JPH1034522A - Ｃｍｐ用研磨装置及びｃｍｐ用装置システム - Google Patents
Ｃｍｐ用研磨装置及びｃｍｐ用装置システムInfo
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- JPH1034522A JPH1034522A JP18737996A JP18737996A JPH1034522A JP H1034522 A JPH1034522 A JP H1034522A JP 18737996 A JP18737996 A JP 18737996A JP 18737996 A JP18737996 A JP 18737996A JP H1034522 A JPH1034522 A JP H1034522A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/205—Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フェルト状のポリシャを用いたＣＭＰ研磨に
かかる問題点を補って、被研磨物の縁だれが小さく、面
精度がよく、しかも歩留りの高いＣＭＰ用研磨装置また
はＣＭＰ用装置システムを提供すること。 【解決手段】 少なくとも、定盤２２、該定盤２２に設
けられ被研磨物３の表面を研磨する前記被研磨物３より
も小サイズの研磨ポリシャ２１、前記被研磨物３の保持
部２４、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャ２１に対し
て所望の研磨圧力を付与する圧力付与機構２５、を備え
たＣＭＰ用研磨装置。
かかる問題点を補って、被研磨物の縁だれが小さく、面
精度がよく、しかも歩留りの高いＣＭＰ用研磨装置また
はＣＭＰ用装置システムを提供すること。 【解決手段】 少なくとも、定盤２２、該定盤２２に設
けられ被研磨物３の表面を研磨する前記被研磨物３より
も小サイズの研磨ポリシャ２１、前記被研磨物３の保持
部２４、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャ２１に対し
て所望の研磨圧力を付与する圧力付与機構２５、を備え
たＣＭＰ用研磨装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＵＬＳＩ等
の半導体を製造するプロセスに於いて実施される半導体
デバイスの平坦化研磨に用いて好適なＣＭＰ用研磨装置
及びＣＭＰ用装置システムに関するものである。
の半導体を製造するプロセスに於いて実施される半導体
デバイスの平坦化研磨に用いて好適なＣＭＰ用研磨装置
及びＣＭＰ用装置システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体デバイス製造においては、
製造プロセスの工程数が増加し、しかもプロセスが複雑
になり（一例、多層配線）、そのため半導体デバイス表
面の形状が必ずしも平坦ではなくなっており、例えば図
６（ａ）、（ｃ）に示すように凸部（段差）を有する場
合もある。
製造プロセスの工程数が増加し、しかもプロセスが複雑
になり（一例、多層配線）、そのため半導体デバイス表
面の形状が必ずしも平坦ではなくなっており、例えば図
６（ａ）、（ｃ）に示すように凸部（段差）を有する場
合もある。
【０００３】また、半導体デバイスの製造に於いて、微
細加工の線幅が細くなるにつれて光リソグラフィの光源
波長が短くなり、開口数（所謂ＮＡ）も大きくなって、
高解像度を得るための焦点深度が減少する。そのため、
半導体デバイスの製造に於ける微細加工の線幅が細く、
複雑になるにつれて、半導体デバイスの表面状態が必ず
しも平坦ではなく、段差が存在するようになってきてい
る。
細加工の線幅が細くなるにつれて光リソグラフィの光源
波長が短くなり、開口数（所謂ＮＡ）も大きくなって、
高解像度を得るための焦点深度が減少する。そのため、
半導体デバイスの製造に於ける微細加工の線幅が細く、
複雑になるにつれて、半導体デバイスの表面状態が必ず
しも平坦ではなく、段差が存在するようになってきてい
る。
【０００４】半導体デバイス表面に於ける段差の存在
は、配線の段切れや局所的な抵抗値の増大などを招くの
で、断線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜
における段差の存在は、耐圧劣化やリークの発生にもつ
ながる。このような段差の存在は、半導体露光装置の焦
点深度が実質的に浅くなってきていることを示してい
る。即ち、歩留まり及び信頼性を向上させ、また解像度
を増大させると、焦点深度のマージンが減少するので、
半導体デバイスの平坦化が必要となる。
は、配線の段切れや局所的な抵抗値の増大などを招くの
で、断線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜
における段差の存在は、耐圧劣化やリークの発生にもつ
ながる。このような段差の存在は、半導体露光装置の焦
点深度が実質的に浅くなってきていることを示してい
る。即ち、歩留まり及び信頼性を向上させ、また解像度
を増大させると、焦点深度のマージンが減少するので、
半導体デバイスの平坦化が必要となる。
【０００５】具体的に示すと、半導体製造プロセスに於
いて、例えば図６に示すような平坦化技術が必要とされ
ている。ここで、図６（ａ）は半導体デバイス上に形成
された絶縁膜（例えば、BPSG,TEOS-SiO2 などの膜) を
平坦化して層間膜平坦化を行う例であり、図６（ｂ）は
半導体デバイス上に形成された金属（Ｗ，Ａｌ，Ｃｕな
ど）膜を平坦化して接続孔平坦化を行う例であり、図６
（ｃ）は半導体デバイス上に形成された金属（Ｗ，Ａ
ｌ，Ｃｕなど）膜を平坦化して埋め込み配線（ダマシ
ン）を形成する例である。
いて、例えば図６に示すような平坦化技術が必要とされ
ている。ここで、図６（ａ）は半導体デバイス上に形成
された絶縁膜（例えば、BPSG,TEOS-SiO2 などの膜) を
平坦化して層間膜平坦化を行う例であり、図６（ｂ）は
半導体デバイス上に形成された金属（Ｗ，Ａｌ，Ｃｕな
ど）膜を平坦化して接続孔平坦化を行う例であり、図６
（ｃ）は半導体デバイス上に形成された金属（Ｗ，Ａ
ｌ，Ｃｕなど）膜を平坦化して埋め込み配線（ダマシ
ン）を形成する例である。
【０００６】かかる半導体表面を平坦化する方法として
は、化学的機械的研磨（ChemicalMechanical Polishing
またはChemical Mechanical Planarization 、以下ＣＭ
Ｐと略称する）技術を用いた平坦化方法が有望視されて
いる。図８はＣＭＰ技術を用いた一般的な半導体研磨装
置の説明図であり、図８（ａ）は該装置の側面図、図８
（ｂ）は該装置の平面図である。
は、化学的機械的研磨（ChemicalMechanical Polishing
またはChemical Mechanical Planarization 、以下ＣＭ
Ｐと略称する）技術を用いた平坦化方法が有望視されて
いる。図８はＣＭＰ技術を用いた一般的な半導体研磨装
置の説明図であり、図８（ａ）は該装置の側面図、図８
（ｂ）は該装置の平面図である。
【０００７】この半導体研磨装置おいては、定盤２上に
研磨布（１層または２層）１を貼り付けてポリシャと
し、この研磨布１の上面にウェハキャリア（ウェハホル
ダ）４により半導体基板（シリコンウェハ）３を搬送す
る。そして、半導体基板（シリコンウェハ）３の表面を
圧力付与機構１５により研磨布１に押しつけ、研磨剤供
給機構１７から研磨剤６を滴下しながら定盤２を回転さ
せた状態でウェハキャリア（ウェハホルダ）４を回転及
び揺動させて、即ち半導体基板（シリコンウェハ）３に
回転運動と揺動運動をさせて、半導体表面を研磨する。
研磨布（１層または２層）１を貼り付けてポリシャと
し、この研磨布１の上面にウェハキャリア（ウェハホル
ダ）４により半導体基板（シリコンウェハ）３を搬送す
る。そして、半導体基板（シリコンウェハ）３の表面を
圧力付与機構１５により研磨布１に押しつけ、研磨剤供
給機構１７から研磨剤６を滴下しながら定盤２を回転さ
せた状態でウェハキャリア（ウェハホルダ）４を回転及
び揺動させて、即ち半導体基板（シリコンウェハ）３に
回転運動と揺動運動をさせて、半導体表面を研磨する。
【０００８】ここで、実際の研磨は、例えば図７に示す
工程に従って行われている。前記研磨布１としては、下
側が不織布、上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる
２層構造のフェルト状シートが多く用いられる。また、
ＣＭＰ技術を用いた従来の半導体研磨装置において、研
磨中に半導体基板３表面の研磨量や研磨の終点を検知す
る方法としては、研磨時間を管理すること、研磨す
る材料が変わることにより変化するウェハキャリアの回
転トルクを電流値等で検出すること、研磨されている
表面からの摩擦による音の変化をとらえること、定盤
２及び研磨布１に孔をあけ、この孔を通してレーザー光
を半導体基板３表面に照射し、その反射光を利用して計
測すること、などによる検知方法が用いられる。
工程に従って行われている。前記研磨布１としては、下
側が不織布、上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる
２層構造のフェルト状シートが多く用いられる。また、
ＣＭＰ技術を用いた従来の半導体研磨装置において、研
磨中に半導体基板３表面の研磨量や研磨の終点を検知す
る方法としては、研磨時間を管理すること、研磨す
る材料が変わることにより変化するウェハキャリアの回
転トルクを電流値等で検出すること、研磨されている
表面からの摩擦による音の変化をとらえること、定盤
２及び研磨布１に孔をあけ、この孔を通してレーザー光
を半導体基板３表面に照射し、その反射光を利用して計
測すること、などによる検知方法が用いられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記フ
ェルト状のポリシャを用いた従来の半導体研磨装置によ
るＣＭＰ研磨には、(1) 研磨による半導体表面の縁だれ
が大きい、(2) 荷重がかかるとポリシャが圧縮変形を起
こしやすい、(3) 研磨布を研磨定盤に貼り付けるとき、
接着層にムラが発生しやすく、高い平坦度を得難い、
(4) ポリシャが目づまりを起こし易いので、ドレッシン
グ（目立て）が必要である、(5) λ以下の被研磨物の面
精度を得るのは困難である、という問題点があった。
ェルト状のポリシャを用いた従来の半導体研磨装置によ
るＣＭＰ研磨には、(1) 研磨による半導体表面の縁だれ
が大きい、(2) 荷重がかかるとポリシャが圧縮変形を起
こしやすい、(3) 研磨布を研磨定盤に貼り付けるとき、
接着層にムラが発生しやすく、高い平坦度を得難い、
(4) ポリシャが目づまりを起こし易いので、ドレッシン
グ（目立て）が必要である、(5) λ以下の被研磨物の面
精度を得るのは困難である、という問題点があった。
【００１０】例えば、フェルト状のポリシャを用いた従
来の半導体研磨装置によるＣＭＰ研磨後のウェハ面内均
一性は、研磨すべき厚さ0.5 μｍに対して±２０％とバ
ラツキが大きかった。また、ＣＭＰ研磨の良否は、被研
磨物の材質（例えば、誘電体、金属）による研磨剤のｐ
Ｈ依存性、定盤の回転速度、被研磨物への付加圧力、な
どいくつもの条件に依存するので研磨の制御が困難であ
り、歩留りの低下をもたらしていた。
来の半導体研磨装置によるＣＭＰ研磨後のウェハ面内均
一性は、研磨すべき厚さ0.5 μｍに対して±２０％とバ
ラツキが大きかった。また、ＣＭＰ研磨の良否は、被研
磨物の材質（例えば、誘電体、金属）による研磨剤のｐ
Ｈ依存性、定盤の回転速度、被研磨物への付加圧力、な
どいくつもの条件に依存するので研磨の制御が困難であ
り、歩留りの低下をもたらしていた。
【００１１】また、研磨中に半導体基板表面の研磨量や
研磨の終点を検知する前記方法のうち、からは現状
では検知精度がよくないという問題点があり、または
研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に行うために、定
盤及び研磨布に孔をあける必要があり、また検知の対象
位置が開孔付近に限定されるという問題点があった。本
発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、前
記フェルト状のポリシャを用いたＣＭＰ研磨にかかる問
題点を補って、被研磨物の縁だれが小さく、面精度がよ
く、しかも歩留りの高いＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ
用装置システムを提供することを目的とする。
研磨の終点を検知する前記方法のうち、からは現状
では検知精度がよくないという問題点があり、または
研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に行うために、定
盤及び研磨布に孔をあける必要があり、また検知の対象
位置が開孔付近に限定されるという問題点があった。本
発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、前
記フェルト状のポリシャを用いたＣＭＰ研磨にかかる問
題点を補って、被研磨物の縁だれが小さく、面精度がよ
く、しかも歩留りの高いＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ
用装置システムを提供することを目的とする。
【００１２】また、本発明は１．研磨による被研磨物
（例えば半導体）表面の縁だれを防止または抑制でき
る、２．荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、３．ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度
不良が発生しにくい、４、ポリシャのドレッシング（目
立て）が不要である、５．λ以下の高い被研磨物（例え
ば半導体）の面精度を得ることができる、６．研磨中に
被研磨物（例えば半導体）表面の研磨量や研磨の終点を
高精度にて検知できる、７．研磨量検知や研磨の終点検
知を光学的に行う場合にポリシャに孔をあける必要がな
いので、研磨条件を変化させずに研磨状態を検知するこ
とが可能であり、また検知の対象位置が特定領域に限定
されない（半導体表面など、被研磨物表面の光による直
接観察または計測が可能）、という特徴の一部または全
てを有するＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システ
ムを提供することを目的とする。
（例えば半導体）表面の縁だれを防止または抑制でき
る、２．荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、３．ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度
不良が発生しにくい、４、ポリシャのドレッシング（目
立て）が不要である、５．λ以下の高い被研磨物（例え
ば半導体）の面精度を得ることができる、６．研磨中に
被研磨物（例えば半導体）表面の研磨量や研磨の終点を
高精度にて検知できる、７．研磨量検知や研磨の終点検
知を光学的に行う場合にポリシャに孔をあける必要がな
いので、研磨条件を変化させずに研磨状態を検知するこ
とが可能であり、また検知の対象位置が特定領域に限定
されない（半導体表面など、被研磨物表面の光による直
接観察または計測が可能）、という特徴の一部または全
てを有するＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システ
ムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも、定盤、該定盤上に設けられ被研磨物の
表面を研磨する研磨ポリシャ、該研磨ポリシャ上に研磨
剤を供給する研磨剤供給機構、被研磨物の保持・搬送
部、及び該保持・搬送部に保持され、前記研磨ポリシャ
上にある被研磨物の表面に対して所望の研磨圧力を付与
する圧力付与機構、前記保持・搬送部の揺動機構を備え
たＣＭＰ用研磨装置において、研磨中または研磨後にお
ける前記被研磨物表面の研磨量分布もしくは膜厚分布ま
たは研磨量の最大値を確認する研磨モニター系を設け、
前記分布が所定条件を満たすことを、或いは前記研磨量
の最大値が許容限界値に達しつつあることを前記研磨モ
ニター系が検知した場合には研磨を終了させ、それ以外
の場合には研磨の継続または再研磨を行わせる研磨制御
系をさらに設けたことを特徴とするＣＭＰ用研磨装置
（請求項１）」を提供する。
に「少なくとも、定盤、該定盤上に設けられ被研磨物の
表面を研磨する研磨ポリシャ、該研磨ポリシャ上に研磨
剤を供給する研磨剤供給機構、被研磨物の保持・搬送
部、及び該保持・搬送部に保持され、前記研磨ポリシャ
上にある被研磨物の表面に対して所望の研磨圧力を付与
する圧力付与機構、前記保持・搬送部の揺動機構を備え
たＣＭＰ用研磨装置において、研磨中または研磨後にお
ける前記被研磨物表面の研磨量分布もしくは膜厚分布ま
たは研磨量の最大値を確認する研磨モニター系を設け、
前記分布が所定条件を満たすことを、或いは前記研磨量
の最大値が許容限界値に達しつつあることを前記研磨モ
ニター系が検知した場合には研磨を終了させ、それ以外
の場合には研磨の継続または再研磨を行わせる研磨制御
系をさらに設けたことを特徴とするＣＭＰ用研磨装置
（請求項１）」を提供する。
【００１４】また、本発明は第二に「前記定盤は開孔部
を有する不透明材料により、前記研磨ポリシャは前記開
孔部と重なる別の開孔部を有する研磨布によりそれぞれ
形成され、前記研磨モニター系は、該定盤の一方の表面
側から該定盤及び前記研磨ポリシャの各開孔部に向けて
光を出射する発光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤の各
開孔部を介して取り出された前記被研磨物の表面からの
反射光を検出する受光部と、該受光部により検出された
反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態を
確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター部とを備
えていることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨
装置（請求項２）」を提供する。
を有する不透明材料により、前記研磨ポリシャは前記開
孔部と重なる別の開孔部を有する研磨布によりそれぞれ
形成され、前記研磨モニター系は、該定盤の一方の表面
側から該定盤及び前記研磨ポリシャの各開孔部に向けて
光を出射する発光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤の各
開孔部を介して取り出された前記被研磨物の表面からの
反射光を検出する受光部と、該受光部により検出された
反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態を
確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター部とを備
えていることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨
装置（請求項２）」を提供する。
【００１５】また、本発明は第三に「前記定盤は不透明
材料により、前記研磨ポリシャは透明材料によりそれぞ
れ形成され、前記研磨モニター系は、前記研磨ポリシャ
の端面側から該研磨ポリシャの端面に向けて光を出射す
る発光部と、該研磨ポリシャを介して取り出された前記
被研磨物の表面からの反射光を検出する受光部と、該受
光部により検出された反射光の変化に基づいて前記被研
磨物表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を検知する
研磨モニター部とを備えていることを特徴とする請求項
１記載のＣＭＰ用研磨装置（請求項３）」を提供する。
材料により、前記研磨ポリシャは透明材料によりそれぞ
れ形成され、前記研磨モニター系は、前記研磨ポリシャ
の端面側から該研磨ポリシャの端面に向けて光を出射す
る発光部と、該研磨ポリシャを介して取り出された前記
被研磨物の表面からの反射光を検出する受光部と、該受
光部により検出された反射光の変化に基づいて前記被研
磨物表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を検知する
研磨モニター部とを備えていることを特徴とする請求項
１記載のＣＭＰ用研磨装置（請求項３）」を提供する。
【００１６】また、本発明は第四に「前記定盤及び前記
研磨ポリシャは透明材料により形成され、前記研磨モニ
ター系は、該定盤の一方の表面側から該定盤及び前記研
磨ポリシャに向けて光を出射する発光部と、該研磨ポリ
シャ及び該定盤を介して取り出された前記被研磨物の表
面からの反射光を検出する受光部と、該受光部により検
出された反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＣＭ
Ｐ用研磨装置（請求項４）」を提供する。
研磨ポリシャは透明材料により形成され、前記研磨モニ
ター系は、該定盤の一方の表面側から該定盤及び前記研
磨ポリシャに向けて光を出射する発光部と、該研磨ポリ
シャ及び該定盤を介して取り出された前記被研磨物の表
面からの反射光を検出する受光部と、該受光部により検
出された反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＣＭ
Ｐ用研磨装置（請求項４）」を提供する。
【００１７】また、本発明は第五に「少なくとも、定
盤、該定盤に設けられ被研磨物の表面を研磨する前記被
研磨物よりも小サイズの研磨ポリシャ、前記被研磨物の
保持部、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャに対して所
望の研磨圧力を付与する圧力付与機構、を備えたＣＭＰ
用研磨装置（請求項５）」を提供する。
盤、該定盤に設けられ被研磨物の表面を研磨する前記被
研磨物よりも小サイズの研磨ポリシャ、前記被研磨物の
保持部、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャに対して所
望の研磨圧力を付与する圧力付与機構、を備えたＣＭＰ
用研磨装置（請求項５）」を提供する。
【００１８】また、本発明は第六に「少なくとも、定
盤、該定盤に設けられ被研磨物の表面を研磨する前記被
研磨物よりも小サイズの研磨ポリシャ、前記被研磨物の
保持部、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャに対して所
望の研磨圧力を付与する圧力付与機構、研磨中または研
磨後における前記被研磨物表面の研磨状態を確認する研
磨モニター系、前記研磨状態が所定条件を満たすことを
前記研磨モニター系が検知した場合には研磨を終了さ
せ、それ以外の場合には研磨の継続または再研磨を行わ
せる研磨制御系、を備えたＣＭＰ用研磨装置（請求項
６）」を提供する。
盤、該定盤に設けられ被研磨物の表面を研磨する前記被
研磨物よりも小サイズの研磨ポリシャ、前記被研磨物の
保持部、被研磨物表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機
構、前記被研磨物表面上にある研磨ポリシャに対して所
望の研磨圧力を付与する圧力付与機構、研磨中または研
磨後における前記被研磨物表面の研磨状態を確認する研
磨モニター系、前記研磨状態が所定条件を満たすことを
前記研磨モニター系が検知した場合には研磨を終了さ
せ、それ以外の場合には研磨の継続または再研磨を行わ
せる研磨制御系、を備えたＣＭＰ用研磨装置（請求項
６）」を提供する。
【００１９】また、本発明は第七に「少なくとも、請求
項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研磨装置と、該第１ＣＭ
Ｐ用研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を洗浄
する洗浄装置と、該洗浄装置による洗浄工程が終了した
被研磨物の被研磨状態を計測する計測装置と、該計測装
置による計測値が所定条件を満たない被研磨物を研磨す
る請求項５または６記載の第２ＣＭＰ用研磨装置と、前
記計測装置による計測値が所定条件を満たす被研磨物を
収納容器に収納させ、前記第２ＣＭＰ用研磨装置による
研磨工程が終了した被研磨物を前記洗浄装置により洗浄
させ、また洗浄した被研磨物を前記計測装置により計測
させ、さらに前記各装置の動作と各装置間における前記
被研磨物の受渡しを制御する制御装置と、を備えたＣＭ
Ｐ用装置システム（請求項７）」を提供する。
項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研磨装置と、該第１ＣＭ
Ｐ用研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を洗浄
する洗浄装置と、該洗浄装置による洗浄工程が終了した
被研磨物の被研磨状態を計測する計測装置と、該計測装
置による計測値が所定条件を満たない被研磨物を研磨す
る請求項５または６記載の第２ＣＭＰ用研磨装置と、前
記計測装置による計測値が所定条件を満たす被研磨物を
収納容器に収納させ、前記第２ＣＭＰ用研磨装置による
研磨工程が終了した被研磨物を前記洗浄装置により洗浄
させ、また洗浄した被研磨物を前記計測装置により計測
させ、さらに前記各装置の動作と各装置間における前記
被研磨物の受渡しを制御する制御装置と、を備えたＣＭ
Ｐ用装置システム（請求項７）」を提供する。
【００２０】また、本発明は第八に「前記制御装置は、
前記計測装置による計測結果に基づいて、前記収納容器
に収納させない被研磨物のうち、前記第２ＣＭＰ用研磨
装置による研磨を行わない被研磨物を判別する機能も有
することを特徴とする請求項７記載のＣＭＰ用装置シス
テム（請求項８）」を提供する。
前記計測装置による計測結果に基づいて、前記収納容器
に収納させない被研磨物のうち、前記第２ＣＭＰ用研磨
装置による研磨を行わない被研磨物を判別する機能も有
することを特徴とする請求項７記載のＣＭＰ用装置シス
テム（請求項８）」を提供する。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明（請求項１〜８）にかかる
ＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムにおいて
は、研磨中または研磨後における前記被研磨物表面の研
磨量分布もしくは膜厚分布または研磨量の最大値を確認
する研磨モニター系を設け、前記分布が所定条件を満た
すことを、或いは前記研磨量の最大値が許容限界値に達
しつつあることを前記研磨モニター系が検知した場合に
は研磨を終了させ、それ以外の場合には、研磨の継続ま
たは再研磨を行わせる研磨制御系をさらに設けた。
ＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムにおいて
は、研磨中または研磨後における前記被研磨物表面の研
磨量分布もしくは膜厚分布または研磨量の最大値を確認
する研磨モニター系を設け、前記分布が所定条件を満た
すことを、或いは前記研磨量の最大値が許容限界値に達
しつつあることを前記研磨モニター系が検知した場合に
は研磨を終了させ、それ以外の場合には、研磨の継続ま
たは再研磨を行わせる研磨制御系をさらに設けた。
【００２２】そのため、本発明（請求項１〜８）にかか
るＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、フ
ェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもその欠点を補
って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩留り
を向上させることができる。また、本発明（請求項１〜
８）にかかるＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置シス
テムは、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂の硬化物により形成されている場合には、被研磨物
（例えば半導体）研磨に必要な研磨ポリシャの硬度（や
粘弾性度）を十分に確保することが可能であり、また該
研磨ポリシャの硬度（や粘弾性度）を長時間にわたって
安定して保持できる。
るＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、フ
ェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもその欠点を補
って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩留り
を向上させることができる。また、本発明（請求項１〜
８）にかかるＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置シス
テムは、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂の硬化物により形成されている場合には、被研磨物
（例えば半導体）研磨に必要な研磨ポリシャの硬度（や
粘弾性度）を十分に確保することが可能であり、また該
研磨ポリシャの硬度（や粘弾性度）を長時間にわたって
安定して保持できる。
【００２３】そのため、通常の研磨加工は勿論、高速高
圧条件下の研磨加工にも適した研磨ポリシャをナイロン
パウダー、カーボンパウダーまたはカーボンファイバー
を添加したエポキシ樹脂の硬化物により形成して研磨を
行えば、縁だれの少ない高精度の被研磨物（例えば半導
体）表面を長期間にわたって安定して得ることができ
る。
圧条件下の研磨加工にも適した研磨ポリシャをナイロン
パウダー、カーボンパウダーまたはカーボンファイバー
を添加したエポキシ樹脂の硬化物により形成して研磨を
行えば、縁だれの少ない高精度の被研磨物（例えば半導
体）表面を長期間にわたって安定して得ることができ
る。
【００２４】即ち、本発明（請求項１〜８）にかかるＣ
ＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨ポ
リシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物によ
り形成されている場合には、１．研磨による被研磨物
（例えば半導体）表面の縁だれを防止または抑制でき
る、２．荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、という効果を奏する。
ＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨ポ
リシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物によ
り形成されている場合には、１．研磨による被研磨物
（例えば半導体）表面の縁だれを防止または抑制でき
る、２．荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、という効果を奏する。
【００２５】また、研磨ポリシャがナイロンパウダー、
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合には、
研磨ポリシャの材料主成分であるエポキシ樹脂が接着性
を有するので、定盤上に研磨ポリシャを形成すること
で、定盤と研磨ポリシャを直接接合することができる。
そのため、研磨ポリシャと定盤を接着剤を介して接合す
る場合における接合層の厚さムラに起因するポリシャ表
面の平坦度不良の問題が発生することがない。
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合には、
研磨ポリシャの材料主成分であるエポキシ樹脂が接着性
を有するので、定盤上に研磨ポリシャを形成すること
で、定盤と研磨ポリシャを直接接合することができる。
そのため、研磨ポリシャと定盤を接着剤を介して接合す
る場合における接合層の厚さムラに起因するポリシャ表
面の平坦度不良の問題が発生することがない。
【００２６】また、研磨ポリシャがナイロンパウダー、
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合に、定
盤上に研磨ポリシャを接合材を用いて接合してもよい。
かかる接合材としては例えば、ゴム系接着剤、シアノア
クリレート系接着剤などの各種接着剤や両面テープ等の
テープ状接合部材を使用することができる。
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合に、定
盤上に研磨ポリシャを接合材を用いて接合してもよい。
かかる接合材としては例えば、ゴム系接着剤、シアノア
クリレート系接着剤などの各種接着剤や両面テープ等の
テープ状接合部材を使用することができる。
【００２７】定盤上に研磨ポリシャ（前記混合エポキシ
樹脂の硬化物）を接合材を用いて接合した場合には、接
合後の研磨ポリシャに精度出し加工を施すことにより接
合層の厚さムラに起因するポリシャ表面の平坦度不良を
改善して良好な平坦度とすることができる。即ち、本発
明（請求項１〜８）にかかるＣＭＰ用研磨装置またはＣ
ＭＰ用装置システムは、研磨ポリシャがナイロンパウダ
ー、カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加
したエポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合に
は、３．ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度不良
が発生しにくい、という効果を奏する。
樹脂の硬化物）を接合材を用いて接合した場合には、接
合後の研磨ポリシャに精度出し加工を施すことにより接
合層の厚さムラに起因するポリシャ表面の平坦度不良を
改善して良好な平坦度とすることができる。即ち、本発
明（請求項１〜８）にかかるＣＭＰ用研磨装置またはＣ
ＭＰ用装置システムは、研磨ポリシャがナイロンパウダ
ー、カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加
したエポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合に
は、３．ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度不良
が発生しにくい、という効果を奏する。
【００２８】また、研磨ポリシャがナイロンパウダー、
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合には、
４、ポリシャのドレッシング（目立て）が不要である、
という効果を奏する。また、エポキシ樹脂は硬化収縮が
少なく、硬化成形用の型との転写性に優れ、また硬化物
の切削性が優れているので、硬化物により構成される研
磨ポリシャの研磨面を高精度に形成することができる。
カーボンパウダーまたはカーボンファイバーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物により形成されている場合には、
４、ポリシャのドレッシング（目立て）が不要である、
という効果を奏する。また、エポキシ樹脂は硬化収縮が
少なく、硬化成形用の型との転写性に優れ、また硬化物
の切削性が優れているので、硬化物により構成される研
磨ポリシャの研磨面を高精度に形成することができる。
【００２９】なお、研磨ポリシャの研磨面精度は、研磨
対象試料（例えば半導体基板）の研磨精度に直接関係す
るため、できる限り高精度であることが好ましい。その
ため、かかる高精度に形成された研磨面を有する研磨ポ
リシャ（ナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物）を
用いた本発明（請求項１〜８）のＣＭＰ用研磨装置また
はＣＭＰ用装置システムは、５．λ以下の被研磨物の高
い面精度を得ることができる、という効果を奏する。
対象試料（例えば半導体基板）の研磨精度に直接関係す
るため、できる限り高精度であることが好ましい。その
ため、かかる高精度に形成された研磨面を有する研磨ポ
リシャ（ナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物）を
用いた本発明（請求項１〜８）のＣＭＰ用研磨装置また
はＣＭＰ用装置システムは、５．λ以下の被研磨物の高
い面精度を得ることができる、という効果を奏する。
【００３０】さらに、前記研磨ポリシャを構成する硬化
物は透明であるため、本発明（請求項１〜８）にかかる
ＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨
ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたは
カーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物に
より形成されている場合には、７．研磨量検知や研磨の
終点検知を光学的に行う場合にポリシャに孔をあける必
要がなく、研磨条件を変化させずに研磨状態を検知する
ことが可能であり、また検知の対象位置が特定領域に限
定されない、という効果を奏する。
物は透明であるため、本発明（請求項１〜８）にかかる
ＣＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨
ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたは
カーボンファイバーを添加したエポキシ樹脂の硬化物に
より形成されている場合には、７．研磨量検知や研磨の
終点検知を光学的に行う場合にポリシャに孔をあける必
要がなく、研磨条件を変化させずに研磨状態を検知する
ことが可能であり、また検知の対象位置が特定領域に限
定されない、という効果を奏する。
【００３１】また、本発明（請求項１〜８）にかかるＣ
ＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨ポ
リシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバー（耐熱性、耐熱衝撃性、滑性などにお
いて優れた特性を有する）を添加したエポキシ樹脂の硬
化物により形成されている場合には、８．研磨ポリシャ
の熱変形温度が増加する、９．被研磨物（例えば半導
体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を抑制できる、
という効果も奏する。
ＭＰ用研磨装置またはＣＭＰ用装置システムは、研磨ポ
リシャがナイロンパウダー、カーボンパウダーまたはカ
ーボンファイバー（耐熱性、耐熱衝撃性、滑性などにお
いて優れた特性を有する）を添加したエポキシ樹脂の硬
化物により形成されている場合には、８．研磨ポリシャ
の熱変形温度が増加する、９．被研磨物（例えば半導
体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を抑制できる、
という効果も奏する。
【００３２】また、エポキシ樹脂は、機械的強度特性、
化学薬品に対する耐性力において優れた特性を有するの
で、このエポキシ樹脂を用いて形成した研磨ポリシャも
同じ優れた特性を有する。本発明のＣＭＰ用研磨装置ま
たはＣＭＰ用装置システムにかかる研磨ポリシャは、ナ
イロンパウダー、カーボンパウダーまたはカーボンファ
イバーだけでなく、さらにグリセリンを添加したエポキ
シ樹脂の硬化物により形成されていることが好ましい。
化学薬品に対する耐性力において優れた特性を有するの
で、このエポキシ樹脂を用いて形成した研磨ポリシャも
同じ優れた特性を有する。本発明のＣＭＰ用研磨装置ま
たはＣＭＰ用装置システムにかかる研磨ポリシャは、ナ
イロンパウダー、カーボンパウダーまたはカーボンファ
イバーだけでなく、さらにグリセリンを添加したエポキ
シ樹脂の硬化物により形成されていることが好ましい。
【００３３】エポキシ樹脂にさらにグリセリン（乾燥剤
及び潤滑剤として優れた特性を示す）を添加すると、エ
ポキシ樹脂の硬化収縮がさらに低減されて硬化成形用の
型との転写性が向上するとともに、硬化物の硬度（や粘
弾性度）を長時間にわたって安定して保持できるという
特性や硬化物の切削性がさらに向上する、９．被研磨物
（例えば半導体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、という効果を奏する。
及び潤滑剤として優れた特性を示す）を添加すると、エ
ポキシ樹脂の硬化収縮がさらに低減されて硬化成形用の
型との転写性が向上するとともに、硬化物の硬度（や粘
弾性度）を長時間にわたって安定して保持できるという
特性や硬化物の切削性がさらに向上する、９．被研磨物
（例えば半導体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、という効果を奏する。
【００３４】本発明において、定盤が開孔部を有する不
透明材料（例えば、鋳鉄、ゼオライトなど）により、研
磨ポリシャが前記開孔部と重なる別の開孔部を有する研
磨布によりそれぞれ形成されている場合には、前記研磨
モニター系は、定盤の一方の表面側から該定盤及び前記
研磨ポリシャの各開孔部に向けて光（例えばレーザー
光）を出射する発光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤の
各開孔部を介して取り出された前記被研磨物の表面から
の反射光を検出する受光部と、該受光部により検出され
た反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態
（例えば、膜厚）を確認し、また研磨終点を検知する研
磨モニター部とを備えていることが好ましい（請求項
２）。
透明材料（例えば、鋳鉄、ゼオライトなど）により、研
磨ポリシャが前記開孔部と重なる別の開孔部を有する研
磨布によりそれぞれ形成されている場合には、前記研磨
モニター系は、定盤の一方の表面側から該定盤及び前記
研磨ポリシャの各開孔部に向けて光（例えばレーザー
光）を出射する発光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤の
各開孔部を介して取り出された前記被研磨物の表面から
の反射光を検出する受光部と、該受光部により検出され
た反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態
（例えば、膜厚）を確認し、また研磨終点を検知する研
磨モニター部とを備えていることが好ましい（請求項
２）。
【００３５】かかる構成にした場合、前記被研磨物（例
えばウェハ３）が回転運動及び揺動運動を行っているこ
とを利用して、モニターする点（測定点）７を初期状態
の中心点からはずれた位置にすることで（図２参照）、
研磨モニター系が被研磨物（例えばウェハ３）あたり一
つであっても、被研磨物（例えばウェハ３）の複数箇所
におけるモニター（例えば膜厚測定）を行うことができ
る。
えばウェハ３）が回転運動及び揺動運動を行っているこ
とを利用して、モニターする点（測定点）７を初期状態
の中心点からはずれた位置にすることで（図２参照）、
研磨モニター系が被研磨物（例えばウェハ３）あたり一
つであっても、被研磨物（例えばウェハ３）の複数箇所
におけるモニター（例えば膜厚測定）を行うことができ
る。
【００３６】なお、被研磨物表面の均一性については、
これらのモニター（例えば膜厚測定）データの分布から
知ることができる。従って、本発明（請求項２）は、
６．研磨中に被研磨物（例えば半導体）表面の研磨量や
研磨の終点を高精度にて検知できる、という効果を奏す
る。また、本発明において、定盤２が不透明材料（例え
ば、鋳鉄、ゼオライトなど）により、研磨ポリシャ８が
透明材料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）によりそ
れぞれ形成されている場合には、前記研磨モニター系
は、前記研磨ポリシャ８の端面側から該研磨ポリシャの
端面に向けて光を出射する発光部９と、該研磨ポリシャ
８を介して取り出された前記被研磨物３の表面からの反
射光を検出する受光部１０と、該受光部１０により検出
された反射光の変化に基づいて前記被研磨物３表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部１６とを備えていることが好ましい（請求項３、図３
参照）。
これらのモニター（例えば膜厚測定）データの分布から
知ることができる。従って、本発明（請求項２）は、
６．研磨中に被研磨物（例えば半導体）表面の研磨量や
研磨の終点を高精度にて検知できる、という効果を奏す
る。また、本発明において、定盤２が不透明材料（例え
ば、鋳鉄、ゼオライトなど）により、研磨ポリシャ８が
透明材料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）によりそ
れぞれ形成されている場合には、前記研磨モニター系
は、前記研磨ポリシャ８の端面側から該研磨ポリシャの
端面に向けて光を出射する発光部９と、該研磨ポリシャ
８を介して取り出された前記被研磨物３の表面からの反
射光を検出する受光部１０と、該受光部１０により検出
された反射光の変化に基づいて前記被研磨物３表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部１６とを備えていることが好ましい（請求項３、図３
参照）。
【００３７】また、本発明において、定盤１３が透明材
料（例えば、溶融石英など）により形成され、研磨ポリ
シャ８が透明材料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）
により形成されている（透明な研磨ポリシャが定盤上に
接合材を用いて接合されているときには該接合材も透明
材料により形成されている）場合には、前記研磨モニタ
ー系は、該定盤１３の一方の表面側から該定盤１３及び
前記研磨ポリシャ８に向けて光を出射する発光部１１
と、該研磨ポリシャ８及び該定盤１３を介して取り出さ
れた前記被研磨物３の表面からの反射光を検出する受光
部１２と、該受光部１２により検出された反射光の変化
に基づいて前記被研磨物３表面の研磨状態を確認し、ま
た研磨終点を検知する研磨モニター部１６とを備えてい
ることが好ましい（請求項４、図４参照）。
料（例えば、溶融石英など）により形成され、研磨ポリ
シャ８が透明材料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）
により形成されている（透明な研磨ポリシャが定盤上に
接合材を用いて接合されているときには該接合材も透明
材料により形成されている）場合には、前記研磨モニタ
ー系は、該定盤１３の一方の表面側から該定盤１３及び
前記研磨ポリシャ８に向けて光を出射する発光部１１
と、該研磨ポリシャ８及び該定盤１３を介して取り出さ
れた前記被研磨物３の表面からの反射光を検出する受光
部１２と、該受光部１２により検出された反射光の変化
に基づいて前記被研磨物３表面の研磨状態を確認し、ま
た研磨終点を検知する研磨モニター部１６とを備えてい
ることが好ましい（請求項４、図４参照）。
【００３８】かかる構成にした場合にも、前記被研磨物
（例えばウェハ３）が回転運動及び揺動運動を行ってい
ることを利用して、モニターする点（測定点）７を初期
状態の中心点からはずれた位置にすることで（図２参
照）、研磨モニター系が被研磨物（例えばウェハ３）あ
たり一つであっても、被研磨物（例えばウェハ３）の複
数箇所におけるモニター（例えば膜厚測定）を行うこと
ができる。
（例えばウェハ３）が回転運動及び揺動運動を行ってい
ることを利用して、モニターする点（測定点）７を初期
状態の中心点からはずれた位置にすることで（図２参
照）、研磨モニター系が被研磨物（例えばウェハ３）あ
たり一つであっても、被研磨物（例えばウェハ３）の複
数箇所におけるモニター（例えば膜厚測定）を行うこと
ができる。
【００３９】なお、被研磨物表面の均一性については、
これらのモニター（例えば膜厚測定）データの分布から
知ることができる。また、前記構成にすることにより、
本発明（請求項３、４）は、６．研磨中に被研磨物（例
えば半導体）表面の研磨量や研磨の終点をさらに高精度
にて検知できる、という効果を奏する。また、定盤及び
研磨ポリシャが透明材料により形成されている（透明な
研磨ポリシャが定盤上に接合材を用いて接合されている
ときには、該接合材も透明材料により形成されている）
場合には（請求項４）、研磨中における被研磨物（例え
ば半導体）表面全体の光による直接観察及び計測が可能
となる。
これらのモニター（例えば膜厚測定）データの分布から
知ることができる。また、前記構成にすることにより、
本発明（請求項３、４）は、６．研磨中に被研磨物（例
えば半導体）表面の研磨量や研磨の終点をさらに高精度
にて検知できる、という効果を奏する。また、定盤及び
研磨ポリシャが透明材料により形成されている（透明な
研磨ポリシャが定盤上に接合材を用いて接合されている
ときには、該接合材も透明材料により形成されている）
場合には（請求項４）、研磨中における被研磨物（例え
ば半導体）表面全体の光による直接観察及び計測が可能
となる。
【００４０】即ち、本発明（請求項３、４）によれば、
研磨中に容易にポリシャ側から被研磨物（例えば半導
体）の表面状態を観察或いは計測可能となり、研磨すべ
き量を光学的に容易に管理することができる。また、少
なくとも、定盤２２、該定盤２２に設けられ被研磨物３
の表面を研磨する前記被研磨物３よりも小サイズの研磨
ポリシャ２１、前記被研磨物３の保持部２４、被研磨物
３表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機構、前記被研磨
物表面上にある研磨ポリシャ２１に対して所望の研磨圧
力を付与する圧力付与機構２５、を備えたＣＭＰ用研磨
装置（請求項５、６、図５参照）によれば、被研磨物表
面の特に微小領域に対するスモールツール的な研磨を高
精度にて行うことができる。
研磨中に容易にポリシャ側から被研磨物（例えば半導
体）の表面状態を観察或いは計測可能となり、研磨すべ
き量を光学的に容易に管理することができる。また、少
なくとも、定盤２２、該定盤２２に設けられ被研磨物３
の表面を研磨する前記被研磨物３よりも小サイズの研磨
ポリシャ２１、前記被研磨物３の保持部２４、被研磨物
３表面に研磨剤を供給する研磨剤供給機構、前記被研磨
物表面上にある研磨ポリシャ２１に対して所望の研磨圧
力を付与する圧力付与機構２５、を備えたＣＭＰ用研磨
装置（請求項５、６、図５参照）によれば、被研磨物表
面の特に微小領域に対するスモールツール的な研磨を高
精度にて行うことができる。
【００４１】そのため、例えば請求項１〜４記載のＣＭ
Ｐ用研磨装置を用いて研磨を行った被研磨物表面に研磨
が不十分な不具合箇所がある場合でも、かかる不具合箇
所の修正研磨を請求項５または６記載のＣＭＰ用研磨装
置を用いて行うことができるので、研磨工程における歩
留りを向上させることが可能となる。かかるスモールツ
ール的な研磨を高精度にて行うことができるＣＭＰ用研
磨装置は、研磨中または研磨後における前記被研磨物表
面の研磨状態を確認する研磨モニター系、前記研磨状態
が所定条件を満たすことを前記研磨モニター系が検知し
た場合には研磨を終了させ、それ以外の場合には研磨の
継続または再研磨を行わせる研磨制御系、をさらに備え
ていることが好ましい（請求項６）。
Ｐ用研磨装置を用いて研磨を行った被研磨物表面に研磨
が不十分な不具合箇所がある場合でも、かかる不具合箇
所の修正研磨を請求項５または６記載のＣＭＰ用研磨装
置を用いて行うことができるので、研磨工程における歩
留りを向上させることが可能となる。かかるスモールツ
ール的な研磨を高精度にて行うことができるＣＭＰ用研
磨装置は、研磨中または研磨後における前記被研磨物表
面の研磨状態を確認する研磨モニター系、前記研磨状態
が所定条件を満たすことを前記研磨モニター系が検知し
た場合には研磨を終了させ、それ以外の場合には研磨の
継続または再研磨を行わせる研磨制御系、をさらに備え
ていることが好ましい（請求項６）。
【００４２】かかる構成にすることにより、被研磨物の
面精度及び歩留りをさらに向上させることができる。ま
た、少なくとも、請求項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研
磨装置と、該第１ＣＭＰ用研磨装置による研磨工程が終
了した被研磨物を洗浄する洗浄装置と、該洗浄装置によ
る洗浄工程が終了した被研磨物の被研磨状態を計測する
計測装置と、該計測装置による計測値が所定条件を満た
ない被研磨物を研磨する請求項５または６記載の第２Ｃ
ＭＰ用研磨装置と、前記計測装置による計測値が所定条
件を満たす被研磨物を収納容器に収納させ、前記第２Ｃ
ＭＰ用研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を前
記洗浄装置により洗浄させ、また洗浄した被研磨物を前
記計測装置により計測させ、さらに前記各装置の動作と
各装置間における前記被研磨物の受渡しを制御する制御
装置と、を備えたＣＭＰ用装置システム（請求項７）に
よれば、例えば図１記載の工程に従って処理を行うこと
により、フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもそ
の欠点を補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度
及び歩留りを大きく向上させることができる。
面精度及び歩留りをさらに向上させることができる。ま
た、少なくとも、請求項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研
磨装置と、該第１ＣＭＰ用研磨装置による研磨工程が終
了した被研磨物を洗浄する洗浄装置と、該洗浄装置によ
る洗浄工程が終了した被研磨物の被研磨状態を計測する
計測装置と、該計測装置による計測値が所定条件を満た
ない被研磨物を研磨する請求項５または６記載の第２Ｃ
ＭＰ用研磨装置と、前記計測装置による計測値が所定条
件を満たす被研磨物を収納容器に収納させ、前記第２Ｃ
ＭＰ用研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を前
記洗浄装置により洗浄させ、また洗浄した被研磨物を前
記計測装置により計測させ、さらに前記各装置の動作と
各装置間における前記被研磨物の受渡しを制御する制御
装置と、を備えたＣＭＰ用装置システム（請求項７）に
よれば、例えば図１記載の工程に従って処理を行うこと
により、フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもそ
の欠点を補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度
及び歩留りを大きく向上させることができる。
【００４３】なお、請求項７のＣＭＰ用装置システムに
おいて、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂、或いはさらにグリセリンが添加されたエポキシ樹脂
の硬化物により形成されている場合には、前述した諸効
果の他に、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩
留りを著しく向上させることができるという効果を奏す
ることは言うまでもない。
おいて、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂、或いはさらにグリセリンが添加されたエポキシ樹脂
の硬化物により形成されている場合には、前述した諸効
果の他に、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩
留りを著しく向上させることができるという効果を奏す
ることは言うまでもない。
【００４４】また、前記ＣＭＰ用装置システムにかかる
制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づいて、
前記収納容器に収納させない被研磨物のうち、前記第２
ＣＭＰ用研磨装置による研磨を行わない被研磨物（不具
合廃棄品）を判別する機能も有することが好ましい（請
求項８）。かかる構成にすることにより、判別された被
研磨物にかかる無駄な研磨処理等を省略してＣＭＰ用装
置システム全体の処理工程にかかるスループットを向上
させることができる。
制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づいて、
前記収納容器に収納させない被研磨物のうち、前記第２
ＣＭＰ用研磨装置による研磨を行わない被研磨物（不具
合廃棄品）を判別する機能も有することが好ましい（請
求項８）。かかる構成にすることにより、判別された被
研磨物にかかる無駄な研磨処理等を省略してＣＭＰ用装
置システム全体の処理工程にかかるスループットを向上
させることができる。
【００４５】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
【００４６】
【実施例】図１は、本実施例のＣＭＰ用装置システムを
用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程を
示すフローチャートである。本実施例のＣＭＰ用装置シ
ステムは、請求項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研磨装置
と、該第１ＣＭＰ用研磨装置による研磨工程が終了した
被研磨物を洗浄する洗浄装置と、該洗浄装置による洗浄
工程が終了した被研磨物の被研磨状態を計測する計測装
置と、該計測装置による計測値が所定条件を満たない被
研磨物を研磨する請求項５または６記載の第２ＣＭＰ用
研磨装置と、前記計測装置による計測値が所定条件を満
たす被研磨物を収納容器に収納させ、前記第２ＣＭＰ用
研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を前記洗浄
装置により洗浄させ、また洗浄した被研磨物を前記計測
装置により計測させ、さらに前記各装置の動作と各装置
間における前記被研磨物の受渡しを制御する制御装置
と、を備えており、前記制御装置は、前記計測装置によ
る計測結果に基づいて、前記収納容器に収納させない被
研磨物のうち、前記第２ＣＭＰ用研磨装置による研磨を
行わない被研磨物を判別する機能も有する。
用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程を
示すフローチャートである。本実施例のＣＭＰ用装置シ
ステムは、請求項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研磨装置
と、該第１ＣＭＰ用研磨装置による研磨工程が終了した
被研磨物を洗浄する洗浄装置と、該洗浄装置による洗浄
工程が終了した被研磨物の被研磨状態を計測する計測装
置と、該計測装置による計測値が所定条件を満たない被
研磨物を研磨する請求項５または６記載の第２ＣＭＰ用
研磨装置と、前記計測装置による計測値が所定条件を満
たす被研磨物を収納容器に収納させ、前記第２ＣＭＰ用
研磨装置による研磨工程が終了した被研磨物を前記洗浄
装置により洗浄させ、また洗浄した被研磨物を前記計測
装置により計測させ、さらに前記各装置の動作と各装置
間における前記被研磨物の受渡しを制御する制御装置
と、を備えており、前記制御装置は、前記計測装置によ
る計測結果に基づいて、前記収納容器に収納させない被
研磨物のうち、前記第２ＣＭＰ用研磨装置による研磨を
行わない被研磨物を判別する機能も有する。
【００４７】先ず、制御装置を動作させ、ウェハカセッ
トから研磨対象のウェハを取り出して請求項１乃至４記
載の第１ＣＭＰ用研磨装置のウェハキャリアとウェハの
受渡しを行う。第１ＣＭＰ用研磨装置には、研磨中また
は研磨後におけるウェハ上半導体表面の研磨状態（例え
ば、研磨量もしくは膜厚の分布または研磨量の最大値）
を確認する研磨モニター系と、前記研磨状態が所定条件
を満たすこと（例えば、前記分布が所定条件を満たすこ
とを、或いは前記研磨量の最大値が許容限界値に達しつ
つあること）を前記研磨モニター系が検知した場合には
研磨を終了させ、それ以外の場合には、研磨の継続また
は再研磨を行わせる研磨制御系とが設けられている。
トから研磨対象のウェハを取り出して請求項１乃至４記
載の第１ＣＭＰ用研磨装置のウェハキャリアとウェハの
受渡しを行う。第１ＣＭＰ用研磨装置には、研磨中また
は研磨後におけるウェハ上半導体表面の研磨状態（例え
ば、研磨量もしくは膜厚の分布または研磨量の最大値）
を確認する研磨モニター系と、前記研磨状態が所定条件
を満たすこと（例えば、前記分布が所定条件を満たすこ
とを、或いは前記研磨量の最大値が許容限界値に達しつ
つあること）を前記研磨モニター系が検知した場合には
研磨を終了させ、それ以外の場合には、研磨の継続また
は再研磨を行わせる研磨制御系とが設けられている。
【００４８】従って、第１ＣＭＰ用研磨装置の研磨モニ
ター系により、研磨中または研磨後におけるウェハ上半
導体表面の研磨状態（例えば、研磨量もしくは膜厚の分
布または研磨量の最大値）を確認することで研磨の終点
検出を行い、終点検知した場合には研磨制御系により研
磨を終了させ、それ以外の場合には研磨の継続または再
研磨を行わせる。
ター系により、研磨中または研磨後におけるウェハ上半
導体表面の研磨状態（例えば、研磨量もしくは膜厚の分
布または研磨量の最大値）を確認することで研磨の終点
検出を行い、終点検知した場合には研磨制御系により研
磨を終了させ、それ以外の場合には研磨の継続または再
研磨を行わせる。
【００４９】ここで、ウェハ上半導体表面の研磨状態の
確認は、従来から提案されている方法（例えば、定盤回
転を一定に保つためのモータトルクの変化を電流の変化
で捉える方法、研磨中に発生する音の変化を捉える方
法）でも良いが、本実施例では光検出の方法により行っ
た。即ち、本実施例では、半導体表面に光（レーザ光）
を照射し、干渉効果を用いて膜厚を測定することにより
研磨の終点検出を行った。
確認は、従来から提案されている方法（例えば、定盤回
転を一定に保つためのモータトルクの変化を電流の変化
で捉える方法、研磨中に発生する音の変化を捉える方
法）でも良いが、本実施例では光検出の方法により行っ
た。即ち、本実施例では、半導体表面に光（レーザ光）
を照射し、干渉効果を用いて膜厚を測定することにより
研磨の終点検出を行った。
【００５０】図２に示すように、ウェハ３が回転運動及
び揺動運動を行っていることを利用して、モニターする
点（測定点）７を初期状態の中心点からはずれた位置に
することで（図２参照）、研磨モニター系が被研磨物
（例えばウェハ３）あたり一つであっても、被研磨物
（例えばウェハ３）の複数箇所におけるモニター（例え
ば膜厚測定）を行うことができる。
び揺動運動を行っていることを利用して、モニターする
点（測定点）７を初期状態の中心点からはずれた位置に
することで（図２参照）、研磨モニター系が被研磨物
（例えばウェハ３）あたり一つであっても、被研磨物
（例えばウェハ３）の複数箇所におけるモニター（例え
ば膜厚測定）を行うことができる。
【００５１】なお、被研磨物表面の均一性（膜厚分布）
については、これらのモニター（例えば膜厚測定）デー
タの分布から知ることができる。光検出の方法により研
磨の終点検出を行うためには、研磨ポリシャとしてパッ
ド（研磨布）１を使用する場合には、パッド及び定盤に
連続開孔を設けて光を透過させる工夫が必要であり、ま
た研磨モニタ系は請求項２にかかる構成とすればよい。
については、これらのモニター（例えば膜厚測定）デー
タの分布から知ることができる。光検出の方法により研
磨の終点検出を行うためには、研磨ポリシャとしてパッ
ド（研磨布）１を使用する場合には、パッド及び定盤に
連続開孔を設けて光を透過させる工夫が必要であり、ま
た研磨モニタ系は請求項２にかかる構成とすればよい。
【００５２】これに対して、研磨ポリシャとして透明材
料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）８を使用する場
合には、パッド及び定盤に連続開孔を設けて光を透過さ
せる工夫が不必要となり、また研磨モニタ系は請求項３
または４にかかる構成とすればよい（図３、４参照）。
例えば、図３の研磨モニター系は、透明な研磨ポリシャ
８の端面側から該研磨ポリシャの端面に向けて光を出射
する発光部９と、該研磨ポリシャ８を介して取り出され
た被研磨物３の表面からの反射光を検出する受光部１０
と、該受光部１０により検出された反射光の変化に基づ
いて前記被研磨物３表面の研磨状態を確認し、また研磨
終点を検知する研磨モニター部１６とを備えている。
料（例えば、前記エポキシ樹脂混合物）８を使用する場
合には、パッド及び定盤に連続開孔を設けて光を透過さ
せる工夫が不必要となり、また研磨モニタ系は請求項３
または４にかかる構成とすればよい（図３、４参照）。
例えば、図３の研磨モニター系は、透明な研磨ポリシャ
８の端面側から該研磨ポリシャの端面に向けて光を出射
する発光部９と、該研磨ポリシャ８を介して取り出され
た被研磨物３の表面からの反射光を検出する受光部１０
と、該受光部１０により検出された反射光の変化に基づ
いて前記被研磨物３表面の研磨状態を確認し、また研磨
終点を検知する研磨モニター部１６とを備えている。
【００５３】また、図４の研磨モニター系は、透明な定
盤１３の一方の表面側から該定盤１３及び透明な研磨ポ
リシャ８に向けて光を出射する発光部１１と、該研磨ポ
リシャ８及び該定盤１３を介して取り出された被研磨物
３の表面からの反射光を検出する受光部１２と、該受光
部１２により検出された反射光の変化に基づいて前記被
研磨物３表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を検知
する研磨モニター部１６とを備えている。
盤１３の一方の表面側から該定盤１３及び透明な研磨ポ
リシャ８に向けて光を出射する発光部１１と、該研磨ポ
リシャ８及び該定盤１３を介して取り出された被研磨物
３の表面からの反射光を検出する受光部１２と、該受光
部１２により検出された反射光の変化に基づいて前記被
研磨物３表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を検知
する研磨モニター部１６とを備えている。
【００５４】このようにして、前記研磨モニター系によ
り確認された研磨状態（膜厚値及び膜厚分布）が基準以
内に入っているウェハは、研磨制御系により研磨が終了
され、さらに制御装置により次の工程（洗浄工程）に進
められる。また、複数の膜厚測定データのうち膜厚の減
り（研磨量）が最大の個所が本来（目的）の研磨量許容
値を超えそうなウェハについても、研磨制御系により研
磨が終了され、さらに制御装置により次の工程（洗浄装
置による洗浄工程）に進められる。
り確認された研磨状態（膜厚値及び膜厚分布）が基準以
内に入っているウェハは、研磨制御系により研磨が終了
され、さらに制御装置により次の工程（洗浄工程）に進
められる。また、複数の膜厚測定データのうち膜厚の減
り（研磨量）が最大の個所が本来（目的）の研磨量許容
値を超えそうなウェハについても、研磨制御系により研
磨が終了され、さらに制御装置により次の工程（洗浄装
置による洗浄工程）に進められる。
【００５５】それ以外のウェハについては、研磨制御系
により、研磨状態（膜厚値及び膜厚分布）が基準以内に
入るまで研磨が継続される。次の工程に進んだウェハは
洗浄装置により洗浄が行われ、該洗浄装置による洗浄工
程が終了した（ウェハ上に研磨剤が残っていない）ウェ
ハは、その膜厚ムラが干渉計（ウェハの被研磨状態を計
測する装置の一例）によりチェックされる（干渉縞によ
るチェック）。
により、研磨状態（膜厚値及び膜厚分布）が基準以内に
入るまで研磨が継続される。次の工程に進んだウェハは
洗浄装置により洗浄が行われ、該洗浄装置による洗浄工
程が終了した（ウェハ上に研磨剤が残っていない）ウェ
ハは、その膜厚ムラが干渉計（ウェハの被研磨状態を計
測する装置の一例）によりチェックされる（干渉縞によ
るチェック）。
【００５６】膜厚ムラが許容値に入っているウェハは、
ＣＭＰ以降の工程に進むべく制御装置によりウェハカセ
ットに納められる。膜厚ムラが許容値に入っていないウ
ェハは、前記第１ＣＭＰ研磨装置による研磨工程または
本検査工程（膜厚計測による膜厚ムラの検査）におい
て、どの部分（位置）がムラの原因となっているかがウ
ェハのオリフラを基準に座標が決定されるので、このデ
ータを基にして制御装置は、図５に示す第２ＣＭＰ用研
磨装置（スモールツール）を用いてその部分を修正研磨
（ローカル研磨）させる。
ＣＭＰ以降の工程に進むべく制御装置によりウェハカセ
ットに納められる。膜厚ムラが許容値に入っていないウ
ェハは、前記第１ＣＭＰ研磨装置による研磨工程または
本検査工程（膜厚計測による膜厚ムラの検査）におい
て、どの部分（位置）がムラの原因となっているかがウ
ェハのオリフラを基準に座標が決定されるので、このデ
ータを基にして制御装置は、図５に示す第２ＣＭＰ用研
磨装置（スモールツール）を用いてその部分を修正研磨
（ローカル研磨）させる。
【００５７】図５に示す第２ＣＭＰ用研磨装置において
は、ウェハ３表面が上向きに設置され、ポリッシャ２１
（研磨布など）が図５に示すようにウェハ全面を覆うこ
とはなく、上側から容易に光をウェハ３に照射して表面
状態を計測できるので、研磨されるべき場所の管理を膜
厚測定などの方法により行なうことができる。勿論、膜
厚のデータ及び膜厚ムラのデータが有るので、経験を基
づいて、この研磨については時間管理でも可能である。
は、ウェハ３表面が上向きに設置され、ポリッシャ２１
（研磨布など）が図５に示すようにウェハ全面を覆うこ
とはなく、上側から容易に光をウェハ３に照射して表面
状態を計測できるので、研磨されるべき場所の管理を膜
厚測定などの方法により行なうことができる。勿論、膜
厚のデータ及び膜厚ムラのデータが有るので、経験を基
づいて、この研磨については時間管理でも可能である。
【００５８】この微小修正研磨（ローカル研磨）が終了
したウェハは、制御装置により洗浄工程に送られて洗浄
され、さらに再度検査（膜厚計測による膜厚ムラの検
査）工程に送られて不具合がなければ、次の工程に進む
べくウェハカセットに収納される。ここで、不具合があ
るウェハは、制御装置により再度修正研磨（ローカル研
磨）工程に送られることになるが、膜厚減りが許容値を
超えている場合には、オリフラを基準にした座標系のデ
ータが残されて、このデータが半導体デバイスの最終検
査工程に反映される。
したウェハは、制御装置により洗浄工程に送られて洗浄
され、さらに再度検査（膜厚計測による膜厚ムラの検
査）工程に送られて不具合がなければ、次の工程に進む
べくウェハカセットに収納される。ここで、不具合があ
るウェハは、制御装置により再度修正研磨（ローカル研
磨）工程に送られることになるが、膜厚減りが許容値を
超えている場合には、オリフラを基準にした座標系のデ
ータが残されて、このデータが半導体デバイスの最終検
査工程に反映される。
【００５９】更に、これ以上進めても無駄と判断される
ウェハについては、廃棄すべく制御装置により別カセッ
トに収納され、次の工程に進まないようにされる。以
上、説明したように、本実施例のＣＭＰ用装置システム
を用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程
によれば、フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でも
その欠点を補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精
度及び歩留りを大きく向上させることができる。
ウェハについては、廃棄すべく制御装置により別カセッ
トに収納され、次の工程に進まないようにされる。以
上、説明したように、本実施例のＣＭＰ用装置システム
を用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程
によれば、フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でも
その欠点を補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精
度及び歩留りを大きく向上させることができる。
【００６０】また、本実施例のＣＭＰ用装置システムを
用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程に
おいて、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂、或いはさらにグリセリンが添加されたエポキシ樹脂
の硬化物により形成されている場合には、前述した諸効
果の他に、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩
留りを著しく向上させることができるという効果を奏す
ることは言うまでもない。
用いて行う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程に
おいて、研磨ポリシャがナイロンパウダー、カーボンパ
ウダーまたはカーボンファイバーを添加したエポキシ樹
脂、或いはさらにグリセリンが添加されたエポキシ樹脂
の硬化物により形成されている場合には、前述した諸効
果の他に、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩
留りを著しく向上させることができるという効果を奏す
ることは言うまでもない。
【００６１】また、本実施例のＣＭＰ用装置システムに
かかる制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づ
いて、前記収納容器に収納させない被研磨物のうち、前
記第２ＣＭＰ用研磨装置による研磨を行わない被研磨物
を判別する機能も有するので、判別された被研磨物にか
かる無駄な研磨処理等を省略してＣＭＰ用装置システム
全体の処理工程にかかるスループットを向上させること
ができる。
かかる制御装置は、前記計測装置による計測結果に基づ
いて、前記収納容器に収納させない被研磨物のうち、前
記第２ＣＭＰ用研磨装置による研磨を行わない被研磨物
を判別する機能も有するので、判別された被研磨物にか
かる無駄な研磨処理等を省略してＣＭＰ用装置システム
全体の処理工程にかかるスループットを向上させること
ができる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもその欠点を
補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩留
りを向上させることができる。また、本発明によれば、
１．研磨による被研磨物（例えば半導体）表面の縁だれ
を防止または抑制できる、２．荷重がかかってもポリシ
ャが圧縮変形を起こしにくい、３．ポリシャと研磨定盤
の接合にかかる平坦度不良が発生しにくい、４、ポリシ
ャのドレッシング（目立て）が不要である、５．λ以下
の高い被研磨物（例えば半導体）の面精度を得ることが
できる、６．研磨中に被研磨物（例えば半導体）表面の
研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、７．研磨
量検知や研磨の終点検知を光学的に行う場合にポリシャ
に孔をあける必要がないので、研磨条件を変化させずに
研磨状態を検知することが可能であり、また検知の対象
位置が特定領域に限定されない（半導体表面など、被研
磨物表面の光による直接観察または計測が可能）、８．
研磨ポリシャの熱変形温度が増加する、９．被研磨物
（例えば半導体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、１０．ＣＭＰ研磨を行った被研磨物表面に
研磨が不十分な微小箇所がある場合でも、かかる微小箇
所の修正研磨を行って研磨工程における歩留りを向上さ
せることができる、１１．ＣＭＰ処理工程にかかるスル
ープットを向上させることができる、という効果の一部
または全てを奏する。
フェルト状の研磨ポリシャを用いた場合でもその欠点を
補って、被研磨物の縁だれを小さくし、面精度及び歩留
りを向上させることができる。また、本発明によれば、
１．研磨による被研磨物（例えば半導体）表面の縁だれ
を防止または抑制できる、２．荷重がかかってもポリシ
ャが圧縮変形を起こしにくい、３．ポリシャと研磨定盤
の接合にかかる平坦度不良が発生しにくい、４、ポリシ
ャのドレッシング（目立て）が不要である、５．λ以下
の高い被研磨物（例えば半導体）の面精度を得ることが
できる、６．研磨中に被研磨物（例えば半導体）表面の
研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、７．研磨
量検知や研磨の終点検知を光学的に行う場合にポリシャ
に孔をあける必要がないので、研磨条件を変化させずに
研磨状態を検知することが可能であり、また検知の対象
位置が特定領域に限定されない（半導体表面など、被研
磨物表面の光による直接観察または計測が可能）、８．
研磨ポリシャの熱変形温度が増加する、９．被研磨物
（例えば半導体）の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、１０．ＣＭＰ研磨を行った被研磨物表面に
研磨が不十分な微小箇所がある場合でも、かかる微小箇
所の修正研磨を行って研磨工程における歩留りを向上さ
せることができる、１１．ＣＭＰ処理工程にかかるスル
ープットを向上させることができる、という効果の一部
または全てを奏する。
【図１】は、実施例のＣＭＰ用装置システムを用いて行
う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程を示すフロ
ーチャートである。
う半導体デバイス（ウェハ上）のＣＭＰ工程を示すフロ
ーチャートである。
【図２】は終点検出時の測定（モニタ）位置とウェハの
位置関係を示す平面図である。
位置関係を示す平面図である。
【図３】は請求項３にかかる研磨モニタ系の一例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】は請求項４にかかる研磨モニタ系の一例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図５】は請求項５にかかるＣＭＰ用研磨装置（一例）
の一部構成を示す概略図である。
の一部構成を示す概略図である。
【図６】は本発明にかかるＣＭＰ用研磨装置の研磨対象
物の一つである半導体デバイスの断面構造の例を示す図
である。
物の一つである半導体デバイスの断面構造の例を示す図
である。
【図７】は従来の半導体ＣＭＰ工程を示すフローチャー
トである。
トである。
【図８】は一般的なＣＭＰ用研磨装置（一例）の一部構
成を示す概略図であり、図１（ａ）が側面図、図１
（ｂ）が平面図である。
成を示す概略図であり、図１（ａ）が側面図、図１
（ｂ）が平面図である。
１・・・ 研磨布（パッド） ２・・・ 定盤 ３・・・ 被研磨物（例えばウェハ） ４、５・・ 被研磨物の保持・搬送部（例えばウェハキ
ャリア兼ホルダー） ６・・・ 研磨剤 ７・・・ 測定（モニタ）点 ８・・・ 研磨ポリシャ（透明材料） ９・・・ レーザー光源（発光部） １０・・・ ディテクター部（受光部） １１・・・ レーザー光源（発光部） １２・・・ ディテクター部（受光部） １３・・・ 定盤（透明材料） １４・・・ 部分反射ミラー １５・・・ 圧力付与機構 １６・・・ 研磨モニター部 １７・・・ 研磨剤供給機構 ２１・・・ 研磨ポリシャ ２２・・・ 定盤 ２４・・・ 被研磨物保持部（例えばウェハホルダー） ２５・・・ 圧力付与機構 以上
ャリア兼ホルダー） ６・・・ 研磨剤 ７・・・ 測定（モニタ）点 ８・・・ 研磨ポリシャ（透明材料） ９・・・ レーザー光源（発光部） １０・・・ ディテクター部（受光部） １１・・・ レーザー光源（発光部） １２・・・ ディテクター部（受光部） １３・・・ 定盤（透明材料） １４・・・ 部分反射ミラー １５・・・ 圧力付与機構 １６・・・ 研磨モニター部 １７・・・ 研磨剤供給機構 ２１・・・ 研磨ポリシャ ２２・・・ 定盤 ２４・・・ 被研磨物保持部（例えばウェハホルダー） ２５・・・ 圧力付与機構 以上
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも、定盤、該定盤上に設けられ
被研磨物の表面を研磨する研磨ポリシャ、該研磨ポリシ
ャ上に研磨剤を供給する研磨剤供給機構、被研磨物の保
持・搬送部、及び該保持・搬送部に保持され、前記研磨
ポリシャ上にある被研磨物の表面に対して所望の研磨圧
力を付与する圧力付与機構、前記保持・搬送部の揺動機
構を備えたＣＭＰ用研磨装置において、 研磨中または研磨後における前記被研磨物表面の研磨量
分布もしくは膜厚分布または研磨量の最大値を確認する
研磨モニター系を設け、前記分布が所定条件を満たすこ
とを、或いは前記研磨量の最大値が許容限界値に達しつ
つあることを前記研磨モニター系が検知した場合には研
磨を終了させ、それ以外の場合には研磨の継続または再
研磨を行わせる研磨制御系をさらに設けたことを特徴と
するＣＭＰ用研磨装置。 - 【請求項２】 前記定盤は開孔部を有する不透明材料に
より、前記研磨ポリシャは前記開孔部と重なる別の開孔
部を有する研磨布によりそれぞれ形成され、前記研磨モ
ニター系は、該定盤の一方の表面側から該定盤及び前記
研磨ポリシャの各開孔部に向けて光を出射する発光部
と、該研磨ポリシャ及び該定盤の各開孔部を介して取り
出された前記被研磨物の表面からの反射光を検出する受
光部と、該受光部により検出された反射光の変化に基づ
いて前記被研磨物表面の研磨状態を確認し、また研磨終
点を検知する研磨モニター部とを備えていることを特徴
とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨装置。 - 【請求項３】 前記定盤は不透明材料により、前記研磨
ポリシャは透明材料によりそれぞれ形成され、前記研磨
モニター系は、前記研磨ポリシャの端面側から該研磨ポ
リシャの端面に向けて光を出射する発光部と、該研磨ポ
リシャを介して取り出された前記被研磨物の表面からの
反射光を検出する受光部と、該受光部により検出された
反射光の変化に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態を
確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター部とを備
えていることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨
装置。 - 【請求項４】 前記定盤及び前記研磨ポリシャは透明材
料により形成され、前記研磨モニター系は、該定盤の一
方の表面側から該定盤及び前記研磨ポリシャに向けて光
を出射する発光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤を介し
て取り出された前記被研磨物の表面からの反射光を検出
する受光部と、該受光部により検出された反射光の変化
に基づいて前記被研磨物表面の研磨状態を確認し、また
研磨終点を検知する研磨モニター部とを備えていること
を特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨装置。 - 【請求項５】 少なくとも、定盤、該定盤に設けられ被
研磨物の表面を研磨する前記被研磨物よりも小サイズの
研磨ポリシャ、前記被研磨物の保持部、被研磨物表面に
研磨剤を供給する研磨剤供給機構、前記被研磨物表面上
にある研磨ポリシャに対して所望の研磨圧力を付与する
圧力付与機構、を備えたＣＭＰ用研磨装置。 - 【請求項６】 少なくとも、定盤、該定盤に設けられ被
研磨物の表面を研磨する前記被研磨物よりも小サイズの
研磨ポリシャ、前記被研磨物の保持部、被研磨物表面に
研磨剤を供給する研磨剤供給機構、前記被研磨物表面上
にある研磨ポリシャに対して所望の研磨圧力を付与する
圧力付与機構、研磨中または研磨後における前記被研磨
物表面の研磨状態を確認する研磨モニター系、前記研磨
状態が所定条件を満たすことを前記研磨モニター系が検
知した場合には研磨を終了させ、それ以外の場合には研
磨の継続または再研磨を行わせる研磨制御系、を備えた
ＣＭＰ用研磨装置。 - 【請求項７】 少なくとも、 請求項１乃至４記載の第１ＣＭＰ用研磨装置と、 該第１ＣＭＰ用研磨装置による研磨工程が終了した被研
磨物を洗浄する洗浄装置と、 該洗浄装置による洗浄工程が終了した被研磨物の被研磨
状態を計測する計測装置と、 該計測装置による計測値が所定条件を満たない被研磨物
を研磨する請求項５または６記載の第２ＣＭＰ用研磨装
置と、 前記計測装置による計測値が所定条件を満たす被研磨物
を収納容器に収納させ、前記第２ＣＭＰ用研磨装置によ
る研磨工程が終了した被研磨物を前記洗浄装置により洗
浄させ、また洗浄した被研磨物を前記計測装置により計
測させ、さらに前記各装置の動作と各装置間における前
記被研磨物の受渡しを制御する制御装置と、を備えたＣ
ＭＰ用装置システム。 - 【請求項８】 前記制御装置は、前記計測装置による計
測結果に基づいて、前記収納容器に収納させない被研磨
物のうち、前記第２ＣＭＰ用研磨装置による研磨を行わ
ない被研磨物を判別する機能も有することを特徴とする
請求項７記載のＣＭＰ用装置システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18737996A JPH1034522A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Ｃｍｐ用研磨装置及びｃｍｐ用装置システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18737996A JPH1034522A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Ｃｍｐ用研磨装置及びｃｍｐ用装置システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1034522A true JPH1034522A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16204991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18737996A Pending JPH1034522A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Ｃｍｐ用研磨装置及びｃｍｐ用装置システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1034522A (ja) |
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- 1996-07-17 JP JP18737996A patent/JPH1034522A/ja active Pending
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