JP2003168667A - ウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置 - Google Patents
ウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】研磨終点を正確に検出できる研磨終点検出方法
及び装置を提供する。 【解決手段】研磨パッド１６に形成された観測窓２６を
通して光源ユニット３２からの白色光を研磨中のウェー
ハＷに照射し、その反射光を分光測定解析することによ
り、ウェーハＷの研磨終点を検出する。この際、反射光
の光量を測定し、その反射光の光量が一定になるように
光源ユニット３２の輝度を修正する。これにより正確な
終点検出ができる。
及び装置を提供する。 【解決手段】研磨パッド１６に形成された観測窓２６を
通して光源ユニット３２からの白色光を研磨中のウェー
ハＷに照射し、その反射光を分光測定解析することによ
り、ウェーハＷの研磨終点を検出する。この際、反射光
の光量を測定し、その反射光の光量が一定になるように
光源ユニット３２の輝度を修正する。これにより正確な
終点検出ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨終点検出方法
及び装置に係り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Chem
ical Mechanical Polishing ）によってウェーハを研磨
するウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置に関
する。
及び装置に係り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Chem
ical Mechanical Polishing ）によってウェーハを研磨
するウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭い
状況になってきている。特に０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、焦点深度が浅くなるため、ステッパの結
像面の平坦度が必要となる。このため、半導体ウェーハ
表面の平坦化が必要となるが、この平坦化の一手段とし
てＣＭＰによるウェーハ表面の研磨が行われている。
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭い
状況になってきている。特に０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、焦点深度が浅くなるため、ステッパの結
像面の平坦度が必要となる。このため、半導体ウェーハ
表面の平坦化が必要となるが、この平坦化の一手段とし
てＣＭＰによるウェーハ表面の研磨が行われている。
【０００３】一般にＣＭＰ装置は、表面に研磨パッドが
貼付された研磨定盤と、ウェーハを保持する研磨ヘッド
とで構成されており、研磨ヘッドで保持したウェーハを
研磨パッドに押し付けて、そのウェーハと研磨定盤との
間に研磨材（スラリ）を供給しながら、両者を回転させ
ることによりウェーハを研磨する。
貼付された研磨定盤と、ウェーハを保持する研磨ヘッド
とで構成されており、研磨ヘッドで保持したウェーハを
研磨パッドに押し付けて、そのウェーハと研磨定盤との
間に研磨材（スラリ）を供給しながら、両者を回転させ
ることによりウェーハを研磨する。
【０００４】ところで、このＣＭＰ装置は、ウェーハの
表面に形成された酸化膜やメタル膜を研磨する装置であ
るため、微妙な研磨量のコントロールが要求され、正確
に研磨終点を検出することが必要とされている。
表面に形成された酸化膜やメタル膜を研磨する装置であ
るため、微妙な研磨量のコントロールが要求され、正確
に研磨終点を検出することが必要とされている。
【０００５】従来、このような加工における終点を検出
するため、加工中のウェーハに単一波長の光を照射し、
その反射光の強度変化から研磨終点を検出する方法が知
られている。
するため、加工中のウェーハに単一波長の光を照射し、
その反射光の強度変化から研磨終点を検出する方法が知
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一波
長の光を用いて終点を検出する方法では、単一の情報に
基づいて終点を検出するため、誤判定が生じやすいとい
う欠点があった。
長の光を用いて終点を検出する方法では、単一の情報に
基づいて終点を検出するため、誤判定が生じやすいとい
う欠点があった。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、正確に研磨終点を検出することができるウェ
ーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
たもので、正確に研磨終点を検出することができるウェ
ーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、研磨パッドにウェーハを押し付け、スラリ
を供給しながら相対摺動させることにより、ウェーハを
研磨するウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法におい
て、前記研磨パッドに形成された窓材を通して光源から
の白色光を研磨中のウェーハに照射し、その反射光を分
光測定解析することにより、前記ウェーハの研磨終点を
検出することを特徴とするウェーハ研磨装置の研磨終点
検出方法を提供する。
するために、研磨パッドにウェーハを押し付け、スラリ
を供給しながら相対摺動させることにより、ウェーハを
研磨するウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法におい
て、前記研磨パッドに形成された窓材を通して光源から
の白色光を研磨中のウェーハに照射し、その反射光を分
光測定解析することにより、前記ウェーハの研磨終点を
検出することを特徴とするウェーハ研磨装置の研磨終点
検出方法を提供する。
【０００９】本発明によれば、白色光を研磨中のウェー
ハに照射し、その反射光を分光測定解析してウェーハの
研磨終点を検出するので、単一波長の光で終点検出する
場合に比べ終点検出に利用できる情報量が増え、精度よ
く研磨終点を検出することができる。
ハに照射し、その反射光を分光測定解析してウェーハの
研磨終点を検出するので、単一波長の光で終点検出する
場合に比べ終点検出に利用できる情報量が増え、精度よ
く研磨終点を検出することができる。
【００１０】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記分光測定解析は、前記反射光の光強度スペクト
ルを測定し、あらかじめ取得したリファレンス試料から
の反射光の光強度スペクトルとの比を求め、その比に基
づいて研磨終点を検出することを特徴とする請求項１に
記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法を提供す
る。
に、前記分光測定解析は、前記反射光の光強度スペクト
ルを測定し、あらかじめ取得したリファレンス試料から
の反射光の光強度スペクトルとの比を求め、その比に基
づいて研磨終点を検出することを特徴とする請求項１に
記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法を提供す
る。
【００１１】本発明によれば、反射光の光強度スペクト
ルを測定し、あらかじめ取得したリファレンス試料から
の反射光の光強度スペクトルとの比を求め、その比に基
づいて研磨終点を検出することにより、より正確な終点
検出ができる。
ルを測定し、あらかじめ取得したリファレンス試料から
の反射光の光強度スペクトルとの比を求め、その比に基
づいて研磨終点を検出することにより、より正確な終点
検出ができる。
【００１２】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記反射光の光量を測定し、該反射光の光量が一定
になるように前記光源の輝度を修正することを特徴とす
る請求項１又は２に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点
検出方法を提供する。
に、前記反射光の光量を測定し、該反射光の光量が一定
になるように前記光源の輝度を修正することを特徴とす
る請求項１又は２に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点
検出方法を提供する。
【００１３】本発明によれば、窓材の表面状態が変化し
て、窓材の透過率が変化することによる反射光の光量変
化を是正し、これを常に一定に保つことにより、常に正
確な終点検出を行うことができる。
て、窓材の透過率が変化することによる反射光の光量変
化を是正し、これを常に一定に保つことにより、常に正
確な終点検出を行うことができる。
【００１４】また、本発明は前記目的を達成するため
に、修正された光源の輝度に基づいてリファレンス試料
からの反射光の光強度スペクトルを修正することを特徴
とする請求項３に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検
出方法を提供する。
に、修正された光源の輝度に基づいてリファレンス試料
からの反射光の光強度スペクトルを修正することを特徴
とする請求項３に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検
出方法を提供する。
【００１５】本発明によれば、光源の輝度を変えたこと
によるリファレンスの修正がなされるので、より正確な
終点検出ができる。
によるリファレンスの修正がなされるので、より正確な
終点検出ができる。
【００１６】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記光源の輝度修正は、前記光源に供給する電力量
を可変することにより行うことを特徴とする請求項３又
は請求項４に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出方
法を提供する。
に、前記光源の輝度修正は、前記光源に供給する電力量
を可変することにより行うことを特徴とする請求項３又
は請求項４に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出方
法を提供する。
【００１７】本発明によれば、光源の輝度修正を 光源
に供給する電力量を可変することにより行う。
に供給する電力量を可変することにより行う。
【００１８】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記光源の輝度修正は、輝度の異なる光源を複数用
意し、該光源の１つを選択することにより行うことを特
徴とする請求項３又は請求項４に記載のウェーハ研磨装
置の研磨終点検出方法を提供する。
に、前記光源の輝度修正は、輝度の異なる光源を複数用
意し、該光源の１つを選択することにより行うことを特
徴とする請求項３又は請求項４に記載のウェーハ研磨装
置の研磨終点検出方法を提供する。
【００１９】本発明によれば、輝度の異なる光源を複数
用意し、この光源のなかから１つを選択することによ
り、光源の輝度修正を行う。
用意し、この光源のなかから１つを選択することによ
り、光源の輝度修正を行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置の好
ましい実施の形態について詳説する。
係るウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法及び装置の好
ましい実施の形態について詳説する。
【００２１】図１は、本発明に係るウェーハ研磨装置と
研磨終点検出装置の構成を示すブロック図である。
研磨終点検出装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】ウェーハ研磨装置１０は、図示しないモー
タに駆動されて水平に回転するプラテン１４と、このプ
ラテン１４の表面に貼着された研磨パッド１６と、ウェ
ーハＷを保持して研磨パッド１６に所定の圧力で押し付
けるウェーハ保持ヘッド１８と、研磨パッド１６の表面
に研磨液を供給する研磨液供給ノズル２０と、装置全体
の駆動を制御する制御部２２とで構成されている。
タに駆動されて水平に回転するプラテン１４と、このプ
ラテン１４の表面に貼着された研磨パッド１６と、ウェ
ーハＷを保持して研磨パッド１６に所定の圧力で押し付
けるウェーハ保持ヘッド１８と、研磨パッド１６の表面
に研磨液を供給する研磨液供給ノズル２０と、装置全体
の駆動を制御する制御部２２とで構成されている。
【００２３】プラテン１４は、円盤状に形成されてお
り、所定の位置に観測孔２４が形成されている。観測孔
２４は、プラテン１４を貫通して形成されており、その
上端開口部には透明な観測窓２６が嵌め込まれている。
り、所定の位置に観測孔２４が形成されている。観測孔
２４は、プラテン１４を貫通して形成されており、その
上端開口部には透明な観測窓２６が嵌め込まれている。
【００２４】ウェーハ保持ヘッド１８は、プラテン１４
の回転中心から偏心した位置でウェーハＷを研磨パッド
１６に押圧するとともに、図示しないモータに駆動され
て水平に回転する。また、このウェーハ保持ヘッド１８
は、図示しない昇降手段に駆動されることにより、研磨
パッド１６に対して垂直に昇降する。
の回転中心から偏心した位置でウェーハＷを研磨パッド
１６に押圧するとともに、図示しないモータに駆動され
て水平に回転する。また、このウェーハ保持ヘッド１８
は、図示しない昇降手段に駆動されることにより、研磨
パッド１６に対して垂直に昇降する。
【００２５】ウェーハＷの研磨は、ウェーハ保持ヘッド
１８で保持したウェーハＷを研磨パッド１６に所定の圧
力で押し付け、その研磨パッド１６とウェーハＷとを回
転させながら、研磨液供給ノズル２０から研磨パッド１
６に研磨液を供給して研磨する。
１８で保持したウェーハＷを研磨パッド１６に所定の圧
力で押し付け、その研磨パッド１６とウェーハＷとを回
転させながら、研磨液供給ノズル２０から研磨パッド１
６に研磨液を供給して研磨する。
【００２６】研磨終点検出装置１２は、主として照射・
受光光学系２８、２分岐ライトガイド３０、光源ユニッ
ト３２、分光器３４及びコンピュータ３６で構成されて
いる。
受光光学系２８、２分岐ライトガイド３０、光源ユニッ
ト３２、分光器３４及びコンピュータ３６で構成されて
いる。
【００２７】照射・受光光学系２８は、レンズ鏡筒内に
図示しない集光レンズを内蔵しており、図示しないブラ
ケットに支持されて観測孔２４の下方位置に設置されて
いる。
図示しない集光レンズを内蔵しており、図示しないブラ
ケットに支持されて観測孔２４の下方位置に設置されて
いる。
【００２８】２分岐ライトガイド３０は、多数の光ファ
イバーを結束して構成したもので、一方側の端部が二手
に分岐されている。分岐された一方のライトガイド３０
Ａは照射側ライトガイド３０Ａとして光源ユニット３２
に接続され、他方のライトガイド３０Ｂは受光側ライト
ガイド３０Ｂとして分光器３４に接続される。また、結
合された一端は照射・受光光学系２８に接続される。
イバーを結束して構成したもので、一方側の端部が二手
に分岐されている。分岐された一方のライトガイド３０
Ａは照射側ライトガイド３０Ａとして光源ユニット３２
に接続され、他方のライトガイド３０Ｂは受光側ライト
ガイド３０Ｂとして分光器３４に接続される。また、結
合された一端は照射・受光光学系２８に接続される。
【００２９】光源ユニット３２は、光源ランプ（たとえ
ば、ハロゲンランプ）３２Ａを内蔵しており、この光源
ランプ３２Ａから出射した白色光が、２分岐ライトガイ
ド３０の照射側ライトガイド３０Ａによって照射・受光
光学系２８へと導かれる。そして、その２分岐ライトガ
イド３０から出た白色光が照射・受光光学系２８で集光
されたのち、プラテン１４に形成された観測窓２６を通
して研磨パッド１６上のウェーハＷの研磨面に照射され
る。ウェーハＷの研磨面に照射された白色光はウェーハ
Ｗの研磨面で反射し、その反射光が照射・受光光学系２
８で集光されて２分岐ライトガイド３０へと導かれ、受
光側ライトガイド３０Ｂを介して分光器３４へと導かれ
る。
ば、ハロゲンランプ）３２Ａを内蔵しており、この光源
ランプ３２Ａから出射した白色光が、２分岐ライトガイ
ド３０の照射側ライトガイド３０Ａによって照射・受光
光学系２８へと導かれる。そして、その２分岐ライトガ
イド３０から出た白色光が照射・受光光学系２８で集光
されたのち、プラテン１４に形成された観測窓２６を通
して研磨パッド１６上のウェーハＷの研磨面に照射され
る。ウェーハＷの研磨面に照射された白色光はウェーハ
Ｗの研磨面で反射し、その反射光が照射・受光光学系２
８で集光されて２分岐ライトガイド３０へと導かれ、受
光側ライトガイド３０Ｂを介して分光器３４へと導かれ
る。
【００３０】また、この光源ユニット３２には、光源ラ
ンプ３２Ａの輝度を調整する輝度調整機構３２Ｂが内蔵
されており、輝度調整機構３２Ｂはコンピュータ３６か
ら出力される制御信号に基づいて光源ランプ３２Ａの輝
度を調整する。この輝度調整機構３２Ｂは、たとえば光
源ランプ３２Ａに供給する電力量を調整することによ
り、光源ランプ３２Ａの輝度を調整する。
ンプ３２Ａの輝度を調整する輝度調整機構３２Ｂが内蔵
されており、輝度調整機構３２Ｂはコンピュータ３６か
ら出力される制御信号に基づいて光源ランプ３２Ａの輝
度を調整する。この輝度調整機構３２Ｂは、たとえば光
源ランプ３２Ａに供給する電力量を調整することによ
り、光源ランプ３２Ａの輝度を調整する。
【００３１】分光器３４は、受光側ライトガイド３０Ｂ
によって導かれた反射光を各波長ごとの光に分光する。
そして、その分光した光を各波長ごとに光強度に応じた
電気信号に変換し、各波長ごとの光強度信号としてコン
ピュータ３６に出力する。
によって導かれた反射光を各波長ごとの光に分光する。
そして、その分光した光を各波長ごとに光強度に応じた
電気信号に変換し、各波長ごとの光強度信号としてコン
ピュータ３６に出力する。
【００３２】コンピュータ３６は、所定の終点検出アル
ゴリズムに従って分光器３４からの光強度信号を演算処
理し、特定の膜の研磨終点を検出する。そして、研磨終
点を検出した時点でウェーハ研磨装置１０の制御部２２
に研磨終点信号を出力し、研磨工程を終了させる。
ゴリズムに従って分光器３４からの光強度信号を演算処
理し、特定の膜の研磨終点を検出する。そして、研磨終
点を検出した時点でウェーハ研磨装置１０の制御部２２
に研磨終点信号を出力し、研磨工程を終了させる。
【００３３】前記のごとく構成された本実施の形態の研
磨終点検出装置１２の作用は次のとおりである。
磨終点検出装置１２の作用は次のとおりである。
【００３４】本実施の形態の研磨終点検出装置１２で
は、ウェーハＷの研磨面に光を照射し、その反射光の光
強度スペクトルを測定して研磨終点を検出する。まず、
この光強度スペクトルの測定方法について説明する。
は、ウェーハＷの研磨面に光を照射し、その反射光の光
強度スペクトルを測定して研磨終点を検出する。まず、
この光強度スペクトルの測定方法について説明する。
【００３５】光源ユニット３２の光源ランプ３２Ａを点
灯すると、その光源ランプ３２Ａの白色光が２分岐ライ
トガイド３０の照射側ライトガイド３０Ａに入射され、
照射・受光光学系２８に導かれる。そして、その照射・
受光光学系２８で集光されたのち、ウェーハ研磨装置１
０のプラテン１４に形成された観測窓２６を通して研磨
中のウェーハＷの研磨面に照射される。
灯すると、その光源ランプ３２Ａの白色光が２分岐ライ
トガイド３０の照射側ライトガイド３０Ａに入射され、
照射・受光光学系２８に導かれる。そして、その照射・
受光光学系２８で集光されたのち、ウェーハ研磨装置１
０のプラテン１４に形成された観測窓２６を通して研磨
中のウェーハＷの研磨面に照射される。
【００３６】ウェーハＷの研磨面で反射した光は、観測
窓２６を通って照射・受光光学系２８で集光されたの
ち、２分岐ライトガイド３０に導入される。そして、分
岐された受光側ライトガイド３０Ｂによって分光器３４
へと導かれる。
窓２６を通って照射・受光光学系２８で集光されたの
ち、２分岐ライトガイド３０に導入される。そして、分
岐された受光側ライトガイド３０Ｂによって分光器３４
へと導かれる。
【００３７】分光器３４に導かれた反射光は、その分光
器３４で各波長ごとの光に分光され、その各波長ごとに
光強度に応じた電気信号に変換されて各波長ごとの光強
度信号（光強度スペクトル）としてコンピュータ３６に
出力される。
器３４で各波長ごとの光に分光され、その各波長ごとに
光強度に応じた電気信号に変換されて各波長ごとの光強
度信号（光強度スペクトル）としてコンピュータ３６に
出力される。
【００３８】コンピュータ３６は、この反射光の各波長
ごとの光強度信号（光強度スペクトル）を所定の終点検
出アルゴリズムに従って演算処理することにより、特定
の膜の研磨終点を検出する。より詳しくは、分光器３４
から取得したウェーハＷの光強度スペクトルと、メモリ
に記憶されたリファレンス試料からの反射光の光強度ス
ペクトルとの比を演算し、この比を測定反射率とし、こ
の測定反射率のデータに基づいて研磨終点を検出する。
たとえば、この測定反射率のデータに基づいて色座標の
変化から研磨終点を検出する。
ごとの光強度信号（光強度スペクトル）を所定の終点検
出アルゴリズムに従って演算処理することにより、特定
の膜の研磨終点を検出する。より詳しくは、分光器３４
から取得したウェーハＷの光強度スペクトルと、メモリ
に記憶されたリファレンス試料からの反射光の光強度ス
ペクトルとの比を演算し、この比を測定反射率とし、こ
の測定反射率のデータに基づいて研磨終点を検出する。
たとえば、この測定反射率のデータに基づいて色座標の
変化から研磨終点を検出する。
【００３９】ここで、リファレンス試料（たとえば、ア
ルミ製の板）の光強度スペクトルは、研磨パッド１６の
交換後、新たに研磨を開始する前にあらかじめ測定して
おき、これをコンピュータ３６に内蔵されたメモリに記
憶させておく。このリファレンス試料からの反射光の光
強度スペクトルの測定は、研磨パッド１６の観測窓２６
の上にリファレンス試料を載置して測定する。
ルミ製の板）の光強度スペクトルは、研磨パッド１６の
交換後、新たに研磨を開始する前にあらかじめ測定して
おき、これをコンピュータ３６に内蔵されたメモリに記
憶させておく。このリファレンス試料からの反射光の光
強度スペクトルの測定は、研磨パッド１６の観測窓２６
の上にリファレンス試料を載置して測定する。
【００４０】また、ウェーハＷの研磨面に照射する光
は、観測窓２６を介して照射されることから、分光器３
４で測定されるウェーハＷの光強度スペクトルは、この
観測窓２６や光学系自体の影響を受ける。このような観
測窓２６や光学系自体の影響はダークネス成分（いわゆ
るノイズ成分）として、終点検出に悪影響を及ぼす。
は、観測窓２６を介して照射されることから、分光器３
４で測定されるウェーハＷの光強度スペクトルは、この
観測窓２６や光学系自体の影響を受ける。このような観
測窓２６や光学系自体の影響はダークネス成分（いわゆ
るノイズ成分）として、終点検出に悪影響を及ぼす。
【００４１】このため、コンピュータ３６は、分光器３
４で測定されたウェーハＷの光強度スペクトルに対して
ダークネス成分を取り除いて終点検出を行う。すなわ
ち、検出されたウェーハの光強度スペクトルからダーク
ネスを引いたものを真の光強度スペクトルとし、これを
用いて終点検出を行う。このダークネス成分は、リファ
レンス試料の光強度スペクトルにも含まれていることか
ら、同様にダークネス成分を取り除いて終点検出を行
う。すなわち、測定したリファレンス試料の光強度スペ
クトルからダークネスを引いたものを真の光強度スペク
トルとし、これを用いて終点検出を行う。
４で測定されたウェーハＷの光強度スペクトルに対して
ダークネス成分を取り除いて終点検出を行う。すなわ
ち、検出されたウェーハの光強度スペクトルからダーク
ネスを引いたものを真の光強度スペクトルとし、これを
用いて終点検出を行う。このダークネス成分は、リファ
レンス試料の光強度スペクトルにも含まれていることか
ら、同様にダークネス成分を取り除いて終点検出を行
う。すなわち、測定したリファレンス試料の光強度スペ
クトルからダークネスを引いたものを真の光強度スペク
トルとし、これを用いて終点検出を行う。
【００４２】ここで、このダークネス成分の測定は、研
磨パッド１６の観測窓２６上に何も置かない状態で観測
窓２６に光を入射し、その反射光の光強度スペクトルを
測定することにより行う。測定されたダークネスは、コ
ンピュータ３６に内蔵されたメモリに記憶される。
磨パッド１６の観測窓２６上に何も置かない状態で観測
窓２６に光を入射し、その反射光の光強度スペクトルを
測定することにより行う。測定されたダークネスは、コ
ンピュータ３６に内蔵されたメモリに記憶される。
【００４３】以上のように、本実施の形態の研磨終点検
出装置１２では、ウェーハの研磨面に光を照射し、その
反射光の光強度スペクトルを測定し、リファレンス試料
の光強度スペクトルとの比（測定反射率）に基づいて研
磨終点を検出する。
出装置１２では、ウェーハの研磨面に光を照射し、その
反射光の光強度スペクトルを測定し、リファレンス試料
の光強度スペクトルとの比（測定反射率）に基づいて研
磨終点を検出する。
【００４４】ところで、上記のように本実施の形態の研
磨終点検出装置１２は、観測窓２６を介してウェーハＷ
の研磨面に光を照射するようにしているが、この観測窓
２６は、ウェーハＷの処理条件や環境が変わると透過率
が変化する。そして、この透過率が変化すると、分光器
３４に入射する反射光の光量が変化し、正確な終点検出
ができなくなるという問題がある。
磨終点検出装置１２は、観測窓２６を介してウェーハＷ
の研磨面に光を照射するようにしているが、この観測窓
２６は、ウェーハＷの処理条件や環境が変わると透過率
が変化する。そして、この透過率が変化すると、分光器
３４に入射する反射光の光量が変化し、正確な終点検出
ができなくなるという問題がある。
【００４５】そこで、本実施の形態の研磨終点検出装置
１２では、観測窓２６の状態が変化しても分光器３４に
入射する反射光の光量が常に一定に保たれるように、光
源の輝度を自動調整する。また、この光源の輝度が変わ
ることによるリファレンス試料の光強度スペクトルの変
更で自動修正する。
１２では、観測窓２６の状態が変化しても分光器３４に
入射する反射光の光量が常に一定に保たれるように、光
源の輝度を自動調整する。また、この光源の輝度が変わ
ることによるリファレンス試料の光強度スペクトルの変
更で自動修正する。
【００４６】以下、この光源の輝度の調整方法と併せて
ウェーハＷの処理方法について説明する（図２参照）。
ウェーハＷの処理方法について説明する（図２参照）。
【００４７】まず、研磨パッド１６を交換すると（ステ
ップＳ１）、その新規な研磨パッド１６の下で光源の輝
度設定が行われる（ステップＳ２）。このときの光源の
輝度をＬ1 とする。
ップＳ１）、その新規な研磨パッド１６の下で光源の輝
度設定が行われる（ステップＳ２）。このときの光源の
輝度をＬ1 とする。
【００４８】光源の輝度設定が終了すると、コンピュー
タ３６は、その設定された輝度Ｌ1の下でリファレンス
試料の光強度スペクトルを測定する。そして、求めた光
強度スペクトルを基準の光強度スペクトルＲ1 に設定
し、メモリに記憶する（ステップＳ３）。
タ３６は、その設定された輝度Ｌ1の下でリファレンス
試料の光強度スペクトルを測定する。そして、求めた光
強度スペクトルを基準の光強度スペクトルＲ1 に設定
し、メモリに記憶する（ステップＳ３）。
【００４９】以上により、初期設定が完了し、この後、
ウェーハの連続加工が開始される（ステップＳ４）。
ウェーハの連続加工が開始される（ステップＳ４）。
【００５０】加工が開始すると、まず、ダークネスが測
定される（ステップＳ５）。上述したようにダークネス
の測定は、研磨パッド１６の観測窓２６上に何も置かな
い状態で観測窓２６に白色光を入射し、その反射光の光
強度スペクトルを測定することにより行う。測定された
ダークネスＤ1 は、コンピュータ３６に内蔵されたメモ
リに記憶される。
定される（ステップＳ５）。上述したようにダークネス
の測定は、研磨パッド１６の観測窓２６上に何も置かな
い状態で観測窓２６に白色光を入射し、その反射光の光
強度スペクトルを測定することにより行う。測定された
ダークネスＤ1 は、コンピュータ３６に内蔵されたメモ
リに記憶される。
【００５１】次に、１枚目のウェーハＷ1 が研磨パッド
１６上にセットされ、その１枚目のウェーハＷ1 の加工
が開始される（ステップＳ６）。そして、この加工と同
時に１枚目のウェーハＷ1 の光強度スペクトルＴ1 が測
定される。
１６上にセットされ、その１枚目のウェーハＷ1 の加工
が開始される（ステップＳ６）。そして、この加工と同
時に１枚目のウェーハＷ1 の光強度スペクトルＴ1 が測
定される。
【００５２】コンピュータ３６は、測定された光強度ス
ペクトルＴ1 とメモリに記憶されたリファレンス試料の
光強度スペクトルＲ1 及びダークネスＤ1 に基づいて終
点検出を行う（ステップＳ７）。すなわち、まず、ダー
クネス成分を取り除くために、測定された光強度スペク
トルＴ1 とリファレンス試料の光強度スペクトルＲ1と
からダークネスＤ1 を引き、そのダークネス成分を取り
除いたあとのウェーハＷ1 の光強度スペクトルＴ1 とリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ1 とから測定反射
率Ｖ1 を求めて、その測定反射率Ｖ1 に基づいて終点検
出を行う。そして、終点検出後、制御部２２に研磨終点
信号を出力し、研磨を終了させる。
ペクトルＴ1 とメモリに記憶されたリファレンス試料の
光強度スペクトルＲ1 及びダークネスＤ1 に基づいて終
点検出を行う（ステップＳ７）。すなわち、まず、ダー
クネス成分を取り除くために、測定された光強度スペク
トルＴ1 とリファレンス試料の光強度スペクトルＲ1と
からダークネスＤ1 を引き、そのダークネス成分を取り
除いたあとのウェーハＷ1 の光強度スペクトルＴ1 とリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ1 とから測定反射
率Ｖ1 を求めて、その測定反射率Ｖ1 に基づいて終点検
出を行う。そして、終点検出後、制御部２２に研磨終点
信号を出力し、研磨を終了させる。
【００５３】なお、ウェーハＷ1 の光強度スペクトルＴ
1 は、研磨パッド１６が１回転するごとに測定され、測
定された光強度スペクトルは測定データとしてコンピュ
ータ３６のメモリに記憶される。
1 は、研磨パッド１６が１回転するごとに測定され、測
定された光強度スペクトルは測定データとしてコンピュ
ータ３６のメモリに記憶される。
【００５４】研磨が終了すると、１枚目のウェーハＷ1
が研磨パッド１６から回収され、その回収後、再びダー
クネスＤ2 が測定される（ステップＳ９）。ダークネス
Ｄ2が測定されると、２枚目のウェーハＷ2 が研磨パッ
ド１６上にセットされ、研磨が開始される（ステップＳ
１０）。そして、この研磨開始と同時に終点検出が行わ
れる（ステップＳ１１）。
が研磨パッド１６から回収され、その回収後、再びダー
クネスＤ2 が測定される（ステップＳ９）。ダークネス
Ｄ2が測定されると、２枚目のウェーハＷ2 が研磨パッ
ド１６上にセットされ、研磨が開始される（ステップＳ
１０）。そして、この研磨開始と同時に終点検出が行わ
れる（ステップＳ１１）。
【００５５】ここで、この２枚目のウェーハＷ2 の終点
検出は、光源の輝度を変えずに行い（Ｌ2 ＝Ｌ1 ）、ま
た、１枚目のウェーハＷ1 と同じリファレンス試料の光
強度スペクトルを用いて行う（Ｒ2 ＝Ｒ1 ）。また、ダ
ークネスには２枚目のウェーハＷ2 の加工開始前に測定
したダークネスＤ2 を使用する。
検出は、光源の輝度を変えずに行い（Ｌ2 ＝Ｌ1 ）、ま
た、１枚目のウェーハＷ1 と同じリファレンス試料の光
強度スペクトルを用いて行う（Ｒ2 ＝Ｒ1 ）。また、ダ
ークネスには２枚目のウェーハＷ2 の加工開始前に測定
したダークネスＤ2 を使用する。
【００５６】２枚目のウェーハＷ2 の研磨終点が検出さ
れて研磨が完了すると、研磨パッド１６上から２枚目の
ウェーハＷ2 が回収される（ステップＳ１２）。
れて研磨が完了すると、研磨パッド１６上から２枚目の
ウェーハＷ2 が回収される（ステップＳ１２）。
【００５７】この２枚目のウェーハＷ2 の加工終了後、
コンピュータ３６は、図３に示すフローに従って光源の
輝度修正を行う（ステップＳ１３）。
コンピュータ３６は、図３に示すフローに従って光源の
輝度修正を行う（ステップＳ１３）。
【００５８】まず、コンピュータ３６は、１枚目のウェ
ーハＷ1 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ1 と
２枚目のウェーハＷ2 の研磨時に測定された光強度スペ
クトルＴ2 とから反射光、すなわち分光器３４に入射す
る光の光量変化Ｘを求める（ステップＳ１３−１）。
ーハＷ1 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ1 と
２枚目のウェーハＷ2 の研磨時に測定された光強度スペ
クトルＴ2 とから反射光、すなわち分光器３４に入射す
る光の光量変化Ｘを求める（ステップＳ１３−１）。
【００５９】ここで、この１枚目のウェーハＷ1 の研磨
時に測定された光強度スペクトルＴ 1 と２枚目のウェー
ハＷ2 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ2 は、
上記のようにメモリに測定データとして記憶されている
ので、この測定データを利用して反射光の光量変化Ｘを
求める。
時に測定された光強度スペクトルＴ 1 と２枚目のウェー
ハＷ2 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ2 は、
上記のようにメモリに測定データとして記憶されている
ので、この測定データを利用して反射光の光量変化Ｘを
求める。
【００６０】この際、光強度スペクトルは、加工開始か
ら終点検出まで複数回測定されているので、複数回測定
された光強度スペクトルのうち、あらかじめ指定された
測定回数範囲の光強度スペクトルを用いて反射光の光量
変化Ｘを求める。
ら終点検出まで複数回測定されているので、複数回測定
された光強度スペクトルのうち、あらかじめ指定された
測定回数範囲の光強度スペクトルを用いて反射光の光量
変化Ｘを求める。
【００６１】次に、求めた反射光の光量変化Ｘから、そ
の光量の変化をなくすような新たな光源の輝度Ｌ3 を推
定する（ステップＳ１３−２）。そして、推定した光源
の輝度Ｌ3 を新たな光源の輝度に設定する（ステップＳ
１３−３）。
の光量の変化をなくすような新たな光源の輝度Ｌ3 を推
定する（ステップＳ１３−２）。そして、推定した光源
の輝度Ｌ3 を新たな光源の輝度に設定する（ステップＳ
１３−３）。
【００６２】ここで、コンピュータ３６のメモリには、
光量変化Ｘに基づく光源の輝度Ｌの補正量がデータとし
て記憶されており、この光量変化Ｘと光源の輝度Ｌとの
関係データに基づいて新たな光源の輝度Ｌ3 が求められ
る。
光量変化Ｘに基づく光源の輝度Ｌの補正量がデータとし
て記憶されており、この光量変化Ｘと光源の輝度Ｌとの
関係データに基づいて新たな光源の輝度Ｌ3 が求められ
る。
【００６３】新たな光源の輝度Ｌ3 が設定されると、コ
ンピュータ３６は光源ユニット３２の輝度調整機構３２
Ｂに制御信号を出力し、光源ランプ３２Ａの輝度が設定
された新たな輝度Ｌ3 になるように輝度調整を行う。
ンピュータ３６は光源ユニット３２の輝度調整機構３２
Ｂに制御信号を出力し、光源ランプ３２Ａの輝度が設定
された新たな輝度Ｌ3 になるように輝度調整を行う。
【００６４】一方、光源の輝度が変わることにより、リ
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度Ｌ3 に基づいて２枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ2 （＝１枚目研磨
時のリファレンス試料の光強度スペクトルＲ1 ）を修正
する（ステップＳ１３−４）。
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度Ｌ3 に基づいて２枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ2 （＝１枚目研磨
時のリファレンス試料の光強度スペクトルＲ1 ）を修正
する（ステップＳ１３−４）。
【００６５】ここで、コンピュータ３６のメモリには、
光源の輝度変化に基づくリファレンス試料の光強度スペ
クトルＲの修正量がデータとして記憶されており、この
輝度変化Ｘと修正量との関係データに基づいて２枚目研
磨時のリファレンス試料の光強度スペクトルＲ2 （＝１
枚目研磨時のリファレンス試料の光強度スペクトル
Ｒ 1 ）を修正する。そして、その修正した新たなリファ
レンス試料の光強度スペクトルＲ3 を３枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルに設定する（ステッ
プＳ１３−５、ステップＳ１４）。
光源の輝度変化に基づくリファレンス試料の光強度スペ
クトルＲの修正量がデータとして記憶されており、この
輝度変化Ｘと修正量との関係データに基づいて２枚目研
磨時のリファレンス試料の光強度スペクトルＲ2 （＝１
枚目研磨時のリファレンス試料の光強度スペクトル
Ｒ 1 ）を修正する。そして、その修正した新たなリファ
レンス試料の光強度スペクトルＲ3 を３枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルに設定する（ステッ
プＳ１３−５、ステップＳ１４）。
【００６６】以上により、光源の輝度修正とリファレン
ス試料の光強度スペクトルの修正が完了する。この光源
の輝度修正とリファレンス試料の光強度スペクトルの修
正が完了すると、ダークネスＤ3 が測定され（ステップ
Ｓ１５）、そのダークネスＤ 3 の測定後、３枚目のウェ
ーハＷ3 が研磨パッド１６上にセットされ、研磨が開始
される（ステップＳ１６）。そして、この研磨開始と同
時に終点検出が行われる（ステップＳ１７）。
ス試料の光強度スペクトルの修正が完了する。この光源
の輝度修正とリファレンス試料の光強度スペクトルの修
正が完了すると、ダークネスＤ3 が測定され（ステップ
Ｓ１５）、そのダークネスＤ 3 の測定後、３枚目のウェ
ーハＷ3 が研磨パッド１６上にセットされ、研磨が開始
される（ステップＳ１６）。そして、この研磨開始と同
時に終点検出が行われる（ステップＳ１７）。
【００６７】ここで、この３枚目のウェーハＷ3 の終点
検出は、新たに設定した輝度Ｌ3 の下で新たに設定した
リファレンス試料の光強度スペクトルＲ3 と３枚目のウ
ェーハＷ3 の加工開始前に測定したダークネスＤ3 を使
用する。
検出は、新たに設定した輝度Ｌ3 の下で新たに設定した
リファレンス試料の光強度スペクトルＲ3 と３枚目のウ
ェーハＷ3 の加工開始前に測定したダークネスＤ3 を使
用する。
【００６８】３枚目のウェーハＷ3 の研磨終点が検出さ
れて研磨が完了すると、研磨パッド１６上から３枚目の
ウェーハＷ3 が回収される（ステップＳ１８）。そし
て、この３枚目のウェーハＷ3 の加工終了後、コンピュ
ータ３６は、再び光源の輝度修正を行う。修正方法は、
上述した方法と同じである。
れて研磨が完了すると、研磨パッド１６上から３枚目の
ウェーハＷ3 が回収される（ステップＳ１８）。そし
て、この３枚目のウェーハＷ3 の加工終了後、コンピュ
ータ３６は、再び光源の輝度修正を行う。修正方法は、
上述した方法と同じである。
【００６９】すなわち、まず、２枚目のウェーハＷ2 の
研磨時に測定された光強度スペクトルＴ2 と３枚目のウ
ェーハＷ3 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ3
とから反射光の光量変化Ｘを求める。次に、その求めた
光量変化Ｘをなくすような新たな光源の設定輝度Ｌ4 を
求める。
研磨時に測定された光強度スペクトルＴ2 と３枚目のウ
ェーハＷ3 の研磨時に測定された光強度スペクトルＴ3
とから反射光の光量変化Ｘを求める。次に、その求めた
光量変化Ｘをなくすような新たな光源の設定輝度Ｌ4 を
求める。
【００７０】新たな光源の設定輝度Ｌ4 が求められる
と、コンピュータ３６は光源ユニット３２の輝度調整機
構３２Ｂに制御信号を出力し、光源ランプ３２Ａの輝度
が求めた輝度Ｌ4 になるように輝度調整を行う。
と、コンピュータ３６は光源ユニット３２の輝度調整機
構３２Ｂに制御信号を出力し、光源ランプ３２Ａの輝度
が求めた輝度Ｌ4 になるように輝度調整を行う。
【００７１】一方、光源の輝度が変わることにより、リ
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度Ｌ4 に基づいて３枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ3 を修正する。そ
して、その修正した新たなリファレンス試料の光強度ス
ペクトルを４枚目研磨時のリファレンス試料の光強度ス
ペクトルＲ4 に設定する。
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度Ｌ4 に基づいて３枚目研磨時のリ
ファレンス試料の光強度スペクトルＲ3 を修正する。そ
して、その修正した新たなリファレンス試料の光強度ス
ペクトルを４枚目研磨時のリファレンス試料の光強度ス
ペクトルＲ4 に設定する。
【００７２】以後同様の方法でウェーハを１枚処理する
たびに光源の輝度とリファレンス試料の光強度スペクト
ルを修正し、ウェーハを連続的に処理してゆく。
たびに光源の輝度とリファレンス試料の光強度スペクト
ルを修正し、ウェーハを連続的に処理してゆく。
【００７３】すなわち、コンピュータ３６は、ウェーハ
Ｗn の加工が終了すると、前回研磨されたウェーハＷ
n-1 の光強度スペクトルＴn-1 と今回研磨されたウェー
ハＷnの光強度スペクトルＴn とから反射光の光量変化
Ｘを求め、その光量変化Ｘがなくなるような光源の輝度
Ｌを求め、これを新たな光源の輝度Ｌに設定する。
Ｗn の加工が終了すると、前回研磨されたウェーハＷ
n-1 の光強度スペクトルＴn-1 と今回研磨されたウェー
ハＷnの光強度スペクトルＴn とから反射光の光量変化
Ｘを求め、その光量変化Ｘがなくなるような光源の輝度
Ｌを求め、これを新たな光源の輝度Ｌに設定する。
【００７４】一方、光源の輝度が変わることにより、リ
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度に基づいて研磨時のリファレンス
試料の光強度スペクトルＲn を修正し、その修正した新
たなリファレンス試料の光強度スペクトルを次のウェー
ハＷn+1 の研磨時のリファレンス試料の光強度スペクト
ルＲn+1 に設定する。
ファレンス試料の光強度スペクトルも変わるので、設定
した新たな光源の輝度に基づいて研磨時のリファレンス
試料の光強度スペクトルＲn を修正し、その修正した新
たなリファレンス試料の光強度スペクトルを次のウェー
ハＷn+1 の研磨時のリファレンス試料の光強度スペクト
ルＲn+1 に設定する。
【００７５】このように、本実施の形態の終点検出方法
では、ウェーハを１枚処理するたびに光源の輝度とリフ
ァレンス試料の光強度スペクトルを修正する。これによ
り、観測窓２６の状態が変化した場合であっても、分光
器３４に入射する光（反射光）の光量が一定に保たれる
ので、常に正確な終点検出を行うことができる。
では、ウェーハを１枚処理するたびに光源の輝度とリフ
ァレンス試料の光強度スペクトルを修正する。これによ
り、観測窓２６の状態が変化した場合であっても、分光
器３４に入射する光（反射光）の光量が一定に保たれる
ので、常に正確な終点検出を行うことができる。
【００７６】なお、本実施の形態では、光源ランプ３２
Ａに供給する電力量を調整することにより、光源ランプ
３２Ａの輝度を調整するようにしているが、光源の輝度
調整方法は、これに限定されるものではない。
Ａに供給する電力量を調整することにより、光源ランプ
３２Ａの輝度を調整するようにしているが、光源の輝度
調整方法は、これに限定されるものではない。
【００７７】たとえば、図４に示すように、輝度の異な
る光源ランプ５８Ａ〜５８Ｇを複数揃え、このうちの１
つをスイッチ６０で選択して点灯させることにより、光
源の輝度を調整するようにしてもよい。
る光源ランプ５８Ａ〜５８Ｇを複数揃え、このうちの１
つをスイッチ６０で選択して点灯させることにより、光
源の輝度を調整するようにしてもよい。
【００７８】また、図５に示すように、ガイドレール６
４上をスライドするスライドブロック６６上に光源ラン
プ６２を設置し、光源ランプ６２を照射側ライトガイド
３０Ａに対して前後移動させることにより、光源ランプ
６２から観測窓２６までの光路長を可変して、光源の輝
度を調整するようにしてもよい。
４上をスライドするスライドブロック６６上に光源ラン
プ６２を設置し、光源ランプ６２を照射側ライトガイド
３０Ａに対して前後移動させることにより、光源ランプ
６２から観測窓２６までの光路長を可変して、光源の輝
度を調整するようにしてもよい。
【００７９】さらに、図６に示すように、光源ランプ６
８の前段に絞り装置７０を設置し、この絞り装置７０の
開口量Ｕを可変することにより、光源の輝度を調整する
ようにしてもよい。
８の前段に絞り装置７０を設置し、この絞り装置７０の
開口量Ｕを可変することにより、光源の輝度を調整する
ようにしてもよい。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
白色光を研磨中のウェーハに照射し、その反射光を分光
測定解析してウェーハの研磨終点を検出するので、単一
波長の光で終点検出する場合に比べ終点検出に利用でき
る情報量が増え、精度よく研磨終点を検出することがで
きる。
白色光を研磨中のウェーハに照射し、その反射光を分光
測定解析してウェーハの研磨終点を検出するので、単一
波長の光で終点検出する場合に比べ終点検出に利用でき
る情報量が増え、精度よく研磨終点を検出することがで
きる。
【００８１】また、本発明によれば、窓材の表面状態が
変化して、窓材の透過率が変化することによる反射光の
光量変化を是正し、これを常に一定に保つことにより、
常に正確な終点検出を行うことができる。
変化して、窓材の透過率が変化することによる反射光の
光量変化を是正し、これを常に一定に保つことにより、
常に正確な終点検出を行うことができる。
【図１】ウェーハ研磨装置及び研磨終点検出装置の構成
を示すブロック図
を示すブロック図
【図２】本発明に係る研磨終点検出方法を用いたウェー
ハの処理手順を示すフローチャート
ハの処理手順を示すフローチャート
【図３】光源の輝度修正方法の手順を示すフローチャー
ト
ト
【図４】輝度調整機構の他の実施の形態の構成図
【図５】輝度調整機構の他の実施の形態の構成図
【図６】輝度調整機構の他の実施の形態の構成図
１０…ウェーハ研磨装置、１２…研磨終点検出装置、１
４…プラテン、１６…研磨パッド、１８…ウェーハ保持
ヘッド、２０…研磨液供給ノズル、２２…制御部、２４
…観測孔、２６…観測窓、２８…照射・受光光学系、３
０…２分岐ライトガイド、３０Ａ…照射側ライトガイ
ド、３０Ｂ…受光側ライトガイド、３２…光源ユニッ
ト、３２Ａ…光源ランプ、３２Ｂ…輝度調整機構、３４
…分光器、３６…コンピュータ、５８Ａ〜５８Ｇ…光源
ランプ、６０…スイッチ、６２…光源ランプ、６４…ガ
イドレール、６６…スライドブロック、６８…光源ラン
プ、７０…絞り装置
４…プラテン、１６…研磨パッド、１８…ウェーハ保持
ヘッド、２０…研磨液供給ノズル、２２…制御部、２４
…観測孔、２６…観測窓、２８…照射・受光光学系、３
０…２分岐ライトガイド、３０Ａ…照射側ライトガイ
ド、３０Ｂ…受光側ライトガイド、３２…光源ユニッ
ト、３２Ａ…光源ランプ、３２Ｂ…輝度調整機構、３４
…分光器、３６…コンピュータ、５８Ａ〜５８Ｇ…光源
ランプ、６０…スイッチ、６２…光源ランプ、６４…ガ
イドレール、６６…スライドブロック、６８…光源ラン
プ、７０…絞り装置
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3C034 AA19 BB93 CA02 CB01 DD01
3C058 AA07 AA13 AC02 BA07 BB02
BC02 CB01 DA13 DA17
Claims (14)
- 【請求項１】 研磨パッドにウェーハを押し付け、スラ
リを供給しながら相対摺動させることにより、ウェーハ
を研磨するウェーハ研磨装置の研磨終点検出方法におい
て、 前記研磨パッドに形成された窓材を通して光源からの白
色光を研磨中のウェーハに照射し、その反射光を分光測
定解析することにより、前記ウェーハの研磨終点を検出
することを特徴とするウェーハ研磨装置の研磨終点検出
方法。 - 【請求項２】 前記分光測定解析は、前記反射光の光強
度スペクトルを測定し、あらかじめ取得したリファレン
ス試料からの反射光の光強度スペクトルとの比を求め、
その比に基づいて研磨終点を検出することを特徴とする
請求項１に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出方
法。 - 【請求項３】 前記反射光の光量を測定し、該反射光の
光量が一定になるように前記光源の輝度を修正すること
を特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハ研磨装置
の研磨終点検出方法。 - 【請求項４】 修正された光源の輝度に基づいてリファ
レンス試料からの反射光の光強度スペクトルを修正する
ことを特徴とする請求項３に記載のウェーハ研磨装置の
研磨終点検出方法。 - 【請求項５】 前記光源の輝度修正は、前記光源に供給
する電力量を可変することにより行うことを特徴とする
請求項３又は請求項４に記載のウェーハ研磨装置の研磨
終点検出方法。 - 【請求項６】 前記光源の輝度修正は、輝度の異なる光
源を複数用意し、該光源の１つを選択することにより行
うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のウェ
ーハ研磨装置の研磨終点検出方法。 - 【請求項７】 研磨パッドにウェーハを押し付け、スラ
リを供給しながら相対摺動させることにより、ウェーハ
を研磨するウェーハ研磨装置の研磨終点検出装置におい
て、 前記研磨パッドに形成された窓材と、 前記窓材を通して研磨中のウェーハに白色光を照射する
光源と、 前記ウェーハの研磨面で反射した前記白色光の反射光を
分光測定解析することにより、前記ウェーハの研磨終点
を検出する終点検出手段と、 からなることを特徴とするウェーハ研磨装置の研磨終点
検出装置。 - 【請求項８】 前記終点検出手段は、 前記反射光の光強度スペクトルを測定する測定手段と、 あらかじめ取得したリファレンス試料からの反射光の光
強度スペクトルが記憶された記憶手段と、 前記測定手段で測定された前記反射光の光強度スペクト
ルと前記記憶手段に記憶された前記リファレンス試料か
らの反射光の光強度スペクトルとの比を求め、その比に
基づいて研磨終点を判定する判定手段と、からなること
を特徴とする請求項７に記載のウェーハ研磨装置の研磨
終点検出装置。 - 【請求項９】 前記反射光の光量を測定する光量測定手
段と、 前記光源の輝度を調整する輝度調整手段と、 前記光量測定手段で測定された反射光の光量が一定にな
るような前記光源の輝度を求める演算手段と、 前記演算手段で求められた輝度になるように前記輝度調
整手段を制御して前記光源の輝度を修正する制御手段
と、を備えたことを特徴とする請求項７又は８に記載の
ウェーハ研磨装置の研磨終点検出装置。 - 【請求項１０】 修正された光源の輝度に基づいてリフ
ァレンス試料からの反射光の光強度スペクトルを修正す
るリファレンス修正手段を備えたことを特徴とする請求
項９に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出装置。 - 【請求項１１】 前記輝度調整手段は、前記光源へ供給
する電力量を可変して調整することを特徴とする請求項
９又は請求項１０に記載のウェーハ研磨装置の研磨終点
検出装置。 - 【請求項１２】 前記輝度調整手段は、輝度の異なる複
数の光源を備え、該光源の１つを選択して調整すること
を特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のウェーハ
研磨装置の研磨終点検出装置。 - 【請求項１３】 前記輝度調整手段は、前記光源から前
記窓材までの光路長を可変して調整することを特徴とす
る請求項９又は請求項１０に記載のウェーハ研磨装置の
研磨終点検出装置。 - 【請求項１４】 前記輝度調整手段は、前記光源から出
射した白色光を絞りに通し、該絞りの開口量を可変して
調整することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記
載のウェーハ研磨装置の研磨終点検出装置。
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