(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨工程と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定工程からなり、これらの工程で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨方法であって、
先行の前記研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行い、
前記先行の研磨・膜厚測定作業後に、該先行の研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの前記研磨前の測定膜厚値、及び該研磨後の測定膜厚値から研磨工程の第１の最適研磨時間を算出し、
前記算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項２】
前記研磨・膜厚測定作業は、前記研磨工程で研磨後の前記半導体ウエハーを洗浄し、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させ、該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項３】
前記先行の研磨・膜厚測定作業後に、該後行の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、研磨工程前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出し、
前記算出した第２の最適研磨時間で前記所定枚数目後の次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項４】
前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業が終了するまで２枚目の半導体ウエハーは待機することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項５】
前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、
前記算出した第１の最適研磨時間で前記１ロット内の２枚目及び３枚目の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項６】
研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨工程と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定工程からなり、これらの工程で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨方法であって、
前記研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業を行い、
前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、
前記算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの該研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行い、
前記所定枚数目後の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨後の測定膜厚値、及び前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨前の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出することを特徴とする半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項７】
前記研磨・膜厚測定作業は、研磨工程で研磨後の前記半導体ウエハーを洗浄し、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させ、該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することからなることを特徴とする請求項６に記載の半導体ウエハーの研磨方法。
【請求項８】
研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨手段と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定手段を具備し、これらの手段で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨装置であって、
先行の前記研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行い、前記先行の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定終了後に、該先行の研磨・膜厚測定作業における研磨手段の研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び該研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、該算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う制御手段を設けたことを特徴とする半導体ウエハーの研磨装置。
【請求項９】
研磨手段で半導体ウエハーを研磨した後に、該半導体ウエハーを洗浄する洗浄手段、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させる乾燥手段を具備し、前記膜厚測定手段で該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することを特徴とする請求項８に記載の半導体ウエハーの研磨装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの前記研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、該算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの該研磨・膜厚測定作業の研磨を行い、該所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨後の測定膜厚値、及び前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨前の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出することを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体ウエハーの研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハーを研磨する研磨装置（ポリッシング装置）において、研磨する膜厚を精度よく所定値で維持するために最適な研磨時間で半導体ウエハーを研磨する研磨方法及び研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハーの表面を鏡面状に研磨（ポリッシング）する研磨装置（ポリッシング装置）において、ウエハー膜厚を所定値に研磨するには、研磨時間を制御することによって行っている。即ち、研磨量はポリッシング速度及び面圧等の研磨条件が一定であると、研磨量はポリッシング時間に比例するから、ポリッシング時間を制御することにより、膜厚を所定の値に維持できる。
【０００３】
従来、このポリッシング時間を得るために、作業者が先ず研磨前に１枚の半導体ウエハーの膜厚を測定し（通常のポリッシング装置では装置の外で行う）、続いて該１枚の半導体ウエハーをポリッシング装置で所定時間研磨し、研磨後に該半導体ウエハーの膜厚を測定し（ポリッシング装置内で測定することも装置外で測定することもある）、研磨前の膜厚と研磨後の膜厚と、目標膜圧と、ポリッシング時間とから最適なポリッシング時間を計算し、この最適なポリッシング時間で、後の半導体ウエハーの研磨を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のようにして研磨時間を設定する方法は、人手による困難な作業であると同時に、一回の作業でポリッシング時間を設定するので、ポリッシングが継続していく間に研磨条件が変化し、同じ研磨時間でも研磨量に差異が生じる等の問題がある。例えば研磨用不織物の表面が長時間研磨する間に消耗したり、経時変化を起したり、供給される研磨液の成分や温度変化等により同じ研磨時間でも研磨量に差異が生じる等の問題がある。
【０００５】
また、例えば特公平７−１００２９７号公報に開示するように、既に研磨した半導体ウエハーの研磨サイクルでの研磨量及び研磨時間を順次累積し、これら累積値に基づいて平均研磨速度を演算し、この平均速度と次回の研磨サイクルでの半導体ウエハーの研磨しろとに基づいて最適研磨時間を演算し、この最適研磨時間に基づいて次回の研磨サイクルの研磨を行うものもある。しかしながら、このように研磨時間の累積値の平均研磨速度を基に最適研磨時間を演算する手法も必ずしも最適な研磨時間を設定できるものではない。
【０００６】
何故なら、ロット毎に半導体ウエハーを１枚ずつ連続して研磨するポリッシング装置においては、前回の半導体ウエハーが終了した時の研磨用不織物表面の状況や研磨液の成分や温度が今回や次回の半導体ウエアー研磨に大きな影響を与えるものであり、必ずしも過去の研磨時間の累積値の平均研磨速度が今回や次回の研磨に大きく影響を与えるものではない。従って、高精度の膜厚研磨ができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、最新の研磨用不織物表面の状況や研磨液の成分や温度等の研磨条件を研磨に反映し、高精度の研磨ができる半導体ウエハーの研磨方法及び研磨装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨工程と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定工程からなり、これらの工程で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨方法であって、先行の研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行い、先行の研磨・膜厚測定作業後に、該先行の研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び該研磨後の測定膜厚値から研磨工程の第１の最適研磨時間を算出し、算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、研磨・膜厚測定作業は、研磨工程で研磨後の半導体ウエハーを洗浄し、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させ、該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、先行の研磨作業に並行して次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行うので、高い研磨効率が得られる。また、先行の研磨・膜厚測定作業後に最適研磨時間を算出し、該算出した最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うので、例えば研磨用不織物表面の状況や研磨液の成分や温度等の研磨条件が変化しても、その変化した最新の研磨条件がそれ以降の半導体ウエハーの研磨に反映できるので、半導体ウエハーの膜厚を高精度の膜厚に研磨することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の半導体ウエハーの研磨方法において、先行の研磨・膜厚測定作業後に、該後行の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、研磨工程前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出し、算出した第２の最適研磨時間で所定枚数目後の次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体ウエハーの研磨方法において、１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業が終了するまで２枚目の半導体ウエハーは待機することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の半導体ウエハーの研磨方法において、１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、算出した第１の最適研磨時間で１ロット内の２枚目及び３枚目の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨工程と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定工程からなり、これらの工程で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨方法であって、研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの前記研磨・膜厚測定作業を行い、１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの該研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行い、所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨後の測定膜厚値、及び１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨前の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の半導体ウエハーの研磨方法において、研磨・膜厚測定作業は、研磨工程で研磨後の前記半導体ウエハーを洗浄し、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させ、該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することからなることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、研磨装置に１ロットが多数枚からなる半導体ウエハーをロット毎装填し、該半導体ウエハーを１枚ずつ研磨する研磨手段と、該半導体ウエハーの膜厚を測定する膜厚測定手段を具備し、これらの手段で半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う半導体ウエハーの研磨装置であって、先行の研磨・膜厚測定作業に並行して次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行い、先行の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定終了後に、該先行の研磨・膜厚測定作業における研磨手段の研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨前の測定膜厚値、及び該研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、該算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の半導体ウエハーの研磨装置において、研磨手段で半導体ウエハーを研磨した後に、該半導体ウエハーを洗浄する洗浄手段、該洗浄後の半導体ウエハーを乾燥させる乾燥手段を具備し、膜厚測定手段で該乾燥後の半導体ウエハーの膜厚を測定することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の半導体ウエハーの研磨装置において、制御手段は、１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの前記研磨前の測定膜厚値、及び研磨後の測定膜厚値から第１の最適研磨時間を算出し、該算出した第１の最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの該研磨・膜厚測定作業の研磨を行い、該所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業後に、該研磨・膜厚測定作業における研磨時間、目標膜厚値、半導体ウエハーの研磨後の測定膜厚値、及び前記１ロット内の１枚目の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨前の測定膜厚値から第２の最適研磨時間を算出することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の半導体ウエハー研磨装置の研磨制御装置の構成を示す図である。図示するように、本研磨制御装置は、膜厚測定部１、入力装置２、ポリッシング時間演算ユニット３、ポリッシング時間振り分けユニット４、研磨部制御部５を具備する。
【００２０】
膜厚測定部１は研磨前の半導体ウエハーの膜厚を測定する研磨前測定機能１ａと、研磨後の半導体ウエハーの膜厚を測定する研磨後測定機能１ｂを具備し、研磨前の測定膜厚値ＭＩ及び研磨後の測定膜厚値ＭＦをポリッシング時間演算ユニット３に入力する。ポリッシング時間演算ユニット３は後に詳述するように、次回以降の半導体ウエハーの最適研磨時間Ｔ１〜ＴＮを研磨終了毎に算出し、ポリッシング時間振り分けユニット４に出力する。なお、膜厚測定部１における膜厚の測定は半導体ウエハーの面の複数点の膜厚を測定し、その平均値から測定膜厚値ＭＩ及びＭＦを得ることにより精度の良い測定膜厚値が得られる。
【００２１】
研磨部制御部５は研磨する半導体ウエハー毎に最適研磨時間を格納する研磨時間格納部５ａを具備し、前記ポリッシング時間振り分けユニット４は前記ポリッシング時間演算ユニット３で算出された最適研磨時間Ｔ１〜ＴＮをそれぞれ研磨時間格納部５ａの２枚目、３枚目、・・・・、Ｎ−１枚目、Ｎ枚目の記憶エリアに格納する。研磨部制御部５は後に詳述するようにポリッシング装置のポリッシング部（研磨部）を研磨時間格納部５ａに格納された最適研磨時間Ｔ１〜ＴＮで制御して各半導体ウエハーを研磨する。
【００２２】
図２は上記研磨制御装置が用いられるポリッシング装置の概略構成を示す図である。ポリッシング装置は多数枚の半導体ウエハーが収納された収納ケース２５，２５’を搬入搬送するロードアンロード部２１、搬送装置２２、ポリッシング（研磨）部２３、洗浄部２４及び図１に示す研磨制御装置の膜厚測定部１が所定の配置で配置されている。
【００２３】
搬送装置２２はロボット等からなり、ロードアンロード部２１に搬入された収納ケース２５から半導体ウエハーを１枚ずつ取り出し、膜厚測定部１に送る。該膜厚測定部１では先ず研磨前の膜厚を測定する。続いて搬送装置２２は該研磨前の膜厚測定が終了した半導体ウエハーをポリッシング部２３に渡す。ポリッシング部２３では、例えばトップリングに半導体ウエハーをターンテーブル上面に貼付た研磨用不織物面に所定の圧力で当接させ、トップリングの回転とターンテーブルの回転による相互運動で半導体ウエハーを所定時間研磨する。この研磨時間は前記のように研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの各記憶エリアに格納された最適研磨時間Ｔ１〜ＴＮで行う。
【００２４】
研磨の終了した半導体ウエハーは搬送装置２２で洗浄部２４に送られ、該洗浄部２４で洗浄し乾燥した後、搬送装置２２で膜厚測定部１に送られ、該膜厚測定部１で研磨後の膜厚が測定され、膜厚測定後はロードアンロード部２１に移送され、該ロードアンロード部２１に別途配置されている研磨終了後の半導体ウエハーを収納する収納ケース２５’に収納される。上記のように収納ケース２５に収納された１ロットの半導体ウエハーは搬送装置２２により１枚ずつ取り出され、研磨、洗浄・乾燥、研磨後の膜厚測定の作業が繰り返される。この収納ケース２５の全部の半導体ウエハーの上記作業が研磨が終了した時点、即ち１ロットの半導体ウエハーの研磨が終了した時点で次のロットの研磨作業に移る。
【００２５】
図３及び図４は上記研磨制御装置の研磨処理作業の流れを示す図であり、同図に基づいて研磨処理作業を説明する。先ず図３において研磨装置のロードアンロード部２１に研磨を必要とする１ロット（例えば２５枚）半導体ウエハーを収納した収納ケース２５をセットする。次に、入力装置２から目標膜厚値ＭＴと初期ポリッシング（研磨）時間Ｔ０を入力する。該目標膜厚値ＭＴはポリッシング時間演算ユニット３に転送され、初期ポリッシング時間Ｔ０はポリッシング時間演算ユニット３と研磨部制御部５に転送され、研磨部制御部５ではポリッシング時間記憶部５ａの１枚目の記憶エリアに格納される。
【００２６】
初期ポリッシング時間Ｔ０は膜厚が前記目標膜厚値ＭＴになるまで研磨するのに必要な時間で研磨前の膜厚と目標膜厚値より経験的に算出される。上記のように搬送装置２２は収納ケース２５から１枚目の半導体ウエハーＷ１を取り出し、膜厚測定部１に移送する。この時２枚目の半導体ウエハーＷ２は収納ケース２５内で待機状態になる。膜厚測定部１は該半導体ウエハーＷ１の研磨前の膜厚を測定し、その膜厚測定値ＭＩをポリッシング時間演算ユニット３に転送する。
【００２７】
続いて搬送装置２２は半導体ウエハーＷ１をポリッシング部２３に移送する。該ポリッシング部２３では半導体ウエハーＷ１を研磨部制御部５の制御により初期ポリッシング時間Ｔ０だけ研磨する。該研磨が終了すると搬送装置２２は半導体ウエハーＷ１を洗浄部２４に移送し、該洗浄部２４で洗浄・乾燥された半導体ウエハーＷ１は再び搬送装置２２により、膜厚測定部１に移送され、ここで半導体ウエハーＷ１の研磨後の膜厚が測定され、その測定膜厚値ＭＦ１はポリッシング時間演算ユニット３に転送される。膜厚測定終了後、半導体ウエハーＷ１は搬送装置２２でロードアンロード部２１に移送され、研磨終了後の半導体ウエハーを収容する収納ケース２５’に収納される。
【００２８】
続いてポリッシング時間演算ユニット３では、前記初期ポリッシング時間Ｔ０、半導体ウエハーＷ１の研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の測定膜厚値ＭＦ１及び目標膜厚値ＭＴから最適ポリッシング時間（目標膜厚値ＭＴにするための最適なポリッシング時間）Ｔ１｛Ｔ１＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦ１，Ｔ０）｝を演算して求める。該最適ポリッシング時間Ｔ１はポリッシング時間振り分けユニット４に転送され、研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの２枚目及び３枚目の記憶エリアに格納する。
【００２９】
この最適ポリッシング時間Ｔ１が演算されたことを確認したら、作業者は前記待機を解除して図４に示すように、２枚目以降の半導体ウエハーの研磨作業を開始する。搬送装置２２は２枚目の半導体ウエハーＷ２を収納ケース２５から取り出しポリッシング部２３に移送する。ポリッシング部２３では研磨部制御部５の制御により、ポリッシング時間記憶部５ａの２枚目の記憶エリアに格納され最適ポリッシング時間Ｔ１だけ２枚目の半導体ウエハーＷ２を研磨する。
【００３０】
搬送装置２２は研磨の終了した半導体ウエハーＷ２を洗浄部２４に移送し、ここで洗浄され乾燥された半導体ウエハーＷ２は再び搬送装置２２で膜厚測定部１に移送される。膜厚測定部１は半導体ウエハーＷ２の研磨後の膜厚を測定し、その膜厚測定値ＭＦ２をポリッシング時間演算ユニット３に転送する。研磨後の膜厚が測定された半導体ウエハーＷ２は搬送装置２２でロードアンロード部２１に移送され、研磨終了後の半導体ウエハーを収容する収納ケース２５’に収納される。
【００３１】
ポリッシング時間演算ユニット３は、前記目標膜厚値ＭＴ、２枚目の半導体ウエハーＷ２の研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の膜厚測定値ＭＦ２、最適ポリッシング時間Ｔ１から４枚目の半導体ウエハーＷ４を研磨する最適研磨時間Ｔ４｛Ｔ４＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦ２，Ｔ１）｝を演算して求め、この最適研磨時間Ｔ４をポリッシング時間振り分けユニット４に転送し、研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの４枚目の記憶エリアに格納する。
【００３２】
前記２枚目の半導体ウエハーＷ２の研磨作業に並行して３枚目の半導体ウエハーＷ３の研磨作業もスタートする。搬送装置２２は３枚目の半導体ウエハーＷ３を収納ケース２５から取り出しポリッシング部２３に移送し、該ポリッシング部２３では研磨部制御部５の制御により、ポリッシング時間記憶部５ａの３枚目の記憶エリアに格納され最適ポリッシング時間Ｔ１で３枚目の半導体ウエハーＷ３を研磨する。
【００３３】
研磨の終了した半導体ウエハーＷ３は搬送装置２２により洗浄部２４に移送され、洗浄・乾燥された半導体ウエハーＷ３は膜厚測定部１に移送され、膜厚測定部１で研磨後の膜厚が測定され、その膜厚測定値ＭＦ３はポリッシング時間演算ユニット３に転送される。研磨後の膜厚が測定された半導体ウエハーＷ３は搬送装置２２でロードアンロード部２１に移送され、研磨終了後の半導体ウエハーを収容する収納ケース２５’に収納される。
【００３４】
ポリッシング時間演算ユニット３は、前記目標膜厚値ＭＴ、３枚目の半導体ウエハーＷ３の研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の膜厚測定値ＭＦ３、最適ポリッシング時間Ｔ１から５枚目の半導体ウエハーＷ５を研磨する最適研磨時間Ｔ５（Ｔ５＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦ３，Ｔ３））を演算して求め、この最適研磨時間Ｔ５をポリッシング時間振り分けユニット４に転送し、研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの５枚目の記憶エリアに格納する。
【００３５】
４枚目の半導体ウエハーＷ４の研磨作業は、搬送装置２２により４枚目の半導体ウエハーＷ４を取り出しポリッシング部２３に移送され、該ポリッシング部２３で研磨部制御部５の制御により、ポリッシング時間記憶部５ａの４枚目の記憶エリアに格納され最適ポリッシング時間Ｔ４で４枚目の半導体ウエハーＷ４を研磨する。
【００３６】
研磨の終了した半導体ウエハーＷ４は洗浄部２４で洗浄・乾燥され、更に膜厚測定部１に移送され、膜厚測定部１で研磨後の膜厚が測定され、その測定膜厚値ＭＦ４はポリッシング時間演算ユニット３に転送され、半導体ウエハーＷ４はロードアンロード２１で研磨終了後の半導体ウエハーを収容する収納ケース２５’に収納される。
【００３７】
ポリッシング時間演算ユニット３は、前記目標膜厚値ＭＴ、前記研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の測定膜厚値ＭＦ４、最適ポリッシング時間Ｔ４から６枚目の半導体ウエハーＷ６を研磨する最適研磨時間Ｔ６｛Ｔ６＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦ４，Ｔ４）｝を演算して求め、この最適研磨時間Ｔ６をポリッシング時間振り分けユニット４に転送し、研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの６枚目の記憶エリアに格納する。
【００３８】
以下同様に５枚目の半導体ウエハーＷ５の研磨作業は研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの５枚目の記憶エリアに格納された最適研磨時間Ｔ５で研磨してその研磨終了後に７枚目の最適研磨時間Ｔ７を演算し、６枚目の半導体ウエハーＷ６の研磨作業は研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａの６枚目の記憶エリアに格納された最適研磨時間Ｔ６で研磨してその研磨終了後に８枚目の最適研磨時間Ｔ８を演算する。
【００３９】
このようにＫ枚目の半導体ウエハーＷＫの研磨終了後、研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の膜厚測定値ＭＦＫ、最適ポリッシング時間ＴＫからＫ＋２枚目の半導体ウエハーＷＫ＋２を研磨する最適研磨時間ＴＫ＋２（ＴＫ＋２＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦＫ，ＴＫ））を演算して求め、研磨部制御部５のポリッシング時間記憶部５ａのＫ＋２枚目の記憶エリアに格納する。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、研磨前の膜厚測定は１枚目の半導体ウエハーＷ１のみで行い、その測定膜厚値を用いているが、１枚毎に研磨前の膜厚を測定し、その都度、測定膜厚値ＭＩ１、ＭＩ２〜ＭＩＮを得るようにしても良い。
【００４１】
また、上記実施の形態では、初期ポリッシング時間Ｔ０、研磨前の測定膜厚値ＭＩ、研磨後の測定膜厚値ＭＦ１及び目標膜厚値ＭＴから演算して得た最適ポリッシング時間Ｔ１｛Ｔ１＝ｆ（ＭＴ，ＭＩ，ＭＦ１，Ｔ０）｝を２枚目及び３枚目の半導体ウエハーの研磨に使用し、以下研磨終了毎にそれから２枚目に当る半導体ウエハーの最適ポリッシング時間を演算して求めているが、これに限定されるものではなく、例えば、最適ポリッシング時間Ｔ１を２枚目、３枚目、４枚目の半導体ウエハーの研磨に使用し、以下研磨終了毎にそれから３枚目に当る半導体ウエハーの最適ポリッシング時間を演算して求めても良く、また最適ポリッシング時間Ｔ１を２枚目の半導体ウエハーの研磨に使用し、以下研磨終了毎にその次の半導体ウエハーの最適ポリッシング時間を演算して求めても良い。
【００４２】
要は、１枚目の半導体ウエハーを初期研磨時間Ｔ０で研磨した後、該初期研磨時間Ｔ０及び研磨前の測定膜厚値ＭＩと研磨後の測定膜厚値ＭＦ１から次回以降所定枚数目までの最適研磨時間を算出し、該所定枚数目までの半導体ウエハーを該最適研磨時間で研磨し、以降順次研磨終了毎にそれ以降の所定枚数目の半導体ウエハーの最適研磨時間を算出し、該最適研磨時間で該所定枚数目の半導体ウエハーを研磨するようにすれば良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００４４】
先行の研磨作業に並行して次の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業である後行の研磨・膜厚測定作業を行うので、高い研磨効率が得られる。
【００４５】
また、先行の研磨・膜厚測定作業後に最適研磨時間を算出し、該算出した最適研磨時間で所定枚数目後の半導体ウエハーの研磨・膜厚測定作業の研磨工程を行うので、例えば研磨用不織物表面の状況や研磨液の成分や温度等の研磨条件が変化しても、その変化した最新の研磨条件がそれ以降の半導体ウエハーの研磨に反映できるので、半導体ウエハーの膜厚を高精度の膜厚に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウエハー研磨装置の研磨制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の研磨制御装置が用いられるポリッシング装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の研磨制御装置の研磨処理作業の流れを示す図である。
【図４】本発明の研磨制御装置の研磨処理作業の流れを示す図である。
【符号の説明】
１            膜厚測定部
２            入力装置
３            ポリッシング時間演算ユニット
４            ポリッシング時間振り分けユニット
５            研磨部制御部
２１          ロードアンロード部
２２          搬送装置
２３          ポリッシング部
２４          洗浄部
２５          収納ケース
２５’        収納ケース
【図１】
0003558794.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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