(57)【要約】【課題】被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況を適切にモニタすることができる残膜モニタ装置を提供する。【解決手段】白色光源４０４から発した光は、白色拡散反射板４０３で反射され散乱されて、チャックにチャッキングされているウエハＷｍの被研磨面のほぼ全域を、ほぼ均一に照明する。ウエハＷｍに照射されウエハＷｍで反射された光によるウエハＷｍの全域の明視野像が、撮影レンズ４０２によってカラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像され、ＣＣＤ４０１により撮像される。処理部４０５は、ＣＣＤ４０１から得られるカラー画像情報に基づいて、ウエハＷｍの被研磨面の全域における研磨残り膜の有無を、モニタ結果として出力する。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置であって、
複数の波長成分を含む照明光により照明された前記被研磨物の表面の全域あるいは広範な領域の明視野像のカラー画像情報を、取得する画像情報取得部と、
前記カラー画像情報に基づいて、前記研磨残り膜の状況を示すモニタ結果を得る処理部と、
を備えたことを特徴とする残膜モニタ装置。
【請求項２】
前記モニタ結果は、前記研磨残り膜の有無を含むことを特徴とする請求項１記載の残膜モニタ装置。
【請求項３】
前記モニタ結果は、前記研磨残り膜の位置に関する情報を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の残膜モニタ装置。
【請求項４】
前記明視野像がぼけた像であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項５】
前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報を実質的に一括して取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項６】
前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報をスキャンにより漸次に取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項７】
前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報を、前記被研磨物の回転に伴うスキャンにより漸次に取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記カラー画像情報が示す画像又はこれに所定の処理を施した画像に関して、実質的に同一の画像内位置での複数の色の強度値の相対的な関係を示す値を、各画像位置ごとに演算する演算部と、各画像位置での前記相対的な関係を示す値に基づいて、前記研磨残り膜の状況を判定する判定部と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項９】
前記所定の処理がスムージング処理であることを特徴とする請求項８記載の残膜モニタ装置。
【請求項１０】
実質的に同一の画像内位置での複数の色の強度値の前記相対な関係を示す値は、実質的に同一の画像内位置での２つの色の強度値の差又は比を含むことを特徴とする請求項８又は９記載の残膜モニタ装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記差又は比が所定範囲内に属する画像内位置の有無によって、前記研磨残り膜の有無を判定することを特徴とする請求項１０記載の残膜モニタ装置。
【請求項１２】
前記判定部は、前記差又は比が所定範囲内に属する画像内位置に応じて、前記研磨残り膜の位置に関する情報を得ることを特徴とする請求項１０又は１１記載の残膜モニタ装置。
【請求項１３】
前記カラー画像情報が示す画像及びこれを処理した画像のうちの少なくとも一方を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項１４】
前記カラー画像情報が示す画像及びこれを処理した画像のうちの少なくとも一方を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項１５】
前記被研磨物が半導体ウエハであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の残膜モニタ装置。
【請求項１６】
研磨体と被研磨物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と前記研磨対象物との間に荷重を加え、かつ相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する、研磨装置において、
前記被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１７】
前記被研磨物の研磨状況をその研磨中にモニタする研磨状況モニタ装置を備えたことを特徴とする請求項１６記載の研磨装置。
【請求項１８】
１つ以上の研磨ゾーンを備え、前記１つ以上の研磨ゾーンにおいて、研磨体と前記被研磨物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と前記被研磨物との間に荷重を加え、かつ相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する、研磨装置において、
前記被研磨物の研磨状況をその研磨中にモニタする研磨状況モニタ装置、及び、前記被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置が、前記１つ以上の研磨ゾーンのうちの少なくとも１つの研磨ゾーンに併設されたことを特徴とする研磨装置。
【請求項１９】
前記１つ以上の研磨ゾーンの数が２以上であり、前記被研磨物は前記１つ以上の研磨ゾーンで順次研磨され、前記残膜モニタ装置は、前記１つ以上の研磨ゾーンのうち前記被研磨物が２番目以降に研磨される研磨ゾーンのうちの少なくとも１つの研磨ゾーンに、設置されたことを特徴とする請求項１８記載の研磨装置。
【請求項２０】
前記残膜モニタ装置は、前記研磨状況モニタ装置のモニタ結果に従って前記被研磨物の研磨が停止された後に、前記研磨残り膜の状況をインラインでモニタし、
当該研磨装置は、前記残膜モニタ装置のモニタ結果に応じて異なる動作を行うことを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項２１】
前記残膜モニタ装置のモニタ結果が前記研磨残り膜が存在することを示す場合に、前記研磨残り膜が減るかあるいはなくなるように前記被研磨物を研磨することを特徴とする請求項２０記載の研磨装置。
【請求項２２】
前記残膜モニタ装置は、前記被研磨物が研磨位置に保持された状態で、前記研磨残り膜の状況をモニタすることを特徴とする請求項１６乃至２１のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項２３】
前記残膜モニタ装置は、前記研磨体が被研磨物の直上付近から退避した状態で、前記研磨残り膜の状況をモニタすることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項２４】
前記残膜モニタ装置が請求項１乃至１５のいずれかに記載の残膜モニタ装置であることを特徴とする請求項１６乃至２３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項２５】
前記照明光は、当該研磨装置の天井の所定領域又は天井付近に設けられた部材の所定領域を経由して、あるいは、前記天井の所定領域又は天井付近に設けられた部材の所定領域から発せられて、前記被研磨物の表面の全域あるいは広範な領域を照射することを特徴とする請求項２４記載の研磨装置。
【請求項２６】
前記被研磨物が半導体ウエハであることを特徴とする請求項１６乃至２５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項２７】
請求項１６乃至２６のいずれかに記載の研磨装置を用いて、半導体ウエハの表面を平坦化する工程を有することを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の半導体デバイス製造方法により製造されることを特徴とする半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置、これを用いた研磨装置、半導体デバイス製造方法、及び、半導体デバイスに関するものである。本発明は、例えば、半導体装置製造工程における、半導体素子の表面の電極層あるいは絶縁層の除去工程や成膜工程などにおいて、電極層あるいは絶縁層の除去残りなどの状況をモニタする残膜モニタ装置、及びこれを用いた研磨装置に、適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの高密度化に伴い、多層配線と、それに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダマシンなどの電極形成の技術の重要度は大きく高まっている。このプラグ、ダマシンなどを行うために金属膜の積層後に余分な金属層の除去及び平坦化が要求される。更に、リソグラフィの短波長化に付随した、露光時の焦点深度短縮を考慮すると、少なくとも露光エリア程度の範囲での電極層あるいは層間絶縁膜の平坦化と厚さ管理の要求は大きい。
【０００３】
このような平坦化のため、一般にＣＭＰと呼ばれる研磨工程が行われる。ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又は　Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）は、物理的研磨に、化学的な作用（研磨剤、溶液による溶かしだし）を併用して、ウエハの表面凹凸を除去していく工程で、スラリーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な研磨布で、ウエハ表面を加圧し、相対運動させることにより研磨を進行させ、ウエハ面内での一様な研磨が可能になる。
【０００４】
半導体デバイスの高密度化に伴い、最近特に、平坦化プロセスにおける研磨中に研磨状況をモニタし、このモニタ結果に従って研磨の終点を決定するのが一般的である。この研磨中に研磨状況をモニタする研磨状況モニタ装置は、終点検出器などとも呼ばれている。研磨状況モニタ装置としては、ウエハの局所的な領域にプローブ光を照射して得られる反射光又は透過光の特性から研磨の終点を決定するものを、挙げることができる。このような研磨状況モニタ装置の一例が、特開２０００−４０６８０号公報に開示されている。
【０００５】
研磨状況モニタ装置の併用によって、ウエハパターンの局所的又は平均的な膜厚の制御精度は向上した。然るに、半導体デバイスの高密度化は限界を見せず進展を続けており、絶縁層などの除去を最小限に留める必要性が増加している。残る大きな課題の１つは、グローバルな（比較的大きなエリアでの）デバイス面の膜厚管理と平坦化である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
研磨ウエハの表面に微小な凹凸が存在することに加え、特に近年要求の高まっている銅配線のダマシン技術では均一な研磨が難しく、ＣＭＰ工程を行う場合にはエロージョンやディシングと呼ばれるウエハ面内に不均一な「削れ過ぎ」が生じやすい。一方では残留メタルがあると電気的にショートした状態となってしまい製品として全く使えずに不良品となってしまい、逆に削りすぎると電気抵抗の増加により性能の劣化や製品ばらつきが大きくなる可能性がある。したがって、従来に比べて一層精密に工程中の残膜を管理する必要性が生じてきた。従来は、電気的なショートを回避するため、終点検出後の研磨時間を余分に見積もり、削り過ぎた状態で研磨を終了させていた。このことが、電気抵抗の増加によるチップ性能の劣化や製品ばらつきの発生に直結していた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況を適切にモニタすることができる残膜モニタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、歩留りが高くかつ削り過ぎ（過剰研磨）を防止することができる研磨装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、従来の半導体デバイス製造方法に比べて、歩留りが向上するとともに製品ばらつきの小さい半導体デバイスを製造することができる半導体デバイス製造方法、及び低コストで製品ばらつきの小さい半導体デバイスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による残膜モニタ装置は、被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置であって、複数の波長成分を含む照明光により照明された前記被研磨物の表面の全域あるいは広範な領域の明視野像のカラー画像情報を、取得する画像情報取得部と、前記カラー画像情報に基づいて、前記研磨残り膜の状況を示すモニタ結果を得る処理部と、を備えたものである。なお、前記広範な領域は、例えば、被研磨物が半導体ウエハの場合には、複数チップ分の領域を含む領域である。また、「カラー」とは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３成分を含む場合に限定されるものではなく、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれか２成分のみを含んでいてもよい。これらの点は、後述する各態様についても同様である。
【００１１】
本発明の第２の態様による残膜モニタ装置は、前記第１の態様において、前記モニタ結果は、前記研磨残り膜の有無を含むものである。
【００１２】
本発明の第３の態様による残膜モニタ装置は、前記第１又は第２の態様において、前記モニタ結果は、前記研磨残り膜の位置に関する情報を含むものである。
【００１３】
本発明の第４の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記明視野像がぼけた像であるものである。
【００１４】
本発明の第５の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報を実質的に一括して取得するものである。
【００１５】
本発明の第６の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報をスキャンにより漸次に取得するものである。
【００１６】
本発明の第７の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第４のいずれかの態様において、前記画像情報取得部は、前記カラー画像情報を、前記被研磨物の回転に伴うスキャンにより漸次に取得するものである。
【００１７】
本発明の第８の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様において、前記処理部は、前記カラー画像情報が示す画像又はこれに所定の処理を施した画像に関して、実質的に同一の画像内位置での複数の色の強度値の相対的な関係を示す値を、各画像位置ごとに演算する演算部と、各画像位置での前記相対的な関係を示す値に基づいて、前記研磨残り膜の状況を判定する判定部と、を有するものである。
【００１８】
本発明の第９の態様による残膜モニタ装置は、前記第８の態様において、前記所定の処理がスムージング処理であるものである。
【００１９】
本発明の第１０の態様による残膜モニタ装置は、前記第８又は第９の態様において、実質的に同一の画像内位置での複数の色の強度値の前記相対な関係を示す値は、実質的に同一の画像内位置での２つの色の強度値の差又は比を含むものである。
【００２０】
本発明の第１１の態様による残膜モニタ装置は、前記第１０の態様において、前記判定部は、前記差又は比が所定範囲内に属する画像内位置の有無によって、前記研磨残り膜の有無を判定するものである。
【００２１】
本発明の第１２の態様による残膜モニタ装置は、前記第１０又は第１１の態様において、前記判定部は、前記差又は比が所定範囲内に属する画像内位置に応じて、前記研磨残り膜の位置に関する情報を得るものである。
【００２２】
本発明の第１３の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第１２のいずれかの態様において、前記カラー画像情報が示す画像及びこれを処理した画像のうちの少なくとも一方を表示する表示部を備えたものである。
【００２３】
本発明の第１４の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第１３のいずれかの態様において、前記カラー画像情報が示す画像及びこれを処理した画像のうちの少なくとも一方を記憶する記憶部を備えたものである。
【００２４】
本発明の第１５の態様による残膜モニタ装置は、前記第１乃至第１４のいずれかの態様において、前記被研磨物が半導体ウエハであるものである。
【００２５】
本発明の第１６の態様による研磨装置は、研磨体と被研磨物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と前記研磨対象物との間に荷重を加え、かつ相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する、研磨装置において、前記被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置を備えたものである。
【００２６】
本発明の第１７の態様による研磨装置は、前記第１６の態様において、前記被研磨物の研磨状況をその研磨中にモニタする研磨状況モニタ装置を備えたものである。
【００２７】
本発明の第１８の態様による研磨装置は、１つ以上の研磨ゾーンを備え、前記１つ以上の研磨ゾーンにおいて、研磨体と前記被研磨物との間に研磨剤を介在させた状態で、前記研磨体と前記被研磨物との間に荷重を加え、かつ相対移動させることにより、前記被研磨物を研磨する、研磨装置において、前記被研磨物の研磨状況をその研磨中にモニタする研磨状況モニタ装置、及び、前記被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置が、前記１つ以上の研磨ゾーンのうちの少なくとも１つの研磨ゾーンに併設されたものである。
【００２８】
本発明の第１９の態様による研磨装置は、前記第１８の態様において、前記１つ以上の研磨ゾーンの数が２以上であり、前記被研磨物は前記１つ以上の研磨ゾーンで順次研磨され、前記残膜モニタ装置は、前記１つ以上の研磨ゾーンのうち前記被研磨物が２番目以降に研磨される研磨ゾーンのうちの少なくとも１つの研磨ゾーンに、設置されたものである。
【００２９】
本発明の第２０の態様による研磨装置は、前記第１７乃至第１９のいずれかの態様において、前記残膜モニタ装置は、前記研磨状況モニタ装置のモニタ結果に従って前記被研磨物の研磨が停止された後に、前記研磨残り膜の状況をインラインでモニタし、当該研磨装置は、前記残膜モニタ装置のモニタ結果に応じて異なる動作を行うものである。
【００３０】
本発明の第２１の態様による研磨装置は、前記第２０の態様において、前記残膜モニタ装置のモニタ結果が前記研磨残り膜が存在することを示す場合に、前記研磨残り膜が減るかあるいはなくなるように前記被研磨物を研磨するものである。
【００３１】
本発明の第２２の態様による研磨装置は、前記第１６乃至第２１のいずれかの態様において、前記残膜モニタ装置は、前記被研磨物が研磨位置に保持された状態で、前記研磨残り膜の状況をモニタするものである。
【００３２】
本発明の第２３の態様による研磨装置は、前記第１６乃至第２２のいずれかの態様において、前記残膜モニタ装置は、前記研磨体が被研磨物の直上付近から退避した状態で、前記研磨残り膜の状況をモニタするものである。
【００３３】
本発明の第２４の態様による研磨装置は、前記第１６乃至第２３のいずれかの態様において、前記残膜モニタ装置が前記第１乃至第１５のいずれかの態様による残膜モニタ装置であるものである。
【００３４】
本発明の第２５の態様による研磨装置は、前記第２４の態様において、前記照明光は、当該研磨装置の天井の所定領域又は天井付近に設けられた部材の所定領域を経由して、あるいは、前記天井の所定領域又は天井付近に設けられた部材の所定領域から発せられて、前記被研磨物の表面の全域あるいは広範な領域を照射するものである。
【００３５】
本発明の第２６の態様による研磨装置は、前記第１６乃至第２５のいずれかの態様において、前記被研磨物が半導体ウエハであるものである。
【００３６】
本発明の第２７の態様による半導体デバイス製造方法は、前記第１６乃至第２６のいずれかの態様による研磨装置を用いて、半導体ウエハの表面を平坦化する工程を有するものである。
【００３７】
本発明の第２８の態様による半導体デバイスは、前記第２７の態様による半導体デバイス製造方法により製造されるものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による残膜モニタ装置、研磨装置、半導体デバイス製造方法及び半導体デバイスについて、図面を参照して説明する。
【００３９】
図１は、本発明の一実施の形態による研磨装置１を模式的に示す概略上面図である。図２は、図１に示す研磨装置１のウエハの処理の様子を示す概略上面図である。図面表記の便宜上、図１では、後述する残膜モニタ装置４００を省略し、図２では、後述する研磨状況モニタ装置５０ａを省略している。
【００４０】
本実施の形態による研磨装置１は、被研磨物としての半導体ウエハを３ステージの研磨工程で精密に平坦研磨するＣＭＰ装置の例である。
【００４１】
この研磨装置１は、図１及び図２に示すように、大きくカセットインデックス部１００、ウエハ洗浄部２００、研磨部３００から構成されており、各部はそれぞれ仕切られてクリーンチャンバが構成される。なお、各室間には自動開閉式のシャッタを設けても良い。
【００４２】
カセットインデックス部１００は、複数枚のウエハを保持したカセット（キャリアとも称する）Ｃ１〜Ｃ４を載置するウエハ載置テーブル１２０と、未加工ウエハをカセットから取り出して洗浄部２００の洗浄機仮置き台２１１に搬入し、また研磨加工後にウエハ洗浄部２００で洗浄された加工済みウエハをカセットに収納する第１搬送ロボット１５０とを有して構成されている。
【００４３】
第１搬送ロボット１５０は２本の多関節アーム１５３ａ，１５３ｂを有する多関節アーム型のロボットであり、基台１５１とこの基台１５１上に水平旋回及び昇降作動自在な旋回台１５２、旋回台１５２上に取り付けられた２本の多関節アーム１５３ａ，１５３ｂ、それぞれの多関節アーム１５３ａ，１５３ｂの先端部に各アームに対して伸縮自在に取り付けられたＡアーム１５５ａ及びＢアーム１５５ｂ（Ｂアーム１５５ｂはＡアーム１５５ａの下方にオフセット配置されており、図１及び図２において上下に重なって位置している）等から構成されている。Ａアーム１５５ａ及びＢアーム１５５ｂの先端部にはウエハを載置して吸着保持する保持部が形成されている。また、基台１５１には床面に配設されたリニアガイド１６０に沿って水平移動自在な直線移動装置が設けられている。
【００４４】
このため、第１搬送ロボット１５０は、リニアガイド１６０に沿って目的とするカセットの前方に移動し、旋回台１５２を水平旋回及び昇降作動させてＡアーム１５５ａ又はＢアーム１５５ｂを目的とするスロット高さに移動させ、多関節アーム１５３ａ及びＡアーム１５５ａ、又は多関節アーム１５３ｂ及びＢアーム１５５ｂを作動させてＡアーム１５５ａ又はＢアーム１５５ｂの先端部の保持部で目的スロット中の未加工ウエハを吸着保持して取り出し、あるいは目的スロットに加工済みウエハを収納することができる。
【００４５】
なお、上下方向にオフセットして配置されるこれら２対のアーム１５５ａ，１５５ｂは機能上等価に構成されており、いずれを取り出し用又は収納用として用い、あるいは一方のアームのみを両方の用途に用いる構成とすることもできるが、図示する研磨装置では未加工ウエハを下側のＢアーム１５５ｂでカセットから取り出し、洗浄後の加工済みウエハを上側のＡアーム１５５ａでカセットに収納するように設定している。
【００４６】
ウエハ洗浄部２００は、第１洗浄室２１０、第２洗浄室２２０、第３洗浄室２３０及び乾燥室２４０の４室構成からなり、研磨加工済みのウエハが第１洗浄室２１０→第２洗浄室２２０→第３洗浄室２３０→乾燥室２４０のように順次送られて研磨加工部３００で付着したスラリや研磨加工液、研磨摩耗粉等の除去洗浄が行われる。例えば、第１洗浄室２１０では回転ブラシによる両面洗浄、第２洗浄室２２０では超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第３洗浄室２３０では純水によるスピナー洗浄、乾燥室２４０では窒素雰囲気下における乾燥処理が行われるように構成されている。なお、研磨加工前の未加工ウエハは上記洗浄工程を経ることなく、カセットインデックス部１００から洗浄機仮置き台２１１を介してウエハ洗浄部２００を通過しウエハ研磨部３００に搬入される。
【００４７】
研磨部３００は、４分割されてステッピングモータ等の作動により９０度ごとに回動送りされるインデックステーブル３４０と、インデックステーブル３４０の位置決め停止位置に対応してインデックステーブル３４０を外周から取り囲むように設けられた第１研磨ステージ３１０、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０、及びインデックステーブル３４０に未加工ウエハを搬入し加工済みウエハを搬出する搬送ステージ３５０などから構成されている。なお、研磨ステージは、研磨ゾーンあるいは研磨室と呼ぶ場合もある。
【００４８】
４分割されたインデックステーブル３４０の各々の区画には、ウエハを裏面から吸着保持するチャックＶ１〜Ｖ４がテーブル上面に露出して配設されており、各チャックＶ１〜Ｖ４はインデックステーブル３４０に水平面（図１中の紙面と平行な面）内で回転自在に支持されるとともに、インデックステーブル３４０の内部に設けられた電動モータやエアモータ等の駆動手段により高速回転及び停止保持が自在に取り付けられている。なお、チャックＶ１〜Ｖ４の直径はウエハ直径よりもわずかに小径に形成されており、チャックＶ１〜Ｖ４に保持されたウエハの外周端部を把持可能に構成されている。
【００４９】
第１研磨ステージ３１０、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０の３つの研磨ステージには、それぞれ、インデックステーブル３４０に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な研磨アーム３１１，３２１，３３１が設けられている。各研磨アーム３１１，３２１，３３１の先端部には研磨アーム３１１，３２１，３３１から垂下して水平面内に高速回転自在な研磨ヘッド（図示せず）が取り付けられており、その下端面にウエハとの相対回転によりウエハを平坦研磨する研磨体としての研磨パッドを有している。また、各研磨ステージには、研磨パッドの表面をドレスアップするパッドドレッサ３１７，３２７，３３７と、研磨パッドを自動交換するパッド交換装置３１８，３２８，３３８が取り付けられている。
【００５０】
各研磨ステージにおける研磨アームとチャック、パッドドレッサ、パッド交換装置とは、研磨アーム先端の研磨ヘッドの揺動半径上に位置するように相対位置が規定されている。このため、例えば、第１研磨ステージ３１０において研磨加工を行うときには、研磨アーム３１１を揺動させて研磨ヘッドをチャックＶ４上に移動させ、研磨ヘッド及びチャックＶ４を相対回転させるとともに研磨アーム３１１を降下させることにより研磨パッドをウエハ上に押圧させて研磨加工を行う。なお、研磨加工の際に、研磨剤（スラリー）が研磨パッドとウエハとの間に介在されることは、言うまでもない。そして、研磨加工の最終段階には、不図示の水供給装置によって被研磨物上の研磨剤を洗い流した後、例えばチャックを回転することで水切りを行う。
【００５１】
研磨加工をすべて終了して研磨アーム３１１をわずかに上昇させるとインデックステーブル３４０を回動させることができる。このとき所定の研磨回数ごとに研磨アーム３１１を揺動させてパッドドレッサ３１７で研磨パッドの目詰まりや目の不揃いを修正する目立て（ドレスアップ）を行い、また所定研磨時間が経過したときには研磨アーム３１１をさらに揺動させて研磨パッドをパッド交換装置３１８上方に移動させ、この装置により研磨パッドの自動交換を行う。
【００５２】
なお、パッドドレッサはインデックステーブル３４０における各チャックのすぐ脇に隣接して設置しても良い。このような配置によれば、研磨加工中にウエハ外周からはみ出した研磨パッドのドレスアップを研磨加工中に行うことができ、これにより、研磨に要する時間をさらに短縮させることができる。
【００５３】
研磨アーム３１１にはアームの揺動角度位置を検出するアーム位置検出器（図示せず）が取り付けられており、研磨アーム３１１の研磨加工位置やドレスアップ位置等を検出している。
【００５４】
また、各研磨ステージには、図１に示すように、研磨加工中のウエハの研磨状況を光学的にモニタする研磨状況モニタ装置５０ａが取り付けられ、研磨加工中の膜厚減少などがリアルタイムで検出可能となっている。この研磨状況モニタ装置５０ａとしては、例えば、特開２０００−４０６８０号公報に開示されている装置を用いることができる。本実施の形態では、研磨状況モニタ装置５０ａは、各研磨ステージの研磨アームとおおよそ平行に延び水平方向に揺動自在のアーム６１を有している。このアーム６１には光ファイバ等が内蔵され、アーム６１の先端部から、チャックに保持されて研磨加工中のウエハ上にプローブ光を局所的に照射するとともにウエハからの反射光を受光して所定箇所に導かれるようになっている。アーム６１は、研磨アームとの機械的な干渉を避けるために研磨加工中に研磨アームと同期して揺動されるようになっている。本実施の形態では、研磨状況モニタ装置５０ａは、アーム６１の先端部がウエハ上に位置しているときに得られるウエハからの反射光に基づいて、研磨状況がモニタされる。
【００５５】
以上の構成及び作動は、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０においても同様である。
【００５６】
そして、本実施の形態では、図２に示すように、第２研磨ステージ３２０及び第３研磨ステージ３３０にはそれぞれ、ウエハの被研磨面（本実施の形態では上面）の全域における研磨残り膜の状況をモニタする残膜モニタ装置４００（厳密には、その光学系）が設けられている。なお、本発明では、残膜モニタ装置は、必ずしもウエハの被研磨面の全域における研磨残り膜の状況ではなく、被研磨面の広範な領域における研磨残り膜の状況をモニタしてもよい。残膜モニタ装置４００については、後に図５等を参照して詳述するので、ここでは、簡単な説明に留める。各残膜モニタ装置４００は、各ステージ３２０，３３０に位置しているチャック（ウエハ保持部）上にチャッキングされているウエハ、すなわち、各ステージ３２０，３３０の研磨位置に保持されているウエハの全域に照明光を照射し、その照明光により照明されたウエハ全域の像の画像情報を取得し、この画像情報に基づいて、ウエハ上の研磨残り膜の状況を示すモニタ結果を得る。本実施の形態では、このように研磨位置に保持されているウエハに照明光を照射してウエハの画像情報を取得するので、残膜モニタ装置４００がウエハ上の研磨残り膜の状況をモニタする際には、当該研磨ステージにおける研磨加工が一旦停止された後に、研磨アームの揺動によって研磨ヘッド及び研磨アームを、チャックの直上から退避させて残膜モニタ装置４００の光路から退避させる。また、研磨状況モニタ装置５０ａのアーム６１も、前記光路を遮る可能性がある場合には、前記光路から退避させる。本実施の形態では、残膜モニタ装置４００は、モニタ結果として、ウエハ上の研磨残り膜の有無、及び、研磨残り膜の位置に関する情報が、得られるようになっている。
【００５７】
搬送ステージ３５０には、第２搬送ロボット３６０と第３搬送ロボット３７０とが配設されている。第２搬送ロボット３６０は、前述した第１搬送ロボット１５０と同様の多関節アーム型のロボットであり、水平旋回及び昇降作動自在な旋回台３６２上に揺動自在に取り付けられた２本の多関節アーム３６３ａ，３６３ｂ及び各多関節アーム３６３ａ，３６３ｂの先端部に伸縮自在に取り付けられたＡアーム３６５ａ及びＢアーム３６５ｂから構成されている。Ａアーム３６５ａとＢアーム３６５ｂとは上下にオフセットして配置されるとともに、両アーム３６５ａ，３６５ｂの先端部にはウエハを載置して吸着保持する保持部が形成されている。
【００５８】
第３搬送ロボット３７０は、インデックステーブル３４０に対して水平方向に揺動自在かつ鉛直方向に上下動自在な揺動アーム３７１と、この揺動アーム３７１の先端部に揺動アーム３７１に対して水平旋回自在に取り付けられた回動アーム３７２、回動アーム３７２の両端部に縣吊されてウエハの外周端部を把持するＡクランプ３７５ａ及びＢクランプ３７５ｂなどから構成されている。Ａクランプ３７５ａとＢクランプ３７５ｂとは回動アーム３７２の回動中心から同一距離の回動アーム端部に配設されている。また、図１に示す状態は第３搬送ロボット３７０の待機姿勢を示しており、図におけるＡクランプ３７５ａとＢクランプ３７５ｂとの下方には、それぞれ未加工のウエハを載置するＡ仮置き台３８１と、研磨加工済みのウエハを載置するＢ仮置き台３８２とが設けられている。
【００５９】
このため、第３搬送ロボット３７０の揺動アーム３７１を揺動作動させ、さらに回動アーム３７２を旋回作動させることによりＡクランプ３７５ａ又はＢクランプ３７５ｂをインデックステーブル３４０のチャックＶ１上に移動させることができ、当該位置で揺動アーム３７１を下降させてＡクランプ３７５ａ又はＢクランプ３７５ｂでチャック上のウエハを外周クランプして受け取り、あるいはチャック上に新たなウエハを載置保持させることができる。
【００６０】
なお、研磨加工後のウエハにはスラリを含んだ研磨加工液が付着していることから、研磨加工前のウエハを搬入するアーム及びクランプと、研磨加工後のウエハを搬出するアーム及びクランプとを区別し、上下にオフセットされたＡ，Ｂアーム３６５ａ，３６５ｂのうち上方に位置するＡアーム３６５ａを未加工ウエハの搬入用アーム、下方に位置するＢアーム３６５ｂを搬出用アームに、また、Ａクランプ３７５ａを搬入用クランプ、Ｂクランプ３７５ｂを搬出用クランプとして規定している。
【００６１】
次に、以上のように構成される研磨装置１の動作について、説明する。以下の説明では、図３（ａ）に示すようにシリコン基板５１に配線溝を形成し、この溝上にＴｉＮやＴａＮ等のバリア層５２を形成し、さらにその上から銅の導電層５３を形成させた状態（本明細書において未加工ウエハという）から、導電層５３及びバリア層５２をＣＭＰ法により第１次研磨加工Ｐ１、第２次研磨加工Ｐ２、第３次研磨加工Ｐ３の３段階の研磨加工で平坦に研磨し、シリコン基板５１上に図３（ｂ）に示すような導体配線溝５３ａを形成するＣｕ−ＣＭＰプロセスを行う場合を例にして、説明する。
【００６２】
以下の例では、第１次研磨加工Ｐ１、第２次研磨加工Ｐ２及び第３次研磨加工Ｐ３は、第１研磨ステージ３１０、第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０でそれぞれ行われるようになっている。
【００６３】
なお、第２次研磨加工Ｐ２及び第３次研磨加工Ｐ３では、研磨加工終点の制御が必要であるため、研磨状況モニタ装置５０ａによる研磨終点の検出で、一旦研磨加工を終了させる。一方、第１次研磨加工Ｐ１は第２次研磨加工Ｐ２の前段的研磨加工であり、終点検出を行うまでもない。そこで、第１次研磨加工Ｐ１は、時間管理で研磨加工を終了させることとし、所定の研磨加工時間ｔｐ１で終了させる。
【００６４】
図２には、カセットインデックス部１００のカセットＣ１にセットされた未加工ウエハＷｄが、研磨部３００で順次研磨処理されて図３（ｂ）に示す加工済みウエハＷｐとなり、ウエハ洗浄部２００で洗浄処理されてカセットインデックス部１００のカセットＣ４に収納されるまでのウエハの流れを、点線と矢印を付して示している。なお、各搬送ロボット１５０，３６０，３７０やインデックステーブル３４０、チャックＶ１〜Ｖ４、研磨アーム３１１，３２１，３３１、研磨ヘッド等の作動は図示しないパーソナルコンピュータ等からなる制御部によって制御され、この制御部は予め設定された制御プログラムに基づいてこれらの作動制御を行う。
【００６５】
まず、研磨装置１が起動され研磨加工が開始されると、第１搬送ロボット１５０がカセットＣ１の位置に移動し、旋回台１５２を水平旋回及び昇降作動させてＢアーム１５５ｂを目的とするウエハのスロット高さに移動させ、多関節アーム１５３ｂ及びＢアーム１５５ｂを伸長作動させてＢアーム１５５ｂ先端の保持部でスロット内の未加工ウエハＷｄを吸着保持し、両アームを縮長作動させて引き出す。そして、旋回台１５２を１８０度旋回作動させてウエハ洗浄部２００に向かい、この洗浄部２００に設けられた洗浄機仮置き台２１１上に未加工ウエハＷｄを載置する。
【００６６】
ウエハ洗浄室２００を挟んで対峙する搬入ステージ３５０の第２搬送ロボット３６０は、未加工ウエハＷｄが仮置き台２１１に載置されると、旋回台３６２を作動させてＡアーム３６５ａ先端部が洗浄機仮置き台２１１に向かうように旋回し、多関節アーム３６３ａ及びＡアーム３６５ａを伸長作動させてＡアーム先端の保持部で洗浄機仮置き台２１１上の未加工ウエハＷｄを吸着保持する。そして、未加工ウエハＷｄを保持すると多関節アーム３６３ａ及びＡアーム３６５ａを縮長作動させるとともに旋回台３６２を旋回作動させて反転し、再び多関節アーム３６３ａ及びＡアーム３６５ａを伸長作動させて未加工ウエハＷｄをＡ仮置き台３８１上に載置する。
【００６７】
未加工ウエハＷｄがＡ仮置き台３８１上に載置されると、第３搬送ロボット３７０が下降作動してＡクランプ３７５ａで未加工ウエハＷｄを把持し、把持後所定高さまで上昇作動した待機位置でインデックステーブル３４０の位置決め完了するまで待機する（待機姿勢）。インデックステーブル３４０が位置決め停止すると揺動アーム３７１及び回動アーム３７２を揺動作動及び回動作動させて未加工ウエハをチャックＶ１上に載置し吸着保持させる。そして第３搬送ロボット３７０はクランプ解除後上昇し、揺動アーム３７１及び回動アーム３７２を揺動作動及び回動作動させて次の未加工ウエハＷｄをＡクランプ３７５ａで把持し、所定高さの待機位置で次のインデックス作動まで待機する。
【００６８】
以降、研磨部３００における研磨加工が開始される。図４はこのようにして搬入ステージ３５０に搬入された未加工ウエハＷｄが第１研磨ステージ３１０から第２研磨ステージ３２０、第３研磨ステージ３３０を経て搬送ステージ３５０から搬出されるまでの流れをフローチャートとして示している。以下、図４を交えて各研磨ステージにおける研磨加工について説明する。
【００６９】
なお、以下の説明では１つの未加工ウエハＷｄが各ステージで加工されて加工済みウエハとして収納されるまでの進行を時系列で説明するが、各ステージにはインデックステーブル３４０の回動作動ごとに順次新たなウエハが搬入され、インデックステーブル３４０の回動作動ごとに新たな加工済みウエハが搬出され、各ステージでは異なるウエハに関する動作が同時に並行して行われる。
【００７０】
未加工ウエハＷｄがチャックＶ１上に吸着保持され、第３搬送ロボット３７０がインデックステーブル３４０の上方から待避すると（ステップＳ１）、ステップＳ２でインデックステーブル３４０を図１及び図２中の右回り（時計回り）に９０度回動作動させ、未加工ウエハＷｄを第１研磨ステージ３１０（図１及び図２におけるＶ４位置）に位置決めする。このとき、同時に、研磨アーム３１１を揺動作動させて研磨ヘッドを未加工ウエハＷｄ上に移動させる。
【００７１】
インデックステーブル３４０が位置決め停止すると、ステップＳ３に進み、研磨ヘッドとチャックＶ１とを例えば反対方向に高速回転させるとともに研磨アーム３１１を下降させて研磨ヘッド下端の研磨パッドをウエハ上に押圧させ、第１次研磨加工Ｐ１を行う。研磨加工中には研磨ヘッドの軸心からスラリを供給しながら研磨パッドがウエハの回転中心と外周端部との間を往復動するように微小範囲で研磨アーム３１１を揺動作動させてウエハを均一に平坦研磨する。搬送ステージ３５０では、第１次研磨加工中に、新たな未加工ウエハが第３搬送ロボット３７０によりチャックＶ２上に搬入される。
【００７２】
第１研磨ステージ３１０での第１次研磨加工Ｐ１は前述したように時間制御であり、所定の研磨加工時間ｔｐ１が経過すると（ステップＳ４）、研磨アーム３１１を上昇させて第１研磨ステージ３１０での研磨加工を停止し（ステップＳ５）、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、インデックステーブル３４０の作動が可能であるか否か（すなわち、第１研磨ステージ３１０以外のステージでの動作が完了したか否か）を判定し、可能でなければ可能となるのを待ち、可能であればステップＳ７に進む。
【００７３】
ステップＳ７では、インデックステーブル３４０を再び右回りに９０度回動作動させ、第１次研磨加工Ｐ１が終了したウエハを第２研磨ステージ３２０（図１及び図２におけるＶ３位置）に位置決めする。このとき、同時に、研磨アーム３２１を揺動作動させて研磨ヘッドをウエハ上に移動させる。そして、ステップＳ８に進んで、研磨アーム３２１を下降させ、上記第１次研磨加工Ｐ１と同様の作動により、第２研磨ステージ３２０での研磨加工（第２次研磨加工Ｐ２）を行う。
【００７４】
第２研磨ステージ３２０での第２次研磨加工Ｐ２は、いわゆる終点検出加工である。第２研磨ステージ３２０の研磨状況モニタ装置５０ａで検出される加工膜厚が予め設定された所定の膜厚まで減少したと判断されるとき（ステップＳ９）に、研磨アーム３２１を上昇させ第２研磨ステージ３２０での研磨加工を停止すると共に、被研磨物上の研磨剤（スラリー）を洗い流すための洗浄、水切りを行う（ステップＳ１０）。
【００７５】
次に、制御部は、研磨ヘッド及び研磨アーム３２１をチャックの直上から退避させ、第２研磨ステージ３２０の残膜モニタ装置４００に、ウエハ上の研磨残り膜（ここでは、銅の残り膜（図３中の導電層５３のうちの導体配線溝５３ａ以外の部分））の状況をモニタさせる（ステップＳ１１）。そして、残膜モニタ装置４００から研磨残り膜が存在しない旨のモニタ結果が得られた場合（ステップＳ１２でＮＯ）は、ステップＳ１４に進む。
【００７６】
一方、残膜モニタ装置４００から研磨残り膜が存在する旨のモニタ結果が得られた場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）は、再び、研磨アーム３２１を揺動作動させて研磨ヘッドをウエハ上に移動させ、更に研磨アーム３２１を下降させ、ステップＳ８の研磨加工と同様の作動により、第２研磨ステージ３２０での追加の研磨加工を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の研磨加工は、時間制御で行い、所定時間を継続した後に停止し、ステップＳ１０へ戻る。したがって、ステップＳ１３では、研磨ステージ３２０の研磨状況モニタ装置５０ａの作動は不要である。ステップＳ１３の研磨加工は、時間制御であるか終点検出加工であるかの点を除き、ステップＳ８の研磨加工と同一の研磨加工条件で行い、ウエハを全体的に研磨してもよい。もっとも、例えば、ステップＳ１１で残膜モニタ装置４００から、モニタ結果として研磨残り膜の位置に関する情報が得られる場合は、ステップＳ１０の研磨加工は、その情報に応じて、その位置の付近だけ部分的に研磨するかあるいはその位置の付近を重点的に研磨するような、研磨加工条件（研磨ヘッドの回転中心位置の設定、研磨揺動の有無の設定、チャックの回転条件の設定など）で、行ってもよい。
【００７７】
以上の説明からわかるように、ステップＳ１４に進む際には、ステップＳ８の後にウエハ上に研磨残り膜が存在していても、ステップＳ１３の追加研磨加工により研磨残り膜が除去された状態となる。換言すれば、第２研磨ステージ３２０での第２次研磨加工Ｐ２が完了したときに、ステップＳ１４に進むことになる。
【００７８】
ステップＳ１４では、インデックステーブル３４０の作動が可能であるか否か（すなわち、第２研磨ステージ３２０以外のステージでの動作が完了したか否か）を判定し、可能でなければ可能となるのを待ち、可能であればステップＳ１５に進む。
【００７９】
ステップＳ１５では、インデックステーブル３４０を再び右回りに９０度回動作動させ、第２次研磨加工Ｐ２が終了したウエハを第３研磨ステージ３３０（図におけるＶ２位置）に位置決めする。そして、研磨アーム３３１を下降させて上述したと同様の作動により第３研磨ステージ３３０での研磨加工（第３次研磨加工Ｐ３）を行う（ステップＳ１６）。
【００８０】
第３研磨ステージ３３０での第３次研磨加工Ｐ３も、ステップＳ８の第２次研磨加工Ｐ２と同様に、いわゆる終点検出加工である。第３研磨ステージ３３０の研磨状況モニタ装置５０ａで検出される加工膜厚が予め設定された所定の膜厚まで減少したと判断されるとき（ステップＳ１７）に、研磨アーム３３１を上昇させて第３研磨ステージ３３０での研磨加工を停止する（ステップＳ１８）。そして、研磨ヘッド及び研磨アーム３３１をチャックの直上から退避させ、第３研磨ステージ３３０の残膜モニタ装置４００に、ウエハ上の研磨残り膜（ここでは、バリア層５２の残り膜（図３（ａ）中のバリア層５２のうち図３（ｂ）のように残るべき部分以外の部分））の状況をモニタさせる（ステップＳ１９）。そして、残膜モニタ装置４００から研磨残り膜が存在しない旨のモニタ結果が得られた場合（ステップＳ２０でＮＯ）は、ステップＳ２２に進む。
【００８１】
一方、残膜モニタ装置４００から研磨残り膜が存在する旨のモニタ結果が得られた場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）は、再び、研磨アーム３３１を揺動作動させて研磨ヘッドをウエハ上に移動させ、更に研磨アーム３３１を下降させ、ステップＳ１６の研磨加工と同様の作動により、第３研磨ステージ３３０での追加の研磨加工を行う（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の研磨加工は、時間制御で行い、所定時間を継続した後に停止し、ステップＳ１８へ戻る。したがって、ステップＳ２１では、研磨ステージ３３０の研磨状況モニタ装置５０ａの作動は不要である。ステップＳ２１の研磨加工は、時間制御であるか終点検出加工であるかの点を除き、ステップＳ１６の研磨加工と同一の研磨加工条件で行い、ウエハを全体的に研磨してもよい。もっとも、例えば、ステップＳ１９で残膜モニタ装置４００から、モニタ結果として研磨残り膜の位置に関する情報が得られる場合は、ステップＳ２１の研磨加工は、その情報に応じて、その位置の付近だけ部分的に研磨するかあるいはその位置の付近を重点的に研磨するような、研磨加工条件（研磨ヘッドの回転中心位置の設定、研磨揺動の有無の設定、チャックの回転条件の設定など）で、行ってもよい。
【００８２】
以上の説明からわかるように、ステップＳ２２に進む際には、ステップＳ１７の後にウエハ上に研磨残り膜が存在していても、ステップＳ２１の追加研磨加工により研磨残り膜が除去された状態となる。換言すれば、第３研磨ステージ３３０での第３次研磨加工Ｐ３が完了したときに、ステップＳ２２に進むことになる。
【００８３】
ステップＳ２２では、インデックステーブル３４０の作動が可能であるか否か（すなわち、第３研磨ステージ３３０以外のステージでの動作が完了したか否か）を判定し、可能でなければ可能となるのを待ち、可能であればステップＳ２３に進む。
【００８４】
ステップＳ２３ではインデックステーブル３４０を再び右回りに９０度回動作動させ第３次研磨加工Ｐ３が終了したウエハを搬送ステージ３５０（図１及び図２におけるＶ１位置）に位置決めする。インデックステーブル３４０が位置決め停止すると、第３搬送ロボット３７０が揺動アーム３７１及び回動アーム３７２を揺動作動及び回動作動させて研磨加工が終了した加工済みウエハＷｐを搬出するともに（ステップＳ２４）、次の未加工ウエハＷｄをチャックＶ１上に搬入してチャックＶ１に吸着保持させ、再びステップＳ１に戻る。
【００８５】
加工済みウエハＷｐがＢ仮置き台３８２に載置され第３搬送ロボット３７０が待機位置で停止すると、第２搬送ロボット３６０は旋回台３６２、多関節アーム３６３ｂ及びＢアーム３６５ｂを作動させてＢアーム先端の保持部でＢ仮置き台３８２上の加工済みウエハＷｐを吸着保持し、旋回台３６２を旋回作動、多関節アーム３６３ｂ及びＢアーム３６５ｂを伸長作動させてさせて洗浄部２００の洗浄機入口２１６に加工済みウエハＷｐを載置する。
【００８６】
洗浄部２００では、第１洗浄室２１０で回転ブラシによる両面洗浄、第２洗浄室２２０で超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第３洗浄室２３０で純水によるスピナー洗浄、乾燥室２４０で窒素雰囲気下における乾燥処理が行われる。そして、このようにして洗浄された完成品ウエハは、カセットインデックス部１００における第１搬送ロボット１５０のＡアーム１５５ａにより洗浄部２００から取り出され、カセットＣ４の指定スロットに収納される。
【００８７】
本実施の形態では、前述したように、第２研磨ステージ３２０に残膜モニタ装置４００を設け、第２研磨ステージ３２０において研磨残り膜がある場合にはステップＳ１３の追加研磨加工を行っている。したがって、本実施の形態によれば、第２研磨ステージ３２０における第２次研磨加工Ｐ２を、図３中の銅の導電層５３の残膜を精密に管理しつつ、行うことができる。このため、銅の導電層５３の残膜を確実になくすことにより電気的なショートを防止して、歩留りを向上させることができ、しかも、導体配線溝５３ａの削れ過ぎ（過剰研磨）を防止することができることから、電気抵抗の増加によるチップ性能の劣化や製品ばらつき等も低減することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、前述したように、第３研磨ステージ３３０に残膜モニタ装置４００を設け、第３研磨ステージ３３０において研磨残り膜がある場合にはステップＳ２１の追加研磨加工を行っている。したがって、本実施の形態によれば、第３研磨ステージ３３０における第３次研磨加工Ｐ３を、図３中のバリア層５２の残膜を精密に管理しつつ、行うことができる。このため、この点からも、より歩留りを向上させるとともに、電気抵抗の増加によるチップ性能の劣化や製品ばらつき等もより低減することができる。
【００８９】
なお、以上説明した実施の形態では、第２研磨ステージ３２０及び第３研磨ステージ３３０の両方に残膜モニタ装置４００を設け、第２研磨ステージ３２０において研磨残り膜がある場合にはステップＳ１３の追加研磨加工を行うとともに、第３研磨ステージ３３０において研磨残り膜がある場合にはステップＳ２１の追加研磨加工を行う例である。しかしながら、例えば、前記実施の形態において、第３研磨ステージ３３０の残膜モニタ装置４００を取り除き、ステップＳ１８〜２１を取り除いてステップＳ１７でＹＥＳの場合に直ちにステップＳ２２へ進んでもよい。
【００９０】
また、第２研磨ステージ３２０及び第３研磨ステージ３３０の残膜モニタ装置４００を全ウエハに対しては作動させず、必要に応じてロット毎に抜き取りで駆動させ、ロット毎に再研磨量を規定しても良い。この場合には、研磨状況モニタ装置５０ａで終点を検出した後に、引き続いて残膜除去のための規定条件で研磨を継続させて目的の工程（第２次研磨加工Ｐ２や第３次研磨加工Ｐ３）を終えることが可能である。
【００９１】
さらに、本実施の形態の説明では、Ｃｕ−ＣＭＰプロセスにおける精密な研磨コントロールを行う場合を例示したが、本発明は、かかる用途に限定されるものではなく、層間絶縁膜の加工プロセスやＳＴＩプロセス等のようなウエハ加工の他、石英基板やガラス基板、セラミック基板等の加工プロセスについても同様に適用可能である。
【００９２】
さらにまた、本実施の形態による研磨装置１は、４分割されたインデックステーブル３４０を用い、３段階の研磨ステージ３１０，３２０，３３０で研磨加工を行う研磨装置の例であった。一方、２段階の研磨ステージで研磨加工を行う場合も公知であるが、その場合は第２研磨ステージに残膜モニタ装置４００を設ければ、図５（ａ）に示すようにインデックステーブル３４６を小型化することができ、これにより省スペースの研磨装置を提供することができる。また、図５（ｂ）に示すようにインデックステーブル３４７を５分割して４段階の研磨ステージを設ける構成とすれば、適当な研磨ステージを選択し、１つのステージ又は複数のステージに残膜モニタ装置４００を設ければ良い。テーブル直径増大に伴い装置が幾分大型化するが、従来比で約２倍の高スループットを得ることができる研磨装置を提供することができる。図５（ｂ）の例では、第２研磨ステージと第４研磨ステージに残膜モニタ装置４００を設置してある。
【００９３】
次に、図１及び図２に示す研磨装置１において用いられている残膜モニタ装置４００について、図６及び図７を参照して詳しく述べる。また、残膜モニタ装置４００の一部の構成要素４０１，４０２，４０３については、図２にも示しているので、図２も参照されたい。
【００９４】
図６は、光学系が研磨ステージ３３０に設置された残膜モニタ装置４００を示す概略構成図である。図６中の光学系は、図２において矢印Ａの方向から見たものとして示している。図７は、残膜モニタ装置４００の光学系の配置を光学的に展開して示す図である。
【００９５】
ここでは、光学系が第３研磨ステージ３３０に設置された残膜モニタ装置４００について説明するが、光学系が第２研磨ステージ３２０に設置された残膜モニタ装置４００についても同様である。
【００９６】
残膜モニタ装置４００は、図６に示すように、２次元のＲＧＢカラーＣＣＤ４０１と、撮影レンズ４０２と、白色拡散反射板４０３と、白色光源４０４と、例えば画像処理回路又はマイクロコンピュータ等を用いて構成される処理部４０５と、ＣＲＴや液晶パネル等の表示部４０６と、記憶部４０７と、を備えている。
【００９７】
白色光源４０４としては、例えば、均一な分光スペクトルを持つストロボ光を発するストロボが用いられる。このストロボ光は、例えば、５４０ｎｍ付近を含むグリーンを含み、４００ｎｍから７００ｎｍの波長域に十分な分光スペクトルを持つ。なお、白色光源４０４が連続光を発するものでもよいことは、言うまでもない。
【００９８】
白色光源４０４から発した光は、図６及び７に示すように、白色拡散反射板４０３で反射され散乱されて、チャック（図６では図示せず。インデックステーブル３４０が図２に示す回動位置にある場合には、チャックＶ２）にチャッキングされているウエハＷｍの上面（被研磨面）の露光エリア（残膜の有無を観察すべきエリア）を、ほぼ均一に照明する。白色拡散反射板４０３は、ウエハＷｍの露光エリアをカバーするのに十分な面積を保有している。
【００９９】
ここで、白色拡散反射板４０３の最小限の寸法は、撮影レンズ４０２とウエハＷｍとの間隔をｈ１、ウエハＷｍと白色拡散反射板４０３との間隔をｈ２として、ウエハＷｍの露光エリアと相似の形を有し、ウエハＷｍの露光エリアに対して｛（ｈ１＋ｈ２）／ｈ１｝倍以上の寸法を有することが望ましく、白色拡散反射板４０３が均一な強度を有する場合は、捉えた画像も比較的均一な照度を得ることができる。この計算は、撮影レンズ４０２付近に入射瞳がある場合に適用できる。
【０１００】
ウエハＷｍに照射されウエハＷｍで反射された光によるウエハＷｍの露光エリアの像が、撮影レンズ４０２によってカラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像される。本実施の形態では、撮影レンズ４０２は、ウエハＷｍの像を実質的にボケが生ずることなくカラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像するようになっている。
【０１０１】
白色拡散反射板４０３、撮影レンズ４０２及びカラーＣＣＤ４０１のウエハＷｍに対する位置関係が、図６及び図７に示すように設定され、ウエハＷｍで正反射された光によるウエハＷｍの露光エリアの像が、カラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像されるようになっている。すなわち、ウエハＷｍの被研磨面の表面の露光エリアの明視野像が、カラーＣＣＤ４０１により撮像される。本実施の形態では、白色拡散反射板４０３は、この明視野像の背景をなし、ウエハＷｍを均一照明するための背景をなしている。
【０１０２】
本実施の形態では、白色拡散反射板４０３、撮影レンズ４０２及びカラーＣＣＤ４０１はいずれも、研磨ステージ３２０の天井３３３ａ付近に設置されており、スペースが有効に活用されている。
【０１０３】
なお、図６及び図７から理解できるように、白色拡散反射板４０３に代えて、例えば、集光鏡を用いてもよい。また、白色光源４０４及び白色拡散反射板４０３に代えて、白色透過拡散板等の透過部材と照明用白色光源とを一体となして面発光体を形成し天井３３３ａ付近に背景として配置してもよいし、透過部材のない、例えば有機エレクトロ・ルミネッセンスなどの面発光体を背景として天井３３３ａ付近に配置してもよい。さらに、白色拡散反射板４０３を取り除き、天井３３３ａ自体に白色拡散特性を持たせるようにしてもよい。
【０１０４】
ところで、本実施の形態では、図６及び図７に示すように、カラーＣＣＤ４０１及びレンズ４０２をウエハＷｍに対して傾斜させている。これに対し、図８に示すように、カラーＣＣＤ４０１及びレンズ４０２をウエハＷｍに対して平行に配置してもよい。なお、図８は、残膜モニタ装置４００の光学系の配置の変形例を展開して示す図である。本実施の形態では、図７の場合に比べて、ウエハＷｍを斜めに見ることによる画像の歪みや周辺のボケを生ずる可能性があるが、撮影レンズ４０２の焦点深度内に収めれば、本目的には問題なく使うことができる。本実施の形態の場合には、カラーＣＣＤ４０１及びレンズ４０２として、安価な既存のＣＣＤカメラを使うことができる利点がある。
【０１０５】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、白色光源４０４及び白色拡散反射板４０３が、複数の波長成分を含む照明光でウエハＷｍを照明する照明部を構成している。また、撮影レンズ４０２及びカラーＣＣＤ４０１が、前記照明光により照明されたウエハＷｍの被研磨面のほぼ全域の明視野像のカラー画像情報を取得する画像情報取得部を構成している。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、２次元カラーＣＣＤ４０１が用いられているので、ウエハＷｍの被研磨面のほぼ全域の明視野像のカラー画像情報が、実質的に一括して取得される。これに対し、例えば、２次元カラーＣＣＤ４０１に代えて１次元カラーＣＣＤを用い、その直線状の視野をウエハＷｍの中央付近から外周付近に至るように設定し、チャックと共にウエハＷｍを回転させることにより、前記直線状の視野がウエハＷｍの全体をスキャンするようにし、ウエハＷｍの回転位置（これは例えば回転エンコーダ等により検出し得る）と関連づけて、カラー画像情報を漸次に取得するようにしてもよい。
【０１０７】
処理部４０５は、カラーＣＣＤ４０１により取得されたカラー画像情報をデータとして内部のメモリ（図示せず）に取り込み、このカラー画像情報を処理することにより、ウエハＷｍの被研磨面の研磨残り膜の状況を示すモニタ結果を得る。
【０１０８】
本発明者の研究の結果、ウエハＷｍの被研磨面の研磨残り膜の状況に応じて、前記カラー画像情報の複数の色成分の強度の相対的な関係が変化することを見出し、その相対的な関係の変化から、ウエハＷｍの被研磨面の研磨残り膜の状況を知ることができることを見出した。これは、膜材料の反射光波長や膜が薄くなることによる干渉作用等に起因しているものと考えられる。そして、以下に説明するように、これらの事項を実験により確認した。
【０１０９】
本発明者は、前述した図３に示すようなＣｕ−ＣＭＰプロセスに関連して、図１０及び図１１に示す実験データを得た。所定の半導体製造工程を途中まで経て、更にＣｕ−ＣＭＰプロセスを、図３（ａ）に示すような第１次研磨加工Ｐ１及び第２次研磨加工Ｐ２まで終了させた複数のウエハを用意した。あるウエハについては、図４中のステップＳ１０までで終了させた後、引き続き所定時間余分に第２次研磨加工を行い、銅残りが存在しない状態にした。一方、他のウエハについては、図４中のステップＳ１０までで終了させ、銅残りが部分的に存在する状態にした。両者のウエハについてそれぞれ、図６に示すのと同様の手法により、カラー画像データを得た。各ウエハのカラー画像についてそれぞれ、量子化誤差の影響を低減するため、周知のスムージング処理（平滑化処理）を行った。
【０１１０】
そして、各ウエハのスムージング処理後のカラー画像の、両者のウエハの互いにほぼ対応する線分上の位置に相当する一列の画素列に関し、当該画素列の各画素のＧの強度値とＲの強度値を抽出するとともに各画素毎にＧ（緑）の強度値とＲ（赤）の強度値との差（Ｒ−Ｇ）を算出した。図１０は、銅残りが存在しないウエハのデータを示すグラフであり、横軸を前記一列の画素列中の画素の位置とし、縦軸を強度値として、各画素のＧの強度値、Ｒの強度値、及び差（Ｒ−Ｇ）をプロットしたものである。図１１は、銅残りが存在するウエハのデータを示すグラフであり、横軸を前記一列の画素列中の画素の位置とし、縦軸を強度値として、各画素のＧの強度値、Ｒの強度値、及び差（Ｒ−Ｇ）をプロットしたものである。図１０及び図１１において、横軸に対応して、実際に識別された銅残りのない領域、薄い銅残りのある領域、及び厚い銅残りのある領域を、併せて示している。なお、差（Ｒ−Ｇ）が、Ｇの強度値とＲの強度値との相対的な関係を示す値の一種であることは、言うまでもない。
【０１１１】
図１０及び図１１からわかるように、銅残りのない領域及び厚い銅残りのある領域では、Ｒの強度値がＧの強度値より大きくなる一方、薄い銅残りのある領域では、逆にＧの強度がＲの強度より大きくなっている。したがって、銅残りのない領域及び厚い銅残りのある領域では、差（Ｒ−Ｇ）が正（ここでは、ゼロも含むものとする。）となる一方、薄い銅残りのある領域では、差（Ｒ−Ｇ）が負となっている。よって、差（Ｒ−Ｇ）が負である箇所には薄い銅残りが存在することになり、その箇所の薄い銅残りの有無を知ることができる。
【０１１２】
一方、差（Ｒ−Ｇ）が正である場合には、銅残りのない領域であるかそれとも厚い銅残りのある領域であるかは判別できない。しかし、研磨加工により銅残りが部分的に生ずることを問題としているので、銅の膜厚はガウス分布のように変化し、厚い銅残りの周囲には必ず薄い銅残りが存在すると言える。したがって、ウエハの全域又は広範な領域内に銅残りがあるか否かを知る上で、銅残りのない領域であるかそれとも厚い銅残りのある領域であるかを判別できないことは、何ら支障を来さない。
【０１１３】
なお、差（Ｒ−Ｇ）によって薄い銅残りの有無を知ることができるので、比（Ｒ／Ｇ）によって薄い銅残りの有無を知ることができることは、言うまでもない。
【０１１４】
次に、光学系が研磨ステージ３２０に設けられた残膜モニタ装置４００の処理部４０５の動作の一例について、図９を参照して説明する。図９は、光学系が研磨ステージ３２０に設けられた残膜モニタ装置４００の処理部４０５の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【０１１５】
ここで、光学系が研磨ステージ３３０に設けられた残膜モニタ装置４００についてでなく、光学系が研磨ステージ３２０に設けられた残膜モニタ装置４００について説明するのは、光学系が研磨ステージ３２０に設けられた残膜モニタ装置４００がモニタする研磨残り膜が前述した実験例の場合と同じく銅残り膜であるため、理解が容易であるためである。
【０１１６】
処理部４０５は、動作を開始すると、ＣＣＤ４０１から得られたカラー画像情報のウエハ画像の縦横方向の画素の総数をカウントし、横方向の画素の最大座標値をｍａｘＸ、及び、縦方向の画素の最大座標値をｍａｘＹを得る（ステップＳ３１）。
【０１１７】
次に、処理部４０５は、量子化誤差の影響を低減するため、前記ウエハ画像に対して周知のスムージング処理（平滑化処理）を行う（ステップＳ３２）。この処理を行うことが好ましいが、必ずしも必要ではない。また、本実施の形態では、前述したように、撮影レンズ４０２は、ウエハＷｍの像を実質的にボケが生ずることなくカラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像するようになっているが、ウエハＷｍの像のＭＴＦにおいて、高い空間周波数をカットするために、ボケが生ずるようにカラーＣＣＤ４０１の撮像面に結像するようにしておけば、ステップＳ３２の処理を行わなくても、量子化誤差の影響を低減することができる。
【０１１８】
次いで、処理部４０５は、ステップＳ３２のスムージング処理が施されたウエハ画像のＲ成分（Ｒの強度値）Ｉｒ（ｘ，ｙ）及びＧ成分（Ｇの強度値）Ｉｇ（ｘ，ｙ）を抽出する（ステップＳ３３）。ただし、０≦ｘ≦ｍａｘＸ、０≦ｙ≦ｍａｘＹである。
【０１１９】
その後、処理部４０５は、差Ｉ（ｘ，ｙ）＝Ｉｒ（ｘ，ｙ）−Ｉｇ（ｘ，ｙ）を各画素毎に算出する（ステップＳ３４）。
【０１２０】
次に、処理部４０５は、ステップＳ３４で算出した差が正（ここではゼロを含む）であるか負であるかによって、各画素を２値化し、２値化画像を得る（ステップＳ３５）。ステップＳ３５により得た２値化画像の例を図１２に示す。図１２（ａ）はウエハに研磨残り膜（ここでは、銅の残り膜）がない場合を示し、図１２（ｂ）はウエハに薄い研磨残り膜（ここでは、銅の残り膜）が部分的に存在する場合を示している。図１２（ａ）（ｂ）において、白い領域はステップＳ３４で算出した差Ｉ（ｘ，ｙ）が正の画素の領域であり、濃い領域５０１〜５０４は、ステップＳ３４で算出した差Ｉ（ｘ，ｙ）が負の画素の領域であって薄い研磨残り膜の領域である。
【０１２１】
次いで、処理部４０５は、ステップＳ３５で得た画像中に差が負の画素の領域があるか否かによって、ウエハに研磨残り膜があるか否かを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３５により得た２値化画像を用いなくても、ステップＳ３４で得た各画素ごとの差Ｉ（ｘ，ｙ）から、同様の判定を行うことができることは、言うまでもない。
【０１２２】
その後、処理部４０５は、薄い銅残りの位置、すなわち、負のＩ（ｘ，ｙ）の位置（ｘ，ｙ）を抽出する（ステップＳ３７）。
【０１２３】
最後に、処理部４０５は、モニタ結果の出力・表示・記憶を行い（ステップＳ３８）、一連の処理を終了する。具体的には、ステップＳ３８において、処理部４０５は、ステップＳ３６で得た研磨残り膜の有無、及び、ステップＳ３７で得た薄い銅残りの位置（銅残りの位置に関する情報に相当）を、モニタ結果として前述した制御部へ出力する。また、処理部４０５は、カラーＣＣＤ４０１から得たカラー画像及びステップＳ３５で得た２値化画像を、表示部４０６に表示させるとともに、記憶部４０７に記憶させる。なお、図面には示していないが、記憶部４０７に記憶されたデータは、適宜パーソナルコンピュータ等に読み出せるようになっている。
【０１２４】
ここで、光学系が研磨ステージ３２０に設けられた残膜モニタ装置４００の処理部４０５の場合、この残膜モニタ装置４００がモニタする研磨残り膜がＴｉＮやＴａＮ等のバリア層５２であるため、この材料に合わせて、カラーＣＣＤ４０１から得たカラー画像からいずれの２つ以上の色に関する相対的な関係に基づいてモニタ結果を得るかを、適宜定めればよい。
【０１２５】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施の形態について説明する。図１３は、半導体デバイス製造プロセスを示すフローチャートである。半導体デバイス製造プロセスをスタートして、まずステップＳ２００で、次に挙げるステップＳ２０１〜Ｓ２０４の中から適切な処理工程を選択する。選択に従って、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４のいずれかに進む。
【０１２６】
ステップＳ２０１はシリコンウエハの表面を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶＤ等によりシリコンウエハ表面に絶縁膜を形成するＣＶＤ工程である。ステップＳ２０３はシリコンウエハ上に電極膜を蒸着等の工程で形成する電極形成工程である。ステップＳ２０４はシリコンウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。
【０１２７】
ＣＶＤ工程（Ｓ２０２）もしくは電極形成工程（Ｓ２０３）の後で、ステップＳ２０９に進み、ＣＭＰ工程を行うかどうかを判断する。行わない場合はステップＳ２０６に進むが、行う場合はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５はＣＭＰ工程であり、この工程では、本発明に係る研磨装置を用いて、層間絶縁膜の平坦化や、半導体デバイスの表面の金属膜の研磨によるダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）の形成等が行われる。
【０１２８】
ＣＭＰ工程（Ｓ２０５）または酸化工程（Ｓ２０１）の後でステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６はフォトリソグラフィ工程である。この工程では、シリコンウエハへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光によるシリコンウエハへの回路パターンの焼き付け、露光したシリコンウエハの現像が行われる。さらに次のステップＳ２０７は、現像したレジスト像以外の部分をエッチングにより削り、その後レジスト剥離を行い、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くエッチング工程である。
【０１２９】
次にステップＳ２０８で必要な全工程が完了したかを判断し、完了していなければステップＳ２００に戻り、先のステップを繰り返して、シリコンウエハ上に回路パターンが形成される。ステップＳ２０８で全工程が完了したと判断されればエンドとなる。
【０１３０】
本発明に係る半導体デバイス製造方法では、ＣＭＰ工程において本発明に係る研磨装置を用いているため、ＣＭＰ工程の加工精度が向上する。これにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて製造ばらつきの少ない半導体デバイスを製造することができる。また、本発明による半導体デバイス製造方法により製造された半導体デバイスでは、歩留りが高く、かつ、削り過ぎによる性能低下の少ない安定した半導体デバイスとなる。なお、上記半導体デバイス製造プロセス以外の半導体デバイス製造プロセスのＣＭＰ工程に本発明による研磨装置を用いても良く、同じくばらつきが少なく性能低下の少ない加工が達成される。
【０１３１】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３２】
例えば、本発明による研磨装置で用いる残膜モニタ装置は、前述した残膜モニタ装置に限定されるものではない。
【０１３３】
また、前述した実施の形態は、本発明による残膜モニタ装置がインラインでモニタを行うように本発明による研磨装置に組み込まれた例であるが、本発明による残膜モニタ装置は、オフラインでモニタを行うようにしてもよい。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被研磨物の被研磨面の全域あるいは広範な領域における研磨残り膜の状況を適切にモニタすることができる残膜モニタ装置を提供することができる。
【０１３５】
また、本発明によれば、歩留りが高くかつ削り過ぎ（過剰研磨）を防止することができる研磨装置を提供するができる。
【０１３６】
さらに、本発明によれば、従来の半導体デバイス製造方法に比べて、歩留りが向上するとともに製品ばらつきが小さく安定した半導体デバイスを製造することができる半導体デバイス製造方法、及び低コストで製品ばらつきの小さい半導体デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による研磨装置を模式的に示す概略上面図である。
【図２】図１に示す研磨装置のウエハの処理の様子を示す概略上面図である。
【図３】図１に示す研磨装置により研磨される半導体ウエハを模式的に示す概略断面図であり、図３（ａ）は研磨加工前のウエハ状態を、図３（ｂ）は研磨加工後のウエハ状態を示す。
【図４】図１に示す研磨装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図５】他の実施の形態による研磨装置の要部をそれぞれ模式的に示す概略上面図である。
【図６】図１に示す研磨装置において用いられている残膜モニタ装置を示す概略構成図である。
【図７】図１に示す残膜モニタ装置の光学系の配置を光学的に展開して示す図である。
【図８】残膜モニタ装置の光学系の配置の変形例を展開して示す図である。
【図９】図１に示す残膜モニタ装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【図１０】銅残りが存在しない場合の実験データを示す図である。
【図１１】銅残りが存在する場合の実験データを示す図である。
【図１２】図１に示す残膜モニタ装置の処理部により得られる処理画像の例を模式的に示す図であり、図１２（ａ）は銅残りが存在しない場合の状態を、図１２（ｂ）は銅残りが存在する場合の状態を示す。
【図１３】半導体デバイス製造プロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｓ２０５　ＣＭＰ工程（半導体ウエハを平坦化する工程）
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４　チャック
Ｗ　ウエハ（Ｗｄ　未加工ウエハ、Ｗｐ　加工済みウエハ、基板）
１　研磨装置
３１０，３２０，３３０　研磨ステージ
３４０，３４６，３４７　インデックステーブル
３５０　搬送ステージ
３７０　第３搬送ロボット（搬送装置）
３７１　揺動アーム
３７２　回動アーム
３７５ａ　Ａクランプ（第２ホルダ）
３７５ｂ　Ｂクランプ（第１ホルダ）
４０１　カラーＣＣＤ
４０２　撮像レンズ
４０３　白色拡散反射板
４０４　照明用白色光源
４０５　処理部
４０６　表示部
４０７　記憶部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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