JP2003318140A

JP2003318140A - 研磨方法及び装置

Info

Publication number: JP2003318140A
Application number: JP2002127100A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Kitajima; 知彦北島; Hajime Yasuhara; 元安原
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-07
Also published as: US7101252B2; US20060228991A1; US20040005845A1

Abstract

(57)【要約】【課題】特にＳＴＩ形成におけるＣＭＰ工程を実施す
る際に、適正なプロセス管理及びプロセス制御を実現で
きる研磨方法等を提供する。【解決手段】本発明の研磨方法は、トレンチ等の凹部
が形成されたＳｉウェハ上に窒化膜を介して被着された
酸化膜のＣＭＰをセリウム系スラリーで実施する方法で
ある。研磨工程は、酸化膜の平坦化から窒化膜の略完全
露出に至る第１〜第４ステップで構成され、これらが順
次進行する際に、回転トルクの経時変化をモニターす
る。そして、その変化率に基づいて、各ステップ間の転
移点判定によるステップ毎の終点を検知し、転移点の有
無等により、異常や不具合の発生を感知して研磨プロセ
スを停止するといったプロセス監視工程ＳＰ２を実施す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨方法及び研磨
装置に関し、詳しくは、凹部を有する基体上に形成され
た保護膜上に被着された酸化膜を化学的機械研磨（ＣＭ
Ｐ）により除去する研磨方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩ等の半導体装置の製造にお
いては、実装密度が益々高められ、素子構造の微細化が
急速に進行している。設計ルールは、既にサブハーフミ
クロンオーダーへ移行しつつあり、このような微細化の
要求を満足すべく、基体表面の平坦化にＣＭＰ技術が採
用される傾向にある。これにより、半導体装置を製造す
る際のパターン露光面に対する平坦性が高められ、その
結果、歩留まりの向上及び装置信頼性の向上を図り得
る。かかる観点より、ＣＭＰによる研磨工程は、例え
ば、基体面に形成された層間絶縁膜の平坦化、素子分離
等に対して必須技術となってきた。

【０００３】また、半導体素子製造における素子分離と
しては、０．５μｍ又はそれ以上の世代の設計ルールで
は、一般にシリコン局所酸化（ＬＯＣＯＳ）分離が用い
られてきたが、それ以下の世代では、加工寸法の微細化
に伴って素子分離幅の狭小化に対応すべく、シャロー・
トレンチ分離（ＳＴＩ）が用いられる傾向にある。この
ＳＴＩでは、基体としてのＳｉウェハ上に成膜したＳｉ
Ｏ₂等の酸化膜の余剰分を除去するのにＣＭＰが用いら
れ、通常、かかる酸化膜の下地として、研磨停止用の窒
化ケイ素（Ｓｉ_xＮ_y）膜等の保護膜（ストッパ）が形成
される。

【０００４】ここで、ＣＭＰで使用する研磨剤として
は、一般にシリカ粒子を含むシリカ系スラリーが多く用
いられてきたが、上述したような微細化要求に伴い、研
磨速度の向上、被研磨面のパターン依存性の軽減、金属
不純物の低減等の観点に加え、上記酸化膜と保護膜との
高選択性（高研磨速度比）に優れる観点より、酸化セリ
ウム粒子を含むセリウム系スラリーが採用されるように
なってきた。

【０００５】また、ＣＭＰにおいては、余剰分の酸化膜
を適正に除去すべく、その研磨量の制御ひいては研磨完
了時点（終了時点）の検出（いわゆるエンドポイント検
出）が重要であり、正確な研磨完了時を把握するために
種々の方法が適用されている。例えば、特許第３１７７
５４９号公報、特開平６−３１８５０号公報、特開平１
０−２０２５２２号公報には、それぞれ研磨時の基体ホ
ルダー等の回転トルク、その微分値、その積分値の変化
から間接的に研磨量を求め、エンドポイントを検出する
方法又は装置が記載されている。一方、レーザ光をプロ
ーブとして研磨中の被研磨面厚を光学的に非接触で直接
測定して研磨量を求め、その結果に基づいてエンドポイ
ントをより高い精度で検出する方法も知られている。微
細化に伴ってエンドポイント検出に対しても更に高精度
化が要求され得る事情を考慮すれば、一般に、後者が有
利と考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者ら
が、ＳＴＩ形成に高選択性を有するセリウム系スラリー
を用いたＣＭＰ工程に対する上記光学式の従来方法の適
否について詳細に検討したところ、エンドポイントを確
実に検出し難い場合があることを見出した。すなわち、
シリカ系スラリーを用いたときと同等の光学的測定条件
では、光検出強度が十分ではないことがあり、プローブ
波長等を走査しても望ましい改善が認められなかった。
これは、セリウム系スラリーによる光散乱の影響による
と考えられる。

【０００７】一方、本発明者らは、多少の検出精度の犠
牲を考慮しつつ、従来のトルク方式によるエンドポイン
ト検出を試みたところ、エンドポイント付近で達成され
得ると想定されるトルクを判定値として単に用いた場
合、及び、そのトルク変化の微分値又は積分値を判定値
として用いた場合の双方とも、エンドポイントの正確な
検出が困難な傾向にあり、ときには、エンドポイント自
体が存在しない、或いは複数存在するといった誤った判
定がなされることもあった。

【０００８】このように、従来の方法では、セリウム系
スラリーを用いたＣＭＰ、特にＳＴＩを形成する際のＣ
ＭＰにおいて、適正なプロセス管理又は制御を行えない
おそれがある。

【０００９】そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなさ
れたものであり、ＣＭＰ工程、殊にＳＴＩによる素子分
離形成に適用されるＣＭＰ工程を実施する際に、適正な
プロセス管理及びプロセス制御を実現できる研磨方法及
び装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による研磨方法は、凹部を有する基体上に形
成された保護膜上に被着された酸化膜を化学的機械研磨
により除去する方法であって、（１）基体の被研磨面を
研磨パッドと当接させ、被研磨面と研磨パッドとの間に
酸化セリウム粒子を含む研磨剤（例えばセリウム系スラ
リー等）を供給し、基体及び研磨パッドのうち少なくと
もいずれか一方を回転させ、これにより、酸化膜の平坦
化を進行させる第１ステップ、酸化膜の平坦性が維持さ
れた状態で酸化膜の研磨を進行させる第２ステップ、酸
化膜下の保護膜の一部を露出させた状態で酸化膜の研磨
を進行させる第３ステップ、及び、保護膜上の酸化膜が
除去され実質的に保護膜を略完全に露出させた状態で研
磨を進行させる第４ステップを実施する研磨工程と、
（２）研磨工程を実施する間に、基体又は研磨パッドの
回転トルクの経時変化を連続的又は断続的に実測し、実
測結果に基づいて第１〜第４ステップの実行状態を監視
するプロセス監視工程とを備える。

【００１１】本発明者らの知見によれば、半導体素子製
造におけるトレンチ幅２５０μｍ程度のＳＴＩ工程にお
いて、セリウム系スラリーを研磨剤として用いて研磨工
程を実施する際、上記第１〜第４ステップが順次行わ
れ、各ステップに応じて回転トルクが一定の変化パター
ンを示すことを見出した。ここで、図１は、トレンチ
（凹部）が形成されたＳｉ層上に保護膜（ストッパ膜）
として窒化ケイ素膜（シリコン窒化膜）が形成され、そ
の上に段差パターンを有する酸化ケイ素膜（シリコン酸
化膜）が形成されたＳｉウェハ（基体）を、同系スラリ
ーのなかでも酸化ケイ素膜に対する研磨速度が比較的大
きく、窒化ケイ素膜に対する研磨速度が極めて小さい高
選択性セリウム系スラリーで研磨したときの回転トルク
変化の一例を示すグラフである。

【００１２】Ｓｉウェハ等の基体や研磨パッドは、通常
それらの支持体の駆動により回転され、その駆動軸まわ
りのトルクを「基体又は研磨パッドの回転トルク」とし
て測定することが可能である。具体的には、プロセス監
視工程においては、基体又は研磨パッドを回転させる駆
動機構の駆動電流、駆動電圧、又は駆動電力の経時変化
から回転トルクの経時変化を実測すると好適である。よ
り具体的には、基体の支持台等、又は、研磨パッドの支
持台等の回転駆動モーターに印加される駆動電流（特に
定圧時）、駆動電圧（特に定電流時）、又は駆動電力の
経時変化をモニターすることを例示できる。なお、上記
図１においては、研磨パッドが取り付けられた駆動モー
ターのドライバー部からの電流値をモニターすることに
より回転トルクを取得した。

【００１３】研磨が正常に行われる場合、回転トルクは
図示実線で示す曲線Ｌ１で表されるように変化する傾向
にある。すなわち、酸化膜の段差が解消され平坦化が達
成される第１ステップ（時刻ｔ１からｔ２）では漸次回
転トルクが上昇し、その後、平坦性が維持された状態で
酸化膜の研磨が進む第２ステップ（時刻ｔ２〜ｔ３）で
は、回転トルクは略一定となり、窒化膜が露出し始めて
更に酸化膜の研磨が進む（つまり、酸化膜研磨から窒化
膜研磨への遷移状態）第３ステップでは回転トルクが急
峻に減少し、窒化膜が略完全に露出した状態で回転トル
クは再び一定となる傾向にある。

【００１４】また、図２は、トレンチ上に余分に成膜さ
れた酸化膜の厚さが極く薄いＳｉウェハを用い、上述し
たのと同様に研磨処理を行ったときの回転トルク変化の
他の例を示すグラフである。この場合、正常な研磨処理
においては、回転トルクは図示実線で示す曲線Ｌ３で表
されるように変化する傾向にある。すなわち、酸化膜の
平坦化と共に凹部内の酸化膜の研磨が多少進行するた
め、時刻ｔ１〜ｔ３にかけて回転トルクは漸次減少し、
第２ステップが明確に顕れないまま、第３ステップへ移
行することが確認された。

【００１５】さらに、図３は、段差パターンを有しない
酸化ケイ素膜が形成されたＳｉウェハを上述したのと同
様に研磨したときの回転トルク変化の更に他の例を示す
グラフである。この場合、正常な研磨処理においては、
回転トルクは図示実線で示す曲線Ｌ５で表されるように
変化する傾向にある。すなわち、酸化膜面が当初から平
坦なので、研磨処理は実質的に第２ステップから始ま
り、その後、図１に示す曲線Ｌ１と同様の傾向を呈す
る。

【００１６】ところで、先述したように、シリカ系スラ
リーを用いたときの従来の研磨完了点（エンドポイン
ト）の検出方法では、ＳＴＩ形成のための研磨処理に対
して十分に適用できなかった。なお、図１〜３において
は、酸化膜研磨のエンドポイントは、時刻ｔ４付近にお
ける第３ステップの終了時に相当する。そこで、セリウ
ム系スラリーに代えてシリカ系スラリーを用いたこと以
外は、図１に示すグラフを得た条件と略同様にして回転
トルク変化を測定した結果を図４のグラフに示す。同図
において、回転トルクは図示実線で示す曲線Ｌ７で表さ
れるように経時的に変化する傾向にある。すなわち、研
磨開始（時刻ｔ１）から回転トルクは減少し、その後増
大に転じて時刻ｔｅで研磨が終了した。

【００１７】このように、シリカ系スラリーを用いたと
きの回転トルク変化は、セリウム系スラリーを用いた場
合（図１〜３参照）と全く逆の傾向を示すことが判明し
た。また、そのこと以外にも、グラフ形状の詳細構造
（プラトーの存在、トルク変化率等）が異なっており、
これらの点が複合的に影響し、従来方法の適用を阻害す
る要因になっていると推定される。

【００１８】そこで、本発明の研磨方法では、研磨工程
において、上記第１〜第４ステップを順次実施し、セリ
ウム系スラリー等を用いた余剰酸化膜の研磨処理を行い
ながら、その間に、プロセス監視工程を実施し、基体又
は研磨パッドの回転トルク（双方でもよい）を経時的に
実測する。これにより、的確なエンドポイント検出のみ
ならず、後述するようなプロセスの異常監視及びプロセ
ス条件の最適化が実現される。なお、第４ステップにお
いては、主研磨（メインポリッシュ）を終了し、研磨剤
に代えて純水等を供給しながらの研磨（バフ研磨等）を
実施しても構わない。

【００１９】なお、先に言及したように、酸化膜にパタ
ーンが形成されていない場合には、第１ステップが省略
され、研磨工程が第２〜第４ステップで構成され得る。
また、第１〜第３ステップで用いる研磨剤は、酸化セリ
ウム粒子を含んでいれば、全て同一種類（同一組成）で
もよく、或いは、各ステップで異なっていてもよい。さ
らに、第１ステップにおいて用いる研磨剤の種類（組
成）やオーバー成膜厚によっては、第２ステップが存在
しない、或いは存在したとしても明確に認められないこ
ともある。この場合、見かけ上、第１ステップに引き続
き第３ステップが実施されることとなる。

【００２０】さらに、プロセス監視工程において、回転
トルクの経時変化の実測値に基づいて第１〜第４ステッ
プのうち隣接する少なくともいずれか二つのステップの
転移点を判定すると好適である。

【００２１】このようにして、第１ステップと第２ステ
ップとの転移点（転移時刻；以下同様）、第２ステップ
と第３ステップとの転移点、第３ステップと第４ステッ
プとの転移点のうちいずれか一つを判定することによ
り、例えば、セリウム系スラリーを用いたＳＩＴ形成に
おける研磨工程の進捗状況の当否を正確に把握すること
ができる。つまり、単にエンドポイントを検出するのみ
ならず、各転移点の有無によりその前後のステップのプ
ロセスが正常に進行しているか否か、或いは、ステップ
毎に異なる研磨条件を適用することが望ましいときに、
各ステップの停止／条件切り替えを適正に実施できる。

【００２２】具体的には、プロセス監視工程において
は、転移点として、第１ステップでの回転トルクの増大
が緩和された時点若しくは回転トルクが略一定となった
時点、又は、第１ステップでの回転トルクの経時変化に
おける変化率（時間微分又はグラフで表した場合の傾
き；以下同様）が正の値（つまり、増加傾向；以下同
様）から略ゼロへと変化した時点を平坦化が達成された
時点と判定し、第１ステップの終了を検知すると好まし
い。

【００２３】この方法は、酸化膜に所定のパターンが形
成されているときに特に有効である一方、パターンが形
成されていない一様な酸化膜の場合には、上述の如く、
第１ステップが省略され得るので、第１ステップの終了
検知が不要となることがある。また、前述の如く、第１
ステップにおいて用いる研磨剤の種類（組成）によって
は、第２ステップが実質的に存在しないことがあり、こ
の場合、第１ステップの終了を検知した後、第３ステッ
プへ移行することとなる。

【００２４】図１に示すように、第１ステップ、及び第
１ステップから第２ステップへの移行が正常に行われる
場合、時刻ｔ１〜ｔ２にかけて、段差の解消に伴って研
磨パッドと被研磨面との接触面積が増して抵抗が高まる
のに伴い、回転トルクは平均的に増大し、その変化率は
正の値となる。そして、時刻ｔ２付近では、抵抗が飽和
し、回転トルクの増大が緩和されて一定の値に近づく。

【００２５】また、プロセス監視工程においては、転移
点として、第２ステップでの回転トルクが略一定値から
減少へ転じる時点、又は、第２ステップでの回転トルク
の経時変化における変化率が略ゼロから負の値（つまり
減少傾向；以下同様）へと変化した時点を保護膜の一部
の露出が生じた時点と判定し、第２ステップの終了を検
知しても好ましい。

【００２６】なお、前述したように、第１ステップにお
いて用いる研磨剤の種類（組成）によっては、第２ステ
ップが実質的に存在しないことがあり、この場合、第２
ステップの終了検知は不要となる。図１〜図３に示すよ
うに、第２ステップ（省略される場合は、第１ステッ
プ）、及び第２ステップから第３ステップへの移行が正
常に行われる場合、時刻ｔ２〜ｔ３にかけて、平坦化さ
れた酸化膜の研磨が略終了して窒化膜等の保護膜が露呈
し始めると、研磨剤の窒化膜に対する反応・研磨性が低
いことから、研磨抵抗が減少し、これに伴って回転トル
クが減少に転じてその変化率は負の値となる。

【００２７】さらに、プロセス監視工程においては、転
移点として、第３ステップでの回転トルクの減少が緩和
された時点若しくは回転トルクが略一定となった時点、
又は、第３ステップでの回転トルクの経時変化における
変化率が負の値から略ゼロへと変化した時点を保護膜上
の酸化膜が除去され実質的に保護膜が略完全に露出した
ことを検知し、第３ステップの終了を検知するようにし
ても好適である。

【００２８】図１〜図３に示すように、第３ステップ、
及び第３ステップから第４ステップへの移行が正常に行
われる場合、時刻ｔ３〜ｔ４にかけて、窒化膜が形成さ
れた部位上の酸化膜が徐々に除去され（酸化膜から窒化
膜への遷移が進行し）、その酸化膜が略完全に除去され
て窒化膜の略全面が露呈するに伴い、回転トルクの減少
が緩和されて一定の値に近づく。

【００２９】また、このようにして各ステップ間の転移
点を検出することは、換言すれば、正常に研磨処理が行
われる際の回転トルクの経時変化パターンとの差異をリ
アルタイムで監視することと同等である。

【００３０】そこで、本発明のプロセス監視工程におい
ては、酸化膜及び／又は保護膜の種類又は構造、及び、
研磨剤の種類に応じて予め設定した回転トルクの経時変
化の基準パターンと、回転トルクの経時変化の実測値と
に基づいて、第１〜第４ステップのうち少なくともいず
れか一つのステップの異常を検知するようにしても好ま
しい。

【００３１】またさらに、基準パターンと実測値との直
接比較するのみならず、プロセス監視工程においては、
回転トルクの経時変化の実測値に基づいて第１〜第４ス
テップのうち隣接する少なくともいずれか二つのステッ
プの転移点が検知されないときに、それら二つの隣接ス
テップの少なくともいずれか一方において異常が生じた
ことを検知しても有用である。

【００３２】先述したように、各ステップの研磨、及び
各ステップ間の移行が正常且つ円滑に実施されると、原
則として転移点が判定・検出されるはずであり、逆に、
存在すべき転移点が認められない（存在しない）場合に
は、転移点前後の両ステップのうち少なくともいずれか
一方に不具合が生じているおそれが考えられる。

【００３３】より具体的には、プロセス監視工程におい
ては、基準パターンにおける第１ステップでの回転トル
クの変化率又は第１ステップの所要時間と、それぞれ第
１ステップでの回転トルクの経時変化の実測値における
回転トルクの変化率又は第１ステップの所要時間との差
が予め設定した許容値を超えたときに、第１ステップに
おける異常が生じたことを検知するものである。

【００３４】なお、この方法は、酸化膜に所定のパター
ンが形成されているときに特に有効である一方、パター
ンが形成されていない一様な酸化膜の場合には、上述の
如く、第１ステップが省略され得るので、第１ステップ
の異常検知が不要となる。また、異常を迅速に検知する
観点からは、第１ステップの所要時間による判断よりも
回転トルクの増大率による方が好ましい。

【００３５】この場合、例えば、時刻ｔ１〜ｔ２にかけ
て、回転トルクの変化率が基準パターンにおける値に比
して小さい、つまり回転トルクの増大率が小さい（グラ
フの傾き（正）が小さい）、或いは、所要時間が長い
と、研磨パッド等の消耗による研磨速度の異常低下、異
物の混入等による段差解消不良といった異常が想定さ
れ、これを検知できる。この場合、第１ステップのプロ
セスを停止し、点検、保守、部材交換、洗浄等の対策を
講じ得る。

【００３６】或いは、プロセス監視工程においては、基
準パターンにおける第２ステップでの回転トルクの変化
率若しくは第２ステップの所要時間と、それぞれ第２ス
テップでの回転トルクの経時変化の実測値における回転
トルクの変化率若しくは第２ステップの所要時間との差
が予め設定した許容値を超えたとき、又は、実測値にお
いて第２ステップの存在が実質的に認められないとき
に、第２ステップにおける異常が生じたことを検知して
も好適である。

【００３７】上述したように、第２ステップが正常に実
施されれば、通常、変化率が略ゼロすなわち略一定とな
る。すなわち、回転トルクが略一定でなければ、或い
は、一定値であるが基準パターンにおける値との差異が
許容値を超えている場合には、研磨パッド等の消耗によ
る研磨速度の低下、異物の混入等による平坦性又は面内
均一性の乱れといった異常が想定され、これを検知でき
る。所要時間が異常に長い場合も同様である。

【００３８】また、第２ステップの不存在は、実測値に
おける第２ステップの所要時間が極端に短く略ゼロのと
き、つまり、回転トルクの経時変化の実測値において、
基準パターンと合致した第２ステップのプラトーが認め
られないとき（換言すれば、第１ステップでの回転トル
クの増大が急峻に減少へ転じるとき）に認知される。こ
の場合、第２ステップのプロセスを停止し、点検、保
守、部材交換、洗浄等の対策を講じ得る。なお、先述の
如く、第２ステップが実質的に存在しない場合には、本
方法によって第２ステップの存在が認められなくとも、
プロセス異常と判断する必要はない。

【００３９】或いは、プロセス監視工程においては、基
準パターンにおける第３ステップでの回転トルクの変化
率又は第３ステップの所要時間と、それぞれ第３ステッ
プでの回転トルクの経時変化の実測値における回転トル
クの変化率又は第３ステップの所要時間との差が予め設
定した許容値を超えたときに、第３ステップにおける異
常が生じたことを検知するようにしても好ましい。な
お、異常を迅速に検知する観点からは、第３ステップの
所要時間による判断よりも回転トルクの減少率による方
がより好ましい。

【００４０】この場合、例えば、回転トルクの変化率が
基準パターンに比して小さい、つまり、回転トルクの減
少率が小さい（グラフの傾き（負）が小さい）と、或い
は、所要時間が異常に長いと、研磨パッド等の消耗によ
る研磨速度の低下、異物の混入等による酸化膜から保護
膜への遷移状態不良、平坦性又は面内均一性不良といっ
た異常が想定され、これを検知できる。この場合、第３
ステップのプロセスを停止し、点検、保守、部材交換、
洗浄等の対策を講じ得る。

【００４１】またさらに、研磨工程においては、酸化膜
が被着された基体の性状、及び、プロセス監視工程にお
ける転移点の判定結果に基づいて、第１〜第３ステップ
の各々で用いる研磨剤の組成を決定し又は種類を選択す
ると一層好適である。

【００４２】研磨工程の第１〜第４ステップにおいて
は、被研磨面の状態は劇的に変化している。このため、
特に第１〜第３ステップにおいて同種の研磨剤を使用す
るよりは、被研磨面の状態に即して異なる種類（成分）
のセリウム系スラリー等を使い分けることが、研磨効
率、研磨後の基体の信頼性等を向上させる観点から望ま
しい。また、研磨開始直後の第１ステップは、上述のよ
うに酸化膜に形成されたパターンの有無、及びそのパタ
ーン密度等に応じて、研磨の進行状況が変化し得る。

【００４３】よって、本発明では、各ステップ間の転移
点を正確に検知できるので、それを契機としてプロセス
条件を切り替えたり、基体の性状に基づいて更に詳細な
最適化を行うことができる。ここで、「基体の性状」と
は、酸化膜の種類、酸化膜のパターンの有無、そのパタ
ーンの形状及び性状（線幅、パターン密度、アスペクト
比等）等を示す。

【００４４】このとき、第１ステップでは、研磨剤とし
てセルフストップ型のものを用いると更に一層好適であ
る。なお、本発明において「セルフストップ型」とは、
Ｓｉウェハ等の基体上の酸化膜層に設けられた凹凸（段
差）を解消することを主目的として調製されたスラリー
であり、その凹凸が解消されると、又は、凹凸パターン
を有しないブランケットウェハに対して、表面の研磨が
実質的に進行しなくなるものである。

【００４５】このように、第１ステップでセルフストッ
プ型の研磨剤を用いると、酸化膜の平坦化が進むにつれ
て研磨速度が自動的に低下する傾向にあるので、酸化膜
の平坦化を十分に完了させてから、第２ステップにおい
て、窒化膜に対する酸化膜の選択性が高い効率的な研磨
を実施する場合に有用である。

【００４６】この場合、第２ステップでは、研磨剤とし
て、セルフストップ型のものに水を添加したもの、又
は、高選択型のものを用いることが望ましい。なお、本
発明において「高選択型」とは、窒化膜に対する酸化膜
の研磨速度が極めて大きいものであり、窒化膜の研磨速
度に対する酸化膜の研磨速度の比が８０以上、好ましく
は、例えば１００以上に高められたものを示す。

【００４７】これらのいずれの研磨剤によっても、第１
ステップに比して窒化膜と酸化膜との選択性が高い研磨
を第２ステップで実施できる。セルフストップ型のもの
に水を添加した場合、通常、研磨剤に含まれており且つ
酸化膜上に保護層を形成するための添加剤の濃度が薄め
られ、当該セリウム系スラリーが本来的に有する選択性
と略同等の選択比が得られる。かかる高選択性を奏する
研磨により、平坦化後の酸化膜の研磨速度が高められ、
処理効率が一層向上される。

【００４８】さらに、第３ステップでは、研磨剤とし
て、セルフストップ型のものに水を添加したもの、又
は、高選択型のものを用いることも好ましい。この場
合、第２ステップに比して研磨速度を低下せしめるよう
に研磨剤スラリーを水で希釈したり、或いは、後述する
ように研磨圧力又は回転速度を下げるといった条件調整
を行うと好適である。これにより、トレンチ等の凹部内
の酸化膜のディッシングを低減できる利点がある。

【００４９】また、各ステップに応じて研磨剤を使い分
けるのみならず、或いは、それに代えて、研磨工程にお
いては、酸化膜が被着された基体の性状、及び、プロセ
ス監視工程における転移点の判定結果又は第１〜第３ス
テップにおける回転トルクの変化率の実測値に基づい
て、第１〜第３ステップの各々で用いる研磨パッドの硬
度を決定し又は種類を選択しても有用である。

【００５０】各ステップにおける回転トルクの変化率、
各ステップ間の転移点の位置（時刻）ひいては各ステッ
プの所要時間の監視結果に基づいて、例えば、当初の酸
化膜パターンの種類やその密度に対して所望の研磨速度
が達成され難い場合、或いは、被研磨面の面内均一性が
要求される場合、等に応じて所望の硬度を有する研磨パ
ッドを用いることができる。

【００５１】例えば、第１及び第２ステップでは、研磨
パッドとして第３ステップで用いる研磨パッドよりも硬
度が大きい（硬い）もの（例えば単層パッド）を用いる
と好ましい。この場合、例えば、第１及び第２ステップ
で研磨速度を向上させる必要が生じたとき、それらのス
テップを第３ステップで使用する研磨パッドよりも相対
的に硬度が大きいもので行う。そして、第１及び第２ス
テップ間、並びに第２及び第３ステップ間の各転移点を
検知した時点でその研磨パッドでの研磨を終了し、比較
的柔らかいパッド（例えば二層パッド）を用いて第３ス
テップを実施するといった処理が可能となる。

【００５２】こうすれば、第１及び第２ステップの研磨
速度を高めて酸化膜の平坦化及びその状態を維持した研
磨で要する時間を短縮できる。また、第３ステップでト
レンチ（凹部）上の酸化膜のオーバー研磨において比較
的柔らかい研磨パッドを用いることにより、面内均一性
を高め易くなり、その結果、第３ステップでの研磨時間
をも短縮できる。

【００５３】さらにまた、研磨工程においては、酸化膜
が被着された基体の性状、及び、プロセス監視工程にお
ける転移点の判定結果又は第１〜第３ステップにおける
回転トルクの変化率の実測値に基づいて、第１〜第３ス
テップの各々における基体と研磨パッドとの押付圧力
（当接状態で少なくともいずれか一方に印加されている
圧力の合計）を決定又は選択してもよい。

【００５４】これにより、各ステップにおける回転トル
クの変化率、各ステップ間の転移点の位置（時刻）ひい
ては各ステップの所要時間の監視結果に基づいて、例え
ば、当初の酸化膜パターンの種類やその密度に対して所
望の研磨速度が達成され難い場合、或いは、被研磨面の
面内均一性が要求される場合、等に応じて、基体と研磨
パッドとを所望の押付圧力条件で研磨を実施することが
できる。

【００５５】例えば、第１及び第２ステップでは、第３
ステップにおける基体への研磨パッドの押付圧力よりも
高い圧力で基体と研磨パッドとを当接させることが望ま
しい。この場合、例えば、第１及び第２ステップで研磨
速度を向上させる必要が生じたとき、それらのステップ
を第３ステップでの基体と研磨パッドとの押付圧力より
も高い圧力で両者を当接させる。そして、第１及び第２
ステップ間、並びに第２及び第３ステップ間の各転移点
を検知した時点でその押付圧力での研磨を終了し、より
低い押付圧力で第３ステップを実施するといった処理が
可能となる。

【００５６】こうすれば、第１及び第２ステップの研磨
速度を高めて酸化膜の平坦化及びその状態を維持した研
磨で要する時間を短縮できる。また、相乗効果として第
３ステップにおける研磨時間をも短縮できる。

【００５７】また、本発明による研磨装置は、本発明の
研磨方法を有効に実施するための方法であって、凹部を
有する基体上に形成された保護膜上に被着された酸化膜
が化学的機械研磨により除去されるものであって、基体
を保持する基体保持部と、基体保持部に対向して配置さ
れた研磨パッドを有する研磨部と、基体保持部及び研磨
パッドのうち少なくともいずれか一方を、基体の被研磨
面と研磨パッドとが当接した状態で回転させる駆動部
と、基体と研磨パッドとの間に酸化セリウム粒子を含む
研磨剤を供給する研磨剤供給部と、基体と研磨パッドと
の間に水を供給する水供給部と、駆動部の回転トルクの
経時変化を測定するトルク測定部と、回転トルクの経時
変化の実測値に基づいて、酸化膜の平坦化が進行する第
１ステップ、酸化膜の平坦性が維持された状態で酸化膜
の研磨が進行する第２ステップ、酸化膜下の保護膜の一
部が露出した状態で酸化膜の研磨が進行する第３ステッ
プ、及び、保護膜上の酸化膜が除去され実質的に保護膜
が略完全に露出した状態で研磨が進行する第４ステップ
の実行状態を監視し、且つ、第１〜第４ステップのうち
隣接する少なくともいずれか二つのステップの転移点の
判定、又は、第１〜第４ステップのうち少なくともいず
れか一つのステップの異常の検知を行うプロセス監視部
とを備える。

【００５８】さらに、トルク測定部が、駆動部に印加さ
れる駆動電流、駆動電圧、又は駆動電力の経時変化から
回転トルクの経時変化を実測するものであると好適であ
る。

【００５９】またさらに、プロセス監視部が、第１〜第
４ステップのうち少なくともいずれか一つのステップの
異常の検知結果に基づいて、その異常が検知されたとき
に研磨処理を停止するように駆動部を制御するものであ
るとより好ましい。

【００６０】さらにまた、プロセス監視部が、酸化膜が
被着された基体の性状、及び、第１〜第４ステップのう
ち隣接する少なくともいずれか二つのステップの転移点
の判定結果に基づいて、第１〜第３ステップの各々に応
じた組成又は種類の研磨剤が供給されるように研磨剤供
給部及び／又は水供給部を制御するものであっても好ま
しい。

【００６１】この場合、研磨装置が互いに硬度の異なる
複数の前記研磨パッドを備えるときに、プロセス監視部
が、酸化膜が被着された基体の性状、及び、第１〜第４
ステップのうち隣接する少なくともいずれか二つのステ
ップの転移点の判定結果又は第１〜第３ステップにおけ
る回転トルクの変化率の実測値に基づいて、複数の研磨
パッドのうち第１〜第３ステップの各々に応じた硬度を
有する研磨パッドと基体の被研磨面とが当接するように
基体保持部又は研磨部を制御するものであることが望ま
しい。

【００６２】或いは、プロセス監視部が、酸化膜が被着
された基体の性状、及び、第１〜第４ステップのうち隣
接する少なくともいずれか二つのステップの転移点の判
定結果又は第１〜第３ステップにおける回転トルクの変
化率の実測値に基づいて、第１〜第３ステップの各々に
応じて基体の被研磨面と研磨パッドとの当接圧力が変化
するように基体保持部又は研磨部を制御するものであっ
ても好適である。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置
関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づ
くものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に
限られるものではない。

【００６４】図５は、本発明による研磨装置の好適な一
実施形態の外観を示す斜視図であり、図６は、その要部
を模式的に示す分離斜視図である。ＣＭＰ装置１（研磨
装置）は、装置本体部１２にそれを上方から覆うように
カバー部１４が設けられたものであり、更に研磨処理に
おけるプロセス監視及び制御を行う監視制御部４０（ト
ルク測定部及びプロセス監視部を兼ねる。）を備えてい
る。

【００６５】装置本体部１２は、研磨テーブル１６を有
し、その上には、複数（ここでは３つの場合を例示す
る。）の研磨パッド３１〜３３（基体保持部）が、それ
ぞれ回転可能なプラテン２１〜２３を介して設けられて
いる。このように、各研磨パッド３１〜３３及び各プラ
テン２１〜２３から研磨部が構成されている。また、研
磨パッド３１〜３３に隣接するように、基体としてのＳ
ｉウェハＷの供給、洗浄、後述する研磨ヘッド８への受
け渡しを行うためのロードカップ４が設けられている。

【００６６】さらに、研磨テーブル１６上には、各研磨
パッド３１〜３３の表面に研磨剤スラリーＳ１〜Ｓ３を
供給するためのスラリー供給アーム６１〜６３が設置さ
れている。またさらに、各研磨パッド３１〜３３の表面
状態を調整するパットコンディショナー５が、それら研
磨パッド３１〜３３にそれぞれ隣接されている。

【００６７】また、装置本体部１２の上部には、スピン
ドル７がカバー部１４に回転可能に支持されている。こ
のスピンドル７には、複数本（ここでは４本の場合を例
示する。）の鉛直方向に延在する各回転シャフト９を介
して、研磨パッド３１〜３３に対向するように研磨ヘッ
ド８がそれぞれ取り付けられている。各研磨ヘッド８
は、空気供給及び真空引きによって膨張・収縮可能なメ
ンブレン（図示せず）を有しており、かかる機構により
基体としてのＳｉウェハＷをその被研磨面を下方に向け
て保持し、研磨パッド３１〜３３に押し付けるものであ
る。

【００６８】図７は、図５に示すＣＭＰ装置１の他の要
部を示すブロック図である。研磨ヘッド８が取り付けら
れたスピンドル７には、回転シャフト９を軸まわりに任
意の速度で回転且つ一定周期で揺動させる研磨ヘッド駆
動部９１（駆動部）が内設されている。また、装置本体
部１２には、研磨テーブル１６上の各研磨パッド３１〜
３３下方に設置された各プラテン２１〜２３を任意の速
度で回転させる研磨パッド駆動部２１ａ〜２３ａ（駆動
部）がそれぞれ内設されている。

【００６９】さらに、スラリー供給アーム６１〜６３
は、開閉弁、流量調整弁等のバルブＶが設けられた配管
を介してスラリー供給源７１（ここでは３台の場合を例
示する。）及び純水供給源７２に接続されている。この
ように、スラリー供給アーム６１〜６３、スラリー供給
源７１、複数のバルブＶ、及びそれらが設けられた配管
から研磨剤供給部が構成されている。また、スラリー供
給アーム６１〜６３、純水供給源７２、複数のバルブ
Ｖ、及び当該配管から水供給部が構成されている。

【００７０】また、監視制御部４０は、ＣＰＵ（ＭＰ
Ｕ），ＦＰＵ等の演算処理装置４２に出力インターフェ
ース４３及び入力インターフェース４４が接続されたも
のである。入力インターフェース４４には、スピンドル
７の図示しない駆動部、研磨ヘッド駆動部９１、研磨パ
ッド駆動部２１ａ〜２３ａ、及び各バルブＶが接続され
ている。一方、出力インターフェース４３には、スピン
ドル７の図示しない駆動部、研磨ヘッド駆動部９１、及
び各バルブＶが接続されている。なお、図示を省略した
が、出力インターフェース４３にも、研磨パッド駆動部
２１ａ〜２３ａをそれぞれ接続してもよい。

【００７１】このように構成されたＣＭＰ装置１を用い
た本発明の研磨方法の一例を以下に説明する。図８
（Ａ）〜（Ｆ）は、ＳＴＩ形成においてＣＭＰを実施し
ている状態を示す工程図である。また、図９は、本発明
の研磨方法の一例による処理の手順を示すフロー図であ
る。

【００７２】ステップＳＰ０で処理を開始し、まず、Ｓ
ｉウェハＷの裏面（被研磨面の反対面）側を研磨ヘッド
８に保持させ、スピンドル７を回動させ、その研磨ヘッ
ド８をプラテン２１上の研磨パッド３１の上方へ移動す
る。ここで、ＳｉウェハＷは、トレンチが形成されたＳ
ｉ基層１０１上に保護膜としての窒化ケイ素膜１０２
（以下、単に窒化膜１０２という）が成膜され、更にそ
の上に所定のパターンを有する酸化ケイ素膜１０３（以
下、単に酸化膜１０３という）が被着されたものである
（図８（Ａ）参照）。

【００７３】次いで、監視制御部４０からの指示信号に
より研磨ヘッド駆動部９１及び研磨パッド駆動部２１ａ
を運転し、研磨ヘッド８を回転シャフト９の軸周りに回
転且つ水平方向に揺動させ、且つ、研磨パッド３１をプ
ラテン２１と共に回転させる。この状態で、Ｓｉウェハ
Ｗの被研磨面（酸化ケイ素膜１０３側の面）と研磨パッ
ド３１とを当接させ、必要に応じて研磨条件を調整した
後、時刻ｔ１（図１参照）において研磨剤スラリーＳ１
を研磨パッド３１上に一定流量で供給し、酸化ケイ素膜
１０３の主研磨たる研磨工程ＳＰ１を開始する。ここ
で、かかる研磨処理のより具体的な一実施条件を以下に
示す。

【００７４】〈ＳｉウェハＷにおける詳細寸法例〉・窒化膜１０２上の酸化膜１０３厚さｈ１：６６５０
Å、・窒化膜１０２厚さｈ２：１６５０Å、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：６６５０Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：５３２０Å、・トレンチ幅ｈ６：２５０Å、

【００７５】〈処理条件〉・ＣＭＰ装置：Applied Materials社製試験装置ベー
ス、・研磨モード：バッチモード、・研磨パッド：型式IC-1400 k-groove、・研磨ヘッド：Titan Profiler（IC3.8/EC4/RR10/UC
4）、・揺動（スウィープ）周期：１０sweeps／min（６sec／
sweep）、・研磨剤スラリー：日立化成工業（株）製；酸化セリウ
ム系スラリー（HS8005:8120GP=1:2）、供給流量２００m
l／min。

【００７６】なお、研磨剤スラリーＳ１は、研磨成分と
して酸化セリウム粒子を含むものであり、種類、組成等
は特に制限されず、例えば、国際公開番号ＷＯ９７／２
９５１０号パンフレット、特開２００１−７０６２号公
報、特開２００１−７１９５号公報、特開２００１−１
８５５１４号公報、特開２００１−３５１８８２号公報
等に記載の研磨剤を適宜選択して使用することができ
る。

【００７７】また、処理開始と同時に、監視制御部４０
による研磨パッド駆動部２１ａのモーター電流（駆動電
流）の測定を開始し、これにより研磨工程ＳＰ１におい
てプラテン２１と共に回動する研磨パッド３１の回転ト
ルクＴを連続的に実測し、その結果に基づいたプロセス
監視を実行する（プロセス監視工程ＳＰ２）。ステップ
ＳＰ１では、まず、酸化ケイ素膜１０３のパターンにお
ける段差を徐々に解消し酸化膜１０３の平坦化を実施す
る（第１ステップＳＰ１１）。このとき、回転トルクＴ
は徐々に増大していき、平坦化が略達成される時刻ｔ２
前でその増大率が小さくなり、やがて一定となる（図１
参照）。平坦化されたＳｉウェハＷ（図８（Ｂ）参照）
の各寸法の一例を以下に示す。

【００７８】〈第１ステップＳＰ１１終了時のＳｉウェ
ハＷにおける詳細寸法例〉・窒化膜１０２上の酸化膜１０３厚さｈ１：５００Å、・窒化膜１０２厚さｈ２：１６５０Å（変化なし）、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å（変化なし）、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：５５６１Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：２５９Å。

【００７９】次いで、時刻ｔ２経過後、図８（Ｂ）に示
す如く酸化膜１０３の平坦性を維持した状態で更に研磨
を実施する（第２ステップＳＰ１２）。このとき、回転
トルクＴは処理中最大値で略一定の状態で推移し（図１
参照）、酸化膜１０３が更に研磨される。時刻ｔ３直前
でのＳｉウェハＷ（図８（Ｃ）参照）の各寸法の一例を
以下に示す。

【００８０】〈第２ステップＳＰ１２終了直前のＳｉウ
ェハＷにおける詳細寸法例〉・窒化膜１０２上の酸化膜１０３厚さｈ１：２４０Å、・窒化膜１０２厚さｈ２：１６５０Å（変化なし）、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å（変化なし）、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：５３３０Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：２３０Å。

【００８１】さらに、時刻ｔ３経過時点で窒化膜１０２
の一部が露呈し始めると共に、回転トルクＴが減少に転
じ始める（第３ステップＳＰ１３）。本ステップは、実
質的に酸化膜１０３の研磨から窒化膜１０２露出への遷
移ステップであり、この際露呈した窒化膜１０２表面も
僅かに研磨され得る。この時のＳｉウェハＷ（図８
（Ｄ）参照）の各寸法の一例を以下に示す。

【００８２】〈第３ステップＳＰ１３でのＳｉウェハＷ
における詳細寸法例〉・窒化膜１０２厚さｈ２：１６４０Å、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å（変化なし）、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：４９８３Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：３２７Å。

【００８３】第３ステップＳＰ１３の進行につれて、回
転トルクは漸次減少し、やがて、時刻ｔ４前において減
少が緩やかとなる。この時点で、窒化膜１０２の略全体
が露出する。この時のＳｉウェハＷ（図８（Ｅ）参照）
の各寸法の一例を以下に示す。

【００８４】〈第３ステップＳＰ１３終了時でのＳｉウ
ェハＷにおける詳細寸法例〉・窒化膜１０２厚さｈ２：１６２０Å、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å（変化なし）、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：４７４２Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：５４８Å。

【００８５】そして、時刻ｔ４（図１参照）経過後には
窒化膜１０２が略完全に露出し、回転トルクは略一定と
なる。この状態で研磨を続け、トレンチ上のオーバー研
磨分を更に除去する（第４ステップＳＰ１４）。時刻ｔ
４経過直後のＳｉウェハＷ（図８（Ｆ）参照）の各寸法
の一例を以下に示す。

【００８６】〈第４ステップＳＰ１４でのＳｉウェハＷ
における詳細寸法例〉・窒化膜１０２厚さｈ２：１５６５Å、・トレンチ深さｈ３：３６７０Å（変化なし）、・トレンチ上酸化膜厚さｈ４：４３００Å、・酸化膜１０３パターン深さｈ５：９３５Å。

【００８７】一定時間、第４ステップＳＰ１４を継続し
た後、主研磨たる研磨工程ＳＰ１を終了し、監視制御部
４０からの指示信号によって研磨剤スラリーＳ１の供給
を停止する。それと共に、純水を研磨パッド３１上へ供
給し、パーティクル除去等のためのバフ研磨（ステップ
ＳＰ３）を一定時間実施した後、プロセス監視工程ＳＰ
２共々処理を終了する（ステップＳＰ４）。

【００８８】図１０は、このような本発明の研磨方法
を、上記の具体的な条件で実施したときに観測された回
転トルクの経時変化の一例を示すグラフである。同図に
おいて、菱形のシンボルは、演算処理装置４２に入力さ
れたモーター電流値を揺動（スウィープ）の周期毎に時
間平均し、その値を回転トルクに換算した値を示す。こ
の結果は、前出の図１に示す曲線Ｌ１に示すパターンと
類似することが確認された。

【００８９】ここで、プロセス監視工程ＳＰ２において
は、各ステップＳＰ１１〜ＳＰ１４間の回転トルクの経
時変化の実測値に基づいて、監視制御部４０によって隣
接する各２ステップ間の転移点つまりステップ毎の移行
期を判定する。具体的には、演算処理装置４２で算出さ
れた時刻毎の回転トルク実測値を、例えば時刻に関連づ
けて記憶し、逐次それらの差分を演算して回転トルクの
経時変化における変化率を求める。

【００９０】そして、例えば、その変化率の符号から回
転トルクの増加又は減少傾向を判断する。図１の曲線Ｌ
１に示す如く、回転トルクは、ステップＳＰ１１〜ＳＰ
１４毎に特徴的な増減傾向を呈するので、かかる回転ト
ルクの変化率に基づいて第１ステップＳＰ１１及び第２
ステップＳＰ１２間の時刻ｔ２近傍における転移点、第
２ステップＳＰ１２及び第３ステップＳＰ１３間の時刻
ｔ３近傍における転移点、及び、第３ステップＳＰ１３
及び第４ステップＳＰ１４間の時刻ｔ３近傍における転
移点を判定し、転移点前のステップの終了及び転移点後
のステップの開始を検知する。

【００９１】このようなステップ間の転移点の判定は、
用いる研磨剤スラリーＳ１の種類に応じて第２ステップ
ＳＰ１２が実質的に省略され得る場合の回転トルクの経
時変化（図２参照）、及び、酸化膜１０３がパターンを
有しない一様膜である場合の回転トルクの経時変化（図
３参照）のいずれにおいても同様に実施することが可能
である。

【００９２】さらに、図１１は、図８（Ａ）に示すＳｉ
ウェハＷとは若干異なる酸化膜１０３パターンを有する
種々のＳｉウェハに対して、研磨剤スラリーを適宜選択
して使用して本発明の研磨方法を実施したときに観測さ
れた回転トルク変化の他の数例（それぞれ曲線Ｌ１１〜
Ｌ１５）を示すグラフである。これらの結果は、前出の
図２に示す曲線Ｌ２に示すパターンと類似することが確
認された。また、曲線Ｌ１４で表される例は、第３ステ
ップと第４ステップとの間の明確な転移が認められなか
った。このような例では、窒化膜の露出が不十分である
といった何らかの研磨異常が生じたのではないかと推定
される。

【００９３】また、本発明の研磨方法では、プロセス監
視工程ＳＰ２において、回転トルクの変化率の実測値に
基づいて、以下に示すようなプロセス異常又は不具合発
生の判断を行い、プロセス異常の検知及び／又は異常若
しくは不具合発生時のプロセスの停止を実施し、或い
は、研磨条件の切り替え等によるプロセス条件の最適化
を実施する。

【００９４】［プロセス異常又は不具合発生の判断方
法］図１２は、プロセス監視工程ＳＰ２における処理手
順の一例を示すフロー図である。まず、研磨処理の開始
と共にプロセス監視工程ＳＰ２を開始し（ステップＳＰ
２０）、研磨工程ＳＰ１の各ステップＳＰ１１〜ＳＰ１
４の進行に沿って各ステップ間の転移点の判定を行い
（ステップＳＰ２１）、その結果、転移点の有無を判断
する（ステップＳＰ２２）。ここで、想定される転移点
が存在しない場合には、インターロックをかけて、以降
の研磨工程ＳＰ１の実行を停止し（ステップＳＰ２
３）、プロセス監視工程を終了する（ステップＳＰ２
６）。この場合、その存在すべき転移点の前又は後のス
テップで異常又は不具合が生じた可能性があり、必要に
応じて研磨パッド３１面の調整、交換、点検等の保守作
業を実施し得る。

【００９５】例えば、図１に破線で示す曲線Ｌ２は、異
常又は不具合が発生したときの回転トルク変化の一例を
示すグラフであり、この曲線Ｌ２では第１ステップＳＰ
１１と第２ステップＳＰ１２との転移点が認められな
い。この場合、第１ステップＳＰ１１での平坦化が十分
に行われない状態で研磨が進行し、第２ステップＳＰ１
２が明確に区別できる、図１２に示すフローを用いれ
ば、第３ステップＳＰ１３に移行した時点でプロセスを
停止することができる。

【００９６】一方、転移点が判定されその存在が認めら
れた場合には、研磨工程ＳＰ１を続行し（ステップＳＰ
２４）、ステップＳＰ２５で第４ステップＳＰ１４への
移行を判断する。既に第４ステップＳＰ１４を開始して
いる場合（これは転移点の数等で判断可能である。）に
は、その終了及びバフ研磨（ステップＳＰ３）を終了し
た後、プロセス監視工程ＳＰ２を終了する（ステップＳ
Ｐ２６）。そうでない場合には、次のステップへの移行
時に再び転移点の判定を行い（ステップＳＰ２１）、そ
れ以降の処理を繰り返す。

【００９７】また、図１３は、プロセス監視工程ＳＰ２
における処理手順の他の例を示すフロー図である。ま
ず、研磨処理の開始と共にプロセス監視工程ＳＰ２を開
始し（ステップＳＰ３０）、研磨工程ＳＰ１の各ステッ
プＳＰ１１〜ＳＰ１４の進行に沿って各ステップ間の転
移点の判定を行うと共に、各ステップの進捗に沿って各
プロセス時間、つまり図１における時間ｄ₁→₂，ｄ
₂→₃，ｄ₃→₄を算出する（ステップＳＰ３１）。

【００９８】そして、ステップ終了毎に、そのプロセス
時間の実測値Ｐｔと、実処理に先立って予め取得してお
いた正常な研磨処理が行われた場合のプロセス時間の基
準値Ｐ０との差分ΔＰを算出する（ステップＳ３２）。
次いで、この差分ΔＰと許容値Ｌｐとの比較演算を行い
（ステップＳＰ３３）、Δｐが許容値Ｌｐを超える場合
には、インターロックをかけて、以降の研磨工程ＳＰ１
の実行を停止し（ステップＳＰ３４）、プロセス監視工
程を終了する（ステップＳＰ３７）。この場合、その判
断対象のステップにおいて、研磨速度が正常処理に比べ
て過度に低下したといった異常又は不具合が生じた可能
性があり、必要に応じて研磨パッド３１面の調整、交
換、点検等の保守作業を実施し得る。

【００９９】例えば、先に述べた図１における曲線Ｌ２
に対応する処理では、プロセス時間ｄ₁→₂又はｄ₃→₄が
基準となり得る曲線Ｌ１に対応する処理に比して長い。
この場合、第１ステップＳＰ１１及び第３ステップＳＰ
１３での研磨速度を低下させる要因が想起され、図１３
に示すフローを用いれば、いずれかのステップでプロセ
ス時間の実測値Ｐｔが、基準値Ｐ０＋許容値Ｌｐを超え
た時点でプロセスを停止することができる。

【０１００】一方、差分ΔＰが許容値Ｌｐ以下の場合に
は、研磨工程ＳＰ１を続行し（ステップＳＰ３５）、ス
テップＳＰ３６で第４ステップＳＰ１４への移行を判断
する。既に第４ステップＳＰ１４を開始している場合
（これは転移点の数等で判断可能である。）には、その
終了及びバフ研磨（ステップＳＰ３）を終了した後、プ
ロセス監視工程ＳＰ２を終了する（ステップＳＰ３
７）。そうでない場合には、次のステップへの移行時に
再び転移点の判定及びプロセス時間の算出を行い（ステ
ップＳＰ３１）、それ以降の処理を繰り返す。

【０１０１】さらに、図１４は、プロセス監視工程ＳＰ
２における処理手順の更に他の例を示すフロー図であ
る。まず、研磨処理の開始と共にプロセス監視工程ＳＰ
２を開始し（ステップＳＰ４０）、研磨工程ＳＰ１の各
ステップＳＰ１１〜ＳＰ１４の進行に沿って各ステップ
間の転移点の判定を行うと共に、各ステップの進捗に沿
って各プロセスにおける回転トルクの変化率、つまり図
１における時間ｄ₁→₂，ｄ₂→₃，ｄ₃→₄におけるグラフ
の傾きを数値微分等により算出する。そして、各ステッ
プの途中又は終了時毎に、その変化率の実測値εｔと、
実処理に先立って予め取得しておいた正常な研磨処理が
行われた場合の変化率の基準値ε０との差分Δεを算出
する（ステップＳ４２）。

【０１０２】次いで、この差分Δεと許容値Ｌεとの比
較演算を行い（ステップＳＰ４３）、Δεが許容値Ｌε
を超える場合には、インターロックをかけて、以降の研
磨工程ＳＰ１の実行を停止し（ステップＳＰ４４）、プ
ロセス監視工程を終了する（ステップＳＰ４７）。この
場合、その判断対象のステップにおいて、研磨速度が正
常処理に比べて過度に低下したといった異常又は不具合
が生じた可能性があり、必要に応じて研磨パッド３１面
の調整、交換、点検等の保守作業を実施し得る。

【０１０３】例えば、先に述べた図１における曲線Ｌ２
に対応する処理では、プロセス時間ｄ₁→₂又はｄ₃→₄に
おける回転トルクの変化率が、基準となり得る曲線Ｌ１
に対応する処理における変化率に比して小さい。この場
合、第１ステップＳＰ１１及び第３ステップＳＰ１３で
の研磨速度を低下させる要因が想起され、図１４に示す
フローを用いれば、その判断時点でプロセスを停止する
ことができる。

【０１０４】一方、差分Δεが許容値Ｌε以下の場合に
は、研磨工程ＳＰ１を続行し（ステップＳＰ４５）、ス
テップＳＰ４６で第４ステップＳＰ１４への移行を判断
する。既に第４ステップＳＰ１４を開始している場合
（これは転移点の数等で判断可能である。）には、その
終了及びバフ研磨（ステップＳＰ３）を終了した後、プ
ロセス監視工程ＳＰ２を終了する（ステップＳＰ４
７）。そうでない場合には、次のステップへの移行時に
再び転移点の判定及びプロセス時間の算出を行い（ステ
ップＳＰ４１）、それ以降の処理を繰り返す。

【０１０５】以上の図１２〜図１４のそれぞれに示す手
順のプロセス監視工程ＳＰ２は、図２及び図３のグラフ
（それぞれ曲線Ｌ３，Ｌ５）で表される回転トルク変化
を示す研磨処理に対しても同様に適用可能である。これ
らの場合、例えば、異常又は不具合の発生が想起される
破線で表される曲線Ｌ４，Ｌ６（それぞれ図２及び図３
参照）に示す回転トルクの経時変化パターンがみられた
ときに、プロセスを停止できる。

【０１０６】［プロセス条件の最適化方法］また、回転
トルクの変化率測定によって各ステップ間の移転点を判
定して第１〜第３ステップの終了を検知したときに、例
えば、（１）研磨剤の種類、（２）研磨パッド３１〜３
３の硬度、（３）ＳｉウェハＷと研磨パッド３１〜３３
との押付圧力といった条件を切り替えることにより、研
磨工程ＳＰ１のプロセス全体を最適化することが可能で
ある。

【０１０７】例えば、まず、研磨剤スラリーＳ１として
セルフストップ型のものを用い、又は、研磨パッド３１
を研磨パッド３３に比して硬度が大きいものを用い、或
いは、研磨パッド３１とＳｉウェハＷとの押付圧力を後
述する研磨パッド３３での研磨時よりも高めるようにし
て、研磨工程ＳＰ１における第１ステップＳＰ１１を研
磨パッド３１において実施する。そして、監視制御部４
０において第１ステップＳＰ１１の終点が判定・検知さ
れた時点（転移点）で、監視制御部４０からの指示信号
により研磨パッド３１及び研磨ヘッド８の回転を停止す
る。それから、ＳｉウェハＷを研磨パッド３１から引き
離し、スピンドル７を回動させ、研磨パッド３２上方へ
移動させ、ＳｉウェハＷを当接させる。

【０１０８】次いで、研磨パッド３２上に研磨剤スラリ
ーＳ２として高選択型のもの、又は、セルフストップ型
のものに純水を添加したものを供給し、研磨パッド３２
及びＳｉウェハＷを回転させて第２ステップＳＰ１２を
実行する。なお、図７に示す複数のスラリー供給源７１
に互いに異なる種類・組成のスラリーを貯留しておいて
もよい。この際、研磨パッド３２の硬度は研磨パッド３
１の硬度と同等とし、また、押付圧力も第１ステップＳ
Ｐ１１と同等とする。そして、監視制御部４０において
第２ステップＳＰ１２の終点が判定・検知された時点
（転移点）で、監視制御部４０からの指示信号により研
磨パッド３２及び研磨ヘッド８の回転を停止する。それ
から、ＳｉウェハＷを研磨パッド３２から引き離し、ス
ピンドル７を回動させ、研磨パッド３３上方へ移動さ
せ、ＳｉウェハＷを当接させる。

【０１０９】次に、研磨パッド３３上に研磨剤スラリー
Ｓ３として高選択型のものに適宜添加剤を添加したも
の、又は、セルフストップ型のものに純水を添加し更に
適宜添加剤を添加したものを供給し、研磨パッド３３及
びＳｉウェハＷを回転させて第３ステップＳＰ１３を実
行する。この際、研磨パッド３３として、研磨パッド３
１，３２よりもの硬度と低い（柔らかい）ものを使用
し、また、押付圧力を第１ステップＳＰ１１及び第２ス
テップＳＰ１２よりも低下させてもよい。さらに、この
場合、ＳｉウェハＷと研磨パッド３３との相対的な回転
速度を高めることが望ましい。

【０１１０】このようなＣＭＰ装置１及びそれを用いた
本発明の研磨方法によれば、トレンチ等の凹部が形成さ
れたＳｉウェハＷ上に保護膜としての窒化膜１０２を介
して被着された酸化膜１０３のＣＭＰによる研磨工程Ｓ
Ｐ１を実施する際に、セリウム系スラリー等の酸化セリ
ウム粒子を含有する研磨剤スラリーＳ１〜Ｓ３を用いた
場合に特有な各ステップＳＰ１１〜ＳＰ１４における回
転トルクの経時変化を実測により監視する。

【０１１１】よって、個々のステップの進捗状況及び異
常や不具合の発生をリアルタイムで把握することができ
る。したがって、従来の特にシリカ系スラリーを用いた
ＣＭＰにおいて実施されていたトルク測定によるエンド
ポイント検出では十分に対応できなかった終点判断を正
確に行えるのみならず、主研磨プロセスでの異常発生等
を検知してプロセス管理を適正化でき、それにより、製
品たる半導体装置の歩留まり及び信頼性の向上を図るこ
とも可能となる。

【０１１２】また、各ステップＳＰ１１〜ＳＰ１４に対
する転移点の判定及びステップ終了点の検知を契機とし
て、各ステップに適した条件設定を使用できる。さら
に、回転トルクの変化率からステップ間の転移点を正確
に判断できるので、ステップごとの終点判断を精度良く
実施できる。よって、このようにプロセス条件を切り替
える効果をより確実に得ることが可能となる。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨方法
及び研磨装置によれば、ＣＭＰ工程、特にＳＴＩによる
素子分離形成におけるＣＭＰにおいて、適正なプロセス
管理及びプロセス制御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トレンチが形成されたＳｉ層上に窒化ケイ素膜
が形成され、その上に酸化ケイ素膜が形成されたＳｉウ
ェハを研磨したときの回転トルク変化の一例を示すグラ
フである。

【図２】トレンチが形成されたＳｉ層上に窒化ケイ素膜
が形成され、その上に酸化ケイ素膜が形成されたＳｉウ
ェハを研磨したときの回転トルク変化の他の例を示すグ
ラフである。

【図３】トレンチが形成されたＳｉ層上に窒化ケイ素膜
が形成され、その上に酸化ケイ素膜が形成されたＳｉウ
ェハを研磨したときの回転トルク変化の更に他の例を示
すグラフである。

【図４】シリカ系スラリーを用いた場合に回転トルク変
化を測定した結果を示すグラフである。

【図５】本発明による研磨装置の好適な一実施形態の外
観を示す斜視図である。

【図６】図５に示すＣＭＰ装置の要部を模式的に示す分
離斜視図である。

【図７】図５に示すＣＭＰ装置の他の要部を示すブロッ
ク図である。

【図８】図８（Ａ）〜（Ｆ）は、ＳＴＩ形成においてＣ
ＭＰを実施している状態を示す工程図である。

【図９】本発明の研磨方法の一例による処理の手順を示
すフロー図である。

【図１０】本発明の研磨方法を実施したときに観測され
た回転トルクの経時変化の一例を示すグラフである。

【図１１】本発明の研磨方法を実施したときに観測され
た回転トルク変化の他の数例を示すグラフである。

【図１２】プロセス監視工程における処理手順の一例を
示すフロー図である。

【図１３】プロセス監視工程における処理手順の他の例
を示すフロー図である。

【図１４】プロセス監視工程における処理手順の更に他
の例を示すフロー図である。

【符号の説明】

１…ＣＭＰ装置（研磨装置）、７…スピンドル、８…研
磨ヘッド、９…回転シャフト、１２…装置本体部、１４
…カバー部、１６…研磨テーブル、２１〜２３…プラテ
ン、２１ａ〜２３ａ…研磨パッド駆動部、３１〜３３…
研磨パッド、４０…監視制御部、４２…演算処理装置、
６１〜６３…スラリー供給アーム、７１…スラリー供給
源、７２…純水供給源、９１研磨ヘッド駆動部、１０
１…Ｓｉ基層、１０２…窒化膜、１０３…酸化膜、Ｓ１
〜Ｓ３…研磨剤スラリー、ＳＰ１…研磨工程、ＳＰ２…
プロセス監視工程、Ｗ…Ｓｉウェハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２４Ｂ 49/10 Ｂ２４Ｂ 49/10 57/02 57/02 (72)発明者北島知彦千葉県成田市新泉14ー３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内 (72)発明者安原元千葉県成田市新泉14ー３野毛平工業団地内アプライドマテリアルズジャパン株式会社内Ｆターム(参考） 3C034 AA13 AA19 BB92 CA02 CA05 CA17 CB03 3C047 FF08 GG20 3C058 AA06 AA07 AA12 AC02 BA01 BA06 BB02 BC01 BC02 CA01 CB03 DA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹部を有する基体上に形成された保護膜
上に被着された酸化膜を化学的機械研磨により除去する
方法であって、前記基体の被研磨面を研磨パッドと当接させ、該被研磨
面と該研磨パッドとの間に酸化セリウム粒子を含む研磨
剤を供給し、該基体及び該研磨パッドのうち少なくとも
いずれか一方を回転させ、前記酸化膜の平坦化を進行さ
せる第１ステップ、前記酸化膜の平坦性が維持された状
態で該酸化膜の研磨を進行させる第２ステップ、前記酸
化膜下の前記保護膜の一部を露出させた状態で前記酸化
膜の研磨を進行させる第３ステップ、及び、前記保護膜
上の前記酸化膜が除去され実質的に該保護膜を略完全に
露出させた状態で研磨を進行させる第４ステップを実施
する研磨工程と、前記研磨工程を実施する間に、前記基体又は前記研磨パ
ッドの回転トルクの経時変化を連続的又は断続的に実測
し、該実測結果に基づいて前記第１〜第４ステップの実
行状態を監視するプロセス監視工程と、を備える研磨方
法。
【請求項２】前記プロセス監視工程においては、前記
基体又は前記研磨パッドを回転させる駆動機構の駆動電
流、駆動電圧、又は駆動電力の経時変化から前記回転ト
ルクの経時変化を実測する、請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】前記プロセス監視工程においては、前記
回転トルクの経時変化の実測値に基づいて前記第１〜第
４ステップのうち隣接する少なくともいずれか二つのス
テップの転移点を判定する請求項１又は２記載の研磨方
法。
【請求項４】前記プロセス監視工程においては、前記
転移点として、前記第１ステップでの前記回転トルクの
増大が緩和された時点若しくは該回転トルクが略一定と
なった時点、又は、前記第１ステップでの前記回転トル
クの経時変化における変化率が正の値から略ゼロへと変
化した時点を前記平坦化が達成された時点と判定し、前
記第１ステップの終了を検知する、請求項３記載の研磨
方法。
【請求項５】前記プロセス監視工程においては、前記
転移点として、前記第２ステップでの前記回転トルクが
略一定から減少へ転じる時点、又は、前記第２ステップ
での前記回転トルクの経時変化における変化率が略ゼロ
から負の値へと変化した時点を前記保護膜の一部の露出
が生じた時点と判定し、前記第２ステップの終了を検知
する、請求項３記載の研磨方法。
【請求項６】前記プロセス監視工程においては、前記
転移点として、前記第３ステップでの前記回転トルクの
減少が緩和された時点若しくは該回転トルクが略一定と
なった時点、又は、前記第３ステップでの前記回転トル
クの経時変化における変化率が負の値から略ゼロへと変
化した時点を前記保護膜上の前記酸化膜が除去され実質
的に該保護膜が略完全に露出したことを検知し、前記第
３ステップの終了を検知する、請求項３記載の研磨方
法。
【請求項７】前記プロセス監視工程においては、前記
酸化膜及び／又は前記保護膜の種類又は構造、及び、前
記研磨剤の種類に応じて予め設定した前記回転トルクの
経時変化の基準パターンと、前記回転トルクの経時変化
の実測値とに基づいて、前記第１〜第４ステップのうち
少なくともいずれか一つのステップの異常を検知する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨方法。
【請求項８】前記プロセス監視工程においては、前記
回転トルクの経時変化の実測値に基づいて前記第１〜第
４ステップのうち隣接する少なくともいずれか二つのス
テップの転移点が検知されないときに、該二つの隣接ス
テップの少なくともいずれか一方において異常が生じた
ことを検知する、請求項１又は２記載の研磨方法。
【請求項９】前記プロセス監視工程においては、前記
基準パターンにおける前記第１ステップでの回転トルク
の変化率又は該第１ステップの所要時間と、それぞれ前
記第１ステップでの前記回転トルクの経時変化の実測値
における該回転トルクの変化率又は該第１ステップの所
要時間との差が予め設定した許容値を超えたときに、前
記第１ステップにおける異常が生じたことを検知する、
請求項７記載の研磨方法。
【請求項１０】前記プロセス監視工程においては、前
記基準パターンにおける前記第２ステップでの回転トル
クの変化率若しくは該第２ステップの所要時間と、それ
ぞれ前記第２ステップでの前記回転トルクの経時変化の
実測値における該回転トルクの変化率若しくは該第２ス
テップの所要時間との差が予め設定した許容値を超えた
とき、又は、該実測値において該第２ステップの存在が
実質的に認められないときに、前記第２ステップにおけ
る異常が生じたことを検知する、請求項７記載の研磨方
法。
【請求項１１】前記プロセス監視工程においては、前
記基準パターンにおける前記第３ステップでの回転トル
クの変化率又は該第３ステップの所要時間と、それぞれ
前記第３ステップでの前記回転トルクの経時変化の実測
値における該回転トルクの変化率又は該第３ステップの
所要時間との差が予め設定した許容値を超えたときに、
前記第３ステップにおける異常が生じたことを検知す
る、請求項７記載の研磨方法。
【請求項１２】前記研磨工程においては、前記酸化膜が被着された基体の性状、及び、前記プロセ
ス監視工程における前記転移点の判定結果に基づいて、
前記第１〜第３ステップの各々で用いる前記研磨剤の組
成を決定し又は種類を選択する、請求項３記載の研磨方
法。
【請求項１３】前記第１ステップでは、前記研磨剤と
してセルフストップ型のものを用いる、請求項１２記載
の研磨方法。
【請求項１４】前記第２ステップでは、前記研磨剤と
して、セルフストップ型のものに水を添加したもの、又
は、高選択型のものを用いる、請求項１３記載の研磨方
法。
【請求項１５】前記第３ステップでは、前記研磨剤と
して、セルフストップ型のものに水を添加したもの、又
は、高選択型のものを用いる、請求項１３又は１４に記
載の研磨方法。
【請求項１６】前記研磨工程においては、前記酸化膜が被着された基体の性状、及び、前記プロセ
ス監視工程における前記転移点の判定結果又は前記第１
〜第３ステップにおける前記回転トルクの変化率の実測
値に基づいて、前記第１〜第３ステップの各々で用いる
前記研磨パッドの硬度を決定し又は種類を選択する、請
求項３記載の研磨方法。
【請求項１７】前記第１及び第２ステップでは、前記
研磨パッドとして前記第３ステップで用いる研磨パッド
よりも硬度が大きいものを用いる、請求項１６記載の研
磨方法。
【請求項１８】前記研磨工程においては、前記酸化膜が被着された基体の性状、及び、前記プロセ
ス監視工程における前記転移点の判定結果又は前記第１
〜第３ステップにおける前記回転トルクの変化率の実測
値に基づいて、前記第１〜第３ステップの各々における
前記基体と前記研磨パッドとの押付圧力を決定又は選択
する、請求項３記載の研磨方法。
【請求項１９】前記第１及び第２ステップでは、前記
第３ステップにおける前記基体への前記研磨パッドの押
付圧力よりも高い圧力で該基体と該研磨パッドとを当接
させる、請求項１８記載の研磨方法。
【請求項２０】凹部を有する基体上に形成された保護
膜上に被着された酸化膜が化学的機械研磨により除去さ
れる装置であって、前記基体を保持する基体保持部と、前記基体保持部に対向して配置された研磨パッドを有す
る研磨部と、前記基体保持部及び前記研磨パッドのうち少なくともい
ずれか一方を、前記基体の被研磨面と前記研磨パッドと
が当接した状態で回転させる駆動部と、前記基体と前記研磨パッドとの間に酸化セリウム粒子を
含む研磨剤を供給する研磨剤供給部と、前記基体と前記研磨パッドとの間に水を供給する水供給
部と、前記駆動部の回転トルクの経時変化を測定するトルク測
定部と、前記回転トルクの経時変化の実測値に基づいて、前記酸
化膜の平坦化が進行する第１ステップ、前記酸化膜の平
坦性が維持された状態で該酸化膜の研磨が進行する第２
ステップ、前記酸化膜下の前記保護膜の一部が露出した
状態で前記酸化膜の研磨が進行する第３ステップ、及
び、前記保護膜上の前記酸化膜が除去され実質的に該保
護膜が略完全に露出した状態で研磨が進行する第４ステ
ップの実行状態を監視し、且つ、該第１〜第４ステップ
のうち隣接する少なくともいずれか二つのステップの転
移点の判定、又は、該第１〜第４ステップのうち少なく
ともいずれか一つのステップの異常の検知を行うプロセ
ス監視部と、を備える研磨装置。
【請求項２１】前記トルク測定部が、前記駆動部に印
加される駆動電流、駆動電圧、又は駆動電力の経時変化
から前記回転トルクの経時変化を実測するものである、
請求項２０記載の研磨装置。
【請求項２２】前記プロセス監視部は、前記第１〜第
４ステップのうち少なくともいずれか一つのステップの
異常の検知結果に基づいて、該異常が検知されたときに
研磨処理を停止するように前記駆動部を制御する、請求
項２０又は２１に記載の研磨装置。
【請求項２３】前記プロセス監視部は、前記酸化膜が
被着された基体の性状、及び、前記第１〜第４ステップ
のうち隣接する少なくともいずれか二つのステップの転
移点の判定結果に基づいて、前記第１〜第３ステップの
各々に応じた組成又は種類の研磨剤が供給されるように
前記研磨剤供給部及び／又は前記水供給部を制御する請
求項２０又は２１に記載の研磨装置。
【請求項２４】当該研磨装置が、互いに硬度の異なる
複数の前記研磨パッドを備えるときに、前記プロセス監視部は、前記酸化膜が被着された基体の
性状、及び、前記第１〜第４ステップのうち隣接する少
なくともいずれか二つのステップの転移点の判定結果又
は前記第１〜第３ステップにおける前記回転トルクの変
化率の実測値に基づいて、前記複数の研磨パッドのうち
前記第１〜第３ステップの各々に応じた硬度を有する研
磨パッドと前記基体の被研磨面とが当接するように前記
基体保持部又は前記研磨部を制御する、請求項２０又は
２１に記載の研磨装置。
【請求項２５】前記プロセス監視部は、前記酸化膜が
被着された基体の性状、及び、前記第１〜第４ステップ
のうち隣接する少なくともいずれか二つのステップの転
移点の判定結果又は前記第１〜第３ステップにおける前
記回転トルクの変化率の実測値に基づいて、前記第１〜
第３ステップの各々に応じて前記基体の被研磨面と前記
研磨パッドとの当接圧力が変化するように前記基体保持
部又は前記研磨部を制御する、請求項２０又は２１に記
載の研磨装置。