ウェハ研磨支援装置、制御方法、及びプログラム
【課題】ウェハの研磨を支援すること。
【解決手段】ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置２００における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部１６０と、研磨部材劣化推定部１６０が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部１７０とを備える。
【解決手段】ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置２００における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部１６０と、研磨部材劣化推定部１６０が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部１７０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ研磨支援装置、制御方法、及びプログラムに関する。特に、本発明は、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置、当該ウェハ研磨支援装置を制御する制御方法、並びに当該ウェハ研磨支援装置用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハの研磨工程における研磨レートは、通常、ウェハの研磨前後の膜厚を膜厚測定器により測定して、その膜厚差から得られる研磨量を単位時間で除算して算出される。しかしながら、このような方法は、ウェハの研磨量を毎回測定して研磨レートを算出しなければならず、製造工程数が増大し生産性が悪化してしまう。
【０００３】
そのため、現在は、ウェハの研磨前後の膜厚を随時計測せずに、ウェハの研磨装置の各種物理現象を示すセンサデータに基づいて研磨レートを推定している。特許文献１に記載の技術は、ウェハの研磨装置の各種センサから得られる物理量を説明変数とし、テストウェハの研磨量を目的変数として、回帰分析によって研磨レートを推定する技術である。この文献記載の方法では、説明変数として、研磨装置内のウェハを研磨する研磨テーブルを回転させるモータのトルク値や、ウェハを研磨する研磨テーブル上の表面温度、さらに研磨時に研磨テーブルにウェハを押し当てる圧力値等の物理現象の平均値を求めて、回帰分析の統計モデルを作成して、その後の研磨レートを推定する。なお、ウェハ研磨装置に関わる文献として特許文献２、３も知られている。
【０００４】
図８は、研磨パッドの使用時間とウェハ研磨レート値の変化の一例を示す。ところが、図８に示すとおりウェハ研磨に用いる研磨テーブル上の研磨パッドの使用時間に対する推定研磨レート値は研磨パッド使用開始直後と研磨パッド劣化時とのどちらの場合であるか区別ができない。これは、研磨パッド使用開始直後は研磨パッドの溝間に入る研磨液の浸透度合いが低く研磨レート値が低くなるためである。そのため、例えば推定した研磨レートにより研磨パッドの寿命管理を行うような場合では、推定した研磨レート値だけでは研磨パッドが使用開始直後であるのか劣化しているのか判断できず管理ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４２８４１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７７４７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２０８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、研磨レート値は、研磨パッドの使用開始直後と劣化時とで同じ値となる（図８参照）。そのため、研磨パッドの劣化状況や交換時期は、研磨レートの推定値のみからでは判断することができない。
【０００７】
より具体的に説明すると、ウェハは、研磨パッドに含ませた研磨液によって半導体膜の表面が科学的に変化させられながら研磨される。研磨パッド使用開始直後はこの研磨液の浸透度合いが低いため研磨レート値も低くなる。使用時間がある程度経過すると、研磨液が研磨パッドへ十分に浸透し研磨レート値も高くなる。さらに使用時間が経過すると、今度は研磨パッドの劣化のために研磨レート値が低下する。
【０００８】
図９は、研磨パット正常時と異常時の研磨レート値の変化の違いを示す。例えば推定した研磨レートにより研磨パッドの寿命管理を行うような場合では、図９に示すように劣化が異常に早い研磨パッドを用いて研磨レート推定を行った場合、低研磨レート値に対して研磨液浸透度による影響か研磨パッドの異常劣化による影響か判別することができず、適切な研磨パッド交換を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置であって、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部と、研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部とを備える。
【００１０】
本発明の第２の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置を制御する制御方法であって、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定段階と、研磨部材劣化推定段階において推定された研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定段階とを備える。
【００１１】
本発明の第３の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置用のプログラムであって、ウェハ研磨支援装置を、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部、研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部として機能させる。
【００１２】
なおまた、上記のように発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、この発明は、既知の技術と比較して、コストや生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】２変数のデータから成る集合と点の距離の一例を示す図である。
【図２】研磨パッドの劣化と研磨レート値の関係の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係るウェハ研磨支援装置１００の利用環境の一例を示す図である。
【図４】ウェハ研磨支援装置１００のブロック構成の一例を示す図である。
【図５】温度計２８０の検出温度の変化の一例を示す図である。
【図６】正常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す図である。
【図７】異常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す図である。
【図８】研磨パッドの使用時間とウェハ研磨レート値の変化の一例を示す図である。
【図９】研磨パット正常時と異常時の研磨レート値の変化の違いを示す図である。
【図１０】ウェハ研磨支援装置１００をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
マハラノビス距離は、統計学で用いられる一種の距離である。より具体的に説明すると、マハラノビス距離は、既知の標本データと新規の標本データとの類似度を、多変数の相関に基づいて距離として示す。
【００１７】
図１は、２変数のデータから成る集合と点の距離の一例を示す。本例の集合Ｕは、ある事象における正常時のデータＡ及びデータＢの集合である。また、本例のｕ（ａ０、ｂ０）は、集合Ｕの平均値である。また、本例のσａ２は、データＡが分散している範囲である。また、本例のσｂ２、データＢが分散している範囲である。このような場合、一般的に、集合Ｕの平均値ｕから点Ｘ１（ａ１、ｂ１）までの距離は、式（１）によりユークリッド距離Ｄｕとして求めることができる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
しかしながら、ユークリッド距離Ｄｕでは集合Ｕの外側にあるＸ１も集合Ｕに含まれるＸ２も同じ距離となってしまい二つの点の違いを見ることができない。一方、マハラノビス距離ＤＭはデータＡ、Ｂのばらつきを考慮し、データの要素をそのデータの標準偏差で割ることで、データの正規化を行ってから距離の算出を行う。そのため、平均値ｕから集合Ｕの外延までのマハラノビス距離ＤＭは常に１となる。平均値ｕからＸ１までのマハラノビス距離ＤＭを求める式を式（２）に記す。
【００２０】
【数２】
【００２１】
以上により、平均値ｕからＸ１のマハラノビス距離Ｄ１と平均ｕからＸ２のマハラノビス距離Ｄ２は、Ｄ２＜１＜Ｄ１となり距離によるデータの分類を行うことが可能となる。図１では２変数の場合の集合と点のマハラノビス距離ＤＭについて述べたが、２個以上変数の場合のマハラノビス距離ＤＭ（ｘ）を求める式は式３のようになる。
【００２２】
【数３】
【００２３】
本発明では、研磨パッドの使用開始直後を研磨パッドが劣化していない正常状態と定義する。研磨パッドの劣化状態を表す複数の物理量から、正常状態の集合を作成する。そして、正常状態時の集合の平均とウェハ研磨時の複数の物理量ベクトルとのマハラノビス距離を求め、研磨パッドの正常・異常つまり研磨パッドの劣化有無の判別を行う。
【００２４】
マハラノビス距離を用いて判別処理を行う際に重要となるのが、基準となる集合の作成である。ばらつきの大きな変数を用いて基準となる集合を作成した場合、集合は大きくなり異常なデータを正常なデータであると判別する可能性が高くなる。また、基準となる集合を作成するための標本数が少ない場合、集合が基準となる状態を全て表すことができず、正常なデータを異常と判別する可能性が高くなる。そのため、マハラノビス距離は基準となる集合のとり方によって誤差を含む。
【００２５】
ウェハ研磨装置で用いる研磨パッドには個体差が存在し、研磨パッド毎にウェハ研磨時の物理量のばらつきは異なる。そのため、全ての研磨パッドの正常時の集合を生成した場合、研磨パッド間でのばらつきが原因で集合が大きくなってしまう。
【００２６】
また、研磨パッドを交換する毎に交換した直後の物理量から正常時の集合を作成した場合、全ての正常時を表す集合を作成することはできない。
【００２７】
図２は、研磨パッドの劣化と研磨レート値の関係の一例を示す。マハラノビス距離に含まれる誤差のため、マハラノビス距離の数値のみでは、集合を作成した時点からの状態の変化を見ることはできても、適切な研磨パッド交換判定を行うことができない。
【００２８】
そこで、本発明では研磨パッドの劣化判別の推定結果と、推定研磨レート値を組み合わせることにより、上記のような場合でも精度の高い研磨パッドの交換判定を行う。
【００２９】
図３は、一実施形態に係るウェハ研磨支援装置１００の利用環境の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、研磨パッドの交換判定を行うときに、研磨レート推定値と研磨パッドの劣化推定により、研磨パッドの使用時間に依存しない研磨パッド交換判定を行い、研磨パッドの有効な使用を可能にしたものである。
【００３０】
ウェハ研磨装置２００は、ウェハを研磨する研磨パッドを上面に搭載した研磨テーブル２１０と、研磨テーブル２１０を回転させるテーブルモータ２２０と、ウェハの研磨面を研磨テーブル２１０側に向けてウェハを保持し搬送する機能と、研磨テーブル２１０にウェハを加圧しながら押し当て研磨を行う機能を有する研磨ヘッド２３０と、研磨ヘッド２３０を回転させるヘッドモータ２４０と、研磨後の研磨テーブル２１０上の研磨パッドのドレッシングを行うドレッサーヘッド２５０と、ドレッサーヘッド２５０を回転させるドレッサーモータ２６０と、研磨テーブル２１０上へ研磨液であるスラリーを供給するスラリー供給器２７０と、ウェハの研磨により化学的に発熱する熱とウェハと研磨テーブル２１０との摩擦による機械的に発生する熱とによる研磨テーブル２１０上の温度変化を測定する温度計２８０とから構成される。
【００３１】
図４は、ウェハ研磨支援装置１００のブロック構成の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、テーブルモータ２２０とヘッドモータ２４０とドレッサーモータ２６０の各モータトルクデータと温度計２８０の温度データを収集し、データ格納部１２０へデータを送信するデータ収集部１１０と、データ収集部１１０で収集したデータを蓄積するデータ格納部１２０と、研磨中の一定時間周期で各種センサデータを取得する研磨データ取得部１３０と、研磨データ取得部１３０で取得したセンサデータを代表値処理する変換部１４０と、変換部１４０で算出した代表値と事前に重回帰分析により求めた統計モデルから研磨レートの予測値を算出する予測部１５０と、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置２００における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部１６０と、予測研磨レート値とマハラノビス距離から研磨パッド交換判定を行う研磨部材交換判定部２６とから構成される。
【００３２】
研磨部材劣化推定部１６０は、代表値から研磨パッドの劣化していない正常状態を示す代表値の集合を生成する初期集合生成部１６１と代表値から多次元ベクトルを生成する研磨ベクトル生成部１６２と、初期空間の平均と研磨ベクトルからマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部１６３とを備える。
【００３３】
次に、上記ウェハ研磨装置の動作を説明する。まず、データ収集部１１０は、研磨テーブル２１０上でウェハが研磨されているときのテーブルモータ２２０の回転トルクデータと、同じく研磨中のヘッドモータ２４０の回転トルクデータと、同じく研磨中の研磨テーブル２１０上の温度を測定する温度計２８０のデータを、一定のサンプリング周期でサンプリングしてデータ格納部１２０へ格納する。また、ウェハの研磨後に行われるドレッサーヘッド２５０による研磨テーブル２１０のドレッシング時のドレッサーモータ２６０の回転トルクデータもデータ格納部１２０へ格納する。
【００３４】
図５は、温度計２８０の検出温度の変化の一例を示す。データ格納部１２０に格納されるサンプリングデータは、例えば、温度計２８０の温度データでは、図５のように、時間データに対するテーブル温度データの変化を表す２次元データとなる。その他のモータ回転トルク値等も同様に時間データに対するトルク値の変化を表す２次元データとなる。
【００３５】
そして、研磨データ取得部１３０によりデータ格納部１２０内に保存されている研磨中のテーブルモータ２２０とヘッドモータ２４０の回転トルクデータと温度計２８０の研磨テーブル温度データと、ドレッシング時のドレッサーモータ２６０の回転トルクデータを抽出し、変換部１４０へ出力する。変換部１４０は、取得したデータのそれぞれについて平均値や一定時間の差分値等の代表値処理をウェハの研磨処理毎に行う。
【００３６】
次に予測部１５０は、まず、研磨レートを推定するウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを説明変数として変換部１４０より取得する。次に事前に重回帰分析により作成済みの統計モデルと説明変数から、研磨を行ったウェハの研磨レートの推定値を算出する。
【００３７】
次に初期集合生成部１６１は、研磨パッド使用開始直後のウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを変換部１４０より取得し、劣化する前の正常な研磨パッドの状態を表す代表値による集合を生成する。また、集合の分散及び平均を算出する。
【００３８】
次に研磨ベクトル生成部１６２では、研磨パッドの状態を求めたい時点で研磨されたウェハが研磨されたときのテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを変換部１４０より取得し、多次元ベクトルを生成する。
【００３９】
次にマハラノビス距離算出部２５では、初期集合生成部１６１で求めた集合の分散及び平均と、ベクトル生成部２４で求めた多次元ベクトルとのマハラノビス距離を算出する。
【００４０】
最後に研磨部材交換判定部２６で、予測部１５０で求めた推定研磨レート値とマハラノビス距離算出部２５で求めたマハラノビス距離をもとに研磨パッドの交換判定を行う。
【００４１】
図６は、正常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す。図７は、異常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す。上記実施形態において述べた実施形態について、初期集合生成部１６１、研磨ベクトル生成部１６２、マハラノビス距離算出部２５、及び研磨部材交換判定部２６の実施例を詳述する。
【００４２】
初期集合生成部１６１において、まず、研磨パッド使用開始直後に研磨した５つのウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データの組を変換部１４０より取得する。次に、センサの代表値の組から多次元の集合を作成する。これは、使用開始直後の研磨パッドは劣化前の正常状態であると定義して、代表値の空間を生成することで研磨パッドの正常状態を表すこととなる。
【００４３】
次に研磨ベクトル生成部１６２について詳述する。研磨ベクトル生成部１６２では、初期集合生成後の研磨パッドの劣化推定を行いたい時点で研磨されたウェハが研磨されたときのテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データにおいて単位空間を構成する代表値を用いて多次元ベクトルであらわす。これがウェハ研磨時の研磨パッドの状態を表すこととなる。
【００４４】
次にマハラノビス距離算出部２５について詳述する。マハラノビス距離算出部２５では、初期集合生成部１６１で求めた分散及び平均と研磨ベクトル生成部１６２で求めた多次元ベクトルを用いてマハラノビス距離を求める。ここで求めた距離が、研磨パッドの状態を表している。具体的には、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドは劣化していると判断する。
【００４５】
最後に研磨部材交換判定部２６について詳述する。研磨部材交換判定部２６では、予測部１５０で求めた予測レート値とマハラノビス距離算出部２５で求めたマハラノビス距離を元に研磨パッドの交換判定を行う。具体的には正常な研磨パッドである場合、図６に示すように予測レート値が低くかつ、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドを交換すべきだと判定し処理を行う。異常な研磨パッドである場合、図７に示すよう研磨レートと同様にマハラノビス距離も大きくなるため、正常研磨パッドの時と同様に、予測レートが低くかつ、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドを交換すべきだと判定し処理を行う。
【００４６】
本発明の効果は、研磨パッドの使用時間に依存しない研磨パッドの劣化推定ならびに研磨パッドの交換判定が可能となり、これにより、従来のものに比較しコストや生産性を上げることである。
【００４７】
本発明の活用例として、ウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置に用いられる。
【００４８】
図１０は、ウェハ研磨支援装置１００をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ８０１により相互に接続されるＣＰＵ８０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０３、グラフィック・コントローラ８０４、及び表示装置８０５を有する。入出力部は、入出力コントローラ８０６によりホスト・コントローラ８０１に接続される通信インターフェース８０７、ハードディスクドライブ８０８、及びＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ８０９を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ８０６に接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１０、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２を有する。
【００４９】
ホスト・コントローラ８０１は、ＲＡＭ８０３と、高い転送レートでＲＡＭ８０３をアクセスするＣＰＵ８０２、及びグラフィック・コントローラ８０４とを接続する。ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ８１０、及びＲＡＭ８０３に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等がＲＡＭ８０３内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置８０５上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００５０】
入出力コントローラ８０６は、ホスト・コントローラ８０１と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ８０８、通信インターフェース８０７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９を接続する。ハードディスクドライブ８０８は、ＣＰＵ８０２が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェース８０７は、ネットワーク通信装置８９１に接続してプログラム又はデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９は、ＣＤ−ＲＯＭ８９２からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。
【００５１】
入出力コントローラ８０６には、ＲＯＭ８１０と、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ８１０は、ウェハ研磨支援装置１００が起動時に実行するブート・プログラム、あるいはウェハ研磨支援装置１００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ８１１は、フレキシブルディスク８９３からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。入出力チップ８１２は、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００５２】
ＣＰＵ８０２が実行するプログラムは、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２、又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ８０８にインストールされ、ＲＡＭ８０３に読み出されてＣＰＵ８０２により実行される。ＣＰＵ８０２により実行されるプログラムは、ウェハ研磨支援装置１００を、図１から図９に関連して説明したデータ収集部１１０、データ格納部１２０、研磨データ取得部１３０、変換部１４０、予測部１５０、研磨部材劣化推定部１６０（初期集合生成部１６１、研磨ベクトル生成部１６２、及びマハラノビス距離算出部１６３）、及び研磨部材交換判定部１７０として機能させる。
【００５３】
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２の他に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）又はＰＤ（Ｐｈａｓｅ Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして提供してもよい。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５５】
１００ ウェハ研磨支援装置
１１０ データ収集部
１２０ データ格納部
１３０ 研磨データ取得部
１４０ 変換部
１５０ 予測部
１６０ 研磨部材劣化推定部
１６１ 初期集合生成部
１６２ 研磨ベクトル生成部
１６３ マハラノビス距離算出部
１７０ 研磨部材交換判定部
２００ ウェハ研磨装置
２１０ 研磨テーブル
２２０ テーブルモータ
２３０ 研磨ヘッド
２４０ ヘッドモータ
２５０ ドレッサーヘッド
２６０ ドレッサーモータ
２７０ スラリー供給器
２８０ 温度計
８０１ ホスト・コントローラ
８０２ ＣＰＵ
８０３ ＲＡＭ
８０４ グラフィック・コントローラ
８０５ 表示装置
８０６ 入出力コントローラ
８０７ 通信インターフェース
８０８ ハードディスクドライブ
８０９ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
８１０ ＲＯＭ
８１１ フレキシブルディスク・ドライブ
８１２ 入出力チップ
８９１ ネットワーク通信装置
８９２ ＣＤ−ＲＯＭ
８９３ フレキシブルディスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ研磨支援装置、制御方法、及びプログラムに関する。特に、本発明は、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置、当該ウェハ研磨支援装置を制御する制御方法、並びに当該ウェハ研磨支援装置用のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハの研磨工程における研磨レートは、通常、ウェハの研磨前後の膜厚を膜厚測定器により測定して、その膜厚差から得られる研磨量を単位時間で除算して算出される。しかしながら、このような方法は、ウェハの研磨量を毎回測定して研磨レートを算出しなければならず、製造工程数が増大し生産性が悪化してしまう。
【０００３】
そのため、現在は、ウェハの研磨前後の膜厚を随時計測せずに、ウェハの研磨装置の各種物理現象を示すセンサデータに基づいて研磨レートを推定している。特許文献１に記載の技術は、ウェハの研磨装置の各種センサから得られる物理量を説明変数とし、テストウェハの研磨量を目的変数として、回帰分析によって研磨レートを推定する技術である。この文献記載の方法では、説明変数として、研磨装置内のウェハを研磨する研磨テーブルを回転させるモータのトルク値や、ウェハを研磨する研磨テーブル上の表面温度、さらに研磨時に研磨テーブルにウェハを押し当てる圧力値等の物理現象の平均値を求めて、回帰分析の統計モデルを作成して、その後の研磨レートを推定する。なお、ウェハ研磨装置に関わる文献として特許文献２、３も知られている。
【０００４】
図８は、研磨パッドの使用時間とウェハ研磨レート値の変化の一例を示す。ところが、図８に示すとおりウェハ研磨に用いる研磨テーブル上の研磨パッドの使用時間に対する推定研磨レート値は研磨パッド使用開始直後と研磨パッド劣化時とのどちらの場合であるか区別ができない。これは、研磨パッド使用開始直後は研磨パッドの溝間に入る研磨液の浸透度合いが低く研磨レート値が低くなるためである。そのため、例えば推定した研磨レートにより研磨パッドの寿命管理を行うような場合では、推定した研磨レート値だけでは研磨パッドが使用開始直後であるのか劣化しているのか判断できず管理ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４２８４１号公報
【特許文献２】特開２００４−０４７７４７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２０８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、研磨レート値は、研磨パッドの使用開始直後と劣化時とで同じ値となる（図８参照）。そのため、研磨パッドの劣化状況や交換時期は、研磨レートの推定値のみからでは判断することができない。
【０００７】
より具体的に説明すると、ウェハは、研磨パッドに含ませた研磨液によって半導体膜の表面が科学的に変化させられながら研磨される。研磨パッド使用開始直後はこの研磨液の浸透度合いが低いため研磨レート値も低くなる。使用時間がある程度経過すると、研磨液が研磨パッドへ十分に浸透し研磨レート値も高くなる。さらに使用時間が経過すると、今度は研磨パッドの劣化のために研磨レート値が低下する。
【０００８】
図９は、研磨パット正常時と異常時の研磨レート値の変化の違いを示す。例えば推定した研磨レートにより研磨パッドの寿命管理を行うような場合では、図９に示すように劣化が異常に早い研磨パッドを用いて研磨レート推定を行った場合、低研磨レート値に対して研磨液浸透度による影響か研磨パッドの異常劣化による影響か判別することができず、適切な研磨パッド交換を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置であって、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部と、研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部とを備える。
【００１０】
本発明の第２の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置を制御する制御方法であって、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定段階と、研磨部材劣化推定段階において推定された研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定段階とを備える。
【００１１】
本発明の第３の形態によると、ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置用のプログラムであって、ウェハ研磨支援装置を、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部、研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部として機能させる。
【００１２】
なおまた、上記のように発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明から明らかなように、この発明は、既知の技術と比較して、コストや生産性を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】２変数のデータから成る集合と点の距離の一例を示す図である。
【図２】研磨パッドの劣化と研磨レート値の関係の一例を示す図である。
【図３】一実施形態に係るウェハ研磨支援装置１００の利用環境の一例を示す図である。
【図４】ウェハ研磨支援装置１００のブロック構成の一例を示す図である。
【図５】温度計２８０の検出温度の変化の一例を示す図である。
【図６】正常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す図である。
【図７】異常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す図である。
【図８】研磨パッドの使用時間とウェハ研磨レート値の変化の一例を示す図である。
【図９】研磨パット正常時と異常時の研磨レート値の変化の違いを示す図である。
【図１０】ウェハ研磨支援装置１００をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１６】
マハラノビス距離は、統計学で用いられる一種の距離である。より具体的に説明すると、マハラノビス距離は、既知の標本データと新規の標本データとの類似度を、多変数の相関に基づいて距離として示す。
【００１７】
図１は、２変数のデータから成る集合と点の距離の一例を示す。本例の集合Ｕは、ある事象における正常時のデータＡ及びデータＢの集合である。また、本例のｕ（ａ０、ｂ０）は、集合Ｕの平均値である。また、本例のσａ２は、データＡが分散している範囲である。また、本例のσｂ２、データＢが分散している範囲である。このような場合、一般的に、集合Ｕの平均値ｕから点Ｘ１（ａ１、ｂ１）までの距離は、式（１）によりユークリッド距離Ｄｕとして求めることができる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
しかしながら、ユークリッド距離Ｄｕでは集合Ｕの外側にあるＸ１も集合Ｕに含まれるＸ２も同じ距離となってしまい二つの点の違いを見ることができない。一方、マハラノビス距離ＤＭはデータＡ、Ｂのばらつきを考慮し、データの要素をそのデータの標準偏差で割ることで、データの正規化を行ってから距離の算出を行う。そのため、平均値ｕから集合Ｕの外延までのマハラノビス距離ＤＭは常に１となる。平均値ｕからＸ１までのマハラノビス距離ＤＭを求める式を式（２）に記す。
【００２０】
【数２】
【００２１】
以上により、平均値ｕからＸ１のマハラノビス距離Ｄ１と平均ｕからＸ２のマハラノビス距離Ｄ２は、Ｄ２＜１＜Ｄ１となり距離によるデータの分類を行うことが可能となる。図１では２変数の場合の集合と点のマハラノビス距離ＤＭについて述べたが、２個以上変数の場合のマハラノビス距離ＤＭ（ｘ）を求める式は式３のようになる。
【００２２】
【数３】
【００２３】
本発明では、研磨パッドの使用開始直後を研磨パッドが劣化していない正常状態と定義する。研磨パッドの劣化状態を表す複数の物理量から、正常状態の集合を作成する。そして、正常状態時の集合の平均とウェハ研磨時の複数の物理量ベクトルとのマハラノビス距離を求め、研磨パッドの正常・異常つまり研磨パッドの劣化有無の判別を行う。
【００２４】
マハラノビス距離を用いて判別処理を行う際に重要となるのが、基準となる集合の作成である。ばらつきの大きな変数を用いて基準となる集合を作成した場合、集合は大きくなり異常なデータを正常なデータであると判別する可能性が高くなる。また、基準となる集合を作成するための標本数が少ない場合、集合が基準となる状態を全て表すことができず、正常なデータを異常と判別する可能性が高くなる。そのため、マハラノビス距離は基準となる集合のとり方によって誤差を含む。
【００２５】
ウェハ研磨装置で用いる研磨パッドには個体差が存在し、研磨パッド毎にウェハ研磨時の物理量のばらつきは異なる。そのため、全ての研磨パッドの正常時の集合を生成した場合、研磨パッド間でのばらつきが原因で集合が大きくなってしまう。
【００２６】
また、研磨パッドを交換する毎に交換した直後の物理量から正常時の集合を作成した場合、全ての正常時を表す集合を作成することはできない。
【００２７】
図２は、研磨パッドの劣化と研磨レート値の関係の一例を示す。マハラノビス距離に含まれる誤差のため、マハラノビス距離の数値のみでは、集合を作成した時点からの状態の変化を見ることはできても、適切な研磨パッド交換判定を行うことができない。
【００２８】
そこで、本発明では研磨パッドの劣化判別の推定結果と、推定研磨レート値を組み合わせることにより、上記のような場合でも精度の高い研磨パッドの交換判定を行う。
【００２９】
図３は、一実施形態に係るウェハ研磨支援装置１００の利用環境の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、研磨パッドの交換判定を行うときに、研磨レート推定値と研磨パッドの劣化推定により、研磨パッドの使用時間に依存しない研磨パッド交換判定を行い、研磨パッドの有効な使用を可能にしたものである。
【００３０】
ウェハ研磨装置２００は、ウェハを研磨する研磨パッドを上面に搭載した研磨テーブル２１０と、研磨テーブル２１０を回転させるテーブルモータ２２０と、ウェハの研磨面を研磨テーブル２１０側に向けてウェハを保持し搬送する機能と、研磨テーブル２１０にウェハを加圧しながら押し当て研磨を行う機能を有する研磨ヘッド２３０と、研磨ヘッド２３０を回転させるヘッドモータ２４０と、研磨後の研磨テーブル２１０上の研磨パッドのドレッシングを行うドレッサーヘッド２５０と、ドレッサーヘッド２５０を回転させるドレッサーモータ２６０と、研磨テーブル２１０上へ研磨液であるスラリーを供給するスラリー供給器２７０と、ウェハの研磨により化学的に発熱する熱とウェハと研磨テーブル２１０との摩擦による機械的に発生する熱とによる研磨テーブル２１０上の温度変化を測定する温度計２８０とから構成される。
【００３１】
図４は、ウェハ研磨支援装置１００のブロック構成の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、テーブルモータ２２０とヘッドモータ２４０とドレッサーモータ２６０の各モータトルクデータと温度計２８０の温度データを収集し、データ格納部１２０へデータを送信するデータ収集部１１０と、データ収集部１１０で収集したデータを蓄積するデータ格納部１２０と、研磨中の一定時間周期で各種センサデータを取得する研磨データ取得部１３０と、研磨データ取得部１３０で取得したセンサデータを代表値処理する変換部１４０と、変換部１４０で算出した代表値と事前に重回帰分析により求めた統計モデルから研磨レートの予測値を算出する予測部１５０と、ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置２００における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部１６０と、予測研磨レート値とマハラノビス距離から研磨パッド交換判定を行う研磨部材交換判定部２６とから構成される。
【００３２】
研磨部材劣化推定部１６０は、代表値から研磨パッドの劣化していない正常状態を示す代表値の集合を生成する初期集合生成部１６１と代表値から多次元ベクトルを生成する研磨ベクトル生成部１６２と、初期空間の平均と研磨ベクトルからマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部１６３とを備える。
【００３３】
次に、上記ウェハ研磨装置の動作を説明する。まず、データ収集部１１０は、研磨テーブル２１０上でウェハが研磨されているときのテーブルモータ２２０の回転トルクデータと、同じく研磨中のヘッドモータ２４０の回転トルクデータと、同じく研磨中の研磨テーブル２１０上の温度を測定する温度計２８０のデータを、一定のサンプリング周期でサンプリングしてデータ格納部１２０へ格納する。また、ウェハの研磨後に行われるドレッサーヘッド２５０による研磨テーブル２１０のドレッシング時のドレッサーモータ２６０の回転トルクデータもデータ格納部１２０へ格納する。
【００３４】
図５は、温度計２８０の検出温度の変化の一例を示す。データ格納部１２０に格納されるサンプリングデータは、例えば、温度計２８０の温度データでは、図５のように、時間データに対するテーブル温度データの変化を表す２次元データとなる。その他のモータ回転トルク値等も同様に時間データに対するトルク値の変化を表す２次元データとなる。
【００３５】
そして、研磨データ取得部１３０によりデータ格納部１２０内に保存されている研磨中のテーブルモータ２２０とヘッドモータ２４０の回転トルクデータと温度計２８０の研磨テーブル温度データと、ドレッシング時のドレッサーモータ２６０の回転トルクデータを抽出し、変換部１４０へ出力する。変換部１４０は、取得したデータのそれぞれについて平均値や一定時間の差分値等の代表値処理をウェハの研磨処理毎に行う。
【００３６】
次に予測部１５０は、まず、研磨レートを推定するウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを説明変数として変換部１４０より取得する。次に事前に重回帰分析により作成済みの統計モデルと説明変数から、研磨を行ったウェハの研磨レートの推定値を算出する。
【００３７】
次に初期集合生成部１６１は、研磨パッド使用開始直後のウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを変換部１４０より取得し、劣化する前の正常な研磨パッドの状態を表す代表値による集合を生成する。また、集合の分散及び平均を算出する。
【００３８】
次に研磨ベクトル生成部１６２では、研磨パッドの状態を求めたい時点で研磨されたウェハが研磨されたときのテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データを変換部１４０より取得し、多次元ベクトルを生成する。
【００３９】
次にマハラノビス距離算出部２５では、初期集合生成部１６１で求めた集合の分散及び平均と、ベクトル生成部２４で求めた多次元ベクトルとのマハラノビス距離を算出する。
【００４０】
最後に研磨部材交換判定部２６で、予測部１５０で求めた推定研磨レート値とマハラノビス距離算出部２５で求めたマハラノビス距離をもとに研磨パッドの交換判定を行う。
【００４１】
図６は、正常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す。図７は、異常時の研磨パッドの判別方法の一例を示す。上記実施形態において述べた実施形態について、初期集合生成部１６１、研磨ベクトル生成部１６２、マハラノビス距離算出部２５、及び研磨部材交換判定部２６の実施例を詳述する。
【００４２】
初期集合生成部１６１において、まず、研磨パッド使用開始直後に研磨した５つのウェハが研磨された時のテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データの組を変換部１４０より取得する。次に、センサの代表値の組から多次元の集合を作成する。これは、使用開始直後の研磨パッドは劣化前の正常状態であると定義して、代表値の空間を生成することで研磨パッドの正常状態を表すこととなる。
【００４３】
次に研磨ベクトル生成部１６２について詳述する。研磨ベクトル生成部１６２では、初期集合生成後の研磨パッドの劣化推定を行いたい時点で研磨されたウェハが研磨されたときのテーブル温度や各種モータ回転トルク等の代表値化された研磨データにおいて単位空間を構成する代表値を用いて多次元ベクトルであらわす。これがウェハ研磨時の研磨パッドの状態を表すこととなる。
【００４４】
次にマハラノビス距離算出部２５について詳述する。マハラノビス距離算出部２５では、初期集合生成部１６１で求めた分散及び平均と研磨ベクトル生成部１６２で求めた多次元ベクトルを用いてマハラノビス距離を求める。ここで求めた距離が、研磨パッドの状態を表している。具体的には、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドは劣化していると判断する。
【００４５】
最後に研磨部材交換判定部２６について詳述する。研磨部材交換判定部２６では、予測部１５０で求めた予測レート値とマハラノビス距離算出部２５で求めたマハラノビス距離を元に研磨パッドの交換判定を行う。具体的には正常な研磨パッドである場合、図６に示すように予測レート値が低くかつ、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドを交換すべきだと判定し処理を行う。異常な研磨パッドである場合、図７に示すよう研磨レートと同様にマハラノビス距離も大きくなるため、正常研磨パッドの時と同様に、予測レートが低くかつ、マハラノビス距離が１を超える場合には研磨パッドを交換すべきだと判定し処理を行う。
【００４６】
本発明の効果は、研磨パッドの使用時間に依存しない研磨パッドの劣化推定ならびに研磨パッドの交換判定が可能となり、これにより、従来のものに比較しコストや生産性を上げることである。
【００４７】
本発明の活用例として、ウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置に用いられる。
【００４８】
図１０は、ウェハ研磨支援装置１００をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。ウェハ研磨支援装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ８０１により相互に接続されるＣＰＵ８０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０３、グラフィック・コントローラ８０４、及び表示装置８０５を有する。入出力部は、入出力コントローラ８０６によりホスト・コントローラ８０１に接続される通信インターフェース８０７、ハードディスクドライブ８０８、及びＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ８０９を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ８０６に接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１０、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２を有する。
【００４９】
ホスト・コントローラ８０１は、ＲＡＭ８０３と、高い転送レートでＲＡＭ８０３をアクセスするＣＰＵ８０２、及びグラフィック・コントローラ８０４とを接続する。ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ８１０、及びＲＡＭ８０３に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等がＲＡＭ８０３内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置８０５上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００５０】
入出力コントローラ８０６は、ホスト・コントローラ８０１と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ８０８、通信インターフェース８０７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９を接続する。ハードディスクドライブ８０８は、ＣＰＵ８０２が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェース８０７は、ネットワーク通信装置８９１に接続してプログラム又はデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９は、ＣＤ−ＲＯＭ８９２からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。
【００５１】
入出力コントローラ８０６には、ＲＯＭ８１０と、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ８１０は、ウェハ研磨支援装置１００が起動時に実行するブート・プログラム、あるいはウェハ研磨支援装置１００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ８１１は、フレキシブルディスク８９３からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。入出力チップ８１２は、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００５２】
ＣＰＵ８０２が実行するプログラムは、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２、又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ８０８にインストールされ、ＲＡＭ８０３に読み出されてＣＰＵ８０２により実行される。ＣＰＵ８０２により実行されるプログラムは、ウェハ研磨支援装置１００を、図１から図９に関連して説明したデータ収集部１１０、データ格納部１２０、研磨データ取得部１３０、変換部１４０、予測部１５０、研磨部材劣化推定部１６０（初期集合生成部１６１、研磨ベクトル生成部１６２、及びマハラノビス距離算出部１６３）、及び研磨部材交換判定部１７０として機能させる。
【００５３】
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２の他に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）又はＰＤ（Ｐｈａｓｅ Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして提供してもよい。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５５】
１００ ウェハ研磨支援装置
１１０ データ収集部
１２０ データ格納部
１３０ 研磨データ取得部
１４０ 変換部
１５０ 予測部
１６０ 研磨部材劣化推定部
１６１ 初期集合生成部
１６２ 研磨ベクトル生成部
１６３ マハラノビス距離算出部
１７０ 研磨部材交換判定部
２００ ウェハ研磨装置
２１０ 研磨テーブル
２２０ テーブルモータ
２３０ 研磨ヘッド
２４０ ヘッドモータ
２５０ ドレッサーヘッド
２６０ ドレッサーモータ
２７０ スラリー供給器
２８０ 温度計
８０１ ホスト・コントローラ
８０２ ＣＰＵ
８０３ ＲＡＭ
８０４ グラフィック・コントローラ
８０５ 表示装置
８０６ 入出力コントローラ
８０７ 通信インターフェース
８０８ ハードディスクドライブ
８０９ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
８１０ ＲＯＭ
８１１ フレキシブルディスク・ドライブ
８１２ 入出力チップ
８９１ ネットワーク通信装置
８９２ ＣＤ−ＲＯＭ
８９３ フレキシブルディスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置であって、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部と、
前記研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部と
を備えるウェハ研磨支援装置。
【請求項２】
前記研磨部材劣化推定部は、
前記研磨部材の劣化特性を表す複数の物理量から前記研磨部材の劣化していない正常状態を示す物理量の集合を生成し、前記集合の平均及び分散を算出する初期集合生成部と、
ウェハ研磨時の前記物理量から多次元ベクトルを生成する研磨ベクトル生成部と、
前記初期集合生成部が生成した前記集合の平均及び分散と、前記研磨ベクトル生成部が生成した多次元ベクトルとに基づいて、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と
を備える請求項１に記載のウェハ研磨支援装置。
【請求項３】
前記初期集合生成部は、前記研磨部材の劣化特性を表す複数の物理量として、研磨による発熱量情報として研磨部分における温度情報と、研磨機構部分に複数設けられたモータのうち少なくとも一つの前記モータのトルク情報とを用いる
請求項２記載のウェハ研磨支援装置。
【請求項４】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置を制御する制御方法であって、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定段階と、
前記研磨部材劣化推定段階において推定された研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定段階と
を備える制御方法。
【請求項５】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置用のプログラムであって、前記ウェハ研磨支援装置を、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部、
前記研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部
として機能させるプログラム。
【請求項１】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置であって、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部と、
前記研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部と
を備えるウェハ研磨支援装置。
【請求項２】
前記研磨部材劣化推定部は、
前記研磨部材の劣化特性を表す複数の物理量から前記研磨部材の劣化していない正常状態を示す物理量の集合を生成し、前記集合の平均及び分散を算出する初期集合生成部と、
ウェハ研磨時の前記物理量から多次元ベクトルを生成する研磨ベクトル生成部と、
前記初期集合生成部が生成した前記集合の平均及び分散と、前記研磨ベクトル生成部が生成した多次元ベクトルとに基づいて、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と
を備える請求項１に記載のウェハ研磨支援装置。
【請求項３】
前記初期集合生成部は、前記研磨部材の劣化特性を表す複数の物理量として、研磨による発熱量情報として研磨部分における温度情報と、研磨機構部分に複数設けられたモータのうち少なくとも一つの前記モータのトルク情報とを用いる
請求項２記載のウェハ研磨支援装置。
【請求項４】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置を制御する制御方法であって、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定段階と、
前記研磨部材劣化推定段階において推定された研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定段階と
を備える制御方法。
【請求項５】
ウェハの研磨を支援するウェハ研磨支援装置用のプログラムであって、前記ウェハ研磨支援装置を、
ウェハを研磨する研磨機構の特性を表す複数の物理量を式の要素とする統計モデルに基づいて研磨レートを推定し、その推定結果を用いてウェハの研磨処理を行うウェハ研磨装置における研磨部材の劣化の推定を行う研磨部材劣化推定部、
前記研磨部材劣化推定部が推定した研磨レートと、前記研磨部材の劣化の推定結果とに基づいて、前記研磨部材の交換を判定する研磨部材交換判定部
として機能させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９２５１１（Ｐ２０１２−１９２５１１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０３５２（Ｐ２０１１−６０３５２）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]