KR102522855B1 - 연마 방법 및 연마 장치 - Google Patents

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게이타 야기
도시미츠 사사키
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

막 두께 센서의 측정 주기를 바꾸지 않으며, 또한 측정 데이터양을 증대시키지 않고, 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시킬 수 있는 연마 방법을 제공한다.
연마 방법은, 연마 테이블(3)의 중심(O)으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서(7a) 및 제2 막 두께 센서(7b)를 연마 테이블(3)과 함께 회전시키고, 회전하는 연마 테이블(3) 상의 연마 패드(2)에 연마 헤드(1)로 기판(W)을 압박하여 해당 기판(W)의 표면을 연마하면서, 제1 막 두께 센서(7a) 및 제2 막 두께 센서(7b)는 기판(W)의 표면 상의, 기판(W)의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고, 제1 막 두께 센서(7a) 및 제2 막 두께 센서(7b)가 생성한 신호값에 기초하여, 연마 헤드(1)로부터 기판(W)에 가해지는 연마 압력을 제어한다.

Description

연마 방법 및 연마 장치 {POLISHING METHOD AND POLISHING APPARATUS}
본 발명은 웨이퍼 등의 기판을 연마하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 기판의 중심부 및 에지부를 포함하는 기판의 표면 상의 막 두께 분포를 기판의 연마 중에 취득하고, 얻어진 막 두께 분포에 기초하여 기판에 가하는 연마 압력을 제어하고, 및/또는 연마 종점을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스의 미세화는 배선 폭이 10nm를 하회하는 단계까지 진전되고, 그에 수반하여 막 두께에 대해서도 나노미터 레벨의 엄밀한 관리가 필요하게 되고 있다. 일반적인 연마 종점 검출 시스템은, 연마 테이블에 설치된 1개의 막 두께 센서로 웨이퍼의 막 두께를 측정하고, 막 두께의 측정값에 기초하여 연마 종점을 검출한다. 그러나, 연마 종점 검출의 분해능은 연마 테이블 1회전당 연마량에 상당하며, 연마 종점을 고정밀도로 검출하기 위해서는 충분하지 않았다.
그래서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 막 두께 센서를 연마 테이블에 설치함으로써, 연마 테이블 1회전당 연마 종점 검출의 분해능을 향상시키는 기술이 있다. 이 기술에 따르면, 연마 종점의 정밀도 향상뿐만 아니라, 웨이퍼 연마 중의 막 두께 컨트롤 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 웨이퍼의 중심부 및 에지부를 포함하는 웨이퍼의 전체면에 있어서의 막 두께 분포를 웨이퍼의 연마 중에 취득하고, 얻어진 막 두께 분포에 기초하여 웨이퍼에 대한 연마 압력을 제어함으로써, 웨이퍼 면 내의 막 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
일본 특허 공개 제2012-138442호 공보
최근에는, 웨이퍼 연마 중의 막 두께 프로파일을 보다 정밀하게 제어할 것이 요구되고 있다. 특히, 웨이퍼의 에지부의 막 두께는, 웨이퍼 중심으로부터의 반경 방향의 거리에 따라 비교적 크게 변화하며, 에지부 내의 보다 미세한 영역에 대한 연마 압력을 제어할 것이 요구되고 있다. 이러한 요청에 따르기 위해서는, 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시킴으로써 막 두께 분포를 정밀하게 측정하는 것이 중요하다. 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시키기 위한 하나의 해결책은, 막 두께 센서의 측정 주기를 짧게 하는 것이다. 그러나, 막 두께 센서의 측정 주기를 짧게 하면, 연마 테이블 1회전당 측정 데이터양이 증대되어, 데이터 통신량 및 계산 부하의 증가를 초래해 버린다.
그래서, 본 발명은 막 두께 센서의 측정 주기를 바꾸지 않으며, 또한 측정 데이터양을 증대시키지 않고, 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시킬 수 있는 연마 방법 및 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서를 상기 연마 테이블과 함께 회전시키고, 상기 회전하는 연마 테이블 상의 연마 패드에 연마 헤드로 기판을 압박하여 해당 기판의 표면을 연마하면서, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서는 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 연마 방법이다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이블의 N회째 회전 내의 제1 시점에 있어서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값을 취득하고, 상기 연마 테이블의 N회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 최신의 신호값과, 상기 연마 테이블의 N-1회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 전회의 신호값을 취득하고, 상기 제1 시점에서의 상기 제2 막 두께 센서의 신호값에 상당하는 보간 신호값을, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값으로부터 계산하는 공정을 더 포함하고, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 공정은, 상기 제1 시점에서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 공정인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 보간 신호값은, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값의 가중 평균인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이블의 중심에서부터 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 θ, 상기 최신의 신호값을 S2a, 상기 전회의 신호값을 S2b, 상기 보간 신호값을 WA라고 하면, 상기 보간 신호값은,
WA=S2a×((360-θ)/360)+S2b×(θ/360)
에 의해 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값을 사용하여, 막 두께 프로파일을 작성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 기판의 연마 종점을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제1 막 두께 센서의 신호값 및 상기 보간 신호값 중 어느 하나가 목표값에 도달하였을 때 상기 기판의 연마를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 제1 막 두께 센서의 신호값으로부터 환산된 막 두께값 및 상기 보간 신호값으로부터 환산된 막 두께값 중 어느 하나가 목표값에 도달하였을 때 상기 기판의 연마를 정지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태는, 연마 패드를 지지하기 위한 연마 테이블과, 기판을 상기 연마 패드에 압박하여 상기 기판을 연마하는 연마 헤드와, 상기 연마 테이블에 설치되고, 상기 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서와, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 트리거 신호를 송신하여, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키는 센서 제어부와, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서로부터 상기 신호값을 수취하고, 상기 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력의 목표값을 결정하는 데이터 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이블의 회전 위치를 검출하는 테이블 회전 위치 검출기를 더 구비하고, 상기 센서 제어부는, 상기 테이블 회전 위치 검출기로부터 보내진 상기 연마 테이블의 회전 위치 신호와 상기 연마 테이블의 회전 속도에 기초하여, 트리거 신호를 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 송신하는 타이밍을 결정하고, 상기 결정된 타이밍에 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 상기 트리거 신호를 송신하여, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 압력의 목표값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 동작 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 데이터 처리부는, 상기 연마 테이블의 N회째 회전 내의 제1 시점에 있어서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값을 취득하고, 상기 연마 테이블의 N회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 최신의 신호값과, 상기 연마 테이블의 N-1회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 전회의 신호값을 취득하고, 상기 제1 시점에서의 상기 제2 막 두께 센서의 신호값에 상당하는 보간 신호값을, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값으로부터 계산하고, 상기 제1 시점에서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력의 목표값을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 연마 테이블의 중심에서부터 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 θ, 상기 최신의 신호값을 S2a, 상기 전회의 신호값을 S2b, 상기 보간 신호값을 WA라고 하면, 상기 데이터 처리부는,
WA=S2a×((360-θ)/360)+S2b×(θ/360)
으로 표시되는 식을 그 내부에 미리 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 데이터 처리부는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값을 사용하여, 막 두께 프로파일을 작성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태는, 상기 데이터 처리부는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 기판의 연마 종점을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서의 측정점의 기판 중심으로부터의 거리는 상이하므로, 막 두께 측정 주기를 바꾸지 않으며, 또한 연마 테이블 1회전당 얻어지는 신호값의 수를 증가시키지 않고, 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 연마 테이블의 N회째 회전 시에 얻어진 최신의 신호값과, 연마 테이블의 N-1회째 회전 시에 얻어진 전회의 신호값으로부터, 제2 막 두께 센서의 보간 신호값이 계산된다. 이 보간 신호값은, 제1 막 두께 센서의 신호값과 동일 시점에서 생성된 제2 막 두께 센서의 신호값에 상당한다. 따라서, 제1 막 두께 센서의 신호값 및 보간 신호값을 사용하여, 정확하고, 또한 정밀한 막 두께 프로파일을 작성할 수 있다. 결과로서, 막 두께 프로파일에 기초하여, 적절한 연마 압력을 기판에 제공할 수 있음과 함께, 막 두께 프로파일에 기초하여, 연마 종점을 정확하게 결정할 수 있다.
도 1은, 연마 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 데이터 처리부, 동작 제어부, 센서 제어부가 1대의 컴퓨터로 구성된 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 3은, 연마 헤드의 단면도이다.
도 4는, 연마 테이블 내에 설치된 제1 막 두께 센서, 제2 막 두께 센서 및 제3 막 두께 센서의 배치를 도시하는 평면도이다.
도 5는, 제1 막 두께 센서, 제2 막 두께 센서 및 제3 막 두께 센서의 궤적 및 측정점을 도시하는 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시하는 3개의 궤적을 중첩하여 1개의 궤적을 작성하고, 이 1개의 궤적 상에 제1 막 두께 센서, 제2 막 두께 센서 및 제3 막 두께 센서의 측정점을 배열한 도면이다.
도 7은, 연마 테이블의 회전에 수반하는 각 측정점에서의 신호값의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 8은, 종래의 연마 방법에 따른 연마 테이블의 회전에 수반하는 각 측정점에서의 신호값의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 9는, 도 7에 도시하는 그래프의 일부를 도시하는 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 연마 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연마 장치는, 연마 패드(2)를 지지하는 연마 테이블(3)과, 기판의 일례인 웨이퍼(W)를 연마 패드(2)에 압박하는 연마 헤드(1)와, 연마 테이블(3)을 회전시키는 테이블 모터(6)와, 연마 패드(2) 상에 연마액(슬러리)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(5)을 구비하고 있다. 연마 패드(2)의 표면은, 웨이퍼(W)를 연마하는 연마면(2a)을 구성한다. 연마 테이블(3)은 테이블 모터(6)에 연결되어 있고, 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)를 일체로 회전시키도록 구성되어 있다. 연마 헤드(1)는, 연마 헤드 샤프트(11)의 단부에 고정되어 있고, 연마 헤드 샤프트(11)는, 헤드 암(15)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
웨이퍼(W)는 다음과 같이 하여 연마된다. 연마 테이블(3) 및 연마 헤드(1)를 도 1의 화살표로 나타내는 방향으로 회전시키면서, 연마액 공급 노즐(5)로부터 연마액이 연마 테이블(3) 상의 연마 패드(2)의 연마면(2a)에 공급된다. 웨이퍼(W)는 연마 헤드(1)에 의해 회전되면서, 연마 패드(2)와 웨이퍼(W)의 사이에 연마액이 존재한 상태에서 연마 패드(2)의 연마면(2a)에 압박된다. 웨이퍼(W)의 표면은, 연마액의 화학적 작용과, 연마액에 포함되는 지립에 의한 기계적 작용에 의해 연마된다.
연마 테이블(3) 내에는 3개의 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)가 배치되어 있다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 웨이퍼(W)의 표면 상의 소정의 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하는 센서이다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)와 함께 일체로 회전한다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)의 위치는, 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)가 1회전할 때마다 연마 패드(2) 상의 웨이퍼(W)의 표면(즉 피연마면인 하면)을 가로지르는 위치이다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 웨이퍼(W)의 표면을 가로지르면서, 신호값을 생성한다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 데이터 처리부(9A)에 접속되어 있고, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)로부터 출력된 신호값은 데이터 처리부(9A)에 보내지도록 되어 있다.
연마 장치는, 연마 헤드(1), 연마 테이블(3) 및 연마액 공급 노즐(5)의 동작을 제어하는 동작 제어부(9B)를 더 구비하고 있다. 또한, 연마 장치는, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)의 동작을 제어하는 센서 제어부(9C)를 구비하고 있다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는 센서 제어부(9C)에 접속되어 있다. 동작 제어부(9B)는 데이터 처리부(9A)에 접속되고, 센서 제어부(9C)는 동작 제어부(9B)에 접속되어 있다. 데이터 처리부(9A), 동작 제어부(9B), 센서 제어부(9C)는, 각각 범용 또는 전용의 컴퓨터로 구성할 수 있다. 혹은, 도 2에 도시하는 일 실시 형태와 같이, 데이터 처리부(9A), 동작 제어부(9B), 센서 제어부(9C)는, 1대의 범용 또는 전용의 컴퓨터(9)로 구성되어도 된다.
동작 제어부(9B)는, 측정 개시 신호 및 측정 조건 정보를 센서 제어부(9C)에 송신한다. 측정 개시 신호를 수취하면, 센서 제어부(9C)는, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)에 각각 트리거 신호를 보낸다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 트리거 신호를 수취하였을 때, 상기 신호값을 생성한다. 각 막 두께 센서에 대한 트리거 신호의 송신 주기는, 측정 조건 정보에 포함되는 측정 주기에 상당한다. 즉, 센서 제어부(9C)는, 측정 조건 정보에 포함되는 측정 주기로 트리거 신호를 생성하고, 트리거 신호를 연속적으로 각 막 두께 센서로 보낸다.
센서 제어부(9C)는, 테이블 회전 위치 검출기(19)로부터 보내져 오는 연마 테이블(3)의 회전 위치 신호와 연마 테이블(3)의 회전 속도에 기초하여, 트리거 신호를 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)에 송신할 타이밍을 결정한다. 센서 제어부(9C)는, 결정한 타이밍에 트리거 신호를 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)에 송신한다. 보다 구체적으로는, 센서 제어부(9C)는, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)에 상이한 타이밍으로 트리거 신호를 송신한다. 따라서, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 웨이퍼(W)의 표면을 가로지르면서, 상이한 타이밍에 상기 신호값을 생성한다.
테이블 회전 위치 검출기(19)는, 연마 테이블(3)에 고정된 센서 타깃(20)과, 연마 테이블(3)의 측방에 배치된 근접 센서(21)의 조합으로 구성된다. 센서 타깃(20)은 연마 테이블(3)과 함께 회전하며, 한편으로 근접 센서(21)의 위치는 고정되어 있다. 근접 센서(21)는 센서 타깃(20)을 감지하면, 센서 제어부(9C)에 연마 테이블(3)의 회전 위치 신호를 송신한다. 센서 제어부(9C)는, 연마 테이블(3)의 회전 위치 신호와 연마 테이블(3)의 회전 속도에 기초하여, 연마 테이블(3)의 현재의 회전 위치를 계산할 수 있다. 일 실시 형태에서는, 테이블 회전 위치 검출기(19)는, 테이블 모터(6)의 모터 드라이버(23)로 구성해도 된다.
본 실시 형태에서는, 3개의 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)가 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 등간격으로 배치되어 있다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)의 연마 테이블(3)의 중심(O)으로부터의 거리는 동일하다. 따라서, 연마 테이블(3)의 회전에 수반하여, 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는 동일한 궤도(P) 상을 이동하면서, 웨이퍼(W)의 표면을 가로지른다. 웨이퍼(W)의 연마 중에는, 연마 헤드(1) 및 연마 테이블(3)은 각각 회전하고 있지만, 연마 테이블(3)에 대한 연마 헤드(1)의 상대적인 위치는 고정되어 있다.
일 실시 형태에서는, 2개의 막 두께 센서만을 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 마련해도 되고, 또는 4개 이상의 막 두께 센서를 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 마련해도 된다. 복수의 막 두께 센서는, 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 등간격으로 배치하는 것이 바람직하지만, 등간격이 아니어도 된다.
이어서, 연마 헤드(1)에 대하여 설명한다. 도 3은, 연마 헤드(1)를 도시하는 단면도이다. 연마 헤드(1)는, 연마 헤드 샤프트(11)의 단부에 고정된 헤드 본체(31)와, 헤드 본체(31)의 하부에 설치된 멤브레인(탄성막)(34)과, 헤드 본체(31)의 하방에 배치된 리테이너 링(32)을 구비하고 있다. 리테이너 링(32)은, 멤브레인(34)의 주위에 배치되어 있고, 웨이퍼(W)의 연마 중에 웨이퍼(W)가 연마 헤드(1)로부터 튀어나오지 않도록 하기 위해 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 환상의 구조체이다.
멤브레인(34)과 헤드 본체(31)의 사이에는, 4개의 압력실(C1, C2, C3, C4)이 마련되어 있다. 압력실(C1, C2, C3, C4)은 멤브레인(34)과 헤드 본체(31)에 의해 형성되어 있다. 중앙의 압력실(C1)은 원형이고, 다른 압력실(C2, C3, C4)은 환상이다. 이들 압력실(C1, C2, C3, C4)은 동심 상에 배열되어 있다.
압력실(C1, C2, C3, C4)에는 각각 기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4)이 접속되어 있다. 기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4)의 일단은, 연마 장치가 설치되어 있는 공장에 마련된 유틸리티로서의 압축 기체 공급원(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 압축 공기 등의 압축 기체는, 기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4)을 통하여 압력실(C1, C2, C3, C4)에 각각 공급되도록 되어 있다.
압력실(C3)에 연통되는 기체 이송 라인(F3)은, 도시하지 않은 진공 라인에 접속되어 있어, 압력실(C3) 내에 진공을 형성하는 것이 가능하게 되어 있다. 압력실(C3)을 구성하는, 멤브레인(34)의 부위에는 개구가 형성되어 있고, 압력실(C3)에 진공을 형성함으로써 웨이퍼(W)가 연마 헤드(1)에 흡착 보유 지지된다. 또한, 이 압력실(C3)에 압축 기체를 공급함으로써, 웨이퍼(W)가 연마 헤드(1)로부터 릴리즈된다.
헤드 본체(31)와 리테이너 링(32)의 사이에는, 환상의 멤브레인(롤링 다이어프램)(36)이 배치되어 있고, 이 멤브레인(36)의 내부에는 압력실(C5)이 형성되어 있다. 압력실(C5)은, 기체 이송 라인(F5)을 통하여 상기 압축 기체 공급원에 연결되어 있다. 압축 기체는, 기체 이송 라인(F5)을 통하여 압력실(C5) 내에 공급되고, 압력실(C5)은 리테이너 링(32)을 연마 패드(2)에 대하여 압박한다.
기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4, F5)은, 연마 헤드 샤프트(11)에 설치된 로터리 조인트(40)를 경유하여 연장되어 있다. 압력실(C1, C2, C3, C4, C5)에 연통되는 기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4, F5)에는, 각각 압력 레귤레이터(R1, R2, R3, R4, R5)가 마련되어 있다. 압축 기체 공급원으로부터의 압축 기체는, 압력 레귤레이터(R1 내지 R5)를 통하여 압력실(C1 내지 C5) 내에 각각 독립적으로 공급된다. 압력 레귤레이터(R1 내지 R5)는, 압력실(C1 내지 C5) 내의 압축 기체의 압력을 조절하도록 구성되어 있다.
압력 레귤레이터(R1 내지 R5)는, 압력실(C1 내지 C5)의 내부 압력을 서로 독립적으로 변화시키는 것이 가능하며, 이에 의해, 웨이퍼(W)의 대응하는 4개의 영역, 즉 중앙부, 내측 중간부, 외측 중간부 및 에지부에 대한 연마 압력, 및 리테이너 링(32)의 연마 패드(2)에 대한 압박력을 독립적으로 조절할 수 있다. 기체 이송 라인(F1, F2, F3, F4, F5)은 대기 개방 밸브(도시하지 않음)에도 각각 접속되어 있어, 압력실(C1 내지 C5)을 대기 개방하는 것도 가능하다. 본 실시 형태에서는, 멤브레인(34)은 4개의 압력실(C1 내지 C4)을 형성하지만, 일 실시 형태에서는, 멤브레인(34)은 4개보다 적거나, 또는 4개보다 많은 압력실을 형성해도 된다.
데이터 처리부(9A)(도 1 및 도 2 참조)는, 웨이퍼(W)의 막 두께를 나타내는 신호값을 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)로부터 수취하고, 신호값에 기초하여, 목표 막 두께 프로파일을 달성하기 위한 압력실(C1 내지 C5)의 목표 압력값을 결정하고, 목표 압력값을 동작 제어부(9B)에 송신한다. 압력실(C1 내지 C4)의 목표 압력값은, 연마 헤드(1)로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 연마 압력의 목표값에 상당한다. 또한, 압력실(C5)의 목표 압력값은, 리테이너 링(32)으로부터 연마 패드(2)에 가해지는 압박력의 목표값에 상당한다. 압력 레귤레이터(R1 내지 R5)는 동작 제어부(9B)에 접속되어 있다. 동작 제어부(9B)는, 압력실(C1 내지 C5)의 각각의 목표 압력값을 명령값으로서 압력 레귤레이터(R1 내지 R5)에 보내고, 압력 레귤레이터(R1 내지 R5)는, 압력실(C1 내지 C5) 내의 압력이 대응하는 목표 압력값으로 유지되도록 동작한다.
연마 헤드(1)는 웨이퍼(W)의 복수의 영역에 대하여, 독립된 연마 압력을 각각 가할 수 있다. 예를 들어, 연마 헤드(1)는, 웨이퍼(W)의 표면의 상이한 영역을 상이한 연마 압력으로 연마 패드(2)의 연마면(2a)에 대하여 압박할 수 있다. 따라서, 연마 헤드(1)는, 웨이퍼(W)의 막 두께 프로파일을 제어하여, 목표로 하는 막 두께 프로파일을 달성할 수 있다.
막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 웨이퍼(W)의 막 두께에 따라 변화하는 신호값을 출력하는 센서이다. 신호값은, 막 두께를 직접 또는 간접으로 나타내는 수치 또는 데이터(수치군)이다. 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 예를 들어 광학식 막 두께 센서 또는 와전류 센서로 구성된다. 광학식 막 두께 센서는, 웨이퍼(W)의 표면에 광을 조사하고, 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 강도를 파장별로 측정하고, 파장에 관련지어진 반사광의 강도를 출력하도록 구성된다. 파장에 관련지어진 반사광의 강도는, 웨이퍼(W)의 막 두께에 따라 변화하는 신호값이다. 와전류 센서는, 웨이퍼(W)에 형성되어 있는 도전막에 와전류를 유기시키고, 도전막과 와전류 센서의 코일을 포함하는 전기 회로의 임피던스에 따라 변화하는 신호값을 출력한다. 본 실시 형태에 사용되는 광학식 막 두께 센서 및 와전류 센서는, 공지의 장치를 사용할 수 있다.
도 4는, 연마 테이블(3) 내에 설치된 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)의 배치를 도시하는 평면도이다. 도 4에서는, 연마 패드(2)의 도시는 생략되어 있다. 기호 θ는 연마 테이블(3)의 중심(O)에서부터 제1 막 두께 센서(7a) 및 제2 막 두께 센서(7b)까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 등간격으로 배치되어 있으므로, 각도 θ는 120°이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 연마 테이블(3)의 중심(O)으로부터 동일한 거리에 배치되어 있고, 또한 연마 테이블(3)의 둘레 방향에 있어서 서로 이격되어 있다. 따라서, 연마 테이블(3)이 회전하고 있을 때, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 동일한 궤도(P) 상을 이동하면서, 상이한 타이밍에 웨이퍼(W)의 표면을 주사한다.
도 5는, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)의 측정점을 도시하는 도면이다. 연마 헤드(1)와 연마 테이블(3)은 상이한 회전 속도로 회전하고 있다. 따라서, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는 웨이퍼(W) 상에 상이한 궤적을 그리며 미리 정해진 복수의 측정점(M1, M2, M3)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다. 즉, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 제1 막 두께 센서(7a)는 웨이퍼(W)의 표면 상의 미리 정해진 복수의 측정점(M1)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다. 마찬가지로, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 제2 막 두께 센서(7b)는 웨이퍼(W)의 표면 상의 미리 정해진 복수의 측정점(M2)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고, 제3 막 두께 센서(7c)는 웨이퍼(W)의 표면 상의 미리 정해진 복수의 측정점(M3)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다. 측정점(M1, M2, M3)은, 웨이퍼(W)의 표면 상의, 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점이다.
웨이퍼(W)의 연마 중에는, 연마 테이블(3)에 대한 연마 헤드(1)의 상대적인 위치는 고정되어 있으므로, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 웨이퍼(W)의 표면을 가로지른다. 보다 구체적으로는, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 웨이퍼(W)의 표면을 가로지르면서, 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점(M1, M2, M3)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다. 데이터 처리부(9A)는, 신호값을 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)로부터 수취하고, 이들 신호값을 처리한다.
데이터 처리부(9A)는, 도 5에 도시하는 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)의 웨이퍼(W) 상의 3개의 궤적을 중첩하여 1개의 궤적을 형성하고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 1개의 궤적 상에 측정점(M1, M2, M3)을 배열한다. 웨이퍼(W)의 중심에서부터 복수의 측정점(M1)까지의 각 거리는, 웨이퍼(W)의 중심에서부터 복수의 측정점(M2)까지의 각 거리와는 상이하며, 또한 웨이퍼(W)의 중심에서부터 복수의 측정점(M3)까지의 각 거리와도 상이하다. 따라서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 막 두께 센서(7a)의 복수의 측정점(M1), 제2 막 두께 센서(7b)의 복수의 측정점(M2) 및 제3 막 두께 센서(7c)의 복수의 측정점(M3)은 차례로 배열되어 있고, 중복되지 않는다.
도 7은, 연마 테이블(3)의 회전에 수반하는 각 측정점(M1, M2, M3)에서의 신호값의 변화를 도시하는 그래프이다. 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값은 검정색 사각으로 표시되고, 제2 막 두께 센서(7b)의 신호값은 검정색 동그라미로 표시되고, 또한 제3 막 두께 센서(7c)의 신호값은 검정색 삼각으로 표시되어 있다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 연마 테이블(3)의 회전에 수반하여 웨이퍼(W)의 연마가 진행되고, 결과로서, 막 두께를 나타내는 신호값은 변화한다. 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 중복되지 않는 측정점, 즉 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점(M1, M2, M3)(도 5 참조)에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다.
도 8은, 종래의 연마 방법에 따른 연마 테이블(3)의 회전에 수반하는 각 측정점에서의 신호값의 변화를 도시하는 그래프이다. 이 종래예에서는, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 중복되는 측정점, 즉 동일한 복수의 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성한다. 연마 테이블(3)의 1회전당 얻어지는 신호값의 수는 도 7에 도시하는 실시 형태와 동일하지만, 연마 테이블(3)의 1회전당 막 두께의 측정점의 수는, 도 7에 도시하는 본 실시 형태보다 적다.
도 7에 도시하는 본 실시 형태에 따르면, 복수의(본 실시 형태에서는 3개의) 막 두께 센서(7a, 7b, 7c)는, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 웨이퍼(W)의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 차례로 생성한다. 따라서, 막 두께 측정 주기를 바꾸지 않으며, 또한 연마 테이블(3)의 1회전당 얻어지는 신호값의 수를 증가시키지 않고, 막 두께 측정의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 제2 막 두께 센서(7b)의 신호값 및 제3 막 두께 센서(7c)의 신호값을 각각 보간하여, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값과 동일 시점에서 생성된 신호값에 상당하는 보간 신호값을 생성한다.
도 9는, 도 7에 도시하는 그래프의 일부를 도시하는 확대도이다. 웨이퍼(W)의 연마 중, 즉 연마 테이블(3)이 회전하고 있을 때, 데이터 처리부(9A)는, 연마 테이블(3)의 N회째 회전 내의 제1 시점 t1에 있어서 제1 막 두께 센서(7a)가 생성한 신호값 S1을 취득하고, 또한 연마 테이블(3)의 N회째 회전 중에 제2 막 두께 센서(7b)가 생성한 최신의 신호값 S2a와, 연마 테이블(3)의 N-1회째 회전 중에 제2 막 두께 센서(7b)가 생성한 전회의 신호값 S2b를 취득한다. N은 자연수이다(N≥1). 데이터 처리부(9A)는, 제1 시점 t1에서의 제2 막 두께 센서(7b)의 신호값에 상당하는 보간 신호값 WA를, 최신의 신호값 S2a와 전회의 신호값 S2b로부터 계산한다.
보간 신호값은, 최신의 신호값과 전회의 신호값의 가중 평균이다. 보다 구체적으로는, 보간 신호값 WA는, 다음 식 (1)에 의해 제공된다.
Figure 112018108255576-pat00001
단, θ는 연마 테이블(3)의 중심(O)에서부터 제1 막 두께 센서(7a) 및 제2 막 두께 센서(7b)까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 제1 막 두께 센서(7a), 제2 막 두께 센서(7b) 및 제3 막 두께 센서(7c)는, 연마 테이블(3)의 중심(O)의 둘레에 등간격으로 배치되어 있으므로, 각도 θ는 120°이다. 각도 θ가 작아질수록, 제2 막 두께 센서(7b)는 제1 막 두께 센서(7a)에 근접하고, 가중 평균의 가중치는 증가한다.
데이터 처리부(9A)는, 그 내부에 상기 식 (1)을 미리 저장하고 있다. 데이터 처리부(9A)는, 다른 측정점에서의 막 두께를 나타내는 제2 막 두께 센서(7b)의 최신의 신호값과 전회의 신호값으로부터, 마찬가지로 하여 식 (1)을 사용하여 보간 신호값(도 9에서는 흰색 동그라미로 나타냄)을 산출한다.
마찬가지로, 웨이퍼(W)의 연마 중, 데이터 처리부(9A)는, 연마 테이블(3)의 N회째 회전 중에 제3 막 두께 센서(7c)가 생성한 최신의 신호값 S3a와, 연마 테이블(3)의 N-1회째 회전 중에 제3 막 두께 센서(7c)가 생성한 전회의 신호값 S3b를 취득한다. 또한, 데이터 처리부(9A)는, 제1 시점 t1에서의 제3 막 두께 센서(7c)의 신호값에 상당하는 보간 신호값 WA'(도 9에서는 흰색 삼각으로 나타냄)를, 최신의 신호값 S3a와 전회의 신호값 S3b로부터 계산한다. 보간 신호값 WA'는, 상기 식 (1)의 S2a를 S3a로, S2b를 S3b로 치환한 후에, 상기 식 (1)을 사용하여 산출할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 연마 테이블(3)의 중심(O)에서부터 제1 막 두께 센서(7a) 및 제3 막 두께 센서(7c)까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도 θ는 240°이다.
보간 신호값 WA, WA'는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1과 동일 시점 t1에서 생성된 신호값에 상당한다. 따라서, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA'를 사용하여, 정확하고, 또한 정밀한 막 두께 프로파일을 작성할 수 있다. 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA'에 기초하여, 목표 막 두께 프로파일을 달성하기 위한 압력실(C1 내지 C5)(도 3 참조)의 목표 압력값을 결정하고, 목표 압력값을 동작 제어부(9B)에 송신한다. 압력실(C1 내지 C4)의 목표 압력값은, 연마 헤드(1)로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 연마 압력의 목표값에 상당한다. 또한, 압력실(C5)의 목표 압력값은, 리테이너 링(32)으로부터 연마 패드(2)에 가해지는 압박력의 목표값에 상당한다. 동작 제어부(9B)는, 압력실(C1 내지 C5)의 목표 압력값을 데이터 처리부(9A)로부터 수취하고, 압력실(C1 내지 C5)의 목표 압력값에 기초하여, 연마 헤드(1)로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 연마 압력, 및 리테이너 링(32)으로부터 연마 패드(2)에 가해지는 압박력을 제어한다. 신호값 S1, 보간 신호값 WA, WA'가 웨이퍼(W)의 막 두께를 간접적으로 나타내고 있는 경우에는, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA'를 각각 막 두께값으로 환산하고, 막 두께값으로부터 막 두께 프로파일을 작성하고, 연마 헤드(1)로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 연마 압력의 목표값 및 리테이너 링(32)으로부터 연마 패드(2)에 가해지는 압박력의 목표값, 즉 압력실(C1 내지 C5)의 목표 압력값을, 막 두께값(또는 막 두께 프로파일)에 기초하여 결정해도 된다.
또한, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA'에 기초하여, 웨이퍼(W)의 연마 종점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA' 중 어느 것이 소정의 목표값에 도달한 시점인 연마 종점을 결정한다. 신호값 S1, 보간 신호값 WA, WA'가 막 두께를 간접적으로 나타내고 있는 경우에는, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1 및 보간 신호값 WA, WA'를 각각 막 두께값으로 환산하고, 어느 막 두께값이 소정의 목표값에 도달한 시점인 연마 종점을 결정한다. 데이터 처리부(9A)는, 연마 종점을 결정하였을 때, 연마 종점 검출 신호를 생성한다. 데이터 처리부(9A)는, 이 연마 종점 검출 신호를 동작 제어부(9B)로 보낸다. 동작 제어부(9B)는, 연마 종점 검출 신호를 수취하였을 때, 연마 헤드(1)에 명령을 발하여 웨이퍼(W)의 연마 동작을 정지시킨다.
웨이퍼(W)의 과연마를 방지하기 위해, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1(또는 신호값 S1로부터 환산된 막 두께값) 및 보간 신호값 WA, WA'(또는 보간 신호값 WA, WA'로부터 환산된 막 두께값) 중 어느 하나가 목표값에 도달하였을 때 신속하게 웨이퍼(W)의 연마를 정지시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 데이터 처리부(9A)는, 제1 막 두께 센서(7a)의 신호값 S1(또는 신호값 S1로부터 환산된 막 두께값)이 목표값에 도달하였을 때 연마 종점 검출 신호를 생성하고, 보간 신호값 WA, WA'를 계산하기 전에, 연마 종점 검출 신호를 동작 제어부(9B)에 보낸다. 동작 제어부(9B)는, 연마 종점 검출 신호를 수취하였을 때, 연마 헤드(1)에 명령을 발하여 웨이퍼(W)의 연마 동작을 정지시킨다. 다른 예에서는, 데이터 처리부(9A)는, 보간 신호값 WA(또는 보간 신호값 WA로부터 환산된 막 두께값)가 목표값에 도달하였을 때 연마 종점 검출 신호를 생성하고, 보간 신호값 WA'를 계산하기 전에, 연마 종점 검출 신호를 동작 제어부(9B)에 보낸다. 동작 제어부(9B)는, 연마 종점 검출 신호를 수취하였을 때, 연마 헤드(1)에 명령을 발하여 웨이퍼(W)의 연마 동작을 정지시킨다. 이러한 동작에 따르면, 웨이퍼(W)의 과연마를 방지할 수 있다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허청구범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
1: 연마 헤드
2: 연마 패드
2a: 연마면
3: 연마 테이블
5: 연마액 공급 노즐
6: 테이블 모터
7a, 7b, 7c: 막 두께 센서
9: 컴퓨터
9A: 데이터 처리부
9B: 동작 제어부
9C: 센서 제어부
11: 연마 헤드 샤프트
15: 헤드 암
19: 테이블 회전 위치 검출기
20: 센서 타깃
21: 근접 센서
23: 모터 드라이버
31: 헤드 본체
32: 리테이너 링
34: 멤브레인(탄성막)
36: 멤브레인(롤링 다이어프램)
40: 로터리 조인트
C1, C2, C3, C4, C5: 압력실
F1, F2, F3, F4, F5: 기체 이송 라인
R1, R2, R3, R4, R5: 압력 레귤레이터

Claims (15)

  1. 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서를 상기 연마 테이블과 함께 회전시키고,
    상기 회전하는 연마 테이블 상의 연마 패드에 연마 헤드로 기판을 압박하여 해당 기판의 표면을 연마하고,
    상기 기판의 연마 중, 상기 연마 테이블이 1회전할 때마다, 상기 제1 막 두께 센서는 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 복수의 제1 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고, 또한 상기 제2 막 두께 센서는 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 복수의 제2 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고, 상기 기판의 중심으로부터 상기 복수의 제1 측정점까지의 각 거리는, 상기 기판의 중심으로부터 상기 복수의 제2 측정점까지의 각 거리와는 상이하고,
    상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  2. 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서를 상기 연마 테이블과 함께 회전시키고,
    상기 회전하는 연마 테이블 상의 연마 패드에 연마 헤드로 기판을 압박하여 해당 기판의 표면을 연마하면서, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서는 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성하고,
    상기 연마 테이블의 N회째 회전 내의 제1 시점에 있어서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값을 취득하고,
    상기 연마 테이블의 N회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 최신의 신호값과, 상기 연마 테이블의 N-1회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 전회의 신호값을 취득하고,
    상기 제1 시점에서의 상기 제2 막 두께 센서의 신호값에 상당하는 보간 신호값을, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값으로부터 계산하고,
    상기 제1 시점에서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보간 신호값은, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값의 가중 평균인 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연마 테이블의 중심에서부터 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 θ, 상기 최신의 신호값을 S2a, 상기 전회의 신호값을 S2b, 상기 보간 신호값을 WA라고 하면, 상기 보간 신호값은,
    WA=S2a×((360-θ)/360)+S2b×(θ/360)
    에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값을 사용하여, 막 두께 프로파일을 작성하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 기판의 연마 종점을 결정하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 막 두께 센서의 신호값 및 상기 보간 신호값 중 어느 하나가 목표값에 도달하였을 때 상기 기판의 연마를 정지시키는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 막 두께 센서의 신호값으로부터 환산된 막 두께값 및 상기 보간 신호값으로부터 환산된 막 두께값 중 어느 하나가 목표값에 도달하였을 때 상기 기판의 연마를 정지시키는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  9. 연마 패드를 지지하기 위한 연마 테이블과,
    기판을 상기 연마 패드에 압박하여 상기 기판을 연마하는 연마 헤드와,
    상기 연마 테이블에 설치되고, 상기 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서와,
    상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 트리거 신호를 송신하여, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키는 센서 제어부와,
    상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서로부터 상기 신호값을 수취하고, 상기 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력의 목표값을 결정하는 데이터 처리부를 구비하고,
    상기 센서 제어부는, 상기 연마 테이블이 1회전할 때마다, 상기 제1 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 복수의 제1 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키고, 또한 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 복수의 제2 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키도록 구성되고, 상기 기판의 중심으로부터 상기 복수의 제1 측정점까지의 각 거리는, 상기 기판의 중심으로부터 상기 복수의 제2 측정점까지의 각 거리와는 상이한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 연마 테이블의 회전 위치를 검출하는 테이블 회전 위치 검출기를 더 구비하고,
    상기 센서 제어부는, 상기 테이블 회전 위치 검출기로부터 보내진 상기 연마 테이블의 회전 위치 신호와 상기 연마 테이블의 회전 속도에 기초하여, 트리거 신호를 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 송신하는 타이밍을 결정하고, 상기 결정된 타이밍에 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 상기 트리거 신호를 송신하여, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 연마 압력의 목표값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력을 제어하는 동작 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  12. 연마 패드를 지지하기 위한 연마 테이블과,
    기판을 상기 연마 패드에 압박하여 상기 기판을 연마하는 연마 헤드와,
    상기 연마 테이블에 설치되고, 상기 연마 테이블의 중심으로부터 동일한 거리에 배치된 제1 막 두께 센서 및 제2 막 두께 센서와,
    상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에 트리거 신호를 송신하여, 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서에, 상기 기판의 표면 상의, 상기 기판의 중심으로부터의 거리가 상이한 측정점에서의 막 두께를 나타내는 신호값을 생성시키는 센서 제어부와,
    상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서로부터 상기 신호값을 수취하고, 상기 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력의 목표값을 결정하는 데이터 처리부를 구비하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 연마 테이블의 N회째 회전 내의 제1 시점에 있어서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값을 취득하고,
    상기 연마 테이블의 N회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 최신의 신호값과, 상기 연마 테이블의 N-1회째 회전 중에 상기 제2 막 두께 센서가 생성한 전회의 신호값을 취득하고,
    상기 제1 시점에서의 상기 제2 막 두께 센서의 신호값에 상당하는 보간 신호값을, 상기 최신의 신호값과 상기 전회의 신호값으로부터 계산하고,
    상기 제1 시점에서 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 연마 헤드로부터 상기 기판에 가해지는 연마 압력의 목표값을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 연마 테이블의 중심에서부터 상기 제1 막 두께 센서 및 상기 제2 막 두께 센서까지 연장되는 2개의 직선이 이루는 각도를 θ, 상기 최신의 신호값을 S2a, 상기 전회의 신호값을 S2b, 상기 보간 신호값을 WA라고 하면, 상기 데이터 처리부는,
    WA=S2a×((360-θ)/360)+S2b×(θ/360)
    으로 표시되는 식을 그 내부에 미리 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 데이터 처리부는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값을 사용하여, 막 두께 프로파일을 작성하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 데이터 처리부는, 상기 제1 막 두께 센서가 생성한 신호값, 및 상기 보간 신호값에 기초하여, 상기 기판의 연마 종점을 결정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
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