(57)【要約】【課題】  製品ウェハの着工時の研磨装置での研磨レート面内分布を精度良く推定し、また精度良く研磨後膜厚を推定し、そして管理値に対して所定の研磨後膜厚が得られるような研磨条件を決定し、さらに着工の不良を防止するウェハの研磨技術を提供する。【解決手段】  ウェハの研磨方法において、研磨レート面内分布モデルと、研磨過程面内分布モデルとを選定し、既に研磨されたウェハの研磨前／後膜厚面内分布と、研磨条件データと、選定した研磨過程面内分布モデルより、研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定して研磨レート面内分布を求め、求めた研磨レート面内分布と、選定した研磨過程面内分布モデルと、着工対象のウェハの研磨前膜厚より、研磨過程における膜厚を時間経過で推定して、研磨後膜厚面内分布の各位置での膜厚が管理値を満たすような制約の下で研磨条件を決定する。【選択図】  図１４ 
2005317864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨レートのウェハ面内での分布を表現する研磨レート面内分布モデルと、研磨の時間経過を表現するモデルである研磨過程面内分布モデルとを選定する第１のステップと、
既に研磨されたウェハの研磨前／後膜厚面内分布と、研磨条件データと、前記第１のステップで選定した研磨過程面内分布モデルより、研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定して研磨レート面内分布を求める第２のステップと、
前記第２のステップで求めた研磨レート面内分布と、前記第１のステップで選定した研磨過程面内分布モデルと、着工対象のウェハの研磨前膜厚より、研磨過程における膜厚を時間経過で推定して、研磨後膜厚面内分布の各位置での膜厚が管理値を満たすような制約の下で研磨条件を決定する第３のステップとを有し、
ウェハの各計測位置での研磨前膜厚を元に、ウェハの研磨後膜厚が管理値に収まるような研磨条件を決定することを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載のウェハの研磨方法において、
前記第１のステップは、前記研磨レート面内分布モデルと、前記研磨過程面内分布モデルとに加え、研磨前／後の膜厚を表すモデルである研磨前／後膜厚面内分布モデルも選定し、
前記第３のステップは、前記着工対象のウェハの研磨前膜厚より、研磨前膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前膜厚面内分布を求めて、前記研磨レート面内分布モデルと、前記研磨過程面内分布モデルより、研磨過程における膜厚を時間経過で推定して、研磨後膜厚面内分布の各位置での膜厚が管理値を満たすような制約の下で研磨条件を決定することを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項３】
請求項２記載のウェハの研磨方法において、
前記第１のステップは、
着工の対象となるウェハの研磨工程種類、製品の種類もしくは研磨対象となる膜下に存在する配線を形成するために利用されたマスクの識別、検査結果である研磨前の研磨前膜厚データを取得する第１ａのステップと、
着工の対象となるウェハに対して、研磨に利用する装置の装置性能を確認するためのモニタ着工でのテスト用ウェハの研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得するか、もしくは本研磨の前の着工でのウェハの研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得する第１ｂのステップと、
研磨レートのウェハ面内での分布を表現する研磨レート面内分布モデルと、研磨前／後の膜厚を表すモデルである研磨前／後膜厚面内分布モデルと、研磨の時間経過を表現するモデルである研磨過程面内分布モデルとを選定する第１ｃのステップとを含み、
前記第２のステップは、
前記第１ｂのステップで取得したデータより、前記第１ｃのステップで選定した研磨前／後膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前／後膜厚面内分布を求める第２ａのステップと、
前記第２ａのステップで求めた研磨前／後膜厚面内分布と、前記第１ｂのステップで取得したデータと、前記第１ｃのステップで選定した研磨過程面内分布モデルより、前記第１ｃのステップで取得した研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定して研磨レート面内分布を求める第２ｂのステップとを含み、
前記第３のステップは、
本着工におけるウェハの研磨後の膜厚を推定するための研磨後膜厚面内分布モデルに対応する研磨過程面内分布モデルを選定する第３ａのステップと、
前記第１ａのステップで取得したデータより、本着工でのウェハの研磨前膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前膜厚面内分布を求める第３ｂのステップと、
前記第２ｂのステップで求めた研磨レート面内分布と、前記第３ａのステップで選定した研磨過程面内分布モデルと、前記第３ｂのステップで求めた研磨前膜厚面内分布より、研磨過程における膜厚を時間経過で推定して、研磨後膜厚面内分布の各位置での膜厚が管理値を満たすような制約の下で研磨条件を決定する第３ｃのステップとを含むことを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項４】
請求項３記載のウェハの研磨方法において、
前記第１ｃのステップで選択される研磨レート面内分布モデル及び研磨前／後膜厚面内分布モデルを、半径方向についての半径区間における線分、曲線分、もしくはウェハ上の任意部分領域についての平面、曲面として、座標についてのパラメトリックなモデルとし、
前記第２ａのステップは、計測位置座標に対する研磨前／後のデータと半径区間もしくは領域の隣接情報より、半径区間もしくは領域についてのモデルのパラメータを決定し、
前記第２ｂのステップは、研磨前／後の膜厚を推定することで、研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定し、
前記第３ｃのステップは、研磨後膜厚モデル分布に対応する位置における研磨前膜厚と研磨レートを面内分布モデルより推定して、研磨条件を決定することを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項５】
請求項３記載のウェハの研磨方法において、
前記第１ｃのステップで選択される研磨レート面内分布モデルには、装置構成に基づく寸法、装置への設定値、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの種類、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの物質的な特徴とがパラメータとして含まれ、
前記第３ａのステップで選択される研磨過程面内分布モデルには、装置構成に基づく寸法、装置への設定値、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの種類、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの物質的な特徴とがパラメータとして含まれ、
前記第３ｃのステップは、研磨前の膜厚の面内分布を元に、研磨後の膜厚の面内分布が均一となるように、理想的な研磨レートの面内分布及び研磨過程を推定して、研磨レート面内分布と研磨過程面内分布に基づき研磨条件を決定することを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項６】
請求項３記載のウェハの研磨方法において、
前記第３ｃのステップにおける研磨後膜厚の管理値に対する制約は、管理値上限と研磨後膜厚面内分布の推定値の最大との差と、研磨後膜厚面内分布の推定値の最小と管理値下限との差とが等しいという制約であることを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項７】
請求項３記載のウェハの研磨方法において、
前記第１ｃのステップで選定する研磨過程面内分布モデルは、
研磨の前工程であるメタルデポ、ホトリソグラフィー、メタルエッチ、絶縁膜デポのプロセスフローを経て表面に段差を有する膜が形成されている場合、表面段差を研磨することによって決まる膜厚計測位置での研磨前／後膜厚の差で求まる研磨量から、平坦な絶縁膜を同じ時間だけ研磨した場合の研磨量を差し引いた量をパラメータとして持ち、
基準とする研磨レート面内分布に対する研磨条件と膜種によって変動する研磨レートの比率をパラメータとして持つことを特徴とするウェハの研磨方法。
【請求項８】
請求項３記載のウェハの研磨方法において、
過去に着工された複数のウェハについての研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得する第４のステップと、
前記第４のステップで取得した研磨後膜厚データより、直接にウェハ間のバラツキを推定するか、もしくは研磨前膜厚データより推定したウェハ間のバラツキと、研磨条件データと、研磨前膜厚データと、研磨後膜厚データより推定した研磨レートのウェハ着工間のバラツキより、研磨後膜厚のウェハ間のバラツキを推定する第５のステップと、
前記第３のステップで決定した研磨後膜厚の管理値上限値、下限値に対する余裕と、前記第５のステップで推定した研磨後膜厚のウェハ間のバラツキとを比較して、管理値からの逸脱の確率により着工の可否を判定する第６のステップと、
前記第６のステップにおける着工の可否の判定で不可の場合には、各モデルのパラメータを調整するための条件決定のための着工を行う第７のステップとを更に有することを特徴とするウェハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハの研磨技術に関し、特に、半導体のような薄膜製品を構成するウェハを研磨（化学的機械的研磨：ＣＭＰ）する装置のレシピ設定またはレシピ修正における研磨条件の決定方法に適用して有効な技術に関する。具体的には、ウェハを処理する場合の、研磨後膜厚面内分布が管理値に対して余裕を持って収まるようにするためのレシピの決定方法と、また、研磨後膜厚のバラツキと着工対象の各ウェハ面内分布の管理値に対する余裕とを比較することで、少なくとも１枚以上のウェハを同時、一括で処理する場合の着工の可否を判断するウェハの製造方法を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品ウェハを研磨するためには、まずパッド、研磨ヘッド、グリッド（ドレッサ）を取り付けた後で、研磨装置のＱＣを実施して、研磨レートとその均一性などの各種状態量をモニタし、着工に利用してよいかを判定する。製品ウェハを着工する際には、研磨前の膜厚を計測し、もしくは研磨前の膜厚が管理値となっていると仮定し、研磨後膜厚が管理値を満たすように、研磨条件を決定し、製品ウェハの品種と工程（研磨対象の膜の層別に設定される）毎にレシピの各種パラメータを決定して着工を行ってきた。
【０００３】
製品ウェハを複数枚着工すると、処理に利用した研磨装置の状態が、研磨時の負荷により、経時的に変動してしまい、装置のＱＣを実施したときのウェハ面内での研磨レートが変動してしまうため、装置のＱＣでモニタした研磨レートを基準に決めたレシピでは、研磨後の膜厚は管理値を満たさなくなってしまうという問題があった。
【０００４】
さらに、製品ウェハの研磨前膜厚、もしくはウェハの表面形状は、それまでに処理されてきたプロセスフローでの、各種装置の状態や、素子形状／パターンや配線形状／パターンに依存するため、各種の製品ウェハ毎の研磨前の膜厚や表面形状の違いにより、研磨後膜厚を所定の膜厚にするため、膜種類や構造に応じた研磨条件の決定が必要になっている。
【０００５】
そのため、既に着工が済んだ製品ウェハの研磨前／後膜厚と研磨条件より、研磨レートを推定し、またプロセスフローで決まるウェハの状態を推定して、レシピを調整するＲｕｎ−ｔｏ−Ｒｕｎでの着工方式が考案されてきた。
【０００６】
例えば、特許文献１では、製品ウェハの研磨前／後膜厚、研磨条件と、基準とするウェハでの研磨前／後膜厚、研磨条件とを比較して研磨時間と研磨圧力を次着工へとフィードバックすることが示されている。
【０００７】
更に、研磨レートはウェハ面内の範囲での分布のそれぞれの部位で変動の仕方が異なり、また製品ウェハの研磨前のプロセスフローによる研磨前膜厚や表面形状の違いによる、研磨後膜厚変動への影響も面内のそれぞれの部位で異なるため、装置のＱＣで求めた研磨レートの面内分布と、製品と工程に対して設定されている研磨前膜厚や表面形状の面内分布により決定した研磨条件では、ウェハ面内の各位置での研磨後膜厚が、管理値を満たすことを補償できない。
【０００８】
そのため、各種のプロセスにおいて、研磨装置の研磨レートや、また他の装置でも装置能力のウェハ面内での均一性の向上を図る方式が提案され、またある特定のプロセスで発生した処理後の製品ウェハ状態量の面内分布を解消すべく、後のプロセスでの処理能力の面内分布を調整する方法が提案されている。
【０００９】
例えば、特許文献２に記載されているウェハ研磨装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法では、ＣＭＰを対象に、研磨布（パッド）への研磨剤（スラリー）の吐出量を調整して、研磨後のウェハの状態を面内で均一にする方法が提案されている。
【００１０】
特許文献３に記載されている研磨装置では、ＣＭＰを対象に、研磨時にウェハの研磨前膜厚の分布より、研磨レート（処理能力）の面内分布を調整し、研磨後の膜厚を均一化する方法が示されている。
【００１１】
特許文献４に記載されている処理方法、測定方法及び半導体装置の製造方法では、複数のウェハ間、もしくは同一ウェハの複数のプロセス間でのウェハ面内の分布データより、各面内位置における状態量の相関関数を求め、この相関関数を利用してウェハ面内での均一性を最小とする処理条件を求める方法が記載されている。
【００１２】
特許文献５に記載されているアルミ及びアルミ合金膜のドライエッチング装置、ドライエッチング方法、半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置では、アルミ膜をエッチングするドライエッチングを対象に、エッチング時のガス流量を調整し、ウェハ面内のエッチレートの均一性を向上する方法が示されている。
【００１３】
特許文献６に記載の熱処理装置の制御条件決定方法、熱処理装置、および熱処理方法では、熱処理により発生するウェハ面内での酸化膜厚の不均一性をなくすために、膜厚の面内の分布より、成膜量の温度に対する比率を面内の分布として持ち、これよりウェハ面内における温度分布を、膜厚が面内で均一となるように決定する方法が示されている。
【特許文献１】特開２００２−１２４４９７号公報
【特許文献２】特開平９−３２３２６１号公報
【特許文献３】特開平１１−１９８６４号公報
【特許文献４】特開２００２−１８４７３３号公報
【特許文献５】特開平１１−６１４５４号公報
【特許文献６】特開２００２−４３３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記特許文献２に記載のウェハ研磨装置及びそれを用いた半導体装置の製造方法、および特許文献３に記載の研磨装置では、研磨レートや研磨後膜厚を均一とすることを言っており、製品ウェハの各工程での着工完了の可否を決定する研磨後膜厚の管理値の評価が考慮されておらず、研磨後膜厚の管理値外れ発生の可能性がある。この特許文献２，３には、管理値を反映した処理条件の決定方法についての記載はない。
【００１５】
前記特許文献４に記載の処理方法、測定方法及び半導体装置の製造方法では、複数のウェハ間や、複数のプロセス間での状態量の相関関数を求め、処理後の面内分布が均一となる処理条件を求めることを言っており、処理後の状態量の着工時の管理値外れを起こさないような処理条件の決定は出来ない。
【００１６】
前記特許文献５に記載のアルミ及びアルミ合金膜のドライエッチング装置、ドライエッチング方法、半導体装置の製造装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置では、一般にウェハ上に配置されているＬＳＩチップの種類によりエッチレートは異なると考えられるが、それに基づきレートの面内分布を推定できていないため、製品の着工時にエッチング後の処理状態を推定して、管理値に収まるように処理条件を決定できない。
【００１７】
前記特許文献６に記載の熱処理装置の制御条件決定方法、熱処理装置、および熱処理方法でも、面内でも面内の成膜量を制御し、面内で均一な膜を生成する条件を決定する方法が示されているが、管理値を制約条件として、処理条件を決定する方法ではない。
【００１８】
また、以上の特許文献２〜６、前記特許文献１のいずれにおいても、製品ウェハについて、管理値に対する処理後の状態のウェハ面内分布を評価して、プロセスの着工の評価を行うことはできない。
【００１９】
そこで、本発明者は、以上のような従来技術の問題点に着目し、本発明は以下に示すような目的を達成するものである。
【００２０】
まず、研磨装置の研磨レートをモニタするため、モニタ用ウェハを研磨するか、過去の着工結果を取得し、研磨過程面内分布モデルと研磨前／後膜厚面内分布モデルのパラメータ（係数）を推定して研磨レート面内分布を決定することで、着工時における処理能力分布を決定することを可能とし、製品ウェハの着工時の研磨装置での研磨レート面内分布を精度良く推定することを目的とする。
【００２１】
また、研磨過程をモデルとして用意することで、対象とする製品の種類やプロセスの種類に関わらずに、研磨レート面内分布に基づき、時間経過やプロセス条件に依存する研磨過程の表現を可能とし、精度良く研磨後膜厚を推定することを目的とする。
【００２２】
そして、着工の対象となる製品ウェハの研磨前の状態から、時間経過や可変な研磨条件の下で研磨レートの推定を可能とし、管理値に対する制約条件を満たすような研磨後膜厚となる条件を決定することを可能とすることで、管理値に対して所定の研磨後膜厚が得られるような研磨条件を決定することを目的とする。
【００２３】
さらに、着工に当たっては、過去の製品の着工実績より、製品ウェハのロット毎、ウェハごとのバラツキを推定し、決定された研磨条件において着工した場合における管理値に対するウェハ面内での研磨後膜厚の余裕とバラツキとを比較することで、研磨後での着工不良が発生する確率により、着工の可否を判定して、着工の不良を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記目的を達成するため、本発明において、各研磨装置および膜厚検査装置は、それらを直接制御するコントローラ、もしくは設備群制御システムを介して、研磨条件を決定するためのシステムと接続されている。決定された研磨条件は、製品ウェハの着工のタイミングで各研磨装置および検査装置に装置処理実行内容として指示され、研磨および膜厚検査を実施する手段を備えている。研磨および膜厚検査を実施した場合には、その処理内容を研磨条件データおよび研磨前膜厚データもしくは研磨後膜厚データとして、データベースに蓄積する手段を備えている。また研磨条件データ、研磨前／後膜厚データをロット内のウェハ別に関連付ける手段を備えており、特に研磨前／後膜厚データをウェハ面内の各計測位置に対して関連付ける手段を備えている。
【００２５】
本発明では、装置のＱＣでのモニタウェハ研磨結果、もしくは製品ウェハの既研磨結果より、ウェハ毎の研磨条件データと、検査位置毎に算出されている研磨前／後膜厚のデータより、研磨の工程毎に定義されている研磨前／後膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前／後膜厚面内分布を求める機能を備え、さらに研磨過程面内分布モデルより研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定して研磨レート面内分布を求める機能を備えることで、研磨レートの変動を評価・取得することが出来る。
【００２６】
本着工で対象となる製品ウェハの検査位置毎に取得されている研磨前膜厚より、研磨前膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前膜厚面内分布を求め、求められた研磨前膜厚面内分布と研磨レート面内分布、また研磨過程面内分布モデルより研磨過程における膜厚の分布を推定する機能を備え、研磨後膜厚の管理値に対する所定の制約条件の下で、研磨レート面内分布モデルもしくは研磨過程面内分布モデルの可変のパラメータを調整して研磨条件を求める機能を備えることで、ウェハ面内で研磨後膜厚を均一とする研磨条件を決定できる。もしくは、研磨レートや研磨前膜厚、研磨過程の面内分布に依存する研磨後膜厚面内分布が、管理値の上限値および下限値から均等な間隔で、完全に収まるような研磨条件を決定できる。
【００２７】
さらに、本着工で対象となる製品ウェハの研磨と、同一の製品及び工程における過去の着工結果より、研磨後膜厚のウェハ間もしくはロット間のバラツキを推定するか、研磨前膜厚のバラツキと研磨レートのバラツキ、また研磨過程モデルの各種パラメータのバラツキより、研磨後膜厚のバラツキを推定する機能を備え、研磨後膜厚面内分布の管理値に対する余裕と、研磨後膜厚のバラツキを比較し、管理値の上限値もしくは下限値からの研磨後膜厚の最大値もしくは最小値の逸脱の可能性を求める機能を備えることで、着工での不良発生を予測し、着工の可否を判定し、着工不良を防止することが出来る。
【００２８】
具体的には、以下のステップを有するウェハの研磨方法に適用されるものである。
【００２９】
（１）着工の対象となるウェハの、研磨工程種類、製品の種類もしくは研磨対象となる膜下に存在する配線を形成するために利用されたマスクの識別、検査結果である研磨前膜厚データを取得するステップ、
（２）着工の対象となるウェハに対して、研磨に利用する装置の装置性能を確認するためのモニタ着工でのテスト用ウェハの研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得するか、もしくは本研磨前の着工でのウェハの研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得するステップ、
（３）研磨レートのウェハ面内での分布を表現する研磨レート面内分布モデルと、研磨前／後の膜厚を表すモデルである研磨前／後膜厚面内分布モデル、研磨の時間経過を表現するモデルである研磨過程面内分布モデルを選択するステップ、
（４）前記（２）のステップで取得したデータより、前記（３）のステップで選択した研磨前／後膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前後の膜厚の面内分布を求めるステップ、
（５）前記（４）のステップで求めた研磨前／後膜厚面内分布と、前記（２）のステップで取得したデータ、及び前記（３）のステップで選定した研磨過程面内分布モデルより、前記（３）のステップで取得した研磨レート面内分布モデルのパラメータを決定して研磨レート面内分布を求めるステップ、
（６）本着工におけるウェハの、研磨後の膜厚を推定するための、研磨後膜厚面内分布モデルに対応する研磨過程面内分布モデルを選定するステップ、
（７）前記（１）のステップで取得したデータより、本着工でのウェハの研磨前膜厚面内分布モデルのパラメータを決定して研磨前膜厚面内分布を求めるステップ、
（８）前記（５）のステップで求めた研磨レート面内分布と、前記（６）のステップで選定した研磨過程面内分布モデルと、前記（７）のステップで求めた研磨前膜厚面内分布より、研磨過程における膜厚を時間経過で推定して、研磨後膜厚面内分布の各位置での膜厚が管理値を満たすような制約の元で、研磨条件を決定するステップ、
（９）過去に着工された、複数のウェハについての、研磨条件データ、研磨前膜厚データ、研磨後膜厚データを取得するステップ、
（１０）前記（９）のステップで取得した、研磨後膜厚データより、直接にウェハ間のバラツキを推定するか、もしくは研磨前膜厚データより推定したウェハ間のバラツキと、研磨条件データと研磨前膜厚データと研磨後膜厚データより推定した研磨レートのウェハ着工間のバラツキより、研磨後膜厚のウェハ間のバラツキを推定するステップ、
（１１）前記（８）のステップで決定した研磨後膜厚の管理値上限値、下限値に対する余裕と、前記（１０）のステップで推定した研磨後膜厚のウェハ間のバラツキとを比較して、管理値からの逸脱の確率により、着工の可否を判定するステップ、
（１２）前記（１１）のステップにおける着工の可否の判定で不可の場合には、各モデルのパラメータを調整するための条件決定のための着工を行うステップ。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、研磨装置の研磨レートをモニタするため、モニタ用ウェハを研磨するか、過去の着工結果を取得し、研磨過程面内分布モデルと研磨前／後膜厚面内分布モデルのパラメータ（係数）を推定して研磨レート面内分布を決定することで、製品ウェハの着工時の研磨装置での研磨レート面内分布を精度良く推定できる。また、研磨前／後膜厚や研磨レート、研磨過程を面内分布モデルとしておくことで、チップサイズやウェハ上のチップの配置に関わらずに、研磨レートの面内分布の推定が出来る。
【００３１】
さらに、本発明によれば、対象とする製品の種類や膜の種類に応じて、研磨レート面内分布に基づき、研磨条件に依存する研磨過程をモデル化することで、精度良く研磨後膜厚が推定できる。これにより、層間膜などを含めた多様な構造の研磨でも、共通のシステムで研磨条件を決定でき、研磨レート面内分布を推定できる。
【００３２】
さらに、本発明によれば、着工の対象となる製品ウェハの研磨前膜厚面内分布から、研磨条件をパラメータとして持つ研磨過程面内分布モデルと研磨レート面内分布により、管理値に対して制約条件を満たすような研磨後膜厚面内分布となる条件を決定できる。これにより、研磨後膜厚最大、最小値が管理値に対して最も余裕を持つような研磨条件を決定でき、研磨によるバラツキに起因する研磨後膜厚管理値外れ（着工不良）を防止できる。
【００３３】
さらに、本発明によれば、着工に当たっては、過去の製品の着工実績より、製品ウェハの研磨後膜厚バラツキを推定し、管理値に対する研磨後膜厚面内分布の余裕と研磨後膜厚バラツキとを比較して、着工の可否を判定することで、着工による製品ウェハの不良を未然に防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
本発明の一実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステム構成及び処理手順の一例を、図１〜図１６を用いて説明する。
【００３６】
まず、図１に基づいて、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムの構成の一例を説明する。図１はシステムの構成を示す。
【００３７】
本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムは、プロセスフロー・プロセス制御モデル設定システム２０１、データ集計システム２０２、設備群制御システム２０３、着工指示システム２０４、研磨条件算出システム２０５などから構成される。プロセスフロー・プロセス制御モデル設定システム２０１には、研磨過程面内分布モデル（以下、研磨過程モデルとも言う）、研磨前／後膜厚面内分布モデル、研磨レート面内分布モデルのデータベース（モデルデータベース）２１１、プロセスフローのデータベース２１２などが接続されている。データ集計システム２０２には、研磨条件実績データのデータベース２２１、膜厚検査結果データのデータベース２２２、研磨レート面内分布決定／推定／更新データのデータベース２２３などが接続されている。設備群制御システム２０３には、研磨装置コントローラ２３１、膜厚検査装置コントローラ２３２などが接続されている。
【００３８】
このように構成されるシステムにおいて、製造ラインもしくは製造ショップ内にある研磨装置、膜厚検査装置は、研磨装置コントローラ２３１、膜厚検査装置コントローラ２３２により制御される。研磨装置コントローラ２３１、および膜厚検査装置コントローラ２３２はネットワークを介して設備群制御システム２０３と接続されている。設備群制御システム２０３に設定されたレシピにしたがって、設備群制御システム２０３が各種コントローラに指示を出すことで、装置を自動的に運転する。装置が設備群制御システム２０３とネットワークを介して接続されていない場合、もしくは遠隔的な操作が可能ではない場合、作業者が着工指示システム２０４に表示された条件により、直接に装置を運転する。
【００３９】
設備群制御システム２０３および着工指示システム２０４、また研磨装置コントローラ２３１、膜厚検査装置コントローラ２３２は、ネットワークを介してデータ集計システム２０２と接続されており、研磨装置で処理されたロット、ウェハの情報や研磨装置で使用されている備品の使用来歴やロット、ウェハの着工履歴、また処理時のレシピの内容は処理実績用のデータベース２２１、膜厚検査装置で検査が行われたロット、ウェハとその各計測位置についての情報と膜厚は膜厚検査結果用のデータベース２２２に格納される。さらに、処理実績データと、膜厚検査結果データより求められた、研磨レート面内分布のデータは、研磨レート面内分布決定／推定／更新用のデータベース２２３に格納され、ロット、ウェハの研磨後膜厚が登録されるたびに、更新され、常に最新の装置での研磨レート面内分布の状態に更新される。
【００４０】
研磨条件を算出し、レシピを決定するための、研磨過程モデル、研磨前／後膜厚面内分布モデル、研磨レート面内分布モデル、プロセスフローは、プロセスフロー・プロセス制御モデル設定システム２０１において定義され、定義内容はそれぞれデータベース２１１，２１２へ格納される。
【００４１】
研磨装置における研磨レート面内分布と製品ウェハに固有の研磨過程、研磨前／後膜厚の面内分布より、研磨後膜厚が管理値を満たすように研磨条件を決定し、さらに製品ウェハの着工の可否を判断する、研磨条件算出システム２０５には、装置モニタ用のウェハを着工した結果で研磨レート面内分布を決定する装置モニタ研磨レート面内分布決定機能２０５１、製品ウェハ（即ち品種と、研磨の対象となる膜種類）に応じて決まる研磨過程モデルを着工対象の製品に応じて取得する研磨過程モデル取得機能２０５２、製品ウェハを膜厚検査した結果得られる膜厚データより、膜厚の面内分布を算出する研磨前／後膜厚面内分布算出機能２０５３、製品ウェハの研磨前／後膜厚と研磨条件より研磨レート面内分布を求める製品ウェハ上研磨レート面内分布推定／更新機能２０５４、研磨後膜厚の管理値を制約として、研磨後膜厚が管理値に収まるような制約の下で研磨条件を決定する管理データ制約による研磨条件決定機能２０５５、研磨後膜厚が管理値から逸脱する可能性を評価して、着工の可否を判定する研磨後膜厚管理値逸脱評価機能（着工可否判定機能）２０５６などの各機能部が備えられている。
【００４２】
続いて、図２に基づいて、図３〜図１３を参照しながら、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムにおいて、ウェハの処理レシピ決定方法の処理手順の一例を説明する。それぞれ、図２はウェハの処理レシピ決定方法、図３はウェハ面内の半径方向の分布のモデル、図４はウェハ面内の半径方向の分布の推定方法、図５は同一半径周上に設定された計測位置、図６はモニタ用ウェハの研磨前／後膜厚の半径方向の分布、図７は製品ウェハの研磨前／後膜厚の半径方向の分布、図８は研磨レートの半径方向の分布、図９はパラメータ変動による研磨レートの半径方向の変動量の分布、図１０はパラメータ変動による研磨レートの半径方向分布の変化、図１１はメタル配線上に酸化膜が堆積された研磨前膜、図１２はメタル配線上に酸化膜が堆積された膜の研磨過程、図１３は管理値上限、下限から研磨後膜厚が最も余裕を持つ研磨時間を決定する方法、を示す。
【００４３】
本実施の形態において、ウェハの処理レシピ決定方法の処理手順は、製品ウェハを着工する前、もしくは着工時に処理が開始される。
【００４４】
まず、ステップ１０１では、着工の対象となる製品ウェハの計測位置の情報を含む研磨前膜厚データを取得する。
【００４５】
次に、ステップ１０２では、その製品ウェハの着工を行う装置で、既に着工と研磨後膜厚の計測が終わっている、装置性能確認用モニタ着工での研磨条件データ、研磨前／後膜厚データを取得するか、もしくは製品ウェハの研磨条件データ、研磨前／後膜厚データを取得する。
【００４６】
ここで、装置性能確認用モニタ着工とは、研磨装置での研磨性能（例えば研磨レートの大きさやウェハ面内の均一性、異物数）を評価するためのテスト着工であり、このモニタ用ウェハとしては、製品ＬＳＩチップなどが入っていないウェハか、もしくは単純なパターンのＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）が配置されているウェハのことである。このようなモニタ用ウェハでは任意の位置、もしくは製品ＬＳＩチップが配置されているウェハと比較して多くの位置で膜厚計測でき、また膜の積層も１、２層までと単純であるものを想定している。
【００４７】
次に、ステップ１０３では、研磨レート面内分布モデル、研磨前／後膜厚面内分布モデル、研磨過程モデルを、製品ウェハの製品ＬＳＩチップの種類と研磨対象となる膜種と膜の積層構造に基づき、選択する。
【００４８】
研磨レート面内分布モデル、研磨前／後膜厚面内分布モデルとは、ウェハ面内での各位置について、研磨レートや研磨前／後膜厚を推定することのできるモデルである。この研磨レート面内分布モデル及び研磨前／後膜厚面内分布モデルを、半径方向についての半径区間における線分、曲線分、もしくはウェハ上の任意部分領域についての平面、曲面として、座標についてのパラメトリックなモデルとする。また、研磨レート面内分布モデルには、装置構成に基づく寸法、装置への設定値、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの種類、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの物質的な特徴とがパラメータとして含まれる。
【００４９】
また、研磨過程モデルは、研磨の前工程であるメタルデポ、ホトリソグラフィー、メタルエッチ、絶縁膜デポのプロセスフローを経て表面に段差を有する膜が形成されている場合、表面段差を研磨することによって決まる膜厚計測位置での研磨前／後膜厚の差で求まる研磨量から、平坦な絶縁膜を同じ時間だけ研磨した場合の研磨量を差し引いた量をパラメータとして持ち、基準とする研磨レート面内分布に対する研磨条件と膜種によって変動する研磨レートの比率をパラメータとして持つ。
【００５０】
図３に、半径方向３０１について、半径を区間ごとに線分で補間する形式のモデルを示す。このようなモデルの場合、膜厚計測結果や研磨レート算出結果の値３０２より、各区間での直線分の傾き３０３と切片３０４を求めるか、もしくは内側点３０５、外側点３０６を求めることにより、任意の半径での研磨レートや研磨前／後膜厚の推定が可能となる。
【００５１】
このような半径区間の分布モデルとしては、各区間でベジェ曲線、ＮＵＲＢＳ（ノンユニフォーム有理Ｂスプライン曲線）といったパラメトリック曲線、また各種解析曲線として設定することも可能であり、それぞれ曲線を定義するパラメータを膜厚計測結果や研磨レート算出結果より推定すればよい。また半径区間で定義せずに、半径全体にわたって単一の曲線モデルを設定することも可能である。更に、面内をメッシュなどに分割し、各分割区画での平面のパラメータ（区画を決めるｘ、ｙの線分と、平面を決める法線ベクトル）を決定すれば面内の各位置での研磨前／後膜厚や研磨レートの推定が可能となる。平面ではなく、ベジェ曲面、ＮＵＲＢＳといったパラメトリック曲面、また各種解析曲面としてモデルを設定することも可能である。
【００５２】
次に、ステップ１０４では、ステップ１０３で選定した研磨前／後膜厚面内分布のパラメータをステップ１０２で取得した研磨前／後膜厚データより推定する。具体的には、計測位置座標に対する研磨前／後のデータと半径区間もしくは領域の隣接情報より、半径区間もしくは領域についてのモデルのパラメータを決定する。
【００５３】
図４に、計測位置での膜厚とそれにより推定された直線分の関係（横軸：半径４０１、縦軸：膜厚４０２）を示す。ある半径区間に膜厚データ４０３が５点ある。この５点より、例えば最小二乗法により直線の傾き４０４、切片４０５を求めるか、内側点４０６、外側点４０７を求めれば、分布を決定することが出来る。また、図５のように膜厚計測位置５０１が設定されている場合、同一半径の周５０２と周５０３にある計測位置での膜厚の平均を取ることで、内側点４０６、外側点４０７を決定できる。
【００５４】
次に、ステップ１０５では、ステップ１０４で決定した、研磨前／後膜厚面内分布と、ステップ１０２で取得したデータ、ステップ１０３で取得した研磨過程モデルより、ステップ１０３で選定した研磨レート面内分布モデルのパラメータを推定して、研磨レート面内分布モデルを決定する。
【００５５】
ここで、研磨過程モデルを、モニタ用ウェハの研磨の場合、式（１）、製品ウェハの場合、式（２）であるとする。
【００５６】
【数１】
2005317864.tif 000003
【００５７】
【数２】
2005317864.tif 000004
【００５８】
ｒは半径、ＴＡは研磨後膜厚、ＴＢは研磨前膜厚、ｔは研磨時間、ＲＲは研磨レートである。それぞれの場合で、図６、図７のように（横軸：半径６０１，７０１、縦軸：膜厚６０２，７０２）、研磨前膜厚６０３，７０３／研磨後膜厚６０４，７０４が分布しているとすると、半径位置に沿って、式（３）、式（４）によって、図８のように（横軸：半径８０１、縦軸：研磨レート８０２）、研磨レート８０３の面内分布を推定することが出来る。製品ウェハによる研磨レート面内分布の推定では、式（２）のＣのため、図７の研磨前／後膜厚の差分で、図８の研磨レート分布の形状は直接的には決まらない。
【００５９】
【数３】
2005317864.tif 000005
【００６０】
【数４】
2005317864.tif 000006
【００６１】
プロセスの性能である研磨レートは、利用するパッド、グリッド、ヘッドの各部品の消耗状態や、装置に設定する圧力、スラリー流量、プラテン回転数といった可変なパラメータ、また研磨の対象となるウェハの種類（製品ＬＳＩチップの種類）と膜種類によって異なる。
【００６２】
そこで、これらの各種パラメータにより研磨レート面内分布の変動をモデル化して、研磨条件決定に必要となる研磨レート面内分布の基準を求めることを可能とする。例として、圧力の変動に対する研磨レートの変動量分布９０３を図９に示す（横軸：半径９０１、縦軸：単位圧力当りの研磨レート変動量９０２）。本モデルでは圧力に対して、半径区間毎に、式（５）のように、直線的にモデル化されている。図１０に圧力変動後の研磨レート面内分布において、元研磨レート１００３に対する変換後の研磨レート１００４を示す（横軸：半径１００１、縦軸：研磨レート１００２）。
【００６３】
【数５】
2005317864.tif 000007
【００６４】
なお、式（５）は式（３）、式（４）の研磨過程モデルに含まれて定義することも可能である。
【００６５】
次に、ステップ１０６では、本着工で対象となる製品ウェハの研磨後膜厚を推定するための、研磨前／後膜厚面内分布に対応する研磨過程モデルを取得する。この研磨過程モデルには、装置構成に基づく寸法、装置への設定値、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの種類、研磨工程種類と、ウェハもしくはＬＳＩチップの物質的な特徴とがパラメータとして含まれる。
【００６６】
ＣＭＰでは、研磨の対象となる膜は、図１１に示すような、メタル配線１１０４上に酸化膜１１０３などがデポされた構造（下層膜１１０５、研磨後高さ１１０６）の膜などがある（横軸：座標１１０１、縦軸：高さ１１０２）。
【００６７】
図１１に示すような膜を研磨する場合には、表面の段差部分を研磨しているときと、段差がなくなった後の部分を研磨しているところで時間に対する研磨過程（研磨量）が異なる。また、研磨対象の膜種や研磨条件の違いにより、基準としている研磨レートに対して、レートが変動する。図１１に示すような膜の研磨過程についての、横軸を時間１３０１、縦軸を研磨量１３０２にとったグラフを図１２に示す。このような膜の研磨過程１３０３では、段差を研磨しているところでは研磨が早く進む。また膜種の違いにより、基準としている研磨レートに対して、研磨レートが異なっており、それぞれの研磨過程１３０５と研磨過程１３０６ではレートに比率１３０７がある。研磨後の膜厚では段差は完全に解消されているとするならば、グラフの切片Ｋ１３０４をパラメータ化することで段差部分の研磨量を推定できる。これにより、研磨過程は式（６）のようにモデル化できる。
【００６８】
【数６】
2005317864.tif 000008
【００６９】
次に、ステップ１０７では、本製品ウェハ着工での研磨前膜厚面内分布モデルを取得し、ステップ１０１で取得したデータより研磨前膜厚面内分布モデルのパラメータを推定し、分布を決定する。本方法は、ステップ１０４で説明した方法と同様な方法が例となる。
【００７０】
最後に、ステップ１０８では、ステップ１０７で決定した研磨前膜厚面内分布と、ステップ１０６で取得した研磨過程モデル、ステップ１０５で決定した研磨レート面内分布より、研磨後膜厚が面内の各位置で管理値を満たす制約の下で研磨条件を決定する。
【００７１】
説明のため、研磨過程モデルを、前記式（６）に示されるものとする。ウェハ面内の各位置（半径ｒ１５０１）での研磨前膜厚の分布（ａ）と、縦軸に膜厚Ｔ１５０３、横軸に時間ｔ１５０２をとった各研磨前膜厚からの研磨過程のグラフ（ｂ）を、合わせて図１３に示す。
【００７２】
各位置ｒ１１５１１，ｒ２１５１２，ｒ３１５１３，ｒ４１５１４での研磨前膜厚はそれぞれ異なっており、研磨レートＲＲ、切片Ｋ、研磨レート比率σも半径位置に対し変動するため、研磨過程１５２１，１５２２，１５２３，１５２４もそれぞれ異なったものとなる。制約として、管理値上限、下限と研磨後膜厚の最大、最小との距離Δ（管理値上限−膜厚最大差、膜厚最小−管理値下限差）１５３１が等しくするとして、研磨時間を求めることとする。即ち、次の式（７）が制約となる。
【００７３】
【数７】
2005317864.tif 000009
【００７４】
ここで、ＴＵＣＬは研磨後膜厚管理値上限、ＴＬＣＬは研磨後膜厚管理値下限、ｍａｘ、ｍｉｎはそれぞれ最大値、最小値を表す。
【００７５】
研磨過程モデル式（６）は、時間ｔの１次式であるため、半径位置ｒを離散的に有限個選定し、２つの半径位置において式（７）を満たすような研磨時間を算出し、その研磨時間での研磨後膜厚予測値が、２つの位置において最大、最小となるようにすれば、所望の研磨時間を求めることができる。
【００７６】
また、研磨時間を細かい刻みで進め、各刻みでの時刻での研磨後膜厚予測値の半径分布を算出し、最大と最小を求めて、それが式（７）を満たすかを判定することで、所望の研磨時間を求めることが出来る。
【００７７】
なお、例として、管理値上限、下限と研磨後膜厚の最大、最小との間隔が等しくなることを制約とした例を示したが、下限に対する最小値との距離を制約としても、ウェハ面内での平均値を管理値中央とする制約としても、さらにウェハ面内での中央値を管理値中央とする制約とすることも可能である。
【００７８】
また、本例では、研磨時間を研磨条件として求めたが、他の装置に設定する圧力、スラリー流量、プラテン回転数といった可変なパラメータを研磨条件として求めることも可能である。
【００７９】
以上が、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムにおいて、ウェハの処理レシピ決定方法の処理手順の例である。
【００８０】
続いて、図１４に基づいて、図１５、図１６を参照しながら、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムにおいて、ウェハの製造における着工の可否判定方法の処理手順の一例を説明する。それぞれ、図１４はウェハの製造における着工の可否判定方法、図１５は製品ウェハ毎の研磨後膜厚のトレンド、図１６は研磨後膜厚の面内分布を反映した着工可否判定方法、を示す。
【００８１】
製品ウェハの着工では、研磨を行うと研磨後膜厚が管理値から逸脱し、不良もしくは追加で研磨を行うことがある。このような事態を避けるため、着工の前に研磨後膜厚が管理値から逸脱する可能性を求め、着工の可否を判定する方法が必要となる。
【００８２】
ステップ１６０１からステップ１６０８までは、前記図２のステップ１０１からステップ１０８のウェハ処理レシピ決定方法とまったく同じなので、ここでの説明は省略する。ステップ１６０８の段階で、研磨後膜厚予測値のウェハ面内の分布は求められている。
【００８３】
ステップ１６０９で、過去に着工された複数の製品ウェハの研磨条件、研磨前／後膜厚データを取得する。
【００８４】
次に、ステップ１６１０で、ステップ１６０９で取得した製品ウェハの研磨後膜厚バラツキデータを推定する。図１５に製品ウェハ毎の研磨後膜厚トレンドとバラツキの大きさ６σ（１７０３）を示す（横軸：製品ウェハ１７０１、縦軸：研磨後膜厚（ウェハ面内平均）１７０２）。バラツキの大きさは、例えば標準偏差σで評価すればよい。または、研磨前膜厚と研磨条件データ、研磨レートより、研磨後膜厚を予測して、研磨後膜厚のバラツキを推定すればよい。研磨過程モデルが式（６）で決まる場合、式（８）、式（９）として研磨後膜厚を推定し、標準偏差を算出する。研磨条件は研磨時間であり、他のモデルのパラメータは固定とした例である。ｉはサンプルの要素番号を表す。
【００８５】
【数８】
2005317864.tif 000010
【００８６】
【数９】
2005317864.tif 000011
【００８７】
最後に、ステップ１６１１で、ステップ１６０８で決定した研磨条件の元で研磨後膜厚予測値の、管理値に対する余裕と、ステップ１６１０で算出した研磨後膜厚のバラツキを比較して、管理値逸脱の可能性を判定する。
【００８８】
処理内容を図１６に示す（横軸：半径ｒ１８０１、縦軸：研磨後膜厚１８０２）。半径ｒ１８０１に対し、研磨後膜厚１８０３が予測されている場合に、最大値１８０６、最小値１８０７を求める。管理値と研磨後膜厚の関係については、まず管理値上限１８１１から下限１８１２の差をとり、管理値上下限差Ｗ（１８１５）とする。次に、研磨後膜厚の最大値１８１３と最小値１８１４との差をとり、最大最小差Ｂ（１８１６）とする。バラツキの余裕Ｆは管理値上下限差Ｗ（１８１５）から最大最小差Ｂ（１８１６）を差し引いて求まる。図１６では、研磨後膜厚最大、最小値が管理値の上限、下限から等しい間隔となっているという制約で求めた研磨条件であるため、片側でバラツキ余裕Ｆ／２（１８１７）となる。
【００８９】
研磨後膜厚バラツキσに対して、バラツキ余裕Ｆが十分に大きければ、管理値逸脱の可能性は低いと考えられ、着工可能であると判断する。即ち、式（１０）で判定し、Ｊ（σ）は判定関数である。
【００９０】
【数１０】
2005317864.tif 000012
【００９１】
例えば、バラツキ余裕が６σより大きければ着工可能であると判定するならば、Ｊ（σ）=６×σとすればよい。
【００９２】
以上が、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムにおいて、ウェハの製造における着工の可否判定方法の処理手順の例である。
【００９３】
以上説明したように、本実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステム構成及び処理手順によれば、装置の処理能力をモニタするモニタ着工か、製品ウェハの研磨での研磨前／後膜厚と研磨条件より研磨レート面内分布を決定し、新たに着工する製品ウェハの研磨前膜厚面内分布と、研磨対象膜といった膜種と製品に応じた研磨過程モデルと研磨レート面内分布より、研磨後膜厚を推定して、研磨後膜厚管理値に対する制約を満たす研磨条件を求め、過去の着工実績での研磨後膜厚バラツキの推定値と、管理値上限、下限と研磨後膜厚最大、最小値より、研磨後膜厚の管理値範囲内の余裕に対する研磨後膜厚バラツキを評価して、研磨後膜厚の管理値逸脱の危険性を評価して、着工可否を判定することにより、以下のような効果を得ることができる。
【００９４】
（１）装置の処理能力のモニタ着工か、過去の着工済み製品ウェハの、研磨前／後膜厚、研磨条件、および研磨対象の製品と膜種／構造による異なる研磨過程モデルより、研磨レート面内分布を決定する機能を備えることで、どのような品種と膜構造であっても、共通に研磨レート面内分布を決定できる。
【００９５】
（２）着工で対象となる、製品ウェハの研磨前膜厚の面内分布と、研磨レート面内分布、研磨過程モデルより、研磨過程における膜厚の分布を推定する機能を備え、研磨後膜厚の管理値に対する所定の制約条件を満たすように、研磨レート面内分布モデル、研磨過程モデル中の可変なパラメータを調整して研磨条件を決定する機能を備えることで、研磨後膜厚を均一とし、管理値の上限、下限から研磨後膜厚の面内分布が均等な間隔で収まるような研磨条件を決定でき、バラツキによる研磨後膜厚の管理値逸脱による不良を低減できる。
【００９６】
（３）着工で対象となる製品ウェハの研磨と、同一の製品、膜種／構造における過去の着工結果より、研磨後膜厚のバラツキを推定する機能を備え、研磨後膜厚面内分布の管理値に対する余裕と、研磨後膜厚のバラツキを比較し、研磨後膜厚の管理地逸脱の可能性を求める機能を備えることで、着工での不良発生を予測して着工の可否を判定でき、着工不良を未然に防止できる。
【００９７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００９８】
例えば、前記実施の形態に記載したウェハの処理レシピ決定方法、及び製造方法での手順は、プロセスもしくは加工の対象がウェハでなくても、少なくとも対象に処理条件の設定が必要であり、管理値などの処理後の状態に制限がある場合に、制限に対して所定の制約の元で処理条件を決定し、さらに処理後の状態が、その制限を逸脱する可能性を判定して、着工を評価する製造方法に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るウェハの研磨方法を実現するためのシステムにおいて、ウェハの処理レシピ決定方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態において、ウェハ面内の半径方向の分布のモデルを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態において、ウェハ面内の半径方向の分布の推定方法を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態において、同一半径周上に設定された計測位置を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態において、モニタ用ウェハの研磨前／後膜厚の半径方向の分布を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態において、製品ウェハの研磨前／後膜厚の半径方向の分布を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態において、研磨レートの半径方向の分布を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態において、パラメータ変動による研磨レートの半径方向の変動量の分布を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態において、パラメータ変動による研磨レートの半径方向分布の変化を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態において、メタル配線上に酸化膜が堆積された研磨前膜を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態において、メタル配線上に酸化膜が堆積された膜の研磨過程を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態において、管理値上限、下限から研磨後膜厚が最も余裕を持つ研磨時間を決定する方法を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態において、ウェハの製造における着工の可否判定方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施の形態において、製品ウェハ毎の研磨後膜厚のトレンドを示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態において、研磨後膜厚の面内分布を反映した着工可否判定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１００】
２０１…プロセスフロー・プロセス制御モデル設定システム、２０２…データ集計システム、２０３…設備群制御システム、２０４…着工指示システム、２０５…研磨条件算出システム、２０５１…装置モニタ用研磨レート面内分布決定機能、２０５２…研磨過程モデル取得機能、２０５３…研磨前／後膜厚面内分布算出機能、２０５４…製品ウェハ上（装置モニタ用）研磨レート面内分布推定／更新機能、２０５５…管理データ制約による研磨条件決定機能、２０５６…研磨後膜厚管理値逸脱評価機能（着工可否判定機能）、２１１…研磨過程モデル、研磨前／後膜厚面内分布モデル、研磨レート面内分布モデルのデータベース（モデルデータベース）、２１２…プロセスフローのデータベース、２２１…研磨条件実績データのデータベース、２２２…膜厚検査結果データのデータベース、２２３…研磨レート面内分布決定／推定／更新データのデータベース、２３１…研磨装置コントローラ、２３２…膜厚検査装置コントローラ。
【図１】
2005317864.tif 000013
【図２】
2005317864.tif 000014
【図３】
2005317864.tif 000015
【図４】
2005317864.tif 000016
【図５】
2005317864.tif 000017
【図６】
2005317864.tif 000018
【図７】
2005317864.tif 000019
【図８】
2005317864.tif 000020
【図９】
2005317864.tif 000021
【図１０】
2005317864.tif 000022
【図１１】
2005317864.tif 000023
【図１２】
2005317864.tif 000024
【図１３】
2005317864.tif 000025
【図１４】
2005317864.tif 000026
【図１５】
2005317864.tif 000027
【図１６】
2005317864.tif 000028