリを行き渡らせる。通例、研磨パッド１０２は、縦方向の溝１１８（すなわち、研磨パッド１０２が、回転するドラム１１２の周りで移動する直線方向１０６の研磨パッド１０２の長さに沿った溝）を有する。１つのスラリノズルまたは複数ノズルの供給バー（複数の離れたスラリ供給点を有する）１２０が、研磨パッド１０２の上面にスラリ１２２を供給する。スラリノズル１２０の位置は、研磨パッド１０２の上面の幅にわたって調整可能である。スラリノズル１２０は、通例、ウエハ１０４の中心など、ウエハ１０４に関連する位置に位置決めされる。しかしながら、スラリノズル１２０の位置は、通例、ウエハ１０４の表面からの材料の除去の均一性をいくぶん最適化するように調整される。
【０００８】
図２Ａは、ダマシンおよびデュアルダマシン相互接続メタライゼーション配線の形成で一般的な加工プロセスを施されているウエハ１０４の誘電体層２０２を示す断面図である。誘電体層２０２は、拡散バリア層２０４を有し、拡散バリア層２０４は、誘電体層２０２のエッチングによりパターニングされた表面全体に堆積されている。拡散バリア層は、周知の通り、通例は、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、または、窒化タンタル（ＴａＮ）とタンタル（Ｔａ）との組み合わせである。拡散バリア層２０４が、所望の厚さまで堆積されると、誘電体層２０２内のエッチングされた形状を満たすように、拡散バリア層の上にメタライゼーション層２０６（例えば、銅層）が形成される。対象領域には、必然的に、余分な拡散バリアおよびメタライゼーション層も堆積される。これらの過剰な材料を除去して、所望の相互接続メタライゼーション配線と、関連するビア（図示せず）とを形成するために、ウエハ１０４に対して化学機械平坦化（ＣＭＰ）が実行される。
【０００９】
ＣＭＰ平坦化には２つの基本型がある。第１の型は、形状の平坦化であり、次のプロセスのための平坦な表面を形成するために用いられる。第２のＣＭＰの型は、成形であり、層の後退部分における形状（例えば、金属形状、コンタクト、配線、ビア、エッチングされた領域や形状など）を露出するために平坦な表面を形成する。
【００１０】
ＣＭＰプロセスの正確な終点を決定すること（終点検出）が、ＣＭＰプロセスにおいて非常に重要になる。ＣＭＰプロセスの終了が早すぎると、再作業プロセスを、ウエハに施すことになる。再作業プロセスでは、最初に、所望の目標を満たす（所望の量の材料を完全に除去する）のに必要な追加のＣＭＰの量が決定される。次いで、ウエハは、所望の量の材料を完全に除去するために実際に再作業される必要がある。ＣＭＰプロセスの終了が遅すぎると、材料を除去しすぎて、ウエハをへこましたり丸めたり損傷させたりする可能性があり、その場合、ウエハは、修復や再作業によって回復される。
【００１１】
直接的な終点検出方法は、音波の速度、光の反射率および干渉、インピーダンス／コンダクタンス、特定の化学剤の導入による電気化学ポテンシャルの変化を用いて、ウエハの表面を監視する。米国特許Ｎｏ．５，３９９，２３４および米国特許Ｎｏ．５，２７１，２７４は、音波を用いた金属のための終点検出方法を開示している。これらの特許は、ウエハ／スラリ内を伝播する音波の速度を監視して金属の終点を検出するための方法を記載している。１つの金属層から他の金属層へ移行した時に、音波の速度が変化するため、それを用いて終点が検出される。
【００１２】
さらに、米国特許Ｎｏ．６，１８６，８６５は、研磨パッドの下に配置された流体ベアリングからの流体の圧力を監視するためのセンサを用いた終点検出方法を開示している。センサは、研磨中の流体の圧力の変化を検出するために用いられる。その変化は、１つの材料層から次の材料層へ研磨が移行した時の剪断力の変化に対応する。残念ながら、この方法は、プロセスの変化には強くない。さらに、全体的な終点を検出するため、この方法は、ウエハ表面の特定の点における局所的な終点を検出できない。また、６，１８６，８６５特許の方法は、直線研磨装置に限定され、空気ベアリングを必要とする。
【００１３】
ウエハ表面からの光反射率を用いて終点を検出するための多くの提案がなされている。これらの方法は、２つのカテゴリに分類できる。すなわち、レーザ源を用いて単一波長の反射光信号を監視する方法と、電磁スペクトルの可視域全体を網羅する広帯域光源を用いる方法である。米国特許Ｎｏ．５，４３３，６５１は、単一波長を用いた終点検出方法を開示しており、その方法では、レーザ源からの光信号がウエハ表面に当てられ、終点検出のために反射信号が監視される。１つの金属から他の金属に研磨が移行する時の反射率の変化を用いて、その移行が検出される。
【００１４】
広帯域の方法は、通例、電磁スペクトルの複数波長の情報を用いることによって実現される。米国特許Ｎｏ．６，１０６，６６２は、分光計を用いて、光学スペクトルの可視域における反射光の強度スペクトルを取得する技術を開示している。１つの金属から別の金属に研磨が移行する時の反射率の変化に対して良好な感度を有する２つの波長帯域が、スペクトルから選択される。次に、選択された帯域における平均強度の比を算出することによって、検出信号が規定される。その検出信号における有意な変動が、１つの金属から別の金属への移行を示す。
【００１５】
上述の終点検出技術の各々に共通の課題は、誘電体層２０２の上から導電材料（例えば、銅、アルミニウム、他の金属層などのメタライゼーション材料２０６および拡散バリア層２０４）をすべて除去してメタライゼーション配線と形状との間の不必要な電気的な接続を確実に防ぐためには、ある程度の過剰な研磨が必要になることである。例えば、図２Ｂには、銅層２０６および拡散バリア層２０４の余分な部分が除去された様子が示されている。不適切な終点検出または過剰な研磨の副次的な影響は、誘電体層２０２内に残ることが望ましいメタライゼーション層において、ディッシング（凹み）２０８が生じることである。ディッシングの影響は、基本的に、所望の量よりも多くのメタライゼーション材料を除去して、メタライゼーション配線に皿状の形状２０８を残す。ディッシングは、相互接続メタライゼーション配線の性能に負の影響を与えることが知られており、ディッシングが多すぎると、所望の集積回路が、意図された目的を果たせないことがある。
【００１６】
従来技術の終点検出方法は、通例、実際の終点を近似的に予測するだけであって、実際の終点を実際に検出することができない。この近似予測によって、過度のディッシングの生じる可能性が増大する。その結果として、終点検出が控えめに実行するよう設定されることになり、ウエハには、再作業プロセスで定量化および除去を施される必要のあるメタライゼーション層２０６の残留領域および部分が残る。再作業プロセスは、非常にコストの掛かる非効率的なプロセスである。さらに、再作業されたウエハは、規格品ではなく、特別な製品となるため、製造プロセスの品質および信頼性を損なうことになり得る。
【００１７】
図３Ａは、ウエハの再作業を含む典型的なＣＭＰプロセス３００を示すフローチャートである。動作３０２において、ウエハ１０４は、従来の直線ウエハ研磨装置１００（ＣＭＰプロセスツール）内に、ロードチャンバまたはポートなどのＣＭＰプロセスツール１００への搬入口を介して、ロードされる。
【００１８】
動作３０４において、ウエハ１０４は、通例はロボットアームによって、研磨ヘッド１０８内に取り付けられる。動作３０６において、ウエハ１０４は、動作３０８で終点が検出されるまで、上述のように平坦化される。終点は、特定の平坦化持続時間の利用や、研磨パッド１０２の終点検出用の窓を通してのウエハの光学的分析などの多くの従来技術の方法のいずれかによって検出可能である。
【００１９】
終点が検出されると、ウエハ１０４は、動作３１０において研磨ヘッド１０８から取り外される。動作３１２において、ウエハは、ＣＭＰプロセスツール１００から取り出され、動作３１４においてウエハ１０４の検査を実行できる検査ステーションに搬送される。ウエハ１０４を検査する工程は、通例、ウエハ１０４を調べてフィルム残留物の存否を決定することを含む。フィルム残留物が残っている場合には、フィルム残留物の厚さを決定する必要がある。フィルム残留物の厚さが決定されると、動作３２２において、そのウエハ１０４に固有の再作業の要件に対して再作業プロセスが設定される。固有の再作業プロセスは、各ウエハのフィルム残留物の厚さが異なり得ることから、各ウエハ１０４に対して個別に設定される。動作３２４において、ＣＭＰプロセスツールは、ウエハに固有の再作業プロセスを実行するようプログラムされることが可能であり、ウエハ１０４は、動作３０２ないし３２０で上述したように、ＣＭＰプロセスツールによって再作業されることが可能である。所望の材料がすべて除去されると（すなわち、ウエハ１０４の表面に残る残留フィルムがなくなると）、動作３２０において、ＣＭＰプロセスが完了し、ＣＭＰプロセスは終了する。
【００２０】
上述の従来技術のプロセス３００は、ＣＭＰの終点検出を意図したものであるが、平坦化される各ウエハの実際の終点は、ウエハがＣＭＰプロセスツールから取り出されて、動作３１４において検査ステーションで検査され、ウエハ１０４の表面に残留フィルムが残っていないことが判明するまでは、実際には検出されない。ＣＭＰプロセスツールの外で各ウエハの実際の終点を検出することから、所望の平坦化の結果を実現するために、さらなるハンドリング動作や、比較的長時間かつ複雑なＣＭＰプロセス、さらに、場合によっては、ＣＭＰプロセスツールに各ウエハを複数回通す必要が生じることになる。さらに、従来の再作業プロセスの結果、上述のように、規格外の製品が生じる。
【００２１】
以上の点から、ＣＭＰプロセスツール内に組み込まれた状態のウエハの表面上に残るすべての残留金属フィルムを正確に検出してマッピングする必要性がある。
【発明の開示】
【００２２】
概して、本発明は、これらの要求を満たすために、複数工程のプロセスの手順内で金属層を検出およびマッピングするためのシステムおよび方法を提供する。本発明は、プロセス、装置、システム、コンピュータ読み取り可能な媒体、または、デバイスを含む種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。
【００２３】
一実施形態では、ＣＭＰツール内でウエハ上の金属残留物を検出するシステムおよび方法であって、研磨パッドでウエハの表面を研磨して金属層を実質的に除去することと、研磨パッドから離れるようウエハを移動させることと、ウエハの表面から所定の距離に少なくとも１つのセンサを配置することと、ウエハの表面をマッピングしてウエハの表面上に金属残留物が残っているか否かを判定することと、を特徴とする、システムおよび方法が提供される。
【００２４】
ウエハの表面上に金属残留物が残っている場合には、金属残留物の位置および厚さが決定され、ウエハの表面に対して再び研磨パッドを作用させることで、ＣＭＰプロセスツールからウエハを取り出すこと無く、金属残留物が実質的に除去される。
【００２５】
一実施形態では、少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの渦電流センサを含む。
【００２６】
一実施形態では、金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、次のウエハに対する次のＣＭＰプロセスが最適化されてよい。
【００２７】
ウエハの表面に研磨パッドを作用させて、金属残留物を実質的に除去する工程は、金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、ウエハ上の金属残留物の除去を最適化する工程を備えてもよい。
【００２８】
一実施形態において、配置工程は、ウエハキャリア上の少なくとも２つの地点に対して位置決めを行う工程を備えてよい。配置工程は、さらに、径方向の移動および／または直線移動でセンサを移動させる工程を備えてもよい。
【００２９】
一実施形態において、マッピング工程は、ウエハキャリアと少なくとも１つのセンサとの少なくとも一方を移動させる工程を備えてよい。マッピング工程は、さらに、少なくとも１つのセンサを用いてウエハの表面全体を走査する工程と、マッピング信号の振幅に対応する金属残留物の厚さを決定する工程と、を備えてもよい。
【００３０】
所定の距離は、少なくとも１つの距離センサによって決定されてよい。一実施形態では、ウエハとウエハキャリアとの間にパーマロイ層が設けられてよい。パーマロイ層は、表皮深さよりも大きい厚さを有してよい。
【００３１】
一実施形態では、基板を処理するためのシステムであって、処理動作の際に基板を支持できる可動の基板キャリアと、基板の処理面と平行に所定の距離に配置可能であり、基板の処理面上の金属層を検出できる少なくとも１つのセンサと、を備える、システムが提供される。
【００３２】
少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの渦電流センサを含む。別の実施形態では、複数の過電流センサを備えてもよい。
【００３３】
所定の距離を検出するために、距離センサを備えてもよい。
【００３４】
一実施形態では、少なくとも１つのセンサを支持するよう構成されたセンサキャリアを備えてもよい。センサキャリアは、所定の距離を確定するために、基板キャリアに対して少なくとも１つの地点において位置決め可能である。
【００３５】
一実施形態では、基板を処理するためのシステムは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールを含んでもよい。
【００３６】
一実施形態において、基板を処理するためのシステムは、少なくとも１つのプロセスパラメータを制御可能であると共に、少なくとも１つのセンサと通信するシステム制御部を備えてよい。
【００３７】
一実施形態では、化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールであって、ハウジング内に設けられ、ＣＭＰ動作の際にウエハを支持するよう構成された可動のウエハキャリアと、ウエハの平坦化される面と平行に所定の距離に配置可能であるよう設けられ、ウエハの平坦化される面の上の金属残留物を検出可能な少なくとも１つの過電流センサと、ウエハとウエハキャリアとの間に配置されたパーマロイ層と、を備える、化学機械平坦化ツールが提供されている。
【００３８】
一実施形態では、複数工程の基板プロセス内で基板上の金属層を測定するシステムおよび方法であって、金属層の形成や金属層の少なくとも一部の除去など、基板上の金属層を修正することを特徴とする、システムおよび方法が提供されている。少なくとも１つのセンサが、基板の表面から所定の距離に配置される。基板の表面上における金属層の均一性を判定するために、基板の表面がマッピングされる。
【００３９】
本明細書で開示される発明は、外部での検査プロセスのためにプロセスツールから基板すなわちウエハを取り出すことなく、複数工程プロセスの手順内でその一部としてすべての再作業を完了させるという利点を有する。これにより、複数工程プロセスの効率が改善されると共に、各ウエハに必要なハンドリングおよび再作業の時間が低減され、さらに、規格外の特別なプロセスによる製品ではなく、規格の生産プロセスによる製品が生産される。
【００４０】
本発明のその他の態様および利点は、本発明の原理を例示した添付図面と関連付けて行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明は、添付図面と関連付けて行う以下の詳細な説明から容易に理解され、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。
【００４２】
以下では、ＣＭＰの手順の中で金属残留物を検出およびマッピングするためのいくつかの例示的な実施形態を説明する。当業者にとって明らかなように、本発明は、本明細書で説明する具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも実施可能である。
【００４３】
上述のように、従来技術のＣＭＰプロセスは、ウエハの処理が完了してＣＭＰプロセスツールから取り出された後に続く検査プロセスにおいて、ＣＭＰプロセスが所望の量の材料を完全に除去したか否かを実際に判断するだけである。本発明の一実施形態は、ウエハ１０４が研磨ヘッド１０８に固定されたままの状態で、ＣＭＰの手順内で検査サブプロセスを実行できる改良方法および装置である。ＣＭＰの手順内で検査サブプロセスを実行することで、ウエハ１０４を研磨ヘッド１０８に取り付ける回数を一回だけにすることができると共に、ウエハのハンドリングおよび検査のサブプロセス全体を減らすことができる。これにより、ウエハが研磨ヘッドに最初に取り付けられると、所望の材料が除去されなかったウエハに対して再作業を施すことがほとんど無くなる。
【００４４】
図３Ｂは、本発明の一実施形態に従って、複数工程プロセスの手順内で金属層を検出およびマッピングする際に実行される方法３５０の動作を示すフローチャートである。動作３５２では、基板上の金属層が、金属層の形成（例えば、メッキまたは堆積プロセス）や、金属層の少なくとも一部の除去（例えば、エッチングまたは平坦化プロセス）などによって、修正される。
【００４５】
動作３５４では、少なくとも１つのセンサが、基板の表面から所定の距離に配置される。センサは、後に詳述するように、多くの方法の中のどれを用いて配置されてもよい。所定の距離は、後に詳述するように、多くの方法の中のどれを用いて決定されてもよい。
【００４６】
動作３５６では、基板の表面は、基板の表面上における金属層の均一性の判定を行うためにマッピングされる。
【００４７】
動作３５８では、複数工程プロセスが継続され完了する。複数工程プロセスにおける１または複数の工程は、後に詳述するように、基板の表面上の金属層で見つかった不均一性を修正するため、または、修正しないために、必要に応じて、そのプロセス内で変更されてよい。
【００４８】
図４は、本発明の一実施形態に従って、ＣＭＰの手順内で金属残留物を検出およびマッピングする際に実行される方法４００の動作を示すフローチャートである。動作４０２において、ウエハ１０４は、図５Ｂを参照して説明するようなＣＭＰプロセスツール５００内にロードされる。次いで、ウエハ１０４は、研磨ヘッド１０８に取り付けられる。ＣＭＰプロセスツールは、所望のＣＭＰ動作をウエハ１０４に対して実行するために、操作者が要求する通りに、原型すなわち基本となる組のＣＭＰプロセス変数を実行するよう事前にプログラムされる。
【００４９】
動作４０６において、研磨パッド１０２をウエハ１０４の表面に作用させることにより、ウエハ１０４は平坦化される。ウエハ１０４は、従来技術で周知の多くの方法の中のいずれかによって、研磨パッド１０２と接触するよう配置されることが可能である。一実施形態では、研磨ヘッド１０８が、研磨パッド１０２に向かって降ろされる。一実施形態では、研磨ヘッド１０８は、ウエハ取り付け位置とウエハ研磨位置との間で移動可能である。
【００５０】
ウエハ１０４は、動作４０８で終点が検出されるまで、平坦化される。終点は、従来技術で周知の多くのシステムおよび方法のいずれを用いて検出されてもよい。
【００５１】
終点が検出されると、ウエハ１０４は、動作４１０において研磨パッド１０２から離れるように移動される。ウエハ１０４は、ウエハを研磨パッド１０２の上方に持ち上げる方法などの任意の方法で、研磨パッド１０２から離れるよう移動されてよい。あるいは、研磨パッド１０２が、ウエハ１０４から離れるように移動されてもよい。ウエハ１０４は、研磨パッド１０２から離れるよう持ち上げられると共に回転される方法など、持ち上げる動作以外の移動が実行されてもよい。
【００５２】
動作４１２において、１または複数のセンサが、ウエハ１０４の表面を効果的に評価できる位置に配置される。一実施形態では、ウエハは、センサに向かって移動される。あるいは、ウエハに向かってセンサが移動されてもよいし、ウエハ１０４とセンサの両方が移動されてもよい。センサは、１つの渦電流センサや、渦電流センサのアレイなどの複数の渦電流センサ、他の測定センサであってよい。
【００５３】
一実施形態では、（１または複数の）渦電流センサは、動作４１２において、ウエハ１０４の表面の近傍に移動される。研磨ヘッド１０８は、ウエハ１０４の表面に対してセンサを正確に位置決めおよび配置する位置決め装置を備えてもよい。
【００５４】
動作４１４において、センサとウエハ１０４が近接されると、センサは、ウエハ１０４の表面を走査して、ウエハの表面に残存し得るすべてのフィルム残留物の位置および厚さの正確なマップを生成することができる。動作４１４において、ウエハ１０４の表面上にフィルム残留物が検出されなかった場合には、動作４２０において、ＣＭＰプロセスは完了し、この方法の動作は、動作４２２に進む。
【００５５】
動作４２２において、ウエハは、研磨ヘッド１０８から取り外され、次いで、動作４２４において、ＣＭＰプロセスツールから取り出されて、このＣＭＰの方法の動作は終了する。
【００５６】
動作４１４において、ウエハ１０４の表面上にフィルム残留物が検出された場合には、ＣＭＰプロセスは完了せず、この方法の動作は、動作４３０に進む。動作４３０において、検出されたフィルム残留物の位置および厚さの詳細情報を用いて、検出されたフィルム残留物を除去するために必要な正確なＣＭＰプロセス（すなわち、手順内での再作業の要件）が決定される。
【００５７】
動作４３２において、ＣＭＰプロセスツールは、手順内での再作業による修正動作を実行するように「プログラム」すなわち命令される。例えば、図５Ａは、動作４１４で検出されたウエハ１０４の表面上の残留フィルム５１０を示す図である。また、動作４１４では、残留物５１０の厚さは、２００オングストロームであることが検出されている。次に、動作４３０において、時間、圧力、圧力の位置、研磨パッドの速度、終点検出、スラリの流速、および、スラリの種類など、残留物５１０の除去に必要であってウエハ１０２に適用されるＣＭＰプロセス変数が決定される。これらの変数は、動作４３２においてＣＭＰプロセスツールに入力される手順内再作業の要件を構成する。
【００５８】
動作４３４において、ウエハ１０４は、手順内再作業を実行するために、再び研磨パッドと接触するよう配置され、この方法の動作は、上述のように動作４０６からの動作を繰り返す。一実施形態では、手順内再作業の要件は、さらに、新しい終点または別の終点の検出方法および装置を含む。
【００５９】
一実施形態では、元のＣＭＰプロセス変数の設定値は、それらを次のウエハに適用する前にリセットされてよい。一実施形態では、元のＣＭＰプロセス変数の設定値は、手順内再作業の要件に従って、自動的に調整または精密化されてよい。例えば、１枚目のウエハに関して、終点の検出が、５秒早すぎたことが動作４３０で判明した場合、次のウエハについては、例えば５秒または５秒未満だけ、終点の検出を遅らせる。
【００６０】
図４において上述したように、手順内再作業は、各ウエハをハンドリングする回数を減少させるため、ハンドリングによる不具合の生じる可能性を低減する。さらに、必要な再作業を、ＣＭＰプロセスの外部ではなくＣＭＰプロセスの手順内で実行することにより、各ウエハのＣＭＰプロセスを完了させるのに必要な時間全体が減少され、ウエハのスループットが向上する。
【００６１】
図５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、直線ウエハ研磨装置５００を示す側面図である。直線ウエハ研磨装置５００は、センサ５２０を備えることを除いては、図１の直線ウエハ研磨装置１００と同様である。センサ５２０は、基部５１２の周りに角度範囲５３０だけ回転できるアーム５２５に取り付けられている。上述のように、動作４１２において、センサ５２０は、ウエハ１０４の表面に近い位置に回転されることが可能である。
【００６２】
図５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、ウエハ１０４の表面および研磨ヘッド１０８に対して適切な位置にあるセンサ５２０を示す詳細な断面図である。研磨ヘッド１０８は、ウエハ１０４を保持する保持リング５０８を備える。また、１または複数のクッション層すなわち受け板５３４および５３６が備えられている。センサ５２０は、１または複数の位置決めピン５２６および５２７によってウエハ１０４の表面に対して正確に配置されることが可能になっている。あるいは、ウエハ１０４の表面からの所望の距離ｄにセンサ５２０を配置するために、距離センサ５２０Ａを用いることもできる。距離センサ５２０Ａと１または複数の位置決めピン５２６，５２７とは、組み合わせて用いることもできる。一実施形態では、所望の距離ｄは、約３ｍｍから約６ｍｍの間である。
【００６３】
センサ５２０は、研磨ヘッド１０８がウエハ１０４を回転させている際に、ウエハ１０４の表面に対して水平に移動されることが可能であり、それにより、センサは、ウエハ１０４の表面全体を走査することができる。ステッピングモータなどの機械的な位置決め手段を用いて、すべての検出された残留物の正確な位置を記録することができる。
【００６４】
一実施形態では、センサ５２０は、１または複数の渦電流センサを備える。渦電流センサは、電磁場を発生させる。金属残留フィルム５１０などの導電体が電磁場に入ると、電磁場は乱される。渦電流センサ５２０は、残留フィルムの所与の厚さおよび面積が既知のように電磁場を乱すことで、渦電流センサがウエハの表面全体をマッピングできるように、キャリブレーションされることが可能である。
【００６５】
渦電流センサ５２０によって検出された電流信号Ｍは、導電フィルム残留物５１０Ａの厚さと、渦電流センサ５２０および導電フィルム残留物５１０Ａの距離ｄとに比例する。この関係は、以下の式１で表すことができる。
Ｍ＝Ｋ（ｄ）（厚さ）
【００６６】
ここで、Ｋは、定数であり、電磁場が通る媒体（すなわち、周囲の大気、ウエハ１０４のシリコン、研磨ヘッド１０８のステンレス鋼など）の関数である。
【００６７】
図６Ａは、渦電流センサ５２０によって検知された渦電流のグラフである。曲線Ｍは、縦軸に振幅、横軸に位置を示したマッピングの生データである。曲線Ｍのピーク６１０は、ウエハ１０４の表面上の残留フィルムスポットの位置に対応する。その位置は、ウエハ１０４の表面に重ねられたＸ−Ｙグリッド、または、ウエハ１０４の回転角度をα、ウエハ１０４の中心からの半径をｒとしたα−ｒ座標系など、任意の方法で測定可能である。曲線Ｓは、曲線Ｍに広範囲の平滑化を行ったものである。任意の広範囲の平滑化技術が用いられてよい。曲線Ｓは、残留フィルムスポットを全く持たない完成したウエハに基づく可能性のある基線を示し得る。
【００６８】
図６Ｂは、平滑化されたマッピングデータ曲線ＳとマッピングデータＭとの間の差分のグラフである。差分の結果を曲線Δで示す。曲線Δのピークは、ウエハ１０４の表面上の残留フィルムスポットの位置に対応する。曲線Δのピークの振幅は、ウエハ１０４の表面上の残留フィルムスポットの厚さＴに対応する。フィルムスポットの幅Ｗは、曲線Δがゼロ参照を下回る点６１２および６１４として、十分に近似できる。
【００６９】
図６Ｃは、本発明の一実施形態に従って、渦電流センサ５２０とウエハ１０４の表面とを示す詳細図である。渦電流センサ５２０の直径Φが、残留フィルムスポット５１０Ａの幅Ｄよりも大きい場合には、結果としての残留物の厚さは、いくぶん過小評価されることがある。これを補正するため、検出された渦電流信号に、幅Ｄおよび直径Φの補正比を掛けて、残留フィルムスポット５１０Ａの実際の厚さに、より正確に対応する補正信号が生成される。一実施形態では、補正比は、（Ｄ／Φ）2 である。あるいは、補正比は、約（Ｄ／Φ）2 であってよい。
【００７０】
ウエハの表面がマッピングされると、フィルムスポット５２０Ａなどの残留フィルムスポットの位置、幅、厚さを特定するウエハ表面の三次元的表現を構築することができる。
【００７１】
しかしながら、残留フィルムの厚さが次第に小さくなると、それに対応して、曲線Δのピークが、次第に小さくなって、低レベルなバックグラウンドノイズのレベルに近づく。その結果、一部の例では、フィルムが薄くなると、低レベルなバックグラウンドノイズと区別することが困難になる。
【００７２】
一実施形態では、ウエハ１０４と研磨ヘッド１０８との間に、強磁性または常磁性材料の層すなわちプレートが備えられている。一実施形態では、層５３４は、パーマロイなどの強磁性材料または常磁性材料であってよい。層５３４は、ウエハ１０４と研磨ヘッド１０８との間の別個のプレートであってもよいし、研磨ヘッド１０８の表面に形成された層であってもよい。層５３４は、少なくとも表皮深さ以上の厚さを有することが好ましい。一実施形態では、層５３４は、約０．５ｍｍまたはそれ以上の厚さであってよい。強磁性および常磁性材料は、渦電流センサ５２０によって生成された電磁場などの磁場を増幅する物理特性を有する。この結果、強磁性または常磁性の材料がなければ、残留フィルムスポット５１０Ａの層が薄くなるほど、検出される信号のピークが大きくなる。
【００７３】
図７は、本発明の一実施形態に従って、パーマロイ層５３４の増幅効果を示すグラフ７００である。パーマロイは、高い透磁率を有するニッケルと鉄との合金（すなわち、常磁性材料）であり、一般に、電磁遮蔽に用いられる。曲線Ｗは、裏側に材料を配置されていないウエハを渦電流センサによって走査した結果を示す。曲線Ｗ＋ＰＥは、裏側にパーマロイ層５３４が配置された同一のウエハの走査結果を示す。図からわかるように、残留フィルムが薄く（すなわち、２５００オングストローム未満に）なると、ウエハ単体での信号の振幅は非常に小さくなる（すなわち、曲線Ｗ）。曲線Ｗ＋ＰＥは、ウエハの裏側にパーマロイ層５３４が存在する場合に、応答信号の振幅が非常に大きくなることを示している。結果として、パーマロイを用いると、非常に薄い残留フィルムを正確に検出できるようになる。試験によって、応答信号の振幅を、対応する残留フィルムの厚さに対してキャリブレーションすることが可能である。
【００７４】
一実施形態では、システムは、最も厚い残留フィルム５１０Ａを決定し、その厚さを除去するために必要なＣＭＰ研磨時間やその他のパラメータの正確な量を算出する。次いで、ウエハは、決定されたパラメータに従って研磨される。あるいは、残留フィルム５１０の厚さを様々な位置で決定して、異なる位置における異なる量の材料を除去するために、様々なＣＭＰパラメータを設定することもできる。
【００７５】
本発明は、ＣＭＰプロセスでの利用に関して説明されているが、ＣＭＰプロセスでの利用に限定されるものではない。別の実施形態では、本発明は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、メッキプロセス（例えば、アルミニウム、銅、拡散バリアなどの金属メッキ）、パッケージング内に導電体層を設けるプロセス、または、導電体層の非均一性および／または厚さを監視する必要のある他のプロセスなど、任意のプロセスにおける層の厚さおよび／または均一性の測定に利用可能である。
【００７６】
例えば、ＰＶＤプロセスツール内に可動センサが備えられてもよく、その場合、可動センサは、ＰＶＤプロセスチャンバ内に設けられてもよいし、ウエハハンドリングシステムのエンドエフェクタに取り付けるなどしてＰＶＤプロセスツールにおいてウエハのロードおよびハンドリングを行う部分に設けられてもよい。ウエハ上に層が蒸着される際に、センサは、蒸着された層が所望の厚さ（例えば、過剰に蒸着された層の所望の厚さ）であるか否かを判定したり、蒸着された層におけるピンホールや、層内のその他の非均一性や欠陥を特定したりするために、ウエハの表面を走査することができる。所望の層の厚さを満たすため、または、ピンホールや他の不均一性を埋めるために、追加の材料が必要な場合には、ウエハが、外部で層を検査するためにＰＶＤプロセスツールから取り出されることなく、ＰＶＤプロセスツール内に配置されたままになっていることから、即座に、追加の材料をウエハに蒸着することができる。
【００７７】
上述の実施形態を念頭に置いて、本発明は、コンピュータシステムに格納されたデータに関してコンピュータが実行する様々な動作を用いてもよいことを理解されたい。これらの動作は、物理量の物理操作を必要とするものである。通常、必ずしも当てはまるわけではないが、これらの物理量は、格納、転送、合成、比較、および、その他の操作を施すことが可能な電気または磁気の信号の形態を取る。さらに、実行される操作は、生成、特定、決定、または、比較などの用語で呼ばれることが多い。
【００７８】
本発明の一部を形成する本明細書で説明した動作はいずれも、有用な機械動作である。本発明は、さらに、これらの動作を実行するためのデバイスまたは装置に関する。装置は、必要な目的に対して特別に構成されてもよいし、コンピュータ内に格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動または構成される汎用コンピュータであってもよい。特に、本明細書の教示に従って記述されたコンピュータプログラムと共に、様々な汎用マシンを用いてもよいし、必要な動作を実行することに特化された装置を構成して利便性を向上させてもよい。
【００７９】
本発明の一部の態様は、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納されたコンピュータ読み取り可能なコードとして実施されてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータシステムによって読み出し可能なデータを格納できる任意のデータ格納装置である。コンピュータ読み取り可能な媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、および、その他の光学および非光学式のデータ格納装置が挙げられる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードが、分散的に格納および実行されるように、ネットワーク接続された複数のコンピュータシステムに分布されてもよい。
【００８０】
図４の動作によって表される命令は、図の順序で実行される必要はなく、それらの動作によって表される処理すべてが、必ずしも本発明の実施に必要なわけではない。さらに、図４に記載されたプロセスは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、または、ハードディスクドライブなどのコンピュータメモリのいずれか、もしくは、それらを組み合わせたものに格納されたソフトウェアとして実施されてもよい。
【００８１】
本明細書で用いた用語「約」は、＋／−１０％を意味する。例えば、「約２５０」という記述は、２２５と２７５の間の範囲を示す。
【００８２】
理解を深めるために、上述の発明について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更と変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、制限的なものではないとみなされ、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】従来の直線ウエハ研磨装置を示す側面図。
【図２Ａ】ダマシンおよびデュアルダマシン相互接続メタライゼーション配線の形成で一般的な加工プロセスが施されているウエハの誘電体層を示す断面図。
【図２Ｂ】ダマシンおよびデュアルダマシン相互接続メタライゼーション配線の形成で一般的な加工プロセスが施されているウエハの誘電体層を示す断面図。
【図３Ａ】ウエハの再作業を含む典型的なＣＭＰプロセスを示すフローチャート。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に従って、複数工程プロセスの手順内で金属層を検出およびマッピングする際に実行される方法の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態に従って、ＣＭＰの手順内で金属残留物を検出およびマッピングする際に実行される方法の動作を示すフローチャート。
【図５Ａ】図４において検出されたウエハの表面上の残留フィルムを示す図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に従って、直線ウエハ研磨装置を示す側面図。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に従って、ウエハの表面および研磨ヘッドに対して適切な位置にあるセンサを示す詳細な断面図。
【図６Ａ】渦電流センサによって検知された渦電流のグラフ。
【図６Ｂ】平滑化されたマッピングデータＳとマッピングデータＭとの差分を示すグラフ。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に従って、渦電流センサ５２０とウエハ１０４の表面とを示す詳細図。
【図７】本発明の一実施形態に従って、パーマロイ層５３４の増幅効果を示すグラフ７００。
【符号の説明】
【００８４】
１００…直線ウエハ研磨装置
１０２…研磨パッド
１０４…ウエハ
１０８…研磨ヘッド
１１０…プラテンマニホールドアセンブリ
１１２…ドラム
１１４…ガス源
１１６…プラテン収容プレート
１１８…溝
１２０…スラリノズル
１２２…スラリ
２０２…誘電体層
２０４…拡散バリア層
２０６…メタライゼーション層
２０８…ディッシング
５００…ＣＭＰプロセスツール
５０８…保持リング
５１０…残留フィルム
５１２…基部
５２０…センサ
５２０Ａ…距離センサ
５２５…アーム
５２６…位置決めピン
５２７…位置決めピン
５３０…角度範囲
５３４…クッション層
５３６…クッション層
６１０…ピーク
【図１】
2006500768.tif 000003
【図２Ａ】
2006500768.tif 000004
【図２Ｂ】
2006500768.tif 000005
【図３Ａ】
2006500768.tif 000006
【図３Ｂ】
2006500768.tif 000007
【図４】
2006500768.tif 000008
【図５Ａ】
2006500768.tif 000009
【図５Ｂ】
2006500768.tif 000010
【図５Ｃ】
2006500768.tif 000011
【図６Ａ】
2006500768.tif 000012
【図６Ｂ】
2006500768.tif 000013
【図６Ｃ】
2006500768.tif 000014
【図７】
2006500768.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月7日(2005.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰツール内でウエハ上の金属残留物を検出する方法であって、
ウエハの表面に研磨パッドを作用させて、金属層を実質的に除去する工程と、
前記研磨パッドから離れるよう前記ウエハを移動させる工程と、
前記ウエハとウエハキャリアとの間に常磁性層を設ける工程と、
前記ウエハの前記表面から所定の距離に、少なくとも１つのセンサを配置する工程と、
前記ウエハの前記表面をマッピングして、前記ウエハの前記表面上に金属残留物が残っているか否かを判定する工程と、
を備え、
前記ウエハの前記表面上に金属残留物が残っている場合には、
前記金属残留物の位置および厚さを決定する工程と、
前記ウエハの前記表面に前記研磨パッドを作用させて、前記金属残留物を実質的に除去する工程と、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、次のウエハに対する次のＣＭＰプロセスを最適化する工程を備える、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、
前記ウエハの前記表面に前記研磨パッドを作用させて、前記金属残留物を実質的に除去する工程は、
前記金属残留物の位置および厚さの少なくとも一方に応じて、少なくとも１つのＣＭＰツール動作パラメータを変更し、前記ウエハ上の前記金属残留物の前記除去を最適化する工程を備える、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記配置工程は、ウエハキャリア上の少なくとも２つの地点に対して位置決めを行う工程を備える、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記配置工程は、径方向の移動で前記センサを移動させる工程を備える、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記マッピング工程は、
ウエハキャリアと前記少なくとも１つのセンサとのうちの少なくとも一方を移動させる工程を備える、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記マッピング工程は、
前記少なくとも１つのセンサを用いて前記ウエハの前記表面全体を走査する工程と、
マッピング信号の振幅に対応する前記金属残留物の厚さを決定する工程と、
を備える、方法。
【請求項８】
基板を処理するためのシステムであって、
処理動作の際に第１の位置で前記基板を支持可能であり、かつ、前記基板の処理面上の金属層を検出するために第２の位置で前記基板を支持可能である可動の基板キャリアと、
前記基板と前記基板キャリアとの間の常磁性層と、
前記第２の位置において、前記基板の前記処理面と平行に、かつ、前記基板の前記処理面から所定の距離に配置可能であり、前記基板の前記処理面上の前記金属層の位置および厚さを検出可能な少なくとも１つのセンサと、
少なくとも１つのプロセスパラメータを制御可能であると共に、前記少なくとも１つのセンサと通信するシステム制御部と、
を備え、
前記少なくとも１つのセンサによる前記基板の前記表面の前記金属層の位置および厚さの検出に応じて、前記可動の基板キャリアは、前記基板を前記第１の位置に戻すことが可能であると共に、前記システム制御部は、少なくとも１つのプロセスパラメータを変更可能である、システム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの渦電流センサを含む、システム。
【請求項１０】
請求項８に記載のシステムであって、
前記常磁性層は、前記基板と前記基板キャリアとの間に配置されたパーマロイ層を含み、
前記常磁性層は、表皮深さよりも大きい厚さを有する、システム。
【請求項１１】
請求項８に記載のシステムであって、さらに、
前記所定の距離を検出可能な距離センサを備える、システム。
【請求項１２】
請求項８に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、可動であり、前記基板の前記処理面の実質的に全体を走査可能である、システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、径方向の移動と直線移動とで移動可能である、システム。
【請求項１４】
請求項８に記載のシステムであって、さらに、
前記少なくとも１つのセンサを支持するよう構成されたセンサキャリアを備え、
前記センサキャリアは、前記所定の距離を確定するために、前記基板キャリアに対して少なくとも１つの地点において位置決め可能である、システム。
【請求項１５】
請求項８に記載のシステムであって、
化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールを含み、
前記基板は、ウエハを含む、システム。
【請求項１６】
化学機械平坦化（ＣＭＰ）ツールであって、
ハウジング内に設けられ、ＣＭＰ動作の際にウエハを支持するよう構成された可動のウエハキャリアと、
前記ウエハの平坦化される面と平行に、かつ、前記ウエハの前記平坦化される面から所定の距離に配置可能に設けられ、前記ウエハの前記平坦化される面上の金属残留物を検出可能な少なくとも１つの過電流センサと、
前記ウエハと前記ウエハキャリアとの間に配置されたパーマロイ層と、
を備える、化学機械平坦化ツール。
【請求項１７】
複数工程の基板プロセス内で基板上の金属層を測定する方法であって、
前記基板上の金属層を修正する工程であって、前記基板は第１の位置で支持されており、常磁性層が前記基板と基板キャリアとの間に設けられている、前記工程と、
前記基板を第２の位置に移動させる工程と、
前記基板の表面から所定の距離に、少なくとも１つのセンサを配置する工程であって、前記基板は前記第２の位置で支持されている、前記工程と、
前記基板の前記表面をマッピングして、前記基板の前記表面上における前記金属層の均一性を判定する工程と、
前記判定された金属層の均一性に対応して、前記基板の前記表面上の前記金属層をさらに修正する工程と、
を備える、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記基板上の前記金属層を修正する工程は、
前記基板上の前記金属層を形成する工程と、前記基板から前記金属層の少なくとも一部を除去する工程と、のうちの少なくとも一方を備える、方法。
【国際調査報告】
2006500768.tif 000016
2006500768.tif 000017