JP2005340272A - 基板研磨方法および基板研磨管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の基板研磨方法では、層間絶縁膜3における凸部4を研磨するときの研磨レートRSを、凸部4を除去した後に平坦な面を研磨するときの研磨レートRと、金属配線2のパターン密度Dと、補正係数Kとの関数で示すことにより算出する。ここで、補正係数Kは、凸部4の平面的なパターン密度が、層間絶縁膜6の厚みにより金属配線2のパターン密度と違う値になるのを補正するための補正係数である。この方法によると、凸部4を除去した後の平坦な面を研磨するときの研磨レートRさえ実測すれば、層間絶縁膜3を所望の膜厚にするのに必要な時間を求めることができる。したがって、1度のCMPで正確に研磨を行うことができる。
【選択図】図1
Description
図1(a)は、半導体装置の層間絶縁膜に対してCMPを行う際に、時間の経過に沿って層間絶縁膜の膜厚が変化する様子を模式的に示す図であり、図1(b)は、層間絶縁膜の研磨時間と層間絶縁膜の膜厚との関係を近似的に示すグラフ図である。
−第1の方法−
第2の実施形態の第1の方法では、段差緩和以降の工程における研磨レートRiとして、i番目の前に研磨したi−1番目の基板の処理結果から得られる研磨レート(以下では、処理結果研磨レートと呼ぶ)を用いる。この処理結果研磨レートR(i)は、Rs(i)がR(i)の関数であるから(4)式に、研磨時間Tとしてi−1番目の基板を研磨するのに要した時間を代入し、膜厚H0 としてi−1番目の基板の研磨後における膜厚を代入し、(4)式を解いて求めることができる。つまり、i番目の基板の研磨レートR(i)は、i−1番目の基板の処理結果研磨レートをRB(i−1)とすると、下記(6)式で示すことができる。
−第2の方法−
本実施形態におけるi番目ロットの研磨レートR(i)は、i番目の処理の前に処理したn個のロットを抽出して、下記(7)式によって算出してもよい。この場合について以下に説明する。
−第3の方法−
以上では、1枚の基板ごとに研磨条件を決定する方法について述べてきたが、ロットが同一品種の基板からなる場合には、その1ロットにつき1つの段差緩和以降の工程における研磨レートRと研磨時間Tとを求めて、一括処理してもよい。この場合には、上述した方法におけるウエハ1枚を1ロットに置き換えて処理を行えばよい。
第3の実施形態では、段差緩和以降の工程における研磨レートR(i)として、i番目の基板の前に処理したi−1、i−2・・・・番目の基板のそれぞれの処理結果から得られる処理結果研磨レートの荷重平均値を用いる。
第4の実施形態では、第1〜第3の実施形態における研磨方法が組み込まれたCMP研磨管理システムについて説明する。
2 金属配線
3 層間絶縁膜
4 凸部
21 プラテン
22 プラテン軸
24 キャリア
25 キャリア軸
27 研磨剤供給装置
28 ドレッサー
101 製造実行システム
102 プロセスフローデータベース
102 製造プロセスデータベース
103 ロット処理結果データベース
104 工程規格定義用データベース
105 品種情報データベース
106 研磨レート情報データベース
107 研磨時間算出用情報データベース
108 研磨処理結果データベース
109 オンラインサーバ
110 CMP装置
111 レシピ情報データベース
112 端末
113 研磨時間管理システム
114 計算ロジック
115 計算ロジック
116 製造装置
178 膜厚測定装置
Claims (14)
- 半導体層と、上記半導体層の上の一部に設けられた凸状部材と、上記半導体層および上記凸状部材の上に設けられ、上面に上記凸状部材の形状が反映された凸部が設けられている被研磨膜を有する被処理基板を研磨する方法であって、
上記被研磨膜における上記凸部を研磨装置における研磨布に押圧し、上記研磨布の表面に研磨剤を供給しながら上記被研磨膜に上記研磨布を摺動することにより、上記凸部を除去した後にさらに所定に膜厚になるまで上記被研磨膜を研磨する研磨工程を備え、
上記凸部を除去した後の研磨レートとして実測研磨レートを用い、
上記凸部を研磨するときの研磨レートとして上記凸状部材のパターン密度と、上記凸部の断面形状に基づいて決められた係数と、上記実測研磨レートとから算出した算出研磨レートとを用い、
上記被研磨膜が上記所定の膜厚になるまでの研磨時間を算出する、基板研磨方法。 - 請求項1に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨時間は、上記凸部を除去するときの研磨時間と、上記凸部を除去した後に上記被研磨膜が上記所定の膜厚になるまでの研磨時間との和であり、
上記凸部を除去するときの研磨時間は、上記算出研磨レートと、上記凸部の段差とから算出し、
上記凸部を除去した後に上記被研磨膜が上記所定の膜厚になるまでの研磨時間は、上記実測研磨レートと、上記凸部を除去した直後の上記被研磨膜の平坦な面から上記所定の膜厚となる面までの厚さとから算出する、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記実測研磨レートは、上記被研磨膜と同一材料からなり、表面が平坦なモニタ膜を予め研磨して求めた研磨レートである、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被研磨基板を含む複数の基板が研磨され、
上記実測研磨レートは、上記被研磨基板の前に研磨された基板の被研磨膜における研磨レートを実測したものである、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被研磨基板が研磨される前に複数の基板が研磨され、
上記実測研磨レートは、上記複数の基板において実測した研磨レートの平均値である、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被研磨基板が研磨される前に複数の基板が処理され、
上記実測研磨レートは、上記複数の基板において実測した研磨レートの荷重平均値である、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被処理基板の凸部と同じパターン密度の凸部を有する複数の基板で構成される被処理ロットを処理し、
上記被処理ロットにおける全ての上記基板において、1つの上記実測研磨レートおよび1つの上記算出研磨レートを用いて、1つの上記研磨時間を算出する、基板研磨方法。 - 請求項7に記載の研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被処理ロットを含む複数のロットが処理され、
上記実測研磨レートは、上記被処理ロットの前に処理されたロットにおける研磨レートを実測したものである、基板研磨方法。 - 請求項7に記載の研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被処理ロットが処理される前に複数のロットが処理され、
上記実測研磨レートは、上記複数のロットにおける研磨レートの平均値である、基板研磨方法。 - 請求項7に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、上記被処理ロットが処理される前に複数のロットが処理され、
上記実測研磨レートは、上記複数のロットにおける研磨レートの荷重平均値である、基板研磨方法。 - 請求項5または9に記載の基板研磨方法であって、
上記平均値は移動平均値である、基板研磨方法。 - 請求項6または10に記載の基板研磨方法であって、
上記荷重平均値は移動荷重平均値である、基板研磨方法。 - 請求項1または2に記載の基板研磨方法であって、
上記研磨工程では、バッチ処理方式の研磨装置を用い、
1バッチを構成する全ての基板において、1つの上記実測研磨レートおよび1つの上記算出研磨レートを用いて、1つの上記研磨時間を算出する、基板研磨方法。 - 半導体層と、上記半導体層の上の一部に設けられた凸状部材と、上記半導体層および上記凸状部材の上に設けられ、上面に上記凸状部材の形状が反映された凸部が設けられている被研磨膜を有する被処理基板を用い、上記被研磨膜における上記凸部を研磨装置における研磨布に押圧し、上記研磨布の表面に研磨剤を供給しながら上記被研磨膜に上記研磨布を摺動することにより、上記凸部を除去した後にさらに所定に膜厚になるまで上記被研磨膜を研磨する研磨工程を上記研磨装置に行わせる基板研磨管理システムであって、
上記凸部を除去した後の実測研磨レートと、上記凸部を研磨する時の算出研磨レートとを記憶する第1のデータベースと、
上記凸状部材のパターン密度および上記凸部の断面形状を記憶する第2のデータベースと、
上記実測研磨レートの算出と、上記凸状部材のパターン密度および上記凸部の断面形状に基づいて求められる係数の算出と、上記係数および上記実測研磨レートに基づく上記算出研磨レートの算出とを行うことができる計算手段と、
上記実測研磨レートおよび上記算出研磨レートから、上記被研磨膜の研磨時間を算出する計算手段と、
算出された上記研磨時間を上記研磨装置に転送する転送手段と
を備える、基板研磨管理システム。
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JP2004153339A JP2005340272A (ja) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | 基板研磨方法および基板研磨管理システム |
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