CN115397612A - 工件的化学机械研磨系统、演算系统、及化学机械研磨的模拟模型的制作方法 - Google Patents

工件的化学机械研磨系统、演算系统、及化学机械研磨的模拟模型的制作方法 Download PDF

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Abstract

一种工件的化学机械研磨系统、演算系统、及化学机械研磨的模拟模型的制作方法。本发明关于依据化学机械研磨的实测资料，将化学机械研磨的模拟模型最佳化的网络实体系统(CyberPhysicalSystem)。化学机械研磨系统具备：研磨工件(W)的研磨装置(1)；及演算系统(47)。演算系统(47)具有至少包含输出包含研磨工件(W)的推定研磨率的推定研磨物理量的物理模型的模拟模型。演算系统(47)构成为：将研磨工件(W)的研磨条件输入模拟模型，并从模拟模型输出研磨工件(W)的推定研磨物理量，决定使推定研磨物理量接近研磨工件(W)的实测研磨物理量的模拟模型的模型参数。

Description

工件的化学机械研磨系统、演算系统、及化学机械研磨的模拟 模型的制作方法
技术领域
本发明关于一种用于研磨晶圆、基板、面板等工件的表面的化学机械研磨系统，特别是关于依据化学机械研磨的实测资料将化学机械研磨的模拟模型最佳化的网络实体系统。
背景技术
制造半导体元件时，会在晶圆上形成各种膜。在成膜工序之后，为了去除膜上不需要的部分及表面凹凸而研磨晶圆。化学机械研磨(CMP)是晶圆研磨的代表性技术。CMP 通过一边在研磨面上供给浆液，一边使晶圆滑动接触于研磨面来进行。形成晶圆的表面的膜通过浆液的化学性作用与浆液中所含的研磨粒的机械性作用的复合而被研磨。
将推定晶圆膜厚、及检测晶圆研磨终点作为目的，而开发出晶圆研磨的模拟技术。研磨模拟的代表性技术有深度学习等的机械学习。例如，通过机械学习制作由类神经网络而构成的模型，通过将晶圆的研磨条件输入模型中，而使研磨结果的推定值从模型输出。通过此种机械学习进行的研磨预测期待作为可获得接近实际研磨的预测结果的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－74574号公报
发明内容
(发明所要解决的技术问题)
但是，通过机械学习制作模型的作业中需要大量的训练资料(即所谓的大数据)。特别是为了制作可输出更正确的研磨结果的模型，需要更大量的资料，结果要花费长时间来制作模型。而且，由于模型本身具有复杂的构成，因此模型在输出研磨结果时会花费比较长的时间。
此外，由类神经网络构成的模型是所谓的黑盒子，具有何种构造(具有何种加权参数) 不明。因而，当实际的研磨结果与从模型所输出的研磨结果不同时，无法确定模型应修正的部位。为了修正模型需要增加训练资料，修正模型需要花费长时间。
因此，本发明提供一种可使用物理模型正确且高速预测晶圆等工件的研磨结果的化学机械研磨系统及演算系统。此外，本发明是关于化学机械研磨的模拟模型的制作方法。
(解决技术问题的技术手段)
在一方式中，提供一种化学机械研磨系统，具备：研磨台，该研磨台用于支撑具有研磨面的研磨垫；研磨头，该研磨头对所述研磨面按压工件；浆液供给喷嘴，该浆液供给喷嘴对所述研磨面供给浆液；及演算系统，该演算系统具有存储有模拟模型的存储装置，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率；所述演算系统构成为：将所述工件的研磨条件输入所述模拟模型，从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
在一方式中，所述物理模型包含：研磨率模型，该研磨率模型核定所述工件的推定研磨率；及研磨转矩模型，该研磨转矩模型核定因所述研磨垫的滑动阻力而产生的转矩的推定值。
在一方式中，所述研磨转矩模型包含：头旋转转矩模型，该头旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述研磨头及所述工件以所述研磨头的轴心为中心而旋转的研磨头旋转转矩的推定值；及垫旋转转矩模型，该垫旋转转矩模型核定使所述研磨垫以其轴心为中心而旋转的研磨垫旋转转矩的推定值。
在一方式中，所述化学机械研磨系统进一步具备修整器，该修整器用于修整所述研磨面，所述研磨转矩模型包含：修整器旋转转矩模型，该修整器旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述修整器以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩的推定值；及修整器摆动转矩模型，该修整器摆动转矩模型核定使所述修整器在所述研磨垫上摆动所需的绕摆动轴心的修整器摆动转矩的推定值。
在一方式中，所述模拟模型进一步包含数理模型，该数理模型表示随着研磨时间经过的所述研磨垫的老化。
在一方式中，所述演算系统构成为：在包含所决定的所述模型参数的所述模拟模型中输入所述研磨条件，核定更新后的推定研磨物理量，评估所述更新后的推定研磨物理量与所述实测研磨物理量的差。
在一方式中，提供一种演算系统，制作化学机械研磨的模拟模型，该演算系统具备：存储装置，该存储装置存储有程序及所述模拟模型；及处理装置，该处理装置按照所述程序中包含的命令执行演算；所述模拟模型至少包含物理模型，该物理模型输出包含化学机械性研磨时的工件的推定研磨率的推定研磨物理量，所述演算系统构成为：将所述工件的研磨条件输入所述模拟模型，从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
在一方式中，提供一种制作化学机械研磨的模拟模型的方法，包含以下工序，在模拟模型中输入工件的研磨条件，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率，从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，使用研磨装置研磨所述工件，决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数，所述研磨装置具备：研磨台，该研磨台用于支撑具有研磨面的研磨垫；研磨头，该研磨头对所述研磨面按压所述工件；及浆液供给喷嘴，该浆液供给喷嘴对所述研磨面供给浆液。
在一方式中，所述物理模型包含：研磨率模型，该研磨率模型核定所述工件的推定研磨率；及研磨转矩模型，该研磨转矩模型核定因所述研磨垫的滑动阻力而产生的转矩的推定值。
在一方式中，所述研磨转矩模型包含：头旋转转矩模型，该头旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述研磨头及所述工件以所述研磨头的轴心为中心而旋转的研磨头旋转转矩的推定值；及垫旋转转矩模型，该垫旋转转矩模型核定使所述研磨垫以其轴心为中心而旋转的垫旋转转矩的推定值。
在一方式中，所述研磨装置进一步具备修整器，该修整器用于修整所述研磨面，所述研磨转矩模型包含：修整器旋转转矩模型，该修整器旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述修整器以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩的推定值；及修整器摆动转矩模型，该修整器摆动转矩模型核定使所述修整器在所述研磨垫上摆动所需的绕摆动轴心的修整器摆动转矩的推定值。
在一方式中，所述模拟模型进一步包含数理模型，该数理模型表示随着研磨时间经过的所述研磨垫的老化。
在一方式中，所述方法进一步包含以下工序，在包含所决定的所述模型参数的所述模拟模型中输入所述研磨条件，核定更新后的推定研磨物理量，评估所述更新后的推定研磨物理量与所述实测研磨物理量的差。
在一方式中，提供一种制作化学机械研磨的模拟模型的方法，在模拟模型中输入所述工件的研磨条件，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率，从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
(发明的效果)
模拟模型中包含的物理模型是模仿实际研磨装置而虚拟的化学机械研磨系统。构成模拟模型的模型参数是依据从实际研磨装置所获得的实测研磨物理量(实测研磨率、实测机械转矩等)、与从模拟模型所获得的推定研磨物理量(推定研磨率、推定机械转矩等)的差而辨认出来的。更具体而言，决定用于使推定研磨物理量接近实测研磨物理量的模型参数。因此，模拟模型可正确核定工件的推定研磨率。特别是由于制作物理模型时不需要所谓的大数据，因此与用于机械学习的模型比较，模拟模型可高速算出结果。
附图说明
图1是显示化学机械研磨系统的一种实施方式的示意图。
图2是图1所示的研磨头的剖视图。
图3是说明辨认模拟模型未知的模型参数的方法的流程图。
图4是显示研磨垫上的研磨头、工件、及修整器上的速度矢量的示意图。
图5是说明垫旋转转矩模型的示意图。
图6是显示工件的摩擦系数分布的示意图。
图7是说明工件上的某个微小区域的位置的图。
图8是显示研磨垫的转矩与研磨时间的关系的曲线图。
图9是表示拟合函数的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是显示化学机械研磨系统的一种实施方式的示意图。如图1所示，化学机械研磨系统具备化学机械性研磨研磨工件W的研磨装置1。该研磨装置1具备：支撑具有研磨面2a的研磨垫2的研磨台5；对研磨面2a按压晶圆、基板、面板等的工件W的研磨头7；将含有研磨粒的浆液供给至研磨面2a的浆液供给喷嘴8；及控制研磨装置1的动作的动作控制部80。研磨头7以可在其下表面保持工件W的方式构成。
研磨装置1进一步具备：支轴14；连结于支轴14的上端，而使研磨头7摆动的研磨头摆动臂16；可旋转地支撑于研磨头摆动臂16的自由端的研磨头轴杆18；及使研磨头7 以其轴心为中心而旋转的研磨头旋转马达20。研磨头旋转马达20配置于研磨头摆动臂16 中，并经由皮带及滑轮等构成的转矩传递机构(无图示)而连结于研磨头轴杆18。研磨头 7连结于研磨头轴杆18的下端。研磨头旋转马达20经由上述转矩传递机构使研磨头轴杆 18旋转，研磨头7与研磨头轴杆18一起旋转。因此，研磨头7以其轴心为中心，在箭头指示的方向通过研磨头旋转马达20而旋转。
研磨装置1进一步具备使研磨垫2及研磨台5以各自的轴心为中心而旋转的台旋转马达21。台旋转马达21配置于研磨台5的下方，研磨台5经由台轴5a而连结于台旋转马达21。研磨台5及研磨垫2通过台旋转马达21可在将台轴5a作为中心而箭头指示的方向旋转。研磨垫2及研磨台5的轴心与台轴5a的轴心一致。研磨垫2贴合于研磨台5的上面。研磨垫2的上表面构成研磨晶圆等的工件W的研磨面2a。
研磨头轴杆18通过升降机构24可对研磨头摆动臂16相对地上下运动，通过该研磨头轴杆18的上下运动，研磨头7可对研磨头摆动臂16相对地上下运动。在研磨头轴杆18 的上端安装有旋转接头25。
研磨装置1进一步具备使研磨头7在研磨面2a上摆动的研磨头摆动马达22。该研磨头摆动马达22连结于研磨头摆动臂16。研磨头摆动臂16以支轴14为中心可回旋地构成。研磨头摆动马达22通过使研磨头摆动臂16以支轴14为中心顺时钟方向及逆时钟方向回旋指定角度程度，研磨头7一边将工件W按压于研磨垫2的研磨面2a，一边在研磨垫2 上摆动。
本实施方式的研磨头摆动马达22设置于支轴14的上端，并以不使支轴14旋转，而使研磨头摆动臂16回旋的方式配置。在一种实施方式中，也可以是研磨头摆动臂16固定于支轴14，研磨头摆动马达22以使支轴14与研磨头摆动臂16一起旋转的方式连结于支轴14。
使研磨头轴杆18及研磨头7升降的升降机构24具备：可旋转地支撑研磨头轴杆18的轴承26；固定轴承26的桥接器28；安装于桥接器28的滚珠螺杆机构32；通过支柱30 所支撑的支撑台29；及固定于支撑台29的伺服马达38。支撑伺服马达38的支撑台29经由支柱30而连结于研磨头摆动臂16。
滚珠螺杆机构32具备：连结于伺服马达38的螺旋轴32a；及该螺旋轴32a螺合的螺帽32b。螺帽32b固定于桥接器28。研磨头轴杆18可与桥接器28成为一体而升降(上下运动)。因此，当伺服马达38驱动滚珠螺杆机构32时，桥接器28上下运动，由此，研磨头轴杆18及研磨头7上下运动。
工件W的研磨进行如下。一边使研磨头7及研磨台5分别旋转，一边从设于研磨台5上方的浆液供给喷嘴8供给浆液至研磨垫2的研磨面2a上。研磨垫2以其轴心为中心，与研磨台5一体地旋转。研磨头7通过升降机构24下降至指定的研磨位置。进一步，研磨头7在上述研磨位置将工件W按压于研磨垫2的研磨面2a。在浆液存在于研磨垫2的研磨面2a的状态下，工件W滑动接触于研磨垫2的研磨面2a。工件W的表面通过浆液的化学性作用、与浆液中所含的研磨粒的机械性作用的组合而被研磨。
研磨装置1进一步具备：修整研磨垫2的研磨面2a的修整器50；连结修整器50的修整器轴杆51；设于修整器轴杆51的上端作为修整器按压致动器的气缸53；可旋转地支撑修整器轴杆51的修整器摆动臂55；及固定修整器摆动臂55的支轴58。
修整器50的下面构成修整面50a，该修整面50a由研磨粒(例如，钻石粒子)构成。气缸53配置于通过支柱56所支撑的支撑台57上，这些支柱56固定于修整器摆动臂55。气缸53经由修整器轴杆51而连结于修整器50。气缸53以使修整器轴杆51及修整器50 一体地上下运动，并以指定的力将修整器50的修整面50a按压于研磨垫2的研磨面2a的方式构成。也可以取代气缸53，而将伺服马达及滚珠螺杆机构的组合用于修整器按压致动器。
研磨装置1进一步具备使修整器50以其轴心为中心而旋转的修整器旋转马达60。该修整器旋转马达60配置于修整器摆动臂55中，并经由皮带及滑轮等构成的转矩传递机构(无图示)而连结于修整器轴杆51。修整器50连结于修整器轴杆51的下端。修整器旋转马达60经由上述转矩传递机构使修整器轴杆51旋转，修整器50与修整器轴杆51一起旋转。因此，修整器50通过修整器旋转马达60而以其轴心为中心而在箭头指示的方向旋转。
研磨装置1进一步具备使修整器50在研磨面2a上摆动的修整器摆动马达63。该修整器摆动马达63连结于支轴58。修整器摆动臂55以支轴58为中心，并可与支轴58一起回旋地构成。修整器摆动马达63通过使修整器摆动臂55以支轴58为中心顺时钟方向及逆时钟方向回旋指定的角度程度，修整器50一边将其修整面50a按压于研磨垫2的研磨面 2a，一边在研磨垫2上于研磨垫2的半径方向摆动。
本实施方式的修整器摆动臂55固定于支轴58，修整器摆动马达63以使支轴58与修整器摆动臂55一起旋转的方式连结于支轴58。在一种实施方式中，也可以将修整器摆动马达63设置于支轴58的上端，并以不使支轴58旋转，而使修整器摆动臂55回旋的方式配置。
研磨垫2的研磨面2a的修整进行如下。工件W在研磨中，修整器50一边以修整器轴杆51为中心旋转，修整器50的修整面50a一边通过气缸53而按压于研磨面2a。在研磨面2a上存在浆液的状态下，修整器50滑动接触于研磨面2a。当修整器50滑动接触于研磨面2a时，修整器摆动马达63使修整器摆动臂55以支轴58为中心顺时钟方向及逆时钟方向回旋指定的角度程度，而使修整器50在研磨垫2的半径方向移动。因此，研磨垫2 被修整器50削除，而修整(重现)研磨面2a。
本实施方式在工件W研磨中进行研磨面2a的修整，不过，在一种实施方式中，也可以在工件W研磨后进行研磨面2a的修整。在该情况下，修整中也可以取代浆液而将纯水供给至研磨面2a上。
图2是图1所示的研磨头7的剖视图。研磨头7具备：固定于研磨头轴杆18的载体71；及配置于载体71的下方的扣环(retainer ring)72。在载体71的下部保持有抵接于工件W的柔软的隔膜(Membrane)(弹性膜)74。在隔膜74与载体71之间形成有4个压力室G1、G2、G3、G4。压力室G1、G2、G3、G4通过隔膜74与载体71而形成，中央的压力室G1为圆形，其他压力室G2、G3、G4为环状。这些压力室G1、G2、G3、G4排列于同心上。在一种实施方式中，也可以设置比4个多的压力室，或是也可以设置比4个少的压力室。
在压力室G1、G2、G3、G4中分别经由流体路径F1、F2、F3、F4，并通过气体供给源77供给压缩空气等压缩气体。工件W通过隔膜74按压于研磨垫2的研磨面2a。更具体而言，压力室G1、G2、G3、G4中的压缩气体的压力经由隔膜74作用于工件W，而将工件W对研磨面2a按压。压力室G1、G2、G3、G4的内部压力可独立地变化，由此，可独立地调整工件W对应的4个区域，即对中央部、内侧中间部、外侧中间部、及周缘部的研磨压力。压力室G1、G2、G3、G4经由流体路径F1、F2、F3、F4而连通于无图示的真空源。
在载体71与扣环72之间配置有环状的翻卷式薄膜(Rolling Diaphragm)76，在该翻卷式薄膜76的内部形成有压力室G5。压力室G5经由流体路径F5而连通于上述气体供给源77。气体供给源77将压缩气体供给至压力室G5内，压力室G5内的压缩气体对研磨垫 2的研磨面2a推压扣环72。
工件W的周端部及隔膜74的下面(即工件推压面)被扣环72包围。工件W研磨中，扣环72在工件W的外侧按压研磨垫2的研磨面2a，防止研磨中工件W从研磨头7跳出。
流体路径F1、F2、F3、F4、F5从压力室G1、G2、G3、G4、G5经由旋转接头25而延伸至气体供给源77。流体路径F1、F2、F3、F4、F5中分别安装有压力调整器R1、R2、 R3、R4、R5。来自气体供给源77的压缩气体通过压力调节器R1～R5、旋转接头25、及流体路径F1～F5而供给至压力室G1～G5中。
压力调节器R1、R2、R3、R4、R5以控制压力室G1、G2、G3、G4、G5内的压力的方式构成。压力调节器R1、R2、R3、R4、R5连接于动作控制部80。动作控制部80连接于演算系统47。流体路径F1、F2、F3、F4、F5也连接于大气开放阀(无图示)，也可将压力室G1、G2、G3、G4、G5进行大气开放。
动作控制部80以生成各压力室G1～G5的目标压力值的方式构成。动作控制部80将目标压力值送至上述压力调节器R1～R5，并以与压力室G1～G5内的压力对应的目标压力值一致的方式使压力调节器R1～R5工作。由于具有多个压力室G1、G2、G3、G4的研磨头7依据研磨的进度，可独立地将工件W表面上的各区域推压于研磨垫2，因此可均匀地研磨工件W的膜。
工件W研磨中，研磨头7维持在基准高度。研磨头7的基准高度是整个研磨头7对研磨垫2的研磨面2a的相对高度。研磨头7在基准高度的状态下，在压力室G1、G2、G3、 G4、G5中供给压缩气体。形成压力室G1、G2、G3、G4的隔膜74将工件W对研磨垫2 的研磨面2a按压，形成压力室G5的翻卷式薄膜76将扣环72对研磨垫2的研磨面2a按压。
回到图1，化学机械研磨系统进一步具备用于模拟工件W的研磨，并核定工件W的推定研磨物理量的模拟模型的演算系统47。演算系统47电连接于研磨装置1。更具体而言，演算系统47连接于动作控制部80。模拟模型表现模仿包含研磨台5、研磨头7、修整器50的上述研磨装置1的虚拟研磨装置。实际的研磨装置1，与在虚拟空间上建立的虚拟研磨装置即模拟模型，构成数位双胞胎(Digital Twin)。将利用这样的数位双胞胎进行模拟的结果反馈到真实世界，进行最佳的控制(例如，以可更平坦地研磨工件的方式进行控制)的系统，称为网络实体系统。
将预设的研磨条件输入模拟模型时，模拟模型使用虚拟研磨装置执行工件W的虚拟的化学机械研磨，并输出工件W的推定研磨率等的推定研磨物理量。研磨条件的例可举出：研磨台5的旋转速度[min-1或rad/s]、研磨头7的旋转速度[min-1或rad/s]、从工件W施加于研磨垫2的研磨面2a的压力[Pa]、从扣环72施加于研磨垫2的研磨面2a的压力[Pa]、研磨头7与研磨垫2的相对位置、修整器50的旋转速度[min-1或rad/s]、从修整器50施加于研磨垫2的研磨面2a的压力[Pa]、修整器50与研磨垫2的相对位置、浆液供给的位置及流量等。研磨率定义为每单位时间所除去的工件W的表面材料的量，也称为材料除去率。
演算系统47具备：储存有程序及模拟模型的存储装置47a；及按照程序中包含的命令执行演算的处理装置47b。存储装置47a具备RAM等主存储装置、硬盘机(HDD)、固态硬盘(SSD)等辅助存储装置。作为处理装置47b的例子，可举出CPU(中央处理装置)、 GPU(图形处理单元)。不过，演算系统47的具体性构成不限定于这些例子。
演算系统47至少由1台计算机构成。上述至少1台计算机也可以是1台服务器或复数台服务器。演算系统47也可以是边缘服务器，也可以是连接于网际网络或区域网络等通信网路的云端服务器，或是，也可以是设置于网络中的雾服务器。演算系统47也可以是通过网际网络或区域网络等通信网路而连接的多个服务器。例如，演算系统47也可以是边缘服务器与云端服务器的组合。
模拟模型至少由输出推定研磨物理量的物理模型而构成。模拟模型储存于存储装置 47a中。物理模型至少包含研磨率模型与研磨转矩模型。研磨率模型是用于核定推定研磨物理量的一例的推定研磨率的物理模型。研磨转矩模型是用于核定因研磨垫2的滑动阻力，研磨装置1的各机械元件中需要的转矩的推定值的物理模型。转矩的推定值也与推定研磨率同样地是推定研磨物理量的一例。转矩的具体例可举出：使研磨头7及工件W在以研磨头7的轴心为中心而旋转的研磨头旋转转矩；使研磨垫2(或是研磨台5)以其轴心为中心而旋转的研磨垫旋转转矩；使修整器50以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩；用于使修整器50在研磨垫2上摆动所需的绕摆动轴心的修整器摆动转矩；及用于使研磨头7 在研磨垫2上摆动所需的绕摆动轴心的头摆动转矩。
模拟模型包含多个模型参数。这些模型参数包含：通过研磨条件(例如，研磨压力、研磨头7的旋转速度、研磨垫2的旋转速度)而设定的已知的模型参数；及工件W的摩擦系数等未知的模型参数。要决定未知的模型参数时，通过将研磨条件输入模拟模型，可从模拟模型输出工件W的推定研磨物理量(推定研磨率及各种转矩的推定值)。
包含工件W的实际研磨率、及工件W研磨中需要的各种转矩的量测值的实测研磨物理量可从实测资料求出。因此，演算系统47以使用藉由实际研磨所获得的实测研磨物理量作为辨认参数，而辨认模拟模型的未知模型参数的方式构成。未知模型参数的辨认使未知的模型参数接近最佳值。
储存于演算系统47的存储装置47a中的程序中含有用于辨认未知的模型参数的辨认程序。演算系统47按照辨认程序中包含的命令而动作，来决定用于使工件的推定研磨物理量接近工件的实测研磨物理量的模拟模型的模型参数。工件的实测研磨物理量包含：工件的实测研磨率、及转矩的量测值。工件的推定研磨物理量包含：工件的推定研磨率、及转矩的推定值。
研磨装置1在指定的研磨条件下研磨至少1片工件，演算系统47取得从工件的研磨所决定的实测研磨物理量，并将实测研磨物理量存储于存储装置47a中。上述指定的研磨条件例如也可以是工件的实际研磨条件，或者也可以是预设的测试研磨用的研磨条件。在研磨中也可以使研磨条件动态变化，此时，可利用辨认精度提高及进阶的基底函数。实测研磨物理量中包含：工件的实测研磨率、研磨工件时的研磨头7、研磨垫2(研磨台5)、及修整器50的转矩的量测值。转矩的量测值也可以是直接显示无图示的转矩计的量测值等的转矩的值，或是也可以是供给至研磨头旋转马达20、台旋转马达21、及修整器旋转马达60的转矩电流值、或是使用转矩电流所核定的转矩推定值等间接显示转矩的值。在一例中，转矩的量测值也可以是从机械构造的机构模型与马达电流及加减速物理量的工序中资料依据模型而间接推定研磨转矩的值。研磨头旋转马达20、台旋转马达21、及修整器旋转马达60以使研磨头7、研磨台5、及修整器50分别以预定的一定速度而旋转的方式来控制。因此，作用于研磨头7、研磨垫2、及修整器50的滑动阻力变大时，转矩电流亦变大。
图3是说明辨认模拟模型未知的模型参数的方法的流程图。
在步骤1中，图1所示的研磨装置1在指定的研磨条件下至少研磨1片工件。
在步骤2中，演算系统47从工件的实际研磨所获得的实测资料决定实测研磨物理量。更具体而言，演算系统47核定工件的实测研磨率，进一步取得研磨工件时产生的各种转矩的量测值。实测研磨率可通过将工件的初期膜厚与研磨后的工件的膜厚的差除以研磨时间来核定。各种转矩的量测值例如是供给至研磨头旋转马达20、台旋转马达21、及修整器旋转马达60的转矩电流。这些实测研磨物理量储存于存储装置47a中。
在步骤3中，演算系统47将储存于存储装置47a中的未知的模型参数的初始值输入模拟模型。
在步骤4中，演算系统47将工件的研磨条件输入模拟模型，来决定使上述工件的推定研磨物理量接近步骤2所获得的实测研磨物理量的模型参数。该步骤4是辨认可使推定研磨物理量接近实测研磨物理量的未知模型参数的工序。
在步骤5中，演算系统47将模拟模型现在的模型参数替换成在步骤4所决定的模型参数，来更新模拟模型。
在步骤6中，演算系统47将在步骤4所使用的研磨条件输入更新后的模拟模型，并通过从模拟模型输出推定研磨物理量来更新推定研磨物理量。
在步骤7中，演算系统47计算更新后的推定研磨物理量与对应的实测研磨物理量的差。
在步骤8中，演算系统47评估上述差。从步骤5至步骤8的工序是评估所决定的模型参数的工序。上述差大于或等于指定的临限值时，演算系统47重复从步骤4进行至步骤8。上述差比临限值小时，演算系统47结束模型参数的决定动作。在一种实施方式中，演算系统47统计重复从步骤4进行至步骤8的次数，当重复的次数大于或等于指定值(或是重复从步骤4进行至步骤8的核定时间大于或等于指定值)时、及/或上述差比临限值小时，演算系统47结束模型参数的决定动作。
演算系统47按照储存于存储装置47a中的辨认程序中包含的最小二乘法、最速下降法、单纯形法等运算法，决定用于使推定研磨物理量接近实测研磨物理量的模型参数。将具有按照图3所示的流程图最后决定的模型参数的模拟模型储存于存储装置47a中。
接着，说明模拟模型。如上述，模拟模型包含：用于核定工件W的推定研磨率的研磨率模型；及用于核定因研磨垫2的滑动阻力而产生的转矩的推定值的研磨转矩模型。
研磨率模型例如依据普雷斯顿(Preston)定律而表示如下。
研磨率MMR＝kp p|V|＝βwμp|V|…(1)
其中，kp是普雷斯顿系数，p是工件W对研磨垫2的压力，V是工件W与研磨垫2 的相对速度，β是正比常数(转矩常数)，Wμ是工件W的摩擦系数。
普雷斯顿系数kp假定与工件W的摩擦系数Wμ成正比来设定上述公式(1)。换而言之，假设工件W的研磨率MMR与工件W的摩擦系数Wμ相关。
上述公式(1)中，正比常数β及摩擦系数wμ为未知的模型参数，另外，压力p及相对速度V为从研磨条件赋予的已知的模型参数。因此，知道正比常数β及摩擦系数wμ即可从上述公式(1)求出研磨率的推定值，即推定研磨率。
接着，说明研磨转矩模型。研磨转矩模型是用于核定工件W研磨中，研磨装置需要的机械转矩的推定值的物理模型。工件W研磨中，在研磨垫2的研磨面2a上有几种滑动阻力作用。其一是研磨头7(包含工件W)与研磨垫2之间产生的滑动阻力，另外一个是修整器50与研磨垫2之间产生的滑动阻力。因为这些滑动阻力的关系，为了使研磨装置1、研磨垫2、及修整器50分别以设定速度旋转所需的转矩改变。
研磨转矩模型至少包含：核定使研磨垫2上的研磨头7及工件W以研磨头7的轴心(与研磨头轴杆18的轴心一致)为中心而旋转的研磨头旋转转矩的推定值的头旋转转矩模型；及核定使研磨垫2以其轴心(与台轴5a的轴心一致)为中心而旋转的研磨垫旋转转矩的推定值的垫旋转转矩模型。
工件W研磨中，研磨头7及工件W一边旋转，工件W及扣环72一边按压于研磨垫 2。头旋转转矩模型是用于核定为了一边抵抗扣环72与研磨垫2的摩擦、及工件W与研磨垫2的摩擦两者，一边使研磨头7以指定速度并以其轴心为中心而旋转所需的转矩的推定值的物理模型。
本实施方式在研磨垫2的研磨面2a的修整在工件W研磨中执行。因此，工件W研磨中，研磨头7的扣环72、工件W、及修整器50与研磨垫2接触。其结果是，研磨垫旋转转矩取决于扣环72、工件W、及修整器50对研磨垫2的摩擦。垫旋转转矩模型是用于核定为了一边抵抗扣环72与研磨垫2的摩擦、工件W与研磨垫2的摩擦、及修整器50与研磨垫2的摩擦，一边使研磨垫2(即研磨台5)以指定的速度旋转所需的转矩的推定值的物理模型。
图4是显示研磨垫2上的研磨头7、工件W、及修整器50上的速度矢量的示意图。图 4所示的各符号定义如下。
工件W或在扣环72上的点A1的研磨垫2的旋转方向的速度矢量：VPH
从研磨垫2的中心C1至点A1的位置矢量：rPH
从研磨头7的中心C2至点A1的位置矢量：rHr
点A1上的研磨头7的旋转方向的速度矢量：VHr
点A1上的研磨头7的摆动方向的速度矢量：VHo
点A1上的研磨头7的合成速度矢量：VH＝VHr+VHo
研磨头7的摆动轴心：OH(与支轴14的轴心一致)
从研磨头7的摆动轴心OH至点A1的位置矢量：rHo
在修整器50上的点A2上的研磨垫2的旋转方向的速度矢量：VPD
从研磨垫2的中心C1至点A2的位置矢量：rPD
从修整器50的中心C3至点A2的位置矢量：rDr
在点A2的修整器50的旋转方向的速度矢量：VDr
在点A2的修整器50的摆动方向的速度矢量：VDo
在点A2的修整器50的合成速度矢量：VD＝VDr+VDo
修整器50的摆动轴心：OD(与支轴58的轴心一致)
从修整器50的摆动轴心OD至点A2的位置矢量：rDo
在点A1的研磨头7对研磨垫2的相对速度矢量：VPH－H＝VH－VPH
相对速度矢量VPH－H的单位矢量：uVPH－H＝VPH－H/|VPH－H|
在点A1的研磨垫2对研磨头7的相对速度矢量：VH－PH＝VPH－VH
相对速度矢量VH－PH的单位矢量：uVH－PH＝VH－PH/|VH－PH|
在点A2的修整器50对研磨垫2的相对速度矢量：VPD－D＝VD－VPD
相对速度矢量VPD－D的单位矢量：uVPD－D＝VPD－D/|VPD－D|
在点A2的研磨垫2对修整器50的相对速度矢量：VD－PD＝VPD－VD
相对速度矢量VD－PD的单位矢量：uVD－PD＝VD－PD/|VD－PD|
接着，参照图5说明垫旋转转矩模型。
作用于工件W的微小面积dsW与研磨垫2之间的滑动阻力dFPW(表示矢量)如下求出。
滑动阻力dFPW＝wμwp dsW uVPH-H…(2)
其中，Wμ是工件W的摩擦系数，Wp是工件W对研磨垫2的压力，dsW是工件W的微小面积，uVPH－H是研磨头7对研磨垫2的相对速度矢量的单位矢量。
作用于扣环72的微小面积dsR与研磨垫2之间的滑动阻力dFPR(表示矢量)如下求出。
滑动阻力dFPR＝RμRp dsR uVPH-H…(3)
其中，Rμ是扣环72的摩擦系数，Rp是扣环72对研磨垫2的压力，dsR是扣环72的微小面积，uVPH－H是研磨头7对研磨垫2的相对速度矢量的单位矢量。
作用于修整器50的微小面积dsD与研磨垫2之间的滑动阻力dFPD(表示矢量)如下求出。
滑动阻力dFPD＝DμDp dsD uVPD-D…(4)
其中，Dμ是修整器50的摩擦系数，Dp是修整器50对研磨垫2的压力，dsD是修整器 50的微小面积，uVPD－D是修整器50对研磨垫2的相对速度矢量的单位矢量。
因在工件W的微小面积dsW、扣环72的微小面积dsR、及修整器50的微小面积dsD的滑动阻力而作用于研磨垫2的中心C1的微小转矩如下。
微小转矩dNPW＝rPH×dFPW …(5)
dNPR＝rPH×dFPR …(6)
dNPD＝rPD×dFPD …(7)
其中，符号×表示矢量的外积。
将工件W的微小面积dsW的位置、扣环72的微小面积dsR的位置、及修整器50的微小面积dsD的位置分别以极坐标(ri,θj)来表示时，用于核定研磨垫旋转转矩的推定值的垫旋转转矩模型如下赋予。
研磨垫旋转转矩PN＝∑i∑jdNPW+∑i∑jdNPR+∑i∑jdNPD…(8)
研磨垫2的研磨面2a的修整并未在工件W研磨中执行时，在上述公式(8)中，ΣiΣjdNPD的项为0。
接着，说明核定研磨头旋转转矩的推定值的头旋转转矩模型。
研磨垫2对研磨头7的相对速度矢量是VH－PH＝VPH－VH，相对速度矢量VH－PH的单位矢量是uVH－PH＝VH－PH/|VH－PH|。
假设工件W以与研磨头7相同旋转速度[min-1]旋转时，作用于工件W的微小面积dsW及扣环72的微小面积dsR的滑动阻力表示如下。
滑动阻力dFHW＝WμWp dsW uVH-PH …(9)
dFHR＝Rμ Rp dsR uVH-PH …(10)
因在工件W的微小面积dsW及扣环72的微小面积dsR的滑动阻力而作用于研磨头7的中心C2的微小转矩如下。
微小转矩dNHrW＝rHr×dFHW …(11)
dNHrR＝rHr×dFHR …(12)
其中，rHr是从研磨头7的中心C2至工件W的微小面积dsW的位置矢量，也是从研磨头7的中心C2至扣环72的微小面积dsR的位置矢量。
分别以极坐标(ri,θj)来表示工件W的微小面积dsW的位置、及扣环72的微小面积dsR的位置时，用于核定研磨头旋转转矩的推定值的头旋转转矩模型赋予如下。
研磨头旋转转矩HrN＝∑i∑jdNHrW+∑i∑jdNHrR …(13)
在本实施方式中，在工件W研磨中执行研磨垫2的研磨面2a的修整。因此，如上述公式(8)所示，垫旋转转矩模型包含因修整器50的滑动阻力而产生的转矩。研磨转矩模型除了头旋转转矩模型及垫旋转转矩模型之外，进一步包含核定使在研磨垫2上的修整器 50以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩的推定值的修整器旋转转矩模型。修整器旋转转矩模型是用于核定为了一边使修整器50抵抗修整器50与研磨垫2的摩擦一边以指定速度旋转所需的转矩的推定值的物理模型。
用于核定修整器旋转转矩的推定值的修整器旋转转矩模型与头旋转转矩模型同样地赋予如下。
滑动阻力dFD＝DμDp dsD uVD-PD …(14)
微小转矩dNrD＝rDr×dFD …(15)
修整器旋转转矩D rN＝∑i∑jdNrD …(16)
其中，Dμ是修整器50的摩擦系数，Dp是修整器50对研磨垫2的压力，uVD－PD是研磨垫2对修整器50的相对速度矢量的单位矢量，rDr是从修整器50的中心C3至修整器50的微小面积dsD的位置矢量。
研磨垫2修整中，修整器50在研磨垫2上于其半径方向摆动。研磨转矩模型进一步包含核定该修整器50摆动所需的在修整器50的摆动轴心OD周围修整器摆动转矩的推定值的修整器摆动转矩模型。
修整器摆动转矩模型由以下公式(18)表示。
微小转矩dNoD＝rDo×dFD …(17)
修整器摆动转矩D 0N＝∑i∑jdNoD …(18)
其中，rDo是从修整器50的摆动轴心OD(参照图4)至修整器50的微小面积dsD的位置矢量。
在本实施方式中，在工件W研磨中，研磨头7在研磨垫2上摆动。研磨转矩模型进一步包含核定该研磨头7摆动所需的在研磨头7的摆动轴心OH周围研磨头摆动转矩的推定值的头摆动转矩模型。
头摆动转矩模型由以下公式(21)表示。
微小转矩dNHoW＝rHo×dFHW …(19)
dNHoR＝rHo×dFHR …(20)
研磨头摆动转矩H 0N＝∑i∑jdNHoW+∑i∑jdNHoR …(21)
其中，rHo是从研磨头7的摆动轴心OH(参照图4)至工件W的微小面积dsW的位置矢量，及从摆动轴心OH至扣环72的微小面积dsR的位置矢量。
本实施方式的研磨转矩模型包含上述公式(8)、(13)、(16)、(18)、(21)。在研磨垫2的修整未在工件W研磨中执行时，研磨转矩模型不含公式(16)所示的修整器旋转转矩模型、及公式(18)所示的修整器摆动转矩模型。研磨头7的摆动未在工件W研磨中执行时，研磨转矩模型不含上述公式(21)所示的头摆动转矩模型。
构成模拟模型的上述公式(1)、(8)、(13)、(16)、(18)、(21)中包含的摩擦系数Wμ、Rμ、Dμ是未知的模型参数。这些未知的模型参数是通过后述的辨认工序辨认出来的。
工件W的摩擦系数Wμ取决于供给至研磨垫2上的浆液中所含的研磨粒的分布而变化。图6是显示工件W的摩擦系数Wμ分布的示意图。工件W的摩擦系数Wμ的分布可通过计算求出。即，定义表示工件W的摩擦系数的基底函数，通过同时辨认计算转矩与研磨率，可求出如图6所示的工件W的摩擦系数Wμ的分布。
以工件W上的作用研磨粒数量来代表的研磨效率假定与工件W的摩擦系数Wμ成正比时，工件W的摩擦系数Wμ的分布可替换成作用研磨粒的分布。此处，作用研磨粒是指浆液所包含的研磨粒中与工件W接触而相对运动，有助于去除工件W的材料的研磨粒。如图6所示，摩擦系数Wμ在工件W的周缘部大，而在工件W的中心部小。此因工件W研磨中，包含研磨粒的浆液从浆液供给喷嘴8(参照图1)供给至研磨垫2上，而从工件W 的周缘部流入工件W的被研磨面。此外，如图6所示，摩擦系数Wμ分布的中心O1从工件W的中心稍微偏差。从图1可知，这与浆液供给喷嘴8在研磨垫2的旋转方向上位于研磨头7的上游侧有关。
图7是说明工件W上的某个微小区域的位置的图。在图7中，w rai(r,θ)表示从工件W的中心C2至微小区域的位置矢量，w ra0表示摩擦系数Wμ的分布中心O1的位置矢量，w rbi表示从摩擦系数Wμ的分布中心O1至微小区域的距离。
工件W的摩擦系数Wμ的分布由以下公式赋予。
[数1]
Figure BDA0003854622690000161
其中，1≦r≦Nr，1≦θ≦Nθ，1≦i≦NθNr，0≦j≦Nj。Nr表示半径方向分割元素数，Nθ表示圆周方向分割元素数，NθNr表示面元(元素)的总数，j表示多项式的指数值，Nj 表示多项式的最大指数。图7及公式(22)中，r与θ并非表示半径及角度的物理量，而是用于特定分布在图6所示的半径方向及周方向的分割元素编号(或是位置)的整数。μ0是在工件W中心的摩擦系数。
上述公式(22)是表示工件W的摩擦系数Wμ的分布的物理模型。本实施形态的模拟模型除了以上述公式(1)、(8)、(13)、(16)、(18)、(21)显示的物理模型之外，进一步包含公式(22)显示的物理模型。公式(22)的μ0、w ra0是未知的模型参数。
接着，说明研磨垫2随着时间经过的老化对摩擦系数的影响。图8是显示研磨垫2的转矩与研磨时间的关系曲线图。实际研磨工件W中，为了使研磨垫2以一定速度旋转所需的转矩，如图8的虚线所示的那样逐渐降低。考虑的原因可举出研磨垫2的表面粗糙度的变化、研磨垫2的黏弹性的变化、研磨垫2的厚度的变化等。
另外，通过上述公式(8)显示的物理模型而核定的研磨垫2的转矩，如图8的单点划线所示，不论研磨时间均恒定。因此，为了使研磨垫2的实际转矩变化反映到模拟模型，模拟模型进一步包含表现随着研磨时间经过而研磨垫2老化的数理模型。本实施形态的研磨垫2的老化表现为工件W的摩擦系数降低。
表示工件W的摩擦系数降低，即研磨垫2老化的数理模型如下。
工件W的摩擦系数Wμ＝Wμi fp(t)
＝Wμi[(α0-α1)exp[-(t-t0)/T]+α1]…(23)
公式(23)中，t是研磨时间，t0是开始研磨时间，T是时间常数。
上述数理模型包含为了使工件W的摩擦系数随着研磨时间经过而降低的拟合函数fp(t)。该拟合函数fp(t)是将研磨时间t作为变量的指数函数。图9是表示拟合函数fp(t)的曲线图。图9的横轴表示研磨时间t，纵轴表示按照研磨时间t而变化的拟合函数fp(t)的值。公式23 中，α0、α1、t0、T是未知的模型参数。
如上述，本实施方式的模拟模型包含：核定工件W的推定研磨率与研磨装置1的推定转矩的物理模型；及表示工件W的摩擦系数降低的1个数理模型。这样的模拟模型如图8的实线所示，可核定与实际转矩相同地变化的推定转矩。
接着，说明将上述未知的模型参数Rμ、Dμ、μ0、W ra0、β、α0、α1、t0、T辨认(决定) 的方法。演算系统47以使用通过实际研磨所获得的实测研磨物理量作为辨认参数，而将模拟模型未知的模型参数辨认的方式构成。演算系统47按照储存于存储装置47a中的辨认程序中包含的命令而动作，并使用最小二乘法、最速下降法、单纯形法等运算法，决定使推定研磨物理量接近实测研磨物理量的模型参数。
如以下说明，本实施方式的演算系统47以使用最小二乘法决定模型参数μ0、Rμ、Dμ，并使用单纯形法决定模型参数W ra0、β、α0、α1、t0、T的方式构成。不过，本发明不限于本实施方式，还可以使用最速下降法等其他运算法来决定上述未知的模型参数。或者，也可以仅使用最小二乘法来决定上述未知的模型参数。
在一种实施方式中，使用最小二乘法的统合计算模型如下。以下公式中，附注于左上方的文字P表示研磨垫2，附注于左上方的文字H表示研磨头7，附注于左上方的文字D 表示修整器50，附注于左下方的文字r表示旋转，附注于左下方的文字o表示摆动。
[数2]
Figure BDA0003854622690000181
在上述公式(24)的左边输入从工件的实际研磨所取得的实测研磨物理量。未知的模型参数使用最小二乘法如下求出。即，展开公式(24)，抽出想要辨认的参数X的项，制作公式Y＝AX。进一步从使用矩阵A的伪逆矩阵A＊的公式X＝A＊Y藉由最小二乘法将参数X辨认。重复进行上述作业可将全部未知参数辨认。
公式(24)的左边是从实际研磨所获得的实测资料Yexp，右边是从模拟模型所获得的推定资料Ysim。右边Ysim是仅以输入的研磨条件可计算的左侧的矩阵A、与关于右侧的摩擦的未知参数的矢量X的相乘AX。使用最小二乘法通过使用已知的矩阵A的伪逆矩阵 A＊，可求出未知参数X＝A＊Yexp。
在上述公式(24)右边的系数矩阵中代入以下公式。
[数3]
Figure BDA0003854622690000182
Figure BDA0003854622690000183
Figure BDA0003854622690000184
Figure BDA0003854622690000185
Figure BDA0003854622690000186
在一种实施方式中，使用单纯形法的误差函数模型如下。
[数4]
Figure BDA0003854622690000191
上述公式(30)中，附有上标exp的数值表示转矩及研磨率的实测值，附有上标sim的数值是从模拟模型所获得的推定值。w1、w2、w3、w4是对于各物理量的推定误差进行的加权。
演算系统47按照辨认程序运作，将上述未知的模型参数辨认。演算系统47将模拟模型的现在的模型参数替换成决定的模型参数。演算系统47在包含决定的模型参数的模拟模型中输入工件的研磨条件，来核定推定研磨物理量。
进一步，演算系统47算出在公式(24)中输入的实测研磨物理量与推定研磨物理量的差，判定该差是否比指定的临限值小。差大于或等于临限值时，演算系统47使用其他工件的实测研磨物理量再次执行上述的辨认。差比临限值小时，演算系统47使用包含决定的模型参数的模拟模型核定其他工件的推定研磨物理量。即，演算系统47将尚未研磨的工件(例如晶圆)的研磨条件输入模拟模型，可使用模拟模型正确核定该工件的推定研磨率。
演算系统47将推定研磨率传送至图1所示的动作控制部80。动作控制部80可依据推定研磨率预测研磨中的工件的研磨终点。进一步，动作控制部80也可以在工件研磨中，制作工件上的推定研磨率的分布，并依据推定研磨率的分布控制对研磨中的工件的研磨压力(从研磨头7施加于工件的压力)。
上述实施形态是以本发明所属的技术领域中具有通常知识的人可实施本发明为目的而记载的。本领域技术人员当然可形成上述实施形态的各种变形例，本发明的技术性思想也可以适用于其他实施方式。因此，本发明不限定于记载的实施方式，而应解释为按照通过申请专利范围定义的技术性思想的最大范围。
[产业上的可利用性]
本发明关于用于研磨晶圆、基板、面板等工件的表面的化学机械研磨系统，特别是可利用于依据化学机械研磨的实测资料将化学机械研磨的模拟模型最佳化的网络实体系统。
符号说明
1：研磨装置
2：研磨垫
2a：研磨面
5：研磨台
5a：台轴
7：研磨头
8：浆液供给喷嘴
14：支轴
16：研磨头摆动臂
18：研磨头轴杆
20：研磨头旋转马达
21：台旋转马达
22：研磨头摆动马达
24：升降机构
25：旋转接头
26：轴承
28：桥接器
29：支撑台
30：支柱
32：滚珠螺杆机构
32a：螺旋轴
32b：螺帽
38：伺服马达
47：演算系统
47a：存储装置
47b：处理装置
50：修整器
50a：修整面
51：修整器轴杆
53：气缸
55：修整器摆动臂
56：支柱
57：支撑台
58：支轴
60：修整器旋转马达
63：修整器摆动马达
71：载体
72：扣环
74：隔膜(弹性膜)
76：翻卷式薄膜
77：气体供给源
80：动作控制部
F1,F2,F3,F4,F5：流体路径
G1,G2,G3,G4,G5：压力室
R1,R2,R3,R4,R5：压力调节器
W：工件。

Claims (14)

1.一种化学机械研磨系统，其特征在于，具备：
研磨台，该研磨台用于支撑具有研磨面的研磨垫；
研磨头，该研磨头对所述研磨面按压工件；
浆液供给喷嘴，该浆液供给喷嘴对所述研磨面供给浆液；及
演算系统，该演算系统具有存储有模拟模型的存储装置，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率；
所述演算系统构成为：
将所述工件的研磨条件输入所述模拟模型，
从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，
决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨系统，其中，
所述物理模型包含：研磨率模型，该研磨率模型核定所述工件的推定研磨率；及研磨转矩模型，该研磨转矩模型核定因所述研磨垫的滑动阻力而产生的转矩的推定值。
3.根据权利要求2所述的化学机械研磨系统，其中，
所述研磨转矩模型包含：头旋转转矩模型，该头旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述研磨头及所述工件以所述研磨头的轴心为中心而旋转的研磨头旋转转矩的推定值；及垫旋转转矩模型，该垫旋转转矩模型核定使所述研磨垫以其轴心为中心而旋转的研磨垫旋转转矩的推定值。
4.根据权利要求3所述的化学机械研磨系统，其中，
所述化学机械研磨系统进一步具备修整器，该修整器用于修整所述研磨面，
所述研磨转矩模型包含：修整器旋转转矩模型，该修整器旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述修整器以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩的推定值；及修整器摆动转矩模型，该修整器摆动转矩模型核定使所述修整器在所述研磨垫上摆动所需的绕摆动轴心的修整器摆动转矩的推定值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的化学机械研磨系统，其中，
所述模拟模型进一步包含数理模型，该数理模型表示随着研磨时间经过的所述研磨垫的老化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的化学机械研磨系统，其中，
所述演算系统构成为：
在包含所决定的所述模型参数的所述模拟模型中输入所述研磨条件，核定更新后的推定研磨物理量，
评估所述更新后的推定研磨物理量与所述实测研磨物理量的差。
7.一种演算系统，制作化学机械研磨的模拟模型，其特征在于，具备：
存储装置，该存储装置存储有程序及所述模拟模型；及
处理装置，该处理装置按照所述程序中包含的命令执行演算；
所述模拟模型至少包含物理模型，该物理模型输出包含化学机械性研磨时的工件的推定研磨率的推定研磨物理量，
所述演算系统构成为：
将所述工件的研磨条件输入所述模拟模型，
从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，
决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
8.一种制作化学机械研磨的模拟模型的方法，其特征在于，包含以下工序：
在模拟模型中输入工件的研磨条件，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率，
从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，
使用研磨装置研磨所述工件，
决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数，
所述研磨装置具备：
研磨台，该研磨台用于支撑具有研磨面的研磨垫；
研磨头，该研磨头对所述研磨面按压所述工件；及
浆液供给喷嘴，该浆液供给喷嘴对所述研磨面供给浆液。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，
所述物理模型包含：研磨率模型，该研磨率模型核定所述工件的推定研磨率；及研磨转矩模型，该研磨转矩模型核定因所述研磨垫的滑动阻力而产生的转矩的推定值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，
所述研磨转矩模型包含：头旋转转矩模型，该头旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述研磨头及所述工件以所述研磨头的轴心为中心而旋转的研磨头旋转转矩的推定值；及垫旋转转矩模型，该垫旋转转矩模型核定使所述研磨垫以其轴心为中心而旋转的垫旋转转矩的推定值。
11.根据权利要求请求项10所述的方法，其中，
所述研磨装置进一步具备修整器，该修整器用于修整所述研磨面，
所述研磨转矩模型包含：修整器旋转转矩模型，该修整器旋转转矩模型核定使所述研磨垫上的所述修整器以其轴心为中心而旋转的修整器旋转转矩的推定值；及修整器摆动转矩模型，该修整器摆动转矩模型核定使所述修整器在所述研磨垫上摆动所需的绕摆动轴心的修整器摆动转矩的推定值。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，
所述模拟模型进一步包含数理模型，该数理模型表示随着研磨时间经过的所述研磨垫的老化。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，
进一步包含以下工序：
在包含所决定的所述模型参数的所述模拟模型中输入所述研磨条件，核定更新后的推定研磨物理量，
评估所述更新后的推定研磨物理量与所述实测研磨物理量的差。
14.一种制作化学机械研磨的模拟模型的方法，其特征在于，
在模拟模型中输入工件的研磨条件，该模拟模型至少包含输出推定研磨物理量的物理模型，该推定研磨物理量包含所述工件的推定研磨率，
从所述模拟模型输出所述工件的推定研磨物理量，
决定使所述推定研磨物理量接近所述工件的实测研磨物理量的所述模拟模型的模型参数。
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