(57)【要約】【課題】研磨パッドの形状変化状況を的確且つ早期に検出して不良の有無判断を行う。【解決手段】ＣＭＰ研磨装置は、円盤状の研磨面を有する研磨パッド１５を回転させながら研磨対象となる半導体ウエハＷに接触させてその表面研磨を行うウエハ研磨装置１０と、研磨パッド１５の研磨面の形状測定を行うパッド形状測定器５０とを備え、パッド形状測定器５０により研磨パッド１５の円周方向の面振れを測定し、測定面振れ値が基準値以上となるときに、研磨パッドが不良であると判断する。なお、パッド形状測定器５０による測定は、ドレス工具３５を用いて研磨パッドの研磨面を所望のプロファイルに仕上げるアジャスト工程を行ったときに行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状または薄厚のドーナッツ型の研磨面を有する研磨パッドを回転させながら前記研磨面を研磨対象物に接触させて前記研磨対象物の表面研磨を行う研磨装置と、前記研磨パッドの研磨面の形状測定を行うパッド形状測定装置とを備え、
前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定し、測定された面振れ値が基準値以上となるときに、前記研磨パッドが不良であると判断することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
ドレス工具を用いて前記研磨パッドの研磨面のプロファイルを所望のプロファイルに仕上げるアジャスト工程を行ったときに、前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記アジャスト工程を行った後に、前記研磨パッドを用いて研磨対象物の研磨を行いつつ所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定することを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記所定間隔とは、前記研磨パッドによる研磨対象物の研磨プロセスレシピの中に組み込まれて設定される間隔であることを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記所定間隔とは、前記研磨パッドにより研磨される研磨対象物のロット単位で設定される間隔であることを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記パッド形状測定装置により測定した前記研磨パッドの円周方向の面振れ値が前記基準値以上であり前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、ドレス工具を用いて前記研磨パッドのアジャスト工程を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項７】
前記パッド形状測定装置により測定した前記研磨パッドの円周方向の面振れ値が前記基準値以上であり前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、ドレス工具交換を行うとともに前記交換されたドレス工具を用いて前記研磨パッドのアジャスト工程を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨パッドの円周方向の面振れ値を、前記パッド形状測定装置により同一円周上での複数の位置において位置測定を行って得られたた測定データから算出することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項９】
前記パッド形状測定装置による前記研磨パッドの円周方向の面振れ値の測定を、前記研磨パッドを回転させて行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１０】
円盤状または薄厚のドーナッツ型の研磨面を有する研磨パッドを回転させながら前記研磨面を研磨対象物に接触させて前記研磨対象物の表面研磨を行う研磨装置と、前記研磨パッドの表面形状の測定を行うパッド形状測定装置と、前記研磨パッドの研磨面のドレッシングを行うドレス工具とを備え、
前記ドレス工具を用いて前記研磨パッドの研磨面のプロファイルを所望のプロファイルに仕上げるアジャスト工程を行ったときに前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの所定断面位置での表面形状を測定し、その後、前記研磨パッドを用いて研磨対象物の研磨を行いつつ所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定し、前記アジャスト工程を行ったときに測定された初期表面形状に対して、その後に前記所定間隔をおいて測定された測定表面形状が所定値以上変化したときに、前記研磨パッドが不良であると判断することを特徴とする研磨装置。
【請求項１１】
前記所定断面位置が、前記研磨パッドを回転駆動するモータの基準回転位置に沿った径方向に延びる断面の位置であることを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。
【請求項１２】
パッド形状測定装置により前記所定断面位置における常に同一方向に沿って前記研磨パッドの表面形状を測定することを特徴とする請求項１０もしくは１１に記載の研磨装置。
【請求項１３】
前記所定間隔とは、前記研磨パッドによる研磨対象物の研磨プロセスレシピの中に組み込まれて設定される間隔であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１４】
前記所定間隔とは、前記研磨パッドにより研磨される研磨対象物のロット単位で設定される間隔であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１５】
前記所定間隔をおいて測定された測定表面形状が前記所定値以上変化したときに、同一の測定を再度行い、再測定においても測定表面形状が前記所定値以上変化しているときに、前記研磨パッドが不良であると判断することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１６】
前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、前記アジャスト工程を再度行うことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１７】
前記所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果、前記研磨パッドの溝深さが基準深さ以下となったときに、前記研磨パッドの交換を促すことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１８】
前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果に基づいて、前記アジャスト工程における前記ドレス工具のポジションを変更することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１９】
前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果に基づいて、前記アジャスト工程における前記ドレス工具の回転速度を変更することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれかに記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッドを用いて研磨対象物（例えば、半導体ウエハ）の表面を研磨するＣＭＰ装置等の研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造工程において、ウエハ表面に形成された回路構成膜などの研磨加工を行うＣＭＰ装置（化学機械研磨装置）に用いられる研磨加工工具すなわち研磨パッドは、加工時間が増すに応じて加工面の目詰まりが生じたり、表面形状が変化して凹凸等が生じたりする。このように表面形状が変化した研磨パッドによりウエハ表面の研磨を行うと、半導体ウエハの表面研磨が不均一となり不良品が発生するおそれがあるという問題があり、研磨パッドの研磨面の定期的なドレッシングを行って常に良好な加工が行われるようにメンテナンスされている。このようなドレッシング装置および方法については、従来から種々の提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２等を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２９７５４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来においては、ドレッシング装置を用いて研磨パッドの研磨面のプロファイルを所望のプロファイルに仕上げ、この研磨パッドを用いて半導体ウエハ等の研磨を行った結果、研磨対象物すなわち半導体ウエハ等に研磨異常があるか否かを検査し、異常が発見されたときに研磨パッドやドレス工具の交換を行って対処していた。しかしながら、これでは研磨異常が発見されるまで研磨パッドの形状変化状況を見つけることができず、適切な対応が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、従来では知られていない新たな研磨パッドの測定手法および判断手法を適用して、研磨パッドの形状変化状況を的確且つ早期に検出して不良の有無判断を行うことができるような研磨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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る研磨装置は、円盤状または薄厚のドーナッツ型の研磨面を有する研磨パッドを回転させながら前記研磨面を研磨対象物に接触させて前記研磨対象物の表面研磨を行う研磨装置と、前記研磨パッドの研磨面の形状測定を行うパッド形状測定装置とを備え、前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定し、測定された面振れ値が基準値以上となるときに、前記研磨パッドが不良であると判断するように構成される。
【０００７】
上記研磨装置において、ドレス工具を用いて前記研磨パッドの研磨面のプロファイルを所望のプロファイルに仕上げるアジャスト工程を行ったときに、前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定するのが好ましい。
【０００８】
上記研磨装置において、前記アジャスト工程を行った後に、前記研磨パッドを用いて研磨対象物の研磨を行いつつ所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの円周方向の面振れを測定しても良い。
【０００９】
上記研磨装置において、前記所定間隔は、前記研磨パッドによる研磨対象物の研磨プロセスレシピ中に組み込まれて設定される間隔であるのが好ましい。
【００１０】
上記研磨装置において、前記所定間隔を、前記研磨パッドにより研磨される研磨対象物のロット単位で設定される間隔としても良い。
【００１１】
上記研磨装置において、前記パッド形状測定装置により測定した前記研磨パッドの円周方向の面振れ値が前記基準値以上であり前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、ドレス工具を用いて前記研磨パッドのアジャスト工程を行うのが好ましい。
【００１２】
上記研磨装置において、前記パッド形状測定装置により測定した前記研磨パッドの円周方向の面振れ値が前記基準値以上であり前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、ドレス工具交換を行うとともに前記交換されたドレス工具を用いて前記研磨パッドのアジャスト工程を行うようにしても良い。
【００１３】
上記研磨装置において、前記研磨パッドの円周方向の面振れ値を、前記パッド形状測定装置により同一円周上での複数の位置において位置測定を行って得られたた測定データから算出しても良い。
【００１４】
上記研磨装置において、前記パッド形状測定装置による前記研磨パッドの円周方向の面振れ値の測定を、前記研磨パッドを回転させて行うのが好ましい。
【００１５】
もう一つの本発明に係る研磨装置は、円盤状または薄厚のドーナッツ型の研磨面を有する研磨パッドを回転させながら前記研磨面を研磨対象物に接触させて前記研磨対象物の表面研磨を行う研磨装置と、前記研磨パッドの表面形状の測定を行うパッド形状測定装置と、前記研磨パッドの研磨面のドレッシングを行うドレス工具とを備え、前記ドレス工具を用いて前記研磨パッドの研磨面のプロファイルを所望のプロファイルに仕上げるアジャスト工程を行ったときに前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの所定断面位置での表面形状を測定し、その後、前記研磨パッドを用いて研磨対象物の研磨を行いつつ所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定し、前記アジャスト工程を行ったときに測定された初期表面形状に対して、その後に前記所定間隔をおいて測定された測定表面形状が所定値以上変化したときに、前記研磨パッドが不良であると判断するように構成される。
【００１６】
上記研磨装置において、前記所定断面位置が、前記研磨パッドを回転駆動するモータの基準回転位置に沿った径方向に延びる断面の位置であるのが好ましい。
【００１７】
上記研磨装置において、パッド形状測定装置により前記所定断面位置における常に同一方向に沿って前記研磨パッドの表面形状を測定するのが好ましい。
【００１８】
上記研磨装置において、前記所定間隔は、前記研磨パッドによる研磨対象物の研磨プロセスレシピ中に組み込まれて設定される間隔であるのが好ましい。
【００１９】
上記研磨装置において、前記所定間隔を、前記研磨パッドにより研磨される研磨対象物のロット単位で設定される間隔としても良い。
【００２０】
上記研磨装置において、前記所定間隔をおいて測定された測定表面形状が前記所定値以上変化したときに、同一の測定を再度行い、再測定においても測定表面形状が前記所定値以上変化しているときに、前記研磨パッドが不良であると判断しても良い。
【００２１】
上記研磨装置において、前記研磨パッドが不良であると判断されたときに、前記アジャスト工程を再度行うようにしても良い。
【００２２】
上記研磨装置において、前記所定間隔をおいて前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果、前記研磨パッドの溝深さが基準深さ以下となったときに、前記研磨パッドの交換を促すようにするのが好ましい。
【００２３】
上記研磨装置において、前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果に基づいて、前記アジャスト工程における前記ドレス工具のポジションを変更するようにしても良い。
【００２４】
上記研磨装置において、前記パッド形状測定装置により前記研磨パッドの前記所定断面位置での表面形状を測定した結果に基づいて、前記アジャスト工程における前記ドレス工具の回転速度を変更するようにしても良い。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る研磨装置によれば、パッド形状測定装置により測定された面振れ値が基準値以上となるときに研磨パッドが不良であると判断されるので、パッドアジャスト工程後、もしくは研磨パッドによる研磨工程を行っている間での研磨パッドの円周方向の変形の有無を早期に且つ的確に判断することができ、研磨異常を発生する前に的確な対応をとることが可能となる。
【００２６】
また、もう一つの本発明に係る研磨装置によれば、アジャスト工程を行って得られた初期表面形状が、その後の研磨工程中において所定値以上変化したときに研磨パッドが不良であると判断されるので、研磨工程中での研磨パッドの変形等を早期且つ的確に判断することができ、研磨異常を発生する前に的確な対応をとることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る研磨装置であるＣＭＰ研磨装置１を示している。このＣＭＰ研磨装置１は、半導体ウエハの製造工程においてウエハ表面の化学機械的研磨を行うＣＭＰ装置であり、ウエハ表面の化学機械的研磨（ＣＭＰ）を行う研磨ステーションＳＴ１と、研磨パッドのドレッシングを行うドレスステーションＳＴ２と、研磨パッドの表面プロファイル測定を行う測定ステーションＳＴ３とを備えて構成される。
【００２８】
研磨ステーションＳＴ１は、ウエハ研磨装置１０を用いて半導体ウエハＷの表面研磨を行う作業ステーションであり、ウエハＷを載置する回転台２２および回転台２２を回転させる回転駆動装置２１からなるウエハ回転装置２０を備え、ウエハ回転装置２０はこの研磨ステーションＳＴ１に移動したウエハ研磨装置１０の下方に位置するように構成されている。回転駆動装置２１は研磨制御部７１からの制御信号を受けて回転台２２を回転駆動させる。回転台２２の上面には図示しない真空吸着チャック機構が設けられており、この真空チャック機構により半導体ウエハＷを回転台２２上に吸着保持させるようになっている。
【００２９】
ウエハ研磨装置１０は、ＣＭＰ研磨を行うときには、研磨ステーションＳＴ１に移動して図示のようにウエハ回転装置２０の上方に位置して回転台２２と上下に対向する。ウエハ研磨装置１０は上下方向に延びた回転軸１１と、この回転軸１１の下端部に取り付けられた工具本体１２とから構成されている。この工具本体１２の下面に、両面テープ等で研磨パッド１５が下面に取り付けられた円盤状の支持プレート１３が真空吸着されて取り付けられている。このため、真空吸着を解除して、研磨パッド１５を支持プレート１３とともに工具本体１２から取り外して交換可能になっている。
【００３０】
研磨パッド１５は発泡性のポリウレタン等から作られて所定の深さを有した複数の溝１５ａを有しており、その形状は単純な円盤状のほか、中央に穴の開いた薄厚のドーナツ型等に形成されている。本実施形態では研磨パッド１５は薄厚のドーナツ型である。ウエハ研磨装置１０の回転軸１１は図示しないモータによって駆動され、そのモータの駆動は研磨制御部７１によって制御される。そして、半導体ウエハＷの表面に研磨パッド１５を上方から接触させた状態で、研磨制御部７１による制御の下で、回転台２２とウエハ研磨装置１０との双方を回転させ、かつウエハ研磨装置１０を回転台２２に対して水平方向に揺動移動させることにより、半導体ウエハＷの表面全体について研磨パッド１５により研磨を行う。なお、ウエハ研磨装置１０のポジション、すなわち、研磨パッド１５がウエハＷと接触する位置を変更調整可能となっている。
【００３１】
ウエハ研磨装置１０はドレスステーションＳＴ２に移動可能に構成されており、ドレスステーションＳＴ２においては、ここに設けられたドレッシング装置３０によりウエハ研磨装置１０の下面に取り付けられた研磨パッド１５のドレッシングを行う（これを研磨パッドのアジャスト工程と称する）。ドレッシング装置３０は、ドレス駆動装置３１と、ドレス駆動装置３１から上方に延びた駆動軸３２と、駆動軸３２の上部にジンバル機構３３を介して支持された円盤状のドレス工具３５とを備える。ドレス駆動装置３１は、駆動軸３２を回転駆動するモータと、駆動軸３２に上下方向に押圧力を付与するアクチュエータとを内蔵しており、これらモータおよびアクチュエータの作動を制御するドレス制御部７２も備えている。
【００３２】
ドレス工具３５の上面がドレス面であり、ドレスステーションＳＴ２に移動してきたウエハ研磨装置１０の研磨パッド１５の下面（パッド面）とドレス工具３５のドレス面とが、図示のように上下に対向する。このように上下に対向した状態で、ドレス駆動装置３１により駆動軸３２が上動されてドレス工具３５のドレス面が研磨パッド１５のパッド面と当接し、ドレス制御部７２による制御の下でアクチュエータによりこのときの当接力が所定の力となるように設定され、モータが駆動されてドレス工具３５が回転駆動される。このとき同時にウエハ研磨装置１０も回転駆動され、ドレス工具３５により研磨パッド１５の研磨面のドレッシングが行われる。
【００３３】
ウエハ研磨装置１０はドレスステーションＳＴ２から測定ステーションＳＴ３に移動可能であり、ドレスステーションＳＴ２において研磨パッド１５のパッド面のドレッシング（アジャスト工程）が行われると、ウエハ研磨装置１０が測定ステーションＳＴ３に移動されてパッド面のプロファイルを測定して、後述するように研磨パッド１５の良・不良判断がなされる。このため、測定ステーションＳＴ３にはパッド形状測定器５０が備えられており、このパッド形状測定器５０により研磨パッドのプロファイル測定が行われる。
【００３４】
パッド形状測定器５０はセンサ保持部５１とこのセンサ保持部５１に保持された測定センサ５２とからなり、内部の移動機構により測定センサ５２はセンサ保持部５１に対して水平面内で移動される。測定センサ５２は発光素子と受光素子からなる光学式の（すなわち非接触型の）変位センサからなり、この変位センサによりパッド形状測定器５０と研磨パッド１５上のパッド面の測定位置との間の距離を測定する。従ってこのパッド形状測定器５０によれば、研磨パッド１５のパッド面上の領域内での相対高さを算出して、プロファイル等の測定を行う。なお、この実施形態では、測定センサ５２は光学式の変位センサとしているが、これは一例に過ぎず、非接触型であれば超音波式の変位センサ等であってもよいし、接触型であればプローブを用いたもの等であっても構わない。
【００３５】
このようにして行われる研磨パッド１５のプロファイル測定を行うために測定制御部７３を有しており、測定制御部７３により測定センサ５２を移動させるとともに上記距離測定が行われる。このようにしてパッド形状測定器５０により測定された結果は測定制御部７３に送られ、プロファイル測定が行われるとともにその測定結果に基づいて研磨パッド１５の良・不良判断が行われる。
【００３６】
次に、以上のように構成されたＣＭＰ研磨装置１において、測定制御部７３における研磨パッド１５の良・不良判断内容について、フローチャートを参照して説明する。
【００３７】
第１実施例
第１実施例に係る良・不良判断内容を図２のフローチャートに示しており、ここでは、まずステップＳ１において、ウエハ研磨装置１０をドレスステーションＳＴ２に移動させてドレッシング装置３０によりウエハ研磨装置１０の下面に取り付けられた研磨パッド１５のドレッシングを行う工程、すなわち研磨パッドのアジャスト工程を行う。
【００３８】
そして、ウエハ研磨装置１０を測定ステーションＳＴ３に移動してパッド面のプロファイルを測定する（ステップＳ２）。具体的には、パッド面の円周方向の面振れ値を測定するが、この測定は、例えば、測定センサ５２を固定してウエハ研磨装置１０の工具本体１２を回転させることにより、工具本体１２に取り付けられた研磨パッド１５の円周方向の振れを測定して行われる。もしくは、同一円周上での複数の位置で距離測定を行い、得られた測定データからこの円周上での面振れ値を算出しても良い。
【００３９】
ステップＳ２における面振れ測定が終了するとステップＳ３に進み、測定した面振れ値が基準値以内であるか否かを判定し、基準値以内であるときにはステップＳ４に進み、基準値を超えるときにはステップＳ８に進む。
【００４０】
まず、基準値以内であると判定されたときには、この研磨パッドは良品であるため、この研磨パッドを取り付けたウエハ研磨装置１０を研磨ステーションＳＴ１に移動させてウエハ回転装置２０上に保持された半導体ウエハＷの研磨作業が行われる。そして、ステップＳ５でこの研磨作業が所定間隔を経過したか判定しており、所定間隔を経過したときにステップＳ６に進み、研磨パッドの円周方向の面振れ値を測定する。なお、この測定はステップＳ２での測定と同様にして行われる。この測定結果がステップＳ７において判定され、測定した面振れ値が基準値以内であるか否かを判定し、基準値以内であるときには研磨パッドを継続使用し、基準値を超えるときにはステップＳ８に進む。
【００４１】
なお、上記所定間隔とは、例えば、研磨ステーションＳＴ１における半導体ウエハＷの研磨レシピ（一例を挙げれば、１回の工程で何枚のウエハを対象とし、研磨回転数や研磨時間、洗浄時間等を設定するレシピであり、ウエハの製造段階毎に複数のレシピが設定される）の中に組み込まれて設定される。例えば、一回の研磨レシピの終了段階で所定間隔が経過したと判断されてステップＳ６の測定が行われる。このためには各研磨レシピを指令するプログラム中に、面振れ測定および判定を行うプログラムを追加すればよい。また、上記所定間隔は、研磨対象となるウエハのロット単位で処理毎に設定される間隔であっても良い。
【００４２】
上述のようにステップＳ３もしくはＳ７において測定面振れ値が基準値を超えると判定されたときには、ステップＳ８に進んでこの研磨パッドが不良品であると判定する。この判定結果により、例えば、面振れ値が修正不可能な程度まで大きいときにはこの研磨パッドが廃却される。しかしながら修正可能なレベルであるときには、ステップＳ９に進み、研磨パッドのアジャスト工程を行って面振れ値を基準値以内とする修正がなされる。なお、このとき、ドレス工具の交換を行ってからアジャスト工程を行うようにしても良い。このアジャスト工程の結果、面振れ値が基準値内に入ればその研磨パッドは継続使用され、基準値内に入らない場合には、研磨パッドが廃却される。
【００４３】
第２実施例
次に本発明の第２実施例について、図３のフローチャートを参照して説明する。この実施例に係る良・不良判断は、まずステップＳ１１において、ウエハ研磨装置１０をドレスステーションＳＴ２に移動させてドレッシング装置３０により研磨パッド１５のドレッシング、すなわちアジャスト工程を行う。
【００４４】
そして、ウエハ研磨装置１０を測定ステーションＳＴ３に移動してパッド面のプロファイルを測定する（ステップＳ１２）。具体的には、研磨パッドの所定断面位置での表面形状、すなわち、パッド面における任意の方向の直線に沿った断面箇所の表面形状を測定し、その測定データを記憶する。好ましくは、径方向に延びる直線に沿った断面箇所の表面形状を測定する。さらに好ましく、研磨パッドを回転駆動するモータの基準回転位置において径方向に延びる直線に沿った断面箇所の表面形状を測定する。このようにすれば、モータの回転位置はエンコーダにより常時把握されているものであるため、常に研磨パッドの同一箇所の表面形状を確実且つ簡単に測定することができ、正確な良・不良判断を行うことができる。
【００４５】
上記パッド面における任意の方向の直線に沿った断面箇所の表面形状測定は、例えば、測定センサ５２を研磨パッド１５と対向させたまま直線状に移動させて行われるが、この測定は、研磨パッド１５に対していつも同一方向に測定センサ５２を移動させて行うのが望ましい。これにより測定誤差の発生を抑えることができる。
【００４６】
ステップＳ１２における研磨パッドの測定および記憶が完了すると、この研磨パッドを取り付けたウエハ研磨装置１０を研磨ステーションＳＴ１に移動させてウエハ回転装置２０上に保持された半導体ウエハＷの研磨作業が行われる(ステップＳ１３)。そして、ステップＳ１４でこの研磨作業が所定間隔を経過したか判定しており、所定間隔を経過したときにステップＳ１５に進み、ステップＳ１２で測定した箇所と同一箇所における研磨パッドの表面形状測定を行う。この測定結果がステップＳ１６において判定され、ステップＳ１５において測定した表面形状が、ステップＳ１２において測定されて記憶されている初期表面形状に対して所定値以上変化したと判定されたときにはステップＳ２１に進み、変化が所定値未満であるときにはステップＳ１７に進む。
【００４７】
なお、上記所定間隔とは、第１実施例の場合と同じであり、例えば、研磨ステーションＳＴ１における半導体ウエハＷの研磨レシピを変更する間隔として設定されたり、研磨対象となるウエハのロット単位で処理毎に設定されたりする。
【００４８】
表面形状の変化が所定値未満であると判定されたときには、ステップＳ１７において、研磨パッド１５のパッド溝１５ａの深さを測定し、この深さが基準深さ以下であるときには、この研磨パッドは使用不可能であるため、ステップＳ１９に進みパッド交換を行う。溝深さが基準深さを超えるときにはこの研磨パッドは継続使用される。
【００４９】
一方、ステップＳ１６において表面形状が所定値以上変化したと判定されたときには、ステップＳ２１においてパッドプロファイルの再測定を行う。この測定はステップＳ１５と同一の測定であり、同一箇所を二度測定することにより測定精度を確保するもので、二度目の測定結果をステップＳ２２において判定し、この測定結果により表面形状の変化は所定値未満であるとなったときには、ステップＳ１７に進む。
【００５０】
ステップＳ２２においても表面形状が所定値以上変化したと判定されたときには、ステップＳ２３に進み、この研磨パッドが不良品であると判定する。この判定結果により、例えば、表面形状の変化程度が修正不可能な程度まで大きいときにはこの研磨パッドが廃却される。しかしながら修正可能なレベルであるときには、ステップＳ２４に進み、研磨パッドのアジャスト工程を行って面振れ値を基準値以内とする修正がなされる。なお、このとき、ドレス工具の交換を行ってからアジャスト工程を行うようにしても良い。このアジャスト工程の結果、表面形状の変化値が所定値未満となればその研磨パッドは継続使用され、それでも所定値を超えるときには、研磨パッドが廃却される。
【００５１】
なお、ステップＳ２４におけるアジャスト工程を行うときに、測定した表面形状に応じて、ドレス工具３５のドレスポジション、すなわち、アジャスト工程時における研磨パッドに対するドレス工具３５を当接させる位置を変更する調整を行ったり、ドレス工具の回転数を変更する調整を行うのが好ましい。これにより、より確実に研磨パッドの表面形状を初期形状に近づけることが可能となる。
【００５２】
また以上のフローにおいて、ステップＳ２１およびＳ２２の工程を行わなくても良い。すなわち、パッド表面形状が所定値以上変化したか否かの判定を一回の測定のみで行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る研磨装置の実施形態としてのＣＭＰ研磨装置の構成を示す概略説明図である。
【図２】上記ＣＭＰ研磨装置における第１実施例に係る研磨パッドの良・不良判断内容を示すフローチャートである。
【図３】上記ＣＭＰ研磨装置における第２実施例に係る研磨パッドの良・不良判断内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１  ＣＭＰ研磨装置
１０  ウエハ研磨装置
１５  研磨パッド
２０  ウエハ回転装置
３０  ドレッシング装置
３５  ドレス工具
５０  パッド形状測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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