(57)【要約】      （修正有）【課題】基板が希望の平坦化された厚みプロフィールを得るようにする渦電流計測システム及び方法を提供する。【解決手段】基板１０の基板は半径方向にスキャンし、ウエハ先端が水平位置センサ１０６を過ぎることによって測定位置を検出し、そのときの基板の膜厚を渦電流センサ１０３で測定する。基板に沿った種々の半径で得られた厚み測定値を平均化して、基板の各半径方向ゾーンに対する平均厚み値を決定する。次いでこの平均値を、研磨パラメータの制御に使用する。例えば、特に基板の縁に対する平均厚み値を使用して、ウェハ内非均一性を減少するようにキャリアヘッドにより印加する圧力を制御する。これによって所望の平坦化された厚みプロフィールを持つ基板を得ることができる。【選択図】図１
2009076922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の研磨パラメータで動作して基板を研磨する１つ以上の研磨ステーションを有する研磨装置と、
インライン監視システムであって、
上記研磨ステーションから離れた場所に基板を保持する基板ホルダ、及び
基板の層の厚みに基づいて信号を発生するためのセンサ、
を含み、上記センサ及び基板ホルダは、相対的な運動を受けて、基板の縁付近の３つ以上の角度的に分離された位置に上記センサを位置付け、それら３つ以上の角度的に分離された位置で測定値を発生するように構成されたインライン監視システムと、
上記センサから信号を受け取り、その信号に応答して上記複数の研磨パラメータの少なくとも１つを制御するためのコントローラと、
を備えたシステム。
【請求項２】
上記センサ及び基板ホルダは、相対的な運動を受けて、基板の３つ以上の角度的に分離された半径方向セグメントに沿って上記センサをスキャンするよう構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
上記半径方向セグメントは、基板の周りで均一に角度的に離間される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
上記センサ及び基板ホルダは、相対的な運動を受けて、基板の６から２０個の角度的に分離された半径方向セグメントに沿って上記センサをスキャンするよう構成された、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
上記センサは、固定であり、上記基板ホルダは、ロボットを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
上記監視システムは、基板縁検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
上記監視システムは、上記基板ホルダが上記センサを横切って基板をスキャンするときに基板の第１縁及び基板の第２縁を検出するように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
上記監視システムは、基板を受け取るための開口を含み、上記センサは、該開口の付近に位置付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
上記監視システムは、基板の横方向の場所を追跡するために、上記開口内の固定の所定の場所に離間された複数の水平位置センサを備えた、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
複数の研磨パラメータで動作して基板を研磨する１つ以上の研磨ステーションを有する研磨装置と、
基板を受け取り、１つ以上の場所で基板をスキャニングするためのプローブであって、
各場所に渦電流を誘起し、対応する場所の膜厚みを表す信号を発生するための渦電流センサ、
垂直位置センサと基板との間の垂直方向距離を決定して、基板が上記渦電流センサに接触しないよう保証するための垂直位置センサ、及び
上記プローブに対する基板の横方向位置を追跡するための水平位置センサ、
を含むプローブと、
上記信号を受信し、上記信号に応答して上記複数の研磨パラメータのうちの少なくとも１つを制御するためのコントローラと、
を備えた化学的機械研磨システム。
【請求項１１】
各場所は、角度αだけ離間され、上記システムは、基板を角度αだけ回転するよう動作できるロボットを更に備えた、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
インライン監視システムにおいて基板を横切ってセンサをスキャニングさせて、基板の縁付近の３つ以上の角度的に分離された個別の点にセンサを位置付けるステップと、
上記３つ以上の角度的に分離された個別の点の各々において基板の厚みに関連した測定信号を発生するステップと、
上記測定信号に基づいて研磨装置の研磨パラメータを制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項１３】
基板をスキャニングする上記ステップは、基板の３つ以上の角度的に分離された半径方向セグメントに沿って上記センサを移動することを含み、更に、測定信号を発生する上記ステップは、上記３つ以上の角度的に分離された半径方向セグメントの各々における１つ以上の位置で基板を測定することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
上記半径方向セグメントは、基板の周りで均一に角度的に離間される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上記センサの開口から基板を除去せずに、上記３つ以上の角度的に分離された半径方向セグメント間で基板を回転するステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、化学的機械研磨のための計測に関し、より詳細には、渦電流計測のためのシステム及び方法に関する。
【背景】
【０００２】
集積回路は、典型的に、シリコンウェハ上に導電層、半導体層又は絶縁層を順次に堆積することにより、基板上に形成される。１つの製造ステップは、非平坦表面上にフィラー層を堆積し、非平坦表面が露出するまでフィラー層を平坦化することを含む。例えば、パターン化された絶縁層上に導電性フィラー層を堆積して、絶縁層のトレンチ又は穴を埋めることができる。次いで、絶縁層の持ち上がったパターンが露出するまでフィラー層が研磨される。平坦化の後、絶縁層の持ち上がっ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に導電路を与えるビア、プラグ及びラインを形成する。
【０００３】
材料の層が順次に堆積され除去されるときには、基板の最上面は、その表面にわたって非平面となり、平坦化を必要とする。表面を「平坦化する」ことは、基板の表面から材料を除去して、一般的に均一の、平坦面を形成するプロセスである。平坦化は、集塊材料、結晶格子のダメージ、スクラッチ、及び汚染層又は材料のような望ましからぬ表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去するのに有用である。また、平坦化は、特徴部を埋めて、その後の金属化及び処理レベルのための均一な表面を与えるのに使用された過剰な堆積材料を除去することにより、基板上に特徴部を形成するのにも有用である。更に、平坦化は、一般的に、ホトリソグラフィーに対して基板表面を平坦にするためにも必要である。
【０００４】
化学的機械研磨（ＣＭＰ）は、１つの受け容れられる平坦化方法である。従来、この平坦化方法は、基板をキャリアヘッドに保持して、回転する研磨パッドに対して基板を置くことを含む。キャリアヘッドは、基板に制御可能な荷重をかけ、研磨パッドに対してそれを押し付ける。研磨パッドは、「標準」パッドであるか、又は固定の磨きパッドである。標準パッドは、耐久性のある粗面を有し、一方、固定の磨きパッドは、収容媒体に保持された磨き粒子を有する。磨き粒子を含むことのできる研磨液体が、研磨パッドの表面へ供給される（また、幾つかのプロセスでは、「磨き粉なし」研磨が使用される）。
【０００５】
銅研磨に特に有用なＣＭＰの変形例が、電気化学的機械処理（ＥＣＭＰ）である。ＥＣＭＰプロセスは、従来のＣＭＰプロセスと同様であるが、非常に低い下方及び剪断力で銅膜を研磨するように設計され、それ故、低ｋ／Ｃｕ技術に適している。ＥＣＭＰ技術では、電気化学的な溶解により基板表面から導電性材料が除去されると同時に、典型的に、従来のＣＭＰプロセスに比して減少された機械的磨きで基板が研磨される。電気化学的な溶解は、カソードと基板表面との間にバイアスを印加して、基板表面から周囲の電解液へ導電性材料を除去することにより、遂行される。
【０００６】
ＣＭＰ又はＥＣＭＰにおける１つの問題は、研磨プロセスが完全であるかどうか、即ち基板の層が希望のフラットさ又は厚みに平坦化されたかどうか、又は望ましい量の材料が除去されたとき、或いは基底層が露出したかどうか、を決定することである。導電層又は膜の過剰研磨（除去し過ぎ）は、回路抵抗の増加を招く。他方、導電層の過少研磨（除去が少な過ぎ）は、電気的な短絡を招く。基板層の初期厚み、スラリーの組成、研磨パッド条件、研磨パッドと基板との間の相対的な速度、及び基板の荷重が変化すると、材料除去率に変化を生じさせる。これらの変化は、研磨の終了点に到達するのに必要な時間を変化させる。それ故、単に研磨時間の関数として研磨の終了点を決定することができない。
【０００７】
研磨終了点の変化を補償するのに、２つの技術が使用される。インライン計測システムは、研磨ステーションの外側に配置され、処理の前後に基板上の層の厚みを測定する。層厚みが研磨の前に決定されると仮定すれば、研磨の後に基板上に残される材料の量をより正確に制御するように研磨時間を調整することができる。現場(in-situ)システムは、研磨中に基板を監視して、除去される材料の量を測定するか、又は層が露出したことを指示する基板特性の急激な変化を検出する。
【０００８】
最近の現場での終了点検出技術は、基板上の金属層に渦電流を誘起し、渦電流センサを使用して、金属層が除去されるときに渦電流の変化を監視する。
【概要】
【０００９】
インライン渦電流監視システムは、ウェハ上の導電層のような導電性領域の厚みに関係した信号を発生する。インライン渦電流監視システムは、化学的機械研磨システムを使用してウェハを研磨する前又は後に使用することができる。
【００１０】
一般に、１つの態様において、本発明は、複数の研磨パラメータで動作して基板を研磨する１つ以上の研磨ステーションを有する研磨装置と；インライン監視システムであって、研磨ステーションから離れた場所に基板を保持する基板ホルダ、及び基板の層の厚みに基づいて信号を発生するためのセンサを含み、これらセンサ及び基板ホルダは、相対的な運動を受けて、基板の縁付近の３つ以上の角度的に分離された位置にセンサを位置付け、それら３つ以上の角度的に分離された位置で測定値を発生するように構成されたインライン監視システムと；センサからの信号を受け取り、その信号に応答して複数の研磨パラメータの少なくとも１つを制御するためのコントローラと；に向けられる。
【００１１】
本発明の実施は、次の特徴の１つ以上を含むことができる。基板移送システムは、ウェットロボットを含むことができ、基板ホルダは、ウェットロボットの経路に沿って配置することができる。このシステムは、カセットから基板を受け取るための少なくとも１つのポートを伴うファクトリーインターフェイスモジュールを備えることができ、また、基板ホルダは、ファクトリーインターフェイスモジュールに配置することができる。移送メカニズムは、ファクトリーインターフェイスモジュールとの間で基板を移送するためにファクトリーインターフェイスロボットを含むことができる。渦電流監視システムは、プローブを含むことができる。インターフェイスロボットは、プローブ内で第１方向に基板を位置付け、プローブを横切って、例えば、基板の半径に沿って、基板の表面を移動することができる。インターフェイスロボットは、プローブに対して基板を回転することができる。次いで、基板の表面を、第１方向とは異なる第２方向に沿って、プローブを横切って移動することができる。このシステムは、クリーナーを備えることができ、このクリーナーに基板ホルダを配置することができる。基板ホルダは、研磨装置に配置されてもよい。このシステムは、研磨ステーションから離れた別の位置に基板を保持するための別の基板ホルダを備えることができ、この別の基板ホルダ内で基板付近に別のプローブを位置付けて、基板の導電性領域に渦電流を誘起させ、導電性領域の厚みに関連した別の信号を発生することができ、更に、コントローラは、別のプローブからの別の信号に基づいて化学的機械研磨装置の少なくとも１つの研磨パラメータを制御することができる。コントローラは、基板移送システムが、基板を研磨ステーションに置く前又は後に、基板を基板ホルダに置くようにさせるよう構成できる。
【００１２】
別の態様において、本発明は、研磨装置から研磨された基板を受け取るためのクリーナーを含むシステムと、渦電流監視システムとに向けられる。クリーナーは、基板ホルダを有し、渦電流監視システムは、基板ホルダ内の基板の付近に位置付けて基板の導電性領域に渦電流を誘起させ、導電性領域の厚みに関連した信号を発生することのできるプローブを有する。
【００１３】
別の態様において、本発明は、基板を受け取るためのファクトリーインターフェイスモジュールを含むシステムと、渦電流監視システムとに向けられる。ファクトリーインターフェイスモジュールは、基板ホルダを有し、渦電流監視システムは、基板ホルダ内の基板の付近に位置付けて基板の導電性領域に渦電流を誘起させ、導電性領域の厚みに関連した信号を発生することのできるプローブを有する。
【００１４】
上述した本発明の実施は、次の特徴の１つ以上を含むことができる。このシステムは、研磨装置の少なくとも１つの研磨パラメータをプローブからの信号に基づいて変更するためのコントローラを含むことができる。
【００１５】
別の態様において、本発明は、研磨中に基板を保持するための１つ以上のキャリアヘッド、１つ以上の研磨ステーション、研磨ステーションとは別の基板保持ステーションを有する化学的機械研磨システムと、プローブを有する渦電流監視システムであって、プローブを基板保持ステーション内の基板の付近に位置付けて、基板の導電性領域に渦電流を誘起させ、導電性領域の厚みに関連した信号を発生できるようにした渦電流監視システムとに向けられる。
【００１６】
別の態様において、本発明は、基板を保持するための測定ステーション、渦電流計測システム及びコントローラを含むシステムに向けられる。測定ステーションは、化学的機械研磨装置の研磨パッドから離れた場所に位置付けられる。渦電流計測システムは、測定ステーションにおいて基板の導電性領域の付近に置かれるプローブと、プローブを励起するための駆動ユニットと、導電性領域の厚みに関連した出力信号を発生するためのセンサユニットとを有する。コントローラは、渦電流計測システムからの出力信号に基づいて、１つ以上の研磨終了点基準を調整するように構成される。
【００１７】
上述した本発明の実施は、次の特徴の１つ以上を含むことができる。上記場所は、化学的機械研磨装置、基板移送システム、クリーナー、及びファクトリーインターフェイスモジュールより成るグループから選択することができる。
【００１８】
別の態様において、本発明は、基板が、研磨装置の研磨ステーションから離れて配置された測定ステーションへ基板移送システムで搬送され、渦電流システムのプローブが測定ステーションにおいて基板の付近に位置付けられ、プローブが励起されて、基板の導電性領域に渦電流を誘起し、導電性領域の厚みに関連して渦電流システムで測定信号が発生され、更に、渦電流システムからの信号に基づいて研磨装置の研磨パラメータが制御されるような方法に向けられる。
【００１９】
上述した本発明の実施は、次の特徴の１つ以上を含むことができる。基板を研磨することができる。研磨ステップを搬送ステップの前に行って、研磨パラメータで後続基板の研磨を制御してもよいし、又は研磨ステップを搬送ステップの後に行って、研磨パラメータで基板の研磨を制御してもよい。
【００２０】
別の態様において、本発明は、１つ以上のマシンで前記方法を遂行するように動作させるインストラクションを記憶するマシン読み取り可能な媒体を含む物品に向けられる。
【００２１】
基板は、集積回路製造の種々の段階を経てもよく、例えば、基板は、１つ以上の層を堆積及び／又はパターン化することができる。
【００２２】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を添付図面に示して以下に説明する。本発明の他の特徴及び効果は、以下の説明及び添付図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなろう。
【００２３】
種々の図面において同じ参照記号で同じ要素を示す。
【詳細な説明】
【００２４】
ＥＣＭＰシステムでは、基板とカソードとの間に電気的バイアスを印加することができる。例えば、電気的バイアスは、基板表面と電気的に連通する基板キャリアヘッドのような基板支持装置において導電性接触部により印加することができる。別の実施例として、バイアスは、基板表面と接触する導電性研磨パッドを通して印加することができる。基板表面に電気的バイアスを印加できるＥＣＭＰシステムの実施例は、本出願の譲受人に譲渡された出願中の米国特許出願公告第２００５−０２８２３２２号に見ることができ、その全開示を参考としてここに援用する。
【００２５】
回路基板の研磨は、通常、軸方向に対称的であるが、研磨率に角度的な変化が生じることになる。研磨率の角度的変化は、基板の縁においてより目立ったものとなる。この作用は、基板の縁に沿った基板層厚みの角度的変化を生じさせる。基板層厚みの、この変化又は非均一性は、基板の層の厚みを決定する精度、又は層が基板から均一に除去されるかどうか、に影響することになる。特に、監視システムが基板の縁を通して１つの半径方向セグメントのみで測定する場合には、基板の縁の平均厚みから変化する領域において測定が行われることが考えられる。測定された基板層厚みを使用して、基板に必要な研磨の量を決定するか、又は研磨装置を制御する場合には、この厚み変化で基板の過剰研磨又は過少研磨が生じることになる。
【００２６】
基板は、例えば、以下に述べるように、ウェハ上の導電層のような導電性領域の厚みに関係した信号を発生できるインライン渦電流監視システムによってスキャンすることができる。測定は、複数の角度的に分離された領域、特に、基板の縁付近の、複数の角度的に分離された点において行うことができる。一実施形態において、基板の角度的に分離された半径方向セグメントに沿って複数のスキャンが行われる。
【００２７】
所与の半径方向範囲内の複数の角度的に分離された点の厚み値は、それらを平均化して、基板の各半径方向ゾーンに対する平均厚み値を決定することができる。次いで、この平均値（半径方向範囲内の複数の角度的に分離された点からの測定値を含む）を、プロセス制御に使用することができる。例えば、基板の金属層の厚みを研磨の前に測定する場合には、平均値、特に、基板の縁に対する平均厚み値を使用して、ウェハ内非均一性を減少するようにその基板に対して研磨システム（例えば、キャリアヘッドにより印加される圧力）を制御することができる。基板が研磨後に測定される場合には、平均値、特に、基板の縁に対する平均厚み値を使用して、ウェハごとの非均一性を減少するように後続基板に対して研磨システム（例えば、キャリアヘッドにより加えられる圧力）を制御することができる。
【００２８】
或いは又、基板の角度分析のために厚み値を別々に保持することができる。例えば、基板を研磨後に測定して、層が除去されたかどうか（例えば、基底層が露出したかどうか）決定する場合には、基板の縁の周りで角度的に離間された複数の測定を使用することで、層が完全に除去されたと決定する信頼性を改善することができる。金属層が幾つかの角度領域に残る場合には、システムは、基板が過小研磨であり、更に研磨を必要とすると決定することができる。
【００２９】
図１は、このようなインライン渦電流計測システム４０の実施例を示す。図１に示すように、このシステム４０は、渦電流センサ１０２、垂直位置センサ１０４、及び水平位置センサ１０６を支持するハウジング１００を備えている。この実施例では、水平位置センサ１０６は、複数の光学的位置センサ１０６ａ−ｈを含む。渦電流センサ１０２は、センサヘッド１０３ａ及び１０３ｂを含む。
【００３０】
基板１０は、例えば、ロボット（例えば、図２に示すようなウェットロボット２４）、又は基板処理システムに含まれることのある基板を移動及び／又は操作するよう設計された他の装置により、一般的に水平の位置で計測システム４０に導入して、システム４０へ横方向に移動することができる。動作中に、渦電流センサ１０２は、基板１０がシステム４０へ移動されるときに基板１０を次第にスキャンする。
【００３１】
垂直位置センサ１０４は、垂直距離１０８（即ち、垂直位置センサ１０４の底から基板１０の頂部へと測定された距離）を決定するのに使用できる。この距離１０８（ｚ距離と称されてもよい）が決定されて、ロボットへ供給され、且つロボットにより使用されて、センサヘッド１０３ａ及び１０３ｂに対する基板の一貫した距離を確保するように基板の垂直位置を調整し、及び／又は渦電流センサ１０２へ供給されて、センサヘッド１０３ａ、１０３ｂの各々から基板１０への距離の変動により生じる厚み測定の不正確さを修正する。渦電流の感知は、基板とセンサヘッドとの間の距離に基づくことができる。例えば、距離１０８は、ウェハの振動により変化し得る。垂直位置センサ１０４は、基板１０がプローブ１００に完全に入れられてスキャニングがスタートされる前に距離１０８の測定を遂行してもよい。これは、基板の縁１１０が位置センサ１０６ａにより検出されるときに行うことができる。次いで、基板１０を取り扱うのに使用されるロボットに、基板１０の垂直位置を調整するように指令することができる。
【００３２】
水平位置センサ１０６は、幾つかの実施形態では、システム４０内の固定位置における基板１０の横方向の場所を決定することができる。例えば、水平位置センサ１０６は、システム４０への最初の入口からシステム４０内の終了位置まで基板１０の横方向基板移動を追跡することができる。幾つかの実施形態では、位置センサ１０６ａ−ｈは、システム４０内の所定の固定の場所に配置される。各位置センサは、他の位置センサに対して等しく離間することができる。
【００３３】
渦電流センサ１０２は、基板１０がシステム４０に入るときにそれを感知し、基板１０に沿った個別の点において基板１０の連続的な測定を行う。基板の厚みは、基板１０のスキャンされる半径に沿った個別の測定点において決定することができる。基板１０は、２００ｍｍ直径の円形基板であるか、３００ｍｍ直径の円形基板であるか、又は別の直径を有する基板である。幾つかの実施形態では、基板は、非円形である。
【００３４】
幾つかの実施形態では、位置センサ１０６ａ−ｈは、２５ｍｍ離間することができる。動作中に、位置センサ１０６ａは、基板の縁１１０の存在を検出する。この検出は、基板のスキャンをスタートする指示として使用することができる。また、上述したように、基板の垂直位置は、ここで、調整することができる。次に、対向するセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂ間のギャップを通して基板が移動される。基板の厚みについての渦電流センサの測定は、基板１０が渦電流センサ１０２を通過するときに次々に行われる。更に、基板がスキャンされるときに、各次々の位置センサ１０６ｂ−１０６により基板の縁１１０が検出される。幾つかの実施形態では、基板１０が各位置センサ１０６ａ−ｈ間を進むときに複数の渦電流センサ測定が行われる。渦電流センサ測定は、所定の時間周期中に基板１０に沿って１ｍｍ増分で行われ、各位置センサ１０６ａ−ｈ間の２５ｍｍ距離に及ぶ全部で２５個の渦電流測定値を得ることができる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、この測定プロセスは、基板のスキャニングが停止するまで、即ち基板の半径（例えば、基板の縁から基板の中心まで）が測定されたとき、又は複数の角度的に分離された半径方向セグメントが測定されたとき、又は基板の縁付近の実質的な数の場所が測定されたときまで、続けられる。この例では、基板１０が３００ｍｍの基板であると仮定すれば、システム４０は、３００ｍｍ基板の半径をスキャンして、１５０個の測定点（例えば、１ｍｍごとに測定される）で測定値を得る。図１に示すインライン渦電流計測システム４０を使用できる基板処理システムが図２に示されている。図２を参照すれば、基板処理システム２０は、化学的機械研磨装置２２と、クリーナー２６と、ファクトリーインターフェイスモジュール２８と、インライン渦電流計測システム４０と、基板移送システム３０と、コントローラ３２とを備えている。同様の基板処理システムの説明を、米国特許第６，４１３，１４５号に見ることができ、その全開示を参考としてここにそのまま援用する。
【００３６】
基板１０、例えば、ウェハは、ウェハカセット１２（例えば、全体的にウェハカセット１２と称されるカセット１２ａ−１２ｄ）において基板処理システム２０へ搬送することができる。基板移送システム３０は、カセット（例えば、ウェハカセット１２）から保持ステーション１５０へ又はクリーナー２６の出口からカセットへ戻るように基板を移動するファクトリーインターフェイスロボット１３０と、保持ステーション１５０、研磨装置２２及びクリーナー２６の入口の間で基板を移動するためのウェットロボット２４とを備えている。基板は、ファクトリーインターフェイスモジュール２８によってカセットから抽出されて、研磨装置２２及びクリーナー２６へ搬送される。基板処理システム２０の動作は、分散型制御ソフトウェアを実行する１つ以上のプログラム可能なデジタルコンピュータのようなコントローラ３２によって整合することができる。
【００３７】
インライン渦電流計測システム４０は、ウェットロボット２４付近のような、クリーナー２６及び研磨装置２２付近のエリアに配置できるが、インライン渦電流計測システム４０に適した異なる位置を使用してもよい。ウェットロボット２４は、基板１０をシステム４０へ位置させるように構成することができる。ウェットロボット２４は、真空チャック又はグリッパを有するアームで基板１０を保持することができ、また、水平及び垂直方向に延びたり引っ込んだりすると共に、垂直軸の周りを回転するよう構成することができる。
【００３８】
或いは又、基板１０は、ファクトリーインターフェイスロボット１８によってシステム４０へと横方向に移動することもできる。例えば、システム４０は、ファクトリーインターフェイスモジュール２８に、例えば、一時的蓄積部１５０の一部分として又はインターフェイスモジュール２８に懸架されたシステムとして配置することもできるし、或いはファクトリーインターフェイスモジュール２８に当接するモジュール３０に配置することもできる。このシステムは、他の場所に配置することもできるし、他のロボット又は装置が基板をシステム４０へ移動することもできる。
【００３９】
コントローラ３２は、研磨システム２２及びインライン渦電流監視システム４０を含むシステム２０の他のコンポーネントに接続されたデジタルコンピュータである。コントローラ４８は、基板を保持するロボット、例えば、ウェットロボット２４を制御し、監視システム４０を通して基板１０を移動し、水平位置センサ１０６及び垂直位置センサ１０４により決定されたシステム４０に関する基板の横方向及び垂直方向位置情報を記憶し、監視システム４０から受け取った信号を記憶し、また、それら信号から基板上の異なる点における導電層１２の厚みを決定するようにプログラムされてもよい。一実施形態において、ウェットロボット２４は、基板１０をプローブ１００内の正しい位置へ操作できると共に、基板１０を決定された移動率でプローブ１００へ横方向に移動することができる。
【００４０】
インライン渦電流計測システム４０は、研磨装置２２により基板１０を研磨する前及び／又は後に基板１０上の導電層の厚みを測定するように構成することができる。基板１０は、研磨プロセス中の特定の点においてウェットロボット２４によりシステム４０へ移送されて、基板の更なる研磨が必要であるかどうか決定することができる。
【００４１】
ウェットロボット２４は、ファクトリーインターフェイスロボット１３０と同様のものでよく、ステージ区分１７６と研磨装置２２との間で基板を搬送するときに基板を操作するための広範囲な運動を与えることができる。例えば、ウェットロボット２４は、基板１０を渦電流計測システム４０へ位置させるように構成することができる。ウェットロボット２４は、真空チャック又はグリッパを有するアームで基板１０を保持することができ、また、水平及び垂直方向に延びたり引っ込んだりすると共に、垂直軸の周りを回転するように構成することができる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、ファクトリーインターフェイスユニット、研磨装置、クリーナー及びインライン渦電流計測システムを単一の一体化システムに配設することで、個々の基板の研磨の監視を、処理システムにおいて遂行される処理ステップの標準セットの一部分として遂行することができる。
【００４３】
垂直距離１０８の値は、コントローラ３２へ送信することができ、それに応答して、コントローラ３２は、システム４０における基板の位置を調整して、例えば、基板の振動を修正するように、ウェットロボット２４に指令することができる。上述したように、渦電流センサ１０２は、基板１０がシステム４０に入るときに基板１０を感知し、基板の半径に沿った個別の点で基板１０の一連の測定を行うことができる。コントローラ３２は、これらの測定値を受け取り、各個々の測定点に関連した対応する基板層厚みを決定することができる。例えば、渦電流計測システム４０は、３００ｍｍ基板をスキャンし、基板１０に沿った１ｍｍ増分で信号及びデータをコントローラ３２へ送信することができる。信号及びデータは、例えば、基板の横方向位置情報（例えば、渦電流センサ１０２を２５ｍｍ越える）、渦電流センサ１０２からの渦電流電圧、及び渦電流センサ１０２に対する基板１０の垂直方向高さ（例えば、距離１０８）を含むことができる。渦電流電圧をどのように検出でき、また、それに対応して、渦電流データとしてどのように発生できるかの詳細な説明は、例えば、米国特許第７，１１２，９６０号に見ることができ、該特許の全開示を参考としてここにそのまま援用する。
【００４４】
これらの信号及びデータ点は、基板１０に沿って測定される各点での基板層の厚み測定値を決定するように信号処理アルゴリズムによって処理することができる。以下に詳細に説明する図６は、基板１０の半径に沿った場所に対してプロットされた基板層測定厚みのグラフを例示している。
【００４５】
図３は、渦電流センサに使用できる渦電流センサヘッド３００（例えば、図１に示された渦電流センサ１０２における渦電流センサヘッド１０３ａ、１０３ｂ）を例示する。この渦電流センサヘッド３００は、ポットコア３０２及びコイル３０４を含むことができる。幾つかの実施形態では、コア３０２は、分割フェライトポットコアである。例えば、一実施形態では、コア３０２は、直径が約９ｍｍで、高さが約４ｍｍである。他の実施形態では、コアは、他の構成及びサイズを有することができる。例えば、幾つかの実施形態では、コイル３０４は、２６−３２ゲージワイヤを含むことができ、約１０−３０巻回を有する。他の実施形態では、異なるワイヤサイズ及びコイル構成を使用することができる。
【００４６】
センサコイル３０４は、ＡＣ電流により駆動されると、基板の導電層の表面に渦電流を誘起する振動磁界を発生することができる。発生される渦電流は、ＡＣ電流により生成されるＢ磁界の強度と、導電層の厚み及び抵抗率に関係した導電層のインピーダンスとに依存する。それ故、層の厚みは、既知の抵抗率と、センサコイルにより検出される渦電流とに基づいて決定することができる。
【００４７】
幾つかの実施形態では、他の形式の渦電流センサヘッドを使用することもできる。例えば、センサヘッドが２つのコイルを含み、一次コイルがＡＣ電流によって駆動されて振動磁界を発生し、更に、二次ピックアップコイルがテスト物体から応答信号を受信するようにしてもよい。
【００４８】
図４Ａは、図１のインライン渦電流計測システム４０を例示するブロック図４００である。図４Ｂは、図１のインライン渦電流計測システム４０の斜視図４５０である。図４Ａ及び４Ｂを参照すれば、システム４０は、直列回路又は並列回路のいずれかで接続できるセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂを含む渦電流センサ１０２を備えることができる。センサヘッド１０３ａ、１０３ｂは、それらが互いに所定距離だけ離間されて、それらの間にゲート又はギャップを形成するように、各々、ブラケット４５２ａ、４５２ｂに装着することができる。ゲート距離は、測定される基板のサイズに基づいて変えることができる。例えば、半導体製造に使用して半導体ウェハに堆積される層の厚みを測定するための範囲は、約２−６ｍｍである。この範囲は、典型的な半導体処理用途において適当なスポットサイズ、信号強度及び取扱の信頼性を与えることができる。
【００４９】
渦電流センサヘッド１０３ａ、１０３ｂは、これらセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂを駆動するためのＡＣ電流を発生できるセンサボード回路４０２に接続することができる。このセンサボード回路４０２は、基板導電層の厚みを表すセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂからのピックアップ渦電流信号を受信することもできる。電圧形態のピックアップ渦電流信号は、コントローラ４０４へ送信することができ、該コントローラは、以下に述べるように、アナログ／デジタルコンバータを備えていて、ピックアップ信号を処理のためにデジタル信号に変換することができる。
【００５０】
センサコイル（例えば、コイル３０４）を駆動するのに使用されるＡＣ電流を変化させることができる。ある実施形態では、駆動電流は、約３００ｋＨｚから５ＭＨｚの周波数である。他の実施形態では、異なる電流値も考えられる。
【００５１】
また、渦電流計測システム４０は、位置センサ１０６ａ−ｈのアレイを含むこともでき、これは、渦電流センサヘッド１０３ａ、１０３ｂ間のギャップを通して基板１０が移動されるときにその位置を検出することができる。位置センサ１０６は、コントローラ４０４に接続することができ、これは、厚み測定が行われるときに基板上のサンプリング場所を決定することができる。幾つかの実施形態では、位置センサは、スルービーム型センサのような光学的センサでよい。適当な位置センサは、例えば、日本のＳＵＮＸから商業的に入手できるモデルＥＸ−１１を含むことができる。
【００５２】
ある実施形態では、垂直位置センサ１０４（ｚ位置センサと称することもできる）は、基板１０とセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂとの間の距離を測定して、距離に関係した補償ファクタを決定することができ、この補償ファクタは、渦電流センサ１０２により発生される生のデータに適用して、距離及び振動の作用を補償することができる。適当な垂直位置センサは、例えば、レーザー距離センサを含むことができる。このようなセンサは、例えば、日本のＯＭＲＯＮから商業的に入手できるモデルＸＺ−３０Ｖセンサを含むことができる。
【００５３】
コントローラ４０４は、センサ１０６からの各読みに基づき種々のサンプリング場所における基板導電層の厚みを計算することができる。ある実施形態では、コントローラ４０４は、アナログ／デジタルコンバータ、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントロール）及びＰＣ（パーソナルコンピュータ）を含むことができる。アナログ／デジタルコンバータは、渦電流センサ１０２及び垂直位置センサ１０４からのアナログ信号を、処理のためにデジタル形態に変換することができる。ＰＬＣは、センサ１０６から感知信号を受信でき、データロギング又は収集機能を遂行することができる。ＰＣは、ＰＬＣからデータを受け取り、測定及び補償計算を遂行することができる。ある実施形態では、測定結果を、出力装置４０６（例えば、コンピュータディスプレイ又はプリンタ）に出力することができる。ある実施形態では、コントローラ４０４は、基板処理システム２０におけるウェットロボット２４の移動も制御できるコントローラ３２（図１に示す）へデータを供給してもよいし又はコントローラ３２の一部分であってもよい。ウェットロボット２４は、基板１０をプローブ１００内の正しい位置へ操作することができると共に、決定された移動率で基板１０をプローブ１００へ横方向に移動することができる。
【００５４】
渦電流センサの読みから基板１０の厚みを計算するための種々の方法を使用することができる。例えば、１つのそのような方法は、既知の導電層厚みを有する特定基板から得た渦電流センサの読みの実験データを使用して、センサの読みの校正曲線を作成することができる。次いで、渦電流センサの読みを校正曲線へマップして、測定された導電層の厚みを決定することができる。これは、図９において詳細に説明する。
【００５５】
例えば、図１及び図４Ｂを参照すれば、渦電流計測システム４０を使用して、基板１０上の導電層の厚みを決定することができる。ウェハは、ロボットアーム（例えば、図２のウェットロボット２４）に接続されたエンドエフェクタ３８に位置付けることができる。次いで、ロボットアームを操作して、渦電流センサヘッド１０３ａ、１０３ｂの対により形成されたゲートを通してウェハを移動することができる。ウェハは、渦電流センサヘッド１０３ａ、１０３ｂの対により形成されたゲートを通して移動するときに、位置センサ１０６のアレイを通過し、ウェハの先縁（例えば、基板の縁１１０）によって位置センサを次々にトリップし又は作動することができる。ウェハが第１の位置センサ１０６ａを通過するときに感知ルーチンをトリガーすることができる。感知ルーチンは、渦電流センサ１０２が周期的な厚みの読みを取り上げ（例えば、毎秒１０００個の読みというサンプリングレートで）、位置センサ１０６が、ウェハの縁（例えば、基板の縁１１０）が各々、次々のセンサを通過するときを検出して、ウェハの速度を決定するのを含むことができる。この情報を使用して、コントローラ４０４は、各サンプリング場所において測定される厚み、及びウェハ上の各サンプリング場所の位置を決定することができる。このように、厚みの測定値は、ウェハを横切って延びる所与の線に沿って得ることができる。ウェハを横切る異なる線に沿った測定値は、必要に応じて、ウェハを希望の位置へ回転し、次いで、システム４０を通して移動しながら測定を行うことにより、得ることができる。これは、図５において詳細に説明する。
【００５６】
ある実施形態では、渦電流計測システム４０は、オンザフライで、即ちセンサヘッド１０３ａ、１０３ｂ間のギャップを通してウェハを移動しながら、測定を行うことができる。このとき、ウェハの厚みを迅速に測定できるような高いサンプリングレートを考えることができる。ある実施形態では、直径が約３００ｍｍのウェハを、約２０００個のサンプリング点において約２秒で測定することができる。他の実施形態では、異なるサンプリングレートを使用して、より短い又はより長い測定時間に各々対応するより多くの又はより少ないサンプリング点を得ることができる。
【００５７】
ある実施形態では、２つの渦電流センサヘッド（例えば、センサヘッド１０３ａ、１０３ｂ）を基板１０の両側に使用することにより、センサヘッドに向かう又はセンサヘッドから離れる所与のサンプリング場所の偶発的な移動（センサヘッド間のギャップを通しての基板の移動から生じる）が測定に著しく影響することはない。これは、各サンプリング場所においてより正確な測定を行えるようにする。また、広範囲な位置付け制御メカニズムがもはや必要とされず、より迅速な測定を生じさせる。渦電流センサヘッド間のギャップを通して基板が移動するときにセンサの読みを連続的に行うことができる。
【００５８】
ある実施形態では、ウェハ上の導電層の厚みの迅速且つ正確な測定で、必要に応じて、修正動作を行って、希望の導電層厚みを得ることができる。例えば、導電層の一般的な均一厚みが望まれ、その厚みが充分に均一でないことが測定で指示される場合には、ウェハに、選択的な化学的機械研磨、電気化学的機械研磨、又は他のプロセスを受けさせて、希望の均一厚みを得ることができる。ある実施形態では、例えば、基板１０の測定された層厚みに基づいて研磨装置２２の研磨プロセスを調整するようにコントローラ４０４をプログラムすることもできるし、又はコントローラ４０４がコントローラ３２へデータを供給してこの機能を遂行してもよい。研磨装置２２の研磨プロセスは、例えば、消耗電圧を変更することにより調整されてもよい。他の実施形態では、単一のコントローラを使用して、渦電流計測システム４０及び基板処理システム２０の他の部分に関係した機能を遂行してもよい。
【００５９】
基板ウェハの導電層の厚みは、ウェハを研磨する前に測定することができる。例えば、コントローラ４０４は、導電層の厚みに関連したセンサボード４０２からの信号を受信することができる。コントローラ４０４は、このデータを使用して、研磨装置２２の研磨パラメータ又は研磨終点アルゴリズムを調整することができる。それとは別に又はそれに加えて、基板の導電層の厚みは、基板の研磨後に測定することができる。コントローラ４０４は、この信号を使用して、後続基板に対する研磨パラメータ又は研磨終点アルゴリズムを調整することができる。ある実施形態では、コントローラ４０４は、センサデータをコントローラ３２へ供給し、該コントローラ３２が基板処理システム２０を基板の研磨について制御することができる。
【００６０】
図５は、システム４０によりスキャンすることのできる基板５０２の半径５００を例示する。この実施例では、基板のスキャニングが実行され、図１、４Ａ及び４Ｂを参照して述べたように、基板５０２の半径５００に沿って基板厚みが決定される。基板５０２の半径５００は、角度５０４、αだけ等離間される。或いは又、半径５００は、可変離間することもできる。
【００６１】
動作中に、基板５０２が渦電流センサ（例えば、渦電流センサ１０２）に向けて近付くときに、システム４０により半径５００ａに沿って基板５０２をスキャニングすることで基板のスキャニングが開始して、半径５００ａに関連した基板厚みプロフィールを得る。次いで、基板５０２は、角度５０４ａの値だけ反時計方向に回転される。次いで、基板５０２は、システム４０により半径５００ｂに沿ってスキャンされ、半径５００ｂに沿った基板厚みプロフィールが決定される。基板５０２は、角度５０４ｂの値だけ再び反時計方向に回転される。次いで、基板５０２は、システム４０により半径５００ｃに沿ってスキャンされ、半径５００ｃに沿った基板厚みプロフィールを決定することができる。基板１０は、再び、角度αだけ回転され、別の半径に沿ってスキャンすることができる。ある実施形態では、このプロセスは、基板１０が、例えば、時計方向又は反時計方向に３６０度回転され、且つ全ての半径５００がスキャンされるまで、続けられる。
【００６２】
角度αは、３６０度に対して等分割できるもので、基板５０２の周囲に沿って等しい回転増分を許容する。図５に示す例では、角度αは、２２．５度に等しい。これは、１６個の半径５００のスキャニングを生じる。別の実施形態では、角度αは、２２．５度未満、例えば、２．５度でよい。これは、基板上に１４４個の半径のスキャニングを生じさせる。別の実施形態では、角度αは、２２．５度より大きく、例えば、４５度でよい。次いで、基板は、８つの半径に沿ってスキャニングすることができる。一般に、基板厚みの特徴付けは、スキャニングされる半径の数が多いほど、より正確に表わすことができる。しかしながら、より多くの半径をスキャニングすると、基板厚みの特徴付けプロセスがより長くなる。それ故、角度αの値の決定は、基板厚みの測定精度と基板のスキャニング時間との間で妥協することができる。満足な精度を与えるのに適したスキャンの数は、６ないし１２個の半径でよい。
【００６３】
また、スキャニングは、スキャニング半径のみに限定されず、むしろ、基板を横切る特定の長さ（例えば、直径）をスキャンして、充分な数の測定値を収集することができる。更に、基板がロボットにより回転可能である場合には、スキャニングを弧に沿って遂行し、特に、軸方向の厚み変動が生じ易い基板の縁付近で弧に沿って遂行することができる。
【００６４】
各半径のスキャニングの結果を一緒に収集して平均化し、基板層に対する平均厚みを決定することができる。例えば、１つの半径のスキャニングの結果を平均化して、その半径に沿った基板層の平均厚みを決定することができる。これは、スキャニングされる各半径に対して行うことができる。次いで、各半径に対する平均厚みを収集し平均化して、基板層の平均厚みを決定することができる。別の実施例では、各半径のスキャニングの結果を一緒に収集することができる。全ての半径がスキャニングされると、全ての結果を異なる半径ゾーンに対して一緒に加算し、各ゾーンの測定値を平均化して、そのゾーンに対する基板の平均厚みを決定することができる。
【００６５】
図６は、図１の計測ステーションによって測定された基板の半径に沿った基板層厚みのグラフ６００を例示する。このグラフ６００は、ｙ軸に沿ったオングストロームでの基板層厚み測定値を、ｘ軸６０４に沿ってミリメータ（ｍｍ）で測定した基板の半径上の場所に対してプロットしたもので、特定の半径に対する厚み測定の変動の範囲をエラーバーで示している。半径は、基板の中心から基板の縁に及ぶ。この実施例では、測定される基板は、３００ｍｍ基板であり、それ故、基板の半径は、１５０ｍｍである。
【００６６】
グラフ６００は、先に述べた基板表面上の縁作用を示している。図示されたように、縁の厚みは、一般的に、真の縁を除き、基板の中心の厚みより大きい。更に、図示されたように、基板の真の縁では、厚みの変動が大きい。
【００６７】
従って、ある実施形態では、図５を参照して述べたように、基板表面に沿った異なる半径において基板の複数の測定値を得ることができる。測定される各半径は、グラフ６００に示されたものとは異なる厚み測定値を生じさせる。上述したように、基板表面に沿った種々の半径で得られる厚み測定値は、種々の半径方向ゾーン（特に縁ゾーン）内で一緒に平均化されて、そのゾーン内の基板層厚みの角度変動を考慮した平均値を得、基板層厚みのより正確な測定値を与えることができる。平均厚みを使用することで、研磨を調整し、基板が希望の平坦化された厚みプロフィールを得るよう保証することができる。
【００６８】
図７は、基板の導電層の厚みを監視するための方法７００のフローチャートである。この方法７００は、図１及び２を参照して示した基板処理システム２０の一部分である渦電流計測システム４０において遂行することができる。この方法７００は、渦電流システム４０の付近に基板１０を位置させ、システム４０に基板１０を挿入することにより開始される（７０２）。例えば、基板１０は、ウェットロボット２４により取り扱うことができる。ウェットロボット２４が基板１０を移動するにつれて、基板１０が渦電流センサ１０２を通過するとき基板１０の導電性領域に渦電流が誘起される（７０４）。コントローラ４８は、その測定場所で基板の厚みを決定するのに使用できる信号を受信する（７０６）。
【００６９】
次に、コントローラ４８は、インラインシステム４０から基板位置情報を受け取る（７０８）。基板の縁１１０が検出されないときには（７１０）、スキャニングが続けられる（７０４）。基板の縁１１０が検出された場合には（７１０）、ウェットロボット２４は、システム４０から基板を除去する（７１２）。ウェットロボット２４は、基板１０を角度αだけ回転する（７１４）。角度αは、反時計方向における所定の回転度数である。基板１０が、基板１０の第１半径スキャンから３６０度回転される場合には（７１６）、方法７００が終了となる。基板１０が完全に３６０度回転されなかった場合には（７１６）、方法７００が継続される（７０２）。
【００７０】
方法７００の別の実施形態において、ウェットロボット２４は、ファクトリーインターフェイスロボット１８でもよいし、又は基板処理システム内で基板を把持し、移動し及び／又は回転するのに使用される別の同様の装置でもよい。別の代替え実施形態では、基板１０は、時計方向に回転することができる。
【００７１】
図８は、基板の層上の導電性領域の厚みを監視するための別の方法８００のフローチャートである。本質的に、ステップ８０２−８１０は、方法７００で遂行されたステップ７０２−７１０と同じである。しかしながら、基板の縁が検出されたときにシステム４０から基板１０を除去するのではなく、基板１０は、角度αだけ回転される（８１２）。角度αは、反時計方向における所定の回転度数である。基板１０が、基板１０の第１半径スキャンから３６０度回転される場合には（８１４）、ウェットロボット２４は、システム４０のプローブ１００から基板１０を除去する（８１６）。図７に示す方法とは異なり、基板１０は、多数の測定値が得られるまでプローブ１００に保持される。
【００７２】
図９は、基板厚みに対する渦電流出力のグラフ９００である。ｘ軸９０４に沿ったオングストローム（Ａ）でのウェハ厚みに対して、ミリボルト（ｍＶ）での渦電流出力がｙ軸９０２に示される。この図に示されたデータは、渦電流計測システム４０の校正に使用することができる。
【００７３】
システム４０へ及びシステム４０から基板を移動するのに使用される操作取り扱いメカニズム（例えば、ウェットロボット２４）の移動速度は、基板のスキャニング中には最小振動レベル及び一定速度に対して最適なものとすることができる。
【００７４】
図１を参照して述べたように、システム４０内の基板１０の垂直方向距離１０８を校正することができる。この校正は、渦電流測定出力が最小になるような最適な位置においてプローブ４０内で基板を探索するように遂行することができる。校正中、複数の垂直方向距離位置に対して複数の基板スキャンを遂行して、渦電流センサ１０２の磁気中心を決定すると共に、高さ補償アルゴリズムを校正することができる。
【００７５】
既知の厚みの基板をシステム４０によってスキャンして、グラフ９００に示すように、測定された渦電流電圧を基板の厚みに相関させることができる。校正基板ウェハの厚み範囲を使用して、システム４０の測定の範囲を定義することができる。システム４０の測定範囲及び精度は、１５０００オングストロームより高い基板厚み値に対してグラフ９００に示されたように、渦電流センサの非直線性によって制限されることがある。
【００７６】
システム４０の校正に影響するファクタは、基板ドーピング及び膜抵抗率の変動に関係したものとなり得る。基板ドーピングは、渦電流センサ電圧値に影響することにより基板の厚みの読みにずれを生じさせる。渦電流センサ電圧測定値は、膜導電率に基づいて変化する。非アニールのウェハは、厚み測定の精度を保証するために、測定を行う前に、システム４０において再校正することができる。
【００７７】
渦電流計測システム４０は、測定ステーションの付近に配置することができ、基板は、基板を研磨する前又は後に、測定ステーションにおいて基板ホルダに保持される。図２を参照すれば、インライン渦電流計測システム４０は、ウェットロボット２４のエリアに配置することができる。この場所は、基板が研磨後にスキャンされる場合は好都合である。というのは、それが研磨装置付近に配置され、測定を行う前に経過する時間があまりないからである。渦電流測定を使用して、後続基板を研磨するための１つ以上の処理パラメータを変更する実施形態では、この場所は、研磨装置２２へのより迅速なフィードバックを許容する。また、この場所は、研磨の前に基板をスキャンする場合にも有用である。
【００７８】
インライン渦電流計測システム４０に対して考えられる別の場所は、ファクトリーインターフェイスモジュール２８内である。ファクトリーインターフェイスモジュール２８内に渦電流監視システムを配置するのは、研磨の前に導電層を測定するときに便利なことがある。ファクトリーインターフェイスロボット１３０は、基板を蓄積ステーション５０に入れる前に基板をインライン渦電流計測システム４０に入れることができる。コントローラ３４は、基板データを蓄積ステーション５０におけるその場所に相関させることができる。インライン渦電流計測システム４０に対して考えられる別の位置は、ファクトリーインターフェイスモジュール２８に直接取り付けられるモジュール内である。
【００７９】
インライン渦電流監視システム４０に対して考えられる別の位置は、ファクトリーインターフェイスモジュール２８に配置された蓄積ステーション５０内である。システム４０は、図３を参照すれば、スロット５６の上に配置することができる。ファクトリーインターフェイスロボット１８は、基板をスロット５６に入れる前に、基板をインライン渦電流計測システム４０に入れることができる。コントローラ３４は、基板データを蓄積ステーション５０内のその場所に相関させることができる。
【００８０】
インライン渦電流計測システム４０に対して考えられる別の場所は、クリーナー２６における入口蓄積ステーション８０及び出口蓄積跡ステーション８２を含むことができる。渦電流計測システム４０は、研磨装置２２の移送ステーション２７の付近に配置されてもよいし、又は研磨装置２２の別の場所に配置されてもよく、そこで、研磨中ではなく基板を研磨する前及び／又は後に導電性領域の厚みを測定することができる。
【００８１】
ある実施形態では、第２の渦電流計測システム４０がシステム２０内の第２の場所に含まれてもよい。例えば、システム４０は、保持ステーション３２に配置され、研磨の後に基板上の１つ以上の導電性領域の厚みを測定するように使用できる。付加的な渦電流計測システムがファクトリーインターフェイスモジュール２８に配置されて、研磨の前に基板上の１つ以上の導電性領域の厚みを測定するように使用されてもよい。２つの測定値を比較することができる。システム４０及び付加的なシステムは、図４を参照して示すように、コントローラ４８、及び／又は駆動システム６０の一部又は全部のような幾つかの要素を共有することができる。
【００８２】
インライン渦電流計測システム４０は、多数の潜在的な効果を有する。システム４０は、不透明な金属層に適した非接触の測定技術を提供する。プローブ１００内で基板を移動するのに使用される操作取り扱いメカニズムは、現場での監視プロセスの場合より渦電流センサ１０２を横切ってゆっくりと基板を移動することができる。従って、センサ１０２は、高い空間的解像度が可能である。例えば、１ミリメートル当たり１つのデータポイントというスキャニング解像度が可能である。実際に、情報は、標準的な４ポイントプローブ（４ＰＰ）基板導電層測定システムに匹敵する。それでも、システム４０のプローブ１００内で基板を移動するのに使用される操作取り扱いメカニズムは、研磨装置のスループットに影響が及ばないようにセンサ１０２の下で基板を充分に迅速に移動することができる。例えば、ウェットロボット２４は、センサ１０３ａ、１０３ｂ間のセンサ１０２ゲートの下で基板を１秒以内に１００ｍｍ（２００ｍｍ基板の半径）移動することができる。スキャンされる半径の数は、基板のスキャニングプロセスの期間を決定する。
【００８３】
このシステムは、簡単で、頑丈で且つ低廉である。このシステムは、研磨システムの既存の部分に位置させることができ、従って、研磨システムのレイアウトの変更や設置面積の増加を必要としない。収集された厚みデータを使用して、測定される基板の研磨プロセス、又は１つ以上の後続基板の研磨プロセスを調整することができる。
【００８４】
以上、多数の実施形態を説明した。それでも、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変更がなされ得ることを理解されたい。従って、他の実施形態も特許請求の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】インライン渦電流計測システムを例示する図である。
【図２】図１に示すインライン渦電流計測システムを含む化学的機械研磨及びクリーニングシステムを例示する図である。
【図３】渦電流センサを使用できる渦電流センサヘッドを例示する図である。
【図４Ａ】図１のインライン渦電流計測システムを例示するブロック図である。
【図４Ｂ】図１のインライン渦電流計測システムを例示する斜視図である。
【図５】基板上の半径を例示する図である。
【図６】基板の半径に沿った基板厚みを例示するグラフである。
【図７】基板の層上の導電性領域の厚みを監視するための例示的フローチャートである。
【図８】基板の層上の導電性領域の厚みを監視する別の方法を例示するフローチャートである。
【図９】基板の厚みに対する渦電流出力を例示するグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１０…基板、１２…導電層、２０…基板処理システム、２２…化学的機械研磨装置、２４…ウェットロボット、２６…クリーナー、２８…ファクトリーインターフェイスモジュール、３０…基板移送システム、３２…コントローラ、４０…インライン渦電流計測システム、５０…蓄積ステーション、５６…スロット、１００…ハウジング、１０２…渦電流センサ、１０３ａ、１０３ｂ…センサヘッド、１０４…垂直位置センサ、１０６…水平位置センサ、１０８…垂直方向距離、１１０…基板の縁、１３０…ファクトリーインターフェイスロボット、１５０…保持ステーション、３００…渦電流センサヘッド、３０２…ポットコア、３０４…コイル、４０２…センサボード回路、４０４…コントローラ、５００…半径、５０２…基板
【図１】
2009076922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
2009076922.tif 000009
【図７】
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【図８】
2009076922.tif 000011
【図９】
2009076922.tif 000012
【外国語明細書】
2009076922000001.pdf