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KR20030096430A - Apparatus for monitoring thickness change in a film on substrate - Google Patents

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KR20030096430A
KR20030096430A KR1020007015090A KR20007015090A KR20030096430A KR 20030096430 A KR20030096430 A KR 20030096430A KR 1020007015090 A KR1020007015090 A KR 1020007015090A KR 20007015090 A KR20007015090 A KR 20007015090A KR 20030096430 A KR20030096430 A KR 20030096430A
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KR
South Korea
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iii
substrate
optical signal
fiber optic
leg
Prior art date
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Abandoned
Application number
KR1020007015090A
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Korean (ko)
Inventor
월리스 티이. 와이. 탕
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드
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    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0683Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating measurement during deposition or removal of the layer

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

회전하는 동안에 두께 및 기타의 변화를 일으키는 박막을 검사하고 측정하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 하나의 광신호가 검사되는 영역으로부터 회전축을 통하여 진행하여, 검사되는 회전 영역으로부터 분리된다. 상기 신호는 그 후 편평화 공정의 종결점을 결정하기 위하여 분석될 수 있다. 본 발명은, 반도체 또는 여러 가지 광학 장치의 제조에 있어서의 CMP 평탄화 공정의 실시간 종결점 제어를 위한, 간섭 및 스펙트럼 광학 측정 방법을 이용한다.Methods and apparatus are disclosed for inspecting and measuring thin films that cause thickness and other variations during rotation. One optical signal travels through the axis of rotation from the area under inspection and is separated from the area of rotation under inspection. The signal can then be analyzed to determine the end point of the flattening process. The present invention utilizes an interference and spectral optical measurement method for real-time endpoint control of a CMP planarization process in the manufacture of semiconductors or various optical devices.

Description

박막 검사 장치{Apparatus for monitoring thickness change in a film on substrate}Apparatus for monitoring thickness change in a film on substrate}

본 발명은 회전 하는 표면을 광학적으로 검사하고 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전을 함과 동시에 치수에 변화를 일으키는 박막의 실시간(real-time) 검사를 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for optically inspecting and measuring a rotating surface, and more particularly, to an apparatus for real-time inspection of a thin film that rotates and causes a change in dimensions.

극소 전자 장치(microelectronic device)의 크기가 계속하여 작아짐에 따라, 패턴 작업의 문제점들로 인하여 집적 회로 및 반도체 장치의 제조는 곤란하여 진다. 반도체 장치의 제조를 위해서는 흔히 극도로 편평한 표면과 정밀한 두께를 갖는 박막이 필요하다. 반도체 장치에서 평탄성 및 두께의 제어가 요구되는 표면은 반도체 물질의 표면 위에 유전 물질(예:SiO2)로 이루어진 영역이나 층(layer) 및 기타 장치 패턴 층을 구비한다. 상기 절연성의 유전층 및 기타 장치 층의 표면 형상이 불규칙하고 거친 경우에는 뎃쓰 어브 포커스 버짓(depth of focus budget, 이하, DOF) 제조 시에 문제가 발생하므로, 상기 층은 극도로 평탄할 필요가 있다. 표면이 불규칙할 경우 광학 시스템과 웨이퍼의 사이의 특정 거리에서 표면의 일부의 초점이 맞지 않게 되므로, 패턴 형성에 있어 오류가 발생할 수 있다. 또한, 두께의 변화는 상기 층 및 인접한 장치의 패턴의 전기적 성질, 특히 전자 장치 각각의 층 사이에 있는 연결부가 갖는 전기적 성질에 영향을 줄 수 있으므로, 층의 두께는 정밀하게 제어될 필요가 있다.As microelectronic devices continue to shrink in size, manufacturing of integrated circuits and semiconductor devices has become difficult due to the problems of patterning. For the fabrication of semiconductor devices, thin films with extremely flat surfaces and precise thicknesses are often required. Surfaces requiring control of flatness and thickness in semiconductor devices include regions or layers of dielectric material (eg, SiO 2) and other device pattern layers on the surface of the semiconductor material. If the surface shape of the insulating dielectric layer and other device layers is irregular and rough, problems arise in manufacturing the depth of focus budget (hereinafter, referred to as DOF), so the layer needs to be extremely flat. If the surface is irregular, a portion of the surface may be out of focus at a certain distance between the optical system and the wafer, which can lead to errors in pattern formation. In addition, since the change in thickness can affect the electrical properties of the pattern of the layer and the adjacent device, in particular the electrical property of the connection between each layer of the electronic device, the thickness of the layer needs to be precisely controlled.

층 두께의 정밀한 제어는, 또한 반도체의 제조에 있어서 중요하다. VLSI 기술에 있어서, 일반적으로, 다층 장치(multi-layer device)의 몇몇 층들은 서로 전기적으로 연결된다. 상기 층들은 또한 일반적으로 SiO2와 같은 절연물질의 박층(thin layer)에 의하여 다양한 레벨(level)로부터 절연된다. 장치의 층들을 서로 연결하기 위하여, 흔히 상기 층들 사이에서 전기적 접근수단(access)을 제공하는 접촉 구멍이 절연 층에 흔히 형성된다. 절연층이 지나치게 두꺼우면, 상기 층들이 서로 연결되지 않게 되며, 상기 층이 지나치게 얇으면, 접촉 구멍의 형성 과정에서 장치의 저부층이 손상을 입을 수 있다.Precise control of the layer thickness is also important in the manufacture of semiconductors. In VLSI technology, generally, several layers of a multi-layer device are electrically connected to each other. The layers are also insulated from various levels in general by a thin layer of insulating material such as SiO 2. In order to connect the layers of the device with one another, contact holes are often formed in the insulating layer which provide electrical access between the layers. If the insulating layer is too thick, the layers are not connected to each other, and if the layer is too thin, the bottom layer of the device may be damaged during the formation of contact holes.

스핀 온 글래스(spin-on-glass)와 에치 백(etch back)과 같은 여타(餘他)의 평탄화 방법의 부적당성으로 인하여, 화학적 및/또는 기계적 폴리싱(Chemical/Mechanical Polishing, 이하, CMP) 평탄화 기계 및 기타의 래핑(lapping) 기계가 반도체 장치의 제조용의 평탄한 표면을 제공하기 위하여 개발되어 사용되고 있다. 일반적으로, CMP는 회전 테이블에 부착된 폴리싱 패드(polishing pad)를 사용함으로써 웨이퍼를 평탄하게 만드는 기술이다. 웨이퍼는 스핀들 위에서 회전하는 폴리싱 패드의 위에서 척(chuck)에 의하여 고정된다. 웨이퍼는 폴리싱 패드에 대항하여 아래 방향으로 압력이 가해진다. 회전하는 패드의 보풀(nap)이 막층(film layer)의 뾰족한 부분들(bits)을 제거하며, 따라서 표면이 평탄하게 된다.Due to the inadequacies of other planarization methods such as spin-on-glass and etch back, chemical and / or mechanical polishing (CMP) planarization Machines and other lapping machines have been developed and used to provide flat surfaces for the manufacture of semiconductor devices. In general, CMP is a technique for flattening a wafer by using a polishing pad attached to a rotating table. The wafer is held by a chuck on a polishing pad that rotates on the spindle. The wafer is pressed downward against the polishing pad. The nap of the rotating pad removes the sharp bits of the film layer, thus making the surface flat.

슬러리(slurry)라 불리는 pH조절 유체와 콜로이드 실리카 입자의 용액은, 폴리싱 영역으로부터 물질을 제거하고 웨이퍼 표면의 평탄화를 향상시키기 위하여 패드와 웨이퍼의 사이에서 유동한다.A solution of pH adjusting fluid, called a slurry and colloidal silica particles, flows between the pad and the wafer to remove material from the polishing area and to improve planarization of the wafer surface.

CMP 및 래핑 기계의 종결점(endpoint)을 결정하는 일반적인 방법은 표준 웨이퍼를 평탄화하는 데 필요한 시간을 측정하여, 나머지 웨이퍼에 대하여 유사한 시간 동안 공정을 가하는 것이다. 실제적으로는, 폴리싱 상태와 폴리싱 패드는 시간의 경과에 따라 변화함에 따라, 정확한 막 분리율(rate of film removal)을 결정하기가 매우 어려우므로, 이러한 공정은 매우 비효율적이다. 그 결과, 흔히 평탄화 후에 웨이퍼를 개별적으로 검사하는 것이 필요하며, 이러한 검사는 시간과 비용이 많이 소모된다. 이와 같이, CMP 공정은 실시간 측정 및 제어 시스템의 도입에 의하여 중대하게 개선될 수 있다. CMP 공정을 검사 및 제어하는 직접 또는 간접적인 방법이 여러 기술에 의하여 제시되어 왔다. 이러한 방법 중의 하나는 커패시턴스의 측정에 기초를 두고 있다(미합중국 특허 제 5,081,421호). 이 방법의 배경이 되는 이론은 웨이퍼의 표면이 평탄화 됨에 따라 웨이퍼의 전기적 커패시턴스가 변화한다는 것이다. 이러한 방법이 안고 있는 중대한 단점 두 가지는 제한된 정밀도와 패턴 의존성이다. 그 정밀도는 또한 전체 시스템(entire system)의 커패시턴스에 영향을 줄 수 있는 저부층의 패턴에 의하여 손상될 수 있다.A common way to determine the endpoints of CMP and lapping machines is to measure the time needed to planarize a standard wafer and apply the process for a similar time to the remaining wafers. In practice, this process is very inefficient because the polishing state and the polishing pad change over time, making it very difficult to determine the exact rate of film removal. As a result, it is often necessary to inspect the wafers individually after planarization, which is time consuming and expensive. As such, the CMP process can be greatly improved by the introduction of real-time measurement and control systems. Direct or indirect methods of inspecting and controlling CMP processes have been suggested by various techniques. One such method is based on the measurement of capacitance (US Pat. No. 5,081,421). The theory behind this method is that the electrical capacitance of the wafer changes as the surface of the wafer is planarized. Two major drawbacks of this approach are limited precision and pattern dependencies. Its precision can also be compromised by the bottom layer pattern, which can affect the capacitance of the entire system.

폴리싱 패드에서 돌출하는 웨이퍼의 일부의 폴리싱된 면(전방면) 위에서 간섭계 판독(interferometric reading)을 위하여 레이저 광선을 이용하는 직접적인 방법이 제안되었다(미합중국 특허 제 5,081,796호). 이 시스템의 단점은, 웨이퍼의 일부가 폴리싱 패드의 가장자리부에서 돌출해야만 하므로 폴리싱에 있어서의 균일성 문제를 야기하며, 회전하고 있는 웨이퍼의 검사 지점(monitored spot)은 웨이퍼 돌출부 아래에 있는 장치와 높이가 또한 같게 조절되어야 하므로, 종래의 CMP 폴리싱 패드에 실제적으로 변형을 요구한다는 점이다.A direct method of using laser beams for interferometric reading has been proposed on the polished side (front side) of a portion of the wafer protruding from the polishing pad (US Pat. No. 5,081,796). The disadvantage of this system is that some of the wafers must protrude from the edges of the polishing pad, causing uniformity problems in polishing, and the monitored spots of the rotating wafer are flush with the device under the wafer protrusions. Also needs to be adjusted equally, which actually requires deformation in conventional CMP polishing pads.

웨이퍼와 폴리싱 표면 사이의 마찰 변화를 감지하는 간접적인 CMP 검사 방법이 개발되어 있다(미합중국 특허 제 5,036,015호). 상기 마찰 변화는, 예를 들면, 웨이퍼의 산화물 코팅이 제거되고 더 경한 재료(harder material)가 폴리싱 패드와 접촉할 때 발생한다. 이 방법에서는 패드의 상태가 변화함에 따라 정밀도가 달라진다. 또한, 다른 재료에 의하여 발생하는 마찰을 감지해야 하는 필요가 있기 때문에 이 방법은 이용상의 제한이 가해질 수 있다.An indirect CMP inspection method has been developed that detects a change in friction between the wafer and the polishing surface (US Pat. No. 5,036,015). The friction change occurs, for example, when the oxide coating of the wafer is removed and a harder material contacts the polishing pad. In this method, the precision changes as the state of the pad changes. In addition, this method may be subject to limitations of use because there is a need to detect friction generated by other materials.

폴리싱하는 동안에 슬러리의 전도성을 이용하는, 또 다른 간접적인 CMP 검사 방법이 개발되어 있다(미합중국 특허 제 4,793,895). 금속층이 CMP 공정 중에 노출되면, 웨이퍼의 표면 위에 노출되는 금속으로 인하여 슬러리와 웨이퍼의 전기저항이 변한다. 이 방법의 명백한 단점은 검사를 위하여 검사표면이 노출될 필요가 있다는 것이다. 이 것은 대부분의 폴리싱 환경에 있어서 불가능하다.Another indirect CMP inspection method has been developed which utilizes the conductivity of the slurry during polishing (US Pat. No. 4,793,895). When the metal layer is exposed during the CMP process, the electrical resistance of the slurry and the wafer changes due to the metal exposed on the surface of the wafer. An obvious disadvantage of this method is that the test surface needs to be exposed for the test. This is not possible in most polishing environments.

평탄화 도중에 패드로부터 떨어지는 폐기 슬러리(waste slurry)를 이용하는,또 다른 간접적인 CMP 검사 방법이 개발되어 있다(미합중국 특허 제 4,879,258호).Another indirect CMP test method has been developed, using waste slurry falling from the pad during planarization (US Pat. No. 4,879,258).

어떤 재료는 유전층에 묻혀 있으며, 평탄화되고 폴리싱 패드로부터 이탈할 때 검사된다. 이 방법의 명백한 단점은 평탄화와 슬러리가 패드의 가장자리부에 도달하는 시간 사이에 존재하는 시간지연(약 30초로 추정됨), 낮은 감지도(sensitivity), 선행 웨이퍼로부터의 재료에 의한 신호 노이즈를 포함한다는 점이다. 이 방법은 실효성이 있는 실시간 방법은 아니다.Some materials are embedded in the dielectric layer and inspected as they are planarized and released from the polishing pad. Obvious disadvantages of this method include the time delay (estimated approximately 30 seconds) between planarization and the time the slurry reaches the edge of the pad, low sensitivity, and signal noise from the material from the preceding wafer. Is that. This method is not a valid real time method.

상기 및 기타의 종결점 검출 방법들은 실시간 방식에 의하여 CMP 공정의 효율적이며 정확한 제어를 제공할 수 없다. 상기의 방법들은 종결점 검출의 정밀도를 손상하고/손상하거나 CMP 공정에 있어서 중대한 변형을 요구한다.These and other endpoint detection methods cannot provide efficient and accurate control of the CMP process in a real time manner. The above methods compromise the precision of endpoint detection and / or require significant modifications in the CMP process.

본 발명의 목적은, 두께에 변화가 있는 기판 위의 막 영역을 검사하는 것을 가능하게 함으로써 상기 언급된 문제점들을 피하여, 실시간 방식에 의한 종결점 검사를 가능하게 하는 것이다. 더욱이, 검사 영역이 충분히 작으면, 웨이퍼 상의 한 지점(spot)이 종결점을 결정하는 목적에 부합될 수 있다. 상기 제공된 종결점 지점은 층의 형상, 패턴, 및 복수 막층(multiple film layer)과 관련된 신호상의 문제점들을 제거할 수 있다.It is an object of the present invention to enable end point inspection by a real time method, avoiding the above-mentioned problems by making it possible to inspect the film area on the substrate having a change in thickness. Moreover, if the inspection area is small enough, a spot on the wafer may serve the purpose of determining the end point. The provided endpoints can eliminate signal problems associated with the shape, pattern, and multiple film layers of the layer.

제 1도는 반도체 재료의 기판 위에 장치 패턴을 가지며, 상기 패턴 및 기판 위에 두껍고, 평탄화가 되지 않은 유전층을 갖는, 대표적인 반도체 장치를 도시하는 측면도이다.FIG. 1 is a side view illustrating a representative semiconductor device having a device pattern on a substrate of semiconductor material and having a thick, unplanarized dielectric layer over the pattern and substrate.

제 2도는 유전층이 CMP 평탄화 공정을 마친 후의 제 1도의 반도체 장치를 도시한다.2 shows the semiconductor device of FIG. 1 after the dielectric layer has finished the CMP planarization process.

제 3도는 광섬유 케이블이 끼워 넣어지는 회전하는 커플러(이하, 회전 커플러)를 도시하는 측면도이다.3 is a side view showing a rotating coupler (hereinafter referred to as a rotating coupler) into which an optical fiber cable is fitted.

제 4도는 CMP 조립체와 일체화된 본 발명에 따른 광섬유의 실시예를 도시하는 측면도이다.4 is a side view showing an embodiment of an optical fiber according to the present invention integrated with a CMP assembly.

제 5도는 웨이퍼 방향으로 광선을 전송하는 광원(light source)을 이용하는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시하며,5 shows another embodiment according to the present invention using a light source for transmitting light in the direction of the wafer,

상기 광선은 웨이퍼의 표면에서 반사되며, 상기 반사된 광신호를 전기신호로 변환시키는 광 검출기에 의하여 검사된다. 상기 전기 신호는 전기 슬립링(slip ring)을 통과한 후에 분석기에 중계된다.The light rays are reflected at the surface of the wafer and inspected by a photo detector which converts the reflected optical signal into an electrical signal. The electrical signal is relayed to the analyzer after passing through an electrical slip ring.

제 6도는 제 4도의 웨이퍼 고정척을 도시하며, 구멍이 위치하는 웨이퍼의 후방에 가해지는 압력의 손실을 보상하기 위하여 웨이퍼 위의 공동(cavity) 내로 공기가 펌핑된다.FIG. 6 shows the wafer fixation chuck of FIG. 4, in which air is pumped into the cavity on the wafer to compensate for the loss of pressure exerted on the back of the wafer where the hole is located.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 유전층2 : 장치 패턴1: dielectric layer 2: device pattern

3 : 기판4, 6 : 광섬유 케이블3: board 4, 6: fiber optic cable

5 : 회전 커플러10 : 테이블 베이스5: rotary coupler 10: table base

11 : 웨이퍼15 : 슬립링11 wafer 15 slip ring

따라서, 본 발명은 광 조사(illumination) 및 박막층 상의 치수의 변화가 있는 부분의 검사를 하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 광원으로부터 조사된 광선은, 바람직하게는 기판의 후방을 통하여, 층 위의 검사 영역으로 전송되어, 분석기에 다시 중계되며, 상기 분석기는 간섭의 변화, 스펙트럼 변화, 및/또는 흡수 변화를 기초로 하여 기판의 두께 변화를 계산한다.Accordingly, the present invention provides an apparatus and a method for inspecting portions of light irradiation and changes in dimensions on the thin film layer. The light emitted from the light source is transmitted, preferably through the back of the substrate, to the inspection area above the layer and relayed back to the analyzer, which is based on changes in interference, spectral changes, and / or absorption changes. Calculate the thickness change of the substrate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광신호는 바람직하게 기판의 후방측으로부터 측정되며, 따라서 공정 중에 웨이퍼의 검사 영역과 검사 장치가 서로 시간 조정되거나 높이가 동일하게 조정될 필요가 없으므로, 그 실시가 용이해진다.According to one embodiment of the present invention, the optical signal is preferably measured from the rear side of the substrate, so that the inspection area of the wafer and the inspection apparatus do not need to be adjusted with each other or the height of each other during the process, so that the implementation is easy. Become.

일 실시예에서, 본 발명은, 기판의 후방측을 통하여 막의 일부를 조사하는 단계, 조사된 영역으로부터 회귀하는 광신호를 측정하는 단계, 및 측정된 광신호를 기초로 하여 기판 위의 막의 두께 변화를 결정하는 단계를 포함하는 기판상 막의 두께 변화 검사 방법을 제공한다. 두께 변화는 분석기에 의하여 결정될 수 있으며, 분석기는 측정된 광신호에서의 간섭 변화, 스펙트럼 변화, 흡수 변화, 및/또는 기타 광학적 변화를 분석한다. 선택적으로, 만약 기판이 회전을 하면, 본 방법은 상기 신호를 분석기에 연결시키는 회전 커플러에 광신호를 중계하는 단계를 또한 포함한다.In one embodiment, the present invention provides a method of irradiating a portion of a film through a rear side of a substrate, measuring an optical signal returning from the irradiated area, and changing a thickness of the film on the substrate based on the measured optical signal. It provides a method for checking the thickness change of the film on the substrate comprising the step of determining. The thickness change can be determined by the analyzer, which analyzes the interference change, spectral change, absorption change, and / or other optical change in the measured optical signal. Optionally, if the substrate is rotating, the method also includes relaying the optical signal to a rotating coupler connecting the signal to the analyzer.

본 발명의 또 다른 실시예는 기판의 전방측(즉, 폴리싱된 면)으로부터 막의 일부에 조사하는 단계, 상기 조사된 부위로부터 회귀하는 광신호를 측정하는 단계, 및 분석기에 연결되는 회전 커플러에 광신호를 중계하는 단계를 포함하는 기판 위의 막의 두께 변화를 검사하는 방법 및 측정된 광신호의 간섭 변화, 스펙트럼 변화, 흡수 변화, 및/또는 기타 광학적 변화를 분석하는 분석기로써 두께 변화를 검사하는 방법이다.Another embodiment of the invention is directed to irradiating a portion of the film from the front side of the substrate (i.e. the polished surface), measuring the optical signal returning from the irradiated site, and optical to the rotating coupler connected to the analyzer. A method for inspecting the thickness change of a film on a substrate comprising relaying a signal and a method for inspecting the thickness change with an analyzer that analyzes the interference change, spectral change, absorption change, and / or other optical change of the measured optical signal. to be.

본 발명의 또 다른 실시예는 광신호를 발생시키기 위하여 기판의 전방측 또는 후방측으로부터 막의 일부 영역을 조사하는 광원, 상기 광신호를 검출하기 위한 수단, 상기 광신호를 분석하기 위한 수단 및 상기 광신호를 조사되는 영역으로부터 상기 광신호를 분석하기 위한 수단으로 중계하기 위한 회전 커플러를 포함하는, 기판 위의 막의 두께 변화를 검사하기 위한 장치이다. 본 장치는 하나 또는 그 이상의 초점 조절 렌즈를 선택적으로 포함할 수 있다.Yet another embodiment of the present invention provides a light source for irradiating a portion of a film from a front side or a back side of a substrate to generate an optical signal, means for detecting the optical signal, means for analyzing the optical signal and the light An apparatus for inspecting a change in thickness of a film on a substrate, comprising a rotation coupler for relaying the signal from the area to which the signal is irradiated as a means for analyzing the optical signal. The device may optionally include one or more focusing lenses.

바람직하게, 본 장치는:Preferably, the device is:

(ⅰ) 하나의 공통 다리부와 이분(二分)된 두 개의 다리부(이하, 이분기 다리부)를 갖는 이분된 광섬유 케이블(이하, 이분기 광섬유 케이블), (ⅱ) 두 개의 단부를 가지며 회전하는 광섬유 케이블(이하, 회전 광섬유 케이블), (ⅲ) 광원, (ⅳ) 광신호를 분석하기 위한 수단, 및 (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함한다.(Iii) a bisected fiber optic cable (hereinafter referred to as a bifurcated fiber optic cable) having one common leg and two bisected legs (hereinafter referred to as a bifurcated leg); (ii) a two-end rotating An optical fiber cable (hereinafter referred to as a rotating optical fiber cable), (iii) a light source, (iii) means for analyzing an optical signal, and (iii) a rotating coupler having a stop end and a rotation end.

본 장치에서, 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 또한 공통부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결된다.In the device, the first bifurcated leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, the second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal, and the common part is connected to the stop end of the rotating coupler.

또한, 본 장치에서, 회전 광섬유의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 공정 중인 기판 위의 막에 매우 근접(close proximity)하여 유지된다.Also, in the present apparatus, one end of the rotating optical fiber is connected to the rotating end of the rotating coupler, and the other end is kept in very close proximity to the film on the substrate under process.

“매우 근접”라 함은, 막의 검사 영역을 효과적으로 조사하고 회귀하는 광신호를 효과적으로 수신하는 것을 가능하게 할 수 있을 정도로 근접한, 회전 광섬유 케이블의 단부와 기판 위의 막 사이의 임의의 거리를 포함한다. 바람직한 거리는 약 1㎝ 또는 그 이하이다.“Very close” includes any distance between the end of a rotating fiber optic cable and the film on the substrate that is close enough to enable effective inspection of the inspection area of the film and the reception of a returning optical signal. . Preferred distances are about 1 cm or less.

회전 광섬유 케이블은 광원으로부터 광선을 조사되는 부분으로 전송하고, 조사부로부터 회귀하는 광신호를 전송하는 작용을 한다. 광원으로부터 조사된 광선은 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부를 따라 아래로 이동하고, 기판 위의 막을 조사하기 위하여 회전 커플러를 통하여 회전 광섬유 케이블을 따라 아래로 이동한다. 또한, 기판 위의 막의 하나 이상의 영역을 하나 이상의 회전 커플러를 통과하는 회전 광섬유 케이블의 다수의 다리부(multiple leg)를 이용하여 동시에 검사할 수 있다.The rotating optical fiber cable transmits the light beam from the light source to the irradiated portion, and transmits the optical signal returned from the irradiating portion. The light beam emitted from the light source travels down along the first bifurcated leg of the bifurcated optical fiber cable and travels down along the rotating fiber optic cable through the rotating coupler to irradiate a film on the substrate. In addition, one or more regions of the film on the substrate may be examined simultaneously using multiple legs of a rotating fiber optic cable passing through one or more rotating couplers.

바람직하게, 광섬유 케이블은 함께 다발을 이루는 다수의 광섬유를 포함한다. 하지만, 광섬유 케이블은 단일의 섬유를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 섬유는 함께 다발을 이루는 다수의 광섬유 케이블과 단일 광섬유 케이블의 조합일 수도 있다. 또한 상기 섬유는 함께 다발을 이루는 다수의 광섬유 케이블일 수도 있다.Preferably, the fiber optic cable comprises a plurality of optical fibers that are bundled together. However, the fiber optic cable may comprise a single fiber. The fiber may also be a combination of a plurality of fiber optic cables and a single fiber optic cable bundled together. The fibers may also be multiple fiber optic cables bundled together.

용어 “기판”은 본 기술분야에 공지되어 있는 절연성 및 전도성을 갖는 임의의 반도체를 포함한다. 바람직한 기판은 실리콘 웨이퍼, 갈륨-비소 웨이퍼, 및 SOI(silicon on insulator) 웨이퍼와 같은 웨이퍼이다.The term “substrate” includes any semiconductor having insulating and conductive properties known in the art. Preferred substrates are wafers such as silicon wafers, gallium-arsenide wafers, and silicon on insulator (SOI) wafers.

용어 “기판 위의 막”은 SiO2와 같은 본 기술분야에 공지되어 있는 여러 가지 유전층, 텅스텐과 알루미늄과 같은 금속층, 및 상기 정의된 바와 같이 기판 위에 존재하는 실리콘 막과 같은 기타 여러 가지 막을 포함한다. 상기 막은 레지스트 층(resist layers)을 또한 포함한다.The term “film on substrate” includes various dielectric layers known in the art, such as SiO 2, metal layers, such as tungsten and aluminum, and various other films, such as silicon films present on a substrate as defined above. The film also includes resist layers.

두께가 변화하는 막은, 예를 들면, CMP 공정, 화학 증착(chemical vapordeposition) 공정, 레지스트 현상(resist development) 공정, 후-노광 베이크(post-exposure bake)공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 또는 플라즈마 에칭(plasma etching) 공정에서의 기판 위의 막이 될 수 있다. 본 CMP 실시예에서, 막은 기판과 폴리싱 패드의 사이(interface)에 위치한다.The film of varying thickness may be, for example, a CMP process, a chemical vapor deposition process, a resist development process, a post-exposure bake process, a spin coating process, or It may be a film on a substrate in a plasma etching process. In this CMP embodiment, the film is located between the substrate and the polishing pad.

용어“광원”은 파장이 약 200 내지 약 11,000 ㎚(나노미터)인 범위에서 기판 위의 막을 조사할 수 있는 임의의 광원을 포함한다. 광신호가 기판의 후방측으로부터 측정되는 경우에는, 파장은 약 1,000 내지 약 11,000 ㎚가 바람직하다. 바람직한 후방측의 파장은 1,300 ㎚이다. 광신호가 전방측으로부터 측정되는 경우에는, 파장은 약 200 내지 약 11,000 ㎚가 바람직하다. 바람직한 하나의 전방측 파장은 632.8 ㎚이다. 바람직하게, 비록 조사가 시간 간격을 두고 행하여지더라도, 기판 위의 막 부분은 광원에 의하여 계속하여 조사된다.The term “light source” includes any light source capable of irradiating a film on a substrate in the range of about 200 to about 11,000 nm (nanometer). When the optical signal is measured from the back side of the substrate, the wavelength is preferably about 1,000 to about 11,000 nm. Preferred backside wavelength is 1,300 nm. When the optical signal is measured from the front side, the wavelength is preferably about 200 to about 11,000 nm. One preferred front side wavelength is 632.8 nm. Preferably, even if irradiation is performed at time intervals, the film portion on the substrate is continuously illuminated by the light source.

광신호를 분석하기 위한 적절한 수단, 즉 “분석기”는 광 검출기, 간섭계, 분광 광도계, 및 간섭 변화, 스펙트럼 변화, 흡수 변화, 및/또는 기타 광학적 변화를 분석하기 위한 본 기술분야의 기타 장치를 구비한다.Appropriate means for analyzing an optical signal, or “analyzer,” include an optical detector, interferometer, spectrophotometer, and other devices of the art for analyzing interference changes, spectral changes, absorption changes, and / or other optical changes. do.

적절한 회전 부재는 광선이 회전 부재와 비회전 부재의 단부 사이로 통과할 경우 상기 회전 부재와 비회전 부재를 연결하기 위한 임의의 커플러를 구비한다. 이러한 커플러는, 예를 들면, 미합중국 특허 제 4,398,791호 및 제 4,436,367호에 개시되어 있다. 바람직하게, 회전 광섬유 케이블을 회전하지 않는 이분기 광섬유 케이블에 연결하기 위한 수단은 회전 광섬유 케이블의 일단을 부착하는 회전 부재를 포함한다. 회전 부재는 이분기 광섬유 케이블의 공통 다리부에 부착되는 회전커플러의 정지 부재에 삽입된다. 상기 커플러는 회전 광섬유 케이블의 단부가 이분기 광섬유 케이블의 공통부에 매우 근접하게, 바람직하게 1㎝ 이하로, 유지되도록 설계되어, 광선이 상기 두 개의 단부 사이로 통과할 수 있게 한다. 선택적으로, 케이블 단부는 신호의 전송을 향상시키기 위하여 초점 조절 렌즈와 조정될 수 있다.Suitable rotating members have any coupler for connecting the rotating member and the non-rotating member when light rays pass between the ends of the rotating member and the non-rotating member. Such couplers are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4,398,791 and 4,436,367. Preferably, the means for connecting the rotating fiber optic cable to the non-rotating bifiber fiber cable comprises a rotating member attaching one end of the rotating fiber optic cable. The rotating member is inserted into the stop member of the rotating coupler attached to the common leg of the bifurcated optical fiber cable. The coupler is designed such that the end of the rotating fiber optic cable is kept in close proximity to the common part of the bifurcated optical fiber cable, preferably 1 cm or less, so that the light beam can pass between the two ends. Optionally, the cable end can be adjusted with the focusing lens to enhance the transmission of the signal.

회전 커플러, 축에서 벗어난 광섬유 커플러, 전기적 슬립 링, 또는 상기 언급된 커플러의 조합을 구비하는 기타 종류의 커플러, 또는 다른 단일의 회전 분리 수단으로써 대체될 수 있다.It can be replaced by a rotary coupler, an off-axis fiber coupler, an electrical slip ring, or any other type of coupler with a combination of the aforementioned couplers, or other single rotational separation means.

본 발명의 장치가 사용될 수 있는, 일반적인 CMP 기계는 캘리포니아주의 샌 루이스 오비스포 소재의 아알. 하워드 스트라스바우사(R. Howard Strasbaugh, Inc.), 아리조나주의 피닉스 소재의 웨스테크 시스템즈(Westech Systems, Inc.) 및 캘리포니아주의 멘로 파크 소재의 사이베그 시스템즈사(Cybeg Systems)에 의하여 생산되는 제품들이다.A general CMP machine, in which the device of the present invention can be used, is Aal. Products manufactured by R. Howard Strasbaugh, Inc., Westech Systems, Inc., Phoenix, AZ, and Cybeg Systems, Menlo Park, Calif. .

제 1도 및 제 2도는 반도체 장치 웨이퍼의 CMP 평탄화를 도시한다. 제 1도는 실리콘 웨이퍼 기판(3)의 위에 형성되는 장치 패턴(2)의 표면 위에 퇴적되는, SiO2와 같은 유전층(1)을 도시한다. 상기 유전층은 산화물의 화학 증착(CVD), 스핀-온- 글래스, 또는 다른 수단과 같은 방식으로 형성될 수 있다.1 and 2 illustrate CMP planarization of a semiconductor device wafer. 1 shows a dielectric layer 1, such as SiO 2, deposited on the surface of a device pattern 2 formed on a silicon wafer substrate 3. The dielectric layer may be formed in the same manner as chemical vapor deposition (CVD), spin-on-glass, or other means of oxide.

제 2도는 CMP 후에 유전층(1)이 미리 선택된 두께로 평탄화된 상태의 제 1도의 웨이퍼를 도시한다. 장치 패턴(2)과 웨이퍼 기판(3)은 이 공정에서 상대적으로 변화하지 않는다.FIG. 2 shows the wafer of FIG. 1 with the dielectric layer 1 planarized to a preselected thickness after CMP. The device pattern 2 and the wafer substrate 3 remain relatively unchanged in this process.

제 3도는 광학적 회전 커플러 장치의 바람직한 실시예 중의 하나를 나타내는 측면도이다. 제 3도는, 그 이분기 다리부 중의 하나가 광원(7)에 연결되고, 그 이분기 다리부 중의 다른 하나가 광 검출기(8)에 연결되는, 이분기 광섬유 케이블(4)을 도시하며, 상기 광검출기(8)는 (도시되지 않은) 신호 검사 전자 장치와 컴퓨터 프로세싱 및 제어 시스템에 연결된다.3 is a side view showing one of the preferred embodiments of the optical rotating coupler device. 3 shows a bifurcated optical fiber cable 4 in which one of its bifurcation legs is connected to a light source 7 and the other of its bifurcation legs is connected to a photo detector 8. Photodetector 8 is coupled to signal inspection electronics (not shown) and a computer processing and control system.

이분기 광섬유 케이블(4)의 공통 다리부는 광학적 회전 커플러에 연결된다. 회전 광섬유 케이블(6)은 회전 커플러로부터 웨이퍼 기판의 검사 영역으로 연장한다. 광섬유 케이블(4, 6)은 단일 섬유 또는 다발을 이루는 섬유 형태가 모두 가능하다. 또한, 하나의 케이블 또는 섬유 대신에 몇 개의 케이블이나 섬유를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들면, 케이블(4)은 단일 섬유이고 케이블(6)은 다발을 이루는 케이블인 경우와 같은, 혼합 방식의 단일 섬유 및 다발을 이루는 섬유 케이블 실시예를 구현하는 것이 가능하다. 초점 조절 렌즈는, 견고하게 또한 케이블이 웨이퍼 기판의 검사 영역에 충분히 근접하게 고정되면, 케이블의 검사 단부에서 필수적이지는 않다. 케이블의 단부와 웨이퍼의 기판 사이의 거리는 1㎝ 이하가 바람직하다.The common legs of the bifiber optical fiber cable 4 are connected to the optical rotating coupler. The rotating fiber optic cable 6 extends from the rotating coupler to the inspection area of the wafer substrate. The optical fiber cables 4 and 6 can be both single fiber or bundled fiber types. It is also possible to use several cables or fibers instead of one cable or fiber. It is also possible, for example, to implement a single fiber and bundle fiber cable embodiment in a mixed fashion, such as when cable 4 is single fiber and cable 6 is bundle cable. The focusing lens is not essential at the inspection end of the cable if the cable is securely and securely close enough to the inspection area of the wafer substrate. The distance between the end of the cable and the substrate of the wafer is preferably 1 cm or less.

제 4도는 제 3도에 도시된 장치에 적합한, 일반적인 평탄화 기계 또는 래핑 기계를 도시하는 측면도이다. 본 장치는 부호(4, 5, 6)를 가지고 후방측 접근으로부터 또는 부호(4′, 5′, 6′)를 가지고 전방측 접근으로부터 평탄화 기계에 설치될 수 있다. 효율적인 검사를 위하여는, 전방측 또는 후방측의 접근 중의 오직 하나만이 임의의 어떤 시간에 요구된다. 제 4도에서는, 웨이퍼 고정 척 및스핀들(12)이 후방측 접근을 위하여 회전 커플러(5)와 일체화되어 도시된다. 제 3도에 도시된 바와 같이, 이분기 광섬유 케이블(4)은 스핀들 내로 보내어지며 회전 커플러(5)의 정지부에 연결된다. 회전 광섬유 케이블(6)은 스핀들을 따라서 웨이퍼(11)의 검사 영역까지 보내어지며, 상기 검사 영역은 선택적으로 패턴이 없는 영역이거나 패턴을 갖는 영역이다. 웨이퍼(11)는 화학 접착제에 의하여 척에 일반적으로 부착되는 장착 패드, 즉 고착물(fixture)에 의하여 고정된다. 상기 고착물은 흔히 폴리우레탄 표면 층에 의하여 함께 고정되는 베이스 메트릭스(base matrix)로 구성된다. 웨이퍼의 후방에 대항하여 고정되며 가압되는 외면은 웨이퍼를 잡아 죄며, 또한 웨이퍼용 균일 지지대를 제공한다.4 is a side view showing a general flattening machine or lapping machine, suitable for the apparatus shown in FIG. The apparatus can be installed in the flattening machine with a sign 4, 5, 6 from the rear side approach or with a sign 4 ', 5', 6 'from the front side approach. For efficient inspection, only one of the front side or rear side approach is required at any time. In FIG. 4, the wafer holding chuck and the spindles 12 are shown integrated with the rotary coupler 5 for rearward access. As shown in FIG. 3, the bifurcated optical fiber cable 4 is sent into the spindle and connected to the stop of the rotary coupler 5. The rotating fiber optic cable 6 is routed along the spindle to the inspection area of the wafer 11, which is optionally an area without a pattern or an area with a pattern. The wafer 11 is fixed by a mounting pad, ie a fixture, which is generally attached to the chuck by a chemical adhesive. The fixtures often consist of a base matrix held together by a polyurethane surface layer. The outer surface, which is fixed against the back of the wafer and pressurized, grips the wafer and also provides a uniform support for the wafer.

제 4도에 도시된 다른 실시예에서는, 폴리싱 패드를 고정하는, 회전 테이블 베이스(10) 및 플래튼(platen)(9)이 웨이퍼로의 전방측 접근을 위하여 회전 커플러(5′)와 일체화되어 도시되어 있다. 이분기 광섬유 케이블(4′)은 회전 테이블 베이스(10)로 보내어져, 회전 커플러(5′)의 정지부에 연결된다. 회전 커플러(5′)의 회전축에 연결되는 회전 광섬유 케이블(6′)은 웨이퍼의 검사 영역에 인접하다. 플래튼(9)에 부착되는 폴리싱 패드는 일반적으로 구멍이 뚫려 있으므로, 광섬유 케이블(6′)의 단부가 구멍 중의 하나를 통하여 끼워 넣어 질 수 있다. 반투명의 슬러리 용액은 폴리싱 패드와 웨이퍼의 사이로 유동하여, 대부분의 가시광선 파장을 분산시킨다. 선택적으로, 신호 증폭 수단이 각각의 파장들의 슬러리 분산 효과를 보상하기 위하여 사용될 수 있다.In another embodiment, shown in FIG. 4, the rotary table base 10 and platen 9, which secures the polishing pad, are integrated with the rotary coupler 5 'for forward access to the wafer. Is shown. The bifiber optical fiber cable 4 'is sent to the rotary table base 10 and connected to the stop of the rotary coupler 5'. The rotating optical fiber cable 6 ', which is connected to the rotating shaft of the rotating coupler 5', is adjacent to the inspection area of the wafer. Since the polishing pad attached to the platen 9 is generally perforated, the end of the optical fiber cable 6 'can be fitted through one of the holes. The translucent slurry solution flows between the polishing pad and the wafer, dispersing most of the visible light wavelengths. Optionally, signal amplification means can be used to compensate for the slurry dispersion effect of the respective wavelengths.

본 바람직한 실시예에서, 전방측 방법용 광원은 632.8㎚의 파장을 갖는 광선이며, 그 파장은 슬러리를 통한 광신호 전송에 대한 관심 문제와 또한 측정 정밀도를 충족시킨다. 폴리싱 패드에 끼워지는 회전 광섬유 케이블(6′)은, 웨이퍼(11)의 검사 영역 위에 위치할 때, 간섭 신호를 송신하고 수신하여야 한다. 이 것은 본 기술분야의 일반적인 기술을 이용하여 웨이퍼 상의 검사 영역 위로 검사 광선이 지나가도록 조정한다.In this preferred embodiment, the light source for the front side method is a light ray having a wavelength of 632.8 nm, which wavelength satisfies the problem of interest for optical signal transmission through the slurry and also the measurement precision. Rotating optical fiber cable 6 'fitted to the polishing pad, when positioned over the inspection area of the wafer 11, must transmit and receive an interference signal. This is adapted to pass the inspection beam over the inspection region on the wafer using techniques common in the art.

제 5도는 전기 슬립 링 조립체를 도시한다. 광원(14)은 웨이퍼(11) 위의 한 점에 광선을 보내며, 따라서 상기 광선이 광 검출기 또는 기타 광 검사 전자장치(13)의 방향으로 반사되게 하며, 또한 따라서 상기 광 신호는 전기 신호로 변환된다. 이 전기 신호는 그 후에 분석기(12) 위를 통과하여, 최종적으로 전기 슬립 링(15)을 통과하게 되며, 이 전기 신호는 회전으로부터 분리되어 CMP의 진행 상황을 검사하는 다른 분석기 위를 통과한다.5 shows an electrical slip ring assembly. The light source 14 sends a light beam at a point on the wafer 11, thus causing the light beam to be reflected in the direction of the photo detector or other light inspection electronics 13, and thus converting the light signal into an electrical signal. do. This electrical signal is then passed over the analyzer 12 and finally through the electrical slip ring 15, which is then separated from the rotation and passed over another analyzer to check the progress of the CMP.

제6도는 웨이퍼 고정 척 및 스핀들(12)을 도시하며, 본 도면에서 회전 광섬유 케이블(6)은 웨이퍼 고정 척(12)을 통하여 커플러(5)로부터 웨이퍼(11) 뒤의 한 점으로의 루트를 갖는다. 만약 웨이퍼를 고정하는 패드, 즉 고착물로 인하여 광선이 투과되지 못하면, 웨이퍼로의 광학적 접근을 제공하기 위하여 상기 패드에 구멍을 낼 수 있다. 광학적 접근이 이루어지는 지점에서의 웨이퍼에 대항하는 압력 손실을 보상하기 위하여, 웨이퍼에 대항하여 가압하고 압력 손실을 보상하기 위하여 선택적으로 공동 내로 공기가 펌핑될 수 있다. 또한, 만약 상기 고착물이 광선을 투과시킬 수 있는 경우에는, 광학적 접근용 구멍을 낼 필요가 없다.6 shows the wafer holding chuck and spindle 12, in which the rotating fiber optic cable 6 routes the coupler 5 from the coupler 5 to a point behind the wafer 11 via the wafer holding chuck 12. Have If light is not transmitted through the pad that holds the wafer, i.e., the fixture, the pad may be punctured to provide optical access to the wafer. In order to compensate for the pressure loss against the wafer at the point where the optical approach is made, air may optionally be pumped into the cavity to press against the wafer and compensate for the pressure loss. In addition, if the fixture can transmit light, it is not necessary to make an optical access hole.

본 발명은 반도체와 집적회로의 제조에 있어 바람직한 극도의 편평성(flatness)과 균일성(uniformity)을 갖는 웨이퍼(wafer)를 제조하기 위한 웨이퍼의 평탄화 공정 분야에 특히 유용하다.The present invention is particularly useful in the field of wafer flattening processes for producing wafers having extreme flatness and uniformity which are desirable in the manufacture of semiconductors and integrated circuits.

본 발명이 그 특정 실시예를 참조하여 상세히 기술되었으나, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변형이 가능하다는 것은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.While the invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (19)

기판 위의 막의 두께 변화를 검사하는 장치에 있어서,In the apparatus for checking the thickness change of the film on the substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 두 개의 단부를 갖는 회전 광섬유 케이블,(Ii) a rotating fiber optic cable having two ends, (ⅲ) 광원,(Iii) a light source, (ⅳ) 두께변화를 결정하고 소정 두께의 종결점에 도달했을 때 두께변화를 중지시키기 위한 광신호를 분석하기 위한 수단, 및(Iii) means for determining the thickness change and analyzing the optical signal to stop the thickness change when the end point of the predetermined thickness is reached, and (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함하며, 상기 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 상기 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결되고, 또한 상기 회전 광섬유 케이블의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 상기 기판에 매우 근접하게 유지되는 것을 특징으로 하는 막 두께 변화 검사 장치.(Iii) a rotational coupler having a stop end and a rotational end, wherein a first bifurcated leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, and a second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal; And the common leg is connected to the stop end of the rotary coupler, and one end of the rotary fiber optic cable is connected to the rotary end of the rotary coupler, and the other end is kept in close proximity to the substrate. . 제 1항에 있어서, 상기 회전 광섬유 케이블의 타단은 기판으로부터 약 1㎝ 이하의 거리를 두고 유지되는 것을 특징으로 하는 막 두께 변화 검사장치.The apparatus of claim 1, wherein the other end of the rotating optical fiber cable is maintained at a distance of about 1 cm or less from the substrate. 기판 위의 막을 평탄화 하기 위한 CMP 장치에 있어서,In a CMP apparatus for planarizing a film on a substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 두 개의 단부를 갖는 회전 광섬유 케이블,(Ii) a rotating fiber optic cable having two ends, (ⅲ) 광원,(Iii) a light source, (ⅳ) 두께변화를 결정하고 소정 두께의 종결점에 도달했을 때 두께변화를 중지시키기 위한 광신호를 분석하기 위한 수단, 및(Iii) means for determining the thickness change and analyzing the optical signal to stop the thickness change when the end point of the predetermined thickness is reached, and (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함하며, 상기 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결되고, 또한 상기 회전 광섬유 케이블의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 화학적, 기계적 평탄화가 진행중인 상기 기판에 매우 근접하게 유지되는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.(Iii) a rotational coupler having a stop end and a rotational end, wherein the first bifurcation leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, and the second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal, The common leg is connected to the stationary end of the rotary coupler, and one end of the rotary fiber optic cable is connected to the rotary end of the rotary coupler, the other end of which is kept very close to the substrate during chemical and mechanical planarization. CMP device. 제 3항에 있어서, 상기 회전 광섬유 케이블의 타단은 기판으로부터 약 1㎝ 이하의 거리를 두고 유지되는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.4. The CMP apparatus of claim 3, wherein the other end of the rotating fiber optic cable is maintained at a distance of about 1 cm or less from the substrate. 기판 위의 막을 평탄화 하기 위한 CMP 장치에 있어서,In a CMP apparatus for planarizing a film on a substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 두 개의 단부를 갖는 회전 광섬유 케이블,(Ii) a rotating fiber optic cable having two ends, (ⅲ) 광원,(Iii) a light source, (ⅳ) 간섭측정 또는 분광광도에 기초한 광신호를 분석하기 위한 수단, 및(Iii) means for analyzing an optical signal based on interferometry or spectrophotometry, and (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함하며, 상기 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결되고, 또한 상기 회전 광섬유 케이블의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 상기 막의 한 부분에 빛을 조사할 수 있도록 하기 위해 화학적, 기계적 평탄화가 진행중인 상기 기판의 어느 한쪽 면에 매우 근접하게 유지되는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.(Iii) a rotational coupler having a stop end and a rotational end, wherein the first bifurcation leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, and the second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal, The common leg is connected to the stationary end of the rotary coupler, and one end of the rotary fiber optic cable is connected to the rotary end of the rotary coupler, and the other end is chemically and mechanically planarized to allow light to be irradiated to a portion of the membrane. CMP device, characterized in that it is kept in close proximity to either side of the substrate in progress. 제 5항에 있어서, 상기 빛이 조사되는 부분은 측정 전용의 영역인 것을 특징으로 하는 CMP 장치.The CMP apparatus according to claim 5, wherein the portion to which light is irradiated is an area dedicated to measurement. 기판 위의 막을 평탄화 하기 위한 평탄화 테이블을 갖는 CMP 장치에 있어서,A CMP apparatus having a planarization table for planarizing a film on a substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 두 개의 단부를 갖는 회전 광섬유 케이블,(Ii) a rotating fiber optic cable having two ends, (ⅲ) 광원,(Iii) a light source, (ⅳ) 두께변화를 결정하고 소정 두께의 종결점에 도달했을 때 두께변화를 중지시키기 위한 광신호를 분석하기 위한 수단, 및(Iii) means for determining the thickness change and analyzing the optical signal to stop the thickness change when the end point of the predetermined thickness is reached, and (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함하며, 상기 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결되고, 또한 상기 회전 광섬유 케이블의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 화학적, 기계적 평탄화가 진행중인 상기 기판의 일측면에 매우 근접하게 유지되고, 상기 타단은 상기 기판의 막의 일 부분에 빛을 조사하고 상기 분석수단은 상기 막의 일 부분으로부터 되돌아오는 광신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.(Iii) a rotational coupler having a stop end and a rotational end, wherein the first bifurcation leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, and the second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal, The common leg is connected to the stationary end of the rotary coupler, and one end of the rotary fiber optic cable is connected to the rotary end of the rotary coupler, and the other end is kept very close to one side of the substrate during chemical and mechanical planarization, And the other end irradiates light to a portion of the film of the substrate and the analyzing means measures an optical signal returned from the portion of the film. 제 7항에 있어서, 상기 측정되는 광신호는 약 200nm보다 큰 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.8. The CMP apparatus of claim 7, wherein the optical signal to be measured has at least one wavelength greater than about 200 nm. 제 7항에 있어서, 상기 측정되는 광신호는 약 200nm와 약 11,000nm사이의 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.8. The CMP apparatus of claim 7, wherein the optical signal to be measured has at least one wavelength between about 200 nm and about 11,000 nm. 제 7항에 있어서, 상기 빛이 조사되는 부분은 측정 전용의 영역인 것을 특징으로 하는 CMP 장치.The CMP apparatus according to claim 7, wherein the portion to which the light is irradiated is a measurement-only area. 제 10항에 있어서, 상기 측정 전용의 영역에는 상기 기판 및/또는 상기 평탄화 테이블이 회전하는 동안에 시간 간격을 두고 빛이 조사되는 것을 특징으로 하는CMP 장치.The CMP apparatus according to claim 10, wherein the area dedicated to the measurement is irradiated with light at a time interval while the substrate and / or the flattening table rotates. 기판 위의 막을 평탄화 하기 위한 CMP 장치에 있어서,In a CMP apparatus for planarizing a film on a substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 두 개의 단부를 갖는 회전 광섬유 케이블,(Ii) a rotating fiber optic cable having two ends, (ⅲ) 광원,(Iii) a light source, (ⅳ) 두께변화를 결정하고 소정 두께의 종결점에 도달했을 때 두께변화를 중지시키기 위한 광신호를 분석하기 위한 수단, 및(Iii) means for determining the thickness change and analyzing the optical signal to stop the thickness change when the end point of the predetermined thickness is reached, and (ⅴ) 정지 단부 및 회전 단부를 갖는 회전 커플러를 포함하며, 상기 이분기 광섬유 케이블 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부는 회전 커플러의 정지 단부에 연결되고, 또한 상기 회전 광섬유 케이블의 일단은 회전 커플러의 회전 단부에 연결되며, 타단은 화학적, 기계적 평탄화가 진행중이 아닌 상기 기판의 일측면에 매우 근접하게 유지되고, 상기 타단은 상기 기판의 막의 일 부분에 빛을 조사하고 상기 분석수단은 상기 막의 일 부분으로부터 되돌아오는 광신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.(Iii) a rotating coupler having a stop end and a rotating end, wherein the first bifurcated leg of the bifiber fiber optic cable is connected to a light source, and the second bifurcation leg is connected to a means for analyzing the optical signal; The common leg is connected to the stop end of the rotary coupler, and one end of the rotary fiber optic cable is connected to the rotary end of the rotary coupler, and the other end is very close to one side of the substrate where chemical and mechanical planarization are not in progress. And the other end irradiates light to a portion of the film of the substrate and the analyzing means measures an optical signal coming back from the portion of the film. 제 12항에 있어서, 상기 측정되는 광신호는 약 1,000nm와 약 11,000nm 사이의 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.13. The CMP apparatus of claim 12 wherein the optical signal to be measured has at least one wavelength between about 1,000 nm and about 11,000 nm. 제 12항에 있어서, 상기 조사되는 부분은 측정 전용의 영역인 것을 특징으로 하는 CMP 장치.The CMP apparatus according to claim 12, wherein the irradiated portion is a measurement-only area. 기판 위의 막을 평탄화 하기 위한 평탄화 테이블을 갖는 CMP 장치에 있어서,A CMP apparatus having a planarization table for planarizing a film on a substrate, (ⅰ) 하나의 공통 다리부와 두 개의 이분기 다리부를 갖는 이분기 광섬유 케이블,(Iii) a bifurcated fiber optic cable having one common leg and two bifurcated legs; (ⅱ) 전기적 슬립 링,(Ii) electrical slip rings, (ⅲ) 광원, 및(Iii) a light source, and (ⅳ) 광신호를 분석하기 위한 수단을 포함하며,(Iii) means for analyzing the optical signal, 상기 이분기 광섬유 케이블의 제 1이분기 다리부는 광원에 연결되며, 제 2이분기 다리부는 광신호를 분석하기 위한 수단에 연결되며, 상기 공통 다리부의 일단은 전기적 슬립 링에 연결되고,A first bifurcation leg of the bifiber optical fiber cable is connected to a light source, a second bifurcation leg is connected to a means for analyzing an optical signal, one end of the common leg is connected to an electrical slip ring, 상기 광섬유 케이블의 공통 다리부의 타단은 화학적 기계적 평탄화가 진행중인 상기 기판의 일측면에 매우 근접하게 유지되고, 상기 타단은 상기 기판의 막의 일 부분에 빛을 조사하고 상기 분석수단은 간섭측정 또는 분광광도에 기초하여 상기 막의 일 부분으로부터 되돌아오는 광신호를 분석하는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.The other end of the common leg of the optical fiber cable is kept very close to one side of the substrate where the chemical mechanical planarization is in progress, the other end irradiates light to a portion of the film of the substrate and the analyzing means is subjected to interferometric or spectrophotometric And analyze the optical signal coming back from the portion of the film based on that. 제 15항에 있어서, 상기 되돌아오는 광신호는 약 200nm보다 큰 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.16. The CMP apparatus of claim 15, wherein the returned optical signal has at least one wavelength greater than about 200 nm. 제 15항에 있어서, 상기 되돌아오는 광신호는 약 200nm와 약 11,000nm사이의 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.16. The CMP apparatus of claim 15, wherein the returned optical signal has at least one wavelength between about 200 nm and about 11,000 nm. 제 15항에 있어서, 상기 빛이 조사되는 부분은 측정 전용의 영역인 것을 특징으로 하는 CMP 장치.16. The CMP apparatus according to claim 15, wherein the portion to which light is irradiated is an area dedicated to measurement. 제 18항에 있어서, 상기 측정 전용의 영역에는 상기 기판 및/또는 상기 평탄화 테이블이 회전하는 동안에 시간 간격을 두고 조사되는 것을 특징으로 하는 CMP 장치.19. The CMP apparatus according to claim 18, wherein the measurement-only area is irradiated at a time interval while the substrate and / or the flattening table are rotated.
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