膜厚测定值的补正方法、膜厚补正器、及涡流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种膜厚测定值的补正方法、膜厚补正器、及涡流传感器。
【背景技术】
[0002] 近年来，伴随半导体组件的高集成化、高密度化，电路配线更加微细化，多层配线 的层数也增加。为了谋求电路微细化且实现多层配线，需要将半导体组件表面精确实施平 坦化处理。
[0003] 半导体组件表面的平坦化技术，已知有化学机械研磨（CMP (Chemical Mechanical Polishing))。用于进行CMP的研磨装置具备：贴合有研磨垫的研磨台、及用于保持研磨对 象物（例如半导体晶圆等的基板、或形成于基板表面的各种膜）的上方环形转盘。研磨装 置通过一边使研磨台旋转，一边将保持于上方环形转盘的研磨对象物按压于研磨垫上来对 研磨对象物进行研磨。
[0004] 研磨装置广泛用于研磨形成于基板表面的障壁膜及金属膜等导电膜的研磨工序。 研磨工序的终点检测或研磨中研磨条件的变更基于导电膜的厚度而决定。因而，研磨装置 一般具备检测研磨中的导电膜厚度的膜厚检测器。膜厚检测器的代表性装置可举出涡流传 感器。
[0005] 涡流传感器配置于研磨台中，并随研磨台的旋转而旋转。涡流传感器具备连接于 交流电源的线圈。涡流传感器随研磨台旋转而通过研磨对象物下方时，通过线圈产生磁场。 由此，在研磨对象物的导电膜感应涡电流。涡电流的大小根据导电膜的电阻、即根据导电膜 的膜厚而变化。涡流传感器构成为，根据由导电膜感应的涡电流产生的磁场变化来检测导 电膜的厚度。
[0006] 再者，进行研磨对象物的研磨的过程中，通过研磨对象物与研磨垫的摩擦而产生 热。该热造成涡流传感器周围的环境温度上升，有时导致涡流传感器的输出偏差。
[0007] 因此，已知在第一现有技术中，在涡流传感器周围设置温度传感器，根据温度传感 器所检测的温度来补正涡流传感器的温度偏差。
[0008] 此外，已知在第二现有技术中，使用涡流传感器上方不存在研磨对象物时的涡流 传感器的输出信号，求出对温度偏差的补正量。
[0009] 此外，涡流传感器配置于形成在研磨台的孔中，并与研磨对象物隔着研磨垫而相 对。涡流传感器具备包含励磁线圈及检测线圈的传感器线圈。励磁线圈连接于交流电源， 使磁场产生。由此，对导电膜等的研磨对象物感应涡电流。涡电流的大小根据研磨对象物 的电阻，即根据研磨对象物的膜厚而变化。检测线圈根据由对研磨对象物感应的涡电流产 生的磁场变化检测研磨对象物的厚度。另外，涡流传感器除了测定研磨对象物的厚度之外， 有时也用于测定从涡流传感器至研磨对象物的距离。即，由于对研磨对象物感应的涡电流 大小根据涡流传感器与研磨对象物间的距离而变化，因此，检测线圈根据由对测定对象物 感应的涡电流产生的磁场变化检测与测定对象物的距离。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1日本特表2009-500829号公报
[0013] 专利文献2日本特开2013-36881号公报
[0014] 专利文献3日本特开2005-121616号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的问题
[0016] 但是，现有技术并未考虑到以简易的结构精确补正测定研磨对象物膜厚的传感器 的温度偏差。
[0017] 即，由于第一现有技术为了补正涡流传感器的温度偏差而设置温度传感器，因此 结构复杂化。
[0018] 此外，第二现有技术在研磨台每次旋转时，取得涡流传感器上方不存在研磨对象 物时的涡流传感器的输出信号。而后，第二现有技术基于所取得的多个输出信号的平均值 求出对温度偏差的补正量。因此，采用第二现有技术时，难以在研磨研磨对象物的过程中及 时精确补正传感器的温度偏差。结果，采用第二现有技术时，例如难以高精度检测研磨对象 物的研磨终点。
[0019] 因此，本发明的一种形态的课题在于，以简易的结构精确补正测定研磨对象物的 膜厚的传感器的温度偏差。
[0020] 此外，现有技术并未考虑到使祸流传感器的测定精度提尚。
[0021] 即，涡流传感器除了具有作为上述的涡流传感器的反应之外，还具有作为静电电 容传感器的反应。例如，考虑通过研磨垫研磨研磨对象物而且测定研磨对象物的膜厚的情 况。此时，执行研磨对象物的研磨时，研磨对象物被研磨而膜厚变薄，并且研磨垫也变薄。由 于研磨垫变薄时，涡流传感器与研磨对象物的距离缩短，因此涡流传感器的传感器线圈与 研磨对象物间的静电电容变化。由于该静电电容的变化反映于涡流传感器的输出，因此，研 磨对象物膜厚的测定精度有可能恶化。
[0022] 因此，本发明一种形态的课题在于，使涡流传感器的测定精度提高。
[0023] 解决问题的手段
[0024] 本发明的膜厚测定值的补正方法的一种形态鉴于上述课题，是一种进行研磨研磨 对象物的研磨工序中，补正从用于测定研磨对象物膜厚的传感器输出的信号的方法，其特 征在于，所述研磨工序包含：所述传感器与所述研磨对象物不相对的第一状态；及所述传 感器与所述研磨对象物相对的第二状态，取得在所述第一状态下从所述传感器输出的第一 测定信号，基于取得的所述第一测定信号、与对所述第一测定信号预先设定的基准信号算 出补正值，取得在所述第二状态下从所述传感器输出的第二测定信号，在进行所述研磨工 序的过程中，基于算出的所述补正值补正取得的所述第二测定信号。
[0025] 此外，膜厚测定值的补正方法的一种形态中，所述基准信号可作为并未进行所述 研磨工序时，在所述传感器与所述研磨对象物不相对的状态下从所述传感器输出的信号。
[0026] 此外，膜厚测定值的补正方法的一种形态中，所述研磨工序是通过一边使贴合有 用于研磨研磨对象物的研磨垫的研磨台旋转，一边将所述研磨对象物按压于所述研磨垫来 研磨所述研磨对象物，所述传感器设置于所述研磨台中，所述第一状态与所述第二状态随 所述研磨台的旋转交替出现，补正所述第二测定信号的工序可基于算出的补正值补正在所 述第二状态下取得的第二测定信号，该补正值是基于就在该第二状态之前出现的第一状态 下所取得的第一测定信号与所述基准信号而算出的。
[0027] 此外，膜厚测定值的补正方法的一种形态中，所述基准信号可为进行所述传感器 的校准时，在所述传感器与所述研磨对象物不相对的状态下从所述传感器输出的信号。
[0028] 此外，膜厚测定值的补正方法的一种形态中，所述基准信号可为以未进行所述研 磨工序时的环境温度，在所述传感器与所述研磨对象物不相对的状态下从所述传感器输出 的信号。
[0029] 此外，膜厚测定值的补正方法的一种形态中，所述传感器可为涡流传感器。
[0030] 此外，本发明的膜厚补正器的一种形态是对研磨对象物进行研磨的研磨工序的过 程中，补正从用于测定研磨对象物膜厚的传感器输出的信号的膜厚补正器，其特征在于，所 述研磨工序包含：所述传感器与所述研磨对象物不相对的第一状态；及所述传感器与所述 研磨对象物相对的第二状态，所述膜厚补正器具备：取得部，其取得在所述第一状态下从所 述传感器输出的第一测定信号、及在所述第二状态下从所述传感器输出的第二测定信号； 算出部，其基于通过所述取得部所取得的第一测定信号、与对所述第一测定信号所预先设 定的基准信号算出补正值；及补正部，其在进行所述研磨工序的过程中，基于通过所述算出 部所算出的补正值来补正通过所述取得部所取得的第二测定信号。
[0031] 本发明的涡流传感器的一种形态鉴于上述课题，是用于测定与测定对象物的距离 或所述测定对象物的膜厚的涡流传感器，其特征在于，具备：传感器线圈，其使所述测定对 象物产生涡电流，并检测因所述涡电流的产生而造成的感应磁场；及导电体，其配置于所述 传感器线圈的所述测定对象物侧。
[0032] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可具备相对部，其与所述传感器线圈 相对。
[0033] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可进一步具备外周部，其连接于所述 相对部并且覆盖所述传感器线圈的至少一部分的周围。
[0034] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可形成为盖住所述传感器线圈的帽 状。
[0035] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可包含掺入碳的聚丙烯、硅树脂、蒸 镀金属的合成树脂、蒸镀金属的玻璃、掺入碳的橡胶、或单晶硅基板而形成。
[0036] 此外，祸流传感器的一种形态中，所述导电体可包含具有1 D ? cm~100 D ? cm的 电阻率的材料而形成。
[0037] 此外，涡流传感器的一种形态中，可进一步具备磁屏蔽片，其配置于所述传感器线 圈与所述导电体之间，并形成有与所述传感器线圈相对的开口。
[0038] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述涡流传感器是设在形成于贴合有用于研磨 研磨对象物的研磨垫的研磨台的孔中，用于测定与所述研磨对象物的距离或所述研磨对象 物的膜厚的研磨装置用涡流传感器，且所述传感器线圈使所述研磨对象物产生涡电流，并 检测因所述涡电流的产生而造成的感应磁场，所述导电体可配置于所述传感器线圈的所述 研磨对象物侧。
[0039] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可配置于所述传感器线圈与所述研 磨垫之间。
[0040] 此外，涡流传感器的一种形态中，所述导电体可具备：相对部，其与所述传感器线 圈相对；及外周部，其连接于所述相对部，并且与形成在所述研磨台的孔的内壁相对。
[0041] 发明的效果
[0042] 采用本发明的一种形态时，能够利用简易的结构精确补正测定研磨对象物膜厚的 传感器的温度偏差。
[0043] 采用本发明的一种形态时，可使涡流传感器的测定精度提高。
【附图说明】
[0044] 图1是示意性示出研磨装置及膜厚补正器的全体结构图。
[0045] 图2是示出研磨台、涡流传感器与研磨对象物的关系的俯视图。
[0046] 图3A是示出涡流传感器210的输出图。
[0047] 图3B是示出涡流传感器210扫描（Scan)研磨对象物102时的轨迹图。
[0048] 图4A是示出涡流传感器210的框图。
[0049] 图4B是涡流传感器210的等价电路图。
[0050] 图5是示出在本发明的涡流传感器中使用的传感器线圈结构例的概略图。
[0051] 图6是示出涡流传感器的详细结构的示意图。
[0052] 图7是示出终点检测部实施的处理的概略图。
[0053] 图8A是示出涡流传感器的输出的变动的图。
[0054] 图8B是示出涡流传感器周围的环境温度的变动的图。
[0055] 图9是示出本实施形态的膜厚测定值的补正方法的处理的流程图。
[0056] 图10A是示出涡流传感器的输出变动的