(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、
前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、
前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状に基づいて、閉ループ制御で研磨パッドのドレッシング条件を決定するドレッシング制御部と、
前記ドレッシング制御部で決定したドレッシング条件に基づいて、研磨パッドのドレッシングを行うドレッシング装置とを備え、
前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、
前記バンドパスフィルターは、前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項２】
前記ドレッシング条件の決定は、測定されたパッド表面性状値と予め定めておく所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求め、ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目の変化量とパッド表面性状の変化量との関係を予め求めて作成した回帰式に、前記所望パッド表面性状変化量を代入することで前記ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目を求めることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項３】
前記演算部で行う研磨パッドの表面性状を求める数値解析は、所定の空間波長領域の反射強度の総和を、より広い空間波長領域の反射強度の総和で除算することを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項４】
前記受光部は、研磨パッドから反射するレーザ光の少なくとも４または７次回折光までを受光可能な寸法を持った線状もしくは面状のＣＣＤ素子もしくはＣＭＯＳ素子のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項５】
前記研磨パッドの表面に照射するレーザ光は、Ｓ偏光させたことを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項６】
前記ドレッシング制御部は、ドレッシング荷重、研磨パッド回転数、ドレッサー回転数、ドレッサー揺動速度のうち、少なくとも一つを調整することを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項７】
前記レーザ光の照射は、光源を揺動させ前記研磨パッドの表面への入射角を調節して行うことを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項８】
研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、
前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、
前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状を、予め設定しておいたパッド表面性状値と比較した上で、ドレッサーの状態および研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示する表示装置とを備え、
前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、
前記バンドパスフィルターは、前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項９】
前記ドレッサーの状態は、ドレッサーの寿命を示す警報、ドレッサーの状態不良、のいずれかであることを特徴とする請求項８に記載のＣＭＰ装置。
【請求項１０】
前記研磨パッドの状態は、研磨パッドの表面性状の異常の有無であることを特徴とする請求項８に記載のＣＭＰ装置。
【請求項１１】
研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、
前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、
前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状に基づき、ドレッサーの状態および研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示する表示装置とを備え、
前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、
前記バンドパスフィルターは、前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項１２】
前記ドレッサーの状態は、ドレッサーのドレッシング能力であることを特徴とする請求項１１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項１３】
前記研磨パッドの状態は、研磨パッドの表面性状値であることを特徴とする請求項１１に記載のＣＭＰ装置。
【請求項１４】
研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、
前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、
前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状値を、予め設定しておいたパッド表面性状値の範囲と比較した上で、範囲外であった場合に研磨パッドの表面性状が異常と判定する異常判定部とを備え、
前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、
前記バンドパスフィルターは、前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項１５】
前記異常判定部で異常と判定されたら、表示装置は異常を発報することを特徴とする請求項１４に記載のＣＭＰ装置。
【請求項１６】
レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターが前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されている研磨パッドの表面性状測定装置を有したＣＭＰ装置に所定の動作を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
研磨パッドの表面にレーザ光を照射するステップと、
前記研磨パッドからの反射光を受光するステップと、
前記受光した情報を取り込むステップと、
前記取り込んだ情報から得られた反射角ごとに反射強度を得るステップと、
前記レーザ光を照射するステップと、前記受光するステップと、前記情報を取り込むステップと、前記反射強度を得るステップとを所定時間の間行って反射強度分布を作成するステップ、もしくは前記レーザ光を照射するステップと、前記受光するステップと、前記情報を取り込むステップと、前記反射強度を得るステップとを所定回数繰り返して反射強度分布を作成するステップと、
前記反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得るステップと、
前記空間波長スペクトルから数値解析を行うステップと、
前記数値解析から研磨パッドの表面性状を求めるステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
前記求めた表面性状値を予め設定しておいたパッド表面性状値と比較するステップと、前記比較した結果からドレッサの状態または研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示するステップと、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする請求項１６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
前記求めた表面性状値に基づいて、閉ループ制御で研磨パッドのドレッシング条件を決定するステップ、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする請求項１６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１９】
前記ドレッシング条件を決定するステップは、前記数値解析から得られた表面性状値と予め定めておいた所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求めるステップと、予め求めて記憶した所定の回帰式に前記所望パッド表面性状変化量を代入するステップと、前記代入した結果から最適なドレッシング条件を選択するステップからなることを特徴とする請求項１８に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２０】
前記レーザ光を照射するステップの前に、前記研磨パッドへのレーザ光の入射角を調節するステップを、さらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする請求項１６に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の研磨に用いられる研磨パッドの表面形状や表面状態などの表面性状を測定する研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性（ステップカバレッジ）が悪くなる。したがって、多層配線するためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。【０００３】
従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械研磨（ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing））である。この化学的機械研磨は、研磨装置を用いて、シリカ（ＳｉＯ２）やセリア（ＣｅＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドに供給しつつ半導体ウエハなどの基板を研磨パッドに摺接させて研磨を行うものである。【０００４】
上述したＣＭＰ（化学的機械研磨）を行う研磨装置（ＣＭＰ装置）は、研磨パッドを有する研磨テーブルと、半導体ウエハ（基板）を保持するためのキャリア又はトップリング等と称される基板保持装置とを備えている。このようなＣＭＰ装置を用いて基板保持装置により基板を保持しつつ、この基板を研磨パッドに対して所定の圧力で押圧して、基板上の絶縁膜や金属膜等を研磨することが行われている。【０００５】
基板の研磨を行なうと、研磨パッドの表面には砥粒や研磨屑が付着し、また、研磨パッドの表面形状や状態が変化して研磨性能が劣化してくる。このため、基板の研磨を繰り返すに従い、研磨速度が低下し、また、研磨むらが生じてしまう。そこで、劣化した研磨パッドの表面形状や状態を再生するために、ドレッサーを用いて研磨パッドのドレッシング（コンディショニング）を行っている。【０００６】
一般にＣＭＰ装置は、研磨パッドの表面形状や状態等の表面性状を直接的に測定する機能を持たないため、研磨パッドと基板間あるいは研磨パッドとドレッサー間の摩擦を間接的に測定することで、パッドの表面性状を予想することが行われている。この場合、摩擦を間接的に測定する手段として、研磨パッドを貼付した研磨テーブルを回転させるモータの負荷トルクを参照するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０２１７３０６号明細書
【特許文献２】特開２０１４−１７２１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、一般にＣＭＰ装置上では研磨パッドの表面性状を測定できず、パッド表面性状に関係する測定量を得るために、研磨テーブルを回転させてモータのトルクを測定している。しかしながら、モータのトルクには、パッド表面性状だけでなく、ウエハ等の基板の表面状態、ドレッサー表面状態、回転系機器の設置状態が影響を及ぼし、パッド表面性状を正確に把握することは不可能であるという課題がある。パッド表面性状は、ＣＭＰ性能を決定付ける要因の一つであるので、これを測定できないのであれば、ＣＭＰ性能を任意に制御できないことになる。【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ＣＭＰ性能を反映した研磨パッドの表面性状を測定することができる研磨パッドの表面性状測定装置を備え、研磨パッドの表面性状の測定結果に基づいて運転条件を設定して、研磨やドレッシングを行うＣＭＰ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明のＣＭＰ装置の第一の態様は、研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状に基づいて、閉ループ制御で研磨パッドのドレッシング条件を決定するドレッシング制御部と、前記ドレッシング制御部で決定したドレッシング条件に基づいて、研磨パッドのドレッシングを行うドレッシング装置とを備え、前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターは前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッシング条件の決定は、測定されたパッド表面性状値と予め定めておく所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求め、ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目の変化量とパッド表面性状の変化量との関係を予め求めて作成した回帰式に、前記所望パッド表面性状変化量を代入することで前記ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目を求めることを特徴とする。【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記演算部で行う研磨パッドの表面性状を求める数値解析は、所定の空間波長領域の反射強度の総和を、より広い空間波長領域の反射強度の総和で除算することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記受光部は、研磨パッドから反射するレーザ光の少なくとも４または７次回折光までを受光可能な寸法を持った線状もしくは面状のＣＣＤ素子もしくはＣＭＯＳ素子のいずれかであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨パッドの表面に照射するレーザ光は、Ｓ偏光させたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッシング制御部は、ドレッシング荷重、研磨パッド回転数、ドレッサー回転数、ドレッサー揺動速度のうち、少なくとも一つを調整することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記レーザー光の照射は、光源を揺動させ前記研磨パッドの入射角を調節して行うことを特徴とする。【００１４】
本発明のＣＭＰ装置の第二の態様は、研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状を、予め設定しておいたパッド表面性状値と比較した上で、ドレッサーの状態および研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示する表示装置とを備え、前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターは前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサーの状態は、ドレッサーの寿命を示す警報、ドレッサーの状態不良、のいずれかであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨パッドの状態は、研磨パッドの表面性状の異常の有無であることを特徴とする。【００１６】
本発明のＣＭＰ装置の第三の態様は、研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状に基づき、ドレッサーの状態および研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示する表示装置とを備え、前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターは前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサーの状態は、ドレッサーのドレッシング能力であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨パッドの状態は、研磨パッドの表面性状値であることを特徴とする。【００１８】
本発明のＣＭＰ装置の第四の態様は、研磨パッドの表面にレーザ光を照射し、研磨パッドからの反射光を受光して、反射角度毎の反射強度を得る研磨パッドの表面性状測定装置と、前記研磨パッドの表面性状測定装置で得られた反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得て、数値解析を行うことで研磨パッドの表面性状を求める演算部と、前記演算部で得られた研磨パッドの表面性状値を、予め設定しておいたパッド表面性状値の範囲と比較した上で、範囲外であった場合に研磨パッドの表面性状が異常と判定する異常判定部とを備え、前記研磨パッドの表面性状測定装置は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターは前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記異常判定部で異常と判定されたら、表示装置は異常を発報することを特徴とする。
【００１９】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、レーザ光源、投光部、受光部、ミラー及び光源のレーザの波長に対して±５ｎｍ以内の光だけを通過させうるバンドパスフィルターを備え、かつ、ＮＤフィルター、光ファイバーの少なくとも１つを更に備え、前記バンドパスフィルターが前記研磨パッドの表面で反射した反射光の光路上において前記受光部の手前に配置されている研磨パッドの表面性状測定装置を有したＣＭＰ装置に所定の動作を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、研磨パッドの表面にレーザ光を照射するステップと、前記研磨パッドからの反射光を受光するステップと、前記受光した情報を取り込むステップと、前記取り込んだ情報から得られた反射角ごとに反射強度を得るステップと、前記レーザ光を照射するステップと、前記受光するステップと、前記情報を取り込むステップと、前記反射強度を得るステップとを所定時間の間行って反射強度分布を作成するステップ、もしくは前記レーザ光を照射するステップと、前記受光するステップと、前記情報を取り込むステップと、前記反射強度を得るステップとを所定回数繰り返して反射強度分布を作成するステップと、前記反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得るステップと、前記空間波長スペクトルから数値解析を行うステップと、前記数値解析から研磨パッドの表面性状を求めるステップと、をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい態様は、前記求めた表面性状値を予め設定しておいたパッド表面性状値と比較するステップと、前記比較した結果からドレッサの状態または研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示するステップと、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の好ましい態様は、前記求めた表面性状値に基づいて、閉ループ制御で研磨パッドのドレッシング条件を決定するステップ、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。【００２１】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッシング条件を決定するステップは、前記数値解析から得られた表面性状値と予め定めておいた所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求めるステップと、予め求めて記憶した所定の回帰式に前記所望パッド表面性状変化量を代入するステップと、前記代入した結果から最適なドレッシング条件を選択するステップからなることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
本発明の好ましい態様は、前記レーザ光を照射するステップの前に、前記研磨パッドへのレーザ光の入射角を調節するステップを、さらにコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）ＣＭＰ装置上に、ＣＭＰ性能を左右する研磨パッドの表面性状を直接的に測定する機能を搭載することで、研磨パッドの表面性状を好適な所定値に維持するドレッシングを実現したり、ドレッサーや研磨パッドの異常を発報することで、異常状態でのＣＭＰ加工を防止することに寄与する。
（２）研磨パッドの表面性状の変化に応じてドレッシング条件を変更することで、常に研磨パッドの表面性状をＣＭＰ性能の確保に必要な状態に維持できる。
（３）研磨パッドやドレッサーを無駄なく寿命の最後まで使い切ることでできるために消耗材コストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明に係る研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の第１の態様を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明に係る研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の第２の態様を示す模式図である。
【図３】図３は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第１の態様を示す模式的正面図である。
【図４】図４は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第２の態様を示す模式的正面図である。
【図５】図５は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第３の態様を示す模式的正面図である。
【図６】図６は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第４の態様を示す模式的正面図である。
【図７】図７は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第５の態様を示す模式的正面図である。
【図８】図８は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第６の態様を示す模式的正面図である。
【図９】図９は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第７の態様を示す模式的正面図である。
【図１０】図１０は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置の第８の態様を示す模式的正面図である。
【図１１】図１１は、ドレッシング条件と、研磨パッド及びドレッサの状態の検出するプログラムを実行するコンピュータの一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、ＣＭＰ装置に各種ステップ（所定の動作）を実行させるためのプログラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の実施形態について図１乃至図１２を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１２において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２５】
図１は、本発明に係る研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の第１の態様を示す模式図である。図１に示すように、ＣＭＰ装置は、研磨テーブル１と、研磨対象物である半導体ウエハ等の基板Ｗを保持して研磨テーブル上の研磨パッドに押圧するキャリア１０とを備えている。研磨テーブル１は、テーブル軸１ａを介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ（図示せず）に連結されており、テーブル軸１ａの回りに回転可能になっている。研磨テーブル１の上面には研磨パッド２が貼付されており、研磨パッド２の表面が基板Ｗを研磨する研磨面２ａを構成している。研磨パッド２には、ダウケミカル社（Dow  Chemical  Company）製のＳＵＢＡ８００、ＩＣ１０００、ＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００（二層クロス）等が用いられている。ＳＵＢＡ８００は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布である。ＩＣ１０００は硬質の発泡ポリウレタンであり、その表面に多数の微細な孔（ポア）を有したパッドであり、パーフォレートパッドとも呼ばれている。研磨テーブル１の上方には研磨液供給ノズル（図示せず）が設置されており、研磨液供給ノズルによって研磨テーブル１上の研磨パッド２に研磨液（スラリー）が供給されるようになっている。
【００２６】
キャリア１０は、シャフト１１に接続されており、シャフト１１は、キャリアアーム１２に対して上下動するようになっている。シャフト１１の上下動により、キャリアアーム１２に対してキャリア１０の全体を上下動させ位置決めするようになっている。シャフト１１は、モータ（図示せず）の駆動により回転するようになっており、キャリア１０がシャフト１１の軸心の回りに回転するようになっている。
【００２７】
図１に示すように、キャリア１０は、その下面に半導体ウエハなどの基板Ｗを保持できるようになっている。キャリアアーム１２は旋回可能に構成されており、下面に基板Ｗを保持したキャリア１０は、キャリアアーム１２の旋回により基板の受取位置から研磨テーブル１の上方に移動可能になっている。キャリア１０は、下面に基板Ｗを保持して基板Ｗを研磨パッド２の表面（研磨面）に押圧する。このとき、研磨テーブル１およびキャリア１０をそれぞれ回転させ、研磨テーブル１の上方に設けられた研磨液供給ノズルから研磨パッド２上に研磨液（スラリー）を供給する。研磨液には砥粒としてシリカ（ＳｉＯ２）やセリア（ＣｅＯ２）などを含んだ研磨液が用いられる。このように、研磨液を研磨パッド２上に供給しつつ、基板Ｗを研磨パッド２に押圧して基板Ｗと研磨パッド２とを相対移動させて基板上の絶縁膜や金属膜等を研磨する。絶縁膜としてはＳｉＯ２が挙げられる。金属膜としてはＣｕ膜、Ｗ膜、Ｔａ膜、Ｔｉ膜が挙げられる。
【００２８】
図１に示すように、ＣＭＰ装置は、研磨パッド２をドレッシングするドレッシング装置２０を備えている。ドレッシング装置２０は、ドレッサーアーム２１と、ドレッサーアーム２１に回転自在に取り付けられたドレッサー２２とを備えている。ドレッサー２２の下部はドレッシング部材２２ａにより構成され、ドレッシング部材２２ａは円形のドレッシング面を有しており、ドレッシング面には硬質な粒子が電着等により固定されている。この硬質な粒子としては、ダイヤモンド粒子やセラミック粒子などが挙げられる。ドレッサーアーム２１内には、図示しないモータが内蔵されており、このモータによってドレッサー２２が回転するようになっている。ドレッサーアーム２１は図示しない昇降機構に連結されており、この昇降機構によりドレッサーアーム２１が下降することでドレッシング部材２２ａが研磨パッド２の研磨面２ａを押圧するようになっている。ドレッシング装置２０は、ドレッシング制御部２３に接続されており、ドレッシング制御部２３によりドレッシング条件が制御されるようになっている。
【００２９】
図１に示すように、ＣＭＰ装置は、研磨パッド２の表面形状や表面状態などの表面性状を測定する研磨パッドの表面性状測定装置３０を備えている。研磨パッドの表面性状測定装置３０は、研磨パッド２にレーザ光を照射し、研磨パッド２の表面で反射した反射光を受光することでパッド表面性状を測定するように構成されている。研磨パッドの表面性状測定装置３０は、演算部４０に接続されている。
【００３０】
図１に示すように構成されたＣＭＰ装置においては、研磨パッドの表面性状測定装置３０で得られたパッド表面からの反射光分布を、演算部４０でパッド表面性状値に演算し、その結果をドレッシング制御部２３に受け渡す。ドレッシング制御部２３では、受け取ったパッド表面性状値に基づいて、ドレッシング条件を決定する。ドレッシング装置２０は、ドレッシング制御部２３で決められたドレッシング条件の通りの動作をすることで、ドレッサー２２によりパッド表面をドレッシングする。
【００３１】
図２は、本発明に係る研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の第２の態様を示す模式図である。図２に示すＣＭＰ装置は、図１に示すＣＭＰ装置と同様に、研磨パッド２を貼付した研磨テーブル１やキャリア１０等からなる研磨部およびドレッシング装置２０を備えている。また、図２に示すＣＭＰ装置は、図１に示すＣＭＰ装置と同様に、研磨パッドの表面性状測定装置３０および演算部４０を備えている。演算部４０は表示装置４１に接続されている。
【００３２】
図２に示すように構成されたＣＭＰ装置においては、研磨パッドの表面性状測定装置３０で得られたパッド表面からの反射光分布を、演算部４０でパッド表面性状値に演算し、その結果を表示装置４１に表示する。
【００３３】
図３は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第１の態様を示す模式的正面図である。図３に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、レーザ光を出射する光源３１と、光源３１から出射されたレーザ光を研磨テーブル１上の研磨パッド２の表面に導く投光部３２と、研磨パッド２の表面で反射した反射光を受光する受光部３３とを備えている。したがって、光源３１から出射されたレーザ光は、投光部３２を介して研磨パッド２の表面に導かれ、研磨パッド２の表面で反射した反射光は受光部３３により受光される。受光部３３は演算部４０（図１および図２参照）に接続されている。
【００３４】
図４は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第２の態様を示す模式的正面図である。図４に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、レーザ光を出射する光源３１と、光源３１から出射されたレーザ光を投光部３２を介して略垂直方向下方に導く光ファイバー３４と、光ファイバー３４の下方に順次配置された偏光子３５、ＮＤフィルター（減光フィルター）３６、ミラー３７とを備えている。また、研磨パッド２の表面で反射した反射光の光路には、受光部３３の手前にバンドパスフィルター３８が配置されている。したがって、光ファイバー３４から出射されたレーザ光は偏光子３５でＳ偏光された後に、ＮＤフィルター３６で光量が調整されてミラー３７に入射する。そして、レーザ光はミラー３７で反射して光路が変更され、研磨パッド２の表面に入射する。研磨パッド２の表面で反射した反射光は、バンドパスフィルター３８で特定の波長帯のみの透過が許容され、特定の波長帯の反射光が受光部３３で受光される。
【００３５】
図３および図４に示す受光部３３は、パッドから反射するレーザ光の少なくとも４次回折光または７次回折光までを受光可能な寸法を持った線状もしくは面状のＣＣＤ素子もしくはＣＭＯＳ素子のいずれかからなる。
パッド表面に照射されたレーザ光は、正反射するだけでなく、パッド表面性状に応じて、回折現象を経て、広い角度に反射する。即ち、正反射成分だけでなく、広角度に反射したレーザ光を受光し、これを解析することで、パッド表面性状の情報が得られる。これら広角度に反射したレーザ光を受光するために、線状もしくは面状の受光素子が必要となる。ＣＭＰ性能を左右するパッド表面性状は、望ましくは７次回折光、実用上は４次回折光までに含まれることが分かっているため、この範囲の回折光が受光可能な大きさを持つ受光素子が必要となる。
【００３６】
次に、図１乃至図４に示すように構成された研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置の作用を説明する。
光源３１からレーザ光を出射し、研磨パッド２の表面にレーザ光を照射する。研磨パッド２の表面で反射したレーザ光を受光することで、研磨パッド２の表面の情報を測定する。演算部４０では、研磨パッドの表面性状測定装置３０で得られた反射強度分布を、フーリエ変換することで、研磨パッド表面の空間波長スペクトルに変換する。また、演算部４０は、空間波長スペクトルを演算することで、パッド表面性状値を得る。ここで、同演算は、所定の空間波長領域の反射強度の総和を、より広い空間波長領域の反射強度の総和で除算することで、パッド表面性状値を得る。
【００３７】
ここで、反射強度分布とは、線状もしくは面状の受光素子における、受光位置ごとの受光強度の分布である。受光素子である線状もしくは面状のＣＭＯＳ素子またはＣＣＤ素子は、多数の受光ピクセルを備えており、ピクセル別に受光強度を検知できる。受光位置は、照射されたレーザ光がパッド表面で反射する際の反射角に応じて変化し、受光強度は、パッド表面性状によって変化する。即ち、パッド表面性状に応じて、各反射角に対する反射強度を捉えることで、パッド表面の性状に応じた特徴的な反射強度分布を得ることになる。また空間波長スペクトルとは、反射強度分布をフーリエ変換することで得られるスペクトルで、パッド表面の空間波長ごとの受光強度の分布を示す。例えば、測定されたパッド表面が、主に波長Ａと波長Ｂの組合せから成る形状であった場合、空間波長スペクトルは、波長Ａと波長Ｂに主たるピークを持つ。
【００３８】
空間波長スペクトルは、ＣＭＰ性能を左右するパッド表面性状が含まれる次数以下の回折光に対して、十分に広い波長領域が取得されるようにする。取得されるべき回折光の次数は、望ましくは７次回折光、実用上は４次回折光であることが分かっている。パッド表面性状を評価する場合、ＣＭＰ性能に関連する（＝「所定の」）空間波長領域の強度だけを抽出したい。しかしながら、得られた空間波長スペクトルには、一般に全波長領域に対してランダムノイズが含まれる。そこで、所定の空間波長領域の反射強度の積分値の、より広い空間波長領域の反射強度の積分値に対する比率を求めることで、ノイズの影響を除外して、所定の空間波長領域の反射強度だけを評価する手法を採る。
【００３９】
ダウケミカル社（Dow  Chemical  Company）製のＩＣ１０００系の研磨パッド、もしくは、キャボット社（Cabot  Corporation）製のＤ１００系の研磨パッドにおいては、所定の空間波長領域は２〜１５マイクロメータ、より広い空間波長領域は１〜３０マイクロメータの範囲から選択されることが望ましい。しかしながら、好適な評価波長領域は、研磨パッドの材料や構造などによって異なると考えられるので、この波長領域に限定するものではない。
【００４０】
上述した通り、所定の空間波長領域の反射強度の積分値の、より広い空間波長領域の積分値に対する比率を求め、これを、パッド表面性状を特徴づける指標として「波長構成比率」と定義する。波長構成比率が大きいほど、所定の空間波長領域の反射強度が相対的に大きいことを示し、このことは即ち、測定されたパッド表面が、所定の空間波長成分をより多く含むことを示している。予め、所定の空間波長成分の大小が、ＣＭＰ性能と強い関連性を持つことを調べてあるため、測定されたパッド表面の波長構成比率によって、ＣＭＰ性能を推測することが可能となる。
【００４１】
ドレッシング制御部２３は、演算部４０で求めたパッド表面性状値を得て、その値に基づいて、閉ループ制御で好適なドレッシング条件を算出する。例えば、パッド表面性状値が、予め設定した所定の範囲内で推移するように、ドレッシング条件を算出する。その際、ドレッシング制御部２３は、予め、ドレッシング条件とパッド表面性状値との関連を示す関係式を得ておき、同式により、好適なドレッシング条件を求める。ここでドレッシング条件とは、主に、研磨パッド回転数、ドレッサー回転数、ドレッシング荷重、ドレッサー揺動速度、などである。決定されたドレッシング条件は、ドレッシング装置２０に伝達され、所定のドレッシング条件を適用して、研磨パッド２のドレッシングを行う。
【００４２】
例えば、ドレッシング条件として、ドレッシング荷重が制御対象になる場合には、予め、ドレッシング荷重とパッド表面性状の関係性を取得しておき、即ち、ドレッシング荷重を大きくしたらどのくらい表面性状値が大きくなるか又は小さくなるかを取得しておき、予め定めた理想的なパッド表面性状値と、測定されたパッド表面性状値とを比較して、そこにずれがあれば、上記関係性に基づいてドレッシング荷重を、理想的なパッド表面性状値に近付く方向に設定する。
また、演算部４０で得たパッド表面性状値を異常検知に使用する場合、パッド表面性状値やその経時的な変化を測定し、これが予め定めた値の範囲から外れたら、パッド表面性状異常と判定し、１）異常を発報、２）ドレッサー交換が必要であることを発報、などする。
【００４３】
一実施形態では、前記ドレッシング条件の決定は、測定されたパッド表面性状値と予め定めておく所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求め、ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目の変化量とパッド表面性状の変化量との関係を予め求めて作成した回帰式に、前記所望パッド表面性状変化量を代入することで前記ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度の少なくとも一項目を求める。
上記実施形態によれば、予め、ドレッシング条件（ドレッシング荷重、ドレッサー回転数、研磨パッド回転数、ドレッサー揺動速度など）とパッド表面性状値（波長構成比率）との関係を表す回帰式を求めておき、ここに測定されたパッド表面性状値の変化量を代入することで、所望のパッド表面性状値を得るために最適なドレッシング条件を一意的に得ることができる。
【００４４】
回帰式は、例えば、ｄＲ＝Ａ×ｄＬ＋Ｂと表すことができる。ここで、ｄＲはパッド表面性状値（波長構成比率）の変化量、ｄＬはドレッシング荷重の変化量、ＡおよびＢは定数、である。
上記ドレッシング条件の決定方法によれば、パッドの表面性状をパッドの使用初期から使用末期まで一定に保つことができるという効果が得られる。パッドの表面性状は、パッドの使用初期から末期まで、パッドの減耗量やドレッサーの切れ味の鋭さによって変化し、その変化に応じて、ＣＭＰ性能も変化する。パッドの表面性状を一定に保つことは、ＣＭＰ性能を一定に保つことにつながる。
【００４５】
また、表示装置４１は、演算部４０で得られた研磨パッド２の表面性状値を、予め設定しておいたパッド表面性状値と比較した上で、ドレッサー２２の状態および研磨パッド２の状態の少なくとも一方を表示するように構成されている。表示装置４１は、上記のように比較をすることなく、演算部４０で得られた研磨パッド２の表面性状に基づき、ドレッサー２２の状態および研磨パッド２の状態の少なくとも一方を表示するように構成してもよい。
【００４６】
ＣＭＰ装置は、演算部４０（図１および図２参照）で得られた研磨パッドの表面性状値を、予め設定しておいたパッド表面性状値の範囲と比較した上で、範囲外であった場合に研磨パッドの表面性状が異常と判定する異常判定部を備えている。異常判定部で異常と判定されたら、表示装置４１（図２参照）は異常を発報する。
パッド表面性状の異常の種類は、以下が代表的なものである。
１）パッド表面に異常な点（欠陥）が存在する。
２）ドレッサーが寿命を迎えた。
３）パッドが寿命を迎えた。
１）の場合、複数点のパッド表面性状を測定した際、他の測定点に比べて大きな差異がある点があれば、その点をパッド異常と判断して、発報する。
２）,３）の場合、経時的に（基板処理枚数毎に）パッド表面性状の推移を測定し、これが予め定めた範囲から外れたら寿命オーバーと判断して、発報する。
【００４７】
研磨パッドの表面性状測定装置３０は、図４に示すように、光ファイバー３４、偏光子３５、ＮＤフィルター３６、ミラー３７、バンドパスフィルター３８などを有することで、より測定精度を向上させたり、設置自由度を高めることも可能である。すなわち、光ファイバー３４を用いることで、光源３１から出射されたレーザ光を所望の方向に導くことができ、研磨パッドの表面性状測定装置３０の光学系の設置自由度を高めることができる。
また、偏光子３５によって光源３１から出射されたレーザ光をＳ偏光させた後に研磨パッド２に入射させることで、研磨パッド表面での反射率を高めることができる。さらに、ＮＤフィルター３６を用いてレーザ光の光量を減少させて所望の光量に調整した後に、レーザ光を研磨パッド２に入射させることができる。一方、研磨パッド２の表面で反射した反射光の光路にバンドパスフィルター３８を設置することで、光源３１のレーザ光の波長に対して±５ｎｍ以内の反射光だけを通過させるようにしている。本実施形態では、光源３１のレーザ光として、波長が６３５ｎｍのレーザ光を用いている。このように、バンドパスフィルター３８を設置することで、光源３１のレーザ光の波長に対して±５ｎｍ以内の反射光だけを通過させることにより、ノイズとなる周囲の環境光の影響を低減することができるという効果が得られる。
【００４８】
図５は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第３の態様を示す模式的正面図である。図５に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、レーザ光を出射する光源３１と、光源３１から出射されたレーザ光を所定の方向に導く投光部３２と、研磨パッド２にレーザ光が入射する角度を調整するために投光部３２から投光されたレーザ光を反射することにより光路を変更可能なミラー３７とを備えている。光源３１より出射されたレーザ光は投光部３２およびミラー３７を介して研磨パッド２の表面に入射する。研磨パッド２の表面で反射した反射光は、バンドパスフィルター３８で特定の波長帯のみの透過が許容され、特定の波長帯の反射光が受光部３３で受光される。
【００４９】
図６は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第４の態様を示す模式的正面図である。図６に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、レーザ光を出射する光源３１と、光源３１から出射されたレーザ光を所定の方向に導く投光部３２と、投光部３２から投光されたレーザ光の光路に沿って順次配置された偏光子３５、ＮＤフィルター（減光フィルター）３６、ミラー３７とを備えている。ミラー３７は、研磨パッド２にレーザ光が入射する角度を調整するために投光部３２から投光されたレーザ光を反射することにより光路を変更可能に構成されている。また、研磨パッド２の表面で反射した反射光の光路には、受光部３３の手前にバンドパスフィルター３８が配置されている。したがって、光源３１から出射されたレーザ光は、偏光子３５でＳ偏光された後に、ＮＤフィルター３６で光量が調整されて、予めその角度が調整されたミラー３７に入射する。そして、レーザ光は、ミラー３７で反射して光路が変更され、研磨パッド２の表面に入射する。研磨パッド２の表面で反射した反射光は、バンドパスフィルター３８で特定の波長帯のみの透過が許容され、特定の波長帯の反射光が受光部３３で受光される。
【００５０】
図７は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第５の態様を示す模式的正面図である。図７に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、受光部３３が固定されており、光源３１が揺動可能な可動式になっている。図７に示すように、光源３１は、実線で示す第一の位置と二点鎖線で示す第二の位置との間を揺動可能に構成されている。光源３１は、レーザ光を照射する前に照射位置を調節し、レーザ光を照射する際には光源３１の位置を固定にしてもよい。また、光源３１を揺動させながらレーザ光を照射するようにしてもよい。
【００５１】
図８は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第６の態様を示す模式的正面図である。図８に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、受光部以外は図７に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０と共通しているので、その共通している部分の説明は省略する。図８に示す態様では、上方位置にある第１受光部３３−１と、下方位置にある第２受光部３３−２との２つの受光部が設置されている。光源３１を揺動させながらレーザ光が研磨パッド２の表面に入射され、研磨パッド２の表面から反射された反射光を２つの受光部３３−１，３３−２で漏れなく受光させることができる。図示例では受光部は２つであるが、３つ以上の受光部を設けてもよい。
【００５２】
図９は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第７の態様を示す模式的正面図である。図９に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、光源３１と受光部３３の構成が図７に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０と共通しているので、その共通している部分の説明は省略する。第７の態様では、図７の構成に加えて、研磨パッド２の表面から反射した反射光の光路にバンドパスフィルター３８を設けている。このように、バンドパスフィルター３８を設けることで、特定の波長帯のみの透過が許容され、特定の波長帯の反射光が受光部３３で受光される。
【００５３】
図１０は、図１および図２に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０の第８の態様を示す模式的正面図である。図１０に示すように、研磨パッドの表面性状測定装置３０は、光源３１の構成が図７に示す研磨パッドの表面性状測定装置３０と共通しているので、その共通している部分の説明は省略する。第８の態様では、受光部３３は、実線で示す第一の位置と二点鎖線で示す第二の位置との間を揺動可能に構成されている。図１０に示すように構成することにより、光源３１は、揺動しながらレーザ光を研磨パッド２の表面に照射する。受光部３３を揺動可能に構成することにより、研磨パッド２の表面で反射した反射光を、受光部３３を揺動させながら受光させることで、もれなく反射光を受光させることができる。また、研磨パッド２の表面に光源３１からレーザ光を照射する前に光源３１と受光部３３の位置をそれぞれ調節させ、研磨パッド２の表面に照射するときは、互いの位置を固定した状態でもよい。
【００５４】
次に、上述した研磨パッドの表面性状測定装置３０を備えたＣＭＰ装置において各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムを実行するコンピュータについて説明する。
図１１は、ＣＭＰ装置において各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムを実行するコンピュータ９０の一例を示す模式図である。図１１に示すように、コンピュータ９０は、ＣＭＰ装置において各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶装置９１と、各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムを処理する演算部９２と、各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムを実行するために必要な情報を入力するキーボードなどの入力部９３とを備えている。演算部９２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）９２ａ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）９２ｂ、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）９２ｃなどから構成される。演算部９２で演算された結果は、コンピュータ９０に備えられた表示部９５に表示される。
【００５５】
コンピュータ９０で実行される、各種工程（ステップ）を実行するためのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disk  Read  Only  Memory）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、ＭＯ（Magneto  Optical  Disk）、メモリカードなどのコンピュータ９０で読み取り可能な記録媒体から記憶装置９１に格納されてもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して記憶装置９１に格納されてもよい。
【００５６】
次に、ＣＭＰ装置に各種ステップ（所定の動作）を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について図１２を参照して説明する。
図１２のフローチャートに示すように、ＣＭＰ装置に所定の動作を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、研磨パッドの表面にレーザ光を照射するステップと、研磨パッドからの反射光を受光するステップと、受光した情報を取り込むステップと、前記取り込んだ情報から得られた反射角ごとに反射強度を得るステップと、前記レーザ光を照射するステップと前記受光するステップと前記情報を取り込むステップと前記反射強度を得るステップとを所定時間の間行って反射強度分布を作成するステップ、もしくは前記レーザ光を照射するステップと前記受光するステップと前記情報を取り込むステップと前記反射強度を得るステップとを所定回数繰り返して反射強度分布を作成するステップと、前記反射強度分布をフーリエ変換することで研磨パッド表面の空間波長スペクトルを得るステップと、空間波長スペクトルから数値解析を行うステップと、数値解析から研磨パッドの表面性状を求めるステップとを、コンピュータに実行させるプログラムを記録している。
【００５７】
前記記録媒体は、図１２の左下側のフローチャートに示すように、前記求めた表面性状値を予め設定しておいたパッド表面性状値と比較するステップと、前記比較した結果からドレッサの状態または研磨パッドの状態の少なくとも一方を表示するステップと、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録している。
【００５８】
前記記録媒体は、前記求めた表面性状値に基づいて、閉ループ制御で研磨パッドのドレッシング条件を決定するステップ、をさらにコンピュータに実行させるプログラムを記録している。
図１２の右下側のフローチャートに示すように、前記ドレッシング条件を決定するステップは、前記数値解析から得られた表面性状値の結果と予め定めておいた所望のパッド表面性状値との差異を所望パッド表面性状変化量として求めるステップと、予め求めて記憶した所定の回帰式に前記所望パッド表面性状変化量を代入するステップと、前記代入した結果から最適なドレッシング条件を選択するステップからなる。
【００５９】
図１２に示す前記記録媒体は、レーザ光を照射するステップの前に、研磨パッドへのレーザ光の入射角を調節するステップを、さらにコンピュータに実行させるプログラムを記録していてもよい。
【００６０】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の研磨に用いられる研磨パッドの表面形状や表面状態などの表面性状を測定する研磨パッドの表面性状測定装置を備えたＣＭＰ装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１      研磨テーブル
１ａ    テーブル軸
２      研磨パッド
２ａ    研磨面
１０    キャリア
１１    シャフト
１２    キャリアアーム
２０    ドレッシング装置
２１    ドレッサーアーム
２２    ドレッサー
２２ａ  ドレッシング部材
２３    ドレッシング制御部
３０    研磨パッドの表面性状測定装置
３１    光源
３２    投光部
３３    受光部
３３−１    第１受光部
３３−２    第２受光部
３４    光ファイバー
３５    偏光子
３６    ＮＤフィルター（減光フィルター）
３７    ミラー
３８    バンドパスフィルター
４０    演算部
４１    表示装置
９０    コンピュータ
９１    記憶装置
９２    演算部
９２ａ    ＣＰＵ（Central  Processing  Unit
９２ｂ    ＲＯＭ（Read  Only  Memory）
９２ｃ    ＲＡＭ（Random  Access  Memory）
９３    入力部
９５    表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006622720.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006622720.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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