(57)【要約】  【課題】ウェハ研磨面への光照射時間を必要最小限に抑制して高いフォトコロージョン防止効果を得る。  【解決手段】フォトコロージョン抑制装置３６は研磨終点の検出開始時及び検出完了時を検知する検知手段３７と、該終点検出開始信号及び終点検出完了信号を入力する制御手段１６と、該制御手段１６からの指令信号に基づきウェハ研磨面に対する光照射モードを切り替える光照射モード切替え手段３８とを備え、光照射モード切替え手段３８は終点検出完了時にウェハ研磨面への光照射を停止するモードに切替える。光照射モード切替え手段３８は光照射端部４０と研磨パッド１３間に設けられた遮光板４１と、該遮光板４１を照射光路Ｌに対して接近・離反させるエアシリンダ４４を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドに押し付けて研磨されるウェハの研磨面に光を照射して、その反射光に基づいて前記ウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置であって、
前記研磨終点検出の開始時及び完了時を検知する検知手段と、
該検知手段で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を入力する制御手段と、
該制御手段からの指令信号に基づき前記ウェハ研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える光照射モード切替え手段とを備え、
該光照射モード切替え手段は前記終点検出開始時又は終点検出完了時に対応して光照射モード又は光照射停止モードに切替えるように構成されていることを特徴とするＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置。
【請求項２】
上記光照射モード切替え手段は直線移動型シャッター機構を備え、
該シャッター機構は、上記光学式研磨終点検出装置の光照射端部と研磨パッド間にて水平方向に直線移動可能に設けられた遮光板と、該遮光板を遮光位置又は非遮光位置に移動させるアクチユエータとを有することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置。
【請求項３】
上記光照射モード切替え手段は回動型シャッター機構を備え、
該シャッター機構は、上記光学式研磨終点検出装置の光照射端部と研磨パッド間にて水水平方向に回動可能に設けられた遮光板と、該遮光板を遮光位置又は非遮光位置に回動させるアクチユエータとを有することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置。
【請求項４】
上記遮光板の下面に鏡面体が形成され、該遮光板が遮光位置の時に該鏡面体で反射した光量に基づいてリファレンス値、光軸の位置ずれ等を評価し、該評価結果はモニター表示されるように構成したことを特徴とする請求項２又は３記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置。
【請求項５】
上記光照射モード切替え手段は上記光照射端部の指向方向、または光照射位置を変更させる可動機構を備え、
該可動機構は、前記光照射端部に連結された連結部材と、前記連結部材を水平方向に移動させて前記光照射端部の指向方向、または光照射位置を上記ウェハ研磨面以外に変更させるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置。
【請求項６】
研磨パッドに押し付けて研磨されるウェハの研磨面に光を照射して、その反射光に基づいて前記ウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制方法であって、
前記光学式研磨終点検出装置による研磨終点検出の開始時及び完了時を検知手段にて検知する工程と、
該検知手段で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を制御手段に入力する工程と、
該制御手段からの指令信号に基づき前記ウェハ研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える工程とを含み、
前記終点検出開始時又は終点検出完了時に対応して光照射モード又は光照射停止モードに切替えることを特徴とするＣＭＰ装置のフォトコロージョン防止抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置及びフォトコロージョン抑制方法に関するものであり、特に、銅膜などの金属研磨面が形成されたウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置及びフォトコロージョン抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種ウェハ研磨装置（ＣＭＰ装置）１は、図９に示すように、回転駆動可能なプラテン２と、該プラテン２上面に貼着された研磨パッド３と、ウェハを保持する昇降可能な研磨ヘッド４と、前記研磨パッド３上面に研磨剤を供給する供給ノズル（図示せず）とを備え、前記プラテン２はモータ５の駆動により回転軸６を介して回転する。
【０００３】
前記ウェハ研磨の際は、研磨パッド３上面にウェハを所定圧力で押し付け、該研磨パッド３及びウェハを回転させながら、研磨パッド３上面に研磨剤を供給して研磨する。この場合、ウェハの最終的な研磨面が全て平坦になるように、研磨終点（所定の膜厚）を光学的に検出して研磨加工を停止させている。
【０００４】
従来の光学式研磨終点検出装置としては、プラテン、研磨パッドに夫々に形成した観測孔、観測窓の直下に光学式研磨終点検出装置の光照射端部を設けてウェハの研磨面に光を照射し、その反射光の分光強度特性を測定・解析することにより、研磨終点を検出するものが知られている。この研磨終点検出方式では、ウェハ研磨面の膜種、例えば、Ｔａ膜やＣｕ膜に応じて分光強度特性が異なるため、研磨進行に伴う分光強度特性が変化することにより研磨終点が検出される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８７１６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来技術においては、ウェハを研磨終点を検出した後も、該ウェハの研磨面に上記光照射端部から光を照射させていた。しかし、Ｃｕ膜などの金属膜が形成されたウェハの研磨面に必要以上の光が照射されると、該Ｃｕ膜などがウェハ下地側のｐｎ接合部と導通しているため、光起電力効果を発生して該ウェハの研磨面にフォトコロージョン（照射光による腐食）が生ずるという問題があった。
【０００６】
なお、上記フォトコロージョンを抑制する対策として、研磨終点検出完了後に、光学式研磨終点検出装置の光源を電気的にオフにすることが考えられる。しかし、この電源オフ方式によれば、特に白色光を発するハロゲンランプ等の光源では、一度電源をオフした後に、再度一定光量（研磨終点検出運用可能な光強度）に復帰するまでに長い時間（数十秒以上）を要する為に、連続でのウェハ研磨処理が困難になり、また、光源のオン／オフを繰り返すことで光源寿命の短命化、運用光量のばらつきが生じてしまうという事態が予想される。
【０００７】
そこで、ウェハ研磨面への光照射時間を必要最小限に抑制して高いフォトコロージョン抑制効果を得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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、研磨パッドに押し付けて研磨されるウェハの研磨面に光を照射して、その反射光に基づいて前記ウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置であって、前記研磨終点検出の開始時及び完了時を検知する検知手段と、該検知手段で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を入力する制御手段と、該制御手段からの指令信号に基づき前記ウェハ研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える光照射モード切替え手段とを備え、該光照射モード切替え手段は前記終点検出開始時又は終点検出完了時に対応して光照射モード又は光照射停止モードに切替えるように構成されているＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、光学式研磨終点検出装置によりウェハの研磨終点検出が開始されると、検知手段から制御手段に終点検出開始信号が入力され、該制御手段からの指令信号により、光照射モード切替え手段はウェハ研磨面に光を照射するモードに設定する。この後、研磨進行に伴い研磨終点が検出された時は、制御手段に終点検出完了信号が入力され、光照射モード切替え手段はウェハ研磨面への光照射を停止するモードに変更する。従って、ウェハ研磨面への光照射は研磨終点検出が実行される時間のみに抑止される。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記光照射モード切替え手段は直線移動型シャッター機構を備え、該シャッター機構は、上記光学式研磨終点検出装置の光照射端部と研磨パッド間にて水平方向に直線移動可能に設けられた遮光板と、該遮光板を遮光位置又は非遮光位置に移動させるアクチユエータとを有することを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置を提供する。    
【００１１】
この構成によれば、研磨終点検出の開始時、制御手段からの指令信号によりアクチユエータを介して、遮光板は光照射端部と研磨パッド間の照射光路から退避して非遮光位置に停止する。その結果、光照射端部からの光がウェハ研磨面に照射される。この後、研磨終点が検出されると、遮光板は照射光路側に前進して遮光位置に停止するため、ウェハ研磨面への光照射が遮断される。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記光照射モード切替え手段は回動型シャッター機構を備え、該シャッター機構は、上記光学式研磨終点検出装置の光照射端部と研磨パッド間にて水平方向に回動可能に設けられた遮光板と、該遮光板を遮光位置又は非遮光位置に回動させるアクチユエータとを有する請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置を提供する。
【００１３】
この構成によれば、研磨終点検出の開始時、制御手段からの指令信号によりアクチユエータを介して、略扇形の遮光板は光照射端部と研磨パッド間の照射光路から離反回動して非遮光位置に停止する。その結果、光照射端部からの光がウェハ研磨面に照射される。この後、研磨終点が検出されると、遮光板は照射光路側に接近回動して遮光位置に停止するため、ウェハ研磨面への光照射が遮断される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記遮光板の下面に鏡面体が形成され、該遮光板が遮光位置の時に該鏡面体で反射した光量に基づいてリファレンス値、光軸の位置ずれ等を評価し、該評価結果はモニター表示されるように構成して成る請求項２又は３記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置を提供する。  
【００１５】
この構成によれば、前記遮光板下面に形成された鏡面体は所定の反射率を有し、該遮光板が遮光位置の時に該鏡面体で反射した光量は、終点検出の算出基準値（リファレンス値）を取得するために測定・記憶され、又、該測定値は既定値と比較して光軸の位置ずれ等が評価判定される。この判定結果はリアルタイムでモニター部にて画面表示される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、上記光照射モード切替え手段は上記光照射端部の指向方向、または光照射位置を変更させる可動機構を備え、該可動機構は、前記光照射端部に連結された連結部材と、前記連結部材を水平方向に移動させて前記光照射端部の指向方向、または光照射位置を上記ウェハ研磨面以外に変更させるアクチュエータとを有する請求項１記載のＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置を提供する。
【００１７】
この構成によれば、ウェハの研磨終点が検出されると、アクチユエータを介して連結部材が移動して上記光照射端部が傾斜状態に設定される。その結果、光照射端部の指向方向がウェハ研磨面以外の方向に変更されるため、光照射端部からの光はウェハ研磨面に照射されない。この構成は、上記光照射端部を水平移動させて光照射端部からの光をウェハ研磨面に照射させない方法でも良い。
【００１８】
請求項６記載の発明は、研磨パッドに押し付けて研磨されるウェハの研磨面に光を照射して、その反射光に基づいて前記ウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制方法であって、前記光学式研磨終点検出装置による研磨終点検出の開始時及び完了時を検知手段にて検知する工程と、該検知手段で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を制御手段に入力する工程と、該制御手段からの指令信号に基づき前記ウェハ研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える工程とを含み、前記終点検出開始時又は終点検出完了時に対応して光照射モード又は光照射停止モードに切替えるＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制方法を提供する。
【００１９】
この方法によれば、ウェハの研磨終点検出が開始されると、検知手段から制御手段に終点検出開始信号が入力され、該制御手段からの指令信号により、光照射モード切替え手段はウェハ研磨面に光を照射するモードに設定する。この後、研磨終点が検出された時は、制御手段に終点検出完了信号が入力され、光照射モード切替え手段はウェハ研磨面への光照射を停止するモードに変更する。従って、ウェハ研磨面への光照射は研磨終点検出が実行される間だけ実施される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明は、ウェハ研磨面への光照射は必要最小限に抑制されるので、光照射に起因するウェハ研磨面のフォトコロージョンを効果的に抑制することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、研磨終点検出時に、遮光板はウェハ研磨面に照射される光を瞬時に遮断するので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ウェハ研磨面に対する照射光の遮断応答性が向上して、その分だけ光照射時間を減少させることができる。因みに、白色光を発するハロゲンランプ等の場合、光源を電源スイッチをオフに切り替えて遮光すると、一度電源をオフした後に、再び一定の光量に復帰するまでに長い時間を要する為、次の研磨処理の開始が遅れてしまうという悪影響が発生する。その点、本発明は機械的なシャッター機構によりウェハ研磨面に対する照射光の遮断／照射の切換えが瞬時にできるので、研磨工程に悪影響を及ぼすことが無い。
【００２２】
請求項３記載の発明は、研磨終点検出時に、光照射端部からの照射光は、請求項２記載の発明と同様に、遮光板により瞬時に遮断／照射できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ウェハ研磨面に対する照射光の遮断応答性が向上して、フォトコロージョンの抑制効果が一層増大する。また、機構自体が大変にシンプルであり、且つ小さな機構であるため、設置の際の省スペース化を図ることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明は、研磨終点検出の算出基準値、光照射端部の光軸の位置ずれなどをリアルタイムでモニター表示できるので、請求項２又は３記載の発明の効果に加えて、前記算出基準値や光軸の位置ずれなどを容易にチェックすることができる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、研磨終点検出時に光照射端部の指向方向、または光照射位置を変更することにより、ウェハ研磨面への光照射を素早く停止できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、構造が簡単でありながら、照射光の遮断応答性が著しく向上するメリットを有する。
【００２５】
請求項６記載の発明は、ウェハ研磨面への光照射を必要最小限に抑制できるので、光照射に起因するウェハ研磨面のフォトコロージョンを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、ウェハ研磨面への光の照射時間を必要最小限に短縮して高いフォトコロージョン抑制効果を得るという目的を達成するため、研磨パッドに押し付けて研磨されるウェハの研磨面に光を照射して、その反射光に基づいて前記ウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置を有するＣＭＰ装置のフォトコロージョン抑制装置であって、前記研磨終点検出の開始時及び完了時を検知する検知手段と、該検知手段で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を入力する制御手段と、該制御手段からの指令信号に基づき前記ウェハ研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える光照射モード切替え手段とを備え、該光照射モード切替え手段は前記終点検出開始時又は終点検出完了時に対応して光照射モード又は光照射停止モードに切替えることによって実現した。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図８に従って説明する。本実施例は、被研磨膜として銅膜（メタル配線）が形成されたウェハを研磨対象とし、ＣＭＰ研磨中に該ウェハの研磨面に光源からの光を照射して、その反射光に基づいてウェハの研磨終点を検出する光学式研磨終点検出装置に適用したものである。本実施例では、研磨終点検出時のみウェハ研磨面に光を照射させることにより、不要な光照射を無くしてフォトコロージョンを効果的に抑制できる。なお、ウェハ研磨面に形成されたメタル配線としては、銅膜に限らずタングステン膜、アルミニウム膜などを形成したものにも適用可能である。
【００２８】
図１は、光学式研磨終点検出装置１１を備えたウェハ研磨装置（ＣＭＰ装置）１０の全体構成を示すブロック図である。同図において、ウェハ研磨装置１０は、図示しないモータにより駆動されて水平に回転するプラテン１２と、該プラテン１２上面に貼着された研磨パッド１３と、ウェハＷを保持して研磨パッド１３に所定の圧力で押し付ける昇降可能な研磨ヘッド１４と、前記研磨パッド１３上面に研磨剤Ｓを供給する供給ノズル１５と、装置全体の駆動を統括的に制御する制御手段１６とを具備している。又、研磨ヘッド１４は、図示しないモータにより駆動されて水平に回転する。
【００２９】
前記プラテン１２の所定位置には観測孔１７が貫通して形成され、且つ、研磨パッド１３における該観測孔１７と対応する箇所には、光透過部である観測窓１８が設けられ、該観測窓１８はポリウレタンピース等の透明材料から成る。又、前記ウェハＷは、Ｓｉ基板上の酸化膜にＴａ膜が形成され、更に、該Ｔａ膜の上にＣｕ膜（研磨面）が形成されている。光学式研磨終点検出装置１１は、Ｃｕ膜の研磨加工の進行に伴いＴａ膜が研磨表面に露出した時点、即ち、研磨終点を光学的に検出する。
【００３０】
光学式研磨終点検出装置１１は、白色光を発生させるハロゲンランプ等の光源２１と、該光源２１からの光をウェハＷの研磨面に照射させ、且つ、該研磨面で反射した光を受光する照射・受光ユニット２２と、該受光された反射光を分光するポリクロメータ２３と、該ポリクロメータ２３及び光源２１と照射・受光ユニット２２との間に設けられた二分岐ライトガイド２４と、該二分岐ライトガイド２４を介して入力された反射光をデータ解析するコンピュータ２５とより構成されている。
【００３１】
前記光源２１には、照射光の光量を調整する光量調整機構２１Ａが内蔵され、光源２１の発光部へ供給する電力を可変することで、照射光の光量が連続的に調整される。又、照射・受光ユニット２２は観測孔１７の真下に設置され、図２に示すように、筒状のレンズ鏡筒２２Ａと、該レンズ鏡筒２２Ａの上端開口に設置された集光レンズ２２Ｂとより成る。
【００３２】
照射・受光ユニット２２の下端部には、多数の光ファイバーを結束して成る二分岐ライトガイド２４の上端部が接続され、該二分岐ライトガイド２４の下端側は、途中で照射側ライトガイド２４Ａと受光側ライトガイド２４Ｂに分岐している。更に、照射側ライトガイド２４Ａには前記光源２１が接続されていると共に、受光側ライトガイド２４Ｂには前記ポリクロメータ２３が接続されている。
【００３３】
ポリクロメータ２３に導かれた反射光は、図３に示すように、入射スリット３０を介して平面鏡３１により凹面回折格子３２に導かれる。そして、凹面回折格子３２によって各波長ごとの光に分光され、アレイ受光素子３３に結像される。該結像された光は、各波長ごとの光強度に応じた電気信号に変換され、該変換された光強度信号は、マルチプレクサ３４を介して前記コンピュータ２５に出力される。
【００３４】
次に、光学式研磨終点検出について詳述する。先ず、研磨加工の際は、研磨ヘッド１４でウェハＷを研磨パッド１３に所定圧力で押し付け、該研磨パッド１３とウェハＷを回転させながら、供給ノズル１５から研磨パッド１３上面に研磨剤Ｓを供給して研磨を開始する。この研磨加工中、光学式研磨終点検出装置１１の光源２１から光が発せられ、該発せられた光は、照射側ライトガイド２４Ａによって照射・受光ユニット２２に導出された後、プラテン１２側の観測窓１８を通過してウェハＷの研磨面に照射される。
【００３５】
そして、該ウェハＷの研磨面で反射した光は、照射・受光ユニット２２を通過した後、受光側ライトガイド２４Ｂを介してポリクロメータ２３に導出され、複数の波長領域ごとの光輝度スペクトル光に分光して測定・解析される。即ち、前記反射光は、所定幅の波長領域において光強度を積分した光強度信号に増幅され、該増幅された光強度信号はコンピュータ２５に入力される。
【００３６】
而して、コンピュータ２５は前記光輝度スペクトル、リファレンス値及びダークネス値に基づいて研磨終点を判定する。この判定と同時に、研磨終点信号は制御手段１６に出力されると共に、ウェハ研磨装置１０の各駆動部に送信して研磨処理を完了する。
【００３７】
次に、本実施例に係る光学式研磨終点検出装置１１のフォトコロージョン抑制装置３６について説明する。このフォトコロージョン抑制装置３６は、ウェハＷの研磨終点検出を実行している時間のみにウェハＷのデバイス面に光を照射するモードに設定し、前記検出時間以外は該デバイス面への光照射を停止（遮光又は照射方向切替）するモードに変更することにより、ウェハＷのデバイス面に不要な光が照射されることを抑止する。
【００３８】
フォトコロージョン抑制装置３６は、図４に示すように、光学式研磨終点検出装置１１による研磨終点検出の開始時及び完了時を検知する検知手段３７と、該検知手段３７で検知された終点検出開始信号及び終点検出完了信号を入力する制御手段１６と、該制御手段１６からの指令信号に基づきウェハＷの研磨面に対する光照射の動作モードを切り替える光照射モード切替え手段３８とを備える。この光照射モード切替え手段３８は終点検出開始時に、ウェハＷの研磨面に光を照射するモード（光照射モード）に設定し、又、終点検出完了時に、ウェハＷの研磨面への光照射を停止するモード（光照射停止モード）に切替える。
【００３９】
光学式研磨終点検出装置１１により研磨終点検出が開始されると、検知手段３７から制御手段１６に終点検出開始信号が入力される。そして、該制御手段１６からの光照射指令信号により、光照射モード切替え手段３８は光照射モードに設定する。この後、研磨処理の進行に伴い、ウェハＷの研磨終点が検出された時は、制御手段１６に終点検出完了信号が入力される。
【００４０】
そして、該制御手段１６からの光照射停止指令信号により、光照射モード切替え手段３８は光照射停止モードに設定変更する。従って、ウェハ研磨面への光照射は、前記研磨終点検出が実行される時間のみ実施され、それ以外の時間にウェハＷの研磨面に光が照射されることはない。
【００４１】
光照射モード切替え手段３８としては、例えば、直線移動可能又は回動可能な遮光板を有するシャッター機構方式、或いは、光学式研磨終点検出装置１１の光照射端部、即ち、照射・受光ユニット２２の上端部を傾斜状態に切り替える（首振り）可動機構方式、または光学式研磨終点検出装置１１の光照射部、即ち、照射・受光ユニット２２自体を水平移動させる可動機構方式などを採用することができる。
【００４２】
図５は、直線移動型シャッター機構方式の光照射モード切替え手段３８を示す。同図に示すように、光照射モード切替え手段３８は、水平方向へ移動可能に設けられた遮光板４１を有し、該遮光板４１の下面には所定の反射率を有する鏡面体が形成されている。又、該遮光板４１の一端部（図５の右側端部）は、ガイド部材４２により往復移動可能に支持され、該ガイド部材４２は、光照射端部４０と研磨パッド１３（図２参照）間の照射光路Ｌに対して直角な水平方向に配置されている。
【００４３】
更に、遮光板４１の一端部には連結部材４３の一端部が連結され、該連結部材４３の他端部にはエアシリンダ４４が連結されている。このエアシリンダ４４は前記制御手段１６からの指令信号に基づいて伸長動作または短縮動作する。いま、遮光板４１が遮光位置に停止している時（光照射停止モード時）に、検知手段３７から制御手段１６に終点検出開始信号が入力されると、制御手段１６からエアシリンダ４４に短縮動作指令信号が送信されて、該エアシリンダ４４が短縮動作する。
【００４４】
その結果、連結部材４３が照射光路Ｌと反対側に退避するため、遮光板４１は遮光位置から非遮光位置に切り替わる。この状態では、遮光板４１によって照射光路Ｌが遮断されないので、光照射端部４０からの光がウェハＷの研磨面に照射される。
【００４５】
この後、研磨処理の進行に伴い、ウェハＷの研磨終点が検出されると、検知手段３７から制御手段１６に終点検出完了信号が入力される。このため、制御手段１６からエアシリンダ４４に伸長動作指令信号が送信されて、エアシリンダ４４が伸長動作する。
【００４６】
その結果、連結部材４３が照射光路Ｌ側に前進するため、遮光板４１は非遮光位置から遮光位置に切り替わる。この状態では、遮光板４１によって照射光路Ｌが遮断されるので、光照射端部４０からの光はウェハＷの研磨面に照射されない。
【００４７】
図６は、回動型シャッター機構方式の光照射モード切替え手段３８を示す。同図に示すように、光照射モード切替え手段３８は、光照射端部４０と平行な鉛直方向に固定された筒状ガイド部材４５と、該筒状ガイド部材４５に水平回動可能に装着された鉛直軸４６と、該鉛直軸４６を所定角度ずつ間欠駆動するパルスモータ４７と、前記鉛直軸４６の上端部に直角に固定された一対の略扇形状の遮光板４８Ａ、４８Ｂとを備え、該遮光板４８Ａ、４８Ｂの下面には、所定の反射率を有する鏡面体が形成されている。又、前記筒状ガイド部材４５は光照射端部４０と研磨パッド１３間の照射光路Ｌの近傍に配置されている。なお、遮光板４８Ａ、４８Ｂは図示例では略扇形状としたが、遮光板４８Ａ、４８Ｂは
遮光位置において照射光路Ｌを遮断できる形状、サイズを有すれば、遮光板４８Ａ、４８Ｂの形状は特に限定されない。
【００４８】
前記遮光板４８Ａ又は４８Ｂは、パルスモータ４７の駆動により鉛直軸４６が９０度だけ回動変位することにより、照射光路Ｌに対して遮光位置と非遮光位置に交互に切り替わるように構成されている。又、パルスモータ４７は制御手段１６からの指令信号に基づいて駆動制御される。
【００４９】
今、前記検知手段３７から制御手段１６に研磨終点の終点検出開始信号が入力されると、制御手段１６からパルスモータ４７に回動指令信号が送信され、パルスモータ４７が９０度だけ回動変位する。その結果、遮光板４８Ａ又は４８Ｂが照射光路Ｌ側に接近回動して非遮光位置に停止するため、光照射端部４０からの光がウェハＷの研磨面に照射される。
【００５０】
この後、研磨処理の進行に伴い、ウェハＷの研磨終点が検出されると、検知手段３７から制御手段１６に終点検出完了信号が入力される。このため、制御手段１６からパルスモータ４７に回動指令信号が送信され、パルスモータ４７が９０度だけ回動変位する。その結果、遮光板４８Ａ又は４８Ｂが照射光路Ｌと反対側に離反回動して遮光位置に切り替わる。この状態では、遮光板４８Ａ又は４８Ｂによって照射光路Ｌが遮断されるので、光照射端部４０からの光はウェハＷの研磨面に照射されない。この機構で言う遮光板は一対には限らず、また回動変位も９０度には限らない。例えば、三枚の遮光板と６０度の回動変位、二対の遮光板と４５度の回動変位でも良いし、それ以上でも可能である。
【００５１】
図７は、光照射方向切替え機構方式の光照射モード切替え手段３８を示す。同図に示すように、光照射モード切替え手段３８は、可撓性の光照射端部４０の外周に摺動自在に装着されたリング状部材４９と、該リング状部材４９に一端部が連結された連結部材５０と、該連結部材５０の他端部に連結されたエアシリンダ５１とを備え、該エアシリンダ５１は制御手段１６からの指令信号に基づいて伸長動作または短縮動作する。
【００５２】
いま、検知手段３７から制御手段１６に研磨終点検出完了信号が入力されると、制御手段１６からエアシリンダ５１に短縮動作指令信号が送信され、該エアシリンダ５１が短縮動作する。その結果、連結部材５０によってリング状部材４９がエアシリンダ５１側に移動するため、光照射端部４０が連結部材５０側に引っ張られて傾斜状態（光照射停止モード）に切り替わる。この状態では、光照射端部４０がウェハＷの研磨面の外側を指向するので、光照射端部４０からの光はウェハＷの研磨面に照射されない。
【００５３】
この後、次のウェハＷに対して研磨終点検出が開始されると、検知手段３７から制御手段１６に終点検出開始信号が入力される。このため、制御手段１６からエアシリンダ５１に伸長動作指令信号が送信され、該エアシリンダ５１が伸長動作する。その結果、光照射端部４０に対する連結部材５０による引っ張り力が解除されるため、光照射端部４０自体の撓み復帰力により該光照射端部４０が直立状態（光照射モード）に切り替わる。この状態では、光照射端部４０がウェハＷの研磨面を指向しているので、光照射端部４０からの光がウェハＷの研磨面に照射される。
【００５４】
図８は、光照射位置切替え機構方式の光照射モード切替え手段３８を示す。同図に示すように、光照射モード切替え手段３８は、可撓性の光照射端部４０の外周に装着されたリング状部材４９と、該リング状部材４９に一端部が連結された連結部材５０と、該連結部材５０の他端部に連結されたエアシリンダ５１とを備え、該エアシリンダ５１は制御手段１６からの指令信号に基づいて伸長動作または短縮動作する。
【００５５】
いま、検知手段３７から制御手段１６に研磨終点検出完了信号が入力されると、制御手段１６からエアシリンダ５１に短縮動作指令信号が送信され、該エアシリンダ５１が短縮動作する。その結果、連結部材５０によってリング状部材４９がエアシリンダ５１側に移動するため、照射・受光ユニット（光照射手段）２２が連結部材５０側に引っ張られて水平移動し、非照射位置（光照射停止モード）に切り替わる。この状態では、光照射端部４０がウェハＷの研磨面の外側を指向するので、光照射端部４０からの光はウェハＷの研磨面に照射されない。
【００５６】
この後、次のウェハＷに対して研磨終点検出が開始されると、検知手段３７から制御手段１６に終点検出開始信号が入力される。このため、制御手段１６からエアシリンダ５１に伸長動作指令信号が送信され、該エアシリンダ５１が伸長動作する。その結果、照射・受光ユニット（光照射手段）２２が光学式終点検出測定・判定位置に戻り、該光照射端部４０がウェハＷ照射位置（光照射モード）に切り替わる。この状態では、光照射端部４０がウェハＷの研磨面を指向しているので、光照射端部４０からの光がウェハＷの研磨面に照射される。
【００５７】
以上説明したように本実施例によれば、光学式研磨終点装置１１により研磨終点検出が開始されると、光照射モード切替え手段３８が光照射モードに設定される。又、研磨加工の進行に伴い研磨終点が検出されると、光照射モード切替え手段３８が光照射停止モードに変更される。斯くして、研磨終点検出時間以外はウェハＷに光が照射されないので、その分だけ光照射時間が減少し、該照射光によるフォトコロージョンを効果的に抑制することができる。
【００５８】
又、シャッター機構を備えた光照射モード切替え手段３８によれば、遮光板４１、４８Ａ、４８Ｂは照射光路Ｌに対して直角方向に最短距離で移動して遮光位置に切り替わるので、遮光応答性が向上し、フォトコロージョン抑制効果が一層増大する。尚、シャッター機構の遮光板４１等の設置位置は、光照射端部４０と研磨パッド１３の間に限定されず、遮光機能を奏し得る光学式研磨終点検出装置１１の光路途中であれば、該光路のなどの任意箇所、例えば、光源２１の前方箇所に設置することもできる。
【００５９】
更に、本実施例に係る遮光板４１、４８Ａ、４８Ｂの下面には、所定の反射率を有する鏡面体が形成されている。このため、遮光板４１、４８Ａ、４８Ｂが遮光位置に停止している時、鏡面体にて反射した光量はポリクロメータ２３に導出して測定・解析される。
【００６０】
例えば、前記反射光量の測定値は、図１に示す記憶部２６に保存することにより、終点検出の算出基準値となるリファレンス値として利用でき、或いは、前記測定値を既定値と比較して光軸の位置ずれ等を評価判定できる。この判定結果はリアルタイムでモニター部２９にて画面表示される。従って、研磨加工の途中において、前記算出基準値や光軸の位置ずれなどを容易にチェックすることができる。
【００６１】
本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。例えば、光源から発生す光は白色光に限らず、赤色光、青色光などの波長領域の光でもよく、単色光を複数又は単数の照射するレーザ光照射装置若しくはＬＥＤ装置を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例を示し、光学式研磨終点検出装置を示すブロック図。
【図２】一実施例に係る照射・受光ユニット、研磨パッド及び遮光版等を示す断面図。
【図３】一実施例に係るポリクロメータの構成を示す説明図。
【図４】一実施例に係るフォトコロージョン防止装置の構成を示すブロック図。
【図５】一実施例に係る直線移動型シャッター機構を備えた光照射モード切替え手段を示す断面図。
【図６】一実施例に係る回動型シャッター機構を備えた光照射モード切替え手段を示す斜視図。
【図７】一実施例に係る方向切替え可動機構を備えた光照射モード切替え手段を示す正面図。
【図８】一実施例に係る位置切替え可動機構を備えた光照射モード切替え手段を示す正面図。
【図９】ウェハ研磨装置の斜視図。
【符号の説明】
【００６３】
１０    ウェハ研磨装置
１１    光学式研磨終点検出装置
１２    プラテン
１３    研磨パッド
１６    制御手段
１７    観測孔
１８    観測窓（光透過部）
２１    光源
２２    照射・受光ユニット（光照射手段）
２５    コンピュータ
２９    モニター部
３６    フォトコロージョン防止装置
３７    検知手段
３８    光照射モード切替え手段
４０    光照射端部
４１    遮光板
４４    エアシリンダ（アクチュエータ）
４７    パルスモータ（アクチユエータ）
４８Ａ、４８Ｂ  扇形状の遮光板
５１    エアシリンダ（アクチユエータ）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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