JP2009160691A - Grinding control system, grinding control program, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP2009160691A JP2008000783A JP2008000783A JP2009160691A JP 2009160691 A JP2009160691 A JP 2009160691A JP 2008000783 A JP2008000783 A JP 2008000783A JP 2008000783 A JP2008000783 A JP 2008000783A JP 2009160691 A JP2009160691 A JP 2009160691A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out grinding of a plurality of types of grinding objects in a simple manner and with high accuracy. <P>SOLUTION: According to a grinding control system, a grinding processing section 2 carries out grinding of the plurality of types of grinding objects, and a film thickness measuring section 3 measures the thickness of each object before and after the grinding. In a process control section 4, a grinding rate ratio calculating section 7 carries out multiple regression analyses, based on an actual grinding rate calculated by a grinding rate calculation section 5 by using the film thickness and a grinding time, the name of the type of the object, the grinding time, a grinding frequency after maintenance, and a maintenance frequency of each grinding object, to thereby calculate a ratio of the grinding rates of the respective types. Thereafter the grinding time calculated by a grinding time calculation section 6 is adjusted according to the type of the subsequent grinding object by using the ratio of the grinding rates, and the grinding processing section 2 carries out subsequent grinding based on an adjusted grinding time. Thus the grinding control system deals with the grinding process control of the plurality of types of grinding objects with high accuracy, based on actually measured data of the plurality of types of grinding objects without relying on complicated model equations or parameters. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、研磨制御システム、研磨制御プログラム及び半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体装置の製造過程で実施される研磨プロセスの制御を行う研磨制御システム並びに研磨制御プログラム、及びそのような制御を行う半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing control system, a polishing control program, and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a polishing control system, a polishing control program for controlling a polishing process performed in the manufacturing process of a semiconductor device, and such control. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

近年、半導体装置製造分野においては、SoC(System On Chip)等の多品種少量生産に対応できる技術の確立が推し進められている。また、半導体装置の微細化の進展につれて処理のばらつきに対する製造装置側のマージンが著しく狭くなってきていることから、製造ラインにそのような処理のばらつきを減らすAPC(Advanced Process Control)技術を導入することも推し進められている。APC技術を適用した製造ラインでは、Run−to−Run制御により、前回の処理についての測定結果から次回の処理の結果が予測され、次回処理のレシピのパラメータ調整が自動的に行われる。   In recent years, in the field of semiconductor device manufacturing, establishment of a technology capable of dealing with high-mix low-volume production such as SoC (System On Chip) has been promoted. In addition, since the margin on the manufacturing apparatus side with respect to process variations is becoming increasingly narrow as semiconductor devices become finer, an APC (Advanced Process Control) technology that reduces such process variations is introduced into the production line. This is also being promoted. In the production line to which the APC technology is applied, the result of the next process is predicted from the measurement result of the previous process by Run-to-Run control, and the parameter adjustment of the recipe of the next process is automatically performed.

ところで、半導体装置の製造プロセスでは、成膜後の平坦化を行う等の目的で、CMP(Chemical Mechanical Polishing)が広く実施されている。一般的なCMPプロセスの制御は、まず成膜後に実際に行った研磨の研磨量と研磨時間から求めた研磨レートを用いて次回の研磨レートを予測し、次回の研磨の際にその予測研磨レートで狙い膜厚が得られるように研磨時間を調整することによって行われる。   Incidentally, in a semiconductor device manufacturing process, CMP (Chemical Mechanical Polishing) is widely performed for the purpose of performing planarization after film formation. The general CMP process is controlled by first predicting the next polishing rate using the polishing rate obtained from the polishing amount and polishing time of the polishing actually performed after film formation, and the predicted polishing rate at the next polishing. The polishing time is adjusted so that the desired film thickness can be obtained.

また、従来、このようなCMPプロセスに対し、各種モデル式及びパラメータを用いて制御する試みもなされている(例えば、特許文献1〜4参照。)。
特開2005−252036号公報 特開2000−252179号公報 特開2005−342841号公報 特表2001−523586号公報
Conventionally, attempts have been made to control such a CMP process using various model equations and parameters (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
JP 2005-252036 A JP 2000-252179 A JP 2005-328441 A JP-T-2001-523586

しかし、CMPプロセスでは、特にそのCMPに用いる研磨装置が処理に伴って消耗する研磨パッド等の部品を用いているといった構造上、研磨処理間で研磨レートが変動しやすく、また、部品交換等の研磨装置のメンテナンスを行ったときにもそのメンテナンス前後で研磨レートは大きく変動する。   However, in the CMP process, the polishing rate is likely to fluctuate between polishing processes due to the structure in which the polishing apparatus used for the CMP uses parts such as a polishing pad that is consumed during the process, and the parts can be replaced. Even when the polishing apparatus is maintained, the polishing rate largely fluctuates before and after the maintenance.

CMPプロセスの制御においては、そのプロセスの性質上、制御に用いるモデル式やパラメータが複雑になったり、制御に要する演算が複雑になったり、或いは十分な精度の制御を行うことができなかったりする等の問題点があった。さらに、既存の制御手法は、多品種のCMPプロセスの制御にはそのまま適用することが難しい場合があるといった問題点もあった。   In the control of the CMP process, the model formulas and parameters used for the control are complicated due to the nature of the process, the calculation required for the control is complicated, or the control with sufficient accuracy cannot be performed. There was a problem such as. Further, the existing control method has a problem that it may be difficult to directly apply to control of various types of CMP processes.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、研磨プロセスの制御を簡便かつ高精度で行うことのできる研磨制御システム及び研磨制御プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a polishing control system and a polishing control program capable of easily and accurately controlling a polishing process.

また、本発明は、簡便かつ高精度で制御が行われる研磨プロセスを含む半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device including a polishing process that is easily and highly accurately controlled.

上記課題を解決するために、次のような研磨制御システムが提供される。すなわち、この研磨制御システムは、所定研磨時間で研磨対象に形成されている膜の研磨を行う研磨処理部と、研磨前後の前記膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、前記所定研磨時間及び前記膜厚を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の前記研磨処理部での予測研磨レートを算出する研磨レート算出部と、算出された前記予測研磨レートを用いて前記研磨処理部での研磨時間を算出する研磨時間算出部と、複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部と、を有する。   In order to solve the above problems, the following polishing control system is provided. That is, the polishing control system includes a polishing processing unit that polishes a film formed on a target to be polished in a predetermined polishing time, a film thickness measuring unit that measures the film thickness of the film before and after polishing, and the predetermined polishing time. And a polishing rate calculation unit that calculates an actual polishing rate using the film thickness, calculates a predicted polishing rate in the next polishing processing unit using the calculated actual polishing rate, and the calculated predicted polishing A polishing time calculation unit that calculates a polishing time in the polishing processing unit using a rate, and a multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing objects, and polishing by the type And a polishing rate ratio calculation unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for adjusting the time.

このような研磨制御システムによれば、研磨レート比算出部が、複数の種類の研磨対象について取得された所定数の実測研磨レートを用いて、研磨対象の種類ごとの研磨レート比を算出する。複数種類の研磨対象の研磨を行うに際し、複雑なモデル式やパラメータは不要になる。   According to such a polishing control system, the polishing rate ratio calculation unit calculates a polishing rate ratio for each type of polishing object using a predetermined number of actually measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing objects. When polishing a plurality of types of polishing objects, complicated model formulas and parameters are unnecessary.

また、上記課題を解決するために、開示の研磨制御プログラム及び半導体装置の製造方法が提供される。   In order to solve the above problems, a disclosed polishing control program and a semiconductor device manufacturing method are provided.

開示の研磨制御システム、研磨制御プログラム及び半導体装置の製造方法によれば、複数種類の研磨対象の研磨をそれぞれ高精度に制御することができる。それにより、高品質の半導体装置の製造が可能になる。   According to the disclosed polishing control system, polishing control program, and semiconductor device manufacturing method, polishing of a plurality of types of polishing objects can be controlled with high accuracy. As a result, a high-quality semiconductor device can be manufactured.

以下、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、半導体装置の製造過程において行われるCMPプロセスの概略について説明する。
Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.
First, an outline of a CMP process performed in the manufacturing process of a semiconductor device will be described.

図1はCMPプロセスの概略説明図である。
まず、半導体装置の製造にあっては、シリコン(Si)等の半導体基板上の所定位置に所定数のトランジスタ等の回路素子が形成され、その上層に絶縁膜、配線、絶縁膜を貫通するビア等が形成されていく。CMPプロセスは、例えば、CVD等で絶縁膜を堆積した後の膜表面を研磨して平坦化する際に行われる。或いは、絶縁膜に形成した配線溝やビアホールに導電材料を埋め込むために、まず全面に導電材料を堆積した後にそれを絶縁膜まで研磨することによって配線やビアを形成する際に行われる。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a CMP process.
First, in the manufacture of a semiconductor device, a predetermined number of circuit elements such as transistors are formed at predetermined positions on a semiconductor substrate such as silicon (Si), and an insulating film, a wiring, and a via that penetrates the insulating film are formed thereon. Etc. will be formed. The CMP process is performed, for example, when polishing and planarizing the film surface after depositing an insulating film by CVD or the like. Alternatively, in order to embed a conductive material in a wiring groove or via hole formed in the insulating film, the conductive material is first deposited on the entire surface and then polished to the insulating film to form a wiring or via.

このようなCMPプロセスは、CVD法等で形成された研磨すべき膜の研磨前の膜厚(研磨前膜厚)を測定するステップS10、研磨前膜厚測定後の膜に対して研磨を行うステップS11、その膜の研磨後の膜厚(研磨後膜厚)を測定するステップS12を有している。研磨する膜が形成されたウェハ等の研磨対象は、これらのステップS10,S11,S12に順に送られていき、各ステップS10,S11,S12において、それぞれ所定の処理が実施される。研磨後膜厚測定後の研磨対象は、次のプロセスに送られる。或いは、必要に応じ、さらに研磨が行われる。   In such a CMP process, step S10 of measuring the film thickness before polishing (film thickness before polishing) of the film to be polished formed by the CVD method or the like, and polishing the film after measuring the film thickness before polishing. Step S11 has a step S12 of measuring the thickness of the film after polishing (film thickness after polishing). An object to be polished such as a wafer on which a film to be polished is formed is sent to these steps S10, S11, and S12 in order, and predetermined processing is performed in each of steps S10, S11, and S12. The object to be polished after the post-polishing film thickness measurement is sent to the next process. Alternatively, further polishing is performed as necessary.

異なる半導体装置をそれぞれ形成するための複数種のウェハ等、複数の種類(品種)の研磨対象について研磨を行う場合、ステップS10で取得される研磨前膜厚、その研磨前膜厚が取得された研磨対象の品種に固有の研磨後の狙い膜厚(研磨後狙い膜厚)、予測される研磨レート(予測研磨レート)、及びその品種に固有の研磨レート比を用いて、次式(1)により研磨時間が算出される。   When polishing a plurality of types (variety) of polishing objects such as a plurality of types of wafers for forming different semiconductor devices, the pre-polishing film thickness obtained in step S10 and the pre-polishing film thickness were obtained. Using the target film thickness after polishing (target film thickness after polishing) specific to the type of polishing target, the predicted polishing rate (predicted polishing rate), and the polishing rate ratio specific to that type, the following equation (1) Is used to calculate the polishing time.

研磨時間=(研磨前膜厚−研磨後狙い膜厚)/(予測研磨レート×研磨レート比)・・・(1)
この研磨時間の算出に用いる研磨レート比は、異なる品種間に存在し得る研磨レート差を考慮し、複数品種のうちの一の品種(基準品種)の研磨レートに対する特定品種(基準品種を含む。)の研磨レートの比としたものである。また、式(1)の予測研磨レートは、基準品種の予測研磨レート、又は基準品種の予測研磨レートに換算した基準品種換算の予測研磨レートである。式(1)により、研磨対象の研磨時間が、基準品種の場合の研磨時間に対して、その品種に適した研磨時間に調整される。
Polishing time = (film thickness before polishing−target film thickness after polishing) / (predicted polishing rate × polishing rate ratio) (1)
The polishing rate ratio used for the calculation of the polishing time includes a specific product (reference product) with respect to the polishing rate of one product (reference product) of a plurality of products in consideration of a polishing rate difference that may exist between different products. ) Polishing rate ratio. Further, the predicted polishing rate of the formula (1) is the predicted polishing rate of the standard product or the predicted polishing rate converted to the standard product converted into the predicted polishing rate of the standard product. According to the equation (1), the polishing time of the object to be polished is adjusted to a polishing time suitable for the type of the polishing time for the standard type.

算出された研磨時間は、ステップS11に送られ、ステップS11では、送られてきた研磨時間で研磨が実施される。
ステップS12の研磨後膜厚の測定後は、その測定で取得された研磨後膜厚、ステップS10で取得された研磨前膜厚、及び研磨時間を用いて、次式(2)により、実際に研磨した研磨対象の研磨レート(実測研磨レート)が算出される。
The calculated polishing time is sent to Step S11, and in Step S11, polishing is performed with the sent polishing time.
After the measurement of the post-polishing film thickness in step S12, using the post-polishing film thickness acquired in the measurement, the pre-polishing film thickness acquired in step S10, and the polishing time, A polishing rate (measured polishing rate) of the polished object is calculated.

実測研磨レート=(研磨前膜厚−研磨後膜厚)/研磨時間・・・(2)
さらに、算出された実測研磨レートは、研磨したその研磨対象の品種の研磨レート比を用いて、次式(3)により、換算される。
Actual polishing rate = (film thickness before polishing−film thickness after polishing) / polishing time (2)
Further, the calculated actual polishing rate is converted according to the following equation (3) using the polishing rate ratio of the polished product type.

換算実測研磨レート=特定品種の実測研磨レート/特定品種の研磨レート比・・・(3)
この式(3)により、実際に研磨した研磨対象の実測研磨レートが、その研磨対象が基準品種であったとした場合の研磨レートに換算される。そして、次式(4)のように、算出された換算実測研磨レートと、それを取得するのに用いた基準品種又は基準品種換算の予測研磨レート(前回予測研磨レート)とを用いた指数移動平均(係数γは平滑化定数)により、次回の研磨の予測研磨レートが算出される。
Converted actual polishing rate = actual polishing rate of specific product / ratio of polishing rate of specific product (3)
By this formula (3), the actually measured polishing rate of the polishing target actually polished is converted into the polishing rate when the polishing target is the standard type. Then, as shown in the following equation (4), an index shift using the calculated conversion actual polishing rate and the standard product used to obtain the calculated polishing rate or the predicted polishing rate converted to the standard product (previous polishing rate) The predicted polishing rate for the next polishing is calculated based on the average (coefficient γ is a smoothing constant).

予測研磨レート=換算実測研磨レート×γ+前回予測研磨レート×(1−γ)・・・(4)
なお、係数γは、通常、0.2〜0.3程度に設定される。
Predicted polishing rate = converted actual measured polishing rate × γ + previous predicted polishing rate × (1−γ) (4)
The coefficient γ is usually set to about 0.2 to 0.3.

算出される次回予測研磨レートは、次回の研磨が基準品種であるとした場合の予測研磨レートであり、式(1)によって次回の研磨の研磨時間を算出するための予測研磨レートになる。次回の研磨では、次回の研磨対象の研磨前膜厚、及びその品種に固有の研磨後狙い膜厚並びに研磨レート比を用いて、式(1)により、その品種に適した研磨時間が算出されることになる。   The next predicted polishing rate calculated is a predicted polishing rate when the next polishing is assumed to be a standard product, and is a predicted polishing rate for calculating the polishing time of the next polishing by the equation (1). In the next polishing, the pre-polishing film thickness to be polished next time, the post-polishing target film thickness and the polishing rate ratio specific to the product type, and the polishing time suitable for the product type are calculated by equation (1). Will be.

ここで、複数回の研磨で得られる実測研磨レートの推移、及びCMPプロセスの制御に用いられる研磨レート比について述べる。
図2は実測研磨レートの推移の概念図である。
Here, the transition of the measured polishing rate obtained by a plurality of polishings and the polishing rate ratio used for the control of the CMP process will be described.
FIG. 2 is a conceptual diagram of the transition of the measured polishing rate.

連続して複数回行われる研磨の実測研磨レートは、研磨装置の構造上、パッドの消耗等により、図2にトレンド線100aとして示したように、研磨回数の増加に伴って次第に低下していくように推移する傾向がある。低下した研磨レートは、図2にトレンド線100bとして示したように、パッド交換等のメンテナンスを行うことで回復し、以後は再び研磨回数の増加に伴って次第に低下していくように推移する。   The measured polishing rate of polishing performed continuously a plurality of times gradually decreases as the number of polishing increases as shown by the trend line 100a in FIG. 2 due to pad wear due to the structure of the polishing apparatus. There is a tendency to change. The decreased polishing rate is recovered by performing maintenance such as pad replacement as shown by the trend line 100b in FIG. 2, and thereafter gradually decreases as the number of polishing increases again.

このように実測研磨レートが推移する傾向があるCMPプロセスでは、メンテナンスまでの複数回の研磨の間、すべて同じ品種について研磨を行う場合のほか、異なる品種について研磨を行う場合がある。その場合、品種が異なるとたとえ同じ条件で研磨を行ったとしてもそれらの研磨レートが同じになるとは限らない。   In the CMP process in which the actually measured polishing rate tends to change as described above, during the plural times of polishing up to the maintenance, all of the same type may be polished, and different types may be polished. In that case, even if the polishing is performed under the same conditions, the polishing rate is not necessarily the same when the types are different.

CMPプロセスにおいては、用いる研磨装置の状態のほか、異なる品種間に存在する研磨レート差が、その制御(研磨時間の調整)に影響してくる可能性がある点に留意する必要がある。   In the CMP process, it should be noted that, in addition to the state of the polishing apparatus to be used, a difference in polishing rate existing between different varieties may affect the control (adjustment of polishing time).

図3は複数品種の研磨対象の研磨の説明図であって、(A)は複数品種の研磨対象に研磨を行った場合の実測研磨レートの推移の一例を示す図、(B)は(A)の品種ごとの実測研磨レートとその単純平均を示す図である。ただし、図3には、研磨レート比を考慮せずに(すべての品種で研磨レート比を1として)研磨を行った場合の実測研磨レートを示している。   FIG. 3 is an explanatory diagram of polishing of a plurality of types of polishing targets. FIG. 3A is a diagram illustrating an example of transition of an actual polishing rate when polishing is performed on a plurality of types of polishing targets, and FIG. ) Shows the measured polishing rate and its simple average for each type. However, FIG. 3 shows the measured polishing rate when polishing is performed without considering the polishing rate ratio (the polishing rate ratio is 1 for all types).

図3(A)に示したように、例えば4種類の異なる品種A,B,C,Dについて所定の順番で連続して研磨を行った場合には、上記のように、全体的には研磨回数の増加とともに実測研磨レートが低下していく傾向が見られる。品種A,B,C,Dごとについて見ると、図3(B)に示したように、品種A,B,C,Dで実測研磨レートの単純平均A1,B1,C1,D1は異なってくる。   As shown in FIG. 3A, for example, when four different varieties A, B, C, and D are continuously polished in a predetermined order, as described above, overall polishing is performed. There is a tendency for the measured polishing rate to decrease as the number of times increases. Looking at each of the types A, B, C, and D, as shown in FIG. 3B, the simple averages A1, B1, C1, and D1 of the measured polishing rates are different for the types A, B, C, and D. .

今、図3の例で最も研磨回数の多い品種Aを基準にし、基準品種Aの研磨レート比を1、基準品種Aの単純平均に対する他の各品種B,C,Dの単純平均の比を各品種B,C,Dの研磨レート比とする。これら各品種A,B,C,Dの研磨レート比を用い、かつ、基準品種(品種A)又は基準品種換算の予測研磨レートを用いて、上記図1に示したステップS10の研磨時間を算出することで、単純平均で見た場合の品種A,B,C,D間の研磨レート差を考慮した研磨時間が得られるようになる。   In the example of FIG. 3, based on the type A having the highest number of polishing times, the polishing rate ratio of the standard type A is 1, and the ratio of the simple average of each of the other types B, C, D to the simple average of the standard type A is shown. The polishing rate ratio of each product type B, C, D is used. The polishing time of step S10 shown in FIG. 1 is calculated using the polishing rate ratio of each of these varieties A, B, C, and D, and using the standard varieties (variety A) or the predicted polishing rate converted to the reference varieties. By doing so, it is possible to obtain a polishing time in consideration of the polishing rate difference among the varieties A, B, C, and D when viewed as a simple average.

ただし、このような単純平均で求めた品種固有の研磨レート比を用いる手法では、研磨装置の構造上発生する上記図2に示したような実測研磨レートの推移を考慮せずに研磨レート比を求めている。例えば、実測研磨レートの単純平均が小さい品種Dは、本質的に研磨レートが小さいものである可能性があるほか、その研磨までに行われた研磨回数が多いために実測研磨レートが小さくなっている可能性がある。   However, in the method using the polishing rate ratio peculiar to the product obtained by such a simple average, the polishing rate ratio is set without considering the transition of the actual polishing rate as shown in FIG. Seeking. For example, the type D having a small simple average of the measured polishing rate may have a small polishing rate in nature, and the measured polishing rate is reduced because of the large number of polishings performed before the polishing. There is a possibility.

そこで、次に、研磨レート比を、研磨結果を用いた重回帰分析によって求める手法について説明する。
CMPプロセスにおいては、まず、複数品種の研磨対象について、研磨レート比を考慮せず、すべての品種で研磨レート比を1として、上記図1に示したステップS10の研磨前膜厚測定、ステップS11の研磨及びステップS12の研磨後膜厚測定を行う。これにより、研磨レート比を考慮しなかった場合の研磨結果のデータ(研磨対象の品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数、実測研磨レート等。)を取得する。その際、各データは、研磨対象ごとに関連付けて取得される。そして、複数品種の研磨対象について合計で所定数の研磨結果データが得られた段階で、次のようにして重回帰分析を行う。
Therefore, next, a method for obtaining the polishing rate ratio by multiple regression analysis using the polishing result will be described.
In the CMP process, first, the polishing rate ratio is set to 1 for all types of polishing objects without considering the polishing rate ratio, and the film thickness measurement before polishing in step S10 shown in FIG. And the post-polishing film thickness in step S12 are measured. As a result, the data of the polishing result when the polishing rate ratio is not taken into consideration (such as the name of the product to be polished, the polishing time, the number of polishings after maintenance, the number of maintenances, the measured polishing rate, etc.) is acquired. At that time, each data is acquired in association with each polishing object. Then, when a predetermined number of polishing result data is obtained in total for a plurality of types of polishing objects, a multiple regression analysis is performed as follows.

重回帰分析にあたっては、品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数及びメンテナンス回数を説明変数とし(品種名及びメンテナンス回数は名義尺度、研磨時間及びメンテナンス後研磨回数は連続尺度。)、実測研磨レートを目的変数とする。このような重回帰分析を行えば、研磨レートは次のような式(5)で表される。   In the multiple regression analysis, the product name, polishing time, the number of polishings after maintenance and the number of maintenances are used as explanatory variables (the product name and the number of maintenances are nominal scales, the polishing time and the number of polishings after maintenance are continuous scales), and the measured polishing rate. Is the objective variable. If such a multiple regression analysis is performed, the polishing rate is expressed by the following equation (5).

実測研磨レート=a(品種固有)+b×研磨時間+c×メンテナンス後研磨回数+d(メンテナンス固有)+e・・・(5)
この式において、aは、品種固有の値である。一方、b,cは、品種固有でない研磨時間及びメンテナンス後研磨回数の係数である。dは、メンテナンスに固有の値である。係数eは、切片である。
Actual polishing rate = a (product specific) + b × polishing time + c × number of polishing after maintenance + d (maintenance specific) + e (5)
In this equation, a is a value specific to the product type. On the other hand, b and c are coefficients of the polishing time and the number of polishing times after maintenance that are not unique to the product type. d is a value unique to maintenance. The coefficient e is an intercept.

メンテナンス回数が同じ研磨結果データの重回帰分析の場合、各品種の実測研磨レートを、各品種に固有のaの値にそれぞれeの値を足したものとみなす。そして、各品種の研磨レート比を求める。その際は、複数品種のうち一の品種を基準品種とし、その基準品種の実測研磨レートに対する特定品種の実測研磨レートの比を求める。各品種の研磨レート比は、a,eを用いて、次のような式(6)で算出される。   In the case of multiple regression analysis of polishing result data having the same maintenance frequency, the measured polishing rate of each product type is regarded as the value of e added to the value of a unique to each product type. Then, the polishing rate ratio of each type is obtained. At that time, one of the plurality of varieties is set as the reference varieties, and the ratio of the measured polishing rate of the specific varieties to the measured polishing rate of the reference varieties is obtained. The polishing rate ratio of each product is calculated by the following equation (6) using a and e.

研磨レート比=(特定品種固有a+e)/(基準品種固有a+e)・・・(6)
これにより、基準品種の研磨レート比1に対し、他の品種の研磨レート比が算出される。
Polishing rate ratio = (specific product specific a + e) / (reference product specific a + e) (6)
As a result, the polishing rate ratio of the other types is calculated with respect to the polishing rate ratio 1 of the standard type.

また、このような研磨レート比を考慮した実測研磨レートのトレンドを評価するために、各品種の実測研磨レート及び各品種の研磨レート比を用い、次のような式(7)でトレンド研磨レートを算出する。   Further, in order to evaluate the trend of the actual polishing rate in consideration of such a polishing rate ratio, the actual polishing rate of each product and the polishing rate ratio of each product are used, and the trend polishing rate is expressed by the following equation (7). Is calculated.

トレンド研磨レート=特定品種の実測研磨レート/特定品種の研磨レート比・・・(7)
各品種の研磨レート比を求めた後は、その各品種の研磨レート比を用いて、上記図1に示したようなフローでCMPプロセスの制御を行っていく。
Trend polishing rate = Measured polishing rate for a specific product / Polishing rate ratio for a specific product (7)
After obtaining the polishing rate ratio of each product type, the CMP process is controlled by the flow shown in FIG. 1 using the polishing rate ratio of each product type.

研磨レート比の算出、及び求めた研磨レート比を用いたCMPプロセスの制御は、例えば、次の図4に示すような研磨制御システムを用いて行うことができる。
図4は研磨制御システムの構成例を示す図である。
The calculation of the polishing rate ratio and the control of the CMP process using the determined polishing rate ratio can be performed using, for example, a polishing control system as shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the polishing control system.

図4に示す研磨制御システム1は、研磨対象に形成されている研磨すべき膜の研磨を行う研磨処理部2、その膜の研磨前後の膜厚を測定する膜厚測定部3、及び研磨処理部2での研磨時間を制御するプロセス制御部4を有している。   A polishing control system 1 shown in FIG. 4 includes a polishing processing unit 2 that polishes a film to be polished formed on a polishing target, a film thickness measuring unit 3 that measures the film thickness of the film before and after polishing, and a polishing process. A process control unit 4 for controlling the polishing time in the unit 2 is provided.

研磨対象は、研磨前に膜厚測定部3によってその膜の研磨前膜厚が測定され、その後、研磨処理部2に送られる。研磨処理部2では、研磨対象に対し、プロセス制御部4によって調整された所定の研磨時間で研磨が行われる。研磨後の研磨対象は、再び膜厚測定部3に戻され、その膜の研磨後膜厚が測定される。   The object to be polished is measured for the film thickness before polishing by the film thickness measuring unit 3 before polishing, and then sent to the polishing processing unit 2. In the polishing processing unit 2, polishing is performed on the object to be polished in a predetermined polishing time adjusted by the process control unit 4. The polished object after polishing is returned to the film thickness measuring unit 3 again, and the film thickness after polishing of the film is measured.

研磨処理部2は、研磨を行う機構を備えた研磨部2a、及び研磨部2aの研磨動作制御を行う制御部2bを備える。さらに、研磨処理部2は、メモリ部2cを備え、研磨が行われて取得される研磨結果データ(その品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数及びメンテナンス回数等。)が格納されるようになっている。   The polishing processing unit 2 includes a polishing unit 2a having a mechanism for performing polishing, and a control unit 2b for controlling the polishing operation of the polishing unit 2a. Further, the polishing processing unit 2 includes a memory unit 2c, and stores polishing result data (the name of the product, the polishing time, the number of polishings after maintenance, the number of maintenances, etc.) acquired by polishing. It has become.

膜厚測定部3は、膜厚測定を行う機構を備えた測定部3a、及び測定部3aの測定動作制御を行う制御部3bを備える。さらに、膜厚測定部3は、メモリ部3cを備え、研磨前後に測定される膜厚のデータが格納されるようになっている。   The film thickness measurement unit 3 includes a measurement unit 3a provided with a mechanism for measuring the film thickness, and a control unit 3b that performs measurement operation control of the measurement unit 3a. Furthermore, the film thickness measuring unit 3 includes a memory unit 3c, and stores data on the film thickness measured before and after polishing.

例えば、研磨処理部2は、CMP装置とそれと協働するコンピュータによって構成され、膜厚測定部3は、レーザ等を利用して側長可能な膜厚測定装置とそれと協働するコンピュータによって構成される。   For example, the polishing processing unit 2 is configured by a CMP apparatus and a computer that cooperates with the CMP apparatus, and the film thickness measuring unit 3 is configured by a film thickness measuring apparatus that can be extended by using a laser or the like and a computer that cooperates with the film thickness measuring apparatus. The

研磨制御システム1のプロセス制御部4は、研磨レート算出部5、研磨時間算出部6、研磨レート比算出部7、及びデータ格納部8を備えている。
研磨レート算出部5は、研磨処理部2で研磨が行われた研磨対象の実測研磨レート、それを基準品種の研磨レートに換算した換算実測研磨レート、及び次回の研磨の予測研磨レートを算出する。実測研磨レート、換算実測研磨レート及び予測研磨レートはそれぞれ、式(2),(3),(4)を用いて算出される。すなわち、研磨レート算出部5は、式(2)により、研磨処理部2で取得された研磨結果データ及び膜厚測定部3で取得された研磨前膜厚並びに研磨後膜厚を用いて実測研磨レートを算出する。また、この研磨レート算出部5は、式(3)により、換算実測研磨レートを算出し、式(4)により、換算実測研磨レート及び前回予測研磨レート(その換算実測研磨レートを取得するのに用いた予測研磨レート)を用いて予測研磨レートを算出する。さらに、研磨レート算出部5は、算出した実測研磨レート、及び複数品種の各研磨レート比を用いて、式(7)によりトレンド研磨レートを算出する。
The process control unit 4 of the polishing control system 1 includes a polishing rate calculation unit 5, a polishing time calculation unit 6, a polishing rate ratio calculation unit 7, and a data storage unit 8.
The polishing rate calculation unit 5 calculates the actual polishing rate of the polishing target polished by the polishing processing unit 2, the converted actual polishing rate obtained by converting the polishing rate into the polishing rate of the standard product, and the predicted polishing rate of the next polishing. . The measured polishing rate, the converted measured polishing rate, and the predicted polishing rate are calculated using the equations (2), (3), and (4), respectively. That is, the polishing rate calculation unit 5 performs actual polishing using the polishing result data acquired by the polishing processing unit 2 and the pre-polishing film thickness and post-polishing film thickness acquired by the film thickness measurement unit 3 according to the equation (2). Calculate the rate. Further, the polishing rate calculation unit 5 calculates the converted actual polishing rate by the equation (3), and acquires the converted actual polishing rate and the previous predicted polishing rate (the converted actual polishing rate by the equation (4)). The predicted polishing rate is calculated using the predicted polishing rate used. Further, the polishing rate calculation unit 5 calculates a trend polishing rate by the equation (7) using the calculated actual polishing rate and the polishing rate ratios of a plurality of types.

研磨時間算出部6は、研磨レート算出部5で算出された予測研磨レート、及び複数品種の各研磨レート比を用いて、次回研磨の研磨時間を算出する。次回研磨の研磨時間は、その次回研磨の予測研磨レート、その次回研磨を行う品種の研磨レート比のほか、膜厚測定部3で取得された研磨前膜厚、及び品種ごとに設定されている研磨後狙い膜厚を用いて、式(1)により算出される。研磨時間算出部6で算出された研磨時間のデータは、研磨処理部2に送信され、研磨処理部2では、受信したその研磨時間のデータを用いて次回の研磨対象について研磨が行われることになる。   The polishing time calculation unit 6 calculates the polishing time of the next polishing using the predicted polishing rate calculated by the polishing rate calculation unit 5 and the polishing rate ratios of a plurality of types. The polishing time of the next polishing is set for each predicted polishing rate of the next polishing, the polishing rate ratio of the type that performs the next polishing, the pre-polishing film thickness acquired by the film thickness measuring unit 3, and each type. Using the target film thickness after polishing, it is calculated by equation (1). The data of the polishing time calculated by the polishing time calculation unit 6 is transmitted to the polishing processing unit 2, and the polishing processing unit 2 performs polishing on the next polishing target using the received data of the polishing time. Become.

研磨レート比算出部7は、複数品種の研磨対象について研磨処理部2で連続して取得された所定数の研磨結果データを用いて、各品種の研磨レート比を算出する。この研磨レート比算出部7は、研磨レート比を考慮せずに取得された複数品種の研磨対象の研磨結果データを用いた重回帰分析処理を実行し、式(5),(6)により各品種の研磨レート比を算出する。なお、研磨レート比の算出に用いる研磨結果データの数は、研磨制御システム1の外部から予め設定しておくことができるようになっている。   The polishing rate ratio calculation unit 7 calculates the polishing rate ratio of each type using a predetermined number of polishing result data continuously acquired by the polishing processing unit 2 for a plurality of types of polishing targets. The polishing rate ratio calculation unit 7 executes a multiple regression analysis process using polishing result data of a plurality of types of polishing objects acquired without considering the polishing rate ratio, and each of the equations (5) and (6) Calculate the polishing rate ratio of the product type. The number of polishing result data used for calculating the polishing rate ratio can be set in advance from outside the polishing control system 1.

データ格納部8は、第1,第2メモリ部8a,8bを備えている。第1メモリ部8aには、研磨レート算出部5によって算出された実測研磨レート及び予測研磨レートが格納される。研磨レート算出部5は、次回研磨の予測研磨レートを算出する際、この第1メモリ部8aに格納されている前回(次回研磨の1回前)の予測研磨レートを用いて、次回研磨の予測研磨レートを算出する。さらに、研磨レート算出部5は、第1メモリ部8aに格納されている実測研磨レート、及び第2メモリ部8bに格納されている各品種の研磨レート比を用いて、トレンド研磨レートを算出する。また、第2メモリ部8bには、研磨レート比算出部7によって算出された各品種の研磨レート比が格納される。研磨時間算出部6は、第1メモリ部8aに格納されている前回の予測研磨レート、及びこの第2メモリ部8bに格納されている各品種の研磨レート比を用いて、研磨時間を算出する。   The data storage unit 8 includes first and second memory units 8a and 8b. The first memory unit 8a stores the measured polishing rate and the predicted polishing rate calculated by the polishing rate calculation unit 5. When calculating the predicted polishing rate of the next polishing, the polishing rate calculation unit 5 uses the predicted polishing rate of the previous time (one time before the next polishing) stored in the first memory unit 8a to predict the next polishing. The polishing rate is calculated. Further, the polishing rate calculation unit 5 calculates a trend polishing rate using the actually measured polishing rate stored in the first memory unit 8a and the polishing rate ratio of each product stored in the second memory unit 8b. . The second memory unit 8b stores the polishing rate ratio of each product type calculated by the polishing rate ratio calculation unit 7. The polishing time calculation unit 6 calculates the polishing time using the previous predicted polishing rate stored in the first memory unit 8a and the polishing rate ratio of each product stored in the second memory unit 8b. .

なお、プロセス制御部4の処理機能は、コンピュータによって実現可能である。
この図4に示したような構成を有する研磨制御システム1を用いたCMPプロセスの制御は、例えば、次のような流れで行われる。
The processing function of the process control unit 4 can be realized by a computer.
The control of the CMP process using the polishing control system 1 having the configuration as shown in FIG. 4 is performed in the following flow, for example.

まず、適正な研磨時間を予測するために、研磨レート比を求める。その際は、複数品種の研磨対象について、研磨レート比を考慮せず、すべての品種で研磨レート比を1として、上記図1に示したようなフローに従ってデータを取得し、そのデータを用いて重回帰分析を行い、各品種の研磨レート比を求める。   First, in order to predict an appropriate polishing time, a polishing rate ratio is obtained. At that time, with respect to a plurality of types of polishing objects, the polishing rate ratio is set to 1 for all types and the data is acquired according to the flow shown in FIG. Perform multiple regression analysis to determine the polishing rate ratio for each product type.

1回目の研磨では、特定品種の研磨対象について、膜厚測定部3によりその膜の研磨前膜厚が測定され、その研磨前膜厚は、メモリ部3cに格納される。さらに、研磨時間算出部6により、式(1)の研磨レート比を1にし、予測研磨レートを適当に設定し(例えば、従前の結果や他の品種から予測される研磨レート等。)、さらにその研磨対象の研磨後狙い膜厚を用いて、研磨時間が算出される。算出後の研磨時間は、研磨処理部2(制御部2b)に送信される。   In the first polishing, the film thickness measurement unit 3 measures the film thickness before polishing of a specific type of polishing target, and the film thickness before polishing is stored in the memory unit 3c. Further, the polishing time calculation unit 6 sets the polishing rate ratio of the formula (1) to 1, and appropriately sets the predicted polishing rate (for example, the polishing rate predicted from previous results or other types), and further. The polishing time is calculated using the target film thickness after polishing of the object to be polished. The calculated polishing time is transmitted to the polishing processing unit 2 (control unit 2b).

その後、その研磨対象は、研磨処理部2に送られ、研磨時間算出部6で算出された研磨時間で研磨され、その研磨の研磨結果データ(品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数等。)が取得され、メモリ部2cに格納される。研磨後の研磨対象は、膜厚測定部3に送られてその膜の研磨後膜厚が測定され、その研磨後膜厚は、メモリ部3cに格納される。   Thereafter, the object to be polished is sent to the polishing processing unit 2 and polished at the polishing time calculated by the polishing time calculating unit 6, and the polishing result data (product name, polishing time, number of polishing after maintenance, maintenance) The number of times is acquired and stored in the memory unit 2c. The polished object after polishing is sent to the film thickness measuring unit 3 to measure the film thickness after polishing of the film, and the film thickness after polishing is stored in the memory unit 3c.

研磨処理部2で取得されたメモリ部2cの研磨結果データ、膜厚測定部3で取得されたメモリ部3cの研磨前膜厚及び研磨後膜厚のデータは、研磨レート算出部5に送信され、研磨レート算出部5では、式(2)によりその研磨対象の実測研磨レートが算出される。算出された実測研磨レートは、データ格納部8の第1メモリ部8aに格納される。そして、例えば、この実測研磨レートを2回目の研磨の予測研磨レートとする。なお、研磨時間算出時に設定した予測研磨レートを用い、式(3),(4)により(研磨レート比1,換算実測研磨レート=実測研磨レート)、2回目の研磨の予測研磨レートを算出することもできる。   The polishing result data of the memory unit 2c acquired by the polishing processing unit 2 and the data of the film thickness before polishing and the film thickness after polishing of the memory unit 3c acquired by the film thickness measuring unit 3 are transmitted to the polishing rate calculation unit 5. The polishing rate calculation unit 5 calculates the actual polishing rate of the object to be polished by equation (2). The calculated actual polishing rate is stored in the first memory unit 8a of the data storage unit 8. For example, this measured polishing rate is set as the predicted polishing rate of the second polishing. In addition, using the predicted polishing rate set when calculating the polishing time, the predicted polishing rate of the second polishing is calculated according to formulas (3) and (4) (polishing rate ratio 1, converted actual polishing rate = actual polishing rate). You can also

続く2回目の研磨では、特定品種(1回目の研磨と同じ又は異なる品種)の研磨対象について、膜厚測定部3によりその膜の研磨前膜厚が測定され、その研磨前膜厚は、メモリ部3cに格納される。さらに、研磨時間算出部6により、式(1)の研磨レート比を1にし、1回目の研磨で算出された第1メモリ部8aの予測研磨レート、及びその研磨対象の研磨後狙い膜厚を用いて、研磨時間が算出される。算出後の研磨時間は、研磨処理部2に送信される。   In the subsequent second polishing, the film thickness measurement unit 3 measures the film thickness before polishing of a specific type (the same or different type as the first polishing), and the film thickness before polishing is stored in the memory. Stored in the unit 3c. Further, the polishing time calculation unit 6 sets the polishing rate ratio of the formula (1) to 1, and calculates the predicted polishing rate of the first memory unit 8a calculated by the first polishing and the target thickness after polishing of the polishing target. Using this, the polishing time is calculated. The calculated polishing time is transmitted to the polishing processing unit 2.

その後、その研磨対象は、1回目の研磨と同様に、研磨処理部2においてその研磨時間で研磨され、取得された研磨結果データがメモリ部2cに格納される。研磨後の研磨対象は、膜厚測定部3に送られてその膜の研磨後膜厚が測定され、その研磨後膜厚がメモリ部3cに格納される。   Thereafter, like the first polishing, the polishing target is polished at the polishing time in the polishing processing unit 2, and the acquired polishing result data is stored in the memory unit 2c. The polished object after polishing is sent to the film thickness measuring unit 3, the film thickness after polishing of the film is measured, and the film thickness after polishing is stored in the memory unit 3c.

研磨処理部2で取得された研磨結果データ、膜厚測定部3で取得された研磨前膜厚及び研磨後膜厚のデータは、研磨レート算出部5に送信され、研磨レート算出部5では、実測研磨レートが算出され、研磨レート比1の条件で、さらに第1メモリ部8a内にある2回目の研磨の予測研磨レートを用いて、3回目の研磨の予測研磨レートが算出される。算出後の実測研磨レート及び3回目の研磨の予測研磨レートは、第1メモリ部8aに格納される。   The polishing result data acquired by the polishing processing unit 2, the pre-polishing film thickness data and the post-polishing film thickness data acquired by the film thickness measurement unit 3 are transmitted to the polishing rate calculation unit 5, and the polishing rate calculation unit 5 The actual polishing rate is calculated, and the predicted polishing rate for the third polishing is calculated using the predicted polishing rate for the second polishing in the first memory unit 8a under the condition of the polishing rate ratio of 1. The actually measured polishing rate after calculation and the predicted polishing rate of the third polishing are stored in the first memory unit 8a.

3回目以降の研磨についてもこれと同様にして行われる。
そして、複数品種の研磨対象について、合計で所定数の研磨結果データ(品種名、研磨時間、実測研磨レート、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数等。)が得られた段階で、それらの研磨結果データを用いて、研磨レート比算出部7により各品種の研磨レート比が算出される。研磨レート比算出部7は、各品種の研磨レート比を考慮せずに取得した所定数の研磨結果データを用いた重回帰分析処理を実行し、式(5),(6)により各品種の研磨レート比を求める。求められた各品種の研磨レート比は、データ格納部8の第2メモリ部8bに格納される。また、研磨レート算出部5により、第1メモリ部8aに格納されている実測研磨レート、及び第2メモリ部8bに格納されている各品種の研磨レート比を用いて、トレンド研磨レートを算出する。
The third and subsequent polishing is performed in the same manner.
Then, when a predetermined number of polishing result data (product name, polishing time, measured polishing rate, number of polishings after maintenance, number of maintenances, etc.) are obtained for a plurality of types of polishing objects, the polishing results are obtained. Using the data, the polishing rate ratio calculation unit 7 calculates the polishing rate ratio of each product type. The polishing rate ratio calculation unit 7 executes a multiple regression analysis process using a predetermined number of polishing result data acquired without considering the polishing rate ratio of each product type, and uses Equations (5) and (6) for each product type. Determine the polishing rate ratio. The obtained polishing rate ratio of each product is stored in the second memory unit 8b of the data storage unit 8. Further, the polishing rate calculation unit 5 calculates the trend polishing rate using the measured polishing rate stored in the first memory unit 8a and the polishing rate ratio of each type stored in the second memory unit 8b. .

このようにして各品種の研磨レート比を求めた後、その研磨レート比を用いて以後のCMPプロセスの制御を行っていく。その際は、各品種の研磨レート比を用いて、上記図1に示したようなフローに従って、データ取得及びプロセス制御を行っていくようにすればよい。   After determining the polishing rate ratio of each product in this way, the subsequent CMP process is controlled using the polishing rate ratio. In that case, it is only necessary to perform data acquisition and process control according to the flow shown in FIG. 1 using the polishing rate ratio of each product type.

すなわち、研磨レート比取得後の1回目の研磨では、まず、特定品種の研磨対象について、膜厚測定部3によりその膜の研磨前膜厚の測定及びメモリ部3cへの格納が行われる。次いで、研磨時間算出部6により、その研磨対象の品種の研磨レート比を用い、所定の予測研磨レート、及びその品種の研磨後狙い膜厚を用いて、研磨時間が算出される。算出後の研磨時間は、研磨処理部2に送信される。   That is, in the first polishing after acquiring the polishing rate ratio, first, the film thickness measuring unit 3 measures the film thickness before polishing of the film and stores it in the memory unit 3c for a specific type of polishing target. Next, the polishing time is calculated by the polishing time calculation unit 6 using the polishing rate ratio of the product to be polished, using the predetermined predicted polishing rate and the target film thickness after polishing of the product. The calculated polishing time is transmitted to the polishing processing unit 2.

その後、その研磨対象は、研磨処理部2に送られ、研磨時間算出部6で算出された研磨時間で研磨され、その研磨で取得された研磨結果データ(品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数等。)がメモリ部2cに格納される。研磨後の研磨対象は、膜厚測定部3に送られ、その膜の研磨後膜厚の測定及びメモリ部3cへの格納が行われる。   Thereafter, the object to be polished is sent to the polishing processing unit 2 and polished at the polishing time calculated by the polishing time calculating unit 6, and the polishing result data obtained by the polishing (product name, polishing time, polishing after maintenance) The number of times, the number of maintenance times, etc.) are stored in the memory unit 2c. The object to be polished after polishing is sent to the film thickness measuring unit 3, and the film thickness after polishing of the film is measured and stored in the memory unit 3c.

メモリ部2cの研磨結果データ、メモリ部3cの研磨前膜厚及び研磨後膜厚のデータは、研磨レート算出部5に送信される。研磨レート算出部5では、式(2)によりその研磨対象の実測研磨レートが算出される。例えば、この実測研磨レートは、2回目の研磨の予測研磨レートとして第1メモリ部8aに格納される。   The polishing result data in the memory unit 2 c and the data on the film thickness before polishing and the film thickness after polishing in the memory unit 3 c are transmitted to the polishing rate calculation unit 5. The polishing rate calculation unit 5 calculates the actual polishing rate of the object to be polished according to the equation (2). For example, this measured polishing rate is stored in the first memory unit 8a as the predicted polishing rate for the second polishing.

続く2回目の研磨では、特定品種(1回目の研磨と同じ又は異なる品種)の研磨対象について、膜厚測定部3によりその膜の研磨前膜厚の測定及びメモリ部3cへの格納が行われる。次いで、研磨時間算出部6により、そのメモリ部3cに格納されている研磨前膜厚、第1メモリ部8aに格納されている2回目の研磨の予測研磨レート、第2メモリ部8bに格納されているその研磨対象の品種の研磨レート比、及びその品種の研磨後狙い膜厚を用いて、研磨時間が算出される。算出後の研磨時間は、研磨処理部2に送信される。   In the subsequent second polishing, the film thickness measurement unit 3 measures the film thickness before polishing of the specific type (same or different type as the first polishing) and stores it in the memory unit 3c. . Next, the polishing time calculation unit 6 stores the pre-polishing film thickness stored in the memory unit 3c, the predicted polishing rate of the second polishing stored in the first memory unit 8a, and the second memory unit 8b. The polishing time is calculated by using the polishing rate ratio of the type to be polished and the target film thickness after polishing of the type. The calculated polishing time is transmitted to the polishing processing unit 2.

その後、その研磨対象は、1回目の研磨と同様に、研磨処理部2においてその研磨時間で研磨され、取得された研磨結果データ(品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数等。)がメモリ部2cに格納される。研磨後の研磨対象は、膜厚測定部3に送られてその膜の研磨後膜厚が測定され、その研磨後膜厚がメモリ部3cに格納される。   Thereafter, as in the first polishing, the object to be polished is polished at the polishing time in the polishing unit 2, and acquired polishing result data (product name, polishing time, number of polishing after maintenance, number of maintenance, etc.). ) Is stored in the memory unit 2c. The polished object after polishing is sent to the film thickness measuring unit 3, the film thickness after polishing of the film is measured, and the film thickness after polishing is stored in the memory unit 3c.

メモリ部2cの研磨結果データ、メモリ部3cの研磨前膜厚及び研磨後膜厚のデータは、研磨レート算出部5に送信される。研磨レート算出部5では、式(2)によりその研磨対象の実測研磨レートが算出される。算出後の実測研磨レートは、第1メモリ部8aに格納される。さらに、研磨レート算出部5では、第1メモリ部8aに格納されている実測研磨レート並びに2回目の研磨の予測研磨レート、及び第2メモリ部8bに格納されているその研磨対象の品種の研磨レート比を用いて、式(3),(4)により3回目の研磨の予測研磨レートが算出される。   The polishing result data in the memory unit 2 c and the data on the film thickness before polishing and the film thickness after polishing in the memory unit 3 c are transmitted to the polishing rate calculation unit 5. The polishing rate calculation unit 5 calculates the actual polishing rate of the object to be polished according to the equation (2). The calculated actual polishing rate is stored in the first memory unit 8a. Further, in the polishing rate calculation unit 5, the measured polishing rate stored in the first memory unit 8a, the predicted polishing rate of the second polishing, and the polishing of the type to be polished stored in the second memory unit 8b. Using the rate ratio, the predicted polishing rate of the third polishing is calculated by the equations (3) and (4).

3回目以降の研磨についてもこれと同様にして行われる。
以下、具体例を挙げて説明する。
図5は実測研磨レートの推移の一例を示す図である。
The third and subsequent polishing is performed in the same manner.
Hereinafter, a specific example will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the transition of the measured polishing rate.

図5には、4種類の半導体装置がそれぞれ形成される品種A,B,C,Dの各研磨対象(ウェハ)について、研磨レート比を考慮せずに(研磨レート比1とし)、上記図1に示したようなフローに従って連続して研磨を実施したときの各回の実測研磨レートを示している。   FIG. 5 shows the above-described figure without considering the polishing rate ratio (wafer rate ratio 1) for each of the polishing objects (wafers) of varieties A, B, C, and D on which four types of semiconductor devices are respectively formed. 1 shows the actual polishing rate of each time when polishing was continuously performed according to the flow as shown in FIG.

これら15回分の実測研磨レートとともに取得されている研磨結果データ(品種名、研磨時間、メンテナンス後の研磨回数、メンテナンス回数等。)を用い、重回帰分析を実行した。研磨レートは、式(5)に従い、次のように表すことができる。   Multiple regression analysis was performed using the polishing result data (variety name, polishing time, number of polishings after maintenance, number of maintenances, etc.) acquired together with these 15 actual polishing rates. The polishing rate can be expressed as follows according to the equation (5).

研磨レート=a+b×研磨時間+c×メンテナンス後研磨回数+d+e
重回帰分析を実行することによって取得された係数a,b,c,dの各値(推定値)は、次の表1のようになった。
Polishing rate = a + b × polishing time + c × number of polishing after maintenance + d + e
The values (estimated values) of the coefficients a, b, c, and d obtained by executing the multiple regression analysis are as shown in Table 1 below.

Figure 2009160691
Figure 2009160691

ここで、研磨した回数(n数)が最も多い品種Aを基準品種とし、各品種の研磨レート比を式(6)に従って算出した。基準品種Aの研磨レート比は1である。品種Bの研磨レート比は、次のようになる。   Here, the cultivar A having the largest number of times of polishing (the number of n) was set as the reference cultivar, and the polishing rate ratio of each cultivar was calculated according to the equation (6). The polishing rate ratio of the standard product A is 1. The polishing rate ratio of product type B is as follows.

(品種Bのa+e)/(基準品種Aのa+e)=(0.1569+10.0649)/(−0.0448+10.0649)=1.020
他の品種C,Dについても同様に算出した。品種A,B,C,Dの各研磨レート比は、次の表2のようになった。なお、表2には、各品種の実測研磨レートの単純平均も併せて示している。
(Variety B a + e) / (reference variety A a + e) = (0.1569 + 10.0649) / (− 0.0448 + 10.0649) = 1.020
Similar calculations were made for other varieties C and D. The polishing rate ratios for the varieties A, B, C, and D are as shown in Table 2 below. Table 2 also shows a simple average of the measured polishing rates of the various types.

Figure 2009160691
Figure 2009160691

表2より、品種B,C,Dのいずれも、重回帰分析によって求めた場合と単純平均で求めた場合とで、研磨レート比が異なっており、特に、品種Dで双方の研磨レート比が大きく異なった。   According to Table 2, the polishing rate ratios for each of the varieties B, C, and D are different between the cases obtained by the multiple regression analysis and the case obtained by the simple average. It was very different.

このようにして求めた研磨レート比を用い、式(7)に従ってトレンド研磨レートを算出した。
図6はトレンド研磨レートの推移を示す図である。
The trend polishing rate was calculated according to the equation (7) using the polishing rate ratio thus determined.
FIG. 6 is a diagram showing the transition of the trend polishing rate.

図6には、図5に示したように取得された各実測研磨レートをそれぞれ、重回帰分析によって求めた該当品種の研磨レート比で除して算出したトレンド研磨レートと、単純平均で求めた該当品種の研磨レート比で除して算出したトレンド研磨レートとを示している。   In FIG. 6, the measured polishing rate obtained as shown in FIG. 5 is obtained by dividing by the polishing rate ratio of the corresponding product obtained by multiple regression analysis, and a simple average is obtained. The trend polishing rate calculated by dividing by the polishing rate ratio of the corresponding product is shown.

図6より、重回帰分析によって求めた研磨レート比を用いた場合の方が、単純平均で求めた研磨レート比を用いた場合に比べ、トレンド研磨レートの推移が滑らかになっていることがわかる。特に、品種Dについて、双方の場合でトレンド研磨レートの差が大きくなっている。   From FIG. 6, it can be seen that the trend polishing rate changes more smoothly when the polishing rate ratio obtained by multiple regression analysis is used than when the polishing rate ratio obtained by simple average is used. . In particular, for the type D, the difference in trend polishing rate is large in both cases.

このように、研磨レート比の算出に重回帰分析を用いることにより、研磨レートの推移を適正に把握することができ、研磨時間の予測をより正確に行うことが可能になり、研磨後膜厚のばらつきを低減することが可能になる。上記手法を用いて研磨レート比を算出した後、上記図1に示したようなフローに従ってCMPプロセスを実施したところ、研磨後狙い膜厚からのずれ量について、工程能力が1.3倍程度に向上することが確認された。その結果、研磨後の半導体装置製造過程における製造ばらつきも低減することができた。   In this way, by using multiple regression analysis to calculate the polishing rate ratio, it is possible to properly grasp the transition of the polishing rate, and it is possible to more accurately predict the polishing time, and the film thickness after polishing It becomes possible to reduce the variation of. After calculating the polishing rate ratio using the above method, the CMP process was carried out according to the flow shown in FIG. 1 above. As a result, the process capability was about 1.3 times the deviation from the target film thickness after polishing. It was confirmed to improve. As a result, manufacturing variations in the semiconductor device manufacturing process after polishing could be reduced.

なお、複数品種の研磨レート比算出の対象とするn数は、上記の例(15回)に限定されるものではない。n数が多くなるほど、演算の負荷は大きくなるが、より適正な研磨レート比を算出することが可能になる。このn数は、予め設定される。また、複数品種の研磨レート比算出を、研磨レート比を用いた研磨を所定回数実施するごとに、行うようにしてもよい。   Note that the number of n to be used for calculating the polishing rate ratios of a plurality of types is not limited to the above example (15 times). As the number n increases, the calculation load increases, but a more appropriate polishing rate ratio can be calculated. This n number is preset. Moreover, the polishing rate ratio calculation of a plurality of types may be performed every time the polishing using the polishing rate ratio is performed a predetermined number of times.

以上説明したように、複数品種の研磨対象について所定数取得された実測研磨レートを用いて各品種の研磨レート比を算出する上記手法を用いることにより、CMPプロセスを高精度に制御することができ、高品質の半導体装置の製造が可能になる。上記手法では、研磨対象の膜の凹凸や研磨装置の状態を示すパラメータ、そのようなパラメータを用いたモデル式、実験やシミュレーションに基づくパラメータの最適化等が不要で、複数品種の研磨対象について実測した必要十分なデータを用いて、複数品種の高精度なCMPプロセス制御に対応することができる。   As described above, the CMP process can be controlled with high accuracy by using the above-described method of calculating the polishing rate ratio of each product type using a measured number of polishing rates acquired for a plurality of product types. High-quality semiconductor devices can be manufactured. The above method does not require parameters indicating the unevenness of the film to be polished and the state of the polishing apparatus, model formulas using such parameters, parameter optimization based on experiments and simulations, etc. By using the necessary and sufficient data, it is possible to cope with high-precision CMP process control of a plurality of types.

なお、以上の説明では、重回帰分析によって研磨レート比を算出する手法について説明したが、次のような手法を用いて研磨レート比を算出しても、同様の効果を得ることが可能である。   In the above description, the method of calculating the polishing rate ratio by multiple regression analysis has been described. However, the same effect can be obtained by calculating the polishing rate ratio using the following method. .

すなわち、図5に示したような各実測研磨レートとそれぞれの取得直前に算出されている各予測研磨レートとの比(実測研磨レート/予測研磨レート)を算出し、それらを品種A,B,C,Dごとに平均化することによって、各品種A,B,C,Dの研磨レート比を算出する。このような手法によっても各品種A,B,C,Dの研磨レート比を適正に算出することが可能であり、それにより、研磨時間の正確な予測が可能になる。   That is, a ratio (actual polishing rate / predicted polishing rate) between each measured polishing rate as shown in FIG. 5 and each predicted polishing rate calculated immediately before each acquisition is calculated, and these are calculated as varieties A, B, By averaging for each C and D, the polishing rate ratio of each of the varieties A, B, C and D is calculated. Also by such a method, it is possible to appropriately calculate the polishing rate ratio of each of the varieties A, B, C, and D, thereby enabling accurate prediction of the polishing time.

このような手法を用いる場合にも、上記図4に示した研磨制御システムと同様のシステムを用いることが可能であり、その研磨レート比算出部7において、必要な実測研磨レート及び予測研磨レートを用いてそれらの比を算出し、さらに品種A,B,C,Dごとに平均化する処理を実行するようにすればよい。   Even when such a method is used, a system similar to the polishing control system shown in FIG. 4 can be used. In the polishing rate ratio calculation unit 7, necessary measured polishing rate and predicted polishing rate are set. It is sufficient to calculate the ratio between them, and to perform an averaging process for each of the varieties A, B, C, and D.

なお、以上説明したような研磨制御システム1が有する処理機能は、コンピュータを用いて実現可能である。その場合、そのような研磨制御システム1が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、所定の処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。   The processing functions of the polishing control system 1 as described above can be realized using a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the polishing control system 1 should have is provided. By executing the program on the computer, a predetermined processing function is realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded in a computer-readable recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, a semiconductor memory, or the like.

以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1) 研磨プロセスの制御を行う研磨制御システムにおいて、
所定研磨時間で研磨対象に形成されている膜の研磨を行う研磨処理部と、
研磨前後の前記膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記所定研磨時間及び前記膜厚を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の前記研磨処理部での予測研磨レートを算出する研磨レート算出部と、
算出された前記予測研磨レートを用いて前記研磨処理部での研磨時間を算出する研磨時間算出部と、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部と、
を有することを特徴とする研磨制御システム。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Supplementary note 1) In a polishing control system for controlling a polishing process,
A polishing processing unit for polishing a film formed on the object to be polished in a predetermined polishing time;
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the film before and after polishing;
A polishing rate calculation unit that calculates an actual polishing rate using the predetermined polishing time and the film thickness, and calculates a predicted polishing rate in the next polishing processing unit using the calculated actual polishing rate;
A polishing time calculation unit that calculates a polishing time in the polishing processing unit using the calculated predicted polishing rate;
A polishing rate ratio calculation unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for adjusting a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets. When,
A polishing control system comprising:

(付記2) 前記研磨レート比算出部による前記研磨レート比の算出後、
前記研磨レート算出部は、前記実測研磨レートを算出した研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて前記予測研磨レートを算出し、
前記研磨時間算出部は、算出された前記予測研磨レート及び次回の研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて、算出する研磨時間を調整する、
ことを特徴とする付記1記載の研磨制御システム。
(Supplementary Note 2) After calculation of the polishing rate ratio by the polishing rate ratio calculation unit,
The polishing rate calculation unit calculates the predicted polishing rate using the polishing rate ratio corresponding to the type of the polishing target for which the measured polishing rate is calculated,
The polishing time calculation unit adjusts the calculated polishing time using the calculated predicted polishing rate and the polishing rate ratio corresponding to the type of the next polishing target,
The polishing control system according to supplementary note 1, wherein:

(付記3) 前記研磨レート比算出部は、前記所定数の実測研磨レートとともに、前記所定数の実測研磨レートが取得されたそれぞれの回、前記所定研磨時間及び前記種類を用いて前記重回帰分析を行うことを特徴とする付記1又は2に記載の研磨制御システム。   (Supplementary Note 3) The polishing rate ratio calculation unit may perform the multiple regression analysis using the predetermined polishing time and the type each time the predetermined number of actual polishing rates are acquired together with the predetermined number of actual polishing rates. The polishing control system according to appendix 1 or 2, wherein:

(付記4) 研磨プロセスの制御を行う研磨制御システムにおいて、
所定研磨時間で研磨対象に形成されている膜の研磨を行う研磨処理部と、
研磨前後の前記膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記所定研磨時間及び前記膜厚を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の前記研磨処理部での予測研磨レートを算出する研磨レート算出部と、
算出された前記予測研磨レートを用いて前記研磨処理部での研磨時間を算出する研磨時間算出部と、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートの、それぞれの取得直前に算出された前記予測研磨レートに対する各比を前記種類ごとに平均化することにより、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部と、
を有することを特徴とする研磨制御システム。
(Supplementary Note 4) In a polishing control system for controlling a polishing process,
A polishing processing unit for polishing a film formed on the object to be polished in a predetermined polishing time;
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the film before and after polishing;
A polishing rate calculation unit that calculates an actual polishing rate using the predetermined polishing time and the film thickness, and calculates a predicted polishing rate in the next polishing processing unit using the calculated actual polishing rate;
A polishing time calculation unit that calculates a polishing time in the polishing processing unit using the calculated predicted polishing rate;
By averaging each ratio of the predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets with respect to the predicted polishing rate calculated immediately before each acquisition, the polishing time according to the types A polishing rate ratio calculating unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for the adjustment of
A polishing control system comprising:

(付記5) 研磨プロセスの制御に用いる研磨制御プログラムにおいて、
コンピュータを、
膜の研磨前後の膜厚及び前記膜の所定研磨時間を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の予測研磨レートを算出する研磨レート算出部、
算出された前記予測研磨レートを用いて研磨時間を算出する研磨時間算出部、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部、
として機能させることを特徴とする研磨制御プログラム。
(Supplementary Note 5) In the polishing control program used for controlling the polishing process,
Computer
A polishing rate calculation unit that calculates a measured polishing rate using a film thickness before and after polishing of the film and a predetermined polishing time of the film, and calculates a next predicted polishing rate using the calculated measured polishing rate,
A polishing time calculation unit that calculates a polishing time using the calculated predicted polishing rate,
A polishing rate ratio calculation unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for adjusting a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets. ,
A polishing control program characterized by functioning as:

(付記6) 前記研磨レート比算出部による前記研磨レート比の算出後、
前記研磨レート算出部は、前記実測研磨レートを算出した研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて前記予測研磨レートを算出し、
前記研磨時間算出部は、算出された前記予測研磨レート及び次回の研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて、算出する研磨時間を調整する、
ことを特徴とする付記5記載の研磨制御プログラム。
(Supplementary Note 6) After calculation of the polishing rate ratio by the polishing rate ratio calculation unit,
The polishing rate calculation unit calculates the predicted polishing rate using the polishing rate ratio corresponding to the type of the polishing target for which the measured polishing rate is calculated,
The polishing time calculation unit adjusts the calculated polishing time using the calculated predicted polishing rate and the polishing rate ratio corresponding to the type of the next polishing target,
The polishing control program according to supplementary note 5, wherein

(付記7) 前記研磨レート比算出部は、前記所定数の実測研磨レートとともに、前記所定数の実測研磨レートが取得されたそれぞれの回、前記所定研磨時間及び前記種類を用いて前記重回帰分析を行うことを特徴とする付記5又は6に記載の研磨制御プログラム。   (Supplementary Note 7) The polishing rate ratio calculation unit may perform the multiple regression analysis using the predetermined polishing time and the type each time the predetermined number of actual polishing rates are acquired together with the predetermined number of actual polishing rates. The polishing control program according to appendix 5 or 6, characterized in that:

(付記8) 研磨プロセスを有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上にトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタが形成された前記半導体基板上層に膜を形成する工程と、
形成された前記膜の膜厚を測定する工程と、
所定研磨時間で前記膜の研磨を行う工程と、
研磨後の前記膜の膜厚を測定する工程と、
研磨前後の前記膜厚及び前記所定研磨時間を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の予測研磨レートを算出する工程と、
算出された前記予測研磨レートを用いて研磨時間を算出する工程と、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Additional remark 8) In the manufacturing method of the semiconductor device which has a polishing process,
Forming a transistor on a semiconductor substrate;
Forming a film on an upper layer of the semiconductor substrate on which the transistor is formed;
Measuring the film thickness of the formed film;
Polishing the film at a predetermined polishing time;
Measuring the film thickness of the film after polishing;
Calculating an actual polishing rate using the film thickness before and after polishing and the predetermined polishing time, and calculating a next predicted polishing rate using the calculated actual polishing rate;
Calculating a polishing time using the calculated predicted polishing rate;
A step of calculating a polishing rate ratio for each type used for adjustment of a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

(付記9) 前記研磨レート比算出部による前記研磨レート比の算出後、
前記実測研磨レートを算出した研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて前記予測研磨レートを算出し、
算出された前記予測研磨レート及び次回の研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて、算出する研磨時間を調整する、
ことを特徴とする付記8記載の半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 9) After calculation of the polishing rate ratio by the polishing rate ratio calculation unit,
Calculate the predicted polishing rate using the polishing rate ratio corresponding to the type of polishing object for which the measured polishing rate was calculated,
Adjusting the calculated polishing time using the calculated predicted polishing rate and the polishing rate ratio corresponding to the type of the next polishing target;
The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 8, wherein:

(付記10) 前記重回帰分析を、前記所定数の実測研磨レートとともに、前記所定数の実測研磨レートが取得されたそれぞれの回、前記所定研磨時間及び前記種類を用いて行うことを特徴とする付記8又は9に記載の半導体装置の製造方法。   (Supplementary Note 10) The multiple regression analysis is performed using the predetermined polishing time and the type each time the predetermined number of actual polishing rates are acquired together with the predetermined number of actual polishing rates. The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 8 or 9.

CMPプロセスの概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of CMP process. 実測研磨レートの推移の概念図である。It is a conceptual diagram of transition of an actually measured polishing rate. 複数品種の研磨対象の研磨の説明図であって、(A)は複数品種の研磨対象に研磨を行った場合の実測研磨レートの推移の一例を示す図、(B)は(A)の品種ごとの実測研磨レートとその単純平均を示す図である。It is explanatory drawing of the grinding | polishing of multiple types of grinding | polishing object, Comprising: (A) is a figure which shows an example of transition of the measurement polishing rate at the time of grinding | polishing to multiple types of grinding | polishing object, (B) is a kind of (A) It is a figure which shows the measured polishing rate for every and its simple average. 研磨制御システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a grinding | polishing control system. 実測研磨レートの推移の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of transition of a measurement grinding | polishing rate. トレンド研磨レートの推移を示す図である。It is a figure which shows transition of a trend polishing rate.

符号の説明Explanation of symbols

1 研磨制御システム
2 研磨処理部
2a 研磨部
2b 制御部
2c メモリ部
3 膜厚測定部
3a 測定部
3b 制御部
3c メモリ部
4 プロセス制御部
5 研磨レート算出部
6 研磨時間算出部
7 研磨レート比算出部
8 データ格納部
8a 第1メモリ部
8b 第2メモリ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing control system 2 Polishing process part 2a Polishing part 2b Control part 2c Memory part 3 Film thickness measurement part 3a Measurement part 3b Control part 3c Memory part 4 Process control part 5 Polishing rate calculation part 6 Polishing time calculation part 7 Polishing rate ratio calculation Section 8 Data storage section 8a First memory section 8b Second memory section

Claims (5)

研磨プロセスの制御を行う研磨制御システムにおいて、
所定研磨時間で研磨対象に形成されている膜の研磨を行う研磨処理部と、
研磨前後の前記膜の膜厚を測定する膜厚測定部と、
前記所定研磨時間及び前記膜厚を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の前記研磨処理部での予測研磨レートを算出する研磨レート算出部と、
算出された前記予測研磨レートを用いて前記研磨処理部での研磨時間を算出する研磨時間算出部と、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部と、
を有することを特徴とする研磨制御システム。
In the polishing control system that controls the polishing process,
A polishing processing unit for polishing a film formed on the object to be polished in a predetermined polishing time;
A film thickness measuring unit for measuring the film thickness of the film before and after polishing;
A polishing rate calculation unit that calculates an actual polishing rate using the predetermined polishing time and the film thickness, and calculates a predicted polishing rate in the next polishing processing unit using the calculated actual polishing rate;
A polishing time calculation unit that calculates a polishing time in the polishing processing unit using the calculated predicted polishing rate;
A polishing rate ratio calculation unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for adjusting a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets. When,
A polishing control system comprising:
前記研磨レート比算出部による前記研磨レート比の算出後、
前記研磨レート算出部は、前記実測研磨レートを算出した研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて前記予測研磨レートを算出し、
前記研磨時間算出部は、算出された前記予測研磨レート及び次回の研磨対象の前記種類に該当する前記研磨レート比を用いて、算出する研磨時間を調整する、
ことを特徴とする請求項1記載の研磨制御システム。
After calculating the polishing rate ratio by the polishing rate ratio calculation unit,
The polishing rate calculation unit calculates the predicted polishing rate using the polishing rate ratio corresponding to the type of the polishing target for which the measured polishing rate is calculated,
The polishing time calculation unit adjusts the calculated polishing time using the calculated predicted polishing rate and the polishing rate ratio corresponding to the type of the next polishing target,
The polishing control system according to claim 1.
前記研磨レート比算出部は、前記所定数の実測研磨レートとともに、前記所定数の実測研磨レートが取得されたそれぞれの回、前記所定研磨時間及び前記種類を用いて前記重回帰分析を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の研磨制御システム。   The polishing rate ratio calculation unit performs the multiple regression analysis using the predetermined polishing time and the type each time the predetermined number of actual polishing rates are acquired together with the predetermined number of actual polishing rates. The polishing control system according to claim 1 or 2, characterized by the above. 研磨プロセスの制御に用いる研磨制御プログラムにおいて、
コンピュータを、
膜の研磨前後の膜厚及び前記膜の所定研磨時間を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の予測研磨レートを算出する研磨レート算出部、
算出された前記予測研磨レートを用いて研磨時間を算出する研磨時間算出部、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する研磨レート比算出部、
として機能させることを特徴とする研磨制御プログラム。
In the polishing control program used to control the polishing process,
Computer
A polishing rate calculation unit that calculates a measured polishing rate using a film thickness before and after polishing of the film and a predetermined polishing time of the film, and calculates a next predicted polishing rate using the calculated measured polishing rate,
A polishing time calculation unit that calculates a polishing time using the calculated predicted polishing rate,
A polishing rate ratio calculation unit for calculating a polishing rate ratio for each type used for adjusting a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets. ,
A polishing control program characterized by functioning as:
研磨プロセスを有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上にトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタが形成された前記半導体基板上層に膜を形成する工程と、
形成された前記膜の膜厚を測定する工程と、
所定研磨時間で前記膜の研磨を行う工程と、
研磨後の前記膜の膜厚を測定する工程と、
研磨前後の前記膜厚及び前記所定研磨時間を用いて実測研磨レートを算出し、算出された前記実測研磨レートを用いて次回の予測研磨レートを算出する工程と、
算出された前記予測研磨レートを用いて研磨時間を算出する工程と、
複数の種類の研磨対象について取得された所定数の前記実測研磨レートを用いた重回帰分析により、前記種類による研磨時間の調整に用いる、前記種類ごとの研磨レート比を算出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In a method for manufacturing a semiconductor device having a polishing process,
Forming a transistor on a semiconductor substrate;
Forming a film on an upper layer of the semiconductor substrate on which the transistor is formed;
Measuring the film thickness of the formed film;
Polishing the film at a predetermined polishing time;
Measuring the film thickness of the film after polishing;
Calculating an actual polishing rate using the film thickness before and after polishing and the predetermined polishing time, and calculating a next predicted polishing rate using the calculated actual polishing rate;
Calculating a polishing time using the calculated predicted polishing rate;
A step of calculating a polishing rate ratio for each type used for adjustment of a polishing time according to the type by multiple regression analysis using a predetermined number of the measured polishing rates acquired for a plurality of types of polishing targets;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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