KR20200007658A - 연마 장치 및 캘리브레이션 방법 - Google Patents

Abstract

사전에 필요한 막 두께의 측정 횟수를 종래보다도 저감시킬 수 있는 연마 장치, 및 캘리브레이션 방법을 제공한다.
와전류 센서(210)의 출력은 임피던스 성분을 포함한다. 막 두께 측정 장치(231)는, 임피던스 성분으로부터 막 두께 정보를 구한다. 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형 함수를 사용하여, 막 두께 정보로부터 막 두께를 구한다. 막 두께 정보는, 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시킨 때에, 임피던스 성분에 대응하는 좌표계 상의 점과 소정의 기준점을 연결하는 직선과 소정의 직선이 이루는 각도인 임피던스 각도의 정접의 역수이다.

Description

연마 장치 및 캘리브레이션 방법{POLISHING APPARATUS AND CALIBRATION METHOD}

본 발명은, 연마 장치 및 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.

근년, 반도체 디바이스의 고집적화·고밀도화에 수반하여, 회로의 배선이 점점 미세화되고, 다층 배선의 층수도 증가하고 있다. 회로의 미세화를 도모하면서 다층 배선을 실현하기 위해서는, 반도체 디바이스 표면을 고정밀도로 평탄화 처리할 필요가 있다.

반도체 디바이스 표면의 평탄화 기술로서, 화학적 기계 연마(CMP(Chemical Mechanical Polishing))가 알려져 있다. CMP를 행하기 위한 연마 장치는, 연마 패드가 첩부된 연마 테이블과, 연마 대상물(예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판, 또는 기판의 표면에 형성된 각종 막)을 보유 지지하기 위한 톱링을 구비하고 있다. 연마 장치는, 연마 테이블을 회전시키면서, 톱링에 보유 지지된 연마 대상물을 연마 패드에 압박함으로써 연마 대상물을 연마한다.

연마 장치는, 연마 대상물의 막 두께에 기초하여 연마 공정의 종점 검지를 행하기 위해서, 도전막의 막 두께를 감시하는 모니터링 장치를 구비하고 있다. 모니터링 장치는, 연마 대상물의 막 두께를 검출하는 막 두께 센서를 구비하고 있다. 막 두께 센서는 대표적으로는, 와전류 센서를 들 수 있다.

와전류 센서는, 연마 테이블에 형성된 구멍 등에 배치되어, 연마 테이블의 회전과 함께 회전하면서, 연마 대상물과 대향하고 있을 때에 막 두께를 검출한다. 와전류 센서는, 도전막 등의 연마 대상물에 와전류를 유기시켜, 연마 대상물에 유기된 와전류에 의해 발생하는 자계의 변화로부터 연마 대상물의 두께 변화를 검출한다.

일본 특허 공개 제2005-121616호 공보는, 와전류 센서에 관한 기술을 개시한다. 이 와전류 센서는, 도전막의 근방에 배치되는 센서 코일과, 센서 코일에 교류 신호를 공급하여 도전막에 와전류를 형성하는 신호원과, 도전막에 형성된 와전류를 센서 코일로부터 본 임피던스로서 검출하는 검출 회로를 구비한다. 그리고, 임피던스의 저항 성분과 리액턴스 성분을 직교 좌표축 상에 표시한다. 임피던스의 좌표와, 지정된 중심점의 좌표를 연결하는 직선이 이루는 각도로부터 도전막의 막 두께를 검출한다.

각도로부터 막 두께를 구하는 방법은, 공보의 도 13에 도시한 바와 같은 각도와 막 두께의 관계를 사전에 측정해 두고, 이 관계를 이용하여, 각도를 막 두께로 직접 변환한다. 구체적으로는, 도전막의 막질에 따른 중심점(기준점) P, 및 그 도전막의 다수의 막 두께에 관한 다수의 앙각 θ를 구하여, 메모리 내에 기억한다. 앙각 θ마다 1개의 예비 측정 직선이 얻어진다. 다수의 앙각 θ에 따라, 다수의 예비 측정 직선이 얻어진다. 이 후에, 기판 연마 장치의 가동 시에는, 그 측정마다의 임피던스 저항 성분과 리액턴스 성분의 출력값과 메모리 내의 중심점 P를 연결한 실전 측정 직선 rn의 앙각 θ와, 예비 측정 직선에 기초하여 도전막의 막 두께를 연산한다.

일본 특허 공개 제2005-121616호 공보에서는, 앙각 θ에 기초하여 도전막의 막 두께를 연산하기 위하여 필요한 기준점 P 및 다수의 예비 측정 직선을 사전에 다수의 측정에 의해 구하고 있다. 즉 여러가지 막 두께, 및 복수 종류의 연마 대상물과 와전류 센서 사이의 거리에 대하여 임피던스를 사전에 측정하고 있다. 사전의 측정 횟수가 많다는 문제가 있다.

일본 특허 공개 제2005-121616호 공보

본 발명의 일 형태는, 이러한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 사전에 필요한 막 두께의 측정 횟수를 종래보다도 저감시킬 수 있는 연마 장치, 및 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 형태 1에서는, 연마면을 갖고 회전 가능한 연마 테이블과, 연마 대상의 기판을 상기 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마 가능한 톱링과, 상기 연마 테이블에 설치된 와전류 센서와, 상기 와전류 센서의 출력에 기초하여 상기 도전막의 막 두께를 감시 가능한 모니터링 장치를 구비하고, 상기 와전류 센서의 출력은 임피던스 성분을 포함하고, 상기 모니터링 장치는, 상기 임피던스 성분으로부터 막 두께 정보를 구하여, 상기 막 두께 정보와 상기 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 사용하여, 상기 막 두께 정보로부터 상기 막 두께를 구하는 것이 가능하고, 상기 막 두께 정보는, 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시킨 때에, 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 좌표계 상의 점과 소정의 기준점을 연결하는 직선과 소정의 직선이 이루는 각도인 임피던스 각도의 정접의 역수인 것을 특징으로 하는 연마 장치라고 하는 구성을 취하고 있다. 여기서, 임피던스 성분이란, 임피던스의 저항 성분 및 또는 리액턴스 성분을 의미한다.

본 실시 형태에서는, 막 두께 정보와, 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 사용하여, 막 두께 정보로부터 막 두께를 구하고 있기 때문에, 사전에 필요한 막 두께의 측정 횟수를 종래보다도 저감시킬 수 있다. 일본 특허 공개 제2005-121616호 공보에서는, 앙각 θ에 기초하여 도전막의 막 두께를 연산하기 때문에, 다수의 앙각 θ에 대해서, 사전 측정(즉 캘리브레이션)이 필요하다. 한편, 본 실시 형태에서는, 비선형의 관계(예를 들어, 2차 함수 등의 비선형 함수)를 사용하고 있기 때문에, 적어도 3개의 상이한 막 두께로 캘리브레이션을 행하면, 비선형 함수를 결정할 수 있기 때문에, 캘리브레이션이 종래보다도 용이하다.

막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보란, 막 두께와 막 두께 정보 사이의 관계가 1차 함수 이외의 함수로 표시되는 대응 정보, 또는 1차 함수 이외의 함수에 상당하는 대응 정보(막 두께 정보와 막 두께 사이의 관계를 나타내는 테이블 등)를 의미한다. 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보의 일례는, 비선형 함수이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 비선형의 관계(예를 들어, 2차 함수 등의 비선형 함수)를 사용하고 있기 때문에, 구리 박막 등의 저항률이 비교적 작은 박막에 대해서도, 선형 함수를 사용하는 경우보다도 고정밀도로 막 두께를 산출할 수 있다. 이 점에 대해서는 후술한다. 임피던스 각도의 정접의 역수에 대해서는, 임피던스 각도의 정접의 역수와 등가인 것도 포함한다. 예를 들어, 임피던스 각도를 α로 한 때에, 임피던스 각도의 정접의 역수는, 1/tanα이고, 이하의 양도 1/tanα와 등가이다.

cotα=cosα/sinα(여접 함수(코탄젠트, cotangent))

또한, 임피던스 각도 α를 다른 양으로 나타낼 수 있을 때, 예를 들어 α=f(β)일 때, 1/tan(f(β))는, 임피던스 각도의 정접의 역수 1/tanα와 등가이다. 여기에서 f(β)는, β의 함수이다. β의 함수는, 표 또는 테이블 등의 형식이어도 된다. 또한, 각도 α를 구하지 않고, 직접, 각도 α의 정접 또는 정접의 역수를 구해도 된다.

형태 2에서는, 상기 대응 정보는, 상기 막 두께가 상기 역수의 2차 함수인 것을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 연마 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.

형태 3에서는, 상기 대응 정보는, 상기 막 두께가 상기 역수의 지수 함수인 것을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 연마 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.

형태 4에서는, 상기 연마 장치는, 연마 중의 상기 기판의 온도를 직접 또는 간접으로 측정 가능한 온도 센서와, 구해진 상기 막 두께를, 측정된 상기 온도를 사용하여 보정 가능한 온도 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 연마 장치라고 하는 구성을 취하고 있다.

본 실시 형태에서는, 온도 보정을 행하고 있다. 금속막에서는 연마에 의해 온도가 상승하면 전기 전도율이 저하된다. 대응 정보는 연마 전에, 사전에 구해지고 있다. 대응 정보를 구할 때의 금속막의 온도는, 그 후에 연마를 행하고 대응 정보를 이용하여 막 두께를 구할 때의 금속막 온도와는 상이하다. 그 때문에 대응 정보를 이용한 막 두께의 측정 시의 온도는, 대응 정보를 사전에 구한 때의 온도보다도 높은 경우나 낮은 경우가 있다. 온도가 높은 경우에는, 실제의 막 두께보다도 얇게 측정되어 버린다. 막 두께의 측정값을, 기판의 온도를 직접 또는 간접으로 측정 가능한 온도 센서에 의해 얻어진 온도를 사용하여 보정함으로써, 보다 정확한 막 두께 값을 산출할 수 있다.

형태 5에서는, 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 적어도 3장의 기판을 준비하는 공정이며, 적어도 3장의 상기 기판은, 제1 막 두께를 갖는 제1 기판, 제2 막 두께를 갖는 제2 기판, 제3 막 두께를 갖는 제3 기판이고, 상기 제1 막 두께와, 상기 제2 막 두께와, 상기 제3 막 두께는 서로 다른 공정과, 상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1, 제2, 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다. 본 실시 형태에 따르면, 막 두께와 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를, 3장의 기판에 의한 최소 3점의 막 두께 측정점으로부터 구할 수 있다. 또한 본 실시 형태에 있어서, 4장 이상의 기판으로부터 4개 이상의 막 두께 정보를 얻고, 막 두께와 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구해도 된다. 제1, 제2, 제3의 3개의 막 두께 정보로부터 대응 정보 구하는 경우보다도, 대응 정보의 정밀도를 높일 수 있다.

형태 6에서는, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과, 상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5, 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 계측하는 상기 제1, 제2, 제3 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1 와전류 센서에 대하여 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

형태 7에서는, 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 적어도 1장의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판과, 적어도 1장의 제2 막 두께를 갖는 제2 기판을 준비하는 공정이며, 상기 제1 막 두께와, 상기 제2 막 두께는 서로 다른 공정과, 상기 제1, 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1, 제2 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제2 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 상기 제2 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제2 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과, 연마 후의 상기 제2 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제3 막 두께를 구하는 공정과, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

본 실시 형태에 있어서, 2장 이상의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판, 즉 캘리브레이션에 있어서 2장 이상의 연마하지 않는 기판을 준비하여, 제1 막 두께 정보를 복수 구해도 된다. 이때에, 제1 막 두께는, 복수의 제1 기판 사이에서 상이한 것이 바람직하다. 또한, 2장 이상의 제2 막 두께를 갖는 제2 기판, 즉 캘리브레이션에 있어서 2장 이상의 연마하는 기판을 준비하여, 제2, 제3 막 두께 정보를 복수 구해도 된다. 이때에, 제2, 제3 막 두께는, 복수의 제2 기판 사이에서 상이한 것이 바람직하다. 제1, 제2, 제3 막 두께 정보가 각 1개인 3개의 막 두께 정보로부터 대응 정보 구하는 경우보다도, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보의 각각이 복수 있음으로써 대응 정보의 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 제2 막 두께를 갖는 제2 기판에 대해서는, 제3 막 두께를 갖는 제2 기판을 얻은 후에, 또한 적어도 1회 이상의 연마를 행하여, 제4, 제5, ···의 막 두께를 갖는 제2 기판을 얻고, 제4, 제5, ···의 막 두께 정보를 얻어도 된다. 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하기 위해서는, 최소로, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보가 필요하고, 제4, 제5, ···의 막 두께 정보를 얻음으로써, 대응 정보의 정밀도를 높일 수 있다. 제1 기판과 제2 기판으로부터 맞추어, 3개 이상의 막 두께와, 대응하는 3개 이상의 막 두께 정보가 얻어지면 되고, 제1 기판과 제2 기판의 어느 쪽인가, 또는 양쪽을 연마하거나 하지 않거나, 또한 연마하는 경우의 연마 공정의 횟수 등은, 임의로 조합해도 된다.

형태 8에서는, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과, 상기 제1 기판, 및 연마 전의 상기 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5 막 두께 정보를 구하는 공정과, 연마 후의 상기 제2 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제2 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1 기판과, 제2, 제3 막 두께를 갖는 상기 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 상기 제1, 제2 기판을 계측하는 상기 제1, 제2 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1 와전류 센서에 대하여 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 7에 기재된 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

형태 9에서는, 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 적어도 1장의 제1 막 두께를 갖는 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 기판을 연마하여, 제2 막 두께를 갖는 상기 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제2 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제2 막 두께를 구하는 공정과, 상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 상기 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제3 막 두께를 갖는 상기 기판의 막 두께를 상기 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제3 막 두께를 구하는 공정과, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

본 실시 형태에 있어서, 2장 이상의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판을 준비하여, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보의 각각을 복수 구해도 된다. 제1, 제2, 제3 막 두께 정보가 각 1개인 3개의 막 두께 정보로부터 대응 정보를 구하는 경우보다도, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보의 각각이 복수 있음으로써 대응 정보의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 제3 막 두께를 갖는 상기 기판을 얻은 후에, 또한, 적어도 1회 이상의 연마를 행하여, 제4, 제5, ···의 막 두께를 갖는 기판을 얻고, 제4, 제5, ···의 막 두께 정보를 얻어도 된다.

형태 10에서는, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과, 상기 제1 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제5 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제3 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께를 갖는 상기 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 상기 기판을 계측하는 상기 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과, 상기 제1 와전류 센서에 대해 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 9에 기재된 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

형태 11에서는,

상기 제1 막 두께는 실질적으로 0mm인 것을 특징으로 하는 청구항 5 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 캘리브레이션 방법이라고 하는 구성을 취하고 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는, 연마 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3a는, 세정 유닛의 평면도이다.
도 3b는, 세정 유닛의 측면도이다.
도 4는, 임피던스를 측정 가능한 와전류 센서의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 5는, 도 4의 블록도의 등가 회로도이다.
도 6은, 와전류 센서의 센서 코일의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 6의 센서 코일의 접속예를 나타내는 회로도이다.
도 8은, 센서 코일 출력의 동기 검파 회로를 도시하는 블록도이다.
도 9는, 도전막의 두께 변화에 수반하는, 임피던스 좌표면에 있어서의 저항 성분(X)과 리액턴스 성분(Y)의 원 궤적을 나타내는 그래프이다.
도 10은, 도 9의 그래프 도형을 반시계 방향으로 90도 회전시키고, 또한 평행 이동시킨 그래프이다.
도 11은, 사용하는 연마 패드의 두께에 상당하는 거리에 따라, 좌표 X, Y의 원호 궤적이 변화하는 모습을 나타낸 그래프이다.
도 12는, 연마 패드의 두께 차이에 관계없이, 각도 α는 동일한 것을 설명하는 도면이다.
도 13은, 1/tanα(=Ta)와 막 두께 t의 비선형 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는, 1/tanα(=Ta)와 막 두께 t의 비선형 관계를 나타내는 도면이다.
도 15는, 기판을 3장 사용하는 캘리브레이션 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 16은, 기판을 2장 사용하는 캘리브레이션 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 17은, 기판을 1장 사용하는 캘리브레이션 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 18은, AI를 사용한 제1 연마 유닛의 제어를 도시하는 블록도이다.
도 19는, AI를 사용한 제1 연마 유닛의 제어를 도시하는 블록도이다.
도 20은, AI를 사용한 제1 연마 유닛의 제어를 도시하는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서, 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 부호를 붙여서 중복한 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 각 실시 형태에서 나타나는 특징은, 서로 모순되지 않는 한 다른 실시 형태에도 적용 가능하다.

<기판 처리 장치>

도 1은, 기판 처리 장치의 평면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1000)는, 로드/언로드 유닛(200)과, 연마 유닛(300)과, 세정 유닛(400)을 구비한다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는, 로드/언로드 유닛(200), 연마 유닛(300), 및 세정 유닛(400)의 각종 동작을 제어하기 위한 제어 유닛(500)을 구비한다. 이하, 로드/언로드 유닛(200), 연마 유닛(300), 및 세정 유닛(400)에 대하여 설명한다.

<로드/언로드 유닛>

로드/언로드 유닛(200)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여지기 전의 기판을 연마 유닛(300)으로 넘김과 함께, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여진 후의 기판을 세정 유닛(400)으로부터 수취하기 위한 유닛이다. 로드/언로드 유닛(200)은, 복수(본 실시 형태에서는 4대)의 프론트 로드부(220)를 구비한다. 프론트 로드부(220)에는 각각, 기판을 스톡하기 위한 카세트(222)가 탑재된다.

로드/언로드 유닛(200)은, 하우징(100)의 내부에 설치된 레일(230)과, 레일(230) 상에 배치된 복수(본 실시 형태에서는 2대)의 반송 로봇(240)을 구비한다. 반송 로봇(240)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여지기 전의 기판을 카세트(222)로부터 취출하여 연마 유닛(300)으로 넘긴다. 또한, 반송 로봇(240)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여진 후의 기판을 세정 유닛(400)으로부터 수취하여 카세트(222)로 복귀시킨다.

<연마 유닛>

연마 유닛(300)은, 기판의 연마를 행하기 위한 유닛이다. 연마 유닛(300)은, 제1 연마 유닛(300A), 제2 연마 유닛(300B), 제3 연마 유닛(300C), 및 제4 연마 유닛(300D)을 구비한다. 제1 연마 유닛(300A), 제2 연마 유닛(300B), 제3 연마 유닛(300C), 및 제4 연마 유닛(300D)은, 서로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 제1 연마 유닛(300A)에 대해서만 설명한다.

제1 연마 유닛(300A)(연마 장치)은, 연마 테이블(320A)과, 톱링(330A)을 구비한다. 연마 테이블(320A)은, 도시하고 있지 않은 구동원에 의해 회전 구동된다. 연마 테이블(320A)에는, 연마 패드(310A)가 첩부된다. 톱링(330A)은, 기판을 보유 지지하여 연마 패드(310A)에 압박한다. 톱링(330A)은, 도시하고 있지 않은 구동원에 의해 회전 구동된다. 기판은, 톱링(330A)에 보유 지지되어서 연마 패드(310A)에 압박됨으로써 연마된다.

이어서, 기판을 반송하기 위한 반송 기구에 대하여 설명한다. 반송 기구는, 리프터(370)와, 제1 리니어 트랜스포터(372)와, 스윙 트랜스포터(374)와, 제2 리니어 트랜스포터(376)와, 가배치대(378)를 구비한다.

리프터(370)는, 반송 로봇(240)으로부터 기판을 수취한다. 제1 리니어 트랜스포터(372)는, 리프터(370)로부터 수취한 기판을, 제1 반송 위치 TP1, 제2 반송 위치 TP2, 제3 반송 위치 TP3, 및 제4 반송 위치 TP4 사이에서 반송한다. 제1 연마 유닛(300A) 및 제2 연마 유닛(300B)은, 제1 리니어 트랜스포터(372)로부터 기판을 수취하여 연마한다. 제1 연마 유닛(300A) 및 제2 연마 유닛(300B)은, 연마한 기판을 제1 리니어 트랜스포터(372)로 넘긴다.

스윙 트랜스포터(374)는, 제1 리니어 트랜스포터(372)와 제2 리니어 트랜스포터(376) 사이에서 기판의 수수를 행한다. 제2 리니어 트랜스포터(376)는, 스윙 트랜스포터(374)로부터 수취한 기판을, 제5 반송 위치 TP5, 제6 반송 위치 TP6, 및 제7 반송 위치 TP7 사이에서 반송한다. 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)은, 제2 리니어 트랜스포터(372)로부터 기판을 수취하여 연마한다. 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)은, 연마한 기판을 제2 리니어 트랜스포터(372)로 넘긴다. 연마 유닛(300)에 의해 연마 처리가 행하여진 기판은, 스윙 트랜스포터(374)에 의해 가배치대(378)에 놓인다.

<세정 유닛>

세정 유닛(400)은, 연마 유닛(300)에 의해 연마 처리가 행하여진 기판의 세정 처리 및 건조 처리를 행하기 위한 유닛이다. 세정 유닛(400)은, 제1 세정실(430)과, 제1 반송실(420)과, 제2 세정실(430)과, 제2 반송실(440)과, 건조실(450)을 구비한다.

가배치대(378)에 놓인 기판은, 제1 반송실(420)을 통해 제1 세정실(410) 또는 제2 세정실(430)로 반송된다. 기판은, 제1 세정실(410) 또는 제2 세정실(430)에 있어서 세정 처리된다. 제1 세정실(410) 또는 제2 세정실(430)에 있어서 세정 처리된 기판은, 제2 반송실(440)을 통해 건조실(450)로 반송된다. 기판은, 건조실(450)에 있어서 건조 처리된다. 건조 처리된 기판은, 반송 로봇(240)에 의해 건조실(450)로부터 취출되어서 카세트(222)로 복귀된다.

<제1 연마 유닛의 상세 구성>

이어서, 제1 연마 유닛(300A)의 상세에 대하여 설명한다. 도 2는, 제1 연마 유닛(300A)의 사시도이다. 제1 연마 유닛(300A)은, 연마 패드(310A)에 연마액 또는 드레싱액을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(340A)을 구비한다. 연마액은, 예를 들어 슬러리이다. 드레싱액은, 예를 들어 순수이다. 또한, 제1 연마 유닛(300A)은, 연마 패드(310A)의 컨디셔닝을 행하기 위한 드레서(350A)를 구비한다. 또한, 제1 연마 유닛(300A)은 액체, 또는, 액체와 기체의 혼합 유체를 연마 패드(310A)를 향하여 분사하기 위한 아토마이저(360A)를 구비한다. 액체는, 예를 들어 순수이다. 기체는, 예를 들어 질소 가스이다.

제1 연마 유닛(300A)은, 연마 대상물(예를 들어, 반도체 웨이퍼 등의 기판, 또는 기판의 표면에 형성된 각종 막)(102)을 연마하기 위한 연마부(150)를 갖는다. 연마부(150)는, 연마 대상물(102)을 연마하기 위한 연마 패드(310A)를 상면에 설치 가능한 연마 테이블(320A)과, 연마 테이블(320A)을 회전 구동하는 제1 전동 모터(112)와, 연마 대상물(102)을 보유 지지 가능한 톱링(330A)과, 톱링(330A)을 회전 구동하는 제2 전동 모터(118)를 구비한다.

또한, 연마부(150)는, 연마 패드(310A)의 상면에 연마재를 포함하는 연마지액을 공급하는 연마액 공급 노즐(340A)을 구비한다. 제1 연마 유닛(300A)은, 연마부(150)에 관한 각종 제어 신호를 출력하는 연마 장치 제어부(140)를 구비한다.

제1 연마 유닛(300A)은, 연마 테이블(320A)에 형성된 구멍에 배치되고, 연마 테이블(320A)의 회전에 수반하여 연마 대상물(102)의 막 두께를 연마면(104)을 따라 검출하는 와전류 센서(210)를 구비한다.

제1 연마 유닛(300A)은, 연마 대상물(102)을 연마할 때는, 연마지립을 포함하는 연마 슬러리를 연마액 공급 노즐(340A)로부터 연마 패드(310A)의 상면에 공급하고, 제1 전동 모터(112)에 의해 연마 테이블(320A)을 회전 구동한다. 그리고, 제1 연마 유닛(300A)은, 톱링(330A)을, 연마 테이블(320A)의 회전축과는 편심된 회전축 주위에서 회전시킨 상태에서, 톱링(330A)에 보유 지지된 연마 대상물(102)을 연마 패드(310A)에 압박한다. 이에 의해, 연마 대상물(102)은 연마 슬러리를 보유 지지한 연마 패드(310A)에 의해 연마되어, 평탄화된다.

수신부(232)는, 로터리 조인트·커넥터(160, 170)를 통해 와전류 센서(210)와 접속되어 있다. 수신부(232)는, 와전류 센서(210)로부터 출력된 신호를 수신하여, 임피던스로서 출력한다. 후술하는 온도 센서(56)는, 로터리 조인트·커넥터(160, 170)를 통해 연마 장치 제어부(140)와 접속되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 막 두께 측정 장치(231)는, 수신부(232)로부터 출력된 임피던스에 소정의 신호 처리를 행하여 종점 검출기(241)로 출력한다.

종점 검출기(241)는, 막 두께 측정 장치(231)로부터 출력되는 신호에 기초하여 연마 대상물(102)의 막 두께의 변화를 감시한다. 막 두께 측정 장치(231)와 종점 검출기(241)는 모니터링 장치를 구성한다. 종점 검출기(241)는, 제1 연마 유닛(300A)에 관한 각종 제어를 행하는 연마 장치 제어부(140)와 접속되어 있다. 종점 검출기(241)는, 연마 대상물(102)의 연마 종점을 검출하면, 그 취지를 나타내는 신호를 연마 장치 제어부(140)로 출력한다. 연마 장치 제어부(140)는, 종점 검출기(241)로부터 연마 종점을 나타내는 신호를 수신하면, 제1 연마 유닛(300A)에 의한 연마를 종료시킨다. 연마 장치 제어부(140)는, 연마 중에는, 막 두께에 기초하여, 연마 대상물(102)의 압박력을 제어한다.

본 실시 형태에서는, 와전류 센서(210)의 출력은 임피던스 성분을 포함한다. 모니터링 장치는, 임피던스 성분으로부터 막 두께 정보를 구하여, 막 두께 정보와, 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 사용하여, 막 두께 정보로부터 막 두께를 구한다. 막 두께 정보는, 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시킨 때에, 임피던스 성분에 대응하는 좌표계 상의 점과 소정의 기준점을 연결하는 직선과 소정의 직선이 이루는 각도 α인 임피던스 각도의 정접의 역수이다.

여기서, 본 실시 형태에 있어서의 대응 정보를 구하기 위한 캘리브레이션 개략을 설명한다. 와전류 센서(210)에 의해 막 두께를 측정할 때는, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 데이터와 막 두께의 대응 관계를 사전에 구하여 둘 필요가 있다. 본 실시 형태에서는, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 각도 α를 구한다. 각도 α의 정의 및 구하는 방법의 상세는, 후술한다.

각도 α로부터 산출되는 1/tanα와, 막 두께 t는, 후술하는 바와 같이, 막 두께가 두꺼울 때는 비례한다. 즉, 1/tanα=Ta로 한 때에, 막 두께 t=A_th×Ta라고 하는 관계가 있다. 여기서, A_th는, 비례 계수이다. 막 두께의 실제 측정에 있어서, 와전류 센서(210)의 측정값으로부터 Ta를 얻을 수 있다.

따라서, 막 두께가 두꺼울 때는, 캘리브레이션에 있어서는, 막 두께 t=A_th×Ta라고 하는 와전류 센서(210)의 출력과 막 두께의 대응 관계에 있어서의 비례 계수 A_th를 구하면 된다. 비례 계수 A_th가 구해지면, 캘리브레이션 후의 본 측정에 있어서, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 각도 α를 구하면, 막 두께를 산출할 수 있다. 막 두께가 얇을 때는, 와전류 센서(210)의 출력과 막 두께의 대응 관계는 비선형의 관계이다. 또한, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 와전류 센서(210)의 출력은, 후술하는 임피던스(X, Y), 또는 상술한 각도 α, tanα, 1/tanα, Ta 등을 포함해도 된다.

도 4는, 제1 연마 유닛(300A)이 구비하는 와전류 센서(210)를 도시한다. 와전류 센서는, 그 센서 코일로부터 도전 배측을 본 임피던스가 변화하고, 이 임피던스 변화로부터 막 두께를 검출한다. 와전류 센서(210)는, 검출 대상의 연마 대상물(102)의 근방에 센서 코일을 배치하고, 그 코일에 교류 신호원(124)이 접속되어 있다. 여기서, 검출 대상의 연마 대상물(102)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 W 상에 형성된 두께가 0 내지 2㎛ 정도의 구리 도금막(Au, Cr, W 등의 메탈 재료의 증착막이어도 됨)이다. 센서 코일은, 검출 대상의 도전막에 대하여 예를 들어 0.5 내지 5mm 정도의 근방에 배치된다. 동기 검파 회로(126)는, 센서 코일측에서 본 검출 대상의 연마 대상물(102)를 포함하는 임피던스 Z(그 성분이 X, Y임)를 검출한다(상세는 후술함).

도 5에 도시하는 등가 회로에 있어서, 교류 신호원(124)의 발진 주파수는 일정하고, 연마 대상물(102)의 막 두께가 변화하면, 교류 신호원(124)으로부터 센서 코일측을 본 임피던스 Z가 변화한다. 즉, 도 5에 도시하는 등가 회로에 있어서, 연마 대상물(102)에 흐르는 와전류 I₂는, 연마 대상물(102)의 등가적인 저항 R₂ 및 자기 인덕턴스 L₂에 의해 결정된다. 막 두께가 변화하면 와전류 I₂가 변화하고, 센서 코일측과의 상호 인덕턴스 M을 통해, 교류 신호원(124)측으로부터 본 임피던스 Z의 변화로서 파악할 수 있다. 여기서, L₁은 센서 코일의 자기 인덕턴스분이고, R₁은 센서 코일의 저항분이다.

이하에, 와전류 센서에 대하여 구체적으로 설명한다. 교류 신호원(124)은, 1 내지 50MHz 정도의 고정 주파수의 발진기이고, 예를 들어 수정 발진기가 사용된다. 그리고, 교류 신호원(124)에 의해 공급되는 교류 전압에 의해, 센서 코일에 전류 I₁이 흐른다. 연마 대상물(102)의 근방에 배치된 코일에 전류가 흐름으로써, 이 자속이 연마 대상물(102)과 쇄교함으로써, 그 사이에 상호 인덕턴스 M이 형성되어, 연마 대상물(102) 중에 와전류 I₂가 흐른다. 여기서 R₁은 센서 코일을 포함하는 1차측의 등가 저항이고, L₁은 마찬가지로 센서 코일을 포함하는 1차측의 자기 인덕턴스이다. 연마 대상물(102)측에서는, R₂는 와전류손에 상당하는 등가 저항이고, L₂는 그 자기 인덕턴스이다. 교류 신호원(124)의 단자(128, 130)로부터 센서 코일측을 본 임피던스 Z는, 연마 대상물(102) 중에 형성되는 와전류손의 크기에 따라 변화한다.

도 6은, 본 실시 형태의 와전류 센서에 있어서의 센서 코일의 구성예를 도시한다. 센서 코일은, 도전막에 와전류를 형성하기 위한 코일과, 도전막의 와전류를 검출하기 위한 코일을 분리한 것으로, 보빈(311)에 권회된 3층의 코일에 의해 구성되어 있다. 여기서 중앙의 여자 코일(312)은, 교류 신호원(124)에 접속되는 여자 코일이다. 이 여자 코일(312)은, 교류 신호원(124)로부터 공급되는 전압의 형성하는 자계에 의해, 근방에 배치되는 반도체 웨이퍼 W 상의 연마 대상물(102)에 와전류를 형성한다. 보빈(311)의 상측(도전막측)에는, 검출 코일(313)이 배치되어, 도전막에 형성되는 와전류에 의해 발생하는 자계를 검출한다. 그리고, 여자 코일(312)의 검출 코일(313)과 반대측에는 밸런스 코일(314)이 배치되어 있다.

도 7은, 각 코일의 접속예를 도시한다. 검출 코일(313)과 밸런스 코일(314)은, 상술한 바와 같이 역상의 직렬 회로를 구성하고, 그 양단은 가변 저항(316)을 포함하는 저항 브리지 회로(317)에 접속되어 있다. 코일(312)은 교류 신호원(203)에 접속되어, 교번 자속을 생성함으로써, 근방에 배치되는 도전막인 연마 대상물(102)에 와전류를 형성한다. 가변 저항 VR₁, VR₂의 저항값을 조정함으로써, 코일(313, 314)로 이루어지는 직렬 회로의 출력 전압이, 도전막이 존재하지 않을 때에는 제로가 되도록 조정 가능하게 하고 있다.

도 8은, 교류 신호원(203)측으로부터 센서 코일(202)측을 본 임피던스 Z의 계측 회로예를 도시한다. 이 도 8에 도시하는 임피던스 Z의 계측 회로에 있어서는, 막 두께의 변화에 수반하는 임피던스 평면 좌표값(X, Y), (즉, 리액턴스 성분(X), 저항 성분(Y)), 임피던스(Z=X+iY), 및 위상 출력(θ=tan^-1R/X)을 추출할 수 있다. 따라서, 이들의 신호 출력을 사용함으로써, 예를 들어 임피던스의 각종 성분의 크기에 의해 막 두께를 계측하는 등, 보다 다면적인 처리의 진행 상황의 검출이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 검출 대상의 연마 대상물(102)이 성막된 반도체 웨이퍼 W 근방에 배치된 센서 코일에, 교류 신호를 공급하는 신호원(203)은, 수정 발진기로 이루어지는 고정 주파수의 발진기이다. 교류 신호원(203)은, 예를 들어 1 내지 50MHz의 고정 주파수의 전압을 공급한다. 신호원(203)에서 형성되는 교류 전압은, 대역 통과 필터(302)를 통해 여자 코일(312)에 공급된다. 센서 코일의 단자(128, 130)에서 검출된 신호는, 고주파 증폭기(303) 및 위상 시프트 회로(304)를 거쳐, cos 동기 검파 회로(305) 및 sin 동기 검파 회로(306)로 이루어지는 동기 검파부에 입력된다. 동기 검파부에 의해 검출 신호의 cos 성분(X 성분)과 sin 성분(Y 성분)이 추출된다. 여기서, 신호원(203)에서 형성되는 발진 신호로부터, 위상 시프트 회로(304)에 의해, 신호원(203)의 동상 성분(0°)과 직교 성분(90°)의 2개의 신호가 형성된다. 이들의 신호는, 각각 cos 동기 검파 회로(305)와 sin 동기 검파 회로(306)에 도입되어, 상술한 동기 검파가 행하여진다.

동기 검파된 신호는, 저역 통과 필터(307, 308)에 의해, 신호 성분 이상의 불필요한 예를 들어 5KHz 이상의 고주파 성분이 제거된다. 동기 검파된 신호는, cos 동기 검파 출력인 X 성분 출력과, sin 동기 검파 출력인 Y 성분 출력이다. 또한, 벡터 연산 회로(309)에 의해, X 성분 출력과 Y 성분 출력으로부터, 임피던스 Z의 크기, (X²+Y²)^1/2이 얻어진다. 또한, 벡터 연산 회로(θ 처리 회로)(310)에 의해, 마찬가지로 X 성분 출력과 Y 성분 출력으로부터, 위상 출력(θ=tan^-1Y/X)이 얻어진다. 여기서, 이들 필터는, 센서 신호의 잡음 성분을 제거하기 위하여 마련되고, 각종 필터에 따른 차단 주파수가 설정되어 있다.

이어서, 도 9에 의해, 연마 대상물(102)과 와전류 센서(210) 사이의 거리가 상이할 때에 얻어진 임피던스에 대응하는 임피던스 평면 좌표계 상의 점(좌표값(X, Y))은, 상이한 원을 형성하는 것을 설명한다. 상이한 원의 각각의 중심은, 동일한 직선(제2 직선) 상에 있다. 상이한 원에 대하여 공통인 하나의 점이 있다. 이것을 제1 점이라고 칭한다. 이들에 대하여 설명한다.

도 5에 도시하는 센서측 회로와 도전막측 회로에는, 각각 다음의 식이 성립된다.

R₁I₁+L₁dI₁/dt+MdI₂/dt=E (1)

R₂I₂+L₂dI₂/dt+MdI₁/dt=0 (2)

여기서, M은 상호 인덕턴스이고, R₁은 센서측 회로의 등가 저항이고, L₁은 센서측 회로의 자기 인덕턴스이다. R₂는 와전류가 유기되는 도전막의 등가 저항이고, L₂는 와전류가 흐르는 도전막의 자기 인덕턴스이다.

여기서, I_n=A_ne^jωt(정현파)로 두면, 상기 식 (1), (2)는 다음과 같이 표시된다.

(R₁+jωL₁)I₁+jωMI₂=E (3)

(R₂+jωL₂)I₂+jωMI₁=0 (4)

이들 식 (3), (4)로부터, 다음의 식 (5)가 유도된다.

I₁=E(R₂+jωL₂)/{(R₁+jωL₁)(R₂+jωL₂)+ω²M²}

=E/{(R₁+jωL₁)+ω²M²/(R₂+jωL₂)} (5)

따라서, 센서측 회로의 임피던스 Z는, 다음의 식 (6)으로 표시된다.

Z=E/I₁={R₁+ω²M²R₂/(R₂ ²+ω²L₂ ²)}

+jω{L₁-ω²L₂M²/(R₂ ²+ω²L₂ ²)} (6)

여기서, Z의 실부(임피던스 성분의 저항 성분), 허부(임피던스 성분의 유도 리액턴스 성분)를 각각 X, Y로 두면, 상기 식 (6)은 다음과 같아진다.

Z=X+jωY (7)

여기서, R_x=ω²L₂M²/(R₂ ²+ω²L₂ ²)로 하면, (7) 식은,

X+jωY=[R₁+R₂R_x]+Jω[L₁-L₂R_x]가 된다.

따라서, X=R₁+R₂R_x Y=ω[L₁-L₂R_x]가 된다.

이것을 R₂, L₂에 대하여 풀면,

R₂=ω²(X-R₁)M²/((ωL₁-Y)²+(X-R₁)²) (8)

L₂=ω(ωL₁-Y)M²/((ωL₁-Y)²+(X-R₁)²) (9)

도 9에 나타내는 기호 k는 결합 계수이고, 다음의 관계식 (10)이 성립된다.

M=k(L₁L₂)^1/2 (10)

이것을 (9)에 적용하면,

(X-R₁)²+(Y-ω(1-(k²/2))L₁)²=(ωL₁k²/2)² (11)

이것은, 원의 방정식이고, X, Y가 원을 형성하는 것, 즉, 임피던스 Z는 원을 형성하는 것을 나타낸다.

와전류 센서(210)는, 와전류 센서(210)의 코일을 포함하는 전기 회로의 임피던스의 저항 성분 X 및 유도 리액턴스 성분 Y를 출력한다. 이들의 저항 성분 X 및 유도 리액턴스 성분 Y는, 막 두께를 반영한 막 두께 신호이고, 기판 상의 도전막의 두께에 따라서 변화한다.

도 9는, 도전막의 두께와 함께 변화하는 X, Y를, XY 좌표계 상에 플롯함으로써 그려지는 그래프를 나타내는 도면이다. 점 T∞의 좌표는, 막 두께가 무한대일 때, 즉, R₂가 0일 때의 X, Y이다. 점 T0(제1 점: 소정의 기준점)의 좌표는, 기판의 도전율을 무시할 수 있는 것으로 하면, 막 두께가 0일 때, 즉, R₂가 무한대일 때의 X, Y이다. X, Y의 값으로부터 위치 결정되는 점 Tn(제2 점)은, 도전막의 두께가 감소함에 따라, 원호형의 궤적을 그리면서 점 T0를 향하여 진행한다.

도 10은, 도 9의 그래프 도형을 반시계 방향으로 90도 회전시키고, 또한 평행 이동시킨 그래프를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 막 두께가 감소함에 따라, X, Y의 값으로부터 위치 결정되는 점 Tn은 원호형의 궤적을 그리면서 점 T0를 향하여 진행한다. 결합 계수 k는, 한쪽의 코일에 의해 발생한 자장이, 다른 한쪽의 코일에 전달하는 비율이다. k=1이 최대이고, 코일 사이의 거리가 이격되면, 즉 연마 패드(310A)가 두꺼워지면, k는 작아진다.

와전류 센서(210)의 코일과 기판 W 사이의 거리 G는, 이들 사이에 개재하는 연마 패드(310A)의 두께에 따라서 변화한다. 이 결과, 도 11에 나타내는 바와 같이, 사용하는 연마 패드(310A)의 두께에 상당하는 거리 G(G1 내지 G3)에 따라, 좌표 X, Y의 원호 궤적이 변화한다. 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 코일과 연마 대상물(102) 사이의 거리 G에 관계없이, 동일한 막 두께인 좌표 X, Y를 직선(이하, 등막 두께 직선)이라고 함)으로 연결하면, 그 등막 두께 직선이 교점 P에서 교차한다. 점 P가, 제1 점 T0이다. 이 등막 두께 직선 rn(n: 1, 2, 3···)은, 도 11에 있어서, 제1 점을 통과하는 원의 직경) H에 대하여, 도전막(연마 대상물(102))의 두께에 따른 각도 α(임피던스 각도)로 경사진다. 제1 점을 통과하는 원의 직경은, 거리 G에 구애되지 않고 동일하다.

각도 α는, 막 두께가 제로일 때의 임피던스에 대응하는 제1 점(T0)과, 막 두께가 제로가 아닐 때의 임피던스에 대응하는 제2 점(Tn)을 연결하는 제1 직선(임피던스 성분에 대응하는 임피던스 좌표계 상의 점과 소정의 기준점을 연결하는 직선)과, 제1 점(T0)을 통과하는 원의 직경(소정의 직선)이 이루는 각의 각도이다. 도전막의 두께가 동일할 때, 연마 패드(310A)의 두께의 차이에 관계없이, 각도 α는 동일하다. 이 점에 대해서, 도 12에 의해 설명한다. 소정의 직선이란, 제1 점(T0)과 점 T∞를 연결하는 직선이기도 하다.

점 Tn의 좌표(X, Y)를 도 12에 나타내는 각도 α를 사용하여 표시한다. 도 12에 의해,

X=R₁+ω(k²/2)L₁sinα (12)

Y=ω(1-(k²/2)L₁-ω(k²/2)L₁coaα (13)

이미 설명한 (8), (9)로부터,

R₂/L₂=ω(X-R₁)/(ωL₁-Y)

이 식에 (12), (13)을 대입하면,

R₂/L₂=ωsin2α/(1+cos2α)=ωtanα (14)

R₂/L₂는, 막 두께에만 의존하고, 또한, 결합 계수 k에 의존하지 않기 때문에, 와전류 센서(210)와 연마 대상물(102) 사이의 거리, 즉 연마 패드(310A)의 두께에 의존하지 않는다. R₂/L₂는, 막 두께에만 의존하고, 따라서, 각도 α도 막 두께에만 의존한다. 막 두께 산출부는, 각도 α의 정접을 산출하고, (14)의 관계를 이용하여, 정접으로부터 막 두께를 구한다.

각도 α의 산출 방법 및 막 두께의 산출 방법에 대하여 설명한다. 도 2의 막 두께 측정 장치(231)는, 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해서, 와전류 센서(210)에 의해 연마 대상물(102)에 형성 가능한 와전류를 임피던스로서 검출할 때에, 임피던스가 수신부(232)로부터 입력된다. 입력된 임피던스로부터 막 두께를 구한다. 막 두께 측정 장치(231)는, 각 산출부(234) 및 막 두께 산출부(238)를 구비한다.

각 산출부(234)는 예를 들어 처음에, 측정된 제1 점 T0를 포함하는 원 상의 3개의 임피던스 성분의 측정점(상이한 막 두께에 대응하는 3점)으로부터, 원의 중심을 구한다. 각 산출부(234)는 제1 점 T0와 원의 중심으로부터, 원의 중심을 통과하는 직경(12)을 구한다. 각 산출부(234)는, 막 두께가 제로일 때의 임피던스에 대응하는 제1 점 T0와, 막 두께가 제로가 아닐 때의 임피던스에 대응하는 제2 점 Tn을 연결하는 제1 직선(10)과, 제1 점 T0를 통과하는 원의 직경(12)이 이루는 각의 각도 α를 산출한다. 막 두께 산출부(238)는, 각도 α의 정접을 산출하고, 정접으로부터 막 두께를 구한다.

이어서, 정접으로부터 막 두께를 구하는 막 두께 산출부(238)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 정접의 역수와 막 두께의 관계를 이용한다. 처음에, 정접의 역수와 막 두께의 관계를 설명한다.

막 두께가 두꺼운 경우, 정접과, 금속막의 저항값 사이에는, 이미 설명한 (14)의 관계, 즉,

R₂/L₂=ωtanα (14)

가 있다. 여기서 R₂는, 금속막의 저항값이다. 따라서, R₂와 tanα는 비례한다. 또한, 막 두께가 두꺼울 때는, R₂는 막 두께와 이하의 관계가 있다.

R₂=ρL/tW (15)

여기서, ρ: 저항률 L, W: 금속막의 길이 및 폭 t: 막 두께

(14), (15)로부터, 막 두께 t와 각도 α는 이하의 관계에 있는 것을 알 수 있다.

R₂∝(1/t)∝ωtanα

즉, 1/tanα∝t

이에 의해, 1/tanα와 막 두께 t는 비례한다. 막 두께가 얇은 경우에는, (15)가 성립하지 않기 때문에, 1/tanα와 막 두께 t의 관계는 비선형의 관계로 표시된다. 비선형의 관계로 표시되는 경우의 막 두께의 산출 방법을 다음에 설명한다.

처음에, 와전류 센서(210) 및 수신부(232)에 의해, 임피던스 좌표면에 있어서의 저항 성분(X)과 리액턴스 성분(X)을 얻는다. 이어서, 각 산출부(234)에 있어서, 이미 설명한 방법에 의해, tanα를 산출한다. 1/tanα와 막 두께 t의 관계는 비선형의 관계로 표시된다. 막 두께 산출부(238)는, 하기의 비선형의 관계를 이용하여, 1/tanα로부터 막 두께 t를 구한다.

1/tanα(=Ta)와 막 두께 t 사이에는 비선형 함수, 즉

막 두께 t=A×Ta^2+B×Ta+C (정접의 역수 Ta의 2차 함수)

또는

막 두께 t=A×(e^(B×Ta)-1)+C (정접의 역수 Ta의 지수 함수)

로 표시되는 관계가 있다.

여기서, 비선형 함수란, 역수 Ta의 1차 함수 이외의 함수를 의미한다. 또한, 비선형 함수는, 상기의 역수 Ta의 2차 함수나 지수 함수에 한정되는 것은 아니고, 금속막의 두께, 종류, 상태에 따라서 선택할 수 있다. 예를 들어, 비선형 함수는, 3차 이상의 다항식으로 표시되는 함수, 다항식으로는 표시되지 않는 함수(예를 들어, 무리 관수, 대수 함수 등)여도 된다. 대상으로 하는 금속막의 Ta와 막 두께 t 사이에 존재하는 비선형의 관계를 나타내는 함수라면, 임의의 함수를 비선형 함수로서 사용할 수 있다.

또한, 비선형 함수는, 1차 이상의 다항식으로 표시되는 함수를 복수개 접속한 꺽은선 그래프여도 된다. 또한 비선형 함수는, 1차 이상의 다항식으로 표시되는 함수와, 다항식으로는 표시되지 않는 함수의 임의의 조합으로부터 합성되는 1차 함수 이외의 함수(예를 들어, 복수의 함수를 가산, 감산, 승산 및 또는 제산한 함수 등)여도 된다.

또한, 비선형 함수의 표현 방법은 상기한 바와 같이, 2차 함수의 각 차수의 계수나 지수 함수 등의 계수를, 기억 수단에 기억해 두는 방법에 한정되는 것은 아니고, 역수 Ta와 막 두께 t의 대응 관계를 표나 테이블의 형식으로 기억해도 된다. 즉, 역수 Ta와 막 두께 t의 대응 관계는, 상기와 같이 함수 형식으로 표현되지 않아도 된다. 또한, 비선형 함수의 정보(계수 등), 표, 테이블 등은, 연마 대상물(102)의 막 두께의 본 측정 전에 행하여지는 사전의 캘리브레이션에 의해 구해 둔다. 캘리브레이션에 대해서는 후술한다.

도 13, 14는, 1/tanα(=Ta)와 막 두께 t의 비선형 관계의 실측한 일례를 나타내는 도면이다. 횡축은, 와전류 센서(210)의 측정값 1/tanα(단위 없음)이고, 종축은, 막 두께 t(단위는, 예를 들어 nm)이다. 도 13에 있어서는, Ta와 막 두께 t 사이에는, 막 두께 t=A×Ta^2+B×Ta+C의 관계가 있다. 도 14에 있어서는, Ta와 막 두께 t 사이에는, 막 두께 t=A×(e^(B×Ta)-1)+C의 관계가 있다. 도 13, 14에 있어서는, A, B, C라고 하는 동일한 기호를 사용하고 있지만, 도 13에 있어서의 A, B, C의 값과, 도 15에 있어서의 A, B, C의 값은, 통상은 상이하다. 연마 대상물(102)의 막 두께의 본 측정에서는, 2개의 근사식의 어느 것, 또는 양쪽을 사용할 수 있다.

도 13, 14에서는, 동그라미 표시(50)는 실측값이고, 실선(52)은, 근사식 A×Ta^2+B×Ta+C, t=A×(e^(B×Ta)-1)+C로 각각 계산한 계산값이다. 도 13, 14에서는, 실측값은 동일하고, 동일한 실측값을 2개의 근사식 A×Ta^2+B×Ta+C, t=A×(e^(B×Ta)-1)+C로 각각 표현한 것이다. 어느 쪽의 근사식도 실측값을 고정밀도로 재현하고 있다. 또한 일반적으로는, 2개의 상이한 근사식 A×Ta^2+B×Ta+C, t=A×(e^(B×Ta)-1)+C로 동일한 실측값을 고정밀도로 재현할 수 있다고는 할 수 없다.

또한, 도 13, 14으로부터 실측값은 선형 관계를 충족하지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 도 13, 14에서는, 실측값은 막 두께가 「0」인 경우를 포함하기 때문에, Ta=0, 막 두께 t=0이고, C=0이다. 일반적으로는, C=0이 아니다.

2개의 근사식 A×Ta^2+B×Ta+C, t=A×(e^(B×Ta)-1)+C에 있어서의 각 계수는, 복수의 와전류 센서(210) 사이의 개체 차를 무시할 수 있을 정도로 작은 경우 등은, 1개의 와전류 센서(210)에 대하여 결정한 값을, 다른 와전류 센서(210)에서 사용해도 된다. 보다 정확하게 각 계수를 결정하는 경우에는, 실제로 개개의 와전류 센서(210)에 대하여 캘리브레이션을 행해도 된다.

기판 W 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 연마 테이블(320A)에 설치되는 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 방법에 대해서, 다음에 설명한다. 캘리브레이션 방법으로서는, 예를 들어 기판 W를 3장 사용하는 방법, 2장 사용하는 방법, 1장 사용하는 방법이 있다. 처음에, 기판 W를 3장 사용하는 방법에 대하여 설명한다.

도 15에, 기판 W를 3장 사용하는 캘리브레이션 방법의 흐름도를 나타낸다. 준비하는 3장의 기판 W는, 막 두께 t가 3장 중에서 최소인 기판 W, 중간인 기판 W, 최대인 기판 W이다. 와전류 센서(210)의 측정값을 구할 때는, 금속막이 깎이지 않도록 슬러리를 사용하지 않고, 물을 사용하여, 와전류 센서(210)를 연마한다. 그 때에 와전류 센서(210)의 출력값으로부터 역수 Ta를 이미 설명한 바와 같이 계산한다.

또한 3장의 기판 W의 막 두께 t를 막 두께 측정기(54)에 의해 사전에 측정해 둔다. 와전류 센서(210)로부터 얻어지는 역수 Ta와, 막 두께 측정기(54)가 측정한 막 두께 t의 관계로부터, 2개의 근사식 t=A×Ta^2+B×Ta+C, t=A×(e^(B×Ta)-1)+C의 각 계수를, 최소 제곱법 등에 의해 도출한다. 도 16의 흐름도에 있어서 사용하는 기판 W의 막 두께는 일례로서, 막 두께 t가 최소인 기판 W의 막 두께 t는, 0Å, 막 두께 t가 중간인 기판 W의 막 두께 t는, 2k 내지 3kÅ, 막 두께 t가 최대인 기판 W의 막 두께 t는, 8k 내지 10kÅ이다.

막 두께 측정기(54)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 연마 유닛(300)의 외부에 마련할 수 있다. 막 두께 측정기(54)는, 내부에 마련할 수도 있다. 막 두께 측정기(54)로서는, 막 두께 t를 측정할 수 있으면, 공지의 임의의 방식의 측정기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자식 막 두께 측정기, 와전류식 막 두께 측정기, 광학식 막 두께 측정기, 전기 저항식 막 두께 측정기, 와전류 위상식 막 두께 측정기 등이다. 단면을 전자 현미경으로 관찰함으로써 막 두께 t를 측정하는 것도 가능하다.

상기의 수순을 도 15의 흐름도에 의해 구체적으로 설명한다. 스텝 10에서는, 기지의 제1 막 두께(최소의 막 두께)를 갖는 제1 기판 W와, 기지의 제2 막 두께(중간의 막 두께)를 갖는 제2 기판 W와, 기지의 제3 막 두께(최대의 막 두께)를 갖는 제3 기판 W를 준비한다. 제1 막 두께와, 제2 막 두께와, 제3 막 두께는 서로 다르다. 제1 막 두께와, 제2 막 두께와, 제3 막 두께는, 사전에 막 두께 측정기(54)에 의해 측정해 둔다. 제1 막 두께에 대해서는, 막 두께가 0인 것을 알고 있는 경우에는, 사전에 막 두께 측정기(54)에 의해 측정할 필요는 없다. 막 두께가 O인 것을 알고 있는 경우란, 예를 들어 성막 공정을 행하고 있지 않은 것을 알고 있는 경우이다.

제1 연마 유닛(300A)에, 0Å 기판(제1 기판 W)을 설치하여, 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 센서의 출력값인 역수 Ta를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다. 막 두께 산출부(238)는, 이때의 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta가 「0」(제1 막 두께 정보)이 되도록, 와전류 센서(210)의 측정 회로나 막 두께 측정 장치(231)를 조정한다. 조정하는 이유는, 측정 회로의 특성 등에 의해, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta가 「0」이 되지 않는 경우가 있기 때문이다.

스텝 S10 및 이하의 스텝 S14, S16에서는, 사전에 막 두께 측정한 기판 W를, 물을 사용하여, 연마 테이블(320A)을 회전시켜서 연마한다. 이것을 이하에서는, 「물 폴리」라고 칭한다. 「물 폴리」에서는, 물을 사용하고 있기 때문에, 연마는 실제로는 발생하지 않는다. 「물 폴리」를 행하는 이유는, 막 두께가 기지인 연마 대상물(102)을 사용하여, 이때의 와전류 센서(210)의 출력을 얻는 것이 목적이기 때문에, 연마가 행하여지는 것은 바람직하지 않기 때문이다.

스텝 S12에서는, 제2 기판 W(중간 기판)의 기지의 막 두께(Thickness_mid), 제3 기판 W(최대 기판)의 기지의 막 두께(Thickness_Max)의 막 두께를 막 두께 산출부(238)(시스템)에 산출시킨다. 구체적으로는, 예를 들어 도시하지 않은 입력부로부터 유저가 기지의 막 두께를 입력한다. 제1 연마 유닛(300A)의 기억부에 기지의 막 두께를 사전에 기억해 두어도 된다.

스텝 S14에서는, 제1 연마 유닛(300A)에 중간 기판(제1 기판 W)을 설치하여, 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제2 막 두께 정보: Ta_mid)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다.

스텝 S16에서는, 제1 연마 유닛(300A)에 최대 기판(제1 기판 W)을 설치하여, 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제3 막 두께 정보: Ta_max)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다.

스텝 S18에서는, 막 두께 산출부(238)는, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보(이미 설명한 근사식)를 구한다. 구체적으로는, 도 13 또는 도 14에 있어서, 좌표점(0, 0), (Thickness_mid, Ta_mid), (Thickness_max, Ta_max)의 3점을 통과하는 이미 설명한 2개의 근사식 중 어느 것 또는 양쪽의 계수 A, B를 산출한다. 또한, 본 실시 형태에서는 계수 C는 「0」이다.

또한, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보는, 제1, 제2, 제3 막 두께에 대해서, 각각의 기판 W 상의 동일 지점 또는 다른 지점을 복수회 측정하여 얻어진 복수의 제1, 제2, 제3 막 두께 정보를 통계 처리(평균 처리 등)하여 얻는 것으로 해도 된다.

이어서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우의 캘리브레이션에 대하여 설명한다. 이 경우, 제1 방법으로서, 도 15에 도시하는 캘리브레이션을 복수의 와전류 센서(210)에 대하여 동시에 행한다. 즉 동일한 3장의 기판 W에서 각 센서마다 캘리브레이션을 동시에 실시하는 방법이다.

제2 방법으로서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 동일한 3장의 기판 W에서 캘리브레이션을 실시하지만, 선택된 1개 이상의 와전류 센서(210)를 기준으로 하고, 다른 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 결과를 기준으로 한 와전류 센서(210)에 맞춘다. 이 경우, 센서 간의 오차를 보정할 수 있다.

제2 방법은, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 와전류 센서(210) 사이의 캘리브레이션 오차를 저감시키는 것을 목적으로 한다. 이 방법은, 이하의 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

기판 W의 중심 부근을 측정하는 와전류 센서(210)와, 기판 W의 중심 부근이 아닌 장소를 측정하는 와전류 센서(210)가 있을 때에는, 각 센서에 대응하는 위치에서의 막 두께를 막 두께 측정기(54)로 측정한다. 측정값을 막 두께 산출부(238)에 입력할 필요가 있어, 번잡하다. 각 센서에 대응하는 위치에서의 막 두께를 측정할 필요가 있는 이유는 이하와 같다.

기판 W의 중심 부근을 측정하는 와전류 센서(210)는, 연마 테이블(320A)의 1회전마다 기판 W의 중심 부근을 측정하기 위해서, 항상 동일한 막 두께의 부분을 측정할 수 있다. 한편, 기판 W의 중심 부근이 아닌 장소를 측정하는 와전류 센서(210)는 통상, 연마 테이블(320A)의 1회전마다 기판 W의 다른 부분을 측정한다. 기판 W의 위치마다 막 두께에 약간의 편차가 있기 때문에, 기판 W의 중심 부근이 아닌 장소를 측정하는 와전류 센서(210)는, 캘리브레이션에 오차가 발생하기 쉽다. 즉, 기판 W 전체가 동일한 막 두께라고 하는 전제로 캘리브레이션을 행하면, 실제로는 다른 막 두께에 대하여, 동일한 막 두께라고 하는 캘리브레이션 결과가 얻어질 가능성이 있다.

이 과제는, 다른 연마 테이블(320A)에 각각 1개 이상의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에도 발생할 가능성이 있다. 제2 방법은, 이 경우에도 와전류 센서(210) 사이의 캘리브레이션 오차를 저감시킬 수 있다.

간단화를 위해서, 2개의 와전류 센서(210)가 동일한 연마 테이블(320A)에 설치되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 기판 W의 중심 부근을 측정하는 제1 와전류 센서(210)가 측정하는 제1, 제2, 제3 기판의 위치와, 기판 W의 중심 부근이 아닌 장소를 측정하는 제2 와전류 센서(210)가 측정하는 제1, 제2, 제3 기판의 위치는 상이하다.

본 과제를 해결하기 위해서, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에 대해서는, 도 15의 캘리브레이션을 실시한다. 즉 제1 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 위치에서의 막 두께를 막 두께 산출부(238)에 입력하고, 도 15와 같이 캘리브레이션을 실시한다. 캘리브레이션 실시 중에는 제1 와전류 센서(210)와 제2 와전류 센서(210)는 각각 측정을 행하여, 막 두께 산출부(238)는, 각 센서에 대하여 역수 Ta를 취득한다.

그 후, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에서는 캘리브레이션 계산을 실시하여, 이미 설명한 근사식을 산출한다. 제1 와전류 센서(210)는, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에서 측정을 행하고, 막 두께 산출부(238)는, 그 위치에서의 역수 Ta를 얻는다. 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에서 제1 와전류 센서(210)를 측정할 수 있는 이유는, 기판 W의 중심 부근을 측정하는 제1 와전류 센서(210)은 통상, 연마 테이블(320A)이 몇회전인가 회전하는 사이에 기판 W 상의 거의 전역을 측정할 수 있기 때문이다.

이어서, 막 두께 산출부(238)는, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)의 근사식에 의해 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 있어서의 막 두께를 계산한다. 이 때문에, 막 두께 산출부(238)는, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 관한 정보를 유저로부터 얻는, 또는 연마 테이블(320A)과 톱링(330A)의 회전 정보로부터, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치를 산출한다.

기준이 되는 제1 와전류 센서(210)를 이용하여 계산된 막 두께와, 제2 와전류 센서(210) 자신이 측정한 역수 Ta를 사용하여 제2 와전류 센서(210)에 관한 이미 설명한 근사식을 산출한다.

또한, 상기에서는, 2개의 센서의 위치가 다르다고 했지만, 2개의 센서의 위치가 거의 동일한 경우에도 제2 방법은 적용할 수 있다. 이 경우, 2개의 센서의 특성이 다른 경우에, 측정되는 막 두께를 고정밀도로 일치시킬 수 있다.

제2 방법은 구체적으로는 이하와 같이 행하여진다. 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서(210)를 연마 테이블(320A)에 설치한다. 이미 설명한 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서(210)의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5, 제6 역수 Ta를 구한다. 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 제2 와전류 센서(210)가 계측하는 제1, 제2, 제3 기판의 위치에 있어서 제1 와전류 센서(210)에 의해 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제7, 제8, 제9 역수 Ta를 구한다.

제1 와전류 센서(210)에 대하여 구한 대응 정보(근사식)를 사용하여, 막 두께 산출부(238)는, 제7, 제8, 제9 역수 Ta로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출한다. 막 두께 산출부(238)는, 제4, 제5, 제6 막 두께와, 제4, 제5, 제6 역수 Ta로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 제4, 제5, 제6 역수 Ta 사이의 관계를 나타내는 제2 와전류 센서(210)의 역수 Ta와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구한다.

이어서, 기판 W를 2장 사용하는 캘리브레이션 방법에 대하여 설명한다. 도 16에, 기판 W를 2장 사용하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 준비하는 2장의 기판 W는, 막 두께 t가 2장 중에서 최소(제1 막 두께, 예를 들어 0Å)인 기판 W와, 최대인 막 두께(제2 막 두께)를 갖는 기판 W이다. 기판 W를 2장 사용함으로써, 금속막을 갖는 기판 W를, 3장 이상 준비하는 경우보다도, 금속막을 제작하는 수고를 저감할 수 있다.

본 도면의 방법에서는, 막 두께 t가 최소인 기판 W와, 최대 막 두께의 기판 W의 막 두께 t를 막 두께 측정기(54)로 사전에 측정해 둔다. 막 두께 t가 최소인 기판 W의 막 두께가 0인 경우에는, 막 두께 측정기(54)에 의한 사전의 측정을 행하지 않아도 된다. 이하에서는, 막 두께 t가 최소인 기판 W의 막 두께는 0으로 한다. 최대 막 두께의 기판 W의 막 두께를 막 두께 측정기(54)로 측정한 뒤에, 최대 막 두께의 기판 W를 0Å까지 절삭하는 것이 아니고, 특정한 막 두께(제3 막 두께)에 있어서 연마를 종료하여, 도 15에 있어서의 막 두께 t가 3장 중에서 중간인 기판 W에 상당하는 기판 W를 제작한다. 중간인 기판 W를 와전류 센서(210)로 측정하여 역수 Ta를 취득한다. 그 후, 막 두께 측정기(54)로 막 두께 t를 측정한다. 얻어진 데이터로부터 이미 설명한 근사식을 구하여, 캘리브레이션이 완료된다.

막 두께가 0Å인 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 역수 Ta의 취득에 대해서는, 최대 막 두께의 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 역수 Ta의 취득과, 독립적으로 실시해도 된다. 독립적으로 실시란, 「최대 막 두께의 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 Ta의 취득」과는 연속하여 실시하지 않아도 된다고 하는 경우는 있다.

또한, 막 두께가 0Å인 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 역수 Ta의 취득은, 최대 막 두께의 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 Ta의 취득 전이어도 후여도 된다. 도 16에서는, 최대 막 두께의 기판 W에 대한 와전류 센서(210)에 의한 역수 Ta의 취득 전에, 스텝 S20으로서 행하고 있다.

또한, 최대 막 두께의 기판 W를 0Å까지 절삭하는 것이 아니고, 특정한 막 두께에 있어서 연마를 종료하기 위한 연마 제어는, 와전류 센서(210)에 관하여 전회의 캘리브레이션 결과를 사용하여 행해도 된다. 전회의 캘리브레이션 결과의 데이터가 없을 때는, 유사한 와전류 센서(210)에 관한 데이터를 유용하여 연마의 제어를 행해도 된다. 또한, 막 두께가 0Å인 기판 W는, 최대 막 두께의 기판 W와는 다른 기판 W로 해도 된다.

상기의 수순을 도 16의 흐름도에 의해 구체적으로 설명한다. 스텝 20에서는, 기지의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판과, 기지의 제2 막 두께를 갖는 제2 기판을 준비한다. 제1 막 두께와, 제2 막 두께는 서로 다르다.

스텝 S20에서는, 제1 연마 유닛(300A)에, 0Å 기판(제1 기판 W)을 설치하여, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제1 막 두께 정보)는, 막 두께 산출부(238)에 축적된다(스텝 S34).

스텝 S22에서는, 제2 막 두께를 기판 처리 장치(1000)의 외부에 설치한 막 두께 측정기(54)에 의해 측정한다. 얻어진 막 두께는 막 두께 산출부(238)에 축적된다(스텝 S34). 구체적으로는, 예를 들어 도시하지 않은 입력부로부터 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 막 두께 산출부(238)에 입력한다. 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 제1 연마 유닛(300A)의 기억부에 기억시켜도 된다.

스텝 S24에서는, 제1 연마 유닛(300A)에, 제2 막 두께를 갖는 제2 기판 W를 설치하여, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 센서의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제2 막 두께 정보: Thickness_Max)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다(스텝 S34).

스텝 S26에서는, 슬러리를 사용하여 연마를 행한다. 연마는 예를 들어, 막 두께가 제3 막 두께가 될 때까지 행하여 연마를 정지한다. 연마의 제어는, 소정 시간 연마하는 방법, 또는 이미 설명한 바와 같이, 전회의 캘리브레이션 결과를 사용하여 막 두께를 검출하는 방법이어도 된다. 연마에 의해, 제3 막 두께를 갖는 제3 기판 W를 얻는다.

스텝 S28에서는, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 센서의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제3 막 두께 정보: Thickness_mid)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다(스텝 S34).

스텝 S30에서는, 제3 막 두께를 기판 처리 장치(1000)의 외부에 설치한 막 두께 측정기(54)에 의해 측정한다. 얻어진 막 두께는 막 두께 산출부(238)에 축적한다(스텝 S34). 예를 들어, 도시하지 않은 입력부로부터 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 막 두께 산출부(238)에 입력한다. 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 제1 연마 유닛(300A)의 기억부에 기억시켜도 된다.

스텝 S32에서는, 막 두께 산출부(238)는, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구한다. 구체적으로는, 도 14 또는 도 15에 있어서, 좌표점(0, 0), (Thickness_mid, Ta_mid), (Thickness_max, Ta_max)의 3점을 통과하는 이미 설명한 2개의 근사식 중 어느 것 또는 양쪽의 계수 A, B를 산출한다. 또한, 본 실시 형태에서는 계수 C는 「0」이다.

도 16의 방법은 다른 표현을 하면, 제1, 제2 기판의 각각에 대해서, 제1 와전류 센서(210)에 의해 제1, 제2 기판을 계측하여, 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1, 제2 막 두께 정보를 구하는 공정(스텝 S20, S24)과,

제2 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 제2 기판을 얻은 후에(스텝 S26), 제1 와전류 센서(210)에 의해 제2 기판을 계측하여, 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정(스텝 S28)과,

연마 후의 제2 기판의 막 두께를 막 두께 측정기(54)에 의해 측정하여, 제3 막 두께를 구하는 공정(스텝 S30)과,

제1, 제2, 제3 막 두께와, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정(스텝 S32)을 갖는 캘리브레이션 방법이다.

이어서, 기판 W를 2장 사용하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우의 캘리브레이션에 대하여 설명한다. 이 경우, 제1 방법으로서, 도 16에 도시하는 캘리브레이션을 복수의 와전류 센서(210)에 대하여 동시에 행한다. 즉 동일한 2장의 기판 W에서 각 센서마다 캘리브레이션을 동시에 실시하는 방법이다.

제2 방법으로서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 동일한 2장의 기판 W에서 캘리브레이션을 실시하지만, 선택된 1개 이상의 와전류 센서(210)를 기준으로 하고, 다른 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 결과를 기준으로 한 와전류 센서(210)에 맞춘다. 이 경우, 센서 간의 오차를 보정할 수 있다.

제2 방법은, 이미 설명한 과제를 해결하는 것, 즉, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 와전류 센서(210) 사이의 캘리브레이션 오차를 저감시키는 것을 목적으로 한다.

2개의 와전류 센서(210)가 동일한 연마 테이블(320A)에 설치되어 있는 것으로 한다. 이 경우, 기판 W의 중심 부근을 측정하는 제1 와전류 센서(210)가 측정하는 제1, 제2 기판의 위치와, 기판 W의 중심 부근이 아닌 장소를 측정하는 제2 와전류 센서(210)가 측정하는 제1, 제2 기판의 위치는 상이하다.

본 과제를 해결하기 위해서, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에 대해서는, 도 16의 캘리브레이션을 실시한다. 즉 제1 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 위치에서의 막 두께를 막 두께 산출부(238)에 입력하고, 도 16과 같이 캘리브레이션을 실시한다. 캘리브레이션 실시 중에는 제1 와전류 센서(210)와 제2 와전류 센서(210)는 각각 측정을 행하고, 막 두께 산출부(238)는, 각 센서에 대하여 역수 Ta를 취득한다.

그 후, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에서는 캘리브레이션 계산을 실시하여, 이미 설명한 근사식을 산출한다. 막 두께 산출부(238)는, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)로 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 대응하는 막 두께를 계산한다. 이 때문에, 막 두께 산출부(238)는, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 관한 정보를 유저로부터 얻는, 또는 연마 테이블(320A)과 톱링(330A)의 회전 정보로부터, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치를 산출한다.

기준이 되는 제1 와전류 센서(210)를 이용하여 계산된 막 두께와, 제2 와전류 센서(210)가 측정하여 얻어진 역수 Ta를 사용하여 제2 와전류 센서(210)에 관한 이미 설명한 근사식을 산출한다.

또한, 상기에서는, 2개의 센서의 위치가 다르다고 했지만, 2개의 센서의 위치가 거의 동일한 경우에도 제2 방법은 적용할 수 있다. 이 경우, 2개의 센서의 특성이 다른 경우에, 막 두께를 고정밀도로 일치시킬 수 있다.

제2 방법은 구체적으로는 이하와 같이 행하여진다. 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서(210)를 연마 테이블(320A)에 설치한다. 이미 설명한 제1 기판, 및 연마 전의 이미 설명한 제2 기판의 각각에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 제1, 제2 기판을 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서(210)의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5 막 두께 정보를 구한다.

연마 후의 제2 기판에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 제2 기판을 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구한다. 제1 기판과, 제2, 제3 막 두께를 갖는 제2 기판의 각각에 대해서, 제2 와전류 센서가 제1, 제2 기판을 계측하는 제1, 제2 기판의 위치에 있어서 제1 와전류 센서에 의해 제1, 제2 기판을 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구한다.

제1 와전류 센서에 대하여 구한 대응 정보(이미 설명한 근사식)를 사용하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출한다. 제4, 제5, 제6 막 두께와, 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 제2 와전류 센서(210)의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보(이미 설명한 근사식)를 구한다.

이어서, 기판 W를 1장 사용하는 캘리브레이션 방법에 대하여 설명한다. 도 17에, 기판 W를 1장 사용하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 준비하는 1장의 기판 W는, 막 두께 t인 기판 W이다. 기판 W를 1장 사용함으로써, 금속막을 갖는 기판 W를, 2장 이상 준비하는 경우보다도, 금속막을 제작하는 수고를 저감할 수 있다.

본 도면의 방법에서는, 제1 막 두께인 기판 W의 막 두께 t를 막 두께 측정기(54)로 사전에 측정해 둔다. 기판 W의 막 두께를 막 두께 측정기(54)로 측정한 뒤에, 기판 W를 0Å까지 절삭하는 것이 아니고, 특정한 막 두께에 있어서 연마를 종료하여, 도 15에 있어서의 막 두께 t가 3장 중에서 중간(제2 막 두께) 및 최소(제3 막 두께)인 기판 W에 상당하는 기판 W를 제작한다. 중간 및 최소인 기판 W를 와전류 센서(210)로 측정하여 역수 Ta를 취득한다. 그 후, 막 두께 측정기(54)로 막 두께 t를 측정한다. 얻어진 막 두께와 역수 Ta로부터 이미 설명한 근사식을 구하여, 캘리브레이션이 완료된다.

또한, 최대 막 두께의 기판 W를 0Å까지 절삭하는 것이 아니고, 특정한 막 두께에 있어서 연마를 종료하기 위한 연마 제어는, 와전류 센서(210)에 관하여 전회의 캘리브레이션 결과를 사용하여 행해도 된다. 전회의 캘리브레이션 결과의 데이터가 없을 때는, 유사한 와전류 센서(210)에 관한 데이터를 유용하여 연마의 제어를 행해도 된다.

상기의 수순을 도 17의 흐름도에 의해 구체적으로 설명한다. 스텝(40)에서는, 기지의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판을 준비한다. 스텝 S40에서는, 제1 막 두께를 기판 처리 장치(1000)의 외부에 설치한 막 두께 측정기(54)에 의해 측정한다. 얻어진 막 두께는 막 두께 산출부(238)에 축적한다(스텝 S58). 구체적으로는, 예를 들어 도시하지 않은 입력부로부터 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 막 두께 산출부(238)에 입력한다. 유저가(또는 통신 회선을 통해 자동적으로) 제1 연마 유닛(300A)의 기억부에 기억시켜도 된다.

스텝 S42에서는, 제1 연마 유닛(300A)에, 제1 막 두께를 갖는 제1 기판 W를 설치하여, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에서 처리하여, 측정한 때의 센서의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제1 막 두께 정보: Thickness_Max)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다(스텝 S58).

스텝 S44에서는, 슬러리를 사용하여 연마를 행한다. 연마는 예를 들어, 막 두께가 제2 막 두께가 될 때까지 행하여 연마를 정지한다. 연마의 제어는, 소정 시간 연마하는 방법, 또는 이미 설명한 바와 같이, 전회의 캘리브레이션 결과를 사용하여 막 두께를 검출하는 방법이어도 된다. 연마에 의해, 제2 막 두께를 갖는 제2 기판 W를 얻는다.

스텝 S46에서는, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)로 처리하여, 측정한 때의 센서의 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제2 막 두께 정보: Thickness_mid)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다(스텝 S58). 스텝 S48에서는, 제2 막 두께를 기판 처리 장치(1000)의 외부에 설치한 막 두께 측정기(54)에 의해 측정한다. 얻어진 막 두께는 막 두께 산출부(238)에 축적한다(스텝 S58).

스텝 S50에서는, 슬러리를 사용하여 연마를 행한다. 연마는 예를 들어, 막 두께가 제3 막 두께가 될 때까지 행하여 연마를 정지한다. 연마의 제어는, 소정 시간 연마하는 방법, 또는 이미 설명한 바와 같이, 전회의 캘리브레이션 결과를 사용하여 막 두께를 검출하는 방법이어도 된다. 연마에 의해, 제3 막 두께를 갖는 제3 기판 W를 얻는다.

스텝 S52에서는, 「물 폴리」에 의해 와전류 센서(210)로 측정을 행한다. 측정 결과를 이미 설명한 바와 같이 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)로 처리하여, 측정한 때의 센서 출력으로부터 얻어지는 역수 Ta(제3 막 두께 정보: Thickness_mid)를 막 두께 산출부(238) 내에 기억한다(스텝 S58). 스텝 S54에서는, 제2 막 두께를 기판 처리 장치(1000)의 외부에 설치한 막 두께 측정기(54)에 의해 측정한다. 얻어진 막 두께는 막 두께 산출부(238)에 축적한다(스텝 S58).

스텝 S56에서는, 막 두께 산출부(238)는, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보(역수 Ta)로부터, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구한다. 구체적으로는, 도 14 또는 도 15에 있어서, 좌표점(0, 0), (Thickness_mid, Ta_mid), (Thickness_max, Ta_max)의 3점을 통과하는 이미 설명한 2개의 근사식 중 어느 것 또는 양쪽의 계수 A, B를 산출한다. 또한, 본 실시 형태에서는 계수 C는 「0」이다.

도 17의 방법은 달리 말하면, 제1 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1 막 두께 정보를 구하는 공정(스텝 S42)과,

기판 W를 연마하여, 제2 막 두께를 갖는 기판 W를 얻은 후에, 제1 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제2 막 두께 정보를 구하는 공정(스텝 S46)과,

제2 막 두께를 갖는 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 제2 막 두께를 구하는 공정(스텝 S48)과,

제2 막 두께를 갖는 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 기판 W를 얻은 후에, 제1 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 제1 와전류 센서(210)의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정(스텝 S52)과,

제3 막 두께를 갖는 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 제3 막 두께를 구하는 공정(스텝 S54)과,

제1, 제2, 제3 막 두께와, 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정(스텝 S56)을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이다.

이어서, 기판 W를 1장 사용하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우의 캘리브레이션에 대하여 설명한다. 이 경우, 제1 방법으로서, 도 17에 도시하는 캘리브레이션을 복수의 와전류 센서(210)에 대하여 동시에 행한다. 즉 동일한 1장의 기판 W에서 센서마다 캘리브레이션을 동시에 실시하는 방법이다.

제2 방법으로서, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 동일한 기판 W에서 캘리브레이션을 실시하지만, 선택된 1개 이상의 와전류 센서(210)를 기준으로 하고, 다른 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 결과를 기준으로 한 와전류 센서(210)에 맞춘다. 이 경우, 센서 간의 오차를 보정할 수 있다.

제2 방법은, 이미 설명한 과제를 해결하는 것, 즉, 1개의 연마 테이블(320A)에 복수의 와전류 센서(210)를 탑재한 경우에, 와전류 센서(210) 사이의 캘리브레이션 오차를 저감시키는 것을 목적으로 한다.

본 과제를 해결하기 위해서, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에 대해서는, 도 17의 캘리브레이션을 실시한다. 즉 제1 와전류 센서(210)의 캘리브레이션 위치에서의 막 두께를 막 두께 산출부(238)에 입력하고, 도 17과 같이 캘리브레이션을 실시한다. 캘리브레이션 실시 중에는 제1 와전류 센서(210)와 제2 와전류 센서(210)는 각각 측정을 행하고, 막 두께 산출부(238)는, 각 센서에 대하여 역수 Ta를 취득한다.

그 후, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)에서는 캘리브레이션 계산을 실시하여, 이미 설명한 근사식을 산출한다. 막 두께 산출부(238)는, 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)로 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 대응하는 막 두께를 계산한다. 이 때문에, 막 두께 산출부(238)는, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치에 관한 정보를 유저로부터 얻는, 또는 연마 테이블(320A)과 톱링(330A)의 회전 정보에서, 제2 와전류 센서(210)의 측정 위치를 산출한다. 기준이 되는 제1 와전류 센서(210)를 이용하여 계산된 막 두께와, 제2 와전류 센서(210) 자신이 측정한 Ta를 사용하여 제2 와전류 센서(210)에 관한 이미 설명한 근사식을 산출한다.

제2 방법은 구체적으로는 이하와 같이 행하여진다. 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서(210)를 연마 테이블(320A)에 설치한다. 제1 막 두께를 갖는 기판 W에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서(210)의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4 막 두께 정보를 구한다.

제2 막 두께를 갖는 기판에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제5 막 두께 정보를 구한다. 제3 막 두께를 갖는 기판 W에 대해서, 제2 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 각 산출부(234)와 막 두께 산출부(238)에 의해, 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구한다.

제1, 제2, 제3 막 두께를 갖는 기판 W의 각각에 대해서, 제2 와전류 센서(210)가 기판 W를 계측하는 기판 W의 위치에 있어서 제1 와전류 센서(210)에 의해 기판 W를 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구한다. 막 두께 산출부(238)에 의해, 제1 와전류 센서(210)에 대하여 구한 대응 정보(이미 설명한 근사식)을 사용하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출한다.

막 두께 산출부(238)에 의해, 제4, 제5, 제6 막 두께와, 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 제2 와전류 센서(210)의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보(이미 설명한 근사식)를 구한다.

이어서, 제1 연마 유닛(300A)이, 연마 중의 기판 W의 온도를 직접 또는 간접으로 측정 가능한 온도 센서(56)와, 구해진 막 두께를, 측정된 온도를 사용하여 보정 가능한 종점 검출기(241)(온도 보정부)를 갖는 실시예에 대해 설명한다. 제1 연마 유닛(300A)은, 제1 연마 유닛(300A) 내의 온도를 모니터하기 위한 온도 센서(56)를 포함한다. 도 2에서는, 연마 패드(310A) 또는 연마 패드(310A) 상의 기판 W의 온도를 모니터하도록 배치되어 있다. 온도 센서(56)는, 기판 W의 온도를 측정하기 위해서, 톱링(330A)의 내부에 배치해도 된다. 온도 센서(56)는, 연마 패드(310A) 또는 기판 W의 표면의 온도를 모니터하기 위해서, 연마 패드(310A) 또는 기판 W의 표면과 직접 접촉해도 된다. 온도 센서(56)는, 비접촉 센서(예를 들어, 적외선 센서)여도 된다. 온도는, 막 두께 측정할 때에 사용된다.

연마 패드(310A)의 온도를 이용하여 막 두께 계산을 보정하는 이유는 이하와 같다. 기판 W 상의 금속막에서는, 기판 W의 온도가 상승하면, 전기 전도율이 저하된다. 그 때문에 와전류 센서(210)의 본 측정 시에는 일반적으로, 캘리브레이션한 때의 온도보다 기판 W의 온도가 상승하여, 실제의 막 두께보다도 얇다고 오측정되어 버린다.

오측정을, 연마 패드(310A)의 온도를 사용하여 보정함으로써, 올바른 막 두께를 산출할 수 있다. 종점 검출기(241)는, 이하의 식으로 보정을 행한다.

Thickness_adj=Thickness×(1+k×[(T-Tca1)×α+T])/(1+k×Tcal) (A1)

여기서, Thickness_adj: 보정 후의 막 두께 t

Thickness: 보정 전의 막 두께 t

T: 연마 중의 테이블 온도

Tcal: 와전류 센서(210)를 캘리브레이션한 때의 연마 패드(310A)의 온도

k: 저항률의 온도 계수(금속 고유의 값)

α: 제1 연마 유닛(300A)에 의존한 계수

예를 들어, 벌크 상태(즉, 어느 정도의 큰 체적을 갖는 상태)의 Cu의 경우 k=0.0044이고, 캘리브레이션한 때의 온도가 20℃인 경우, 금속막이 50℃의 환경 하에서, 막 두께를 측정하면 막 두께는 1/1.121배가 된다. 즉, 10℃ 상승으로 약 4％ 얇게 측정된다.

상기의 (A1) 식에 의한 막 두께 계산의 보정의 근거는 이하와 같다.

금속의 온도가 T일 때의 막 두께를 Thickness1로 하면, Thickness1은 이하의 식으로 표시된다.

Thickness1=ρ(T)/Rs

여기서, ρ(T)는 금속의 온도가 T일 때의 금속 도전율이고,

ρ(T)=ρo(1+kT) (A2)

ρo는, 캘리브레이션한 때의 온도에 있어서의 금속의 도전율

Rs는 시트 저항

온도 보정을 행하지 않는 경우에는, 제1 연마 유닛(300A)은 캘리브레이션 시의 온도에 있어서의 근사식을 갖기 때문에, 막 두께 계산은 ρ(Tcal)에서 행하고 있게 된다. 여기서, Tcal은, 캘리브레이션한 때의 금속의 온도이다.

그러나, 연마 중에 기판 W의 온도가 T가 된 경우에는, ρ(T)를 사용하여 막 두께를 산출해야 한다. 따라서, 이하의 식으로 보정할 수 있다.

Adjusted Thickness=Calculated Thickness×ρ(T)÷ρ(Tcal)

여기서, Adjusted Thickness: ρ(T)를 사용하여 보정한 막 두께

Calculated Thickness: 근사식으로 얻어진 보정 전의 막 두께

이것을, (A2) 식을 사용하고, T를 사용하여 나타내면,

Adjusted Thickness1=Calculated Thickness×(1+k×T)/(1+k×Tcal)

또한 연마 패드(310A)의 온도는, 기판 W의 온도보다도 기본적으로는 온도가 낮다. 기판 W의 온도로 보정하기 위해서, Tcal 시에, 보정 계수가 1이 되도록, 시스템에 의존하는 계수 α를 추가한다. 이 결과, 이미 설명한 (A1) 식처럼 된다.

Thickness_adj=Thickness×(1+k×[(T-Tca1)×α+T])/(1+k×Tca1) (Al)

이어서, 도 18 내지 도 20을 사용하여, 상기한 제1 연마 유닛(300A)에 있어서의 정보를 취급하기 위한 구성의 일례를 설명한다. 단, 도 18 내지 도 20에서는 제1 연마 유닛(300A)은 간이적으로 그려져 있고, 구체적인 구성(톱링(330A), 연마 패드(310A) 등)은 생략되어 있다.

도 18은, 데이터 처리부(94)를 갖는 제어부(140A)를 구비하는 제1 연마 유닛(300A)의 일례를 도시하는 도면이다. 데이터 처리부(94)에는 AI(Artificial Intelligence, 인공 지능) 기능이 탑재되어도 된다. 데이터 처리부(94)는 어떠한 하드웨어여도 되고, 예를 들어 기억 매체에 기억된 프로그램이어도 된다. 도 18에서는 데이터 처리부(94)는 제어부(140A)의 다른 요소와 독립한 요소인 것처럼 그려져 있지만, 데이터 처리부(94)는, 예를 들어 제어부(140A)가 구비하는 스토리지 디바이스(도시하지 않음)에 기억되어서 제어부(140A)의 프로세서(도시하지 않음)에 의해 제어되어도 된다. 데이터 처리부(94)는, 예를 들어 연마 프로파일의 생성 및 취득, 제어 파라미터의 갱신, 및 실생력 신호를 학습 데이터로 한 피드백 등, 화상 처리 및 대규모 계산이 필요한 처리를 행하도록 구성된다. 도 18의 구성은, 제1 연마 유닛(300A)을 단독으로(스탠드 얼론으로) 동작시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 19는, 라우터(96)를 통해 클라우드(또는 포그)(97)에 접속된 제1 연마 유닛(300A)의 일례를 도시하는 도면이다. 라우터(96)는, 제어부(140B)와 클라우드(97)를 접속하기 위한 장치이다. 라우터(96)는 「게이트웨이 기능을 갖는 장치」라고 칭할 수도 있다. 클라우드(97)는 인터넷 등의 컴퓨터 네트워크를 통하여 제공되는 컴퓨터 자원을 가리킨다. 또한, 라우터(96)와 클라우드(97) 사이의 접속이 로컬 에어리어 네트워크인 경우, 클라우드는 포그(97)라고 불리는 경우도 있다. 예를 들어 지구 상에 점재하는 복수의 공장을 접속할 때는 클라우드(97)가 사용되고, 어떤 특정한 공장 내에서 네트워크를 구축하는 경우에는 포그(97)가 사용되면 된다. 포그(97)는 또한 외부의 포그 또는 클라우드로 접속되어도 된다. 도 19에서는 제어부(140)와 라우터(96)가 유선 접속되고, 라우터(96)와 클라우드(또는 포그)(97)가 유선 접속되어 있다. 그러나, 각 접속은 무선 접속이어도 된다. 클라우드(97)에는 복수의 제1 연마 유닛(300A)이 접속되어 있다(도시하지 않음). 복수의 제1 연마 유닛(300A)의 각각은, 라우터(96)를 통해 클라우드(97)와 접속되어 있다. 각 제1 연마 유닛(300A)이 얻은 데이터(와전류 센서(210)로부터의 막 두께 데이터, 또는 그 밖의 임의의 정보)는 클라우드(96) 중에 집적된다. 또한, 도 19의 클라우드(96)는 AI 기능을 가져도 되고, 데이터의 처리는 클라우드(96)에 있어서 행하여진다. 단, 처리가 부분적으로 제어부(140B)에서 행하여져도 된다. 도 19의 구성은, 집적된 대량의 데이터에 기초하여 제1 연마 유닛(300A)을 제어할 수 있다는 이점이 있다.

도 20은, 에지 컴퓨팅 기능을 갖는 라우터(96A)를 통해 클라우드(또는 포그)(97)에 접속된 제1 연마 유닛(300A)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 20의 클라우드(97)도 복수의 제1 연마 유닛(300A)에 접속되어 있다(도시하지 않음). 도 20의 복수의 제1 연마 유닛(300A)의 각각은, 라우터(96A)를 통해 클라우드(97)에 접속되어 있다. 단, 라우터 중 몇 가지는 에지 컴퓨팅 기능을 갖고 있지 않아도 된다(라우터 중 몇 가지는 도 19의 라우터(96)여도 된다). 라우터(96A)에는 제어부(96B)가 마련되어 있다. 단, 도 20에서는 대표하여 하나의 라우터(96A)에만 제어부(96B)가 도시되어 있다. 또한, 라우터(96A)에는 AI 기능이 탑재되어도 된다. 제어부(96B) 및 라우터(96A)의 AI 기능은, 제1 연마 유닛(300A)의 제어부(140C)로부터 얻은 데이터를 제1 연마 유닛(300A)의 가까운데서 처리할 수 있다. 또한, 여기에서 말하는 가까움이란, 물리적인 거리를 의미하는 용어가 아닌, 네트워크 상의 거리를 가리키는 용어이다. 단, 네트워크 상의 거리가 가까우면 물리적인 거리도 가까운 경우가 많다. 따라서, 라우터(96A)에 있어서의 연산 속도와 클라우드(97)에 있어서의 연산 속도가 동일 정도라면, 라우터(96A)에 있어서의 처리는, 클라우드(97)에 있어서의 처리보다도 고속이 된다. 양자의 연산 속도에 차가 있는 경우라도, 제어부(140C)로부터 송신된 정보가 라우터(96A)에 도달하는 속도는, 제어부(140C)로부터 송신된 정보가 클라우드(97)에 도달하는 속도보다 빠르다.

도 20의 라우터(96A), 보다 구체적으로는 라우터(96A)의 제어부(96B)는, 처리해야 할 데이터 중 고속 처리가 필요한 데이터만을 처리한다. 라우터(96A)의 제어부(96B)는, 고속 처리가 불필요한 데이터를 클라우드(97)에 송신한다. 도 20의 구성은, 제1 연마 유닛(300A)의 가까운데서의 고속 처리와, 집적된 데이터에 기초하는 제어의 양립이 가능해진다는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태의 예에 대하여 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는, 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는, 생략이 가능하다.

54: 막 두께 측정기
56: 온도 센서
102: 연마 대상물
108: 연마 패드
140: 제어부
150: 연마부
210: 와전류 센서
234: 각 산출부
238: 막 두께 산출부
241: 종점 검출기
300: 연마 유닛
1000: 기판 처리 장치
300A: 제1 연마 유닛
310A: 연마 패드
320A: 연마 테이블
330A: 톱링

Claims (11)

1. 연마면을 갖고 회전 가능한 연마 테이블과,
   연마 대상의 기판을 상기 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마 가능한 톱링과,
   상기 연마 테이블에 설치된 와전류 센서와,
   상기 와전류 센서의 출력에 기초하여 상기 도전막의 막 두께를 감시 가능한 모니터링 장치를 구비하고,
   상기 와전류 센서의 출력은 임피던스 성분을 포함하고,
   상기 모니터링 장치는, 상기 임피던스 성분으로부터 막 두께 정보를 구하여, 상기 막 두께 정보와 상기 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 사용하여, 상기 막 두께 정보로부터 상기 막 두께를 구하는 것이 가능하고,
   상기 막 두께 정보는, 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시킨 때에, 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 좌표계 상의 점과 소정의 기준점을 연결하는 직선과 소정의 직선이 이루는 각도인 임피던스 각도의 정접의 역수인 것을 특징으로 하는 연마 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 대응 정보는, 상기 막 두께가 상기 역수의 2차 함수인 것을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 대응 정보는, 상기 막 두께가 상기 역수의 지수 함수인 것을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 장치는, 연마 중의 상기 기판의 온도를 직접 또는 간접으로 측정 가능한 온도 센서와,
   구해진 상기 막 두께를, 측정된 상기 온도를 사용하여 보정 가능한 온도 보정부를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
5. 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서,
   적어도 3장의 기판을 준비하는 공정이며, 적어도 3장의 상기 기판은, 제1 막 두께를 갖는 제1 기판, 제2 막 두께를 갖는 제2 기판, 제3 막 두께를 갖는 제3 기판이고, 상기 제1 막 두께와, 상기 제2 막 두께와, 상기 제3 막 두께는 서로 다른 공정과,
   상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1, 제2, 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과,
   상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5, 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제1, 제2, 제3 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 계측하는 상기 제1, 제2, 제3 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2, 제3 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제1 와전류 센서에 대하여 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과,
   적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
7. 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서,
   적어도 1장의 제1 막 두께를 갖는 제1 기판과, 적어도 1장의 제2 막 두께를 갖는 제2 기판을 준비하는 공정이며, 상기 제1 막 두께와, 상기 제2 막 두께는 서로 다른 공정과,
   상기 제1, 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1, 제2 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제2 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 상기 제2 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제2 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   연마 후의 상기 제2 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제3 막 두께를 구하는 공정과,
   적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과,
   상기 제1 기판, 및 연마 전의 상기 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4, 제5 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   연마 후의 상기 제2 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 제2 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제1 기판과, 제2, 제3 막 두께를 갖는 상기 제2 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 상기 제1, 제2 기판을 계측하는 상기 제1, 제2 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 제1, 제2 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제1 와전류 센서에 대하여 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과,
   적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
9. 연마 대상의 기판을 연마 테이블의 연마면에 압박하여 상기 기판 상의 도전막을 연마할 때에 도전막의 막 두께를 감시하기 위해서, 상기 연마 테이블에 설치되는 제1 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서,
   적어도 1장의 제1 막 두께를 갖는 기판을 준비하는 공정과,
   상기 기판에 대해서, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제1 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 기판을 연마하여, 제2 막 두께를 갖는 상기 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제2 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판의 막 두께를 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제2 막 두께를 구하는 공정과,
   상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판을 연마하여, 제3 막 두께를 갖는 상기 기판을 얻은 후에, 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제1 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제3 막 두께 정보를 구하는 공정과,
   상기 제3 막 두께를 갖는 상기 기판의 막 두께를 상기 막 두께 측정기에 의해 측정하여, 상기 제3 막 두께를 구하는 공정과,
   적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 적어도 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보로부터, 상기 제1, 제2, 제3 막 두께와, 대응하는 상기 제1, 제2, 제3 막 두께 정보 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 도전막의 막 두께를 감시하기 위하여 제2 와전류 센서를 상기 연마 테이블에 설치하는 공정과,
    상기 제1 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제4 막 두께 정보를 구하는 공정과,
    상기 제2 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제5 막 두께 정보를 구하는 공정과,
    상기 제3 막 두께를 갖는 상기 기판에 대해서, 상기 제2 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 상기 제2 와전류 센서의 출력의 임피던스 성분으로부터 제6 막 두께 정보를 구하는 공정과,
    상기 제1, 제2, 제3 막 두께를 갖는 상기 기판의 각각에 대해서, 상기 제2 와전류 센서가 상기 기판을 계측하는 상기 기판의 위치에 있어서 상기 제1 와전류 센서에 의해 상기 기판을 계측하여, 제7, 제8, 제9 막 두께 정보를 구하는 공정과,
    상기 제1 와전류 센서에 대하여 구한 상기 대응 정보를 사용하여, 상기 제7, 제8, 제9 막 두께 정보로부터, 제4, 제5, 제6 막 두께를 산출하는 공정과,
    적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 적어도 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보로부터, 상기 제4, 제5, 제6 막 두께와, 대응하는 상기 제4, 제5, 제6 막 두께 정보 사이의 관계를 나타내는 상기 제2 와전류 센서의 막 두께 정보와 막 두께 사이의 비선형의 관계를 나타내는 대응 정보를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막 두께는 실질적으로 0mm인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.

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