JP7253458B2 - 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム - Google Patents
光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7253458B2 JP7253458B2 JP2019119895A JP2019119895A JP7253458B2 JP 7253458 B2 JP7253458 B2 JP 7253458B2 JP 2019119895 A JP2019119895 A JP 2019119895A JP 2019119895 A JP2019119895 A JP 2019119895A JP 7253458 B2 JP7253458 B2 JP 7253458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film thickness
- spectrum
- index value
- recipe
- polishing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012788 optical film Substances 0.000 title claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 311
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 216
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 197
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 157
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 66
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 22
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 13
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 161
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 20
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
- B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
- B24B49/05—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation including the measurement of a first workpiece already machined and of another workpiece being machined and to be matched with the first one
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/34—Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/18—Manufacturability analysis or optimisation for manufacturability
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
- H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Geometry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
一態様では、前記少なくとも1つの指標値は、研磨時間に対する膜厚プロファイルの形状の不変性の評価を表す第1の指標値、膜厚測定器によって測定された膜厚の実測値と、前記シミュレーションで得られた膜厚との差の少なさの評価を表す第2の指標値、前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルと、前記データサーバ内に格納されている参照スペクトルとの形状の一致度の評価を表す第3の指標値、前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルに基づいて決定される膜厚の品質係数の評価を表す第4の指標値、研磨時間に沿った膜厚変化の線形性の評価を表す第5の指標値、のうちの少なくとも1つを含む。
一態様では、前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値のばらつきを算定する工程をさらに含み、前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択する工程は、前記ばらつきが最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択する工程である。
一態様では、前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値の合計を算定する工程をさらに含み、前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択する工程は、前記合計が最大または最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択する工程である。
一態様では、前記少なくとも1つの指標値は、研磨時間に対する膜厚プロファイルの形状の不変性の評価を表す第1の指標値、膜厚測定器によって測定された膜厚の実測値と、前記シミュレーションで得られた膜厚との差の少なさの評価を表す第2の指標値、前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルと、前記データサーバ内に格納されている参照スペクトルとの形状の一致度の評価を表す第3の指標値、前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルに基づいて決定される膜厚の品質係数の評価を表す第4の指標値、研磨時間に沿った膜厚変化の線形性の評価を表す第5の指標値、のうちの少なくとも1つを含む。
一態様では、前記レシピ評価装置は、前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値のばらつきを算定し、前記ばらつきが最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択するように構成されている。
一態様では、前記レシピ評価装置は、前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値の合計を算定し、前記合計が最大または最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択するように構成されている。
(i)複数のスペクトルの移動平均を算出するための時間幅
(ii)複数のスペクトルの空間的平均を算出するためのデータ点数
(iii)スペクトルに適用されるフィルターのパラメータ
(iv)スペクトルを規格化するための規格化パラメータ
(v)膜厚の決定に使用されるスペクトルの波長範囲
(vi)膜厚の決定に使用される参照スペクトルを含むスペクトルグループの番号
(i)時間幅
ウェーハWの研磨中、研磨テーブル3が1回転するたびに、光学センサヘッド7から光がウェーハWに導かれ、ウェーハWからの反射光は光学センサヘッド7に受けられる。反射光の各波長での強度は分光器47によって測定され、スペクトル処理部49は反射光の強度測定データから反射光のスペクトルを生成し、スペクトルに基づいてウェーハWの現在の膜厚を決定する。スペクトルの移動平均は、ウェーハW上のある測定点において、ウェーハWの現在の膜厚を決定するのに使用される複数のスペクトルの平均である。移動平均の時間幅は、複数のスペクトルの移動平均を算出するために使用される時間幅である。この時間幅は、研磨テーブル3の回転回数によって表わされる。例えば、時間幅が3であれば、スペクトル処理部49は、研磨テーブル3が3回転する間に、ウェーハW上のある測定点で取得された反射光から1つのスペクトルを生成し、このスペクトルからウェーハWの膜厚を決定する。
データ点数は、ウェーハWの研磨中に取得された複数のスペクトルの空間的平均を算出するために使用される。複数のスペクトルの空間的平均とは、ウェーハW上の複数の測定点で反射した反射光の複数のスペクトルの平均である。具体的には、スペクトル処理部49は、複数の測定点で得られた反射光の強度測定データの平均を算定し、強度測定データの平均から1つのスペクトルを生成する。図3に示すように、ウェーハWの研磨中、光学センサヘッド7は、研磨テーブル3が一回転するたびに、研磨パッド2上のウェーハWの表面を横切りながら、ウェーハW上の複数の測定点MPに光を照射し、ウェーハWからの反射光を受ける。データ点数は、1つのスペクトルを生成するために使用される測定点MPの数である。例えば、データ点数が3であれば、スペクトル処理部49は、3つの測定点MPで取得された反射光の強度測定データから1つのスペクトルを作成する。
スペクトル処理部49は、生成したスペクトルに含まれるノイズを除去するためのフィルター(図示せず)を有している。ノイズは、スペクトルに含まれる不要な周波数成分である。フィルターのパラメータは、使用すべきフィルターの種類、および通過帯域または除去帯域を決定するためのパラメータである。使用されるフィルターの種類には、ローパスフィルター、ハイパスフィルター、バンドパスフィルター、バンドストップフィルターが挙げられる。
規格化パラメータは、スペクトルの全体を規格化するための規格化方法を決定するためのパラメータである。規格化方法には、次の2つがある。
第1の規格化方法は、スペクトルの全体のレベル(反射光の強度)を調整する方法である。スペクトルは、ウェーハからの反射光に基づいて生成される。したがって、スペクトルの全体のレベルは、反射光の伝送経路または光源44(図2参照)から発せられる光の強度などに依存して変わりうる。そこで、スペクトルの全体のレベルを調整するために、スペクトル処理部49は、スペクトルの全体のレベルの平均で各波長でのレベルを割り算することで、スペクトルを規格化する。
ウェーハの膜厚は、ウェーハからの反射光のスペクトルに基づいて決定される。膜厚の決定に使用されるスペクトルの波長範囲は、動作レシピに設定された下限値および上限値によって定義される。
図7を参照して説明したように、一実施形態では、スペクトル処理部49は、測定スペクトルと複数の参照スペクトルとの比較からウェーハの膜厚を決定する。すなわち、スペクトル処理部49は、ウェーハの研磨中に生成された測定スペクトルと複数の参照スペクトルとを比較することで、測定スペクトルに最も形状の近い参照スペクトルを決定し、この決定された参照スペクトルに関連付けられた膜厚を決定する。参照スペクトルは、図9に示すように、データサーバ70内に記憶された複数のスペクトルグループのうちの1つに含まれている。スペクトル処理部49は、複数のスペクトルグループのうちから1つを選択し、ウェーハの研磨中に生成した測定スペクトルを、選択されたスペクトルグループに含まれる複数の参照スペクトルと比較し、測定スペクトルに最も形状が近い参照スペクトルを決定する。複数のスペクトルグループから選択される1つのスペクトルグループは、動作レシピに設定された番号のスペクトルグループである。例えば、動作レシピに設定されている番号が2であれば、スペクトル処理部49は、No.2のスペクトルグループを選択する。
図12は、研磨時間に対するウェーハの膜厚プロファイルの形状の変化の一例を示す図である。図12に示すように、ウェーハの研磨条件が変わらない限り、ウェーハの膜厚プロファイルの形状は、研磨時間によらず不変である。図13は、研磨時間に対するウェーハの膜厚プロファイルの形状の変化の他の例を示す図である。図13に示す例では、ウェーハの研磨条件が不変であるにもかかわらず、研磨時間とともにウェーハの膜厚プロファイルの形状が変化している。
ステップ1では、評価計算式の重み係数w1~w5が設定される。より具体的には、重み係数w1~w5は図示しない入力装置を介してレシピ評価装置75に入力され、レシピ評価装置75の記憶装置75a内に記憶される。重み係数w1~w5の具体的な数値は、ユーザーが任意に決めることができる。記憶装置75a内に一旦記憶された重み係数w1~w5は、標準重み係数として使用してもよい。
ステップ6では、レシピ評価装置75は、選択されたパラメータセットに含まれる複数のレシピパラメータから構成される最適な動作レシピを設定し、その最適な動作レシピを記憶装置75a内に保存する。その後、図1および図2に示す研磨装置は、設定された最適な動作レシピに従って光学式膜厚測定装置40を動作させ、ウェーハWの膜厚を光学式膜厚測定装置40で測定しながら、ウェーハWを研磨する。
2 研磨パッド
2a 研磨面
3 研磨テーブル
5 スラリー供給ノズル
6 テーブルモータ
7 光学センサヘッド
9 研磨制御部
10 ヘッドシャフト
17 連結手段
18 研磨ヘッドモータ
31 投光用光ファイバーケーブル
32 受光用光ファイバーケーブル
40 光学式膜厚測定装置
44 光源
47 分光器
48 光検出器
49 スペクトル処理部
50A 第1の孔
50B 第2の孔
51 通孔
70 データサーバ
75 レシピ評価装置
Claims (14)
- 基板の研磨中に該基板の膜厚を測定するための光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法であって、
動作レシピを構成する複数のレシピパラメータをそれぞれ含む複数のパラメータセットを記憶装置内に保存し、
前記複数のパラメータセットと、データサーバ内に格納されている、研磨された基板からの反射光の参照スペクトルのデータとを用いて、研磨時間の経過に伴う膜厚変化のシミュレーションを実行し、
前記膜厚変化の仕方を評価する少なくとも1つの指標値を評価計算式に入力して、前記複数のパラメータセットに対する複数の総合評価値を算定し、
前記複数の総合評価値に基づいて、前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択し、
前記複数のレシピパラメータは、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの移動平均を算出するための時間幅、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの空間的平均を算出するためのデータ点数、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルに適用されるフィルターのパラメータ、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルを規格化するための規格化パラメータ、
膜厚の決定に使用されるスペクトルの波長範囲、
膜厚の決定に使用される参照スペクトルを含むスペクトルグループの番号、
のうちの少なくとも2つを含む、方法。 - 前記評価計算式は、前記少なくとも1つの指標値、前記少なくとも1つの指標値に対する少なくとも1つの目標値、および前記少なくとも1つの目標値と前記少なくとも1つの指標値との差に乗算される少なくとも1つの重み係数を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの指標値は、
研磨時間に対する膜厚プロファイルの形状の不変性の評価を表す第1の指標値、
膜厚測定器によって測定された膜厚の実測値と、前記シミュレーションで得られた膜厚との差の少なさの評価を表す第2の指標値、
前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルと、前記データサーバ内に格納されている参照スペクトルとの形状の一致度の評価を表す第3の指標値、
前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルに基づいて決定される膜厚の品質係数の評価を表す第4の指標値、
研磨時間に沿った膜厚変化の線形性の評価を表す第5の指標値、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の方法。 - 前記データサーバ内に格納されている前記参照スペクトルは、複数の基板を実際に研磨しているときに取得された反射光のスペクトルである、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、
各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値のばらつきを算定する工程をさらに含み、
前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択する工程は、前記ばらつきが最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択する工程である、請求項4に記載の方法。 - 前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、
各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値の合計を算定する工程をさらに含み、
前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択する工程は、前記合計が最大または最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択する工程である、請求項4に記載の方法。 - 基板の研磨中に該基板の膜厚を測定するための光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定するシステムであって、
動作レシピを構成する複数のレシピパラメータをそれぞれ含む複数のパラメータセット、およびプログラムが格納された記憶装置、および前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置を備えたレシピ評価装置と、
研磨された基板からの反射光の参照スペクトルのデータを格納したデータサーバを備え、
前記レシピ評価装置は、
前記複数のパラメータセットと、前記データサーバから取得した前記参照スペクトルのデータとを用いて、研磨時間の経過に伴う膜厚変化のシミュレーションを実行し、
前記膜厚変化の仕方を評価する少なくとも1つの指標値を評価計算式に入力して、前記複数のパラメータセットに対する複数の総合評価値を算定し、
前記複数の総合評価値に基づいて、前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択するように構成されており、
前記複数のレシピパラメータは、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの移動平均を算出するための時間幅、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの空間的平均を算出するためのデータ点数、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルに適用されるフィルターのパラメータ、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルを規格化するための規格化パラメータ、
膜厚の決定に使用されるスペクトルの波長範囲、
膜厚の決定に使用される参照スペクトルを含むスペクトルグループの番号、
のうちの少なくとも2つを含む、システム。 - 前記評価計算式は、前記少なくとも1つの指標値、前記少なくとも1つの指標値に対する少なくとも1つの目標値、および前記少なくとも1つの目標値と前記少なくとも1つの指標値との差に乗算される少なくとも1つの重み係数を含む、請求項7に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの指標値は、
研磨時間に対する膜厚プロファイルの形状の不変性の評価を表す第1の指標値、
膜厚測定器によって測定された膜厚の実測値と、前記シミュレーションで得られた膜厚との差の少なさの評価を表す第2の指標値、
前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルと、前記データサーバ内に格納されている参照スペクトルとの形状の一致度の評価を表す第3の指標値、
前記シミュレーションにおいて生成されたスペクトルに基づいて決定される膜厚の品質係数の評価を表す第4の指標値、
研磨時間に沿った膜厚変化の線形性の評価を表す第5の指標値、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項7または8に記載のシステム。 - 前記データサーバ内に格納されている前記参照スペクトルは、複数の基板を実際に研磨しているときに取得された反射光のスペクトルである、請求項7乃至9のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記レシピ評価装置は、
前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、
各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値のばらつきを算定し、
前記ばらつきが最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択するように構成されている、請求項10に記載のシステム。 - 前記レシピ評価装置は、
前記シミュレーションおよび前記総合評価値の算定を、前記複数の基板について繰り返すことで、各パラメータセットに対する複数の総合評価値を取得し、
各パラメータセットに対する前記複数の総合評価値の合計を算定し、
前記合計が最大または最小となる最適なパラメータセットを前記複数のパラメータセットから選択するように構成されている、請求項10に記載のシステム。 - 基板の研磨中に該基板の膜厚を測定するための光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定するレシピ評価装置であって、
動作レシピを構成する複数のレシピパラメータをそれぞれ含む複数のパラメータセット、およびプログラムを格納した記憶装置と、
前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置を備え、
前記処理装置は、
前記複数のパラメータセットと、データサーバから取得した、研磨された基板からの反射光の参照スペクトルのデータとを用いて、研磨時間の経過に伴う膜厚変化のシミュレーションを実行し、
前記膜厚変化の仕方を評価する少なくとも1つの指標値を評価計算式に入力して、前記複数のパラメータセットに対する複数の総合評価値を算定し、
前記複数の総合評価値に基づいて、前記複数のパラメータセットの中から最適な1つを選択するように構成されており、
前記複数のレシピパラメータは、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの移動平均を算出するための時間幅、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルの空間的平均を算出するためのデータ点数、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルに適用されるフィルターのパラメータ、
基板の研磨中に取得された複数のスペクトルを規格化するための規格化パラメータ、
膜厚の決定に使用されるスペクトルの波長範囲、
膜厚の決定に使用される参照スペクトルを含むスペクトルグループの番号、
のうちの少なくとも2つを含む、レシピ評価装置。 - 前記評価計算式は、前記少なくとも1つの指標値、前記少なくとも1つの指標値に対する少なくとも1つの目標値、および前記少なくとも1つの目標値と前記少なくとも1つの指標値との差に乗算される少なくとも1つの重み係数を含む、請求項13に記載のレシピ評価装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019119895A JP7253458B2 (ja) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム |
KR1020200075604A KR20210001972A (ko) | 2019-06-27 | 2020-06-22 | 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법, 장치 및 시스템 |
TW109121040A TWI848130B (zh) | 2019-06-27 | 2020-06-22 | 決定光學式膜厚測定裝置最適合作動方案之方法、裝置、及系統 |
US16/909,013 US11648643B2 (en) | 2019-06-27 | 2020-06-23 | Method, apparatus, and system for determining optimum operation recipe for optical film-thickness measuring device |
SG10202006006UA SG10202006006UA (en) | 2019-06-27 | 2020-06-23 | Method, apparatus, and system for determining optimum operation recipe for optical film-thickness measuringdevice |
CN202010586262.6A CN112223104B (zh) | 2019-06-27 | 2020-06-24 | 确定光学式膜厚测定装置的最佳工作方案的方法、装置及*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019119895A JP7253458B2 (ja) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021003789A JP2021003789A (ja) | 2021-01-14 |
JP2021003789A5 JP2021003789A5 (ja) | 2022-01-06 |
JP7253458B2 true JP7253458B2 (ja) | 2023-04-06 |
Family
ID=74042708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019119895A Active JP7253458B2 (ja) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11648643B2 (ja) |
JP (1) | JP7253458B2 (ja) |
KR (1) | KR20210001972A (ja) |
CN (1) | CN112223104B (ja) |
SG (1) | SG10202006006UA (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022108789A (ja) * | 2021-01-14 | 2022-07-27 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置、研磨方法、および基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法 |
US20220371152A1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Applied Materials, Inc. | Fourier filtering of spectral data for measuring layer thickness during substrate processing |
CN116713892B (zh) * | 2023-08-10 | 2023-11-10 | 北京特思迪半导体设备有限公司 | 用于晶圆薄膜磨削的终点检测方法及设备 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010120092A (ja) | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Nikon Corp | 終点検出装置および研磨装置 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4460659B2 (ja) * | 1997-10-22 | 2010-05-12 | 株式会社ルネサステクノロジ | 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置 |
WO2000059680A1 (fr) * | 1999-03-30 | 2000-10-12 | Nikon Corporation | Corps de polissage, dispositif de polissage, procede de polissage et procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur |
JP2003347258A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-05 | Hitachi Ltd | 研磨方法および研磨システム |
JP4542324B2 (ja) | 2002-10-17 | 2010-09-15 | 株式会社荏原製作所 | 研磨状態監視装置及びポリッシング装置 |
US7226339B2 (en) * | 2005-08-22 | 2007-06-05 | Applied Materials, Inc. | Spectrum based endpointing for chemical mechanical polishing |
KR101357290B1 (ko) * | 2006-10-06 | 2014-01-28 | 가부시끼가이샤 도시바 | 가공 종점 검지방법, 연마방법 및 연마장치 |
JP2010093147A (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Ebara Corp | 研磨進捗監視方法および研磨装置 |
US8989890B2 (en) * | 2008-11-07 | 2015-03-24 | Applied Materials, Inc. | GST film thickness monitoring |
CN102085636B (zh) * | 2009-12-04 | 2012-12-05 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 化学机械抛光的方法 |
JP5728239B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2015-06-03 | 株式会社荏原製作所 | 研磨監視方法、研磨方法、研磨監視装置、および研磨装置 |
US8666665B2 (en) * | 2010-06-07 | 2014-03-04 | Applied Materials, Inc. | Automatic initiation of reference spectra library generation for optical monitoring |
JP5612945B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2014-10-22 | 株式会社荏原製作所 | 基板の研磨の進捗を監視する方法および研磨装置 |
WO2012051121A2 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Applied Materials, Inc. | Building a library of spectra for optical monitoring |
JP6005467B2 (ja) | 2011-10-26 | 2016-10-12 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法および研磨装置 |
US20130245985A1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Kla-Tencor Corporation | Calibration Of An Optical Metrology System For Critical Dimension Application Matching |
JP6595987B2 (ja) | 2014-04-22 | 2019-10-23 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法 |
US10032681B2 (en) | 2016-03-02 | 2018-07-24 | Lam Research Corporation | Etch metric sensitivity for endpoint detection |
JP6971664B2 (ja) | 2017-07-05 | 2021-11-24 | 株式会社荏原製作所 | 基板研磨装置及び方法 |
US10572697B2 (en) * | 2018-04-06 | 2020-02-25 | Lam Research Corporation | Method of etch model calibration using optical scatterometry |
-
2019
- 2019-06-27 JP JP2019119895A patent/JP7253458B2/ja active Active
-
2020
- 2020-06-22 KR KR1020200075604A patent/KR20210001972A/ko unknown
- 2020-06-23 SG SG10202006006UA patent/SG10202006006UA/en unknown
- 2020-06-23 US US16/909,013 patent/US11648643B2/en active Active
- 2020-06-24 CN CN202010586262.6A patent/CN112223104B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010120092A (ja) | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Nikon Corp | 終点検出装置および研磨装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200406422A1 (en) | 2020-12-31 |
KR20210001972A (ko) | 2021-01-06 |
JP2021003789A (ja) | 2021-01-14 |
CN112223104A (zh) | 2021-01-15 |
TW202103845A (zh) | 2021-02-01 |
US11648643B2 (en) | 2023-05-16 |
SG10202006006UA (en) | 2021-01-28 |
CN112223104B (zh) | 2024-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI657894B (zh) | 研磨方法及研磨裝置 | |
JP7253458B2 (ja) | 光学式膜厚測定装置の最適な動作レシピを決定する方法、装置、およびシステム | |
US7409260B2 (en) | Substrate thickness measuring during polishing | |
KR101324644B1 (ko) | 화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법 | |
KR101521414B1 (ko) | 화학적 기계적 폴리싱의 스펙트럼 기반 모니터링을 위한 장치 및 방법 | |
KR101944325B1 (ko) | 다중 스펙트럼들을 이용한 화학 기계적 연마에서의 종료점 검출 | |
JP5728239B2 (ja) | 研磨監視方法、研磨方法、研磨監視装置、および研磨装置 | |
TWI661174B (zh) | 膜厚測定方法、膜厚測定裝置、研磨方法及研磨裝置 | |
US20210402550A1 (en) | Polishing method, polishing apparatus, and computer-readable storage medium storing program | |
JP2021091038A (ja) | 研磨方法および研磨装置 | |
US20220316863A1 (en) | Method of producing a model for estimating film thickness of workpiece, method of estimating film thickness of workpiece using such a model, and computer readable storage medium storing program for causing computer to perform the methods | |
CN114536210A (zh) | 研磨方法、工件的研磨监视方法及研磨监视装置 | |
JP2007059597A (ja) | 膜厚評価方法、研磨終点検出方法及びデバイス製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211129 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220913 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230327 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7253458 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |