JP2001198802A - Polishing body, flattening device, manufacturing method for semiconductor device and semiconductor device - Google Patents

Polishing body, flattening device, manufacturing method for semiconductor device and semiconductor device

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JP2001198802A JP2000011126A JP2000011126A JP2001198802A JP 2001198802 A JP2001198802 A JP 2001198802A JP 2000011126 A JP2000011126 A JP 2000011126A JP 2000011126 A JP2000011126 A JP 2000011126A JP 2001198802 A JP2001198802 A JP 2001198802A
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    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/205Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing body capable of dressing, by solving a problem that in-situ-measuring can not be done since a polishing body (polishing pad) is shaved and the surface of a window on the object side to be polished is injured and becomes optically opaque at the same time when dressing, in the case of a conventional polishing body. SOLUTION: This polishing body has one or more opening parts and windows installed at the opening parts. The surface of the window on the object side to be polished is recessed and the recessed quantity is gradually or continuously changing. Thereby, a polishing condition can be excellently in-situ-measured by switching to a window or a part of the window having no injury when a whole or a part of the surface of the window on the object side to be polished is injured by dressing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばULSI等の半
導体デバイスを製造する方法において、半導体デバイス
の平坦化研磨に用いるのに好適な研磨体、平坦化装置、
半導体デバイス製造方法、および半導体デバイスに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as ULSI, and more particularly to a polishing body and a flattening apparatus suitable for use in flattening and polishing a semiconductor device.
The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化、微細化に伴
って、半導体製造プロセスの工程は、増加し複雑になっ
てきている。これに伴い、半導体デバイスの表面は、必
ずしも平坦ではなくなってきている。半導体デバイスの
表面に於ける段差の存在は、配線の段切れ、局所的な抵
抗の増大等を招き、断線や電気容量の低下をもたらす。
また、絶縁膜では耐電圧劣化やリークの発生にもつなが
る。
2. Description of the Related Art As the degree of integration and miniaturization of a semiconductor integrated circuit increases, the steps of a semiconductor manufacturing process are increasing and becoming more complicated. Along with this, the surface of the semiconductor device is not necessarily flat. The presence of a step on the surface of a semiconductor device causes disconnection of wiring, an increase in local resistance, and the like, resulting in disconnection and a decrease in electric capacity.
In addition, in the case of an insulating film, withstand voltage degradation and leakage may occur.

【0003】一方、半導体集積回路の高集積化、微細化
に伴って、光リソグラフィに用いられる半導体露光装置
の光源波長は、短くなり、半導体露光装置の投影レンズ
の開口数、いわゆるNAは、大きくなってきている。これ
により、半導体露光装置の投影レンズの焦点深度は、実
質的に浅くなってきている。焦点深度が浅くなることに
対応するためには、今まで以上に半導体デバイスの表面
の平坦化が要求されている。
On the other hand, as semiconductor integrated circuits become more highly integrated and miniaturized, the light source wavelength of a semiconductor exposure apparatus used for optical lithography becomes shorter, and the numerical aperture of a projection lens of the semiconductor exposure apparatus, the so-called NA, becomes larger. It has become to. As a result, the depth of focus of the projection lens of the semiconductor exposure apparatus has been substantially reduced. In order to cope with a shallower depth of focus, the surface of a semiconductor device needs to be flatter than ever.

【0004】具体的に示すと、半導体プロセスにおいて
は図11(a)、(b)に示すような平坦化技術が必須
になってきている。シリコンウエハ121上に半導体デバ
イス124、SiO2からなる層間絶縁膜122、Alからな
る金属膜123が形成されている。図11(a)は半導体
デバイスの表面の層間絶縁膜122を平坦化する例であ
る。図11(b)は半導体デバイスの表面の金属膜123
を研磨し、いわゆるダマシン(damascene)を形成する
例である。このような半導体デバイス表面を平坦化する
方法としては、化学的機械的研磨(Chemical Mechanica
l Polishing又はChemical Mechanical Planarization、
以下ではCMPと称す)技術が広く行われている。現在、C
MP技術はシリコンウエハの全面を平坦化できる唯一の方
法である。
Specifically, in a semiconductor process, a flattening technique as shown in FIGS. 11A and 11B has become essential. On a silicon wafer 121, a semiconductor device 124, an interlayer insulating film 122 made of SiO 2 , and a metal film 123 made of Al are formed. FIG. 11A shows an example in which the interlayer insulating film 122 on the surface of the semiconductor device is flattened. FIG. 11B shows a metal film 123 on the surface of the semiconductor device.
Is polished to form a so-called damascene. As a method for planarizing such a semiconductor device surface, a chemical mechanical polishing (Chemical Mechanica) method is used.
l Polishing or Chemical Mechanical Planarization,
In the following, the technology is referred to as CMP). Currently C
MP technology is the only method that can planarize the entire surface of a silicon wafer.

【0005】CMPはシリコンウエハの鏡面研磨法を基に
発展している。図12は、CMPに用いる従来の平坦化装
置の概略構成図である。平坦化装置は研磨部材131、研
磨対象物保持部(以下、研磨ヘッドと称す)132、およ
び研磨剤供給部134から構成されている。そして、研磨
ヘッド132には、研磨対象物であるシリコンウエハ133が
取り付けられ、研磨剤供給部134は、研磨剤(スラリ
ー)135を供給する。研磨部材131は、定盤136の上に研
磨体137を貼り付けたものである。
[0005] CMP has been developed based on a mirror polishing method for silicon wafers. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional flattening apparatus used for CMP. The flattening device includes a polishing member 131, a polishing object holding section (hereinafter, referred to as a polishing head) 132, and an abrasive supply section 134. Then, a silicon wafer 133 to be polished is attached to the polishing head 132, and an abrasive supply unit 134 supplies an abrasive (slurry) 135. The polishing member 131 is obtained by pasting a polishing body 137 on a surface plate 136.

【0006】シリコンウエハ133は研磨ヘッド132により
保持され、回転させながら揺動して、研磨部材131の研
磨体137に所定の圧力で押し付けられる。研磨部材131も
回転させ、シリコンウエハ133との間で相対運動を行わ
せる。この状態で、研磨剤135が研磨剤供給部134から研
磨体137上に供給され、研磨剤135は研磨体137上で拡散
し、研磨部材131とシリコンウエハ133の相対運動に伴っ
て研磨体137とシリコンウエハ133との間に入り込み、シ
リコンウエハ133の研磨面を研磨する。即ち、研磨部材1
31とシリコンウエハ133の相対運動による機械的研磨
と、研磨剤135の化学的作用が相乗的に作用して良好な
研磨が行われる。
The silicon wafer 133 is held by the polishing head 132, swings while rotating, and is pressed against the polishing body 137 of the polishing member 131 at a predetermined pressure. The polishing member 131 is also rotated to cause relative movement with the silicon wafer 133. In this state, the abrasive 135 is supplied from the abrasive supply unit 134 onto the polishing body 137, and the abrasive 135 is diffused on the polishing body 137, and the polishing body 137 is moved with the relative movement of the polishing member 131 and the silicon wafer 133. And between the silicon wafer 133 and the polishing surface of the silicon wafer 133. That is, the polishing member 1
The mechanical polishing by the relative movement of the silicon wafer 133 and the silicon wafer 133 and the chemical action of the polishing agent 135 act synergistically to perform good polishing.

【0007】シリコンウエハの研磨量と上述した研磨条
件の関係は、(式1)に示されるPreston式と呼ばれる
経験式により与えられる。
The relationship between the polishing amount of the silicon wafer and the above polishing conditions is given by an empirical formula called Preston formula shown in (Formula 1).

【0008】 R=k×P×V (式1) ここで、Rはシリコンウエハの研磨量、Pはシリコンウエ
ハを研磨体に押し付ける単位面積当たりの圧力、Vは研
磨部材とシリコンウエハの相対運動による相対線速度、
kは比例定数である。
R = k × P × V (Equation 1) where R is the polishing amount of the silicon wafer, P is the pressure per unit area for pressing the silicon wafer against the polishing body, and V is the relative motion between the polishing member and the silicon wafer. By relative linear velocity,
k is a proportionality constant.

【0009】ところで、CMPにおいては、研磨体の温度
分布や、研磨剤の供給状態の場所的な違いにより、研磨
速度にバラツキが生じる。また、研磨体の表面状態の変
化により、処理枚数による研磨速度の低下や、研磨体の
個体差による研磨速度の違い等があるので、所定研磨量
を時間管理で行う終点判定は、困難である。
[0009] In the CMP, the polishing rate varies depending on the temperature distribution of the polishing body and the location difference of the supply state of the polishing agent. In addition, since a change in the surface state of the polishing body causes a reduction in the polishing rate due to the number of processed pieces, a difference in the polishing rate due to individual differences in the polishing body, and the like, it is difficult to determine the end point by performing a predetermined polishing amount by time management. .

【0010】このため、時間管理による終点判定に代わ
り、モータートルク、振動等をその場計測(in-situ計
測)しながら、終点を判定する方法が提案されている。
これらの方法は、研磨の対象となる材料が変化するCMP
(例えば、配線材料のCMP、ストッパー層のあるCMP)で
は、ある程度有効である。しかし、複雑なパターンを有
するシリコンウエハの場合には、研磨対象の材料の変化
が小さいため、終点を判定することが困難な場合があ
る。また、層間絶縁膜のCMPの場合、配線間容量を制御
する必要があるため、研磨終点ではなく、残り膜厚の管
理が要求されている。モータートルク、振動等をその場
計測(in-situ計測)し、終点を判定する方法で膜厚を
測定することは困難である。
For this reason, a method has been proposed in which the end point is determined while in-situ measurement of motor torque, vibration, and the like is performed instead of the end point determination by time management.
These methods use CMP in which the material to be polished changes.
(Eg, CMP of a wiring material, CMP with a stopper layer) is effective to some extent. However, in the case of a silicon wafer having a complicated pattern, it may be difficult to determine the end point because the change in the material to be polished is small. In addition, in the case of CMP of an interlayer insulating film, it is necessary to control the capacitance between wirings, and therefore, it is required to manage not the polishing end point but the remaining film thickness. It is difficult to measure the film thickness by measuring the motor torque, vibration, and the like in-situ (in-situ measurement) and determining the end point.

【0011】上記の問題を解決するため、最近では光学
測定、特に反射分光測定によるin-situ終点検出やin-si
tu膜厚測定が有効とされている。in-situ計測の構成
は、図12に示すように、定盤136および研磨体137に測
定用の開口部138を設け、開口部138を介し研磨状態を測
定する装置139により研磨対象物表面を観察する方法が
一般的である。図12には図示されていないが、一般に
開口部を塞ぐために透明な窓が研磨体137等に設置され
ている。窓を設けることにより、研磨状態を測定する装
置139からの測定光は、窓を通過するが、研磨剤135が開
口部138から研磨状態を測定する装置139へ漏れることを
防ぐことができる。
In order to solve the above problems, recently, in-situ end point detection or in-situ
Tu film thickness measurement is considered to be effective. In the in-situ measurement configuration, as shown in FIG. 12, an opening 138 for measurement is provided on the surface plate 136 and the polishing body 137, and the surface of the object to be polished is measured by a device 139 that measures a polishing state through the opening 138. The method of observation is common. Although not shown in FIG. 12, a transparent window is generally provided on the polishing body 137 or the like to close the opening. By providing the window, the measurement light from the polishing state measuring device 139 passes through the window, but it is possible to prevent the abrasive 135 from leaking from the opening 138 to the polishing state measuring device 139.

【0012】研磨時には研磨体上に研磨剤を吐出するた
め、観察は研磨剤をも介した形態となる。散乱体である
研磨剤は測定光を減衰させので、高精度の測定を行う際
には測定光路に介在する研磨剤は少ない方が良い。即
ち、研磨体の表面と窓の研磨対象物側の表面に段差があ
ると、窓部に研磨剤が溜まり、測定光を減衰させるの
で、段差はない方がよい。
During polishing, since the abrasive is discharged onto the abrasive body, the observation is made through the abrasive. Since the abrasive, which is a scatterer, attenuates the measurement light, it is preferable that the amount of the abrasive intervening in the measurement optical path be small when performing high-precision measurement. That is, if there is a step between the surface of the polishing body and the surface of the window on the side of the object to be polished, the polishing agent accumulates in the window and attenuates the measurement light.

【0013】研磨体としては、これまで発泡ポリウレタ
ンからなる、いわゆる研磨パッドが用いられてきた。し
かしながら、発泡ポリウレタンの研磨パッドは、研磨剤
が目詰まりを起こし、研磨特性が不安定になる。このた
め、発泡ポリウレタンの研磨パッドでは、安定した研磨
を行うためにはダイヤモンド砥石により発泡ポリウレタ
ンの研磨パッドの表面のドレッシングを行うのが一般的
である。ドレッシングは目詰まりした研磨剤を排除する
と同時に、発泡ポリウレタンの研磨パッドの表面を削り
落とし、フレッシュな研磨パッドの面を作り出す処理で
ある。
A so-called polishing pad made of foamed polyurethane has been used as a polishing body. However, the polishing pad of the foamed polyurethane is clogged with the abrasive, and the polishing characteristics become unstable. For this reason, in the case of a polishing pad made of foamed polyurethane, dressing of the surface of the polishing pad made of foamed polyurethane is generally performed with a diamond grindstone in order to perform stable polishing. Dressing is a process of removing clogged abrasives and simultaneously shaving off the surface of the foamed polyurethane polishing pad to create a fresh polishing pad surface.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドレッ
シング時に研磨体(研磨パッド)の削り落としと同時
に、窓が傷つき光学的に不透明となるためin-situ計測
ができなくなるという問題がある。
However, at the same time as the polishing body (polishing pad) is shaved off during dressing, the window is damaged and becomes optically opaque, so that in-situ measurement cannot be performed.

【0015】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、CMPプロセスにおいてin-situで研磨終点の検
出、膜厚測定を行う場合において、ドレッシング可能な
窓を有する研磨体および平坦化装置を得ることを目的と
している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a polishing body having a dressable window and a flattening apparatus when a polishing end point is detected and a film thickness is measured in-situ in a CMP process. The purpose is to get.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、in-situ計測の場合、研磨剤による光の散乱、即
ち窓とシリコンウエハの間隔がある程度許容できるこ
と、許容される間隔で研磨体のドレッシングを行って
も、窓に傷が発生しないことを見出し本発明をなすに至
った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that in the case of in-situ measurement, scattering of light by an abrasive, that is, that the distance between the window and the silicon wafer can be tolerated to some extent, and that the distance is allowed. The present inventors have found that even if dressing of the polished body does not cause any damage to the window, the present invention has been accomplished.

【0017】即ち、上記課題を解決するため、本発明に
係る研磨体は、定盤上に設置されている研磨体と研磨対
象物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と
前記研磨対象物との間に荷重を加え、且つ、相対移動さ
せることにより、前記研磨対象物を研磨する平坦化装置
に用いる研磨体において、1以上の開口部と、該開口部
に設置されている窓とを有し、前記研磨体の表面に対し
て前記窓の前記研磨対象物側の表面が凹んでいて、該凹
み量が段階的もしくは連続的に変化している(請求項
1)。
That is, in order to solve the above-mentioned problems, a polishing body according to the present invention is provided such that the polishing body is interposed between a polishing body placed on a surface plate and an object to be polished. A polishing body used for a flattening device that polishes the polishing object by applying a load between the object and the polishing object, and by relatively moving the polishing object, one or more openings, Wherein the surface of the window on the side of the object to be polished is concave with respect to the surface of the polishing body, and the amount of the concave changes stepwise or continuously. .

【0018】前記研磨体によれば、窓を介して研磨対象
物の研磨面を光学的に観察することにより研磨状態を測
定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際
に、表面に傷が付いていない窓もしくは窓のうちの傷が
付いていない部分を用いる。そして、ドレッシングもし
くは研磨によりその窓もしくは窓のその部分に傷が付い
たときに、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の
研磨状態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付い
ていない窓もしくは窓の部分に切り替えることにより、
研磨状態のin-situ計測を行うことができ、研磨体もし
くは窓の交換頻度を低減させることができる。これによ
り、研磨に要する費用を低減させることができる。
According to the above-mentioned polishing body, when the polished state of the object to be polished is observed by an apparatus for measuring the polished state by optically observing the polished surface of the object to be polished through a window, the surface of the object is not damaged. Use a window that is not marked or that is not scratched. Then, when the window or that portion of the window is damaged by dressing or polishing, an observation of the polishing state of the object to be polished by a device for measuring the polishing state is performed with no difference in the amount of dent in the initial state and no damage. By switching to windows or window parts,
In-situ measurement of the polished state can be performed, and the frequency of replacement of the polished body or window can be reduced. Thereby, the cost required for polishing can be reduced.

【0019】また、前記凹み量が前記開口部毎に異なる
ことにより前記凹み量が段階的に変化していることが好
ましい(請求項2)。これにより、研磨状態を測定する
装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、開口
部のうち表面に傷が付いていない窓を用い、ドレッシン
グもしくは研磨によりその窓に傷が付いたときに、研磨
状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状態の観察
を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていない開口部
の窓に切り替えることにより、研磨状態のin-situ計測
を行うことができる。
Further, it is preferable that the amount of the dent changes stepwise due to the fact that the amount of the dent differs for each of the openings (claim 2). Thus, when observing the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state, using a window whose surface is not scratched in the opening, when the window is scratched by dressing or polishing It is possible to perform in-situ measurement of the polished state by switching the observation of the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state to a window having an opening with a different amount of dent in the initial state and no damage. it can.

【0020】また、前記凹み量が同一の開口部内の2以
上の部分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化
していることが好ましい(請求項3)。これにより、研
磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観
察する際に、窓のうちの傷が付いていない部分を用い、
ドレッシングもしくは研磨により窓のその部分に傷が付
いたときに、研磨状態を測定する装置による研磨対象物
の研磨状態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付
いていない窓の部分に切り替えることにより、研磨状態
のin-situ計測を行うことができる。
Further, it is preferable that the amount of the dent varies stepwise due to the difference in the amount of the dent in two or more portions within the same opening. Thereby, when observing the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state, using a portion of the window without scratches,
When the window is damaged by dressing or polishing, the observation of the polishing state of the object to be polished by the device for measuring the polishing state is switched to a window part with a different dent amount in the initial state and no damage. Thus, in-situ measurement of the polished state can be performed.

【0021】また、前記窓が平行平板状の透明板であ
り、前記窓は前記研磨体の表面に対して斜めに設置され
ていることにより前記凹み量が連続的に変化しているこ
とが好ましい(請求項4)。これにより、研磨状態を測
定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際
に、窓のうちの傷が付いていない部分を用い、ドレッシ
ングもしくは研磨により窓のその部分に傷が付いたとき
に、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状
態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていな
い窓の部分に切り替えることにより、研磨状態のin-sit
u計測を行うことができる。
Further, it is preferable that the window is a transparent plate of a parallel plate shape, and the amount of the recess is continuously changed by the window being installed obliquely with respect to the surface of the polishing body. (Claim 4). Thereby, when observing the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state, when the undamaged portion of the window is used, when the portion of the window is damaged by dressing or polishing, By switching the observation of the polished state of the object to be polished by a device for measuring the polished state to a window portion having a different amount of dent in the initial state and having no scratch, the in-sit of the polished state
u Measurement can be performed.

【0022】また、前記窓が2枚以上の透明材料を積層
してなる平行平板状の透明板であり、前記透明材料の間
が剥離可能な程度の接着力で積層されていて、前記透明
材料を1枚ずつ剥離することにより前記凹み量が段階的
に変化することが好ましい(請求項5)。これにより、
研磨対象物の研磨状態を観察する際に、表面に傷が付い
ていない窓を用い、ドレッシングもしくは研磨によりそ
の窓に傷が付いたときに、窓の最上面の透明材料を剥離
することにより、傷が付いていない窓に切り替えること
が可能となり、研磨状態のin-situ計測を行うことがで
きる。
Further, the window is a parallel plate-shaped transparent plate formed by laminating two or more transparent materials, and the transparent materials are laminated with an adhesive force enough to be peelable. It is preferable that the amount of the dent is changed stepwise by peeling off one by one (claim 5). This allows
When observing the polishing state of the object to be polished, using a window with no scratch on the surface, when the window is scratched by dressing or polishing, by peeling the transparent material on the top surface of the window, It is possible to switch to a window without scratches, and in-situ measurement of the polished state can be performed.

【0023】また、前記凹み量のうちの最小の凹み量dm
inは、0μm<dmin≦400μmであることが好ましい(請求
項6)。これにより、窓と研磨対象物が接触することが
なくなるため、窓が傷つくことがなくなる。
Further, the minimum dent amount dm of the dent amounts
It is preferable that in is 0 μm <dmin ≦ 400 μm (claim 6). As a result, the window does not come into contact with the object to be polished, so that the window is not damaged.

【0024】また、前記凹み量のうちの最大の凹み量dm
axは、0μm<dmax≦研磨体の厚さの90%の長さ、であ
り、且つ、前記窓のうちの最小の厚さtminは、tmin≧研
磨体の厚さの10%の長さ、であることが好ましい(請求
項7)。これにより、窓と研磨対象物が接触することが
なくなるため、研磨対象物が傷つくことや窓が傷つくこ
とがなくなる。さらに、窓の厚さが薄すぎないため、窓
が変形することがなくなり、窓の変形による研磨終点の
検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくな
る。
The maximum dent amount dm of the dent amounts is
ax is 0 μm <dmax ≦ 90% of the thickness of the polishing body, and the minimum thickness tmin of the windows is tmin ≧ 10% of the thickness of the polishing body, (Claim 7). Thus, the window does not come into contact with the object to be polished, so that the object to be polished and the window are not damaged. Further, since the thickness of the window is not too thin, the window is not deformed, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are not unstable due to the deformation of the window.

【0025】また、前記窓のうちの少なくとも一部分の
透過率は、22%以上であることが好ましい(請求項
8)。これにより、窓を通過する研磨状態を測定するた
めの光の強度の減衰が少なくなるので、研磨終点の検出
精度や膜厚の測定精度が低下しなくなる。
Preferably, the transmittance of at least a part of the window is at least 22%. As a result, the attenuation of light intensity for measuring the polishing state passing through the window is reduced, so that the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness do not decrease.

【0026】また、前記窓の前記研磨対象物の反対側の
面に反射防止膜が形成されていることが好ましい(請求
項9)。これにより、窓を通過する研磨状態を測定する
ための光の窓の表面での反射量が少なくなり、研磨状態
を測定するための光の強度の減衰が少なくなるので、研
磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下しなくなる。
Preferably, an antireflection film is formed on a surface of the window opposite to the object to be polished (claim 9). Thereby, the amount of reflection of light for measuring the polishing state passing through the window on the surface of the window is reduced, and the attenuation of light intensity for measuring the polishing state is reduced, so that the detection accuracy of the polishing end point and The measurement accuracy of the film thickness does not decrease.

【0027】さらに、上記課題を解決するため、本発明
に係る第1の態様の平坦化装置は、定盤上に設置されて
いる研磨体と研磨対象物との間に研磨剤を介在させた状
態で、前記研磨体と前記研磨対象物との間に荷重を加
え、且つ、相対移動させることにより、前記研磨対象物
を研磨する平坦化装置において、前記定盤に形成された
1以上の開口部と、前記研磨体に形成された1以上の開
口部と、前記研磨体に設置されている、もしくは前記研
磨体に形成された該開口部の少なくとも一部分を塞ぐよ
うに前記定盤に設置されている窓と、該窓を介して前記
研磨対象物の研磨面を光学的に観察して研磨状態を測定
する装置とを有し、前記研磨体に形成された前記開口部
と前記定盤に形成された前記開口部とは、重なってい
て、前記研磨体の表面に対して前記窓の前記研磨対象物
側の表面が凹んでいて、該凹み量が段階的もしくは連続
的に変化している(請求項10)。
Further, in order to solve the above-mentioned problem, in the flattening apparatus according to the first aspect of the present invention, an abrasive is interposed between a polishing body provided on a surface plate and an object to be polished. In a flattening apparatus that applies a load between the polishing body and the object to be polished in the state, and moves the object relatively, the one or more openings formed in the surface plate are polished. Part, one or more openings formed in the polishing body, and installed on the surface plate so as to close at least a part of the opening provided in the polishing body or the opening formed in the polishing body. Window, having a device for optically observing the polished surface of the object to be polished through the window to measure the polished state, the opening formed in the polished body and the platen The formed opening overlaps with the surface of the polishing body. Be recessed said surface of the object to be polished side of the window for the amount seen recess is changing stepwise or continuously (claim 10).

【0028】前記平坦化装置によれば、窓を介して研磨
対象物の研磨面を光学的に観察することにより研磨状態
を測定する装置により、研磨対象物の研磨状態を観察す
る際に、表面に傷が付いていない窓もしくは窓のうちの
傷が付いていない部分を用い、ドレッシングもしくは研
磨によりその窓もしくは窓のその部分に傷が付いたとき
に、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状
態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていな
い窓もしくは窓の部分に切り替えることにより、研磨状
態のin-situ計測を行うことができ、研磨体もしくは窓
の交換頻度を低減させることができる。これにより、研
磨に要する費用を低減させることができる。
According to the flattening apparatus, the apparatus for measuring the polishing state by optically observing the polished surface of the object to be polished through the window is used to observe the polished state of the object to be polished. An object to be polished by an apparatus that measures the state of polishing when the window or that part of the window is damaged by dressing or polishing using a window or a part of the window that is not damaged. By switching the observation of the polished state to a window or window part with a different amount of dent in the initial state and no scratch, in-situ measurement of the polished state can be performed, and the frequency of replacement of the polished body or window can be reduced. Can be reduced. Thereby, the cost required for polishing can be reduced.

【0029】また、前記凹み量が前記研磨体に形成され
た前記開口部毎に異なることにより前記凹み量が段階的
に変化していることが好ましい(請求項11)。これに
より、研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨
状態を観察する際に、開口部のうち表面に傷が付いてい
ない窓を用い、ドレッシングもしくは研磨によりその窓
に傷が付いたときに、研磨状態を測定する装置による研
磨対象物の研磨状態の観察を初期状態での凹み量が異な
り傷が付いていない開口部の窓に切り替えることによ
り、研磨状態のin-situ計測を行うことができる。
Further, it is preferable that the amount of the depression changes stepwise by changing the amount of the depression for each of the openings formed in the polishing body. Thus, when observing the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state, using a window whose surface is not scratched in the opening, when the window is scratched by dressing or polishing It is possible to perform in-situ measurement of the polished state by switching the observation of the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state to a window having an opening with a different amount of dent in the initial state and no damage. it can.

【0030】また、前記凹み量が同一の開口部内の2以
上の部分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化
していることが好ましい(請求項12)。これにより、
研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を
観察する際に、窓のうちの傷が付いていない部分を用
い、ドレッシングもしくは研磨により窓のその部分に傷
が付いたときに、研磨状態を測定する装置による研磨対
象物の研磨状態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷
が付いていない窓の部分に切り替えることにより、研磨
状態のin-situ計測を行うことができる。
Further, it is preferable that the amount of the dent changes stepwise due to the difference in the amount of the dent in two or more portions in the same opening. This allows
When observing the polished state of the object to be polished with a device for measuring the polished state, use the undamaged part of the window, and when the part of the window is damaged by dressing or polishing, the polished state The in-situ measurement of the polished state can be performed by switching the observation of the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state to a window portion having a different amount of dent in the initial state and having no damage.

【0031】また、前記窓が平行平板状の透明板であ
り、前記窓は前記研磨体の表面に対して斜めに設置され
ていることにより前記凹み量が連続的に変化しているこ
とが好ましい(請求項13)。これにより、研磨状態を
測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際
に、窓のうちの傷が付いていない部分を用い、ドレッシ
ングもしくは研磨により窓のその部分に傷が付いたとき
に、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状
態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていな
い窓の部分に切り替えることにより、研磨状態のin-sit
u計測を行うことができる。
It is preferable that the window is a transparent plate having a parallel flat plate shape, and the window is installed obliquely with respect to the surface of the polishing body, so that the amount of the recess changes continuously. (Claim 13). Thereby, when observing the polished state of the object to be polished by the apparatus for measuring the polished state, when the undamaged portion of the window is used, when the portion of the window is damaged by dressing or polishing, By switching the observation of the polished state of the object to be polished by a device for measuring the polished state to a window portion having a different amount of dent in the initial state and having no scratch, the in-sit of the polished state
u Measurement can be performed.

【0032】また、前記窓が2枚以上の透明材料を積層
してなる平行平板状の透明板であり、前記透明材料の間
が剥離可能な程度の接着力で積層されていて、前記透明
材料を1枚ずつ剥離することにより前記凹み量が段階的
に変化することが好ましい(請求項14)。これによ
り、研磨対象物の研磨状態を観察する際に、表面に傷が
付いていない窓を用い、ドレッシングもしくは研磨によ
りその窓に傷が付いたときに、窓の最上面の透明材料を
剥離することにより、傷が付いていない窓に切り替える
ことが可能となり、研磨状態のin-situ計測を行うこと
ができる。
Further, the window is a parallel plate-shaped transparent plate formed by laminating two or more transparent materials, and the transparent materials are laminated with an adhesive force enough to be peelable. It is preferable that the dent amount is changed stepwise by peeling off one by one (claim 14). Thereby, when observing the polished state of the object to be polished, use a window having no scratch on the surface, and when the window is scratched by dressing or polishing, the transparent material on the top surface of the window is peeled off. As a result, it is possible to switch to a window that is not damaged, and in-situ measurement of the polished state can be performed.

【0033】また、前記窓のうちの前記研磨状態を測定
する装置からの光が通過する部分の前記凹み量dは、0μ
m<d≦400μmであることが好ましい(請求項15)。こ
れにより、窓と研磨対象物が接触することがなくなるた
め、窓が傷つくことがなくなる。
The dent amount d of a portion of the window through which light from the apparatus for measuring the polishing state passes is 0 μm.
It is preferable that m <d ≦ 400 μm. As a result, the window does not come into contact with the object to be polished, so that the window is not damaged.

【0034】また、前記凹み量のうちの最大の凹み量dm
axは、0μm<dmax≦前記研磨体の厚さの90%の長さ、で
あり、且つ、前記窓の厚さのうちの最小の厚さtminは、
tmin≧前記研磨体の厚さの10%の長さ、であることが好
ましい(請求項16)。これにより、窓と研磨対象物が
接触することがなくなるため、研磨対象物が傷つくこと
や窓が傷つくことがなくなる。さらに、窓の厚さが薄す
ぎないため、窓が変形することがなくなり、窓の変形に
よる研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さ
が生じなくなる。
The maximum dent amount dm of the dent amounts
ax is 0 μm <dmax ≦ 90% of the thickness of the polishing body, and the minimum thickness tmin of the window thickness is
It is preferable that tmin ≧ 10% of the thickness of the polishing body (claim 16). Thus, the window does not come into contact with the object to be polished, so that the object to be polished and the window are not damaged. Further, since the thickness of the window is not too thin, the window is not deformed, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are not unstable due to the deformation of the window.

【0035】また、前記窓が、前記研磨体の研磨特性と
同等の研磨特性を有する樹脂であることが好ましい(請
求項17)。これにより、窓と研磨対象物であるシリコ
ンウエハとが接触する場合でも、窓によりシリコンウエ
ハの研磨面に傷が付いたり、研磨が不均一になることが
ない。
It is preferable that the window is made of a resin having polishing characteristics equivalent to those of the polishing body. Thus, even when the window comes into contact with the silicon wafer to be polished, the window does not scratch the polished surface of the silicon wafer or cause uneven polishing.

【0036】さらに、上記課題を解決するため、本発明
に係る第2の態様の平坦化装置は、定盤上に設置されて
いる研磨体と研磨対象物との間に研磨剤を介在させた状
態で、前記研磨体と前記研磨対象物との間に荷重を加
え、且つ、相対移動させることにより、前記研磨対象物
を研磨する平坦化装置において、前記定盤に形成された
1以上の開口部と、前記研磨体に形成された1以上の開
口部と、前記研磨体に形成された該開口部の少なくとも
一部分を塞ぐように設置されている窓と、該窓を介して
前記研磨対象物の研磨面を光学的に観察して研磨状態を
測定する装置と、前記窓の前記研磨対象物側の表面の位
置を移動させる移動装置とを有し、前記研磨体に形成さ
れた前記開口部と前記定盤に形成された前記開口部と
は、重なっていて、前記窓は前記移動装置を介して前記
定盤に設置されている(請求項18)。
Further, in order to solve the above-mentioned problem, in the flattening apparatus according to the second aspect of the present invention, an abrasive is interposed between a polishing body provided on a surface plate and an object to be polished. In a flattening apparatus that applies a load between the polishing body and the object to be polished in the state, and moves the object relatively, the one or more openings formed in the surface plate are polished. Part, one or more openings formed in the polishing body, a window installed so as to cover at least a part of the opening formed in the polishing body, and the object to be polished through the window. An apparatus for optically observing the polished surface and measuring a polished state, and a moving device for moving the position of the surface of the window on the side of the object to be polished, wherein the opening formed in the polished body And the opening formed in the surface plate overlap with each other, Window is installed in the plate via the mobile device (claim 18).

【0037】前記平坦化装置によれば、窓を介して研磨
対象物の研磨面を光学的に観察することにより研磨状態
を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する
際に、窓の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面と
の間隔を制御することにより、ドレッシングもしくは研
磨により窓の研磨対象物側の表面に傷が付かず、研磨状
態のin-situ計測を行うことができ、研磨体もしくは窓
の交換頻度を低減させることができる。これにより、研
磨に要する費用を低減させることができる。
According to the flattening apparatus, when the polishing state of the object to be polished is observed by an apparatus for measuring the state of polishing by optically observing the polished surface of the object to be polished through the window, By controlling the distance between the surface of the object to be polished and the surface of the object to be polished, the surface of the window on the object to be polished is not damaged by dressing or polishing, and in-situ measurement of the polished state is performed. The frequency of replacement of the abrasive body or window can be reduced. Thereby, the cost required for polishing can be reduced.

【0038】また、前記窓の前記研磨対象物側の表面と
前記研磨対象物の研磨面との間隔を検知する装置、前記
研磨体の磨耗状態を検知する装置、もしくは前記両方を
検知する装置をさらに有することが好ましい(請求項1
9)。これにより、窓の研磨対象物側の表面と研磨対象
物の研磨面との間隔を検知することができる。
Further, an apparatus for detecting an interval between a surface of the window on the side of the object to be polished and a polishing surface of the object to be polished, an apparatus for detecting a wear state of the polished body, or an apparatus for detecting both of them. It is preferable to further have (claim 1)
9). This makes it possible to detect the distance between the surface of the window on the object to be polished and the polished surface of the object to be polished.

【0039】また、前記窓の前記研磨対象物側の表面と
前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御する制御装置を
さらに有することが好ましい(請求項20)。これによ
り、制御装置により窓の研磨対象物側の表面と研磨対象
物の研磨面との間隔を制御することができる。
It is preferable that the apparatus further comprises a control device for controlling a distance between a surface of the window on the side of the object to be polished and a polishing surface of the object to be polished (claim 20). Thus, the distance between the surface of the window on the polishing object side and the polishing surface of the polishing object can be controlled by the control device.

【0040】また、前記制御装置は、研磨条件、研磨時
間、ドレッシング条件およびドレッシング時間から前記
研磨体の磨耗量を予測して、前記窓の前記研磨対象物側
の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御するこ
とが好ましい(請求項21)。これにより、研磨および
ドレッシングにより窓に傷が付くことがない。
The controller predicts the amount of wear of the polishing body from the polishing conditions, the polishing time, the dressing conditions and the dressing time, and polishes the surface of the window on the polishing object side and the polishing of the polishing object. It is preferable to control the distance from the surface (claim 21). Thus, the window is not damaged by polishing and dressing.

【0041】また、前記制御装置は、前記窓の前記研磨
対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が一
定になるように前記移動装置を制御することが好ましい
(請求項22)。これにより、研磨およびドレッシング
により窓に傷が付くことがない。
Preferably, the control device controls the moving device so that a distance between a surface of the window on the object to be polished and the surface of the object to be polished is constant. ). Thus, the window is not damaged by polishing and dressing.

【0042】また、前記制御装置は、前記窓の前記研磨
対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を前
記定盤の回転に同期して制御することが好ましい(請求
項23)。これにより、研磨およびドレッシングにより
窓に傷が付くことがない。
Preferably, the control device controls an interval between a surface of the window on the side of the object to be polished and a polishing surface of the object to be polished in synchronization with rotation of the surface plate. ). Thus, the window is not damaged by polishing and dressing.

【0043】また、前記窓の前記研磨対象物側の表面と
前記研磨対象物の研磨面との間隔dは、0μm≦d≦400μm
であることが好ましい(請求項24)。これにより、研
磨およびドレッシングにより窓に傷が付くことがない。
The distance d between the surface of the window on the object to be polished and the surface of the object to be polished is 0 μm ≦ d ≦ 400 μm
(Claim 24). Thus, the window is not damaged by polishing and dressing.

【0044】また、前記窓の前記研磨対象物側の表面と
前記研磨対象物の研磨面との間隔dは、0μm≦d≦前記研
磨体の厚さの90%の長さ、であり、且つ、前記窓の厚さ
tは、t≧前記研磨体の厚さの10%の長さ、であることが
好ましい(請求項25)。これにより、研磨およびドレ
ッシングにより研磨対象物が傷つくことや窓が傷つくこ
とがなくなる。さらに、窓の厚さが薄すぎないため、窓
が変形することがなくなり、窓の変形による研磨終点の
検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくな
る。
The distance d between the surface of the window on the object to be polished and the polished surface of the object to be polished is 0 μm ≦ d ≦ 90% of the thickness of the polished body, and The thickness of the window
It is preferable that t satisfies t ≧ 10% of the thickness of the polishing body (claim 25). Thus, the object to be polished or the window is not damaged by the polishing and the dressing. Further, since the thickness of the window is not too thin, the window is not deformed, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are not unstable due to the deformation of the window.

【0045】また、前記研磨状態を測定する装置から出
射する光は、前記窓を通過し、前記窓と前記研磨対象物
との間の前記研磨剤を通過し、前記研磨対象物の研磨面
で反射し、前記窓と前記研磨対象物との間の前記研磨剤
を再び通過し、前記窓を再び通過し、前記研磨状態を測
定する装置へ戻り、前記研磨状態を測定する装置から出
射する前記光の強度に対する前記研磨状態を測定する装
置へ戻る光の強度の比が5%以上であることが好ましい
(請求項26)。これにより、研磨状態を測定する装置
へ戻る光の強度が研磨状態を測定するのに十分な強度と
なるため、研磨状態を測定する装置による研磨終点の検
出精度や膜厚の測定精度が低下しなくなる。
The light emitted from the apparatus for measuring the polishing state passes through the window, passes through the polishing agent between the window and the object to be polished, and is reflected on the polishing surface of the object to be polished. Reflected, passes again through the abrasive between the window and the object to be polished, passes through the window again, returns to the apparatus for measuring the polishing state, and exits from the apparatus for measuring the polishing state. Preferably, the ratio of the light intensity returning to the device for measuring the polishing state to the light intensity is 5% or more (claim 26). As a result, the intensity of the light returning to the apparatus for measuring the polishing state becomes sufficient to measure the polishing state, so that the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness by the apparatus for measuring the polishing state decrease. Disappears.

【0046】また、前記窓の前記研磨対象物の反対側の
面に反射防止膜が形成されていることが好ましい(請求
項27)。これにより、窓を通過する研磨状態を測定す
るための光の窓の表面での反射量が少なくなり、研磨状
態を測定するための光の強度の減衰が少なくなるので、
研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下しなくな
る。
Preferably, an antireflection film is formed on a surface of the window opposite to the object to be polished (claim 27). As a result, the amount of light reflected on the surface of the window for measuring the polishing state passing through the window is reduced, and the attenuation of the light intensity for measuring the polishing state is reduced.
The detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness do not decrease.

【0047】さらに、本発明に係る半導体デバイス製造
方法は、本発明に係る平坦化装置を用いて半導体ウエハ
の表面を平坦化する工程を有する(請求項28)。
Further, a semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes a step of flattening the surface of a semiconductor wafer using the flattening apparatus according to the present invention (claim 28).

【0048】前記半導体デバイス製造方法によれば、半
導体ウエハの表面を平坦化する工程において本発明に係
る平坦化装置を用いているため、半導体ウエハの表面を
平坦化する工程での研磨終点の検出精度または膜厚の測
定精度が低下することがなくなる等により、半導体ウエ
ハの表面を平坦化する工程での歩留まりが向上する。こ
れにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コ
ストで半導体デバイスを製造することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device, since the flattening apparatus according to the present invention is used in the step of flattening the surface of the semiconductor wafer, the end point of polishing is detected in the step of flattening the surface of the semiconductor wafer. The yield in the step of flattening the surface of the semiconductor wafer is improved because the accuracy or the measurement accuracy of the film thickness does not decrease. As a result, a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method.

【0049】さらに、本発明に係る半導体デバイスは、
本発明に係る半導体デバイス製造方法により製造される
(請求項29)。
Further, the semiconductor device according to the present invention comprises:
It is manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention (claim 29).

【0050】前記半導体デバイスによれば、本発明に係
る半導体デバイス製造方法により製造されているので、
従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コストで半導
体デバイスを製造することができ、半導体デバイスの製
造原価を低減させることができる。
According to the semiconductor device, since it is manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention,
A semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態による
研磨体および本発明の第2の実施の形態による平坦化装
置について説明する。図1(a)、(b)、(c)、
(d)は、本発明の第1の実施の形態による研磨体を示
す図である。図1(a)は上面図であり、図1(b)は
図1(a)のA−O部分の断面図であり、図1(c)は
図1(a)のB−O部分の断面図であり、図1(d)は
図1(a)のC−O部分の断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A polishing body according to a first embodiment of the present invention and a flattening apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. 1 (a), (b), (c),
(D) is a diagram showing a polishing body according to the first embodiment of the present invention. 1 (a) is a top view, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view of the A-O portion of FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) is a cross-sectional view of the B-O portion of FIG. 1 (a). FIG. 1D is a cross-sectional view of a portion C-O in FIG. 1A.

【0052】第1の実施の形態では、研磨体12が3つの
開口部13a、13b、13cを有する。そして、開口部13aには
窓11aが設置されていて、開口部13bには窓11bが設置さ
れていて、開口部13cには窓11cが設置されている。図1
(b)、(c)、(d)において図中の研磨体12の上側
の面が研磨体の表面であり、図中の窓11a、11b、11cの
上側の面が窓の研磨対象物側の表面である。
In the first embodiment, the polishing body 12 has three openings 13a, 13b, 13c. A window 11a is provided in the opening 13a, a window 11b is provided in the opening 13b, and a window 11c is provided in the opening 13c. FIG.
In (b), (c), and (d), the upper surface of the polishing body 12 in the figure is the surface of the polishing body, and the upper surfaces of the windows 11a, 11b, and 11c in the figures are the polishing object side of the windows. Surface.

【0053】各窓11a、11b、11cの表面は、研磨体12の
表面に対して凹んでいて、各凹み量は開口部毎に異なっ
ている。これにより、開口部毎の凹み量は、段階的に変
化している。第1の実施の形態による研磨体12では、研
磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量
は、開口部13aの窓11aが最も短く、開口部13cの窓11cが
最も長い。開口部13bの窓11bの凹み量は、開口部13aの
凹み量と開口部13cの凹み量のほぼ中間の長さとなって
いる。
The surfaces of the windows 11a, 11b, 11c are recessed with respect to the surface of the polishing body 12, and the amount of each recess differs for each opening. As a result, the amount of dent at each opening changes stepwise. In the polishing body 12 according to the first embodiment, the amount of depression of the surface of the polishing body on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body is the shortest in the window 11a of the opening 13a and the longest in the window 11c of the opening 13c. The amount of depression of the window 11b of the opening 13b is substantially the middle of the amount of depression of the opening 13a and the amount of depression of the opening 13c.

【0054】図2は本発明の第2の実施の形態による平
坦化装置の概略構成図である。本発明に係る平坦化装置
は、研磨部材31、研磨対象物保持部32(以下、研磨ヘッ
ドと称す)、および研磨剤供給部34から構成されてい
る。そして、研磨ヘッド32には、研磨対象物であるシリ
コンウエハ33が取り付けられ、研磨剤供給部34は研磨剤
(スラリー)35を供給する。研磨部材31は、開口部38を
有する定盤36の上に前述した第1の実施の形態による研
磨体12を設置したものであり、研磨体12は両面テープも
しくは接着剤により定盤36に貼り付けられている。開口
部38を介し研磨対象物であるシリコンウエハ33の研磨面
を光学的に観察し、研磨状態を測定する装置39も設置さ
れている。図2では1つの開口部のみを示しているが、
第2の実施の形態による平坦化装置の定盤36は、研磨体
12の開口部の数に合わせて3つの開口部を有する。ま
た、図2では研磨体12に設置されている窓を省略してい
る。定盤36に形成されている開口部38と研磨体12に形成
されている開口部(不図示)は、重なっている。図示さ
れていないが、定盤36の他の2つの開口部も同様に定盤
36に形成されている開口部と研磨体12に形成されている
開口部とは重なっている。このように、研磨体12の開口
部に透明な窓を設けることにより、研磨状態を測定する
装置39から出射する光17およびシリコンウエハ33の研磨
面で反射した光は、窓を通過するが、研磨剤35が開口部
38から定盤36の下へ漏れるのを防ぐことができる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a flattening apparatus according to a second embodiment of the present invention. The flattening device according to the present invention includes a polishing member 31, a polishing object holding portion 32 (hereinafter, referred to as a polishing head), and a polishing agent supply portion. A silicon wafer 33 to be polished is attached to the polishing head 32, and an abrasive supply section 34 supplies an abrasive (slurry) 35. The polishing member 31 is obtained by installing the polishing body 12 according to the above-described first embodiment on a surface plate 36 having an opening 38, and the polishing body 12 is attached to the surface plate 36 with a double-sided tape or an adhesive. It is attached. A device 39 for optically observing the polished surface of the silicon wafer 33 to be polished through the opening 38 and measuring the polished state is also provided. Although only one opening is shown in FIG. 2,
The platen 36 of the flattening device according to the second embodiment is a polishing body.
It has three openings corresponding to the number of twelve openings. In FIG. 2, the windows provided on the polishing body 12 are omitted. An opening 38 formed in the surface plate 36 and an opening (not shown) formed in the polishing body 12 overlap with each other. Although not shown, the other two openings of the surface plate 36 are also
The opening formed in 36 and the opening formed in polishing body 12 overlap. Thus, by providing a transparent window at the opening of the polishing body 12, the light 17 emitted from the polishing state measuring device 39 and the light reflected by the polished surface of the silicon wafer 33 pass through the window, Abrasive 35 is open
It can be prevented from leaking from 38 to below the platen 36.

【0055】研磨対象物であるシリコンウエハ33は、研
磨ヘッド32により保持され、回転させながら揺動させら
れ、研磨部材31の研磨体12に所定の圧力で押し付られ
る。研磨部材31も回転させ、シリコンウエハ33との間で
相対運動を行わせる。この状態で、研磨剤35が研磨剤供
給部34から研磨体12上に供給され、研磨剤35は研磨体12
上で拡散し、研磨部材31とシリコンウエハ33の相対運動
に伴って研磨体12とシリコンウエハ33との間に入り込
み、シリコンウエハ33の研磨面を研磨する。即ち、研磨
部材31とシリコンウエハ33の相対運動による機械的研磨
と、研磨剤35の化学的作用が相乗的に作用して良好な研
磨が行われる。
The silicon wafer 33 to be polished is held by the polishing head 32, oscillated while rotating, and pressed against the polishing body 12 of the polishing member 31 with a predetermined pressure. The polishing member 31 is also rotated to cause relative movement with the silicon wafer 33. In this state, the abrasive 35 is supplied onto the abrasive body 12 from the abrasive supply section 34, and the abrasive 35
The silicon wafer 33 diffuses upward and enters between the polishing body 12 and the silicon wafer 33 with the relative movement of the polishing member 31 and the silicon wafer 33 to polish the polished surface of the silicon wafer 33. That is, the mechanical polishing by the relative movement between the polishing member 31 and the silicon wafer 33 and the chemical action of the polishing agent 35 act synergistically to perform good polishing.

【0056】研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面
に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量が最も短い開
口部13aの部分が研磨面の状態の観察に用いられる。こ
れにより、研磨状態を測定する装置39から出射して、シ
リコンウエハ33の研磨面で反射して、研磨状態を測定す
る装置39へ戻る光のうち、開口部13aに設置されている
窓11aを通過する光により研磨面の状態が観察される。
定盤36には位置検出センサ(不図示)が設置されてい
る。定盤36が回転し定盤36の特定の位置が位置検出セン
サの位置に来たら、位置検出センサはトリガー信号を出
力する。定盤36が回転して位置検出センサがトリガー信
号を出力する定盤36の位置から研磨状態を測定する装置
39の上に開口部13aが到達するまでの時間間隔は、定盤3
6の回転数により決まっている。その時間間隔を予め計
算、もしくは測定しておき、位置検出センサがトリガー
信号を出力してからその時間間隔が経過したら研磨面の
状態を観察する装置39を動作させれば良い。これによ
り、常に開口部13aで研磨終点の検出もしくは膜厚測定
を行うことができる。
Immediately after the start of polishing, in the initial state, the opening 13a where the amount of depression of the surface of the window on the polishing object side with respect to the surface of the polishing body is the shortest is used for observing the state of the polished surface. Thus, of the light emitted from the polishing state measuring device 39, reflected on the polished surface of the silicon wafer 33, and returned to the polishing state measuring device 39, the window 11a provided in the opening 13a is transmitted through the window 11a. The state of the polished surface is observed by the passing light.
On the surface plate 36, a position detection sensor (not shown) is installed. When the surface plate 36 rotates and a specific position of the surface plate 36 comes to the position of the position detection sensor, the position detection sensor outputs a trigger signal. A device that measures the polishing state from the position of the surface plate 36, where the surface plate 36 rotates and the position detection sensor outputs a trigger signal.
The time interval until the opening 13a reaches above 39 is
It is determined by the number of rotations of 6. The time interval may be calculated or measured in advance, and the device 39 for observing the state of the polished surface may be operated when the time interval elapses after the position detection sensor outputs the trigger signal. Thus, it is possible to always detect the polishing end point or measure the film thickness in the opening 13a.

【0057】1枚のシリコンウエハを研磨し終える度
に、研磨体のドレッシングが行われる。ドレッシングに
はダイヤモンド砥石等が用いられる。ドレッシング後、
次に研磨されるシリコンウエハが研磨ヘッド32に取り付
けられ、研磨が行われる。このように研磨工程、ドレッ
シング工程が交互に繰り返される。
Each time one silicon wafer is polished, dressing of the polished body is performed. For dressing, a diamond grindstone or the like is used. After dressing,
Next, a silicon wafer to be polished is attached to the polishing head 32, and polishing is performed. Thus, the polishing step and the dressing step are alternately repeated.

【0058】ドレッシングの度に研磨体12の表面は削ら
れ、研磨体12の表面に対する開口部13aの窓11aの凹み量
は短くなっていき、凹み量が0になるとドレッシングに
より窓11aの研磨対象物側の表面に傷が付くようにな
る。そして、窓に傷が付くようになると窓の部分での光
の散乱等が増加するため、研磨終点の検出の精度や膜厚
測定の精度が低下する。このため、研磨終点の検出や膜
厚測定を初期状態で2番目に凹み量が短かった開口部13
bで行うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定
を開口部13bで行うように切り替えるには、定盤36に設
置されている位置検出センサがトリガー信号を出力して
から研磨状態を測定する装置39を動作させるまでの時間
間隔を適当な時間間隔に変更し、研磨状態を測定する装
置39の上に開口部13bが来たとき研磨状態を測定する装
置39を動作させるようにすれば良い。
Each time the dressing is performed, the surface of the polishing body 12 is shaved, and the amount of depression of the window 11a of the opening 13a with respect to the surface of the polishing body 12 is reduced. The surface on the object side will be damaged. When the window is damaged, the scattering of light at the window increases, and the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of the film thickness measurement decrease. For this reason, the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness in the initial state have the second smallest opening 13
Switch to b. In order to switch the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness to be performed at the opening 13b, the position detection sensor installed on the surface plate 36 outputs a trigger signal and then activates the polishing state measuring device 39. May be changed to an appropriate time interval, and the apparatus 39 for measuring the polishing state may be operated when the opening 13b comes over the apparatus 39 for measuring the polishing state.

【0059】そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰
り返して、開口部13bの窓11bの研磨対象物側の表面の凹
み量も0になり、ドレッシングにより窓11bの研磨対象
物側の表面に傷が付くようになったら、今度は、研磨終
点の検出や膜厚測定を初期状態で最も窓の凹み量が長か
った開口部13cで行うように切り替える。研磨終点の検
出や膜厚測定の開口部13bから13cへの切り替えは前述の
開口部13aから13bへ切り替えと同様に行えば良い。この
ように、ドレッシング時には研磨終点の検出や膜厚測定
に用いている開口部に設置されている窓の研磨対象物側
の表面は、研磨体の表面に対して凹んでいるため、ドレ
ッシング時にその窓に傷が付くことがない。
Then, by repeating the polishing step and the dressing step, the amount of depression of the surface of the window 11b of the opening 13b on the side of the object to be polished becomes zero, and the surface of the window 11b on the side of the object to be polished is damaged by the dressing. Then, the detection is switched so that the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed in the opening 13c having the longest recess in the window in the initial state. The detection of the polishing end point and the switching from the openings 13b to 13c for the film thickness measurement may be performed in the same manner as the switching from the openings 13a to 13b described above. As described above, during dressing, the surface on the side of the object to be polished of the window provided in the opening used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness is concave with respect to the surface of the polishing body. The windows are not scratched.

【0060】なお、研磨状態を測定する装置39での受光
量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さくなった
ときに、次の開口部に切り替えるような制御装置を設け
て開口部の切り替えを行っても良い。
When the amount of light received by the device 39 for measuring the polishing state becomes smaller than a predetermined value, a control device for switching to the next opening is provided to switch the opening. You may go.

【0061】また、第1および第2の実施の形態では、
定盤36は3つの開口部を有していて、研磨体12は窓が設
置されている3つの開口部を有しているが、これらの開
口部の数は、2つでも良いし、4つ以上でも良い。その
場合、これらの開口部の数に対応した回数、研磨状態の
観察を切り替えることができる。
In the first and second embodiments,
The platen 36 has three openings, and the polishing body 12 has three openings in which windows are provided. The number of these openings may be two or four. More than one. In that case, the observation of the polishing state can be switched the number of times corresponding to the number of these openings.

【0062】このように第1の実施の形態による研磨体
が設置されている第2の実施の形態による平坦化装置で
は、開口部毎に凹み量の異なる複数の窓が研磨体12に設
置されているので、ドレッシングにより窓が傷つき光学
的に不透明となっても、研磨終点の検出や膜厚測定に用
いる窓を他の開口部の窓に切り替えることにより、研磨
終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来
に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体
もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる
費用を低減させることができるという効果がある。
In the flattening apparatus according to the second embodiment, in which the polishing body according to the first embodiment is installed, a plurality of windows having different recesses for each opening are installed in the polishing body 12. Therefore, even if the window is damaged due to dressing and becomes optically opaque, the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness can be performed by switching the window used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness to another opening. Will be possible. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long period of time as compared with the related art, and the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, so that there is an effect that the cost for polishing can be reduced.

【0063】次に本発明の第3の実施の形態による研磨
体および本発明の第4の実施の形態による平坦化装置に
ついて説明する。図3(a)、(b)は、本発明の第3
の実施の形態による研磨体を示す図である。図3(a)
は上面図であり、図3(b)は図3(a)のD−E部分
の断面図である。
Next, a polishing body according to a third embodiment of the present invention and a flattening device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 3A and 3B show a third embodiment of the present invention.
It is a figure showing a polish object by an embodiment. FIG. 3 (a)
FIG. 3B is a top view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line D-E in FIG.

【0064】第3の実施の形態による研磨体22は、1つ
の開口部を有している。その開口部に設置されている窓
21は、断面が階段状になっていて、研磨体の表面に対す
る窓21の研磨対象物側の表面の凹み量が3つの部分21
a、21b、21cで異なっている。研磨体の表面に対する窓
の研磨対象物側の表面の凹み量は、21aの部分が最も短
く、21cの部分が最も長く、21bの部分は、21aの部分と2
1cの部分のほぼ中間の長さとなっている。これにより、
窓21の研磨対象物側の表面の凹み量は、段階的に変化し
ている。
The polishing body 22 according to the third embodiment has one opening. Windows installed in the opening
The cross section 21 has a stepped shape, and the amount of depression of the surface of the window 21 on the polishing object side with respect to the surface of the polishing body is three.
a, 21b, 21c are different. The concave amount of the surface of the window on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body is the shortest at the portion 21a, the longest at the portion 21c, and the portion 21b is the same as the portion 21a.
It is almost the middle length of the part of 1c. This allows
The amount of depression of the surface of the window 21 on the side of the object to be polished changes stepwise.

【0065】窓21の材料に高分子樹脂を用いる場合、表
面に階段状の段差を有する窓21は、段差を有する型に溶
解状態の樹脂を流し込み硬化させることにより作製され
る。
When a polymer resin is used as the material of the window 21, the window 21 having a step-shaped step on the surface is manufactured by pouring a resin in a dissolved state into a mold having a step and curing the resin.

【0066】第4の実施の形態による平坦化装置は、第
2の実施の形態による平坦化装置(図2)において第1
の実施の形態による研磨体(図2の12)の代わりに第3
の実施の形態による研磨体22を設置したものである。た
だし、第3の実施の形態による研磨体22は開口部を1つ
しか有していないので、第4の実施の形態による平坦化
装置の定盤36に形成されている開口部も1つだけであ
る。そして、定盤36に形成されている開口部は、研磨体
22に形成されている開口部と重なっている。第2の実施
の形態による平坦化装置と同様の部分についての説明を
省略する。
The flattening device according to the fourth embodiment is the same as the flattening device according to the second embodiment (FIG. 2).
In place of the abrasive body (12 in FIG. 2) according to the third embodiment,
The polishing body 22 according to the embodiment is installed. However, since the polishing body 22 according to the third embodiment has only one opening, only one opening is formed in the surface plate 36 of the flattening apparatus according to the fourth embodiment. It is. The opening formed in the platen 36 is a polishing body.
It overlaps with the opening formed in 22. The description of the same parts as those of the flattening device according to the second embodiment will be omitted.

【0067】研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面
に対する窓21の研磨対象物側の表面の凹み量が最も短い
21aの部分が研磨面の状態の観察に用いられる。これに
より、研磨状態を測定する装置39から出射して、シリコ
ンウエハ33の研磨面で反射して、研磨状態を測定する装
置39へ戻る光のうち、窓21の21aの部分を通過する光に
より研磨面の状態が観察される。定盤36には第2の実施
の形態による平坦化装置と同様に位置検出センサ(不図
示)が設置されている。定盤36が回転して位置検出セン
サがトリガー信号を出力する定盤36の位置から研磨状態
を測定する装置39の上に開口部に設置されている窓21の
うちの21aの部分に到達するまでの時間間隔は、定盤36
の回転数により決まっている。よって、第2の実施の形
態と同様に、その時間間隔を予め計算、もしくは測定し
ておき、位置検出センサがトリガー信号を出力してから
その時間間隔が経過したら研磨面の状態を観察する装置
39を動作させれば良い。
Immediately after the start of polishing, in the initial state, the amount of depression of the surface of the window 21 on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body is the shortest.
The portion 21a is used for observing the state of the polished surface. Accordingly, of the light emitted from the polishing state measuring device 39, reflected on the polished surface of the silicon wafer 33, and returned to the polishing state measuring device 39, the light passing through the portion 21a of the window 21 is used. The condition of the polished surface is observed. A position detection sensor (not shown) is provided on the surface plate 36 as in the flattening device according to the second embodiment. The platen 36 rotates and reaches the portion 21a of the window 21 installed in the opening above the polishing state measuring device 39 from the position of the platen 36 where the position detection sensor outputs a trigger signal. The time interval up to the platen 36
Is determined by the number of rotations. Therefore, similarly to the second embodiment, an apparatus for calculating or measuring the time interval in advance and observing the state of the polished surface after the time interval elapses after the position detection sensor outputs the trigger signal.
You only need to operate 39.

【0068】そして、第2の実施の形態と同様に、研磨
工程、ドレッシング工程が繰り返される。
Then, similarly to the second embodiment, the polishing step and the dressing step are repeated.

【0069】ドレッシングの度に研磨体22の表面は削ら
れ、研磨体22の表面に対する開口部の窓21のうちの21a
の部分の凹み量は短くなっていき、凹み量が0になると
ドレッシングにより窓21のうちの21aの部分に傷が付く
ようになる。そして、窓21のうちの21aの部分に傷が付
くようになると21aの部分での光の散乱等が増加するた
め、研磨終点の検出の精度や膜厚測定の精度が低下す
る。このため、研磨終点の検出や膜厚測定を初期状態で
2番目に凹み量が短かった窓21のうちの21bの部分で行
うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定を窓21
のうちの21bの部分で行うように切り替えるには、定盤3
6に設置されている位置検出センサがトリガー信号を出
力してから研磨状態を測定する装置39を動作させるまで
の時間間隔を適当な時間間隔に変更し、研磨状態を測定
する装置39の上に窓21のうちの21bの部分が来たとき研
磨状態を測定する装置39を動作させるようにすれば良
い。
Each time the dressing is performed, the surface of the polishing body 22 is shaved, and 21a of the window 21 of the opening with respect to the surface of the polishing body 22 is formed.
The dent amount of the portion becomes shorter, and when the dent amount becomes 0, the portion 21a of the window 21 is damaged by dressing. When the portion 21a of the window 21 is damaged, light scattering and the like at the portion 21a increase, so that the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of the film thickness measurement decrease. For this reason, the detection is switched so that the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed in the portion 21b of the window 21 having the second shortest dent amount in the initial state. Window 21 for polishing end point detection and film thickness measurement
Platen 3 to switch to do in part 21b of
Change the time interval from when the position detection sensor installed in 6 outputs the trigger signal to when the device 39 for measuring the polishing state is operated to an appropriate time interval, and place it on the device 39 for measuring the polishing state. When the portion 21b of the window 21 comes, the device 39 for measuring the polishing state may be operated.

【0070】そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰
り返して、窓21のうちの21bの部分の凹み量も0にな
り、ドレッシングにより窓21のうちの21bの部分に傷が
付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測
定を初期状態で最も凹み量が長かった窓21のうちの21c
の部分に切り替える。このように、ドレッシング時には
研磨終点の検出や膜厚測定に用いている開口部に設置さ
れている窓の部分の研磨対象物側の表面は、研磨体の表
面に対して凹んでいるため、ドレッシング時にその部分
に傷が付くことがない。
Then, when the polishing step and the dressing step are repeated, the dent amount of the portion 21b of the window 21 becomes zero, and if the dressing damages the portion 21b of the window 21, this time, In the initial state, the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed in the initial state.
Switch to the part. As described above, during dressing, the surface on the side of the object to be polished of the window provided at the opening used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness is concave with respect to the surface of the polishing body. Sometimes the part is not scratched.

【0071】なお、第3および第4の実施の形態では、
研磨体22は開口部に表面が3段の段差を有する階段状の
窓を有しているが、段差の数は2段でも良いし、4段以
上でも良い。その場合、これらの段差の数に対応した回
数、研磨状態の観察を切り替えることができる。
In the third and fourth embodiments,
The polishing body 22 has a stepped window having a surface with three steps at the opening, but the number of steps may be two or four or more. In that case, the observation of the polishing state can be switched by the number of times corresponding to the number of these steps.

【0072】このように第3の実施の形態による研磨体
を用いている第4の実施の形態による平坦化装置では、
研磨体に表面が階段状になっている窓が設けられている
ので、ドレッシングにより窓の一部分が傷つき光学的に
不透明となっても、研磨状態を測定する装置39で観察す
る窓の部分を切り替えることにより、研磨終点の検出や
膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ
研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の
交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減さ
せることができるという効果がある。
As described above, in the flattening apparatus according to the fourth embodiment using the polishing body according to the third embodiment,
Since the polished body is provided with a window having a stepped surface, even if a part of the window is damaged due to dressing and becomes optically opaque, the window part to be observed by the polishing state measuring device 39 is switched. This makes it possible to detect the polishing end point and measure the film thickness. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long period of time as compared with the related art, and the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, so that there is an effect that the cost for polishing can be reduced.

【0073】次に本発明の第5の実施の形態による研磨
体および本発明の第6の実施の形態による平坦化装置に
ついて説明する。図4(a)、(b)は、本発明の第5
の実施の形態による研磨体を示す図である。図4(a)
は上面図であり、図4(b)は図4(a)のF−G部分
の断面図である。
Next, a polishing body according to a fifth embodiment of the present invention and a planarizing device according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 4A and 4B show a fifth embodiment of the present invention.
It is a figure showing a polish object by an embodiment. FIG. 4 (a)
FIG. 4B is a top view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line FG of FIG. 4A.

【0074】第5の実施の形態による研磨体42は、1つ
の開口部を有している。その開口部に設置されている平
行平板の窓41は、断面が斜めになるように配置されてい
て、研磨体の表面からの凹み量が図4(a)のF−G方
向に異なっている。これにより、窓41の研磨対象物側の
表面の凹み量は、連続的に変化している。研磨体の表面
に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量は、窓41表面
の4カ所41a、41b、41c、41dを指定した場合、41aの部
分が最も短く、41bの部分が2番目に短く、41cの部分が
3番目に短く、41dの部分が最も長くなっている。
The polishing body 42 according to the fifth embodiment has one opening. The parallel-plated window 41 installed in the opening is arranged so that its cross section is oblique, and the amount of depression from the surface of the polishing body differs in the FG direction in FIG. . Thus, the amount of depression of the surface of the window 41 on the side of the object to be polished changes continuously. The amount of depression of the surface of the window on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polished body is as follows. Short, 41c is the third shortest, and 41d is the longest.

【0075】第6の実施の形態による平坦化装置は、第
2の実施の形態による平坦化装置(図2)において第1
の実施の形態による研磨体(図2の12)の代わりに第5
の実施の形態による研磨体42を設置したものである。た
だし、第5の実施の形態による研磨体42は開口部を1つ
しか有していないので、第6の実施の形態による平坦化
装置の定盤36に形成されている開口部も1つだけであ
る。そして、定盤36の開口部は、研磨体42の開口部と重
なっている。第2の実施の形態による平坦化装置と同様
の部分についての説明を省略する。
The flattening device according to the sixth embodiment is different from the flattening device according to the second embodiment (FIG. 2) in that the first flattening device is the same as the flattening device according to the second embodiment.
Instead of the abrasive body (12 in FIG. 2) according to the fifth embodiment,
The polishing body 42 according to the embodiment is installed. However, since the polishing body 42 according to the fifth embodiment has only one opening, only one opening is formed in the surface plate 36 of the flattening apparatus according to the sixth embodiment. It is. The opening of the surface plate 36 overlaps the opening of the polishing body 42. The description of the same parts as those of the flattening device according to the second embodiment will be omitted.

【0076】研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面
に対する窓41の研磨対象物側の表面の凹み量が最も短い
41aの部分が研磨面の状態の観察に用いられる。これに
より、研磨状態を測定する装置39から出射して、シリコ
ンウエハ33の研磨面で反射して、研磨状態を測定する装
置39へ戻る光のうち、窓41の41aの部分を通過する光に
より研磨面の状態が観察される。定盤36には第2の実施
の形態による平坦化装置と同様に位置検出センサ(不図
示)が設置されている。定盤36が回転して位置検出セン
サがトリガー信号を出力する定盤36の位置から研磨状態
を測定する装置39の上に開口部に設置されている窓41の
うちの41aの部分に到達するまでの時間間隔は、定盤36
の回転数により決まっている。よって、第2の実施の形
態と同様に、その時間間隔を予め計算、もしくは測定し
ておき、位置検出センサがトリガー信号を出力してから
その時間が経過したら、研磨面の状態を観察する装置39
を動作させれば良い。
Immediately after the start of polishing, in the initial state, the amount of depression of the surface of the window 41 on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body is the shortest.
The portion 41a is used for observing the state of the polished surface. Thereby, of the light emitted from the polishing state measuring device 39, reflected on the polished surface of the silicon wafer 33, and returned to the polishing state measuring device 39, the light passing through the portion 41a of the window 41 is used. The condition of the polished surface is observed. A position detection sensor (not shown) is provided on the surface plate 36 as in the flattening device according to the second embodiment. The platen 36 rotates and reaches the portion 41a of the window 41 installed in the opening on the apparatus 39 for measuring the polishing state from the position of the platen 36 where the position detection sensor outputs a trigger signal. The time interval up to the platen 36
Is determined by the number of rotations. Therefore, similarly to the second embodiment, the time interval is calculated or measured in advance, and after the time has elapsed since the position detection sensor outputs the trigger signal, the apparatus for observing the state of the polished surface is used. 39
Should be operated.

【0077】そして、第2の実施の形態と同様に、研磨
工程、ドレッシング工程が繰り返される。
Then, similarly to the second embodiment, the polishing step and the dressing step are repeated.

【0078】ドレッシングの度に研磨体42の表面は削ら
れ、研磨体42の表面に対する開口部の窓41のうちの41a
の部分の凹み量は短くなっていき、凹み量が0になると
ドレッシングにより窓41のうちの41aの部分に傷が付く
ようになる。そして、窓41のうちの41aの部分に傷が付
くようになると41aの部分での光の散乱等が増加するた
め、研磨終点の検出の精度や膜厚測定の精度が低下す
る。このため、研磨終点の検出や膜厚測定を2番目に凹
み量が短かった窓41のうちの41bの部分で行うように切
り替える。研磨終点の検出や膜厚測定を窓41のうちの41
bの部分で行うように切り替えるには、定盤36に設置さ
れている位置検出センサがトリガー信号を出力してから
研磨状態を測定する装置39を動作させるまでの時間間隔
を適当な時間間隔に変更し、研磨状態を測定する装置39
の上に窓41のうちの41bの部分が来たとき研磨状態を測
定する装置39を動作させるようにすれば良い。
The surface of the polishing body 42 is shaved every time the dressing is performed.
The dent amount of the portion becomes shorter, and when the dent amount becomes zero, the portion 41a of the window 41 is damaged by dressing. When the portion 41a of the window 41 is damaged, light scattering and the like at the portion 41a increase, so that the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of film thickness measurement decrease. For this reason, the detection is switched so that the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed in the portion 41b of the window 41 having the second shortest dent amount. Detection of polishing end point and film thickness measurement
In order to switch to the part b, the time interval from when the position detection sensor installed on the surface plate 36 outputs a trigger signal to when the device 39 for measuring the polishing state is operated is set to an appropriate time interval. Device for changing and measuring the polishing state 39
What is necessary is just to operate the apparatus 39 for measuring the polishing state when the portion 41b of the window 41 comes to the top.

【0079】そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰
り返して、窓41のうちの41bの部分の凹み量も0にな
り、ドレッシングにより窓41のうちの41bの部分に傷が
付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測
定を3番目に凹み量が短かった窓41のうちの41cの部分
に切り替える。さらに研磨工程、ドレッシング工程を繰
り返して、窓41のうちの41cの部分の凹み量も0にな
り、ドレッシングにより窓41のうちの41cの部分に傷が
付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測
定を最も凹み量が長かった窓41のうちの41dの部分に切
り替える。このように、ドレッシング時には研磨終点の
検出や膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓
の部分の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して
凹んでいるため、ドレッシング時にその部分に傷が付く
ことがない。
Then, by repeating the polishing step and the dressing step, the dent amount of the portion 41b of the window 41 becomes zero, and if the dressing causes the portion 41b of the window 41 to be damaged, this time, Switches the detection of the polishing end point and the film thickness measurement to the portion 41c of the window 41 having the third shortest dent amount. Further, the polishing process and the dressing process are repeated, and the dent amount of the portion 41c of the window 41 becomes zero, and the dressing causes the portion 41c of the window 41 to be damaged. And the measurement of the film thickness are switched to the portion 41d of the window 41 having the longest depression amount. As described above, during dressing, the surface on the side of the object to be polished of the window provided at the opening used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness is concave with respect to the surface of the polishing body. Sometimes the part is not scratched.

【0080】また、第5および第6の実施の形態では窓
の4カ所で切り替えを行っているが、切り替えを行う部
分は2カ所もしくは3カ所でも良いし、4カ所以上でも
良い。その場合、これらの測定する部分の数に対応した
回数、研磨状態の観察を切り替えることができる。
In the fifth and sixth embodiments, switching is performed at four windows, but the number of switching may be two or three, or four or more. In that case, the observation of the polished state can be switched a number of times corresponding to the number of these portions to be measured.

【0081】このように第5の実施の形態による研磨体
を用いている第6の実施の形態による平坦化装置では、
研磨体に平行平板状の窓がその表面が斜めになるように
設置されているのでドレッシングにより窓の一部分が傷
つき光学的に不透明となっても、研磨状態を測定する装
置39で観察する窓の部分を切り替えることにより、研磨
終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来
に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体
もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる
費用を低減させることができるという効果がある。
As described above, in the flattening apparatus according to the sixth embodiment using the polishing body according to the fifth embodiment,
Since a parallel-plate-shaped window is provided on the polished body so that its surface is oblique, even if a part of the window is damaged due to dressing and becomes optically opaque, the window to be observed by the polishing condition measuring device 39 can be used. By switching the portions, it is possible to detect the polishing end point and measure the film thickness. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long period of time as compared with the related art, and the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, so that there is an effect that the cost for polishing can be reduced.

【0082】以上の第4および第6の実施の形態による
平坦化装置において、第2の実施の形態のように、研磨
状態を測定する装置39での受光量があらかじめ定めてお
いた設定値よりも小さくなったときに、次の開口部に切
り替えるような制御装置を設けて窓21の部分21a、21b、
21cの切り替えおよび窓41の部分41a、41b、41c、41dの
切り替えを行っても良い。
In the flattening devices according to the fourth and sixth embodiments described above, the amount of light received by the device 39 for measuring the polishing state differs from a predetermined set value as in the second embodiment. When also becomes small, provided a control device to switch to the next opening portion 21a, 21b of the window 21,
The switching of 21c and the switching of the portions 41a, 41b, 41c, 41d of the window 41 may be performed.

【0083】また、以上の第1から第6の実施形態にお
いては、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面
の凹み量が400μmを越える場合は、凹み部分に溜まる研
磨剤の量が多くなる。そして、研磨剤が散乱体となり研
磨状態を測定する装置39から出射する光17を減衰させる
ので、研磨終点の検出の精度および膜厚測定の精度が低
下してしまう。このため、窓のうちの研磨状態を測定す
る装置39からの光が通過する部分(研磨終点の検出や膜
厚測定に用いている部分)の凹み量dは0μm<d≦400μm
であることが好ましい。
In the first to sixth embodiments described above, when the amount of depression of the surface of the window on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body exceeds 400 μm, the amount of the abrasive that accumulates in the depression is reduced. More. Then, since the abrasive becomes a scatterer and attenuates the light 17 emitted from the polishing state measuring device 39, the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of film thickness measurement are reduced. For this reason, the dent amount d of the portion of the window through which light from the device 39 for measuring the polishing state passes (the portion used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness) is 0 μm <d ≦ 400 μm.
It is preferred that

【0084】次に本発明の第7の実施の形態による研磨
体および本発明の第8の実施の形態による平坦化装置に
ついて説明する。図5(a)、(b)は、本発明の第7
の実施の形態による研磨体を示す図である。図5(a)
は上面図であり、図5(b)は図5(a)のH−I部分
の断面図である。
Next, a polishing body according to a seventh embodiment of the present invention and a flattening apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described. FIGS. 5A and 5B show the seventh embodiment of the present invention.
It is a figure showing a polish object by an embodiment. FIG. 5 (a)
FIG. 5B is a top view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line HI of FIG.

【0085】第7の実施の形態による研磨体52は、1つ
の開口部を有している。その開口部に設置されている平
行平板状の窓51は、4枚の透明材料51a、51b、51c、51d
が剥離可能な程度の接着力で積層されている構造になっ
ている。透明材料51a、51b、51c、51dは剥離可能な程度
の接着力を有する接着剤もしくは両面テープ等で接着さ
れている。透明材料51a、51b、51c、51dを上部から1枚
ずつ剥離することにより研磨体52の表面に対する窓52の
研磨対象物側の凹み量が段階的に変化する。
The polishing body 52 according to the seventh embodiment has one opening. The parallel plate-shaped window 51 installed in the opening has four transparent materials 51a, 51b, 51c, and 51d.
Are laminated with an adhesive force that can be peeled off. The transparent materials 51a, 51b, 51c, 51d are adhered with an adhesive having a releasable adhesive strength or a double-sided tape. By peeling the transparent materials 51a, 51b, 51c, 51d one by one from the upper part, the amount of depression of the window 52 on the polishing object side with respect to the surface of the polishing body 52 changes stepwise.

【0086】第8の実施の形態による平坦化装置は、第
2の実施の形態による平坦化装置(図2)において第1
の実施の形態による研磨体(図2の12)の代わりに第7
の実施の形態による研磨体52を設置したものである。た
だし、第7の実施の形態による研磨体は開口部を1つし
か有していないので、第8の実施の形態による平坦化装
置の定盤36に形成されている開口部も1つだけである。
そして、定盤36の開口部は、研磨体の開口部と重なって
いる。第2の実施の形態による平坦化装置と同様の部分
についての説明を省略する。
The flattening device according to the eighth embodiment is the same as the flattening device according to the second embodiment (FIG. 2).
7 instead of the abrasive body (12 in FIG. 2) according to the embodiment.
A polishing body 52 according to the embodiment of FIG. However, since the polishing body according to the seventh embodiment has only one opening, only one opening is formed in the surface plate 36 of the flattening apparatus according to the eighth embodiment. is there.
The opening of the surface plate 36 overlaps the opening of the polishing body. The description of the same parts as those of the flattening device according to the second embodiment will be omitted.

【0087】研磨の開始直後は初期状態で4枚の透明材
料51a、51b、51c、51dが積層されている窓が研磨面の状
態の観察に用いられる。これにより、研磨状態を測定す
る装置39から出射して、シリコンウエハ33の研磨面で反
射して、研磨状態を測定する装置39へ戻る光のうち、4
枚の透明材料51a、51b、51c、51dが積層されている窓を
通過する光により研磨面の状態が観察される。定盤36の
回転に伴い定盤36および研磨体52に形成されている開口
部を利用して、研磨終点の検出や膜厚測定を行う機構、
方法は、第2の実施の形態と同様であるので、説明を省
略する。
Immediately after the start of polishing, in the initial state, a window in which four transparent materials 51a, 51b, 51c and 51d are laminated is used for observing the state of the polished surface. Thus, of the light emitted from the polishing state measuring device 39, reflected on the polished surface of the silicon wafer 33, and returned to the polishing state measuring device 39, 4
The state of the polished surface is observed by light passing through the window on which the sheets of transparent material 51a, 51b, 51c, 51d are stacked. A mechanism for detecting a polishing end point and measuring a film thickness by using an opening formed in the surface plate 36 and the polishing body 52 with the rotation of the surface plate 36,
The method is the same as in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0088】そして、第2の実施の形態と同様に、研磨
工程、ドレッシング工程が繰り返される。
Then, similarly to the second embodiment, the polishing step and the dressing step are repeated.

【0089】ドレッシングの度に研磨体の表面は削ら
れ、研磨体52の表面に対する開口部の窓51のうちの透明
材料51aの研磨対象物側の表面の凹み量は短くなってい
き、凹み量が0になるとドレッシングにより透明材料51
aの表面に傷が付くようになる。そして、窓51のうちの
透明材料51aの表面に傷が付くようになると透明材料51a
での光の散乱等が増加するため、終点検出の精度や膜厚
測定の精度が低下する。このため、積層されている窓51
から、透明材料51aの部分を剥離し、透明材料51bが窓の
最上面になるようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行
うようにする。これにより、窓51の表面は、研磨体52の
表面より凹み、かつ、傷が付いていない窓51の表面が得
られ、正常に研磨終点の検出もしくは膜厚測定を行うこ
とが可能になる。なお、第8の実施の形態による平坦化
装置では研磨終点の検出もしく膜厚測定に同じ開口部の
窓51の同じ位置を使用できるので、第2の実施の形態に
よる平坦化装置のように研磨終点の検出や膜厚測定に用
いる窓の位置を切り替えなくて良い。
Each time the dressing is performed, the surface of the polishing body is shaved, and the amount of depression of the surface of the transparent material 51a on the object to be polished out of the windows 51 of the opening with respect to the surface of the polishing body 52 decreases. When the value becomes 0, the transparent material 51 is formed by dressing.
The surface of a becomes scratched. When the surface of the transparent material 51a in the window 51 becomes damaged, the transparent material 51a
In this case, the scattering of light and the like increase, so that the accuracy of end point detection and the accuracy of film thickness measurement decrease. Therefore, the laminated windows 51
Then, the portion of the transparent material 51a is peeled off, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed so that the transparent material 51b is on the uppermost surface of the window. As a result, the surface of the window 51 is recessed from the surface of the polishing body 52 and the surface of the window 51 is not damaged, so that the end point of polishing or the film thickness measurement can be performed normally. In the flattening device according to the eighth embodiment, the same position of the window 51 of the same opening can be used for detecting the polishing end point or measuring the film thickness, as in the flattening device according to the second embodiment. There is no need to switch the position of the window used for detecting the polishing end point or measuring the film thickness.

【0090】そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰
り返して、窓51の透明材料51bの研磨対象物側の表面の
凹み量も0になり、ドレッシングにより透明材料51bの
部分に傷が付くようになったら、今度は、窓51から、透
明材料51bの部分を剥離し、透明材料51cが窓の最上面に
なるようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行うように
する。さらに研磨工程、ドレッシング工程を繰り返し
て、窓51の透明材料51cの研磨対象物側の表面の凹み量
も0になり、ドレッシングにより透明材料51cの部分に
傷が付くようになったら、今度は、窓51から、透明材料
51cの部分を剥離し、透明材料51dが窓51の最上面になる
ようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行うようにす
る。このように、ドレッシング時には研磨終点の検出や
膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓の部分
の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して凹んで
いるため、ドレッシング時にその部分に傷が付くことが
ない。
When the polishing step and the dressing step are repeated, the amount of depression of the surface of the window 51 on the side of the object to be polished of the transparent material 51b becomes zero, and the dressing damages the transparent material 51b. This time, the portion of the transparent material 51b is peeled off from the window 51, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed so that the transparent material 51c is on the uppermost surface of the window. Further, when the polishing step and the dressing step are repeated, the amount of dent of the surface of the transparent material 51c of the window 51 on the side of the object to be polished becomes zero, and the dressing damages the transparent material 51c portion. From window 51, transparent material
The portion 51c is peeled off, and the end point of polishing and the film thickness measurement are performed so that the transparent material 51d is on the uppermost surface of the window 51. As described above, during dressing, the surface on the side of the object to be polished of the window provided at the opening used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness is concave with respect to the surface of the polishing body. Sometimes the part is not scratched.

【0091】なお、窓の部分51a、51b、51cを剥離する
タイミングを知るために、研磨状態を測定する装置39で
の受光量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さく
なったときに、剥離するタイミングを知らせる信号を出
力するような制御装置を設けても良い。
In order to know the timing at which the window portions 51a, 51b, 51c are peeled off, when the amount of light received by the polishing state measuring device 39 becomes smaller than a predetermined set value, the peeling is performed. A control device that outputs a signal indicating the timing of the operation may be provided.

【0092】また、窓51には4枚の透明材料51a、51b、
51c、51dが積層された窓を用いているが、2枚、3枚も
しくは5枚以上の透明材料が積層されている窓を用いて
も良い。その場合、これらの透明材料の数に対応した回
数、研磨状態の観察を切り替えることができる。
The window 51 has four transparent materials 51a, 51b,
Although a window in which 51c and 51d are stacked is used, a window in which two, three, or five or more transparent materials are stacked may be used. In that case, the observation of the polishing state can be switched the number of times corresponding to the number of these transparent materials.

【0093】また、研磨体52の表面に対する窓51の研磨
対象物側の表面の凹み量が400μmを越える場合は、凹み
部分に溜まる研磨剤の量が多くなり、研磨剤が散乱体と
なり研磨状態を測定する装置39から出射する光17を減衰
させるので、研磨終点の検出の精度および膜厚測定の精
度が低下してしまう。このため、窓51の研磨状態を測定
する装置39からの光が通過する部分(研磨終点の検出や
膜厚測定に用いている部分)の凹み量dは0μm<d≦400
μmであることが好ましい。これにより、最下部の透明
材料51dを除く、剥離する透明材料51a、51b、51cのそれ
ぞれの厚さt1は、0μm<t1≦400μmであることが好まし
い。
When the amount of depression of the surface of the window 51 on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body 52 exceeds 400 μm, the amount of the abrasive that accumulates in the concave part increases, and the abrasive becomes a scatterer and the polishing state Since the light 17 emitted from the measuring device 39 is attenuated, the accuracy of the detection of the polishing end point and the accuracy of the film thickness measurement are reduced. For this reason, the recess amount d of the portion through which the light from the device 39 for measuring the polishing state of the window 51 passes (the portion used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness) is 0 μm <d ≦ 400.
It is preferably μm. Accordingly, it is preferable that the thickness t1 of each of the transparent materials 51a, 51b, and 51c excluding the lowermost transparent material 51d is 0 μm <t1 ≦ 400 μm.

【0094】このように第7の実施の形態による研磨体
を用いている第8の実施の形態による平坦化装置では、
研磨体に透明材料が積層されている窓が設けられている
のでドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面が傷つ
き光学的に不透明となっても、積層されている窓の最上
層の透明材料を剥離することにより、研磨終点の検出や
膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ
研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の
交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減さ
せることができるという効果がある。
As described above, in the flattening apparatus according to the eighth embodiment using the polishing body according to the seventh embodiment,
Since the window on which the transparent material is laminated is provided on the polishing body, even if the surface of the window on the object to be polished is damaged due to dressing and becomes optically opaque, the transparent material on the uppermost layer of the laminated window is removed. By peeling, it is possible to detect the polishing end point and measure the film thickness. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long period of time as compared with the related art, and the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, so that there is an effect that the cost for polishing can be reduced.

【0095】以上の第1から第8の実施の形態では、窓
が研磨体の開口部に直接設置されているが、窓は研磨体
に直接設置されていなくても良い。例えば、窓は研磨体
の開口部の少なくとも一部を塞ぐように直接もしくは治
具を介して定盤に設置されていても良い。
In the first to eighth embodiments described above, the window is directly provided at the opening of the polishing body, but the window does not need to be directly provided at the polishing body. For example, the window may be installed on the surface plate directly or via a jig so as to cover at least a part of the opening of the polishing body.

【0096】また、第1から第8の実施の形態では、研
磨体12に設けられている開口部13a、13b、13c、研磨体2
2に設けられている開口部、研磨体32に設けられている
開口部、研磨体42に設けられている開口部、および研磨
体52に設けられている開口部の穴の形状は、階段状にな
っているが、これらの開口部は、直線状の貫通穴でも良
い。
In the first to eighth embodiments, the openings 13a, 13b, 13c provided in the polishing body 12 and the polishing body 2
2, the opening provided in the polishing body 32, the opening provided in the polishing body 42, and the shape of the hole of the opening provided in the polishing body 52 have a step-like shape. However, these openings may be straight through holes.

【0097】また、第1から第8の実施の形態では、窓
11a、11b、11c、21、41、51には、ガラス、アクリル、
ポリウレタン、エポキシ、PET、塩化ビニル、ポリカ
ーボネート、ポリエステル、もしくはシリコーンゴム等
の透明材料が用いられる。これらの透明材料の研磨速
度、硬度等の研磨特性は、研磨体の研磨特性と同等であ
ることが好ましい。これにより、窓と研磨対象物である
シリコンウエハとが接触する場合でも、窓によりシリコ
ンウエハの研磨面に傷が付いたり、研磨が不均一になる
ことがないという効果がある。
In the first to eighth embodiments, the window
11a, 11b, 11c, 21, 41, 51 have glass, acrylic,
A transparent material such as polyurethane, epoxy, PET, vinyl chloride, polycarbonate, polyester, or silicone rubber is used. The polishing characteristics such as the polishing rate and hardness of these transparent materials are preferably equal to the polishing characteristics of the polishing body. Thereby, even when the window and the silicon wafer to be polished are in contact with each other, there is an effect that the polished surface of the silicon wafer is not damaged by the window and polishing is not uniform.

【0098】次に本発明の第9の実施の形態による平坦
化装置について説明する。第9の実施の形態による平坦
化装置は、第2の実施の形態による平坦化装置の変形例
であり、第2の実施の形態による平坦化装置と同じ部分
については説明を省略する。第9の実施の形態による平
坦化装置は、研磨終点の検出や膜厚測定に用いる定盤お
よび研磨体に形成された開口部をそれぞれ1つ有してい
て、定盤に形成された開口部および研磨体に形成された
開口部は重なっている。
Next, a flattening apparatus according to a ninth embodiment of the present invention will be described. The flattening device according to the ninth embodiment is a modification of the flattening device according to the second embodiment, and the description of the same parts as those of the flattening device according to the second embodiment will be omitted. The flattening apparatus according to the ninth embodiment has one opening formed in the surface plate and the polishing body used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness, respectively, and the opening formed in the surface plate. The openings formed in the polishing body overlap with each other.

【0099】図6は本発明の第9の実施の形態による平
坦化装置の定盤36の開口部66付近の断面図である。移動
装置61に窓63を支える窓支持台62を取り付けられ、窓支
持台62の上端に窓63を設置した可動窓が定盤36の開口部
66に配置されている。このように、窓63は窓支持台62お
よび移動装置61を介して定盤36に設置されている。移動
装置61としては電動ステージ、ピエゾステージ等が用い
られる。窓支持台62はパイプ状になっており、パイプの
中空部分が研磨終点の検出や膜厚測定等のための光路と
なっている。研磨剤の浸入を防ぐため、定盤36の開口部
66と窓支持台62との隙間は、グリス(不図示)および/
もしくはOリング64でシールされている。移動装置61に
より窓支持台62および窓63が図6中の上下方向に移動す
ることにより、窓63の研磨体対象物側の表面の位置が移
動させられる。
FIG. 6 is a sectional view showing the vicinity of the opening 66 of the platen 36 of the flattening apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. A window support 62 that supports the window 63 is attached to the moving device 61, and a movable window having the window 63 installed at the upper end of the window support 62 is an opening of the surface plate 36.
It is located at 66. Thus, the window 63 is installed on the surface plate 36 via the window support 62 and the moving device 61. As the moving device 61, an electric stage, a piezo stage, or the like is used. The window support 62 has a pipe shape, and the hollow portion of the pipe serves as an optical path for detecting the polishing end point, measuring the film thickness, and the like. Opening of platen 36 to prevent abrasive infiltration
The gap between the window support 62 and the window support 62 is formed by grease (not shown) and / or
Alternatively, it is sealed with an O-ring 64. By moving the window support 62 and the window 63 in the vertical direction in FIG. 6 by the moving device 61, the position of the surface of the window 63 on the polishing object side is moved.

【0100】定盤36の下に、研磨面の状態を観察する装
置39および窓63の表面と研磨対象物であるシリコンウエ
ハの研磨面との間隔を検知する装置68が配置されてい
る。窓63の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面と
の間隔は、研磨体69の表面に対する窓63の研磨対象物側
の表面の凹み量と同じである。研磨面の状態を観察する
装置39により研磨終点の検出や膜厚測定が行われる。間
隔を検知する装置68としてはオートフォーカスの原理を
利用したセンサ、干渉の原理を利用したセンサ、もしく
は光を照射し反射光を受光してその受光量が一定になる
ように制御するための信号を出力するセンサ等が使用さ
れる。間隔を検知する装置68の測定結果より制御装置で
あるコンピューターPC、ステージコントローラーCnot.
を介し電動ステージのモーターMを駆動し、窓63の研磨
対象物側の表面と研磨対象物であるシリコンウエハ(不
図示)の研磨面との間隔が制御される。そして、間隔を
検知する装置68からの信号による窓63の表面とシリコン
ウエハ(不図示)の研磨面との間隔の制御は、前記間隔
が常に一定になるようにコンピューターPCで設定されて
行われる。
Below the surface plate 36, a device 39 for observing the state of the polished surface and a device 68 for detecting the distance between the surface of the window 63 and the polished surface of the silicon wafer to be polished are arranged. The distance between the surface of the window 63 on the object to be polished and the polishing surface of the object to be polished is the same as the amount of depression of the surface of the window 63 on the object to be polished with respect to the surface of the polishing body 69. The polishing end point is detected and the film thickness is measured by the device 39 for observing the state of the polished surface. As the device 68 for detecting the interval, a sensor using the principle of autofocus, a sensor using the principle of interference, or a signal for irradiating light, receiving reflected light, and controlling the received light amount to be constant. Is used. The computer PC and the stage controller Cnot.
, A motor M of the electric stage is driven to control the distance between the surface of the window 63 on the polishing object side and the polishing surface of the silicon wafer (not shown) as the polishing object. The control of the distance between the surface of the window 63 and the polished surface of the silicon wafer (not shown) by a signal from the device 68 for detecting the distance is performed by setting the computer PC so that the distance is always constant. .

【0101】第2の実施の形態と同様に1枚のシリコン
ウエハを研磨し終える度に、ドレッシングが行われる。
ドレッシング中も窓63の表面の位置は、前述した研磨時
に制御されていた位置に固定されるように制御される。
ドレッシング後、次に研磨されるシリコンウエハが研磨
ヘッド32に取り付けられ、研磨が行われる。このように
研磨工程、ドレッシング工程が交互に繰り返される。
As in the second embodiment, each time one silicon wafer is polished, dressing is performed.
Even during the dressing, the position of the surface of the window 63 is controlled so as to be fixed at the position controlled during the above-described polishing.
After dressing, a silicon wafer to be polished next is attached to the polishing head 32, and polishing is performed. Thus, the polishing step and the dressing step are alternately repeated.

【0102】なお、窓63の研磨対象物側の表面と研磨対
象物であるシリコンウエハの研磨面との間隔を検知する
装置68を用いて窓63の位置の制御を行っているが、間隔
を検知する装置68の代わりに研磨体69の磨耗状態を検知
する装置を設置しても良い。その場合は、研磨体69の摩
耗量分だけ、窓63の研磨対象物側の表面を図6中の下方
向へ移動させるように移動装置61を制御すれば良い。研
磨体の磨耗状態を検知する装置としては触針式の変位
計、光学式の変位計等が用いられる。また、間隔を検知
する装置68および研磨体の磨耗状態を検知する装置の両
方を用いて、窓63の位置の制御を行っても良い。
The position of the window 63 is controlled by using a device 68 for detecting the distance between the surface of the window 63 on the side of the object to be polished and the polishing surface of the silicon wafer to be polished. Instead of the detecting device 68, a device for detecting the wear state of the abrasive body 69 may be provided. In that case, the moving device 61 may be controlled so that the surface of the window 63 on the side of the object to be polished is moved downward in FIG. As a device for detecting the wear state of the abrasive body, a stylus type displacement meter, an optical type displacement meter, or the like is used. Further, the position of the window 63 may be controlled using both the device 68 for detecting the interval and the device for detecting the wear state of the abrasive body.

【0103】このように第9の実施の形態による平坦化
装置では、移動装置により窓の研磨対象物側の表面の位
置が制御されていることにより、窓と研磨対象物である
シリコンウエハの研磨面との間に一定の間隔を有するよ
うに研磨体の表面に対して窓の研磨対象物側の表面が凹
んでいて、その状態がドレッシングの際にも保たれてい
るため、ドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面が
傷つくことがないので、研磨終点の検出や膜厚測定を常
に行うことができる。これにより、従来に比べて同じ研
磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交
換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させ
ることができるという効果がある。
As described above, in the flattening apparatus according to the ninth embodiment, since the position of the surface of the window on the side of the object to be polished is controlled by the moving apparatus, the polishing of the window and the silicon wafer as the object to be polished is performed. The surface of the window on the side of the object to be polished is concave with respect to the surface of the polishing body so as to have a certain distance between the surface and the surface, and the state is maintained even during dressing. Since the surface on the side of the object to be polished is not damaged, it is possible to always detect the polishing end point and measure the film thickness. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long period of time as compared with the related art, and the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, so that there is an effect that the cost for polishing can be reduced.

【0104】また、第9の実施の形態による平坦化装置
では、窓63の表面とシリコンウエハの研磨面との間隔の
制御は、前記間隔が常に一定になるようにコンピュータ
ーPCで設定されて行われるとしたが、この制御方法とは
異なり、コンピューターPCにより、研磨条件、研磨時
間、ドレッシング条件およびドレッシング時間から研磨
体の磨耗量を予測して、窓の表面とシリコンウエハの研
磨面との間隔を制御しても良い。
In the flattening apparatus according to the ninth embodiment, the distance between the surface of the window 63 and the polished surface of the silicon wafer is controlled by the computer PC so that the distance is always constant. However, unlike this control method, the computer PC estimates the amount of wear of the polished body from the polishing conditions, polishing time, dressing conditions and dressing time, and calculates the distance between the window surface and the polished surface of the silicon wafer. May be controlled.

【0105】以上の第1から第9の実施の形態では、1
枚のシリコンウエハの研磨が終了する度に研磨体のドレ
ッシングを行うとしているが、2枚以上の適当な枚数の
シリコンウエハの研磨が終了する度に研磨体のドレッシ
ングを行っても良い。
In the above first to ninth embodiments, 1
It is described that the polishing body is dressed every time the polishing of one silicon wafer is completed. However, the polishing body may be dressed each time polishing of two or more appropriate silicon wafers is completed.

【0106】次に本発明の第10の実施の形態による平
坦化装置について説明する。本発明の第10の実施の形
態による平坦化装置の構成は、第9の実施の形態による
平坦化装置と同じである。第10の実施の形態による平
坦化装置は、さらに定盤36に位置センサが設置されてい
て、その位置センサとしてはシリコンウエハが定盤の開
口部66の上にある時のみ(もしくはシリコンウエハが定
盤の開口部の上にない時のみ)に信号を出力するものを
用い、前記位置センサからの前記信号をコンピューター
PCに取り込む。そして、シリコンウエハが開口部66の上
に位置しているときの窓63の表面とシリコンウエハとの
間隔に対して、それ以外の位置にシリコンウエハがある
ときは研磨体69の表面に対する窓63の研磨対象物側の表
面の凹み量がより長くなるように窓63を移動させるよう
に定盤36の回転に同期した動的な制御を行う。
Next, a flattening apparatus according to a tenth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the flattening device according to the tenth embodiment of the present invention is the same as that of the flattening device according to the ninth embodiment. In the flattening apparatus according to the tenth embodiment, a position sensor is further provided on the surface plate 36, and the position sensor is used only when the silicon wafer is above the opening 66 of the surface plate (or when the silicon wafer is A signal that is output only when the signal is not above the opening of the platen)
Import to PC. The distance between the surface of the window 63 when the silicon wafer is located above the opening 66 and the silicon wafer and the window 63 with respect to the surface of the polishing body 69 when the silicon wafer is located at other positions. Dynamic control synchronized with the rotation of the surface plate 36 is performed so that the window 63 is moved so that the amount of depression on the surface on the side of the object to be polished becomes longer.

【0107】上述したように、研磨中に研磨終点もしく
は膜厚を測定する時のみ窓の凹み量が短く、それ以外の
時は凹み量が長くなるように制御されているので、研磨
体69のドレッシングを研磨と研磨との間に行う必要がな
く、研磨体の上に研磨ヘッドと一緒にドレッシング用の
ダイヤモンド砥石等を設置して、研磨と同時にドレッシ
ングを行うこと(in-situ(その場)ドレッシング)が
可能である。
As described above, the dent amount of the window is controlled to be short only when the polishing end point or the film thickness is measured during polishing, and the dent amount is long otherwise. It is not necessary to perform dressing between polishing and polishing. A dressing diamond grindstone etc. is installed together with the polishing head on the polishing body, and dressing is performed simultaneously with polishing (in-situ (in-situ)). Dressing) is possible.

【0108】このように第10の実施の形態による平坦
化装置では、移動装置により窓の研磨対象物側の表面の
位置が制御されていることにより、ドレッシング用のダ
イヤモンド砥石が研磨体の開口部の上を通過するとき
に、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹
み量が長くなっているため、研磨対象物の研磨を行いな
がらドレッシングを行っても、ドレッシングにより窓の
研磨対象物側の表面に傷つくことがなく、研磨終点の検
出や膜厚測定を常に行うことができる。これにより、従
来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨
体もしくは窓の交換頻度が少なくなり、さらにドレッシ
ングを行うための時間をとる必要がないので複数の研磨
対象物の研磨に要する全時間が短縮するため、研磨にか
かる費用を低減させることができるという効果がある。
As described above, in the flattening device according to the tenth embodiment, the position of the surface of the window on the side of the object to be polished is controlled by the moving device, so that the dressing diamond grindstone is formed in the opening of the polishing body. When passing over the surface of the polishing body, the amount of depression of the surface of the window on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body is long. It is possible to always detect the polishing end point and measure the film thickness without damaging the surface on the object side. As a result, the same polishing body can be used for polishing for a long time as compared with the conventional method, the frequency of replacement of the polishing body or the window is reduced, and it is not necessary to take time for dressing. Since the total time required for polishing is reduced, the cost required for polishing can be reduced.

【0109】以上の第9および第10の実施の形態にお
いて、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の
凹み量が400μmを越える場合は、凹み部分に溜まる研磨
剤の量が多くなる。そして、研磨剤が散乱体となり研磨
状態を測定する装置39から出射する光17を減衰させるの
で、研磨終点の検出の精度および膜厚測定の精度が低下
してしまう。このため、研磨状態を測定する装置39から
の光が通過する時の窓の凹み量dが0μm<d≦400μmとな
るように窓の位置が制御されることが好ましい。
In the ninth and tenth embodiments described above, when the amount of depression of the surface of the window on the side of the object to be polished with respect to the surface of the polishing body exceeds 400 μm, the amount of the abrasive that accumulates in the depression increases. . Then, since the abrasive becomes a scatterer and attenuates the light 17 emitted from the polishing state measuring device 39, the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of film thickness measurement are reduced. For this reason, it is preferable that the position of the window is controlled such that the amount of depression d of the window when light from the polishing state measuring device 39 passes is 0 μm <d ≦ 400 μm.

【0110】なお、第9、第10の実施の形態におい
て、窓63には、ガラス、アクリル、ポリウレタン、エポ
キシ、PET、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエ
ステル、もしくはシリコーンゴム等の透明材料が用いら
れる。
In the ninth and tenth embodiments, the window 63 is made of a transparent material such as glass, acrylic, polyurethane, epoxy, PET, vinyl chloride, polycarbonate, polyester, or silicone rubber.

【0111】また、第1から第10の実施の形態におい
て、窓の厚さが研磨体の厚さの10%未満になると、窓の
厚さが薄くなるため、窓が変形する恐れがある。窓が変
形を起こし光学的に歪むと、その歪みにより窓がレンズ
等としての機能を有するようになるため、研磨終点の検
出や膜厚の測定が不安定になるという問題がある。この
ため、窓のうちの最も薄い部分の窓の厚さが研磨体の厚
さの10%以上の長さとなるように、前記凹み量は、研磨
体の厚さの90%以下の長さであることが好ましい。これ
により、窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜
厚の測定の不安定さが生じなくなるという効果がある。
In the first to tenth embodiments, when the thickness of the window is less than 10% of the thickness of the polishing body, the thickness of the window is reduced, and the window may be deformed. When the window is deformed and optically distorted, the distortion causes the window to have a function as a lens or the like, so that there is a problem that the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness become unstable. For this reason, the amount of the depression is 90% or less of the thickness of the polishing body so that the thickness of the window at the thinnest portion of the window is 10% or more of the thickness of the polishing body. Preferably, there is. Thereby, there is an effect that instability of detection of the polishing end point and instability of measurement of the film thickness due to deformation of the window do not occur.

【0112】次に本発明の第11の実施の形態による平
坦化装置について説明する。第11の実施の形態による
平坦化装置は、第2の実施の形態による平坦化装置の変
形例であり、第2の実施の形態による平坦化装置と同じ
部分については説明を省略する。第11の実施の形態に
よる平坦化装置は、研磨終点の検出や膜厚測定に用いる
定盤および研磨体に形成された開口部をそれぞれ1つ有
していて、定盤に形成された開口部および研磨体に形成
された開口部は重なっている。
Next, a flattening apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. The flattening device according to the eleventh embodiment is a modification of the flattening device according to the second embodiment, and the description of the same parts as those of the flattening device according to the second embodiment will be omitted. The flattening apparatus according to the eleventh embodiment has one opening formed in the surface plate and the polishing body used for detection of the polishing end point and measurement of the film thickness, respectively, and the opening formed in the surface plate. The openings formed in the polishing body overlap with each other.

【0113】図7(a)は、本発明の第11の実施の形
態による平坦化装置の開口部付近の断面図であり、図7
(b)は研磨対象物が開口部の上に来たときの本発明の
第11の実施の形態による平坦化装置の開口部付近の様
子を示す断面図である。窓固定筒71の上端には透明ゴム
の窓72が、下端にはガラスの窓73が取り付けられてい
る。さらに、窓固定筒71には窓固定筒71内を加圧/減圧
するため空圧制御装置74が接続されている。透明ゴムの
窓72のサイズに合わせて開口部を設けた研磨体75が定盤
36に貼り付けられることにより設置されている。窓固定
筒71内の圧力が減圧(常圧)時の研磨体75の表面に対し
て透明ゴムの窓72の研磨対象物側の表面が凹むように、
窓固定筒71は定盤36の開口部77に設置されている。そし
て、空圧制御装置74により窓固定筒71内の圧力を加圧す
ると、窓固定筒71の上端に取り付けられている透明ゴム
の窓72が上方向に膨らむ。透明ゴムの窓72が上方向に膨
らむと研磨体75の表面からわずかに上に飛び出すように
なるが、シリコンウエハ33が開口部77の上にあるとき
は、図7(b)に示すように透明ゴムの窓72の研磨対象
物側の表面は、シリコンウエハ33の研磨面に密着する。
このように、空圧制御装置74および窓固定筒71は、窓固
定筒71内の圧力を調整することにより、透明ゴムの窓72
を膨らませて、透明ゴムの窓72の研磨対象物側の表面を
図7中の上下方向に移動させる移動装置として機能す
る。よって、透明ゴムの窓72は、移動装置としての機能
を有する窓固定筒71を介して定盤36に設置されている。
FIG. 7A is a sectional view showing the vicinity of an opening of a planarizing device according to an eleventh embodiment of the present invention.
(B) is a sectional view showing a state near the opening of the planarizing device according to the eleventh embodiment of the present invention when an object to be polished comes over the opening. A window 72 made of transparent rubber is attached to the upper end of the window fixing cylinder 71, and a window 73 made of glass is attached to the lower end. Further, an air pressure control device 74 is connected to the window fixing cylinder 71 to increase / decrease the pressure inside the window fixing cylinder 71. Polishing body 75 provided with openings according to the size of transparent rubber window 72
It is installed by being pasted on 36. The surface of the transparent rubber window 72 on the side of the object to be polished is depressed with respect to the surface of the polishing body 75 when the pressure in the window fixing cylinder 71 is reduced (normal pressure).
The window fixing cylinder 71 is installed in an opening 77 of the surface plate 36. When the pressure in the window fixing cylinder 71 is increased by the air pressure control device 74, the transparent rubber window 72 attached to the upper end of the window fixing cylinder 71 expands upward. When the transparent rubber window 72 expands upward, it slightly jumps out of the surface of the polishing body 75, but when the silicon wafer 33 is over the opening 77, as shown in FIG. The surface of the transparent rubber window 72 on the object to be polished is in close contact with the polished surface of the silicon wafer 33.
As described above, the pneumatic pressure control device 74 and the window fixing cylinder 71 adjust the pressure in the window fixing cylinder 71 so that the transparent rubber window 72 is
And functions as a moving device for moving the surface of the transparent rubber window 72 on the polishing object side in the vertical direction in FIG. Therefore, the transparent rubber window 72 is installed on the surface plate 36 via the window fixing cylinder 71 having a function as a moving device.

【0114】定盤36に位置センサが設置されていて、そ
の位置センサとしてはシリコンウエハが定盤の開口部77
の上にある時のみ(もしくはシリコンウエハが定盤の開
口部の上にない時のみ)に信号を出力するものを用い、
前記位置センサからの前記信号をコンピューターPCに取
り込む。そして、シリコンウエハが開口部77の上に位置
しているときは窓固定筒71内の圧力は加圧、それ以外の
位置にあるときは窓固定筒71内の圧力は減圧(常圧)と
なるように定盤36の回転に同期した動的な制御を行う。
このような制御により、シリコンウエハが開口部77の上
に位置しているとき、透明ゴムの窓72の研磨対象物側の
表面は、シリコンウエハ33の表面に接触し、それ以外の
位置にあるとき、透明ゴムの窓72の研磨対象物側の表面
は、研磨体75の表面に対して凹むようになる。
A position sensor is provided on the surface plate 36. As the position sensor, a silicon wafer is used as the opening 77 of the surface plate.
Using a device that outputs a signal only when it is above the surface (or only when the silicon wafer is not above the opening of the surface plate)
The signal from the position sensor is taken into a computer PC. When the silicon wafer is located above the opening 77, the pressure in the window fixing cylinder 71 is increased, and when the silicon wafer is at any other position, the pressure in the window fixing cylinder 71 is reduced (normal pressure). The dynamic control synchronized with the rotation of the surface plate 36 is performed as much as possible.
With such control, when the silicon wafer is located above the opening 77, the surface of the transparent rubber window 72 on the side of the object to be polished contacts the surface of the silicon wafer 33, and is located at other positions. At this time, the surface of the transparent rubber window 72 on the polishing object side is recessed with respect to the surface of the polishing body 75.

【0115】定盤36の下に、研磨面の状態を観察する装
置39が配置されていて、研磨終点の検出および膜厚測定
は、第9の実施の形態と同様に行われる。
A device 39 for observing the state of the polished surface is arranged below the surface plate 36, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness are performed in the same manner as in the ninth embodiment.

【0116】上記のように窓72の表面の位置を制御する
ことにより、研磨体75のドレッシングを研磨と研磨との
間に行う必要がなくin-situ(その場)ドレッシングが
可能である。
By controlling the position of the surface of the window 72 as described above, it is not necessary to perform dressing of the polishing body 75 between polishing and in-situ (in-situ) dressing is possible.

【0117】なお、透明ゴムの窓72の研磨対象物側の表
面は研磨終点の検出もしくは膜厚測定をする時にシリコ
ンウエハ33と接触するようになっているが、透明ゴムの
窓72の研磨対象物側の表面は、シリコンウエハ33と接触
しなくても良い。その場合、研磨体75の表面に対する透
明ゴムの窓72の研磨対象物側の表面の凹み量が400μmを
越える場合は、凹み部分に溜まる研磨剤の量が多くな
る。そして、研磨剤が散乱体となり研磨状態を測定する
装置39から出射する光17を減衰させるので、研磨終点の
検出の精度および膜厚測定の精度が低下してしまう。こ
のため、透明ゴムの窓72の研磨状態を測定する装置39か
らの光が通過する部分(研磨終点の検出や膜厚測定に用
いている部分)の凹み量dは0μm<d≦400μmであること
が好ましい。
The surface of the transparent rubber window 72 on the side of the object to be polished comes into contact with the silicon wafer 33 when the polishing end point is detected or the film thickness is measured. The surface on the object side may not be in contact with the silicon wafer 33. In this case, when the amount of depression of the surface of the transparent rubber window 72 on the polishing object side with respect to the surface of the polishing body 75 exceeds 400 μm, the amount of the abrasive that accumulates in the depression increases. Then, since the abrasive becomes a scatterer and attenuates the light 17 emitted from the polishing state measuring device 39, the accuracy of detection of the polishing end point and the accuracy of film thickness measurement are reduced. For this reason, the recess amount d of the portion through which light from the device 39 for measuring the polishing state of the transparent rubber window 72 (the portion used for detecting the polishing end point and measuring the film thickness) is 0 μm <d ≦ 400 μm. Is preferred.

【0118】このように第11の実施の形態による平坦
化装置では、窓固定筒71内の圧力が制御されて窓の研磨
対象物側の表面の位置が制御されていることにより、ド
レッシング用のダイヤモンド砥石が研磨体の開口部の上
を通過するときに、研磨体の表面に対する窓の研磨対象
物側の表面の凹み量が長くなっている。このため、研磨
対象物の研磨を行いながらドレッシングを行っても、ド
レッシングにより窓の研磨対象物側の表面に傷つくこと
がなく、研磨終点の検出や膜厚測定を常に行うことがで
きる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、
研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なく
なり、さらにドレッシングを行うための時間をとる必要
がないので多数の研磨対象物の研磨に要する全時間が短
縮するため、研磨にかかる費用を低減させることができ
るという効果がある。
As described above, in the flattening device according to the eleventh embodiment, the pressure in the window fixing cylinder 71 is controlled to control the position of the surface of the window on the side of the object to be polished. When the diamond whetstone passes over the opening of the polishing body, the amount of depression of the surface of the window on the polishing object side with respect to the surface of the polishing body increases. Therefore, even if the dressing is performed while the object to be polished is being polished, the surface of the window on the object to be polished is not damaged by the dressing, and the detection of the polishing end point and the measurement of the film thickness can always be performed. As a result, the same polishing body can be
It can be used for polishing, the frequency of replacement of the polishing body or window is reduced, and it is not necessary to take time for dressing, so the total time required for polishing a large number of objects to be polished is reduced, so that the cost of polishing is reduced. There is an effect that it can be reduced.

【0119】以上の第1から11の実施の形態におい
て、定盤36の下に設置されている研磨面の状態を観察す
る装置39としては反射分光特性(反射分光スペクトル)
から研磨終点の検出および膜厚測定をする装置を用いる
ことが好ましい。研磨面の状態を観察する装置39で計測
された反射分光スペクトルを、コンピューター(不図
示)においてシミュレーション等で得られた参照スペク
トルと比較し、膜厚の算出もしくは研磨終点の検出がさ
れる。なお、研磨面の状態を観察する装置39としては、
前述した反射分光特性(反射分光スペクトル)から研磨
終点の検出および膜厚測定をする装置の代わりに特定の
波長での反射率の変化から研磨終点の検出もしくは膜厚
測定をする装置、または研磨面をCCDカメラ等で撮影
して撮影した画像を画像処理することにより研磨終点の
検出もしくは膜厚測定をする装置等を用いても良い。
In the above-described first to eleventh embodiments, the device 39 for observing the state of the polished surface provided under the surface plate 36 is a reflection spectral characteristic (reflection spectral spectrum).
It is preferable to use an apparatus for detecting the polishing end point and measuring the film thickness. The reflection spectrum measured by the device 39 for observing the state of the polished surface is compared with a reference spectrum obtained by a simulation or the like in a computer (not shown) to calculate the film thickness or detect the polishing end point. In addition, as the device 39 for observing the state of the polished surface,
Instead of the device for detecting the polishing end point and measuring the film thickness from the above-mentioned reflection spectral characteristics (reflection spectral spectrum), the device for detecting the polishing end point or measuring the film thickness from a change in reflectance at a specific wavelength, or a polished surface A device that detects the polishing end point or measures the film thickness by subjecting the captured image to image processing using a CCD camera or the like and subjecting the captured image to image processing may be used.

【0120】また、第1から第11の実施の形態におい
て、窓11a、11b、11c、21、41、51、63、72、77の透過
率は22%以上であることが好ましい。これにより、窓を
通過する研磨状態を測定するための光の強度の減衰が少
なくなるので、研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が
低下しなくなるという効果がある。
In the first to eleventh embodiments, the transmittance of the windows 11a, 11b, 11c, 21, 41, 51, 63, 72, 77 is preferably 22% or more. Thereby, the attenuation of the intensity of light for measuring the polishing state passing through the window is reduced, so that the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness do not decrease.

【0121】また、第1から11の実施の形態におい
て、窓11a、11b、11c、21、41、51、63、72、77の前記
研磨対象物の反対側の面に反射防止膜が形成されている
ことが好ましい。これにより、窓を通過する研磨状態を
測定するための光が窓の研磨対象物の反対側の面での反
射する量が少なくなり、研磨状態を測定するための光の
強度の減衰が少なくなるので、研磨終点の検出精度や膜
厚の測定精度が低下しなくなるという効果がある。
In the first to eleventh embodiments, an antireflection film is formed on the surface of the window 11a, 11b, 11c, 21, 41, 51, 63, 72, 77 opposite to the object to be polished. Is preferred. Thereby, the amount of light for measuring the polishing state passing through the window is reflected by the opposite surface of the object to be polished of the window, and the attenuation of the light intensity for measuring the polishing state is reduced. Therefore, there is an effect that the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness do not decrease.

【0122】また、第1から11の実施の形態におい
て、研磨状態を測定する装置39から出射する光17の強
度、および研磨状態を測定する装置39から出射し、窓を
通過し、窓とシリコンウエハ33の間の研磨剤35を通過
し、シリコンウエハ33の研磨面で反射し、窓とシリコン
ウエハ33の間の研磨剤35を再び通過し、窓を再び通過
し、研磨状態を測定する装置39へ戻る光の強度の関係
は、研磨状態を測定する装置39から出射する光17の強度
に対する前記装置へ戻る光の強度の比が5%以上である
ことが好ましい。これにより、研磨状態を測定する装置
へ戻る光の強度が低下しないため、研磨状態を測定する
装置による研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下
しなくなるという効果がある。
In the first to eleventh embodiments, the intensity of the light 17 emitted from the device 39 for measuring the polishing condition and the intensity of the light 17 emitted from the device 39 for measuring the polishing condition are passed through the window, and the window and the silicon are measured. A device that passes through the abrasive 35 between the wafers 33, reflects off the polished surface of the silicon wafer 33, passes through the abrasive 35 again between the window and the silicon wafer 33, passes through the window again, and measures the polishing state. Regarding the relationship of the intensity of the light returning to 39, the ratio of the intensity of the light returning to the device to the intensity of the light 17 emitted from the device 39 for measuring the polishing state is preferably 5% or more. As a result, the intensity of the light returning to the apparatus for measuring the polishing state does not decrease, so that there is an effect that the detection accuracy of the polishing end point and the measurement accuracy of the film thickness by the apparatus for measuring the polishing state do not decrease.

【0123】また、第1から11の実施の形態におい
て、研磨体のドレッシングを行っているが、研磨体に無
発泡性の材質を用いたときは、ドレッシングが不要な場
合がある。そのような、ドレッシング不要な研磨体で
も、研磨対象物の研磨に伴い、研磨体表面が削れるの
で、ドレッシング不要な研磨体を第1から11の実施の
形態に用いた場合でも、窓もしくは研磨体を交換する頻
度が低減し、研磨に要する費用を低減させることができ
るという効果がある。
In the first to eleventh embodiments, the polishing body is dressed. However, when a non-foaming material is used for the polishing body, the dressing may not be necessary. Even with such a polishing body that does not require dressing, the surface of the polishing body is shaved with the polishing of the object to be polished. Therefore, even when the polishing body that does not require dressing is used in the first to eleventh embodiments, a window or a polishing body is required. There is an effect that the frequency of exchanging is reduced, and the cost required for polishing can be reduced.

【0124】図8は、半導体デバイス製造プロセスを示
すフローチャートである。半導体デバイス製造プロセス
をスタートして、まずステップS200で、次に挙げるステ
ップS201〜S204の中から適切な処理工程を選択する。選
択に従って、ステップS201〜S204のいずれかに進む。
FIG. 8 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. When the semiconductor device manufacturing process is started, first, in step S200, an appropriate processing step is selected from the following steps S201 to S204. According to the selection, the process proceeds to any of steps S201 to S204.

【0125】ステップS201はシリコンウエハの表面を酸
化させる酸化工程である。ステップS202はCVD等により
シリコンウエハ表面に絶縁膜を形成するCVD工程であ
る。ステップS203はシリコンウエハ上に電極を蒸着等の
工程で形成する電極形成工程である。ステップS204はシ
リコンウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程で
ある。
Step S201 is an oxidation step for oxidizing the surface of the silicon wafer. Step S202 is a CVD step of forming an insulating film on the surface of the silicon wafer by CVD or the like. Step S203 is an electrode forming step of forming electrodes on the silicon wafer by steps such as vapor deposition. Step S204 is an ion implantation step of implanting ions into the silicon wafer.

【0126】CVD工程もしくは電極形成工程の後で、ス
テップS205に進む。ステップS205はCMP工程である。CMP
工程では本発明に係る平坦化装置により、層間絶縁膜の
平坦化や、半導体デバイスの表面の金属膜の研磨による
ダマシン(damascene)の形成等が行われる。
After the CVD step or the electrode forming step, the process proceeds to step S205. Step S205 is a CMP process. CMP
In the process, the planarization device according to the present invention performs planarization of an interlayer insulating film, formation of a damascene by polishing a metal film on the surface of a semiconductor device, and the like.

【0127】CMP工程もしくは酸化工程の後でステップS
206に進む。ステップS206はフォトリソ工程である。フ
ォトリソ工程では、シリコンウエハへのレジストの塗
布、露光装置を用いた露光によるシリコンウエハへの回
路パターンの焼き付け、露光したシリコンウエハの現像
が行われる。さらに次のステップS207は現像したレジス
ト像以外の部分をエッチングにより削り、その後レジス
ト剥離が行われ、エッチングが済んで不要となったレジ
ストを取り除くエッチング工程である。
After the CMP step or the oxidation step, step S
Continue to 206. Step S206 is a photolithography process. In the photolithography process, a resist is applied to a silicon wafer, a circuit pattern is printed on the silicon wafer by exposure using an exposure apparatus, and the exposed silicon wafer is developed. Further, the next step S207 is an etching step in which portions other than the developed resist image are etched away, and then the resist is peeled off to remove unnecessary resist after etching.

【0128】次にステップS208で必要な全工程が完了し
たかを判断し、完了していなければステップS200に戻
り、先のステップを繰り返して、シリコンウエハ上に回
路パターンが形成される。ステップS208で全工程が完了
したと判断されればエンドとなる。
Next, it is determined in step S208 whether all necessary steps have been completed. If not, the process returns to step S200, and the previous steps are repeated to form a circuit pattern on the silicon wafer. If it is determined in step S208 that all steps have been completed, the process ends.

【0129】本発明に係る半導体デバイス製造方法で
は、CMP工程において本発明に係る平坦化装置を用いて
いるため、CMP工程での研磨終点の検出精度または膜厚
の測定精度が向上することにより、CMP工程での歩留ま
りが向上する。これにより、従来の半導体デバイス製造
方法に比べて低コストで半導体デバイスを製造すること
ができるという効果がある。
In the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, since the planarization apparatus according to the present invention is used in the CMP process, the accuracy of detecting the polishing end point or the accuracy of measuring the film thickness in the CMP process is improved. The yield in the CMP process is improved. As a result, there is an effect that a semiconductor device can be manufactured at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method.

【0130】なお、上記の半導体デバイス製造プロセス
以外の半導体デバイス製造プロセスのCMP工程に本発明
に係る平坦化装置を用いても良い。
Note that the planarization apparatus according to the present invention may be used in a CMP step of a semiconductor device manufacturing process other than the above-described semiconductor device manufacturing process.

【0131】本発明に係る半導体デバイスは、本発明に
係る半導体デバイス製造方法により製造される。これに
より、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コスト
で半導体デバイスを製造することができ、半導体デバイ
スの製造原価を低下させることができるという効果があ
る。
A semiconductor device according to the present invention is manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention. Thus, there is an effect that the semiconductor device can be manufactured at a lower cost than the conventional semiconductor device manufacturing method, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【0132】[0132]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0133】[実施例1]第1の実施の形態による研磨
体12(図1)として研磨体の下の層がRodel社のSUBA40
0、上の層がRodel社のIC1000からなる2層の研磨体(以
下、IC1000/SUBA400と称す)を用いた。
Example 1 As a polishing body 12 (FIG. 1) according to the first embodiment, the layer below the polishing body was a SUBA40 manufactured by Rodel.
0, a two-layer polished body (hereinafter referred to as IC1000 / SUBA400) having an upper layer made of Rodel IC1000 was used.

【0134】研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面
までの凹み量が、開口部13aでは0.15mm、開口部13bでは
0.3mm、開口部13cでは0.45mmとなるように、ポリウレタ
ンよりなる窓11a、11b、11cをそれぞれ配置した。
The amount of depression from the surface of the polishing body to the surface of the window on the side of the object to be polished is 0.15 mm in the opening 13a and in the opening 13b.
The windows 11a, 11b and 11c made of polyurethane were arranged so as to be 0.3 mm and 0.45 mm in the opening 13c.

【0135】この後、第2の実施の形態による平坦化装
置(図2)の定盤に上記研磨体を設置した。熱酸化膜が
1μm形成された6インチシリコンウエハの研磨を、以下
の条件で行い、開口部13aの窓11aを用いて研磨状態を測
定する装置39によりシリコンウエハの残留膜厚をin-sit
u計測した。
After that, the above-mentioned polishing body was set on the surface plate of the flattening apparatus according to the second embodiment (FIG. 2). Thermal oxide film
Polishing of a 6-inch silicon wafer formed at 1 μm is performed under the following conditions, and the residual film thickness of the silicon wafer is measured in-situ by a device 39 for measuring the polishing state using the window 11a of the opening 13a.
u measured.

【0136】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min.

【0137】この時の平均研磨速度は430nm/minであっ
た。研磨終了後、砥粒サイズ#100のダイヤモンド砥石で
1分間ドレッシングを行った。
The average polishing rate at this time was 430 nm / min. After polishing, use a # 100 diamond grindstone
Dressed for 1 minute.

【0138】毎回、熱酸化膜が1μm形成された新しい6
インチシリコンウエハを用いて上記の研磨工程およびド
レッシング工程を繰り返した。図9は研磨中のある瞬間
にin-situで計測したシリコンウエハ表面からの反射分
光スペクトルのグラフであり、図9のグラフの曲線のう
ち曲線(a)が得られた反射分光スペクトルである。図
9のグラフにおいて、横軸は波長であり、縦軸は研磨剤
の代わりにイオン交換水を介在させた状態で、アルミが
成膜されたシリコンウエハを研磨体の窓の部分の上に配
置した時の、研磨状態を測定する装置39へ戻る光の反射
分光スペクトルを基準反射分光スペクトルとし、その基
準反射分光スペクトルに対する計測した反射分光スペク
トルの強度比である。シミュレーションによる波形フィ
ッティングからシリコンウエハ上の熱酸化膜の残留膜厚
のin-situ計測が可能であった。しかし、120枚目のシリ
コンウエハの研磨後のドレッシングで窓に傷が生じ始
め、150枚目のシリコンウエハの研磨で取得分反射スペ
クトルが図9の曲線(b)のようになり、in-situ計測
にエラーが生じる確率が高くなった。
Each time, a new 6 μm thermal oxide film was formed.
The above polishing step and dressing step were repeated using an inch silicon wafer. FIG. 9 is a graph of a reflection spectrum from the silicon wafer surface measured in-situ at a certain moment during polishing, and a reflection spectrum obtained by obtaining a curve (a) out of the curves in the graph of FIG. 9. In the graph of FIG. 9, the horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is a silicon wafer on which aluminum is deposited and placed on the window of the polishing body with ion-exchanged water interposed instead of the abrasive. The reflection spectrum of the light returning to the polishing state measuring device 39 at this time is defined as a reference reflection spectrum, and the intensity ratio of the measured reflection spectrum to the reference reflection spectrum. In-situ measurement of the residual film thickness of the thermal oxide film on the silicon wafer was possible from the waveform fitting by simulation. However, the dressing after polishing of the 120th silicon wafer started to cause scratches in the window, and the reflection spectrum obtained by polishing of the 150th silicon wafer became as shown by the curve (b) in FIG. The probability of errors in measurement has increased.

【0139】そして、初期状態の凹み量が0.3mmであっ
た開口部13bの窓11bに切り換えin-situ計測を行ったと
ころ、それまでと同様にエラーなしでのin-situ計測が
可能であった。
Then, when the in-situ measurement was performed by switching to the window 11b of the opening 13b in which the dent amount in the initial state was 0.3 mm, the in-situ measurement without error was possible as before. Was.

【0140】さらに、260枚目のシリコンウエハの研磨
後のドレッシング処理を行ったところで開口部13bの窓1
1bに傷が生じ、280枚目のシリコンウエハの研磨で窓11b
の透過率の低下により測定が困難となった。
Further, the dressing process after the polishing of the 260th silicon wafer was performed.
1b is scratched, and the window 11b is polished by polishing the 280th silicon wafer.
The measurement became difficult due to a decrease in the transmittance of the sample.

【0141】再び、初期状態の凹み量0.45mmの開口部13
cの窓11cに切り換えin-situ計測を行ったところ、それ
までと同様にin-situ計測が可能であった。
Again, the opening 13 with the recess amount of 0.45 mm in the initial state
When switching to the window 11c of c and performing in-situ measurement, in-situ measurement was possible as before.

【0142】最終的に開口部13cの窓11cでは450枚目の
シリコンウエハの研磨工程およびドレッシング工程まで
in-situ計測が可能であった。
Finally, in the window 11c of the opening 13c, the polishing process and the dressing process of the 450th silicon wafer are performed.
In-situ measurement was possible.

【0143】[実施例2]本発明の第3の実施の形態に
よる研磨体としてRodel社の研磨体IC1000/SUBA400を用
い、その研磨体に開口部を1カ所設けた。
Example 2 A polishing body IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel was used as a polishing body according to the third embodiment of the present invention, and one opening was provided in the polishing body.

【0144】図3に示すポリウレタンよりなる窓21を設
置した。研磨体22の表面に対する窓21の研磨対象物側の
表面までの凹み量は、21a、21b、21cの各部分におい
て、それぞれ0.15mm、0.3mm、0.45mmとなるようにし
た。
A window 21 made of polyurethane shown in FIG. 3 was provided. The amount of depression between the surface of the polishing body 22 and the surface of the window 21 on the side of the object to be polished was set to 0.15 mm, 0.3 mm, and 0.45 mm in each of the portions 21a, 21b, and 21c.

【0145】この後、本発明の第4の実施の形態による
平坦化装置の定盤に上記研磨体22を設置した。熱酸化膜
が1μm形成された6インチシリコンウエハの研磨を、以
下の条件で行い、窓21の21aの部分を用いて研磨状態を
測定する装置39によりシリコンウエハ上の残留膜厚をin
-situ計測した。
After that, the polishing body 22 was set on the surface plate of the flattening apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Polishing of the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed was performed under the following conditions, and the remaining film thickness on the silicon wafer was measured by the apparatus 39 for measuring the polishing state using the portion 21a of the window 21.
-Measured in situ.

【0146】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min.

【0147】この時の平均研磨速度は430nm/minであっ
た。研磨終了後、砥粒サイズ#100のダイヤモンド砥石で
1分間ドレッシングを行った。
The average polishing rate at this time was 430 nm / min. After polishing, use a # 100 diamond grindstone
Dressed for 1 minute.

【0148】毎回、熱酸化膜が1μm形成された新しい6
インチシリコンウエハを用いて上記の研磨工程およびド
レッシング工程を繰り返したところ、120枚目のシリコ
ンウエハの研磨後のドレッシングで窓21の21aの部分に
傷が生じ始め、150枚目の研磨で窓21の21aの部分の透過
率の低下によりin-situ計測にエラーが生じる確率が高
くなった。
Each time, a new 6 μm thermal oxide film was formed.
When the above polishing step and dressing step were repeated using an inch silicon wafer, the dressing after polishing of the 120th silicon wafer began to damage the portion 21a of the window 21. The probability of an error occurring in in-situ measurement increased due to the decrease in the transmittance of the portion 21a.

【0149】そこで、初期状態の凹み量が0.3mmの21bの
部分に切り換えin-situ計測を行ったところ、それまで
と同様にエラーなしでのin-situ計測が可能であった。
Therefore, when the indentation amount was switched to the portion 21b where the dent amount was 0.3 mm in the initial state and in-situ measurement was performed, in-situ measurement without error was possible as before.

【0150】さらに、260枚目のシリコンウエハの研磨
後のドレッシング処理を行ったところで窓21の21bの部
分に傷が生じ始め、280枚目のシリコンウエハの研磨で
窓21の21bの部分の透過率の低下によりin-situ計測にエ
ラーが生じる確率が高くなった。
Further, when the dressing process was performed after the 260th silicon wafer was polished, scratches began to be formed on the portion 21b of the window 21. When the 280th silicon wafer was polished, the transmission through the portion 21b of the window 21 was started. The probability of errors in in-situ measurement increased due to the decrease in the rate.

【0151】再び、初期状態の凹み量が0.45mmであった
窓21の21cの部分に切り換えin-situ計測を行ったとこ
ろ、それまでと同様にエラーなしでのin-situ計測が可
能であった。
When the in-situ measurement was performed again by switching to the portion 21c of the window 21 in which the dent amount in the initial state was 0.45 mm, the in-situ measurement without error was possible as before. Was.

【0152】最終的に窓21の21cの部分では、450枚目の
シリコンウエハの研磨処理までin-situ計測が可能であ
った。
Finally, in the portion 21c of the window 21, in-situ measurement was possible up to the polishing of the 450th silicon wafer.

【0153】[実施例3]本発明の第5の実施の形態に
よる研磨体としてRodel社の研磨体IC1000/SUBA400を用
い、その研磨体に開口部を1カ所設けた。
Example 3 A polishing body IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel was used as a polishing body according to the fifth embodiment of the present invention, and one opening was provided in the polishing body.

【0154】図4に示すように斜めにポリウレタンより
なる窓41を配置した。研磨体42の表面から窓の研磨対象
物側の表面までの凹み量が、最小0.1mm(41aの部分)、
最大0.5mm(41dの部分)となるようにした。
As shown in FIG. 4, windows 41 made of polyurethane were arranged diagonally. The amount of dent from the surface of the polishing body 42 to the surface of the window on the side of the object to be polished is a minimum of 0.1 mm (portion 41a),
The maximum was 0.5 mm (41d part).

【0155】この後、本発明の第6の実施の形態による
平坦化装置の定盤に上記研磨体42を設置した。熱酸化膜
が1μm形成された6インチシリコンウエハの研磨を、以
下の条件で行い、窓41の41aの部分を用いて研磨状態を
観察する装置39によりシリコンウエハ上の残留膜厚をin
-situ計測した。
Thereafter, the polishing body 42 was set on the surface plate of the flattening apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. Polishing of the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed was performed under the following conditions, and the remaining film thickness on the silicon wafer was measured by the apparatus 39 for observing the polishing state using the portion 41a of the window 41.
-Measured in situ.

【0156】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min.

【0157】この時の平均研磨速度は430nm/minであっ
た。研磨終了後、砥粒サイズ#100のダイヤモンド砥石で
1分間ドレッシングを行った。
The average polishing rate at this time was 430 nm / min. After polishing, use a # 100 diamond grindstone
Dressed for 1 minute.

【0158】毎回、熱酸化膜が1μm形成された新しい6
インチシリコンウエハを用いて上記の研磨工程およびド
レッシング工程を繰り返したところ、50枚目のシリコン
ウエハの研磨後のドレッシングから窓41の41aの部分の
透過率の低下が生じ、70枚目のシリコンウエハの研磨で
透過率の低下によりin-situ計測にエラーが生じる確率
が高くなった。
Each time, a new 6 μm thermal oxide film was formed.
When the above polishing step and dressing step were repeated using an inch silicon wafer, the dressing after polishing of the 50th silicon wafer caused a decrease in the transmittance of the portion 41a of the window 41, and the 70th silicon wafer The probability that an error occurred in the in-situ measurement due to a decrease in transmittance during polishing was increased.

【0159】そして、研磨の初期と同等の透過率が得ら
れる41bの部分に切り換えてin-situ計測を行ったとこ
ろ、それまでと同様にin-situ計測が可能であった。
Then, when the in-situ measurement was performed by switching to the portion 41b at which the same transmittance as in the initial stage of polishing was obtained, in-situ measurement was possible as before.

【0160】さらに、110枚目のシリコンウエハの研磨
後のドレッシングを行ったところから透過率低下が生
じ、140枚目のシリコンウエハので透過率低下によりin-
situ計測にエラーが生じる確率が高くなった。
Further, the dressing after polishing of the 110th silicon wafer caused a decrease in transmittance, and the 140-th silicon wafer caused a decrease in transmittance due to the decrease in transmittance.
The probability of errors occurring in situ measurement has increased.

【0161】再び、初期と同等の透過率が得られる窓41
の41cの部分に切り換えin-situ計測を行ったところ、そ
れまでと同様にエラーなしでのin-situ計測が可能であ
った。
Again, the window 41 from which the same transmittance as the initial one is obtained
When the in-situ measurement was performed by switching to the portion 41c, the in-situ measurement was possible without error as before.

【0162】以上の操作を繰り返し、最終的に650枚目
のシリコンウエハの研磨処理までin-situ計測が可能で
あった。
By repeating the above operation, in-situ measurement was finally possible up to the polishing of the 650th silicon wafer.

【0163】[実施例4]本発明の第9の実施の形態に
よる平坦化装置(図6)において、ストローク10mmの電
動ステージ61に窓支持台62を取り付け、その上端に、ア
クリルの窓63を配置した。
[Embodiment 4] In a flattening apparatus (FIG. 6) according to a ninth embodiment of the present invention, a window support 62 is attached to an electric stage 61 having a stroke of 10 mm, and an acrylic window 63 is provided at the upper end thereof. Placed.

【0164】定盤36の下に、研磨状態を観察する装置39
および窓の研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨
面との間隔を検知する装置68を配置した。間隔を検知す
る装置68としてオートフォーカス機構を利用したセンサ
を用いた。
An apparatus 39 for observing a polishing state is provided below the surface plate 36.
A device 68 for detecting the distance between the surface of the window on the object to be polished and the surface of the object to be polished is provided. As the device 68 for detecting the interval, a sensor using an autofocus mechanism was used.

【0165】次いで、窓63のサイズに合わせ開口部を設
けた研磨体69(Rodel社のIC1000/SUBA400)を定盤36に
設置した。間隔を検知する装置68からの信号による窓63
の間隔の制御は、窓63の研磨対象物側の表面とシリコン
ウエハの研磨面との間隔が常に0.2mmに制御されるよう
に設定した。
Next, a polishing body 69 (IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel) provided with an opening corresponding to the size of the window 63 was set on the surface plate 36. Window 63 by signal from interval detecting device 68
Is set such that the distance between the surface of the window 63 on the side of the object to be polished and the polished surface of the silicon wafer is always controlled to 0.2 mm.

【0166】この後、熱酸化膜が1μm形成された6イン
チシリコンウエハを、以下の条件で1枚ずつ連続150枚
研磨し、研磨状態を測定する装置39によりシリコンウエ
ハの残留膜厚をin-situ計測した。
Thereafter, the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed to a thickness of 1 μm was continuously polished 150 sheets at a time under the following conditions, and the remaining film thickness of the silicon wafer was measured by the apparatus 39 for measuring the polishing state. Measured in situ.

【0167】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min.

【0168】研磨終了後、砥粒サイズ#100のダイヤモン
ド砥石で1分間ドレッシングを行った。
After the polishing, dressing was performed for 1 minute with a diamond grindstone having an abrasive size of # 100.

【0169】その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定
から、研磨とドレッシングにより研磨体は0.17mm磨耗し
たが、窓63には傷が発生しなかった。
As a result, the thickness of the polished body before and after the polishing was measured. As a result, the polished body was worn by 0.17 mm by polishing and dressing, but the window 63 was not damaged.

【0170】図10は研磨中のある瞬間にin-situで計
測したシリコンウエハ表面からの反射分光スペクトルの
グラフである。図10のグラフにおいて、横軸は波長で
あり、縦軸は研磨剤の代わりにイオン交換水を介在させ
た状態で、アルミが成膜されたシリコンウエハを研磨体
の窓の部分の上に配置した時の、研磨状態を測定する装
置39へ戻る光の反射分光スペクトルを基準反射分光スペ
クトルとし、その基準反射分光スペクトルに対する計測
した反射分光スペクトルの強度比である。150枚のシリ
コンウエハの研磨のすべてにおいて、研磨開始から同じ
時間が経過したある瞬間で図10の曲線(a)に示す様
な反射分光スペクトルが得られ、良好なin-situ計測が
行われた。
FIG. 10 is a graph of the reflection spectrum from the silicon wafer surface measured in-situ at a certain moment during polishing. In the graph of FIG. 10, the horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is a silicon wafer on which aluminum has been formed and placed on the window of the polishing body with ion-exchanged water interposed instead of the abrasive. The reflection spectrum of the light returning to the polishing state measuring device 39 at this time is defined as a reference reflection spectrum, and the intensity ratio of the measured reflection spectrum to the reference reflection spectrum. In all of the polishing of 150 silicon wafers, a reflection spectral spectrum as shown by the curve (a) in FIG. 10 was obtained at a certain moment after the same time elapsed from the start of polishing, and good in-situ measurement was performed. .

【0171】[実施例5]本発明の第10の実施の形態
による平坦化装置において、窓63がシリコンウエハの下
に位置しているときは窓の研磨対象物側の表面と前記研
磨対象物の研磨面との間隔が0.1mm、それ以外の位置に
あるときは窓の研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の
研磨面との間隔が0.5mmとなるように制御を行った。実
施例5の平坦化装置は実施例4の平坦化装置と同様の構
成をしている。
[Embodiment 5] In the planarizing apparatus according to the tenth embodiment of the present invention, when the window 63 is located below the silicon wafer, the surface of the window on the side of the object to be polished and the object to be polished are The control was performed such that the distance between the surface of the window and the polished surface was 0.5 mm, and the distance between the surface of the window on the polished object side and the polished surface of the polished object was 0.5 mm when it was at a position other than that. The flattening device of the fifth embodiment has the same configuration as the flattening device of the fourth embodiment.

【0172】この後、熱酸化膜が1μm形成された6イン
チシリコンウエハを、以下の条件で1枚ずつ連続150枚
研磨し、研磨状態を観察する装置39によりシリコンウエ
ハの残留膜厚をin-situ計測した。
Thereafter, the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed to a thickness of 1 μm was continuously polished 150 sheets at a time under the following conditions, and the residual film thickness of the silicon wafer was reduced by an apparatus 39 for observing the polishing state. Measured in situ.

【0173】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分、ドレッシング条件:砥粒サイズ#100のダイヤモン
ド砥石でシリコンウエハを1枚研磨する毎に1分間。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min, dressing conditions: 1 minute for each polishing of one silicon wafer with a diamond grindstone of abrasive grain size # 100.

【0174】その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定
から、研磨とドレッシングにより研磨体は0.15mm磨耗し
たが、窓63には傷が発生しなかった。また、150枚のシ
リコンウエハの研磨のすべてにおいて、研磨開始から同
じ時間が経過したある瞬間で図10の曲線(b)に示す
様な反射分光スペクトルが得られ、良好なin-situ計測
が行われた。
As a result, the thickness of the polished body before and after polishing was measured, and the polished body was worn by 0.15 mm by polishing and dressing, but no scratch was generated on the window 63. In addition, in all of the polishing of 150 silicon wafers, a reflection spectral spectrum as shown by the curve (b) in FIG. 10 was obtained at a certain moment when the same time elapsed from the start of polishing, and good in-situ measurement was performed. Was done.

【0175】[実施例6]本発明の第11の実施の形態
による平坦化装置において、窓固定筒71の上端には厚さ
0.2mmの透明ゴムの窓72を取り付け、下端にはガラスの
窓73を取り付けた。
[Embodiment 6] In the flattening apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention, the upper end of the window fixing cylinder 71 has a thickness
A 0.2 mm transparent rubber window 72 was attached, and a glass window 73 was attached to the lower end.

【0176】透明ゴムの窓72のサイズに合わせ開口部を
設けた研磨体75(Rodel社のIC1000/SUBA400)を定盤36
に貼り付け、次いで、減圧(常圧)時の透明ゴムの窓72
の研磨対象物側の表面から研磨体75の表面までの間隔が
0.6mmとなるように、窓固定筒71を定盤36の開口部77に
配置した。
A polishing body 75 (IC1000 / SUBA400 of Rodel) provided with an opening in accordance with the size of the transparent rubber window 72 is placed on a surface plate 36.
And then a transparent rubber window 72 at reduced pressure (normal pressure).
The distance from the surface of the object to be polished to the surface of the
The window fixing cylinder 71 was arranged in the opening 77 of the surface plate 36 so as to be 0.6 mm.

【0177】シリコンウエハ33が開口部77の上にあると
きは、窓固定筒72内の圧力を加圧し、透明ゴムの窓72の
研磨対象物側の表面はシリコンウエハ33の研磨面に密着
するように設定した。
When the silicon wafer 33 is above the opening 77, the pressure in the window fixing cylinder 72 is increased, and the surface of the transparent rubber window 72 on the object to be polished is in close contact with the polished surface of the silicon wafer 33. Was set as follows.

【0178】この後、熱酸化膜が1μm形成された6イン
チシリコンウエハを、以下の条件で1枚ずつ連続150枚
研磨し、研磨状態を測定する装置39によりシリコンウエ
ハの残留膜厚をin-situ計測した。
Thereafter, the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed to a thickness of 1 μm was continuously polished 150 sheets at a time under the following conditions, and the remaining film thickness of the silicon wafer was measured by an apparatus 39 for measuring the polishing state. Measured in situ.

【0179】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分、ドレッシング条件:砥粒サイズ#100のダイヤモン
ド砥石でシリコンウエハを1枚研磨する毎に1分間。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min, dressing conditions: 1 minute for each polishing of one silicon wafer with a diamond grindstone of abrasive grain size # 100.

【0180】その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定
から、研磨とドレッシングにより研磨体は0.16mm磨耗し
たが、窓72には傷が発生しなかった。また、150枚のシ
リコンウエハのすべての研磨において、研磨開始から同
じ時間が経過したある瞬間で図10の曲線(c)に示す
様な反射分光スペクトルが得られ、良好なin-situ計測
が行われた。
As a result, the thickness of the polished body before and after the polishing was measured. As a result, the polished body was worn by 0.16 mm by polishing and dressing, but the window 72 was not damaged. In addition, in all polishing of 150 silicon wafers, a reflection spectral spectrum as shown by a curve (c) in FIG. 10 was obtained at a certain moment when the same time had elapsed from the start of polishing, and good in-situ measurement was performed. Was done.

【0181】[比較例1]研磨体としてRodel社の研磨
体IC1000/SUBA400を用い、その研磨体に開口部を1カ所
設けた。研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面まで
の凹み量が10μm以下となるようにポリウレタンよりな
る窓を研磨体の開口部に設置した。
Comparative Example 1 A polishing body IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel was used as a polishing body, and one opening was provided in the polishing body. A window made of polyurethane was placed at the opening of the polishing body so that the amount of depression from the surface of the polishing body to the surface of the window on the side to be polished was 10 μm or less.

【0182】次いで、第2の実施の形態による平坦化装
置(図2)の定盤に上記研磨体を設置した。この後、熱
酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハの研磨
を、以下の条件で研磨し、シリコンウエハの残留膜厚を
in-situ計測した。
Next, the above-mentioned polishing body was set on the surface plate of the flattening apparatus according to the second embodiment (FIG. 2). Thereafter, polishing of the 6-inch silicon wafer on which the thermal oxide film was formed to 1 μm was polished under the following conditions to reduce the residual film thickness of the silicon wafer.
Measured in-situ.

【0183】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min.

【0184】この時の平均研磨速度は430nm/minであっ
た。
At this time, the average polishing rate was 430 nm / min.

【0185】研磨終了後、砥粒サイズ#100のダイヤモン
ド砥石で1分間ドレッシングを行ったところ、窓の研磨
対象物側の表面に傷が付き不透明となった。この時の窓
を透過する光の全透過光量は、ドレッシング前(窓の研
磨対象物側の表面に傷が付いていないとき)の全透過光
量に対して5%以下であった。
After the polishing was completed, dressing was performed for one minute with a diamond grindstone having an abrasive grain size of # 100. As a result, the surface of the window on the object to be polished was scratched and became opaque. At this time, the total transmitted light amount of the light transmitted through the window was 5% or less of the total transmitted light amount before dressing (when the surface of the window on the polishing object side was not damaged).

【0186】上記と同じ研磨条件で2枚目の研磨を行っ
たが、シリコンウエハ上の残留膜厚をin-situ計測は不
可能であった。
The second polishing was performed under the same polishing conditions as described above, but the in-situ measurement of the residual film thickness on the silicon wafer was impossible.

【0187】[比較例2]研磨体としてRodel社の研磨
体IC1000/SUBA400を用い、その研磨体に開口部を1カ所
設けた。研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面まで
の凹み量が0.1mmとなるようにアクリルよりなる窓を研
磨体の開口部に設置した。
[Comparative Example 2] A polishing body IC1000 / SUBA400 manufactured by Rodel was used as a polishing body, and one opening was provided in the polishing body. A window made of acrylic was placed at the opening of the polishing body such that the recess from the surface of the polishing body to the surface of the window on the side of the object to be polished was 0.1 mm.

【0188】次いで、第2の実施の形態による平坦化装
置(図2)の定盤に上記研磨体を取り付けた。
Next, the above-mentioned polishing body was attached to the surface plate of the flattening apparatus according to the second embodiment (FIG. 2).

【0189】この後、熱酸化膜が1μm形成された6イン
チシリコンウエハを、以下の条件で連続150枚研磨し、
シリコンウエハの残留膜厚をin-situ計測した。
Thereafter, 150 6-inch silicon wafers on which a thermal oxide film was formed were continuously polished under the following conditions.
The residual film thickness of the silicon wafer was measured in-situ.

【0190】研磨ヘッド回転数:50rpm、定盤回転数:5
0rpm、研磨ヘッドへの荷重:2.4×104Pa、研磨ヘッド
の揺動:なし、研磨時間:90秒、使用研磨剤:Cabot社
製SS25をイオン交換水で2倍に希釈、研磨剤流量:200ml
/分、ドレッシング条件:砥粒サイズ#100のダイヤモン
ド砥石でシリコンウエハを1枚研磨する毎に1分間。
Polishing head rotation speed: 50 rpm, surface plate rotation speed: 5
0 rpm, load on the polishing head: 2.4 × 10 4 Pa, swing of the polishing head: none, polishing time: 90 seconds, polishing agent: SS25 manufactured by Cabot, diluted twice with ion-exchange water, polishing agent flow rate: 200ml
/ Min, dressing conditions: 1 minute for each polishing of one silicon wafer with a diamond grindstone of abrasive grain size # 100.

【0191】その結果、研磨枚数17枚で窓に傷が発生し
た。更に研磨を続けたところ、53枚目でシリコンウエハ
からの反射光量が減衰し、in-situ計測が困難となっ
た。窓を確認したところ、ドレッシングによる傷で曇ガ
ラスの様になっていた。研磨前後の研磨体の厚さの測定
から、研磨とドレッシングにより研磨体は0.05m磨耗し
ていた。
As a result, when the number of polished sheets was 17, the window was damaged. When the polishing was further continued, the amount of reflected light from the silicon wafer was attenuated at the 53rd wafer, and in-situ measurement became difficult. When I checked the window, it looked like a cloudy glass due to a dressing scratch. From the measurement of the thickness of the polished body before and after polishing, the polished body was worn by 0.05 m due to polishing and dressing.

【0192】[0192]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る研磨体
および平坦化装置によれば、研磨体の表面に対して窓の
研磨対象物側の表面が凹んでいて、該凹み量が段階的も
しくは連続的に変化している。そして、窓を介して研磨
対象物の研磨面を光学的に観察することにより研磨状態
を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する
際に、表面に傷が付いていない窓もしくは窓のうちの傷
が付いていない部分を用い、ドレッシングもしくは研磨
によりその窓もしくは窓のその部分に傷が付いたとき
に、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状
態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていな
い窓もしくは窓の部分に切り替える。これにより、研磨
状態のin-situ計測を行うことができ、研磨体もしくは
窓の交換頻度を低減させることができるので、研磨に要
する費用を低減させることができるという効果を有す
る。
As described above, according to the polishing body and the flattening apparatus of the present invention, the surface of the window on the side of the object to be polished is recessed with respect to the surface of the polishing body, and the amount of the recess is stepwise. Or it is changing continuously. Then, when observing the polished state of the object to be polished by a device for measuring the polished state by optically observing the polished surface of the object to be polished through the window, when the polished state of the object to be polished is not damaged, When the window or that portion of the window is damaged by dressing or polishing using an unflawed part, observation of the polishing state of the object to be polished by an apparatus for measuring the polishing state in the initial state. Switch to a window or window part with different dents and no scratches. Thus, in-situ measurement of the polished state can be performed, and the frequency of replacement of the polished body or window can be reduced, so that there is an effect that the cost required for polishing can be reduced.

【0193】また、本発明に係る平坦化装置によれば、
窓の研磨対象物側の表面の位置を移動させる移動装置を
有している。そして、窓を介して研磨対象物の研磨面を
光学的に観察することにより研磨状態を測定する装置に
より研磨対象物の研磨状態を観察する際に、窓の研磨対
象物側の表面と研磨対象物の研磨面との間隔を、研磨体
表面の摩耗に追随して常に一定の値に保つことにより、
また、定盤の回転と同期し、動的に窓の表面と研磨体の
表面との間隔を制御する。これにより、ドレッシングも
しくは研磨により窓の研磨対象物側の表面に傷が付か
ず、研磨状態のin-situ計測を行うことができので、研
磨体もしくは窓の交換頻度を低減させることができるの
で、研磨に要する費用を低減させることができるという
効果を有する。
Further, according to the flattening device of the present invention,
There is a moving device for moving the position of the surface of the window on the side of the object to be polished. Then, when observing the polished state of the object to be polished by an apparatus for measuring the polished state by optically observing the polished surface of the object to be polished through the window, the surface of the window on the object to be polished and the object to be polished are observed. By keeping the distance between the polished surface of the object and the wear of the polished body surface at a constant value,
In addition, the distance between the surface of the window and the surface of the polishing body is dynamically controlled in synchronization with the rotation of the surface plate. Thereby, the surface of the window on the object to be polished is not damaged by dressing or polishing, and in-situ measurement of the polished state can be performed, so that the frequency of replacement of the polished body or the window can be reduced. This has the effect that the cost required for polishing can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による研磨体を示す
図である。図1(a)は上面図であり、図1(b)は図
1(a)のA−O部分の断面図であり、図1(c)は図
1(a)のB−O部分の断面図であり、図1(c)は図
1(a)のC−O部分の断面図である。
FIG. 1 is a view showing a polishing body according to a first embodiment of the present invention. 1 (a) is a top view, FIG. 1 (b) is a cross-sectional view of the A-O portion of FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) is a cross-sectional view of the B-O portion of FIG. 1 (a). FIG. 1C is a cross-sectional view of a portion C-O in FIG. 1A.

【図2】本発明の第2の実施の形態による平坦化装置の
概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a flattening device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態による研磨体を示す
図である。図3(a)は上面図であり、図3(b)は図
3(a)のD−E部分の断面図である。
FIG. 3 is a view showing a polishing body according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line D-E in FIG. 3A.

【図4】本発明の第5の実施の形態による研磨体を示す
図である。図4(a)は上面図であり、図4(b)は図
4(a)のF−G部分の断面図である。
FIG. 4 is a view showing a polishing body according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line FG of FIG. 4A.

【図5】本発明の第7の実施の形態による研磨体を示す
図である。図5(a)は上面図であり、図5(b)は図
5(a)のH−I部分の断面図である。
FIG. 5 is a view showing a polishing body according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the HI portion in FIG. 5A.

【図6】本発明の第9の実施の形態による平坦化装置の
定盤36の開口部66付近の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing the vicinity of an opening 66 of a surface plate 36 of a flattening apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図7】図7(a)は本発明の第11の実施の形態によ
る平坦化装置の定盤36の開口部77付近の断面図である。
図7(b)は研磨対象物が開口部の上に来たときの様子
を示す図である。
FIG. 7 (a) is a cross-sectional view of the vicinity of an opening 77 of a surface plate 36 of a flattening device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 7B is a diagram showing a state when the object to be polished comes over the opening.

【図8】半導体デバイス製造プロセスを示すフローチャ
ートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.

【図9】研磨中のある瞬間にin-situ計測により求めた
反射分光スペクトルである。曲線(a)は実施例1でin-
situ計測可能なときの反射分光スペクトルであり、曲線
(b)実施例1で計測困難な時の反射分光スペクトルで
ある。
FIG. 9 is a reflection spectrum obtained by in-situ measurement at a certain moment during polishing. Curve (a) is in-
Curve (b) is a reflection spectrum when measurement is difficult in Example 1 when situ measurement is possible.

【図10】研磨中のある瞬間にin-situ計測により求め
た反射分光スペクトルである。曲線(a)は実施例4、
曲線(b)は実施例5、曲線(c)は実施例6における
反射分光スペクトルである。
FIG. 10 is a reflection spectrum obtained by in-situ measurement at a certain moment during polishing. Curve (a) is Example 4,
The curve (b) is the reflection spectrum in Example 5, and the curve (c) is the reflection spectrum in Example 6.

【図11】半導体製造プロセスにおける平坦化技術の概
念図であり、半導体デバイスの断面図である。図11
(a)は半導体デバイスの表面の層間絶縁膜を平坦化す
る例である。図11(b)は半導体デバイスの表面の金
属膜を研磨し、いわゆるダマシン(damascene)を形成
する例である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a planarization technique in a semiconductor manufacturing process, and is a cross-sectional view of a semiconductor device. FIG.
(A) is an example in which an interlayer insulating film on the surface of a semiconductor device is flattened. FIG. 11B shows an example in which a metal film on the surface of a semiconductor device is polished to form a so-called damascene.

【図12】CMPに用いる従来の平坦化装置の概略構成図
である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional flattening apparatus used for CMP.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a、11b、11c、21、41、51、63 窓 13a、13b、13c、38、66、77 開口部 12、22、42、52、69、75、137 研磨体 31、131 研磨部材 32、132 研磨ヘッド 33、133 研磨対象物(シリコンウエハ) 34、134 研磨剤供給部 35、135 研磨剤(スラリー) 36、136 定盤 39、139 研磨状態を観察する装置 61 移動装置 62 窓支持台 64 Oリング 68 間隔を検知する装置 71 窓固定筒 72 透明ゴムの窓 73 ガラスの窓 74 空圧制御装置 121 シリコンウエハ 122 層間絶縁膜 123 金属膜 124 半導体デバイス 11a, 11b, 11c, 21, 41, 51, 63 Windows 13a, 13b, 13c, 38, 66, 77 Openings 12, 22, 42, 52, 69, 75, 137 Abrasive bodies 31, 131 Abrasive members 32, 132 Polishing head 33, 133 Object to be polished (silicon wafer) 34, 134 Abrasive supply unit 35, 135 Abrasive (slurry) 36, 136 Surface plate 39, 139 Device for observing the polishing state 61 Moving device 62 Window support 64 O Ring 68 Device for detecting the interval 71 Window fixing cylinder 72 Transparent rubber window 73 Glass window 74 Pneumatic control device 121 Silicon wafer 122 Interlayer insulating film 123 Metal film 124 Semiconductor device

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】定盤上に設置されている研磨体と研磨対象
物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と前
記研磨対象物との間に荷重を加え、且つ、相対移動させ
ることにより、前記研磨対象物を研磨する平坦化装置に
用いる研磨体において、 1以上の開口部と、 該開口部に設置されている窓とを有し、 前記研磨体の表面に対して前記窓の前記研磨対象物側の
表面が凹んでいて、該凹み量が段階的もしくは連続的に
変化していることを特徴とする研磨体。
1. A load is applied between the polishing body and the object to be polished in a state where an abrasive is interposed between the object to be polished and the object to be polished installed on a surface plate, and The polishing body used for a planarization device for polishing the object to be polished by relative movement has one or more openings, and a window provided in the opening, and has a surface with respect to the surface of the polishing body. The surface of the window on the side of the object to be polished is concave, and the amount of the concave changes stepwise or continuously.
【請求項2】前記凹み量が前記開口部毎に異なることに
より前記凹み量が段階的に変化していることを特徴とす
る請求項1に記載の研磨体。
2. The polishing body according to claim 1, wherein the amount of dent changes stepwise by varying the amount of dent for each of the openings.
【請求項3】前記凹み量が同一の開口部内の2以上の部
分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化してい
ることを特徴とする請求項1に記載の研磨体。
3. The polishing body according to claim 1, wherein the amount of the depression changes stepwise by changing the amount of the depression at two or more portions in the same opening.
【請求項4】前記窓が平行平板状の透明板であり、 前記窓は前記研磨体の表面に対して斜めに設置されてい
ることにより前記凹み量が連続的に変化していることを
特徴とする請求項1に記載の研磨体。
4. The method according to claim 1, wherein the window is a transparent plate having a parallel plate shape, and the amount of the recess is continuously changed by the window being installed obliquely with respect to the surface of the polishing body. The polishing body according to claim 1, wherein
【請求項5】前記窓が2枚以上の透明材料を積層してな
る平行平板状の透明板であり、 前記透明材料の間が剥離可能な程度の接着力で積層され
ていて、 前記透明材料を1枚ずつ剥離することにより前記凹み量
が段階的に変化することを特徴とする請求項1に記載の
研磨体。
5. The transparent material according to claim 5, wherein the window is a parallel plate-shaped transparent plate formed by laminating two or more transparent materials, and the transparent material is laminated with an adhesive force enough to be peelable. The polishing body according to claim 1, wherein the amount of the dent changes stepwise by peeling off one by one.
【請求項6】前記凹み量のうちの最小の凹み量dminは、
0μm<dmin≦400μmであることを特徴とする請求項1か
ら5のいずれかに記載の研磨体。
6. The minimum dent amount dmin of the dent amounts is:
6. The polishing body according to claim 1, wherein 0 μm <dmin ≦ 400 μm.
【請求項7】前記凹み量のうちの最大の凹み量dmaxは、
0μm<dmax≦研磨体の厚さの90%の長さ、であり、且
つ、前記窓のうちの最小の厚さtminは、tmin≧研磨体の
厚さの10%の長さ、であることを特徴とする請求項1か
ら5のいずれかに記載の研磨体。
7. A maximum dent amount dmax of the dent amounts is:
0 μm <dmax ≦ 90% of the thickness of the polishing body, and the minimum thickness tmin of the window is tmin ≧ 10% of the thickness of the polishing body. The polishing body according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
【請求項8】前記窓のうちの少なくとも一部分の透過率
は、22%以上であることを特徴とする請求項1から7の
いずれかに記載の研磨体。
8. The polishing body according to claim 1, wherein a transmittance of at least a part of the window is 22% or more.
【請求項9】前記窓の前記研磨対象物の反対側の面に反
射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項1か
ら8のいずれかに記載の研磨体。
9. The polishing body according to claim 1, wherein an anti-reflection film is formed on a surface of said window opposite to said object to be polished.
【請求項10】定盤上に設置されている研磨体と研磨対
象物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と
前記研磨対象物との間に荷重を加え、且つ、相対移動さ
せることにより、前記研磨対象物を研磨する平坦化装置
において、 前記定盤に形成された1以上の開口部と、 前記研磨体に形成された1以上の開口部と、 前記研磨体に設置されている、もしくは前記研磨体に形
成された該開口部の少なくとも一部分を塞ぐように前記
定盤に設置されている窓と、 該窓を介して前記研磨対象物の研磨面を光学的に観察し
て研磨状態を測定する装置とを有し、 前記研磨体に形成された前記開口部と前記定盤に形成さ
れた前記開口部とは、重なっていて、 前記研磨体の表面に対して前記窓の前記研磨対象物側の
表面が凹んでいて、該凹み量が段階的もしくは連続的に
変化していることを特徴とする平坦化装置。
10. A load is applied between the polishing body and the object to be polished in a state in which an abrasive is interposed between the object to be polished and the object to be polished provided on a surface plate, and In the flattening device for polishing the object to be polished by relative movement, one or more openings formed in the surface plate, one or more openings formed in the polishing body, and A window installed on the platen so as to cover at least a part of the opening formed in the polishing body, and a polishing surface of the object to be polished optically through the window. An apparatus for observing and measuring a polishing state, wherein the opening formed in the polishing body and the opening formed in the surface plate are overlapped with each other with respect to a surface of the polishing body. The surface of the window on the side of the object to be polished is concave, and the amount of the concave Flattening device, characterized in that manner or continuously changed.
【請求項11】前記凹み量が前記研磨体に形成された前
記開口部毎に異なることにより前記凹み量が段階的に変
化していることを特徴とする請求項10に記載の平坦化
装置。
11. The flattening apparatus according to claim 10, wherein the amount of the dent changes stepwise by changing the amount of the dent for each of the openings formed in the polishing body.
【請求項12】前記凹み量が同一の開口部内の2以上の
部分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化して
いることを特徴とする請求項10に記載の平坦化装置。
12. The flattening apparatus according to claim 10, wherein the amount of the dent changes stepwise by changing the amount of the dent at two or more portions in the same opening.
【請求項13】前記窓が平行平板状の透明板であり、 前記窓は前記研磨体の表面に対して斜めに設置されてい
ることにより前記凹み量が連続的に変化していることを
特徴とする請求項10に記載の平坦化装置。
13. The method according to claim 13, wherein the window is a parallel plate-shaped transparent plate, and the amount of the depression is continuously changed by the window being installed obliquely with respect to the surface of the polishing body. The flattening device according to claim 10, wherein
【請求項14】前記窓が2枚以上の透明材料を積層して
なる平行平板状の透明板であり、 前記透明材料の間が剥離可能な程度の接着力で積層され
ていて、 前記透明材料を1枚ずつ剥離することにより前記凹み量
が段階的に変化することを特徴とする請求項10に記載
の平坦化装置。
14. The window is a parallel plate-shaped transparent plate formed by laminating two or more transparent materials, wherein the transparent material is laminated with an adhesive force enough to be peelable. 11. The flattening apparatus according to claim 10, wherein the amount of the dent changes stepwise by peeling off one by one.
【請求項15】前記窓のうちの前記研磨状態を測定する
装置からの光が通過する部分の前記凹み量dは、0μm<d
≦400μmであることを特徴とする請求項10から14の
いずれかに記載の平坦化装置。
15. The dent amount d of a portion of the window through which light from the apparatus for measuring the polishing state passes is 0 μm <d.
The flattening device according to any one of claims 10 to 14, wherein ≤ 400 µm.
【請求項16】前記凹み量のうちの最大の凹み量dmax
は、0μm<dmax≦前記研磨体の厚さの90%の長さ、であ
り、且つ、前記窓の厚さのうちの最小の厚さtminは、tm
in≧前記研磨体の厚さの10%の長さ、であることを特徴
とする請求項10から14のいずれかに記載の平坦化装
置。
16. A maximum dent amount dmax among the dent amounts.
Is 0 μm <dmax ≦ 90% of the thickness of the polishing body, and the minimum thickness tmin of the window thickness is tm
15. The flattening apparatus according to claim 10, wherein in ≧ 10% of the thickness of the polishing body.
【請求項17】前記窓が、前記研磨体の研磨特性と同等
の研磨特性を有する樹脂であることを特徴とする請求項
10から16のいずれかに記載の平坦化装置。
17. A flattening apparatus according to claim 10, wherein said window is made of a resin having a polishing characteristic equivalent to that of said polishing body.
【請求項18】定盤上に設置されている研磨体と研磨対
象物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と
前記研磨対象物との間に荷重を加え、且つ、相対移動さ
せることにより、前記研磨対象物を研磨する平坦化装置
において、 前記定盤に形成された1以上の開口部と、 前記研磨体に形成された1以上の開口部と、 前記研磨体に形成された該開口部の少なくとも一部分を
塞ぐように設置されている窓と、 該窓を介して前記研磨対象物の研磨面を光学的に観察し
て研磨状態を測定する装置と、 前記窓の前記研磨対象物側の表面の位置を移動させる移
動装置とを有し、 前記研磨体に形成された前記開口部と前記定盤に形成さ
れた前記開口部とは、重なっていて、 前記窓は前記移動装置を介して前記定盤に設置されてい
ることを特徴とする平坦化装置。
18. A load is applied between the polishing body and the object to be polished in a state where an abrasive is interposed between the object to be polished and the object to be polished provided on the surface plate, and In the flattening device for polishing the object to be polished by relative movement, one or more openings formed in the surface plate, one or more openings formed in the polishing body, and A window installed so as to cover at least a part of the formed opening; a device for optically observing a polishing surface of the object to be polished through the window to measure a polishing state; and A moving device for moving the position of the surface on the side of the object to be polished, wherein the opening formed in the polishing body and the opening formed in the surface plate are overlapped, and the window is It is installed on the surface plate via the moving device. Flattening device.
【請求項19】前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記
研磨対象物の研磨面との間隔を検知する装置、前記研磨
体の磨耗状態を検知する装置、もしくは前記両方を検知
する装置をさらに有することを特徴とする請求項18に
記載の平坦化装置。
19. An apparatus for detecting an interval between a surface of the window on the side of the object to be polished and the surface of the object to be polished, an apparatus for detecting a state of wear of the polished body, or an apparatus for detecting both of them. 19. The flattening device according to claim 18, further comprising:
【請求項20】前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記
研磨対象物の研磨面との間隔を制御する制御装置をさら
に有することを特徴とする請求項19に記載の平坦化装
置。
20. The flattening apparatus according to claim 19, further comprising a control device for controlling an interval between a surface of the window on the side of the object to be polished and a polishing surface of the object to be polished.
【請求項21】前記制御装置は、研磨条件、研磨時間、
ドレッシング条件およびドレッシング時間から前記研磨
体の磨耗量を予測して、前記窓の前記研磨対象物側の表
面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御することを
特徴とする請求項20に記載の平坦化装置。
21. The control device according to claim 19, wherein the polishing condition, the polishing time,
21. The method according to claim 20, wherein a wear amount of the polishing body is predicted from dressing conditions and a dressing time, and an interval between a surface of the window on the polishing object side and a polishing surface of the polishing object is controlled. The flattening device according to any one of the preceding claims.
【請求項22】前記制御装置は、前記窓の前記研磨対象
物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が一定に
なるように前記移動装置を制御することを特徴とする請
求項20に記載の平坦化装置。
22. The moving device according to claim 21, wherein the control device controls the moving device so that a distance between a surface of the window on the side of the object to be polished and a polishing surface of the object to be polished is constant. 21. The flattening device according to 20.
【請求項23】前記制御装置は、前記窓の前記研磨対象
物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を前記定
盤の回転に同期して制御することを特徴とする請求項2
0に記載の平坦化装置。
23. The apparatus according to claim 23, wherein the control device controls an interval between a surface of the window on the polishing object side and a polishing surface of the polishing object in synchronization with rotation of the platen. 2
0. The flattening apparatus according to 0.
【請求項24】前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記
研磨対象物の研磨面との間隔dは、0μm≦d≦400μmであ
ることを特徴とする請求項18から23のいずれかに記
載の平坦化装置。
24. The apparatus according to claim 18, wherein a distance d between the surface of the window on the side of the object to be polished and the surface of the object to be polished is 0 μm ≦ d ≦ 400 μm. The flattening device according to any one of the preceding claims.
【請求項25】前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記
研磨対象物の研磨面との間隔dは、0μm≦d≦前記研磨体
の厚さの90%の長さ、であり、且つ、前記窓の厚さt
は、t≧前記研磨体の厚さの10%の長さ、であることを
特徴とする請求項18から23のいずれかに記載の平坦
化装置。
25. A distance d between the surface of the window on the side of the object to be polished and the polishing surface of the object to be polished is 0 μm ≦ d ≦ 90% of the thickness of the polished body, and The thickness of the window t
24. The flattening apparatus according to claim 18, wherein t ≧ t is 10% of the thickness of the polishing body.
【請求項26】前記研磨状態を測定する装置から出射す
る光は、前記窓を通過し、前記窓と前記研磨対象物との
間の前記研磨剤を通過し、前記研磨対象物の研磨面で反
射し、前記窓と前記研磨対象物との間の前記研磨剤を再
び通過し、前記窓を再び通過し、前記研磨状態を測定す
る装置へ戻り、 前記研磨状態を測定する装置から出射する前記光の強度
に対する前記研磨状態を測定する装置へ戻る光の強度の
比が5%以上であることを特徴とする請求項10から2
5のいずれかに記載の平坦化装置。
26. Light emitted from the apparatus for measuring a polishing state passes through the window, passes through the polishing agent between the window and the object to be polished, and is polished on the polishing surface of the object to be polished. Reflected, passes through the abrasive again between the window and the object to be polished, passes through the window again, returns to the apparatus for measuring the polishing state, and exits from the apparatus for measuring the polishing state. The ratio of the intensity of light returning to the apparatus for measuring the polishing state to the intensity of light is 5% or more.
5. The flattening device according to any one of 5.
【請求項27】前記窓の前記研磨対象物の反対側の面に
反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項1
0から26のいずれかに記載の平坦化装置。
27. An anti-reflection film is formed on a surface of the window opposite to the object to be polished.
The flattening apparatus according to any one of 0 to 26.
【請求項28】請求項10から27のいずれかに記載の
平坦化装置を用いて半導体シリコンウエハの表面を平坦
化する工程を有することを特徴とする半導体デバイス製
造方法。
28. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of flattening a surface of a semiconductor silicon wafer by using the flattening apparatus according to claim 10.
【請求項29】請求項28に記載の半導体デバイス製造
方法により製造されることを特徴とする半導体デバイ
ス。
29. A semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to claim 28.
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