JP6033751B2 - 研磨方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェハなどの基板上に形成された金属膜などの導電性膜を研磨する研磨方法に関し、特に、渦電流式膜厚センサを用いて導電性膜の厚さを検出しながら、当該導電性膜を高精度に研磨する研磨方法に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、基板に形成された金属膜などの導電性膜を研磨する研磨工程が行われる。例えば、金属配線形成工程では、配線パターンが形成された基板表面に金属膜を成膜した後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を行って、余分な金属膜を除去することで金属配線を形成する。この研磨工程においては、所望のターゲット厚さに到達した時点である研磨終点を検出するために、渦電流式膜厚センサを用いて、基板に形成された導電性膜の厚さを検出することが行われている（特許文献１参照）。

渦電流式膜厚センサは、回転可能に構成される研磨テーブル内部に配置され、基板を研磨するために回転している研磨テーブルと共に回転する。渦電流式膜厚センサには、所定の高周波交流電流が流されていて、この渦電流式膜厚センサが基板の近傍を通過する時に、高周波交流電流の影響で基板に形成された導電性膜に渦電流が発生する。この発生した渦電流の磁力線の影響を受けて、渦電流式膜厚センサの電気回路のインピーダンスが変化し、当該インピーダンス変化から得られた膜厚信号に基づいて、導電性膜の厚さを検出することができるようになっている。

このように、従来から、渦電流式膜厚センサを用いた導電性膜の厚さ検出が行われているが、実際にターゲット厚さに到達した時点で研磨プロセスを直ちに終了することは難しい。これは、膜厚を検出する際に検出遅れ時間が発生すること、および導電性膜の研磨を実際に停止させるにはある程度の時間がかかることなどが原因である。したがって、従来の研磨プロセスにおいては、実際に研磨を停止したいターゲット厚さに所定のオフセット値を加えた仮の終点膜厚を予め設定し、この仮の終点膜厚を検出した後、所定研磨時間だけ導電性膜を研磨するようにしている。

このようなオフセット値を用いた方法は、導電性膜の研磨レートが常に一定であれば問題無いが、実際には、研磨パッドの厚さなどの研磨パッド状態によって研磨レートは変わり得る。したがって、研磨レートが通常よりも高ければ、ターゲット厚さよりも薄い膜厚まで研磨がなされてしまい、研磨レートが通常よりも低ければ、ターゲット厚さよりも厚い膜厚で研磨が終了してしまう。そのため、パッド厚さなどの研磨パッド状態に依存して、研磨後膜厚がターゲット厚さに対してばらついてしまうという問題があった。

また、上記したように、渦電流式膜厚センサは、研磨テーブルの回転毎に膜厚信号を取得するため、研磨テーブルの１回転あたりの研磨量以下の研磨精度を得ることができなかった。

特開２００５−１２１６１６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、より高精度にターゲット厚さまで研磨することが可能な研磨方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の態様は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、砥粒を含む研磨液を前記研磨パッドに供給しながら、表面に導電性膜が形成された基板を前記研磨パッドに押し付けて前記導電性膜を研磨し、前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル内部に配置された渦電流式膜厚センサにより前記導電性膜の厚さに従って変化する膜厚信号を取得し、前記導電性膜の研磨中に、前記膜厚信号に基づいて前記研磨パッドの厚さを決定し、前記研磨パッドの厚さに対応する前記導電性膜の研磨レートを決定し、前記研磨レートで前記導電性膜を所定の研磨時間だけ研磨したときの予想研磨量を算出し、前記導電性膜のターゲット厚さに前記予想研磨量を加算することで仮の終点膜厚を算出し、前記導電性膜の厚さが前記仮の終点膜厚に到達した時点から前記所定の研磨時間が経過した時に、前記導電性膜の研磨を終了することを特徴とする研磨方法である。

本発明の第２の態様は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、砥粒を含む研磨液を前記研磨パッドに供給しながら、表面に導電性膜が形成された基板を前記研磨パッドに押し付けて前記導電性膜を研磨し、前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル内部に配置された渦電流式膜厚センサの出力値から前記導電性膜の厚さを取得し、前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル１回転あたりの研磨量を算出し、前記導電性膜の現在の厚さとターゲット厚さとの差分と、前記研磨量から、追加研磨時間を算出し、前記現在の厚さが取得された現在の研磨時間に前記追加研磨時間を加算することで、目標研磨時間を算出し、前記目標研磨時間に到達したときに前記導電性膜の研磨を終了することを特徴とする研磨方法である。

第１の態様によれば、研磨パッドの厚さに応じた研磨レートに基づいた導電性膜の研磨終点検知が可能になり、ターゲット厚さまで正確に導電性膜を研磨することが可能となる。
第２の態様によれば、研磨テーブル１回転あたりの研磨量に基づいて、ターゲット厚さに到達する時点である目標研磨時間が算出される。つまり、研磨終点は、導電性膜の厚さではなく、研磨時間に基づいて決定される。したがって、研磨テーブル１回転あたりの研磨量以下の研磨精度を得ることができる。

本発明の研磨方法の一実施形態を実行するための研磨装置を模式的に示す斜視図である。 渦電流式膜厚センサの原理を説明するための回路を示す図である。 導電性膜の厚さ変化に伴う、インピーダンス座標面における抵抗成分（Ｘ）とリアクタンス成分（Ｘ）の円軌跡を示すグラフである。 図３のグラフ図形を反時計回りに９０度回転させ、さらに平行移動させたグラフである。 使用する研磨パッドの厚さに相当する距離に応じて、座標Ｘ，Ｙの円弧軌跡が変化する様子を示したグラフである。 研磨時間にしたがって変化する角度θを示すグラフである。 仮の終点膜厚に到達した後、所定の研磨時間だけ導電性膜を研磨して、所望のターゲット厚さを得ようとする際の膜厚変化を示したグラフである。 研磨パッドの厚さに依存して研磨レートが変化する状態を示したグラフである。 研磨レートが高くなった場合に過研磨が発生してしまう例を説明するグラフである。 角度θが一定の場合の、パッド厚さと、渦電流式膜厚センサの出力値Ｘ，Ｙから算出されるインピーダンスＺとの関係を示したグラフである。 仮の終点膜厚を変更させた状態を示すグラフである。

以下、本発明の研磨方法について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の研磨方法の一実施形態を実行するための研磨装置を模式的に示す斜視図である。図１に示されるように、研磨テーブル３０は、テーブル軸３０ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ１９に連結されており、このテーブルモータ１９により研磨テーブル３０が矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル３０の上面には研磨パッド１０が貼付されており、研磨パッド１０の上面がウェハなどの基板Ｗを研磨する研磨面１０ａを構成している。トップリング３１はトップリングシャフト１６の下端に連結されている。トップリング３１は、真空吸着によりその下面に基板Ｗを保持できるように構成されている。トップリングシャフト１６は、図示しない上下動機構により上下動するようになっている。

研磨テーブル３０の内部には、基板Ｗの表面に形成された導電性膜の厚さに従って変化する膜厚信号を取得する渦電流式膜厚センサ６０が配置されている。この渦電流式膜厚センサ６０は、記号Ａで示すように研磨テーブル３０と一体に回転し、トップリング３１に保持された基板Ｗの導電性膜の厚さ信号を取得する。渦電流式膜厚センサ６０は処理部５に接続されており、これら渦電流式膜厚センサ６０によって取得された膜厚信号は処理部５に送られるようになっている。処理部５は、基板Ｗの導電性膜の厚さを直接または間接に表す膜厚指標値を膜厚信号から生成する。

基板Ｗの研磨は次のようにして行われる。トップリング３１および研磨テーブル３０をそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給機構３２から研磨パッド１０上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、下面に基板Ｗを保持したトップリング３１は、トップリングシャフト１６により下降されて基板Ｗを研磨パッド１０の研磨面１０ａに押し付ける。基板Ｗの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。

次に、上記した渦電流式膜厚センサ６０による導電性膜の厚さ検出について説明する。渦電流式膜厚センサ６０は、コイルに高周波の交流電流を流して基板Ｗの表面に形成された導電性膜に渦電流を誘起させ、この渦電流の磁界に起因するインピーダンスの変化から導電性膜の厚さを検出するように構成される。図２は、渦電流式膜厚センサ６０の原理を説明するための回路を示す図である。交流電源Ｓ（電圧Ｅ［Ｖ］）から高周波の交流電流Ｉ_１を渦電流式膜厚センサ６０のコイル６１に流すと、コイル６１に誘起された磁力線が基板の導電性膜中を通過する。これにより、センサ側回路と導電性膜側回路との間に相互インダクタンスが発生し、導電性膜には渦電流Ｉ_２が流れる。この渦電流Ｉ_２は磁力線を発生し、これがセンサ側回路のインピーダンスを変化させる。渦電流式膜厚センサ６０は、このセンサ側回路のインピーダンスの変化から導電性膜の厚さを検出する。

図２に示すセンサ側回路と導電性膜側回路には、それぞれ次の式が成り立つ。
Ｒ_１Ｉ_１＋Ｌ_１ｄＩ_１／ｄｔ＋ＭｄＩ_２／ｄｔ＝Ｅ （１）
Ｒ_２Ｉ_２＋Ｌ_２ｄＩ_２／ｄｔ＋ＭｄＩ_１／ｄｔ＝０ （２）
ここで、Ｍは相互インダクタンスであり、Ｒ_１は渦電流式膜厚センサ６０のコイル６１を含むセンサ側回路の等価抵抗であり、Ｌ_１はコイル６１を含むセンサ側回路の自己インダクタンスである。Ｒ_２は渦電流が誘起される導電性膜の等価抵抗であり、Ｌ_２は渦電流が流れる導電性膜の自己インダクタンスである。

ここで、Ｉ_ｎ＝Ａ_ｎｅ^ｊωｔ（正弦波）とおくと、上記式（１），（２）は次のように表される。
（Ｒ_１＋ｊωＬ_１）Ｉ_１＋ｊωＭＩ_２＝Ｅ （３）
（Ｒ_２＋ｊωＬ_２）Ｉ_２＋ｊωＭＩ_１＝０ （４）
これら式（３），（４）から、次の式（５）が導かれる。
Ｉ_１＝Ｅ（Ｒ_２＋ｊωＬ_２）／｛（Ｒ_１＋ｊωＬ_１）（Ｒ_２＋ｊωＬ_２）＋ω^２Ｍ^２｝
＝Ｅ／｛（Ｒ_１＋ｊωＬ_１）＋ω^２Ｍ^２／（Ｒ_２＋ｊωＬ_２）｝ （５）

したがって，センサ側回路のインピーダンスΦは、次の式（６）で表される。
Φ＝Ｅ／Ｉ_１＝｛Ｒ_１＋ω^２Ｍ^２Ｒ_２／（Ｒ_２ ^２＋ω^２Ｌ_２ ^２）｝
＋ｊω｛Ｌ_１−ω^２Ｌ_２Ｍ^２／（Ｒ_２ ^２＋ω^２Ｌ_２ ^２）｝ （６）
ここで、Φの実部（抵抗成分）、虚部（誘導リアクタンス成分）をそれぞれＸ，Ｙとおくと、上記式（６）は、次のようになる。
Φ＝Ｘ＋ｊωＹ （７）

渦電流式膜厚センサ６０は、該渦電流式膜厚センサ６０のコイル６１を含む電気回路のインピーダンスの抵抗成分Ｘおよび誘導リアクタンス成分Ｙを出力する。これらの抵抗成分Ｘおよび誘導リアクタンス成分Ｙは、膜厚を反映した膜厚信号であり、基板上の導電性膜の厚さに従って変化する。

図３は、導電性膜の厚さとともに変化するＸ，Ｙを、ＸＹ座標系上にプロットすることで描かれるグラフを示す図である。点Ｔ∞の座標は、膜厚が無限大であるとき、すなわち、Ｒ_２が０のときのＸ，Ｙであり、点Ｔ０の座標は、基板の導電率が無視できるものとすれば、膜厚が０であるとき、すなわち、Ｒ_２が無限大のときのＸ，Ｙである。Ｘ，Ｙの値から位置決めされる点Ｔｎは、導電性膜の厚さが減少するに従って、円弧状の軌跡を描きながら点Ｔ０に向かって進む。なお、図３に示す記号ｋは結合係数であり、次の関係式（８）が成り立つ。
Ｍ＝ｋ（Ｌ_１Ｌ_２）^１／２ （８）

図４は、図３のグラフ図形を反時計回りに９０度回転させ、さらに平行移動させたグラフを示す図である。図４に示すように、膜厚が減少するに従って、Ｘ，Ｙの値から位置決めされる点Ｔｎは円弧状の軌跡を描きながら点Ｔ０に向かって進む。

渦電流式膜厚センサ６０のコイル６１と基板Ｗとの間の距離Ｇは、これらの間に介在する研磨パッド１０の厚さに応じて変化する。この結果、図５に示すように、使用する研磨パッド１０の厚さに相当する距離Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）に応じて、座標Ｘ，Ｙの円弧軌跡が変化する。図５から分かるように、コイル６１と基板Ｗとの間の距離Ｇにかかわらず、膜厚毎の座標Ｘ，Ｙを直線（以下、予備測定直線という）で結ぶと、その予備測定直線が交差する交点（基準点）Ｐを取得することができる。この予備測定直線ｒｎ（ｎ：１，２，３…）は、所定の基準線（図５における水平線）Ｈに対して、導電性膜の厚さに応じた角度θで傾斜する。したがって、この角度θは、基板Ｗにおける導電性膜の厚さを示す膜厚指標値ということができる。導電性膜の厚さが同じであるとき、研磨パッド１０の厚さの違いにかかわらず、角度θも同じである。

処理部５は、角度θと膜厚との関係を示す相関データを参照することにより、研磨中に得られた角度θから膜厚を決定する。この相関データは、研磨対象の基板と同種の基板を研磨し、各角度θに対応する膜厚を測定することにより予め得られたものである。図６は、研磨時間にしたがって変化する角度θを示すグラフである。縦軸は角度θを表し、横軸は研磨時間を表している。このグラフに示すように、研磨時間とともに角度θは増加し、ある時点で一定となる。したがって、処理部５は、研磨中に角度θを計算し、その角度θから現在の導電性膜の厚さを取得することができる。

研磨装置は、このような渦電流式膜厚センサ６０を用いて基板Ｗの導電性膜の厚さを取得しながら、基板Ｗの導電性膜を研磨している。しかしながら、実際に所望のターゲット厚さに到達した時点で研磨プロセスを直ちに終了することは難しい。これは、膜厚を検出する際に検出遅れ時間が発生すること、および導電性膜の研磨を実際に停止させるにはある程度の時間がかかることなどが原因である。したがって、実際の研磨プロセスにおいては、図７に示すように、実際に研磨を停止したいターゲット厚さにオフセット値を加えた仮の終点膜厚を予め設定し、この仮の終点膜厚に到達した時点から、所定研磨時間Ｔｂだけ研磨することで所望のターゲット厚さを実現する。

このようなオフセット値を設ける方法は、導電性膜の研磨レートが常に一定であれば問題無いが、実際には、研磨パッドの厚さなどの研磨パッド状態によって研磨レートは変化する。したがって、研磨レートが通常よりも高ければ、ターゲット厚さよりも薄い膜厚まで研磨がなされてしまい、研磨レートが通常よりも低ければ、ターゲット厚さよりも厚い膜厚で研磨が終了してしまう。研磨パッド１０の厚さに依存して、研磨レートが変化する状態を示したグラフを図８に示す。縦軸は導電性膜の研磨レートを表し、横軸は研磨パッドの厚さを表している。図８は、パッド厚さが減少していくに従って研磨レートが上昇していく場合（Ｔｙｐｅ１）と、パッド厚さが減少していくに従って減少していく場合（Ｔｙｐｅ２）とがあることを示している。パッド厚さの減少に伴い研磨レートが上昇するか減少するかは、研磨パッド自身の材質や性質のみならず、適用される研磨プロセスにも依存する。

このように研磨レートは研磨パッド１０の厚さに依存して変化する。そのため、仮の終点膜厚に到達した時点から所定研磨時間Ｔｂだけ導電性膜を研磨すると、研磨後膜厚が所望のターゲット厚さに対してばらついてしまう。図９に、研磨レートが高くなった場合に過研磨が発生してしまう例をあらわしたグラフを示す。図９から分かるように、研磨レートが高くなった場合に、予め定められた仮の終点膜厚に到達した時点から所定研磨時間Ｔｂだけ研磨すると、過研磨が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、処理部５は、渦電流式膜厚センサ６０が取得した膜厚信号から、研磨パッド１０の厚さを決定し、当該決定された研磨パッド１０の厚さに対応する研磨レートを決定し、決定された研磨レートで所定の研磨時間Ｔｂだけ研磨した際の予想研磨量を算出し、この算出された予想研磨量をオフセット値としてターゲット厚さに加えることで、仮の終点膜厚を設定し、この仮の終点膜厚に達した時点から所定研磨時間Ｔｂが経過した時点で導電性膜の研磨を終了させる。この研磨方法について、以下に説明する。

まず、上記したように、渦電流式膜厚センサ６０は、導電性膜の厚さを反映した抵抗成分Ｘおよび誘導リアクタンス成分Ｙを出力し、処理部５は、当該抵抗成分Ｘおよび誘導リアクタンス成分Ｙから角度θを取得する。この角度θは、図５に示すように、座標Ｘ，Ｙによって決定されるＸＹ座標系上の点Ｔｎと、基準点Ｐとを結ぶ線の、水平線Ｈに対する角度である。点Ｔｎは、膜厚の減少と共に、半円を描きながら移動する。この移動に伴って、角度θも変化する。この角度θは、膜厚によって変わるが、パッド厚さの変化にかかわらず変化しない。

膜厚が一定の条件下では（すなわち、角度θが一定の条件下では）、インピーダンスＺ（＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１／２）は、パッド厚さに反比例して変化する。具体的には、インピーダンスＺ、すなわち原点０から点Ｔｎ（図５参照）までの距離は、パッド厚さが減少するに従って、増加する。角度θが一定の条件下で取得された、パッド厚さとインピーダンスＺとの関係を示したパッド厚さデータとしてのグラフを図１０に示す。図１０の縦軸は、パッド厚さを表し、横軸は、インピーダンスＺ（＝（Ｘ^２＋Ｙ^２）^１／２）を表す。このようなパッド厚さデータを少なくとも１つの角度θに関して予め用意しておけば、角度θと、センサ出力値Ｘ，Ｙとが得られた段階で、パッド厚さを決定することが可能になる。図１０に示すパッド厚さデータは、研磨パッドの異なる厚さと、対応するセンサ出力値から算出されるインピーダンスＺから予め取得され、処理部５内に格納されている。

次いで、処理部５は、決定された研磨パッド１０の厚さに対応する研磨レートを決定する。研磨レートは、図８に示すような研磨パッド１０の厚さと研磨レートとの関係式を研磨レートデータとして予め用意しておき、当該関係式を用いて研磨パッド１０の厚さから求めることができる。研磨パッド１０の厚さと研磨レートとの関係を示す研磨レートデータとして、パッド厚さと、対応する研磨レートが格納されたテーブルを使用してもよい。研磨レートデータは、厚さの異なる複数の研磨パッドを用いて導電性膜を研磨したときに研磨レートの実測値から予め取得され、処理部５内に格納されている。

次いで、処理部５は、決定された研磨レートで所定の研磨時間Ｔｂの間に研磨される予想研磨量を算出する。この予想研磨量は、決定された研磨レートに研磨時間Ｔｂを乗ずることで算出される。そして、処理部５は、この算出された研磨量をオフセット値として所定のターゲット厚さに加えることで、仮の終点膜厚を設定する。図１１は、図９に示される研磨レートが高くなったことから過研磨が発生する場合において、仮の終点膜厚を引き上げることで過研磨を防止することができる例を示している。このように、処理部５は、研磨パッド１０の厚さを上述のように決定し、研磨パッド１０の厚さから研磨レートを決定し、研磨レートに所定研磨時間Ｔｂを乗じてオフセット値を算出し、オフセット値をターゲット厚さに加算することで仮の終点膜厚を設定し、この仮の終点膜厚に到達した時点から所定研磨時間Ｔｂが経過したときに基板の研磨を終了させる。

このような研磨方法によれば、研磨パッドの厚さに応じた研磨レートに基づいて、仮の終点膜厚を設定するので、実際の研磨レートによる導電性膜の研磨終点検知が可能になり、より高精度にターゲット厚さまで導電性膜を研磨することが可能となる。

次に、他の実施形態における研磨方法について説明する。この方法では、まず、処理部５は、研磨テーブル３０のｎ回転目における基板Ｗの導電性膜の厚さＦＴ(ｎ)を取得する。膜厚の検出には、先に記述した角度θを用いた膜厚検出手法を用いる。処理部５は、研磨が開始されてからの研磨テーブル３０の回転総数をカウントしており、さらに、導電性膜の研磨時間をカウントしている。さらに、処理部５は、研磨テーブル３０のｎ＋１回転目における基板Ｗの導電性膜の厚さＦＴ（ｎ＋１）を取得する。このｎ＋１回転目は、例えば最新の回転である。この研磨テーブル３０のｎ回転目における導電性膜の厚さと、ｎ＋１回転目における導電性膜の厚さとの差分から、研磨テーブル３０の１回転当たりの研磨量を算出することができる。

具体的には、処理部５は、以下の式（９）を用いて、研磨テーブル３０の１回転あたりの研磨量を算出する。
１回転あたりの研磨量＝（ＦＴ（ｎ）−ＦＴ（ｎ＋１）） （９）

研磨テーブル３０の１回転あたりの研磨量が算出されれば、導電性膜の現在の厚さと、所定のターゲット厚さと、研磨テーブル３０の回転速度から、当該ターゲット厚さを達成するための目標研磨時間を算出することができる。具体的には、処理部５は、以下の式（１０）を用いて目標研磨時間を算出する。
目標研磨時間＝現在の研磨時間＋追加研磨時間
＝現在の研磨時間＋
（現在の厚さ−ターゲット厚さ）／（１回転あたりの研磨量
×ＴＳ） （１０）
ここで、ＴＳは、研磨テーブル３０の回転速度（ｍｉｎ^−１）であり、１分間あたりの回転数を表している。

現在の研磨時間は、基板の研磨が開始されてから、式（１０）の導電性膜の現在の膜厚が取得された時点までの時間である。この現在の研磨時間は、先に記述したように、処理部５によってカウントされている。あるいは、研磨テーブル３０の回転総数から、以下の式（１１）により算出してもよい。
現在の研磨時間＝（研磨テーブルの回転総数）×（６０／ＴＳ） （１１）
研磨テーブル３０の回転総数は、導電性膜の研磨が開始されてから現在に至るまでの研磨テーブル３０の回転回数である。

導電性膜の研磨は、上記目標研磨時間に達した時点で、すなわち、導電性膜の現在の厚さが取得された時点から追加研磨時間が経過したときに終了される。このように、研磨終点は、導電性膜の厚さではなく、研磨時間に基づいて決定される。したがって、研磨テーブル１回転あたりの研磨量以下の研磨精度を得ることができる。このような研磨方法を用いなかった場合、渦電流式膜厚センサ６０は、研磨テーブル３０の回転毎に膜厚信号を取得しているため、研磨テーブル３０が１回転あたりに研磨する研磨量以下の研磨精度を得ることが困難である。上記した本実施形態によれば、ターゲット厚さまで研磨するのに必要とされる目標研磨時間が算出されるので、１回転あたりに研磨されてしまう研磨量よりも細かい精度で基板Ｗの導電性膜を研磨することが可能になる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

５ 処理部
１０ 研磨パッド
１０ａ 研磨面
１６ トップリングシャフト
１９ テーブルモータ
３０ 研磨テーブル
３０ テーブル軸
３１ トップリング
６０ 渦電流式膜厚センサ
６１ コイル
Ｗ 基板（ウェハ）
Ｇ 渦電流式膜厚センサのコイルと基板との間の距離
θ 仰角

Claims (4)

1. 研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、
   砥粒を含む研磨液を前記研磨パッドに供給しながら、表面に導電性膜が形成された基板を前記研磨パッドに押し付けて前記導電性膜を研磨し、
   前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル内部に配置された渦電流式膜厚センサにより前記導電性膜の厚さに従って変化する膜厚信号を取得し、
   前記導電性膜の研磨中に、前記膜厚信号に基づいて前記研磨パッドの厚さを決定し、
   前記研磨パッドの厚さに対応する前記導電性膜の研磨レートを決定し、
   前記研磨レートで前記導電性膜を所定の研磨時間だけ研磨したときの予想研磨量を算出し、
   前記導電性膜のターゲット厚さに前記予想研磨量を加算することで仮の終点膜厚を算出し、
   前記導電性膜の厚さが前記仮の終点膜厚に到達した時点から前記所定の研磨時間が経過した時に、前記導電性膜の研磨を終了することを特徴とする研磨方法。
2. 前記研磨レートは、前記研磨パッドの厚さと、対応する研磨レートとの関係を示す研磨レートデータから決定されることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
3. 前記膜厚信号は、前記渦電流式膜厚センサの電気回路の抵抗成分および誘導リアクタンス成分であり、
   前記研磨パッドの厚さは、前記抵抗成分および前記誘導リアクタンス成分から算出されるインピーダンスと、前記研磨パッドの厚さとの関係を示すパッド厚さデータから決定されることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
4. 研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、
   砥粒を含む研磨液を前記研磨パッドに供給しながら、表面に導電性膜が形成された基板を前記研磨パッドに押し付けて前記導電性膜を研磨し、
   前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル内部に配置された渦電流式膜厚センサの出力値から前記導電性膜の厚さを取得し、
   前記導電性膜の研磨中に、前記研磨テーブル１回転あたりの研磨量を算出し、
   前記導電性膜の現在の厚さとターゲット厚さとの差分と、前記研磨量から、追加研磨時間を算出し、
   前記現在の厚さが取得された現在の研磨時間に前記追加研磨時間を加算することで、目標研磨時間を算出し、
   前記目標研磨時間に到達したときに前記導電性膜の研磨を終了することを特徴とする研磨方法。

Images