JP2006043873A - 研磨プロファイル又は研磨量の予測方法、研磨方法及び研磨装置、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【手段】 少なくとも2つの押圧部分を有し、該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって、押圧部分が研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと、設定された裏面圧力から研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと、予測された押圧力分布から研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップとを備える。
【選択図】 図6
Description
図3は、トップリング32と研磨テーブル34,36との関係を示す図である。トップリング33と研磨テーブル35,37との関係も同様である。図3に示すように、トップリング32は、回転可能なトップリング駆動軸91によってトップリング・ヘッド31から吊下されている。トップリング・ヘッド31は、位置決め可能な揺動軸92によって支持されており、トップリング32は、研磨テーブル34,36にアクセス可能になっている。ドレッサ38は、回転可能なドレッサ駆動軸93によってドレッサ・ヘッド94から吊下されている。ドレッサ・ヘッド94は、位置決め可能な揺動軸95によって支持されており、ドレッサ38は、待機位置と研磨テーブル34上のドレッサ位置との間を移動することができる。ドレッサ・ヘッド(揺動アーム)97は、位置決め可能な揺動軸98によって支持されており、ドレッサ48は、待機位置と研磨テーブル36上のドレッサ位置との間を移動することができる。
(2)Z1〜Z5=300
(3)Z1〜Z5=500
(4)Z1=100,Z2〜Z5=300
(5)Z1=100,Z2〜Z5=500
(6)Z1=300,Z2〜Z5=100
(7)Z1=300,Z2〜Z5=500
(8)Z1=500,Z2〜Z5=100
(9)Z1=500,Z2〜Z5=300
(10)Z1=Z2=100,Z3〜Z5=300
(11)Z1=Z2=100,Z3〜Z5=500
・・・・
(27)Z1=Z2=Z3=Z4=500,Z5=300
ZC2=〔100 300 300 300 300〕T
ZC3=〔300 300 100 100 100〕T
ZC4=〔100 100 100 100 100〕T
ZC5=〔100 100 100 100 300〕T
Zp=f1×ZC1+f2×ZC2+f3×ZC3+f4×ZC4+f5×ZC5
(1)
Zp=〔150 200 150 150 250〕T
とおく。f1〜f5は定数である。上記式(1)から、f1〜f5を未知数とする下記の5個の方程式を得ることができる。
150=f1・100+f2・100+f3・300+f4・100+f5・100
200=f1・100+f2・300+f3・300+f4・100+f5・100
150=f1・100+f2・300+f3・100+f4・100+f5・100
150=f1・100+f2・300+f3・100+f4・100+f5・100
250=f1・100+f2・300+f3・100+f4・100+f5・300
ここからf1〜f5の値を求めることができる。なお、上記の方程式では、f3=f4であるから、未知数と方程式は共に4個である。
Zp=MCf (2)
と表すことができる。この式(2)は、計算しようとする設定圧力Zpが、予め制御ユニットCUのメモリに記憶させておいた設定圧力の組み合わせからなる行列の1次線形結合で表すことができることを意味している。上記の式(2)から、係数ベクトルfは、
f=MC −1・Zp
で求めることができる。
Pc=f1Pc1+f2Pc2…
Q∝k・P・v・t
となる。ここで、kは研磨パッドや研磨される材質、研磨時のスラリーの種類などによって決まる比例定数である。
Qest=Kv・Pc
として求めることができる。
また、単位時間当たりの予測研磨量、すなわち予測研磨レートQestΔtも、
QestΔt=Qest/t
として求めることができる。
このステップ9で算出した推奨研磨圧力値Pinputを本発明に係るシュミレーション・ツールに入力し(ステップ10)、前述のようにして、各点における研磨量を予測計算して、予測計算された研磨量Qestを求める。そして、各点における予測計算された研磨量Qestと目標研磨量QTとの研磨量差ΔQ=QT−Qestを計算する(ステップ11)。
E1〜E4 エアバック
E5 リテーナリング
W ウエハ(研磨対象物)
Claims (34)
- 少なくとも2つの押圧部分を有し、該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置を用いて前記研磨対象物を研磨する時の研磨プロファイル又は研磨量を予測する方法であって、
前記押圧部分が前記研磨対象物の対応エリアを押圧する裏面圧力を設定するステップと、
前記設定された裏面圧力から前記研磨対象物が研磨面を押圧する押圧力分布を予測するステップと、
前記予測された押圧力分布から前記研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップと、
を備えることを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 請求項1に記載の研磨プロファイル又は研磨量の予測方法であって、
押圧力分布を予測する前記ステップが、
前記トップリングのそれぞれの前記押圧部分が前記研磨対象物の対応エリアを押圧することによる研磨対象物表面の押圧力分布の複数の組み合わせを予め求めるステップと、
前記組み合わせのうちから、前記裏面圧力に対応する組み合わせを選択するステップと、
を備え、
研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求める前記ステップが、前記研磨対象物における単位面圧当たりの研磨レート又は研磨量の分布を基に、前記裏面圧力に対応する研磨プロファイル又は研磨量の予測値を求めるステップを備えることを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 請求項2に記載の研磨プロファイル又は研磨量の予測方法であって、
前記研磨対象物の研磨量を変動させる、前記裏面圧力以外の要因によって決まる定数を、任意の研磨条件で少なくとも1枚の前記研磨対象物を研磨して前記研磨量の分布を求めることによって修正することを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 請求項2に記載の研磨プロファイル又は研磨量の予測方法であって、
(a)前記研磨対象物の研磨中での研磨プロファイルと前記研磨プロファイルの予測値との研磨量の差を求めるステップと、
(b)前記研磨量の差に基づいて、そのときの前記押圧部分による押圧力を修正するステップと、
(c)修正された前記押圧力によって得られる研磨プロファイルの予測値を求めるステップと、
(d)前記研磨対象物の研磨中での研磨プロファイルと前記ステップ(c)で求めた前記予測値との研磨量の差が所定の範囲に達するまで、前記ステップ(a)〜(c)を繰り返すステップと、
を備え、所望の研磨プロファイルを得る圧力設定値を求めることを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 請求項2に記載の研磨プロファイル又は研磨量の予測方法であって、
前記研磨対象物の実測された研磨プロファイルと前記裏面圧力に対応する押圧力とに基づいて、前記研磨対象物の単位面圧当たりの研磨レート又は研磨量の分布を更新し、更新された前記分布に基づいて前記研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量を予測することを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 請求項2に記載の研磨プロファイル又は研磨量の予測方法であって、
前記押圧部分に設定された圧力に対応する押圧力と、前記研磨対象物の単位面圧当たりの研磨レート又は研磨量の分布と、前記研磨対象物のエッジ形状を測定することができる形状モニタによる研磨対象物の形状の測定結果に基づいて、前記研磨対象物の研磨プロファイル又は研磨量を算出することを特徴とする研磨プロファイル又は研磨量の予測方法。 - 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置により前記研磨対象物を研磨する研磨方法において、
前記トップリングの前記押圧部分ごとに任意の圧力を前記研磨対象物に加えるステップと、
圧力設定値に基づいて前記研磨対象物の研磨プロファイルを予測し、或る圧力条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルと所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように推奨研磨圧力値を算出するステップと、
前記推奨研磨圧力値によって前記研磨対象物の研磨を行うステップと、
を備えることを特徴とする研磨方法。 - 請求項7に記載の研磨方法であって、1つの前記研磨対象物の研磨が終了する度に、そのときの研磨プロファイルを測定し、その測定結果に基づいて、前記所望の研磨プロファイルとする圧力条件を予測し、該予測結果をフィードバックして次に研磨される研磨対象物の研磨条件とすることを特徴とする研磨方法。
- 請求項7に記載の研磨方法であって、前記研磨対象物の研磨プロファイルを一定周期で測定し、その測定結果に基づいて、前記所望の研磨プロファイルとなるような圧力条件を予測し、該予測結果を一定周期毎にフィードバックして研磨条件を変更することを特徴とする研磨方法。
- 請求項8又は9に記載の研磨方法であって、研磨後の前記研磨対象物の研磨プロファイルと前記所望の研磨プロファイルとの差が設定許容範囲内にあるか否かに基づいて、前記予測結果のフィードバックを行うかどうかを決定することを特徴とする研磨方法。
- 請求項7の研磨方法であって、前記推奨研磨圧力値が所定の許容範囲外になったときにインターロックがかけられることを特徴とする研磨方法。
- 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置により前記研磨対象物を研磨する研磨方法において、
前記トップリングの前記押圧部分ごとに任意の圧力を前記研磨対象物に加えるステップと、
前記研磨対象物のエッジ部とそれ以外の部分とで研磨条件を変え、異なる計算方法を用いて前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出するステップと、
前記推奨研磨条件で前記研磨対象物を研磨するステップと、
を備えることを特徴とする研磨方法。 - 請求項12に記載の研磨方法であって、
圧力設定値に基づき前記研磨対象物の研磨プロファイルを予測し、或る圧力条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルと所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように推奨研磨圧力値を算出するステップを備えることを特徴とする研磨方法。 - 請求項12に記載の研磨方法であって、
前記研磨対象物のエッジ形状を含む形状を測定することができるモニタにより前記研磨対象物のエッジ形状を測定した測定結果に基づいて、前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出することを特徴とする研磨方法。 - 研磨対象物を保持し該研磨対象物を研磨面に押圧しつつ回転させるトップリングを備えた研磨装置において、
前記トップリングが、少なくとも2つの押圧部分を有し、該押圧部分ごとに任意の圧力を前記研磨対象物に加えることができ、
圧力設定値に基づいて前記研磨対象物の研磨プロファイルを予測し、或る圧力条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルと所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように推奨研磨圧力値を算出し、該推奨研磨圧力値によって前記研磨対象物の研磨を行うことを特徴とする研磨装置。 - 請求項15に記載の研磨装置であって、1つの前記研磨対象物の研磨が終了する度に、そのときの研磨プロファイルを測定し、その測定結果に基づいて、前記所望の研磨プロファイルとする圧力条件を予測し、該予測結果をフィードバックして次に研磨される前記研磨対象物の研磨条件とすることを特徴とする研磨装置。
- 請求項15に記載の研磨装置であって、前記研磨対象物の研磨プロファイルを一定周期で測定し、その測定結果に基づいて、前記所望の研磨プロファイルとなるような圧力条件を予測し、該予測結果を一定周期毎にフィードバックして研磨条件を変更することを特徴とする研磨装置。
- 請求項16又は17に記載の研磨装置であって、研磨後の前記研磨対象物の研磨プロファイルと所望の研磨プロファイルとの差が設定許容範囲内にあるか否かに基づいて、前記予測結果のフィードバックを行うかどうかを決定することを特徴とする研磨装置。
- 請求項15の研磨装置であって、前記推奨研磨圧力値が所定の許容範囲外になったときにインターロックがかけられることを特徴とする研磨装置。
- 研磨対象物を保持し該研磨対象物を研磨面に押圧しつつ回転させるトップリングを備えた研磨装置において、
前記トップリングが、少なくとも2つの押圧部分を有し、該押圧部分ごとに任意の圧力を前記研磨対象物に加えることができ、前記研磨対象物のエッジ部とそれ以外の部分とで研磨条件を変え、異なる計算方法を用いて前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出することを特徴とする研磨装置。 - 請求項20に記載の研磨装置であって、
圧力設定値に基づいて前記研磨対象物の研磨プロファイルを予測し、或る圧力条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルと所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように推奨研磨圧力値を算出することを特徴とする研磨装置。 - 研磨対象物を保持し該研磨対象物を研磨面に押圧しつつ回転させるトップリングを備えた研磨装置であって、
前記研磨対象物のエッジ形状を測定することができる形状モニタを有することを特徴とする研磨装置。 - 請求項22に記載の研磨装置であって、前記研磨対象物のエッジ形状を測定した測定結果に基づいて前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出することを特徴とする研磨装置。
- 請求項15乃至23のいずれか一つに記載の研磨装置であって、
前記研磨装置はコンピュータによって制御され、該コンピュータがコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からプログラムまたはデータを読み込む記憶媒体読み取り装置を更に備えること特徴とする研磨装置。 - 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置を制御するコンピュータを、
前記押圧部分ごとに任意の圧力を設定する手段、
圧力設定値に基づいて前記研磨対象物の研磨プロファイルを予測する手段、
前記圧力設定値を含む研磨条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルの予測値と所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように推奨研磨圧力値を算出する手段、及び
前記推奨研磨圧力値を含む研磨条件によって前記研磨対象物の研磨を行う手段、
として機能させるためのプログラム。 - 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置を制御するコンピュータを、
前記押圧部分ごとに任意の圧力を前記研磨対象物に設定する手段、
複数の研磨対象物を連続して研磨する過程において1つの前記研磨対象物の研磨が終了する度に研磨プロファイルを測定する手段、
該測定結果に基づいて所望の研磨プロファイルとする圧力条件を予測する手段、及び
該予測結果をフィードバックして次に研磨される前記研磨対象物の研磨条件として設定する手段、
として機能させるためのプログラム。 - 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置を制御するコンピュータを、
前記押圧部分ごとに任意の圧力を設定する手段、
複数の研磨対象物を連続して研磨する過程において前記研磨対象物の研磨プロファイルを一定周期で測定する手段、
該測定結果に基づいて所望の研磨プロファイルとなるような圧力条件を予測する手段、及び
該予測結果を一定周期毎にフィードバックして研磨条件として設定する手段、
として機能させるためのプログラム。 - 請求項26又は27に記載のプログラムであって、
複数の研磨対象物を連続して研磨する過程において研磨後の前記研磨対象物の研磨プロファイルと前記所望の研磨プロファイルとの差が設定許容範囲内にあるか否かに基づいて、前記予測結果のフィードバックを行うかどうかを決定する手段として機能させるためのプログラム。 - 請求項25乃至28のいずれか一つに記載のプログラムであって、
前記研磨条件が所定の許容範囲外になったときにインターロックが掛かる手段として機能させるためのプログラム。 - 研磨対象物を保持し、研磨面に押圧する少なくとも2つの押圧部分を備えたトップリングを有する研磨装置を制御するコンピュータを、
前記前記押圧部分ごとに任意の圧力を設定する手段、
前記研磨対象物のエッジ部とそれ以外の部分とで異なる計算方法を用いて前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出する手段、及び
前記推奨研磨条件で前記研磨対象物を研磨する手段、
として機能させるためのプログラム。 - 請求項30に記載のプログラムであって、
前記推奨研磨条件を算出する手段を、
前記研磨対象物のエッジ部とそれ以外の部分とで異なる計算方法を用いて研磨プロファイルを予測する手段、及び
前記圧力の設定条件で研磨された前記研磨対象物の研磨プロファイルの予測値と所望の研磨プロファイルとの差が小さくなるように圧力の推奨値を算出する手段、
として機能させるためのプログラム。 - 請求項30又は31に記載のプログラムであって、
前記研磨対象物のエッジ形状を含む形状を測定可能なモニタにより前記研磨対象物のエッジ形状を測定した測定結果に基づいて、前記研磨対象物の推奨研磨条件を算出する手段として機能させるためのプログラム。 - 請求項25乃至32の少なくともいずれか一つに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 少なくとも2つの押圧部分を有し該押圧部分ごとに任意の圧力を研磨対象物に加えることができるトップリングを有する研磨装置の前記各押圧部分に対応する設定圧力の組と、
該設定圧力の一つ一つの組に対応する予め計算された研磨対象物表面の押圧力分布のデータとを含んで構成されるデータが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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