JP2001144058A

JP2001144058A - 研磨方法および研磨装置

Info

Publication number: JP2001144058A
Application number: JP32629199A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Miyazaki; 恭一宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 1999-11-17
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ等の基板を研磨する際に、供給される
スラリーの濃度を検出して、そのスラリー濃度に応じて
研磨量を制御し、再現性の良い安定した研磨を可能にす
る。【解決手段】被研磨体保持手段４に保持された被研磨
体３に研磨パッド５を当接させ、被研磨体３と研磨パッ
ド５の間にスラリー８を供給しながら、被研磨体３を研
磨する際に、スラリー８を収納する容器７内のスラリー
８の容積および重量を液面計１１と重量計１２によりモ
ニターし、スラリー８の容積と重量および砥粒と溶媒の
各比重から、スラリーの（砥粒）濃度を算出し、スラリ
ー濃度により変化する研磨レートを求め、研磨レートと
研磨時間の関係に応じて、被研磨体毎に研磨時間を変え
ることによって、複数の被研磨体について常に同じ研磨
量をもって再現性の良い安定した研磨を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
基板をスラリーを供給しながら高精度に研磨するための
研磨方法および研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの超微細化や高集
積化が進み、これに伴なって平坦化技術が重要な課題と
なっており、ＳＯＩ基板、Ｓｉ、ＧａＳｓ、ＩｎＰ等か
らなる半導体ウエハ、あるいは半導体集積回路形成過程
において表面に絶縁膜あるいは金属膜を有するウエハ、
さらにディスプレイ用基板等の基板を高精度に研磨し、
平坦化するための加工手段として化学的機械研磨（ＣＭ
Ｐ）装置が注目されている。

【０００３】従来、化学的機械研磨（ＣＭＰ）装置とよ
ばれるこの種の研磨装置は、図４に模式的に図示するよ
うに、ウエハ等の基板である被研磨体１０１をその被研
磨面を下向きにした状態で着脱自在に保持する被研磨体
保持手段１０２と、被研磨体保持手段１０２に保持され
る被研磨体１０１に対向するように配置されて被研磨体
１０１の口径よりも大きい口径の研磨パッド１０３を貼
り付けた研磨テーブル１０４とを備え、さらに、研磨パ
ッド１０３上に研磨剤（スラリー）１０６を供給するス
ラリー供給手段１０５が設けられている。また、研磨パ
ッド１０３は、ポリウレタン等で作製され、表面に凹凸
が形成され、あるいは多孔質で形成されている。

【０００４】このように構成される研磨装置は、被研磨
体１０１を不図示の駆動手段によって矢印Ｓ方向に、研
磨テーブル１０４に保持される研磨パッド１０３を不図
示の駆動手段によって矢印Ｔ方向にそれぞれ回転駆動
し、そして、被研磨体１０１と研磨パッド１０３を互い
に当接させるとともに、スラリー供給手段１０５からス
ラリー１０６を研磨パッド１０３上に供給しながら、被
研磨体２０１の被研磨面を研磨するものであり、スラリ
ー供給手段１０５から供給されるスラリー１０６は、例
えば、分散媒アルカリ水溶液にミクロンオーダーからサ
ブミクロンオーダーのＳｉＯ₂ の微粒子（砥粒）が分散
されており、この種のスラリー１０６は、図４に図示す
るように、研磨パッド１０３上で被研磨体１０１の外側
から研磨パッド１０３と被研磨体１０１との間に供給さ
れ、スラリーの化学的作用とスラリー中の砥粒の物理的
作用を利用して、被研磨面を研磨して平坦化させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した研磨装置を用
いて複数の被研磨体を連続して研磨する場合、高い再現
性を維持することが難しい。これを詳述すると、被研磨
体へ供給されるスラリー内の砥粒の濃度は研磨レートに
関連性があるけれども、スラリー内の砥粒の濃度が供給
時間中で微妙に変化するために、研磨レートが研磨中に
おいても変化してしまい、研磨時間を一定にして研磨す
ると研磨量が変化してしまう。その結果、複数の被研磨
体を研磨すると、研磨量が一定でないため、被研磨体毎
に研磨対象である膜厚が異なることになる。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
未解決な課題に鑑みてなされたものであって、研磨時に
供給されるスラリーの濃度を検出して、そのスラリーの
濃度に応じて研磨量を制御し、安定した研磨を可能にす
る研磨方法および研磨装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の研磨方法は、被研磨体保持手段に保持さ
れた被研磨体の被研磨面に研磨パッドを当接させ、前記
被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間にスラリーを供
給しながら、前記被研磨体の被研磨面を研磨する研磨方
法において、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド
間に供給されるスラリーの濃度を算出し、該算出された
スラリーの濃度に応じて、研磨時間を変化させあるいは
溶媒または砥粒を補充して前記スラリーの濃度を一定に
し、前記被研磨体の研磨量が一定となるように研磨する
ことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の研磨方法は、被研磨体保持
手段に保持された被研磨体の被研磨面に研磨パッドを当
接させ、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に
スラリーを供給しながら、前記被研磨体の被研磨面を研
磨する研磨方法において、前記スラリーを収納する容器
内のスラリーの容積と重量を測定して、前記被研磨体の
被研磨面と前記研磨パッド間に供給されるスラリーの濃
度を算出し、該算出されたスラリーの濃度に応じて研磨
時間を変化させて研磨することを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明の研磨方法は、被研磨体保
持手段に保持された被研磨体の被研磨面に研磨パッドを
当接させ、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間
にスラリーを供給しながら、前記被研磨体の被研磨面を
研磨する研磨方法において、前記スラリーを収納する容
器内のスラリーの容積と重量を測定して、前記被研磨体
の被研磨面と前記研磨パッド間に供給されるスラリーの
濃度を算出し、該算出されたスラリーの濃度に応じて、
前記スラリーの溶媒または砥粒を前記被研磨体の被研磨
面と前記研磨パッド間に供給される前記スラリーに補充
して、前記スラリーの濃度を常に一定にし、時間当たり
の研磨レートを一定にして研磨することを特徴とする。

【００１０】本発明の研磨方法において、前記スラリー
の濃度は、測定されたスラリーの容積と重量、および砥
粒の比重と溶媒の比重を用いて算出することが好まし
い。

【００１１】本発明の研磨方法において、前記容器内の
スラリーを前記容器内の気体圧で供給管を介して前記被
研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に供給することが
好ましく、また、前記容器内のスラリーを攪拌手段によ
り攪拌し、前記スラリー内の砥粒を均一に分散させるこ
とが好ましい。

【００１２】また、本発明の研磨装置は、被研磨体を保
持する被研磨体保持手段と、研磨パッドを貼着する研磨
テーブルと、前記研磨パッド上にスラリーを供給するス
ラリー供給手段とを備え、前記被研磨体と前記研磨パッ
ド間に前記スラリーを供給しながら、前記被研磨体に前
記研磨パッドを当接させて前記被研磨体を研磨する研磨
装置において、前記スラリー供給手段は、前記スラリー
を収納する容器と、前記容器内のスラリーの液面を検出
するための液面計と、前記容器内のスラリーの重量を測
定するための重量計と、前記容器からスラリーを前記被
研磨体と前記研磨パッド間に供給するための供給管とか
らなることを特徴とする。

【００１３】本発明の研磨装置において、前記液面計
は、超音波を前記容器内のスラリーの液面に照射し、そ
の反射波から前記液面の位置を測定することが好まし
い。

【００１４】さらに、本発明の研磨装置においては、前
記液面計により測定されるスラリーの容積と前記重量計
により測定されるスラリーの重量に基づいて、前記被研
磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に供給されるスラリ
ーの濃度を算出する演算制御手段をさらに備えているこ
とが好ましい。

【００１５】本発明の研磨装置において、前記演算制御
手段は、算出したスラリーの濃度に応じて研磨時間を変
化させるように制御することが好ましい。

【００１６】本発明の研磨装置において、前記スラリー
の溶媒を収納する容器および前記スラリーの砥粒を収納
する容器を設け、これらの容器から前記溶媒または砥粒
を前記スラリー供給手段から供給されるスラリーに補充
しうるように構成し、前記被研磨体の被研磨面と前記研
磨パッド間に供給されるスラリーの濃度に応じて前記溶
媒または砥粒を補充し、スラリーの濃度を一定にするこ
とが好ましい。

【００１７】本発明の研磨装置においては、前記スラリ
ーを収納する容器には、スラリー中の砥粒を均一に拡散
させるための攪拌手段が設けられていることが好まし
く、また、前記攪拌手段は回転プロペラを有し、前記容
器内のスラリーに対流を生じさせ、前記スラリー内の砥
粒を攪拌することが好ましい。

【００１８】本発明の研磨装置においては、前記液面計
または前記重量計により、前記スラリーを収納する容器
内の前記スラリーの残量をモニターすることができる。

【００１９】

【作用】本発明によれば、被研磨体保持手段に保持され
た被研磨体の被研磨面に研磨パッドを当接させ、被研磨
体の被研磨面と研磨パッド間にスラリーを供給しなが
ら、被研磨体の被研磨面を研磨する際に、被研磨体の被
研磨面と前記研磨パッド間に供給されるスラリーを収納
する容器内のスラリーの容積と重量をモニターすること
で、スラリーの（砥粒）濃度を算出し、算出されたスラ
リー濃度に応じて、被研磨体毎に研磨時間を変えること
により、常に同じ研磨量をもって研磨することを可能に
し、再現性の良い安定した研磨を可能にする。

【００２０】さらに、スラリーを収納する容器内のスラ
リーの容積と重量をモニターすることで、スラリーの
（砥粒）濃度を算出し、算出されたスラリー濃度に応じ
て別個に貯蔵されている溶媒または砥粒を適宜補充供給
することでスラリー濃度を一定にし、時間当たりの研磨
レートを一定にすることにより、常に同じ研磨量をもっ
て研磨することを可能にし、再現性の良い安定した研磨
を可能にする。

【００２１】また、スラリーを収納する容器内のスラリ
ーを攪拌手段により攪拌することにより、スラリー内の
砥粒を均一に拡散させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２３】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例の研磨装置および研磨方法を説明するための研磨
装置の概略構成図である。

【００２４】図１において、１は研磨（ＣＭＰ）機構
部、２はスラリー（研磨剤）を供給するためのスラリー
供給部である。研磨機構部１は、ウエハ等の基板である
被研磨体３をその被研磨面を下向きにした状態で着脱自
在に保持する被研磨体保持手段４と、被研磨体保持手段
４に保持される被研磨体３に対向するように配置されて
被研磨体３の口径よりも大きい口径の研磨パッド５を貼
り付ける研磨テーブル６とを備え、研磨パッド５は、ポ
リウレタン等で作製され、表面に凹凸が形成されるかあ
るいは多孔質で形成されている。そして、スラリー８を
研磨パッド５上に供給するためのスラリー供給管９がス
ラリー供給部２から延びて研磨パッド５上に配設されて
いる。

【００２５】研磨機構部１において、被研磨保持手段４
に保持される被研磨体３は不図示の駆動手段によって矢
印Ｓ方向に回転駆動され、研磨テーブル６に保持される
研磨パッド５は不図示の駆動手段によって矢印Ｔ方向に
回転駆動される。そして、被研磨体３と研磨パッド５は
互いに当接され、被研磨体３と研磨パッド５との間にス
ラリー８を供給しながら被研磨体３の被研磨面を研磨す
る。

【００２６】スラリー供給部２は、スラリー８を収容し
て密閉的に貯蔵するキャニスタ７、キャニスタ７内のス
ラリー８を研磨機構部１における被研磨体３と研磨パッ
ド５との間に供給するためのスラリー供給管９、スラリ
ー８中の砥粒をスラリー中に均一に拡散させるための攪
拌手段１０、キャニスタ７内のスラリー８の液面を検出
するための液面計１１、スラリー８の重量を測定するた
めの重量計１２、およびキャニスタ７内の気体を加圧し
てキャニスタ７内のスラリー８をスラリー供給管９から
排出するためのスラリー圧送用気体供給手段１４を備
え、さらに、液面計１１と重量計１２の測定結果に基づ
いてスラリー８の濃度を算出し、このスラリーの濃度に
応じた研磨レートを求めて、研磨機構部１を制御するた
めの演算制御手段１３を備えている。

【００２７】攪拌手段１０は、プロペラと回転モータで
構成され、プロペラの回転により、キャニスタ７内に流
れを生じさせてスラリー内の砥粒をスラリー中に均一に
拡散させるためのものであり、例えば、スラリー８とし
て、Ｍｎ₂ Ｏ₃ を純水に分散させたものを用いる場合、
純水の比重は約１であるのに対し、Ｍｎ₂ Ｏ₃ の比重は
３．８であるために、その比重差が大きいので、攪拌手
段１０によりスラリー８を攪拌しないと、Ｍｎ₂ Ｏ₃ は
短時間のうちに沈殿してしまう。そのために攪拌手段１
０によりスラリー８を攪拌することが必須である。な
お、攪拌手段１０としては、プロペラと回転モータの構
成の他に、キャニスタ７内上部の気体をポンプで循環さ
せ、キャニスタ７の下側からバブルを発生させて、砥粒
を拡散する方法を用いることもできる。

【００２８】スラリー圧送用気体供給手段１４は、配管
１５を介して気体をキャニスタ７内へ送り込み、キャニ
スタ７内のスラリー８をスラリー供給管９を介して圧送
し研磨機構部１へ供給するためのものであり、配管１５
により送り込まれる気体の流量は、圧力計１７および流
量計１８の値を基準としてレギュレータ１６で制御す
る。キャニスタ７内へ送り込む気体としては、例えば、
窒素ガス（Ｎ₂ ）を使用することができる。また、気体
中の異物を除去するためのフィルタ１９が配管１５中に
設けられている。

【００２９】液面計１１は、キャニスタ７内のスラリー
８の液面を検出するためのものであり、キャニスタ７の
上部に取り付けられて、超音波をスラリー８の液面に照
射し、その反射波を検知することによりスラリーの液面
の位置を測定するように構成されており、この液面計１
１によりスラリー８の液面を測定することにより、キャ
ニスタ７内に収容されている全スラリー容積を算出する
ことができる。

【００３０】また、重量計１２は、キャニスタ７の下方
に配置され、キャニスタ７内の全スラリーの重量を算出
するために用いられる。すなわち、重量計１２により測
定される重量値から、予め測定しておいたキャニスタ７
およびその他の付属物の重量値を引くことにより、キャ
ニスタ７内に収容されている全スラリーの重量を算出す
ることができる。

【００３１】また、この液面計１１や重量計１２は、ス
ラリー８の残量を得るためにも用いることができる。す
なわち、液面計１１または重量計１２によってキャニス
タ７内のスラリー８の残量をモニターすることができ、
キャニスタ７内のスラリー８が、残り少なくなった時
点、あるいは残量が０となった時点で、新たなスラリー
をキャニスタ７内に補充するように構成することができ
る。

【００３２】以上のように、スラリー供給部２におい
て、キャニスタ７内に収容されているスラリー８は、攪
拌手段１０により砥粒がスラリー中に均一に拡散され、
スラリー圧送用気体供給手段１４から送り込まれる気体
の圧力により、スラリー供給管９を介して、研磨機構部
１の研磨パッド５上に流出され、そして、互いに当接す
る被研磨体３と研磨パッド５との間に供給され、被研磨
体３と研磨パッド５の相対的な回転により被研磨体３の
被研磨面が研磨される。

【００３３】次に、本発明の第１の実施例に基づくスラ
リー濃度の算出および研磨時間の調整方法について、図
１および図２を参照して、説明する。

【００３４】研磨機構部１に供給されるスラリーの濃
度、すなわち、キャニスタ７内に収容されている全スラ
リー８の濃度は、以下のように算出することができる。
ここで、キャニスタ７内に収容されているスラリー８の
全容積をＴとし、スラリーの溶媒の容積をＸ、砥粒の容
積をＹとし、また、キャニスタ７内に収容されているス
ラリー８の全重量をＷとし、スラリーの溶媒の比重を
α、砥粒の比重をβとすると、次の式（１）および
（２）が成立する。Ｘ＋Ｙ＝Ｔ ……（１） α・Ｘ＋β・Ｙ＝Ｗ ……（２）

【００３５】溶媒の比重αおよび砥粒の比重βは、予め
測定するかあるいは公知のデータから得られる値であ
り、スラリーの全容積Ｔは液面計１１によるスラリー８
の液面の測定値から算出でき、さらに、スラリー８の全
重量Ｗも重量計１２により算出できるので、スラリー８
の溶媒の容積Ｘと砥粒の容積Ｙは、式（１）および
（２）から求めることができる。これらの値が得られれ
ば、スラリーの（砥粒）濃度は、（β・Ｙ／Ｗ）×１００（％） ……（３）として算出することができる。

【００３６】以上のように、キャニスタ７内のスラリー
８をスラリー供給管９を介して研磨機構部１へ供給して
いる際に、前述したようにスラリーの濃度を算出するこ
とにより、研磨機構部１の研磨パッド５と被研磨体３と
の間へ供給されるスラリーの濃度を知ることができる。

【００３７】また、研磨機構部１における研磨レート
（単位時間当たりの研磨量）は、スラリー内の砥粒濃度
の変化によって変化してしまうために、供給されるスラ
リー内の砥粒濃度と研磨レート（単位時間当たりの研磨
量）の関係を、予め実験等により求めておく（図２の
（ａ）参照）。そして、ある被研磨体の研磨中のある時
間ｔ_n において、そのときに供給されるスラリーの濃度
を上記の式（１）〜（３）により算出し、それをｃ_n と
すると、スラリー濃度と研磨レートの関係（図２の
（ａ））から、そのときの研磨レートをｒ_n として得る
ことができる。すなわち、被研磨体を研磨している間に
スラリー濃度をモニターすることにより、それぞれの時
間における研磨レートを知ることができ、研磨中の研磨
レートの変化を得ることができ、この研磨中の研磨レー
トの変化の一例を、図２の（ｂ）に示す。そして、図２
の（ｂ）において、研磨レートの変化に対応してその下
方のハッチングを施した部分の面積が研磨量そのものを
表す。したがって、被研磨体の研磨に際して、図２の
（ｂ）に示すハッチングを施した部分の面積が、予め設
定されている研磨量に達した時点（ｔ₁ ）で、研磨を終
了するようにすることによって、常に予め設定されてい
る一定の研磨量をもって研磨することが可能となる。

【００３８】また、別の被研磨体を研磨する場合の研磨
時間と研磨レートの関係を図２の（ｃ）に示す。スラリ
ー供給部から研磨機構部へ供給されるスラリーの濃度は
時間によって変動するので、図２の（ｂ）に示す関係と
は異なる関係となって図２の（ｃ）に示すようになる。
図２の（ｃ）においても、研磨レートの変化に対応して
ハッチングを施した部分の面積（研磨量）が予め設定さ
れている研磨量に達した時点（ｔ₂ ）で、研磨を終了さ
せる。

【００３９】以上のように、被研磨体の研磨に際して、
研磨に使用されるスラリーの濃度をモニターして、被研
磨体毎の研磨時間と研磨レートの関係を求め、被研磨体
毎に研磨終了までの全研磨時間を、研磨時間と研磨レー
トの関係に応じて変えることで、どの被研磨体について
も常に同じ研磨量で研磨することが可能となる。したが
って、従来のように複数の被研磨体についても常に一定
の研磨時間で研磨する方法のように、研磨量が一定でな
くなり被研磨体毎に研磨対象である膜厚が異なってしま
うという問題点を解消することができ、再現性の良い安
定した研磨が可能となる。

【００４０】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例について図３を参照して説明する。なお、本実施例
において、前述した第１の実施例と同様の部材には同一
の符号を付し、その詳細の説明は省略する。

【００４１】本実施例は、研磨機構部１にスラリーを供
給するスラリー供給部２の他に、スラリーの溶媒と砥粒
をそれぞれ別個に貯蔵し、スラリーの濃度の変化に応じ
て、溶媒と砥粒をそれぞれ別個にあるいは同時に適宜補
充するスラリー濃度調整用補充部２０を設け、研磨機構
部１に供給されるスラリーの濃度を常に一定にしようと
するものである。

【００４２】図３において、スラリー濃度調整用補充部
２０は、キャニスタ７内に収容されるスラリー８の溶媒
と同じ溶媒２３を貯蔵する溶媒容器２１と、溶媒容器２
１の下方に設けられ、溶媒２３の補充供給量を調整する
ことができるバルブ２５と、キャニスタ７内に収容され
るスラリー８の砥粒と同じ砥粒２４を貯蔵する砥粒容器
２２と、砥粒容器２２の下方に設けられ、砥粒２４の補
充供給量を調整することができるバルブ２６とから構成
され、両容器２２、２３には、バルブ２５、２６を介し
て溶媒２３もしくは砥粒２４を研磨機構部１の研磨パッ
ド５上へ供給する供給配管２７が連通されている。な
お、砥粒容器２２に貯蔵する砥粒２４において、砥粒２
４のみを供給配管２７を介して研磨パッド５上へ供給す
ることが難しい場合には、砥粒２４に対して若干の溶媒
を容器２２内に加えて、非常に濃度の濃いスラリーとし
ておくこともできる。また、１３は、液面計１１と重量
計１２の測定結果に基づいてキャニスタ７内のスラリー
８の濃度を算出するとともに、スラリーの濃度に応じて
溶媒２３や砥粒２４の補充供給量を演算してバルブ２
５、２６の開閉を制御する演算制御手段である。

【００４３】次に、本発明の第２の実施例に基づく研磨
方法について説明する。

【００４４】本実施例においても、スラリー供給部２か
らスラリー供給管９を通して研磨パッド５上に供給され
るスラリー８の濃度の算出は、前述した第１の実施例と
同様に行ない、スラリー濃度をモニターする。そして、
被研磨体の被研磨面の研磨中にスラリー濃度の変化が生
じると、スラリー濃度変化に応じて直ちに溶媒２３ある
いは砥粒２４を研磨パッド５上に供給し、研磨パッド５
上のスラリー濃度を常に一定に維持して研磨レートを一
定にする。すなわち、被研磨面の研磨中に、キャニスタ
７内に収容されるスラリーの濃度が設定の濃度よりも濃
くなると、溶媒容器２１のバルブ２５を開放して、溶媒
容器２１内の溶媒２３を供給配管２７を介して研磨パッ
ド５上に供給し、スラリー供給部２から供給されるスラ
リー８に所定量の溶媒２３を補充し、研磨パッド５上の
研磨に寄与するスラリーの濃度を一定にする。また、逆
に、キャニスタ７内に収容されるスラリーの濃度が設定
の濃度よりも薄くなると、砥粒容器２２のバルブ２６を
開放して、砥粒容器２２内の砥粒２４を供給配管２７を
介して研磨パッド５上に供給し、スラリー供給部２から
供給されるスラリー８に所定量の砥粒２４を補充し、研
磨パッド５上の研磨に寄与するスラリーの濃度を一定に
する。

【００４５】このようにすることにより、スラリー供給
部２のスラリー供給管９から研磨パッド５上に供給され
るスラリー８と、供給配管２７から供給される溶媒２３
あるいは砥粒２４を合わせて、研磨パッド５上の研磨に
寄与するスラリーの濃度を常に一定にすることができ
る。かくして、スラリー濃度が常に一定であるために、
その研磨レートも一定に維持することができ、被研磨体
毎に研磨時間を変化させることなくどの被研磨体におい
ても一定時間で同じ研磨量を研磨することができ、再現
性の良い安定した研磨が可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スラリー容器内のスラリーの容積と重量をモニターする
ことで被研磨体の研磨部位に供給されているスラリーの
濃度を算出し、算出されたスラリー濃度に応じて被研磨
体毎に研磨時間を変えることにより、あるいは、算出さ
れたスラリー濃度に応じて別個に貯蔵されている溶媒ま
たは砥粒を適宜補充供給することでスラリー濃度を一定
にし時間当たりの研磨レートを一定にすることにより、
常に同じ研磨量で研磨することが可能となり、再現性の
良い安定した研磨が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の研磨方法および研磨装
置を説明するための研磨装置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例の研磨方法における研磨
レートの管理方法を説明する図であり、（ａ）はスラリ
ー濃度と研磨レートの関係を示す図であり、（ｂ）は研
磨時間に対して変化する研磨レートの関係の一例を示す
図であり、（ｃ）は研磨時間に対して変化する研磨レー
トの関係の他の例を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例の研磨方法および研磨装
置を説明するための研磨装置の概略構成図である。

【図４】従来の一般的な研磨装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１研磨（ＣＭＰ）機構部２スラリー供給部３被研磨体４被研磨体保持手段５研磨パッド６研磨テーブル７キャニスタ（スラリー容器）８スラリー（研磨剤）９スラリー供給管１０攪拌手段１１液面計１２重量計１３演算制御手段１４スラリー圧送用気体供給手段１５配管１６レギュレータ１７圧力計１８流量計１９フィルタ２０スラリー濃度調整用補充部２１溶媒容器２２砥粒容器２３溶媒２４砥粒２５、２６バルブ２７供給配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨体保持手段に保持された被研磨体
の被研磨面に研磨パッドを当接させ、前記被研磨体の被
研磨面と前記研磨パッド間にスラリーを供給しながら、
前記被研磨体の被研磨面を研磨する研磨方法において、
前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に供給され
るスラリーの濃度を算出し、該算出されたスラリーの濃
度に応じて、研磨時間を変化させあるいは溶媒または砥
粒を補充して前記スラリーの濃度を一定にし、前記被研
磨体の研磨量が一定となるように研磨することを特徴と
する研磨方法。
【請求項２】被研磨体保持手段に保持された被研磨体
の被研磨面に研磨パッドを当接させ、前記被研磨体の被
研磨面と前記研磨パッド間にスラリーを供給しながら、
前記被研磨体の被研磨面を研磨する研磨方法において、
前記スラリーを収納する容器内のスラリーの容積と重量
を測定して、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド
間に供給されるスラリーの濃度を算出し、該算出された
スラリーの濃度に応じて研磨時間を変化させて研磨する
ことを特徴とする研磨方法。
【請求項３】被研磨体保持手段に保持された被研磨体
の被研磨面に研磨パッドを当接させ、前記被研磨体の被
研磨面と前記研磨パッド間にスラリーを供給しながら、
前記被研磨体の被研磨面を研磨する研磨方法において、
前記スラリーを収納する容器内のスラリーの容積と重量
を測定して、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド
間に供給されるスラリーの濃度を算出し、該算出された
スラリーの濃度に応じて、前記スラリーの溶媒または砥
粒を前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に供給
される前記スラリーに補充して、前記スラリーの濃度を
常に一定にし、時間当たりの研磨レートを一定にして研
磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項４】前記スラリーの濃度は、測定されたスラ
リーの容積と重量、および砥粒の比重と溶媒の比重を用
いて算出することを特徴とする請求項２または３記載の
研磨方法。
【請求項５】前記容器内のスラリーを前記容器内の気
体圧で供給管を介して前記被研磨体の被研磨面と前記研
磨パッド間に供給することを特徴とする請求項２ないし
４のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項６】前記容器内のスラリーを攪拌手段により
攪拌し、前記スラリー内の砥粒を均一に分散させること
を特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の
研磨方法。
【請求項７】被研磨体を保持する被研磨体保持手段
と、研磨パッドを貼着する研磨テーブルと、前記研磨パ
ッド上にスラリーを供給するスラリー供給手段とを備
え、前記被研磨体と前記研磨パッド間に前記スラリーを
供給しながら、前記被研磨体に前記研磨パッドを当接さ
せて前記被研磨体を研磨する研磨装置において、前記ス
ラリー供給手段は、前記スラリーを収納する容器と、前
記容器内のスラリーの液面を検出するための液面計と、
前記容器内のスラリーの重量を測定するための重量計
と、前記容器からスラリーを前記被研磨体と前記研磨パ
ッド間に供給するための供給管とからなることを特徴と
する研磨装置。
【請求項８】前記液面計は、超音波を前記容器内のス
ラリーの液面に照射し、その反射波から前記液面の位置
を測定することを特徴とする請求項７記載の研磨装置。
【請求項９】前記液面計により測定されるスラリーの
容積と前記重量計により測定されるスラリーの重量に基
づいて、前記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に
供給されるスラリーの濃度を算出する演算制御手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項７または８記載
の研磨装置。
【請求項１０】前記演算制御手段は、算出したスラリ
ーの濃度に応じて研磨時間を変化させるように制御する
ことを特徴とする請求項９記載の研磨装置。
【請求項１１】前記スラリーの溶媒を収納する容器お
よび前記スラリーの砥粒を収納する容器を設け、これら
の容器から前記溶媒または砥粒を前記スラリー供給手段
から供給されるスラリーに補充しうるように構成し、前
記被研磨体の被研磨面と前記研磨パッド間に供給される
スラリーの濃度に応じて前記溶媒または砥粒を補充し、
スラリーの濃度を一定にすることを特徴とする請求項９
記載の研磨装置。
【請求項１２】前記スラリーを収納する容器には、ス
ラリー中の砥粒を均一に拡散させるための攪拌手段が設
けられていることを特徴とする請求項７ないし１１のい
ずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項１３】前記攪拌手段は回転プロペラを有し、
前記容器内のスラリーに流れを生じさせ、前記スラリー
内の砥粒を攪拌することを特徴とする請求項１２記載の
研磨装置。
【請求項１４】前記液面計または前記重量計により、
前記スラリーを収納する容器内の前記スラリーの残量を
モニターすることを特徴とする請求項７ないし１３のい
ずれか１項に記載の研磨装置。