JP2004025413A - Determination method for life/quality of polishing pad or the like, conditioning method, device, semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨技術に関し、特に、研磨パッドの寿命判定方法、コンディショナの寿命判定方法、コンディショナの良否判定方法、研磨パッドのコンディショニング方法、研磨装置、半導体デバイス及び半導体デバイス製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置が提供されている。
【0003】
このような研磨装置として、例えば、半導体デバイスウエハ等の表面のグローバル平坦化などのための化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing又はChemical Mechanical Planarization、以下ではCMPと称す)を行う研磨装置を、挙げることができる。CMPは、物理的研磨に、化学的な作用(研磨剤、溶液による溶かしだし)を併用して、ウエハの表面凹凸を除去していく工程で、スラリーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な研磨パッドで、ウエハ表面を加圧し、相対運動させることにより研磨を進行させ、ウエハ面内での一様な研磨が可能になる。
【0004】
このような研磨装置では、研磨パッドの研磨面は、研磨時間に応じて目詰まりが進行して劣化するため、定期的なコンディショニング(ドレッシングともいう。)を行って良好な加工が継続されるようにメンテナンスされる。
【0005】
このコンディショニングは、研磨パッドの研磨面とコンディショナ(コンディショニング工具又はドレッシング工具ともいう。)のコンディショニング面とを当接させて、研磨パッドとコンディショナとを相対移動させることにより行われる。前記コンディショナとしては、例えば、円環状又は円状のコンディショニング面の全体に渡ってダイヤモンド粒子等の砥粒が分布された工具が用いられる。前記相対移動は、例えば、研磨パッド及びコンディショナを両方とも回転させることにより行われる。
【0006】
研磨パッドの厚さは、ウエハ等の被研磨物の研磨に伴う消耗や、前記コンディショニングに伴う消耗(切削)により、薄くなっていき、やがて所望の研磨特性を得ることができなくなって、寿命が尽きる。このため、研磨パッドを新しい研磨パッドに交換する必要がある。そこで、従来は、当該研磨パッドによる研磨の累積時間や、コンディショニングの累積時間や、研磨した被研磨物の数や、コンディショニングの回数によって、研磨パッドの寿命を判定し、その寿命が尽きたと判定したときに、研磨パッドを新しいものに交換していた。なお、研磨パッドは、作業者が手作業で交換する場合もあるし、研磨パッドを自動的に交換する装置も提供されている(例えば、特開2001−148361号公報)。
【0007】
また、前記コンディショニングを行うコンディショニング装置は、一般的に、前記コンディショナと、これを保持する保持部とを備えた構成とされている。前記コンディショナのコンディショニング面も研磨パッドのコンディショニングにより消耗等してしまい、やがて所望のコンディショニング特性が得られなくなって、寿命が尽きる。そこで、従来は、当該コンディショナによるコンディショニングの累積時間や回数によって、コンディショナの寿命を判定し、その寿命が尽きたと判定したときに、コンディショナを新しいものに交換していた。そして、新しいコンディショナは、常に所望のコンディショニング特性を有するものとして、特別なチェックを行うことなく、研磨パッドのコンディショニングに用いていた。
【0008】
さらに、従来は、研磨パッドのコンディショニングは、当該研磨パッドにより所定数の被研磨物を研磨する毎に行われていたが、毎回同じコンディショニング条件で行われていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の研磨パッドの寿命判定方法では、研磨やコンディショニングの累積時間や回数によって研磨パッドの寿命を判定していたので、研磨パッドの寿命を正確に判定することができなかった。このため、実際上は、かなりの余裕を見越して、実際には未だ十分に所望の研磨特性が得られるにも拘わらず、かなり早めに研磨パッドの寿命が尽きたと判定し、新しい研磨パッドに交換していた。したがって、前記研磨装置のランニングコストが増大していた。なお、十分に余裕を見越こして早めに研磨パッドの寿命が尽きたと判定しない場合には、研磨パッドの寿命を正確に判定することができないことから、研磨パッドが所望の研磨特性が得られなくなっているにも拘わらず、被研磨物を研磨してしまい、被研磨物を精度良く研磨することができず、致命的な結果を招いてしまう。
【0010】
また、前記従来のコンディショナの寿命判定方法では、コンディショニングの累積時間や回数によってコンディショナの寿命を判定していたので、コンディショナの寿命を正確に判定することができなかった。このため、実際上は、かなりの余裕を見越して、実際には未だ十分に所望のコンディショニング特性が得られるにも拘わらず、かなり早めにコンディショナの寿命が尽きたとして判定し、新しいコンディショナに交換していた。したがって、前記研磨装置のランニングコストが増大していた。なお、十分に余裕を見越こして早めにコンディショナの寿命が尽きたと判定しない場合には、コンディショナの寿命を正確に判定することができないことから、コンディショナが所望のコンディショニング特性が得られなくなっているにも拘わらず、研磨パッドをコンディショニングしてしまい、その結果、研磨パッドが所望の研磨特性を発揮し得なくなり、ひいては、被研磨物を精度良く研磨することができず、致命的な結果を招いてしまう。
【0011】
さらに、新しいコンディショナが常に所望のコンディショニング特性を有しているとは限らないことが、判明した。例えば、新しいコンディショナの場合、砥粒等による切削能力が高過ぎ、研磨パッドの目詰まり等を回復するという段階を越えて研磨パッドの研磨面が荒れ過ぎてしまい、これにより、コンディショニングした研磨パッドが所望の研磨特性を発揮し得なくなってしまう場合があることが、判明した。したがって、前記従来のように、新しいコンディショナを何らチェックすることなく研磨パッドのコンディショニングに用いると、研磨パッドが所望の研磨特性を発揮し得なくなり、ひいては、被研磨物を精度良く研磨することができず、致命的な結果を招いてしまうおそれがあった。ところが、従来は、新しいコンディショナの良否を判定する有効な方法がなかった。
【0012】
また、従来は、研磨パッドのコンディショニングは、前述したように、当該研磨パッドにより所定数の被研磨物を研磨する毎に行われていたが、毎回同じコンディショニング条件で行われていた。ところが、コンディショナのコンディショニング面は徐々に消耗していくため、コンディショニング後の研磨パッドの研磨面の状態は徐々に変化していく。したがって、各被研磨物毎に、研磨パッドによる被研磨物の研磨状態も変化してしまい、好ましくなかった。
【0013】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨パッドの寿命を正確に判定することができる研磨パッドの寿命判定方法を提供することを目的とする。
【0014】
また、本発明は、コンディショナの寿命を正確に判定することができるコンディショナの寿命判定方法を提供することを目的とする。
【0015】
さらに、本発明は、新しいコンディショナの良否を適切に判定することができるコンディショナの良否判定方法を提供することを目的とする。
【0016】
さらにまた、本発明は、各被研磨物について同じように研磨することができる研磨パッドのコンディショニング方法を提供することを目的とする。
【0017】
また、本発明は、ランニングコストを低減することができる研磨装置を提供することを目的とする。
【0018】
さらに、本発明は、各被研磨物について同じように研磨することができる研磨装置を提供することを目的とする。
【0019】
さらにまた、本発明は、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半導体デバイス製造方法、及び低コストの半導体デバイスを提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様による研磨パッドの寿命判定方法は、被研磨物の研磨に用いられる研磨パッドの寿命を判定する寿命判定方法であって、前記研磨パッドの厚みを計測し、前記計測された前記研磨パッドの厚みが所定値より薄い場合に、前記研磨パッドの寿命が尽きたと判定するものである。
【0021】
本発明の第2の態様によるコンディショナの寿命判定方法は、被研磨物の研磨に用いられる研磨パッドのコンディショニングに用いられるコンディショナの寿命を判定する寿命判定方法であって、前記研磨パッドを前記コンディショナを用いてある累積コンディショニング時間コンディショニングし、前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求め、前記平均切削レートが所定値より低い場合に、前記コンディショナの寿命が尽きたと判定するものである。
【0022】
本発明の第3の態様によるコンディショナの良否判定方法は、被研磨物の研磨に用いられる研磨パッドのコンディショニングに用いられる新しいコンディショナの良否を判定する良否判定方法であって、前記研磨パッドを前記新しいコンディショナを用いてある累積コンディショニング時間コンディショニングし、前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求め、前記平均切削レートが所定範囲外である場合に、前記新しいコンディショナが不良であると判定するものである。
【0023】
本発明の第4の態様による研磨パッドのコンディショニング方法は、被研磨物の研磨に用いられる研磨パッドをコンディショナでコンディショニングするコンディショニング方法であって、前記研磨パッドを前記コンディショナを用いて所定条件で1回以上コンディショニングし、前記1回以上のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、前記1回以上のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記1回以上のコンディショニングでの平均切削レートを求め、前記平均切削レートに基づいて、前記1回以上のコンディショニングの次の回のコンディショニング時のコンディショニング条件を設定し、前記次の回のコンディショニングを、前記設定したコンディショニング条件に従って行うものである。
【0024】
本発明の第5の態様による研磨パッドのコンディショニング方法は、前記第4の態様において、前記コンディショニング条件がコンディショニング時間であるものである。
【0025】
本発明の第6の態様による研磨装置は、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、前記計測部により計測された前記研磨パッドの厚みが所定値より薄い場合に、前記研磨パッドを新しい研磨パッドに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記研磨パッドを自動的に新しい研磨パッドに交換する手段と、を備えたものである。
【0026】
本発明の第7の態様による研磨装置は、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを演算する演算部と、前記平均切削レートが所定値より低い場合に、前記コンディショナを新しいコンディショナに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記コンディショナを自動的に新しいコンディショナに交換する手段と、を備えたものである。
【0027】
本発明の第8の態様による研磨装置は、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、前記コンディショニング部に新しいコンディショナが装着されて当該新しいコンディショナが前記研磨パッドのコンディショニングに用いられる前の第1のタイミング、及び、その後に前記新しいコンディショナを用いて前記研磨パッドをコンディショニングした後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを演算する演算部と、前記平均切削レートが所定範囲外である場合に、前記コンディショナを更に新しいコンディショナに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記コンディショナを自動的に新しいコンディショナに交換する手段と、を備えたものである。
【0028】
本発明は、第9の態様による研磨装置は、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求める手段と、前記平均切削レートに基づいて、前記研磨パッドの前記期間後の次回のコンディショニングのコンディショニング条件を設定するコンディショニング条件設定部と、を備えたものである。
【0029】
本発明の第10の態様による研磨装置は、前記第9の態様において、前記コンディショニング条件がコンディショニング時間であるものである。
【0030】
本発明の第11の態様による研磨装置は、研磨パッドと被研磨物との間に荷重を加えつつ、前記研磨パッドと前記被研磨物とを相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する研磨装置において、コンディショナを有し、該コンディショナで前記研磨パッドを、前記研磨パッドで所定数の前記被研磨物を研磨する毎に、コンディショニングするコンディショニング部と、第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第2のタイミングの後に前記研磨パッドで研磨される前記被研磨物の数を、当該数の前記被研磨物を研磨したと仮定したときに予測される前記研磨パッドの厚みが所定値より薄くならない数以下に制限する手段と、を備えたものである。
【0031】
本発明の第12の態様による半導体デバイス製造方法は、前記第6乃至第11のいずれかの態様による研磨装置を用いて、半導体ウエハの表面を平坦化する工程を有するものである。
【0032】
本発明の第13の態様による半導体デバイスは、前記第12の態様による半導体デバイス製造方法により製造されるものである。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による研磨パッドの寿命判定方法、コンディショナの寿命判定方法、コンディショナの良否判定方法、研磨パッドのコンディショニング方法、研磨装置、半導体デバイス及び半導体デバイス製造方法について、図面を参照して説明する。
【0034】
[第1の実施の形態]
【0035】
図1は、本発明の第1の実施の形態による研磨装置1を模式的に示す概略上面図である。図2は、図1に示す研磨装置1のウエハの処理の様子を示す概略上面図である。図3は、図1に示す研磨装置1における第1の研磨ステージに位置している主要な要素を側方から見て模式的に示す概略断面図である。なお、図面表記の便宜上、図2では、後述する研磨状況モニタ装置50aを省略している。
【0036】
本実施の形態による研磨装置1は、被研磨物としての半導体ウエハを3ステージの研磨工程で精密に平坦研磨するCMP装置の例である。
【0037】
この研磨装置1は、図1及び図2に示すように、大きくカセットインデックス部100、ウエハ洗浄部200、研磨部300から構成されており、各部はそれぞれ仕切られてクリーンチャンバが構成される。なお、各室間には自動開閉式のシャッタを設けても良い。
【0038】
カセットインデックス部100は、複数枚のウエハを保持したカセット(キャリアとも称する)C1〜C4を載置するウエハ載置テーブル120と、未加工ウエハをカセットから取り出して洗浄部200の洗浄機仮置き台211に搬入し、また研磨加工後にウエハ洗浄部200で洗浄された加工済みウエハをカセットに収納する第1搬送ロボット150とを有して構成されている。
【0039】
第1搬送ロボット150は2本の多関節アーム153a,153bを有する多関節アーム型のロボットであり、基台151とこの基台151上に水平旋回及び昇降作動自在な旋回台152、旋回台152上に取り付けられた2本の多関節アーム153a,153b、それぞれの多関節アーム153a,153bの先端部に各アームに対して伸縮自在に取り付けられたAアーム155a及びBアーム155b(Bアーム155bはAアーム155aの下方にオフセット配置されており、図1及び図2において上下に重なって位置している)等から構成されている。Aアーム155a及びBアーム155bの先端部にはウエハを載置して吸着保持する保持部が形成されている。また、基台151には床面に配設されたリニアガイド160に沿って水平移動自在な直線移動装置が設けられている。
【0040】
このため、第1搬送ロボット150は、リニアガイド160に沿って目的とするカセットの前方に移動し、旋回台152を水平旋回及び昇降作動させてAアーム155a又はBアーム155bを目的とするスロット高さに移動させ、多関節アーム153a及びAアーム155a、又は多関節アーム153b及びBアーム155bを作動させてAアーム155a又はBアーム155bの先端部の保持部で目的スロット中の未加工ウエハを吸着保持して取り出し、あるいは目的スロットに加工済みウエハを収納することができる。
【0041】
なお、上下方向にオフセットして配置されるこれら2対のアーム155a,155bは機能上等価に構成されており、いずれを取り出し用又は収納用として用い、あるいは一方のアームのみを両方の用途に用いる構成とすることもできるが、図示する研磨装置では未加工ウエハを下側のBアーム155bでカセットから取り出し、洗浄後の加工済みウエハを上側のAアーム155aでカセットに収納するように設定している。
【0042】
ウエハ洗浄部200は、第1洗浄室210、第2洗浄室220、第3洗浄室230及び乾燥室240の4室構成からなり、研磨加工済みのウエハが第1洗浄室210→第2洗浄室220→第3洗浄室230→乾燥室240のように順次送られて研磨加工部300で付着したスラリや研磨加工液、研磨摩耗粉等の除去洗浄が行われる。例えば、第1洗浄室210では回転ブラシによる両面洗浄、第2洗浄室220では超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第3洗浄室230では純水によるスピナー洗浄、乾燥室240では窒素雰囲気下における乾燥処理が行われるように構成されている。なお、研磨加工前の未加工ウエハは上記洗浄工程を経ることなく、カセットインデックス部100から洗浄機仮置き台211を介してウエハ洗浄部200を通過しウエハ研磨部300に搬入される。
【0043】
研磨部300は、4分割されてステッピングモータ等の作動により90度ごとに回動送りされるインデックステーブル340と、インデックステーブル340の位置決め停止位置に対応してインデックステーブル340を外周から取り囲むように設けられた第1研磨ステージ310、第2研磨ステージ320、第3研磨ステージ330、及びインデックステーブル340に未加工ウエハを搬入し加工済みウエハを搬出する搬送ステージ350などから構成されている。なお、研磨ステージは、研磨ゾーンあるいは研磨室と呼ぶ場合もある。
【0044】
4分割されたインデックステーブル340の各々の区画には、ウエハを裏面から吸着保持するチャックV1〜V4がテーブル上面に露出して配設されており、各チャックV1〜V4はインデックステーブル340に水平面(図1中の紙面と平行な面)内で回転自在に支持されるとともに、インデックステーブル340の内部に設けられた電動モータやエアモータ等の駆動手段により高速回転及び停止保持が自在に取り付けられている。なお、チャックV1〜V4の直径はウエハ直径よりもわずかに小径に形成されており、チャックV1〜V4に保持されたウエハの外周端部を把持可能に構成されている。
【0045】
第1研磨ステージ310、第2研磨ステージ320、第3研磨ステージ330の3つの研磨ステージには、それぞれ、インデックステーブル340に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な研磨アーム311,321,331が設けられている。
【0046】
図3に示すように、研磨アーム311の先端部には、研磨アーム311から垂下して水平面内に高速回転自在な研磨ヘッド311aが取り付けられており、その下端面にウエハとの相対回転によりウエハを平坦研磨する研磨体としての研磨パッド311cを有している。本実施の形態では、研磨パッド311cは、取付板311bに取り付けられ、取付板311bが研磨ヘッド311aに真空吸着により保持されており、研磨パッド311cは、後述するパッド交換装置318により、支持部材311bごと自動交換されるようになっている。このような研磨ヘッド311a及びパッド交換装置318としては、例えば、特開2001−148361号公報に開示されたものを採用することができる。図面には示していないが、各研磨アーム321,331の先端部にも、研磨アーム321,331から垂下して水平面内に高速回転自在な研磨ヘッドが取り付けられており、その下端面にウエハとの相対回転によりウエハを平坦研磨する研磨体としての研磨パッドを有している。
【0047】
また、図1及び図2に示すように、各研磨ステージ310,320,330には、研磨パッドの厚みを計測するパッド厚み計測装置319,329,339と、研磨パッドの表面をコンディショニングするパッドコンディショニング装置317,327,337と、研磨パッドを自動交換するパッド交換装置318,328,338が取り付けられている。
【0048】
本実施の形態では、図3に示すように、パッド厚み計測装置319として、市販の接触触針式変位計が用いられ、触針319aが研磨パッド311cの研磨面に接触してその高さに応じて上下し、触針319aを研磨パッド311cの半径方向にスライドさせることにより、研磨パッド311cの半径方向の厚さ分布を測定できるようになっている。本実施の形態では、研磨パッド311cの厚さとして、半径方向の厚さ分布の平均値(最大値又は最小値等でもよい。)を採用するので、研磨パッド311cの半径方向の厚さ分布を測定するが、例えば、研磨パッド311cの研磨面の一点のみの厚さを計測するだけでもよい。なお、パッド厚み計測装置319として、接触触針式変位計に代えて、例えば、光学式変位計を用いてもよい。パッド厚み計測装置329,339は、パッド厚み計測装置319と同様の構成を有している。
【0049】
また、本実施の形態では、パッドコンディショニング装置317は、図3に示すように、リング状のダイヤモンド砥粒等が分布されたリング状のコンディショニング面317aを有するコンディショナ317bと、コンディショナ317bを保持するコンディショナ保持部材317cと、コンディショナ保持部材317cを回転させる回転機構317dと、を有している。研磨パッド311cの研磨面とコンディショナ317bのコンディショニング面317aとを当接させて加重をかけ、それぞれ回転させることにより、研磨パッド311cの研磨面がコンディショニングされるようになっている。パッドコンディショニング装置327,337は、パッドコンディショニング装置317と同様に構成されている。本実施の形態では、パッドコンディショニング装置317,327,337のコンディショナは、作業者が手作業で交換し得るようになっているが、研磨パッドの場合と同様に、コンディショナを自動交換するコンディショナ交換装置を設けてもよい。
【0050】
各研磨ステージ310,320,330における研磨アームとチャック、パッド厚み計測装置、パッドコンディショニング装置、パッド交換装置とは、研磨アーム先端の研磨ヘッドの揺動円周上に位置するように相対位置が規定されている。このため、例えば、第1研磨ステージ310において研磨加工を行うときには、研磨アーム311を揺動させて研磨ヘッドをチャックV4上に移動させ、研磨ヘッド及びチャックV4を相対回転させるとともに研磨アーム311を降下させることにより研磨パッドをウエハ上に押圧させて研磨加工を行う。なお、研磨加工の際に、研磨剤(スラリー)が研磨パッドとウエハとの間に介在されることは、言うまでもない。そして、研磨加工の最終段階には、不図示の水供給装置によって被研磨物上の研磨剤を洗い流した後、例えばチャックを回転することで水切りを行う。
【0051】
研磨加工をすべて終了して研磨アーム311をわずかに上昇させるとインデックステーブル340を回動させることができる。このとき、後述する所定タイミングで研磨アーム311を揺動させてパッド厚み計測装置319で研磨パッドの厚みを計測し、所定の研磨回数ごと(すなわち、ウエハの枚数ごと)に研磨アーム311を更に揺動させてパッドコンディショニング装置317で研磨パッド311cの目詰まりや目の不揃いを修正する目立て(コンディショニング)を行い、また後述するタイミングで研磨アーム311を更に揺動させて研磨パッド311cをパッド交換装置318上方に移動させ、この装置により研磨パッド311cの自動交換を行う。
【0052】
研磨アーム311にはアームの揺動角度位置を検出するアーム位置検出器(図示せず)が取り付けられており、研磨アーム311の研磨加工位置やパッド厚み計測位置やコンディショニング位置やパッド交換位置を検出している。
【0053】
また、各研磨ステージには、図1に示すように、研磨加工中のウエハの研磨状況を光学的にモニタする研磨状況モニタ装置50aが取り付けられ、研磨加工中の膜厚減少などがリアルタイムで検出可能となっている。この研磨状況モニタ装置50aとしては、例えば、特開2000−40680号公報に開示されている装置を用いることができる。本実施の形態では、研磨状況モニタ装置50aは、各研磨ステージの研磨アームとおおよそ平行に延び水平方向に揺動自在のアーム61を有している。このアーム61には光ファイバ等が内蔵され、アーム61の先端部から、チャックに保持されて研磨加工中のウエハ上にプローブ光を局所的に照射するとともにウエハからの反射光を受光して所定箇所に導かれるようになっている。アーム61は、研磨アームとの機械的な干渉を避けるために研磨加工中に研磨アームと同期して揺動されるようになっている。本実施の形態では、研磨状況モニタ装置50aは、アーム61の先端部がウエハ上に位置しているときに得られるウエハからの反射光に基づいて、研磨状況がモニタされる。
【0054】
以上の構成及び作動は、第2研磨ステージ320、第3研磨ステージ330においても同様である。
【0055】
搬送ステージ350には、第2搬送ロボット360と第3搬送ロボット370とが配設されている。第2搬送ロボット360は、前述した第1搬送ロボット150と同様の多関節アーム型のロボットであり、水平旋回及び昇降作動自在な旋回台362上に揺動自在に取り付けられた2本の多関節アーム363a,363b及び各多関節アーム363a,363bの先端部に伸縮自在に取り付けられたAアーム365a及びBアーム365bから構成されている。Aアーム365aとBアーム365bとは上下にオフセットして配置されるとともに、両アーム365a,365bの先端部にはウエハを載置して吸着保持する保持部が形成されている。
【0056】
第3搬送ロボット370は、インデックステーブル340に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な揺動アーム371と、この揺動アーム371の先端部に揺動アーム371に対して水平旋回自在に取り付けられた回動アーム372、回動アーム372の両端部に縣吊されてウエハの外周端部を把持するAクランプ375a及びBクランプ375bなどから構成されている。Aクランプ375aとBクランプ375bとは回動アーム372の回動中心から同一距離の回動アーム端部に配設されている。また、図1に示す状態は第3搬送ロボット370の待機姿勢を示しており、図におけるAクランプ375aとBクランプ375bとの下方には、それぞれ未加工のウエハを載置するA仮置き台381と、研磨加工済みのウエハを載置するB仮置き台382とが設けられている。
【0057】
このため、第3搬送ロボット370の揺動アーム371を揺動作動させ、さらに回動アーム372を旋回作動させることによりAクランプ375a又はBクランプ375bをインデックステーブル340のチャックV1上に移動させることができ、当該位置で揺動アーム371を下降させてAクランプ375a又はBクランプ375bでチャック上のウエハを外周クランプして受け取り、あるいはチャック上に新たなウエハを載置保持させることができる。
【0058】
なお、研磨加工後のウエハにはスラリを含んだ研磨加工液が付着していることから、研磨加工前のウエハを搬入するアーム及びクランプと、研磨加工後のウエハを搬出するアーム及びクランプとを区別し、上下にオフセットされたA,Bアーム365a,365bのうち上方に位置するAアーム365aを未加工ウエハの搬入用アーム、下方に位置するBアーム365bを搬出用アームに、また、Aクランプ375aを搬入用クランプ、Bクランプ375bを搬出用クランプとして規定している。
【0059】
次に、以上のように構成される研磨装置1の動作について、説明する。まず、ウエハの流れに着目し、パッド厚み計測、パッド交換、コンディショニング及びコンディショナ交換に関する動作については省略して、研磨装置1の動作について説明する。パッド厚み計測、パッド交換、コンディショニング及びコンディショナ交換に関する動作については、1つの研磨ステージに着目して、後にフローチャートを参照して詳述する。
【0060】
以下の説明では、研磨装置1による研磨加工前のウエハ(本明細書では未加工ウエハという)を、第1次研磨加工P1、第2次研磨加工P2、第3次研磨加工P3の3段階のCMPによる研磨加工で平坦に研磨する場合を例にして、説明する。以下の例では、第1次研磨加工P1、第2次研磨加工P2及び第3次研磨加工P3は、第1研磨ステージ310、第2研磨ステージ320、第3研磨ステージ330でそれぞれ行われるようになっている。
【0061】
なお、第2次研磨加工P2及び第3次研磨加工P3では、研磨状況モニタ装置50aによる研磨終点の検出で、一旦研磨加工を終了させる。一方、本例では、第1次研磨加工P1は第2次研磨加工P2の前段的研磨加工であり、終点検出を行うまでもないので、第1次研磨加工P1は、時間管理で研磨加工を終了させることとし、所定の研磨加工時間tp1で終了させる。
【0062】
図2には、カセットインデックス部100のカセットC1にセットされた未加工ウエハWdが、研磨部300で順次研磨処理されて加工済みウエハWpとなり、ウエハ洗浄部200で洗浄処理されてカセットインデックス部100のカセットC4に収納されるまでのウエハの流れを、点線と矢印を付して示している。なお、各搬送ロボット150,360,370やインデックステーブル340、チャックV1〜V4、研磨アーム311,321,331、研磨ヘッド等の作動は図示しないパーソナルコンピュータ等からなる制御部によって制御され、この制御部は予め設定された制御プログラムに基づいてこれらの作動制御を行う。なお、図面には示していないが、研磨装置1は、後述する警報を発する警報部、及び、オペレータが各種の指令等を与える入力装置も備えている。この警報部としては、視覚的な警報及び聴覚的な警報のいずれか一方を発生するものでもよいし、両方を発生するものでもよい。
【0063】
まず、研磨装置1が起動され研磨加工が開始されると、第1搬送ロボット150がカセットC1の位置に移動し、旋回台152を水平旋回及び昇降作動させてBアーム155bを目的とするウエハのスロット高さに移動させ、多関節アーム153b及びBアーム155bを伸長作動させてBアーム155b先端の保持部でスロット内の未加工ウエハWdを吸着保持し、両アームを縮長作動させて引き出す。そして、旋回台152を180度旋回作動させてウエハ洗浄部200に向かい、この洗浄部200に設けられた洗浄機仮置き台211上に未加工ウエハWdを載置する。
【0064】
ウエハ洗浄室200を挟んで対峙する搬入ステージ350の第2搬送ロボット360は、未加工ウエハWdが仮置き台211に載置されると、旋回台362を作動させてAアーム365a先端部が洗浄機仮置き台211に向かうように旋回し、多関節アーム363a及びAアーム365aを伸長作動させてAアーム先端の保持部で洗浄機仮置き台211上の未加工ウエハWdを吸着保持する。そして、未加工ウエハWdを保持すると多関節アーム363a及びAアーム365aを縮長作動させるとともに旋回台362を旋回作動させて反転し、再び多関節アーム363a及びAアーム365aを伸長作動させて未加工ウエハWdをA仮置き台381上に載置する。
【0065】
未加工ウエハWdがA仮置き台381上に載置されると、第3搬送ロボット370が下降作動してAクランプ375aで未加工ウエハWdを把持し、把持後所定高さまで上昇作動した待機位置でインデックステーブル340の位置決め完了するまで待機する(待機姿勢)。インデックステーブル340が位置決め停止すると揺動アーム371及び回動アーム372を揺動作動及び回動作動させて未加工ウエハをチャックV1上に載置し吸着保持させる。そして第3搬送ロボット370はクランプ解除後上昇し、揺動アーム371及び回動アーム372を揺動作動及び回動作動させて次の未加工ウエハWdをAクランプ375aで把持し、所定高さの待機位置で次のインデックス作動まで待機する。
【0066】
以降、研磨部300における研磨加工が開始される。搬入ステージ350に搬入された未加工ウエハWdが第1研磨ステージ310から第2研磨ステージ320、第3研磨ステージ330を経て搬送ステージ350から搬出されるまでの流れは、以下の通りである。
【0067】
なお、以下の説明では1つの未加工ウエハWdが各ステージで加工されて加工済みウエハとして収納されるまでの進行を時系列で説明するが、各ステージにはインデックステーブル340の回動作動ごとに順次新たなウエハが搬入され、インデックステーブル340の回動作動ごとに新たな加工済みウエハが搬出され、各ステージでは異なるウエハに関する動作が同時に並行して行われる。
【0068】
未加工ウエハWdがチャックV1上に吸着保持され、第3搬送ロボット370がインデックステーブル340の上方から待避すると、インデックステーブル340を図1及び図2中の右回り(時計回り)に90度回動作動させ、未加工ウエハWdを第1研磨ステージ310(図1及び図2におけるV4位置)に位置決めする。このとき、同時に、研磨アーム311を揺動作動させて研磨ヘッドを未加工ウエハWd上に移動させる。
【0069】
インデックステーブル340が位置決め停止すると、研磨ヘッドとチャックV1とを例えば反対方向に高速回転させるとともに研磨アーム311を下降させて研磨ヘッド下端の研磨パッドをウエハ上に押圧させ、第1次研磨加工P1を行う。研磨加工中には研磨ヘッドの軸心からスラリを供給しながら研磨パッドがウエハの回転中心と外周端部との間を往復動するように微小範囲で研磨アーム311を揺動作動させてウエハを均一に平坦研磨する。搬送ステージ350では、第1次研磨加工中に、新たな未加工ウエハが第3搬送ロボット370によりチャックV2上に搬入される。
【0070】
第1研磨ステージ310での第1次研磨加工P1は前述したように時間制御であり、所定の研磨加工時間tp1が経過すると、研磨アーム311を上昇させて第1研磨ステージ310での研磨加工を停止する。その後、制御部は、インデックステーブル340の作動が可能であるか否か(すなわち、第1研磨ステージ310以外のステージでの動作が完了したか否か)を判定し、可能でなければ可能となるのを待つ。
【0071】
インデックステーブル340の作動が可能であれば、インデックステーブル340を再び右回りに90度回動作動させ、第1次研磨加工P1が終了したウエハを第2研磨ステージ320(図1及び図2におけるV3位置)に位置決めする。このとき、同時に、研磨アーム321を揺動作動させて研磨ヘッドをウエハ上に移動させる。そして、研磨アーム321を下降させ、上記第1次研磨加工P1と同様の作動により、第2研磨ステージ320での研磨加工(第2次研磨加工P2)を行う。
【0072】
第2研磨ステージ320での第2次研磨加工P2は、いわゆる終点検出加工である。第2研磨ステージ320の研磨状況モニタ装置50aで検出される加工膜厚が予め設定された所定の膜厚まで減少したと判断されるときに、研磨アーム321を上昇させ第2研磨ステージ320での研磨加工を停止すると共に、被研磨物上の研磨剤(スラリー)を洗い流すための洗浄、水切りを行う。
【0073】
次に、制御部は、インデックステーブル340の作動が可能であるか否か(すなわち、第2研磨ステージ320以外のステージでの動作が完了したか否か)を判定し、可能でなければ可能となるのを待つ。
【0074】
インデックステーブル340の作動が可能であれば、インデックステーブル340を再び右回りに90度回動作動させ、第2次研磨加工P2が終了したウエハを第3研磨ステージ330(図におけるV2位置)に位置決めする。そして、研磨アーム331を下降させて上述したと同様の作動により第3研磨ステージ330での研磨加工(第3次研磨加工P3)を行う。
【0075】
第3研磨ステージ330での第3次研磨加工P3も、第2次研磨加工P2と同様に、いわゆる終点検出加工である。制御部は、第3研磨ステージ330の研磨状況モニタ装置50aで検出される加工膜厚が予め設定された所定の膜厚まで減少したと判断されるときに、研磨アーム331を上昇させて第3研磨ステージ330での研磨加工を停止する。
【0076】
次に、制御部は、インデックステーブル340の作動が可能であるか否か(すなわち、第3研磨ステージ330以外のステージでの動作が完了したか否か)を判定し、可能でなければ可能となるのを待つ。
【0077】
インデックステーブル340の作動が可能であれば、インデックステーブル340を再び右回りに90度回動作動させ、第3次研磨加工P3が終了したウエハを搬送ステージ350(図1及び図2におけるV1位置)に位置決めする。インデックステーブル340が位置決め停止すると、第3搬送ロボット370が揺動アーム371及び回動アーム372を揺動作動及び回動作動させて研磨加工が終了した加工済みウエハWpを搬出するともに、次の未加工ウエハWdをチャックV1上に搬入してチャックV1に吸着保持させ、以上の動作を繰り返す。
【0078】
加工済みウエハWpがB仮置き台382に載置され第3搬送ロボット370が待機位置で停止すると、第2搬送ロボット360は旋回台362、多関節アーム363b及びBアーム365bを作動させてBアーム先端の保持部でB仮置き台382上の加工済みウエハWpを吸着保持し、旋回台362を旋回作動、多関節アーム363b及びBアーム365bを伸長作動させてさせて洗浄部200の洗浄機入口216に加工済みウエハWpを載置する。
【0079】
洗浄部200では、第1洗浄室210で回転ブラシによる両面洗浄、第2洗浄室220で超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第3洗浄室230で純水によるスピナー洗浄、乾燥室240で窒素雰囲気下における乾燥処理が行われる。そして、このようにして洗浄された完成品ウエハは、カセットインデックス部100における第1搬送ロボット150のAアーム155aにより洗浄部200から取り出され、カセットC4の指定スロットに収納される。
【0080】
以上、カセットインデックス部100のカセットC1にセットされた未加工ウエハWdが、研磨部300で順次研磨処理されて加工済みウエハWpとなり、ウエハ洗浄部200で洗浄処理されてカセットインデックス部100のカセットC4に収納されるまでのウエハの流れを、説明した。
【0081】
本実施の形態による研磨装置1では、制御部が、図示しない入力装置を介してオペレータから、複数枚のウエハ(例えば、カセットC1に収容されている複数枚のウエハ)についての自動的な連続した研磨(ここでは、「一連研磨」という。)を開始させる旨の指令を受けると、基本的には、これらのウエハの各々について、各ステージでは異なるウエハに関する動作が同時に並行して行われつつ、前述したウエハの流れに従った処理が行われる。
【0082】
次に、本実施の形態の特徴的な動作であるパッド厚み計測、パッド交換、コンディショニング及びコンディショナ交換に関する動作を中心にして、1つの研磨ステージ310に着目し、図4及び図5に示すフローチャートを参照して研磨装置1の動作について説明する。なお、図1乃至図3も参照されたい。
【0083】
なお、以下の説明では、理解を容易にするため、研磨ステージは第1研磨ステージ310のみしか存在しないものとして説明する。第2研磨ステージ320及び第3研磨ステージ330を考慮した実際の動作については、後述する。
【0084】
制御部は、まず、前記入力装置から、前記一連研磨の開始指令が得られたか否かを判定し(ステップS1)、この開始指令が得られなければ、得られるまで待つ。この指令により、何枚のウエハを連続して研磨するかが指定されるようになっている。ここでは、N枚のウエハが連続して研磨するように指定されたものとする。
【0085】
一連研磨の開始指令が得られると、制御部は、研磨アーム311を揺動させて研磨ヘッド311aをパッド厚み計測装置319上方に移動させ、パッド厚み計測装置319に、研磨パッド311cの厚みを計測させる(ステップS2)。この厚みの値は、前述したように、半径方向の厚み分布の平均値、最大値、最小値、ある一点の値の、いずれでもよいが、平均値が好ましい。
【0086】
次に、制御部は、ステップS2で計測されたパッド厚みが、研磨パッド311cの寿命を定める所定の最小管理値d1以上の厚さであるか否かを判定することによって、研磨パッド311cの寿命が尽きたか否かを判定する(ステップS3)。
【0087】
ステップS2で最小管理値d1以上である(すなわち、研磨パッド311cの寿命が尽きていない)と判定されると、後述するステップS11へ移行する。一方、ステップS2で最小管理値d1より薄い(すなわち、研磨パッド311cの寿命が尽きた)と判定されると、ステップS4へ移行する。この場合には、実際にウエハが研磨されることはない。
【0088】
ステップS4において、制御部は、研磨アーム311を揺動させて研磨ヘッド311aをパッド交換装置318上方に移動させ、この装置318により研磨パッド311cを新しい研磨パッドに交換させる。その後、制御部は、ステップS2と同様に、パッド厚み計測装置319に、研磨パッド311cの厚みを計測させる(ステップS5)。
【0089】
次に、制御部は、研磨アーム311を揺動させて研磨ヘッド311aをパッドコンディショニング装置317上方に移動させ、研磨ヘッド311aを降下させるとともに研磨ヘッド311a及びコンディショナ保持部材317cをそれぞれ回転させて相対回転させ、研磨パッド311cをブレークインコンディショニングする(ステップS6)。ブレークインコンディショニングは、通常は新しい研磨パッドに対して行われるコンディショニングであり、通常のコンディショニング(ステップS12,S14で行われるコンディショニング)の場合に比べて例えばコンディショニング時間が長い一定時間とされ、コンディショナ317bによる研磨パッド311cの切削量は比較的大きい。
【0090】
次いで、制御部は、ステップS2と同様に、パッド厚み計測装置319に、研磨パッド311cの厚みを計測させる(ステップS7)。その後、制御部は、ステップS7で計測されたパッド厚みとステップS5で計測されたパッド厚みとの差をステップS6のブレークインコンディショニングのコンディショニング時間で除算することにより、ステップS6での研磨パッド311cの平均切削レートを算出する(ステップS8)。
【0091】
その後、制御部は、ステップS8で算出した平均切削レートが、コンディショナ317bの寿命を定める最小管理値R1以上であるか否かを判定することによって、コンディショナ317bの寿命が尽きたか否かを判定する(ステップS9)。
【0092】
ステップS9で最小管理値R1以上である(すなわち、コンディショナ317bの寿命が尽きていない)と判定されると、次回の一連研磨(後述するステップS12,S14)で行われる研磨パッド311cの各1回のコンディショニングによる研磨パッド311cの切削量が所定値となるようなコンディショニング時間(1回の時間)を、ステップS8で算出した平均切削レートから求め、このコンディショニング時間を、次回の一連研磨時のコンディショニング時におけるコンディショニング時間として、制御部の内部メモリに再設定する(ステップS10)。その後、ステップS1へ戻る。
【0093】
ステップS11において、制御部は、ステップS1で指定された枚数(N枚)のウエハを研磨した後の研磨パッド311cの厚さを、予測する。後述するステップS12,S14では、例えば、2枚のウエハの研磨について1回コンディショニングを行うなど、ウエハの何枚当たりにコンディショニングを1回行うかがが予め定められている。したがって、N枚のウエハを研磨した後には何回コンディショニングを行ったかを算出できる。そして、このコンディショニング回数と、現在設定されているコンディショニング時間(ステップS10,S19,S30により最新に設定されたコンディショニング時間)と、最新に得られた平均切削レート(ステップS8,S18,S28で得られた平均切削レートのうちの最新のもの)とを、乗算することにより、ステップS1でN枚のウエハを研磨した後の研磨パッド311cの厚さの予測値を得ることができる。
【0094】
次に、制御部は、ステップS11で予測された研磨パッド311cの厚みが、前記最小管理値d1以上であるか否かを判定する。ステップS11で予測された研磨パッド311cの厚みが最小管理値d1以上であれば、N枚のウエハを研磨しても研磨パッド311cの寿命が尽きることがなく、ステップS12へ移行する。
【0095】
一方、ステップS11で予測された研磨パッド311cの厚みが最小管理値d1より薄ければ、N枚のウエハを研磨してしまうと途中で研磨パッド311cの寿命が尽きることから、ステップS13へ移行する。ステップS13において、制御部は、ある枚数のウエハを研磨したと仮定したときに予測される研磨パッド311cの厚みが前記最小管理値d1より薄くならない当該枚数の最大値Mを求める。この最大値Mは、M<Nの条件下で、ステップS11のN枚のウエハの場合の算出と同様に、各枚数について研磨パッド311cの予測値を算出し、最小管理値d1と比較することで、求めることができる。そして、制御部は、実際の一連研磨で研磨すべきウエハの枚数を、ステップS1で指定されたN枚から、M枚に設定し直し(ステップS13)、ステップS14へ移行する。
【0096】
ステップS12において、制御部は、前述したウエハの流れで説明した動作を各部に行わせることにより、N枚のウエハを一連研磨し(すなわち、N枚のウエハを自動的に連続的に研磨し)、この一連研磨が終了すると、ステップS15へ移行する。本例では、この一連研磨が終了すると、カセットC1にセットされていたN枚の未加工ウエハWdが、それぞれN枚の加工済みウエハWpとなってカセットC4に収納される。
【0097】
ステップS14において、制御部は、ステップS13によるM枚の設定に従い、前述したウエハの流れで説明した動作を各部に行わせることにより、M枚のウエハを一連研磨し(すなわち、M枚のウエハを自動的に連続的に研磨し)、この一連研磨が終了すると、ステップS15へ移行する。本例では、この一連研磨が終了すると、カセットC1にセットされていたM枚の未加工ウエハWdが、それぞれM枚の加工済みウエハWpとなってカセットC4に収納される。
【0098】
なお、制御部は、ステップS12,S14の一連研磨中に、研磨パッド311cによりウエハを研磨させるだけでなく、研磨パッド311cが予め定められた枚数(例えば、2枚など。勿論、1枚でもよいし、3枚以上でもよい。)のウエハを研磨するごとに、制御部は、研磨アーム311を揺動させて研磨ヘッド311aをパッドコンディショニング装置317上方に移動させ、研磨ヘッド311aを降下させるとともに研磨ヘッド311a及びコンディショナ保持部材317cをそれぞれ回転させて相対回転させ、研磨パッド311cをコンディショニングする。このステップS12,S14でのコンディショニングは、現在設定されているコンディショニング時間(ステップS10,S19,S30により最新に設定されたコンディショニング時間)に従って行われる。本実施の形態では、ステップS12,S14のコンディショニング条件は、コンディショニング時間を除き、ステップS6,S26のコンディショニング条件と同一にされている。もっとも、本発明ではこれに限定されるものではない。
【0099】
ステップS15において、制御部は、ステップS2と同様に、パッド厚み計測装置319に、研磨パッド311cの厚みを計測させる。次に、制御部は、ステップS3と同様に、ステップS15で計測されたパッド厚みが、研磨パッド311cの寿命を定める所定の最小管理値d1以上の厚さであるか否かを判定することによって、研磨パッド311cの寿命が尽きたか否かを判定する(ステップS16)。最小管理値d1より薄ければステップS4へ移行する一方、最小管理値d1以上であればステップS17へ移行する。
【0100】
ステップS17において、制御部は、ステップS15で計測されたパッド厚みとステップS3で計測されたパッド厚みとの差をステップ12又はステップS14(これはいずれのステップを経由してステップS17に到達したかによる)で行われたコンディショニングのコンディショニング累積時間で除算することにより、当該一連研磨での研磨パッド311cの平均切削レートを算出する。
【0101】
次に、制御部は、ステップS17で算出した平均切削レートが、コンディショナ317bの寿命を定める最小管理値R1以上であるか否かを判定することによって、コンディショナ317bの寿命が尽きたか否かを判定する(ステップS18)。
【0102】
ステップS18で最小管理値R1以上である(すなわち、コンディショナ317bの寿命が尽きていない)と判定されると、次回の一連研磨(ステップS12,S14)で行われる研磨パッド311cの各1回のコンディショニングによる研磨パッド311cの切削量が所定値となるようなコンディショニング時間を、ステップS8で算出した平均切削レートから求め、このコンディショニング時間(1回の時間)を、次回の一連研磨時のコンディショニング時におけるコンディショニング時間として、制御部の内部メモリに再設定する(ステップS19)。その後、ステップS1へ戻る。
【0103】
ステップS9,S18で最小管理値R1以下である(すなわち、コンディショナ317bの寿命が尽きた)と判定されると、制御部は、前述した警報部に、コンディショナ317bを交換すべき旨の警報をオペレータ等に発生させる(ステップS20)。その後、制御部は、ステップS21でコンディショナ317bが交換されるのを待ち、コンディショナ317bが交換されると、ステップS2と同様に、パッド厚み計測装置319に、研磨パッド311cの厚みを計測させる(ステップS22)。なお、制御部は、コンディショナ317bの交換検出センサ(図示せず)からの信号によってコンディショナ317bの交換を知ってもよいし、そのようなセンサがない場合には、オペレータによる前記入力装置の所定の操作等によって知るようにしてもよい。
【0104】
次に、制御部は、ステップS3と同様に、ステップS22で計測されたパッド厚みが、研磨パッド311cの寿命を定める所定の最小管理値d1以上の厚さであるか否かを判定することによって、研磨パッド311cの寿命が尽きたか否かを判定する(ステップS23)。最小管理値d1より薄ければステップS24へ移行する一方、最小管理値d1以上であればステップS26へ移行する。
【0105】
ステップS24において、制御部は、ステップS4と同様に、パッド交換装置318により研磨パッド311cを新しい研磨パッドに交換させる。次いで、制御部は、研磨パッド311cの厚みを計測させ(ステップS25)、その後ステップS26へ移行する。
【0106】
ステップS26において、制御部は、ステップS6と同様に、コンディショニング装置317に研磨パッド311cをブレークインコンディショニングさせる。ステップS26の処理は、ステップS25からステップS26へ移行した場合には本来のブレークインコンディショニングと言えるが、ステップS23でYESからステップS26へ移行した場合には、動作的には全く同じであるが、本来的なブレークインコンディショニング(研磨パッド311cの初期のコンディショニング)ではなく、新しいコンディショナ317bの良否の判定等を行うための事前動作である。
【0107】
次に、制御部は、研磨パッド311cの厚みを計測させる(ステップS27)。次いで、制御部は、ステップS25又はステップS22で計測されたパッド厚み(これはステップS24,25を経由してステップS25に到達したか否かによる)とステップS27で計測されたパッド厚みとの差をステップ26で行われたブレークインコンディショニングのコンディショニング時間で除算することにより、ステップS26での研磨パッド311cの平均切削レートを算出する(ステップS28)。
【0108】
その後、制御部は、ステップS28でした平均切削レートが、前記最小管理値R1以上でかつ所定の最大管理値R2以下の範囲内であるか否かを判定することによって、コンディショナ317bの良否を判定する(ステップS29)。範囲内でなければ(コンディショナ317bが不良であれば)、ステップS20へ戻る。一方、範囲内であれば(コンディショナ317bが良であれば)、ステップS30へ移行する。
【0109】
ステップS30において、制御部は、次回の一連研磨(ステップS12,S14)で行われる研磨パッド311cの各1回のコンディショニングによる研磨パッド311cの切削量が所定値となるようなコンディショニング時間を、ステップS28で算出した平均切削レートから求め、このコンディショニング時間(1回の時間)を、次回の一連研磨時のコンディショニング時におけるコンディショニング時間として、制御部の内部メモリに再設定する。その後、ステップS1へ戻る。
【0110】
以上の動作説明では、研磨ステージは第1研磨ステージ310のみしか存在しないものとして説明した。しかし、第2研磨ステージ320及び第3研磨ステージ330を考慮した実際の動作では、第1研磨ステージ310についての動作と同様の動作が各研磨ステージ320,330についても行われ、それらの各ステージに関する判断や処理が連係して動作が行われる。例えば、ステップS3の判断は各研磨ヘッドの研磨パッドの厚みについて個々に行われた後、全ての研磨ヘッドについてその研磨パッドの厚みが最小管理値(各研磨ヘッドごとに異なっていてもよい。)以上である場合にのみ、ステップS11へ移行し、その他の場合には一連研磨が行われることはない。また、実際に一連研磨されるウエハの枚数は、各研磨ステージの研磨ヘッドに関するステップS11,S13の判断結果に応じて決定される。
【0111】
本実施の形態によれば、ステップS2,S15,S22で研磨パッド311cの厚みが計測され、ステップS3,S16,S23で、その計測された厚みが所定値d1より薄い場合に、研磨パッド311cの寿命が尽きたと判定され、その場合に研磨パッド311cが新しい研磨パッドに交換される。したがって、本実施の形態によれば、研磨パッドの寿命を正確に判定することができ、適正に研磨パッドを交換することができる。したがって、ウエハを精度良く研磨することができ、しかも、かなり早めに研磨パッドの寿命が尽きたと判定するような事態を防止することができ、研磨パッドの交換頻度が少なくてすむので、ランニングコストが低減する。
【0112】
また、本実施の形態によれば、ステップS17,S8で研磨パッド311cの平均切削レートが算出され、ステップS18,S9でその平均切削レートが所定値R1より低い場合に、コンディショナ317bの寿命が尽きたと判定され、コンディショナ317bが新しいコンディショナに交換される。したがって、本実施の形態によれば、コンディショナの寿命を正確に判定することができ、適正にコンディショナを交換することができる。したがって、研磨パッドを適切にコンディショニングしひいてはウエハを精度良く研磨することができ、しかも、かなり早めにコンディショナの寿命が尽きたと判定するような事態を防止することができ、コンディショナの交換頻度が少なくてすむので、ランニングコストが低減する。
【0113】
さらに、本実施の形態によれば、新しいコンディショナがパッドコンディショニング装置に装着された場合に、ステップS26で所定のコンディショニングが行われ、その前後のステップS22,S27でパッド厚みが計測され、その計測結果に基づいて、ステップS28で研磨パッドの平均切削レートが算出され、ステップS29でその平均切削レートが所定範囲外である場合に当該新しいコンディショナが不良であると判定し、ステップS20が行われる。したがって、本実施の形態によれば、適切な切削能力を有するコンディショナで研磨パッドをコンディショニング(研磨用のコンディショニング)することができるので、研磨パッドに所望の研磨特性を発揮させることができ、ひいては、ウエハを精度良く研磨することができる。
【0114】
さらにまた、本実施の形態によれば、ステップS18,S9,S29で算出された研磨パッドの平均切削レートが、ステップS19,S9,S29によって、次回の一連研磨におけるコンディショニング時のコンディショニング条件(本実施の形態では、コンディショニング時間であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。)にフィードバックされるので、コンディショナのコンディショニング面は徐々に消耗していっても、その影響が大幅に低減され、コンディショニング後の研磨パッドの研磨面の状態は各ウエハに対してほぼ一定の状態となり、ひいては、多数のウエハを安定して精度良く研磨することができる。
【0115】
また、本実施の形態によれば、ステップS11,S13が行われ、一連研磨において、途中で研磨パッドの寿命が尽きてしまうような事態が防止される。したがって、この点からも、多数のウエハを安定して精度良く研磨することができる。
【0116】
なお、前記実施の形態では、パッド交換装置318,328,338が設けられているが、本発明では、これらは必ずしも必要ではない。パッド交換装置318,328,338がない場合には、例えば、ステップS4でオペレータに研磨パッドを交換すべき旨の警報を発生すればよい。また、前記実施の形態では、コンディショナは手作業で交換するようになっていたが、コンディショナの交換を自動的に行うコンディショナ交換装置を設けてもよい。この場合、ステップS20で警報を発生する代わりに、当該コンディショナ交換装置でコンディショナを交換すればよい。
【0117】
また、本発明では、Cu−CMPプロセスにおける精密な研磨コントロールを行う場合の他、例えば、層間絶縁膜の加工プロセスやSTIプロセス等のようなウエハ加工の他、石英基板やガラス基板、セラミック基板等の加工プロセスについても同様に適用可能である。
【0118】
さらにまた、本実施の形態による研磨装置1は、4分割されたインデックステーブル340を用い、3段階の研磨ステージ310,320,330で研磨加工を行う研磨装置の例であった。しかし、本発明は、これに限定ものではなく、例えば、2段階の研磨ステージで研磨加工を行う構成や、4段階以上の研磨ステージを設ける構成としてもよい。
【0119】
[第2の実施の形態]
【0120】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施の形態について説明する。図6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。
【0121】
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膜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。
【0122】
CVD工程(S202)もしくは電極形成工程(S203)の後で、ステップS209に進み、CMP工程を行うかどうかを判断する。行わない場合はステップS206に進むが、行う場合はステップS205に進む。ステップS205はCMP工程であり、この工程では、本発明に係る研磨装置を用いて、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。
【0123】
CMP工程(S205)または酸化工程(S201)の後でステップS206に進む。ステップS206はフォトリソグラフィ工程である。この工程では、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を行い、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。
【0124】
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。
【0125】
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研磨装置を用いているため、寿命が尽きた研磨パッドやコンディショナを使用することがなくCMP工程の加工精度が向上するとともに、ランニングコストを低減することができる。これにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて製造ばらつきの少ない半導体デバイスを、低コストで製造することができる。また、本発明による半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスでは、歩留りが高く、かつ、安価な半導体デバイスとなる。なお、上記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工程に本発明による研磨装置を用いても良い。
【0126】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0127】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、研磨パッドまたはコンディショナの寿命を正確に判定することができる研磨パッドまたはコンディショナの寿命判定方法を提供することができる。
【0128】
さらに、本発明によれば、新しいコンディショナの良否を適切に判定することができるコンディショナの良否判定方法を提供することができる。
【0129】
さらにまた、本発明によれば、各被研磨物について同じように研磨することができる研磨パッドのコンディショニング方法を提供することができる。
【0130】
また、本発明によれば、ランニングコストを低減することができる研磨装置を提供することができる。
【0131】
さらに、本発明は、各被研磨物について同じように研磨することができる研磨装置を提供することができる。
【0132】
さらにまた、本発明は、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半導体デバイス製造方法、及び低コストの半導体デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本明の第1の実施の形態による研磨装置を模式的に示す概略上面図である。
【図2】図1に示す研磨装置のウエハの処理の様子を示す概略上面図である。
【図3】図1に示す研磨装置における第1の研磨ステージに位置している主要な要素を側方から見て模式的に示す概略断面図である。
【図4】図1に示す研磨装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図5】図1に示す研磨装置の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図6】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。
【符号の説明】
V1,V2,V3,V4 チャック
W ウエハ(Wd 未加工ウエハ、Wp 加工済みウエハ)
1 研磨装置
310,320,330 研磨ステージ
311,321,331 研磨アーム
311a 研磨ヘッド
311c 研磨パッド
317,327,337 パッドコンディショニング装置
318,328,338 パッド交換装置
319,329,339 パッド厚み計測装置
340 インデックステーブル
350 搬送ステージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing technique, and more particularly to a polishing pad life determining method, a conditioner life determining method, a conditioner quality determining method, a polishing pad conditioning method, a polishing apparatus, a semiconductor device, and a semiconductor device manufacturing method. is there.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a polishing apparatus for polishing a workpiece by relatively moving the polishing pad and the workpiece while applying a load between the polishing pad and the workpiece.
[0003]
As such a polishing apparatus, for example, a polishing apparatus for performing chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing or Chemical Mechanical Planarization, hereinafter referred to as CMP) for global flattening of the surface of a semiconductor device wafer or the like is exemplified. be able to. CMP is a process of removing the unevenness of the surface of a wafer by using a chemical action (dissolving with a polishing agent or a solution) in combination with physical polishing. Thus, the polishing is advanced by pressing the wafer surface and causing the wafer to move relative to each other, thereby enabling uniform polishing within the wafer surface.
[0004]
In such a polishing apparatus, the polishing surface of the polishing pad deteriorates due to progress of clogging according to the polishing time, so that good processing is continued by performing regular conditioning (also referred to as dressing). Will be maintained.
[0005]
The conditioning is performed by bringing the polishing surface of the polishing pad into contact with the conditioning surface of a conditioner (also referred to as a conditioning tool or a dressing tool) and relatively moving the polishing pad and the conditioner. As the conditioner, for example, a tool in which abrasive grains such as diamond particles are distributed over the whole of an annular or circular conditioning surface is used. The relative movement is performed, for example, by rotating both the polishing pad and the conditioner.
[0006]
The thickness of the polishing pad becomes thinner due to abrasion caused by polishing of an object to be polished such as a wafer and the abrasion (cutting) caused by the above-mentioned conditioning. run out. Therefore, it is necessary to replace the polishing pad with a new polishing pad. Therefore, conventionally, the cumulative time of polishing by the polishing pad, the cumulative time of conditioning, the number of polished objects to be polished, and the number of conditioning, the life of the polishing pad is determined, when it is determined that the life is exhausted , The polishing pad was replaced with a new one. The polishing pad may be manually replaced by an operator, and a device for automatically replacing the polishing pad is also provided (for example, JP-A-2001-148361).
[0007]
A conditioning device that performs the conditioning generally includes the conditioner and a holding unit that holds the conditioner. The conditioning surface of the conditioner also wears out due to the conditioning of the polishing pad, so that the desired conditioning characteristics cannot be obtained and the life of the conditioning pad ends. Therefore, conventionally, the life of the conditioner is determined based on the accumulated time and the number of times of conditioning by the conditioner, and when it is determined that the life has expired, the conditioner is replaced with a new one. The new conditioner has always been used for conditioning a polishing pad without special checks, assuming that it has desired conditioning characteristics.
[0008]
Further, conventionally, the conditioning of the polishing pad has been performed every time a predetermined number of objects to be polished are polished by the polishing pad. However, the conditioning is performed every time under the same conditioning conditions.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for determining the life of a polishing pad, the life of the polishing pad is determined based on the accumulated time and the number of times of polishing and conditioning. Therefore, the life of the polishing pad cannot be accurately determined. For this reason, in actuality, it is determined that the life of the polishing pad has expired fairly early, even though the desired polishing characteristics are still sufficiently obtained in anticipation of a considerable margin, and the polishing pad is replaced with a new polishing pad. Was. Therefore, the running cost of the polishing apparatus has increased. If it is not determined that the life of the polishing pad has expired early in anticipation of a sufficient margin, the life of the polishing pad cannot be accurately determined, so that the polishing pad has desired polishing characteristics. In spite of the disappearance, the object to be polished is polished, and the object to be polished cannot be polished with high accuracy, resulting in a fatal result.
[0010]
Further, in the conventional method for determining the life of a conditioner, the life of the conditioner is determined based on the accumulated time and the number of times of conditioning. Therefore, the life of the conditioner cannot be accurately determined. For this reason, in practice, a considerable margin is taken into consideration, and in spite of the fact that the desired conditioning characteristics are still obtained sufficiently, it is determined that the life of the conditioner has expired quite early, and a new conditioner is determined. Had been replaced. Therefore, the running cost of the polishing apparatus has increased. If it is not determined that the life of the conditioner has expired early enough in anticipation of the allowance, the life of the conditioner cannot be accurately determined, so that the conditioner can obtain desired conditioning characteristics. Although the polishing pad has disappeared, the polishing pad is conditioned, and as a result, the polishing pad cannot exhibit desired polishing characteristics. As a result, the object to be polished cannot be polished with high accuracy. Results.
[0011]
Furthermore, it has been found that new conditioners do not always have the desired conditioning properties. For example, in the case of a new conditioner, the cutting ability by abrasive grains and the like is too high, and the polishing surface of the polishing pad becomes too rough beyond the stage of recovering the clogging of the polishing pad. It has been found that may not be able to exhibit desired polishing characteristics. Therefore, as described above, when a new conditioner is used for conditioning a polishing pad without any check, the polishing pad cannot exhibit desired polishing characteristics, and as a result, the object to be polished can be accurately polished. There was a risk of causing a fatal result. However, conventionally, there has been no effective method for determining the quality of a new conditioner.
[0012]
Conventionally, the conditioning of the polishing pad has been performed every time a predetermined number of objects to be polished are polished by the polishing pad as described above, but is performed under the same conditioning conditions every time. However, since the conditioning surface of the conditioner is gradually consumed, the condition of the polishing surface of the polishing pad after the conditioning gradually changes. Therefore, the polishing state of the object to be polished by the polishing pad changes for each object to be polished, which is not preferable.
[0013]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a polishing pad life determining method capable of accurately determining the life of a polishing pad.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a conditioner life determining method capable of accurately determining the conditioner life.
[0015]
It is another object of the present invention to provide a conditioner quality determination method that can appropriately determine the quality of a new conditioner.
[0016]
Still another object of the present invention is to provide a method for conditioning a polishing pad, which can polish each object to be polished in the same manner.
[0017]
Another object of the present invention is to provide a polishing apparatus that can reduce running costs.
[0018]
Still another object of the present invention is to provide a polishing apparatus that can polish each object to be polished in the same manner.
[0019]
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a semiconductor device at a lower cost than a conventional semiconductor device manufacturing method, and a low-cost semiconductor device.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for determining the life of a polishing pad according to a first aspect of the present invention is a method for determining the life of a polishing pad used for polishing an object to be polished. Is measured, and when the measured thickness of the polishing pad is smaller than a predetermined value, it is determined that the life of the polishing pad has expired.
[0021]
A method for determining the life of a conditioner according to a second aspect of the present invention is a method for determining the life of a conditioner used for conditioning a polishing pad used for polishing an object to be polished. Conditioning the cumulative conditioning time using a conditioner, before and after conditioning the cumulative conditioning time, measure the thickness of the polishing pad, based on the thickness of the polishing pad measured before and after the conditioning of the cumulative conditioning time. Then, an average cutting rate of the polishing pad during the cumulative conditioning time is obtained, and when the average cutting rate is lower than a predetermined value, it is determined that the life of the conditioner has expired.
[0022]
The quality determination method for a conditioner according to the third aspect of the present invention is a quality determination method for determining quality of a new conditioner used for conditioning a polishing pad used for polishing an object to be polished. Condition the cumulative conditioning time using the new conditioner, measure the thickness of the polishing pad before and after conditioning the cumulative conditioning time, and measure the thickness of the polishing pad before and after conditioning the cumulative conditioning time. And determining an average cutting rate of the polishing pad during the cumulative conditioning time, and determining that the new conditioner is defective when the average cutting rate is out of a predetermined range.
[0023]
A conditioning method for a polishing pad according to a fourth aspect of the present invention is a conditioning method for conditioning a polishing pad used for polishing an object to be polished with a conditioner, wherein the polishing pad is subjected to predetermined conditions using the conditioner. Condition one or more times, before and after the one or more conditioning, measure the thickness of the polishing pad, based on the thickness of the polishing pad measured before and after the one or more conditioning, based on the polishing pad Determine the average cutting rate in the one or more conditioning, based on the average cutting rate, set a conditioning condition at the time of the next conditioning of the one or more conditioning, the next conditioning, Condition set above It is performed in accordance with grayed conditions.
[0024]
In the polishing pad conditioning method according to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the conditioning condition is a conditioning time.
[0025]
A polishing apparatus according to a sixth aspect of the present invention polishes the object by relatively moving the polishing pad and the object while applying a load between the polishing pad and the object. In the polishing apparatus, a measuring unit for measuring the thickness of the polishing pad, and an alarm indicating that the polishing pad should be replaced with a new polishing pad when the thickness of the polishing pad measured by the measuring unit is smaller than a predetermined value. Or a means for automatically replacing the polishing pad with a new polishing pad.
[0026]
A polishing apparatus according to a seventh aspect of the present invention polishes the object by relatively moving the polishing pad and the object while applying a load between the polishing pad and the object. In the polishing apparatus, a conditioning unit having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner, at a first timing and a second timing thereafter, a measuring unit that measures the thickness of the polishing pad, The accumulation of the polishing pad by the conditioner in the period from the first timing to the second timing based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing. A calculating unit for calculating an average cutting rate during a conditioning time; and a controller for calculating the average cutting rate when the average cutting rate is lower than a predetermined value. And means for exchanging the automatic new conditioner or the conditioner generating an alarm to the effect that exchange the new conditioner of conditioners, those having a.
[0027]
A polishing apparatus according to an eighth aspect of the present invention polishes the object by relatively moving the polishing pad and the object while applying a load between the polishing pad and the object. In the polishing apparatus, a conditioning section having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner, and a second conditioner in which a new conditioner is mounted on the conditioning section and the new conditioner is used for conditioning the polishing pad. At a first timing, and at a second timing after conditioning the polishing pad using the new conditioner thereafter, a measurement unit that measures the thickness of the polishing pad, and a measurement at the first timing Based on the thickness and the thickness measured at the second timing, A computing unit that computes an average cutting rate during a cumulative conditioning time of the polishing pad by the conditioner during a period from the first timing to the second timing, and the average cutting rate is outside a predetermined range. In such a case, there is provided a means for generating an alarm indicating that the conditioner should be further replaced with a new conditioner, or automatically replacing the conditioner with a new conditioner.
[0028]
The present invention provides a polishing apparatus according to a ninth aspect, wherein the polishing pad is polished by relatively moving the polishing pad and the workpiece while applying a load between the polishing pad and the workpiece. In the polishing apparatus, a conditioning unit having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner, at a first timing and a second timing thereafter, a measuring unit that measures the thickness of the polishing pad, Based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing, during the period from the first timing to the second timing, the conditioner adjusts the polishing pad by the conditioner. Means for determining an average cutting rate during the cumulative conditioning time, and, based on the average cutting rate, It is obtained and a conditioning condition setting unit for setting a conditioning condition of the next conditioning after between.
[0029]
The polishing apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the polishing apparatus according to the ninth aspect, wherein the conditioning condition is a conditioning time.
[0030]
A polishing apparatus according to an eleventh aspect of the present invention polishes the object by relatively moving the polishing pad and the object while applying a load between the polishing pad and the object. In the polishing apparatus, having a conditioner, the polishing pad with the conditioner, every time the polishing pad polished a predetermined number of the object to be polished, a conditioning unit for conditioning, the first timing and the subsequent first At a timing of 2, after the second timing, based on the measuring unit that measures the thickness of the polishing pad and the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing, The number of the objects to be polished by the polishing pad, the thickness of the polishing pad to be predicted when it is assumed that the number of the objects to be polished is predetermined. Is obtained and a means to limit the number below not be thinner.
[0031]
A semiconductor device manufacturing method according to a twelfth aspect of the present invention includes the step of flattening the surface of a semiconductor wafer using the polishing apparatus according to any one of the sixth to eleventh aspects.
[0032]
A semiconductor device according to a thirteenth aspect of the present invention is manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the twelfth aspect.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a polishing pad life determining method, a conditioner life determining method, a conditioner quality determining method, a polishing pad conditioning method, a polishing apparatus, a semiconductor device, and a semiconductor device manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. I do.
[0034]
[First Embodiment]
[0035]
FIG. 1 is a schematic top view schematically showing a polishing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic top view showing a state of processing a wafer by the polishing apparatus 1 shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing main components located on the first polishing stage in the polishing apparatus 1 shown in FIG. 1 when viewed from the side. In FIG. 2, a polishing
[0036]
The polishing apparatus 1 according to the present embodiment is an example of a CMP apparatus for precisely flat-polishing a semiconductor wafer as an object to be polished in a three-stage polishing process.
[0037]
As shown in FIGS. 1 and 2, the polishing apparatus 1 includes a
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
For this reason, the
[0041]
Note that these two pairs of
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
In each section of the index table 340 divided into four, chucks V1 to V4 for holding the wafer by suction from the back surface are arranged so as to be exposed on the upper surface of the table, and the chucks V1 to V4 are arranged on the index table 340 in a horizontal plane ( In addition to being rotatably supported in a plane parallel to the paper surface in FIG. 1), a high-speed rotation and stop holding are freely mounted by driving means such as an electric motor or an air motor provided inside the index table 340. . The diameters of the chucks V1 to V4 are slightly smaller than the diameters of the wafers, and are configured to be able to grip the outer peripheral end of the wafer held by the chucks V1 to V4.
[0045]
The three polishing stages of the
[0046]
As shown in FIG. 3, a polishing
[0047]
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the polishing stages 310, 320, and 330 has a pad
[0048]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a commercially available contact stylus type displacement meter is used as the pad
[0049]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
[0050]
The relative positions of the polishing arm, the chuck, the pad thickness measuring device, the pad conditioning device, and the pad exchanging device in each of the polishing stages 310, 320, 330 are defined so as to be located on the swinging circumference of the polishing head at the tip of the polishing arm. Have been. For this reason, for example, when polishing is performed on the
[0051]
When the polishing process is completed and the polishing
[0052]
An arm position detector (not shown) for detecting a swing angle position of the arm is attached to the polishing
[0053]
As shown in FIG. 1, each polishing stage is provided with a polishing
[0054]
The above configuration and operation are the same for the
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
Therefore, by swinging the
[0058]
Since a polishing solution containing slurry is attached to the wafer after polishing, an arm and a clamp for loading the wafer before polishing and an arm and a clamp for discharging the wafer after polishing are used. Of the A and
[0059]
Next, the operation of the polishing apparatus 1 configured as described above will be described. First, the operation of the polishing apparatus 1 will be described, focusing on the flow of the wafer, and omitting the operations relating to pad thickness measurement, pad exchange, conditioning, and conditioner exchange. Operations related to pad thickness measurement, pad replacement, conditioning, and conditioner replacement will be described in detail later with reference to a flowchart, focusing on one polishing stage.
[0060]
In the following description, a wafer (hereinafter, referred to as an unprocessed wafer) before polishing by the polishing apparatus 1 is divided into three stages of a first polishing process P1, a second polishing process P2, and a third polishing process P3. An example in which the substrate is polished flat by polishing by CMP will be described. In the following example, the first polishing process P1, the second polishing process P2, and the third polishing process P3 are performed by the
[0061]
In the second polishing process P2 and the third polishing process P3, the polishing process is temporarily terminated when the polishing end point is detected by the polishing
[0062]
2, the unprocessed wafers Wd set in the cassette C1 of the
[0063]
First, when the polishing apparatus 1 is started and polishing is started, the
[0064]
When the unprocessed wafer Wd is placed on the temporary placing table 211, the
[0065]
When the unprocessed wafer Wd is placed on the A temporary placing table 381, the
[0066]
Thereafter, the polishing process in the
[0067]
In the following description, the progress from the processing of one unprocessed wafer Wd in each stage to the storage of the processed wafer as a processed wafer will be described in chronological order. New wafers are sequentially loaded, new processed wafers are unloaded each time the index table 340 is rotated, and operations relating to different wafers are simultaneously performed in each stage in parallel.
[0068]
When the unprocessed wafer Wd is sucked and held on the chuck V1 and the
[0069]
When the positioning of the index table 340 is stopped, the polishing head and the chuck V1 are rotated at a high speed, for example, in opposite directions, and the polishing
[0070]
The primary polishing process P1 in the
[0071]
If the operation of the index table 340 is possible, the index table 340 is rotated 90 degrees clockwise again, and the wafer after the first polishing process P1 is moved to the second polishing stage 320 (V3 in FIGS. 1 and 2). Position). At this time, simultaneously, the polishing
[0072]
The second polishing process P2 in the
[0073]
Next, the control unit determines whether or not the operation of the index table 340 is possible (ie, whether or not the operation in a stage other than the
[0074]
If the operation of the index table 340 is possible, the index table 340 is again rotated 90 degrees clockwise, and the wafer after the second polishing P2 is positioned on the third polishing stage 330 (V2 position in the figure). I do. Then, the polishing
[0075]
The third polishing process P3 in the
[0076]
Next, the control unit determines whether or not the operation of the index table 340 is possible (that is, whether or not the operation in a stage other than the
[0077]
If the operation of the index table 340 is possible, the index table 340 is again rotated 90 degrees clockwise, and the wafer after the third polishing P3 is transferred to the transfer stage 350 (V1 position in FIGS. 1 and 2). Position. When the position of the index table 340 is stopped, the
[0078]
When the processed wafer Wp is placed on the B temporary placing table 382 and the
[0079]
In the
[0080]
As described above, the unprocessed wafer Wd set in the cassette C1 of the
[0081]
In the polishing apparatus 1 according to the present embodiment, the control unit automatically and continuously outputs a plurality of wafers (for example, a plurality of wafers stored in the cassette C1) from an operator via an input device (not shown). When a command to start polishing (here, referred to as “series polishing”) is received, basically, for each of these wafers, operations relating to different wafers are simultaneously performed in parallel at each stage. Processing according to the flow of the wafer described above is performed.
[0082]
Next, focusing on one operation related to pad thickness measurement, pad replacement, conditioning, and conditioner replacement, which are characteristic operations of the present embodiment, attention is focused on one
[0083]
In the following description, it is assumed that only the
[0084]
The control unit first determines whether or not the start command for the series polishing has been obtained from the input device (step S1). If the start command has not been obtained, the control unit waits until it is obtained. This command specifies how many wafers are to be continuously polished. Here, it is assumed that N wafers have been designated to be polished continuously.
[0085]
When a series polishing start command is obtained, the control unit swings the polishing
[0086]
Next, the control unit determines whether the pad thickness measured in step S2 is equal to or greater than a predetermined minimum management value d1 that determines the life of the
[0087]
If it is determined in step S2 that the value is not less than the minimum management value d1 (that is, the life of the
[0088]
In step S4, the control unit swings the polishing
[0089]
Next, the control unit swings the polishing
[0090]
Next, the control unit causes the pad
[0091]
Thereafter, the control unit determines whether or not the life of the
[0092]
If it is determined in step S9 that the value is equal to or more than the minimum management value R1 (that is, the life of the
[0093]
In step S11, the control unit estimates the thickness of the
[0094]
Next, the control unit determines whether or not the thickness of the
[0095]
On the other hand, if the thickness of the
[0096]
In step S12, the control unit causes each unit to perform the operation described in the flow of wafers described above, thereby polishing a series of N wafers (that is, automatically and continuously polishing the N wafers). When the series of polishing is completed, the process proceeds to step S15. In this example, when the series of polishing is completed, the N unprocessed wafers Wd set in the cassette C1 are stored in the cassette C4 as N processed wafers Wp, respectively.
[0097]
In step S14, the control unit polishes the M wafers in series according to the setting of M wafers in step S13 and causes each unit to perform the operation described in the flow of the wafer described above (that is, the M wafers are polished). The polishing is automatically and continuously performed). When the series of polishing is completed, the process proceeds to step S15. In this example, when the series of polishing is completed, the M unprocessed wafers Wd set in the cassette C1 are stored in the cassette C4 as M processed wafers Wp, respectively.
[0098]
In addition, the control unit not only polishes the wafer with the
[0099]
In step S15, the control unit causes the pad
[0100]
In step S17, the control unit determines the difference between the pad thickness measured in step S15 and the pad thickness measured in step S3 in step 12 or step S14 (which step has reached step S17. ), The average cutting rate of the
[0101]
Next, the control unit determines whether or not the life of the
[0102]
If it is determined in step S18 that the value is equal to or more than the minimum management value R1 (that is, the life of the
[0103]
If it is determined in steps S9 and S18 that the current value is equal to or less than the minimum management value R1 (that is, the life of the
[0104]
Next, as in step S3, the control unit determines whether the pad thickness measured in step S22 is equal to or greater than a predetermined minimum management value d1 that determines the life of the
[0105]
In step S24, the control unit causes the
[0106]
In step S26, the control unit causes the
[0107]
Next, the control unit causes the thickness of the
[0108]
Thereafter, the control unit determines whether the average cutting rate in step S28 is equal to or more than the minimum management value R1 and equal to or less than a predetermined maximum management value R2, thereby determining whether the
[0109]
In step S30, the control unit sets a conditioning time such that a cutting amount of the
[0110]
In the above description of the operation, it has been described that only the
[0111]
According to the present embodiment, the thickness of polishing
[0112]
Further, according to the present embodiment, the average cutting rate of polishing
[0113]
Further, according to the present embodiment, when a new conditioner is mounted on the pad conditioning device, predetermined conditioning is performed in step S26, and pad thicknesses are measured in steps S22 and S27 before and after the conditioning, and the measurement is performed. Based on the result, the average cutting rate of the polishing pad is calculated in step S28, and if the average cutting rate is out of the predetermined range in step S29, it is determined that the new conditioner is defective, and step S20 is performed. . Therefore, according to the present embodiment, the polishing pad can be conditioned (conditioning for polishing) with the conditioner having an appropriate cutting ability, so that the polishing pad can exhibit desired polishing characteristics. The wafer can be accurately polished.
[0114]
Furthermore, according to the present embodiment, the average cutting rate of the polishing pad calculated in steps S18, S9, and S29 is changed in steps S19, S9, and S29 to the condition for conditioning in the next series of polishing (the present embodiment). In the form of the above, the conditioning time is, but is not necessarily limited to, the feedback. Therefore, even if the conditioning surface of the conditioner is gradually worn, the effect is greatly reduced, The condition of the polishing surface of the polishing pad after the conditioning is substantially constant for each wafer, and thus a large number of wafers can be stably and accurately polished.
[0115]
Further, according to the present embodiment, steps S11 and S13 are performed to prevent a situation in which the life of the polishing pad is exhausted in the middle of a series of polishing. Therefore, also from this point, a large number of wafers can be polished stably and accurately.
[0116]
In the above embodiment, the
[0117]
In addition, in the present invention, in addition to performing precise polishing control in the Cu-CMP process, for example, in addition to wafer processing such as an interlayer insulating film processing process or an STI process, a quartz substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like The same can be applied to the processing process described above.
[0118]
Furthermore, the polishing apparatus 1 according to the present embodiment is an example of a polishing apparatus that performs polishing using three stages of polishing
[0119]
[Second embodiment]
[0120]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. After starting the semiconductor device manufacturing process, 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.
[0121]
Step S201 is an oxidation step of 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 an electrode film on the silicon wafer by a process such as vapor deposition. Step S204 is an ion implantation step of implanting ions into the silicon wafer.
[0122]
After the CVD step (S202) or the electrode forming step (S203), the process proceeds to step S209, and it is determined whether a CMP step is performed. If not, the process proceeds to step S206; otherwise, the process proceeds to step S205. Step S205 is a CMP step in which the polishing apparatus according to the present invention is used to planarize an interlayer insulating film, form a damascene by polishing a metal film on the surface of a semiconductor device, and the like. .
[0123]
After the CMP step (S205) or the oxidation step (S201), the process proceeds to step S206. Step S206 is a photolithography step. In this step, a resist is applied to the silicon wafer, a circuit pattern is printed on the silicon wafer by exposure using an exposure device, and development of the exposed silicon wafer is performed. Further, the next step S207 is an etching step of removing portions other than the developed resist image by etching, removing the resist, and removing unnecessary resist after etching.
[0124]
Next, in step S208, it is determined whether or not all necessary processes 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.
[0125]
In the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, since the polishing apparatus according to the present invention is used in the CMP step, the processing accuracy of the CMP step is improved without using a polishing pad or a conditioner whose life has expired, Running costs can be reduced. Thereby, it is possible to manufacture a semiconductor device having less manufacturing variation at low cost as compared with the conventional semiconductor device manufacturing method. Further, a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method according to the present invention has a high yield and is inexpensive. The polishing apparatus according to the present invention may be used in a CMP step of a semiconductor device manufacturing process other than the semiconductor device manufacturing process.
[0126]
The embodiments of the present invention and the modifications thereof have been described above, but the present invention is not limited to these.
[0127]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for determining the life of a polishing pad or a conditioner capable of accurately determining the life of a polishing pad or a conditioner.
[0128]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a conditioner quality determination method that can appropriately determine the quality of a new conditioner.
[0129]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for conditioning a polishing pad, which can polish each object to be polished in the same manner.
[0130]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a polishing apparatus capable of reducing running costs.
[0131]
Further, the present invention can provide a polishing apparatus that can polish each object to be polished in the same manner.
[0132]
Furthermore, the present invention can provide a semiconductor device manufacturing method and a low-cost semiconductor device that can manufacture a semiconductor device at a lower cost than conventional semiconductor device manufacturing methods.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic top view schematically showing a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view showing a state of processing a wafer by the polishing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing main components located on a first polishing stage in the polishing apparatus shown in FIG. 1 when viewed from a side.
FIG. 4 is a schematic flowchart showing the operation of the polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is another schematic flowchart showing the operation of the polishing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.
[Explanation of symbols]
V1, V2, V3, V4 Chuck
W wafer (Wd unprocessed wafer, Wp processed wafer)
1 Polishing device
310, 320, 330 Polishing stage
311,321,331 Polishing arm
311a Polishing head
311c polishing pad
317,327,337 Pad conditioning device
318,328,338 Pad exchange device
319,329,339 Pad thickness measuring device
340 index table
350 transfer stage
Claims (13)
前記研磨パッドを前記コンディショナを用いてある累積コンディショニング時間コンディショニングし、
前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、
前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求め、
前記平均切削レートが所定値より低い場合に、前記コンディショナの寿命が尽きたと判定することを特徴とするコンディショナの寿命判定方法。A life determining method for determining the life of a conditioner used for conditioning a polishing pad used for polishing an object to be polished,
Conditioning the polishing pad with a cumulative conditioning time using the conditioner,
Before and after conditioning of the cumulative conditioning time, measure the thickness of the polishing pad,
Based on the thickness of the polishing pad measured before and after the conditioning of the cumulative conditioning time, to determine the average cutting rate during the cumulative conditioning time of the polishing pad,
When the average cutting rate is lower than a predetermined value, it is determined that the life of the conditioner has expired.
前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、
前記累積コンディショニング時間のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求め、
前記平均切削レートが所定範囲外である場合に、前記新しいコンディショナが不良であると判定することを特徴とするコンディショナの良否判定方法。A good or bad judgment method for judging the quality of a new conditioner used for conditioning of a polishing pad used for polishing an object to be polished, wherein the polishing pad is subjected to a cumulative conditioning time conditioning using the new conditioner,
Before and after conditioning of the cumulative conditioning time, measure the thickness of the polishing pad,
Based on the thickness of the polishing pad measured before and after the conditioning of the cumulative conditioning time, to determine the average cutting rate during the cumulative conditioning time of the polishing pad,
When the average cutting rate is outside a predetermined range, it is determined that the new conditioner is defective.
前記研磨パッドを前記コンディショナを用いて所定条件で1回以上コンディショニングし、
前記1回以上のコンディショニングの前後で、前記研磨パッドの厚みを計測し、
前記1回以上のコンディショニングの前後で計測された前記研磨パッドの厚みに基づいて、前記研磨パッドの前記1回以上のコンディショニングでの平均切削レートを求め、
前記平均切削レートに基づいて、前記1回以上のコンディショニングの次の回のコンディショニング時のコンディショニング条件を設定し、
前記次の回のコンディショニングを、前記設定したコンディショニング条件に従って行うことを特徴とする研磨パッドのコンディショニング方法。A conditioning method for conditioning a polishing pad used for polishing an object to be polished with a conditioner,
Conditioning the polishing pad at least once under predetermined conditions using the conditioner,
Before and after the one or more conditioning, measure the thickness of the polishing pad,
Based on the thickness of the polishing pad measured before and after the one or more conditioning, determine the average cutting rate in the one or more conditioning of the polishing pad,
Based on the average cutting rate, set a conditioning condition at the time of the next conditioning of the one or more conditioning,
The conditioning method for a polishing pad, wherein the next round of conditioning is performed according to the set conditioning conditions.
前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、
前記計測部により計測された前記研磨パッドの厚みが所定値より薄い場合に、前記研磨パッドを新しい研磨パッドに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記研磨パッドを自動的に新しい研磨パッドに交換する手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。While applying a load between the polishing pad and the object to be polished, by relatively moving the polishing pad and the object to be polished, in a polishing apparatus for polishing the object to be polished,
A measuring unit for measuring the thickness of the polishing pad,
When the thickness of the polishing pad measured by the measuring unit is smaller than a predetermined value, an alarm is generated to notify that the polishing pad should be replaced with a new polishing pad, or the polishing pad is automatically replaced with a new polishing pad. Means to exchange;
A polishing apparatus comprising:
コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、
第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、
前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを演算する演算部と、
前記平均切削レートが所定値より低い場合に、前記コンディショナを新しいコンディショナに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記コンディショナを自動的に新しいコンディショナに交換する手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。While applying a load between the polishing pad and the object to be polished, by relatively moving the polishing pad and the object to be polished, in a polishing apparatus for polishing the object to be polished,
A conditioning unit having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner;
A measuring unit that measures the thickness of the polishing pad at a first timing and a second timing thereafter;
The polishing pad by the conditioner in a period from the first timing to the second timing based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing A calculating unit for calculating an average cutting rate during the cumulative conditioning time of
Means for alerting that the conditioner should be replaced with a new conditioner when the average cutting rate is lower than a predetermined value or automatically replacing the conditioner with a new conditioner;
A polishing apparatus comprising:
コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、
前記コンディショニング部に新しいコンディショナが装着されて当該新しいコンディショナが前記研磨パッドのコンディショニングに用いられる前の第1のタイミング、及び、その後に前記新しいコンディショナを用いて前記研磨パッドをコンディショニングした後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、
前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを演算する演算部と、
前記平均切削レートが所定範囲外である場合に、前記コンディショナを更に新しいコンディショナに交換すべき旨の警報を発生するかあるいは前記コンディショナを自動的に新しいコンディショナに交換する手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。While applying a load between the polishing pad and the object to be polished, by relatively moving the polishing pad and the object to be polished, in a polishing apparatus for polishing the object to be polished,
A conditioning unit having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner;
A first timing before a new conditioner is mounted on the conditioning unit and the new conditioner is used for conditioning the polishing pad, and thereafter after conditioning the polishing pad using the new conditioner. At a second timing, a measuring unit for measuring the thickness of the polishing pad,
The polishing pad by the conditioner in a period from the first timing to the second timing based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing A calculating unit for calculating an average cutting rate during the cumulative conditioning time of
Means for alerting that the conditioner should be replaced with a newer conditioner or automatically replacing the conditioner with a newer conditioner when the average cutting rate is outside a predetermined range;
A polishing apparatus comprising:
コンディショナを有し該コンディショナで前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニング部と、
第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、
前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの期間内の、前記コンディショナによる前記研磨パッドの累積コンディショニング時間中の平均切削レートを求める手段と、
前記平均切削レートに基づいて、前記研磨パッドの前記期間後の次回のコンディショニングのコンディショニング条件を設定するコンディショニング条件設定部と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。While applying a load between the polishing pad and the object to be polished, by relatively moving the polishing pad and the object to be polished, in a polishing apparatus for polishing the object to be polished,
A conditioning unit having a conditioner and conditioning the polishing pad with the conditioner;
A measuring unit that measures the thickness of the polishing pad at a first timing and a second timing thereafter;
The polishing pad by the conditioner in a period from the first timing to the second timing based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing Means for determining an average cutting rate during the cumulative conditioning time of
Based on the average cutting rate, a conditioning condition setting unit that sets a conditioning condition of the next conditioning after the period of the polishing pad,
A polishing apparatus comprising:
コンディショナを有し、該コンディショナで前記研磨パッドを、前記研磨パッドで所定数の前記被研磨物を研磨する毎に、コンディショニングするコンディショニング部と、
第1のタイミング及びその後の第2のタイミングで、前記研磨パッドの厚みを計測する計測部と、
前記第1のタイミングで計測された厚みと前記第2のタイミングで計測された厚みとに基づいて、前記第2のタイミングの後に前記研磨パッドで研磨される前記被研磨物の数を、当該数の前記被研磨物を研磨したと仮定したときに予測される前記研磨パッドの厚みが所定値より薄くならない数以下に制限する手段と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。While applying a load between the polishing pad and the object to be polished, by relatively moving the polishing pad and the object to be polished, in a polishing apparatus for polishing the object to be polished,
A conditioning unit having a conditioner, wherein the polishing pad is conditioned by the conditioner, each time the polishing pad polishes a predetermined number of the objects to be polished,
A measuring unit that measures the thickness of the polishing pad at a first timing and a second timing thereafter;
Based on the thickness measured at the first timing and the thickness measured at the second timing, the number of the objects to be polished by the polishing pad after the second timing, A means for limiting the thickness of the polishing pad, which is estimated when the object to be polished is assumed to be polished, to a number not less than a predetermined value, and
A polishing apparatus comprising:
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