TWI826397B - 研磨裝置、研磨系統、基板處理裝置、研磨方法及程式 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種減少電流傳感器的計量結果在多個研磨裝置間的差異的研磨裝置。電流檢測部檢測擺動軸馬達(14)的電流值而生成第一輸出。第一處理部使用表示由頂環施加於半導體晶圓的面壓與第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據第一輸出求出與第一輸出相對應的面壓。第二處理部使用表示由第一處理部獲得的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,而求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出。
Description
本發明有關一種研磨裝置和研磨方法。
近年來,隨著半導體器件的高積體化進展,電路的配線微細化,配線間距離也正在變得更窄。在半導體器件的製造中,許多種類的材料呈膜狀反復形成於半導體晶圓之上,形成層疊構造。為了形成該層疊構造,使半導體晶圓的表面平坦的技術變得重要。作為使這樣的半導體晶圓的表面平坦化的一個手段,進行化學機械研磨(CMP)的研磨裝置(也稱為化學性的機械研磨裝置)被廣泛使用。
一般而言,該化學機械研磨(CMP)裝置具有:研磨台,其安裝有用於對研磨對象物(半導體晶圓等基板)進行研磨的研磨墊;和頂環,其為了保持研磨對象物並將研磨對象物按壓於研磨墊,保持半導體晶圓。研磨台和頂環分別被驅動部(馬達)旋轉驅動。而且,研磨裝置具備將研磨液向研磨墊上供給的噴嘴。通過一邊從噴嘴將研磨液向研磨墊上供給,一邊利用頂環將半導體晶圓按壓於研磨墊,進一步使頂環和研磨台相對移動,對半導體晶圓進行研磨而使其表面平坦。
作為研磨終點檢測手段之一,公知有對研磨過渡到不同材質的物質之際的研磨摩擦力的變化進行檢測的方法。作為研磨對象物的半導體晶圓具有由與半導體、導體、絕緣體的材質不同的材質構成的層疊構造,摩擦係數在不同材質層間不同。因此,是對由於研磨向不同材質層過渡而產生的研磨摩擦力的變化進行檢測的方法。根據該方法,研磨到達了不同材質層之時成為研磨的終點。
另外,研磨裝置通過對研磨對象物的研磨表面從不平坦的狀態變成平坦之際的研磨摩擦力的變化進行檢測,也能夠對研磨終點進行檢測。
在此,對研磨對象物進行研磨之際產生的研磨摩擦力呈現為對研磨台或頂環進行旋轉驅動的驅動部的驅動負荷。例如,在驅動部是電動馬達的情況下,驅動負荷(扭矩)能夠測定為向馬達流動的電流。因此,能夠利用電流傳感器對馬達電流(扭矩電流)進行檢測,基於所檢測到的馬達電流的變化對研磨的終點進行檢測。
美國專利第6293845號公開一種對驅動研磨台的馬達的電流進行監控而進行終點檢測的技術。日本專利第5990074號公開一種如下技術:通過進行三相電動馬達的各相的加權,利用較大的加權的電流檢測來進行扭矩變動的檢測和終點檢測。日本專利第5863614號公開一種如下技術:根據三相電動馬達中的至少二相電流使合成電流生成,進行終點檢測。
專利文獻1:美國專利第6293845號
專利文獻2:日本專利第5990074號
專利文獻3:日本專利第5863614號
發明所要解決的問題
以往,存在在一個基板處理裝置搭載有多個研磨裝置的情況。在多個研磨裝置分別配置有研磨台和頂環。在研磨台和頂環中,分別在機械特性、電特性方面存在設計規格範圍內的偏差。由於設計規格範圍內的偏差,在多個研磨裝置間,在對相同的半導體晶圓進行了研磨的情況下,也在電流傳感器的計量結果產生差異。因此,在多個研磨裝置間,電流輸出的絕對值不同。因而,在對表示終點的電流閾值進行設定時,需要每多個研磨裝置、例如每100台研磨裝置變更設定值的作業(裝置的調諧(tuning))。
即、對於多個研磨裝置的每一個,電流傳感器所檢測到的信號的大小、傾向不同,因此,對每個電流傳感器也需要對是否到達了終點進行判斷的閾值。另外,在使閾值具有界限的情況下,界限對於多個研磨裝置的每一個都不同,因此,終點檢測結果對於多個研磨裝置的每一個都不同。閾值、界限的設定按照研磨裝置而不同,因此,設定較煩雜,設定需要時間。另外,即使是在1台研磨裝置內,在相同的裝置內配置有多個研磨台和頂環(研磨頭)的情況下,可能產生同樣的問題。
本發明的一方式是為了減少或消除這樣的問題點而做成的,其目的在於提供一種減少電流傳感器的計量結果在多個研磨裝置間的差異的研磨裝置。另外,本發明的另一方式的目的之一在於提供一種如下研磨裝置:在多個研磨頭存在於相同的研磨裝置內的情況下,減少或消除頂環(研磨頭)彼此的終點檢測結果的機器差異而減少電流傳感器的計量結果的差異。
用於解決問題的手段
為了解決上述問題,在方式1中,採用了如下結構:一種研磨裝置,其是用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨的研磨裝置,該被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨裝置的特徵在於,該研磨裝置具有:研磨台,其能夠保持所述研磨墊;第一電動馬達,其能夠旋轉驅動所述研磨台;保持部,其保持所述被研磨物,並且,能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;第二電動馬達,其能夠旋轉驅動所述保持部;擺動臂,其保持所述保持部;第三電動馬達,其使所述擺動臂能夠繞所述擺動臂上的擺動中心擺動;檢測部,其能夠檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出;第一處理部,其能夠使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓;第二處理部,其能夠使用表示由所述第一處理部獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理部獲得的所述面壓相對應的第二輸出。此外,指令值和指令是指相同的量。
在本實施方式中,不同於表示由保持部施加於被研磨物的面壓與第一輸出之間的對應關係的第一數據地使用了表示由第一處理部獲得的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據。一般而言,第一數據在多個研磨裝置間不同。不過,第二數據能夠設為在多個研磨裝置間相同。使用第二數據來求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出,因此,針對相同的面壓,能夠在多個研磨裝置間獲得相同的第二輸出。因而,能夠提供一種減少電流傳感器的計量結果在多個研磨裝置間的差異的研磨裝置。
作為第二數據,能夠使用針對多個研磨裝置中的一個研磨裝置所實測的第一數據。此外,電流值、扭矩值、位置指令、以及速度指令較大程度地取決於面壓,但除了面壓以外,也取決於漿料、水、半導體晶圓的表面特性。因此,較佳的是,在測定第一數據時,針對漿料、水、半導體晶圓,在多個研磨裝置間設為盡可能相同的條件。
在此,在被研磨物中包含「基板」、「晶圓」、「矽晶圓」、「半導體晶圓」、「玻璃基板」、「印刷基板」。被研磨物的形狀並不限定於圓形的形狀,例如也可以是四邊形形狀。而且,除了基板等以外,在被研磨物中還包含研磨墊。即、也能夠將本實施方式應用於研磨墊的修整。因而,在基板等的情況下,研磨的結束是指基板等的表面的研磨結束。另外,在進行基板等的研磨時,處理的結束是指研磨的結束,在進行研磨墊的修整時,處理的結束是指是指研磨墊的表面的平滑處理(或者修整處理)的結束。
在方式2中,採用了如下結構:根據方式1所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式;或所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式;或所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式,所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式。此外,第一處理部和第二處理部也可以構成為單獨的處理部,相同的處理部也可以構成為具有第一處理部和第二處理部的功能。
在方式3中,採用了如下結構:根據方式2所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述第一關係式是以與所述面壓有關的N次多項式來表示所述第一輸出的式子,所述第二關係式是以與所述面壓有關的N次多項式來表示所述第二輸出的式子,所述N是2以上的整數。
在方式4中,採用了如下結構:根據方式1~3中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,所述一個電動馬達具備三相繞組,所述檢測部能夠檢測所述一個電動馬達的三相電流值並生成所述第一輸出。
在方式5中,採用了如下結構:根據方式3所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述檢測部能夠將所述一個電動馬達的三相電流值的絕對值的和作為所述第一輸出而生成。
在方式6中,採用了如下結構:根據方式3所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述檢測部能夠將所述一個電動馬達的三相電流值的絕對值的平方的和作為所述第一輸出生成。
方式7中,採用了如下結構:根據方式1~6的任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有終點檢測部,該終點檢測部能夠基於所述第二輸出來檢測表示所述研磨的結束的研磨終點。
在方式8中,採用了如下結構:一種研磨系統,其特徵在於,該研磨系統具有多個方式1~7中任一項所述的研磨裝置,所述第二數據是通用於所述多個研磨裝置的數據。
在方式9中,採用了如下結構:一種基板處理裝置,其特徵在於,該基板處理裝置具有多個方式1~7中任一項所述的研磨裝置,所述第二數據為通用於所述多個研磨裝置的數據,該基板處理裝置具有:清洗裝置,該清洗裝置能夠對由多個所述研磨裝置研磨後的多個被研磨物進行清洗;以及殼體,該殼體用於在內部收容多個所述研磨裝置和所述清洗裝置。
在方式10中,採用了如下結構:一種研磨方法,用於對研磨墊與被研磨物之間進行研磨,該被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨方法的特徵在於,具有如下內容:通過研磨台來保持所述研磨墊;通過第一電動馬達來旋轉驅動所述研磨台;通過第二電動馬達來旋轉驅動保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;通過擺動臂來保持所述保持部;通過第三電動馬達使所述擺動臂繞所述擺動臂上的擺動中心擺動;檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出;第一處理,在該第一處理中,使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓;以及第二處理,在該第二處理中,使用表示由所述第一處理獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理獲得的所述面壓相對應的第二輸出。
在方式11中,採用了如下結構:根據方式10所記載的研磨方法,其特徵在於,使由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓變化,並檢測所述一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,生成表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的所述第一數據。
在方式12中,採用了如下結構:一種程式,其特徵在於,該程式使計算機作為第一處理單元(第一處理部)、第二處理單元(第二處理部)、控制單元發揮功能,該計算機用於控制對被研磨物進行研磨的研磨裝置,該研磨裝置具有:第一電動馬達,其能夠旋轉驅動研磨台,該研磨台保持研磨墊;第二電動馬達,其能夠旋轉驅動保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且,能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;第三電動馬達,其能夠使擺動臂繞保持所述保持部的所述擺動臂上的擺動中心擺動;檢測部,其能夠檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出,所述第一處理單元(第一處理部)使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓,所述第二處理單元(第二處理部)使用表示由所述第一處理單元獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理單元獲得的所述面壓相對應的第二輸出,該控制單元控制由所述研磨裝置進行的研磨。
在方式13中,採用了如下結構:根據方式1~7的任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,所述研磨裝置具有:光學系統,其利用光纖使光通過被設置到所述研磨墊的貫通孔而向所述被研磨物的被研磨面照射,利用光纖對所反射的反射光進行受光;被研磨物膜厚監控裝置,其設置有對由該光學系統所接收的反射光進行分析處理的分析處理單元,利用該分析處理單元對所述反射光進行分析處理,監視在被研磨物的被研磨面上形成的薄膜的研磨進行狀況,所述研磨裝置在所述研磨台設置有向設置到所述研磨墊的貫通孔供給透明液體的供液孔,該供液孔以形成從該供液孔供給的透明液與所述被研磨物的被研磨面垂直地行進的流動且充滿所述貫通孔的方式配置形成,所述光纖以照射光和反射光穿過與該被研磨面垂直地行進的流動部分的透明液的方式配置,設置有對所述貫通孔的透明液進行排液的排液孔,該排液孔相對於所述供液孔位於所述研磨台移動方向後方,在所述貫通孔的所述被研磨物相反側的端面開口。
在方式14中,採用了如下結構:根據方式13所記載的研磨裝置,其特徵在於,連結所述供液孔的中心和所述排液孔的中心的線段的中點位於比所述貫通孔的中心點靠所述研磨台移動方向的前方的位置。
在方式15中,採用了如下結構:根據方式13或14所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述貫通孔是以所述貫通孔的端面外周包圍所述供液孔和排液孔的端面的方式截面呈概略橢圓狀的孔。
在方式16中,採用了如下結構:根據方式13~15中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置設置有強制排液機構,利用該強制排液機構從所述排液孔進行強制排液。
在方式17中,採用了如下結構:根據方式10或11所記載的研磨方法,其特徵在於,具備透光液噴嘴和以包圍該透光液噴嘴的方式配置於該透光液噴嘴的外周部的透光液承接部,從所述透光液噴嘴使柱狀的透光液流與被研磨物的被研磨面抵接,並且利用所述透光液承接部承接該透光液流,從而形成所述透光液噴嘴內的透光液和所述透光液承接部內的透光液連通且相對於外部被密封的狀態的透光液流,利用光學系統使光透過所述透光液流而向所述被研磨物的被研磨面照射,並且,利用該光學系統來接收透過該透光液流而被所述被研磨物的被研磨面反射來的反射光,根據該接收的反射光強度測定該被研磨面的膜厚。
在方式18中,採用了如下結構:根據方式17所記載的研磨方法,其特徵在於,所述光學系統具備至少1根光纖,將該光纖的頂端部插入所述透光液流,使光通過該光纖和透過透光液流而向所述被研磨物的被研磨面照射,並且,使被該被研磨面反射的反射光穿過該透光液流和光纖而進行受光。
在方式19中,採用了如下結構:根據方式1~7、和13~16中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有:多個處理區域,在該多個處理區域中,將實施了遮光處理的多個處理單元上下配置而收納於多個處理區域的內部;輸送區域,在該輸送區域的內部收納有輸送機,該輸送區域設置於該所述處理區域之間,在所述處理區域與所述輸送區域之間利用遮光壁遮光、在所述輸送區域的前面利用維護用門進行遮光,以遮光狀態將所述處理單元與所述遮光壁連結起來。
在方式20中,採用了如下結構:根據方式19所記載的研磨裝置,其特徵在於,在所述處理單元設置有具有開閉自如的開閉器(shutter)的基板插入口,在所述遮光壁設置有圍繞在所述被研磨物插入口的周圍的遮光膜,在所述遮光壁的被所述遮光膜包圍起來的區域內設置有開口部。
在方式21中,採用了如下結構:根據方式20或21所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述處理區域是清洗區域,被研磨物的處理是被研磨物的清洗。
在方式22中,採用了如下結構:根據方式1~7、13~16、以及19~21中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,所述研磨裝置具有:研磨部,該研磨部研磨所述被研磨物;清洗部,該清洗部清洗所述被研磨物,並使所述被研磨物乾燥;分隔壁,該使分隔壁所述研磨部與所述清洗部之間分離,輸送機構;該輸送機構經由所述分隔壁的開口將研磨後的所述被研磨物從所述研磨部向所述清洗部輸送;以及殼體,其具有側壁,在內部收納所述研磨部、所述清洗部以及所述輸送機構,所述清洗部具有:清洗單元,該清洗單元利用清洗液清洗研磨後的所述被研磨物;乾燥單元,該乾燥單元使清洗後的所述被研磨物乾燥;以及輸送單元,該輸送單元能夠在所述清洗單元與乾燥單元間水平和升降自如地進行所述被研磨物的轉交,所述研磨部具有所述研磨台、所述保持部、所述擺動臂、以及所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達。此外,美國專利第5,885,138號的整體通過引用被編入本說明書。
在方式23中,採用了如下結構:根據方式10、11、17、以及18中任一項所述的研磨方法,其特徵在於,所述研磨方法使用了研磨裝置,該研磨裝置具有:研磨部,該研磨部研磨所述被研磨物;清洗部,該清洗部清洗所述被研磨物,並使所述被研磨物乾燥;分隔壁,該分隔壁使所述研磨部與所述清洗部之間分離;輸送機構,該輸送機構將研磨後的所述被研磨物經由所述分隔壁的開口從所述研磨部向所述清洗部輸送;以及殼體,該殼體具有側壁,在內部收納所述研磨部、所述清洗部以及所述輸送機構,在該研磨方法中,在所述清洗部中,利用清洗液清洗研磨後的所述被研磨物,使清洗後的所述被研磨物乾燥,在該清洗的工序與該乾燥的工序之間水平和升降自如地進行所述被研磨物的轉交,而輸送所述被研磨物。
在方式24中,採用了如下結構:根據方式1~7、13~16、以及19~22中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有光學式傳感器,該光學式傳感器將光向所述被研磨物照射,計量來自所述被研磨物的反射光的強度,該研磨裝置基於所述第二輸出和所述光學式傳感器所計量的來自所述被研磨物的反射光的強度來檢測表示所述研磨的結束的研磨終點。
在方式25中,採用了如下結構:根據方式24所記載的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有窗,該窗能夠在研磨時與所述被研磨物相對,被組裝於所述研磨台內的位置,在所述窗的下部配置有所述光學式傳感器。
在方式26中,採用了如下結構:根據方式24所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述研磨台在研磨時能夠與所述被研磨物相對的、所述研磨台內的位置具有開口,所述光學式傳感器配置於所述窗的下部,所述光學式傳感器具有將清洗用的流體向所述開口內供給的流體供給部。
在方式27中,採用了如下結構:根據方式1~7、13~16、19~22、以及24~26中任一項所述的研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有渦電流式傳感器,該渦電流式傳感器在所述被研磨物生成磁場、檢測所生成的所述磁場的強度,該研磨裝置基於所述第二輸出與所述渦電流式傳感器所計量的所述磁場的強度來檢測表示所述研磨的結束的研磨終點。
在方式28中,採用了如下結構:一種程式,其用於使計算機作為終點檢測單元和控制單元發揮功能,該計算機用於控制研磨裝置,該研磨裝置具有:保持部,其用於保持被研磨物;擺動臂,該擺動臂用於保持所述保持部;臂扭矩檢測部,該臂扭矩檢測部直接或間接地檢測施加於所述擺動臂的臂扭矩,該研磨裝置研磨所述被研磨物,該終點檢測單元基於所述臂扭矩檢測部所檢測到的所述臂扭矩來檢測表示所述研磨的結束的研磨終點,該控制單元控制由所述研磨裝置進行的研磨。
在方式29中,採用了如下結構:根據第28的方式所記載的程式,其特徵在於,所述程式能夠更新。
在方式30中,採用了如下結構:一種研磨裝置,其特徵在於,該研磨裝置具有:基板處理裝置,該基板處理裝置研磨基板,並且取得與研磨有關的信號;數據處理裝置,該數據處理裝置利用通信單元與所述基板處理裝置連接,所述數據處理裝置基於所述基板處理裝置所取得的信號使與研磨處理有關的參數更新。在此,信號是類比信號和數位信號至少其中之一者。
在此,作為研磨參數,例如存在(1)針對半導體晶圓的四個區域、即、中央部、內側中間部、外側中間部、以及周緣部的按壓力;(2)研磨時間;(3)研磨台、頂環的轉速;(4)用於研磨終點的判定的閾值等。參數的更新是指使這些參數更新。
在方式31中,採用了如下結構:根據方式30所記載的研磨裝置,其特徵在於,所述信號由1種傳感器或不同種類的多個傳感器取得。作為在本方式中所使用的不同種類的傳感器,存在以下的傳感器等。即(1)取得與擺動軸馬達的扭矩變動有關的測定信號的傳感器;(2)SOPM(光學式傳感器);(3)渦電流傳感器;(4)取得與研磨台旋轉用馬達的馬達電流變動有關的測定信號的傳感器。
在方式32中,採用了如下結構:一種研磨方法,其特徵在於,該研磨方法包括如下步驟:利用通信單元將基板處理裝置和數據處理裝置連接的步驟;使用所述基板處理裝置研磨基板,並且取得與研磨有關的信號的步驟;以及基於所述基板處理裝置所取得的信號並利用所述數據處理裝置使與研磨處理有關的參數更新的步驟。
在方式33中,採用了如下結構:一種研磨裝置,其具有:基板處理裝置,該基板處理裝置研磨基板,並且取得與研磨有關的信號;中間處理裝置;以及數據處理裝置,基板處理裝置和中間處理裝置由第一通信單元連接,中間處理裝置和數據處理裝置由第二通信單元連接,所述中間處理裝置基於所述基板處理裝置所取得的信號來生成與研磨處理有關的數據組,所述數據處理裝置基於所述數據組來監視所述基板處理裝置的研磨處理的狀態,所述中間處理裝置或所述數據處理裝置基於所述數據組來檢測表示所述研磨的結束的研磨終點。
在方式34中,能夠採用了如下結構:根據方式33的研磨裝置,其特徵在於,所述信號由1種傳感器或不同種類的多個傳感器取得。作為在本方式中所使用的不同種類的傳感器,存在以下的傳感器等。即(1)取得與擺動軸馬達的扭矩變動有關的測定信號的傳感器;(2)SOPM(光學式傳感器);(3)渦電流傳感器;(4)取得與研磨台旋轉用馬達的馬達電流變動有關的測定信號的傳感器。
對於方式35,在方式33中,作為所述數據組的例子,存在以下例子。能夠將所述傳感器所輸出的傳感器信號和需要的控制參數設為數據組。即、數據組能夠包括頂環向半導體晶圓的按壓、擺動軸馬達的電流、研磨台馬達電流、光學式傳感器的測定信號、渦電流傳感器的測定信號、研磨墊上的頂環的位置、漿料和藥液的流量/種類、它們的相關算出數據等。
對於方式36,在方式33中,作為所述數據組的發送方法的例子,存在以下方法。能夠使用將一維數據並行地發送的發送系統、將一維數據按照順序發送的發送系統來發送。另外,能夠將上述一維數據加工成二維數據而設為數據組。
對於方式37,在方式33中,能夠抽出信號值的變動較大的信號並使研磨參數更新。作為更新研磨參數的方法,例如,存在以下方法。通過對主傳感器和從傳感器這兩者的目標值設置優先比例係數(權重係數),規定主傳感器和從傳感器之間的影響比例。抽出信號值的變動較大的信號而變更優先比例係數。此外,在信號值的變動中存在僅短時間變動的情況和長時間變動的情況。另外,信號值的變動是與信號值的時間有關的微分值、或與時間有關的差分值等。
在方式38中,採用了如下結構:一種研磨方法,其特徵在於,該研磨方法包括如下步驟:利用第一通信單元連接基板處理裝置和中間處理裝置的步驟,該基板處理裝置研磨基板並且取得與研磨有關的信號;利用第二通信單元連接所述中間處理裝置和數據處理裝置的步驟;基於所述基板處理裝置所取得的信號、所述中間處理裝置生成與研磨處理有關的數據組的步驟;所述數據處理裝置基於所述數據組監視所述基板處理裝置的研磨處理的狀態的步驟;以及所述中間處理裝置或所述數據處理裝置基於所述數據組檢測表示所述研磨的結束的研磨終點的步驟。
在方式39中,採用了如下結構:一種研磨裝置,用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨,該被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨裝置的特徵在於,具有:研磨台,該研磨台能夠保持所述研磨墊;第一電動馬達,該第一電動馬達能夠旋轉驅動所述研磨台;保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;膜厚傳感器,該膜厚傳感器能夠對取決於所述被研磨物的膜厚的量進行計量,並生成第一輸出;第一處理部,該第一處理部能夠使用表示取決於所述膜厚的所述量與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,並根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的所述量;第二處理部,該第二處理部能夠使用表示由所述第一處理部獲得的所述量與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理部獲得的所述量相對應的第二輸出。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。此外,在以下的各實施方式中,對相同或相當的構件標注相同的附圖標記,省略重複的說明。
圖1是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖1所示,該基板處理裝置具備殼體部、即、在本實施方式中具備大致矩形形狀的外殼61。外殼61具有側壁700。外殼61的內部被分隔壁1a、1b劃分成裝載/卸載部62、研磨部63以及清洗部64。這些裝載/卸載部62、研磨部63、以及清洗部64分別被獨立地組裝,被獨立地排氣。另外,基板處理裝置具有控制基板處理動作的控制部65。
裝載/卸載部62具備供存放許多半導體晶圓(基板)的晶圓盒載置的兩個以上(在本實施方式中,四個)前裝載部20。這些前裝載部20與外殼61相鄰地配置,沿著基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。能夠將開放式晶圓盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface:標準製造介面)盒、或FOUP(Front Opening Unified Pod:前開式晶圓傳送盒)搭載於前裝載部20。在此,SMIF、FOUP在內部收納晶圓盒,由分隔壁覆蓋,從而是能夠與外部空間獨立的環境的密閉容器。
另外,在裝載/卸載部62中沿著前裝載部20的排列鋪設有移動機構21。在移動機構21上設置有能夠沿著晶圓盒的排列方向移動的兩台輸送機器人(裝載機)22。輸送機器人22通過在移動機構21上移動,能夠訪問(access)搭載於前裝載部20的晶圓盒。各輸送機器人22在上下具備兩個手。上側的手在使處理後的半導體晶圓返回晶圓盒時被使用。下側的手在從晶圓盒取出處理前的半導體晶圓時被使用。如此,上下的手被分開使用。而且,通過使輸送機器人22的下側的手繞其軸心旋轉,能夠使半導體晶圓翻轉。
裝載/卸載部62是需要保持最清潔的狀態的區域。因此,裝載/卸載部62的內部始終被維持在比基板處理裝置外部、研磨部63、以及清洗部64中任一者的壓力都高的壓力。研磨部63由於使用漿料作為研磨液所以是最髒的區域。因而,在研磨部63的內部形成有負壓,其壓力維持得比清洗部64的內部壓力低。在裝載/卸載部62設置有具有HEPA過濾器、ULPA過濾器、或化學過濾器等清潔空氣過濾器的風機過濾單元(未圖示)。微粒、有毒蒸氣、有毒氣體被去除後的清潔空氣始終被從風機過濾單元吹出。
研磨部63是進行半導體晶圓的研磨(平坦化)的區域,具備第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、第四研磨單元3D。如圖1所示,第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、以及第四研磨單元3D沿著基板處理裝置的長度方向排列。
如圖1所示,第一研磨單元3A具備研磨台30A、頂環31A、研磨液供給噴嘴32A、修整工具33A、以及噴霧器34A。在研磨台30A安裝有具有研磨面的研磨墊10。頂環(保持部)31A保持半導體晶圓,且一邊將半導體晶圓按壓於研磨台30A上的研磨墊10,一邊進行研磨。研磨液供給噴嘴32A向研磨墊10供給研磨液、修整液(例如、純水)。修整工具33A進行研磨墊10的研磨面的修整。噴霧器34A使液體(例如純水)和氣體(例如氮氣)的混合流體或液體(例如純水)成為霧狀而向研磨面噴射。
同樣地,第二研磨單元3B具備安裝有研磨墊10的研磨台30B、頂環31B、研磨液供給噴嘴32B、修整工具33B、以及噴霧器34B。第三研磨單元3C具備安裝有研磨墊10的研磨台30C、頂環31C、研磨液供給噴嘴32C、修整工具33C、以及噴霧器34C。第四研磨單元3D具備安裝有研磨墊10的研磨台30D、頂環31D、研磨液供給噴嘴32D、修整工具33D、以及噴霧器34D。
第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、以及第四研磨單元3D具有彼此相同的結構,因此,關於研磨單元的詳細情況,以下,以第一研磨單元3A為對象進行說明。
圖2是示意性地表示第一研磨單元3A的立體圖。頂環31A支承於頂環軸636。在研磨台30A的上表面粘貼有研磨墊10,該研磨墊10的上表面構成對半導體晶圓16進行研磨的研磨面。此外,也能夠使用固定磨粒來替代研磨墊10。如以箭頭所示那樣,頂環31A和研磨台30A構成為繞其軸心旋轉。半導體晶圓16利用真空吸附被保持於頂環31A的下表面。在研磨時,研磨液被從研磨液供給噴嘴32A向研磨墊10的研磨面供給,作為研磨對象的半導體晶圓16被頂環31A按壓於研磨面而被研磨。
圖3是示意性地表示頂環31A的構造的剖視圖。頂環31A經由通用接頭637與頂環軸636的下端連結。通用接頭637是容許頂環31A與頂環軸636彼此的偏斜、同時將頂環軸636的旋轉向頂環31A傳遞的球形接頭。頂環31A具備大致圓盤狀的頂環主體638和配置於頂環主體638的下部的擋圈(retainer ring)640。頂環主體638由金屬、陶瓷等強度和剛性較高的材料形成。另外,擋圈640由剛性較高的樹脂材料或陶瓷等形成。此外,也可以將擋圈640與頂環主體638一體地形成。
在形成於頂環主體638和擋圈640的內側的空間內收容有:圓形的彈性墊642,其與半導體晶圓16抵接;環狀的加壓片643,其由彈性膜構成;以及概略圓盤狀的夾緊板(chucking plate)644,其保持彈性墊642。彈性墊642的上周端部被保持於夾緊板644,在彈性墊642與夾緊板644之間設置有四個壓力室(氣囊)P1、P2、P3、P4。壓力室P1、P2、P3、P4由彈性墊642和夾緊板644形成。加壓空氣等加壓流體被分別經由流體路徑651、652、653、654向壓力室P1、P2、P3、P4供給,或者壓力室P1、P2、P3、P4被分別經由流體路徑651、652、653、654進行抽真空。中央的壓力室P1是圓形,其他壓力室P2、P3、P4呈環狀。這些壓力室P1、P2、P3、P4排列成同心狀。
壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力能夠利用後述的壓力調節部而相互獨立地變化,由此,能夠獨立地調節針對半導體晶圓16的四個區域、即、中央部、內側中間部、外側中間部、以及周緣部的按壓力。另外,通過使頂環31A的整體升降,能夠將擋圈640以規定的按壓力按壓於研磨墊10。在夾緊板644與頂環主體638之間形成有壓力室P5,加壓流體被經由流體路徑655向該壓力室P5供給,或者該壓力室P5被經由流體路徑655進行抽真空。由此,夾緊板644和彈性墊642整體能夠沿著上下方向運動。
半導體晶圓16的周端部被擋圈640包圍,從而在研磨中半導體晶圓16不會從頂環31A飛出。在構成壓力室P3的、彈性墊642的部位形成有開口(未圖示),在壓力室P3形成真空,從而半導體晶圓16被吸附保持於頂環31A。另外,通過向該壓力室P3供給氮氣、乾燥空氣、壓縮空氣等,半導體晶圓16被從頂環31A釋放。
圖4是示意性地表示頂環31A的另一構造例的剖視圖。在該例子中,未設置夾緊板,彈性墊642安裝於頂環主體638的下表面。另外,也未設置夾緊板與頂環主體638之間的壓力室P5。取而代之,在擋圈640與頂環主體638之間配置有彈性囊646,在該彈性囊646的內部形成有壓力室P6。擋圈640能夠相對於頂環主體638相對地上下運動。在壓力室P6連通有流體路徑656,加壓空氣等加壓流體經由流體路徑656向壓力室P6供給。壓力室P6的內部壓力能夠由後述的壓力調節部調節。因而,能夠與針對半導體晶圓16的按壓力獨立地調節擋圈640相對於研磨墊10的按壓力。其他結構和動作與圖3所示的頂環的結構相同。在本實施方式中,能夠使用圖3或圖4中任一類型的頂環。
圖4是用於說明使頂環31A旋轉和擺動的機構的剖視圖。頂環軸(例如:花鍵軸)636旋轉自如地支承於頂環頭660。另外,頂環軸636經由帶輪661、662和帶663與馬達M1的旋轉軸連結,利用馬達M1使頂環軸636和頂環31A繞其軸心旋轉。該馬達M1安裝於頂環頭660的上部。另外,頂環頭660和頂環軸636由作為上下驅動源的氣壓缸665連結。利用向該氣壓缸665供給的空氣(壓縮氣體),頂環軸636和頂環31A一體地上下運動。此外,也可以將具有滾珠螺桿和伺服馬達的機構用作上下驅動源來替代氣壓缸665。
頂環頭660經由軸承672旋轉自如地支承於支承軸667。該支承軸667是固定軸,成為不旋轉的構造。在頂環頭660設置有馬達M2,頂環頭660與馬達M2之間的相對位置固定。該馬達M2的旋轉軸經由未圖示的旋轉傳遞機構(齒輪等)與支承軸667連結,通過使馬達M2旋轉,頂環頭660以支承軸667為中心擺動(搖擺:swing)。因而,由於頂環頭660的擺動運動,支承於其頂端的頂環31A在研磨台30A的上方的研磨位置與研磨台30A的側方的輸送位置之間移動。此外,在本實施方式中,使頂環31A擺動的擺動機構由馬達M2構成。
在頂環軸636的內部形成有沿著其長度方向延伸的貫通孔(未圖示)。上述的頂環31A的流體路徑651、652、653、654、655、656經由該貫通孔與設置於頂環軸636的上端的旋轉接頭669連接。加壓氣體(清潔空氣)、氮氣等流體經由該旋轉接頭669向頂環31A供給,另外,氣體被從頂環31A進行真空排氣。在旋轉接頭669連接有與上述流體通路651、652、653、654、655、656(參照圖3和圖4)連通的多個流體管670,這些流體管670與壓力調節部675連接。另外,向氣壓缸665供給加壓空氣的流體管671也與壓力調節部675連接。
壓力調節部675具有對向頂環31A供給的流體的壓力進行調節的電-氣調節器、與流體管670、671連接的配管、設置於這些配管的氣動閥、對成為這些氣動閥的工作源的空氣的壓力進行調節的電-氣調節器、在頂環31A形成真空的噴射器等,它們集合而構成一個組件(單元)。壓力調節部675固定於頂環頭660的上部。向頂環31A的壓力室P1、P2、P3、P4、P5(參照圖3)供給的加壓氣體、向氣壓缸665供給的加壓空氣的壓力由該壓力調節部675的電-氣調節器調節。同樣地,利用壓力調節部675的噴射器在頂環31A的氣囊P1、P2、P3、P4內、夾緊板644與頂環主體638之間的壓力室P5內形成真空。
如此,作為壓力調節設備的電-氣調節器、閥等元件設置於頂環31A的附近,因此,頂環31A內的壓力的控制性被提高。更具體而言,電-氣調節器與壓力室P1、P2、P3、P4、P5之間的距離較短,因此,針對來自控制部65的壓力變更指令的響應性提高。同樣地,作為真空源的噴流器(ejector)也設置於頂環31A的附近,因此,在頂環31A內形成真空時的響應性提高。另外,能夠將壓力調節部675的背面用作安裝電氣設備的安裝用底座,能夠無需以往需要的安裝用的框架。
頂環頭660、頂環31A、壓力調節部675、頂環軸636、馬達M1、馬達M2、氣壓缸665構成為一個組件(以下,稱為頂環組件)。即、頂環軸636、馬達M1、馬達M2、壓力調節部675、氣壓缸665安裝於頂環頭660。頂環頭660構成為,能夠從支承軸667拆卸。因而,通過使頂環頭660和支承軸667分離,能夠將頂環組件從基板處理裝置拆卸。根據這樣的結構,能夠使支承軸667、頂環頭660等的維護性提高。例如,在從軸承672產生了異常聲時,能夠容易地更換軸承672,另外,在更換馬達M2、旋轉傳遞機構(減速器)等元件之際,也無需拆卸相鄰的設備。
圖6是示意性地表示研磨台30A的內部構造的剖視圖。如圖6所示,在研磨台30A的內部埋設有檢測半導體晶圓16的膜的狀態的傳感器676。在該例子中,使用了渦電流傳感器作為傳感器676。傳感器676的信號被向控制部65發送,生成表示膜厚的監控信號被控制部65。該監控信號(和傳感器信號)的值不是表示膜厚自身的值,監控信號的值根據膜厚變化。因而,監控信號能夠稱為表示半導體晶圓16的膜厚的信號。
控制部65基於監控信號決定各壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力,向壓力調節部675發出指令,以在各壓力室P1、P2、P3、P4形成所決定的內部壓力。控制部65作為基於監控信號對各壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力進行操作的壓力控制部和作為檢測研磨終點的終點檢測部發揮功能。
傳感器676與第一研磨單元3A同樣地也設置於第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、以及第四研磨單元3D的研磨台。控制部65根據從各研磨單元3A~3D的傳感器76發送來的信號生成監控信號,監視各研磨單元3A~3D中的半導體晶圓的研磨的進展。在多個半導體晶圓被研磨單元3A~3D研磨著的情況下,控制部5在研磨中對表示半導體晶圓的膜厚的監控信號進行監視,基於這些監控信號控制頂環31A~31D的按壓力,以使研磨單元3A~3D中的研磨時間大致相同。通過如此基於監控信號調節研磨中的頂環31A~31D的按壓力,能夠使研磨單元3A~3D中的研磨時間平均化。
半導體晶圓16既可以在第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、第四研磨單元3D中任一個研磨,或者,也可以在從這些研磨單元3A~3D所預先選擇出的多個研磨單元中連續地研磨。例如,既可以以第一研磨單元3A→第二研磨單元3B的順序研磨半導體晶圓16,或也可以以第三研磨單元3C→第四研磨單元3D的順序研磨半導體晶圓16。而且,也可以以第一研磨單元3A→第二研磨單元3B→第三研磨單元3C→第四研磨單元3D的順序研磨半導體晶圓16。在任一情況下,都通過使研磨單元3A~3D的全部的研磨時間平均化,能夠使生產率提高。
渦電流傳感器被恰當地使用於半導體晶圓的膜是金屬膜的情況。在半導體晶圓的膜是氧化膜等具有光透過性的膜的情況下,能夠使用光學式傳感器作為傳感器76。或者,也可以使用微波傳感器作為傳感器76。微波傳感器也能夠用於金屬膜和非金屬膜中任一者的情況。以下,對光學式傳感器和微波傳感器的一個例子進行說明。
圖7是表示具備光學式傳感器的研磨台的示意圖。如圖7所示,在研磨台30A的內部埋設有檢測半導體晶圓16的膜的狀態的光學式傳感器676。該傳感器676向半導體晶圓16照射光,根據來自半導體晶圓16的反射光的強度(反射強度或反射率)檢測半導體晶圓16的膜的狀態(膜厚等)。
另外,在研磨墊10安裝有用於使來自傳感器676的光透過的透光部677。該透光部677由透過率較高的材質形成,由例如無發泡聚氨酯等形成。或者,也可以是,在研磨墊10設置貫通孔,通過在該貫通孔被半導體晶圓16封堵期間內使透明液從下方流動,來構成透光部677。透光部677配置於一位置,該位置通過被保持於頂環31A的半導體晶圓16的中心。
如圖7所示,傳感器676具備:光源678a;作為發光部的發光光纖678b,其將來自光源678a的光向半導體晶圓16的被研磨面照射;作為受光部的受光光纖678c,其接收來自被研磨面的反射光;分光器單元678d,其在內部具有對由受光光纖678c所接收的光進行分光的分光器和將由該分光器所分光的光累積作為電的資訊的多個受光元件;動作控制部678e,其進行光源678a的點亮和熄滅、分光器單元678d內的受光元件的讀取開始的時刻等的控制;以及電源678f,其向動作控制部678e供給電力。此外,電力經由動作控制部678e向光源678a和分光器單元678d供給。
發光光纖678b的發光端和受光光纖678c的受光端構成為,與半導體晶圓16的被研磨面大致垂直。作為分光器單元678d內的受光元件,能夠使用例如128元件的光電二極管陣列。分光器單元678d與動作控制部678e連接。來自分光器單元678d內的受光元件的資訊被向動作控制部678e發送,基於該資訊,生成反射光的光譜數據。即、動作控制部678e讀取被累積於受光元件的電的資訊而生成反射光的光譜數據。該光譜數據表示按照波長分解的反射光的強度,該光譜數據根據膜厚而變化。
動作控制部678e與上述的控制部65連接。如此一來,由動作控制部678e生成的光譜數據被向控制部65發送。在控制部65中,基於從動作控制部678e接收到的光譜數據,算出與半導體晶圓16的膜厚相關聯的特性值,將該特性值用作監控信號。
圖8是表示具備微波傳感器的研磨台的示意圖。傳感器676具備:天線680a,其將微波朝向半導體晶圓16的被研磨面照射;傳感器主體680b,其向天線680a供給微波;以及波導管681,其將天線680a和傳感器主體680b連接。天線680a被埋設於研磨台30A,以與保持於頂環31A的半導體晶圓16的中心位置相對的方式配置。
傳感器主體680b具備:微波源680c,其生成微波而向天線680a供給微波;分離器680d,其使由微波源680c生成的微波(入射波)和從半導體晶圓16的表面反射的微波(反射波)分離;以及檢測部680e,其接收由分離器680d分離開的反射波而檢測反射波的振幅和相位。此外,作為分離器680d,恰當地使用方向性耦合器。
天線680a經由波導管681與分離器680d連接。微波源680c與分離器680d連接,由微波源680c生成的微波經由分離器680d和波導管681向天線680a供給。微波被從天線680a朝向半導體晶圓16照射,透過(貫穿)研磨墊610而到達半導體晶圓16。在來自半導體晶圓16的反射波再次透過了研磨墊10之後,被天線680a接收。
反射波被從天線680a經由波導管681向分離器680d發送,入射波和反射波被分離器680d分離。被分離器680d分離後的反射波向檢測部680e發送。在檢測部680e處,反射波的振幅和相位被檢測。反射波的振幅作為電力(dbm或W)或電壓(V)被檢測,反射波的相位被內置於檢測部680e的相位計量器(未圖示)檢測。由檢測部680e檢測到的反射波的振幅和相位被向控制部65發送,在此半導體晶圓16的金屬膜、非金屬膜等的膜厚被基於反射波的振幅和相位分析。所分析出的值作為監控信號被控制部65監視。
圖9是表示能夠用作本發明的一實施例的修整工具33A的立體圖。如圖9所示,修整工具33A具備:修整工具臂685;修整構件686,其旋轉自如地安裝於修整工具臂685的頂端;擺動軸688,其與修整工具臂685的另一端連結;以及作為驅動機構的馬達689,其使修整工具臂685以擺動軸688為中心擺動(搖擺)。修整構件686具有圓形的修整面,在修整面固定有硬質的粒子。作為該硬質的粒子,可列舉出金剛石粒子、陶瓷粒子等。在修整工具臂685內內置有未圖示的馬達,修整構件686利用該馬達旋轉。擺動軸688與未圖示的升降機構連結,修整工具臂685利用該升降機構下降,因此,修整構件686按壓研磨墊10的研磨面。
圖10的(a)是表示噴霧器34A的立體圖。噴霧器34A具備:臂690,其在下部具有一個或多個噴射孔;流體流路691,其與該臂690連結起來;以及擺動軸694,其支承臂690。圖10的(b)是表示臂690的下部的示意圖。在圖10的(b)所示的例子中,在臂690的下部,等間隔地形成有多個噴射孔690a。作為流體流路691,能夠由管子(tube)、或公稱管(pipe)、或它們的組合構成。
圖11的(a)是表示噴霧器34A的內部構造的側視圖,圖11的(b)是表示噴霧器34A的俯視圖。流體流路691的開口端部與未圖示的流體供給管連接,流體從該流體供給管向流體流路691供給。作為所使用的流體的例子,可列舉出液體(例如純水)、或液體和氣體的混合流體(例如、純水和氮氣的混合流體)等。流體流路691與臂690的噴射孔690a連通,流體成為霧狀而從噴射孔690a向研磨墊10的研磨面噴射。
如圖10的(a)和圖11的(b)的虛線所示那樣,臂690能夠以擺動軸694為中心而在清洗位置與退避位置之間迴旋。臂690的可動角度是約90°。通常,臂690處於清洗位置,如圖1所示,沿著研磨墊10的研磨面的徑向配置。在研磨墊10的更換等維護時,臂690利用手動向退避位置移動。因而,在維護時無需拆卸臂690,能夠使維護性提高。此外,也可以將旋轉機構與擺動軸694連結,利用該旋轉機構使臂690迴旋。
如圖11的(b)所示,在臂690的兩側面設置有形狀互不相同的兩個加強構件696、696。通過設置這些加強構件696、696,在臂690在清洗位置與退避位置之間進行了迴旋動作時,臂690的軸心不會大幅度地晃動,能夠有效地進行霧化動作。另外,噴霧器34A具備用於將臂690的迴旋位置(臂690能夠迴旋的角度範圍)固定的槓桿695。即、通過對槓桿695進行操作,能夠與條件相應地調節臂690能夠迴旋的角度。若使槓桿695轉動,則臂690能夠自如地迴旋,通過手動使臂690在清洗位置與退避位置之間移動。並且,若使槓桿695緊固,則臂690的位置在清洗位置和退避位置中任一個位置處被固定。
噴霧器的臂690也能夠設為能夠折疊的構造。具體而言,也可以由利用接頭將臂690連結起來的至少兩個臂構件構成。在該情況下,被折疊時的臂構件彼此所成的角度設為1°以上45°以下,較佳為設為5°以上30°以下。若臂構件彼此所成的角度比45°大,則臂690所占的空間變大,若小於1°,則不得不使臂690的寬度減薄,機械強度變低。在該例子中,臂690也可以構成為不繞擺動軸694旋轉。在研磨墊10的更換等維護時,通過使臂690折疊,噴霧器能夠不會成為維護作業的障礙。作為另一變形例,也能夠設為使噴霧器的臂690伸縮自如的構造。在該例子中,也通過在維護時將臂690縮回,從而使噴霧器不會成為障礙。
設置該噴霧器34A的目的在於利用高壓的流體將殘留於研磨墊10的研磨面的研磨屑、磨粒等沖洗掉。通過由噴霧器34A的流體壓進行的研磨面的淨化、由機械接觸的修整工具33A進行的研磨面的修整作業,能夠達成更佳的修整、即研磨面的再生。通常,在由接觸型的修整工具(金剛石修整工具等)進行的修整之後,進行由噴霧器進行的研磨面的再生的情況較多。
接著,利用圖1對用於輸送半導體晶圓的輸送機構進行說明。輸送機構具備升降器11、第一線性運輸裝置66、搖擺運輸裝置12、第二線性運輸裝置67、以及臨時載置台180。
升降器11從輸送機器人22接收半導體晶圓。第一線性運輸裝置66將從升降器11所接收到的半導體晶圓在第一輸送位置TP1、第二輸送位置TP2、第三輸送位置TP3、以及第四輸送位置TP4之間輸送。第一研磨單元3A和第二研磨單元3B從第一線性運輸裝置66接收半導體晶圓並對半導體晶圓進行研磨。第一研磨單元3A和第二研磨單元3B將研磨後的半導體晶圓交給第一線性運輸裝置66。
搖擺運輸裝置12在第一線性運輸裝置66與第二線性運輸裝置67之間進行半導體晶圓的轉交。第二線性運輸裝置67將從搖擺運輸裝置12接收到的半導體晶圓在第五輸送位置TP5、第六輸送位置TP6、以及第七輸送位置TP7之間輸送。第三研磨單元3C和第四研磨單元3D從第二線性運輸裝置67接收半導體晶圓並進行研磨。第三研磨單元3C和第四研磨單元3D將研磨後的半導體晶圓向第二線性運輸裝置67交接。由研磨單元3進行了研磨處理後的半導體晶圓通過搖擺運輸裝置12而向臨時載置台180放置。
圖12的(a)是表示清洗部64的俯視圖,圖12的(b)是表示清洗部64的側視圖。如圖12的(a)和圖12的(b)所示,清洗部64被劃分成第一清洗室190、第一輸送室191、第二清洗室192、第二輸送室193、以及乾燥室194。在第一清洗室190內配置有沿著縱向排列的上側一次清洗組件201A和下側一次清洗組件201B。上側一次清洗組件201A配置於下側一次清洗組件201B的上方。同樣地,在第二清洗室192內配置有沿著縱向排列的上側二次清洗組件202A和下側二次清洗組件202B。上側二次清洗組件202A配置於下側二次清洗組件202B的上方。一次和二次清洗組件201A、201B、202A、202B是使用清洗液來清洗半導體晶圓的清洗機。這些一次和二次清洗組件201A、201B、202A、202B沿著垂直方向排列,因此,可獲得佔用空間面積較小這樣的優點。
在上側二次清洗組件202A與下側二次清洗組件202B之間設置有半導體晶圓的臨時載置台203。在乾燥室194內配置有沿著縱向排列的上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B。這些上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B被彼此隔離。在上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B的上部設置有將清潔的空氣向乾燥組件205A、205B內分別供給的風機過濾單元207、207。上側一次清洗組件201A、下側一次清洗組件201B、上側二次清洗組件202A、下側二次清洗組件202B、臨時載置台203、上側乾燥組件205A、以及下側乾燥組件205B經由螺栓等被固定於未圖示的框架。
在第一輸送室191配置有能夠上下運動的第一輸送機器人209,在第二輸送室193配置有能夠上下運動的第二輸送機器人210。第一輸送機器人209和第二輸送機器人210分別移動自如地支承於沿著縱向延伸的支承軸211、212。第一輸送機器人209和第二輸送機器人210在其內部具有馬達等驅動機構,沿著支承軸211、212上下移動自如。第一輸送機器人209與輸送機器人22同樣地具有上下兩層手。如圖12的(a)的虛線所示,第一輸送機器人209配置於其下側的手能夠訪問上述的臨時載置台180的位置。在第一輸送機器人209的下側的手訪問臨時載置台180時,設置於分隔壁1b的開閉器(未圖示)打開。
第一輸送機器人209以在臨時載置台180、上側一次清洗組件201A、下側一次清洗組件201B、臨時載置台203、上側二次清洗組件202A、下側二次清洗組件202B之間輸送半導體晶圓16的方式動作。在輸送清洗前的半導體晶圓(附著有漿料的半導體晶圓)時,第一輸送機器人209使用下側的手,在輸送清洗後的半導體晶圓時,使用上側的手。第二輸送機器人210以在上側二次清洗組件202A、下側二次清洗組件202B、臨時載置台203、上側乾燥組件205A、下側乾燥組件205B之間輸送半導體晶圓16的方式動作。第二輸送機器人210僅輸送清洗後的半導體晶圓,因此,僅具備一個手。圖1所示的輸送機器人22使用其上側的手而從上側乾燥組件205A或下側乾燥組件205B取出半導體晶圓,使該半導體晶圓返回晶圓盒。在輸送機器人22的上側手訪問乾燥組件205A、205B時,設置於分隔壁1a的開閉器(未圖示)打開。
清洗部64具備兩台一次清洗組件和兩台二次清洗組件,因此,能夠構成對多個半導體晶圓並列地進行清洗的多個清洗線。「清洗線」是指,在清洗部64的內部,一個半導體晶圓被多個清洗組件清洗之際的移動路徑。例如,如圖13所示,將一個半導體晶圓以第一輸送機器人209、上側一次清洗組件201A、第一輸送機器人209、上側二次清洗組件202A、第二輸送機器人210、然後上側乾燥組件205A的順序輸送(參照清洗線1),與此並列地,能夠將另一半導體晶圓以第一輸送機器人209、下側一次清洗組件201B、第一輸送機器人209、下側二次清洗組件202B、第二輸送機器人210、然後下側乾燥組件205B的順序輸送(參照清洗線2)。如此利用兩個並列的清洗線,能夠對多個(典型而言,兩張)半導體晶圓大致同時地進行清洗和乾燥。
接著,對上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B的結構進行說明。上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B均是進行旋轉乾燥的乾燥機。上側乾燥組件205A和下側乾燥組件205B具有相同結構,因此,以下,對上側乾燥組件205A進行說明。圖14是表示上側乾燥組件205A的縱剖視圖,圖15是表示上側乾燥組件205A的俯視圖。上側乾燥組件205A具備基座401和支承於該基座401的4根圓筒狀的基板支承構件402。基座401被固定於旋轉軸406的上端,該旋轉軸406被軸承405支承成旋轉自如。軸承405被固定於與旋轉軸406平行地延伸的圓筒體407的內周面。圓筒體407的下端安裝於支架409,其位置被固定。旋轉軸406經由帶輪411、412和帶414與馬達415連結,通過使馬達415驅動,基座401以其軸心為中心旋轉。
在基座401的上表面固定有旋轉罩450。此外,圖14表示旋轉罩450的縱截面。旋轉罩450以包圍半導體晶圓16的整周的方式配置。旋轉罩450的縱截面形狀向徑向內側傾斜。另外,旋轉罩450的縱截面由平滑的曲線構成。旋轉罩450的上端與半導體晶圓16接近,旋轉罩450的上端的內徑設定得比半導體晶圓16的直徑稍大。另外,在旋轉罩450的上端,與各基板支承構件402相對應地形成有與基板支承構件402的外周面形狀相仿的缺口450a。在旋轉罩450的底面形成有傾斜地延伸的液體排出孔451。
在半導體晶圓16的上方配置有向半導體晶圓16的表面(前面)供給純水作為清洗液的前噴嘴454。前噴嘴454配置成朝向半導體晶圓16的中心。該前噴嘴454與未圖示的純水供給源(清洗液供給源)連接,經由前噴嘴454向半導體晶圓16的表面的中心供給純水。作為清洗液,除了純水以外,還可列舉出藥液。另外,在半導體晶圓16的上方並列地配置有用於執行旋轉乾燥的兩個噴嘴460、461。噴嘴460用於向半導體晶圓16的表面供給IPA蒸氣(異丙醇和N2
氣體的混合氣體),噴嘴461用於供給純水,以便防止半導體晶圓16的表面的乾燥。這些噴嘴460、461構成為能夠沿著半導體晶圓16的徑向移動。
在旋轉軸406的內部配置有與清洗液供給源465連接起來的後噴嘴463和與乾燥氣體供給源466連接起來的氣體噴嘴464。在清洗液供給源465積存有純水作為清洗液,經由後噴嘴463向半導體晶圓16的背面供給純水。另外,在乾燥氣體供給源466積存有N2
氣體或乾燥空氣等作為乾燥氣體,經由氣體噴嘴464向半導體晶圓16的背面供給乾燥氣體。
接著,使來自前噴嘴454的純水的供給停止,使前噴嘴454向與半導體晶圓16分開的規定的待機位置移動,然後,使兩個噴嘴460、461向半導體晶圓16的上方的作業位置移動。然後,一邊使半導體晶圓16以30min-1
~150min-1
的速度低速旋轉,一邊從噴嘴460將IPA蒸氣、從噴嘴461將純水朝向半導體晶圓16的表面供給。此時,也從後噴嘴463向半導體晶圓16的背面供給純水。並且,使兩個噴嘴460、461同時沿著半導體晶圓16的徑向移動。由此,半導體晶圓16的表面(上表面)被乾燥。
之後,使兩個噴嘴460、461向規定的待機位置移動,使來自後噴嘴463的純水的供給停止。然後,使半導體晶圓16以1000min-1
~1500min-1
的速度高速旋轉,將附著於半導體晶圓16的背面的純水甩落。此時,從氣體噴嘴464向半導體晶圓16的背面吹送乾燥氣體。如此一來半導體晶圓16的背面被乾燥。乾燥後的半導體晶圓16被圖1所示的輸送機器人22從乾燥組件205A取出,使其返回晶圓盒。如此一來,對半導體晶圓進行包含研磨、清洗、以及乾燥的一系列的處理。根據如上述那樣構成的乾燥組件205A,能夠使半導體晶圓16的兩面迅速且有效地乾燥,另外,能夠準確地控制乾燥處理的結束時間點。因而,用於乾燥處理的處理時間不會成為清洗程序整體的制約工序。另外,能夠使在清洗部4形成的上述的多個清洗線中的處理時間平均化,因此,能夠使程序整體的生產率提高。
根據本實施方式,在將半導體晶圓輸入到研磨裝置時(裝載前),半導體晶圓處於乾燥狀態,在研磨和清洗結束後、卸載前,半導體晶圓成為乾燥狀態,被向基板盒卸載。能夠將乾燥狀態的半導體晶圓從研磨裝置放入盒,並能夠取出。即、能夠實現乾著進/乾著出。
放置到臨時載置台180的半導體晶圓被經由第一輸送室191向第一清洗室190或第二清洗室192輸送。半導體晶圓在第一清洗室190或第二清洗室192中被清洗處理。在第一清洗室190或第二清洗室192中被清洗處理後的半導體晶圓被經由第二輸送室193向乾燥室194輸送。半導體晶圓在乾燥室194中被乾燥處理。乾燥處理後的半導體晶圓被輸送機器人22從乾燥室194取出而使其返回盒。
圖16是表示本發明的一實施方式的研磨單元(研磨裝置)的整體結構的概略圖。如圖16所示,研磨裝置具備:研磨台30A;和頂環31A(保持部),其保持作為研磨對象物的半導體晶圓等基板並將其按壓於研磨臺上的研磨面。
第一研磨單元3A是用於在研磨墊10與配置成與研磨墊10相對的半導體晶圓16之間進行研磨的研磨單元。第一研磨單元3A具有:研磨台30A,其用於保持研磨墊10;和頂環31A,其用於保持半導體晶圓16。第一研磨單元3A具有:擺動臂110,其用於保持頂環31A;擺動軸馬達14(臂驅動部),其用於使擺動臂110擺動;以及驅動器18,其向擺動軸馬達14供給驅動電力。而且,第一研磨單元3A具有:臂扭矩檢測部26,其檢測施加於擺動臂110的臂扭矩;和終點檢測部28,其基於臂扭矩檢測部26所檢測到的臂扭矩26a來檢測表示研磨的結束的研磨終點。
根據利用圖16~圖29進行說明的本實施方式,能夠提供減少電流傳感器的計量結果在多個研磨單元(研磨裝置)間的差異的研磨裝置。在本實施方式中,作為研磨終點檢測手段,能夠是基於臂扭矩的方法、對旋轉驅動研磨台或頂環的驅動部的驅動負荷進行檢測而加以利用的方法。本實施方式對在將頂環保持於擺動臂的端部的方式中基於臂扭矩進行研磨終點檢測的情況進行說明,也能夠同樣地實施對旋轉驅動研磨台或頂環的驅動部的驅動負荷進行檢測而進行研磨終點檢測的情況。
保持部、擺動臂、臂驅動部以及扭矩檢測部構成組,具有相同的結構的組分別設置於第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、第四研磨單元3D。
研磨台30A經由台軸102與配置於該研磨台30A的下方的作為驅動部的馬達(未圖示)連結,能夠繞該台軸102旋轉。在研磨台30A的上表面粘貼有研磨墊10,研磨墊10的表面101構成對半導體晶圓16進行研磨的研磨面。在研磨台30A的上方設置有研磨液供給噴嘴(未圖示),利用研磨液供給噴嘴向研磨台30A上的研磨墊10供給研磨液Q。如圖16所示,也可以是,在研磨台30A的內部埋設有渦電流傳感器50,該渦電流傳感器50在半導體晶圓16內生成渦電流,通過檢測該渦電流而能夠檢測研磨終點。
頂環31A包括:頂環主體24,其將半導體晶圓16相對於研磨面101按壓;和擋圈23,其保持半導體晶圓16的外周緣而避免半導體晶圓16從頂環飛出。
頂環31A與頂環軸111連接。頂環軸111通過未圖示的上下運動機構相對於擺動臂110上下運動。通過頂環軸111的上下運動,使頂環31A的整體相對於擺動臂110升降並定位。
另外,頂環軸111經由鍵(未圖示)與旋轉筒112連結。該旋轉筒112在其外周部設置有同步帶輪113。在擺動臂110固定有頂環用馬達114。上述同步帶輪113經由同步帶115與設置於頂環用馬達114的同步帶輪116連接。若頂環用馬達114旋轉,則經由同步帶輪116、同步帶115、以及同步帶輪113使旋轉筒112和頂環軸111一體地旋轉,頂環31A旋轉。
擺動臂110與擺動軸馬達14的旋轉軸連接。擺動軸馬達14被固定於擺動臂軸117。因而,擺動臂110被支承成能夠相對於擺動臂軸117旋轉。
頂環31A能夠在其下表面保持半導體晶圓16等基板。擺動臂110能夠以擺動臂軸117為中心迴旋。在下表面保持有半導體晶圓16的頂環31A由於擺動臂110的迴旋而從半導體晶圓16的接收位置向研磨台30A的上方移動。然後,使頂環31A下降,而將半導體晶圓16按壓於研磨墊10的表面(研磨面)101。此時,使頂環31A和研磨台30A分別旋轉。同時,從設置於研磨台30A的上方的研磨液供給噴嘴向研磨墊10上供給研磨液。如此,使半導體晶圓16與研磨墊10的研磨面101滑動接觸而研磨半導體晶圓16的表面。
第一研磨單元3A具有旋轉驅動研磨台30A的台驅動部(未圖示)。第一研磨單元3A也可以具有檢測施加於研磨台30A的台扭矩的台扭矩檢測部(未圖示)。台扭矩檢測部能夠根據作為旋轉馬達的台驅動部的電流來檢測台扭矩。終點檢測部28也可以僅根據臂扭矩檢測部26所檢測到的臂扭矩26a來檢測表示研磨的結束的研磨終點,也可以考慮台扭矩檢測部所檢測到的台扭矩而檢測表示研磨的結束的研磨終點。
在圖16中,在擺動臂110的、相對於擺動軸馬達14的連接部中,臂扭矩檢測部26對施加於擺動臂110的臂扭矩26a進行檢測。具體而言,臂驅動部是使擺動臂110旋轉的擺動軸馬達(旋轉馬達)14,臂扭矩檢測部26根據擺動軸馬達14的電流值對施加於擺動臂110的臂扭矩26a進行檢測。擺動軸馬達14的電流值是取決於擺動臂110的相對於擺動軸馬達14的連接部處的臂扭矩的量。擺動軸馬達14的電流值在本實施方式中是從驅動器18向擺動軸馬達14供給的電流值18b、或在驅動器18內生成的後述的電流指令18a。
利用圖17說明由臂扭矩檢測部26進行的臂扭矩26a的檢測方法。驅動器18從控制部65輸入與擺動臂110的位置有關的位置指令65a。位置指令65a是與擺動臂110相對於擺動臂軸117的旋轉角度相當的數據。驅動器18還從內置地安裝於擺動軸馬達14的編碼器36被輸入擺動臂軸117的旋轉角度36a。
編碼器36能夠檢測擺動軸馬達14的旋轉軸的旋轉角度36a、即擺動臂軸117的旋轉角度36a。在圖17中,擺動軸馬達14和編碼器36獨立地圖示,但實際上使擺動軸馬達14和編碼器36一體化。作為這樣的一體型馬達的一個例子,存在帶反饋編碼器的同步型AC伺服馬達。
驅動器18具有偏差電路38、電流生成電路40、以及PWM電路42。偏差電路38根據位置指令65a和旋轉角度36a求出位置指令65a與旋轉角度36a的偏差38a。偏差38a和電流值18b被輸入電流生成電路40。電流生成電路40根據偏差38a和當前的電流值18b生成與偏差38a相應的電流指令18a。PWM電路42被輸入電流指令18a而利用PWM(Pulse Width Modulation:脈衝寬度調變)控制生成電流值18b。電流值18b是能夠驅動擺動軸馬達14的三相(U相、V相、W相)電流。電流值18b向擺動軸馬達14供給。
電流指令18a是取決於擺動軸馬達14的電流值的量,且是取決於臂扭矩的量。臂扭矩檢測部26在針對電流指令18a進行了AD轉換、放大、整流、實效值轉換等處理中的至少一個處理之後,作為臂扭矩26a向終點檢測部28輸出。
電流值18b是擺動軸馬達14的電流值本身,並且是取決於臂扭矩的量。臂扭矩檢測部26也可以根據電流值18b對施加於擺動臂110的臂扭矩進行檢測。臂扭矩檢測部26在檢測電流值18b之際能夠使用霍爾傳感器等電流傳感器。
利用圖17說明由電流檢測部810進行的馬達電流的檢測方法,該電流檢測部810檢測用於旋轉驅動研磨台的馬達M3(第一電動馬達、參照圖2)、用於旋轉驅動頂環31A的馬達M1(第二電動馬達、參照圖5)、以及用於使擺動臂擺動的馬達M2(第三電動馬達、參照圖5)中的一個電動馬達的電流值,而生成第一輸出。在本實施方式中,電流檢測部810檢測馬達M2的電流值而生成第一輸出810a。三相(U相、V相、W相)的電流值18b被輸入電流檢測部810。
電流檢測部810在算出來U相、V相、W相電流值18b各自的絕對值之後,使這三個值相加而生成第一輸出810a。電流檢測部810將所生成的第一輸出810a向終點檢測部28輸出。此外,電流檢測部810也可以將電動馬達的三相電流值的絕對值的平方之和作為第一輸出生成。第一輸出只要是能夠表示扭矩的量,能夠設為任意的量。例如,電流檢測部810也可以對控制部65所輸出的位置指令65a進行檢測而生成第一輸出810a。在控制部65不是輸出位置指令65a而輸出速度指令的情況下,電流檢測部810也可以對控制部65所輸出的速度指令進行檢測,而生成第一輸出810a。與對馬達M2的電流值18b檢測而生成第一輸出810a的情況相比較,若使用位置指令65a、速度指令,則存在以下的優點。在使用霍爾傳感器等電流傳感器等而檢測電流值18b的情況下,存在連接電流傳感器和檢測部的配線拾取噪聲的可能性。另一方面,在直接利用控制部65的輸出的情況下,配線較短,因此,幾乎不產生這樣的噪聲。即、能夠以低噪聲狀態檢測馬達所產生的扭矩,通過將所檢測到的扭矩使用於終點檢測,能夠改善檢測精度。此外,電流檢測部810也可以對偏差電路38所輸出的偏差38a進行檢測而生成第一輸出810a。
基於第二輸出對表示研磨的結束的研磨終點進行檢測的終點檢測部28是如下第一處理部:使用表示由頂環31A施加於半導體晶圓16(被研磨物)的面壓與第一輸出810a之間的對應關係的第一數據,根據第一輸出810a求出與第一輸出810a相對應的面壓。
終點檢測部28也是如下第二處理部:使用表示由第一處理部獲得的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出。在本實施方式中,第一數據是表示由頂環31A施加於半導體晶圓16的面壓與第一輸出810a之間的對應關係的第一關係式,第二數據是表示由頂環31A施加於半導體晶圓16的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二關係式。此外,第一數據和第二數據並不限於以式表示,也可以以表形式表示面壓與第一輸出和第二輸出之間的對應關係。此外,只要是表示對應關係的形式,就能夠是任意的形式。
在本實施方式中,第一關係式是以與面壓有關的2次多項式表示第一輸出的式,第二關係式是以與面壓有關的2次多項式表示第二輸出的式。第二數據是通用於多個、在本實施方式中是4台研磨單元的數據。
終點檢測部28能夠構成為具有CPU、存儲器、輸入輸出單元的計算機。此時,能夠在存儲器儲存程式,該程式作為第一處理單元和第二處理單元發揮功能,該第一處理單元使用表示施加於半導體晶圓16的面壓與第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據第一輸出求出與第一輸出相對應的面壓,該第二處理單元使用表示由第一處理部獲得的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,而求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出。
以下對第一關係式進行說明,而且,以下也對求出第一關係式的方法進行說明。最初,將電流檢測部810所檢測到的電流值18b、和臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令18a(臂扭矩)的具體的數據的一個例子表示在圖18以後的圖中。也表示研磨台30A的馬達電流的數據。圖18表示擺動軸馬達14的U相、V相、W相中的一個相電流值18b的絕對值。圖19表示研磨台30A的馬達電流U相、V相、W相中的一個相電流值的絕對值。橫軸是從研磨開始起的研磨時間(秒),縱軸是電流(安培)。一邊改變面壓一邊檢測了電流值18b。在研磨開始後,若將期間t1中的面壓設為Apsi(重量(磅)/平方英吋),則期間t2中的面壓是兩倍的2Apsi。期間t3中的面壓是0psi、即、未施加面壓。
在圖18中,曲線812a是在一個研磨單元812中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線812b是在研磨單元812中使用純水來進行了研磨的曲線。曲線814a是在另一研磨單元814中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線814b是在研磨單元814中使用純水來進行了研磨的曲線。
在圖19中,曲線812c是在研磨單元812中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線812d是在研磨單元812中使用純水來進行了研磨的曲線。曲線814c是在另一研磨單元814中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線814d是在研磨單元814中使用純水來進行了研磨的曲線。
圖20、21是以橫軸為面壓、以縱軸為電流來分別表示與圖18、19相同的數據的圖。不過,關於電流,在研磨開始後,將期間t1的電流平均而表示為與面壓Apsi相對應的電流,將期間t2的電流平均而表示為與面壓2Apsi相對應的電流,將期間t2的電流平均而表示為與面壓0psi相對應的電流。
在圖20中,曲線812e是在研磨單元812中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線812f是在研磨單元812中使用純水來進行了研磨的曲線。曲線814e是在研磨單元814中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線814f是在研磨單元814中使用純水來進行了研磨的曲線。
在圖21中,曲線812g是在研磨單元812中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線812h是在研磨單元812中使用純水來進行了研磨的曲線。曲線814g是在另一研磨單元814中使用漿料來進行了研磨的曲線,曲線814h是在研磨單元814中使用純水來進行了研磨的曲線。
根據圖20、21可知:臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令18a和研磨台30A的馬達電流的絕對值均在研磨單元間不同。另外,可知:在使用了漿料時和使用了純水時,電流值的絕對值不同,但若面壓增加,則電流值的絕對值增加。可知:即使研磨單元不同,若面壓增加,則電流值的絕對值也增加。絕對值在研磨單元間不同,因此,閾值、界限的設定在各研磨單元不同,因此,設定較煩雜,設定需要時間。需要通過校正來消除電流值、即輸出的研磨單元間的差異。
為了分析輸出的研磨單元間的差異產生的原因,關於擺動軸馬達14,確認了電流檢測部810所檢測到的U、V、W相輸出和臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令18a。圖22、23表示電流檢測部810所檢測到的U、V、W相輸出的1例。圖22是與一個研磨單元820有關的電流值,圖23是與另一研磨單元822有關的電流值。在圖22、23中,橫軸是從研磨開始起的研磨時間(秒),縱軸是電流(安培)。一邊改變面壓一邊檢測了電流值18b。期間t1的面壓是Apsi,期間t2的面壓是2Apsi。期間t3的面壓是0psi。
若比較圖22和圖23,則在研磨單元820和研磨單元822中,U、V、W相極性不同。因而,可知:對於U、V、W相中的一相、例如僅V相的計量,存在絕對值在研磨單元間大幅度不同的情況。
圖24、25表示臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令18a。圖24是與研磨單元820有關的電流值,圖25是與研磨單元822有關的電流值。在圖24、25中,橫軸是從研磨開始起的研磨時間(秒),縱軸是電流(安培)。一邊改變面壓一邊檢測了電流指令18a。期間t1的面壓是Apsi,期間t2的面壓是2Apsi。期間t3的面壓是0psi。若比較圖24和圖25,則可知:在研磨單元812和研磨單元814中,電流指令18a大致相等。
在圖26中表示在取得要向電流檢測部810輸入的U、V、W相輸出的絕對值之後相加後的結果的1例。圖26是使用圖22、23所示的數據而生成的圖。曲線820a是針對研磨單元820獲得的數據,曲線822a是針對研磨單元822獲得的數據。橫軸是從研磨開始起的研磨時間(秒),縱軸是電流(安培)。期間t1的面壓是Apsi,期間t2的面壓是2Apsi。期間t3的面壓是0psi。
根據圖26,在研磨單元間,由於面壓的變化而電流輸出不同,但如圖22、23所示的V相那樣不會在研磨單元間大幅度不同。因此可認為:通過進行校正,能夠在研磨單元間變得相等。根據圖25、26可認為:作為用於使研磨單元間的傳感器的輸出差減少的方法,較佳為(1)計量扭矩指令值,或(2)合成U、V、W相電流。
接著,針對對U、V、W相電流進行合成而作為傳感器輸出的情況,對第一關係式進行說明。若將第一關係式設為y=f(x),則y(第一輸出)是對U、V、W相電流進行合成而獲得的傳感器輸出。x是面壓。在f(x)是與x有關的N次近似方程式、即、
y=f(x)=kN*xN
+(kN-1)*xN-1
+(kN-2)*xN-2
+・・・k2*x2
+k1*x+k0
(其中,kN、kN-1、kN-2、・・・、k2、k1、k0是常數。)
在這樣的情況下,如以下這樣求出kN、kN-1、kN-2、・・・、k2、k1、k0。
(1)針對每個研磨單元,對於作為基準的半導體晶圓16,對與面壓相對應的U、V、W相電流進行檢測而求出絕對值的和。針對N+1個以上的不同的面壓求出該和。
(2)根據由(1)獲得的結果針對每個研磨單元算出上述的N次近似方程式。在獲得與N+1個不同的面壓有關的測定值的情況下,通過求解聯立1次方程式,求出kN、kN-1、kN-2、・・・、k2、k1、k0。在獲得與N+2個以上的不同的面壓有關的測定值的情況下,通過進行迴歸分析,求出kN、kN-1、kN-2、・・・、k2、k1、k0。
(3)若將第二關係式設為y=g(x),則y(第二輸出)是校正後的傳感器輸出。x是面壓。在g(x)是與x有關的M次近似方程式、即、
y=g(x)=lM*xM
+(lM-1)*xM-1
+(lM-2)*xM-2
+・・・+l2*x2
+l1*x+l0
(其中,lM、lM-1、lM-2、・・・、l2、l1、l0是常數。)
在這樣的情況下,如以下這樣求出lM、lM-1、lM-2、・・・、l2、l1、l0。此外,N和M也可以不同,但較佳為相同。以下,N和M設為相同。
第一關係式y=f(x)如上述那樣針對每個研磨單元而求出。研磨單元設為具有例如4台。此時,獲得四個第一關係式y=f(x)。將它們設為y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)、y=f4(x)。第二關係式y=g(x)能夠設為例如四個第一關係式y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)、y=f4(x)中的一個。即、能夠設為g(x)=f3(x)。
作為另一方法,第二關係式y=g(x)能夠設為四個第一關係式y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)、y=f4(x)的平均。即、能夠設為g(x)=(f1(x)+f2(x)+f3(x)+f4(x))/4。第一關係式y=f(x)和第二關係式y=g(x)能夠在例如以新的程序生成的半導體晶圓16的研磨在研磨單元中開始時如上述那樣測定而算出。另外,在傳感器或研磨台等被改良時等,能夠如上述那樣測定並算出第一關係式y=f(x)和第二關係式y=g(x)。
在獲得了第一關係式y=f(x)和第二關係式y=g(x)之後,接著,對第一處理部使用表示施加於半導體晶圓16的面壓與第一輸出之間的對應關係的第一關係式y=f(x)來根據第一輸出求出與第一輸出相對應的面壓的方法進行說明。在研磨中,檢測U、V、W相電流。通過對它們進行合成,例如求出絕對值的和,從而獲得當前的傳感器值。這是相當於第一關係式y=f(x)中的y的量。在各研磨單元中,從各研磨單元的第一關係式y=f(x)逆運算而求出面壓x。即、通過求解N次方程式,能夠針對每個研磨單元求出面壓x。
接著,繼續對第二處理部使用表示由第一處理部獲得的面壓與第二輸出之間的對應關係的第二關係式、求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出的方法進行說明。在研磨中,若針對每個研磨單元求出面壓x,則第二處理部將所獲得的面壓代入通用於全部的研磨單元的第二關係式y=g(x)的x,而求出第二輸出。這樣一來,獲得校正後的傳感器輸出。
對使用了N次近似方程式的情況進行了說明,接著,對N=2的情況進行說明。最初,對第一關係式的生成方法進行說明。
(1)對於4台研磨單元的每一個,針對作為基準的半導體晶圓16,對與面壓相對應的U、V、W相電流進行檢測而求出絕對值的和。針對三個不同的面壓求出該絕對值的和。作為一個例子,針對面壓p1、p2、p3,傳感器值獲得為s1、s2、s3。
(2)根據由(1)獲得的結果針對每個研磨單元算出下述的2次近似方程式。將與三個不同的面壓p1、p2、p3有關的傳感器值s1、s2、s3代入下述的式,通過求解聯立1次方程式,求出2次方程式的係數ac、bc、cc。
yc=acx2
+bcx+cc 其中,x:面壓,y:傳感器值
針對4台研磨單元的每一個,獲得一個式,算出合計四個2次近似方程式。將四個2次近似方程式表示在圖27中。在圖27中,橫軸是x:面壓,縱軸是y:傳感器值。獲得4根曲線824a~曲線824d(第一關係式)。
(3)接著,若將第二關係式設為y=g(x),則y(第二輸出)是校正後的傳感器輸出。x是面壓。作為g(x),例如,能夠選擇針對與4台研磨單元不同的研磨單元已經獲得的2次近似方程式。將所選擇的結果設為
g(x)=yr=arx2
+brx+cr。將所選擇的第二關係式在圖28中表示為曲線826。在圖28中,橫軸是x:面壓,縱軸是y:傳感器值。如此一來,獲得第一關係式y=f(x)和第二關係式y=g(x)。
將圖27所示的第一關係式和圖28所示的第二關係式針對4台研磨單元的每一個而表示在圖29中。圖29a~圖29d針對4台研磨單元的每一個而表示第一關係式和第二關係式。在圖29中,橫軸是x:面壓,縱軸是y:傳感器值。
接著,使用第一關係式y=f(x)和第二關係式y=g(x),第一處理部和第二處理部進行如下那樣的處理。
在研磨中,檢測U、V、W相電流。對它們進行合成,例如求出絕對值的和,從而獲得當前的傳感器值。這是相當於第一關係式yc=acx2
+bcx+cc中的y的量。第一處理部從每個研磨單元的第一關係式y=f(x)進行逆運算而按照各單元求出面壓x。即、通過求解2次方程式,即、能夠從2次方程式的根的公式如以下這樣針對每個研磨單元求出面壓x。
x=(-bc+sqrt(bc2
-4ac(cc-yc))/2ac
在研磨中,若通過第一處理部而針對每個研磨單元求出面壓x,則第二處理部將所獲得的面壓代入通用於全部的研磨單元的第二關係式y=arx2
+brx+cr的x,而針對每個研磨單元求出第二輸出。這樣一來,針對每個研磨單元獲得校正後的傳感器輸出。
在本實施方式中,如以上那樣,第二關係式能夠在多個研磨單元間設為相同的關係式。使用第二關係式,求出與由第一處理部獲得的面壓相對應的第二輸出,因此,能夠針對相同的面壓在多個研磨單元間獲得相同的第二輸出。因而,能夠提供減少電流傳感器的計量結果在多個研磨單元間的差的研磨單元。存在研磨單元超過100台的情況,針對這些,以通用的設定值即可是指,在運轉成本減少方面有效。
在本實施方式中,第一關係式在研磨條件發生了改變時等重新生成。即、在研磨台30A、研磨墊10(磨損而更換成相同的規格的墊時不再生成)、傳感器、半導體晶圓16(成為製造程序不同的半導體晶圓16時)發生了改變時,第一關係式再生成。
較佳為第一關係式使用通過使用純水進行研磨而獲得的測定值來生成。其原因在於,若使用漿料,則存在由於漿料的成分、供給量的少許的變化而傳感器輸出大幅度改變的情況。即、在使用純水來進行研磨的情況下,容易重現研磨狀態。因此,在使用通過使用純水進行研磨而獲得的測定值來生成的情況下,通過使純水流動而進行研磨,易於檢測馬達、研磨裝置的異常。其原因在於,純水與漿料不同,能夠重現性良好且容易地始終獲得恒定的條件的純水,因此,通過與事先所獲得的第二關係式的輸出進行比較,能夠容易地僅檢測馬達、研磨裝置的各部的異常。較佳的是,為了進行異常檢測,定期地進行純水下的研磨。
此外,通過自動地改變面壓,能夠自動地生成第一關係式和第二關係式。
在第一關係式和第二關係式中,對y是三相電流值的情況進行了說明,但y也可以是扭矩指令值。三相電流值若與扭矩指令值進行比較,則位於更靠近馬達的部分,因此,認為對摩擦力的變化敏感、或忠實。
較佳為將本實施方式應用於擺動臂110處於靜止時的驅動馬達的電流傳感器。其原因在於,在擺動臂110、研磨台30A處於旋轉時,受到擺動臂110、研磨台30A的附屬品、軸承的影響,因此,馬達的驅動電流產生很多噪聲。在擺動臂110、研磨台30A處於旋轉時,也通過降低噪聲而能夠應用本發明。
在本實施方式中,通過使用純水對標準的半導體晶圓16(或實際上作為研磨對象的半導體晶圓16)進行研磨,來求出第一關係式,在實際的研磨中,在使用了漿料的情況下,本方法也有效的理由如以下這樣。電流式傳感器的輸出取決於半導體晶圓16與研磨墊10之間產生的摩擦力。摩擦力主要取決於面壓、半導體晶圓16與研磨墊10之間的摩擦係數、以及旋轉速度。
求出第一關係式時的摩擦係數是純水情況下的摩擦係數,實際的研磨以漿料進行,因此,摩擦係數不同。即使面壓、旋轉速度相同,摩擦力會根據是純水還是漿料而不同。即、施加了相同的面壓、旋轉速度時的傳感器輸出在純水和漿料時如圖18、19等所示那樣不同。不過,認為利用了第一關係式的本實施方式的已述的方法是有效的。
其原因在於,根據本方法,如圖20、21所示,在使用了漿料的情況下,不依賴於研磨單元而能夠以大致相同的大小獲得呈現相同的增加傾向的傳感器輸出。在隨著研磨的進行、僅摩擦係數變化的情況下(即、僅半導體晶圓16的表面狀態變化的情況),電流傳感器的輸出的變化的方法不依賴於研磨單元而呈現相同的傾向。因而,能夠達成對電流傳感器的輸出的變化進行檢測而檢測研磨結束時間點這樣的目的。
接著,利用圖30對具有光學式傳感器的另一實施方式進行說明。在本方式中,同時使用使研磨台30A擺動的擺動軸馬達14的扭矩變動的檢測和由光學式傳感器進行的半導體晶圓16的研磨面的反射率的檢測。為了進行終點檢測,在研磨台30A組裝有傳感器。傳感器是光學式傳感器724。作為光學式傳感器724,利用了光纖的傳感器等被使用。此外,也能夠使用渦電流傳感器來替代光學式傳感器724。
在圖30的實施方式的情況下,能夠解決以下的問題。在為了進行終點檢測而僅使用了扭矩變動檢測方式或光學式檢測方式中的一方的情況下,在研磨對象物的研磨中,在金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨混雜的情況下,存在以下的問題。扭矩變動檢測方式適於金屬膜與絕緣膜的邊界的檢測,光學式檢測方式適於膜的厚度的變化的檢測。因此,在僅一方的方式時,在需要進行膜的邊界的檢測和殘膜的厚度的檢測這兩者的情況下,只能獲得不充分的檢測精度。根據是膜的邊界的檢測和殘膜的厚度的檢測中哪一個,分開使用扭矩變動檢測和光學式檢測,從而能夠解決問題。
在光學式傳感器的情況下,研磨裝置的終點檢測部向半導體晶圓16照射光,計量來自半導體晶圓16的反射光的強度。終點檢測部基於臂扭矩檢測部所檢測到的臂扭矩和光學式傳感器724所計量的來自半導體晶圓16的反射光的強度檢測表示研磨的結束的研磨終點。光學式傳感器724的輸出經由配線726向控制部65發送。
在光學式傳感器的情況下,在研磨墊10的一部分具有開口720。在開口720具有作為窗的視窗(viewport)722。隔著視窗722進行光照射和反射光的檢測。視窗722被組裝於研磨時能夠與半導體晶圓16相對的、研磨台30A內的位置。在視窗722的下部配置有光學式傳感器724。在光學式傳感器724是光纖傳感器的情況下,也存在沒有視窗722的情況。
在沒有視窗722的情況下,也存在如下情況:純水從光纖傳感器的周圍出來,將從噴嘴728供給的漿料去除而進行終點檢測。光學式傳感器具有將用於清洗漿料的純水(或高純度氣體、液體和氣體的混合物等流體)向開口420內供給的流體供給部(未圖示)。
傳感器也可以是多個。例如,如圖30所示,設置於中心部和端部,對中心部和端部雙方的檢測信號進行監控。圖30的(a)表示光學式傳感器724的配置,圖30的(b)是光學式傳感器724的放大圖。終點檢測部28根據研磨條件(半導體晶圓16的材質、研磨時間等)的變化從這多個信號中選擇不受研磨條件的影響的(或者、在該研磨條件下最佳的)檢測信號而對終點進行判斷,從而使研磨停止。
進一步說明這點。若已述的由擺動軸馬達14進行的扭矩變動檢測(馬達電流變動測定)和光學式檢測的組合用於檢測層間絕緣膜(ILD)、基於STI(Shallow Trench Isolation:淺溝道隔離)的元件分離膜的研磨終點,則是有效的。在SOPM(Spectrum Optical Endpoint Monitoring:光譜光學終點檢測)等光學式檢測中,進行殘膜的厚度的檢測,進行終點檢測。例如,在LSI的層疊膜的製造程序中,存在需要利用金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨來形成殘膜的情況。需要進行金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨,能夠根據是金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨中哪一個分開使用扭矩變動檢測和光學式檢測。
另外,在終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混雜狀態的情況下,僅憑扭矩變動檢測和光學式檢測中的一方式難以進行準確的終點檢測。因此,進行基於扭矩變動檢測和光學式檢測的膜厚測定,根據雙方的檢測結果,對是否為終點進行判定,而在最佳的時間點使研磨結束。在混雜狀態下,對於扭矩變動檢測和光學式檢測中任一個,測定信號都較弱,因此,測定精度降低。不過,通過使用通過兩種以上的測定方法獲得的信號來進行判定,能夠判定最佳的終點位置。例如,在使用了通過兩種以上的測定方法獲得的信號的判定均在是終點這樣的結果出來時,判斷為其是終點。
接著,利用圖31對具有光學式傳感器的另一實施方式進行說明。在本方式中,同時使用使研磨台30A擺動的擺動軸馬達14的扭矩變動(研磨台30A的摩擦變動)的檢測、由光學式傳感器進行的半導體晶圓16的研磨面的反射率的檢測、以及由渦電流傳感器進行的半導體晶圓16的被研磨物內的渦電流的檢測。3種檢測方法被同時使用。
在圖31的實施方式的情況下,能夠解決以下的問題。圖30的實施方式的扭矩變動檢測方式和光學式檢測方式存在難以檢測金屬膜的厚度的變化這樣的問題。圖31的實施方式用於解決該問題,在圖30的實施方式中還同時使用渦電流的檢測。由於對金屬膜內的渦電流進行檢測,因此,對金屬膜的厚度的變化進行檢測變得更容易。
圖31的(a)表示光學式傳感器724和渦電流式傳感器730的配置,圖31的(b)是光學式傳感器724的放大圖,圖31的(c)是渦電流式傳感器730的放大圖。渦電流式傳感器730配置於研磨台30A內。渦電流式傳感器730在半導體晶圓16生成磁場,檢測所生成的磁場的強度。終點檢測部28基於臂扭矩檢測部26所檢測到的臂扭矩、光學式傳感器724所計量的來自半導體晶圓16的反射光的強度、以及渦電流式傳感器730所計量的磁場的強度,來檢測表示研磨的結束的研磨終點。
本方式是為了進行終點檢測而將如下檢測組合而成的例子:擺動軸馬達14的扭矩變動檢測;以及由組裝到研磨台30A的光學式傳感器724和渦電流式傳感器730進行的半導體晶圓16的物理量的檢測。擺動軸馬達14的扭矩變動檢測(馬達電流變動測定)在要研磨的試樣的膜質變化的部位的終點檢測是優異的。光學方式在ILD、STI等絕緣膜的殘膜量的檢測和基於其的終點檢測是優異的。由渦電流傳感器進行的終點檢測在對例如所鍍覆的金屬膜進行研磨而研磨到作為終點的下層的絕緣膜的時間點的終點檢測是優異的。
在LSI等具有多層的半導體的製造程序中,進行由各種材料構成的多層的研磨,因此,高精度地進行多樣的膜的研磨和終點檢測,因此,在一實施方式中,能夠使用3種終點檢測方法,也能夠進行3種以上。例如,還能夠同時使用使研磨台30A旋轉的馬達的扭矩變動檢測(馬達電流變動測定(TCM))。
使用這4種終點檢測的組合,能夠進行高性能的控制、精度良高的終點檢測。例如,在頂環31A在研磨台30A上移動(擺動)而進行研磨的情況下,利用TCM檢測由頂環31A的位置的變化導致的研磨台30A的扭矩變動。由此,在頂環31A位於研磨台30A的中心部時,在頂環31A移動到研磨台30A的一方的端部時,根據頂環31A移動到研磨台30A的另一方的端部時的扭矩變動,能夠發現頂環31A向試樣的按壓不同的主要原因。若發現主要原因,則使向試樣的按壓均勻化,因此,能夠進行對頂環31A的表面的按壓進行調節等的反饋。
作為由頂環31A的位置的變化導致的研磨台30A的扭矩變動的主要原因,可認為如下原因:由於頂環31A和研磨台30A的水平度的偏離、試樣面和研磨墊10的表面的水平度的偏離、或、研磨墊10的磨損度的差異,在頂環31A位於中心部時,頂環31A位於偏離中心部的位置時的摩擦力不同等。
此外,在半導體晶圓16的膜的研磨終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混雜狀態的情況下,僅憑一個檢測方式難以進行準確的終點檢測,因此,根據檢測臂扭矩變動的方式和光學式檢測方法、或者、檢測臂扭矩變動的方式和檢測渦電流的方式、或者、3種全部的信號檢測對終點狀態進行判定,而使研磨在最佳的時間點結束。在混雜狀態下,對於扭矩變動檢測、光學式和對檢測渦電流進行檢測的方式中任一者,測定信號都較弱,因此,測定精度降低。不過,通過使用通過3種以上的測定方法獲得的信號來進行判定,能夠判定最佳的終點位置。例如,使用了通過3種以上的測定方法獲得的信號的判定是在均為終點這樣的結果出來時判斷為其是終點。
若列舉它們的組合,則如下所示。
i.臂扭矩檢測+台扭矩檢測
ii.臂扭矩檢測+光學式檢測
iii.臂扭矩檢測+渦電流檢測
iv.臂扭矩檢測+由微波傳感器進行的光學式檢測
v.臂扭矩檢測+光學式檢測+台扭矩檢測
vi.臂扭矩檢測+光學式檢測+渦電流檢測
vii.臂扭矩檢測+光學式檢測+由微波傳感器進行的光學式檢測
viii.臂扭矩檢測+渦電流檢測+台扭矩檢測
ix.臂扭矩檢測+渦電流檢測+由微波傳感器進行的光學式檢測
x.臂扭矩檢測+台扭矩檢測+由微波傳感器進行的光學式檢測
xi.此外,也包括與臂扭矩檢測組合的任何傳感器的組合。
將終點部的膜構造處於金屬和絕緣膜的混雜狀態的情況的例子表示在圖32、33、34中。在以下的例子中,作為金屬,是Cu、Al、W、Co等金屬,絕緣膜是SiO2、SiN、玻璃材(SOG(Spin-on Glass:旋轉塗布玻璃)、BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass:硼磷矽玻璃)等)、Lowk材料(低介電常數材料)、樹脂材料、其他絕緣材料。SiO2、SOG、BPSG等通過CVD或塗敷製造。圖32的(a)、圖32的(b)是研磨絕緣膜的例子。圖32的(a)表示研磨前的狀態,圖32的(b)表示研磨後的狀態。膜732是矽。在膜732之上形成有膜734,該膜734係SiO2(熱氧化膜)、SiN等絕緣膜。在膜734之上形成有膜736,該膜736係基於成膜的氧化膜(SiO2)、玻璃材(SOG、BPSG)等絕緣膜。膜736被研磨到圖32的(b)所示的狀態。
膜736通過光學式檢測來測定膜厚。膜736與膜734的交界758、膜734與膜732的交界對光的反射敏感。因而,期望的是光學式檢測。另外,在膜736和膜734的材質不同時,存在研磨時的摩擦的變化較大的情況。此時,較佳為光學式檢測+扭矩檢測。
圖33的(a)、圖33的(b)是研磨金屬膜的例子。圖33的(a)表示研磨前的狀態,圖33的(b)表示研磨後的狀態。埋入部737是STI。在膜734之上形成有與膜736同樣的膜738。在膜734之上形成有柵極740。在膜734之下形成有作為汲極或源極的擴散層744。擴散層744與導通孔、插銷等縱配線742連接。柵極740與未圖示的縱配線742連接。縱配線742在膜738內貫通。在膜738之上形成有金屬膜746。縱配線742和金屬膜746是相同的金屬。金屬膜746被研磨到圖33的(b)所示的狀態。此外,在圖33中,形成有柵極740、擴散層744,但也可以形成有其他電路要素。
金屬膜746是金屬膜,因此,利用金屬膜急劇地減少時的、金屬膜746內的渦電流的波形變化較大這樣的情況而檢測渦電流。另外,也能夠將利用金屬膜從金屬膜的反射量較大的狀態起減少、反射量急劇地變化的情況的光學式檢測與渦電流檢測同時使用。膜738是絕緣膜,因此,通過光學式檢測測定膜厚。
圖34的(a)、圖34的(b)是研磨金屬膜的例子。圖34的(a)表示研磨前的狀態,圖34的(b)表示研磨後的狀態。埋入部737是STI。在膜734之上形成有膜738。在膜734之上形成有柵極740。在膜734之下形成有作為汲極或源極的擴散層744。擴散層744與導通孔、插銷等縱配線742連接。柵極740與未圖示的縱配線742連接。縱配線742在膜738內貫通。在縱配線742之上形成有金屬的橫配線750。金屬膜748和橫配線750是相同的金屬。金屬膜748被研磨到圖34的(b)所示的狀態。
金屬膜748是金屬膜,因此,使用渦電流傳感器來檢測渦電流。絕緣膜738是絕緣膜,因此,通過光學式檢測測定膜厚。此外,圖32以後所示的實施方式能夠應用於圖1~圖31的實施方式的全部。
接著,利用圖35對作為圖16的變形例的實施方式進行說明。在本方式中,擺動臂110由多個臂構成。在圖35中,由例如臂752和臂754構成。臂752安裝於擺動軸馬達14,頂環31A安裝於臂754。在臂752與臂754的接合部處,檢測擺動臂的扭矩變動而進行終點檢測。
在圖35的實施方式的情況下,能夠解決以下的問題。在圖16的情況下,存在如下問題:在終點檢測中,由於後述的間隙振動等的影響,終點檢測精度降低。在圖35的實施方式的情況下,能夠降低間隙振動等的影響,因此,能夠解決該問題。
在臂752與臂754的接合部756配置有檢測擺動臂的扭矩變動的扭矩傳感器。扭矩傳感器具有負荷傳感器706、應變儀。在接合部756處,臂752和臂754通過金屬配件710而相互固定。臂752能夠通過擺動軸馬達14而擺動。在測定前述的由擺動馬達電流的變動導致的扭矩變化時,存在較佳為使擺動動作暫且停止、而測定扭矩變化的情況。其原因在於,有時隨著擺動動作而擺動馬達的馬達電流的噪聲增加。
在本方式的情況下,在產生了由圖32的(a)的交界758那樣的膜質變化的部分的摩擦變動導致的研磨扭矩的變動的情況下,能夠由接合部756的扭矩傳感器進行交界758的檢測。研磨扭矩的變動的檢測也能夠通過擺動軸馬達14的電流變動的檢測來進行。與基於電流變動的扭矩變動檢測相比,由接合部756的扭矩傳感器進行的扭矩變動檢測具有以下優點。
基於電流變動的檢測的扭矩變動檢測存在由擺動軸馬達14的旋轉動作(搖擺)導致的誤差、例如、由擺動軸馬達14導致的擺動臂110的間隙振動等的影響。間隙振動是指在擺動臂110的相對於擺動軸馬達14的安裝部存在少許的晃動,因此,是在擺動軸馬達14的旋轉動作時起因於晃動而產生的振動。在由接合部756的扭矩傳感器進行的扭矩變動檢測中,在接合部756沒有間隙振動,能夠檢測與研磨部的摩擦變化相對應的扭矩變動。因此,能夠進行更高精度的終點檢測。為了降低間隙振動,需要使擺動臂110的搖擺停止。不過,在由接合部756的扭矩傳感器進行的扭矩變動檢測中,即使不使擺動臂110的搖擺停止,也能夠進行高精度的終點檢測。
本方式也能夠應用於頂環31A存在多個的情況、轉盤(carousel)方式。若進行LSI的層疊膜的薄膜化、功能元件的微細化,則為了維持性能穩定化和成品率,與以往相比較,需要更高的精度地進行研磨終點。作為能夠滿足這樣的要求的技術,本方式是有效的。
接著,利用圖36說明由控制部65進行的基板處理裝置整體的控制。作為主控制器的控制部65具有CPU、存儲器、記錄媒體、以及記錄於記錄媒體的軟體等。控制部65進行基板處理裝置整體的監視/控制,進行用於此的信號的交接、資訊紀錄、運算。控制部65主要在其與單元控制器760之間進行信號的交接。單元控制器760也具有CPU、存儲器、記錄媒體、以及記錄於記錄媒體的軟體等。在圖36的情況下,控制部65內置作為對表示研磨的結束的研磨終點進行檢測的終點檢測單元、對研磨單元的研磨進行控制的控制單元發揮功能的程式。此外,單元控制器760也可以內置該程式的一部分或全部。程式能夠更新。此外,程式也可以是不能更新的。
根據利用圖36~圖38進行說明的實施方式,能夠解決以下的問題。作為迄今為止的典型的研磨裝置的控制方式的問題,存在以下的點。對於終點檢測,在進行對象物的研磨之前進行多個測試,根據所獲得的數據求出研磨條件、終點判定條件,而進行作為研磨條件的處理程式(recipe)生成。也有時使用了局部信號分析,但針對半導體晶圓構造使用一個傳感器信號來進行判斷終點檢測的處理。其中無法針對如下那樣的要求獲得充分的精度。為了提高所製作的器件、晶片的成品率,在器件、晶片的製作中進一步需要高精度的終點檢測、將批次間、晶片間的偏差抑制得較小。為了實現它,通過使用應用有處於圖36以後的實施例的進行終點檢測的系統,能夠進行更高精度的終點檢測,能夠使成品率提高、晶片間的研磨量偏差減少。
尤其是,能夠實現高速通信處理系統等,該高速通信處理系統實現:高速的數據處理;許多種類且許多傳感器的信號處理;將這些信號標準化後的數據;根據數據而生成利用了人工智慧(Artificial Intelligence;AI)的學習和終點檢測的判定所使用的數據組;基於判定例的累積所進行的學習,該判定例的累積基於所生成的數據組而得到;學習效果的精度提高;通過所學習的判定功能判斷並更新後的研磨參數;將該研磨參數反映在高速的控制系統。這些能夠應用於圖35以前所示的全部的實施例。
單元控制器760進行搭載於基板處理裝置的單元762(一個或者多個)的控制。單元控制器760按照各單元762在本實施方式中設置。作為單元762,存在卸載部62、研磨部63、清洗部64等。單元控制器760進行單元762的動作控制、與監視用傳感器之間的信號交接、控制信號的交接、高速的信號處理等。單元控制器760由FPGA(field-programmable gate array:現場可程式化閘陣列)、ASIC(application specific integrated circuit:特定用途積體電路)等構成。
單元762利用來自單元控制器760的信號進行動作。另外,單元762從傳感器接收傳感器信號,向單元控制器760發送。傳感器信號也從單元控制器760進一步向控制部65發送。傳感器信號被控制部65或單元控制器760處理(包含運算處理),用於下一個動作的信號被從單元控制器760發送來。按照該用於下一個動作的信號,單元762進行動作。例如、單元控制器760通過擺動軸馬達14的電流變化來檢測擺動臂110的扭矩變動。單元控制器760將檢測結果向控制部65發送。控制部65進行終點檢測。
作為軟體,例如存在以下軟體。軟體利用記錄於控制設備(控制部65或單元控制器760)內的數據求出研磨墊10的種類和漿料供給量。接著,軟體確定能夠使用到研磨墊10的維護時期或維護時期的研磨墊10,對漿料供給量進行運算,並將這些輸出。軟體也可以是在使基板處理裝置764出廠後能夠安裝於基板處理裝置764的軟體。
控制部65、單元控制器760、單元762之間的通信可以是有線、無線任一方式。能夠使用與基板處理裝置764的外部之間經由網際網路的通信、其他通信單元(由專用線路進行的高速通信)。關於數據的通信,能夠通過雲端合作利用雲端、利用智慧手機合作在基板處理裝置中進行經由智慧手機的數據的交換等。通過這些,能夠將基板處理裝置的運轉狀況、基板處理的設定資訊與基板處理裝置的外部進行交換。作為通信設備,也可以在傳感器間形成通信網路而利用該通信網路。
也能夠使用上述的控制功能、通信功能來進行基板處理裝置的自動化運轉。為了自動化運轉,能夠進行基板處理裝置的控制圖案的標準化、研磨終點的判斷中的閾值的利用。
能夠進行基板處理裝置的異常/壽命的預測/判斷/顯示。另外,也能夠進行用於性能穩定化的控制。
將基板處理裝置的運轉時的各種數據、研磨數據(膜厚、研磨的終點)的特徵量自動地抽出,而能夠自動學習運轉狀態、研磨狀態,進行控制圖案的自動標準化,進行異常/壽命的預測/判斷/顯示。
在通信方式、設備介面等中,進行例如格式等的標準化,用於裝置/設備相互的資訊通信,能夠進行裝置/設備的管理。
接著,對如下實施方式進行說明:在基板處理裝置764中,利用傳感器從半導體晶圓16取得資訊,經由網際網路等通信單元,而將數據累積於設置有基板處理裝置的工廠內/工廠外所設置的數據處理裝置(雲端等),對累積於雲端等的數據進行分析,根據分析結果對基板處理裝置進行控制。圖37表示該實施方式的結構。
1.作為利用傳感器從半導體晶圓16取得的資訊,能夠存在以下資訊。
・與擺動軸馬達14的扭矩變動有關的測定信號或測定數據
・SOPM(光學式傳感器)的測定信號或測定數據
・渦電流傳感器的測定信號或測定數據
・上述的一個或多個组合的測定信號或測定數據
2.作為網際網路等通信單元的功能和構成,能夠存在以下功能和構成。
・將包含上述的測定信號或測定數據的信號或數據向與網路766連接起來的數據處理裝置768傳輸。
・網路766是網際網路或高速通信等通信單元為佳。例如,能夠是以基板處理裝置、閘道器、網際網路、雲端、網際網路、數據處理裝置這樣的順序連接起來的網路766。作為高速通信,存在高速光通信、高速無線通信等。另外,作為高速無線通信,可考慮Wi-Fi(註冊商標)、Bluetooth(註冊商標)、Wi-Max(註冊商標)、3G、LTE等。除此以外的高速無線通信也能夠應用。此外,也能夠將雲端設為數據處理裝置。
・在數據處理裝置768設置於工廠內的情況下,能夠對來自位於工廠內的1台或者多個基板處理裝置的信號進行處理。
・在數據處理裝置768設置於工廠外的情況下,能夠將來自位於工廠內的1台或者多個基板處理裝置的信號向工廠外部傳遞,並進行處理。此時能夠進行與設置到國內或外國的數據處理裝置之間的連接。
3.關於數據處理裝置768對累積於雲端等的數據進行分析、根據分析結果對基板處理裝置764進行控制的內容,能夠如以下這樣進行。
・在測定信號或測定數據被處理了之後,能夠作為控制信號或控制數據向基板處理裝置764傳遞。
・接收到數據的基板處理裝置764基於該數據將與研磨處理有關的研磨參數更新而進行研磨動作,另外,在來自數據處理裝置768的數據為表示终點被檢測到的信號/數據的情況下,判斷為终點被檢測到,而使研磨结束。作為研磨參數,存在(1)針對半導體晶圓16的四個區域、即、中央部、內側中間部、外側中間部、以及周緣部的按壓力;(2)研磨時間;(3)研磨台30A、頂環31A的轉速;(4)用於研磨終點的判定的閾值等。
接著,利用圖38對另一實施方式進行說明。圖38是表示圖37的實施方式的變形例的圖。本實施方式是按照基板處理裝置、中間處理裝置、網路766、數據處理裝置這樣的順序連接起來的結構。中間處理裝置例如由FPGA、ASIC構成,具有過濾功能、運算功能、數據加工功能、數據組生成功能等。
根據如何使用網際網路和高速光通信,分成以下的三個情形。存在(1)基板處理裝置與中間處理裝置之間是網際網路、網路766是網際網路的情況,(2)基板處理裝置與中間處理裝置之間是高速光通信、網路766是高速光通信的情況,(3)基板處理裝置與中間處理裝置之間是高速光通信、從中間處理裝置起外側是網際網路的情況。
(1)的情況:整體系統中的數據通信速度和數據處理速度是網際網路通信速度為佳的情況。數據採樣速度是1ms~1000ms程度,能夠進行多個研磨條件參數的數據通信。在該情況下,中間處理裝置770進行向數據處理裝置768發送的數據組的生成。數據組的詳細情況後述。接收了數據組的數據處理裝置768進行數據處理,例如算出直到終點位置為止的研磨條件參數的變更值並生成研磨程序的工序計劃,經由網路766返回中間處理裝置770。中間處理裝置770將研磨條件參數的變更值和需要的控制信號向基板處理裝置764發送。
(2)的情況:基板處理裝置與中間處理裝置之間、中間處理裝置與數據處理裝置之間的傳感器信號、狀態管理設備間的通信是高速通信。在高速通信中,能夠以通信速度1Gbps~1000Gbps進行通信。在高速通信中,數據/數據組/指令/控制信號等能夠通信。在該情況下,利用中間處理裝置770進行數據組的生成,將該數據組向數據處理裝置768發送。中間處理裝置770抽出數據處理裝置768中的處理所需要的數據而進行加工,生成為數據組。例如,抽出終點檢測用的多個傳感器信號而生成為數據組。
中間處理裝置770將所生成的數據組以高速通信向數據處理裝置768發送。數據處理裝置768基於數據組進行直到研磨終點為止的參數變更值的算出/工序計劃生成。數據處理裝置768接收來自多個基板處理裝置764的數據組,進行針對各裝置的、下一步驟的參數更新值的算出和工序計劃生成,將所更新的數據組向中間處理裝置770發送。中間處理裝置770基於所更新的數據組將所更新的數據組轉換成控制信號,而以高速通信向基板處理裝置764的控制部65發送。基板處理裝置764根據所更新的控制信號實施研磨,進行精度良好的終點檢測。
(3)的情況:中間處理裝置770利用高速通信接收基板處理裝置764的多個傳感器信號。在高速光通信中,可進行通信速度1Gbps~1000Gbps的通信。在該情況下,在基板處理裝置764、傳感器、控制部65與中間處理裝置770之間能夠進行基於高速通信的線上(online)的研磨條件的控制。數據的處理順序是例如、傳感器信號接收(從基板處理裝置764向中間處理裝置770)、數據組生成、數據處理、參數更新值算出、更新參數信號的發送、由控制部65進行的研磨控制、更新後的終點檢測這樣的順序。
此時,中間處理裝置770在高速通信的中間處理裝置770中進行高速的終點檢測控制。從中間處理裝置770將狀態信號向數據處理裝置768定期地發送,利用數據處理裝置768進行控制狀態的監控處理。數據處理裝置768接收來自多個基板處理裝置764的狀態信號,針對各基板處理裝置764進行下一程序工序的計劃生成。將基於計劃的程序工序的計劃信號向各基板處理裝置764發送,在各基板處理裝置764中,相互獨立地進行研磨程序的準備/研磨程序的實施。如此以高速通信的中間處理裝置770進行高速的終點檢測控制,以數據處理裝置768進行多個基板處理裝置764的狀態管理。
接著,對數據組的例子進行說明。能夠將傳感器信號和需要的控制參數設成數據組。數據組能夠包含頂環31A向半導體晶圓16的按壓/擺動軸馬達14的電流/研磨台30A的馬達電流/光學式傳感器的測定信號/渦電流傳感器的測定信號/研磨墊10上的頂環31A的位置/漿料和藥液的流量/種類、它們的相關算出數據等。
上述的種類的數據組能夠使用並行地發送一維數據的發送系統、連續地發送一維數據的發送系統來進行發送。作為數據組,能夠將上述一維數據加工成二維數據而設為數據組。例如,若將X軸設為時間、Y軸設為許多個數據列,則同時刻的多個參數數據被加工處理成一個數據組。二維數據是視作二維的圖像數據那樣的數據來處理。由於設為二維數據的轉送,因此,其優點在於,通過比一維數據的轉送少的配線能夠作為與時間相關聯的數據進行交接、且能夠處理。具體而言,若將一維數據直接設為1信號1線,則需要許多配線,但在二維數據的轉送的情況下,能夠利用1根線發送多個信號。另外,若使用多根線,則與接收所發送的數據的數據處理裝置768之間的介面變得複雜,數據處理裝置768中的數據重新建構變得複雜。
另外,若存在這樣的與時間相關聯的二維數據組,則以前進行的標準的研磨條件下的研磨時的數據組與當前所進行的標準的研磨條件的數據組的比較變得容易。另外,能夠利用差分處理等方式容易地知曉二維數據彼此的不同點。容易抽出存在差異的部分而檢測出有異常發生的傳感器、參數信號。另外,進行以前的標準的研磨條件與當前的研磨中的數據組的比較,基於與周圍之間的差分不同的部位的參數信號的抽出來偵測異常也變得容易。
圖39是表示傳感器的另一概略結構例(方式12~15所記載的實施方式例)的圖,該圖39的(a)是俯視圖,該圖39的(b)是側剖視圖。如圖示那樣,以連結供液孔1042的中心和排液孔1046的中心的線段的中點處於比貫通孔1041的中心點靠研磨台30A的移動方向(箭頭D方向)的前方的方式配設供液孔1042和排液孔1046(沿著研磨台30A的移動方向按照排液孔1046、供液孔1042的順序配設),並且,以貫通孔1041的下端面外周包圍供液孔1042和排液孔1046的上端面的方式截面呈概略橢圓狀。通過如此設置,從供液孔1042向貫通孔1041內供給的透明液Q的流動成為與半導體晶圓16的被研磨面16a垂直地行進的流動。另外,通過將貫通孔1041的截面設為概略橢圓狀,能夠使貫通孔1041的面積最小化而降低對研磨特性的影響。
此外,照射光用光纖1043和反射光用光纖1044以其中心線與供液孔1042的中心線平行的方式配置於該供液孔1042內。此外,也可以設為一根照射/反射光用光纖來替換照射光用光纖1043和反射光用光纖1044。
接著,基於附圖說明方式16~17的實施方式例。圖40是表示本發明的實施方式例的概略結構的圖。在圖40中,噴水用噴嘴1005使圓柱狀的水流向在表面形成有薄膜1002的半導體晶圓16的處理面1002a噴出而且與該處理面1002a抵接。在該噴水用噴嘴1005內以插入的方式配置有照射用光纖1007和受光用光纖1008的頂端部。
在上述結構中,將加壓水流1006向噴水用噴嘴1005供給,從其頂端使較細的圓柱狀的水流1004與半導體晶圓16的處理面1002a的規定的位置抵接,形成測定點1003。在該狀態下,從測定運算部1009經由照射用光纖1007向水流1004內發送光,使該光經由該水流1004而向半導體晶圓16的測定點1003內的研磨面照射。在裝置結構上較佳為此時的水流1004中的光軸與該研磨面大致垂直。但是,由於情況的不同,只要是受光用光纖1008能夠對來自照射用光纖的光的來自該研磨面的反射光進行受光的位置關係,就也可以設為光軸在水流1004中相對於該研磨面傾斜的結構。
由處理面(研磨面)1002a反射來的反射光被經由水流1004和受光用光纖1008向測定運算部1009引導。在該測定運算部1009中根據反射光來測定薄膜1002的膜厚。此時噴水用噴嘴1005的內表面實施鏡面加工,設法以便效率良好地將照射/反射光向照射用/受光用光纖1007、1008引導。
另外,有時,存在水滴積存於薄膜1002和水流1004相接的部分的情況,導致測定點1003紊亂。因此,如圖41所示,進行如下研究為佳:設置從噴水用噴嘴1005向薄膜1002的測定點1003延伸的捲繞成螺旋狀的排水用構件1138,來去除水滴。另外,在將水流1004相對於半導體晶圓傾斜的情況下、以及在將水流1004向上方向、下方向供給的機構中,也可以適當組合將水滴去除的構件。此外,如在圖41中所示那樣,作為排水用構件,可考慮具有彈簧那樣的形狀的構造、利用水的表面張力的構件、或者雖未圖示但由設置成包圍噴水用噴嘴1005的吸引噴嘴構成的排水用構件等。
圖42和圖43是在利用半導體晶圓16與研磨墊10的相對運動來對半導體晶圓16的研磨面進行研磨的研磨裝置中表示即時(real time)檢測研磨中的膜厚的情況的結構例的圖。圖42是局部截面側視圖,圖43是圖42的Y-Y向視圖。
噴水用噴嘴1005是與圖40和圖41同樣的噴嘴,在該噴水用噴嘴1005連接有加壓水流管1136,從噴水用噴嘴1005噴出來的水流1004的水被接水皿1135接住,並通過排水管1137排出。該接水皿1135的上端在研磨墊10的上表面開口,從噴水用噴嘴1005噴出的水流1004在半導體晶圓16的研磨面以與圖40和圖41相同的方式形成測定點1003。此外,在圖中,為了使噴水用噴嘴1005通俗易懂,描繪得較大,但實際上,為了構築微小的點,噴水用噴嘴1005的直徑較小(0.4mm~0.7mm)。
與圖40和圖41的情況同樣,在噴水用噴嘴1005內插入有照射用光纖1007和受光用光纖1008的頂端部,經由水流1004而向該水流1004所抵接的研磨面的測定點1003內投光,該水流1004從測定運算部1009經由照射用光纖1007向噴水用噴嘴1005內引導,從該噴水用噴嘴1005噴出。然後,由該研磨面反射來的反射光被經由水流1004和受光用光纖1008向測定運算部9引導。
方式18是一種被研磨物處理裝置,其特徵在於,該被研磨物處理裝置具有:多個處理區域,將實施了遮光處理的多個處理單元上下配置而收納於該多個處理區域的內部;和輸送區域,在內部收納輸送機,該輸送區域設置於處理區域之間,處理區域與輸送區域之間利用遮光壁進行遮光,輸送區域的前面利用維護用門進行遮光,以遮光狀態將處理單元與遮光壁連結起來。
如此對處理單元實施遮光處理,而且利用遮光壁對在內部配置處理單元的處理區域與輸送區域之間進行遮光,利用維護用門對輸送區域的前面進行遮光,從而在將處理單元的維護用門打開了的狀態下,防止來自外部的光向輸送區域內的進入,而且,在維護上下配置的處理單元的、例如上層的處理單元的情況下,也能夠進行由下層的處理單元進行的遮光狀態下的被研磨物的處理。由此,在一部分處理單元的維護中,不使裝置停止,也可進行由該處理單元以外的其他處理單元進行的被研磨物處理。
方式19是方式18所記載的裝置,其特徵在於,在處理單元設置有具有開閉自如的開閉器的被研磨物插入口,在遮光壁設置有圍繞在被研磨物插入口的周圍的遮光膜,在由遮光壁的遮光膜圍成的區域內設置有開口部。
由此,在使處理單元的開閉器打開了的狀態下,維持處理單元和輸送區域內的遮光狀態,同時進行被研磨物的轉交,通過使處理單元的開閉器關閉,在例如維護時等,能夠防止來自外部的光經由遮光壁的開口部進入輸送區域內。
方式20是方式18或19所記載的被研磨物處理裝置,其特徵在於,處理區域是清洗區域,被研磨物的處理是被研磨物的清洗。
根據方式18~20,防止由光向被研磨物的被處理面的照射而導致的銅配線等的光腐蝕,而且在裝置內的一部分處理單元的維護中,雖然也暫時地減少被研磨物的處理張數,但能夠進行防止了由光的照射導致的銅配線等的光腐蝕的被研磨物的處理。
方式18~20還能夠具有以下的特徵。(1)一種裝置,其使半導體材料(即、基板)中的金屬特徵間的電解減少,該裝置包括密閉機構,該密閉機構用於消除半導體材料向具有半導體材料的帶隙能量以上的能量的光的暴露。
(2)根據上述(1)所記載的裝置,其中,所述密閉機構配置於從由化學機械研磨裝置和刷子清洗裝置構成的群組中選擇的半導體加工工具的周圍。
(3)根據上述(2)所記載的裝置,其中,還包括能夠產生具有比帶隙能量低的能量的光的光源。
(4)根據上述(3)所記載的裝置,其中,還包括具有能夠檢測具有比帶隙能量低的能量的光的程序監視用攝像機/照相機。
(5)根據上述(4)所記載的裝置,其中,所述半導體材料是矽系,所述密閉機構將具有約1.1μm以下的波長的光排除,所述光源產生具有超過約1.1μm的波長的光,所述攝像機/照相機檢測該光。也可以是,恰當地使用具有例如該範圍的波長的光、例如紅外光,來對所述記載的研磨裝置中的矽系被研磨物的研磨處理的終點進行檢測。
(6)根據上述(4)所記載的裝置,其中,所述半導體材料是鎵砷系,所述密閉機構將具有約0.9μm以下的波長的光排除,所述光源產生具有超過約0.9μm的波長的光,所述攝像機/照相機檢測該光。也可以是,恰當地使用例如具有該範圍的波長的光、例如紅外光,來對所述記載的研磨裝置中的鎵砷系被研磨物的研磨處理中的終點進行檢測。
(7)一種裝置,其使半導體材料中的金屬特徵間的電解減少,包括能夠使至少一個電解抑制劑與半導體材料中的金屬特徵結合的半導體加工工具。
(8)根據上述(7)所記載的裝置,其中,所述半導體材料是矽系,所述密閉機構將具有約1.1μm以下的波長的光排除,所述光源產生具有超過約1.1μm的波長的光,所述攝像機/照相機對該光進行檢測。也可以是,恰當地使用例如、具有該範圍的波長的光、例如紅外光,來對所述記載的研磨裝置中的矽系被研磨物的研磨處理的終點進行檢測。
在構成積體電路的材料等的結晶性固體中,原子軌道事實上結合(combine)而成為「結晶」軌道或電子能量/能階的連續「帶」。最高的佔用帶被稱為價帶,最低的空帶被稱為導帶。將一個電子從價帶的最高點激發至導帶的最低點所需要的能量被稱為帶隙能量(Eg)。對於矽,在室溫時Eg=1.12eV,對於鎵砷,在室溫時Eg=1.42eV。已知的是,矽等半導體材料呈現光導電性,其中,光照射提供足夠的能量以將電子激發至導帶而使半導體的導電性增大。光能量藉由式E=hν或E=hc/λ與頻率或波長建立關係,在式中,h是普朗克常數,c是光的速度,ν是頻率,λ是波長。在室溫下的大部分的矽系半導體中,達成光導電性所需要的光能量必須達到約1.12eV,即、必須具有約1.1μm以下的波長。對於鎵砷半導體,光導電性需要約0.9μm以下的波長。對於其他半導體,Eg可從一般的參照文獻容易地獲得,波長能夠使用上述的式計算。以下的說明聚焦於矽系半導體元件來進行,但本發明也能夠同樣地應用於由鎵砷等其他半導體材料製成的元件,這是本領域技術人員能夠理解的。
在上述所論述的光導電性成為圖44所示的PN接面300在的光電效果的基礎。n型半導體320是向矽導帶給予電子而生成多餘的負的電荷載體的、以磷、砷等施體雜質進行摻雜後而得到的矽。因而,n型半導體320中的許多電荷載體是帶負電的粒子。p型半導體310是從矽的價帶接收電子而生成多餘的電洞或正的電荷載體的、以硼等受體雜質摻雜後而得到的矽。因而,p型半導體310中的許多電荷載體是帶正電的電洞。當PN接面300被具有充分的能量的光350的光子照射時,電子在p型310和n型320半導體這兩者被從價帶向導帶激發,電洞殘留。這樣在n型的半導體320中生成的追加的正的電荷載體向許多電荷載體為正(電洞)的接面300的p型310側移動。另外,這樣在p型半導體310中生成的追加的負的電荷載體向許多電荷載體為負(電子)的接面300的n型320側移動。該電荷載體的移動產生光電效果,產生與電池類似的電流源。
當將作為電流源發揮作用的PN接面與暴露到電解質230的相互連接330、340等金屬導體連接時,則電解所需要的要素全部齊備,只要電位充分,就引起陽極金屬成分的溶解。由光電壓產生的圖44的電化學溶解與電化學溶解類似。陽極330處的氧化反應生成電子,該電子經由溶解到電解質230中的游離的陽離子250、和內部連接而向電流源(PN接面300)流動,到達陰極340。該氧化反應引起電解的最顯眼的標識、即陽極330的溶解或起伏,但也必須引起還原反應。陰極處的還原反應使電子與電解質230中的反應物260結合,而生成被還原而成的反應生成物。要關注的是,根據與PN接面的p側和n側中哪一側連接,金屬導體的某處成為陰極,某處成為陽極。
根據電化學溶解的消除或減少的本發明的較佳的實施方式,能夠提供使全域配線、相互連接、接點和其他金屬特徵的電化學溶解消除或削減的方法和裝置。該較佳的實施方式使PN接面不會暴露於能夠引起光電效果的光,或阻止由光電效果誘發的氧化或還原或者這兩者,或者通過進行該兩者來使溶解減少。
此外,作為頂環,和頂環的驅動部的保持方式,除了將它們保持於擺動臂(懸臂)的端部的已述的方式以外,還存在將多個頂環和驅動各頂環的多個驅動部保持於一個轉盤的方式。在將本發明的一實施方式應用到轉盤的情況下,也能夠提供減少電流傳感器的計量結果在多個研磨裝置間的差異的研磨裝置。這些頂環和驅動部構成組(研磨裝置),該組能夠在一個轉盤設置多個組。對於多個驅動部(頂環用馬達114)的馬達電流的電流值,通過應用已述的實施方式,能夠實現減少電流傳感器的計量結果在多個組的研磨裝置間的差異的研磨裝置。
利用圖45對轉盤進行說明。轉盤能夠繞旋轉軸704旋轉,頂環用馬達114安裝於轉盤702。圖45是表示由轉盤702支承的多頭型的頂環31A和頂環用馬達114與研磨台30A之間的關係的概略側視圖。如圖45所示,在一個研磨台30A設置有多個頂環單元。也可以是,在轉盤設置有一個頂環,台是一個以上。也可以是,在轉盤設置有多個頂環,存在多個台。在該情況下,既可以在一個台具有一個頂環,也可以在一個台具有多個頂環。也可以是,轉盤進行旋轉等移動,頂環在下一階段向別的台移動,並進行研磨。
轉盤702能夠旋轉。在轉盤702的中心部附近設置有旋轉機構。轉盤702由支柱(未圖示)支承。轉盤702支承於安裝到支柱的馬達(未圖示)的旋轉主軸。因而,轉盤702能夠通過旋轉主軸的旋轉而以垂直的旋轉軸芯704為中心進行旋轉。此外,作為與轉盤方式類似的方式,也可以使用例如圓形狀的軌道來替代轉盤。在軌道上設置多個驅動部(頂環用馬達114)。此時,能夠使驅動部在軌道上移動。
作為本發明的一實施方式,也可以是,研磨裝置是用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨的研磨裝置,該被研磨物與研磨墊相對地配置,其中,該研磨裝置具有:研磨台,其用於保持研磨墊;第一電動馬達,其用於旋轉驅動研磨台;保持部,其用於保持被研磨物,並且向研磨墊按壓被研磨物;膜厚傳感器(例如,圖7所示那樣的光學式傳感器,該光學式傳感器用於向被研磨物照射光,對來自被研磨物的反射光的強度(取決於被研磨物的膜厚的量)進行計量而生成第一輸出),其對取決於被研磨物的膜厚的量進行計量而生成第一輸出;第一處理部,其使用表示反射光的強度與第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據第一輸出來求出與第一輸出相對應的反射光的強度;以及第二處理部,其使用表示由第一處理部獲得的反射光的強度與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由第一處理部獲得的反射光的強度相對應的第二輸出。
在已述的實施方式中,著眼於馬達的電流值取決於面壓而改變的情況,但在渦電流傳感器、光學式傳感器等膜厚傳感器中,著眼於渦電流的大小、反射光的強度等不直接地取決於面壓、而直接地取決於膜厚進行改變的情況。在已述的實施方式中,第一關係式、第二關係式是面壓與馬達的電流值之間的關係式。在本實施方式中,第一關係式、第二關係式是膜厚與渦電流的大小、反射光的強度等之間的關係式。
在本實施方式中,也與已述的實施方式同樣地,例如,能夠將圖16所示的終點檢測部28設為第一處理部和第二處理部。在已述的實施方式中,第一輸出是電流值。在本實施方式中,除了第一輸出是光學式傳感器等膜厚傳感器的輸出這點以外,終點檢測部28的作為第一處理部和第二處理部的動作類似。另外,在本實施方式中,第一關係式和第二關係式是膜厚與渦電流的大小、反射光的強度等膜厚傳感器的輸出之間的關係式。使與已述的實施方式類似地,通過一邊使膜厚變化一邊獲得光學式傳感器等膜厚傳感器的輸出,能夠算出第一關係式和第二關係式。
不過,在已述的實施方式中,說明用於獲得第二關係式的各種方法。作為其中之一,說明了第二關係式y=g(x)能夠設為四個第一關係式y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)、y=f4(x)的平均。雖然與此類似,但在膜厚傳感器是光學式傳感器的情況下,以下說明獲得第二關係式的一個方法。以下,第二關係式y=g(x)設為三個第一關係式y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)的平均。並且,求平均的方法並不是已述那樣的加法平均。
圖46是利用3台不同的研磨單元獲得的光學式傳感器的輸出值840、842、844的例子。輸出值840、842、844分別是與三個第一關係式y=f1(x)、y=f2(x)、y=f3(x)的某一x(膜厚)相對應的光學式傳感器的輸出值。橫軸是波長(μm),縱軸是光學式傳感器的輸出,例如是光的強度(mw)或反射率。這些輸出值840、842、844是特定的一個膜厚時的測定值。作為輸出值840、842、844如此由於研磨單元而不同的理由在於,半導體晶圓16與光學式傳感器之間的位置關係、光學式傳感器的設置方向、研磨台30A與頂環31A之間的平行度、水流的狀態、半導體晶圓16與光學式傳感器之間的距離等可能隨著研磨單元的不同而不同。
與x(膜厚)相對應的三個y例如以下這樣求出。通過對測定了圖46所示的輸出值840、842、844的波長範圍內的規定的波長範圍中的反射光的強度(也被稱為「干涉光譜」。)的峰值(峰或谷)的數量進行計數,來算出膜厚,從而求出與特定的一個x(膜厚)相對應的三個y。此外,除了該方法以外,根據輸出值840、842、844求出膜厚的方法還存在各種可能。
針對多個膜厚,測定這樣的輸出值840、842、844。為了獲得第二關係式所需要的三個輸出值840、842、844的平均例如以下這樣求出。
對於圖47所示的輸出值840,從強度I的峰到谷的波長差設為Δp1,從強度I的谷到峰的波長差設為Δp2,以下同樣地設為Δp3、Δp4、……。另外,與此相對應地,相對於成為基準的強度I0的到峰為止的偏差設為Δv1,到谷為止的偏差設為Δv2,以下同樣地設為Δv3、Δv4、……。對於各Δp1、Δp2、Δp3、Δp4、……、Δv1、Δv2、Δv3、Δv4、……,針對3台不同的研磨單元、即針對輸出值840、842、844求出例如加法平均。在本實施方式中,針對3台不同的研磨單元進行了平均化,但實際上,較佳為針對許多(例如100台)不同的研磨單元進行平均化。根據由平均化而獲得的Δp1、Δp2、Δp3、Δp4、……、Δv1、Δv2、Δv3、Δv4、……構成的輸出值求出第二關係式。所獲得的第二關係式如已述那樣為了獲得第二輸出而使用。
從渦電流傳感器等膜厚傳感器所獲得的第二關係式能夠針對在以相同的研磨條件(相同的研磨處理程式)進行研磨的研磨工序中進行研磨的多個不同的研磨單元而用於膜厚的算出、膜厚變化的預測、研磨終點的檢測等。將相同的第二關係式用於多個不同的研磨單元,因此,在相同的膜厚時,獲得相同的輸出,研磨單元的控制變得容易。其原因在於,在研磨單元的控制中,以往,在相同的膜厚時,在各研磨單元,膜厚傳感器是不同的輸出值,因此,控制用的數值(研磨是否結束的判定值、研磨速度的設定值、異常的判定值等)必須針對每個研磨單元進行調節。根據本實施方式,在研磨單元具有幾百台的情況下等,能夠使用相同的設定值,因此,能夠大幅度改善對研磨單元的控制系統進行設定的成本。
此外,也可以是,有研磨單元輸出相對於所獲得的第二關係式的偏離較大的第一輸出時,該研磨單元可能有異常,因此,該研磨單元將警告信號向使用者發送。
另外,第二關係式能夠按照氧化膜、金屬膜等膜的種類求出而累積作為數據庫。此外,第二關係式也能夠基於與膜厚和第一輸出有關的所累積的數據使AI(人工智慧)進行學習而使AI(人工智慧)進行計算。
以上,對本發明的實施方式的例子進行了說明,但上述的發明的實施方式用於容易理解本發明,並不用於限定本發明。在不脫離其主旨的情況下,本發明能進行變更、改良,並且,在本發明中當然包含其均等物。另外,在能夠解決上述的問題的至少一部分的範圍、或、產生效果的至少一部分的範圍內,申請專利範圍和說明書所記載的各構成要素能夠任意組合、或省略。
10‧‧‧研磨墊
14‧‧‧擺動軸馬達
16‧‧‧半導體晶圓
18‧‧‧驅動器
26‧‧‧臂扭矩檢測部
28‧‧‧終點檢測部
50‧‧‧渦電流傳感器
110‧‧‧擺動臂
760‧‧‧單元控制器
810‧‧‧電流檢測部
圖1是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。
圖2是示意性地表示第一研磨單元的立體圖。
圖3是示意性地表示頂環的構造的剖視圖。
圖4是示意性地表示頂環的另一構造例的剖視圖。
圖5是用於說明使頂環旋轉和擺動的機構的剖視圖。
圖6是示意性地表示研磨台內部構造的剖視圖。
圖7是表示具備光學式傳感器的研磨台的示意圖。
圖8是表示具備微波傳感器的研磨台的示意圖。
圖9是表示修整工具的立體圖。
圖10的(a)是表示噴霧器的立體圖,圖10的(b)是表示臂的下部的示意圖。
圖11的(a)是表示噴霧器的內部構造的側視圖,圖11的(b)是表示噴霧器的俯視圖。
圖12的(a)是表示清洗部的俯視圖,圖12的(b)是表示清洗部的側視圖。
圖13是表示清洗線的一個例子的示意圖。
圖14是表示上側乾燥組件的縱剖視圖。
圖15是表示上側乾燥組件的俯視圖。
圖16是表示本發明的一實施方式的研磨裝置的整體結構的概略圖。
圖17是說明由臂扭矩檢測部26進行的臂扭矩的檢測方法的方塊圖。
圖18是表示擺動軸馬達14的U相、V相、W相中的一個相電流值18b的絕對值的圖。
圖19表示研磨台30A的馬達電流U相、V相、W相中的一個相電流值的絕對值。
圖20是以橫軸為面壓、以縱軸為電流來表示與圖18相同的數據的圖。
圖21是以橫軸為面壓、以縱軸為電流來表示與圖19相同的數據的圖。
圖22表示電流檢測部810所檢測到的U、V、W相輸出的1例。
圖23表示電流檢測部810所檢測到的U、V、W相輸出的1例。
圖24表示臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令26a。
圖25表示臂扭矩檢測部26所檢測到的電流指令26a。
圖26是表示在取得了電流檢測部810所檢測到的U、V、W相輸出的絕對值之後相加而成的結果的1例。
圖27表示四個作為第一關係式的2次近似方程式。
圖28表示所選擇的第二關係式。
圖29按照4台研磨單元表示圖27所示的第一關係式和圖28所示的第二關係式。
圖30是表示具有光學式傳感器的另一實施方式的圖。
圖31是表示具有光學式傳感器的另一實施方式的圖。
圖32是表示終點部的膜構造是金屬與絕緣膜的混雜狀態的情況的例子的圖。
圖33是表示終點部的膜構造是金屬與絕緣膜的混雜狀態的情況的例子的圖。
圖34是表示終點部的膜構造是金屬與絕緣膜的混雜狀態的情況的例子的圖。
圖35是表示作為圖16的變形例的實施方式的圖。
圖36是表示由控制部進行的整體的控制的圖。
圖37是表示另一實施方式的構成的圖。
圖38是表示圖37的實施方式的變形例的圖。
圖39是表示本發明的研磨裝置的傳感器的另一概略結構例的圖,圖39的(a)是俯視圖,圖39的(b)是側剖視圖。
圖40是表示另一實施方式的概略結構例的圖。
圖41是表示另一實施方式的概略結構例的圖。
圖42是表示另一實施方式的研磨裝置的構成例的圖。
圖43是表示圖42的Y-Y向視的圖。
圖44是表示PN連接的例子的剖視圖。
圖45是表示被轉盤支承著的多頭型的頂環與研磨台之間的關係的概略側視圖。
圖46是表示光學式傳感器的輸出值的圖。
圖47是表示根據光學式傳感器的輸出值求出第二關係式的方法的圖。
14‧‧‧擺動軸馬達
18‧‧‧驅動器
18a‧‧‧電流指令
18b‧‧‧電流值
26‧‧‧臂扭矩檢測部
28‧‧‧終點檢測部
36‧‧‧編碼器
36a‧‧‧旋轉角度
38‧‧‧偏差電路
38a‧‧‧偏差
40‧‧‧電流生成電路
42‧‧‧PWM電路
65‧‧‧控制部
65a‧‧‧位置指令
810‧‧‧電流檢測部
810a‧‧‧第一輸出
Claims (12)
- 一種研磨裝置,用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨,所述被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨裝置的特徵在於,具有:研磨台,該研磨台能夠保持所述研磨墊;第一電動馬達,該第一電動馬達能夠旋轉驅動所述研磨台;保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;第二電動馬達,該第二電動馬達能夠旋轉驅動所述保持部;擺動臂,該擺動臂保持所述保持部;第三電動馬達,該第三電動馬達能夠使所述擺動臂繞所述擺動臂上的擺動中心擺動;檢測部,該檢測部能夠檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出;第一處理部,該第一處理部能夠使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓;以及第二處理部,該第二處理部能夠使用表示由所述第一處理部獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理部獲得的所述面壓相對應的第二輸出;所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式;或 所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式;或所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式,所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式。
- 根據申請專利範圍第1項所述的研磨裝置,其中,所述第一關係式是以與所述面壓有關的N次多項式來表示所述第一輸出的式子,所述第二關係式是以與所述面壓有關的N次多項式來表示所述第二輸出的式子,所述N是2以上的整數。
- 根據申請專利範圍第1或2項所述的研磨裝置,其中,所述一個電動馬達具備三相繞組,所述檢測部能夠檢測所述一個電動馬達的三相電流值,並生成所述第一輸出。
- 根據申請專利範圍第2項所述的研磨裝置,其中,所述檢測部能夠將所述一個電動馬達的三相電流值的絕對值的和作為所述第一輸出而生成。
- 根據申請專利範圍第2項所述的研磨裝置,其中,所述檢測部能夠將所述一個電動馬達的三相電流值的絕對值的平方的和作為所述第一輸出而生成。
- 根據申請專利範圍第1、2、4及5項中任一項所述的研磨裝置,其中,該研磨裝置具有終點檢測部,該終點檢測部能夠基於所述第二輸出來檢測表示研磨的結束的研磨終點。
- 一種研磨系統,其特徵在於,該研磨系統具有多個申請專利範圍第1~6項中任一項所述的研磨裝置,所述第二數據是通用於多個所述研磨裝置的數據。
- 一種基板處理裝置,其特徵在於,該基板處理裝置具有多個申請專利範圍第1~6項中任一項所述的研磨裝置,所述第二數據為通用於多個所述研磨裝置的數據,該基板處理裝置具有:清洗裝置,該清洗裝置能夠清洗被多個所述研磨裝置研磨後的多個被研磨物;以及殼體,該殼體用於在內部收容多個所述研磨裝置和所述清洗裝置。
- 一種研磨方法,用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨,所述被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨方法的特徵在於,具有如下內容:通過研磨台來保持所述研磨墊;通過第一電動馬達來旋轉驅動所述研磨台;通過第二電動馬達來旋轉驅動保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;通過擺動臂來保持所述保持部;通過第三電動馬達使所述擺動臂繞所述擺動臂上的擺動中心擺動; 檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出;第一處理,在該第一處理中,使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓;以及第二處理,在該第二處理中,使用表示由所述第一處理獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理獲得的所述面壓相對應的第二輸出;其中,所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式;或所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式;或所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式,所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式。
- 根據申請專利範圍第9項所述的研磨方法,其中,使由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓變化,並檢測所述一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,生成表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的所述第一數據。
- 一種程式,其特徵在於,該程式用於使計算機作為第一處理單元、第二處理單元、以及控制單元發揮功能,該計算機用於控制對被研磨物進行研磨的研磨裝置,該研磨裝置具有:第一電動馬達,該第一電動馬達能夠旋轉驅動研磨台,該研磨台保持研磨墊;第二電動馬達,該第二電動馬達能夠旋轉驅動保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;第三電動馬達,該第三電動馬達使擺動臂能夠繞保持所述保持部的所述擺動臂上的擺動中心擺動;以及檢測部,該檢測部能夠檢測所述第一電動馬達、所述第二電動馬達、以及所述第三電動馬達中的一個電動馬達的電流值、所述一個電動馬達的扭矩指令值、所述一個電動馬達的位置指令、和所述一個電動馬達的速度指令至少其中之一者,並生成第一輸出,所述第一處理單元使用表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的面壓,所述第二處理單元使用表示由所述第一處理單元獲得的所述面壓與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理單元獲得的所述面壓相對應的第二輸出,該控制單元控制由所述研磨裝置進行的研磨,所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式;或 所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式;或所述第一數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第一輸出之間的對應關係的第一關係式,所述第二數據是表示由所述保持部施加於所述被研磨物的面壓與所述第二輸出之間的對應關係的第二關係式。
- 一種研磨裝置,用於在研磨墊與被研磨物之間進行研磨,所述被研磨物與所述研磨墊相對地配置,該研磨裝置的特徵在於,具有:研磨台,該研磨台能夠保持所述研磨墊;第一電動馬達,該第一電動馬達能夠旋轉驅動所述研磨台;保持部,該保持部保持所述被研磨物,並且能夠向所述研磨墊按壓所述被研磨物;膜厚傳感器,該膜厚傳感器能夠對取決於所述被研磨物的膜厚的量進行計量而生成第一輸出,第一處理部,該第一處理部能夠使用表示取決於所述膜厚的所述量與所述第一輸出之間的對應關係的第一數據,根據所述第一輸出來求出與所述第一輸出相對應的所述量;以及第二處理部,該第二處理部能夠使用表示由所述第一處理部獲得的所述量與第二輸出之間的對應關係的第二數據,來求出與由所述第一處理部獲得的所述量相對應的第二輸出。
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