DE19949976C1 - In-situ end-point detection process, for chemical-mechanical polishing of semiconductor wafer layers, uses an ion-selective electrode to monitor ion concentration changes in a polishing slurry and reagent solution mixture - Google Patents

In-situ end-point detection process, for chemical-mechanical polishing of semiconductor wafer layers, uses an ion-selective electrode to monitor ion concentration changes in a polishing slurry and reagent solution mixture

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    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

In-situ chemical-mechanical polishing (CMP) end-point detection, uses an ion-selective electrode (11) to measure ion concentration changes in a mixture of withdrawn polishing slurry and reagent solution. In-situ end-point detection is effected during CMP of layers on semiconductor wafers by: (a) withdrawing polishing slurry from a polishing pad, adding a reagent solution in a mixing cell (4) and supplying to a measuring cell (10) equipped with an ion-selective electrode (11); (b) using the electrode to measure polishing time-dependent potential changes corresponding to ion concentration changes caused by chemical reaction of the reagent solution with polishing debris; and (c) using a significant polishing time-dependent potential change for end-point detection and thus for monitoring or terminating polishing. An Independent claim is also included for equipment for carrying out the above process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur in-situ Endpunkterkennung beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Schichten auf Halbleiterwafern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6, wie sie aus der DE 197 26 665 A1 bekannt sind.The invention relates to a method for in-situ endpoint detection in chemical-mechanical Polishing (CMP) layers on semiconductor wafers according to the preamble of claim 1 and an arrangement according to the preamble of claim 6, as it is from DE 197 26 665 A1 are known.

Es ist bekannt, daß zur Planarisierung von topografiebehafteten Oberflächen und zur Herstellung von Strukturen bis in den Submikrometerbereich auf Halbleiterwafern als neue Technologie das chemisch-mechanische Polieren CMP eingesetzt wird.It is known that for the planarization of topographical surfaces and for the production from structures to the submicron range on semiconductor wafers as a new technology chemical mechanical polishing CMP is used.

Zur Herstellung der elektrischen Leiterbahnstrukturen, die in eine Isolatorschicht eingebettet sind, wird die Damascene-Technologie angewandt. Dabei werden in der Isolatorschicht Strukturgräben erzeugt und diese mit einem entsprechenden Abscheideverfahren zuerst mit einer dünnen Barriereschicht und anschließend mit dem Leitbahnmetall vollständig gefüllt bis über den oberen Isolatorrand hinaus. Durch den anschließenden chemisch-mechanischen Polierprozeß wird in einem ersten Schritt das Leitbahnmetall bis zur Barriereebene abpoliert und in einem zweiten CMP-Schritt wird die Barriereschicht bis zur Isolatorebene abgetragen, so daß Leitbahnstrukturen, eingebettet in einer Barriere, im Isolator vorliegen.To manufacture the electrical conductor track structures that are embedded in an insulator layer, Damascene technology is applied. Structural trenches are created in the insulator layer generated and this with a corresponding deposition process first with a thin Barrier layer and then completely filled with the interconnect metal up to the top Insulator edge. Through the subsequent chemical-mechanical polishing process, in In a first step, the conductor track metal is polished down to the barrier level and in a second step CMP step, the barrier layer is removed down to the isolator level so that interconnect structures, embedded in a barrier, present in the isolator.

Als Leitbahnmetalle werden vorwiegend die Metalle Cu und Al verwendet und es ist auch hinlänglich bekannt, daß als Barrieren Schichten aus Ti/TiN oder Ta bzw. TaN oder TaSiN verwendet werden.The metals Cu and Al are mainly used as interconnect metals and it is well known that as barriers layers of Ti / TiN or Ta or TaN or TaSiN be used.

Es ist weiterhin bekannt, daß für den Polierprozeß der Halbleiterwafer an einem Polierkopf befestigt wird und auf eine Polierplatte mit einem definierten Poliertuch (Pad) unter Anwendung eines gesteuerten Druckes gedrückt wird. Typischerweise rotieren sowohl Polierkopf als auch Polierplatte während des Prozesses und es wird eine Schleifmittelsuspension (Slurry) mit einer aktiven chemischen Komponente zwischen Halbleiterwafer und Pad gegeben. Derartige Geräte zum Polieren von Halbleiterwafern sind gut bekannt und wurden beispielsweise in US 41 93 226, US 48 11 522 und in US 38 41 931 beschrieben.It is also known that for the polishing process, the semiconductor wafer on a polishing head is attached and applied to a polishing plate with a defined polishing cloth (pad) a controlled pressure is pressed. Typically both polishing head and rotating Polishing plate during the process and there is an abrasive suspension (slurry) with a active chemical component between the semiconductor wafer and pad. Such devices for polishing semiconductor wafers are well known and have been described, for example, in US 41 93 226, US 48 11 522 and described in US 38 41 931.

Ein Problem ist die in-situ Endpunkterkennung des Polierprozesses, d. h. den Zeitpunkt beim Polieren zu signalisieren, bei dem die abzutragende Schicht gerade von der Unterlage entfernt und die darunterliegende Schicht noch nicht angegriffen ist. Eine bekannte Methode ist die Festlegung des Endpunktes durch einen zeitkontrollierten Ablauf und durch optimierte Konditionierungsmaßnahmen, die die Polierrate unter den angewandten Bedingungen etwa konstant halten soll. Dazu werden Testwafer-Serien unter gleichen Bedingungen poliert, auf welchen dann jeweils die aktuelle Polierrate ermittelt wird.One problem is the in-situ endpoint detection of the polishing process, i. H. the time at To signal polishing, in which the layer to be removed is just removed from the base and  the underlying layer has not yet been attacked. A well-known method is fixing of the end point through a time-controlled process and through optimized Conditioning measures that approximate the polishing rate under the applied conditions should keep constant. For this purpose, test wafer series are polished on under the same conditions which then determines the current polishing rate.

Man kann auch kurz vor Erreichen des erfahrungsmäßig ermittelten Endpunktes den CMP-Prozeß unterbrechen, den Wafer aus dem Polierkopf entnehmen und die Restschichtdicke und die dimensionalen und planaren Eigenschaften des polierten Wafers nachprüfen. Wenn die gewünschten Merkmale nicht festgestellt werden können, wird entsprechend weiterpoliert. Die Unterbrechung des Polierprozesses bedeutet aber eine Störung des Gleichgewichts zwischen chemischem und mechanischem Polierabtrag. Es können demzufolge auch die Wafer überpoliert werden und ein nichtverträgliches Übermaß an Material entfernt worden sein, so daß der Halbleiterwafer unbrauchbar ist.The CMP process can also be started shortly before the end point determined by experience interrupt, remove the wafer from the polishing head and the remaining layer thickness and the Check the dimensional and planar properties of the polished wafer. If the desired characteristics can not be determined, is polished accordingly. The Interrupting the polishing process means disturbing the balance between chemical and mechanical polishing removal. As a result, the wafers can also be over-polished be and an incompatible excess material have been removed so that the Semiconductor wafer is unusable.

Auf Grund der Notwendigkeit, für diesen Polierprozeß eine Endpunkterkennung zu schaffen, die unabhängig von Rate- und Schichtdickenänderungen reagiert, sind in letzter Zeit eine Reihe von Verfahren bekannt geworden, die ein Signal durch Messung von Parametern der Reibung oder durch physikalische Bewertung der polierten Oberfläche erzeugt, welches für eine Endpunkterkennung verwendet werden kann.Due to the need to provide endpoint detection for this polishing process, the responding regardless of rate and layer thickness changes have recently been a number of Become known a signal by measuring parameters of friction or generated by physical evaluation of the polished surface, which for a Endpoint detection can be used.

In US 50 69 002 wird ein Verfahren zur Endpunktermittlung bestimmter Schichten durch Messung der Änderung des Motorstromes bei Änderung der Reibung zwischen zwischen Waferoberfläche und Pad, die zum Beispiel bei Änderung des Schichtsystems auf dem Wafer auftreten kann, beschrieben.US 50 69 002 describes a method for determining the end point of certain layers by measurement the change in the motor current when the friction between the wafer surface changes and pad, which can occur, for example, when changing the layer system on the wafer, described.

In US 51 96 353 und US 55 97 442 sowie in EP 0616 362 A2 werden Temperaturmessungen zur Endpunktermittlung beschrieben. Die gemessenen Temperaturänderungen auf dem Pad oder auch auf dem polierten Halbleiterwafer werden mit der Änderung der Schichtzusammensetzung und damit mit einer möglichen Endpunkterkennung in Zusammenhang gebracht.In US 51 96 353 and US 55 97 442 and in EP 0616 362 A2 temperature measurements are used Endpoint determination described. The measured temperature changes on the pad or also on the polished semiconductor wafer with the change in the layer composition and associated with a possible end point detection.

Die direkte Reflexionsmessung der Waferoberfläche mit einem dazu angeordneten Laser wird in US 54 61 007 beschrieben. Eine Messung der polierten Oberfläche mit einem Laser-Interferometer durch Transport des Wafers über den Rand der Polierplatte hinaus, kann nach DE 41 25 732 A1 als bekannt vorausgesetzt werden. Die interferometrisch bestimmten Schichtdicken, vorzugsweise Isolatorschichten, dienen dann zur Festlegung des Endpunktes. Weiterhin ist die Endpunktbestimmung mittels Leitfähigkeitsmessung aus EP 0 325 753 A2 bekannt. The direct reflection measurement of the wafer surface with a laser arranged for this purpose is shown in US 54 61 007. A measurement of the polished surface with a laser interferometer by transporting the wafer beyond the edge of the polishing plate, can according to DE 41 25 732 A1 be assumed to be known. The interferometrically determined layer thicknesses, preferably Insulator layers, then serve to determine the end point. Furthermore, the End point determination by means of conductivity measurement is known from EP 0 325 753 A2.  

In US 56 37 185 und in einer Veröffentlichung von Heyboer u. a. in J. Electrochem. Soc. Vol. 138, No. 3, (1991), 774-777 wird das Potential der Waferoberflächenschicht während des Polierens gemessen. Dazu muß die Waferrückseite mit einem elektrisch leitenden Kontakt versehen werden, welcher eine zusätzliche Metallisierung von Rückseite und Randbereichen erfordert. Beim Polieren wird der Bereich der Kontaktstelle auf dem Wafer aufgrund der dort geänderten Druckübertragungsverhältnisse immer eine andere Polierrate haben als der übrige Teil des Wafers. Die Folge sind hohe Nichtuniformität und eine entsprechend niedrige Ausbeute und solche Wafer sind für die Herstellung aktiver Schaltkreise nicht geeignet.In US 56 37 185 and in a publication by Heyboer u. a. in J. Electrochem. Soc. Vol. 138, No. 3, (1991), 774-777, the potential of the wafer surface layer during polishing measured. To do this, the back of the wafer must be provided with an electrically conductive contact, which requires additional metallization of the back and edge areas. When polishing the area of the contact point on the wafer is changed due to the change there Pressure transfer ratios always have a different polishing rate than the rest of the wafer. The result is high non-uniformity and a correspondingly low yield and such wafers are not suitable for the production of active circuits.

Die Analyse der Slurry, die nach Kontaktierung mit dem zu polierenden Wafer die Polierplatte verläßt, wurde in US 54 39 551 und in IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 34, No. 4b, (1991), 406-407 beschrieben. Im ersteren wird die Slurry einer Meßzelle zugeführt, die mit einem Massenspektrometer gekoppelt ist. Ein Peak einer bestimmten Komponente wird dabei in ein Meßsignal umgesetzt, welches mit dem Übergang der Schichten in Zusammenhang steht. Im zweiten wird die Slurry mit einer Reaktionslösung versetzt und die Indikation in der Meßzelle mit einem Photo-Multiplier durchgeführt und dort die Absorption einer entstehenden Verbindung gemessen. Diese Verfahren sind aber mit einer aufwendigen Filtration der Slurry verbunden. Durch die Wegstrecke zur Meßzelle und vor allem durch die Filtrationszeit entsteht aber eine große Zeitverzögerung vom Entstehen der Komponenten an der Waferoberfläche bis zum Auftreten des Registriersignals derselben Komponente.Analysis of the slurry, which after contacting the wafer to be polished, the polishing plate was published in US 54 39 551 and in IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 34, No. 4b, (1991), 406-407. In the former, the slurry is fed to a measuring cell, which with is coupled to a mass spectrometer. A peak of a certain component is in implemented a measurement signal which is related to the transition of the layers. in the second, the slurry is mixed with a reaction solution and the indication in the measuring cell is carried out with a photo multiplier and there the Absorbance of an emerging compound measured. However, these procedures are with a elaborate filtration of the slurry. Through the distance to the measuring cell and above all Due to the filtration time, however, there is a great time delay from the creation of the components on the wafer surface until the registration signal of the same component occurs.

Ein Verfahren, bei dem das erzielte Signal beim Schichtübergang Cu zum Isolator weitgehend unabhängig von Änderungen des CMP-Prozesses ist und ohne Filtration der Slurry auskommt, wurde in der DE 197 26 665 A1 dargelegt. Dies wird durch Anordnung und Anwendung einer Cu- selektiven Elektrode gelöst, die in einer Meßzelle installiert ist und durch diese die Slurry gesaugt wird, die den Wafer kontaktiert hat. Der Endpunkt wird durch eine Potentialänderung, die einer Konzentrationsänderung an Cu in der Slurry entspricht, angezeigt. Die Slurry wird direkt der Elektrode zugeführt.A process in which the signal obtained at the layer transition Cu to the insulator largely is independent of changes in the CMP process and the slurry does not require filtration, was set out in DE 197 26 665 A1. This is achieved by arranging and using a copper Selective electrode solved, which is installed in a measuring cell and the slurry sucked through this that has contacted the wafer. The end point is determined by a change in potential, the one Change in the concentration of Cu in the slurry is shown. The slurry will be the one Electrode supplied.

Das besondere Problem eines Metall-CMP-Prozesses mit anschließendem Barriere-CMP besteht nun darin, daß die bisher bekannten Verfahren das Signal des Übergangs von der Barriere zum Isolator nicht oder nur unzureichend wiedergeben können.The particular problem of a metal CMP process followed by a barrier CMP exists now that the previously known methods signal the transition from the barrier to Insulator can not or only insufficiently reproduce.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren sowie eine Anordnung anzugeben, wodurch sowohl eine in-situ Erkennung des Leitbahnmetallabtrages als auch des Abtrages der Barriere beim CMP ermöglicht wird und bei dem das Signal des jeweiligen Schichtüberganges weitgehend unabhängig von Veränderungen des CMP-Prozesses ist und somit eine genaue Endpunkterkennung ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a method and an arrangement whereby both an in-situ detection of the metal strip removal as well as the removal of the Barrier is made possible in the CMP and in which the signal of the respective layer transition  is largely independent of changes in the CMP process and is therefore accurate Endpoint detection is made possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Schleifmittelsuspension (Slurry) nach der Aufnahme vom Polierpad in einer Mischzelle mit einer Reaktionslösung versetzt und einer Meßzelle mit zumindest einer ionenselektiven Elektrode zugeführt wird, die Reaktionslösung mit einem Teil des von der Slurry aufgenommenen abpolierten Material chemisch reaktiv ist, wobei Konzentrationsänderungen von Ionen in der Reaktionslösung mittels Elektroden als Potentialänderung in Abhängigkeit von der Polierzeit gemessen werden, und eine signifikante Potentialänderung in Abhängigkeit von der Polierzeit zur Endpunktermittlung herangezogen und damit zur Kontrolle oder zum Beenden des Polierens dient.According to the invention, the object is achieved by a method in conjunction with the Features mentioned claim 1 solved in that the abrasive suspension (slurry) after the recording of the polishing pad in a mixing cell with a reaction solution and one Measuring cell is supplied with at least one ion-selective electrode, the reaction solution with part of the polished material absorbed by the slurry is chemically reactive, wherein Changes in the concentration of ions in the reaction solution using electrodes as Potential change depending on the polishing time can be measured, and a significant one Potential change depending on the polishing time used to determine the end point and thus serves to control or to finish the polishing.

Vorteilhafte Varianten des Verfahrens ergeben sich im Zusammenhang mit den in den Verfahrensunteransprüchen genannten Merkmalen.Advantageous variants of the method result in connection with the in the Features mentioned claims.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Anordnung in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß die Ansaugkanüle mit einer Mischzelle verbunden ist, die eine Zuführungsleitung für eine Reaktionsflüssigkeit aufweist, die Zuführungsleitung in der Mischzelle in einer Injektionskapillare endet, die Mischzelle mit einer Meßzelle verbunden ist, in der zumindest eine ionenselektive Elektrode vorgesehen ist, mit der Potentialänderungen in der Reaktionsflüssigkeit während des Polierens gemessen und einer Meßeinheit zugeführt werden, so daß Signale zur Kontrolle des Polierens oder der Beendigung des Polierens gewonnen werden.Furthermore, the task by an arrangement in conjunction with the in the preamble of Features mentioned claim 9 solved in that the suction cannula with a mixing cell is connected, which has a feed line for a reaction liquid, the Feed line in the mixing cell ends in an injection capillary, the mixing cell with an Measuring cell is connected, in which at least one ion-selective electrode is provided, with the Potential changes in the reaction liquid measured during polishing and one Measuring unit are supplied so that signals to control the polishing or the completion of the Polishing can be won.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Anordnung sind Gegenstand zugehöriger Unteransprüche.Further developments and refinements of the arrangement are the subject of associated Subclaims.

Bei der Erfindung wird die Slurry nach Passieren des Wafers analysiert, so daß die detektierten Konzentrationen der Reaktionsprodukte aus den abgetragenen Schichten und den Komponenten der Slurry ein Signal für den Verlauf der Abrasion der entsprechenden Schicht als auch deren Endpunkt ergeben. Die Konzentrationsmessungen erfolgen durch Potentialmessungen mit Elektroden, die ionenselektiv sind.In the invention, the slurry is analyzed after passing through the wafer, so that the detected Concentrations of the reaction products from the removed layers and the components the slurry is a signal for the course of the abrasion of the corresponding layer as well as its  Result. The concentration measurements are carried out using potential measurements Electrodes that are ion selective.

Die Potentialänderung der Elektrode ist direkt proportional der Ionen-Konzentration der zu detektierenden Ionenart in der abströmenden Slurry. Vorteilhaft erfolgt eine Aufzeichnung der Potentialänderung in Abhängigkeit von der Polierzeit, woraus man dann bei drastischem Potentialabfall (oder auch Anstieg) die Verringerung der Ionenkonzentration in der Slurry erkennen kann, die signifikant auf den Schichtübergang hinweist.The potential change of the electrode is directly proportional to the ion concentration detecting ion type in the slurry flowing off. A recording of the Potential change in dependence on the polishing time, from which one gets then with drastic drop in potential (or also Rise) can see the decrease in ion concentration in the slurry that is significant indicates the shift transition.

Die Umsetzung der Metallionen in der Slurry mit der Reaktionslösung, die vorteilhafterweise F- Ionen enthält, erfolgt spontan und die Meßelektrode, die vorzugsweise eine F-selektive Elektrode ist, registriert durch eine Potentialänderung den Anteil der nichtkomplex gebundenen Komponente der Reaktionslösung. Die Komplexbildung mit den Metallionen verringert, entsprechend dem molaren Umsatz, die Konzentration der Reaktionslösung an der ursprünglich vorhandenen Konzentration der komplexbildenden Komponente, beispielsweise F-. Diese Methode gestattet somit die Detektion des Leitbahnmetalls Al und die der Barrieremetalle Ti und Ta in der abströmenden Slurry. Man erhält eine Änderung des ursprünglichen Signals des Komplexions in Form eines positiven oder negativen Peaks und die Breite und Höhe des Peaks werden von der Schichtdicke und der Polierrate des abpolierten Metalls beeinflußt.The reaction of the metal ions in the slurry with the reaction solution, which is advantageously F - contains ions occurs spontaneously and the measuring electrode, which is preferably an F-selective electrode, registered by a potential change in the proportion of uncomplexed component of the reaction solution. The complex formation with the metal ions reduces, corresponding to the molar conversion, the concentration of the reaction solution at the originally present concentration of the complex-forming component, for example F - . This method thus allows the detection of the interconnect metal Al and that of the barrier metals Ti and Ta in the slurry flowing out. A change in the original signal of the complex ion is obtained in the form of a positive or negative peak and the width and height of the peak are influenced by the layer thickness and the polishing rate of the polished metal.

Durch Anordnung von zwei Elektroden in der Meßzelle, vorteilhafterweise einer Cu-selektiven und einer F-seletiven Elektrode, kann in-situ der Cu-Abtrag und der Barriereabtrag bei einem Cu- Barriere-CMP Prozeß verfolgt werden und durch die entsprechenden Signaländerungen der Elektroden, die vorteilhafterweise simultan aufgezeichnet werden, kann der Endpunkt der Cu- Politur und der Endpunkt der Barriere-Politur sicher festgestellt werden.By arranging two electrodes in the measuring cell, advantageously a Cu-selective and an F-selective electrode, the Cu removal and the barrier removal in a Cu Barrier-CMP process can be followed and by the corresponding signal changes of the Electrodes, which are advantageously recorded simultaneously, can be the end point of the copper Polish and the end point of the barrier polish can be determined safely.

Vorteilhaft wird ein Aufbau und eine Anordnung unmittelbar über dem Polierteller gewählt, die die Slurry fast zeitgleich mit dem Austritt aus dem Reaktionsbereich Waferoberfläche-Pad aufnimmt. Die schnelle Zuführung zur Detektorelektrode wird erreicht durch die Sogwirkung einer Reaktionslösung, die mittels Druck durch eine Injektionskapillare vor der Meßzelle auf die Elektrodenfläche mit hoher Geschwindigkeit strömt. Die Art der verwendeten ionenselektiven Elektroden zusammen mit der konstruierten Misch- und Meßzelle haben somit den Vorteil einer direkten Anzeige der Konzentration während des gesamten Polierprozesses und hat den weiteren Vorteil, daß die Schichtdicken der zu polierenden Materialien nicht bekannt sein müssen und das Polierratenänderungen, z. B. durch mangelhafte Padstabilität, am Verlauf der Potential-Zeit-Kurve erkannt werden und keinen Einfluß auf die Erkennung des Schichtübergangs hat. A structure and an arrangement directly above the polishing plate is advantageously chosen, which the Slurry picks up the wafer surface pad almost simultaneously with the exit from the reaction area. The rapid feed to the detector electrode is achieved by the suction effect of a Reaction solution, which is injected by pressure through an injection capillary in front of the measuring cell Electrode surface flows at high speed. The type of ion-selective used Electrodes together with the designed mixing and measuring cell thus have the advantage of a direct display of the concentration during the entire polishing process and has the further Advantage that the layer thicknesses of the materials to be polished need not be known and that Polishing rate changes, e.g. B. due to poor pad stability, on the course of the potential-time curve are recognized and has no influence on the detection of the layer transition.  

Der Aufbau und die Anordnung kann auf einfache Weise an jeder Poliermaschine nachgerüstet werden. Es erfolgt kein Eingriff in die Funktionalität der Poliermaschine und es wird der Polierprozeß in keiner Weise beeinflußt. Im Layout sind keine Testfelder notwendig. Die Messung der Konzentration mit ionenselektiven Elektroden führt auch durch die weiteren Inhaltsstoffe der Slurries, wie Schleifpartikel und Oxidationsmittel, zu keiner Verfälschung der Meßwerte.The structure and arrangement can be easily retrofitted to any polishing machine become. There is no interference with the functionality of the polishing machine and it becomes the Polishing process in no way affected. No test fields are necessary in the layout. The measurement The concentration with ion-selective electrodes also leads through the other ingredients of the Slurries, such as abrasive particles and oxidizing agents, do not falsify the measured values.

Zusätzlich zu den bereits genannten Vorteilen führt die Einrichtung zur Aufnahme der Slurry vom Pad und zur Komplexierung mit der schnell strömenden Reaktionslösung zu einer starken Reduzierung der Totzeit zwischen dem Ort des Entstehens der Ionen (an der Waferoberfläche) und der Signalentstehung (Elektrode).In addition to the advantages already mentioned, the facility for taking the slurry from Pad and to complex with the fast flowing reaction solution to a strong one Reduction of the dead time between the location of the formation of the ions (on the wafer surface) and signal generation (electrode).

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. The associated drawings show:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung Fig. 1 is a schematic representation of an arrangement according to the invention

Fig. 2 ein zu Fig. 1 gehörendes Detail Fig. 2 is a detail belonging to Fig. 1

Fig. 3 einen charakteristischen Verlauf einer Potential-Zeit-Kurve Fig. 3 shows a characteristic curve of a potential-time curve

Fig. 4 einen charakteristischen Verlauf zweier Potential-Zeit-Kurve Fig. 4 shows a characteristic course of two potential-time curve

Fig. 5 einen weiteren charakteristischen Verlauf einer Potential-Zeit-Kurve Fig. 5 is another characteristic curve of a potential-time curve

In Fig. 1 ist der Polierkopf 1, die Polierplatte 2 mit Polierpad und die Slurry-Zuführung 3 auf das Pad dargestellt. In Rotationsrichtung der Polierplatte 2 gesehen ist hinter dem Polierkopf 1 eine Ansaugkanüle 5 vorgesehen, die in flexibler Ausführung auf dem Pad aufsitzt. Erfindungsgemäß ist Ansaugkanüle 5 mit einer Mischzelle 4 verbunden, die ihrerseits an eine Meßzelle 10 angeschlossen ist. Die Mischzelle 4 ist außerdem über eine Zuführungsleitung 9 an eine Pumpe 8 und hierüber an ein Vorratsgefäß 7 angeschlossen. In der Meßzelle 10 ist eine Elektrode 11 installiert. Mit dem Bezugszeichen 14 ist der Anschluß der Meßzelle 10 an ein Abwassersammelgefäß symbolisiert, in das die Ableitung der Schleifmittelsuspension (Slurry) mit entsprechender Neutralisation erfolgt.In Fig. 1, the polishing head 1, the polishing plate 2 with a polishing pad and the slurry feeder 3 is displayed on the pad. Viewed in the direction of rotation of the polishing plate 2, a suction cannula 5 is provided behind the polishing head 1, which is seated in a flexible design on the pad. According to the invention, suction cannula 5 is connected to a mixing cell 4 , which in turn is connected to a measuring cell 10 . The mixing cell 4 is also connected via a feed line 9 to a pump 8 and via this to a storage vessel 7 . An electrode 11 is installed in the measuring cell 10 . The reference number 14 symbolizes the connection of the measuring cell 10 to a waste water collecting vessel, into which the abrasive suspension (slurry) is discharged with appropriate neutralization.

Fig. 2 zeigt ein zu der Fig. 1 gehöriges Detail, in dem die Einzelheiten nach der Ansaugkanüle 5 vergrößert dargestellt sind. Über eine Zuführungsleitung 9 wird von einem Vorratsgefäß 7 die Reaktionslösung mittels der Pumpe 8 durch die Injektionskapillare 6 in die Mischzelle 4 und anschließend in die Meßzelle 10 gedrückt. Dadurch erfolgt das Ansaugen der Slurry vom Polierpad über die flexible Ansaugkanüle 5. Die in der Meßzelle 10 installierte(n) Elektrode(n) 11 sind mit einer Potential-Meßeinheit 12 oder einem entsprechenden mV-Meßgerät gekoppelt und die Signale können auf einem Monitor 13 visualisiert werden. FIG. 2 shows a detail belonging to FIG. 1, in which the details after the suction cannula 5 are shown enlarged. Via a feed line 9 , the reaction solution is pressed from a storage vessel 7 by means of the pump 8 through the injection capillary 6 into the mixing cell 4 and then into the measuring cell 10 . As a result, the slurry is sucked in from the polishing pad via the flexible suction cannula 5 . The electrode (s) 11 installed in the measuring cell 10 are coupled to a potential measuring unit 12 or a corresponding mV measuring device and the signals can be visualized on a monitor 13 .

Fig. 3 zeigt ein typisches Potential-Zeit-Verhalten einer entsprechend der Erfindung in der Meßzelle 10 installierten F-selektiven Elektrode zur Detektion einer Barriereschicht aus beispielsweise 100 nm Ta. Der Punkt A ist der Zeitpunkt des Polierstarts, d. h. der Polierkopf 1 mit dem Halbleiterwafer (Wafer) wird auf das Polierpad abgesenkt und die flexible Ansaugkanüle 5 taucht in die Slurry auf dem Polierpad. Das Potential sinkt von einem Anfangsruhepotential auf einen Wert, der dem F-Gehalt der Reaktionslösung entspricht und mit A gekennzeichnet ist. Der Abtrag der Barriereschicht Ta von Punkt A hat zur Folge, daß eine Komplexbildung des Ta mit dem F in der Reaktionslösung eintritt, was zu einer Verringerung an freien F- in der Lösung führt. Deshalb steigt das Potential nach dem Polierstart (Punkt A) wieder bis zu einer Größe an, die dem Restgehalt an nichtkomplex gebundenen F- entspricht. Sinkt die Konzentration an Barrierematerial Ta am Übergang zur der beim Wafer darunter liegenden Schicht, so sinkt auch das Potential von B nach C. In diesem Bereich befindet sich der gewünschte Endpunkt. Fig. 3 shows a typical potential-time behavior of a according to the invention in the measuring cell 10 installed F-selective electrode for detecting a barrier layer of, for example, 100 nm Ta. The point A is the time of the polishing starts, the polishing head 1 that is, with the semiconductor wafer (Wafer) is lowered onto the polishing pad and the flexible suction cannula 5 dips into the slurry on the polishing pad. The potential drops from an initial resting potential to a value which corresponds to the F content of the reaction solution and is labeled A. The removal of the barrier layer Ta from point A results in complexation of the Ta with the F in the reaction solution, which leads to a reduction in free F - in the solution. Therefore, the potential increases again after the start of polishing (point A) to a size that corresponds to the residual content of non-complex bound F - . If the concentration of barrier material Ta decreases at the transition to the layer underneath the wafer, the potential also decreases from B to C. The desired end point is located in this area.

Fig. 4 zeigt ein Potential-Zeit-Verhalten zweier Elektroden, die sowohl das Leitbahnmetall Cu als auch die Barriereschicht Ti detektieren, womit ein vollständiger CMP-Prozeß in seinem Abtragverhalten wiedergeben werden kann. Der Abtrag des Cu wird durch die Registrierung des Potentialverlaufes mittels einer für Cu-Ionen selektiven Elektrode dargestellt, wozu in der Reaktionslösung keine Komplexbildung notwendig ist. Parallel dazu registriert die F-Elektrode den Gehalt an nichtkomplex gebundenem F- in der mit Slurry vermischten Reaktionslösung. FIG. 4 shows a potential-time behavior of two electrodes which detect both the interconnect metal Cu and the barrier layer Ti, with which a complete CMP process can be reproduced in terms of its removal behavior. The removal of the Cu is represented by the registration of the potential course by means of an electrode selective for Cu ions, for which purpose no complex formation is necessary in the reaction solution. At the same time, the F electrode registers the content of non-complex-bound F - in the reaction solution mixed with slurry.

Bei den Punkten B1 bis C1 wird die Verringerung des Cu-Abtrages durch die Cu-Elektrode signalisiert und die F-Elektrode erfährt eine Potentialänderung in Form eines ansteigenden Peaks, der durch das Auftreten von Ti in der abgehenden Slurry verursacht wird. Im Bereich der Punkte B2 bis C2 zeigt die Verringerung der Ti-Ionen den Endpunkt des Barriereabtrages an. Im vorliegenden, schematisch dargestellten Beispiel, wurden strukturierte 4"-Wafer mit 1000 nm SiO2, 50 nm Ti/TiN Barriere und 1300 nm Cu verwendet, die mit kommerzieller Slurry (RODEL QCTT1010 mit H2O2) und einem Pad IC1000/SubaIV poliert wurden.At points B1 to C1, the reduction in the Cu removal is signaled by the Cu electrode and the F electrode experiences a change in potential in the form of an increasing peak, which is caused by the occurrence of Ti in the outgoing slurry. In the area of points B2 to C2, the reduction in the Ti ions indicates the end point of the barrier removal. In the present example shown schematically, structured 4 "wafers with 1000 nm SiO 2 , 50 nm Ti / TiN barrier and 1300 nm Cu were used, which with commercial slurry (RODEL QCTT1010 with H 2 O 2 ) and a pad IC1000 / SubaIV were polished.

Fig. 5 zeigt eine Potential-Zeit-Kurve der Politur eines ganzflächig mit 1000 nm Al beschichteten Wafers. Analog zur Politur der Barriereschichten (Fig. 3 und 4) wird nach dem Polierstart wiederum ein Ansteigen des Potentials beobachtet, welches durch die stattfindende Komplexbildung des Al mit der Reaktionslösung bedingt ist. Die Punkte B und C zeigen wieder das Abfallen der Al-Konzentration und damit den Bereich des Endpunktes. Fig. 5 is a potential-time curve shows the polish an entire surface coated with 1000 nm Al wafer. Analogous to the polishing of the barrier layers ( FIGS. 3 and 4), an increase in the potential is again observed after the start of polishing, which is caused by the complex formation of the Al with the reaction solution. Points B and C again show the drop in the Al concentration and thus the range of the end point.

Der genaue reproduzierbare und gewünschte Endpunkt wird dann durch entsprechende Auswertung von Wafern festgelegt, die durch zeitlich definierten Polierabbruch zwischen den Punkten B und C erhalten wurden.The exact reproducible and desired end point is then determined by appropriate Evaluation of wafers determined by the time-defined polishing abort between the Points B and C were obtained.

Nachfolgend werden Beispiele und Varianten des Polierens mit erfindungsgemäßer Endpunktermittlung beschrieben.Below are examples and variants of polishing with the inventive Endpoint determination described.

Beispiel 1example 1

Ein 4"-Wafer mit 1000 nm Oxid war durch einen Sputterprozeß ganzflächig mit einer Ta-Schicht von 100 nm beschichtet worden. Der anschließende Polierprozeß mit der Poliermaschine MECAPOL E460 auf einem Polierpad IC1000/SubaIV und einer modifizierten Ta-Slurry mit H2O2 (Slurrygeschwindigkeit 120 ml/min) wurde bei einem Polierarbeitsdruck von 41 kPa und einer Rotationsgeschwindigkeit von Pad und Polierkopf mit 40 U/min ausgeführt. Als Reaktionslösung wurde eine 10-2-molare NH4F-Lösung mit einem pH-Wert von 4 verwendet. Die Ta-Schicht war am Punkt C (Wendepunkt der Kurve, Fig. 3)vollständig abgetragen.A 4 "wafer with 1000 nm oxide was coated with a Ta layer of 100 nm over the entire surface by a sputtering process. The subsequent polishing process with the MECAPOL E460 polishing machine on an IC1000 / SubaIV polishing pad and a modified Ta slurry with H 2 O 2 (Slurry speed 120 ml / min) was carried out at a polishing working pressure of 41 kPa and a rotation speed of pad and polishing head at 40 rpm, and a 10 -2 molar NH 4 F solution with a pH of 4 was used as the reaction solution The Ta layer was completely removed at point C (turning point of the curve, FIG. 3).

Beispiel 2Example 2

Es wurde ein 4"-Wafer wie im Beispiel 1 verwendet und der Polierprozeß durchgeführt, wobei aber statt der 100 nm Ta eine 100 nm Ti/TiN-Schicht aufgebracht war. Die verwendete Slurry war eine kommerzielle Slurry mit H2O2 als Oxidationsmittel und wurde mit einer Slurrygeschwindigkeit von 120 ml/min aufgegeben. Als Reaktionslösung wurde eine 10-2-molare NH4F-Lösung mit einem pH-Wert von 4 verwendet. Die sich ergebende Potential-Zeit-Kurve entsprach in der Form der Kurve Fig. 3. Die Ti/TiN-Schicht war im Wendepunkt des Bereiches der Punkte B und C vollständig abgetragen.A 4 "wafer was used as in Example 1 and the polishing process was carried out, but a 100 nm Ti / TiN layer was applied instead of the 100 nm Ta. The slurry used was a commercial slurry with H 2 O 2 as the oxidizing agent and was applied at a slurry rate of 120 ml / min. A 10 -2 molar NH 4 F solution with a pH of 4. was used as the reaction solution. The resulting potential-time curve corresponded in the form of the curve to FIG. 3. The Ti / TiN layer was completely removed at the turning point in the area of points B and C.

Beispiel 3Example 3

Es wurde ein Polierprozeß eines Wafers wie im Beispiel 2 durchgeführt, aber statt eines blanken Wafers ein strukturierter Wafer verwendet (Damascene-Technologie) bei dem die Strukturen nach der Ti/TiN-Beschichtung mit Cu über den Rand der Strukturen hinaus vollständig gefüllt sind. Die verwendete Slurry ist eine auf H2O2-basierende Mischung mit einem pH von 4. Sowohl Cu als auch Ti/TiN konnten mit dieser Slurry poliert werden, ohne das der Prozeß unterbrochen werden mußte. Es wurde 2 Elektroden in der Meßzelle eingesetzt, eine Cu-selektive und eine F-selektive Elektrode. Unabhängig voneinander konnte das Signal der Cu-Elektrode registriert werden, welche einen Endpunktbereich des Cu-Abtrages bei B1 bis C1 ergab und es konnte das Signal der F- Elektrode eliminiert werden, das einen vollständigen Abtrag der Barriere im Bereich B2 und C2 zeigte (Fig. 4). Als Reaktionslösung wurde eine 10-2-molare NH4F-Lösung mit einem pH-Wert von 4 verwendet.A wafer polishing process was carried out as in Example 2, but instead of a bare wafer, a structured wafer (Damascene technology) was used, in which the structures after the Ti / TiN coating were completely filled with Cu beyond the edge of the structures. The slurry used is an H 2 O 2 -based mixture with a pH of 4. Both Cu and Ti / TiN could be polished with this slurry without the process having to be interrupted. Two electrodes were used in the measuring cell, a Cu-selective and an F-selective electrode. Independently of each other, the signal of the Cu electrode could be registered, which resulted in an end point area of the copper removal at B1 to C1 and the signal of the F electrode could be eliminated, which showed a complete removal of the barrier in the area B2 and C2 ( Fig . 4). A 10 -2 molar NH 4 F solution with a pH of 4 was used as the reaction solution.

Beispiel 4Example 4

Es wurde ein Polierprozeß eines 4"-Wafers wie im Beispiel 1 durchgeführt, aber statt eines blanken Wafers ein strukturierter Wafer verwendet (Damascene-Technologie) bei dem die Strukturen nach der Ta-Beschichtung mit Cu über den Rand der Strukturen hinaus vollständig gefüllt sind. Es wurden für diesen Prozeß 2 unterschiedliche Slurries eingesetzt, eine kommerzielle Cu-Slurry mit H2O2 und eine modifzierte Ta-Slurry im pH Bereich von 4 bis 5. Die Meßzelle war, wie im Beispiel 3, mit eine Cu-selektiven Elektrode und mit einer F-selektiven Elektrode bestückt. Die erste Stufe des Polierprozesses wurde an Hand der Potentialkurve der Cu-Elektrode bis zu einem Punkt B1-C1 (analog der Cu-Kurve Fig. 4) gefahren. Die zweite Stufe wurde mit der modifizierten Ta-Slurry (Beispiel 1) durchgeführt und die Potentialänderung der F-Elektrode zeigte hier ein analoges Bild, wie in Fig. 3 dargestellt. Als Reaktionslösung wurde eine 10-2-molare NH4F-Lösung mit einem pH-Wert von 4 verwendet. A polishing process of a 4 "wafer was carried out as in Example 1, but instead of a bare wafer a structured wafer (Damascene technology) was used in which the structures after the Ta coating with Cu are completely filled beyond the edge of the structures. Two different slurries were used for this process, a commercial Cu slurry with H 2 O 2 and a modified Ta slurry in the pH range from 4 to 5. The measuring cell was, as in Example 3, with a Cu-selective electrode and The first stage of the polishing process was carried out using the potential curve of the Cu electrode to a point B1-C1 (analogous to the Cu curve in FIG. 4). The second stage was carried out with the modified Slurry (Example 1) was carried out and the change in potential of the F electrode showed an analogous image here, as shown in Fig. 3. A 10 -2 molar NH 4 F solution with a pH of 4 was used as the reaction solution t.

Mit einem solchen Stufenprozeß ist mit selektiv wirkenden Slurries und mit der erfindungsge­ mäßen Endpunkterkennung eine hohe Ausbeute beim CMP des Cu-Ta-CMP Prozesses erreichbar.With such a step process is with selective slurries and with the fiction endpoint detection, a high yield can be achieved with the CMP of the Cu-Ta-CMP process.

Beispiel 5Example 5

Auf einem 4"-Wafer mit 1000 nm Oxid wurden durch einen Sputterprozeß 500 nm Al ganzflächig aufgebracht. Der Polierprozeß wurde mit einer kommerziellen W/Al-Slurry auf IC1000/SubaIV ausgeführt bei einem Polierdruck von 21,9 kPa und einer Geschwindigkeit von Polierplatte und Polierkopf mit 40 U/min. Als Reaktionslösung wurde eine 10-2-molare NH4F-Lösung mit einem pH-Wert von 4 verwendet. Die F-selektive Elektrode zeichnete den Gehalt der abgehenden Slurry an nicht komlex gebundenem F- auf und der Endpunkt des Al-Abtrages wurde wiederum in der Potentialänderung (Punkte B-C in Fig. 5) erkannt. Der gewünschte exakte Endpunkt wurde, analog der obigen Beispiele, durch zeitabgestuften Polierabbruch im Bereich B-C und der entsprechenden Auswertung ermittelt. 500 nm Al were applied to the entire surface of a 4 "wafer with 1000 nm oxide by means of a sputtering process. The polishing process was carried out with a commercial W / Al slurry on IC1000 / SubaIV at a polishing pressure of 21.9 kPa and a speed of polishing plate and Polishing head at 40 rpm The reaction solution used was a 10 -2 molar NH 4 F solution with a pH of 4. The F-selective electrode recorded the content of the non-complex bound F - in the outgoing slurry and the The end point of the Al removal was again recognized in the change in potential (points BC in Fig. 5.) The desired exact end point was determined, analogously to the examples above, by time-graded polishing abort in the BC area and the corresponding evaluation.

BezugszeichenlisteReference list

11

Polierkopf
Polishing head

22nd

Polierplatte
Polishing plate

33rd

Slurry-Zuführung
Slurry feeder

44th

Mischzelle
Mixing cell

55

Ansaugkanüle
Suction cannula

66

Injektionskapillare
Injection capillary

77

Vorratsgefäß
Storage jar

88th

Pumpe
pump

99

Zuführungsleitung
Supply line

1010th

Meßzelle
Measuring cell

1111

ionenselektive Elektrode(n)
ion selective electrode (s)

1212th

Potential-Meßeinheit
Potential measuring unit

1313

Monitor
monitor

1414

Abwassersammelgefäß
A Polierstart
B Beginn des Abfalls des Potentialwertes
C Wendepunkt bzw. auslaufende Kurve des abfallendes Teils der Potentialkurve
Waste water collector
A start of polishing
B Start of the drop in the potential value
C turning point or trailing curve of the falling part of the potential curve

Claims (13)

1. Verfahren zur in-situ Endpunkterkennung beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Schichten auf Halbleiterwafern mit einer Poliermaschine, bestehend aus einer Polierplatte (2) mit einem Polierpad, einen mit veränderlichen Druck gegen die Polierplatte (2) gehaltenen rotierenden Polierkopf (1), der mit einem zu polierenden Halbleiterwafer bestückbar ist, einer Zuführung (3) für eine Schleifmittelsuspension und einer Ansaugkanüle (5) in Rotationsrichtung der Polierplatte (2) gesehen hinter dem Polierkopf (1), wobei die Schleifmittelsuspension vom Polierpad mit einer Ansaugkanüle (5) aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schleifmittelsuspension nach der Aufnahme vom Polierpad in einer Mischzelle (4) mit einer Reaktionslösung versetzt und einer Meßzelle (10) mit zumindest einer ionenselektiven Elektrode (11) zugeführt wird,
  • - die Reaktionslösung mit einem Teil des von der Schleifmittelsuspension aufgenommenen abpolierten Material chemisch reaktiv ist, wobei Konzentrationsänderungen von in der Reaktionslösung vorliegenden Ionen mittels Elektrode(n) (11) als Potentialänderung(en) in Abhängigkeit von der Polierzeit gemessen wird (werden), und
  • - eine signifikante Potentialänderung in Abhängigkeit von der Polierzeit zur Endpunktermittlung herangezogen und damit zur Kontrolle oder zum Beenden des Polierens dient.
1. Method for in-situ end point detection during chemical mechanical polishing (CMP) of layers on semiconductor wafers with a polishing machine, consisting of a polishing plate ( 2 ) with a polishing pad, a rotating polishing head ( 1. Held with variable pressure against the polishing plate ( 2 ) ), which can be equipped with a semiconductor wafer to be polished, a feed ( 3 ) for an abrasive suspension and an intake cannula ( 5 ) seen in the direction of rotation of the polishing plate ( 2 ) behind the polishing head ( 1 ), the abrasive suspension being removed from the polishing pad with an intake cannula ( 5 ) is recorded, characterized in that
  • - After the absorption of the polishing pad in a mixing cell ( 4 ), the abrasive suspension is mixed with a reaction solution and fed to a measuring cell ( 10 ) with at least one ion-selective electrode ( 11 ),
  • - The reaction solution is chemically reactive with a part of the abpoliert material absorbed by the abrasive suspension, changes in the concentration of ions present in the reaction solution by means of electrode (s) ( 11 ) as potential change (s) depending on the polishing time (are), and
  • - A significant change in potential depending on the polishing time is used to determine the end point and thus serves to control or to end the polishing.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens während der Messung der Potentialänderung ein konstanter Schleifmittelsuspensionsstrom eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that at least during the measurement a constant abrasive suspension flow is set after the potential change. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als ionenselektive Elektrode (11) eine ionenselektive F-Elektroden verwendet wird, mit der auf chemischer Reaktion in der Reaktionsflüssigkeit beruhende Konzentrationsänderung von F--Ionen gemessen werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an ion-selective F-electrodes is used as the ion-selective electrode ( 11 ) are measured with the change in concentration of F - ions based on chemical reaction in the reaction liquid. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der ionenselektiven F- Elektrode eine Cu-selektive Elektrode verwendet wird, mit der Konzentrationsänderungen von Cu-Ionen in der Reaktionsflüssigkeit gemessen werden. 4. The method according to claim 3, characterized in that in addition to the ion-selective F- A Cu-selective electrode is used to measure the concentration changes of Cu ions can be measured in the reaction liquid.   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionslösung eine definierte Konzentration an F--Ionen in einem gepufferten Medium im pH-Bereich von 2 bis 6 verwendet wird, die mit Leitbahnmetalls Al und den Barrieremetallen Ti und Ta Komplexe bildet.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a defined concentration of F - ions in a buffered medium in the pH range from 2 to 6 is used as the reaction solution, which with conductive metal Al and the barrier metals Ti and Ta Forms complexes. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gepufferte Medium auf pH 4 eingestellt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that the buffered medium to pH 4 is set. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionslösung mit einer definierten Konzentration an F--Ionen in einem gepufferten Medium eine 10-1 bis 10-3 molare F- oder NH4F-Lösung verwendet wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that a 10 -1 to 10 -3 molar F or NH 4 F solution is used as the reaction solution with a defined concentration of F - ions in a buffered medium. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßzelle (10) gleichzeitig eine ionenselektive F-Elektrode und eine Cu-selektive Elektrode betrieben werden, wobei mit der ionenselektiven F-Elektroden sowohl der Abtrag des Leitbahnmetalls Al als auch der des Barrieremetalls Ti oder Ta kontrolliert und deren Polierendpunkt angezeigt wird und mit der Cu-selektiven Elektrode der Abtrag des Leitbahnmetalls Cu kontrolliert und dessen Polierendpunkt angezeigt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in the measuring cell ( 10 ) an ion-selective F-electrode and a Cu-selective electrode are operated simultaneously, with the ion-selective F-electrodes both the removal of the interconnect metal Al also controls that of the barrier metal Ti or Ta and their polishing point is displayed and with the Cu-selective electrode the removal of the interconnect metal Cu is checked and its polishing point is displayed. 9. Anordnung zur in-situ Endpunkterkennung beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP) von Schichten auf Halbleiterwafern mit einer Poliermaschine, bestehend aus einer Polierplatte (2) mit einem Polierpad, einen mit veränderlichen Druck gegen die Polierplatte (2) gehaltenen rotierenden Polierkopf (1), der mit einem zu polierenden Halbleiterwafer bestückbar ist, einer Zuführung (3) für eine Schleifmittelsuspension und einer Ansaugkanüle (5) in Rotationsrichtung der Polierplatte (2) gesehen hinter dem Polierkopf (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkanüle (5) mit einer Mischzelle (4) verbunden ist, die eine Zuführungsleitung (9) für eine Reaktionsflüssigkeit aufweist, die Zuführungsleitung (9) in der Mischzelle (4) in einer Injektionskapillare (6) endet, die Mischzelle (4) mit einer Meßzelle (10) verbunden ist, in der zumindest eine ionenselektive F-Elektrode (11) vorgesehen ist, mit der Potentialänderungen in der Reaktionsflüssigkeit während des Polierens gemessen und einer Meßeinheit (12) zugeführt werden, so daß Signale zur Kontrolle des Polierens oder der Beendigung des Polierens gewonnen werden. 9. Arrangement for in-situ end point detection during chemical mechanical polishing (CMP) of layers on semiconductor wafers with a polishing machine, consisting of a polishing plate ( 2 ) with a polishing pad, a rotating polishing head ( 1. Held with variable pressure against the polishing plate ( 2 ) ), which can be equipped with a semiconductor wafer to be polished, a feed ( 3 ) for an abrasive suspension and an intake cannula ( 5 ) seen in the direction of rotation of the polishing plate ( 2 ) behind the polishing head ( 1 ), characterized in that the intake cannula ( 5 ) also is connected to a mixing cell ( 4 ) which has a feed line ( 9 ) for a reaction liquid, the feed line ( 9 ) in the mixing cell ( 4 ) ends in an injection capillary ( 6 ), the mixing cell ( 4 ) is connected to a measuring cell ( 10 ) , in which at least one ion-selective F-electrode ( 11 ) is provided, with which changes in potential in the reaction liquid measured during polishing and fed to a measuring unit ( 12 ) so that signals for checking the polishing or the completion of the polishing are obtained. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkanüle (5) flexibel ausgebildet ist.10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the suction cannula ( 5 ) is flexible. 11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zuführungsleitung (9) eine Pumpe (8) und danach ein Vorratsbehälter (7) für die Reaktionsflüssigkeit angeschlossen ist.11. The arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that a pump ( 8 ) and then a reservoir ( 7 ) for the reaction liquid is connected to the feed line ( 9 ). 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pumpe (8) die Einströmgeschwindigkeit der Schleifmittelsuspension in die Mischzelle (4) einstellbar ist.12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the inflow speed of the abrasive suspension into the mixing cell ( 4 ) is adjustable with the pump ( 8 ). 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßzelle (10) neben einer ionenselektiven F-Elektrode eine Cu-selektive Elektrode vorgesehen ist, deren in der Reaktionsflüssigkeit jeweils gemessenen Potentialänderungen während des Polierens einer Meßeinheit (12) zugeführt werden.13. Arrangement according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the measuring cell ( 10 ) in addition to an ion-selective F-electrode, a Cu-selective electrode is provided, the potential changes of which are measured in the reaction liquid during the polishing of a measuring unit ( 12 ). be fed.
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