(57)【要約】  【課題】  ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理する方法を提供する。  【解決手段】  被研磨対象であるウェーハに加える荷重を検出する荷重検出手段を備えた研磨装置の管理方法は、荷重検出手段によって検出された、ウェーハの研磨を待機している第１の時間における第１の荷重値と、荷重検出手段によって検出された、ウェーハの研磨を行なっている第２の時間における第２の荷重値との差分を、第２の時間におけるウェーハに対して実際に加えられた実荷重値として算出する工程と、実荷重値をモニタする工程とを備える。【選択図】  図２
2005051221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨対象であるウェーハに加えられる荷重を検出する荷重検出手段を備えた研磨装置の管理方法であって、
前記荷重検出手段によって検出された、前記ウェーハの研磨を待機している第１の時間における第１の荷重値と、前記荷重検出手段によって検出された、前記ウェーハの研磨を行なっている第２の時間における第２の荷重値との差分を、前記第２の時間における前記ウェーハに対して実際に加えられた実荷重値として算出する工程と、
前記実荷重値をモニタする工程とを備えることを特徴とする研磨装置の管理方法。
【請求項２】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記実荷重値から前記ウェーハの研磨速度を算出し、算出された前記研磨速度をモニタする工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置の管理方法。
【請求項３】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記研磨速度と前記第２の時間とから前記ウェーハの研磨量を算出し、算出された前記ウェーハの研磨量を前記ウェーハの研磨前の膜厚から減算することによって得られる前記ウェーハの研磨後の残膜値をモニタする工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の研磨装置の管理方法。
【請求項４】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記実荷重値が所望の値の範囲内にない場合に、当該研磨装置に異常が発生していることを検出する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置の管理方法。
【請求項５】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記異常が発生していることを検出した場合に、警告を発する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の研磨装置の管理方法。
【請求項６】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記異常が発生していることを検出した場合に、前記荷重検出手段としてのロードセルの原点較正を行なう工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の研磨装置の管理方法。
【請求項７】
前記実荷重値をモニタする工程は、
前記警告が発せられると、当該研磨装置を停止する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置の管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化に伴い、半導体製造工程において、半導体素子構造を高精度に研磨することによって平坦化する技術が近年重要になっている。平坦化技術のなかで、ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polish)技術は、平坦化を実現できる優れたグローバルな方法であって、層間絶縁膜の平坦化及び素子分離形成時に半導体基板上に残された余剰の酸化膜の研磨等に用いられている。ＣＭＰでは、機械的研磨と化学作用とを兼ね合わせることにより、半導体基板の表面の研磨が行なわれている。ＣＭＰ中の研磨状態は、研磨布と半導体基板との機械的な接触状態に強く依存するので、半導体基板を全面にわたって高精度に研磨するためには、半導体基板に加える研磨時の荷重（研磨荷重）の制御が不可欠である。
【０００３】
以下に、研磨荷重の制御を行なう従来のウェーハ研磨装置について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０００４】
図９は、従来のウェーハ研磨装置の構造を示す断面図である。
【０００５】
図９に示す従来のウェーハ研磨装置は、支持フレーム１００に支持されたベアリング部材１０１が連結されて回転自在である約７００kgの重さを有する上定盤１０２と、該上定盤１０２に対向するように配置され、回転駆動を行なう下定盤１０３とを有している。また、支持フレーム１００とベアリング部材１０１との間には、被研磨材であるウェーハ１０４に加える荷重を検出する荷重検出手段であるロードセル１００Ａが配置されている。また、上定盤１０２の上面には、約１５０kgの純水を収容することができる液体充填槽１０５が設けられており、該液体充填槽１０５には液体を供給するための液体供給手段が連結されている。ここで、液体供給手段は、支持フレーム１００に取り付けられた複数の固定ノズル１０６と、液体充填槽１０５に取り付けられ、該液体充填槽１０５の回転に同伴する複数の回転ノズル１０７と、該回転ノズル１０７に連結され、固定ノズル１０６から滴下される液体を回転しながら受け止めるリング状液体受１０８とを備えている。
【０００６】
また、固定ノズル１０６と図示しない液体供給源との間の配管途中には、例えば、流量計１０９及びバルブ１１０よりなる流量調整手段が配置されていると共にロードセル１００Ａに接続される制御手段が配置されている。ロードセル１００Ａによって検出されたウェーハ１０４に加える研磨荷重値に基づいて、液体供給手段を作動させることにより、液体充填槽１０５への液体の供給を制御している。
【０００７】
このように、従来のウェーハ研磨装置において、研磨荷重の制御は、上定盤１０２の上面に設けられた液体充填槽１０５に充填されている液体の量を制御することによって行なわれている。
【０００８】
図１０は、従来のウェーハ研磨装置における研磨荷重の時間変化を示している。
【０００９】
図１０に示すように、研磨開始から１分間経過するまでは約１００kg（約２０g/cm2 ）の軽荷重を加えた後、所定の荷重として例えば６５０kg（約１２０g/cm2 ）に達するまで徐々に荷重を増加させ、所定の荷重を７分間保持する。このとき、ロードセル１００Ａは、ウェーハ１０４に加えられる荷重を常時検出しており、検出された荷重が所定の荷重よりも下回ることが検出された場合には、流量計１０９及びバルブ１１０を制御して、不足している荷重に対応した重さの液量を、上定盤１０２に設けられた液体充填槽１０５へ連続的に供給する（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
このようにして、研磨荷重の制御を行なうことにより、従来のウェーハ研磨装置の管理を行なっていた。
【特許文献１】特開平０９−１８３０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来のウェーハ研磨装置では、液体の量を用いて研磨荷重を制御するので、液体充填槽１０５を装置として備える必要がある。
【００１２】
また、前記従来のウェーハ研磨装置では、ロードセル１００Ａによって検出される研磨中の荷重値を用いて、研磨荷重の制御が行なわれていたが、ウェーハ毎に研磨のバラツキが生じており、ウェーハを精度良く研磨することが困難であった。
【００１３】
前記に鑑み、本発明の目的は、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の課題を解決するために、本件発明者らが種々の検討を加えた結果、従来のウェーハ研磨装置における研磨荷重の制御が、研磨待機時の荷重値を考慮することなく研磨中の荷重値のみを考慮して行なわれていたために、研磨待機時の荷重値のバラツキの存在により、ウェーハ毎に研磨のバラツキが生じていたということを本件発明者らは見出した。そこで、本発明は、前記の知見に鑑みてなされたものであり、具体的には、本発明に係る研磨装置の管理方法は、被研磨対象であるウェーハに加えられる荷重を検出する荷重検出手段を備えた研磨装置の管理方法であって、荷重検出手段によって検出された、ウェーハの研磨を待機している第１の時間における第１の荷重値と、荷重検出手段によって検出された、ウェーハの研磨を行なっている第２の時間における第２の荷重値との差分を、第２の時間におけるウェーハに対して実際に加えられた実荷重値として算出する工程と、実荷重値をモニタする工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る研磨装置の管理方法によると、研磨時の第２の荷重値から研磨待機時の第１の荷重値が減算された値である研磨時の実荷重値は、研磨待機時の荷重値のバラツキが考慮されているため、研磨時における研磨速度と高い相関関係（ほぼ比例関係）を有するので、この実荷重値をモニタすることにより、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理することができる。
【００１６】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、実荷重値からウェーハの研磨速度を算出し、算出された研磨速度をモニタする工程を含むことが好ましい。
【００１７】
このようにすると、リアルタイムでモニタ可能な実荷重値から研磨速度を算出できるので、研磨速度をリアルタイムで管理することができる。このため、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理することができる。
【００１８】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、研磨速度と第２の時間とからウェーハの研磨量を算出し、算出されたウェーハの研磨量をウェーハの研磨前の膜厚から減算することによって得られるウェーハの研磨後の残膜値をモニタする工程を含むことが好ましい。
【００１９】
このようにすると、リアルタイムでモニタできる研磨速度を用いて研磨量を算出できることにより、研磨後の残膜値を測定することなく研磨速度と研磨時間とから算出できるので、研磨終了と同時に研磨後の残膜値を得ることができる。
【００２０】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、実荷重値が所望の値の範囲内にない場合に、研磨装置に異常が発生していることを検出する工程を含むことが好ましい。
【００２１】
このようにすると、研磨速度は実荷重値と高い相関関係を有するので、研磨速度の管理を実荷重値を用いて管理することにより、研磨装置の異常の発生を検出することができる。このため、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理することができる。また、リアルタイムでモニタできる実荷重値を用いて管理するので、異常の検出を短時間で行なうことができるので、異常が発生した場合の対応に要する時間を大幅に低減できる。
【００２２】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、異常が発生していることを検出した場合に、警告を発する工程を含むことが好ましい。
【００２３】
このようにすると、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理することができると共に、異常が発生した場合の対応に要する時間を大幅に低減できる。
【００２４】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、異常が発生していることを検出した場合に、荷重検出手段としてのロードセルの原点較正を行なう工程を含むことが好ましい。
【００２５】
本発明に係る研磨装置の管理方法において、実荷重値をモニタする工程は、警告が発せられると、研磨装置を停止する工程を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る研磨装置の管理方法によると、研磨時の第２の荷重値から研磨待機時の第１の荷重値が減算された値である研磨時の実荷重値は、研磨待機時の荷重値のバラツキが考慮されているので、研磨時における研磨速度と高い相関関係（ほぼ比例関係）を有するので、この実荷重値をモニタすることにより、ウェーハ毎に生じる研磨のバラツキを低減して精度良く研磨を行なうことができるように、研磨装置を管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の管理方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の管理方法の説明に用いる研磨装置の一例について、図１を参照しながら説明する。
【００３０】
図１に示すように、ローラー１が回転することにより、研磨パッド２が直進的に走査される。研磨ヘッド３で支持され、被研磨対象である被研磨膜を有する半導体基板（ウェーハ）４は、研磨される面が研磨パッド２に対向するように保持される。研磨パッド２を挟んで半導体基板４と反対側にプラテン５が設置されている。そして、スラリーノズル６から研磨材としてのスラリーを供給しながら、半導体基板４の研磨を行なう。また、ロードセル（荷重検出手段）７は、半導体基板４の研磨を待機している間（以下、第１の時間という）及び半導体基板４を研磨している間（以下、第２の時間という）、研磨ヘッド３とプラテン５との間に加える荷重値を検出する。なお、研磨を待機している第１の時間は、通常、例えば、研磨対象である半導体基板４を交換する時間など、研磨装置がアイドリングしている時間などである。また、研磨を行なっている第２の時間は、通常、例えば、一枚の半導体基板４を研磨している時間などである。
【００３１】
次に、本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の管理方法の概略について、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
図２に示すように、まず、ステップＳＴ１において、ロードセル７によって検出される実荷重値を検出する。具体的には、第１の時間におけるロードセル７によって検出された荷重値（以下、第１の荷重値）を測定した後、第２の時間におけるロードセル７によって検出された荷重値（以下、第２の荷重値）を測定する。そして、測定された第１の荷重値と第２の荷重値との差分を、第２の時間における半導体基板４に対して実際に加えた実荷重値として算出する。
【００３３】
次に、ステップＳＴ２において、研磨速度を算出する。すなわち、ステップＳＴ１で算出した実荷重値から研磨速度を算出する。
【００３４】
次に、ステップＳＴ３において、残膜値を算出する。すなわち、研磨時間とステップＳＴ２で算出した研磨速度とを用いて、半導体基板４における被研磨膜の残膜値を算出する。
【００３５】
このように、本実施形態に係る研磨装置の管理方法では、以降で詳述するように、実荷重値、研磨速度、又は残膜値を算出し、これらの値をモニタすることにより、半導体基板４毎の研磨のバラツキを防止して精度良く研磨できるように、研磨装置を管理することができる。
【００３６】
以下に、図２に示した前記各ステップＳＴ１〜ＳＴ３について詳細に説明する。
【００３７】
＜ステップＳＴ１（実荷重値の測定）＞
図３に示すように、半導体基板４に対する研磨を待機している第１の時間１ａでは、第１の荷重値が加えられ、図３では、具体的に、第１の時間１ａでは第１の荷重値の平均値Ｄ１が加えられていることが示されている。さらに、半導体基板４に対して研磨を行なっている第２の時間１ｂでは、第２の荷重値が加えられており、図３では、具体的に、第２の時間１ｂでは第２の荷重値の平均値Ｄ２が加えられていることが示されている。
【００３８】
ここで、研磨を行なっている第２の時間１ｂにおける、第２の荷重値と研磨速度との関係について、図４（ａ）を参照しながら説明する。図４（ａ）では、横軸に第２の時間１ｂにおける第２の荷重値の平均値Ｄ２を示すと共に、縦軸に第２の時間１ｂにおける研磨速度を示している。
【００３９】
図４（ａ）から明らかなように、第２の時間１ｂにおける第２の荷重値の平均値Ｄ２が４.３〜４.５（ＰＳｉ）の範囲では、研磨速度が３５０〜５００（ｎｍ／ｍｉｎ）の範囲で分布している。すなわち、第２の荷重値の平均値Ｄ２のバラつきは３σであって、その大きさは約０．１１（ＰＳｉ）と小さいが、研磨速度の大部分は４５０±５０（ｎｍ／ｍｉｎ）の間で大きく変動している。このように、研磨速度は第２の荷重値の平均値Ｄ２には依存していないことが分かる。
【００４０】
そこで、本発明に係る本実施形態では、第１の時間１ａにおける第１の荷重値（具体的には第１の荷重値の平均値Ｄ１）を測定した後、第２の時間１ｂにおける第２の荷重値（具体的には第２の荷重値の平均値Ｄ２）を測定する。その後、測定された第１の荷重値（具体的には第１の荷重値の平均値Ｄ１）と第２の荷重値（具体的には第２の荷重値の平均値Ｄ２）との差分（Ｄ２−Ｄ１）を、第２の時間１ｂにおける半導体基板４に対して実際に加えた実荷重値Ｄ３として算出する。
【００４１】
ここで、第２の時間１ｂにおける実荷重値Ｄ３と研磨速度との関係について、図４（ｂ）を参照しながら説明する。図４（ｂ）では、横軸に実荷重値Ｄ３を示すと共に、縦軸に第２の時間１ｂにおける研磨速度を示している。
【００４２】
図４（ｂ）から明らかなように、研磨速度は、直線Ｌ１に示されるように、実荷重値Ｄ３に対してほぼ比例していることが分かる。このことから、半導体基板４に対して実際に加えた実荷重値Ｄ３をモニタすることにより、後述するように、第２の時間１ｂにおける研磨速度をモニタすることができる。これにより、研磨のバラツキを防いで精度良く研磨できるように、研磨装置を管理することができる。
【００４３】
＜ステップＳＴ２（研磨速度の算出）＞
図５は、前記図４（ｂ）に示した実荷重値Ｄ３と研磨速度との関係図をスケールを変えて示した図であって、以下に、実荷重値Ｄ３から研磨速度を求める方法を具体的に説明する。
【００４４】
ここでは、半導体基板４に対する研磨は、時間を固定して行なうと共に、研磨量の規格に基づいて所望の研磨速度の範囲５ａを４５０±５０（ｎｍ／ｍｉｎ）と設定している。この場合、前述の図４（ｂ）で説明したように、研磨速度と実荷重値Ｄ３との関係が、直線Ｌ１に示す比例関係になることを考慮して、研磨速度が範囲５ａ内にあるか否かを実荷重値Ｄ３でモニタするために、実荷重値Ｄ３の規格範囲５ｂを３.４５〜４.２０（ＰＳｉ）の範囲と設定している。このようにすると、研磨速度を、ステップＳＴ１で測定される実荷重値Ｄ１でモニタすることができるので、研磨速度をリアルタイムで測定することができる。ところで、従来の研磨速度の測定は、研磨終了後の被研磨膜の膜厚を測定し、研磨前の膜厚との差分を測定することによって研磨速度を求めていた。しかしならがら、本発明に係る研磨装置の管理方法によると、研磨速度を実荷重値Ｄ３でモニタすることができるので、研磨中に研磨速度の異常を検出することができる。このため、研磨のバラツキを防止して精度良く研磨できるように、研磨装置を管理することができる。
【００４５】
また、このように異常が検出された場合には、警報を発する等して警告を行なって装置を停止させることもできる。また、リアルタイムでモニタできる実荷重値を用いて研磨速度を管理しているため、異常の検出を短時間で行なうことができるので、異常が発生した場合の対応に要する時間を大幅に低減できる。
【００４６】
ここで、前述のように、異常が検出された場合の対応について説明する。
【００４７】
具体的には、ステップＳＴ１で測定した実荷重値Ｄ３のモニタ結果に基づいて、予備保全（ＰＭ: Preventive Maintenance）を行なう。
【００４８】
図６は、ＰＭの実施する時期を決定するための傾向管理を行なった図である。なお、図６では、横軸に時間（日付）を示すと共に、縦軸に実荷重値Ｄ３を示している。
【００４９】
図６に示すように、期間６ａ及び６ｂは予め決められたＰＭ周期であり、期間６ａ及び６ｂでは、実荷重値Ｄ３が規格範囲から逸脱していない。ところが、期間６ｃでは、実荷重値Ｄ３が規格範囲（３．４５〜４．２０（ＰＳｉ））から逸脱しており、ＰＭを実施すべきであることを示している。ＰＭで行なうことは、主にロードセル７の原点較正である。一方、期間６ｄでは、予め決められていたＰＭ周期（６ａ及び６ｂ）よりも長い期間、実荷重値Ｄ３が規格範囲内であることが示されているので、期間６ｄでは、予め決められていたＰＭ周期後にＰＭを実施するよりも長い間、ＰＭを行なうことなく装置を稼動させ続けることができる。このように、実荷重値Ｄ３をモニタして傾向管理することにより、最適な時期にＰＭを実施することが可能となる。したがって、装置の稼働率を向上させることができるので、生産性の向上を実現することができる。
【００５０】
なお、図６では、横軸として日付を用いて管理しているが、日にちで管理するのではなく、時間で管理してもよく、さらに、管理する時間を短くすればするほど、不良発生率を低減することができる。
【００５１】
＜ステップＳＴ３（残膜値の算出）＞
次に、ステップＳＴ３において、ステップＳＴ２において測定された研磨速度と研磨時間である第２の時間１ｂとから、半導体基板４における被研磨膜の研磨量を算出した後、研磨前に測定しておいた被研磨膜の膜厚から算出された研磨量を減算することにより、研磨後の膜厚を算出することができる。このように、ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２においてリアルタイムでモニタできる研磨速度を用いることにより、研磨量を算出できるため、研磨後の残膜値を測定することなく研磨速度と研磨時間とから算出できるので、研磨終了と同時に研磨後の残膜値を得ることができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る研磨装置の管理方法について、図７及び図８を参照しながら説明する。
【００５３】
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る研磨装置の管理方法に用いる制御回路を該研磨装置と共に示している。
【００５４】
まず、図７（ａ）及び（ｂ）に示した研磨装置について説明する。
【００５５】
ローラー１が回転することにより、研磨パッド２が直進的に走査される。研磨ヘッド３で支持され、被研磨対象である被研磨膜を有する半導体基板（ウェーハ）４は、研磨される面が研磨パッド２に対向するように保持される。研磨パッド２を挟んで半導体基板４と反対側にプラテン５が設置されている。そして、スラリーノズル６から研磨材としてのスラリーを供給しながら、半導体基板４の研磨を行なう。また、ロードセル（研磨検出手段）７は、半導体基板４の研磨を待機している間及び半導体基板４を研磨している間、研磨ヘッド３とプラテン５との間に加えられている荷重値を検出する。
【００５６】
次に、ロードセル７によって検出される荷重値の制御を行なうサーボバルブ１０の駆動回路について説明する。
【００５７】
ホストコンピュータ１１から入力された所定の荷重値を示す電圧信号と、第１のアンプ１２を介して入力されたロードセル７により検出された荷重値を示す電圧信号とが、第２のアンプ１３において比較され、その差を示す電圧信号がサーボバルブ１０に入力される。サーボバルブ１０では、所定の荷重値とロードセル７によって検出された荷重値との差がゼロになるように、制御が行われる。
【００５８】
このようなフィードバック系の回路はノイズの影響を受けやすい。すなわち、図７（ａ）に示した回路では、第１のアンプ１２から出る制御信号線１４がデータロガー１６に接続されているので、ノイズなどが異常に発生すると、荷重値のモニタを行なう回路は大きなダメージを受けてしまい、研磨処理にトラブルが発生する。そこで、図７（ｂ）に示すように、第１のアンプ１２から出る制御信号線１４（図７（ａ）参照）とは別の信号線１５を設けてデータロガー１６に接続するように回路を構成することが好ましい。
【００５９】
以下に、この理由について、図８（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００６０】
図８（ａ）及び（ｂ）は、半導体基板４に対する研磨を待機している期間（以下、研磨待機時Ａ１，Ａ２とする）及び半導体基板４に対して研磨を行なっている期間（以下、研磨処理時Ｂ１，Ｂ２）における荷重値の波形の時間変化を示している。具体的には、図８（ａ）は、制御信号線１４を用いた図７（ａ）に示す回路で荷重値をモニタリングした場合の図を示しており、図８（ｂ）は、信号線１５を用いた図７（ｂ）に示す回路で荷重値をモニタリングした場合の図を示している。
【００６１】
図８（ａ）及び図８（ｂ）における荷重値を比較すると、研磨処理時Ｂ１における荷重値及び研磨処理時Ｂ２における荷重値は、それぞれ４．３〜４．４（ＰＳｉ）の範囲内の値であって互いに同等である一方、研磨待機時Ａ１における荷重値は、１．０〜３．０（ＰＳｉ）であり、研磨待機時Ａ２における荷重値は、０．４〜０．５（ＰＳｉ）の範囲内の値であるから、研磨待機時Ａ１における荷重値は、研磨待機時Ａ２における荷重値の２倍以上も大きいことがわかる。これは、図７（ａ）に示した通り、制御信号線１４を用いているために、測定端子の接触不良が生じてノイズの影響を受けるからである。すなわち、図８（ａ）に示す研磨処理時Ｂ１における荷重値から研磨待機時Ａ１における荷重値を減算した値である実荷重値が、図８（ｂ）に同様に示す実荷重値の３０〜７５％の荷重値となっているので、制御信号線１４を用いた回路によって荷重値のモニタリングを行なうことは、研磨速度の低下を招くと共に研磨異常が発生することが明らかである。したがって、荷重値などをモニタリングする場合には、図７（ｂ）に示した通り、第１のアンプ１２から出る制御信号線１４とは別の信号線１５をデータロガー１６に接続する構成とすることにより、測定時に接触不良が発生する場合であっても、研磨処理に支障をきたすことなく荷重値のモニタリングが可能となる。
【００６２】
次に、図７（ｂ）におけるフィードバック回路について説明する。
【００６３】
データロガー１６は、信号線１５を介して入力された、ロードセル７で検出された実荷重値を示すデータを、データ格納部１７に自動転送する。その後、データ処理部１８において、実荷重値に関する統計処理が行なわれる。その後、データ判定部１９において、統計処理が行なわれたデータと予め設定しておいた実荷重値の規格値を示すデータとを照合することで、正常又は異常の判定が行なわれ、その判定結果がホストコンピュータ１１へ転送される。なお、実荷重値が正常か異常かの判定機能を既存の装置構成で実現することもできるが、そうすると、判定機能、演算処理、及び設定値の指示等をホストコンピュータ１１で一括して行なうことになるので、装置の各動作における誤動作、設定値の指示の誤動作、又は判定に異常が起きる可能性などがあると共に、迅速な判定を実現することが困難である。したがって、本実施形態では、判定機能専用のデータ処理部１８、データ格納部１７及びデータの判定部１９を設ける必要が有ると判断して、図７（ｂ）に示す構成の回路を設けている。
【００６４】
具体的に、前述の図３で示した例を用いて説明すると、データ判定部１９において、予め設定した実荷重値Ｄ３の規格値（３．４５〜４．２０（ＰＳｉ））とデータ処理部１８から取得した実荷重値Ｄ３とを照合することにより、取得された実荷重値Ｄ３が正常か異常かを検出する。次に、データ判定部１９における判定結果をホストコンピュータ１１へ転送する。そして、ロードセル７にその判定結果を反映させるようにフィードバックさせる。
【００６５】
以上のように、時間的に変化する実荷重値をリアルタイムに検出して、適切な実荷重値をフィードバックすることにより、実荷重値の厳密な制御を行なうことが可能になるので、被研磨膜の膜厚を一定に保持することが可能になる。したがって、研磨のバラツキを防止して、精度が良い研磨を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明は、荷重値を制御して研磨のバラツキを防止する研磨装置の管理方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の管理方法の説明に用いる研磨装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の管理方法を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるウェーハに対して研磨を待機している時間と研磨を行なっている時間における荷重値を示す図である。
【図４】（ａ）は荷重値の平均値と研磨速度との関係図であり、（ｂ）は実荷重値と研磨速度との関係図である。
【図５】実荷重値と研磨速度との関係図である。
【図６】ＰＭの実施時期を決定するための傾向管理を行なった図であって、実荷重値の履歴と時間との関係図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る研磨装置の制御回路図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態におけるウェーハに対して研磨を待機している時間と研磨を行なっている時間における荷重値を示す図である。
【図９】従来の研磨装置を示す概略図である。
【図１０】従来の研磨装置における研磨時における研磨荷重と時間との関係図である。
【符号の説明】
【００６８】
１      ローラー
２      研磨パッド
３      研磨ヘッド
４      半導体基板
５      プラテン
６      スラリーノズル
７      ロードセル
１０      サーボバルブ
１１      ホストコンピュータ
１２      第１のアンプ
１３      第２のアンプ
１４      制御信号線
１５      信号線
１６      データロガー
１７      データ処理部
１８      データ格納部
１９      データ判定部
１００  支持フレーム
１００Ａ  ロードセル
１０１  ベアリング部材
１０２  上定盤
１０３  下定盤
１０４  ウェーハ
１０５  液体補填槽
１０６  固定ノズル
１０７  回転ノズル
１０８  リング状液体受
１０９  バルブ
１１０  流量計
【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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