[发明专利]抛光研磨处理中研磨量的模拟方法、抛光研磨装置及研磨量的模拟用存储介质

说明书

本发明以如下为一个课题：考虑小径的抛光垫从被研磨基板突出时在基板的边缘附近产生的压力集中，来进行抛光研磨量的模拟。根据本发明的一实施方式，提供一种研磨量的模拟方法，对使用尺寸比研磨对象物小的研磨垫来对研磨对象物进行抛光研磨时的研磨量进行模拟，该研磨量的模拟方法具有以下步骤：依研磨垫相对于研磨对象物的突出量，使用压力传感器测定从所述研磨垫施加给研磨对象物的压力分布；及根据突出量及测定出的压力分布，修正用于研磨量的模拟的压力。

技术领域

本发明涉及一种抛光研磨处理中研磨量的模拟方法，更详细而言，是关于抛光研磨处理中研磨量模拟时的压力修正值的计算方法。

背景技术

近年来，随着半导体设备的高集成化进步，电路配线微细化，集成设备的尺寸也更加微细化。因此，需要实施研磨表面例如形成有金属等膜的半导体晶片，而将半导体晶片表面加以平坦化的工序。一种平坦化法是利用化学机械研磨(CMP)装置进行研磨。化学机械研磨装置具有：研磨构件(研磨布、研磨垫等)；及保持半导体晶片等的研磨对象物的保持部(顶环、研磨头、夹盘等)。而后，通过将研磨对象物的表面(被研磨面)按压于研磨构件表面，在研磨构件与研磨对象物之间供给研磨辅助剂(研磨液、药剂、浆液、纯水等)，而且使研磨构件与研磨对象物相对运动，从而将研磨对象物表面研磨成平坦。众所周知，在化学机械研磨装置的研磨中，通过化学性研磨作用与机械性研磨作用进行良好的研磨。

一般的CMP研磨中，将通过顶环保持的基板的被研磨面按压于直径比基板大的研磨面，对研磨面供给作为研磨液的浆液，而且使研磨台与顶环旋转。由此，研磨面与被研磨面滑动地相对移动来研磨被研磨面。

关于包含CMP的平坦化技术，近年来被研磨材料涉及多种，还对其研磨性能(例如平坦性及研磨损伤，进而生产性)的要求变得严格，另外，随着导体装置的微细化，对研磨性能及清洁度的要求提高。在这种情况下，CMP装置中有时使用尺寸比处理的基板小的抛光垫来抛光研磨处理基板。一般而言，尺寸比处理的基板小的抛光垫可将基板上局部产生的凹凸加以平坦化、仅研磨基板的特定部分、可依基板位置调整研磨量，其控制性优异。

为了谋求CMP研磨工序的工序效率化与平坦性的精度提高，重在精确预测研磨量，并根据其预测结果谋求效率良好的研磨条件(研磨装置的控制参数等)的最优化。因而，过去曾提出关于CMP的模拟。

在关于研磨的模拟中，研磨量的预测为基础。而过去所提供的关于研磨的各种模拟，研磨量的预测是按照普雷斯顿(Preston)公式h∝pvt进行的。该普雷斯顿公式中，h是研磨对象物(被研磨物)的研磨速度(研磨量)，p是负荷(施加于研磨对象物的压力)，v表示研磨体与研磨对象物的接触相对速度(欲求出研磨量的部分区域的接触相对速度)，t表示研磨时间。即，研磨量与压力p、接触相对速度v及研磨时间t的乘积成正比。另外，本说明书中，所谓“研磨量”一词也包含研磨对象物的各位置的研磨量，有时也称为研磨轮廓。

(发明要解决的问题)

使用直径比抛光研磨的如半导体晶片的基板小的抛光垫进行抛光研磨时，当抛光垫的整个面在基板内侧时，从抛光垫对基板施加的压力大致一定。但是，众所周知，抛光垫从基板突出时，也即，抛光垫的一部分从基板露出时，会在基板边缘附近产生压力集中。因而，通过上述的普雷斯顿公式模拟抛光研磨量时，需要考虑突出时基板的边缘附近产生的压力集中的影响。

发明内容

因此，本发明以如下为一个课题：考虑小径的抛光垫从被研磨基板突出时在基板的边缘附近产生的压力集中，来进行抛光研磨量的模拟。另外，本发明以利用抛光研磨量的模拟来决定最佳的抛光研磨条件为一个课题。

解决问题的手段