KR20210001972A - 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법, 장치 및 시스템 Download PDF

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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

광학식 막 두께 측정 장치의 동작 레시피를 구성하는 최적의 레시피 파라미터를 단시간으로 또한 자동적으로 결정할 수 있는 방법을 제공한다.
본 방법은, 동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트를 기억 장치 내에 보존하고, 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버 내에 저장되어 있는, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고, 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고, 복수의 종합 평가값에 기초하여, 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택한다.

Description

광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법, 장치 및 시스템{METHOD, APPARATUS, AND SYSTEM FOR DETERMINING OPTIMUM OPERATION RECIPE FOR OPTICAL FILM-THICKNESS MEASURING DEVICE}
본 발명은 웨이퍼 등의 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서는, 실리콘 웨이퍼 상에 여러 가지 재료가 막 형상으로 반복 형성되어, 적층 구조를 형성한다. 이 적층 구조를 형성하기 위해서는, 최상층의 표면을 평탄하게 하는 기술이 중요해지고 있다. 이러한 평탄화의 하나의 수단으로서, 화학 기계 연마(CMP)가 사용되고 있다.
화학 기계 연마(CMP)는 연마 장치에 의해 실행된다. 이 종류의 연마 장치는, 일반적으로, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블과, 기판(예를 들어, 막을 갖는 웨이퍼)을 보유 지지하는 연마 헤드와, 연마액을 연마 패드 상에 공급하는 연마액 공급 노즐을 구비한다. 기판을 연마할 때에는, 연마액 공급 노즐로부터 연마액을 연마 패드 상에 공급하면서, 연마 헤드에 의해 기판의 표면을 연마 패드에 압박한다. 연마 헤드와 연마 테이블을 각각 회전시켜 기판과 연마 패드를 상대 이동시킴으로써, 기판의 표면을 형성하는 막을 연마한다.
절연막이나 실리콘층 등의 비금속막의 두께를 측정하기 위해, 연마 장치는, 일반적으로, 광학식 막 두께 측정 장치를 구비한다. 이 광학식 막 두께 측정 장치는, 광원으로부터 발해진 광을 기판의 표면으로 유도하여, 기판으로부터의 반사광의 강도를 분광기로 측정하고, 반사광의 스펙트럼을 해석함으로써, 기판의 막 두께를 측정한다.
국제 공개 제2015/163164호 일본 특허 공개 제2013-110390호 공보 일본 특허 공개 제2004-154928호 공보 일본 특허 공개 제2010-093147호 공보 일본 특허 공개 제2015-156503호 공보
광학식 막 두께 측정 장치는 동작 레시피에 따라 동작한다. 따라서, 광학식 막 두께 측정 장치의 막 두께 측정 동작은 동작 레시피에 의해 바뀔 수 있다. 동작 레시피는, 통상 유저에 의해 작성된다. 그러나, 동작 레시피를 구성하는 레시피 파라미터는 다수 존재하므로, 이들 레시피 파라미터를 최적화하기 위해서는 시간이 걸린다. 특히, 유저는, 레시피 파라미터를 트라이 앤드 에러에 의해 조정하기 위해, 최적의 동작 레시피를 작성하는 것은, 긴 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 유저의 스킬에도 의존한다.
그래서, 본 발명은 광학식 막 두께 측정 장치의 동작 레시피를 구성하는 최적의 레시피 파라미터를 단시간으로 또한 자동적으로 결정할 수 있는 방법, 장치 및 시스템을 제공한다.
일 양태에서는, 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법이며, 동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트를 기억 장치 내에 보존하고, 상기 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버 내에 저장되어 있는, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고, 상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고, 상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는, 방법이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 복수의 레시피 파라미터는, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위한 시간 폭, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위한 데이터 점수, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼에 적용되는 필터의 파라미터, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터, 막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위, 막 두께의 결정에 사용되는 참조 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 그룹의 번호, 중 적어도 2개를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 적어도 하나의 지표값은, 연마 시간에 대한 막 두께 프로파일의 형상의 불변성의 평가를 나타내는 제1 지표값, 막 두께 측정기에 의해 측정된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께와의 차의 적음의 평가를 나타내는 제2 지표값, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼과, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼 형상의 일치도의 평가를 나타내는 제3 지표값, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼에 기초하여 결정되는 막 두께의 품질 계수의 평가를 나타내는 제4 지표값, 연마 시간에 따른 막 두께 변화의 선형성의 평가를 나타내는 제5 지표값, 중 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 상기 참조 스펙트럼은, 복수의 기판을 실제로 연마하고 있을 때 취득된 반사광의 스펙트럼이다.
일 양태에서는, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 변동을 산정하는 공정을 더 포함하고, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는 공정은, 상기 변동이 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하는 공정이다.
일 양태에서는, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 합계를 산정하는 공정을 더 포함하고, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는 공정은, 상기 합계가 최대 또는 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하는 공정이다.
일 양태에서는, 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 시스템이며, 동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트 및 프로그램이 저장된 기억 장치 및 상기 프로그램에 포함되는 명령에 따라서 연산을 실행하는 처리 장치를 구비한 레시피 평가 장치와, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 저장한 데이터 서버를 구비하고, 상기 레시피 평가 장치는, 상기 복수의 파라미터 세트와, 상기 데이터 서버로부터 취득된 상기 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고, 상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고, 상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하도록 구성되어 있는, 시스템이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 복수의 레시피 파라미터는, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위한 시간 폭, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위한 데이터 점수, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼에 적용되는 필터의 파라미터, 기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터, 막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위, 막 두께의 결정에 사용되는 참조 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 그룹의 번호, 중 적어도 2개를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 적어도 하나의 지표값은, 연마 시간에 대한 막 두께 프로파일의 형상의 불변성의 평가를 나타내는 제1 지표값, 막 두께 측정기에 의해 측정된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께와의 차의 적음의 평가를 나타내는 제2 지표값, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼과, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼 형상의 일치도의 평가를 나타내는 제3 지표값, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼에 기초하여 결정되는 막 두께의 품질 계수의 평가를 나타내는 제4 지표값, 연마 시간에 따른 막 두께 변화의 선형성의 평가를 나타내는 제5 지표값, 중 적어도 하나를 포함한다.
일 양태에서는, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 상기 참조 스펙트럼은, 복수의 기판을 실제로 연마하고 있을 때 취득된 반사광의 스펙트럼이다.
일 양태에서는, 상기 레시피 평가 장치는, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 변동을 산정하고, 상기 변동이 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하도록 구성되어 있다.
일 양태에서는, 상기 레시피 평가 장치는, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 합계를 산정하고, 상기 합계가 최대 또는 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하도록 구성되어 있다.
일 양태에서는, 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 레시피 평가 장치이며, 동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트 및 프로그램을 저장한 기억 장치와, 상기 프로그램에 포함되는 명령에 따라서 연산을 실행하는 처리 장치를 구비하고, 상기 처리 장치는, 상기 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버로부터 취득한, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고, 상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고, 상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하도록 구성되어 있는, 레시피 평가 장치가 제공된다.
일 양태에서는, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함한다.
본 발명에 의하면, 평가 계산식을 사용하여 복수의 파라미터 세트에 대한 종합 평가값이 산정되므로, 유저의 스킬에 의하지 않고, 종합 평가값에 기초하여 최적의 레시피 파라미터를 단시간으로 또한 자동적으로 결정할 수 있다.
도 1은 연마 장치의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 연마 장치의 상세한 구성의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 광학 센서 헤드가 웨이퍼의 표면을 가로지를 때의 궤적을 도시하는 모식도이다.
도 4는 광학식 막 두께 측정 장치의 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 웨이퍼와 연마 테이블의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 6은 스펙트럼 처리부에 의해 생성된 측정 스펙트럼을 도시하는 도면이다.
도 7은 측정 스펙트럼과 복수의 참조 스펙트럼의 비교로부터 막 두께를 결정하는 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 8은 참조 웨이퍼의 막 두께와 연마 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 복수의 스펙트럼 그룹이 저장된 데이터 서버를 도시하는 모식도이다.
도 10은 웨이퍼로부터의 반사광의 스펙트럼(즉 측정 스펙트럼)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 도 10에 나타내는 측정 스펙트럼에 푸리에 변환 처리를 행하여 얻어진 주파수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 12는 연마 시간에 대한 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상 변화 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 연마 시간에 대한 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상 변화의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 14는 막 두께의 실측값과, 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 막 두께의 실측값과, 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 16은 추정 스펙트럼과, 참조 스펙트럼의 형상의 적합도가 높은 일례를 도시하는 도면이다.
도 17은 추정 스펙트럼과, 참조 스펙트럼의 형상의 적합도가 낮은 일례를 도시하는 도면이다.
도 18은 도 7을 참조하여 설명한 막 두께 결정 알고리즘에 있어서 사용되는 그래프이다.
도 19는 도 11을 참조하여 설명한 막 두께 결정 알고리즘에 있어서 사용되는 주파수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 20은 연마 시간과 함께 막 두께가 직선적으로 감소하는 일례를 나타내는 그래프이다.
도 21은 연마 시간과 함께 막 두께가 직선적으로 감소하지 않는 일례를 나타내는 그래프이다.
도 22는 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법의 일 실시 형태를 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 연마 장치의 일 실시 형태를 나타내는 모식도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 장치는, 연마 패드(2)를 지지하는 연마 테이블(3)과, 기판의 일례인 웨이퍼 W를 연마 패드(2)에 압박하는 연마 헤드(1)와, 연마 테이블(3)을 회전시키는 테이블 모터(6)와, 연마 패드(2) 상에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급 노즐(5)을 구비하고 있다. 연마 패드(2)의 상면은, 웨이퍼 W를 연마하는 연마면(2a)을 구성한다.
연마 헤드(1)는 헤드 샤프트(10)에 연결되어 있고, 헤드 샤프트(10)와 함께 연마 헤드(1)는 화살표로 나타내는 방향으로 회전한다. 연마 테이블(3)은 테이블 모터(6)에 연결되어 있고, 테이블 모터(6)는 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)를 화살표로 나타내는 방향으로 회전시키도록 구성되어 있다.
웨이퍼 W는 다음과 같이 하여 연마된다. 연마 테이블(3) 및 연마 헤드(1)를 도 1의 화살표로 나타내는 방향으로 회전시키면서, 슬러리 공급 노즐(5)로부터 슬러리가 연마 테이블(3) 상의 연마 패드(2)의 연마면(2a)에 공급된다. 웨이퍼 W는 연마 헤드(1)에 의해 회전되면서, 연마 패드(2) 상에 슬러리가 존재한 상태에서 웨이퍼 W는 연마 패드(2)의 연마면(2a)에 압박된다. 웨이퍼 W의 표면은, 슬러리의 화학적 작용과, 슬러리에 포함되는 지립의 기계적 작용에 의해 연마된다.
연마 장치는, 웨이퍼 W의 막 두께를 검출하는 광학식 막 두께 측정 장치(40)를 구비하고 있다. 광학식 막 두께 측정 장치(40)는, 광학 센서 헤드(7)와, 광을 발하는 광원(44)과, 분광기(47)와, 스펙트럼 처리부(49)를 구비하고 있다. 광학 센서 헤드(7), 광원(44) 및 분광기(47)는 연마 테이블(3)에 설치되어 있고, 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)와 함께 일체로 회전한다. 광학 센서 헤드(7)의 위치는, 연마 테이블(3) 및 연마 패드(2)가 1회전할 때마다 연마 패드(2) 상의 웨이퍼 W의 표면을 가로지르는 위치이다.
광원(44)으로부터 발해진 광은, 광학 센서 헤드(7)로 전송되어, 광학 센서 헤드(7)로부터 웨이퍼 W의 표면으로 유도된다. 광은 웨이퍼 W의 표면으로 반사되며, 반사광은 광학 센서 헤드(7)에 의해 받아져, 또한 분광기(47)로 보내진다. 분광기(47)는 반사광을 파장에 따라 분해하고, 각 파장에서의 반사광의 강도를 측정한다. 반사광의 강도 측정 데이터는, 스펙트럼 처리부(49)로 보내진다. 스펙트럼 처리부(49)는, 반사광의 강도 측정 데이터로부터 반사광의 스펙트럼을 생성하고, 이 스펙트럼에 기초하여 웨이퍼 W의 막 두께를 결정한다.
스펙트럼 처리부(49)에는, 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼의 데이터를 기억하는 기억 장치(70a)를 구비한 데이터 서버(70)가 접속되어 있다. 데이터 서버(70)는, 현재 연마되고 있는 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼 뿐만 아니라, 과거에 연마된 복수의 웨이퍼로부터의 반사광의 스펙트럼의 데이터도 저장하고 있다. 또한, 데이터 서버(70)에는, 광학식 막 두께 측정 장치(40)가 최적의 동작 레시피를 결정하는 레시피 평가 장치(75)가 접속되어 있다. 스펙트럼 처리부(49)는, 웨이퍼 W의 연마 동작을 제어하기 위한 연마 제어부(9)에도 접속되어 있다. 이 연마 제어부(9)는, 스펙트럼 처리부(49)에 의해 결정된 웨이퍼 W의 막 두께에 기초하여, 웨이퍼 W의 연마 동작을 제어한다. 예를 들어, 연마 제어부(9)는, 웨이퍼 W의 막 두께가 목표 막 두께에 도달한 시점인 연마 종점을 결정하거나, 혹은 웨이퍼 W의 막 두께가 소정의 값에 달하였을 때 웨이퍼 W의 연마 조건을 변경한다.
도 2는, 도 1에 도시하는 연마 장치의 상세한 구성의 일 실시 형태를 나타내는 단면도이다. 헤드 샤프트(10)는, 벨트 등의 연결 수단(17)을 통하여 연마 헤드 모터(18)에 연결되어 회전되도록 되어 있다. 이 헤드 샤프트(10)의 회전에 의해, 연마 헤드(1)가 화살표로 나타내는 방향으로 회전한다.
분광기(47)는, 광 검출기(48)를 구비하고 있다. 일 실시 형태에서는, 광 검출기(48)는, 포토다이오드, CCD 또는 CMOS 등으로 구성되어 있다. 광학 센서 헤드(7)는, 광원(44) 및 광 검출기(48)에 광학적으로 연결되어 있다. 광 검출기(48)는 스펙트럼 처리부(49)에 전기적으로 접속되어 있다.
광학식 막 두께 측정 장치(40)는, 광원(44)으로부터 발해진 광을 웨이퍼 W의 표면으로 유도하는 투광용 광 케이블(31)과, 웨이퍼 W로부터의 반사광을 받아, 반사광을 분광기(47)로 보내는 수광용 광 케이블(32)을 구비하고 있다. 투광용 광 케이블(31)의 선단 및 수광용 광 케이블(32)의 선단은, 연마 테이블(3) 내에 위치하고 있다.
투광용 광 케이블(31)의 선단 및 수광용 광 케이블(32)의 선단은, 광을 웨이퍼 W의 표면으로 유도하고, 또한 웨이퍼 W로부터의 반사광을 받는 광학 센서 헤드(7)를 구성한다. 투광용 광 케이블(31)의 타단부는 광원(44)에 접속되며, 수광용 광 케이블(32)의 타단부는 분광기(47)에 접속되어 있다. 분광기(47)는, 웨이퍼 W로부터의 반사광을 파장에 따라 분해하고, 소정의 파장 범위에 걸쳐 반사광의 강도를 측정하도록 구성되어 있다.
광원(44)은, 광을 투광용 광 케이블(31)을 통하여 광학 센서 헤드(7)로 보내고, 광학 센서 헤드(7)는 광을 웨이퍼 W를 향해 방사한다. 웨이퍼 W로부터의 반사광은 광학 센서 헤드(7)에 받아져, 수광용 광 케이블(32)을 통하여 분광기(47)로 보내진다. 분광기(47)는 반사광을 그 파장에 따라 분해하고, 각 파장에서의 반사광의 강도를 측정한다. 분광기(47)는, 반사광의 강도 측정 데이터를 스펙트럼 처리부(49)로 보낸다.
스펙트럼 처리부(49)는, 반사광의 강도 측정 데이터로부터 반사광의 스펙트럼을 생성한다. 이 스펙트럼은, 반사광의 강도와 파장의 관계를 나타내며, 스펙트럼의 형상은 웨이퍼 W의 막 두께에 따라 변화된다. 스펙트럼 처리부(49)는, 반사광의 스펙트럼에 기초하여 웨이퍼 W의 막 두께를 결정한다. 반사광의 스펙트럼에 기초하여 웨이퍼 W의 막 두께를 결정하는 방법에는, 공지된 기술이 사용된다. 예를 들어, 스펙트럼 처리부(49)는, 반사광의 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 결정하고, 이 결정된 참조 스펙트럼에 관련된 막 두께를 결정한다. 다른 예에서는, 스펙트럼 처리부(49)는, 반사광의 스펙트럼에 대해 푸리에 변환을 실행하여, 얻어진 주파수 스펙트럼으로부터 막 두께를 결정한다.
연마 테이블(3)은, 그 상면에서 개구되는 제1 구멍(50A) 및 제2 구멍(50B)을 갖고 있다. 또한, 연마 패드(2)에는, 이들 구멍(50A, 50B)에 대응하는 위치에 통과 구멍(51)이 형성되어 있다. 구멍(50A, 50B)과 통과 구멍(51)은 연통하고, 통과 구멍(51)은 연마면(2a)에서 개구되어 있다. 제1 구멍(50A)은 액체 공급 라인(53)에 연결되어 있고, 제2 구멍(50B)은 드레인 라인(54)에 연결되어 있다. 투광용 광 케이블(31)의 선단 및 수광용 광 케이블(32)의 선단으로 구성되는 광학 센서 헤드(7)는, 제1 구멍(50A)에 배치되어 있고, 또한 통과 구멍(51)의 하방에 위치하고 있다.
투광용 광 케이블(31)은, 광원(44)에 의해 발해진 광을 웨이퍼 W의 표면까지 유도하는 광전송부이다. 투광용 광 케이블(31) 및 수광용 광 케이블(32)의 선단은, 제1 구멍(50A) 내에 위치하고 있고, 웨이퍼 W의 피연마면의 근방에 위치하고 있다. 투광용 광 케이블(31) 및 수광용 광 케이블(32)의 각 선단으로 구성되는 광학 센서 헤드(7)는, 연마 헤드(1)에 보유 지지된 웨이퍼 W를 향해 배치된다. 연마 테이블(3)이 회전할 때마다 웨이퍼 W의 복수의 측정점에 광이 조사된다. 본 실시 형태에서는, 하나의 광학 센서 헤드(7)만이 연마 테이블(3) 내에 마련되어 있지만, 복수의 광학 센서 헤드(7)가 연마 테이블(3) 내에 마련되어도 된다.
웨이퍼 W의 연마 중, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 광학 센서 헤드(7)는 웨이퍼 W를 가로질러서 이동한다. 광학 센서 헤드(7)가 웨이퍼 W의 하방에 있는 동안, 광원(44)은 소정의 간격으로 광을 발한다. 광은, 광학 센서 헤드(7)로부터 웨이퍼 W의 표면(피연마면)으로 유도되고, 웨이퍼 W로부터의 반사광은 광학 센서 헤드(7)로 받아져, 분광기(47)로 보내진다. 분광기(47)는, 각 파장에서의 반사광의 강도를 소정의 파장 범위에 걸쳐 측정하고, 얻어진 반사광의 강도 측정 데이터를 스펙트럼 처리부(49)로 보낸다. 스펙트럼 처리부(49)는, 파장마다의 광의 강도를 나타내는 반사광의 스펙트럼을 강도 측정 데이터로부터 생성하고, 또한 반사광의 스펙트럼으로부터 웨이퍼 W의 막 두께를 결정한다.
웨이퍼 W의 연마 중은, 린스액으로서 순수가 액체 공급 라인(53)을 통하여 제1 구멍(50A)에 공급되고, 또한 제1 구멍(50A)을 통하여 통과 구멍(51)에 공급된다. 순수는, 웨이퍼 W의 표면(피연마면)과 광학 센서 헤드(7) 사이의 공간을 채운다. 순수는, 제2 구멍(50B)으로 유입되어, 드레인 라인(54)을 통하여 배출된다. 제1 구멍(50A) 및 통과 구멍(51) 내를 흐르는 순수는, 슬러리가 제1 구멍(50A)으로 침입되는 것을 방지하고, 이에 의해 광로가 확보된다.
도 3은, 광학 센서 헤드(7)가 웨이퍼 W의 표면을 가로지를 때의 궤적을 도시하는 모식도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 W의 연마 중, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 광학 센서 헤드(7)는, 연마 패드(2) 상의 웨이퍼 W의 표면을 가로지르면서, 웨이퍼 W 상의 복수의 측정점 MP에 광을 조사하고, 웨이퍼 W로부터의 반사광을 받는다.
도 4는, 광학식 막 두께 측정 장치(40)의 원리를 설명하기 위한 모식도이며, 도 5는, 웨이퍼 W와 연마 테이블(3)의 위치 관계를 나타내는 평면도이다. 도 4에 도시하는 예에서는, 웨이퍼 W는, 하층막과, 그 위에 형성된 상층막을 갖고 있다. 상층막은, 예를 들어 실리콘층 또는 절연막이다. 투광용 광 케이블(31) 및 수광용 광 케이블(32)의 각 선단으로 구성되는 광학 센서 헤드(7)는, 웨이퍼 W의 표면에 대향하여 배치되어 있다. 광학 센서 헤드(7)는, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다 웨이퍼 W의 중심을 포함하는 복수의 영역에 광을 조사한다.
웨이퍼 W에 조사된 광은, 매질(도 4의 예에서는 물)과 상층막의 계면 및 상층막과 하층막의 계면에서 반사되고, 이들 계면에서 반사된 광의 파가 서로 간섭한다. 이 광의 파의 간섭의 방법은, 상층막의 두께(즉 광로 길이)에 따라 변화한다. 이 때문에, 웨이퍼 W로부터의 반사광으로부터 생성되는 스펙트럼은, 상층막의 두께에 따라 변화된다. 분광기(47)는, 반사광을 파장에 따라 분해하고, 반사광의 강도를 파장별로 측정한다. 스펙트럼 처리부(49)는, 분광기(47)에서 얻어진 반사광의 강도 측정 데이터(광학 신호)로부터 스펙트럼을 생성한다. 이하, 연마될 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼을, 측정 스펙트럼이라고 하는 경우가 있다. 이 측정 스펙트럼은, 광의 파장과 강도의 관계를 나타내는 선 그래프(즉 분광 파형)로서 표시된다. 광의 강도는, 반사율 또는 상대 반사율 등의 상대값으로서 나타낼 수도 있다.
도 6은, 스펙트럼 처리부(49)에 의해 생성된 측정 스펙트럼을 도시하는 도면이다. 도 6에 있어서, 횡축은 웨이퍼로부터 반사된 광의 파장을 나타내며, 종축은 반사된 광의 강도로부터 유도되는 상대 반사율을 나타낸다. 상대 반사율이란, 반사광의 강도를 나타내는 지표값이며, 광의 강도와 소정의 기준 강도의 비이다. 각 파장에 있어서 광의 강도(실측 강도)를 소정의 기준 강도로 나눔으로써, 장치의 광학계나 광원 고유의 강도의 변동 등의 불필요한 노이즈를 실측 강도로부터 제거할 수 있다.
기준 강도는, 각 파장에 대해 미리 측정된 광의 강도이며, 상대 반사율은 각 파장에 있어서 산출된다. 구체적으로는, 각 파장에서의 광의 강도(실측 강도)를 대응하는 기준 강도로 나눔으로써 상대 반사율이 구해진다. 기준 강도는, 예를 들어 광학 센서 헤드(7)로부터 발해진 광의 강도를 직접 측정하거나 또는 광학 센서 헤드(7)부터 거울에 광을 조사하여, 거울로부터의 반사광의 강도를 측정함으로써 얻어진다. 혹은, 기준 강도는, 막이 형성되지 않은 실리콘 웨이퍼(베어 웨이퍼)를 연마 패드(2) 상에 물의 존재 하에 물연마하고 있을 때, 또는 상기 실리콘 웨이퍼(베어 웨이퍼)가 연마 패드(2) 상에 놓여 있을 때, 분광기(47)에 의해 측정된 실리콘 웨이퍼로부터의 반사광의 강도로 해도 된다.
실제 연마에서는, 실측 강도로부터 다크 레벨(광을 차단한 조건 하에서 얻어진 배경 강도)을 빼서 보정 실측 강도를 구하고, 또한 기준 강도로부터 상기 다크 레벨을 빼서 보정 기준 강도를 구하고, 그리고, 보정 실측 강도를 보정 기준 강도로 나눔으로써, 상대 반사율이 구해진다. 구체적으로는, 상대 반사율 R(λ)은, 다음의 식 (1)을 사용하여 구할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, λ는 파장이며, E(λ)는 웨이퍼로부터 반사된 광의 파장 λ에서의 강도이며, B(λ)는 파장 λ에서의 기준 강도이며, D(λ)는 광을 차단한 조건 하에서 측정된 파장 λ에서의 배경 강도(다크 레벨)이다.
본 실시 형태에서는, 스펙트럼 처리부(49)는, 측정 스펙트럼과, 복수의 참조 스펙트럼의 비교로부터 막 두께를 결정하도록 구성되어 있다. 참조 스펙트럼은, 도 1 및 도 2에 도시하는 데이터 서버(70)의 기억 장치(70a) 내에 저장되어 있다. 스펙트럼 처리부(49)는, 데이터 서버(70)에 액세스하고, 웨이퍼 W의 연마 중에 생성된 측정 스펙트럼을 복수의 참조 스펙트럼과 비교하여, 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 선택한다.
도 7은, 측정 스펙트럼과 복수의 참조 스펙트럼의 비교로부터 막 두께를 결정하는 프로세스를 설명하는 도면이다. 스펙트럼 처리부(49)는, 연마 중에 생성된 측정 스펙트럼과 복수의 참조 스펙트럼을 비교함으로써, 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 결정하고, 이 결정된 참조 스펙트럼에 관련지어진 막 두께를 결정한다. 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼은, 참조 스펙트럼과 측정 스펙트럼 사이의 상대 반사율의 차가 가장 작은 스펙트럼이다.
복수의 참조 스펙트럼은, 연마 대상의 웨이퍼 W(이하, 타깃 웨이퍼 또는 타깃 기판이라고 하는 경우가 있음)와 같은 적층 구조를 갖는 참조 웨이퍼(또는 참조 기판)를 연마하면서 미리 취득된 것이다. 각 참조 스펙트럼에는 그 참조 스펙트럼이 취득되었을 때의 막 두께가 관련된다. 즉, 각 참조 스펙트럼은, 다른 막 두께일 때 취득된 것이며, 복수의 참조 스펙트럼은 복수의 다른 막 두께에 대응한다. 따라서, 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 특정함으로써, 웨이퍼 W의 현재의 막 두께를 결정할 수 있다.
복수의 참조 스펙트럼을 취득하는 공정의 일례에 대해 설명한다. 먼저, 타깃 웨이퍼 W와 같은 적층 구조를 갖는 참조 웨이퍼가 준비된다. 참조 웨이퍼는, 도시하지 않은 막 두께 측정기로 반송되고, 참조 웨이퍼의 초기 막 두께가 막 두께 측정기에 의해 측정된다. 이어서, 참조 웨이퍼는 도 1에 도시하는 연마 장치로 반송되고, 연마액으로서의 슬러리가 연마 패드(2)에 공급되면서 참조 웨이퍼가 연마된다. 참조 웨이퍼는, 일정한 연마 레이트(제거 레이트라고도 함)에서, 즉 일정한 연마 조건 하에서 연마된다. 참조 웨이퍼의 연마 중 상술한 바와 같이, 참조 웨이퍼의 표면에 광이 조사되고, 참조 웨이퍼로부터의 반사광의 스펙트럼(즉 참조 스펙트럼)이 취득된다. 참조 스펙트럼은, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다 취득된다. 따라서, 참조 웨이퍼의 연마 중에, 복수의 참조 스펙트럼이 취득된다. 참조 웨이퍼의 연마가 종료된 후, 참조 웨이퍼는 상기 막 두께 측정기로 다시 반송되고, 연마된 참조 웨이퍼의 막 두께(즉 최종 막 두께)가 측정된다.
도 8은, 참조 웨이퍼의 막 두께와 연마 시간의 관계를 나타내는 그래프이다. 참조 웨이퍼의 연마 레이트가 일정한 경우, 도 8에 도시하는 바와 같이, 막 두께는 연마 시간과 함께 직선적으로 감소한다. 바꾸어 말하면, 막 두께는, 연마 시간을 변수로서 포함하는 1차 함수를 사용하여 나타낼 수 있다. 연마 레이트는, 초기 막 두께 Tini와 최종 막 두께 Tfin의 차를, 최종 막 두께 Tfin에 도달한 연마 시간 t로 나눔으로써 산출할 수 있다.
참조 스펙트럼은, 상술한 바와 같이, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다 주기적으로 취득되므로, 각각의 참조 스펙트럼이 취득되었을 때의 연마 시간은, 연마 테이블(3)의 회전 속도 및 회전 횟수로부터 산출할 수 있다. 혹은, 연마 개시 시점부터 각 참조 스펙트럼이 취득될 때까지의 시간을 정밀하게 측정하는 것도 가능하다. 또한, 각 참조 스펙트럼이 취득된 연마 시간으로부터, 각 참조 스펙트럼에 대응하는 막 두께를 산출할 수 있다. 이와 같이 하여, 다른 막 두께에 대응하는 복수의 참조 스펙트럼이 취득된다. 각 참조 스펙트럼은, 대응하는 막 두께에 관련지을 수 있다(결부시킬 수 있다). 따라서, 스펙트럼 처리부(49)는, 웨이퍼 W의 연마 중에 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 특정함으로써, 그 참조 스펙트럼에 관련된 막 두께로부터 웨이퍼 W의 현재의 막 두께를 결정할 수 있다.
반사광의 스펙트럼은, 막 두께에 따라 변화된다. 따라서, 기본적으로, 막 두께가 변화하지 않으면, 스펙트럼도 변화하지 않는다. 그러나, 막 두께가 동일해도, 연마되는 막 아래에 존재하는 하지층의 구조 차이에 의해, 스펙트럼이 변할 수 있다. 하지층의 구조는, 웨이퍼간에서 다른 경우도 있다. 이와 같은 하지층의 구조 차이는, 정확한 막 두께 측정을 방해해 버린다.
이러한 하지층의 구조의 차이에 기인하는 스펙트럼 변화의 영향을 배제하기 위해, 스펙트럼 처리부(49)는, 하지층의 구조가 다른 복수의 참조 웨이퍼를 사용하여 취득된 복수의 참조 스펙트럼을 포함하는 복수의 스펙트럼 그룹을 사용하여 막 두께를 결정한다. 도 9는, 복수의 스펙트럼 그룹이 저장된 데이터 서버(70)를 도시하는 모식도이다. 복수의 스펙트럼 그룹은, 하지층의 구조가 다른 복수의 참조 웨이퍼에 각각 대응하여, 각 스펙트럼 그룹에 포함되는 복수의 참조 스펙트럼은, 상기 복수의 참조 웨이퍼 중 하나를 사용하여 취득된 참조 스펙트럼이다.
스펙트럼 처리부(49)는, 하나의 스펙트럼 그룹을 복수의 스펙트럼 그룹으로부터 선택하고, 연마될 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼(측정 스펙트럼)을 선택한 스펙트럼 그룹에 포함되어 있는 복수의 참조 스펙트럼과 비교하여, 반사광의 스펙트럼에 가장 근사한 형상을 갖는 참조 스펙트럼에 기초하여, 웨이퍼 W의 현재의 막 두께를 결정한다.
참조 스펙트럼을 사용한 상기 실시 형태 대신에, 일 실시 형태에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 스펙트럼 처리부(49)는, 연마되어 있는 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼(즉 측정 스펙트럼)에 푸리에 변환 처리(전형적으로는 고속 푸리에 변환 처리)를 행하여 주파수 스펙트럼을 생성하고, 주파수 스펙트럼으로부터 웨이퍼 W의 막 두께를 결정해도 된다.
도 10은, 웨이퍼 W로부터의 반사광의 스펙트럼(즉 측정 스펙트럼)의 일례를 도시하는 도면이며, 도 11은, 도 10에 나타내는 측정 스펙트럼에 푸리에 변환 처리를 행하여 얻어진 주파수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 11에 있어서, 종축은 측정 스펙트럼에 포함되는 주파수 성분의 강도를 나타내고, 횡축은 막 두께를 나타낸다. 주파수 성분의 강도는, 정현파로서 표시되는 주파수 성분의 진폭에 상당한다. 측정 스펙트럼에 포함되는 주파수 성분은, 소정의 관계식을 사용하여 막 두께로 변환되고, 도 11에 나타낸 바와 같은 막 두께와 주파수 성분의 강도와의 관계를 나타내는 주파수 스펙트럼이 생성된다. 상술한 소정의 관계식은, 주파수 성분을 변수로 한, 막 두께를 나타내는 1차 함수이며, 막 두께의 실측 결과, 광학식 막 두께 측정 시뮬레이션, 이론식 등으로부터 구할 수 있다.
도 11에 도시하는 그래프에 있어서, 주파수 성분의 강도인 피크는 막 두께 t1로 나타난다. 바꾸어 말하면, 막 두께 t1에 있어서, 주파수 성분의 강도가 가장 커진다. 즉, 이 주파수 스펙트럼은, 웨이퍼 W의 막 두께가 t1인 것을 나타내고 있다. 이와 같이 하여, 스펙트럼 처리부(49)는, 주파수 성분의 강도인 피크에 대응하는 막 두께를 결정한다.
도 1에 도시하는 레시피 평가 장치(75)는, 광학식 막 두께 측정 장치(40)의 최적의 동작 레시피를 결정하기 위한 프로그램이 저장된 기억 장치(75a)와, 프로그램에 포함되는 명령에 따라서 연산을 실행하는 처리 장치(75b)(GPU 또는 CPU 등)를 구비하고 있다. 처리 장치(75b)는, 미리 설정된 복수의 동작 레시피로 최적의 동작 레시피를 평가 계산식(후술함)에 기초하여 결정하기 위한 연산을 실행한다. 레시피 평가 장치(75)는, 적어도 1대의 컴퓨터로 구성되어 있다.
레시피 평가 장치(75)는, 데이터 서버(70)에 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, 데이터 서버(70)는, 복수의 웨이퍼의 연마 시에 취득된, 반사광의 복수의 스펙트럼의 데이터가 저장된 기억 장치(70a)를 갖고 있다. 데이터 서버(70)는, 적어도 1대의 컴퓨터로 구성되어 있다. 데이터 서버(70)는, 레시피 평가 장치(75)에 통신선으로 접속된 에지 서버여도 되고, 인터넷 등의 네트워크에 의해 레시피 평가 장치(75)에 접속된 클라우드 서버여도 되고, 혹은 레시피 평가 장치(75)에 접속된 네트워크 내에 설치된 포그 컴퓨팅 디바이스(게이트웨이, 포그 서버, 라우터 등)여도 된다. 데이터 서버(70)는, 인터넷 등의 네트워크에 의해 접속된 복수의 서버여도 된다. 예를 들어, 데이터 서버(70)는, 에지 서버와 클라우드 서버의 조합이어도 된다.
다음에, 레시피 평가 장치(75)의 동작에 대해 설명한다. 레시피 평가 장치(75)는, 광학식 막 두께 측정 장치(40)의 최적의 동작 레시피를 결정하도록 구성된, 적어도 1대의 컴퓨터로 구성된다. 동작 레시피는, 광학식 막 두께 측정 장치(40), 특히 스펙트럼 처리부(49)의 동작을 제어하는 것이다. 동작 레시피는, 이하에 기재하는 복수의 레시피 파라미터 중 적어도 2개를 포함하고 있다.
(i) 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위한 시간 폭
(ⅱ) 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위한 데이터 점수
(ⅲ) 스펙트럼에 적용되는 필터의 파라미터
(ⅳ) 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터
(v) 막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위
(vi) 막 두께의 결정에 사용되는 참조 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 그룹의 번호
이하, 각 레시피 파라미터에 대해 상세하게 설명한다.
(i) 시간 폭
웨이퍼 W의 연마 중, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 광학 센서 헤드(7)로부터 광이 웨이퍼 W로 유도되어, 웨이퍼 W로부터의 반사광은 광학 센서 헤드(7)에 받아들여진다. 반사광의 각 파장에서의 강도는 분광기(47)에 의해 측정되어, 스펙트럼 처리부(49)는 반사광의 강도 측정 데이터로부터 반사광의 스펙트럼을 생성하고, 스펙트럼에 기초하여 웨이퍼 W의 현재의 막 두께를 결정한다. 스펙트럼의 이동 평균은, 웨이퍼 W 상의 어느 측정점에 있어서, 웨이퍼 W의 현재의 막 두께를 결정하는 데 사용되는 복수의 스펙트럼의 평균이다. 이동 평균의 시간 폭은, 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위해 사용되는 시간 폭이다. 이 시간 폭은, 연마 테이블(3)의 회전 횟수에 의해 표시된다. 예를 들어, 시간 폭이 3이면, 스펙트럼 처리부(49)는, 연마 테이블(3)이 3회전하는 동안에, 웨이퍼 W 상의 어느 측정점에서 취득된 반사광으로부터 하나의 스펙트럼을 생성하고, 이 스펙트럼으로부터 웨이퍼 W의 막 두께를 결정한다.
(ⅱ) 데이터 점수
데이터 점수는, 웨이퍼 W의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위해 사용된다. 복수의 스펙트럼의 공간적 평균이란, 웨이퍼 W 상의 복수의 측정점에서 반사된 반사광의 복수의 스펙트럼의 평균이다. 구체적으로는, 스펙트럼 처리부(49)는, 복수의 측정점에서 얻어진 반사광의 강도 측정 데이터의 평균을 산정하고, 강도 측정 데이터의 평균으로부터 하나의 스펙트럼을 생성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 W의 연마 중 광학 센서 헤드(7)는, 연마 테이블(3)이 1회전할 때마다, 연마 패드(2) 상의 웨이퍼 W의 표면을 가로지르면서, 웨이퍼 W 상의 복수의 측정점MP에 광을 조사하고, 웨이퍼 W로부터의 반사광을 받는다. 데이터 점수는, 하나의 스펙트럼을 생성하기 위해 사용되는 측정점 MP의 수이다. 예를 들어, 데이터 점수가 3이면, 스펙트럼 처리부(49)는, 3개의 측정점 MP에서 취득된 반사광의 강도 측정 데이터로부터 하나의 스펙트럼을 작성한다.
(ⅲ) 필터의 파라미터
스펙트럼 처리부(49)는, 생성된 스펙트럼에 포함되는 노이즈를 제거하기 위한 필터(도시되지 않음)를 갖고 있다. 노이즈는, 스펙트럼에 포함되는 불필요한 주파수 성분이다. 필터의 파라미터는, 사용해야 할 필터의 종류 및 통과 대역 또는 제거 대역을 결정하기 위한 파라미터이다. 사용되는 필터의 종류에는, 로우 패스 필터, 하이 패스 필터, 밴드 패스 필터, 밴드 스톱 필터를 들 수 있다.
(ⅳ) 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터
규격화 파라미터는, 스펙트럼의 전체를 규격화하기 위한 규격화 방법을 결정하기 위한 파라미터이다. 규격화 방법에는, 다음의 두가지가 있다.
제1 규격화 방법은, 스펙트럼 전체의 레벨(반사광의 강도)을 조정하는 방법이다. 스펙트럼은, 웨이퍼로부터의 반사광에 기초하여 생성된다. 따라서, 스펙트럼 전체의 레벨은, 반사광의 전달 경로 또는 광원(44)(도 2 참조)으로부터 발해지는 광의 강도 등에 의존하여 바뀔 수 있다. 그래서, 스펙트럼 전체의 레벨을 조정하기 위해, 스펙트럼 처리부(49)는, 스펙트럼 전체의 레벨의 평균으로 각 파장에서의 레벨을 나눔으로써, 스펙트럼을 규격화한다.
제2 규격화 방법은, 스펙트럼의 전체의 기울기를 보정하는 방법이다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 스펙트럼 전체가 기울어 있는 경우가 있다. 이와 같은 스펙트럼의 기울기를 보정하기 위해, 스펙트럼 처리부(49)는, 스펙트럼의 근사선을 최소 제곱법 등에 의해 구하고, 근사선 상의 레벨(반사광의 강도)에서 스펙트럼 상의 대응하는 레벨(반사광의 강도)을 나눔으로써, 스펙트럼을 규격화한다.
규격화 파라미터는, 스펙트럼 전체의 레벨 조정을 위한 제1 규격화 방법을 사용하거나 또는 스펙트럼의 기울기 보정을 위한 제2 규격화 방법을 사용하거나 또는 양쪽을 사용하거나 또는 어느 쪽도 사용하지 않을지를 선택하기 위한 파라미터이다.
(v) 스펙트럼의 파장 범위
웨이퍼의 막 두께는, 웨이퍼로부터의 반사광의 스펙트럼에 기초하여 결정된다. 막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위는, 동작 레시피에 설정된 하한값 및 상한값에 의해 정의된다.
(vi) 참조 스펙트럼 그룹의 번호
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 일 실시 형태에서는, 스펙트럼 처리부(49)는, 측정 스펙트럼과 복수의 참조 스펙트럼의 비교로부터 웨이퍼의 막 두께를 결정한다. 즉, 스펙트럼 처리부(49)는, 웨이퍼의 연마 중에 생성된 측정 스펙트럼과 복수의 참조 스펙트럼을 비교함으로써, 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 결정하고, 이 결정된 참조 스펙트럼에 관련된 막 두께를 결정한다. 참조 스펙트럼은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 데이터 서버(70) 내에 기억된 복수의 스펙트럼 그룹 중 하나에 포함되어 있다. 스펙트럼 처리부(49)는, 복수의 스펙트럼 그룹 중으로부터 하나를 선택하고, 웨이퍼의 연마 중에 생성한 측정 스펙트럼을, 선택된 스펙트럼 그룹에 포함되는 복수의 참조 스펙트럼과 비교하여, 측정 스펙트럼에 가장 형상이 근사한 참조 스펙트럼을 결정한다. 복수의 스펙트럼 그룹으로부터 선택되는 하나의 스펙트럼 그룹은, 동작 레시피에 설정된 번호의 스펙트럼 그룹이다. 예를 들어, 동작 레시피에 설정되어 있는 번호가 2이면, 스펙트럼 처리부(49)는, No. 2의 스펙트럼 그룹을 선택한다.
레시피 평가 장치(75)는, 동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트를 기억 장치(75a) 내에 기억하고 있다. 각 파라미터 세트는, 상술한 레시피 파라미터(i 내지 vi) 중 적어도 2개를 포함한다. 일례에서는, 각 파라미터 세트는, 상술한 레시피 파라미터(i 내지 vi)의 모두를 포함한다. 각 파라미터 세트에 포함되는 레시피 파라미터의 구체적인 수치는, 미리 설정된 값이지만, 유저가 임의로 변경하는 것도 가능하다.
레시피 평가 장치(75)는, 다음과 같이 해서, 기억 장치(75a) 내에 기억되어 있는 복수의 파라미터 세트로부터 최적의 하나를 선택한다. 먼저, 레시피 평가 장치(75)는, 각 파라미터 세트에 포함되는 복수의 레시피 파라미터와, 데이터 서버(70) 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행한다. 데이터 서버(70) 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼의 데이터는, 복수의 웨이퍼를 실제로 연마하였을 때 취득된 스펙트럼의 데이터이다.
레시피 파라미터(i 내지 v)는, 반사광의 스펙트럼(측정 스펙트럼) 자체의 형상에 영향을 미치고, 레시피 파라미터(vi)는, 반사광의 스펙트럼(측정 스펙트럼)과 비교되는 참조 스펙트럼에 영향을 미친다. 따라서, 이들 레시피 파라미터(i 내지 vi)는, 반사광의 스펙트럼 및 참조 스펙트럼에 기초하여 결정되는 웨이퍼의 막 두께에 영향을 미친다.
막 두께 변화의 시뮬레이션에서는, 과거에 연마된 웨이퍼의, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께의 변화에 대응하는 반사광의 스펙트럼 변화로부터, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께의 변화를 계산한다. 즉, 레시피 평가 장치(75)는, 데이터 서버(70)에 액세스하고, 웨이퍼의 실제 연마 중에 취득된(즉, 막 두께가 변화하고 있을 때 취득된) 복수의 참조 스펙트럼을 데이터 서버(70)로부터 취득하고, 이들 참조 스펙트럼을 레시피 파라미터에 기초하여 가공해서 추정 스펙트럼을 생성하고, 추정 스펙트럼으로부터 복수의 막 두께를 결정한다.
레시피 평가 장치(75)는, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 변화의 방식을 평가하기 위한 평가 계산식을 구비하고 있다. 이 평가 계산식은, 기억 장치(75a)에 저장되어 있다. 레시피 평가 장치(75)는, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 복수의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 각각의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정한다. 평가 계산식은, 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 복수의 지표값, 이들 복수의 지표값에 대한 복수의 목표값 및 상기 복수의 목표값과 상기 복수의 지표값의 차에 각각 승산되는 복수의 가중 계수를 포함한다.
평가 계산식에 포함되는 복수의 지표값은, 이하에 설명하는 제1 지표값, 제2 지표값, 제3 지표값, 제4 지표값 및 제5 지표값이다. 본 실시 형태에서는, 5개의 지표값이 평가 계산식에 포함되지만, 일 실시 형태에서는, 5개의 지표값 중 어느 하나 또는 2개 또는 3개 또는 4개가 평가 계산식에 포함되어도 된다.
제1 지표값은, 연마 시간에 대한 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상의 불변성의 평가를 나타내는 지표값이다. 웨이퍼의 막 두께 프로파일은, 웨이퍼의 반경 방향에 따른 막 두께 분포를 나타낸다.
도 12는, 연마 시간에 대한 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상 변화 일례를 도시하는 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼의 연마 조건이 변하지 않는 한, 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상은, 연마 시간에 의하지 않고 불변이다. 도 13은, 연마 시간에 대한 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상 변화의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 13에 나타내는 예에서는, 웨이퍼의 연마 조건이 불변임에도 불구하고, 연마 시간과 함께 웨이퍼의 막 두께 프로파일의 형상이 변화되고 있다.
제1 지표값은, 시뮬레이션 결과로부터 얻어진 막 두께 프로파일의 형상의 변화율이다. 막 두께 프로파일의 형상의 변화율은, 연마 시간에 대한 막 두께 프로파일의 형상의 변화율이다. 도 12에 도시하는 막 두께 프로파일의 형상의 변화율은, 0에 가까운 것에 비해, 도 13에 도시하는 막 두께 프로파일의 형상의 변화율은, 어느 정도 큰 수치이다.
제2 지표값은, 막 두께 측정기에 의해 측정된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께와의 차의 적음의 평가를 나타내는 지표값이다. 통상 웨이퍼는 연마하기 전에, 스탠드 얼론형의 막 두께 측정기(도시되지 않음)로 반송되고, 여기서 웨이퍼의 초기 막 두께가 측정된다. 또한, 웨이퍼의 연마 후에도 웨이퍼는 상기 막 두께 측정기로 반송되어, 연마된 웨이퍼의 막 두께가 측정된다. 스탠드 얼론형의 막 두께 측정기는, 웨이퍼가 정지된 상태에서, 또한 슬러리가 존재하지 않는 상태에서, 막 두께를 측정하므로, 웨이퍼의 연마 중에 막 두께를 검출하는 광학식 막 두께 측정 장치(40)에 비하여, 스탠드 얼론형의 막 두께 측정기는 보다 고정밀도로 막 두께를 측정할 수 있다.
도 14는, 막 두께 측정기에 의해 취득된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 일례를 도시하는 도면이다. 이 예에서는, 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 차는 작다. 바꾸어 말하면, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께는, 막 두께의 실측값에 가깝다. 도 15는, 막 두께 측정기에 의해 취득된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 다른 예를 도시하는 도면이다. 이 예에서는, 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께의 차는, 도 14에 나타내는 예에 비교하여 크다.
제3 지표값은, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼과, 데이터 서버(70) 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼의 형상의 적합도(goodness of fit)의 평가를 나타내는 지표값이다. 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 일 실시 형태에서는, 스펙트럼 처리부(49)는, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼(이하, 추정 스펙트럼이라고 함)과, 복수의 참조 스펙트럼의 비교로부터 막 두께를 결정한다. 즉, 스펙트럼 처리부(49)는, 추정 스펙트럼에 가장 형상의 가까운 참조 스펙트럼을 결정하고, 이 결정된 참조 스펙트럼에 관련된 막 두께를 결정한다.
추정 스펙트럼과, 참조 스펙트럼의 형상의 적합도는, 0 내지 1의 범위 내의 수치로 표시된다. 도 16은, 추정 스펙트럼과, 참조 스펙트럼의 형상의 적합도가 높은 일례를 도시하는 도면이며, 도 17은, 추정 스펙트럼과, 참조 스펙트럼의 형상의 적합도가 낮은 일례를 도시하는 도면이다. 적합도가 높을수록, 막 두께의 신뢰성은 높다. 따라서, 도 16에 도시하는 예에서의 막 두께의 신뢰성은 높은 것에 대해, 도 17에 도시하는 예에서의 막 두께의 신뢰성은 낮다.
제4 지표값은, 상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼(즉 추정 스펙트럼)에 기초하여 결정된 막 두께의 품질 계수(Q값)의 평가를 나타내는 지표값이다. 추정 스펙트럼에 기초하여 막 두께를 결정하는 알고리즘은, 도 7에 도시하는 실시 형태와, 도 11에 도시하는 실시 형태에서 다르지만, 어느 실시 형태에서도, 막 두께 결정에는 그래프가 사용된다. 막 두께의 품질 계수(Q값)는, 그래프 상의 피크 또는 보텀의 급준의 정도에 기초하여 결정된다. 일반적으로, 그래프 상의 피크 또는 보텀이 급준할수록, 품질 계수(Q값)는 높다.
도 18은, 도 7을 참조하여 설명한 막 두께 결정 알고리즘에 있어서 사용되는 그래프이다. 보다 구체적으로는, 도 18의 횡축은, 복수의 참조 스펙트럼에 결부시켜진 막 두께를 나타내며, 종축은, 추정 스펙트럼과 참조 스펙트럼 사이의 반사광의 강도의 차를 나타내고 있다. 도 18에 나타내는 그래프 상의 보텀이 급준할수록, 품질 계수(Q값)는 높다(즉, 막 두께의 신뢰성이 높다).
도 19는, 도 11을 참조하여 설명한 막 두께 결정 알고리즘에 있어서 사용되는 주파수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 19의 횡축은 막 두께를 나타내고, 종축은, 추정 스펙트럼에 포함되는 주파수 성분의 강도를 나타내고 있다. 도 19에 도시하는 그래프 상의 피크가 급준할수록, 품질 계수(Q값)는 높다(즉, 막 두께의 신뢰성이 높다).
제5 지표값은, 연마 시간에 따른 막 두께 변화의 선형성의 평가를 나타내는 지표값이다. 웨이퍼의 연마 조건이 일정한 한, 웨이퍼의 막 두께는 연마 시간과 함께 일정한 비율로 감소한다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼의 연마 레이트(제거 레이트라고도 함)는, 웨이퍼의 연마 중에는 일정하다.
도 20은, 연마 시간과 함께 막 두께가 직선적으로 감소하는 일례를 나타내는 그래프이다. 도 20의 예에서는, 웨이퍼의 연마 레이트는 일정하다. 한편, 도 21은, 연마 시간과 함께 막 두께가 직선적으로 감소하지 않는 일례를 나타내는 그래프이다. 도 21의 예에서는, 웨이퍼의 연마 조건이 일정함에도 불구하고, 웨이퍼의 연마 레이트는 변화하고 있다.
레시피 평가 장치(75)는, 막 두께 변화의 시뮬레이션 결과로부터 얻어진 제1 지표값, 제2 지표값, 제3 지표값, 제4 지표값 및 제5 지표값을, 이하의 평가 계산식에 입력하여, 종합 평가값을 산정한다.
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여기서, ak는 제1 지표값, aT는 제1 지표값의 목표값, w1은 제1 가중 계수, bk는 제2 지표값, bT는 제2 지표값의 목표값, w2는 제2 가중 계수, ck는 제3 지표값, cT는 제3 지표값의 목표값, w3은 제3 가중 계수, dk는 제4 지표값, dT는 제4 지표값의 목표값, w4는 제4 가중 계수, ek는 제5 지표값, eT는 제5 지표값의 목표값, w5는 제5 가중 계수이다.
상술한 평가 계산식은, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 저장되어 있다. 목표값 aT 내지 eT 및 가중 계수 w1 내지 w5는, 유저에 의해 미리 설정되어, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 저장된다.
레시피 평가 장치(75)는, 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고, 시뮬레이션 결과로부터 제1 지표값, 제2 지표값, 제3 지표값, 제4 지표값 및 제5 지표값을 산정하고, 이들 지표값을 상기 평가 계산식에 입력하여, 종합 평가값을 산정한다. 레시피 평가 장치(75)는, 종합 평가값에 기초하여, 복수의 레시피 파라미터를 포함하는 파라미터 세트의 양부를 판정한다. 구체적으로는, 레시피 평가 장치(75)는, 복수의 파라미터 세트에 대해 각각 종합 평가값을 산정하고, 가장 큰 또는 가장 작은 종합 평가값이 얻어진 파라미터 세트인 최적의 파라미터 세트를 결정한다.
도 22는, 광학식 막 두께 측정 장치(40)의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법의 일 실시 형태를 설명하는 흐름도이다.
스텝 1에서는, 평가 계산식의 가중 계수 w1 내지 w5가 설정된다. 보다 구체적으로는, 가중 계수 w1 내지 w5는 도시하지 않은 입력 장치를 통하여 레시피 평가 장치(75)에 입력되고, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 기억된다. 가중 계수 w1 내지 w5가 구체적인 수치는, 유저가 임의로 정할 수 있다. 기억 장치(75a) 내에 일단 기억된 가중 계수 w1 내지 w5는, 표준 가중 계수로서 사용해도 된다.
스텝 2에서는, 복수의 파라미터 세트가 설정된다. 보다 구체적으로는, 복수의 파라미터 세트는 도시하지 않은 입력 장치를 통하여 레시피 평가 장치(75)에 입력되고, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 기억된다. 각 파라미터 세트에 포함되는 복수의 레시피 파라미터 중 적어도 하나 수치는, 파라미터 세트마다 다르다. 기억 장치(75a) 내에 기억되는 파라미터 세트의 수는, 미리 임의로 설정된다.
스텝 3에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 스텝 2에서 기억된 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버(70) 내에 기억되어 있는 참조 스펙트럼을 사용하여, 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행한다. 보다 구체적으로는, 시뮬레이션 전체의 시간을 단축하기 위해, 레시피 평가 장치(75)는, 상기 복수의 파라미터 세트를 사용한 복수의 시뮬레이션을 병렬로 실행한다.
스텝 4에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 제1 지표값, 제2 지표값, 제3 지표값, 제4 지표값 및 제5 지표값을 평가 계산식에 입력하고, 파라미터 세트마다의 종합 평가값을 산정한다. 보다 구체적으로는, 레시피 평가 장치(75)는, 시뮬레이션 결과로부터 제1 지표값, 제2 지표값, 제3 지표값, 제4 지표값 및 제5 지표값을 파라미터 세트별로 산정하고, 이들 지표값을 상기 평가 계산식에 입력하여, 종합 평가값을 파라미터 세트별로 산정한다.
스텝 5에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 얻어진 복수의 종합 평가값 중에서 최대의 것, 또는 최소의 것을 결정하고, 결정된 종합 평가값에 대응하는 파라미터 세트인 최적의 파라미터 세트를 선택한다.
스텝 6에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 선택된 파라미터 세트에 포함되는 복수의 레시피 파라미터로 구성되는 최적의 동작 레시피를 설정하고, 그 최적의 동작 레시피를 기억 장치(75a) 내에 보존한다. 그 후, 도 1 및 도 2에 도시하는 연마 장치는, 설정된 최적의 동작 레시피에 따라서 광학식 막 두께 측정 장치(40)를 동작시켜, 웨이퍼 W의 막 두께를 광학식 막 두께 측정 장치(40)에서 측정하면서, 웨이퍼 W를 연마한다.
본 실시 형태에 따르면, 복수의 파라미터 세트에 대한 종합 평가값이 산정되므로, 유저의 스킬에 의하지 않고, 종합 평가값에 기초하여 최적의 레시피 파라미터를 단시간으로 또한 자동적으로 결정할 수 있다.
데이터 서버(70) 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼은, 복수의 웨이퍼를 연마하고 있을 때 취득된 스펙트럼이다. 이들 웨이퍼는, 약간 다른 적층 구조를 갖고 있다. 즉, 웨이퍼의 노출면을 구성하는 막의 종류 및 두께는 동일하지만, 그 막의 하지층의 구조는 약간 다르다. 이러한 경우에는, 각각의 웨이퍼로부터의 반사광의 스펙트럼은 다르고, 결과적으로 스펙트럼으로부터 결정되는 막 두께도 다르다.
그래서, 복수의 웨이퍼에 있어서 최적의 동작 레시피를 결정하기 위해, 일 실시 형태에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 막 두께 변화의 시뮬레이션 및 종합 평가값의 산정을, 복수의 웨이퍼에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값의 변동을 산정한다. 일례에서는, 종합 평가값의 변동은, 표준 편차로 표시된다. 또한, 레시피 평가 장치(75)는, 종합 평가값의 변동이 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를, 스텝 2에서 기억한 복수의 파라미터 세트 중에서 선택된다.
또한, 일 실시 형태에서는, 레시피 평가 장치(75)는, 막 두께 변화의 시뮬레이션 및 종합 평가값의 산정을, 복수의 웨이퍼에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값의 합계를 산정하고, 종합 평가값의 합계가 최대 또는 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를, 스텝 2에서 기억한 복수의 파라미터 세트 중에서 선택해도 된다. 이 경우에는, 이하의 평가 계산식이 사용된다.
Figure pat00003
여기서, N은 웨이퍼의 매수이다. 그 밖의 기호는 상기 식 (2)의 기호와 동일하다.
상술한 평가 계산식은, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 저장되어 있다. 목표값 aT 내지 eT 및 가중 계수 w1 내지 w5는, 유저에 의해 미리 설정되고, 레시피 평가 장치(75)의 기억 장치(75a) 내에 저장된다. 웨이퍼의 매수 N은, 데이터 서버(70) 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼의 취득에 사용된 웨이퍼의 매수이다.
본 실시 형태에 따르면, 종합 평가값의 합계가 산출되므로, 웨이퍼간의 적층 구조의 미소한 차이가, 최적의 파라미터 세트의 결정에 끼치는 영향을 저감시킬 수 있다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자이면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
1: 연마 헤드
2: 연마 패드
2a: 연마면
3: 연마 테이블
5: 슬러리 공급 노즐
6: 테이블 모터
7: 광학 센서 헤드
9: 연마 제어부
10: 헤드 샤프트
17: 연결 수단
18: 연마 헤드 모터
31: 투광용 광 케이블
32: 수광용 광 케이블
40: 광학식 막 두께 측정 장치
44: 광원
47: 분광기
48: 광 검출기
49: 스펙트럼 처리부
50A: 제1 구멍
50B: 제2 구멍
51: 통과 구멍
70: 데이터 서버
75: 레시피 평가 장치

Claims (16)

  1. 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 방법이며,
    동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트를 기억 장치 내에 보존하고,
    상기 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버 내에 저장되어 있는, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고,
    상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고,
    상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 레시피 파라미터는,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위한 시간 폭,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위한 데이터 점수,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼에 적용되는 필터의 파라미터,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터,
    막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위,
    막 두께의 결정에 사용되는 참조 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 그룹의 번호,
    중 적어도 2개를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지표값은,
    연마 시간에 대한 막 두께 프로파일의 형상의 불변성의 평가를 나타내는 제1 지표값,
    막 두께 측정기에 의해 측정된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께와의 차의 적음의 평가를 나타내는 제2 지표값,
    상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼과, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼 형상의 일치도의 평가를 나타내는 제3 지표값,
    상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼에 기초하여 결정되는 막 두께의 품질 계수의 평가를 나타내는 제4 지표값,
    연마 시간에 따른 막 두께 변화의 선형성의 평가를 나타내는 제5 지표값,
    중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 상기 참조 스펙트럼은, 복수의 기판을 실제로 연마하고 있을 때 취득된 반사광의 스펙트럼인, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고,
    각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 변동을 산정하는 공정을 더 포함하고,
    상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는 공정은, 상기 변동이 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하는 공정인, 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고,
    각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 합계를 산정하는 공정을 더 포함하고,
    상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하는 공정은, 상기 합계가 최대 또는 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하는 공정인, 방법.
  8. 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 시스템이며,
    동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트 및 프로그램이 저장된 기억 장치 및 상기 프로그램에 포함되는 명령에 따라서 연산을 실행하는 처리 장치를 구비한 레시피 평가 장치와,
    연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 저장한 데이터 서버를 구비하고,
    상기 레시피 평가 장치는,
    상기 복수의 파라미터 세트와, 상기 데이터 서버로부터 취득된 상기 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고,
    상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고,
    상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하도록 구성되어 있는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함하는, 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 복수의 레시피 파라미터는,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 이동 평균을 산출하기 위한 시간 폭,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼의 공간적 평균을 산출하기 위한 데이터 점수,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼에 적용되는 필터의 파라미터,
    기판의 연마 중에 취득된 복수의 스펙트럼을 규격화하기 위한 규격화 파라미터,
    막 두께의 결정에 사용되는 스펙트럼의 파장 범위,
    막 두께의 결정에 사용되는 참조 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 그룹의 번호,
    중 적어도 2개를 포함하는, 시스템.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지표값은,
    연마 시간에 대한 막 두께 프로파일의 형상의 불변성의 평가를 나타내는 제1 지표값,
    막 두께 측정기에 의해 측정된 막 두께의 실측값과, 상기 시뮬레이션에서 얻어진 막 두께와의 차의 적음의 평가를 나타내는 제2 지표값,
    상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼과, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 참조 스펙트럼 형상의 일치도의 평가를 나타내는 제3 지표값,
    상기 시뮬레이션에 있어서 생성된 스펙트럼에 기초하여 결정되는 막 두께의 품질 계수의 평가를 나타내는 제4 지표값,
    연마 시간에 따른 막 두께 변화의 선형성의 평가를 나타내는 제5 지표값,
    중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 데이터 서버 내에 저장되어 있는 상기 참조 스펙트럼은, 복수의 기판을 실제로 연마하고 있을 때 취득된 반사광의 스펙트럼인, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 레시피 평가 장치는,
    상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고,
    각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 변동을 산정하고,
    상기 변동이 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하도록 구성되어 있는, 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 레시피 평가 장치는,
    상기 시뮬레이션 및 상기 종합 평가값의 산정을, 상기 복수의 기판에 대해 반복함으로써, 각 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 취득하고,
    각 파라미터 세트에 대한 상기 복수의 종합 평가값의 합계를 산정하고,
    상기 합계가 최대 또는 최소가 되는 최적의 파라미터 세트를 상기 복수의 파라미터 세트에서 선택하도록 구성되어 있는, 시스템.
  15. 기판의 연마 중에 해당 기판의 막 두께를 측정하기 위한 광학식 막 두께 측정 장치의 최적의 동작 레시피를 결정하는 레시피 평가 장치이며,
    동작 레시피를 구성하는 복수의 레시피 파라미터를 각각 포함하는 복수의 파라미터 세트 및 프로그램을 저장한 기억 장치와,
    상기 프로그램에 포함되는 명령에 따라서 연산을 실행하는 처리 장치를 구비하고,
    상기 처리 장치는,
    상기 복수의 파라미터 세트와, 데이터 서버로부터 취득한, 연마된 기판으로부터의 반사광의 참조 스펙트럼의 데이터를 이용하여, 연마 시간의 경과에 수반되는 막 두께 변화의 시뮬레이션을 실행하고,
    상기 막 두께의 변화의 방식을 평가하는 적어도 하나의 지표값을 평가 계산식에 입력하여, 상기 복수의 파라미터 세트에 대한 복수의 종합 평가값을 산정하고,
    상기 복수의 종합 평가값에 기초하여, 상기 복수의 파라미터 세트 중에서 최적의 하나를 선택하도록 구성되어 있는, 레시피 평가 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 평가 계산식은, 상기 적어도 하나의 지표값, 상기 적어도 하나의 지표값에 대한 적어도 하나의 목표값 및 상기 적어도 하나의 목표값과 상기 적어도 하나의 지표값의 차에 승산되는 적어도 하나의 가중 계수를 포함하는, 레시피 평가 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022246157A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Applied Materials, Inc. Fourier filtering of spectral data for measuring layer thickness during substrate processing

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022108789A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 株式会社荏原製作所 研磨装置、研磨方法、および基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法
CN116713892B (zh) * 2023-08-10 2023-11-10 北京特思迪半导体设备有限公司 用于晶圆薄膜磨削的终点检测方法及设备
CN118258447B (zh) * 2024-05-28 2024-07-26 山东鑫顺包装科技有限公司 一种薄膜性能监测和评估系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004154928A (ja) 2002-10-17 2004-06-03 Ebara Corp 研磨状態監視装置、ポリッシング装置、及び研磨方法
JP2010093147A (ja) 2008-10-10 2010-04-22 Ebara Corp 研磨進捗監視方法および研磨装置
JP2013110390A (ja) 2011-10-26 2013-06-06 Ebara Corp 研磨方法および研磨装置
JP2015156503A (ja) 2010-03-02 2015-08-27 株式会社荏原製作所 研磨監視方法、研磨監視装置、および研磨装置
WO2015163164A1 (ja) 2014-04-22 2015-10-29 株式会社 荏原製作所 研磨方法および研磨装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4460659B2 (ja) * 1997-10-22 2010-05-12 株式会社ルネサステクノロジ 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置
CN1345264A (zh) * 1999-03-30 2002-04-17 株式会社尼康 抛光盘、抛光机、抛光方法及制造半导体器件的方法
JP2003347258A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Hitachi Ltd 研磨方法および研磨システム
WO2007024807A2 (en) * 2005-08-22 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for spectrum based monitoring of chemical mechanical polishing
US8260446B2 (en) * 2005-08-22 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Spectrographic monitoring of a substrate during processing using index values
US7226339B2 (en) * 2005-08-22 2007-06-05 Applied Materials, Inc. Spectrum based endpointing for chemical mechanical polishing
KR101357290B1 (ko) * 2006-10-06 2014-01-28 가부시끼가이샤 도시바 가공 종점 검지방법, 연마방법 및 연마장치
US8989890B2 (en) * 2008-11-07 2015-03-24 Applied Materials, Inc. GST film thickness monitoring
JP5376293B2 (ja) * 2008-11-17 2013-12-25 株式会社ニコン 終点検出装置および研磨装置
CN102085636B (zh) * 2009-12-04 2012-12-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械抛光的方法
US8666665B2 (en) * 2010-06-07 2014-03-04 Applied Materials, Inc. Automatic initiation of reference spectra library generation for optical monitoring
JP5612945B2 (ja) * 2010-07-23 2014-10-22 株式会社荏原製作所 基板の研磨の進捗を監視する方法および研磨装置
US8892568B2 (en) * 2010-10-15 2014-11-18 Applied Materials, Inc. Building a library of spectra for optical monitoring
US20130245985A1 (en) * 2012-03-14 2013-09-19 Kla-Tencor Corporation Calibration Of An Optical Metrology System For Critical Dimension Application Matching
US10032681B2 (en) * 2016-03-02 2018-07-24 Lam Research Corporation Etch metric sensitivity for endpoint detection
JP6971664B2 (ja) * 2017-07-05 2021-11-24 株式会社荏原製作所 基板研磨装置及び方法
US10572697B2 (en) * 2018-04-06 2020-02-25 Lam Research Corporation Method of etch model calibration using optical scatterometry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004154928A (ja) 2002-10-17 2004-06-03 Ebara Corp 研磨状態監視装置、ポリッシング装置、及び研磨方法
JP2010093147A (ja) 2008-10-10 2010-04-22 Ebara Corp 研磨進捗監視方法および研磨装置
JP2015156503A (ja) 2010-03-02 2015-08-27 株式会社荏原製作所 研磨監視方法、研磨監視装置、および研磨装置
JP2013110390A (ja) 2011-10-26 2013-06-06 Ebara Corp 研磨方法および研磨装置
WO2015163164A1 (ja) 2014-04-22 2015-10-29 株式会社 荏原製作所 研磨方法および研磨装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022246157A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Applied Materials, Inc. Fourier filtering of spectral data for measuring layer thickness during substrate processing

Also Published As

Publication number Publication date
CN112223104A (zh) 2021-01-15
CN112223104B (zh) 2024-06-25
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SG10202006006UA (en) 2021-01-28
JP2021003789A (ja) 2021-01-14
TW202103845A (zh) 2021-02-01
JP7253458B2 (ja) 2023-04-06
US11648643B2 (en) 2023-05-16
US20200406422A1 (en) 2020-12-31

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