(57)【要約】【課題】多品種の半導体デバイスを生産するラインにおいて、スループットを低下させるテスト研磨を行わなくても、研磨対象ウェハの品種もしくは工程の切り変えに応じて研磨時間を精度良く設定できる研磨方法およびそのシステムを提供する。【解決手段】研磨対象ウェハの品種もしくは工程毎の固有研磨パラメータとして基準ウェハからの研磨シフト量を予め求めておき、装置の現在の研磨能力を基準ウェハを用いて適宜に計測し、基準ウェハ研磨能力と製品ウェハ固有研磨シフト量から製品ウェハの研磨時間を正確に算出して研磨を行う。【選択図】　図１
2004047747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子もしくは配線のパターン形成過程にある複数品種の半導体製品デバイス化ウェハを対象とする化学的機械的研磨（ＣＭＰ）工程において、
基準とするウェハの研磨特性と上記半導体製品デバイス化ウェハの研磨特性との演算から、各々の半導体製品デバイス化ウェハ固有の研磨パラメータを求めるステップと、
上記基準ウェハを用いて研磨装置の研磨能力現状値を測定するステップと、
半導体製品デバイス化ウェハの品種の指定を受けて、該半導体製品デバイス化ウェハの必要研磨量と上記固有研磨パラメータと上記研磨能力現状値との演算から研磨時間を算出するステップと、
上記研磨時間だけ上記半導体製品デバイス化ウェハを研磨するステップと、
から成ることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨方法において、
ある任意の研磨レートを示す化学的機械的研磨（ＣＭＰ）装置により、平坦化するのに必要と想定される製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間だけ上記製品ウェハを研磨し、その時の研磨前膜厚測定値と研磨後膜厚測定値の差である製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量を求めるステップと、
上記化学的機械的研磨（ＣＭＰ）装置と同一の研磨レートを示す研磨装置により、上記製品ウェハと同じ膜質の基準となるウェハを上記製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間と同じ研磨時間だけ研磨した時の基準ウェハ等価研磨量を求めるステップと、
上記製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量から上記基準ウェハ等価研磨量を差し引いた製品ウェハ固有研磨シフト量を、予め各製品ウェハの各研磨工程毎に条件出し作業として求めて記憶手段に格納するステップと、
上記条件出し作業時と必ずしも同一な研磨レートを示すとは限らない化学的機械的研磨（ＣＭＰ）装置を用いて各製品ウェハを研磨する前に、上記基準ウェハを研磨することによって基準ウェハ研磨レート現状値を予め求めるステップと、
複数品種の中から指定された製品ウェハを指定された膜厚まで過不足なく研磨するための当該製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間を、研磨前膜厚測定値と研磨後膜厚目標値との差である研磨量目標値から上記製品ウェハ固有研磨シフト量を上記記憶手段から取得して差し引き、さらに上記基準ウェハ研磨レート現状値で割ることにより求めるステップと、
上記目標膜厚達成研磨時間だけ上記半導体製品デバイス化ウェハを研磨するステップと、
から成ることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項３】
請求項２記載の研磨方法において、
必ずしも上記製品ウェハ平坦化十分研磨時間とは同一でない任意の所定研磨時間だけ上記基準ウェハを研磨し、その時の研磨前後の膜厚計測値から得られる研磨量を上記所定研磨時間で割ることによって基準ウェハ研磨レートを求め、
上記基準ウェハ研磨レートに請求項１の製品ウェハ平坦化十分研磨時間を掛けることにより、基準ウェハ等価研磨量を求めることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項４】
請求項２記載の研磨方法において、
上記基準ウェハ研磨レート現状値を求める際に、
上記製品ウェハの膜厚を洗浄後に計測する独立形膜厚計測手段とは別に研磨装置に組み込んだ組込形膜厚計測手段を設け、
上記組込形膜厚計測手段を用いて上記基準ウェハの研磨直前の膜厚と研磨直後の膜厚を計測し、研磨前後の膜厚の差から求まる基準ウェハ研磨量を研磨時間で割ることにより、上記基準ウェハ研磨レート現状値を研磨後に直ちに算出し、さらに請求項２の手順に従って上記製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間を算出し、
上記基準ウェハ研磨後に直ちに製品ウェハの研磨を行えるようにしたことを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項５】
請求項２記載の研磨方法において、
上記基準ウェハ研磨レート現状値を求める際に、
上記基準ウェハ研磨レートの過去の履歴値を記憶手段に蓄えておき、実際に基準ウェハの研磨を行い上記基準ウェハ研磨レート現状値を求めた後に、上記研磨レート履歴値と上記研磨レート計測値を用いてフィルタ演算を行いノイズや異常値の影響を除外した基準ウェハ研磨レート推定値を算出し、請求項２記載の上記製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間の算出に供することを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項６】
請求項２記載の研磨方法において、
算出された上記製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間だけ製品ウェハを研磨した後に、
上記製品ウェハの研磨後膜厚を計測し、事前に計測した研磨前膜厚から上記研磨後膜厚を差し引いた実績研磨量を求め、
さらに、上記基準ウェハ研磨レート現状値に上記製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間を掛けることにより対応する基準ウェハ等価研磨量を求め、
上記製品ウェハ実績研磨量から上記基準ウェハ等価研磨量を差し引くことにより最新の製品ウェハ固有研磨シフト量を求めて上記記憶手段に格納することにより、
次回の製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間の算出に用いる製品ウェハ固有研磨シフト量を条件出し時に求めた初期値から遂時に上記最新製品ウェハ固有研磨シフト量によって更新していくことを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項７】
請求項６記載の研磨方法において、
上記製品ウェハ固有研磨シフト量を製品ウェハ研磨後に遂時に更新する際に、上記製品ウェハ固有シフト量の過去の履歴値を記憶手段に蓄えておき、製品ウェハの研磨を行い上記最新製品ウェハ固有シフト量を求めた後に、上記履歴値と上記最新値を用いてフィルタ演算を行いノイズや異常値の影響を除外した製品ウェハ固有シフト量を算出することを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項８】
請求項２記載の研磨方法において、
前工程である成膜工程で使用した複数の成膜装置毎あるいは成膜チャンバ毎に上記製品ウェハ固有研磨シフト量を求めておき、
製品ウェハを研磨する際に、製品ウェハを成膜した装置あるいはチャンバに対応する上記製品ウェハ固有研磨シフト量を用いて研磨時間を算出し、研磨することを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項９】
請求項２あるいは請求項６あるいは請求項７あるいは請求項８記載の研磨方法において、
前工程である成膜工程で使用する成膜装置のチャンバの清掃などのメンテナンス毎に、上記製品ウェハ固有研磨シフト量を再度条件出しするか、あるいは履歴に残る過去のメンテナス直後の値に初期化することを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１０】
請求項２記載の研磨方法において、
上記基準ウェハ研磨レート現状値を実際に基準ウェハを研磨することによって計測する代わりに、
直前に研磨した任意の製品ウェハの実績研磨量とその時の研磨時間と上記記憶手段に格納されている該製品ウェハの固有研磨シフト量とから逆算して上記基準ウェハ研磨レート現状値の推定値を求め、次の製品ウェハの研磨時間の算出に該基準ウェハ研磨レート推定値を用いることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０記載の半導体ウェハの研磨方法において、
多品種の製品デバイス化ウェハに対して製品ウェハ固有研磨シフト量算出の基準となる基準ウェハが平坦な膜からなるブランクウェハであることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１２】
請求項１および請求項２記載の半導体ウェハの研磨方法において、
製品ウェハの回路パターン設計情報から上記製品ウェハ固有研磨パラメータあるいは上記製品ウェハ固有研磨シフト量を算出することを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１３】
請求項１および請求項２記載の半導体ウェハの研磨方法において、
製品ウェハの回路パターン設計情報から該製品ウェハの凹凸に関するパラメータを抽出し、予め該パラメータ毎に実験あるいはシミュレーションによって求めて記憶手段に格納しておいた仮想ウェハ固有研磨シフト量を引き当てることを特徴とする複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１４】
請求項１および請求項２記載の半導体ウェハの研磨方法において、
半導体製造受注会社のコンピュータが顧客である製造発注元の半導体設計会社のコンピュータから製品ウェハの回路パターン設計情報をネットワーク経由で受け取り、
上記半導体製造受注会社のコンピュータが、上記設計情報から製品ウェハの凹凸に関するパラメータを抽出し、予め該パラメータ毎に実験あるいはシミュレーションによって求めて記憶手段に格納しておいた仮想ウェハ固有研磨シフト量を引き当て、
複数の半導体製造請負会社の中から選択した最も製造コストが小さな半導体製造請負会社へ上記引当済み仮想ウェハ固有研磨シフト量を送信し、該半導体製造請負会社へ製造委託することにより、
上記半導体製造受注会社は、製造委託した上記半導体製造請負会社への発注価格に上記仮想ウェハ固有研磨シフト量の管理価格を加えた価格を製造発注元の上記半導体設計会社から受け取ることを特徴にした複数品種の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１５】
素子もしくは配線のパターン形成過程にある複数品種の半導体製品デバイス化ウェハを対象とする化学的機械的研磨（ＣＭＰ）システムにおいて、
請求項２記載の製品ウェハ固有研磨シフト量を格納する記憶手段と、
化学的機械的研磨手段と、
基準ウェハの研磨前後の膜厚を洗浄前に計測する組込形計測手段と、
製品ウェハの研磨前後の膜厚を洗浄後に計測する独立形計測手段と、
請求項２記載の方法によって、上記基準ウェハの膜厚計測値と上記製品ウェハ固有研磨シフト量に基づいて製品ウェハの研磨条件（研磨時間）を変更する研磨条件変更手段と、
を備えたことを特徴とする半導体ウェハ研磨システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体製品デバイス化ウェハを対象とする化学的機械的研磨（ＣＭＰ）システムにおいて、
基準ウェハの膜厚計測値と製品ウェハの膜厚計測値と研磨時間とに基づいて、請求項６記載の方法により製品ウェハ固有研磨シフト量を更新する手段を備えたことを特徴とする半導体ウェハ研磨システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製品デバイス化ウェハを化学的機械的研磨（ＣＭＰ：　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）方法により平坦かつ均一に研磨する半導体ウェハの研磨方法および研磨システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路チップは、半導体ウェハ上に導電層や絶縁層あるいはその他の薄膜層を予め定められた順序で成膜工程により順次に積層し、必要に応じて各層毎に露光工程とエッチング工程により回路パターンを転写することによりパターン層を形成し、所定の層を全て重ねた後にウェハ上の個々のチップを切断分離して製造する。この工程順序により、半導体ウェハの上位の成膜層は下位のパターン層の影響を受けて凹凸を生じるため、回路パターンの微細化が進むにつれて露光時の焦点が凹凸全域で定まらずに精密なパターンを転写できないという問題が生じてきた。
【０００３】
そこで、微細パターンに対応した露光装置の焦点深度で成膜層の露光エリア全域で焦点が合うように、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）方式による半導体ウェハ研磨装置により成膜層を研磨して平坦化している。半導体製品デバイス化ウェハの膜は研磨によって平坦にするだけでは不十分で、配線抵抗等の電気的特性を満足させるために研磨量を制御して所定の厚さにしなければならない。半導体ウェハ研磨装置による研磨量は、例えば、特開平１０−９８０１６号公報に示されているように、研磨時間を増減させることで制御する方法が一般に用いられている。この研磨時間条件は、一般に研磨する半導体製品デバイス化ウェハの品種および研磨工程毎に異なる（一つの品種は複数の研磨対象層が積層されて製造されるため複数の研磨工程を有する場合が多い）。よって、多品種な半導体デバイスを生産するラインでは、ひとたび研磨時間を設定しても品種もしくは工程を切りかえる毎に研磨対象に合わせて研磨時間を設定し直している。つまり、半導体製品デバイス化ウェハの品種および工程毎の研磨時間は予め条件出し実験で求めてデータベース等の記憶手段に格納しておき、品種および工程が切り変わる毎に記憶手段から呼び出して設定し直している。
【０００４】
ただし、半導体ウェハ研磨装置の研磨速度は消耗材の劣化等によって変化し易いため、同一の研磨装置でも研磨速度の経時変化を生じると共に、複数の研磨装置ではお互いに研磨速度が異なるのが普通である。よって、現在、研磨に供している研磨装置と過去に条件出しで用いた研磨装置では研磨速度が異なるため、研磨対象ウェハの品種もしくは工程を切り変える際に記憶手段から過去に条件出しした研磨時間を呼び出してそのまま設定しただけでは正確に研磨量を制御できる保証がない。そこで、量産ラインでは研磨対象ウェハの品種もしくは工程を切り変えた直後の１枚を過去に条件出しした研磨時間でテスト研磨して、研磨前後の膜厚を計測し、研磨量の過多、過少を判定して研磨時間の調整を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多品種の半導体デバイスを生産するラインでは、上記の過去の実績に基づく研磨時間をテスト研磨によって修正する方法では、テスト研磨が頻発して製品研磨のスループット（単位時間に研磨処理できるウェハ枚数）が低下してしまう問題があった。また、製品ウェハをテストに用いるため研磨過多になった場合は再研磨による修正が効かずにスクラップになってしまい、費用が発生するという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、スループットを低下させるテスト研磨を行わなくても、研磨対象ウェハの品種もしくは工程の切り変えに応じて研磨時間を精度良く設定できる研磨方法およびそのシステムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、特許請求の範囲の通りに研磨方法およびシステムを構成したものである。これによって、製品ウェハの研磨に供する半導体研磨装置の生産稼働を低下させることなく、常に指定された研磨後の残膜厚を達成するのに過不足の無い研磨時間を設定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の半導体ウェハ研磨方法およびシステムの実施の形態を図１から図３を用いて説明する。
【０００９】
図１２は半導体ウェハ研磨装置の構成図であり、被研磨対象である半導体ウェハ４０１をパッキング材４０５を介して加圧保持する研磨ヘッド４０６と、連結軸４０７を介して前記研磨ヘッド４０６を回転させるヘッド回転駆動部４０８と、ウェハ４０１を研磨する研磨パッド４０２と、前記研磨パッド４０２を張り付ける定盤４０３と、前記定盤４０３を回転させる定盤回転駆動部４０４と、前記研磨パッド４０２を目立てるドレス部４１１と、前記ドレス部４１１を回転させるドレス回転駆動部４１２と、前記ドレス部４１１をドレス支持アームを介して揺動させるドレス揺動駆動部４１４と、スラリー４１０を前記研磨パッド４０２の上面に供給するスラリー供給部４０９とから構成されている。
【００１０】
図１０は半導体ウェハ研磨システムの構成図であり、独立形膜厚計測手段２０５と研磨装置２００と洗浄手段２０４からなる装置群と、装置ウェハ固有研磨シフト量算出／更新手段２０６と製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７と研磨時間算出／設定手段２０８とから構成されている。上記研磨装置２００は、図１１に示すように、研磨手段２０１の他に組込形膜厚計測手段２０２と基準ウェハストック手段を含む構成にするとスループット向上に対してさらに良い（理由は後述）。
【００１１】
図１３は研磨進行の様子を説明した図であり、図１４は研磨時間と研磨量の関係を説明した図である。図１３の（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）は製品デバイス化ウェハの一部分を切り出した断面５０１で示した研磨進行状態を説明する図である。図１３（ａ−１）は研磨前の状態を説明する図であり、成膜前に形成した配線パターン５０２ａ、５０２ｂによって、膜上面に凸部５０３ａ、５０３ｂが生じている。成膜は例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスによって行われ、ウェハ全面に渡って均一な量が堆積するため、このような凸部５０３ａ、５０３ｂの形成を避けることは困難である。図１３（ａ−２）は凸部５０３ａ、５０３ｂが研磨され、平坦な状態に到達した状態を示している。ウェハを弾性を持つ研磨パッド４０２に押し付けることによって凸部５０３ａ、５０３ｂに応力が集中し、凸部から先に選択的に研磨されることを示している。図１３（ａ−３）は上記（ａ−２）段階で平坦になった製品デバイス化ウェハをさらに研磨した状態を示している。研磨後の残膜厚をＴａ２から指定通りの値Ｔａ３にするために、平坦化到達段階（ａ−２）で研磨を停止するのではなく、さらに研磨を進行させることによって（ａ−３）の段階に至る。
【００１２】
図１３（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）は基準ウェハの一部分を切り出した断面５１１で示した研磨進行状態を説明する図である。本発明に係わる基準ウェハは研磨装置の能力計測の基準に用いるものであり、常に再現性良く同一の成膜状態が選られれば製品デバイス化ウェハと同じ膜質（膜材料）を持つ任意のウェハで良い。以下、パターンによる凹凸を持たない平坦なブランクウェハを基準ウェハとした実施例を説明するが、本発明を基準ウェハが平坦でなければならないことに限定するものではない。図１３（ｂ−１）はブランク基準ウェハの研磨前の状態を説明する図である。図１３（ｂ−２）は（ａ−２）と同じ時間だけブランク基準ウェハを研磨した場合の研磨の進行状態を示している。最初から平坦なブランク基準ウェハは凹凸のある製品デバイス化ウェハより単位膜厚当たりの除去しなければならない量が多いため、研磨量Ｖｂ２は製品デバイス化ウェハの見かけの研磨量Ｖａ２よりも小さくなる。図１３（ｂ−３）は（ａ−３）と同じ時間だけブランク基準ウェハを研磨した場合の研磨の進行状態を示している。この時、ブランク基準ウェハの（ｂ−２）からの研磨量Ｖｂ３−Ｖｂ２は製品デバイス化ウェハの研磨量Ｖａ３−Ｖａ２と同一である。研磨開始からの製品デバイス化ウェハの見かけの研磨量Ｖａ３と同じ時間だけ研磨したブランク基準ウェハの研磨量Ｖｂ３の差Ｓ３＝Ｖａ３−Ｖｂ３を、本発明では「製品ウェハ固有研磨シフト量」と定義する。
【００１３】
図１３で説明している研磨の進行状況を、研磨時間と研磨量の関係のグラフにしたのが図１４である。横軸６０１を研磨時間に、縦軸６０２を研磨量に取って、製品ウェハ５０１と基準ウェハ５１１の研磨曲線の関係を示している。ブランク基準ウェハ５１１の研磨量曲線６２０は直線になる。これに対して、製品デバイス化ウェハ５０１の研磨量曲線６３０は、研磨開始ｔ＝０の状態（図１３（ａ−１））から凸部が研磨され平坦になるｔ＝ｔ２の状態（図１３（ａ−２））までは研磨応力が集中する最頂部から高速に研磨されるため大きな傾きで立ち上がり、以後、徐々に傾きが小さくなる曲線を描き、平坦になったｔ＝ｔ２からはブランク基準ウェハ５１１の研磨量直線６２０と同じ傾きの直線になる。また、基準ウェハを平坦なブランクウェハではなくテストパターン等による凹凸を持ったウェハにした場合の研磨時間と研磨量の関係を図１５に示す。基準ウェハの研磨量曲線６２１は、研磨開始ｔ＝０の状態から凸部が研磨され平坦になるｔ＝ｔ４の状態までは徐々に傾きが小さくなる曲線を描き、平坦になったｔ＝ｔ４からはブランク基準ウェハ５１１の研磨量直線６２０と同じ傾きの直線になる。よって、このパターン付き基準ウェハ自体の固有研磨シフト量を予め求めておきさえすれば、ｔ２以降かつｔ４以降の研磨量の差から「製品ウェハ固有研磨シフト量」を算出することができる。基準ウェハ自体の固有研磨シフト量は、ブランクウェハを研磨しなくても、平坦になったｔ＝ｔ４以降の直線部の傾きから算出可能である。よって、本発明は基準ウェハをブランクウェハに限定するものではない。
【００１４】
図１、図２、図３、図４、図５は研磨方法の手順を示したフローチャートである。図１３は研磨進行の様子を説明した図であり、図１４は研磨時間と研磨量の関係を説明した図である。以下、これらの図にしたがって本発明の研磨方法を説明する。
【００１５】
最初に、量産を行うための準備として、事前に製品毎の固有研磨パラメータである「製品ウェハ固有研磨シフト量」条件出しを行う（図１の１０１）。その条件出し（１０１）手順の詳細を図２に示す。
【００１６】
まず、対象となる製品ウェハ５０１の平坦化に必要な研磨時間（図１４のｔ３）を想定し、研磨時間算出／設定手段２０８がテスト時間として研磨装置２００に設定する（図１０の２２６、図２の１２０）。この時の製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間は、図１３（ａ−３）に示すように、予想される残膜厚値は膜が残存する限りにおいて任意であるが必ず研磨前の凹凸が研磨されて平坦になる（図１３（ａ−２））のに必要な研磨時間（図１４のｔ２）以上であることを条件に設定する。もし、研磨後に凹凸が残存していれば再研磨を行い、再研磨時間を加えた研磨時間を製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間とする。したがって、一般に条件出し研磨では、製品の指定残膜厚値に対して研磨過多になる傾向があるが、膜が残存していれば「製品ウェハ固有研磨シフト量」条件出し（１０１）には支障がない。
【００１７】
つぎに、該製品ウェハ５０１を独立形膜厚計測手段２０５へ搬送し（２１０）、研磨前の膜厚Ｔａ１を精密に計測する（１２１ａ）。計測後、該製品ウェハ５０１を研磨装置２００の研磨手段２０１へ搬送し（２１１）、先に設定された製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間ｔ３だけ研磨する（１２２ａ）。研磨後、該製品ウェハ５０１を洗浄手段２０４へ搬送し（２１２）、洗浄する。洗浄後、該製品ウェハ５０１を独立形膜厚計測手段２０５へ搬送し（２１３）、研磨後の膜厚Ｔａ３を精密に計測する（１２３ａ）。研磨前膜厚Ｔａ１と研磨後膜厚Ｔａ３は製品ウェハ固有研磨シフト量算出／更新手段２０６に送信され（２２０）、製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量Ｖａ３＝Ｔａ１−Ｔａ３が算出される（１２４ａ）。
【００１８】
他方、基準ウェハ５１１も上記製品ウェハ５０１と同じ研磨速度を有する研磨装置を用いて上記と同じ手順で研磨する。そのためには、基準ウェハ５１１も上記製品ウェハ５０１の研磨に連続して、同一の研磨装置２００を用いて研磨装置の能力が変動する前に研磨すれば良い。もちろん、該製品ウェハ５０１の研磨と該基準ウェハ５１１の研磨の順番は前後が入れ代わってもなんら支障はない。すなわち、基準ウェハの研磨前膜厚Ｔｂ１を計測し（１２１ｂ）、上記で製品ウェハ５０１を研磨したのと同じ製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間ｔ３だけ基準ウェハを研磨し（１２２ｂ）、基準ウェハの研磨後膜厚Ｔｂ３を計測し（１２３ｂ）、上記製品ウェハ５０１に対する基準ウェハ５１１の等価研磨量Ｖｂ３＝Ｔｂ１−Ｔｂ３を算出する（１２４ｂ）。
【００１９】
条件出し手順（１０１）の最後に、上記製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量Ｖａ３から上記基準ウェハ等価研磨量Ｖｂ３を指し引くことにより「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓ３＝Ｖａ３−Ｖｂ３を算出する（１２５）。
【００２０】
上記の図２に示す条件出し手順（１０１）では、製品ウェハ５０１も基準ウェハ５１１も同じ研磨時間すなわち製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間ｔ３で研磨したが、これに限定される訳ではない。研磨装置の能力（研磨レート）を適宜に測定することを目的にした基準ウェハ５１１の研磨時間は、製品品種毎に切り変えるよりも一律に設定して運用した方が能力比較に便利な場合がある。基準ウェハ５１１を製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間ｔ３とは異なる研磨時間で研磨する場合の条件出し手順（１０１）を図３に示す。
【００２１】
製品ウェハ５０１に対する処理は、上記図２の場合と同一である。すなわち、製品ウェハ平坦化必要想定研磨時間ｔ３設定（１３０ａ）、製品ウェハの研磨前膜厚Ｔａ１計測（１３１ａ）、製品ウェハの研磨（１３２ａ）、製品ウェハの研磨後膜厚Ｔａ３計測（１３３ａ）、製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量Ｖａ３＝Ｔａ１−Ｔａ３算出（１３４ａ）を実施する。
【００２２】
つぎに、基準ウェハ５１１に対する処理を説明する。まず、任意の基準ウェハ研磨時間ｔ５（図示せず）を設定し（１３０ｂ）、基準ウェハの研磨前膜厚Ｔｂ１を計測し（１３１ｂ）、基準ウェハの研磨を行い（１３２ｂ）、基準ウェハの研磨後膜厚Ｔｂ３を計測する（１３３ｂ）。この時の基準ウェハ５１１の研磨量Ｖｂ４＝Ｔｂ１−Ｔｂ３（図示せず）は等価研磨量とは異なるため、基準ウェハの研磨レートＲｂ＝Ｖｂ４／ｔ５をまず算出し（１３４ｂ）、等価研磨量Ｖｂ３＝Ｒｂ×ｔ３＝Ｖｂ４／ｔ５×ｔ３＝（Ｔｂ１−Ｔｂ３）／ｔ５×ｔ３を算出する（１３５ｂ）。製品ウェハの研磨時間ｔ３および基準ウェハの研磨時間ｔ５は、研磨時間算出／設定手段（図１０の２０８）から製品ウェハ固有研磨シフト量算出／更新手段２０６に送信されて（２２１）、基準ウェハ等価研磨量Ｖｂ３が算出される。
【００２３】
条件出し手順（１０１）の最後に、上記図２の場合と同じく、上記製品ウェハ平坦化必要想定時間実績研磨量Ｖａ３から上記基準ウェハ等価研磨量Ｖｂ３を指し引くことにより「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓ３＝Ｖａ３−Ｖｂ３を算出する（１３６）。
【００２４】
条件出しが終了したところで、図２あるいは図３の方法によって求めた「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓ３を製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段（図１０の２０７）へ転送し（２２３）、後の製品デバイス化ウェハの量産研磨に備えて格納する（図１の１０２）。
【００２５】
以上の条件出しを量産ラインで研磨する製品デバイス化ウェハの品種および工程毎に行い、個々の「製品ウェハ固有研磨シフト量」を記憶手段２０７に準備しておく。
【００２６】
つぎに、上記の条件出し手順で算出し格納した「製品ウェハ固有研磨シフト量」を用いて、量産ラインで指定された製品デバイス化ウェハを指定された研磨後膜厚まで過不足なく研磨する手順について説明する。
【００２７】
まず、工場ＣＩＭシステム２０９が研磨時間算出／設定手段２０８に次に研磨する製品デバイス化ウェハの品種と工程を指定すると（２２７）、該研磨時間算出／設定手段２０８は対応する「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓｈｉｆｔ（図１３、図１４のＳ３）を記憶手段２０７から読込む（図１０の２２４、図１の１０３）。
【００２８】
つぎに、研磨対象となる製品デバイス化ウェハを独立形膜厚計測器２０５へ搬送し（２１０）、研磨前膜厚ＴｈＰｒｅＤｅｖｉｃｅ（図示せず）を計測し（１０４）、上記研磨時間算出／設定手段２０８に送信する（２２６）。上記研磨時間算出／設定手段２０８は、別途計測しておいた（１０５）、基準ウェハ研磨レート現状値Ｒａｔｅ（図示せず）を用いて上記製品ウェハの目標膜厚達成研磨時間ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔを算出する（１０６）。まず、基準ウェハ研磨レート現状値Ｒａｔｅ計測（１０５）の手順を図４を用いて説明し、製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ算出（１０６）の手順を図５および図１６を用いて説明する。
【００２９】
図４に示す基準ウェハ研磨レート現状値Ｒａｔｅ計測（１０５）の手順は、図３で説明した条件出し時の基準ウェハ研磨の手順と同様である。すなわち、条件出し時に使用したのと同じ仕様の基準ウェハを準備して、研磨時間ＴｉｍｅＴｅｓｔ（図示せず）を設定し（１４０）、基準ウェハの研磨前膜厚ＴｈＰｒｅＴｅｓｔを計測し（１４１）、基準ウェハの研磨を行い（１４２）、基準ウェハの研磨後膜厚ＴｈＰｏｓｔＴｅｓｔ（図示ぜず）を計測する（１４３）。この時の基準ウェハの研磨量　ＶｏｌｕｍｅＴｅｓｔ（図示ぜず）　＝　ＴｈＰｒｅＴｅｓｔ　−　ＴｈＰｏｓｔＴｅｓｔ　から基準ウェハの研磨レート現状値　Ｒａｔｅ　＝　ＶｏｌｕｍｅＴｅｓｔ　／　ＴｉｍｅＴｅｓｔ　を算出する（１４４）。
【００３０】
図５に示す製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ算出（１０６）の手順は以下の通りである。すなわち、製品ウェハの研磨後膜厚目標値ＴｈＰｏｓｔＴａｒｇｅｔ（図示ぜず）を工場ＣＩＭシステム２０９より取得し（１５０）、製品ウェハの目標研磨量　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔ（図１６の７２１）　＝　ＴｈＰｒｅＤｅｖｉｃｅ　−ＴｈＰｏｓｔＴａｒｇｅｔ　を算出する（１５１）。つぎに、上記目標研磨量から先に読み込んだ「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓｈｉｆｔ（図１６の７０３）を差し引いてシフト補正値　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔＳｈｉｆｔ（図１６の７２２）＝　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔ　−　Ｓｈｉｆｔ　を算出する（１５２）。　最後に、この製品ウェハ目標研磨量シフト補正値を上記基準ウェハ研磨レート現状値Ｒａｔｅで割ることにより製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ（図１６の７１１）　＝　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔＳｈｉｆｔ　／　Ｒａｔｅ　への換算処理を行う（１５３）。
【００３１】
図１６から装置の研磨レートが変動し場合の研磨量曲線と製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔを図１７に示す。例えば、一般に処理枚数が増えるにしたがって研磨パッド４０２が摩耗劣化して装置の研磨レートが小さくなることによって、ブランク基準ウェハの初期研磨直線７０２は摩耗劣化後研磨直線７０５へと傾きが小さくなり、同時に製品ウェハの初期研磨曲線７０１は摩耗劣化後研磨曲線７０４へと直線部の傾きが同じだけ小さくなる。ただし、「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓｈｉｆｔ（７０３）は研磨装置のレート変動前後で不変である。よって、製品ウェハの目標研磨量　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔ（７２１）に対してシフト補正を行ったシフト補正値　ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔＳｈｉｆｔ（７２２）も不変であり、研磨装置のレート変動後に計測した基準ウェハ研磨レート現状値Ｒａｔｅで割ることにより求まる摩耗劣化後の製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ（７１２）は初期の製品ウェハ目標膜厚達成研磨時間　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ（７１１）より大きな値として正確に算出される。このように、本発明によれば、研磨装置の研磨レートが変動しても基準ウェハの研磨レートが得られていれば、対象製品ウェハ切換え毎にテスト研磨を必要とすることなく、多品種の中から指定された任意の製品ウェハの任意の工程に対して正確な研磨時間を算出することができるため、装置のスループットを向上できる効果がある。
（請求項４の実施例）
研磨装置の研磨レート変動が頻繁に、もしくは急速に生じる場合は、頻繁に基準ウェハによる研磨レート計測を行う必要がある。そのためには、図１０の研磨システムに対して、図１１のように研磨システムを構成すると良い。
【００３２】
すなわち、図１０では、基準ウェハを独立形膜厚計測手段２０５へ搬送し（２１０）、研磨前膜厚を計測し、研磨装置２００へ搬送し（２１１）、研磨手段２０１で研磨し、洗浄手段２０４へ搬送し（２１２）、洗浄し、再度、上記独立形膜厚計測手段２０５へ搬送し（２１３）、研磨後膜厚を計測し、上記研磨前膜厚計測値と上記研磨後膜厚計測値との差である研磨量を研磨時間で割って研磨レートを算出する。基準ウェハ研磨後から上記装置研磨レート現在値の算出が終了するまでは製品ウェハの研磨時間を算出できないため、研磨に着手できずにスループット（単位時間に研磨可能な製品ウェハ枚数の平均値）が低下してしまう。
【００３３】
一方、図１１では、研磨装置２００が研磨手段２０１以外に基準ウェハストック手段２０３と組込形膜厚計測手段２０２と相互間のウェハ搬送手段を持つように構成する。上記組込形膜厚計測手段２０２は基準ウェハの膜厚を水中で計測可能とし、洗浄および乾燥の工程を省略可能としている。一般に、膜厚計測手段が増えると、膜厚計測手段毎に計測値算出式や計測の段取りを設定する必要が生じるが、図１１の構成では上記組込形膜厚計測手段２０２に対しては、予め基準ウェハに対する計測値算出式や計測の段取りを設定するだけでよいため、余分な作業は最初に最小限発生するだけであり問題ない。また、研磨装置２００内部のウェハ搬送手段は経路が短く、搬送時間も短縮されている。これによって、基準ウェハを研磨装置２００内部のストック手段２０３から組込形膜厚計測手段２０２へ搬送し（２１５）、研磨前膜厚を計測し、研磨手段２０１へ搬送し（２１６）て研磨し、再度、上記組込形膜厚計測手段２０２へ搬送し（２１７）、研磨後膜厚を計測し、基準ウェハストック手段２０３へ戻し（２１８）、上記研磨前膜厚計測値と上記研磨後膜厚計測値との差である研磨量を研磨時間で割って研磨レートを算出する。よって、図１１の構成では、基準ウェハ研磨後から上記装置研磨レート現在値の算出が終了するまでの時間が大幅に短縮されるため、基準ウェハの研磨後に時間を空けず製品ウェハの研磨に着手でき、スループットが大幅に向上する効果がある。
（請求項５の実施例）
基準ウェハによる研磨装置の研磨レート計測に際しては、研磨パッドの摩耗劣化によって研磨レートが低下して行くトレンド（傾向）変化に、その時々の突発的な変動が重ね合わさった値が計測される場合がある。そのような場合には、基準ウェハの研磨前膜厚計測値と研磨後膜厚計測値との差である研磨量を研磨時間で割って算出した研磨レート計測値を直接に研磨レート現状値とするのではなく、過去の研磨レート計測値の履歴を記憶手段に格納しておき、最新の研磨レート計測値と過去の履歴とのフィルタ演算を行い、突発的なノイズ変動や異常値の除去を行いトレンド変化のみを抽出した研磨レート推定値を研磨レート現状値とするとよい。
（請求項６の実施例）
上記までの実施例では、製品ウェハ固有研磨シフト量は品種および工程毎に不変であり、一度条件出しをすれば永久にその値を利用可能としている。ただし、図１３に示したように、上記製品ウェハ固有研磨シフト量は下地パターンによって生じた凹凸によって決まる値であり、研磨の前の工程である成膜工程（図１０の２３０）のプロセスが経時変動するなどの理由によって凹凸の高さや形状が変動すると、上記製品ウェハ固有研磨シフト量自体も変化する。
【００３４】
そこで、研磨が終了した後に逆算により上記製品ウェハ固有研磨シフト量の実績値を求めて記憶手段に格納されている値を更新する。すなわち、研磨後膜厚実績値　ＴｈＰｏｓｔＤｅｖｉｃｅ　を計測し（図１の１１０）、事前に計測しておいた上記研磨前膜厚　ＴｈＰｒｅＤｅｖｉｃｅ　から差し引くことにより該当する製品ウェハの実績研磨量　ＶｏｌｕｍｅＤｅｖｉｃｅ　＝　ＴｈＰｒｅＤｅｖｉｃｅ　−　ＴｈＰｏｓｔＤｅｖｉｃｅ　を求める。また、上記基準ウェハ研磨レート現状値　Ｒａｔｅ　に上記目標膜厚達成研磨時間　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ　を掛けることにより対応する基準ウェハ等価研磨量すなわち製品ウェハ実績研磨量シフト補正値　ＶｏｌｕｍｅＤｅｖｉｃｅＳｈｉｆｔ　＝　Ｒａｔｅ　×　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ　を求める。上記製品ウェハ実績研磨量から上記製品ウェハ実績研磨量シフト補正値（基準ウェハ等価研磨量）を差し引くことにより、上記製品ウェハ固有研磨シフト量の最新の実績値　Ｓｈｉｆｔ　＝　ＶｏｌｕｍｅＤｅｖｉｃｅ　−　ＶｏｌｕｍｅＤｅｖｉｃｅＳｈｉｆｔ　が逆算される。この最新の製品ウェハ固有研磨シフト量実績値を記憶手段に格納された古い製品ウェハ固有研磨シフト量と差し替えることにより（図１の１１１）、製品ウェハ固有研磨シフト量の変化に追従することができる。
（請求項７の実施例）
上記製品ウェハ固有研磨シフト量の実績値算出に際しては、成膜工程の成膜装置のチャンバへの堆積などによる緩やかなトレンド（傾向）変化に、その時々の突発的な変動が重ね合わさった値が算出される場合がある。そのような場合には、逆算して求めた製品ウェハ固有研磨シフト量最新値を直接に実績値とするのではなく、過去の製品ウェハ固有研磨シフト量の履歴を記憶手段に格納しておき、最新の製品ウェハ固有研磨シフト量と過去の履歴とのフィルタ演算を行い、突発的なノイズ変動や異常値の除去を行いトレンド変化のみを抽出した製品ウェハ固有研磨シフト量を実績値とするとよい。
（請求項８の実施例）
研磨工程の上流の成膜工程に複数の成膜装置あるいはチャンバが存在する場合、各成膜装置あるいはチャンバ毎に膜の凹凸の形成状態が異なる場合がある。このようにプロセスの結果に各々差が生じる場合、プロセス装置には機差があると言う。個々の成膜装置あるいはチャンバの機差によって上記製品ウェハ固有研磨シフト量が異なる値を示す場合には、成膜装置あるいはチャンバ毎に上記製品ウェハ固有研磨シフト量を準備して記憶手段に格納しておき、研磨すべき製品ウェハが指定された際に該製品ウェハがどの成膜装置あるいはチャンバで成膜されたかを照合して、該当する成膜装置毎あるいはチャンバ毎の製品ウェハ固有研磨シフト量を記憶装置から取得するようにするとよい。
【００３５】
そのためには工場ＣＩＭシステム２０９が図１９に示す履歴テーブル８００を持ち、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７が図２０に示す研磨シフト量テーブル８２０を持つように構成するとよい。すなわち、研磨すべき製品ウェハが指定されると、工場ＣＩＭシステム２０９は該製品ウェハの管理Ｎｏ（８０１）から製品名８０２と工程名８０３と、該製品ウェハを成膜した成膜装置名８０４を引き当てて、履歴テーブル８００から取得する。つぎに、履歴テーブル８００から引き当てた情報を基に、該当する製品８２１の該当する工程８２２を該当する成膜装置８２３で成膜したウェハに対応する研磨シフト量８２４を、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７の研磨シフト量テーブル８２０から取得し、研磨時間の算出に使用する。
（請求項９の実施例）
研磨工程の上流の成膜工程で使用する成膜装置あるいはチャンバに対して清掃などのメンテナンスを行うと、成膜した膜の凹凸の形成状態が異なる場合がある。成膜装置あるいはチャンバのメンテナンスによって上記製品ウェハ固有研磨シフト量が異なる値を示す場合には、上記製品ウェハ固有研磨シフト量の条件出しを再度行うか、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７の履歴に残るメンテナンス直後の値に初期化するようにするとよい。
【００３６】
そのためには工場ＣＩＭシステム２０９が成膜装置のメンテナンス管理履歴情報を持ち、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７が図２１に示す研磨シフト量テーブル８３０を持つように構成するとよい。すなわち、研磨すべき製品ウェハが指定されると、工場ＣＩＭシステム２０９は該製品ウェハがメンテ直後の成膜装置で成膜されたのか、あるいは成膜した成膜装置がメンテからどれだけ経過しているかを調べる。つぎに、該当する製品８２１の該当する工程８２２を該当する成膜装置８２３の該当するメンテナンス状態（メンテナンスからの経過時間）で成膜したウェハに対応する研磨シフト量８２４を、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段２０７の研磨シフト量テーブル８３０から取得し、研磨時間の算出に使用する。
（請求項１０の実施例）
研磨装置の研磨レートが変動し易い場合には、基準ウェハの研磨レート計測（図１の１０５）を随時に繰り返す必要がある。しかしながら、基準ウェハの研磨レート現状値の頻繁な計測作業は研磨工程の効率を落とす。そこで、基準ウェハを研磨して基準ウェハ研磨レート現状値を直接計測する代わりに、製品ウェハを研磨した実績から基準ウェハ研磨レート推定値を逆残して更新するようにすると良い。
【００３７】
図１８と図６を用いて基準ウェハ研磨レート推定値の逆残方法を説明する。図１６の製品ウェハの目標研磨量ＶｏｌｕｍｅＴａｒｇｅｔ（７２１）ではなく、図１８の実績研磨量ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄ（７３１）を用いる。すなわち、膜厚計測手段（図１０の２０５）が計測した研磨後膜厚計測値　ＴｈＰｏｓｔＤｅｖｉｃｅ　を取得し（１６０）、製品ウェハ実績研磨量　ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄ　＝　ＴｈＰｒｅＤｅｖｉｃｅ　−　ＴｈＰｏｓｔＤｅｖｉｃｅ　を算出する（１６１）。つぎに、研磨時間算出／設定手段（図１０の２０８）は研磨した製品ウェハに対応する「製品ウェハ固有研磨シフト量」Ｓｈｉｆｔ（７０３）を記憶手段２０７から読込み（図１０の２２４）、製品ウェハ実績研磨量ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄ　から差し引いてシフト補正値　ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄＳｈｉｆｔ（７３２）＝　ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄ　−Ｓｈｉｆｔ　を算出する（１６２）。最後に、製品ウェハの目標膜厚達成研磨時間　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ（７１１）が実績研磨時間であることから、この時間で割って基準ウェハの研磨レート　Ｒａｔｅ　＝　ＶｏｌｕｍｅＰｏｌｉｓｈｅｄＳｈｉｆｔ　／　ＴｉｍｅＴａｒｇｅｔ　を逆算推定する（１６３）。その後、この基準ウェハ研磨レート推定値を用いて、次に研磨する製品ウェハの研磨時間を図１５のフローに従い算出する。
（請求項１２の実施例）
新製品ウェハの投入頻度が高い場合は、対応する製品ウェハ固有研磨シフト量を求める条件出し作業を頻繁に行う必要が生じるため、ＣＭＰ工程のスループットを低下させてしまう。そこで、上記新製品ウェハの回路パターンの設計情報から製品ウェハ固有研磨シフト量を計算するようにすると良い。
【００３８】
その方法を、図７を用いて説明する。まず、上記新製品ウェハの回路パターンの設計情報１７１から該製品ウェハの凹凸パラメータを抽出する（１７２）。ここでは、該凹凸パラメータとして、ウェハ内平均配線密度Ｍ（図示せず）とウェハ内平均段差Ｈ（図１３のＶａ２）を考えることにする。この配線密度Ｍと段差Ｈから、製品ウェハ固有研磨シフト量　Ｓｈｉｆｔ　＝　α×Ｈβ×Ｍγ　を計算する（１７３）。３つの係数α、β、γは、実験や過去の実績データから予め求めておく。この製品ウェハ固有研磨シフト量計算値を用いて、図１と同様に研磨時間を算出し（１０６）、研磨を行う（１０７）。
（請求項１３の実施例）
新製品ウェハの投入頻度が高い場合の別方式として、上記新製品ウェハの回路パターンの設計情報から抽出した凹凸パラメータからデータベースに格納した凹凸パラメータ毎の仮想ウェハ固有研磨シフト量を引き当てるようにすると良い。
【００３９】
その方法を、図９を用いて説明する。まず、上記新製品ウェハの回路パターンの設計情報１９１から該製品ウェハの凹凸パラメータを抽出する（１９２）。ここでは、該凹凸パラメータとして、ウェハ内平均配線密度Ｍ（図示せず）とウェハ内平均段差Ｈ（図１３のＶａ２）を考えることにする。この配線密度Ｍと段差Ｈ別に分類して仮想ウェハ研磨シフト量データベース１９３に索引を付けて予め格納しておいた研磨シフト量を引き当てる（１９４）。データベース１９３に格納する仮想ウェハ研磨シフト量は、過去の条件出しデータを用いても、過去の製品研磨実績データを用いても、計算値を用いても良い。この製品ウェハ固有研磨シフト量引当値を用いて、図１と同様に研磨時間を算出し（１０６）、研磨を行う（１０７）。
（請求項１４の実施例）
半導体ウェハの設計、製造受注、製造請負を異なる会社で分業すると、半導体設計製造の効率を最大化することができる。設計会社は製造プロセス開発への投資リスクを負担することなく、半導体設計に専念することができる。製造受注会社は製造設備への設備投資リスクを負担することなく、複数の製造請負会社の中から価格と納期の条件に合致する製造請負会社を選択することができる。該製造受注会社が製造に必須な受注製品に固有なパラメータ、すなわち本発明では製品ウェハ固有研磨シフト量を管理し、発注先に選択した製造請負会社に提供する。製造請負会社は受注した製品ウェハの固有研磨シフト量を条件出しする作業に研磨装置の稼働時間を割くことなく、上記製造受注会社から支給された製品ウェハ固有研磨シフト量を用いて研磨することにより研磨装置の稼働率を最大化して製造コストを下げることができる。
【００４０】
その方法を、図８を用いて説明する。まず、顧客である半導体設計会社１８１のコンピュータ（図示せず）からネットワーク１８５経由で受注と伴に半導体ウェハの設計情報１８４を半導体製造受注会社１８２のコンピュータ（図示せず）が受信する。上記半導体製造受注会社１８２のコンピュータは受信した製品ウェハの設計情報から凹凸を表すパラメータを抽出する（１８６）。ここでは、該凹凸パラメータとして、ウェハ内平均配線密度Ｍ（図示せず）とウェハ内平均段差Ｈ（図１３のＶａ２）を考えることにする。この配線密度Ｍと段差Ｈ別に分類して仮想ウェハ研磨シフト量データベース１８９に索引を付けて予め格納しておいた研磨シフト量を引き当てる（１８７）。データベース１８９に格納する仮想ウェハ研磨シフト量は、過去の条件出しデータを用いても、過去の製品研磨実績データを用いても、計算値を用いても良い。上記半導体製造受注会社１８２のコンピュータはこの製品ウェハ固有研磨シフト量引当値をネトワーク１９０を経由して、複数の半導体製造請負会社（図８では１８３ａと１８３ｂ）の中から発注として選択した半導体製造請負会社（図８では１８３ａ）のコンピュータに送信する。該半導体製造請負会社１８３ａは、以下図１と同様の手順で研磨時間を算出し（１０６）、研磨を行う（１０７）。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、多品種の半導体デバイスを生産するラインにおいて、研磨対象ウェハの品種もしくは工程の切り換え毎に過去の研磨実績に基づく研磨時間をテスト研磨によって修正する方法ではなく、研磨対象ウェハの品種もしくは工程毎の固有研磨パラメータ（基準ウェハからの研磨シフト量）を予め求めておき、研磨時間をテスト研磨に頼らずに精度良く設定するように研磨方法およびシステムを構成することにより、テスト研磨の頻発による製品ウェハ研磨のスループット（単位時間に研磨処理できるウェハ枚数）を低下させることがないという効果がある。また、製品ウェハをテスト研磨に用いて研磨過多になった場合のスクラップ費用が発生しないという効果がある。
【００４２】
また、研磨装置組込形膜厚計測手段によって基準ウェハの研磨前後の膜厚を計測する構成にすると、装置研磨レート現在値を算出するまでの時間を大幅に短縮できるため、基準ウェハの研磨後に時間を空けず製品ウェハの研磨に着手でき、スループットが大幅に向上する効果がある。
【００４３】
装置研磨レート現在値を算出する際には、過去の研磨レート計測値の履歴を記憶手段に格納しておき、最新の研磨レート計測値と過去の履歴とのフィルタ演算を行うようにすると、突発的なノイズ変動や異常値の除去を行うことができる効果がある。
【００４４】
研磨が終了した後に逆算により製品ウェハ固有研磨シフト量の実績値を求めて記憶手段に格納されている値を更新するようにすると、研磨の前の工程である成膜工程のプロセスが経時変動するなどの理由によって凹凸の高さや形状が変動しても追従できる効果がある。
【００４５】
逆算して求めた製品ウェハ固有研磨シフト量と過去の製品ウェハ固有研磨シフト量の履歴とのフィルタ演算により、突発的なノイズ変動や異常値の除去を行いトレンド変化のみを抽出することができる効果がある。
【００４６】
成膜装置あるいはチャンバ毎に上記製品ウェハ固有研磨シフト量を準備して記憶手段に格納しておき、研磨すべき製品ウェハが指定された際に該製品ウェハがどの成膜装置あるいはチャンバで成膜されたかを照合して、該当する成膜装置毎あるいはチャンバ毎の製品ウェハ固有研磨シフト量を記憶装置から取得するようにすると、個々の成膜装置あるいはチャンバの機差によって製品ウェハ固有研磨シフト量が異なる値を示す場合にも、個々のウェハに対応して精度良く研磨時間を設定できる効果がある。
【００４７】
成膜装置あるいはチャンバのメンテナンス直後に製品ウェハ固有研磨シフト量の条件出しを再度行うか、製品ウェハ固有研磨シフト量記憶手段の履歴に残るメンテナンス直後の値に初期化するようにすると、メンテナンス後に成膜した膜の凹凸の形成状態が異なる場合も精度良く研磨時間を設定できる効果がある。
【００４８】
基準ウェハを研磨して基準ウェハ研磨レート現状値を直接計測する代わりに、製品ウェハを研磨した実績から基準ウェハ研磨レート推定値を逆残して更新するようにすると、研磨装置の研磨レートが変動し易い場合にも基準ウェハの研磨レート計測を随時に繰り返すことによって研磨工程の効率を落とすことがない効果がある。
【００４９】
新製品ウェハの回路パターンの設計情報から製品ウェハ固有研磨シフト量を計算するようにすると、新製品ウェハの投入頻度が高い場合にも対応する製品ウェハ固有研磨シフト量を求める条件出し作業を頻繁に行う必要がなく、ＣＭＰ工程のスループットを低下させない効果がある。
【００５０】
新製品ウェハの回路パターンの設計情報から抽出した凹凸パラメータからデータベースに格納した凹凸パラメータ毎の仮想ウェハ固有研磨シフト量を引き当てるようにすると、新製品ウェハの投入頻度が高い場合にも対応する製品ウェハ固有研磨シフト量を求める条件出し作業を頻繁に行う必要がなく、ＣＭＰ工程のスループットを低下させない効果がある。
【００５１】
半導体ウェハの設計、製造受注、製造請負を異なる会社で分業すると、半導体設計製造の効率を最大化することができる効果がある。製造受注会社が製造に必須な受注製品に固有なパラメータ、すなわち本発明では製品ウェハ固有研磨シフト量を管理し、発注先に選択した製造請負会社に提供する。設計会社は製造プロセス開発への投資リスクを負担することなく、半導体設計に専念することができる効果がある。製造受注会社は製造設備への設備投資リスクを負担することなく、複数の製造請負会社の中から価格と納期の条件に合致する製造請負会社を選択することができる効果がある。製造請負会社は受注した製品ウェハの固有研磨シフト量を条件出しする作業に研磨装置の稼働時間を割くことなく、上記製造受注会社から支給された製品ウェハ固有研磨シフト量を用いて研磨することにより研磨装置の稼働率を最大化して製造コストを下げることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体ウェハ研磨方法の手順を説明する図。
【図２】半導体ウェハ研磨手順の中の製品ウェハ固有研磨シフト量の条件出し手順を説明する図。
【図３】半導体ウェハ研磨手順の中の製品ウェハ固有研磨シフト量の条件出し手順を説明する図。
【図４】半導体ウェハ研磨手順の中の基準ウェハによる研磨装置の研磨レート計測手順を説明する図。
【図５】半導体ウェハ研磨手順の中の製品ウェハ研磨時間算出手順を説明する図。
【図６】製品ウェハ研磨実績からの研磨装置の研磨レート推定手順を説明する図。
【図７】設計情報からの製品ウェハ固有研磨シフト量算出に基づく半導体ウェハ研磨方法の手順を説明する図。
【図８】半導体設計会社と製造受注会社と製造請負会社の間で設計情報から製品ウェハ固有研磨シフト量を引き当てて半導体ウェハを研磨する手順を説明する図。
【図９】設計情報からの製品ウェハ固有研磨シフト量引当に基づく半導体ウェハ研磨方法の手順を説明する図。
【図１０】本発明による半導体ウェハ研磨システムを説明する図。
【図１１】組込形膜厚計測装置を備えた半導体ウェハ研磨システムを説明する図。
【図１２】半導体ウェハＣＭＰ研磨装置を説明する図。
【図１３】半導体デバイス化ウェハと基準ウェハの研磨の進捗を説明する図。
【図１４】半導体デバイス化ウェハと基準ウェハの研磨の進捗を説明する図。
【図１５】半導体デバイス化ウェハと基準ウェハの研磨の進捗を説明する図。
【図１６】半導体デバイス化ウェハの研磨時間を製品ウェハ固有研磨シフト量を用いて算出する際のパラメータ間の関連を説明する図。
【図１７】半導体デバイス化ウェハの研磨時間を製品ウェハ固有研磨シフト量を用いて算出する際に研磨装置の研磨レートが変動した場合のパラメータ間の関連を説明する図。
【図１８】半導体デバイス化ウェハの研磨時間と研磨実績から製品ウェハ固有研磨シフト量を逆算する場合のパラメータ間の関連を説明する図。
【図１９】製品ウェハと品種および工程と成膜装置を関連づける表。
【図２０】品種および工程と成膜装置と製品ウェハ固有研磨シフト量を関連づける表。
【図２１】品種および工程と成膜装置とメンテナンス状況と製品ウェハ固有研磨シフト量を関連づける表。
【符号の説明】
１０１…製品ウェハ固有研磨シフト量条件出しステップ、１０２…製品ウェハ固有研磨シフト量格納ステップ、１０３…製品ウェハ固有研磨シフト量読込みステップ、１０４…製品ウェハの研磨前膜厚計測ステップ、１０５…基準ウェハによる研磨装置の研磨レート計測ステップ、１０６…製品ウェハの目標膜厚達成研磨時間算出ステップ、１０７…製品ウェハの研磨ステップ、１０８…製品および品種の切換え分岐ステップ、１０９…新製品投入時の切換えステップ、１１０…製品ウェハの研磨後膜厚計測ステップ、１１１…製品ウェハ固有研磨シフト量更新ステップ、４０１…半導体ウェハ、４０２…研磨パッド、４０３…研磨定盤、４０４…研磨定盤回転機構、４０５…研磨ヘッドパッキング材、４０６…研磨ヘッド、４０７…研磨ヘッド連結軸、４０８…研磨ヘッド回転機構、４０９…スラリー供給部、４１０…スラリー、４１１…ドレス部、４１２…ドレス回転機構、４１３…ドレスアーム部、４１４…ドレス揺動機構。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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