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
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膜厚信號處理裝置、研磨裝置、膜厚信號處理方法、及研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著半導(dǎo)體器件的高集成化、高密度化，電路的布線越來越細(xì)微化，多層布線的層數(shù)也增加了。為了要一邊謀求電路的細(xì)微化，一邊實(shí)現(xiàn)多層布線，則有必要對半導(dǎo)體器件表面高精度地進(jìn)行平坦化處理。
[0003]作為半導(dǎo)體器件表面的平坦化技術(shù)，已知的有化學(xué)性的機(jī)械研磨(CMP(ChemicalMechanical Polishing化學(xué)機(jī)械拋光))。用于進(jìn)行CMP的研磨裝置包括:粘貼有研磨墊的研磨臺；和用于保持研磨對象物(例如，半導(dǎo)體晶片等的基板或者形成在基板的表面上的各種膜)的頂環(huán)。研磨裝置一邊使研磨臺旋轉(zhuǎn)，一邊通過將被頂環(huán)保持的研磨對象物按壓在研磨墊上來對研磨對象物進(jìn)行研磨。
[0004]研磨裝置包括:用于根據(jù)研磨對象物的膜厚，進(jìn)行研磨工程的終點(diǎn)檢測的膜厚測定裝置。膜厚測定裝置包括對研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測的膜厚傳感器。膜厚傳感器可以代表性地列舉渦流傳感器或者光學(xué)式傳感器。
[0005]渦流傳感器或者光學(xué)式傳感器被配置在形成于研磨臺上的孔中，一邊與研磨臺的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)，一邊以與研磨對象物相對的時間相位對膜厚進(jìn)行檢測。渦流傳感器使導(dǎo)電膜等研磨對象物感應(yīng)渦流，根據(jù)由研磨對象物感應(yīng)的渦流而產(chǎn)生的磁場變化來對研磨對象物的厚度進(jìn)行檢測。另一方面，光學(xué)式傳感器通過對研磨對象物進(jìn)行光照射，對從研磨對象物反射的干涉波進(jìn)行測定來對研磨對象物的厚度進(jìn)行檢測。
[0006]可是，膜厚傳感器隨著研磨臺的旋轉(zhuǎn)，一邊沿研磨對象物的研磨面相對地移動，一邊對膜厚進(jìn)行檢測。另一方面，膜厚傳感器存在用于檢測膜厚的磁場或者光的光斑直徑。因此，為使膜厚傳感器的輸出大致達(dá)到100%，光斑直徑的整個范圍有必要與研磨對象物相對。即，在研磨對象物的研磨面的中央部與膜厚傳感器相對的狀態(tài)下，膜厚傳感器的光斑直徑的整個范圍與研磨對象物相對，所以膜厚傳感器的輸出大致成為100%。另一方面，在研磨對象物的邊緣部分與膜厚傳感器相對的狀態(tài)下，膜厚傳感器的光斑直徑的一部與研磨對象物相對，所以膜厚傳感器的輸出達(dá)不到100%。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，已知的有在膜厚傳感器的輸出未達(dá)到大致100%之處，對膜厚傳感器的輸出進(jìn)行廢棄并處理的、所謂邊緣切除處理。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)I日本特開2005-11977號公報
[0011]專利文獻(xiàn)2日本特開2005-121616號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]但是，現(xiàn)有技術(shù)并未關(guān)于提尚I吳厚的檢測精度進(jìn)彳丁考慮。
[0014]S卩，現(xiàn)有技術(shù)在膜厚傳感器的輸出未達(dá)到大致100%之處對膜厚傳感器的輸出進(jìn)行廢棄并處理的、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。
[0015]在此，本申請發(fā)明以通過提高邊緣部的膜厚的檢測精度，擴(kuò)大傳感器輸出的有效范圍來提高研磨對象物的面內(nèi)均勻性為技術(shù)問題。
[0016]用于解決課題的手段
[0017]本申請發(fā)明的膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式正是鑒于上述技術(shù)問題而做出的，其特征在于，包括:接收部，其接收從沿著研磨面對研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測的膜厚傳感器輸出的膜厚數(shù)據(jù)；確定部，其基于由所述接收部接收的膜厚數(shù)據(jù)，對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定；以及補(bǔ)正部，其對由所述確定部確定的有效范圍內(nèi)的所述膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正。
[0018]又，本申請發(fā)明的膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式正是鑒于上述技術(shù)問題而做出的，其特征在于，包括:接收部，其接收從沿著研磨面對研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測的膜厚傳感器輸出的膜厚數(shù)據(jù)；運(yùn)算部，其基于由所述接收部接收的膜厚數(shù)據(jù)的相鄰的多個點(diǎn)的膜厚的差分，來求出所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍的邊緣部；以及確定部，其基于由所述運(yùn)算部求得的邊緣部，來對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定。
[0019]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以還包括運(yùn)算部，其基于由所述接收部接收的膜厚數(shù)據(jù)的相鄰的多個點(diǎn)的膜厚的差分，來求出所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍的邊緣部；所述確定部基于由所述運(yùn)算部求得的邊緣部，來對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定。
[0020]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以還包括補(bǔ)正部，其對由所述確定部確定的有效范圍內(nèi)的所述膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正。
[0021]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述運(yùn)算部通過將由所述接收部接收的膜厚數(shù)據(jù)的相鄰的多個點(diǎn)的膜厚的差分相乘，來生成邊緣檢測用波形，所述確定部將由所述運(yùn)算部生成的邊緣檢測用波形中出現(xiàn)的2個峰值之間的范圍確定為所述有效范圍。
[0022]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述確定部將以由所述運(yùn)算部生成的邊緣檢測用波形中出現(xiàn)的2個峰值為起點(diǎn)相互靠近的方向上前進(jìn)了規(guī)定的距離的范圍確定為規(guī)定的處理用的區(qū)域。
[0023]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述確定部將以由所述運(yùn)算部生成的邊緣檢測用波形中出現(xiàn)的2個峰值為起點(diǎn)相互靠近的方向上前進(jìn)了規(guī)定的距離的范圍確定為對所述膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正區(qū)域。
[0024]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述補(bǔ)正部對于所述有效范圍內(nèi)的所述膜厚數(shù)據(jù)中，與膜厚相關(guān)的強(qiáng)度未達(dá)到基準(zhǔn)強(qiáng)度的膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正，以使該膜厚數(shù)據(jù)的強(qiáng)度符合所述基準(zhǔn)強(qiáng)度，或者，將大于1的規(guī)定倍率乘以該膜厚數(shù)據(jù)的強(qiáng)度來進(jìn)行補(bǔ)正。
[0025]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述膜厚傳感器沿著研磨面對所述研磨對象物的膜厚進(jìn)行多次檢測，每當(dāng)所述接收部接收到所述膜厚數(shù)據(jù)，所述確定部就基于所接收的膜厚數(shù)據(jù)，對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定。
[0026]又，在膜厚信號處理裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述膜厚傳感器沿著研磨面對所述研磨對象物的膜厚進(jìn)行多次檢測，所述確定部基于由所述接收部接收的基準(zhǔn)的膜厚數(shù)據(jù)，對所述膜厚數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)的有效范圍進(jìn)行確定，將該確定的基準(zhǔn)的有效范圍確定為相對于所述多個膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍。
[0027]本申請發(fā)明的研磨裝置的一實(shí)施方式，其特征在于，包括:研磨臺，其粘貼有用于對研磨對象物進(jìn)行研磨的研磨墊；驅(qū)動部，其對所述研磨臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；保持部，其對所述研磨對象物進(jìn)行保持并將其按壓在所述研磨墊上；膜厚傳感器，其被配置在所述研磨臺上所形成的孔中，伴隨所述研磨臺的旋轉(zhuǎn)而沿著研磨面對所述研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測；以及上述任一項(xiàng)所述的膜厚信號處理裝置。
[0028]又，在研磨裝置的一實(shí)施方式中，可以包括:研磨裝置控制部，其基于由所述膜厚信號處理裝置的所述補(bǔ)正部補(bǔ)正的所述膜厚數(shù)據(jù)，對所述研磨對象物的按壓力進(jìn)行控制。
[0029]又，在研磨裝置的一實(shí)施方式中，可以是所述研磨裝置控制部基于由所述膜厚信號處理裝置的所述補(bǔ)正部補(bǔ)正了的所述膜厚數(shù)據(jù)，對所述研磨對象物的多個區(qū)域的按壓力進(jìn)行獨(dú)立的控制。
[0030]本申請發(fā)明的膜厚信號處理方法的一實(shí)施方式，其特征在于，包括以下步驟:接收由沿著研磨面對研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測的膜厚傳感器輸出的膜厚數(shù)據(jù)；基于所述接收的膜厚數(shù)據(jù)，對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定；以及對于所述確定的有效范圍內(nèi)的所述膜厚數(shù)據(jù)中，與膜厚相關(guān)的強(qiáng)度未達(dá)到基準(zhǔn)強(qiáng)度的膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正，以使該膜厚數(shù)據(jù)的強(qiáng)度符合所述基準(zhǔn)強(qiáng)度，或者，通過將大于I的規(guī)定倍率乘以該膜厚數(shù)據(jù)的強(qiáng)度來進(jìn)行補(bǔ)正。
[0031]本申請發(fā)明的研磨方法的一實(shí)施方式，其特征在于，包括以下步驟:接收由沿著研磨面對研磨對象物的膜厚進(jìn)行檢測的膜厚傳感器輸出的膜厚數(shù)據(jù)；基于所述接收的膜厚數(shù)據(jù)，對所述膜厚數(shù)據(jù)的有效范圍進(jìn)行確定；對所述確定的有效范圍內(nèi)的所述膜厚數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)正；以及基于所述補(bǔ)正的膜厚數(shù)據(jù)，對所述研磨對象物的按壓力進(jìn)行控制。
[0032]發(fā)明的效果
[0033]根據(jù)這樣的本申請發(fā)明，能夠使膜厚的檢測精度提高。
【附圖說明】
[0034]圖1是示意性地示出第I實(shí)施方式的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖2是示出運(yùn)算部234及確定部236的處理的概略示意圖。
[0036]圖3是對補(bǔ)正區(qū)域的確定進(jìn)行說明的示意圖。
[0037]圖4是用于對補(bǔ)正的第I實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。
[0038]圖5是用于對補(bǔ)正的第2實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。
[0039]圖6是用于對補(bǔ)正的第3實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。
[0040]圖7是用于對補(bǔ)正的第4實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。
[0041]圖8是用于對補(bǔ)正的第5實(shí)施方式進(jìn)行說明的圖。
[0042]圖9是示出研磨中進(jìn)行的壓力控制的動作的一例的流程圖。
[0043]圖10是本實(shí)施方式的膜厚信號處理方法的流程圖。
[0044]圖11是本實(shí)施方式的研磨方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，根據(jù)附圖對涉及本申請發(fā)明