CN107617969B - 膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法 - Google Patents

膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107617969B
CN107617969B CN201710566936.4A CN201710566936A CN107617969B CN 107617969 B CN107617969 B CN 107617969B CN 201710566936 A CN201710566936 A CN 201710566936A CN 107617969 B CN107617969 B CN 107617969B
Authority
CN
China
Prior art keywords
film thickness
point
impedance
straight line
eddy current
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
Application number
CN201710566936.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107617969A (zh
Inventor
中村显
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of CN107617969A publication Critical patent/CN107617969A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107617969B publication Critical patent/CN107617969B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
    • 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
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/046—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces using electric current
    • 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
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
    • B24B37/107—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement in a rotary movement only, about an axis being stationary during lapping
    • 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
    • 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
    • B24B49/10—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 electrical means
    • B24B49/105—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 electrical means using eddy currents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
    • G01N27/025—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil a current being generated within the material by induction
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Abstract

本发明提供一种可比以往减少事先需要的膜厚测定次数的膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法。通过涡电流传感器(210)检测能够形成于研磨对象物(102)的涡电流作为阻抗。使阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有正交坐标轴的坐标系统的各轴。角算出部(234)算出连结对应于膜厚为零时的阻抗的第一点、及对应于膜厚为非零时的阻抗的第二点的第一直线，与通过第一点的圆的直径所形成的角的正切。膜厚算出部(238)从正切求出膜厚。

Description

膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法
技术领域
本发明涉及一种膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法。
背景技术
近年来，随着半导体元器件的高集成化、高密度化，电路的布线越来越微细化，多层布线的层数也增加。为了谋求电路微细化并实现多层布线，需要高精度地平坦化处理半导体元器件的表面。
半导体元器件表面的平坦化技术公知有化学机械研磨(CMP(ChemicalMechanical Polishing))。用于进行CMP的研磨装置具备：贴合有研磨垫的研磨台；及用于保持研磨对象物(例如半导体晶圆等的基板、或形成于基板表面的各种膜)的上方环形转盘。研磨装置通过使研磨台旋转，而且将保持于上方环形转盘的研磨对象物按压于研磨垫来研磨研磨对象物。
研磨装置具备用于基于研磨对象物的膜厚来检测研磨工序终点的膜厚测定装置。膜厚测定装置具备检测研磨对象物的膜厚的膜厚传感器。作为膜厚传感器的代表可举出涡电流传感器。
涡电流传感器配置于形成在研磨台的孔中，与研磨台的旋转一起旋转，而且在与研磨对象物相对时检测膜厚。涡电流传感器使导电膜等研磨对象物感应涡电流，从通过被研磨对象物感应的涡电流所产生的磁场变化检测研磨对象物的厚度变化。
日本特开2005-121616号公报公开了关于涡电流传感器的技术。该涡电流传感器具备：配置于导电性膜附近的传感器线圈；向传感器线圈供给交流信号而在导电性膜上形成涡电流的信号源；及检测形成于导电性膜的涡电流作为从传感器线圈所见的阻抗的检测电路。而后，将阻抗的电阻成分与电抗成分表示在正交坐标轴上。从连结阻抗的坐标与规定的中心点坐标的直线形成的角度检测导电性膜的膜厚。
关于从角度求出膜厚的方法，事先测定如公报图13所示的角度与膜厚的关系，利用该关系将角度直接转换成膜厚。具体而言，求出基于导电性膜的膜质的中心点(基准点)P、及关于该导电性膜的多个膜厚的多个仰角θ，并存储于存储器中。各仰角θ获得1条预备测定直线。按照多个仰角θ获得多条预备测定直线。然后在基板研磨装置动作时，基于将每次测定的阻抗的电阻成分与电抗成分的输出值与存储器中的中心点P连结而成的正式测定直线rn的仰角θ、与预备测定直线，来运算导电性膜的膜厚。
日本特开2005-121616号公报中，通过事先多次测定而求出用于基于仰角θ运算导电性膜的膜厚所需的基准点P及多条预备测定直线。即，关于各种膜厚及多种研磨对象物与涡电流传感器间的距离，事先测定阻抗。因而存在事先测定次数多的问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2005-121616号公报
发明内容
(发明所欲解决的问题)
本发明是为了消除这种问题而做出的，其目的为提供一种可比过去减少事先需要的膜厚测定次数的膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法。
(用于解决问题的手段)
为了解决上述问题，第一方案的膜厚测定装置，为了测定研磨对象物的膜厚，在通过涡电流传感器检测能够形成于所述研磨对象物的涡电流作为阻抗时，被输入所述阻抗，并从输入的所述阻抗求出所述膜厚，其采用如下的构成：使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，所述膜厚测定装置具有：角算出部，其算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线为将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点、及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及膜厚算出部，其从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
本实施方式系算出角的正切或角度，并从正切或角度求出所述膜厚。本实施方式不需要在事先进行如以往技术的多个测定。具有如下优点：对于一种研磨垫的厚度，只要在事先求出膜厚为零时的第一点，即可考虑测定值因研磨垫的厚度变化造成的变化。
其理由如下。在膜厚的测定中可求出第二点。并从关于多个第二点的信息(坐标值)求出该第二点所属的圆的中心。可从关于圆中心的信息(坐标值)与关于第一点(或第二点)的信息(坐标值)求出关于圆的直径的信息(直径(直线)的方程式、或直径的长度))。即，因为事先需要的信息只有关于第一点的信息，而关于第二点与圆的直径的信息可在膜厚测定中求出。就求出圆的中心或圆的直径的各种方法的详细内容于后述。
第二方案的膜厚测定装置采用的构成为：所述膜厚测定装置具有第一存储部，其能够存储能够从所述圆上的通过所述涡电流传感器获得的多个所述第二点算出的所述圆的中心位置，所述角算出部从所述所存储的所述圆的中心位置、所述第一点、及算出所述圆的中心位置后通过所述涡电流传感器获得的所述第二点算出所述正切或所述角度。
第三方案的膜厚测定装置采用的构成为：所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，不同的该圆的各个中心在第二直线上，且所述膜厚测定装置具有第二存储部，其可存储所述第二直线的信息，所述角算出部将存储的所述第二直线上的点、且为距所述第一点的距离与距所述第二点的距离相同的点判断为该第二点所属的所述圆的中心，并从该圆的中心位置、所述第一点、及该第二点算出所述正切或所述角度。
第四方案的膜厚测定装置采用的构成为：所述研磨对象物与所述涡电流传感器间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，不同的该圆的各个中心在第二直线上，且所述第一点在所述第二直线上，所述膜厚测定装置具有第二存储部，其可存储所述第二直线的信息，所述角算出部将存储的所述第二直线与所述第一直线形成的角的角度，作为所述第一直线与通过所述第一点的所述圆的所述直径形成的所述角的所述角度而算出所述正切或所述角度。
第五方案的膜厚测定装置采用的构成为：所述膜厚测定装置具有直线算出部，其算出所述第二直线的信息，所述直线算出部关于所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的不同距离所对应的至少2个所述圆，分别从该圆上的至少3点算出各个该圆的中心，并将连结所算出的至少2个该圆中心的直线信息作为所述第二直线的信息而输出至所述第二存储部，所述第二存储部存储所输入的该第二直线的信息。
第六方案的膜厚测定装置采用的构成为：关于所述圆，所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，所述第一点为在不同的该圆中共同的点，且所述膜厚测定装置具有直线算出部，其算出所述第二直线的信息，所述直线算出部关于1个所述圆，从该圆上的至少3点算出该圆的中心，并将连结所算出的该圆中心与所述第一点的直线信息作为所述第二直线的信息而输出至所述第二存储部，所述第二存储部存储所输入的该第二直线的信息。
第七方案的研磨装置系研磨研磨对象物，其采用的构成具有：研磨部，其进行所述研磨对象物的研磨；涡电流传感器，其为了测定所述研磨对象物的膜厚，而在所述研磨对象物上形成涡电流，并且检测所形成的所述涡电流；接收部，其将所述检测出的涡电流作为阻抗而输出；及第一方案至第六方案中任一方案的膜厚测定装置，其被输入所述阻抗，并从所输入的所述阻抗求出所述膜厚。
第八方案的膜厚测定方法，为了测定研磨对象物的膜厚而通过涡电流传感器检测可形成于所述研磨对象物的涡电流作为阻抗时，输入所述阻抗，并从输入的所述阻抗求出所述膜厚，其采用如下的构成：使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，所述膜厚测定方法具有以下步骤：算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线为将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点、及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
第九方案的研磨方法，研磨研磨对象物，其采用的构成的特征具有以下步骤：进行所述研磨对象物的研磨；为了测定研磨对象物的膜厚而在所述研磨对象物上形成涡电流，并且检测所形成的所述涡电流；将所述检测出的涡电流作为阻抗而输出；及膜厚测定步骤，其输入所述阻抗，并从所输入的所述阻抗求出所述膜厚；使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，所述膜厚测定步骤具有以下步骤：算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线为将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点、及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
附图说明
图1为示意性表示研磨装置的整体构成的图。
图2为表示用于测定阻抗的涡电流传感器的构成例的框图。
图3为图2的框图的等效电路图。
图4为表示涡电流传感器的传感器线圈的构成例的立体图。
图5为表示图4的传感器线圈的连接例的电路图。
图6为表示传感器线圈输出的同步检波电路的框图。
图7为表示随着导电性膜的厚度变化，在阻抗坐标面的电阻成分(X)与电抗成分(Y)的圆轨迹的曲线图。
图8为使图7的曲线图形逆时钟旋转90度，进一步平行移动的曲线图。
图9为表示坐标X,Y的圆弧轨迹依相当于使用的研磨垫厚度的距离而变化的情况的曲线图。
图10为用于说明尽管研磨垫108的厚度不同，但角度α相同的图。
图11为表示圆弧中心的求出方法的流程图。
图12为表示角度α的求出方法的说明图。
图13为表示角度α的另外求出方法的说明图。
图14为表示第二直线14的求出方法的说明图。
图15为表示不使用圆弧中心而算出角度α的方法的说明图。
图16为表示膜厚的整个算出方法的流程图。
附图标记的说明
T0第一点；rn等膜厚直线；R1距离；R2距离；10第一直线；14第二直线；100研磨装置；102研磨对象物；108研磨垫；210涡电流传感器；230膜厚测定装置；232接收部；234角算出部；236第一存储部；238膜厚算出部。
具体实施方式
以下，参照图式说明本发明的实施方式。另外，以下各种实施方式中，在相同或相当的构件上标注相同符号，并省略重复的说明。
图1为示意性表示本发明一种实施方式的研磨装置的整体构成图。如图1所示，研磨装置100具有用于研磨研磨对象物(例如半导体晶圆等的基板、或形成于基板表面的各种膜)102的研磨部150。研磨部150具备：上表面可安装用于研磨研磨对象物102的研磨垫108的研磨台110；旋转驱动研磨台110的第一电动马达112；可保持研磨对象物102的上方环形转盘116；及旋转驱动上方环形转盘116的第二电动马达118。
此外，研磨部150具备在研磨垫108上表面供给包含研磨材料的研磨液的浆液管线120。研磨装置100具备输出关于研磨部150的各种控制信号的研磨装置控制部140。
研磨装置100具备配置于形成在研磨台110的孔中，随着研磨台110的旋转而沿着研磨面检测研磨对象物102的膜厚的涡电流传感器210。
研磨装置100在研磨研磨对象物102时，从浆液管线120供给包含研磨粒的研磨浆液至研磨垫108上表面，并通过第一电动马达112旋转驱动研磨台110。而后，研磨装置100在使上方环形转盘116绕着与研磨台110的旋转轴偏心的旋转轴旋转的状态下，将保持于上方环形转盘116的研磨对象物102按压于研磨垫108。由此，研磨对象物102被保持了研磨浆液的研磨垫108研磨而平坦化。
接收部232经由旋转接头连接器160、170而与涡电流传感器210连接。接收部232接收从涡电流传感器210输出的信号，并作为阻抗输出。
如图1所示，膜厚测定装置230对于从接收部232所输出的阻抗进行规定的信号处理，并输出至终点检测器240。
终点检测器240基于从膜厚测定装置230输出的信号监视研磨对象物102的膜厚变化。终点检测器240与进行关于研磨装置100的各种控制的研磨装置控制部140连接。终点检测器240检测研磨对象物102的研磨终点时，将表示其要旨的信号输出至研磨装置控制部140。研磨装置控制部140从终点检测器240接收表示研磨终点的信号时，使研磨装置100的研磨结束。研磨装置控制部140在研磨中基于修正后的膜厚数据控制研磨对象物102的按压力。
图2表示研磨装置100具备的涡电流传感器210。涡电流传感器从传感器线圈观看导电性膜侧的阻抗发生变化，并从该阻抗变化检测膜厚。涡电流传感器210在检测对象的研磨对象物102附近配置传感器线圈，该线圈上连接有交流信号源124。此处，检测对象的研磨对象物102例如为形成于半导体晶圆W上的厚度为0～2μm左右的铜镀覆膜(也可为金、铬、钨等金属材料的蒸镀膜)。传感器线圈配置于相对于检测对象的导电性膜而言例如为0.5～5mm左右的附近。同步检波电路126检测包含从传感器线圈侧观看的检测对象的研磨对象物102的阻抗Z(详细内容于后述)。
在图3所示的等效电路中，交流信号源124的振荡频率恒定，当研磨对象物102的膜厚变化时，从交流信号源124观看传感器线圈侧的阻抗Z发生变化。即，在图3所示的等效电路中，流入研磨对象物102的涡电流I2取决于研磨对象物102的等效性电阻R2及自感L2。膜厚变化时涡电流I2发生变化，经由与传感器线圈侧的互感M而捕捉作为从交流信号源124侧观看的阻抗Z的变化。此处，L1为传感器线圈的自感部分，R1为传感器线圈的电阻部分。
以下，具体说明涡电流传感器。交流信号源124为1～50MHz左右的固定频率振荡器，例如使用水晶振荡器。而后，通过交流信号源124供给的交流电压，电流I1流入传感器线圈。通过电流流入配置于研磨对象物102附近的线圈，该磁通与研磨对象物102交链，其间形成互感M，涡电流I2流入研磨对象物102中。此处，R1为包含传感器线圈的一次侧等效电阻，L1同样为包含传感器线圈的一次侧的自感。研磨对象物102侧的R2相当于涡电流损失的等效电阻，L2为其自感。从交流信号源124的端子128、130观看传感器线圈侧的阻抗Z根据形成于研磨对象物102中的涡电流损失的大小而变化。
图4表示本实施方式的涡电流传感器中的传感器线圈的构成例。传感器线圈将用于在导电性膜上形成涡电流的线圈、与用于检测导电性膜的涡电流的线圈分离，且通过卷绕于绕线管311的3层线圈构成。此处，中央的励磁线圈312为连接于交流信号源124的励磁线圈。该励磁线圈312通过从交流信号源124供给的电压形成的磁场，而在配置于附近的半导体晶圆W上的研磨对象物102上形成涡电流。在绕线管311上侧(导电性膜侧)配置检测线圈313，检测通过形成于导电性膜的涡电流产生的磁场。而后，在励磁线圈312的与检测线圈313相反的一侧配置有平衡线圈314。
图5表示各线圈的连接例。检测线圈313与平衡线圈314如上述构成反相的串联电路，其两端连接于包含可变电阻316的电阻桥接电路317。线圈312连接于交流信号源203，通过生成交变磁通而在配置于附近的导电性膜201'上形成涡电流。通过调整可变电阻VR1、VR2的电阻值，由线圈313、314构成的串联电路的输出电压于导电性膜不存在时可调整为零。
图6表示从交流信号源203侧观看传感器线圈202侧的阻抗Z的计测电路例。该图6所示的阻抗Z的计测电路中可取出伴随膜厚变化的阻抗平面坐标值(X,Y)(即，电抗成分(Y)、电阻成分(X))、阻抗(Z＝X+iY)、及相位输出(θ＝tan-1Y/X)。因此，通过使用该信号输出，例如通过阻抗的各种成分的大小计测膜厚等，可检测更多方面处理的进行状况。
如上述，对配置于检测对象的研磨对象物102成膜后的半导体晶圆W附近的传感器线圈供给交流信号的信号源203为由水晶振荡器构成的固定频率振荡器。交流信号源203例如供给1～50MHz的固定频率的电压。信号源203所形成的交流电压经由带通滤波器302供给至励磁线圈312。传感器线圈的端子128、130所检测的信号经过高频放大器303及移相电路304输入由cos同步检波电路305及sin同步检波电路306构成的同步检波部。通过同步检波部取出检测信号的cos成分(X成分)与sin成分(Y成分)。此处，通过移相电路304从信号源203所形成的振荡信号形成信号源203的同相成分(0°)与正交成分(90°)的2个信号。这些信号分别导入cos同步检波电路305与sin同步检波电路306进行上述的同步检波。
同步检波的信号通过低通滤波器307、308除去信号成分以上的不需要的例如5KHz以上的高频成分。同步检波的信号为cos同步检波输出的X成分输出与sin同步检波输出的Y成分输出。此外，通过向量运算电路309从X成分输出与Y成分输出获得阻抗Z的大小(X2+Y2)1/2。此外，通过向量运算电路(θ处理电路)310同样地从X成分输出与Y成分输出获得相位输出(θ＝tan-1Y/X)。此处，这些滤波器是为了除去感测信号的噪音成分而设，并设定与各种滤波器相应的截止频率。
接着，对应于研磨对象物102与涡电流传感器210间的距离不同时所获得的阻抗的阻抗平面坐标系统上的点(坐标值(X,Y))，形成不同的圆。不同的圆的各个中心在同一直线(第二直线)上。第一点为相对于不同的圆共同的1个点。对此进行说明。
在图3所示的传感器侧电路与导电性膜侧电路中，分别成立以下公式。
R1I1+L1dI1/dt+MdI2/dt＝E (1)
R2I2+L2dI2/dt+MdI1/dt＝0 (2)
此处，M为互感，R1为传感器侧电路的等效电阻，L1为传感器侧电路的自感。R2为感应涡电流的导电性膜的等效电阻，L2为有涡电流流动的导电性膜的自感。
此处，设定In＝Anejωt(正弦波)时，上述公式(1)、(2)表示如下。
(R1+jωL1)I1+jωMI2＝E (3)
(R2+jωL2)I2+jωMI1＝0 (4)
从这些公式(3)、(4)导出以下的公式(5)。
I1＝E(R2+jωL2)/{(R1+jωL1)(R2+jωL2)+ω2M2}
＝E/{(R1+jωL1)+ω2M2/(R2+jωL2)} (5)
因此，传感器侧电路的阻抗Z由以下公式(6)表示。
Z＝E/I1＝{R1+ω2M2R2/(R2 2+ω2L2 2)}
+jω{L1-ω2L2M2/(R2 2+ω2L2 2)} (6)
此处，将Z的实部(电阻成分)、虚部(感应电抗成分)分别设为X、Y时，上述公式(6)如下所示。
Z＝X+jωY (7)
此处，若Rx＝ω2L2M2/(R2 2+ω2L2 2)时，则公式(7)成为
X+jωY＝[R1+R2Rx]+Jω[L1-L2Rx]。
因此，成为X＝R1+R2Rx Y＝ω[L1-L2Rx]。
就R2、L2求解时，
R2＝ω2(X-R1)M2/((ωL1-Y)2+(X-R1)2) (8)
L2＝ω(ωL1-Y)M2/((ωL1-Y)2+(X-R1)2) (9)
图7所示的符号k为结合系数，且以下的关系公式(10)成立。
M＝k(L1L2)1/2 (10)
将其代入(9)时，
(X-R1)2+(Y-ω(1-(k2/2))L1)2＝(ωL1k2/2)2 (11)
这是圆的方程式，且表示X、Y形成圆，即，表示阻抗Z形成圆。
涡电流传感器210输出包含涡电流传感器210的线圈的电路的阻抗的电阻成分X及感应电抗成分Y。这些电阻成分X及感应电抗成分Y为反映膜厚的膜厚信号，且根据基板上的导电性膜的厚度而变化。
图7为表示在XY坐标系统上标注随导电性膜的厚度而变化的X、Y而描绘的曲线图。点T∞的坐标为膜厚无限大时，即R2为0时的X、Y。若可忽略基板的导电率，则点T0(第一点)的坐标为在膜厚为0时，即R2无限大时的X、Y。从X、Y的值定位的点Tn(第二点)随导电性膜的厚度减少，而描绘圆弧状的轨迹并且朝向点T0行进。
图8为使图7的曲线图形逆时钟旋转90度，进一步平行移动的曲线图。如图8所示，随着膜厚减少，从X、Y的值定位的点Tn描绘圆弧状的轨迹并朝向点T0行进。
结合系数k为通过一方线圈产生的磁场传导至另一方线圈的比率。k＝1时最大，线圈间的距离远离时，即研磨垫108变厚时，k变小。
涡电流传感器210的线圈与基板W间的距离G根据介于其间的研磨垫108厚度而变化。结果如图9所示，坐标X、Y的圆弧轨迹根据相当于使用的研磨垫108厚度的距离G(G1～G3)而变化。从图9可知，不论线圈与研磨对象物102间的距离G如何，以直线(以下称为等膜厚直线(第一直线))连结相同膜厚的坐标X,Y时，该等膜厚直线在相交点P交叉。点P为第一点T0。该等膜厚直线rn(n：1,2,3…)在图9中为以与导电性膜(研磨对象物102)的厚度相应的角度α而相对于通过第一点的圆的直径(第二直线)12倾斜。通过第一点的圆的直径(第二直线)不论距离G如何均相同。
角度α为第一直线与通过第一点(T0)的圆的直径所形成的角的角度，所述第一直线为将对应于膜厚为零时的阻抗的第一点(T0)、与对应于膜厚为非零时的阻抗的第二点(Tn)连结的直线。导电性膜的厚度相同时，不论研磨垫108的厚度的差异如何，角度α均相同。通过图10说明这一点。
使用图10所示的角度α表示点Tn的坐标(X、Y)。从图10
Ⅹ＝R1+ω(k2/2)L1sinα (12)
Y＝ω(1-(k2/2))L1-ω(k2/2)L1cosα (13)
从所述的(8)、(9)，
R2/L2＝ω(Ⅹ-R1)/(ωL1-Y)
将(12)、(13)代入此公式时，
R2/L2＝ωsin 2α/(1+cos 2α)＝ωtanα (14)
因为R2/L2仅取决于膜厚，并且不取决于结合系数k，所以不取决于涡电流传感器210与研磨对象物102间的距离，即不取决于研磨垫108的厚度。R2/L2仅取决于膜厚，因此角度α也仅取决于膜厚。膜厚算出部算出角度α的正切，并利用公式(14)的关系从正切求出膜厚。
以下说明角度α的算出方法及膜厚的算出方法。图1的膜厚测定装置230为了测定研磨对象物的膜厚，而通过涡电流传感器210检测可形成于研磨对象物102的涡电流作为阻抗时，从接收部232输入阻抗。并从所输入的阻抗求出膜厚。膜厚测定装置230具备角算出部234、及膜厚算出部238。
角算出部234算出第一直线10与通过第一点T0的圆的直径12所形成的角的角度α，第一直线10为将对应于膜厚为零时的阻抗的第一点T0、与对应于膜厚为非零时的阻抗的第二点Tn连结的直线。膜厚算出部238算出角度α的正切，并从正切求出膜厚。
膜厚测定装置230具有可存储1个圆的可从通过涡电流传感器210获得的多个第二点Tn算出的圆中心位置的第一存储部236。第一存储部236也存储有事先测定获得的关于第一点T0的信息(坐标值)。研磨晶圆等研磨对象物102时，阻抗描绘半圆的一部分，因此从半圆上的多个第二点Tn算出圆弧中心。算出角度α时，使用圆弧中心点情况下已如所述，圆弧的半径与涡电流传感器210及研磨垫108的距离成反比变化。因而继续进行研磨处理时，研磨垫108会损耗，而圆弧半径变大。因而也需要使圆弧中心移动。具体的圆弧中心求出方法示于图11。开始研磨时(步骤S10)，使用已存储于第一存储部236的现在的圆弧中心，并如后述通过角算出部234及膜厚算出部238测定膜厚(步骤S12)。
研磨结束时(步骤S14)，中心算出部237基于测定中从接收部232输入至中心算出部237的阻抗，从本次研磨时的数据算出圆弧中心(步骤S16)。详细于后述。中心算出部237算出如此获得的最近数片研磨对象物102的圆弧中心平均值(步骤S18)。将算出的圆弧中心平均值存储于第一存储部236(步骤S20)。回到步骤S10开始下一个研磨对象物102的研磨。研磨第1片研磨垫108时，第一存储部236中并无研磨的数据。此时，在事先研磨测试晶圆来制作数据。
如此，通过保持最新的圆弧中心的数据，即可追随因研磨垫108损耗造成的圆弧中心的变动。此外，更换研磨垫108时，或是通过研磨垫108的磨合(Break in)处理(除去研磨垫108的堵塞等的修整处理)而研磨垫108急剧磨损时，研磨装置控制部140检测其动作。而后，通过研磨测试晶圆再度取得圆弧中心加以存储。此时不进行最近数片的平均。
如图12所示，角算出部234从存储于第一存储部236的圆的中心C0的位置坐标值、存储于第一存储部236的第一点T0的坐标值、及算出圆中心位置后通过涡电流传感器210获得的第二点Tn的坐标值算出正切。算出公式如下。
从中心C0的坐标值与第一点T0的坐标值求出通过中心C0与第一点T0的直线的方程式ax+by＝e。并从第二点Tn的坐标值与第一点T0的坐标值求出通过第二点Tn与第一点T0的直线的方程式cx+dy＝f。此时，两条直线形成的角度α满足cosα＝√((ac+bd)2)/(√(a2+b2)√(c2+d2))。求出cosα时，利用以下公式求出正切。
tanα＝√(1-(cosα)2)/cosα
本实施方式中，不求出角度α而直接求出正切，不过也可在求出角度α后再求出正切。求出角度α的方法例如有以下的方法。如上述求出cosα，并求出cosα的arccosine时即得到角度α。
另外，本实施方式中直接求出正切、接着求出膜厚，不过也可从角度α直接求出膜厚。因为通过本实施方式已判明108的厚度不同时角度α与膜厚的关系，所以只须事先进行比以往技术少的测定即可获得角度α与膜厚的关系。即，关于涡电流传感器210与1个研磨对象物102的一个距离(即，1个研磨垫108的厚度)，只须对3个研磨对象物102程度的膜厚事先进行测定即可获得角度α与膜厚的关系。可利用这种角度α与膜厚的关系从角度α直接求出膜厚。此时的优点为事先进行比过去少的测定次数即可完成。
通过图13说明与图12不同的实施方式。如所述，当涡电流传感器210与研磨对象物102的距离变化时，圆弧的中心点在一定的近似直线上行进。因此，事先实施涡电流传感器210输出的校正，在涡电流传感器210与研磨对象物102的距离不同的状态下取得阻抗数据，而事先取得圆弧中心近似直线。先求出圆弧中心近似直线时，由于与第二点Tn及第一点T0的距离相等的近似直线上的点为圆弧中点，因此测定时立即求出中心点。通过图13说明该方法。
该方法中，同研磨对象物102与涡电流传感器210间的距离不同时获得的阻抗对应的坐标系统上的点形成不同的圆，不同的圆的各个中心在第二直线14上。第二直线14为所述的直径12。膜厚测定装置230具有可存储第二直线14的信息的第二存储部(无图示)。角算出部将存储于第二存储部的第二直线上的点、且为相对于第一点T0的距离R4与相对于第二点Tn的距离R3相同的点，判断为第二点Tn所属的圆的中心C0。并从圆的中心C0的位置、第一点T0、及第二点Tn，利用图12说明的方法算出角度α。R3＝R4的第二直线14上的点为现在的圆弧中心C0。
通过图14说明第二直线14的求出方法。膜厚测定装置230具有算出第二直线的信息的直线算出部(无图示)。直线算出部对同研磨对象物102与涡电流传感器210间的不同距离对应的至少2个圆，分别从圆上至少3点算出各个圆的中心C0、C1。并将连结算出的至少2个圆的中心C0、C1的直线信息作为第二直线的信息而输出至第二存储部。第二直线的信息有直线的斜率、直线上至少1个点的坐标值、直线的方程式的系数等。第二存储部存储所输入的第二直线14的信息。
具体而言，通过涡电流传感器210并使用2种以上膜厚不同的校正用晶圆，取得圆18、圆20上的数据。将圆18上的数据设为点Tn1、点Tn2。关于圆18，包含第一点T0获得3点以上的数据，因此连结各个点的线22、24的二等分线22a、24a的相交点C0成为圆弧中心。也对圆20进行同样的步骤。即，将圆20上的数据设为点Tn1a、点Tn2a。关于圆20，包含第一点T0获得3点以上的数据，因此连结各个点的线26、28的二等分线26a、28a的相交点C1成为圆弧中心。通过2种以上研磨对象物102与涡电流传感器210间不同的距离实施该操作时，求出2点以上的圆弧中心C0、C1，因此求出连结这些的近似直线即可。
需要说明的是，直线算出部也可采用另外的第二直线的信息的求出方法。即，也可从1种研磨对象物102与涡电流传感器210间的距离求出第二直线14。即，关于1个圆，也可从圆上至少3点算出圆的中心，将连结算出的圆的中心与第一点T0的直线的信息作为第二直线信息而输出至所述第二存储部。第二存储部存储所输入的第二直线的信息。
该方法中，利用通过2点决定直线这一技术。也可将连结1种研磨对象物102与涡电流传感器210间的距离的圆弧中心C0与第一点T0的线作为圆弧中心的近似直线。
以上的角度α的算出方法为使用圆弧中心的方法。也可采用不使用圆弧中心的方法。通过图15说明不使用圆弧中心的情况。图15为不求出圆弧中心，而求出连结第一点T0与第二点Tn的直线10、与作为圆弧中心近似直线的第二直线14所形成的角度α。该方法中，角算出部算出存储的第二直线14与第一直线10所形成的角的角度，作为第一直线10与通过第一点T0的圆32的直径所形成的角的角度α。
需要说明的是，从图9、图12等可知，第二直线14(圆的直径)可与X轴或Y轴平行也可垂直，此外，也可不与X轴或Y轴平行，且不垂直。第二直线14(圆的直径)的位置、方向也可取决于测定系统及处理系统的设定，或是配合装置使用人的希望。
需要说明的是，角度α的算出方法也可采用以上方法以外的方法，只要可求出角度α的值，可采用任何方法。
其次，说明从正切求出膜厚的膜厚算出部238。本实施方式中利用正切的倒数与膜厚的关系。首先，说明正切的倒数与膜厚的关系。
正切与金属膜的电阻值之间为所述公式(14)的关系，即，为
R2/L2＝ωtanα (14)
此处，R2为金属膜的电阻值。因此，R2与tanα成正比。再者，R2与膜厚具有以下的关系。
R2＝ρL/tW (15)
此处，ρ：电阻率L、W：金属膜的长度及宽度t：膜厚
从(14)、(15)了解膜厚t与角度α具有以下的关系。
R2∝(1/t)∝ωtanα
即，1/tanα∝t
由此，1/tanα与膜厚t成正比。不过，公式(15)于膜厚薄时，有时因金属种类而不成立。另外，公式(14)则始终成立。因此，本实施方式中，关于从1/tanα算出膜电阻值的R2的方法，使用表示通过事先校正所获得的1/tanα与膜电阻值的关系的近似曲线来决定。接着，关于从膜电阻值向金属膜厚的换算，也使用表示通过事先校正所获得的膜电阻值与金属膜后的关系的近似曲线来决定。图16表示这样进行的膜厚的算出方法。
首先，通过涡电流传感器210及接收部232获得阻抗坐标面上的电阻成分(X)与电抗成分(Y)(步骤S30)。其次，在角算出部234中通过所述的2个方法、使用现在圆弧中心的方法、或使用圆弧中心近似直线的方法算出tanα(步骤S32)。在膜厚算出部238中，从1/tanα算出膜电阻值(步骤S34)。此时，使用表示1/tanα与膜电阻值的关系的理论公式，或通过将1/tanα换算成膜电阻值的事先校正而获得的曲线。并从获得的膜电阻值算出晶圆膜厚(步骤S36)。此时，使用表示膜电阻值与晶圆膜厚的关系的理论公式，或通过将膜电阻值换算成晶圆膜厚的事先校正所获得的曲线。
本实施方式从1/tanα求出膜厚的方法有以下的优点。
在日本特开2005-121616号公报中，在事先通过多次测定而求出基准点(本实施方式的第一点T0)。即，关于各种膜厚及多种研磨对象物102与涡电流传感器210间的距离，在事先测定阻抗。本实施方式不需要进行这种多次测定。在想将测定次数降至最低时，就1种研磨垫108的厚度，只须先求出第一点T0，即可考虑测定值因研磨垫108厚度的变化。
由于1/tanα与1/R2具有线形特性，因此可测定膜电阻值与膜厚。
图10等所示的第一直线10的长度为阻抗的大小，不过阻抗的大小可考虑为涡电流的电能。本实施方式可求出第一直线10的长度。将涡电流传感器210在研磨对象物102边缘的测定值的降低考虑为电能的降低，即可修正电能的降低。由此，可将边缘可测定膜厚的范围朝向端部扩大。本实施方式可使用这种边缘修正。
以上，已经说明本发明的实施方式的例子，不过上述发明的实施方式是为了容易理解本发明而做出，而并非限定本发明。本发明在不脱离其旨趣下可加以变更、改良，并且本发明当然包含其均等物。此外，在可解决上述问题的至少一部分的范围内，或达到效果的至少一部分的范围内，记载于权利要求书及说明书的各构成要素可任意组合或省略。

Claims (9)

1.一种膜厚测定装置，为了测定研磨对象物的膜厚，在通过涡电流传感器检测能够形成在所述研磨对象物的涡电流作为阻抗时，输入所述阻抗，并从输入的所述阻抗求出所述膜厚，所述膜厚测定装置的特征在于，
在使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，
所述膜厚测定装置具有：
角算出部，其算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线为将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及
膜厚算出部，其从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
2.如权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，
所述膜厚测定装置具有能够存储所述圆的中心位置的第一存储部，所述圆的中心位置能够从所述圆上的通过所述涡电流传感器获得的多个所述第二点算出，
所述角算出部从存储的所述圆的中心位置、所述第一点、及算出所述圆的中心位置后通过所述涡电流传感器获得的所述第二点，算出所述正切或所述角度。
3.如权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，
所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，不同的所述圆的各个中心在第二直线上，
所述膜厚测定装置具有第二存储部，其能够存储所述第二直线的信息，
所述角算出部将存储的所述第二直线上的点、且为距所述第一点的距离与距所述第二点的距离相同的点判断为该第二点所属的所述圆的中心，并从该圆的中心位置、所述第一点、及该第二点算出所述正切或所述角度。
4.如权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，
所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，不同的所述圆的各个中心在第二直线上，且所述第一点在所述第二直线上，
所述膜厚测定装置具有第二存储部，其能够存储所述第二直线的信息，
所述角算出部将存储的所述第二直线与所述第一直线形成的角的角度，作为所述第一直线与通过所述第一点的所述圆的所述直径形成的所述角的所述角度而算出所述正切或所述角度。
5.如权利要求3或4所述的膜厚测定装置，其特征在于，
所述膜厚测定装置具有直线算出部，其算出所述第二直线的信息，
所述直线算出部关于所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的不同距离所对应的至少2个所述圆，分别从该圆上的至少3点算出各个该圆的中心，并将连结所算出的至少2个该圆中心的直线信息作为所述第二直线的信息而输出至所述第二存储部，
所述第二存储部存储所输入的该第二直线的信息。
6.如权利要求3或4所述的膜厚测定装置，其特征在于，
关于所述圆，所述研磨对象物与所述涡电流传感器之间的距离不同时获得的阻抗所对应的所述坐标系统上的点形成不同的所述圆，所述第一点为在不同的所述圆中共同的点，
所述膜厚测定装置具有直线算出部，其算出所述第二直线的信息，
所述直线算出部关于1个所述圆，从该圆上的至少3点算出该圆的中心，并将连结所算出的该圆中心与所述第一点的直线信息作为所述第二直线的信息而输出至所述第二存储部，
所述第二存储部存储所输入的该第二直线的信息。
7.一种研磨装置，对研磨对象物进行研磨，所述研磨装置的特征在于，具有：
研磨部，其进行所述研磨对象物的研磨；
涡电流传感器，其为了测定所述研磨对象物的膜厚，而在所述研磨对象物上形成涡电流，并且检测所形成的所述涡电流；
接收部，其将检测出的所述涡电流作为阻抗而输出；及
权利要求1-6项中任一项的膜厚测定装置，其输入所述阻抗，并从所输入的所述阻抗求出所述膜厚。
8.一种膜厚测定方法，为了测定研磨对象物的膜厚，在通过涡电流传感器检测能够形成于所述研磨对象物的涡电流作为阻抗时，输入所述阻抗，并从输入的所述阻抗求出所述膜厚，所述膜厚测定方法的特征在于，
在使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，
所述膜厚测定方法具有以下步骤：
算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线是将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点、及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及
从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
9.一种研磨方法，对研磨对象物进行研磨，所述研磨方法的特征在于，具有以下步骤：
进行所述研磨对象物的研磨；
为了测定研磨对象物的膜厚而在所述研磨对象物上形成涡电流，并且检测所形成的所述涡电流；
将检测出的所述涡电流作为阻抗而输出；及
膜厚测定步骤，其输入所述阻抗，并从所输入的所述阻抗求出所述膜厚；
在使所述阻抗的电阻成分与电抗成分分别对应于具有2个正交坐标轴的坐标系统的各轴时，对应于所述阻抗的所述坐标系统上的点形成圆的至少一部分，
所述膜厚测定步骤具有以下步骤：
算出第一直线与通过第一点的所述圆的直径所形成的角的正切或角度，所述第一直线是将对应于膜厚为零时的所述阻抗的所述第一点、及对应于膜厚为非零时的所述阻抗的第二点连结的直线；及
从所述正切或所述角度求出所述膜厚。
CN201710566936.4A 2016-07-13 2017-07-12 膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法 Active CN107617969B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016138434A JP6842851B2 (ja) 2016-07-13 2016-07-13 膜厚測定装置、研磨装置、膜厚測定方法、及び、研磨方法
JP2016-138434 2016-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107617969A CN107617969A (zh) 2018-01-23
CN107617969B true CN107617969B (zh) 2020-12-08

Family

ID=60941971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710566936.4A Active CN107617969B (zh) 2016-07-13 2017-07-12 膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10138548B2 (zh)
JP (1) JP6842851B2 (zh)
KR (1) KR102317392B1 (zh)
CN (1) CN107617969B (zh)
TW (1) TWI729152B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7019305B2 (ja) * 2017-04-26 2022-02-15 株式会社荏原製作所 渦電流センサのキャリブレーション方法
JP7153490B2 (ja) * 2018-07-13 2022-10-14 株式会社荏原製作所 研磨装置およびキャリブレーション方法
JP7084811B2 (ja) * 2018-07-13 2022-06-15 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
CN114473843B (zh) * 2021-12-30 2022-12-13 清华大学 一种金属膜厚测量方法和化学机械抛光设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1922463A (zh) * 2003-12-30 2007-02-28 兰姆研究有限公司 通过耦合涡流传感器测量薄膜厚度的方法和设备
CN104011499A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 信越半导体株式会社 膜厚分布测定方法
CN104275642A (zh) * 2013-07-11 2015-01-14 株式会社荏原制作所 研磨装置及研磨状态监视方法
JP2015103607A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法および半導体基板
CN105308120A (zh) * 2013-06-13 2016-02-03 东丽株式会社 树脂组合物、树脂片以及半导体装置的制造方法
CN105428275A (zh) * 2014-09-11 2016-03-23 株式会社荏原制作所 处理模块、处理装置及处理方法
CN105428229A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 株式会社荏原制作所 膜厚信号处理装置、研磨装置、膜厚信号处理方法、及研磨方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876454B1 (en) * 1995-03-28 2005-04-05 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for in-situ endpoint detection for chemical mechanical polishing operations
US6276987B1 (en) * 1998-08-04 2001-08-21 International Business Machines Corporation Chemical mechanical polishing endpoint process control
JP3553391B2 (ja) * 1998-10-28 2004-08-11 東北電力株式会社 コーティング部材の劣化検出方法及び装置
US6322422B1 (en) * 1999-01-19 2001-11-27 Nec Corporation Apparatus for accurately measuring local thickness of insulating layer on semiconductor wafer during polishing and polishing system using the same
US6290572B1 (en) * 2000-03-23 2001-09-18 Micron Technology, Inc. Devices and methods for in-situ control of mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies
US6609947B1 (en) * 2000-08-30 2003-08-26 Micron Technology, Inc. Planarizing machines and control systems for mechanical and/or chemical-mechanical planarization of micro electronic substrates
US6432728B1 (en) * 2000-10-16 2002-08-13 Promos Technologies, Inc. Method for integration optimization by chemical mechanical planarization end-pointing technique
JP4502168B2 (ja) * 2001-07-06 2010-07-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 化学機械研磨装置および化学機械研磨方法
JP3932836B2 (ja) * 2001-07-27 2007-06-20 株式会社日立製作所 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いたデバイスの製造方法
KR100471184B1 (ko) * 2002-12-06 2005-03-10 삼성전자주식회사 다층 막질의 화학 기계적 연마 공정에서 각 막질의 연마시간을 제어하기 위한 시스템 및 그 방법
JP2005011977A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Ebara Corp 基板研磨装置および基板研磨方法
JP4451111B2 (ja) * 2003-10-20 2010-04-14 株式会社荏原製作所 渦電流センサ
JP2005203729A (ja) * 2003-12-19 2005-07-28 Ebara Corp 基板研磨装置
US20050191858A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Akira Fukunaga Substrate processing method and apparatus
US8065031B2 (en) * 2006-09-14 2011-11-22 Tokyo Seimitsu Co., Ltd Polishing end point detection method utilizing torque change and device thereof
JP2009026850A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Elpida Memory Inc Ｃｍｐ装置及びｃｍｐによるウェハー研磨方法
JP5094320B2 (ja) * 2007-10-11 2012-12-12 株式会社荏原製作所 研磨監視方法、研磨装置、およびモニタリング装置
JP5495493B2 (ja) * 2008-02-07 2014-05-21 株式会社東京精密 膜厚測定装置、及び膜厚測定方法
US8106651B2 (en) * 2008-04-17 2012-01-31 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatuses for determining thickness of a conductive layer
CN102049732B (zh) * 2010-08-30 2012-05-23 清华大学 一种硅片边缘膜厚测量方法
US8755928B2 (en) * 2011-04-27 2014-06-17 Applied Materials, Inc. Automatic selection of reference spectra library
JP6145342B2 (ja) * 2013-07-12 2017-06-07 株式会社荏原製作所 膜厚測定装置、膜厚測定方法、および膜厚測定装置を備えた研磨装置
KR102326730B1 (ko) * 2014-03-12 2021-11-17 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 막 두께 측정값의 보정 방법, 막 두께 보정기 및 와전류 센서
JP6445241B2 (ja) * 2014-03-13 2018-12-26 株式会社荏原製作所 渦電流センサ
JP2016138434A (ja) 2015-01-29 2016-08-04 積水化学工業株式会社 管継手及び雨樋構造

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1922463A (zh) * 2003-12-30 2007-02-28 兰姆研究有限公司 通过耦合涡流传感器测量薄膜厚度的方法和设备
CN104011499A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 信越半导体株式会社 膜厚分布测定方法
CN105308120A (zh) * 2013-06-13 2016-02-03 东丽株式会社 树脂组合物、树脂片以及半导体装置的制造方法
CN104275642A (zh) * 2013-07-11 2015-01-14 株式会社荏原制作所 研磨装置及研磨状态监视方法
JP2015103607A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法および半導体基板
CN105428275A (zh) * 2014-09-11 2016-03-23 株式会社荏原制作所 处理模块、处理装置及处理方法
CN105428229A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 株式会社荏原制作所 膜厚信号处理装置、研磨装置、膜厚信号处理方法、及研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10138548B2 (en) 2018-11-27
KR102317392B1 (ko) 2021-10-27
JP6842851B2 (ja) 2021-03-17
CN107617969A (zh) 2018-01-23
KR20180007670A (ko) 2018-01-23
JP2018009861A (ja) 2018-01-18
TWI729152B (zh) 2021-06-01
TW201812244A (zh) 2018-04-01
US20180016676A1 (en) 2018-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108789154B (zh) 涡电流传感器的校准方法和研磨装置控制部
CN107617969B (zh) 膜厚测定装置、研磨装置、膜厚测定方法及研磨方法
JP4558014B2 (ja) 渦電流センサおよび該渦電流センサを用いた膜厚測定方法
US11806828B2 (en) Polishing apparatus and calibration method
JP2007318169A (ja) 研磨方法
US20200016720A1 (en) Polishing apparatus and polishing method
US10625390B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
JP6445771B2 (ja) 膜厚測定値の補正方法、及び、膜厚補正器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant