JP7494096B2 - ワークピースの研磨監視方法および研磨監視装置 - Google Patents
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Description
一態様では、前記外挿による補正は、研磨時間に沿って並ぶスペクトルの複数の変化量を使用し、前記内挿による補正は、前記ワークピース上に並ぶ複数の測定点で取得されたスペクトルの複数の変化量を使用する。
一態様では、前記データ処理部は、前記外挿による補正を、研磨時間に沿って並ぶスペクトルの複数の変化量を使用して実行し、前記内挿による補正を、前記ワークピース上に並ぶ複数の測定点で取得されたスペクトルの複数の変化量を使用して実行するように構成されている。
図1は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨パッド2を支持する研磨テーブル3と、被研磨層を有するウェーハ、基板、またはパネルなどのワークピースWを研磨パッド2に押し付ける研磨ヘッド1と、研磨テーブル3を回転させるテーブルモータ6と、研磨パッド2上にスラリーなどの研磨液を供給するための研磨液供給ノズル5を備えている。研磨パッド2の上面は、ワークピースWを研磨する研磨面2aを構成する。
(i)スペクトルの変化量がしきい値よりも大きいこと
(ii)現在のスペクトルの変化量と、ワークピースWの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値との差がしきい値よりも大きいこと
(iii)スペクトルの変化量が、過去に得られたスペクトルの複数の変化量の正規分布の平均値から±Xσの範囲外にあること(Xは予め定められた係数である)
(iv)スペクトルの変化量が、スミルノフ・グラブス検定により外れ値と判定されること
(I)除外条件を満たす(すなわちノイズを含む)スペクトルの変化量を、除外条件を満たさない(すなわちノイズを含まない)スペクトルの変化量に置き換える動作
(II)除外条件を満たすスペクトルの変化量を、ワークピースWの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える動作
(III)除外条件を満たすスペクトルの変化量を、ワークピースW上の隣接する複数の測定点で得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える動作
(IV)ワークピースWの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量から近似式を生成し、除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記近似式で求められる値に置き換える動作
2 研磨パッド
2a 研磨面
3 研磨テーブル
5 研磨液供給ノズル
6 テーブルモータ
7 光学センサヘッド
10 ヘッドシャフト
40 光学式研磨監視装置
44 光源
47 分光器
49 データ処理部
49a 記憶装置
49b 演算装置
Claims (10)
- ワークピースの研磨を監視する方法であって、
ワークピースの研磨中に前記ワークピースに光を照射し、
前記ワークピースからの反射光のスペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出し、
前記スペクトルの変化量が所定の除外条件を満たすときに、前記スペクトルの変化量を補正し、
前記除外条件を満たさない前記スペクトルの変化量および前記補正されたスペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出することを含み、
前記除外条件は、
前記スペクトルの変化量が固定しきい値よりも大きいこと、
現在のスペクトルの変化量と、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値との差が変動しきい値よりも大きいこと、
前記スペクトルの変化量が、過去に得られたスペクトルの複数の変化量の正規分布の平均値から±Xσの範囲外にあること(Xは予め定められた係数である)、および
前記スペクトルの変化量が、スミルノフ・グラブス検定により外れ値と判定されること、
のうちのいずれかであり、
前記固定しきい値は、過去に得られたスペクトルの変化量のデータに基づいて決定された固定値であり、
前記変動しきい値は、予め定められた割合だけ前記平均値からずれた値であり、
前記正規分布の平均値の算定に使用される、過去に得られたスペクトルの複数の変化量は、前記ワークピースと同じ構造を持つ少なくとも1つのワークピースを研磨しているときに得られたスペクトルの複数の変化量であるか、または前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量であり、
前記スミルノフ・グラブス検定において使用されるサンプルデータは、前記ワークピースと同じ構造を持つ少なくとも1つのワークピースを研磨しているときに得られたスペクトルの複数の変化量であるか、または前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量である、方法。 - 前記スペクトルの変化量を補正する工程は、前記スペクトルの変化量を外挿または内挿により補正する工程である、請求項1に記載の方法。
- 前記外挿による補正は、研磨時間に沿って並ぶスペクトルの複数の変化量を使用し、前記内挿による補正は、前記ワークピース上に並ぶ複数の測定点で取得されたスペクトルの複数の変化量を使用する、請求項2に記載の方法。
- 前記スペクトルの変化量を補正する工程は、
(I)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記除外条件を満たさないスペクトルの変化量に置き換える工程、
(II)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える工程、
(III)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記ワークピース上の隣接する複数の測定点で得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える工程、
(IV)前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量から近似式を生成し、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記近似式で求められる値に置き換える工程、
のいずれかである、請求項1に記載の方法。 - 前記(I)において、前記除外条件を満たさないスペクトルの変化量は、前記ワークピースの研磨中に、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量が取得される直前に取得された直近のスペクトルの変化量であり、
前記(II)において、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量は、前記除外条件を満たさないスペクトルの複数の変化量であり、
前記(III)において、前記ワークピース上の隣接する複数の測定点は、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量が取得された前記ワークピース上の測定点に隣接する複数の測定点であり、
前記(IV)において、前記近似式は、前記除外条件を満たさないスペクトルの複数の変化量と、対応する複数の研磨時間とによって特定される座標系上の複数のデータ点から決定される式である、請求項4に記載の方法。 - ワークピースの研磨監視装置であって、
ワークピースの研磨中に前記ワークピースに光を照射し、前記ワークピースからの反射光を受ける光学センサヘッドと、
前記反射光の強度を波長ごとに測定する分光器と、
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演算装置を有するデータ処理部を備え、
前記データ処理部は、
前記反射光の強度の測定データから前記反射光のスペクトルを生成し、
所定の時間当たりの前記スペクトルの変化量を算出し、
前記スペクトルの変化量が所定の除外条件を満たすときに、前記スペクトルの変化量を補正し、
前記除外条件を満たさない前記スペクトルの変化量および前記補正されたスペクトルの変化量を研磨時間に沿って積算してスペクトル累積変化量を算出するように構成されており、
前記除外条件は、
前記スペクトルの変化量が固定しきい値よりも大きいこと、
現在のスペクトルの変化量と、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値との差が変動しきい値よりも大きいこと、
前記スペクトルの変化量が、過去に得られたスペクトルの複数の変化量の正規分布の平均値から±Xσの範囲外にあること(Xは予め定められた係数である)、および
前記スペクトルの変化量が、スミルノフ・グラブス検定により外れ値と判定されること、
のうちのいずれかであり、
前記固定しきい値は、過去に得られたスペクトルの変化量のデータに基づいて決定された固定値であり、
前記変動しきい値は、予め定められた割合だけ前記平均値からずれた値であり、
前記正規分布の平均値の算定に使用される、過去に得られたスペクトルの複数の変化量は、前記ワークピースと同じ構造を持つ少なくとも1つのワークピースを研磨しているときに得られたスペクトルの複数の変化量であるか、または前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量であり、
前記スミルノフ・グラブス検定において使用されるサンプルデータは、前記ワークピースと同じ構造を持つ少なくとも1つのワークピースを研磨しているときに得られたスペクトルの複数の変化量であるか、または前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量である、研磨監視装置。 - 前記データ処理部は、前記スペクトルの変化量を外挿または内挿により補正するように構成されている、請求項6に記載の研磨監視装置。
- 前記データ処理部は、前記外挿による補正を、研磨時間に沿って並ぶスペクトルの複数の変化量を使用して実行し、前記内挿による補正を、前記ワークピース上に並ぶ複数の測定点で取得されたスペクトルの複数の変化量を使用して実行するように構成されている、請求項7に記載の研磨監視装置。
- 前記データ処理部は、
(I)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記除外条件を満たさないスペクトルの変化量に置き換える動作、
(II)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える動作、
(III)前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記ワークピース上の隣接する複数の測定点で得られたスペクトルの複数の変化量の平均値に置き換える動作、
(IV)前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量から近似式を生成し、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量を、前記近似式で求められる値に置き換える動作、
のいずれかの動作を実行することにより、前記除外条件を満たす前記スペクトルの変化量を補正するように構成されている、請求項6に記載の研磨監視装置。 - 前記(I)において、前記除外条件を満たさないスペクトルの変化量は、前記ワークピースの研磨中に、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量が取得される直前に取得された直近のスペクトルの変化量であり、
前記(II)において、前記ワークピースの研磨中に既に得られたスペクトルの複数の変化量は、前記除外条件を満たさないスペクトルの複数の変化量であり、
前記(III)において、前記ワークピース上の隣接する複数の測定点は、前記除外条件を満たすスペクトルの変化量が取得された前記ワークピース上の測定点に隣接する複数の測定点であり、
前記(IV)において、前記近似式は、前記除外条件を満たさないスペクトルの複数の変化量と、対応する複数の研磨時間とによって特定される座標系上の複数のデータ点から決定される式である、請求項9に記載の研磨監視装置。
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