(57)【要約】【課題】終端検出を誤り難い光学式終端検出装置およびこれを用いた研磨機を得ること。【解決手段】被研磨部材Ｓでの研磨の進行に伴う光学定数の変移量を基に終端検出を行う光学式終端検出装置５０を備え、この光学式終端検出装置により終端検出を行いながら研磨材１と被研磨部材とを相対的に移動させて被研磨部材を研磨する研磨機６０を構成するにあたり、被研磨部材での研磨の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じた複数種の終端検出用アルゴリズムを予め光学式終端検出装置の記憶部３１に記憶させると共に、被研磨部材での上記の変移パターンを特定する情報を基に複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定して終端検出を行う終端検出部４５を光学式終端検出装置に設ける。【選択図】        図１
2008020302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
終端検出対象物での加工の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じて予め設定された複数種の終端検出用アルゴリズムが格納されている記憶部と、
前記終端検出対象物での前記光学定数を求める光学定数測定部と、
前記変移パターンを特定する情報の入力を受けて前記複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定し、該選定したアルゴリズムと前記光学定数測定部による光学定数の測定結果とを用いて終端検出を行う終端検出部と、
を有することを特徴とする光学式終端検出装置。
【請求項２】
前記光学定数は反射率であることを特徴とする請求項１に記載の光学式終端検出装置。
【請求項３】
被研磨部材での研磨の進行に伴う光学定数の変移量を基に終端検出を行う光学式終端検出装置を備え、該光学式終端検出装置により終端検出を行いながら前記被研磨部材と研磨材とを相対的に移動させて前記被研磨部材を研磨する研磨機であって、
前記光学式終端検出装置は、
前記被研磨部材での研磨の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じて予め設定された複数種の終端検出用アルゴリズムが格納されている記憶部と、
前記被研磨部材での前記光学定数を求める光学定数測定部と、
前記変移パターンを特定する情報の入力を受けて前記複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定し、該選定したアルゴリズムと前記光学定数測定部による光学定数の測定結果とを用いて終端検出を行う終端検出部と、
を有することを特徴とする研磨機。
【請求項４】
前記光学定数は反射率であることを特徴とする請求項３に記載の研磨機。
【請求項５】
化学的機械研磨機であることを特徴とする請求項３または４に記載の研磨機。
【請求項６】
前記被研磨部材は、貫通孔を有する層間絶縁膜と、前記貫通孔の壁面および前記層間絶縁膜の上面を覆うバリアメタル膜と、該バリアメタル膜を覆うと共に前記貫通孔を埋めるブランケット膜とが片面に形成された半導体ウェハであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学式終端検出装置およびこの光学式終端検出装置を備えた研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型で高性能の電子部品を安価に提供するうえからは、高精細な加工を高い良品率の下に施すことが必要となる。このため、例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）加工やエッチング加工のように、加工プロセスで使用する消耗部品（エッチング液を含む。）の品質の僅かなばらつきや経時変化、あるいは被加工物の物性の僅かなばらつきによっても加工レートが変化して時間指定の加工では高精細な加工を施すことが困難な技術分野では、加工の終端を自動的に検出する終端検出装置が多用される。
【０００３】
終端検出装置は、終端を電気的に検出する電気式のものと光学的に検出する光学式のものとに大別することができ、光学式終端検出装置により加工の終端を自動的に検出しようとするときには、被加工物を加工していく過程での当該被加工物の光学定数の経時的な変移、例えば反射率の経時的な変移の中から特徴的な変移箇所が予め複数抽出され、これら複数の変移箇所それぞれでの変移量が終端検出のチェックポイントとして光学式終端検出装置に登録される。
【０００４】
例えば、３層積構造の被加工物をその上面から研磨して最下層を所定の厚みで残そうとする場合には、加工箇所が最上層であるときに光学定数が特徴的な変移を示す箇所、加工箇所が中間層であるときに光学定数が特徴的な変移を示す箇所、および加工箇所が最下層に達したときに光学定数が特徴的な変移を示す箇所がそれぞれチェックポイントとして抽出され、これらのチェックポイントでの光学定数の変移量が終端検出装置に予め登録される。上記のチェックポイントは、例えば３層積構造の被加工物を作製する過程で上記の光学定数を連続的に測定し、該測定結果に基づいて適宜選定される。
【０００５】
光学式終端検出装置は、被加工物での上記光学定数の変移量を加工の間中検出し、該光学定数が各チェックポイントを全て通過したときに終端に達したものと判断して、終端を検出したことを示す信号を例えば加工機の制御部に送る。被加工物を加工する加工機は、光学式終端検出装置から上記の信号を受けた後、予め定められたプロセスマージンの時間（例えば数秒）だけ加工を継続してから加工を終了する。光学式終端検出装置から上記の信号が送られてこないときには、予め設定されている最大加工時間に達した時点で加工を終了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光学式終端検出装置は、上述のチェックポイントをユーザが任意に指定することができるように構成されてはいるものの、終端検出のアルゴリズムは固定されている。このため、例えば被加工物の光学物性がばらつくと、チェックポイントの通過を検知できなかったり、誤った箇所をチェックポイントとして検知したりして、終端検出を正確に行えなくなることがある。
【０００７】
例えば所定の積層構造が形成された半導体ウェハに化学的機械研磨を施す際に終端検出が正しく行われずに過研磨になった場合は、当該半導体ウェハを廃棄処分せざるを得なくなる。また、本来の終端箇所の手前で化学的機械研磨が終了した場合も、その後に化学的機械研磨を再度施して光学式終端検出装置により正しい箇所で終端検出することは極めて困難であるので、当該半導体ウェハを廃棄処分せざるを得なくなる。光学式終端検出装置による半導体ウェハでの終端検出の誤りは、製造しようとする半導体チップでの集積回路の微細化、高集積化が進むにつれて増加する傾向にある。半導体ウェハを化学的機械研磨する場合に限らず、終端検出の誤りは良品率の低下をもたらして製造コストを増大させる要因となる。
【０００８】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、終端検出を誤り難い光学式終端検出装置およびこれを用いた研磨機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するこの発明の光学式終端検出装置は、終端検出対象物での加工の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じて予め設定された複数種の終端検出用アルゴリズムが格納されている記憶部と、終端検出対象物での光学定数を求める光学定数測定部と、変移パターンを特定する情報の入力を受けて複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定し、選定したアルゴリズムと光学定数測定部による光学定数の測定結果とを用いて終端検出を行う終端検出部と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明の研磨機は、被研磨部材での研磨の進行に伴う光学定数の変移量を基に終端検出を行う光学式終端検出装置を備え、光学式終端検出装置により終端検出を行いながら被研磨部材と研磨材とを相対的に移動させて被研磨部材を研磨する研磨機であって、光学式終端検出装置は、被研磨部材での研磨の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じて予め設定された複数種の終端検出用アルゴリズムが格納されている記憶部と、被研磨部材での光学定数を求める光学定数測定部と、変移パターンを特定する情報の入力を受けて複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定し、選定したアルゴリズムと光学定数測定部による光学定数の測定結果とを用いて終端検出を行う終端検出部と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の光学式終端検出装置は、上述した複数種の終端検出用アルゴリズムが格納された記憶部を有し、終端検出対象物での光学定数の変移パターンを特定する情報の入力を受けた終点検出部が複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定して終点検出を行うので、終端検出対象物での上記変移パターンに応じた最適の終端検出アルゴリズムにより終端検出が行われるように容易に構成することができる。このため、例えば終端検出対象物の光学物性がばらついたときでも、終端検出の誤りが生じ難い。また、この発明の研磨機は、この発明の光学式終端検出装置を備えている。したがって、これらの発明によれば、終端検出の誤りに起因する良品率の低下および製造コストの増大を抑え易くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の光学式終端検出装置および研磨機の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１はこの発明の研磨機の一例を示す概略図であり、図２は図１に示す研磨機の一部を拡大して概略的に示す部分断面図である。図１に示す研磨機６０は化学的機械研磨機であり、該研磨機６０は、研磨材１を保持してこれを水平面上で移動させる研磨材移動手段１０と、終端検出対象物である被研磨部材Ｓを保持してこれを研磨材１に対し相対的に移動させる被研磨部材移動手段２０と、研磨材１上に研磨剤を供給する研磨剤供給装置２５と、研磨材移動手段１０、被研磨部材移動手段２０、および研磨剤供給装置２５それぞれの動作を制御する制御装置３０と、光学式終端検出装置５０とを備えている。光学式終端検出装置５０は、この発明の光学式終端検出装置の１つである。
【００１４】
上記の研磨材移動手段１０は、第１ロータリーシャフト３と、第１ロータリーシャフト３の一端に取り付けられた定盤５と、第１ロータリーシャフト３の他端が取り付けられた第１駆動装置７とを有しており、研磨材１は定盤３の上面に固定されている。第１駆動装置７によって第１ロータリーシャフト３を回転させることにより定盤３が水平面上で回転し、これに伴って研磨材１も水平面上で回転する。この研磨材移動手段１０としては、例えばターンテーブルが用いられる。
【００１５】
被研磨部材移動手段２０は、被研磨部材保持部１１と、被研磨部材保持部１１に一端が取り付けられた第２ロータリーシャフト１３と、第２ロータリーシャフト１３の他端が取り付けられた回転装置１５と、回転装置１５に一端が取り付けられたアーム部１７と、アーム部１７の他端が取り付けられた第２駆動装置１９とを有しており、被研磨部材Ｓは被研磨部材保持部１１の下面に固定される。回転装置１３によって第２ロータリーシャフト１３を回転させることにより被研磨部材保持部１１が水平面上で回転し、これに伴って被研磨部材Ｓも水平面上で回転する。第２駆動装置１９は、アーム部１７を昇降自在に支持する共に、当該アーム部１７を水平面上で揺動自在に支持する。
【００１６】
研磨材供給装置２５は、研磨材１上に吐出口が位置するように配置された研磨剤供給管２３と、研磨剤が貯留される研磨剤貯留部（図示せず。）と、研磨剤貯留部から研磨材供給管２３への研磨剤の供給量を制御する供給量制御部（図示せず。）とを有している。
【００１７】
制御装置３０は、研磨材移動手段１０、被研磨部材移動手段２０、および研磨剤供給装置２５それぞれの動作を制御して、被研磨部材Ｓの研磨時には、定盤５を所定の速度の下に水平面上で回転させると共に、被研磨部材Ｓを研磨材１に接触させつつ所定の速度の下に水平面上で回転させ、さらには、研磨剤を所定の流量の下に研磨材１上に供給させる。
【００１８】
光学式終端検出装置５０は、記憶部３１、光学定数測定部４０、入力部４３、および終端検出部４５を有しており、被研磨部材Ｓでの研磨の進行に伴う光学定数の変移量を基に終端検出を行う。記憶部３１には、被研磨部材Ｓでの研磨の進行に伴う光学定数の変移パターンに応じて予め設定された複数種の終端検出用アルゴリズムが格納されており、この記憶部３１には光学定数測定部４０による光学定数の測定結果も格納される。
【００１９】
光学定数測定部４０は、測定光を放射する光源部３３と、光源部３３から放射された測定光を被研磨部材Ｓの下面に導く一方で被研磨部材Ｓの下面で生じた反射光を光検出部３７に導く導光部３５と、導光部３５により導かれてきた上記の反射光を検出して光学定数を求める光検出部３７とを有している。
【００２０】
図２に示すように、上記の導光部３５は、光源部３３から放射された測定光ＭＬを被研磨部材Ｓの下面に導く第１導光部材ＬＧ1と、被研磨部材Ｓの下面で生じた反射光ＲＬを光検出部３７に導く第２導光部材ＬＧ2と、これら第１導光部材ＬＧ1および第２導光部材ＬＧ2を機械的に保護するクラッド部材Ｃとを有している。導光部３５の一端は定盤５の所定箇所から露出しており、その上には光透過性材料により形成された窓部９が配置されている。研磨材１は窓部９の周囲に配置されている。上記の光源部３３には、例えば半導体レーザーが用いられる。
【００２１】
光検出部３７は、導光部３５（第２導光部材ＬＧ2）により導かれてきた反射光ＲＬ（図２参照）を基に被研磨部材Ｓでの光学定数、例えば反射率を連続的に求め、該光学定数の値を記憶部３１に格納する。
【００２２】
終端検出部４５は、被研磨部材Ｓでの光学定数の変移パターンを特定する情報の入力を受けて、記憶部３１に格納されている複数種の終端検出用アルゴリズムの中から所定の終端検出用アルゴリズムを選定し、該選定したアルゴリズムと光学定数測定部４０による光学定数の測定結果とを用いて終端検出を行う。被研磨部材Ｓでの光学定数の変移パターンを特定する上記の情報は、例えば、被研磨部材Ｓを作製する過程で上記の光学定数を連続的に測定し、この測定結果に基づいてユーザにより適宜選定されて入力部４３から終端検出部４５に入力される。
【００２３】
終端検出部４５は、終端を検出すると所定の信号を制御装置３０に送る。この信号を受けた制御装置３０は、所定のプロセスマージンの時間（例えば数秒）が経過した後に研磨材移動手段１０および研磨剤供給装置２５それぞれの動作を停止させる一方で、被研磨部材移動手段２０の動作を制御して被研磨部材Ｓを研磨材１から離隔させて定盤５の外側に移動させる。
【００２４】
上述した構成を有する研磨機６０の特徴の１つは終端検出部４５による終端検出の方法にあるので、以下、終端検出対象物である被研磨部材Ｓが半導体ウェハである場合を例にとり、終端検出部４５による終端検出について詳述する。まず、半導体ウェハの構造について図３を参照して説明し、次いで終端検出用アルゴリズムについて図４および図５を参照して説明した後に、図６を参照して終点検出部の動作について説明する。
【００２５】
図３は、被研磨部材Ｓとなる半導体ウェハの一例を概略的に示す断面図である。同図に示す半導体ウェハ１４０では、シリコン基板１０１の片面が素子分離領域１０３によって所定のパターンで平面視上区画され、個々の区画にＰ型ウェル１０５またはＮ型ウェル１０７が形成されている。
【００２６】
Ｐ型ウェル１０５にはＮ+型不純物拡散領域からなるソース領域１１１ｓおよびドレイン領域１１１ｄが互いに離隔して形成され、ソース領域１１１ｓとドレイン領域１１１ｄとの間の領域上にはゲート絶縁膜１１３が配置されてその上にゲート電極１１５が設けられている。また、Ｎ型ウェル１０７にはＰ+型不純物拡散領域からなるソース領域１２１ｓおよびドレイン領域１２１ｄが互いに離隔して形成され、ソース領域１２１ｓとドレイン領域１２１ｄとの間の領域上にはゲート絶縁膜１２３が配置されてその上にゲート電極１２５が設けられている。
【００２７】
個々のゲート電極１１５，１２５における線幅方向の両側には、それぞれ、サイドウォールスペーサＳＷが形成されている。また、各ソース領域１１１ｓ，１２１ｓおよび各ドレイン領域１１１ｄ，１２１ｄそれぞれの上面は、電極との接続箇所（図３には現れていない。）を除いてシリコン酸化物膜１２７により覆われており、当該シリコン酸化物膜１２７は素子分離領域１０３の上面も覆っている。
【００２８】
上記のシリコン酸化物膜１２７、各サイドウォールスペーサＳＷ、および各ゲート電極１１５，１２５を覆うようにして、例えばシリコン酸化物からなる層間絶縁膜１３１が形成されている。この層間絶縁膜１３１では各ゲート電極１１５，１２５上に貫通孔ＴＨが形成されており、これらの貫通孔ＴＨにおける壁面、個々の貫通孔ＴＨの底に露出しているゲート電極１１５，１２５の上面、および層間絶縁膜１３１の上面を覆うようにして、例えばチタン膜とチタン窒化物膜とがこの順番で積層されたバリアメタル膜１３３が成膜されている。そして、このバリアメタル膜１３３を覆うと共に各貫通孔ＴＨを埋めるようにして、例えばタングステンからなるブランケット膜１３５が成膜されている。
【００２９】
このような構成を有する半導体ウェハ１４０の研磨機６０（図１参照）による研磨は、層間絶縁膜１３１の上面が露出するまでブランケット膜１３５およびバリアメタル膜１３３を化学的機械研磨により除去することで各貫通孔ＴＨ内にコンタクトプラグを形成するために行われる。層間絶縁膜１３１の上面は必ずしも平坦とは限らないので、光学式終端検出装置５０（図１参照）により検出すべき終端は、研磨機６０により層間絶縁膜１３１が或る程度研磨された箇所に設定される。
【００３０】
上述のブランケット膜１３５やバリアメタル膜１３３の相対反射率あるいは絶対反射率は、たとえ組成が実質的に同じであっても成膜条件に応じて変動する。このため、光学式終端検出装置５０は、半導体ウェハ１４０での研磨の進行に伴う反射率の変位パターンに応じて２種類の終端検出用アルゴリズム（以下、「レシピＩ」、「レシピII」という。）を適宜使い分けて、終端検出を行う。
【００３１】
例えば層間絶縁膜１３１を成膜し終えた時点での相対反射率の値を「反射率ａ」とし、バリアメタル膜１３３を成膜し終えた時点での相対反射率の値を「反射率ｂ」とし、ブランケット膜１３５を成膜し終えた時点での相対反射率の値を「反射率ｃ」とすると、レシピＩは、反射率ｃと反射率ａとの差が反射率ｃと反射率ｂとの差よりも比較的大きい半導体ウェハ１４０を研磨する際の終点検出に用いられる。一方、レシピIIは、反射率ｃと反射率ａとの差が反射率ｃと反射率ｂとの差に近似している半導体ウェハ１４０を研磨する際の終点検出に用いられる。
【００３２】
図４は、レシピＩが適用される半導体ウェハでの研磨の進行に伴う反射率の変位パターンの一例を示すグラフである。測定光の波長が６７０ｎｍであるとき、半導体ウェハ１４０の相対反射率は研磨の進行に伴って同図に示すパターンで変移する。別言すれば、測定光の波長が６７０ｎｍであるとき、シリコン基板１０１（図３参照）に層間絶縁膜１３１、バリアメタル膜１３３、およびブランケット膜１３５を成膜する過程で当該シリコン基板１０１の相対反射率は図４に示すように変移する。ただし、図４は半導体ウェハ１４０表面で無作為に抽出した複数箇所での相対反射率の平均値をグラフ化したものである。この半導体ウェハ１４０では、反射率ｃと反射率ｂとの差が反射率ｃと反射率ａとの差よりも比較的大きい。
【００３３】
このため、レシピＩに従って光学式終端検出装置５０（図１参照）が終端検出する際には、研磨機６０によってバリアメタル膜１３３（図３参照）が或る程度研磨されて相対反射率の経時的な変移量が負の値となる領域ＣＰ1と、研磨機６０により層間絶縁膜１３１（図３参照）が或る程度研磨されて相対反射率の経時的な変移量が所定の負の値となる領域ＣＰ2とがチェックポイントとして設定される。
【００３４】
すなわち、層間絶縁膜１３１およびバリアメタル膜１３３それぞれの成膜時に測定された相対反射率の変移量のうちで、領域ＣＰ1，ＣＰ2（以下、「チェックポイントＣＰ1，ＣＰ2」という。）に相当する領域での相対反射率の経時的な変移量を負の値としたものがチェックポイントＣＰ1，ＣＰ2として予め記憶部３１（図１参照）に格納される。
【００３５】
光学式終端検出装置５０は、半導体ウェハ１４０が研磨機６０により研磨されている間中、当該半導体ウェハ１４０からの反射光を基に光検出部３７により相対反射率を求め、該相対反射率の値がチェックポイントＣＰ1，ＣＰ2を通過するか否かを終端検出部４５により解析する。そして、半導体ウェハ１４０の相対反射率がチェックポイントＣＰ1とチェックポイントＣＰ2とを通過したときに終端に達したものと判断する。
【００３６】
一方、図５は、レシピIIが適用される半導体ウェハでの研磨の進行に伴う反射率の変位パターンの一例を示すグラフである。測定光の波長が６７０ｎｍであるとき、半導体ウェハ１４０の相対反射率は研磨の進行に伴って同図に示すパターンで変移する。別言すれば、測定光の波長が６７０ｎｍであるとき、シリコン基板１０１（図３参照）に層間絶縁膜１３１、バリアメタル膜１３３、およびブランケット膜１３５を成膜する過程で当該シリコン基板１０１の相対反射率は図５に示すように変移する。ただし、図５は半導体ウェハ１４０表面で無作為に抽出した複数箇所での相対反射率の平均値をグラフ化したものである。この半導体ウェハ１４０では、反射率ｃと反射率ｂとの差が反射率ｃと反射率ａとの差に近似している。
【００３７】
このため、レシピIIに従って光学式終端検出装置５０（図１参照）が終端検出する際には、研磨機６０によってブランケット膜１３５（図３参照）が或る程度研磨されて相対反射率の経時的な変移量が負の値となる領域ＣＰ11および正の値となる領域ＣＰ12の各々と、バリアメタル膜１３３（図３参照）が或る程度研磨されて相対反射率の経時的な変移量が負の値となる領域ＣＰ13と、層間絶縁膜１３１（図３参照）が或る程度研磨されて相対反射率の経時的な変移量が所定の負の値となる領域ＣＰ14とがチェックポイントとして設定される。
【００３８】
すなわち、層間絶縁膜１３１、バリアメタル膜１３３、およびブランケット膜１３５それぞれの成膜時に測定された相対反射率の変移量のうちで、領域ＣＰ11，ＣＰ12，ＣＰ13，ＣＰ14（以下、「チェックポイントＣＰ11，ＣＰ12，ＣＰ13，ＣＰ14」という。）に相当する領域での相対反射率の経時的な変移量についての正負の符号を逆にしたものがチェックポイントＣＰ11，ＣＰ12，ＣＰ13，ＣＰ14として予め記憶部３１（図１参照）に格納される。
【００３９】
光学式終端検出装置５０は、半導体ウェハ１４０が研磨機６０により研磨されている間中、当該半導体ウェハ１４０からの反射光を基に光検出部３７により相対反射率を求め、該相対反射率の値がチェックポイントＣＰ11，ＣＰ12，ＣＰ13，ＣＰ14を通過するか否かを終端検出部４５により解析する。そして、半導体ウェハ１４０の相対反射率がチェックポイントＣＰ11，ＣＰ12，ＣＰ13，ＣＰ14の全てを通過したときに終端に達したものと判断する。
【００４０】
レシピＩおよびレシピIIのどちらを用いて終端検出を行うかは、半導体ウェハ１４０の研磨に先だってユーザが入力部４１（図１参照）により入力する情報、すなわち半導体ウェハ１４０での研磨の進行に伴う反射率の変移パターンを特定する情報（以下、「変位パターン特定情報」という。）を受けた終端検出部４５（図１参照）が適宜選定する。
【００４１】
上記の変位パターン特定情報としては、例えば前述の反射率ａ，ｂ，ｃの各値が用いられる。また、当該情報を基に終端検出部４５が所定の終端検出用アルゴリズム（レシピ）を選定することができるように、記憶部３１には所定の情報（以下、「アルゴリズム選定情報」という。）、例えば反射率ａ，ｂ，ｃの各値と使用すべきレシピの種類との対応関係を示すテーブルが格納される。終端検出部４５は、変位パターン特定情報の入力を受けると、当該変位パターン特定情報と記憶部３１に格納されているアルゴリズム選定情報とに基づいて、使用すべき終端検出用アルゴリズム（レシピ）を選定する。
【００４２】
図６は、アルゴリズム選定情報として用いられるテーブルの一例を示す概念図である。同図に概念を示すテーブルでは、反射率ｃと反射率ｂとの差、および反射率ｃと反射率ａとの差の各々がどの程度の数値範囲にあるかに応じて、レシピＩおよびレシピIIのいずれかが対応付けられている。このテーブルに基づけば、反射率ｃと反射率ａとの差が反射率ｃと反射率ｂとの差よりも比較的大きいときにはレシピＩが選定され、反射率ｃと反射率ｂとの差が反射率ｃと反射率ａとの差に近似しているときにはレシピIIが選定される。なお、図６中の各数値範囲は、該数値範囲での下限値以上、上限値未満であることを示している。
【００４３】
図１に示した終端検出部４５は、変移パターン特定情報として入力部４３から反射率ａ，ｂ，ｃの各値が入力されると、反射率ｃと反射率ｂとの差を求める演算、および反射率ｃと反射率ａとの差を求める演算を行い、これらの演算結果から上述のテーブルに基づいてレシピＩまたはレシピIIを選定し、選定したレシピに従って終端検出を行う。
【００４４】
なお、反射率ａ，ｂ，ｃの各値は、図１に示した研磨機６０により研磨しようとする半導体ウェハ１４０（図３参照）毎に求めてもよいし、半導体ウェハ１４０のロット毎に求めてもよい。さらには、層間絶縁膜１３１、バリアメタル膜１３３、およびブランケット膜１３５（図３参照）のいずれかの成膜条件が互いに異なる半導体ウェハ１４０毎に求めてもよい。
【００４５】
上述のようにして終端検出を行う光学式終端検出装置５０を備えた研磨機６０（図１参照）では、被研磨部材である半導体ウェハ１４０を研磨したときの当該半導体ウェハ１４０での光学定数（反射率）の変移パターンに応じた最適の終端検出アルゴリズムにより終端検出を行うことができるので、例えば半導体ウェハ１４０の光学物性がばらついたときでも終端検出の誤りが生じ難い。したがって、終端検出の誤りに起因する良品率の低下および製造コストの増大を抑え易い。
【００４６】
以上、この発明の光学式終端検出装置および研磨機それぞれについて実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、光学式終端検出装置の記憶部に格納しておく終端検出用アルゴリズムの種類数は２種類に限定されるものではなく、何種類の終端検出用アルゴリムを格納しておくかは終端検出対象物での加工の進行に伴う光学定数の変移パターンの数に応じて適時選定される。
【００４７】
また、この発明の光学式終端検出装置の具体的構成は、その用途や性能等に応じて適宜変更可能であり、終端検出に利用する光学定数についても、終端検出対象物の種類に応じて反射率以外の所望の光学定数、例えば光透過率、吸光度、屈折率等を利用可能である。これに伴って、変位パターン特定情報やアルゴリズム選定情報としてどのような情報を用いるかも適宜選定される。光学式終端検出装置におけるのと同様に、この発明の研磨機での光学式終端検出装置以外の構成も、その用途や性能等に応じて適宜変更可能である。さらに、この発明の光学式終端検出装置は、研磨機での終端検出に用いる以外に、ドライエッチング等での終端検出にも用いることができる。その他、この発明については種々の変形、修飾、組合せ等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の研磨機の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示す研磨機の一部を拡大して概略的に示す部分断面図である。
【図３】図１に示す研磨機で被研磨部材となる半導体ウェハの一例を概略的に示す断面図である。
【図４】図１に示す研磨機を構成しているこの発明の光学式終端検出装置で用いられる２種類の終端検出用アルゴリズムのうちの一方（レシピＩ）が適用される半導体ウェハでの、研磨の進行に伴う反射率の変位パターンの一例を示すグラフである。
【図５】図１に示す研磨機を構成しているこの発明の光学式終端検出装置で用いられる２種類の終端検出用アルゴリズムのうちの他方（レシピII）が適用される半導体ウェハでの、研磨の進行に伴う反射率の変位パターンの一例を示すグラフである。
【図６】図１に示す研磨機を構成しているこの発明の光学式終端検出装置でアルゴリズム選定情報として用いられるテーブルの一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  研磨材
１０  研磨材移動手段
２０  被研磨部材移動手段
２５  研磨剤供給装置
３０  制御装置
３１  記憶部
４０  光学定数測定部
４５  終端検出部
５０  光学式終端検出装置
６０  研磨機
１３１  層間絶縁膜
１３３  バリアメタル膜
１３５  ブランケット膜
１４０  半導体ウェハ（終端検出対象物である被研磨部材）
Ｓ  終端検出対象物である被研磨部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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