(57)【要約】【課題】スクラッチの発生を抑制する半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】ＣＭＰ装置１０は、研磨パッド１２を保持した定盤１１と、定盤１１を回転させる第１モータ１３と、研磨パッド１２に研磨液を供給する研磨液供給機構１５と、圧力調整可能なエアバッグ２４ａ〜２４ｄが区画された複数のゾーンごとに備えられたメンブレン２３を有し基板Ｗを保持する研磨ヘッド１６と、研磨ヘッド１６を回転させる第２モータ１７と、研磨ヘッド１６を研磨パッド１２に押しあてる押圧機構１８と、エアバッグ２４ａ〜２４ｄへの給気を行う給気機構１９と、基板ＷのＣＭＰ処理中に第１モータ１３と第２モータ１７の負荷電流値のいずれか一方または両方が一定となるように、給気機構１９を通してエアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力を調整する制御部２０を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をＣＭＰ処理するための半導体製造装置であって、
研磨パッドを保持した定盤と、
前記定盤を回転させる第１モータと、
前記研磨パッドに研磨液を供給する研磨液供給機構と、
圧力調整可能なエアバッグを区画された複数のゾーンごとに備えたメンブレンを有し、半導体基板を前記メンブレンに接触させて保持する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを回転させる第２モータと、
前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに押しあてる押圧機構と、
前記研磨ヘッドに保持された半導体基板のＣＭＰ処理中に、前記第１モータの負荷電流値と前記第２モータの負荷電流値のいずれか一方または両方が一定となるように、前記複数のゾーンごとにエアバッグの圧力調整を行う制御部と、を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記制御部はさらに、前記研磨ヘッド全体を前記研磨パッドに押しあてる押圧力と、前記定盤の回転数と、前記研磨ヘッドの回転数と、前記研磨液供給機構による研磨液供給流量の中から選ばれた１または複数の量を制御す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】
前記複数のゾーンは同心円状に区画して設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記制御部は、
半導体基板のＣＭＰ処理の進行に伴って前記第１モータの負荷電流値と第２モータの負荷電流値のいずれか一方または両方が前記第１モータの負荷電流値と前記第２モータの負荷電流値に対してそれぞれ設定された上限電流値に到達したときに、前記複数のゾーンごとにエアバッグの圧力調整制御を開始し、その後さらに半導体基板のＣＭＰ処理が進行するに伴って前記第１モータの負荷電流値と第２モータの負荷電流値の一方または両方が前記上限電流値未満となったときに前記圧力調整制御を終了することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
研磨パッドを保持した定盤を回転させながら前記研磨パッドに研磨液を供給するとともに、半導体基板を保持した研磨ヘッドを回転させながら当該半導体基板を前記研磨パッドに押しあてて当該半導体基板をＣＭＰ処理する際に、
前記研磨ヘッドにおいて前記半導体基板の研磨面の逆面側から直接に当該半導体基板を前記研磨パッドに押しあてる力として空気圧を用い、その空気圧を区画された複数のゾーンごとに印加可能とし、前記定盤の回転負荷と前記研磨ヘッドの回転負荷のいずれか一方または両方が一定となるように前記複数のゾーンごとに空気圧を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板にＣＭＰ処理を行うための半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造プロセスの１つとして、絶縁層に形成された溝配線に金属を埋め込んだ後に、その表面に堆積した不要な金属膜を除去して表面を均一に平坦化するために、化学的機械的研磨（ＣＭＰ；chemical mechanical polishing）処理が行われている。このＣＭＰ処理は、一般的に、研磨パッドを保持した定盤を回転させながらこの研磨パッドに研磨液を供給するとともに、半導体基板を保持した研磨ヘッドを回転させながらその半導体基板を研磨パッドに押し当ることによって行われる。
【０００３】
ＣＭＰ処理工程では、研磨処理が進行して被研磨膜（金属膜）の平坦化が進むにつれて、また、被研磨膜の下地が露出することによって、研磨面と研磨パッドとの摩擦力が大きくなり、これによって被研磨膜にスクラッチ（傷）が発生する。このスクラッチは、金属溝配線どうしを短絡させる等、絶縁特性を劣化させる原因となるので、摩擦力を低減してスクラッチの発生を抑制することができるような研磨剤や研磨パッドの開発、材料設計や改良が積極的に行われている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかしながら、研磨パッドの経時的な摩耗による劣化は避けられず、この研磨パッドの経時変化は、研磨処理の進行に伴う摩擦力の変化に大きな影響を与える。また、研磨処理の進行に伴う研磨パッドの温度上昇による摩擦力の変化に対しては、材料設計だけでは完全に対処することは難しい。そこで、スクラッチの発生低減に向けて、研磨剤や研磨パッドの材料等からのアプローチのみならず、ＣＭＰ装置の構成や処理制御の観点からのアプローチが必要とされている。
【特許文献１】特開２００５−１１９３２号公報（段落［００１４］〜［００１６］等）
【特許文献２】特開２００４−２８１８１２号公報（段落［００２３］，［００２４］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ＣＭＰ処理面におけるスクラッチの発生を抑制する半導体製造装置および半導体装置の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】
【０００６】
本発明は第１発明として、半導体基板をＣＭＰ処理するための半導体製造装置であって、研磨パッドを保持した定盤と、前記定盤を回転させる第１モータと、
前記研磨パッドに研磨液を供給する研磨液供給機構と、圧力調整可能なエアバッグを区画された複数のゾーンごとに備えたメンブレンを有し、半導体基板を前記メンブレンに接触させて保持する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを回転させる第２モータと、前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに押しあてる押圧機構と、前記研磨ヘッドに保持された半導体基板のＣＭＰ処理中に、前記第１モータの負荷電流値と前記第２モータの負荷電流値のいずれか一方または両方が一定となるように、前記複数のゾーンごとにエアバッグの圧力調整を行う制御部と、を具備することを特徴とする半導体製造装置を提供する。
【０００７】
本発明は第２発明として、研磨パッドを保持した定盤を回転させながら前記研磨パッドに研磨液を供給するとともに、半導体基板を保持した研磨ヘッドを回転させながら当該半導体基板を前記研磨パッドに押しあてて当該半導体基板をＣＭＰ処理する際に、前記研磨ヘッドにおいて前記半導体基板の研磨面の逆面側から直接に当該半導体基板を前記研磨パッドに押しあてる力として空気圧を用い、その空気圧を区画された複数のゾーンごとに印加可能とし、前記定盤の回転負荷と前記研磨ヘッドの回転負荷のいずれか一方または両方が一定となるように前記複数のゾーンごとに空気圧を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体基板の研磨面におけるスクラッチの発生を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】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に半導体基板（以下「基板」という）ＷのＣＭＰ処理を行うためのＣＭＰ装置の概略構成を示す。
【００１０】
このＣＭＰ装置１０は、定盤１１と、定盤１１の表面に貼り付けられた研磨パッド１２と、定盤１１を回転させる第１モータ１３と、研磨パッド１２に研磨液を吐出する研磨液ノズル１４と、研磨液ノズル１４へ研磨液を供給する研磨液供給機構１５と、基板Ｗを保持する研磨ヘッド１６と、研磨ヘッド１６を回転させる第２モータ１７と、研磨ヘッド１６全体の昇降および研磨ヘッド１６の研磨パッド１２への押圧を行う押圧機構１８と、ＣＭＰ装置１０全体のプロセス制御を行うための制御部２０を備えている。
【００１１】
ＣＭＰ装置１０では、研磨パッド１２を保持した定盤１１を回転させながら、研磨液ノズル１４を通して研磨液供給機構１５から研磨液を研磨パッド１２に供給するとともに、研磨ヘッド１６を回転させながら研磨ヘッド１６に保持された基板Ｗを研磨パッド１２側へ押しあてることにより、基板ＷをＣＭＰ処理する。
【００１２】
研磨ヘッド１６の概略構造を示す垂直断面図を図２Ａに示す。研磨ヘッド１６は、円板部２１と、円板部２１の下面外周部に取り付けられたリテーナリング２２と、リテーナリング２２の内側に設けられたメンブレン２３を備えている。基板Ｗは図２Ａには図示していないが、基板Ｗはメンブレン２３の下面に接触し、リテーナリング２２が基板Ｗの外周を囲繞した状態で、研磨パッド１２に押しあてられる。
【００１３】
図２Ｂにメンブレン２３の平面図を示す。図２Ａ，２Ｂに示されるように、メンブレン２３は、区画された複数のゾーンごとにエアバッグを備えた構造を有している。ここでは、メンブレン２３は、同心円状に配置された４つのゾーンに区画されており、中央から外周に向けて各ゾーンに、中央エアバッグ２４ａ，リップルエアバッグ２４ｂ，外周エアバッグ２４ｃ，周縁エアバッグ２４ｄが備えられた構造を有している。
【００１４】
ＣＭＰ装置１０は、これらのエアバッグ２４ａ〜２４ｄへ独立して給気を行う給気機構１９をさらに備えている。この給気機構１９はＡＰＣ（Auto Power Control）機能を備えており、制御部２０からの指令信号にしたがってエアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力（内圧）を制御することができるようになっている。なお、図１，２Ａ，２Ｂには給気経路の詳細は示していない。
【００１５】
制御部２０は、研磨ヘッド１６に保持された基板ＷのＣＭＰ処理中に、第１モータ１３の回転制御を行う。その際に制御部２０は、第１モータ１３の負荷電流値（駆動電流値）が一定となるように、給気機構１９のＡＰＣ機能を利用してエアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの圧力をフィードバック制御により調整することとし（以下、このような調整（制御）を「ＡＰＦ制御；Airbag Pressure Feedback Control」ということとする）、これにより基板Ｗの研磨面にスクラッチが発生することを抑制する。
【００１６】
なお、より詳しくは、ＡＰＦ制御では、第１モータ１３の負荷電流値をモニタしてその値が一定となるように、エアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの設定圧力を変更し、変更した圧力で保持する制御が、予め定められた時間（例えば、数ミリ秒〜数秒）間隔で繰り返し行われる。
【００１７】
ＡＰＦ制御を用いたＣＭＰ処理の具体例を説明するために、図３に第１モータ１３の負荷電流値の制御フローチャートを示し、図４にＣＭＰ処理時における第１モータ１３の負荷電流値の変化の形態の一例を示す。図４にはＡＰＦ制御を行う場合の負荷電流値の変化を示す線Ｍと、ＡＰＦ制御を行わない第１モータ１３の負荷電流値の変化を示す線Ｎが併記されている。ここでは、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力以外の制御パラメータであって第１モータ１３の負荷電流値に影響を与える制御パラメータは固定されているものとする。
【００１８】
最初に、エアバッグ２４ａ〜２４ｄそれぞれに初期圧力値を設定する（ＳＴ１）。中央エアバッグ２４ａの圧力を“ＣＡＰ”、リップルエアバッグ２４ｂの圧力を“ＲＡＰ”、外周エアバッグ２４ｃの圧力を“ＯＡＰ”、周縁エアバッグ２４ｄの圧力を“ＥＡＰ”と記し、初期圧力値であることを示す“１”を“ＣＡＰ１”のように添え字で示すこととすると、例えば、［ＣＡＰ１＜ＲＡＰ１＜ＯＡＰ１＜ＥＡＰ１］となるように設定することができる。また、［ＣＡＰ１＝ＲＡＰ１＝ＯＡＰ１＝ＥＡＰ１］となるように設定してもよいし、［ＣＡＰ１＝ＲＡＰ１＜ＯＡＰ１＝ＥＡＰ１］または［ＣＡＰ１＝ＲＡＰ１＜ＯＡＰ１＜ＥＡＰ１］というように、ＣＡＰ，ＲＡＰ，ＯＡＰ，ＥＡＰから選ばれた２以上を同じ値とし、残りを異なる値に設定してもよい。最適な設定条件は、予備的に行う試験等により求めることができる。
【００１９】
給気機構１９からのエアー供給によりエアバッグ２４ａ〜２４ｄそれぞれの圧力がＳＴ１での初期圧力値となった後に、第１モータ１３の負荷電流値の計測が開始され（ＳＴ２）、予め設定されたシーケンスにしたがってＣＭＰ処理が開始される（ＳＴ３）。図４に示されるように、ＣＭＰ処理開始時間を“ｔ０”とする。
【００２０】
なお、第１モータ１３の回転開始時には一時的に過大電流が流れるが（図４）、これは第１モータ１３の始動特性であるので、制御部２０はこの過大電流を無視する。エアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの圧力は、時間ｔ１（後に説明する）に至るまではＳＴ１で定めた初期圧力値に保持され、この時間ｔ０〜ｔ１間ではＡＰＦ制御は行われない。予め設定されたシーケンスとは、処理時間を区切って、各区間に押圧機構１８による研磨ヘッド１６の研磨パッド１２への押圧力や研磨液の吐出量、第１モータ１３および第２モータ１７の回転数等を割り当てたものである。
【００２１】
ＣＭＰ処理が開始されると、基板Ｗの研磨面に設けられた被研磨膜の平坦化が進み、また摩擦熱が発生することにより、研磨面と研磨パッド１２との摩擦力が徐々に大きくなる。こうして第１モータ１３の負荷電流値が上昇する（図４）。
【００２２】
第１モータ１３の負荷電流値が一定値を超えるとスクラッチの発生が顕著となる。図６に第１モータ１３の負荷電流値とスクラッチの発生量との関係を表したグラフを示す。図６中の電流値ＡＬを超える負荷電流が第１モータ１３に流れると、スクラッチの発生数が急に多くなっていることがわかる。
【００２３】
このようにスクラッチの発生を一定のレベルに抑える基準となる“上限電流値”が予め実験的に求められており、例えば、図６に示される電流値ＡＬを上限電流値ＡＬとして定めることができる。この上限電流値ＡＬは予め制御部２０にセットされている。
【００２４】
第１モータ１３の負荷電流値がこの上限電流値ＡＬに時間ｔ１に到達したら（Ｓ１）、第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬで保持されるようにＡＰＦ制御が開始される（ＳＴ４）。すなわち、モニタされた第１モータ１３の負荷電流値にしたがってエアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの設定圧力が変更される。そして、速やかにエアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力が新たな設定圧力となるように給気機構１９が動作する。このような制御が、時間ｔ３（詳細は後述する）に至るまでの間、予め定められた一定時間間隔で繰り返し行われることで、第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬで保持される。
【００２５】
図４に示されるように、ＡＰＦ制御を行わない場合、時間ｔ１〜ｔ２の間は第１モータ１３の負荷電流値が大きくなる傾向（つまり、基板Ｗの研磨面と研磨パッド１２との間の摩擦力が大きくなる傾向）にあることがわかる。そこで、時間ｔ１〜ｔ２の区間では、全体として、エアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの圧力を初期圧力値よりも小さな値へ逐次変更して保持するように、ＡＰＦ制御が行われる。給気機構１９はエアバッグ２４ａ〜２４ｄに送るガス圧を低下させることで、エアバッグ２４ａ〜２４ｄを新たに設定された圧力に設定し、保持する。
【００２６】
エアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力を初期圧力値よりも小さな値に逐次変更する具体的な方法としては、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの初期圧力値から一律に一定値を減じる変更方法が好適に用いられる。例えば、初期圧力値が［ＣＡＰ１＜ＲＡＰ１＜ＯＡＰ１＜ＥＡＰ１］である場合に、新たな設定圧力を［ＣＡＰ１−α＜ＲＡＰ１−α＜ＯＡＰ１−α＜ＥＡＰ１−α（α＜ＣＡＰ１）］とし、このような変更を繰り返す方法や、新たな設定圧力を［ＣＡＰ１−α１＜ＲＡＰ１−α２＜ＯＡＰ１−α３＜ＥＡＰ１−α４（α１，α２，α３，α４のうち少なくとも１つの値が他の値とは異なり、１つの値は０であってもよい）］とし、このような変更を繰り返す方法が挙げられる。
【００２７】
また、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力を初期圧力値よりも小さな値に逐次変更する別の具体的な方法としては、新たな設定圧力が［ＣＡＰ１×β＜ＲＡＰ１×β＜ＯＡＰ１×β＜ＥＡＰ１×β（０＜β＜１）］となるようにエアバッグ２４ａ〜２４ｄの初期圧力値を一定割合で小さくする変更を繰り返す方法や、新たな設定圧力が［ＣＡＰ１×β１＜ＲＡＰ１×β２＜ＯＡＰ１×β３＜ＥＡＰ１×β４（０＜β１，β２，β３，β４≦１で、β１，β２，β３，β４のうち少なくとも１つの値が他の値とは異なる）］となるように異なる割合で小さくする変更を繰り返す変更方法も好適に用いられる。さらに、これらの変更方法を組み合わせてもよい。
【００２８】
図４に示されるようにＡＰＦ制御を行わない場合には、時間ｔ２〜ｔ３の間は第１モータ１３の負荷電流値が小さくなる傾向（つまり、基板Ｗの研磨面と研磨パッド１２との間の摩擦力が小さくなる傾向）が現れている。この傾向は時間ｔ３以降も継続しているが、これは研磨剤に依存するものであり、一般的傾向というわけではない。例えば、酸化膜表面にバリアメタルを介して銅配線が形成されており、これを研磨速度が（バリアメタル，銅）＞酸化膜である研磨剤を用いてＣＭＰ処理する場合が挙げられる。この場合、研磨初期では研磨面はバリアメタルと銅で形成されおり、研磨が進むにつれてバリアメタルが除去される。その時点から酸化膜の研磨が始まるが、前述の選択比を持った研磨剤であれば、酸化膜の研磨速度が遅いために摩擦力が下がり、これによって第１モータ１３の負荷電流値が小さくなる。
【００２９】
そこで、時間ｔ２〜ｔ３の区間では、全体としてエアバッグ２４ａ〜２４ｄのそれぞれの圧力を時間ｔ２におけるそれぞれの設定値（以下「ｔ２設定値」という）よりも大きな値に逐次変更して保持するＡＰＦ制御が行われる。
【００３０】
その具体的な方法としては、ｔ２設定値に一律に一定値を加えるか、またはｔ２設定値に１以上の一定値を乗ずることによって、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力を変更する方法が挙げられる。給気機構１９はエアバッグ２４ａ〜２４ｄに送るガス圧を増大させて、エアバッグ２４ａ〜２４ｄを新たに設定された圧力に保持する。
【００３１】
このようなＡＰＦ制御は時間ｔ１〜ｔ３の間で行われる。なお、スクラッチの発生抑制の観点からは、第１モータ１３の負荷電流値は上限電流値ＡＬ未満となっていればよい。しかし、第１モータ１３の負荷電流値を小さく維持すると研磨レートが小さくなって処理時間が長くなる。そのため、一定の研磨レートを維持する観点から、第１モータ１３の負荷電流値を上限電流値ＡＬで維持することが好ましい。
【００３２】
なお、時間ｔ１〜ｔ２の区間において、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力を小さくし過ぎてしまったことによって、第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬよりも小さくなってしまった場合には、そのときの設定圧力から一定値または一定割合で設定圧力を大きくする制御が行われる。一方、時間ｔ２〜ｔ３の区間において、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力の大きくし過ぎてしまうことによって、第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬを超えてしまった場合には、そのときの設定圧力から一定値または一定割合で設定圧力を小さくする制御が行われる。その態様は一般的なＰＩＤ制御と同様である。
【００３３】
図４に示されるように、時間ｔ３以降は第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬを下回る状態となっている。例えば、エアバッグ２４ａ〜２４ｄそれぞれの設定圧力に予め上限圧力値を定めておき、この上限値を維持しても第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬを下回る状態の開始点が時間ｔ３の時点となる。よって、時間ｔ３においてＡＰＦ制御は終了する（Ｓ２）。
【００３４】
時間ｔ３以降は、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力をこの上限圧力値で保持し、シーケンス終了時間ｔ４までＣＭＰ処理を行い（ＳＴ５）、こうしてＣＭＰ処理は終了する。図３ではＳＴ５を「最終加工」と記している。この上限圧力値としては初期圧力値を用いることができるが、これに限られるものではない。
【００３５】
なお、使用する研磨剤によっては、ＡＰＦ制御を用いない場合に第１モータ１３の負荷電流値が時間ｔ１〜ｔ４の間連続して上限電流値ＡＬを上回る状態となる場合がある。このような形態に対しては、時間ｔ１〜ｔ４の間、ＡＰＦ制御が適用される。
【００３６】
上述の通りにＡＰＦ制御を行う際に、第１モータ１３の負荷電流値を変動させる他の処理パラメータを制御することにより、第１モータ１３の負荷電流値の制御精度を高めることができる。
【００３７】
第１モータ１３の負荷電流値を変動させる他の処理パラメータとしては、研磨ヘッド１６全体を研磨パッド１２に押しあてる押圧力（以下「研磨ヘッド圧力」という）と、定盤１１の回転数（＝研磨パッド１２の回転数＝第１モータ１３の回転数）、研磨ヘッド１６の回転数（＝基板Ｗの回転数＝第２モータ１７の回転数）、研磨液供給機構１５による研磨液供給流量が挙げられ、これらの中から選ばれた１または複数の量を制御することが好ましい。
【００３８】
図５Ａに研磨ヘッド圧力と第１モータ１３の負荷電流値との関係を、図５Ｂに定盤１１の回転数と第１モータ１３の負荷電流値との関係を、図５Ｃに研磨ヘッド１６の回転数と第１モータ１３の負荷電流値との関係を、図５Ｄに研磨液供給流量と第１モータ１３の負荷電流値との関係をそれぞれ示す。ここでは、ＣＭＰ処理中にＡＰＦ制御は行われていない。
【００３９】
図５Ａ〜５Ｄにそれぞれ示されるように、研磨ヘッド圧力を下げることにより、定盤１１の回転数を下げることにより、研磨ヘッド１６の回転数を下げることにより、研磨液流量を増加させることにより、第１モータ１３の負荷電流値が小さくなる傾向を示す。
【００４０】
このような傾向を利用して、第１モータ１３の負荷電流値を上限電流値ＡＬで保持する具体的な方法としては、ＣＭＰ処理を開始した後、第１モータ１３の負荷電流値が上限電流値ＡＬに到達したら（図４の時間ｔ１）、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力を初期圧力値から予め定められた第２設定値へと変更し、保持する。この第２設定値としては、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの初期圧力値から一定値を減じた値や初期圧力値を一定割合で小さくした値等が好適に用いられる。
【００４１】
エアバッグ２４ａ〜２４ｄのＡＰＦ制御において、時間ｔ１からΔｔ経過後にエアバッグ２４ａ〜２４ｄの次の設定圧力の変更が行われる場合、時間ｔ１〜ｔ１＋Δｔの間に第１モータ１３の負荷電流値が増加する傾向を示した場合には、制御部２０は、研磨ヘッド圧力を小さくするために研磨ヘッド１６を研磨パッド１２から離すように押圧機構１８の動作を制御し、または研磨ヘッド１６の回転数（基板Ｗの回転数）を下げるために第２モータ１７の回転数を下げ、または、定盤１１の回転数を下げるために第１モータ１３の回転数を下げる等して、第１モータ１３の負荷電流値を上限電流値ＡＬに保持する。
【００４２】
逆に、時間ｔ１〜ｔ１＋Δｔの間に第１モータ１３の負荷電流値が低下する傾向を示した場合には、制御部ｈ２０は、研磨ヘッド圧力を大きくするために研磨ヘッド１６を研磨パッド１２に押し付けるように押圧機構１８の動作を制御し、または研磨ヘッド１６の回転数を挙げるために第２モータ１７の回転数を上げ、または、定盤１１の回転数を上げるために第１モータ１３の回転数を上げる等して、第１モータ１３の負荷電流値を上限電流値ＡＬに保持する。時間ｔ１＋Δｔ以降は、これと同様の制御が時間ｔ３に至るまで繰り返し行われる。
【００４３】
このような図５Ａ〜５Ｄに示した関係を考慮した制御を行うことにより、第１モータ１３の負荷電流値をさらに精度よく上限電流値ＡＬで保持することが可能となる。
【００４４】
制御部２０は、研磨ヘッド１６に保持された基板ＷのＣＭＰ処理中に、第２モータ１７の回転制御をも行う。したがって、上述の通りに第１モータ１３の負荷電流値が一定となるようにＡＰＦ制御を行ったのと同様に、第２モータ１３の負荷電流値が一定となるように、ＡＰＦ制御を行うことができる。
【００４５】
また、基板Ｗの研磨面と研磨パッド１２との間の摩擦力の変化は、第１モータ１３の負荷電流値と第２モータ１７の負荷電流値を共に増大させ、また共に減少させる傾向を示すので、第１モータ１３の負荷電流値と第２モータ１７の負荷電流値の両方が一定に維持されるように、ＡＰＦ制御を行うことができる。
【００４６】
なお、ＣＭＰ装置１０は、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの圧力を独立して設定，変更，保持することができる構成となっているため、これにより研磨速度や研磨量に面内ばらつきが発生し難い。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力の変更方法について加減乗除による種々の方法を例示したが、このように例示された変更方法を組み合わせて、新しい圧力を設定することができることはいうまでもない。
【００４８】
また、図４に示した時間ｔ０〜ｔ１やｔ３〜ｔ４の時間帯において、エアバッグ２４ａ〜２４ｄの設定圧力を連続的または段階的に大きくする変更を行ってもよく、研磨レートを上げて時間ｔ０〜ｔ１の時間帯を短くすることで、ＣＭＰ処理全体の処理時間を短縮することができる。時間ｔ３以降もこれと同様の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るＣＭＰ装置の概略構成図。
【図２Ａ】研磨ヘッドの概略構造を示す垂直断面図。
【図２Ｂ】研磨ヘッドの概略構造を示す裏面図。
【図３】第１モータの負荷電流値の制御フローチャート。
【図４】ＣＭＰ処理時における第１モータの負荷電流値の経時変化を示すグラフ。
【図５Ａ】研磨ヘッド圧力と第１モータ負荷電流値との関係を示すグラフ。
【図５Ｂ】定盤回転数と第１モータ負荷電流値との関係を示すグラフ。
【図５Ｃ】研磨ヘッド回転数と第１モータ負荷電流値との関係を示すグラフ。
【図５Ｄ】研磨液供給流量と第１モータ負荷電流値との関係を示すグラフ。
【図６】第１モータの負荷電流値とスクラッチの発生量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ＣＭＰ装置、１１…定盤、１２…研磨パッド、１３…第１モータ、１４…研磨液ノズル、１５…研磨液供給機構、１６…研磨ヘッド、１７…第２モータ、１８…押圧機構、１９…給気機構、２０…制御部、２１…円板部、２２…リテーナリング、２３…メンブレン、２４ａ〜２４ｄ…エアバッグ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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