(57)【要約】【課題】界面活性剤が混入された研磨用スラリーを用いて研磨を行う場合であっても、所望通りの研磨結果を効率よく得ることを可能にする。【解決手段】  界面活性剤が混入された研磨用スラリーおよび純水を介在させつつ被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺擦させて前記被研磨物の被研磨面を研磨する研磨手段１，２と、研磨後の被研磨物についてその研磨結果を測定する測定手段７と、前記研磨用スラリーへの前記界面活性剤の混入量および前記純水の供給量を調整する調整手段８，９，１０と、前記測定手段７での研磨結果の測定以降に前記研磨手段１，２が研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果に応じて前記調整手段８，９，１０に対して調整指示を与える制御手段１２と、を備えて半導体製造装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤が混入された研磨用スラリーおよび純水を介在させつつ被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺擦させて前記被研磨物の被研磨面を研磨する研磨手段と、
前記研磨手段による研磨後の被研磨物について当該被研磨物に対する研磨結果を測定する測定手段と、
前記研磨手段が研磨を行う際に用いる前記研磨用スラリーへの前記界面活性剤の混入量を調整する第一調整手段と、
前記研磨手段が研磨を行う際の前記純水の供給量を調整する第二調整手段と、
前記被研磨物に対する研磨結果と前記界面活性剤の混入量および前記純水の供給量との対応関係に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記測定手段での研磨結果の測定以降に前記研磨手段が研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果および前記記憶手段による情報記憶内容に応じて前記第一調整手段および記第二調整手段に対して調整指示を与える制御手段と
を備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記測定手段は、前記被研磨物に対する研磨結果として、当該被研磨物の被研磨面における平坦度および残膜厚さを測定するものであり、
前記制御手段は、前記測定手段での前記平坦度の測定結果に応じて前記第一調整手段による前記界面活性剤の混入量についての調整指示を与え、前記測定手段での前記残膜厚さの測定結果に応じて前記第二調整手段による前記純水の供給量についての調整指示を与えるものである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
界面活性剤が混入された研磨用スラリーおよび純水を介在させつつ被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺擦させて前記被研磨物の被研磨面を研磨する研磨工程と、
前記研磨工程による研磨後の被研磨物について当該被研磨物に対する研磨結果を測定する測定工程と、
前記測定工程での研磨結果の測定以降に前記研磨工程で研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果に応じて当該研磨工程で研磨を行う際に用いる前記研磨用スラリーへの前記界面活性剤の混入量を調整する第一調整工程と、
前記測定工程での研磨結果の測定以降に前記研磨工程で研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果に応じて当該研磨工程で研磨を行う際の前記純水の供給量を調整する第二調整工程と
を含むことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項４】
前記測定工程では、前記被研磨物に対する研磨結果として、当該被研磨物の被研磨面における平坦度および残膜厚さを測定し、
前記第一調整工程では、前記測定工程での前記平坦度の測定結果に応じて前記界面活性剤の混入量を調整し、
前記第二調整工程では、前記測定工程での前記残膜厚さの測定結果に応じて前記純水の供給量を調整する
ことを特徴とする請求項３記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程で用いられる半導体製造装置および半導体製造方法に関し、特に被研磨物における被研磨面を平坦化するためのＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing；化学的機械的研磨）を行う半導体製造装置および半導体製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置の製造工程においては、ウエハ基板等の平坦化のために、平坦化技術の一つであるＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing；化学的機械的研磨）を用いることが広く知られている。ＣＭＰは、通常、ウエハ基板等の被研磨物の被研磨面と研磨パッドの研磨面とが互いに対向するように配置し、その間に研磨剤としての機能を有した液状の研磨用スラリーを供給しつつ、被研磨面と研磨面とを相対的に摺擦させることによって行う。これにより、被研磨物の被研磨面が研磨によって平坦化されるのである。
【０００３】
ただし、近年では、半導体装置の微細化等の進展に伴い、ＣＭＰによる平坦化の度合に対する要求も高まりつつある。このことから、例えばウエハ基板上の酸化膜等を平坦化するためのＣＭＰにおいては、研磨用スラリーに添加剤として界面活性剤を混入させることで、研磨の均一性や仕上げ面精度等の向上を実現することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８０６１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、界面活性剤が混入された研磨用スラリーを用いて行うＣＭＰでは、その界面活性剤の混入量が７〜１５ｍｌ／ｍｉｎ程度と微量であることが一般的であるが、例えば微量であってもその混入量が異なると、研磨特性（研磨レートや平坦度等）が大きく変わってしまう。そのため、界面活性剤の混入量の相違によっては、所望通りの研磨結果が得られないおそれがある。さらに、界面活性剤の混入量を一定に保っても、研磨パッド等が消耗材であることから、経時的に研磨結果に変化が生じることも考えられる。
また、ＣＭＰを行う場合には、界面活性剤の混入によって向上させ得る被研磨面の平坦度のみならず、その被研磨面における研磨後の残膜厚さ等についても、所望通りの研磨結果を得る必要がある。ところが、界面活性剤の混入により被研磨面の平坦度を高く維持すると、十分な研磨レートが得られずに所望通りの残膜厚さとならない、あるいは所望通りの残膜厚さとなるのに多く研磨時間を要してしまう、といったことも生じ得る。
これらのことは、ＣＭＰを経て製造される半導体装置の品質低下や製造歩留まりの低下等に繋がるため望ましくない。
【０００６】
そこで、本発明は、界面活性剤が混入された研磨用スラリーを用いて研磨を行う場合であっても、所望通りの研磨結果を効率よく得ることが可能である半導体製造装置および半導体製造方法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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために案出された半導体製造装置で、界面活性剤が混入された研磨用スラリーおよび純水を介在させつつ被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺擦させて前記被研磨物の被研磨面を研磨する研磨手段と、前記研磨手段による研磨後の被研磨物について当該被研磨物に対する研磨結果を測定する測定手段と、前記研磨手段が研磨を行う際に用いる前記研磨用スラリーへの前記界面活性剤の混入量を調整する第一調整手段と、前記研磨手段が研磨を行う際の前記純水の供給量を調整する第二調整手段と、前記被研磨物に対する研磨結果と前記界面活性剤の混入量および前記純水の供給量との対応関係に関する情報を記憶する記憶手段と、前記測定手段での研磨結果の測定以降に前記研磨手段が研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果および前記記憶手段による情報記憶内容に応じて前記第一調整手段および記第二調整手段に対して調整指示を与える制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された半導体製造方法で、界面活性剤が混入された研磨用スラリーおよび純水を介在させつつ被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺擦させて前記被研磨物の被研磨面を研磨する研磨工程と、前記研磨工程による研磨後の被研磨物について当該被研磨物に対する研磨結果を測定する測定工程と、前記測定工程での研磨結果の測定以降に前記研磨工程で研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果に応じて当該研磨工程で研磨を行う際に用いる前記研磨用スラリーへの前記界面活性剤の混入量を調整する第一調整工程と、前記測定工程での研磨結果の測定以降に前記研磨工程で研磨を行うのにあたり当該研磨結果の測定結果に応じて当該研磨工程で研磨を行う際の前記純水の供給量を調整する第二調整工程とを含むことを特徴とする半導体製造方法。
【０００９】
上記構成の半導体製造装置および上記手順の半導体製造方法によれば、研磨後の被研磨物についてその研磨結果を測定した以降においては、被研磨物の被研磨面を研磨するのにあたり、その測定結果に応じて界面活性剤の混入量および純水の供給量が調整されることになる。具体的には、複数枚の被研磨物を連続して研磨する場合に、例えば二枚目の被研磨物については、一枚目の被研磨物に対する研磨結果に応じて界面活性剤の混入量および純水の供給量が調整される。つまり、実際に行われた研磨結果がそれ以降の研磨条件に反映されるのである。ここで、「それ以降」とあるのは、研磨結果を必ずしもその都度次の研磨条件に反映させる必要がないことによるものである。このように、研磨結果をそれ以降の研磨条件に反映させれば、その研磨条件で行う研磨は、界面活性剤が混入された研磨用スラリーを用いて行う場合であっても、所望通りの研磨結果が得られるものとなる。
しかも、研磨条件への反映は、界面活性剤の混入量および純水の供給量の調整によって行われるので、例えば界面活性剤の混入量を増やして被研磨面の平坦度の向上を図ったり、あるいは純水の供給量を増やして被研磨面に対する研磨レートを十分に確保したりすることが可能となる。つまり、界面活性剤の混入量および純水の供給量の調整をそれぞれ個別に独立して行うことによって、互いに相反する事項を反映させる場合であっても、これに適切に対応して所望通りの研磨結果を得ることができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体製造装置および半導体製造方法によれば、実際に行われた研磨結果をそれ以降の研磨条件に反映させることで、界面活性剤が混入された研磨用スラリーを用いて研磨を行う場合であっても、常に最適な界面活性剤の混入量が得られるため、高平坦度を実現する研磨を安定して行うことができる。また、経時的な研磨結果の変化にも対応することが可能である。しかも、界面活性剤の混入量のみならず、純水の供給量についても調整可能なため、十分な研磨レートが得られずに残膜厚さが所望通りとならなかったり、あるいは所望通りの残膜厚さとなるのに多く研磨時間を要したりすることもない。
つまり、本発明の半導体製造装置および半導体製造方法によれば、所望通りの研磨結果を効率よく得ることが可能である。したがって、その研磨を経て製造される半導体装置の品質低下や製造歩留まりの低下等を招くこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明に係る半導体製造装置および半導体製造方法、具体的には被研磨物であるウエハ基板の被研磨面を平坦化するためのＣＭＰを行うＣＭＰ装置およびＣＭＰ方法について説明する。
【００１２】
先ず、ＣＭＰ装置の構成について説明する。図１は、本発明が適用されたＣＭＰ装置の概略構成例を示す模式図である。
図例のように、ＣＭＰ装置では、図示せぬ回転機構（駆動源を含む）により回転自在に設置された研磨定盤１を備えている。この研磨定盤１には、その上面に研磨パッドが貼付されている。また、研磨定盤１の上方には、ウエハ基板を保持する研磨ヘッド２を備えている。この研磨ヘッド２は、ウエハ基板の被研磨面を研磨定盤１上の研磨パッドと対向させるようにしてそのウエハ基板を保持するとともに、シリンダ等の駆動源によって上下方向に移動し得るようになっている。なお、研磨定盤１の上面側には、研磨ヘッド２と干渉しない位置に、後述する研磨材を均して研磨パッドのパッド面のコンディショニングを行うパッドコンディショナ３が配されている。
【００１３】
さらに、研磨定盤１の上面側には、研磨ヘッド２上に研磨用スラリーを供給するための供給ライン４と、研磨ヘッド２上に純水を供給するための供給ライン５とが配されている。これら各供給ライン４，５は、いずれもその排出口が研磨ヘッド２の近傍に位置している。このうちの供給ライン４が供給する研磨用スラリーは、ウエハ基板の被研磨面を研磨する際の研磨剤としての機能を有した液状のものであり、その具体例としては例えば酸化セリウム（セリア；ＣｅＯ2）系のものが知られている。なお、研磨用スラリーは、必ずしもセリア系に限定されるものではなく、シリカ、アルミナ、硝酸鉄系であってもよいが、ここでは研磨用スラリーがセリア系のものであるとして説明を行う。したがって、以下、研磨用スラリーのことを「セリア」といい、そのセリアを供給する供給ラインのことを「ＣｅＯ2供給ライン」という。これに対して、純水を供給する供給ラインのことを「純水供給ライン」という。
【００１４】
ところで、ＣｅＯ2供給ライン４の途中には、界面活性剤を混入させるための供給ライン６が合流している。セリアに添加剤として界面活性剤を混入させることで、ウエハ基板に対する研磨の均一性や仕上げ面精度等の向上を実現するためである。このような界面活性剤としては、例えばポリアクリル酸アンモニア塩を用いることが考えられる。以下、この界面活性剤を供給する供給ラインのことを「界面活性剤供給ライン」という。
【００１５】
以上のような構成のＣＭＰ装置では、研磨ヘッド２にウエハ基板を装着し、その研磨ヘッド２および研磨定盤１をそれぞれ回転させ、その状態で研磨ヘッド２を研磨定盤１に向けて下降させる。これにより、研磨ヘッド２に保持されているウエハ基板は、その被研磨面が研磨定盤１上の研磨パッドに接した後に、さらに加圧されて押しつけられることになる。つまり、ウエハ基板の被研磨面と研磨パッドとが加圧された状態で、界面活性剤が混入されたセリアおよび純水を介在させつつ、相対的に摺擦することになり、これによってウエハ基板の被研磨面が研磨されるのである。
【００１６】
以上のような構成に加えて、ここで説明するＣＭＰ装置では、膜厚測定ユニット７と、流量コントロールユニット８，９，１０と、メモリユニット１１と、制御ユニット１２とを備えている点に特徴がある。
【００１７】
膜厚測定ユニット７は、研磨ヘッド２および研磨定盤１を用いて研磨した後のウエハ基板について、そのウエハ基板に対する研磨の結果を定量的に測定するためのものである。測定する研磨結果としては、例えば、ウエハ基板の被研磨面における平坦度（凹凸段差）および残膜厚さ（酸化膜残膜削り込み量）が挙げられる。ただし、必ずしもこれらの事項に限定されることはなく、平坦度や残膜厚さ以外を測定するものであっても構わない。この膜厚測定ユニット７における測定は、例えば光学式膜厚測定器をインラインとして組み込むことによって行うことが考えられる。すなわち、研磨結果の定量的な測定については、公知技術を適宜利用して行うようにすればよい。
【００１８】
流量コントロールユニット８は、ＣｅＯ2供給ライン４上に配設されたもので、そのＣｅＯ2供給ライン４を流れるセリアの流量（質量）を調整するためのものである。すなわち、ＣｅＯ2供給ライン４から供給するセリアの供給量を調整するためのものである。このような流量コントロールユニット８は、例えばいわゆる精密マスフロコントローラによって実現することが考えられる。
流量コントロールユニット９は、界面活性剤供給ライン６上に配設されたもので、その界面活性剤供給ライン６を流れる界面活性剤の流量（質量）を調整するためのものである。すなわち、ＣｅＯ2供給ライン４を流れるセリアに混入される界面活性剤の量（混入量）を調整するためのものである。このような流量コントロールユニット９も、例えば精密マスフロコントローラによって実現することが考えられる。
また、流量コントロールユニット１０は、純水供給ライン５上に配設されたもので、その純水供給ライン５を流れる純水の流量（質量）を調整するためのものである。すなわち、純水供給ライン５から供給する純水の供給量を調整するためのものである。このような流量コントロールユニット１０についても、例えば精密マスフロコントローラによって実現することが考えられる。
なお、これらの流量コントロールユニット８，９，１０を実現する精密マスフロコントローラについては、公知のものを利用すればよいため、ここではその説明を省略する。
【００１９】
メモリユニット１１は、ウエハ基板に対する研磨結果と研磨の際における界面活性剤の混入量との間の対応関係に関する情報と、ウエハ基板に対する研磨結果と研磨の際における純水の供給量との間の対応関係に関する情報とを、それぞれ記憶しているものである。これらの情報については、その詳細を後述するが、予めの実験結果またはシミュレーション結果に基づいて特定して、メモリユニット１１内に記憶しておくことが考えられる。なお、メモリユニット１１は、情報記憶を行えるものであれば、読み書き可能なものであっても、あるいは読み出し専用のものであってもよいが、不揮発性のものであることが望ましい。
【００２０】
制御ユニット１２は、所定プログラムを実行するマイクロプロセッサ等を含んでなるものであり、膜厚測定ユニット７での研磨結果の測定以降に研磨ヘッド２および研磨定盤１を動作させてウエハ基板に対する研磨を行うのにあたり、その膜厚測定ユニット７得られた測定結果およびメモリユニット１１が記憶している情報を取得し、その取得した測定結果および情報に応じて、流量コントロールユニット８，９，１０に対する調整指示を与えるものである。そのために、制御ユニット１２は、膜厚測定ユニット７、流量コントロールユニット８，９，１０およびメモリユニット１１のそれぞれと接続し、それぞれとの間で情報または信号の授受を行えるようになっている。
【００２１】
次に、以上のように構成されたＣＭＰ装置を用いて、ウエハ基板に対するＣＭＰを行う場合の処理動作例の手順、すなわち本発明に係るＣＭＰ方法の一例について説明する。図２は、本発明に係るＣＭＰ方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【００２２】
上述した構成のＣＭＰ装置では、先ず、一枚目のウエハ基板の被研磨面に対する研磨が終了すると（ステップ１０１、以下ステップを「Ｓ」と略す）、膜厚測定ユニット７がそのウエハ基板に対する研磨の結果を測定する（Ｓ１０２）。具体的には、膜厚測定ユニット７は、そのウエハ基板の膜厚を測定し、ＣＭＰ後のグローバル段差（チップ領域内凹凸段差）を求める。この測定は、膜厚測定ユニット７がインラインで配されているため、例えばロボットによるハンドリング等を介しつつ、研磨ヘッド２および研磨定盤１を用いた研磨に続いて、その後に連続的に行われるものとする。なお、このときの測定の手法自体は、公知技術を利用して行えばよい。
【００２３】
膜厚測定ユニット７が研磨結果を測定すると、その測定結果は、制御ユニット１２に通知される。測定結果が通知された制御ユニット１２では、その測定結果を予め設定されている値と比較し、その測定結果が所望通りのものか否かを判断する。そのために、先ず、制御ユニット１２は、通知された測定結果のうちのグローバル段差について、それが所望通りのものか否か、すなわちＣＭＰ後のウエハ基板の被研磨面における平坦度が所望通りのものか否かを判断する（Ｓ１０３）。その結果、所望通りのものでなければ、制御ユニット１２は、メモリユニット１１にアクセスして必要な情報を取得し、取得した測定結果および情報に応じて、流量コントロールユニット９に対する調整指示を与える（Ｓ１０４）。
【００２４】
図３は、記憶情報の一具体例を示す説明図である。図例のように、メモリユニット１１は、ウエハ基板の被研磨面における平坦度（グローバル段差）と研磨の際における界面活性剤の混入量との間の対応関係に関する情報を記憶している。制御ユニット１２では、このメモリユニット１１が記憶している情報を基に、平坦度を所望通りのものとするために最適な界面活性剤の混入量を、演算等を行うことにより求める。図３に示した対応関係によれば、界面活性剤の混入量が増加すると、ある程度の量までは、その界面活性剤の作用により、研磨の均一性や仕上げ面精度等が向上する。ただし、ある程度の量を超えると、却って研磨の均一性や仕上げ面精度等が悪化する。したがって、例えばＣＭＰ処理後のグローバル段差の測定結果が５０ｎｍであった場合には、そのグローバル段差が緩和されて所望通りのものとなるように界面活性剤の混入量を８ｍｌ／ｍｉｎとする、といった決定を上記の対応関係に基づいて行うのである。
【００２５】
なお、このときの流量コントロールユニット８によるセリアの供給量は、デフォルトのままである。ただし、セリアの供給量についても調整可能であるため、界面活性剤の混入量は、そのセリアの供給量との関係において決定してもよい。その場合、制御ユニット１２は、流量コントロールユニット８，９のそれぞれに対して、調整指示を与えることになる。
【００２６】
制御ユニット１２が調整指示を与えた後は、図２に示すように、その調整指示に従い流量コントロールユニット９または流量コントロールユニット８，９のそれぞれが流量調整を行うので、界面活性剤の混入量が調整された後のセリアが研磨ヘッド２上に供給されることになる。そして、その調整後のセリアを供給しつつ、二枚目のウエハ基板の被研磨面に対する研磨を開始する（Ｓ１０５）。
【００２７】
一方、ＣＭＰ後のウエハ基板の被研磨面における平坦度が所望通りのものであれば（Ｓ１０３）、続いて、制御ユニット１２は、通知された測定結果のうちの膜厚について、それが所望通りのものか否か、すなわちＣＭＰ後のウエハ基板の被研磨面における残膜厚さが所望通りのものか否かを判断する（Ｓ１０６）。その結果、所望通りのものでなければ、制御ユニット１２は、メモリユニット１１にアクセスして必要な情報を取得し、取得した測定結果および情報に応じて、流量コントロールユニット１０に対する調整指示を与える（Ｓ１０７）。
【００２８】
図４は、記憶情報の他の具体例を示す説明図である。図例のように、メモリユニット１１は、ウエハ基板の被研磨面における残膜厚さ（残膜削り込み量）と研磨の際における純水の供給量（界面活性剤が混入されたセリアとの供給量比）との間の対応関係に関する情報をも記憶している。制御ユニット１２では、このメモリユニット１１が記憶している情報を基に、残膜厚さを所望通りのものとするために最適な純水の供給量を、演算等を行うことにより求める。図４に示した対応関係によれば、純水の供給量が増加すると、相対的にセリアの作用が抑えられるので、これに伴って研磨量も抑えられることから、残膜厚さが増大する。したがって、例えばＣＭＰ処理後の残膜削り込み量を３０ｎｍに合わせる場合には、セリアと純水との供給量比を３：１とする、といった決定を上記の対応関係に基づいて行うのである。
【００２９】
なお、このときの流量コントロールユニット１０による純水の供給量は、流量コントロールユニット８，９によるセリアの供給量がデフォルトのままであれば、供給量比ではなく、その供給量の絶対値で決定してもよい。すなわち、純水の供給量調整は、流量コントロールユニット８，９，１０のそれぞれに対して調整指示を与えることで行うが、流量コントロールユニット１０に対する調整指示のみによって実現することも可能である。
【００３０】
制御ユニット１２が調整指示を与えた後は、図２に示すように、その調整指示に従い流量コントロールユニット８，９，１０のそれぞれまたは流量コントロールユニット１０のみが流量調整を行うので、供給量が調整された後の純水が研磨ヘッド２上に供給されることになる。そして、その調整後の純水を供給しつつ、二枚目のウエハ基板の被研磨面に対する研磨を開始する（Ｓ１０５）。
【００３１】
また、ＣＭＰ後のウエハ基板の被研磨面における平坦度が所望通りであり（Ｓ１０３）、かつ、その被研磨面における残膜厚さが所望通りである場合には（Ｓ１０６）、制御ユニット１２は、界面活性剤の混入量および純水の供給量のいずれについても現状（一枚目の研磨時）のままとし、流量コントロールユニット８，９，１０が流量調整を変更しないようにする。そして、二枚目のウエハ基板の被研磨面に対する研磨を開始する（Ｓ１０５）。
【００３２】
その後、二枚目のウエハ基板の被研磨面に対する研磨が終了すると、その二枚目のウエハ基板について、研磨結果を測定からの上述した各ステップ（Ｓ１０２〜Ｓ１０７）を順に行う。つまり、ｎ＋１枚目に対する研磨時には、ｎ枚目の研磨結果に応じて、流量コントロールユニット８，９，１０に対する流量調整指示を与えるようにするのである。
【００３３】
以上のように、本実施形態で説明したＣＭＰ装置およびＣＭＰ方法によれば、研磨後のウエハ基板について、その被研磨面に対する研磨の結果を測定した以降においては、新たなウエハ基板の被研磨面を研磨するのにあたり、その測定結果に応じて界面活性剤の混入量および純水の供給量が調整されることになる。具体的には、複数枚のウエハ基板を連続して研磨する場合に、例えば二枚目のウエハ基板については、一枚目のウエハ基板に対する研磨結果に応じて界面活性剤の混入量および純水の供給量が調整される。つまり、実際に行われた研磨結果がそれ以降の研磨条件に反映されるのである。
【００３４】
しかも、本実施形態で説明したＣＭＰ装置およびＣＭＰ方法では、研磨条件への反映が、界面活性剤の混入量および純水の供給量の調整によって行われる。したがって、例えば面活性剤の混入量を増やして被研磨面の平坦度の向上を図ったり、あるいは純水の供給量を増やして被研磨面に対する研磨レートを十分に確保したりすることが可能となる。つまり、界面活性剤の混入量および純水の供給量といった互いに異なる二つのパラメータについて、その調整をそれぞれ個別に独立して行うことによって、互いに相反する事項を反映させる場合であっても、これに適切に対応して所望通りの研磨結果を得ることができるようになる。
【００３５】
したがって、本実施形態におけるＣＭＰ装置およびＣＭＰ方法を用いれば、実際に行われた研磨結果をそれ以降の研磨条件に反映させることで、界面活性剤が混入されたセリアを用いて研磨を行う場合であっても、常に最適な界面活性剤の混入量が得られるため、高平坦度を実現する研磨を安定して行うことができる。また、経時的な研磨結果の変化にも対応することが可能である。しかも、界面活性剤の混入量のみならず、純水の供給量についても調整可能なため、十分な研磨レートが得られずに残膜厚さが所望通りとならなかったり、あるいは所望通りの残膜厚さとなるのに多く研磨時間を要したりすることもない。
これらのことは、特にウエハ基板の被研磨面に酸化膜が形成されている場合、すなわち酸化膜ＣＭＰを行う場合に適用して有効である。ただし、被研磨面が酸化膜以外の場合であっても適用可能であることはいうまでもない。
【００３６】
このように、本実施形態におけるＣＭＰ装置およびＣＭＰ方法を用いれば、所望通りの研磨結果を効率よく得ることが可能である。したがって、その研磨を経て製造される半導体装置の品質低下や製造歩留まりの低下等を招くこともない。
【００３７】
なお、本実施形態で説明した一連の処理動作は、研磨結果を次の研磨に反映させる上では、各枚のウエハ基板を研磨する都度行うことが望ましい。ただし、必ずしも研磨結果をその都度次の研磨条件に反映させる必要はない。例えば、各枚のウエハ基板について、その都度研磨結果を次の研磨条件に反映させるのではなく、処理動作の開始時にのみ反映させたり、あるいはある一定枚数毎に反映させたりすることも考えられる。つまり、研磨結果を測定した「都度」ではなく、当該測定の「以降」に、その測定結果に応じて界面活性剤の混入量および純水の供給量が調整すればよく、その場合であっても所望通りの研磨結果が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る半導体製造装置の一例であるＣＭＰ装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係るに係る半導体製造方法の一例であるＣＭＰ方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る半導体製造装置における記憶情報の一具体例を示す説明図であり、被研磨面における平坦度と研磨の際における界面活性剤の混入量との間の対応関係に関する情報の例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る半導体製造装置における記憶情報の他の具体例を示す説明図であり、被研磨面における残膜厚さと研磨の際における純水の供給量との間の対応関係に関する情報の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…研磨定盤、２…研磨ヘッド、３…パッドコンディショナ、４…ＣｅＯ2供給ライン、５…純水供給ライン、６…界面活性剤供給ライン、７…膜厚測定ユニット、８，９，１０…流量コントロールユニット、１１…メモリユニット、１２…制御ユニット
【図１】
2005347453.tif 000003
【図２】
2005347453.tif 000004
【図３】
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【図４】
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