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公開番号2025034512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140929
出願日2023-08-31
発明の名称膜厚信号処理装置、研磨装置、および膜厚信号処理方法
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 37/013 20120101AFI20250306BHJP(研削;研磨)
要約【課題】測定範囲内における膜厚分布の精度を改善した膜厚信号処理装置を提供する
【解決手段】膜厚信号処理装置は受信部と補正部を有する。受信部は、渦電流センサから出力されたセンサデータを受信して、第1の膜厚データ168および第2の膜厚データ172を生成する。補正部は、受信部によって生成された第1の膜厚データ168および第2の膜厚データ172の補正を行う。補正部は、渦電流センサの1回の測定において測定対象とする研磨対象物上の測定範囲174,176のサイズと、研磨対象物上の第1の測定点146において測定された第1の膜厚データ168と、研磨対象物上の第2の測定点148において測定された第2の膜厚データ172とに基づいて補正された膜厚データ166を求める。第1の測定点146と第2の測定点148との距離は、測定範囲174,176のサイズ以下である。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
研磨対象物の膜厚を検出するための膜厚センサから出力されたセンサデータを受信して、第１および第２の膜厚データを生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記第１および第２の膜厚データの補正を行う補正部と、を備え、
前記補正部は、前記膜厚センサの１回の測定において測定対象とする前記研磨対象物上の測定範囲のサイズと、前記研磨対象物上の第１の測定点において測定された前記第１の膜厚データと、前記研磨対象物上の第２の測定点において測定された前記第２の膜厚データとに基づいて補正された膜厚データを求め、
前記第１の測定点と前記第２の測定点との距離は、前記測定範囲のサイズ以下であることを特徴とする膜厚信号処理装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１の測定点から前記研磨対象物の中心までの第１の距離と、前記第２の測定点から前記研磨対象物の前記中心までの第２の距離は異なることを特徴とする請求項１記載の膜厚信号処理装置。
【請求項３】
前記第１の膜厚データが測定された後の最初の測定において前記第２の膜厚データが測定されることを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記研磨対象物上において前記サイズの距離だけ離れている第３の測定点と第４の測定点に対応する第３の膜厚データと第４の膜厚データのうちの少なくとも一方を、前記第１の膜厚データと前記第２の膜厚データとに基づいて補正された前記膜厚データとして求めることを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
【請求項５】
前記第３の膜厚データと前記第４の膜厚データとの差は、前記第１の膜厚データと前記第２の膜厚データとの差に比例することを特徴とする請求項５記載の膜厚信号処理装置。
【請求項６】
前記補正は、前記第１または第２の膜厚データの時間に関する変化量が所定値を超えるときに行うことを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
【請求項７】
前記補正は、前記第１または第２の膜厚データの位置に関する変化量が所定値を超えるときに行うことを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
【請求項８】
前記補正は、前記研磨対象物の端部の近傍で測定された前記第１および第２の膜厚データに基づいて行うことを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
【請求項９】
前記補正は、前記膜厚センサの前記測定範囲内に前記端部があるときに行うことを特徴とする請求項８記載の膜厚信号処理装置。
【請求項１０】
前記研磨対象物と前記膜厚センサとの距離が第１の長さのときの前記サイズを第１のサイズとし、前記研磨対象物と前記膜厚センサとの距離が、第２の長さのときの前記サイズを第２のサイズとするときに、前記第１の長さが前記第２の長さより長いとき、前記第１のサイズは前記第２のサイズより大きいことを特徴とする請求項１または２記載の膜厚信号処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚信号処理装置、研磨装置、および膜厚信号処理方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現するためには、半導体デバイス表面を精度よく平坦化処理する必要がある。
【０００３】
半導体デバイス表面の平坦化技術として、化学的機械研磨（ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ））が知られている。ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨パッドが貼り付けられた研磨テーブルと、研磨対象物（例えば半導体ウェハなどの基板、又は基板の表面に形成された各種の膜）を保持するためのトップリング（保持部）とを備えている。研磨装置は、研磨テーブルを回転駆動できるモータ（駆動部）で研磨テーブルを回転させながら、トップリングに保持された研磨対象物を研磨パッドに押圧することによって研磨対象物を研磨する。
【０００４】
研磨装置は、研磨対象物の膜厚に基づいて研磨工程の終点検知を行うために膜厚測定装置を備えている。膜厚測定装置は、研磨対象物の膜厚を検出する膜厚センサを備えている。膜厚センサは代表的には、渦電流センサ、又は、光学式センサが挙げられる。
【０００５】
渦電流センサ又は光学式センサは、研磨テーブルに形成された穴に配置され、研磨テーブルの回転とともに回転しながら、研磨対象物と対向している時に膜厚を検出する。渦電流センサは、導電膜などの研磨対象物に渦電流を誘起させ、研磨対象物に誘起された渦電流によって発生する磁界の変化から研磨対象物の厚さの変化を検出する。一方、光学式センサは、研磨対象物に光を照射し、研磨対象物から反射する干渉波を測定することによって研磨対象物の厚さを検出する。
【０００６】
膜厚センサによる膜厚分布は、センサの測定スポット（渦電流センサの場合は、ウェハに誘起された渦電流が存在するウェハ上の測定範囲。光学式センサの場合はウェハ上の光の照射範囲。以下では「測定範囲」と呼ぶ。）の全体からの検出信号に基づく膜厚の測定値（膜厚データ）と、ウェハ上における測定点の位置とを対応付けたものである。例えば、測定点の位置としてはセンサ中心の位置を用いることがある。測定範囲は、ウェハにおいて範囲を持って存在する一方、その測定値をウェハ上の特定位置である測定点の位置に紐づけられる。このため、測定範囲内における膜厚分布の精度、すなわち空間分解能に向上の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許６７９５３３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、測定範囲内における膜厚分布の精度を改善した膜厚信号処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の形態では、研磨対象物の膜厚を検出するための膜厚センサから出力されたセンサデータを受信して、第１および第２の膜厚データを生成する受信部と、前記受信部によって生成された前記第１および第２の膜厚データの補正を行う補正部と、を備え、前記補正部は、前記膜厚センサの１回の測定において測定対象とする前記研磨対象物上の測定範囲のサイズと、前記研磨対象物上の第１の測定点において測定された前記第１の膜厚データと、前記研磨対象物上の第２の測定点において測定された前記第２の膜厚データとに基づいて補正された膜厚データを求め、前記第１の測定点と前記第２の測定点との距離は、前記測定範囲のサイズ以下であることを特徴とする膜厚信号処理装置という構成を採っている。
【００１０】
本実施形態では、補正部は、膜厚センサの１回の測定において測定対象とする研磨対象物上の測定範囲のサイズと、研磨対象物上の第１の測定点において測定された第１の膜厚データと、研磨対象物上の第２の測定点において測定された第２の膜厚データとに基づいて補正された膜厚データを求めている。特に測定範囲のサイズを補正に用いているため、測定範囲内における膜厚分布の精度を改善した膜厚信号処理装置を提供できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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