JPH11285968A - 研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの研磨定盤上で、複数のウェハを同時
研磨すると、各ウェハの研磨レートが個々にばらつくな
どの技術的課題があるため、従来実現例が少なかった。
本発明の目的は以上の問題を解決し、各ウェハの研磨レ
ートのばらつきの問題を解決したものである。 【解決手段】研磨を行いながら膜厚情報を測定し、膜厚
情報から前記複数の基材の各基材の基材膜厚情報を個別
に分離し、個々の基材の膜厚情報を得、個々の研磨ヘッ
ドに終点検出点、等の情報を送り、個々のウェハの研磨
を個別に制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材製造工程特に半導
体プロセスに於いて、基板表面特に半導体基板表面に形
成された膜の少なくとも一部を研磨によって除き、平坦
化するための研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの高密度化は限界を見せ
ず進展を続けており、高密度化に伴いパターンの線幅は
ますます細くなってきている。パターンの線幅が細くな
るに従って、半導体プロセスに於ける光リソグラフィー
の使用波長は短くなり、開口数も大きくなっている。こ
の結果、光リソグラフィーに用いる露光装置の焦点深度
が浅くなる。

【０００３】半導体基板にはパターン形成された電極
層、電極層の層間絶縁膜としての誘電体層が積層される
ので、表面層には必ず段差を生じ、この段差の存在は露
光装置の焦点深度が浅くなるほど大きな問題となり、少
なくとも露光エリア程度の範囲でこの段差を平坦化する
要求は高い。さらに、金属電極層の埋め込みであるいわ
ゆる象嵌（プラグ、ダマシン）の要求も高く、この場
合、金属層の積層後の余分な金属層の除去及び平坦化が
必ず必要となる。

【０００４】成膜法などの改良により、局所的に表面層
上の段差を平滑化する方法が多く提案、実行されている
が、今後さらに必要とされる、より大きなエリア（即ち
グローバルなデバイス面エリア）での効率的な平坦化技
術として注目を集めているのが、ＣＭＰと呼ばれる研磨
工程である。ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing
またはPlanarization ）は、物理的研磨作用に、化学的
な作用（研磨粒を含有した研磨剤による被研磨物の溶か
し出し）を併用して、ウェハの表面凹凸を除いていく技
術であり、グローバル平坦化技術の最有力な候補となっ
ている。具体的には、酸、アルカリなど、被研磨物であ
る層物質に対する可溶性溶媒中に、研磨粒（シリカ、ア
ルミナ、酸化セリウムなどが一般的）を分散させたスラ
リーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な研磨布で、ウェハ
表面を加圧し、ウェハ表面と研磨布との相対運動により
ウェハ表面を摩擦することにより研磨を進行させる。加
圧と相対運動速度の大きさをウェハの各位置で同一の値
を取るようにすることにより、ウェハ面内のあらゆる場
所で均一な研磨が行われる。

【０００５】このＣＭＰ技術に於ける最も大きな解決課
題の一つは、研磨工程に於ける研磨終了のタイミングの
検知である。特に、研磨工程を行いながらの（in-situ
の）研磨終了点の検出は、ＣＭＰ装置のスループット向
上のためにも要請が大きい。従来の検出方法のひとつと
して、研磨対象の層とは異なった層へ研磨が進んだ場合
に起こる摩擦力の変動を、ウェハが取り付けられた研磨
ヘッドや、パッドが固定された研磨定盤を回転するため
のモータのモータートルクの変化によって検出する方法
が用いられている。

【０００６】また、研磨パッドに設けられた光学的な孔
を通して測定光をウェハ表面に照射したときの反射光の
分析、またはウェハ裏面からウェハに照射したウェハ透
過性の測定光（赤外光）の透過光の分析により研磨中の
薄膜の膜厚を測定する方法も実用化にむけ開発が進めら
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＣＭＰ装置のスループ
ット向上のために、一つの研磨定盤上で、複数のウェハ
を同時研磨することは有効である。しかしながら、一つ
の研磨定盤上で、複数のウェハを同時研磨すると、各ウ
ェハの研磨レートが個々にばらつくなどの技術的課題が
あるため、従来実現例が少なかった。本発明の目的は以
上の問題を解決し、高精度に各ウェハの研磨膜厚が管理
でき、且つ高スループットな研磨装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明では、第一に、「一つの研磨パッド上で同時
に複数の基材の表面の膜の少なくとも一部を研磨によっ
て除き、平坦化するための研磨方法であって、前記研磨
を行いながら膜厚情報を測定する段階と、前記膜厚情報
から前記複数の基材の各基材の基材膜厚情報を個別に分
離する段階とを有することを特徴とする研磨方法( 請求
項１）」を提供する。

【０００９】第二に、「前記膜厚情報が時系列データで
あり、前記分離が時分割で行われることを特徴とする請
求項１記載の研磨方法( 請求項２）」を提供する。第三
に、「前記時分割が前記膜厚情報の強度から得られるタ
イミングで行われることを特徴とする請求項２記載の研
磨方法( 請求項３）」を提供する。第四に、「前記時分
割が基材及び研磨パッドの回転数、基材の揺動速度、及
び基材の揺動振幅のうちから選ばれた一つ以上の値から
算出されるタイミングで行われることを特徴とする請求
項２記載の研磨方法( 請求項４）」を提供する。

【００１０】第五に、「前記基材の膜厚情報を基に、研
磨の終点検出情報及び研磨条件制御のための情報のうち
の少なくとも一つを有する制御情報を得る段階と、前記
制御情報を基に、前記各基材が各々保持された研磨ヘッ
ドの動作を個別に制御する段階とを有することを特徴と
する請求項１〜４何れか１項記載の研磨方法( 請求項
５）」を提供する。

【００１１】第六に、「前記研磨が半導体プロセスで行
われ、且つ前記基材がウェハであることを特徴とする請
求項１、２、３、４、５何れか１項記載の研磨方法( 請
求項６）」を提供する。第七に、「一つの研磨パッド上
で複数の研磨ヘッドの各々に一つづつ取り付けられた複
数の基材の表面の膜の少なくとも一部を同時に研磨によ
って除き、平坦化するための研磨装置であって、前記研
磨を行いながら膜厚情報を測定するための測定ユニット
と、前記膜厚情報から前記複数の基材の各基材の基材膜
厚情報を個別に分離する分離部とを具えることを特徴と
する研磨装置( 請求項７）」を提供する。

【００１２】第八に、「研磨終了点検知または研磨条件
制御のための情報のうちの少なくとも一つを有する制御
情報を前記各基材の基材膜厚情報を基に得る信号処理部
と、前記各基材が各々保持された各研磨ヘッドの個別の
駆動を可能にする各駆動機構を有すると共に各駆動機構
の駆動を制御する各制御部を有する各駆動部とを具え、
前記制御情報を基に前記制御部が各研磨ヘッドの駆動を
個別に制御することを特徴とする請求項７記載の研磨装
置( 請求項８）」を提供する。

【００１３】第九に、「前記駆動が前記各研磨ヘッドの
上昇及び下降、回転、加圧、及び揺動から選ばれた一つ
以上であることを特徴とする請求項８記載の研磨装置(
請求項９）」を提供する。第十に、「前記研磨が半導体
プロセスで行われ、且つ前記基材がウェハであることを
特徴とする請求項７、８、９何れか１項記載の研磨装置
( 請求項１０）」を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明にかかる研磨装置の実施の
形態を以下に説明するが、本発明はこの例に限定される
ものではない。また、本発明の実施の形態は製造工程が
半導体プロセスで、基材がウェハの場合について説明し
たが、この発明が製造工程が光学素子製造工程であり、
基材が光学素子の場合にも適用できることはいうまでも
ない。 [ 第一の実施の形態]本発明の第一の実施の形態の研磨
方法を図１の研磨装置により説明する。図１の研磨装置
は研磨定盤３上に、２つの研磨ヘッド２を具える。研磨
定盤は研磨パッド１とモータ１８を具え、各研磨ヘッド
にはウェハが取り付けられている。さらに研磨ヘッドの
昇降とパッドへの加圧１３はそれぞれの研磨ヘッドで独
立に行えるようなっており、１パッドに対して２枚のウ
ェハを研磨できるようになっている。

【００１５】研磨量のモニタとして膜厚情報を得るため
の膜厚測定法としては、ウェハ表面へ光の照射を行い、
反射光を検出し分析する、光学的方法が好ましく用いら
れるが、光学的方法に限定されることなく、振動分析方
法、音波分析方法、ウェハと研磨パッドとの摩擦力モニ
タ方法も用いることができる。薄膜の膜厚計測を光学的
に行なう方法は種々知られており、一般に薄膜の干渉現
象を用いる方式が用いられている。本発明においても光
学的な干渉を用いる方法が好ましく用いられるが、これ
に限られるものではない。また、金属膜の研磨について
も光学的に計測することが可能であり、本発明の適用が
可能である。

【００１６】このような光学的方法で、研磨中、その場
（以下「その場」は「in-situ 」を意味する）で計測を
行うため、図２のように、研磨パッドおよび研磨定盤に
測定光を透過する透光窓１０を設ける。透光窓は、透明
なパッド部材を用いてもよいし、くり抜き部分に液体を
満たすような方式でもよい。いずれの場合も透光窓の寸
法はその部分によってパッドの研磨性能（研磨均一性）
が大きく変化しない程度に小さく、また必要な測定信号
を得られる程度に大きくしなければならない。その意味
で透光窓の寸法は好ましくは直径１〜３０mmである。

【００１７】研磨中、研磨ヘッドは、従って研磨ヘッド
に取り付けられたウェハは回転し、通常併せて揺動運動
も行う。また、研磨定盤従って研磨定盤に固定された研
磨パッドは回転する。従って、ウェハと研磨パッドとは
相対運動する。前述のように、膜厚情報は、研磨パッド
および研磨定盤に設けられた透光窓を通してウェハ表面
に照射された測定光のその反射光を検出することによっ
て行われるが、以上のようなウェハと研磨パッドとの相
対運動のため、測定光が照射されるウェハ表面上の位置
（即ち測定点）は一定せず、ときには照射位置がウェハ
表面上からはずれることもあり得る。複数のウェハを同
時研磨する場合、測定点は複数のウェハ上を頻繁に移動
する。

【００１８】このようなウェハと研磨パッドとの相対運
動のため、測定ユニットが測定する測定光に対する反射
光、即ち膜厚情報は時系列で混合された複数のウェハか
らの反射率情報を含む。次に混合された膜厚情報が入力
する分離部１５はこの膜厚情報を各ウェハに対して割り
付けを行う。即ち二つのウェハのうちどちらを測定して
いるかを判別し、それぞれのウェハに対する膜厚情報を
別々に処理する。こうして複数ウェハの研磨状態におい
ても、それぞれのウェハの研磨状態を個別に知ることが
できる。

【００１９】混合された膜厚情報がある時点でどちらの
ウェハのものであるかの判別は、研磨パッドの回転数、
研磨ヘッドの回転数、ウェハの揺動周期、及び揺動振幅
の少なくと一つ以上から取られた値からウェハ表面に測
定光が照射されるタイミングを計算し、このタイミング
に従って時系列で取られた膜厚情報をそれぞれのウェハ
に時間分割で割り付ければよく、各ウェハに割り付けら
れた時分割時系列情報がウェハ膜厚情報であり、ウェハ
膜厚情報は各ウェハのみの膜厚情報を有するまた、特別
な場合、研磨パッドが円形で、複数のウェハが研磨パッ
ドの中心から等距離に配備され、各ウェハの揺動振幅が
充分に小さい場合は、交代で測定光が照射されるウェハ
が変わるので、一枚のウェハに対しては測定光が照射さ
れる期間と測定光が照射されない期間が生ずる。そして
反射光強度（膜厚情報の大きさ）の時系列的な観測によ
って、ウェハが透光窓にある場合と透光窓からはずれた
場合とでは反射光強度が異なる。一般的にはウェハが透
光窓部分からはずれると、反射光量は大きく低減し、ウ
ェハが透光窓に入ると反射光量は大きく増大するため、
この反射光量の低減によって、ウェハが透光窓部分から
はずれたことを検知でき、この反射光量の増大によっ
て、ウェハが透光窓部分に入ったことを検知できる。こ
の様子を図６に示す。反射光量信号は一般に膜厚情報信
号を全波長で積分した値に比例し、全光量信号に相当す
る。これらの検知情報（場合によっては反射光量そのも
のが検知信号になる）により時系列で取られた膜厚情報
をそれぞれのウェハに時間分割で割り付ければよく、各
ウェハに割り付けられた時分割時系列情報がウェハ膜厚
情報であり、ウェハ膜厚情報は各ウエハのみの膜厚情報
を有する。

【００２０】この反射光量の低減率または増大率が大き
いほどウェハが透光窓部分からはずれたかどうか、また
ウエハが透光窓に入ったかどうかの検知が容易であり、
透光窓からウェハが外れた状態の反射光量をより低減さ
せ、低減率を大きくするために、透光窓の光源と反対側
に反射を防止する材料を設けることが好ましい。こうし
た方式でウェハ毎のウェハ膜厚情報が取得できると、ウ
ェハ膜厚情報の処理によりウェハ毎の研磨終了点及び研
磨速度が研磨中にその場で検知できる。各ウェハの研磨
終了点及び研磨速度が別々に検知できれば、１パッドで
複数ウェハを研磨するときに生ずる問題の一つである、
ウェハごとに研磨レートのばらつきが生ずるという大き
な問題を解決し、ウェハ毎の研磨量を揃えることができ
る。具体的には、研磨ヘッドそれぞれにおいて研磨終了
点を検知することによって、研磨時間を各ウェハ毎に個
別に制御する。即ち、パッドから各ウェハの離脱のタイ
ミングの制御を各研磨ヘッド毎に行う。

【００２１】また研磨ヘッドそれぞれにおいて研磨速度
を検出することにより、各研磨へッドに対する研磨終了
のタイミングを一致させるべく、各研磨ヘッドへの加圧
力または各研磨ヘッドの自転の回転数のうち少なくとも
一つを制御することにより、各ウェハの研磨量を制御す
る。 [ 第二、第三の実施形態] 図４は第二の実施の形態の研
磨装置の説明図であり、図５は第三の実施の形態の研磨
装置の説明図である。説明のため限定された例で説明し
たが、この例に限定されるものでない。図４、図５の研
磨装置は各々一つの研磨定盤３と、研磨定盤に固定され
た研磨パッド１と、２つの研磨ヘッド２と、各研磨ヘッ
ドに連結された各駆動部２１と、研磨定盤３を回転させ
るモータ１８と、測定ユニット１１と、分離部１５と、
信号処理部１７とを具えている。

【００２２】研磨ヘッドに連結された駆動部２１は対応
する研磨ヘッドの昇降を行う昇降機構、回転を行う回転
機構、加圧を行う加圧機構、揺動を行う揺動機構を具え
る。これらの機構は全部具えても良いが、場合によって
は一部を省略しても良い。更に図５の研磨装置はその各
駆動部に、外部からの制御信号に従って研磨ヘッドの昇
降、回転速度、加圧力、揺動振幅、揺動周期の制御を可
能とする制御部（図示されない）を具えている。

【００２３】測定ユニット１１は白色光源とピンホール
と光学系と回折格子と光ダイオード型のリニアセンサと
を具え、研磨定盤の下部、透光窓の近傍に固定されてい
る。分離部は反射光量をモニタすることによってウェハ
が透光窓に入ったかはずれたかを検知し、これらの検知
情報（場合によっては反射光量そのものが検知信号にな
る）と、研磨パッドへのウェハの初期配置、研磨ヘッド
の回転数、研磨ヘッドの揺動周期、及び揺動振幅、等の
駆動条件パラメータとによって測定光を照射しているウ
ェハを判別し、この判別に従って測定ユニットから入力
する時系列で取得された膜厚情報をそれぞれのウェハに
時間分割で割り付け、各ウェハ膜厚情報を信号処理部１
７に出力する。

【００２４】信号処理部１７は、研磨終了点に対応した
ウェハ膜厚情報から得られた参照データが事前に記憶さ
れた記憶部（図示されず）と、処理部（図示されず）と
を具える。図５の研磨装置の記憶部には更に研磨ヘッド
の回転速度、加圧力、揺動振幅、及び揺動周期から一つ
以上選ばれたパラメータの一定量変動に対する研磨レー
トの変動量データが参照データとして事前に記憶されて
いる。研磨レートは一般にこれらのパラメータの変動と
ともに変化することが知られている。記憶部から出力さ
れたこれら参照データ信号と分離部から出力された各ウ
ェハ膜厚情報とを信号処理し、残膜厚を演算し、且つ研
磨終了のタイミングを見つける。また、信号処理部１７
は研磨中に時系列で取得した各ウェハ膜厚情報の時間に
対する変化量から各ウェハの研磨レートを見つける。更
に図５の研磨装置の信号処理部は研磨ヘッドの昇降、回
転速度、加圧力、揺動振幅、及び揺動周期から選ばれた
少なくとも一つのパラメータの制御を可能とする制御信
号出力部（図示されない）と、この制御信号を各研磨ヘ
ッドの駆動部の制御部に接続するための接続部とを具え
る。

【００２５】以下、本発明の第二、第三の実施形態の動
作を実施例１、２で説明するが、本発明はこの例に限定
されるものでない。

【００２６】

【実施例】［実施例１］本発明の研磨装置では以下のよ
うにして研磨が行われる。本実施例はまた、本発明の研
磨方法の実施例でもある。以下の実施例は説明のために
限定されたものであるが、本発明はこの例に限定される
ものではない。

【００２７】図４、図５において、研磨対象は６インチ
ウェハ上の撮像素子の層間絶縁膜ＳｉＯ₂ 層である。研
磨は、二個の研磨ヘッドの各々にウェハを一枚づつ計二
枚バッキングフィルムで保持し、各昇降機構で６００ｍ
ｍ径の発泡性の研磨パッドの上にパッド中心から等距離
の位置に乗せ、さらに駆動部の加圧機構で加圧し、加圧
機構と揺動機構とで回転および揺動をすることにより行
なった。研磨剤（スラリー）としてシリカ粒をアルカリ
溶媒に分散させたものを用い、研磨ヘッドの加圧力を調
整して約２００ｇ／ｃｍ² の研磨圧で行った。パッド表
面には１０ｍｍ×１０ｍｍの切り込みを設け、そこに純
水を供給する系により、研磨終了点検知、等の研磨の制
御のための透光窓１０を形成する。図７に透光窓の構造
を示す。

【００２８】研磨定盤は回転するので、測定ユニット１
１としての測定光の照射と検出のユニットは研磨定盤の
透過窓に付随して回転する。この透光窓を通して測定光
をウェハ表面に照射し、その反射光を膜厚情報として検
出した。具体的には、白色光源（キセノンランプ）が測
定光としてウェハ表面に照射され、その反射光がピンホ
ールに照射され、ピンホールを通過させられた後、回折
格子に入射され、波長分解すべく回折される。回折格子
からは異なった方向に異なった波長の光が回折され、異
なった方向に対応する各位置をカバーするよう光ダイオ
ード型のリニアセンサ（５０素子）が配置され、リニア
センサの各検出アレイは光学系によりピンホールと共役
の位置に配置され、異なった方向への回折光の強度を測
定する。このようにして反射光の分光特性を高速に計測
し、分光反射率特性の時系列情報を膜厚情報として得る
ことが出来た。

【００２９】このモニター膜厚情報は分離部に入力され
るがウェハ膜厚情報の分離は以下のようにして行われ
る。ある時点の膜厚情報は図３のａに示され、これは特
定のウェハのある時点のウェハ膜厚情報に対応する分光
反射率である。この曲線形の解析から研磨中途にある残
膜の膜厚、等を知る。膜厚情報のデータ取得時にもウェ
ハは移動しているので、取得データであるウェハ膜厚情
報は、移動するウェハからの平均情報として得られる。
この例の配置では、揺動振幅が充分に小さいとすれば、
透光窓とウェハの位置関係により、照射順としては、
（１）ウェハ１、（２）ウェハの無いところ、（３）ウ
ェハ２、（４）ウェハの無いところ、（５）ウェハ１と
いう繰り返しとなる。

【００３０】図３のｂに示すように、膜厚情報から、ウ
ェハのないところで取得された取得データの反射光強度
は、ウェハ部分に於いて取得された取得データであるウ
ェハ膜厚情報の反射光強度よりも小さいので、その反射
光強度信号を参照値と比較することにより、ウェハ部分
とウェハのない部分の識別は容易につく。そこで反射光
強度信号自体をトリガ信号、即ち各ウェハに対するデー
タ取得のタイミング信号として用い、ウェハ毎に時分割
で分離された時系列信号であるウェハ膜厚情報を得るこ
とができた。このタイミング信号としてはこの他、全光
量信号を使っても良く、あるいは特定の波長の光量信号
を使っても良い。

【００３１】以上で得られた各ウェハの各ウェハ膜厚情
報は信号処理部１７に入力され、二枚のウェハの各取得
データである各ウェハ膜厚情報を別々に解析することに
より、個別に研磨量、そして残膜厚を検出することがで
きる。研磨中に各ウェハは分離して各ウェハ膜厚情報と
しての各分光信号がモニターされる。かくして信号処理
部が少なくともどちらか一方のウェハの研磨終了点を検
出した時点で本研磨機は、研磨終了点に達したウェハに
対応する研磨ヘッドだけを上昇させて研磨を終了させ、
残りの研磨ヘッドは取り付けられたウェハ上の残膜が除
去されるまで研磨を継続する。

【００３２】こうして研磨終了点の検知が迅速に効率よ
く行われ、また、各研磨ヘッドに取り付けられた各ウェ
ハに於ける研磨レートのばらつきの評価、研磨レート観
察によるパッド劣化の評価も行うことができる。図５の
研磨装置においては、更に研磨処理部は研磨の終了のた
めの研磨ヘッドの上昇と、研磨レートの制御のための、
研磨ヘッドの回転速度、加圧力、揺動振幅、及び揺動周
期のうちの少なくとも一つの制御とを行うための制御信
号が制御部に送られ、二枚のウェハの研磨のタイミング
を揃え、研磨機のスループットを向上させることが出来
る。

【００３３】以上の実施例ではタイミング信号を反射光
強度を基に得たが、これ以外に、エンコーダ、光スイッ
チによっても得ることができる。また、ウェハの枚数を
二枚としたが何枚でも同様な方法で出来ることは言うま
でもない。 ［実施例２］本実施例はタイミング信号をとる方法に関
する以外は実施例１と全く同様に行われた。図４、図５
の一つの研磨パッド上で同時に二枚のウェハが研磨され
る研磨装置に於いて、研磨定盤即ち研磨パッドの回転速
度をＲ（ｒｐｍ）とすると、データ取得開始のタイミン
グを、３０／Ｒ秒毎に設定することにより、時系列の膜
厚情報から時分割で各ウェハに対して各ウェハ膜厚情報
を割りつけることができた。このタイミングは常時モニ
タされるパッドの回転速度の値により変更される。

【００３４】このようにタイミング信号をとることによ
り、本研磨装置は各ウェハ毎の研磨終了点を迅速に検知
し、二枚のウェハの研磨のタイミングを揃え、研磨機の
スループットを向上させることが出来る。以上の実施例
ではウェハの枚数を二枚としたが何枚でも同様な方法で
出来ることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り、本発明に従えば、半導体プ
ロセスにおいて、一つの研磨パッド上で同時に複数枚の
ウェハが研磨される研磨装置に於いて、研磨中のモニタ
ー膜厚情報から、各ウェハのウェハ膜厚情報を分離でき
るので、各ウェハの研磨量、研磨終了点の検知、及び研
磨レートを、簡便な機構を設けるだけで研磨をしながら
個別に求めることができ、その情報の装置運転へのフィ
ードバックも迅速に行われる。

【００３６】具体的に説明すると、各ウェハの研磨レー
トが別々に検知できるので、１パッドで複数ウェハを研
磨するときに生ずる問題の一つである、ウェハごとに研
磨レートのばらつきが生ずるという大きな問題を解決
し、ウェハ毎の研磨量を揃えることができる。即ち、研
磨ヘッドそれぞれにおいて研磨終了点を検知することに
よって、研磨時間を個別に制御することができる。即
ち、パッドから各ウェハの離脱のタイミングの制御を各
研磨ヘッド毎に行う。また各ウェハ毎に検出された研磨
レートに差がある場合、各ウェハに対する研磨終了のタ
イミングを一致させるべく、各研磨ヘッドへの加圧力及
び各研磨ヘッドの回転運動及び揺動運動のうち少なくと
も一つを制御することにより、各ウェハの研磨レートを
制御する。

【００３７】更に、ウェハの研磨レートの変化から研磨
パッド劣化の評価も行うことができる。以上の通り、本
発明は高精度、且つ安価で高スループットな研磨装置と
研磨方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明する、一つの研磨パッド上で同時
に複数枚のウェハが研磨される研磨装置の図である。

【図２】本発明の研磨方法を説明する図である。（実施
の形態１対応）

【図３】膜厚情報からの時分割で取得された取得データ
の一例である。ａは測定光がウェハに照射されている
時、ｂは測定光がウェハに照射されていない時に対応す
る。（実施例１対応）

【図４】本発明の研磨装置、及び研磨方法を説明する図
である。（発明の実施の形態２に対応）

【図５】本発明の研磨装置、及び研磨方法を説明する図
である。（発明の実施の形態３に対応）

【図６】反射光量信号の強度変化を示す図である。

【図７】透光窓の詳細図である。

【符号の説明】

１ 研磨パッド ２ 研磨ヘッド ３ 研磨定盤 ４ 研磨ヘッドの回転を示す ５ 研磨定盤の回転を示す ６ 研磨ヘッドの揺動を示す ７ 研磨ヘッドの昇降を示す ８ ウェハ ９ リテーナリング １０ 透光窓 １１ 測定ユニット １２ ウェハへの測定光、および反射光を示す １３ 研磨ヘッドへの加圧を示す １５ 分離部 １７ 信号処理部 １８ モータ １９ 膜厚情報 ２０ ウェハ膜厚情報 ２１ 研磨ヘッドの駆動部 ２２ 制御信号 ２３ 透光性材料の窓 ２４ 水

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの研磨パッド上で同時に複数の基材の
   表面の膜の少なくとも一部を研磨によって除き、平坦化
   するための研磨方法であって、前記研磨を行いながら膜
   厚情報を測定する段階と、前記膜厚情報から前記複数の
   基材の各基材の基材膜厚情報を個別に分離する段階とを
   有することを特徴とする研磨方法。
2. 【請求項２】前記膜厚情報が時系列データであり、前記
   分離が時分割で行われることを特徴とする請求項１記載
   の研磨方法。
3. 【請求項３】前記時分割が前記膜厚情報の強度から得ら
   れるタイミングで行われることを特徴とする請求項２記
   載の研磨方法。
4. 【請求項４】前記時分割が基材及び研磨パッドの回転
   数、基材の揺動速度、及び基材の揺動振幅のうちから選
   ばれた一つ以上の値から算出されるタイミングで行われ
   ることを特徴とする請求項２記載の研磨方法。
5. 【請求項５】前記基材の膜厚情報を基に、研磨の終点検
   出情報及び研磨条件制御のための情報のうちの少なくと
   も一つを有する制御情報を得る段階と、前記制御情報を
   基に、前記各基材が各々保持された研磨ヘッドの動作を
   個別に制御する段階とを有することを特徴とする請求項
   １〜４何れか１項記載の研磨方法。
6. 【請求項６】前記研磨が半導体プロセスで行われ、且つ
   前記基材がウェハであることを特徴とする請求項１、
   ２、３、４、５何れか１項記載の研磨方法。
7. 【請求項７】一つの研磨パッド上で複数の研磨ヘッドの
   各々に一つづつ取り付けられた複数の基材の表面の膜の
   少なくとも一部を同時に研磨によって除き、平坦化する
   ための研磨装置であって、前記研磨を行いながら膜厚情
   報を測定するための測定ユニットと、前記膜厚情報から
   前記複数の基材の各基材の基材膜厚情報を個別に分離す
   る分離部とを具えることを特徴とする研磨装置。
8. 【請求項８】研磨終了点検知または研磨条件制御のため
   の情報のうちの少なくとも一つを有する制御情報を前記
   各基材の基材膜厚情報を基に得る信号処理部と、前記各
   基材が各々保持された各研磨ヘッドの個別の駆動を可能
   にする各駆動機構を有すると共に各駆動機構の駆動を制
   御する各制御部を有する各駆動部とを具え、前記制御情
   報を基に前記制御部が各研磨ヘッドの駆動を個別に制御
   することを特徴とする請求項７記載の研磨装置。
9. 【請求項９】前記駆動が前記各研磨ヘッドの上昇及び下
   降、回転、加圧、及び揺動から選ばれた一つ以上である
   ことを特徴とする請求項８記載の研磨装置。
10. 【請求項１０】前記研磨が半導体プロセスで行われ、且
    つ前記基材がウェハであることを特徴とする請求項７、
    ８、９何れか１項記載の研磨装置。