[发明专利]研磨装置、研磨方法、及研磨控制程序

说明书

技术领域

本发明涉及对研磨对象物的表面进行研磨的研磨装置，尤其涉及预测与膜厚相当的数据的研磨装置、及使用该装置来进行研磨的研磨方法。此外，本发明涉及控制研磨装置的研磨控制程序。

背景技术

近年来，随着半导体器件的高集成化的进展，电路布线微细化，布线间距离也逐渐变得更窄。因此，需要将作为研磨对象物的半导体晶片的表面平坦化，作为该平坦化法的一手段，通过化学机械研磨(CMP)装置来进行研磨。

研磨装置具备：用于保持研磨垫(其用于对研磨对象物进行研磨)的研磨平台；及用于保持研磨对象物并将其按压在研磨垫上的顶环。研磨平台与顶环是分别通过驱动部(例如马达)被旋转驱动。在研磨垫上流动含有研磨剂的液体(浆料)，在该处按抵被保持在顶环的研磨对象物，由此研磨对象物被研磨。

在研磨装置中，若研磨对象物的研磨不充分，则无法取得电路间的绝缘，有产生短路之虞，此外，在成为过度研磨的情况下，会产生因布线的截面积减少所致的电阻值上升、或布线本身完全被去除从而未形成电路本身等问题。此外，必须遍及表面整体地高精度地形成为平坦。因此，在研磨装置中，图求检测最佳研磨终点、和遍及表面整体地高精度地检测研磨量。

作为如上所示的技术，有日本特开2012-135865号所记载的涡电流式终点检测传感器(以下称为“涡电流传感器”)等。在该涡电流传感器中，通过螺线管型或螺旋型线圈，进行研磨对象物内的涡电流检测。因研磨对象物的膜厚改变，涡电流会增加或减少。

作为研磨终点检测手段的其他方法，还已知一种对研磨对象物的膜厚改变从而研磨移至不同材质的物质时的研磨摩擦力的变化进行检测的方法。此外，还具有检测研磨对象物的表面反射率的变化的方法。

对于在研磨中测定研磨对象的膜厚的这些传感器的输出，为了去除噪声等，进行将传感器的输出平均化的处理或噪声滤波处理、及/或进行放大的处理等处理。这些处理通过基于模拟电路或数字电路(软件等)的处理系统来进行。若这些处理复杂，则在传感器测定时与处理结束时之间会发生延迟(时间滞后)。此外，为了进行这些处理，还有在研磨装置内通信系统中或在研磨装置与其他装置之间的通信系统中进行数据的发送接收的情形。还有发生因数据的发送接收用通信系统而导致的延迟的情形。结果，研磨装置可能无法完全实时掌握在终点检测或各种控制中使用的膜厚数据。在基于模拟电路或数字电路的处理系统或者通信系统正在进行处理的期间，研磨也在进行，因此在处理系统或通信系统在处理结束时所掌握的膜厚、与处理结束时的实际膜厚之间产生误差。

随着半导体器件的微细化的发展，所需研磨量减少，研磨时间也变短，另一方面，对膜厚的测定精度的要求提高。因此，伴随处理系统或通信系统的处理延迟产生的处理系统或通信系统所掌握的膜厚的时间延迟的影响变大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-135865号

发明内容

(发明所要解决的课题)

本发明是为了解决如上所示的问题点而完成的，其目的在于提供能够修正因处理系统等的延迟时间导致的测定误差并推定与处理系统的处理结束时的膜厚相当的数据的研磨装置、研磨方法、及研磨控制程序。

(解决课题的手段)

为解决上述课题，在第1方案中，采用于下构成：一种研磨装置，对研磨对象物进行研磨，其特征在于，具有：研磨部，其进行所述研磨对象物的研磨；测定部，其在多个测定时刻测定能够根据所述研磨对象物的膜厚变化而变化的物理量；膜厚算出部，其根据所述测定部所测定出的所述物理量，算出所述测定时刻下的与所述研磨对象物的膜厚相当的数据；及膜厚预测部，其使用被算出的所述数据，针对所述测定时刻中的至少一部分的测定时刻，预测从该测定时刻经过处理延迟时间之后的所述数据。

通过本方案，能够修正因物理量测定后的通信系统或处理系统等的处理时间而导致的、进行基于测定部的测定的测定时刻与基于这些系统的处理结束后的处理结束时刻之间的时间差，即因“处理延迟时间”导致的测定误差。通过修正，能更正确地推定处理结束时刻下的与膜厚相当的数据，研磨的终点检测精度会提升。即，能够补偿处理系统的延迟来防止终点检测的延迟。