[發明專利]膜厚信號處理裝置、研磨裝置、膜厚信號處理方法及研磨方法

有效

• 申請號: 201710509057.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107538339B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 中村顯
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005;B24B37/34;H01L21/304
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉;劉偉志

本發明提供一種提高邊緣處的膜厚的檢測精度且減少研磨對象物的邊緣附近的瑕疵率的膜厚信號處理裝置、研磨裝置、膜厚信號處理方法及研磨方法。接收部(232)接收從用于檢測研磨對象物(102)的膜厚的渦電流傳感器(210)輸出的傳感器數據，并生成膜厚數據。修正部(238)基于由接收部(232)生成的膜厚數據，進行比研磨對象物(102)的邊緣靠內側的位置處的膜厚數據的修正。修正部(238)使用在比研磨對象物(102)的邊緣靠外側的位置由接收部(232)生成的膜厚數據，對在比研磨對象物(102)的邊緣靠內側的位置由接收部(232)生成的膜厚數據進行修正。

技術領域

本發明涉及膜厚信號處理裝置、研磨裝置、膜厚信號處理方法及研磨方法。

背景技術

近年來，隨著半導體器件的高集成化、高密度化，電路的布線越來越微細化，多層布線的層數也有所增加。為了在謀求電路的微細化的同時實現多層布線，需要對半導體器件表面高精度地進行平坦化處理。

作為半導體器件表面的平坦化技術，公知有化學機械研磨(CMP(ChemicalMechanical Polishing))。用于進行CMP的研磨裝置具備：粘貼有研磨墊的研磨臺；和用于保持研磨對象物(例如半導體晶片等基板、或形成于基板表面的各種膜)的頂環(topring)。研磨裝置一邊使研磨臺旋轉一邊將保持于頂環的研磨對象物按壓于研磨墊，由此對研磨對象物進行研磨。

研磨裝置具備用于基于研磨對象物的膜厚來進行研磨工序的終點檢測的膜厚測定裝置。膜厚測定裝置具備檢測研磨對象物的膜厚的膜厚傳感器。膜厚傳感器可代表性地列舉渦電流傳感器或光學式傳感器。

渦電流傳感器或光學式傳感器配置在形成于研磨臺上的孔中，一邊與研磨臺的旋轉一起旋轉，一邊在與研磨對象物相對時檢測膜厚。渦電流傳感器使導電膜等研磨對象物中感生渦電流，根據在研磨對象物中感生的渦電流產生的磁場變化來檢測研磨對象物的厚度變化。另一方面，光學式傳感器對研磨對象物照射光，通過測定從研磨對象物反射的干涉波來檢測研磨對象物的厚度。

另外，膜厚傳感器一邊隨著研磨臺的旋轉而沿著研磨對象物的研磨面相對移動一邊檢測膜厚。另一方面，膜厚傳感器具有用于檢測膜厚的磁場或光的點徑。因此，為了使膜厚傳感器的輸出大致達到100％，而需要使點徑的全部范圍進入到研磨對象物的邊緣內側。即，在膜厚傳感器正與研磨對象物的研磨面的中央部相對的狀態下，由于膜厚傳感器的點徑的全部范圍進入到研磨對象物的邊緣內側，所以膜厚傳感器的輸出大致為100％。另一方面，在膜厚傳感器正與研磨對象物的邊緣部分相對的狀態下，由于僅膜厚傳感器的點徑的一部分進入到研磨對象物的邊緣內側，所以膜厚傳感器的輸出沒有達到100％。

在現有技術中公知進行所謂邊緣切除處理，即，在膜厚傳感器的輸出沒有大致達到100％的部位將膜厚傳感器的輸出舍棄來進行處理。由于進行邊緣切除處理，所以在現有技術中，無法正確地測定邊緣部分的膜厚。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-11977號公報

專利文獻2：日本特開2005-121616號公報

發明內容

即，現有技術中，由于在膜厚傳感器的輸出沒有大致達到100％的部位進行所謂邊緣切除處理，所以難以在研磨對象物的邊緣部分高精度地檢測膜厚。

近年來，為了減少半導體晶片的邊緣附近的瑕疵率，要求更靠近半導體晶片的邊緣地測定膜厚，希望以原位(In-situ)的閉環控制來進行膜厚控制。

因此，本申請發明的課題為提高邊緣處的膜厚的檢測精度，減少研磨對象物的邊緣附近的瑕疵率。