(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨中のウェハの研磨異常を早期に且つ簡便に検知するＣＭＰ装置を提供する。【解決手段】ＣＭＰ装置は、ウェハＷの研磨中に収容ポケット４１ａに向けて光を投射し、ウェハＷ又は研磨ヘッド１０からの反射光を受光して、反射光の波形パターンを取得する光学式測定部７１と、研磨中の反射光の波形パターンと予め記憶された正常研磨時波形パターンとを比較して、正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が研磨中の反射光の波形パターンに含まれていない場合には、研磨異常を検知する異常検知部７２と、を備えている。【選択図】図３
2020188233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨ヘッドの収容部に収容されたウェハを研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置であって、
前記ウェハの研磨中に前記収容部に向けて光を投射し、前記ウェハ又は研磨ヘッドからの反射光を受光して、前記反射光の波形パターンを取得する光学式測定部と、
前記研磨中の反射光の波形パターンと予め記憶された正常研磨時の反射光の波形パターンである正常研磨時波形パターンとを比較して、前記正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が前記研磨中の反射光の波形パターンに含まれていない場合には、研磨異常を検知する異常検知部と、
を備えていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項２】
前記異常検知部は、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内のシグナル値が予め設定された閾値未満である場合に、前記ウェハが研磨ヘッドから飛び出すスリップアウトの発生を検知することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置。
【請求項３】
前記異常検知部は、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内の反射率のピークが減少している場合に、前記ウェハが破損するウェハ割れの発生を検知することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置。
【請求項４】
前記異常検知部は、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいてＦＦＴ解析のピーク値が減少している場合に、前記ウェハが破損するウェハ割れの発生を検知することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置。
【請求項５】
前記異常検知部は、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内の反射光強度が予め設定された閾値未満である場合に、前記ウェハ表面のメタル層が剥離する膜剥がれの発生を検知することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ装置に関し、特に、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）を用いてウェハを研磨するＣＭＰ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ研磨装置としては、ウェハの表面に形成された酸化膜等を研磨するCMP研磨装置が知られている。CMPによる研磨は、研磨定盤に貼付された研磨パッドとウェハとを回転させながら、ウェハを研磨パッドに所定の圧力で押し付け、研磨パッドとウェハとの間に研磨材（スラリー）を供給することによって行われる。
【０００３】
このようなCMP研磨装置として、特許文献１記載のＣＭＰ装置が知られている。このＣＭＰ装置１００では、筐体Ｂ内に光源と光源に照射されたウェハ１を撮影するカメラＣとを配置し、ウェハ１の状態を観察する。なお、符号は、特許文献１に記載されたものである。
【０００４】
また、特許文献２記載のウェハ研磨装置１０では、保持ヘッド１４の近傍で研磨パッド２０上に設定された検出箇所９２の温度変化を検出する放射温度計９０を設け、ウェハのスリップアウトを検出する。なお、符号は、特許文献２に記載されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１４７１４号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載のＣＭＰ装置１００では、筐体Ｂ内にカメラＣを配置し、撮影された画像からウェハ１の状態を観察しなければならず、構成が煩雑で且つ対応が遅くなりがちであるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２記載のウェハ研磨装置では、研磨ヘッド１４の近傍を常時観察する放射温度計９０を設ける必要があり、構成が煩雑になるという問題があった。
【０００８】
そこで、研磨中のウェハの研磨異常を早期に且つ簡便に検知するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るＣＭＰ装置は、研磨ヘッドの収容部に収容されたウェハを研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置であって、前記ウェハの研磨中に前記収容部に向けて光を投射し、前記ウェハ又は研磨ヘッドからの反射光を受光して、前記反射光の波形パターンを取得する光学式測定部と、前記研磨中の反射光の波形パターンと予め記憶された正常研磨時の反射光の波形パターンである正常研磨時波形パターンとを比較して、前記正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が前記研磨中の反射光の波形パターンに含まれていない場合には、研磨異常を検知する異常検知部と、を備えている。
【００１０】
この構成によれば、研磨中の反射光の波形パターンと正常研磨時波形パターンとを比較して、正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が研磨中の反射光の波形パターンに含まれているか否かを判定することにより、研磨異常を早期に且つ簡便に検知することができる。
【００１１】
また、本発明に係るＣＭＰ装置は、前記異常検知部が、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内のシグナル値が予め設定された閾値未満である場合に、前記ウェハが研磨ヘッドから飛び出すスリップアウトの発生を検知することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、研磨中の反射光のシグナル値が、正常研磨時波形パターンに基づいて設定された特徴的な傾向である閾値未満まで減少したことを検知することにより、ウェハのスリップアウトを早期に且つ簡便に検知することができる。
【００１３】
また、本発明に係るＣＭＰ装置は、前記異常検知部が、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内の反射率のピークが減少している場合に、前記ウェハが破損するウェハ割れの発生を検知することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、研磨中の反射光の反射率を示す波形パターンが、正常研磨時波形パターンに基づいて設定された特徴的な傾向である反射率のピーク（反射率の変動幅）が著しく減少したことを検知することにより、ウェハ割れを早期に且つ簡便に検知することができる。
【００１５】
また、本発明に係るＣＭＰ装置は、前記異常検知部が、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいてＦＦＴ解析のピーク値が減少している場合に、前記ウェハが破損するウェハ割れの発生を検知することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、研磨中の反射光のＦＦＴ解析のピーク値が、正常研磨時波形パターンに基づいて設定された特徴的な傾向であるＦＦＴ解析のピーク値に比べて著しく減少したことを検知することにより、ウェハ割れを早期に且つ簡便に検知することができる。
【００１７】
また、本発明に係るＣＭＰ装置は、前記異常検知部が、前記研磨中の反射光の波形パターンにおいて所定波長範囲内の反射光強度が予め設定された閾値未満である場合に、前記ウェハ表面のメタル層が剥離する膜剥がれの発生を検知することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、研磨中の反射光の光強度を示す波形パターンが、正常研磨時波形パターンに基づいて設定された特徴的な傾向である閾値未満まで減少したことを検知することにより、膜剥がれを早期に且つ簡便に検知することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、研磨中の反射光の波形パターンと正常研磨時波形パターンとを比較して、正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が研磨中の反射光の波形パターンに含まれているか否かを判定することにより、研磨異常を早期に且つ簡便に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＭＰ装置を模式的に示す斜視図。
【図２】研磨ヘッドの要部を模式的に示す縦断面図。
【図３】加工中にウェハの状態を観察している様子を示す模式図。
【図４】波長毎のシグナル値を示すグラフであり、（ａ）は正常に加工した場合を示し、（ｂ）はスリップアウトが発生した場合を示す。
【図５】正常に加工を行った場合の各種データを示すグラフであり、（ａ）は波長毎の反射率を示し、（ｂ）は膜厚値毎のパワースペクトラムを示す。
【図６】ウェハ割れが発生した場合の各種データを示すグラフであり、（ａ）は波長毎の反射率を示し、（ｂ）は膜厚値毎のパワースペクトラムを示す。
【図７】波長毎の反射光強度を示すグラフであり、（ａ）は正常に加工した場合を示し、（ｂ）は膜剥がれが発生した場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
【００２２】
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
【００２３】
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＭＰ装置１を模式的に示す斜視図である。ＣＭＰ装置１は、ウェハＷの一面を平坦に研磨するものである。ＣＭＰ装置１は、プラテン２と、研磨ヘッド１０と、を備えている。
【００２５】
プラテン２は、円盤状に形成されており、プラテン２の下方に配置された回転軸３に連結されている。回転軸３がモータ４の駆動によって回転することにより、プラテン２は図１中の矢印Ｄ１の方向に回転する。プラテン２の上面には、研磨パッド５が貼付されており、研磨パッド５上に図示しないノズルから研磨剤と化学薬品との混合物であるＣＭＰスラリーが供給される。
【００２６】
研磨ヘッド１０は、プラテン２より小径の円盤状に形成されており、研磨ヘッド１０の上方に配置された回転軸１０ａに連結されている。回転軸１０ａが図示しないモータの駆動によって回転することにより、研磨ヘッド１０は、図１中の矢印Ｄ２の方向に回転する。研磨ヘッド１０は、図示しない昇降装置によって垂直方向Ｖに昇降自在である。研磨ヘッド１０は、ウェハＷを研磨する際に下降して研磨パッド５にウェハＷを押圧する。研磨ヘッド１０が研磨するウェハＷは、図示しないウェハ搬送機構によって受け渡される。
【００２７】
ＣＭＰ装置１の動作は、図示しない制御手段によって制御される。制御手段は、ＣＭＰ装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御手段の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作するものにより実現されても良い。
【００２８】
次に、研磨ヘッド１０について説明する。図２は、研磨ヘッド１０の要部を模式的に示す縦断面図である。図３は、研磨ヘッド１０の下部を模式的に示す縦断面図及び底面図である。
【００２９】
研磨ヘッド１０は、ヘッド本体２０と、キャリア３０と、リテーナリング４０と、メンブレンフィルム５０と、バッキングフィルム６０と、を備えている。
【００３０】
ヘッド本体２０は、回転軸１０ａに接続されており、回転軸１０ａと共に回転する。ヘッド本体２０は、回転部２１を介してヘッド本体２０の下方に配置されたキャリア３０に連結されており、ヘッド本体２０及びキャリア３０は連動して回転する。
【００３１】
キャリア３０には、キャリア３０の周縁に等間隔に離間して配置されたエアライン３１が設けられている。エアライン３１の下端は、キャリア３０の下面３０ａとメンブレンフィルム５０との間に形成されたエア室Ａに開口している。エアライン３１は、図示しないエア供給手段としてのエア供給源に接続されており、エア室Ａには、エアライン３１を介してエアが導入される。エアライン３１に供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。エア室Ａ内に供給されたエアは、キャリア３０の外周縁に形成されたリムによってメンブレンフィルム５０の上方にエア層を形成し、メンブレンフィルム５０全面を下方に押圧する。
【００３２】
ヘッド本体２０とキャリア３０との間には、キャリア押圧手段３２が設けられている。キャリア押圧手段３２は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。キャリア押圧手段３２は、供給されるエアの圧力に応じて、キャリア３０を介してウェハＷを研磨パッド５に押圧する。
【００３３】
リテーナリング４０は、キャリア３０の周囲を囲むように配置されている。リテーナリング４０は、上面にメンブレンフィルム５０が貼着されたリテーナリングホルダ４１を備えている。
【００３４】
リテーナリングホルダ４１は、例えば、ガラスエポキシ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂から成る。リテーナリングホルダ４１は、円環状に形成されており、中央にウェハＷを収容する収容ポケット４１ａを備えている。リテーナリングホルダ４１は、スナップリング４２を介してリテーナ押圧部材４３に取り付けられている。ヘッド本体２０とリテーナ押圧部材４３との間には、リテーナ押圧手段４４が設けられている。なお、符号４５は、スナップリング４２の上方を覆うカバーである。
【００３５】
リテーナ押圧手段４４は、図示しないエア供給源から供給されるエアによって膨張するエアバッグ等である。エア供給源から供給されるエアの圧力は、図示しないレギュレータによって調整される。リテーナ押圧手段４４は、供給されるエアの圧力に応じて、リテーナ押圧手段４４を介してリテーナリング４０を研磨パッド５に押圧する。
【００３６】
メンブレンフィルム５０は、収容ポケット４１ａを覆うようにリテーナリングホルダ４１に貼着されており、エア室Ａに圧縮空気が導入されると、空気圧で収容ポケット４１ａ内に向かって弾性変形する。
【００３７】
バッキングフィルム６０は、例えば、スウェードフィルムである。バッキングフィルム６０は、その中心が研磨ヘッド１０の回転軸１０ａ上に位置決めされた状態でメンブレンフィルム５０に貼着されている。バッキングフィルム６０は、エア室Ａに圧縮空気が導入されると、メンブレンフィルム５０の弾性変形に伴って弾性変形してウェハＷを加圧する。
【００３８】
キャリア３０の下面３０ａには、研磨ヘッド１０の回転軸１０ａと同軸上に配置された図示しない弾性押圧部材が設けられている。弾性押圧部材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）製、フッ素樹脂（ＰＦＡ）製又はポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製である。ＰＦＡは、吸水率が低く適度に柔軟性があって伸びや変形に強い。ＰＰＳは、吸水率が低く、伸びや変形に強い上、ＰＦＡに比べて安価である。
【００３９】
弾性押圧部材は、複数のゾーンに区分されている。各ゾーンは、エア供給源から供給されるエアによって独立して膨張可能である。これにより、弾性押圧部材は、各ゾーンが独立して膨張可能に構成される。
【００４０】
このような構成のＣＭＰ装置１は、エア室Ａ内に供給される圧縮空気によってキャリア３０に加えられる押圧力がメンブレンフィルム５０を介してウェハＷに伝えられることで、均一な圧力分布でウェハＷを研磨パッド５に押圧してウェハＷを研磨することができる。
【００４１】
また、弾性押圧部材の各ゾーンを圧縮空気の圧力に応じてそれぞれ独立して膨張させることにより、各ゾーンを選択的に加圧して、ウェハＷを局所的に研磨することができる。
【００４２】
すなわち、ＣＭＰ装置１では、ウェハＷに作用する研磨圧力は、各ゾーン内のエア圧に応じて弾性押圧部材がメンブレンフィルム５０を押圧する圧力と、エア室Ａ内のエア圧に応じてメンブレンフィルム５０がウェハＷを押圧する圧力とを合算したものである。
【００４３】
また、ＣＭＰ装置１は、加工中のウェハＷの研磨異常を検知する検知機構７０を備えている。図３に示すように、検知機構７０は、光学式測定部７１と、異常検知部７２と、を備えている。なお、図３では、ＣＭＰ装置１の構成を一部省略して図示する。
【００４４】
光学式測定部７１は、公知の膜厚測定器であり、ウェハＷの被研磨面で反射した反射光を受光して、研磨加工時にリアルタイムでウェハＷの膜厚を測定することができる。光学式測定部７１は、例えば、レンズ７３に複数の光ファイバー７４、７５を結束して接続して構成されている。光ファイバー７４は、光源ユニット７６に接続されている。光源ユニット７６は、例えば、波長３８０〜８００ｎｍの白色光を出射するハロゲン光源であるが、これに限定されるものではない。光ファイバー７５は、分光器７７に接続されている。
【００４５】
レンズ７３は、プラテン２及び研磨パッド５に設けられた透明な観察窓８０に対向して配置されている。レンズ７３は、観察窓８０に対して垂直に光を照射するものに限定されず、光路が反射部材等で屈折されても構わない。なお、観察窓８０は、例えばアクリル製である。
【００４６】
光源ユニット７６から出射された照射光は、光ファイバー７４、レンズ７３を介し観察窓８０を透過してウェハＷの被研磨面又は収容ポケット４１ａに向けて照射される。また、ウェハＷの被研磨面又は収容ポケット４１ａで反射してレンズ７３で受光された反射光は、光ファイバー７５を介して分光器７７に導かれる。
【００４７】
異常検知部７２には、正常に研磨を行った場合にウェハＷの被研磨面で反射した反射波の波形パターン（正常研磨時波形パターン）及び正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が予め記憶されている。なお、「特徴的な傾向」とは、正常研磨時波形パターンにおいて容易に比較可能な顕著な特徴を意味し、例えば複数の正常研磨時波形パターンを用意し、これらに共通する特徴を抽出することが考えられる。また、異常検知部７２は、正常研磨時波形パターンと加工中のウェハＷの被研磨面で反射した反射波の波形パターン（比較対象波形パターン）とを比較して異常の有無を判定する。
【００４８】
具体的には、異常検知部７２は、スリップアウト、ウェハ割れ、膜剥がれ等の異常を検知する。以下、異常の内容毎に異常を検知する手順を図面に基づいて説明する。なお、研磨異常の種類はこれらに限定されるものではない。また、研磨異常の検知の方法は、以下で説明するものに限定されるものではない。
【００４９】
［スリップアウト］
図４は、横軸に反射波の波長［ｎｍ］、縦軸にシグナル値を設定したグラフであり、図４（ａ）は正常に加工した場合であり、図４（ｂ）はスリップアウトが発生した場合である。なお、図４（ａ）、（ｂ）の横軸は、波長３６０〜１１００ｎｍをデータ番号（０〜１０００）に代替したものである。
【００５０】
スリップアウトとは、ウェハＷが研磨ヘッド１０から飛び出すことを意味する。スリップアウトが生じると、本来はウェハＷの被加工面で反射すべき反射光が、収容ポケット４１ａで反射する。これにより、ウェハＷの被加工面で反射した場合の反射光の波形パターン（正常研磨時パターン）と収容ポケット４１ａで反射した場合の反射光の波形パターンとは一致しない。
【００５１】
スリップアウトの検知を行う場合には、正常研磨時波形パターンとして反射波の波長及びシグナル値に関するものを用意する。そして、異常検知部７２は、正常研磨時波形パターンにおける所定波長範囲内のシグナル値の特徴的な傾向を読み取り、所定の閾値を設定する。閾値は、例えば、所定の波長範囲内におけるシグナル値の平均値を僅かに下回るように設定されたり、所定の波長範囲内におけるシグナル値の最大値に応じて設定されることが考えられる。
【００５２】
図４（ａ）に示す正常研磨時波形パターンでは、ウェハＷの被研磨面で反射した反射光の波長４００〜６５０ｎｍ内のシグナル値の平均値が０．８２という特徴的な傾向を示しており、異常検知部７２は、スリップアウトの発生を検知する閾値を０．５に設定した。
【００５３】
次に、異常検知部７２は、比較対象波形パターンが上述した閾値を下回っている場合には、スリップアウトが発生したと判定する。例えば、図４（ｂ）に示すような波形パターンの場合には、波長４００〜６５０ｎｍ内のシグナル値の平均値が０．１７となり、閾値０．５を下回っているから、異常検知部７２は、スリップアウトの発生を検知する。
【００５４】
［ウェハ割れ］
図５（ａ）は、横軸に波長［ｎｍ］、縦軸に反射率を設定した正常に研磨を行った場合のグラフである。図５（ｂ）は、横軸に膜厚値［μｍ］、縦軸にパワースペクトラムを設定した正常に研磨を行った場合のＦＦＴ解析のグラフである。また、図６（ａ）は、横軸に波長［ｎｍ］、縦軸に反射率を設定したウェハ割れが発生した場合のグラフである。図６（ｂ）は、横軸に膜厚値［μｍ］、縦軸にパワースペクトラムを設定したウェハ割れが発生した場合のＦＦＴ解析のグラフである。
【００５５】
ウェハ割れとは、ウェハＷが破損することを意味する。ウェハ割れが生じると、反射光の光量が不足したり、反射光に乱れが生じる。このようにして、正常なウェハＷの被加工面で反射した場合の反射光の波形パターン（正常研磨時パターン）と割れが生じたウェハＷの被加工面で反射した場合の反射光の波形パターンとは一致しない。
【００５６】
ウェハ割れの検知を行う場合には、正常研磨時波形パターンとして図５（ａ）に示すような反射波の波長及び反射率に関するものを用意する。そして、異常検知部７２は、正常研磨時波形パターンにおける特徴的な傾向を読み取る。例えば、図５（ａ）に示す波形パターンでは、反射率が約０．２を境にして大きく変動する、所謂ピークが存在する。
【００５７】
次に、異常検知部７２は、上述した正常研磨波形パターンの傾向が研磨中に得られた反射波の比較対象波形パターンに表れていない場合には、ウェハ割れが発生したと判定する。例えば、図６（ａ）に示すような比較対象波形パターンの場合には、反射率の変動幅が著しく減少している。すなわち、図６（ａ）の波形パターンには、上述した正常研磨波形パターンの傾向が含まれておらず、異常検知部７２は、ウェハＷの破損を検知する。
【００５８】
また、ウェハ割れの検知を行う場合には、正常研磨時波形パターンとして図５（ｂ）に示すような膜厚値及びパワースペクトラムに関するものに基づいてウェハ割れの検知を行っても構わない。異常検知部７２は、図５（ｂ）に示すＦＦＴ解析の波形パターンでは、膜厚１６μｍ付近において大きなピークが存在するという特徴的な傾向を読み取る。
【００５９】
そして、異常検知部７２は、上述した正常研磨波形パターンの傾向が研磨中に得られた反射波の比較対象波形パターンに表れていない場合には、ウェハ割れが発生したと判定する。例えば、図６（ｂ）に示すような比較対象波形パターンの場合には、膜厚１６μｍ付近のピークが大きく減少している。すなわち、図６（ｂ）のＦＦＴ解析の波形パターンには、上述した正常研磨波形パターンの傾向が含まれておらず、異常検知部７２は、ウェハＷの破損を検知する。
【００６０】
［膜剥がれ］
図７は、横軸に波長［ｎｍ］、縦軸に波長毎の反射光強度Ｒ［％］を示すグラフであり、（ａ）は正常に加工した場合を示し、（ｂ）は膜剥がれが発生した場合を示す。なお、反射光強度とは、反射光について、事前に取得したリファレンススペクトル、ダークスペクトルを考慮して演算されるものである。
【００６１】
膜剥がれとは、ウェハＷ表面のメタル層が剥離することを意味する。膜剥がれが生じると、反射光の光強度が不足する。このようにして、正常なウェハＷの被加工面で反射した場合の反射光の波形パターン（正常研磨時パターン）と膜剥がれが生じたウェハＷの被加工面で反射した場合の反射光の波形パターンとは一致しない。
【００６２】
膜剥がれの検知を行う場合には、正常研磨時波形パターンとして反射波の波長及び反射光強度に関するものを用意する。そして、異常検知部７２は、所定の波長範囲内における反射光強度の閾値を設定する。閾値は、例えば、所定の波長範囲内における反射光強度の平均値を僅かに下回るように設定されることが考えられる。なお、波長範囲は、膜の種類に応じて任意に設定可能であり、例えば、銅の膜剥がれを検知する場合には、波長範囲を６００〜８００ｎｍに設定するのが好ましい。
【００６３】
図７（ａ）に示す正常研磨時波形パターンでは、ウェハＷの被研磨面で反射した反射光の波長４００〜７８０ｎｍ内の反射光強度が１００％を上回っているという特徴的な傾向を示しており、膜剥がれの発生を検知する反射光強度Ｒの閾値を１００に設定した。
【００６４】
次に、異常検知部７２は、比較対象波形パターンが上述した閾値を下回っている場合には、膜剥がれが発生したと判定する。例えば、図７（ｂ）に示すような波形パターンの場合には、波長４００〜７８０ｎｍ内の反射光強度Ｒは閾値を大きく下回っているから、異常検知部７２は、膜剥がれの発生を検知する。
【００６５】
このようにして、上述した本実施形態に係るＣＭＰ装置１は、正常研磨時波形パターンと比較対象波形パターンとを比較して、正常研磨時波形パターンに表れる特徴的な傾向が比較対象波形パターンに含まれているか否かを判定することにより、研磨異常を早期に且つ簡便に検知することができる。
【００６６】
さらに、膜厚測定に用いられる光学式測定部７１を用いて研磨中の反射波の波形パターンを取得することにより、低コストで導入することができる。
【００６７】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【符号の説明】
【００６８】
１      ・・・ＣＭＰ装置
２      ・・・プラテン
３      ・・・回転軸
４      ・・・モータ
５      ・・・研磨パッド
１０    ・・・研磨ヘッド
１０ａ  ・・・回転軸
２０    ・・・ヘッド本体
２１    ・・・回転部
３０    ・・・キャリア
３０ａ  ・・・下面
３１    ・・・エアライン
３２    ・・・キャリア押圧手段
４０    ・・・リテーナリング
４１    ・・・リテーナリングホルダ
４１ａ  ・・・収容ポケット（収容部）
４２    ・・・スナップリング
４３    ・・・リテーナ押圧部材
４４    ・・・リテーナ押圧手段
５０    ・・・メンブレンフィルム
６０    ・・・バッキングフィルム
７０    ・・・検知機構
７１    ・・・光学式測定部
７２    ・・・異常検知部
７３    ・・・レンズ
７４、７５・・・光ファイバー
７６    ・・・光源ユニット
７７    ・・・分光器
８０    ・・・観察窓
Ａ      ・・・エア室
Ｗ      ・・・ウェハ
【図１】
2020188233.tif 000003
【図２】
2020188233.tif 000004
【図３】
2020188233.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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