构成要素的抛光条件和通过这些抛光条件获得的加工形状（抛光量）之间的关系，与抛光对象的类型和对于该抛光对象的抛光公用的抛光条件（不变的抛光条件）一起，预先输入到抛光条件确定装置中。抛光条件确定装置基于这些条件确定抛光条件。特别地，构成要素的上述抛光条件以时间序列给出，或者构成要素的上述抛光条件的组合转换成抛光体摆动速度的变化，并且与摆动位置对应的摆动速度被确定。抛光设备控制装置输入由抛光条件确定装置确定的抛光条件，并且控制抛光设备使得这些条件被实现。结果，用于在加工设备中获得指定加工形状的加工条件可以简单并准确地确定。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于预测当加工对象被加工时获得的加工形状的方法，一种用于确定该加工对象被加工的加工条件的方法，一种用于加工该加工对象的加工方法，一种用于加工该加工对象的加工系统，一种使用该加工方法和加工系统的半导体器件制造方法，执行用于确定加工条件的方法的计算机程序，以及该计算机程序存储于其上的计算机程序存储介质。此外，本说明书和权利要求书中使用的术语“加工”指机械加工，例如抛光和研磨。
技术介绍
随着半导体集成电路已变得更精密和更高度集成，包含于半导体制造方法中的各个方法已变得更多和更复杂。结果，半导体器件的表面并不总是平的。半导体器件表面上梯级差异的存在导致布线的梯级断裂和电阻的局部增大等，从而造成布线阻断和电容下降。此外，在绝缘膜中，这种梯级差异也导致耐压退化和发生漏电。同时，随着半导体集成电路已变得更精密和更高度集成，用于光刻的半导体曝光设备中的光源的波长已变得更短，并且用于这种半导体曝光设备中的投影透镜的数值孔径或称作NA已变得更大。结果，用于这种半导体曝光设备中的投影透镜的聚焦深度已基本上变得更浅。为了处理这种聚焦深度的逐渐变浅，要求比迄今所达到的甚至更大的半导体器件表面平面化。为了具体地描述这一点，例如附图说明图11中所示的平面化技术已在半导体制造方法中成为必要的。半导体器件14，包括SiO2的层间绝缘膜12和包括Al的金属膜13形成于圆片(wafer)11的表面上。图11(a)显示半导体器件表面上的层间绝缘膜12平面化的实例。图11(b)显示所谓的镶嵌通过抛光半导体器件表面上的金属膜13而形成的实例。化学机械抛光或化学机械平面化(以下称作“CMP”)技术被广泛用作平面化这种半导体器件表面的方法。目前，CMP技术是可以用来平面化整个圆片表面的唯一技术。CMP基于圆片镜面抛光方法而开发。图12是用于CMP的抛光(平面化)设备的示意结构图。该抛光设备包括抛光部件15，抛光对象固定部分(这以下称作“抛光头”)16，以及抛光剂提供部分18。此外，构成抛光对象的圆片17贴着抛光头16，而抛光剂提供部分18提供抛光剂(膏浆)19。抛光部件15是这样一种部件，其中抛光体(这以下称作“抛光垫”)21粘着台板20。圆片17由抛光头16固定，并且当被旋转时被导致摆动；此外，圆片17用指定的压力压住抛光部件15的抛光体21上。抛光部件15也被导致旋转，使得相对运动被导致在抛光部件15和圆片17之间发生。在这种状态下，抛光剂19从抛光剂提供部分18提供到抛光体21的表面。该抛光剂19抛光体21的表面上扩散，并且随着相对运动在抛光部件15和圆片17之间发生，进入抛光体21和圆片17之间的间隙，使得圆片17的抛光表面被抛光。特别地，良好的抛光是作为由抛光部件15和圆片17的相对运动导致的机械抛光和抛光剂19的化学作用之间协同效应的结果而完成的。图13是显示另一个抛光设备的示意图。在该抛光设备中，抛光头16在较低端，并且圆片17卡在该抛光头16上。此外，抛光体21具有比圆片17小的直径，并且贴着安装在上面的抛光台板20。特别地，抛光体21摆动，当被导致和抛光台板20一起旋转时，并且用指定的压力压住圆片17。抛光头16和圆片17也被导致旋转，使得相对运动在圆片17和抛光体21之间产生。在这种状态下，抛光剂19从抛光剂提供部分18提供到圆片17的表面；该抛光剂19在圆片17的表面上扩散，并且随着相对运动在抛光部件15和圆片17之间发生，进入抛光体21和圆片17之间的间隙，使得圆片17的抛光表面被抛光。但是，有许多不同类型的抛光圆片，并且独立的抛光条件(抛光配方)必须根据各个类型的圆片来设置。例如，在抛光通过多层结构例如Cu镶嵌的情况下，Cu一般地通过第一抛光来抛光，而Ta通过第二抛光来抛光。在这种情况下，由于抛光剂和抛光对象的不同，抛光的均匀性即使在相同的抛光条件下也很大不同。因此，这种方法包括为每个抛光操作重新设置抛光条件的麻烦。此外，在金属抛光的情况下，除抛光剂之外，还需要添加氧化剂例如过氧化氢，并且抛光型面根据该添加剂的量而不同，即使在相同抛光剂的情况下。因此，在当抛光剂，添加剂或者抛光对象的类型有改变时的所有情况下，抛光条件都必须改变。抛光条件包括抛光液的类型，抛光垫的类型，抛光头和抛光部件的旋转速度，抛光头的摆动速度，以及抛光头的压力等。对于抛光头和抛光部件的旋转速度，抛光头的摆动速度，以及抛光头的压力，这些条件是时间的函数和抛光头位置的函数。传统地，产生希望的加工形状的抛光条件通过执行以经验为基础的基于试错法的试验抛光而发现的方法，已用作根据涉及的圆片的类型来设置抛光条件的方法。大量的圆片用于这种试验抛光，并且需要相当多的时间以便确定抛光条件。此外，即使圆片类型被指定，并且标准抛光条件被找到，在实际抛光的圆片抛光之前的表面形状根据生产批量而不同。因此，需要对每个生产批量执行进一步的试验抛光，以对抛光条件做细微调整。但是，即使对每个生产批量这样做这种细微调整，批量内的不同不能被处理的问题仍然存在。在抛光体大于抛光圆片的传统抛光设备中，出现下面的问题即，设备本身的大小随圆片直径的增加而增加。另一个缺点在于，需要更换的消耗部分，例如抛光垫的更换非常困难，因为它的大尺寸。此外，当抛光之前的圆片表面由于膜形成的不规则而有低凹和突起时，通过适当处理这些低凹和突起而将表面抛光成平面是非常困难的。另外，在作为膜形成过程的结果，初始膜厚度形状是“M”形或“W”形的情况下，可能需要将剩余膜抛光成均匀形状。对于传统抛光设备，很难满足这种要求。最近，使用比抛光圆片小的抛光体的抛光设备已被开发，并且用作解决这些抛光设备问题的抛光设备。因为在这些抛光设备中抛光体小，这些抛光设备在抛光设备的抛光部分的尺寸可以减小方面是有利的。此外，对于消耗部分的更换也有利，因为这些部分具有小的尺寸，这种更换工作本身是非常容易的。此外，对于这种使用比抛光圆片小的抛光体的抛光设备，抛光型面可以通过改变抛光体在圆片表面各个部分上的概率而自由地改变。因此，抛光之前的圆片表面存在低凹和突起可以被处理。但是，这种细微调节是可能的意味着抛光条件必须更精确地确定。特别地，抛光条件的数目增加，同时，抛光条件变得更复杂；此外，抛光条件必须被确定的频率增加，并且确定单个抛光条件需要更多的圆片和时间。而且，即使不需要细微调节时，因为抛光体小，抛光条件仍然比使用大抛光体的传统抛光设备中的抛光条件复杂。特别地，在使用小直径抛光垫抛光的情况下，除旋转之外必须加上变速摆动，以便改变抛光垫在圆片表面上的概率，并且需要执行负载控制，其中负载被降低以便抑制圆片边缘处抛光速率的升高。因此，作为加上这些控制动作的结果，抛光条件的复杂性大大地增加。抛光条件通过模拟而被确定的方法已被开发，作为确定抛光条件需要相当多的时间这一问题的一个解决办法。但是，在这种抛光过程中，抛光体经历弹性形变，并且抛光剂在抛光体和抛光对象之间的流动是复杂的；此外，在抛光过程中产生摩擦热。结果，用数字方程来表示整个抛光过程是困难的，使得具有一般适用性的数字模型仍然没有获得。本专利技术公开内容本专利技术鉴于上面的实事而设计；本专利技术的目的在于提供一种加工形状预测方法，其允许简单并准确地预测当加工在加工设备(例如抛光设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于预测当加工对象通过在磨粒被放入工具和加工对象之间的状态下导致在上述工具和加工对象之间发生相对运动而被加工时获得的加工形状的方法，该加工形状预测方法其特征在于，构成要素的加工条件和当加工在这些加工条件下执行时获得的加工形状的要素之间的关系被预先确定，并且当指定的加工条件被给出时，这些加工条件分解成构成上述要素的加工条件的组合，并且通过上述组合获得的加工形状的要素的总和被当作当加工在上述指定的加工条件下执行时将获得的预测加工形状。
【技术特征摘要】
JP 2001-1-31 24882/01;JP 2001-9-5 268610/011.一种用于预测当加工对象通过在磨粒被放入工具和加工对象之间的状态下导致在上述工具和加工对象之间发生相对运动而被加工时获得的加工形状的方法，该加工形状预测方法其特征在于，构成要素的加工条件和当加工在这些加工条件下执行时获得的加工形状的要素之间的关系被预先确定，并且当指定的加工条件被给出时，这些加工条件分解成构成上述要素的加工条件的组合，并且通过上述组合获得的加工形状的要素的总和被当作当加工在上述指定的加工条件下执行时将获得的预测加工形状。2.根据权利要求1的加工形状预测方法，其特征在于对上述加工形状要素进行傅立叶变换，使用上述组合确定的加工形状要素的总和被确定为这些组合的傅立叶变换函数的总和，并且预测的加工形状通过对结果进行反傅立叶变换而获得。3.根据权利要求1或权利要求2的加工形状预测方法，其特征在于上述加工对象大于上述工具。4.一种用于确定在加工设备中将加工对象加工成指定形状的加工条件的方法，在加工设备中这种加工对象通过在磨粒被放入工具和加工对象之间的状态下导致在该工具和上述加工对象之间发生相对运动而被加工，这个用于确定加工条件的方法其特征在于，构成要素的加工条件和当加工在这些加工条件下执行时获得的加工形状的要素之间的关系被预先确定，构成要素的上述加工条件的组合被确定，使得这些加工形状要素的组合接近上述指定形状，并且这些组合被当作加工条件。5.根据权利要求4的加工条件确定方法，其特征在于对上述加工形状要素进行傅立叶变换，对上述指定形状进行傅立叶变换，构成要素的上述加工条件的组合被确定，使得加工形状要素的傅立叶变换值的组合接近上述指定形状的傅立叶变换值，并且这些组合被当作加工条件。6.根据权利要求4或权利要求5的加工条件确定方法，其特征在于上述构成要素的加工条件的组合是这样的组合其中构成要素的各个加工条件按时间序列组合。7.根据权利要求4或权利要求5的加工...
【专利技术属性】
技术研发人员：千贺达也，石川彰，上田武彦，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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