WO2000060650A1

WO2000060650A1 - Polishing body, polisher, method for adjusting polisher, method for measuring thickness of polished film or end point of polishing, method for producing semiconductor device

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Publication number: WO2000060650A1
Application number: PCT/JP2000/001545
Authority: WO
Inventors: Akira Ishikawa; Tatsuya Senga; Akira Miyaji; Yoshijiro Ushio
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
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Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2000-10-12
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Description

明細書研磨体、研磨装置、研磨装置の調整方法、研磨膜厚又は研磨終点の測定方法、及び半導体デバイスの製造方法背景技術

本発明は、例えば U L S I等の半導体デバイスを製造する方法において、半導体デバイスの研磨に用いるのに好適な研磨体、研磨装置、研磨装置の調整方法、研磨膜厚又は研磨終点の測定方法、及び半導体デパイスの製造方法に関するものである。

半導体集積回路の高集積化、微細化に伴って、半導体製造プロセスの工程は、増加し複雑になってきている。これに伴い、半導体デバイスの表面は、必ずしも平坦ではなくなつてきている。半導体デバイスの表面における段差の存在は、配線の段切れ、局所的な抵抗の増大等を招き、断線や電気容量の低下をもたらす。また、絶縁膜では耐電圧劣化やリークの発生にもつながる。

一方、半導体集積回路の高集積化、微細化に伴って、光リソグラフィに用いられる半導体露光装置の光源波長は、短くなり、半導体露光装置の投影レンズの開口数、いわゆる NAは、大きくなつてきている。これにより、半導体露光装置の投影レンズの焦点深度は、実質的に浅くなつてきている。焦点深度が浅くなることに対応するためには、今まで以上に半導体デバイスの表面の平坦化が要求されている。

具体的に示すと、半導体プロセスにおいては図 1に示すような平坦化技術が必須になってきている。シリコンウェハ 1 1上に半導体デバイス 1 4、 S i 0 ₂からなる層間絶縁膜 1 2、 A1からなる金属膜 1 3が形成されている。図 1 ( a ) は半導体デバイスの表面の層間絶縁膜 1 2を平坦化する例である。図 1 ( b ) は半導体デバイスの表面の金属膜 1 3を研磨し、いわゆるダマシン（damascene) を形成する例である。

このような半導体デバイス表面を平坦化する方法としては、化学的機械的研磨 { Chemical Mechanical Polishing又は Chemical Mechanical Planarization, 以下では C M Pと称す）技術が広く行われている。現在、 C M P技術はシリコンウェハの全面を平坦化できる唯一の方法である。

C M Pはシリコンウェハの鏡面研磨法を基に発展している。図 2は、 C M Pに用いる研磨（平坦化）装置の概略構成図である。研磨装置は研磨部材 1 5、研磨対象物保持部（以下、研磨ヘッドと称すことがある） 1 6、および研磨剤供給部 1 8から構成されている。そして、研磨へッド 1 6には、研磨対象物であるシリコンゥヱハ 1 7が取り付けられ、研磨剤供給部 1 8は、研磨剤（スラリー） 1 9を供給する。研磨部材 1 5 は、定盤 2 0の上に研磨体（以下、研磨パッドと称すことがある） 2 1 を貼り付けたものである。

シリコンウェハ 1 7は研磨へッド 1 6により保持され、回転させながら摇動して、研磨部材 1 5の研磨体 2 1に所定の圧力で押し付けられる。研磨部材 1 5も回転させ、シリコンウェハ 1 7 との間で相対運動を行わせる。この状態で、研磨剤 1 9が研磨剤供給部 1 8から研磨体 2 1上に供給され、研磨剤 1 9は研磨体 2 1上で拡散し、研磨部材 1 5とシリコンウェハ 1 7の相対運動に伴って研磨体 2 1 とシリコンウェハ 1 7の間に入り込み、シリコンウェハ 1 7の研磨面を研磨する。即ち、研磨部材 1 5とシリコンゥヱノヽ 1 7の相対運動による機械的研磨と、研磨剤 1 9 の化学的作用が相乗的に作用して良好な研磨が行われる。

シリコンウェハの研磨量と上述した研磨条件の関係は、（ 1 )式に示される Preston式と呼ばれる経験式により与えられる。

R = kxPxV ·'· (1) ここで、 Rはシリコンウェハの研磨量、 Pはシリコンウェハを研磨体に押し付ける単位面積当たりの圧力、 Vは研磨部材とシリコンウェハの相対運動による相対線速度、 kは比例定数である。

従来、 C M Pの研磨の終点は、数十枚のダミーサンプルの研磨を行い、洗浄工程を経た後、エリプソメ一夕、等による膜厚計測によって算出された研磨速度を基にした Preston式による時間管理で決定されている。しかし、 C M Pにおいては、研磨体の温度分布や、研磨剤の供給状態の場所的な違いにより、研磨速度にバラツキが生じる。また、研磨体の表面状態の変化により、処理枚数による研磨速度の低下や、研磨体の個体差による研磨速度の違い等があるので、所定研磨量を時間管理で行う終点判定は、困難である。

更に時間管理の方法は、研磨速度を求めるために数十枚ものダミーサンプルを用いた研磨作業を必要とすることから、この研磨作業がコストアツプ要因となるため、半導体デバイスの製造プロセスの安定化や生産コスト低減のためには好ましくない。

このため、時間管理による終点判定に代わり、モー夕一トルク、振動等をその場計測（in-situ計測）しながら、終点を判定する方法が提案されている。これらの方法は、研磨の対象となる材料が変化する C M P (例えば、配線材料の C M P、ストツバ一層のある C M P ) では、ある程度有効である。しかし、複雑なパターンを有するシリコンウェハの場合には、研磨対象の材料の変化が小さいため、終点を判定することが困難な場合がある。また、層間絶縁膜の C M Pの場合、配線間容量を制御する必要があるため、研磨終点ではなく、残り膜厚の管理が要求されている。モータートルク、振動等をその場計測（in-situ計測）し、終点を判定する方法で膜厚を測定することは困難である。

上記の問題を解決するため、最近では光学測定、特に分光反射測定による in-situ終点検出や in-situ膜厚計測が有効とされており、例えば、 USP5, 433,651号公報にその一例が記載されている。 in-situ計測の構成は、図 2に示すように、定盤 2 0および研磨体 2 1に測定用の開口部 2 2を設け、開口部 2 2を介して研磨状態を測定する研磨状態測定装置 2 3により研磨対象物表面を観察する方法が一般的である。図 2には図示されていないが、一般に開口部を塞ぐために透明な窓が研磨体 2 1等に設置されている。窓を設けることにより、研磨状態測定装置 3 3からの測定光は、窓を通過するが、研磨剤 1 9が開口部 2 2から研磨状態測定装置 2 3へ漏れることを防ぐことができる。窓を設けない場合は、スラリーや洗浄などに用いられる水がそこから漏れてくるため、複雑な気候を必要とし、装置が複雑となる。

研磨体 2 1 としては、これまで発泡ポリウレタンからなる、いわゆる発泡研磨パッドが用いられてきた。しかしながら、発泡ポリウレタンの研磨パッドは、研磨剤が目詰まりを起こし、研磨特性が不安定になる。このため、発泡ポリウレタンの研磨パッドでは、安定した研磨を行うためにはダイヤモンド砥石により研磨パッド表面のドレッシングを行うのが一般的である。ドレッシングは目詰まりした研磨剤を排除すると同時に、発泡ポリウレタンの研磨パッド表面を削り落とし、フレッシュな研磨パッド面を作り出す処理である。そして、最近ではドレッシング不要の無発泡研磨体も用いられてきている。

以上の光学的測定のために研磨パッドに測定用の窓を設ける場合、研磨体は一般的に透明でないため、窓とする部分に研磨体とは材質が異なる透明材料を配置する必要がある。この材料は、研磨体の材料とは機械物性が一般的に異なるため、研磨速度の違い、研磨の不均一、傷を発生させる原因となる危険が高い。また、前記ドレッシング時に研磨体（研磨パッド）の削り落としと同時に、窓が傷つき光学的に不透明となるため in -situ計測ができなくなるという問題がある。

さらに、研磨時には研磨体上に研磨剤を吐出するため、観察は研磨剤をも介した形態となる。散乱体である研磨剤は測定光を減衰させので、高精度の測定を行う際には測定光路に介在する研磨剤は少ない方が良い。即ち、研磨体の表面と窓の研磨対象物側の表面に段差があると、開口部に研磨剤が溜まり、測定光を減衰させるので、段差はない方がよい。がある。

また、研磨状態を測定するための光の強度の損失を減らすために、窓のシリコンウェハ側の反対の表面に反射防止膜を設けることが好ましい _c しかし、軟らかい材料で製造された窓に反射防止膜を形成した場合、窓の曲げにより反射防止膜にクラックが入ったり、窓のガラス転移温度が低いため温度変化により窓が伸び縮みし反射防止膜にクラックが入ったりする。このため、窓が軟らかい材料で製造されている場合は、反射防止膜の形成が困難であるという問題がある。

さらに、シリコンウェハに傷を生じさせない軟らかい透明材料、例えば、ポリウレタン、ナイロン、軟質ァクリル等を開口部に配置した場合、定盤の回転により、シリコンウェハの下に開口部が来たときに窓に加わる圧力が変動し、設置された窓が変形を起こし光学的に歪む。その歪みにより窓がレンズ等としての機能を有するようになるため、研磨終点の検出や膜厚の測定が不安定になるという問題がある。

また、窓と研磨対象物との間の研磨剤の厚さが一定せずに、研磨膜厚又は研磨終点の測定において、測定を誤ることがあるという問題がある。発明の開示

本発明の第 1の目的は前記問題を解決することであり、光を利用して研磨状態を測定可能な研磨装置に用いられる研磨体であって、研磨に不安定性を与えない研磨体、また煩雑な機構が不要な測定窓を有する研磨体、ドレツシングで傷が付く等の問題の起こらない研磨体、 in-situでの研磨終点の検出に不安定性を与えない研磨体、及びこれらの研磨体を使用した研磨装置を提供することである。

さらに光を利用して研磨状態を測定可能な研磨装置であって、研磨体に傷を付けたり測定が不安定になったりしない研磨装置、研磨膜厚又は研磨終点の測定において、測定を誤ることがない研磨装置の調整方法及び研磨終了の判定方法を提供することである。

本発明の第 2の目的は、以上のような研磨装置、研磨装置の調整方法、研磨終了の判定方法を用いることにより、研磨工程のコストダウンを図るとともに研磨状況を精度良く検出することによって工程効率化を図り、それにより従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コストで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を提供することである。

前記第 1の目的を達成するための第 1の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、非加重時における前記研磨体の最表面（研磨対象物と接触する面）と前記窓板の前記最表面側の面との間隔が研磨荷重時における前記研磨体の圧縮変形量よりも大きく調整されていることを特徴とする研磨体（睛求の範囲第 1項）である。

本発明においては、非加重時における前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面（以下、上面と呼ぶことがある）との間隔が研磨加重時における前記研磨体の圧縮変形量よりも大きく調整されているので、研磨加重時において前記研磨体が圧縮変形して縮んでも、研磨体の最表面の方が窓板の最表面よりも研磨対象部材側にある。よって、研磨加重時においても、窓板が研磨対象物と接触することが無く、窓板に傷がつくことを防止できる。

前記第 1の目的を達成するための第 2の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、当該窓板は、

2枚以上の透明材料からなる板が積層されて構成されていることを特徴とする研磨体（請求の範囲第 2項）である。

本発明においては、開口部に設置されている窓板が 2枚以上の透明材料からなる板の積層体で形成されているため、研磨対象物側の透明材料の圧縮弾性率（硬さ）とその他の透明材料の圧縮弾性率（硬さ）を変えることにより、 1個の窓において研磨対象物側の表面の圧縮弾性率（硬さ）と研磨対象物側の反対側の表面の圧縮弾性率（硬さ）を異ならせることができる。これにより、それそれの窓材の圧縮弾性率（硬さ）を好適な値にすることができ、窓全体としての圧縮弾性率（硬さ）も好適なものとすることができる。なお、本発明は請求の範囲第 1項に記載の発明にも適用することができる。

前記第 1の目的を達成する第 3の発明は、請求の範囲第 2項に記載の発明であって、前記窓板は積層された 2枚の透明材料板からなり、当該透明材料板のうちの前記研磨対象物側の透明材料板の圧縮弾性率は、前記研磨対象物側の反対側の透明材料板の圧縮弾性率より小さくされていることを特徴とするもの（請求の範囲第 3項）である。

これにより、研磨対象物側の反対側の透明材料板が圧縮弾性率の大きい（硬い）材料になるので窓が変形することがなくなり、窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくなる。前記目的を達成するための第 4の発明は、請求の範囲第 2項又は第 3 項に記載の発明であって、前記透明材料のうちの前記研磨対象物側の透明材料の圧縮弾性率 eは、 2.9x l0 ⁷ Pa ^ e≤ 1.47x l0⁹ Paであり、且つ、研磨体の圧縮弾性率とほぼ同じであることを特徴とするもの（請求の範囲第 4項）である。

これにより、研磨対象物側の透明材料の圧縮弾性率が研磨体の圧縮弾性率とほぼ同じ値を持つようになるため、研磨時の荷重による変形に伴い、窓材が研磨体の表面から突出して研磨対象物と接触し、研磨対象物を傷つけることがなぐなる。さらに、研磨の不均一は、生じなくなる。前記第 1の目的を達成するための第 5の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、前記研磨体の表面に対して前記窓板の前記研磨対象物側の表面が凹んでいて、当該凹み量が段階的もしくは連続的に変化していることを特徴とするもの (請求の範囲第 5項）である。

このような研磨体においては、窓板の研磨体表面に対する凹み量が変ィ匕しているので、研磨体の変形等に起因して、ドレッシングもしくは研磨により窓板の表面に傷がついても、その傷の部分は一部分に限られる。よって、このようなことが発生した場合には、傷のついていない部分を選んで、その部分を使用して研磨対象物の研磨面の観察を行うことにより、研磨状態の in-situ 計測を行うことができ、研磨体もしくは窓板の交換頻度を低減させることができる。これにより、研磨に要する費用を低減させることができる。

なお、開口部における研磨体の表面部にあたる部分と窓板の表面部との間には、研磨剤が入り込むことになり、そ.の分だけ測定光が吸収されるので、できるだけ凹み量は小さいほうが望ましい。しかし、この凹み量を浅くすると、前記のような理由で窓に傷がつきやすくなる。本発明はこのトレードオフを解決するもので、できるだけ凹み量の小さい開口部を使用して in-situ 計測を行い、その窓に傷がついた場合には、より凹み量の深い部分で傷がついていない部分を使用することにより、このトレードオフを解決している。

前記第 1の目的を達成するための第 6の発明は、請求の範囲第 5項に記載の発明であって、前記開口部を複数有し、前記凹み量が前記開口部毎に異なることにより前記凹み量が段階的に変化していることを特徴とするもの（請求の範囲第 6項）である。

これにより、研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、ドレッシングもしくは研磨により、凹み量が小さい閧ロ部の窓に傷がついても、凹み量が大きい開口部の窓には傷がつかない。よって、前述のような理由で、始めは凹み量が小さい開口部を測定に使用し、その窓に傷が付いた場合には、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状態の観察を初期状態での凹み量が異なり傷が付いていない開口部の窓に切り替えることにより、研磨状態の in -situ 計測を行うことができる。

前記第 1の目的を達成するための第 7の発明は、請求の範囲第 5項に記載の発明であって、前記凹み量が同一の開口部内の 2以上の部分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化していることを特徴とするもの（請求の範囲第 7項）である。

これにより、研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、測定に使用している窓板の一部（多くの場合凹み量が小さい部分）に傷が付いたときに、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状態の観察を、初期状態での凹み量が異なり傷が付いていない窓板の部分に切り替えることにより、研磨状態の in-situ 計測を行うことができる。

前記第 1の目的を達成するための第 8の発明は、請求の範囲第 5項に記載の発明であって、前記窓板が平行平板状の透明板であり、前記窓板は前記研磨体の表面に対して斜めに設置されていることにより前記凹み量が連続的に変化するようにされていることを特徴とするもの（請求の範囲第 8項）である。

これにより、研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、測定に使用している窓板の一部（多くの場合凹み量が小さい部分）に傷が付いたときに、研磨状態を測定する装置による研磨対象物の研磨状態の観察を、初期状態での凹み量が異なり傷が付いていない窓の部分に切り替えることにより、研磨状態の in-situ 計測を行うことができる。

前記第 1の目的を達成する第 9の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であつて、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、前記研磨体の表面に対して前記窓板の前記研磨対象物側の表面が凹んでいて、前記窓板は、剥離可能な複数枚の透明材料からなる板材から構成されていることを特徴とするもの（請求の範囲第 9項）である。

本手段においては、研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、測定に使用している窓板の表面に傷が付いたときに、傷が付いた板材を剥離し、その下にある板材を表面に露出させて、研磨状態の in-situ計測を行うことができる。

前記第 1の目的を達成するための第 1 0の発明は、請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の発明であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔の最小値 Gが、 0〃m < G≤400/ m であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 0項）である。

通常の研磨剤を考慮した場合、その最表面と窓板の最表面側の面との間隔 G (凹み量）が 400〃mを超えると、その間隔（穴）に入り込む研磨剤のために、測定光が吸収され、研磨対象物の研磨面の状態を測定することが困難となる。よって、測定光が通過する位置におけるこの間隔は以下であることが好ましい。 1つの開口部内、又は異なる開口部間で場所によってこの間隔（深さ）が異なる場合は、最表面側の面との間隔の最小値 Gがこの範囲に入るようにしておけば、間隔がこの範囲に入る部分を使用して測定を行うことができる。また、凹み量は少なくとも 0を超えているので、窓板と研磨対象物が接触することが無くな前記第 1の目的を達成するための第 1 1の発明は、請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の発明であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔の最小値 Gが、 10 m < G≤ 200 m であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 1項）である。

前記のように、研磨体の最表面と窓板の最表面側の面との間隔の最小値 Gは 400〃 m以下であることが好ましいが、さらに好ましい範囲として、本発明においては、この間隔 Gを 200 m以下に制限する。また、窓体が研磨体の表面から飛び出しにくいような好ましい範囲として、この間隔 Gを 1 ◦ m以上に制限する。

前記課題を解決するための第 1 2の発明は、前記請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の発明であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔 G ( 1つの開口部内、又は異なる開口部間で間隔 Gが異なる場合はその最大値）が、 0〃m < G≤ (研磨体の厚さの 90 % ) であり、かつ、前記窓板の厚さ（ 1つの開口部内、又は異なる開口部間で厚さが異なる場合はその最小値） tは、 t≥ (研磨体の厚さの 10 % ) であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 2項）である _c これにより、窓と研磨対象物が接触することがなくなるため、研磨対象物が傷つくことや窓が傷つくことがなくなる。また、凹部の深さが深すぎないので、凹部に入るスラリーにより測定光が減衰して安定な測定ができなくなることが防止できる。さらに、窓の厚さが薄すぎないため、窓が変形することがなくなり、窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくなる。

前記課題を解決するための第 1 3の発明は、請求の範囲第 1項から第 1 2項のいずれかに記載の発明であって、前記窓板の少なくとも研磨対象物側の表面がハードコ一ティングされていることを特徴とするもの (請求の範囲第 1 3項）である。

前述のように、研磨体の最表面と窓扳の最表面側の面との間隔は、研磨時の加重を考慮して、窓板がウェハまたは研磨へッドのリテーナリングに接触しないように決められているにもかかわらず、稀には研磨時の不規則な振動のため、窓板がウェハまたは研磨へッドのリテ一ナリングに突発的に接触して傷が付くことがあるため、これを防ぐために窓板の少なくともウェハ側の表面にハードコーティングすることが好ましい。前記第 1の目的を達成するための第 1 4の発明は、請求の範囲第 1項から第 1 3項に記載の発明であって、前記窓体の測定光に対する透過率が 2 2 %以上であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 4項）である。

測定光を用いて in-situ の状態で研磨状態の測定や研磨終了店の判定を行う場合には、測定光は、この窓板とその上に存在するスラリーを透過して研磨対象物で反射され、ふたたびスラリーと窓体を透過して検出器で検出される。通常窓板上に存在するスラリーで吸収される光の最大値を考えた場合、窓体単体の透過率を 2 2 %以上としないと、照射した光の 1 %以上が検出器に帰ってこず、測定が不安定になることがある。よって、窓体の測定光に対する透過率を 2 2 %以上とすることが好ましい。

前記第 1の目的を達成するための第 1 5の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる前記研磨体において、前記研磨体が、前記研磨対象物の研磨面を光学的に測定する光を通すために少なくとも測定光に対して透明な材料から成ることを特徴とする研磨体（請求の範囲第 1 5項）である。

本発明においては、研磨体自体が測定光に対して透明な材料から構成されているので、測定光を通すために研磨体に開口部を設ける必要が無い。よって、研磨剤が開口部に流れ込んで測定光を吸収することがなくなるので、その分だけ弱い光の光源で測定を行うことができる。

前記第 1の目的を達成するための第 1 6の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置において、前記研磨体が、請求の範囲第 1項から第 1 5項のうちいずれか 1項に記載の研磨体であることを特徴とするもの（請求項 1 6 ) である。

本発明においては、請求の範囲第 1項から第 1 5項のうちいずれか 1 項に記載の研磨体を用いているので、それそれの研磨体が有する作用効果を発揮することができ、本発明の目的を達成することができる。

前記第 1の目的を達成するための第 1 7の発明は、請求の範囲第 1 6 項に記載の研磨装置であって、投光器より前記窓板と前記開口部を通過して、研磨対象物に測定光を照射し、研磨対象物で反射され、再び前記開口部と前記窓板を通過して戻った光を受光器で受光する機能を有するものにおいて、研磨作業中に受光される光の強度が投光される光の強度の 1 %以上であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 7項）である。これにより、受光器へ戻る光の強度が低下しないため、受光器で検出される光信号を利用して、研磨厚さや研磨終点の判定を高精度かつ安定に行うことができる。なお、より安定な測定を行うためには、研磨作業中に受光される光の強度が投光される光の強度の 5 %以上であることが望ましい。

前記第 1の目的を達成する第 1 8の発明は、請求の範囲第 1 6項又は第 1 7項に記載の研磨装置であって、前記窓板が、前記研磨体の研磨特性と同等の研磨特性を有する樹脂であることを特徴とするもの（請求の範囲第 1 8項）である。

これにより、窓板と研磨対象物（シリコンウェハ等）とが接触する場合でも、窓板により研磨対象物の研磨面に傷が付いたり、研磨が不均一になることが防止される。

前記第 1の目的を達成するための第 1 9の発明は、請求の範囲第 1 6 項から第 1 8項のいずれかに記載の研磨装置であって、投光器より前記窓板と前記開口部を通過して、研磨対象物に測定光を照射し、研磨対象物で反射され、再び前記開口部と前記窓板を通過して戻った光を受光器で受光する機能を有するものにおいて、研磨体の最表面（研磨対象物と接触する面）と前記窓板の前記最表面側の面との間隔を調整する方法であって、前記受光器で測定した信号に基づいて、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔を調整する段階を有することを特徴とするもの（請求の範囲第 1 9項）である。

窓板の研磨体の最表面側の面と研磨体表面の間隔が広すぎる場合、窓板最表面側の面と研磨体とで構成される凹部に入り込んだ研磨剤による光の損失が多すぎるため、終点検出装置において微弱な信号しか得られないので、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができない。一方、この間隔が狭すぎる場合、窓板の最表面側の面と研磨剤の層の干渉による信号が終点検出装置の信号に加わるため、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができない。

本発明においては、受光器の信号を見ながら、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができる信号が終点検出装置で測定できるように, 研磨体の最表面（研磨対象物と接触する面）と窓板の最表面側の面との間隔を調整するので、このような不都合が発生しない。

前記第 1の目的を達成する第 2 0の発明は、請求の範囲第 1 6項から第 1 9項のうちいずれか 1項に記載の研磨装置を用いて研磨を行い、受光器で受光した光信号を用いて研磨膜厚又は研磨終点を測定する方法であって、研摩膜厚又は研摩終点を測定する測定手段で測定した信号と予め測定し記憶されている信号とが等しい時に前記測定手段で測定した信号を研磨膜厚又は研磨終点の測定に用いないことを特徴とするもの（請求の範囲第 2 0項）である。

研磨中に窓と研磨対象物との間の研磨剤の厚さが一定せずに、研磨膜厚又は研磨終点の測定において不適当な信号が得られることがある。不適当な信号とは、例えば、研磨剤による損失が多すぎる場合の微弱な信号、及び窓板の上の開口部に存在する研磨剤の層の干渉による信号が加わった信号である。

本発明においては、調整時等に得られたこれら不適当な信号を予め測定した信号として記憶装置に記憶させておき、研磨中に、測定手段で測定した信号と記憶装置に記憶されている前記信号とを比較して、両者が等しい時に、測定手段で測定した信号を研磨膜厚又は研磨終点検出に用いないようにしている。これにより、窓と研磨対象物との間の研磨剤の厚さが一定せず不安定になるような場合でも、研磨膜厚又は研磨終点の測定において、測定を誤ることがなくなる。

前記第 1の目的を達成するための第 2 1の発明は、研磨対象物を保持する研磨へッドと定盤上に設置されている研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置であって、前記定盤に形成された 1以上の開口部と、前記研磨体に形成された 1以上の開口部と、前記研磨体に形成された該開口部の少なくとも一部分を塞ぐように設置されている窓と、当該窓を介して前記研磨対象物の研磨面を光学的に II察して研磨状態を測定する装置と、前記窓の前記研磨対象物側の表面の位置を移動させる移動装置とを有し- 前記研磨体に形成された前記開口部と前記定盤に形成された前記開口部とは、重なっていて、前記窓は前記移動装置を介して前記定盤に設置されていることを特徴とするもの（請求の範囲第 2 1項）である。

本発明によれば、窓を介して研磨対象物の研磨面を光学的に観察することにより研磨状態を測定する装置により研磨対象物の研磨状態を観察する際に、窓の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面との間隔を制御することにより、ドレッシングもしくは研磨により窓の研磨対象物側の表面に傷が付かず、かつ安定した検出信号が得られるようにすることができるので、研磨状態の in-situ 計測を行うことができ、研磨体もしくは窓の交換頻度を低減させることができる。これにより、研磨に要する費用を低減させることができる。

前記第 1の目的第 2 2の発明は、請求の範囲第 2 1項に記載の発明であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を検知する装置、前記研磨体の磨耗状態を検知する装置、もしくは前記両方を検知する装置をさらに有することを特徴とするもの（請求の範囲第 2 2項）である。

これにより、窓の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面との間隔を検知することができるので、前記移動装置により窓を適当な位置にセットすることができる。よって、窓や研磨対象物に傷をつけることが無く、かつ安定した検出信号が得られるようにすることができるので、研磨状態の in-situ 計測を行うことができ、研磨体もしくは窓の交換頻度を低減させることができる。これにより、研磨に要する費用を低減させることができる。

前記第 1の目的達成するための第 2 3の発明は、請求の範囲第 2 2項に記載の発明であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御する制御装置をさらに有することを特徴とするもの（請求の範囲第 2 3項）である。

本発明においては、制御装置により窓の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面との間隔を制御することができる。よって、窓や研磨対象物に傷をつけることが無く、かつ安定した検出信号が得られるようにすることができるので、研磨状態の in-situ 計測を行うことができ、研磨体もしくは窓の交換頻度を低減させることができる。これにより、研磨に要する費用を低減させることができる。

前記第 1の目的達成するための第 2 4の発明は、請求の範囲第 2 3項に記載の発明であって、研磨条件、研磨時間、ドレッシング条件およびドレツシング時間から前記研磨体の磨耗量を予測して、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御する機能を有することを特徴とするもの（請求の範囲第 2 4項）である。

本発明によれば、研磨およびドレッシングにより、窓や研磨対象物に傷をつけることが無く、かつ安定した検出信号が得られるようにすることができるので、研磨状態の in-situ 計測を行うことができ、研磨体もしくは窓の交換頻度を低減させることができる。これにより、研磨に要する費用を低減させることができる。

前記第 1の目的を達成するための第 2 5の発明は、請求の範囲第 2 3 項に記載の発明であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が一定になるように前記移動装置を制御する機能を有することを特徴とするもの（請求の範囲第 2 5項）である。

前記第 1の目的及び第 2の目的を達成するための第 2 6の発明は、請求の範囲第 2 3項に記載の発明であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を前記定盤の回転に同期して制御する機能を有することを特徴とするもの（請求の範囲第 2 6項）である

前記第 2の目的を達成する手段は、請求の範囲第 1 6項から請求の範囲第 2 6項に記載の発明のうち少なくとも一つの装置又は方法を用いることをその製造工程中に含んでなる半導体デバイスの製造方法（請求の範囲第 2 7項）である。

本発明によれば、ウェハの研磨プロセスにおいて、安定して研磨状況及び研磨終点を検出することができるので正確なウェハが製造できると共に、研磨状況及び研磨終点の検出するための光が通過する窓に傷が付きにくいので、研磨体を交換する頻度が減り、スループットを上げ、かつ費用を安くすることができる。同時に、ウェハにも傷が付きにくいので、ウェハの歩留を上げることができる。図面の簡単な説明

図 1は、半導体プロセスにおける平坦化技術の例を示す図であり左側は平坦化前、右側は平坦化後を示すものである。

図 2は、 C M Pに用いる研磨（平坦化）装置の概略構成図である。図 3は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 1の例を説明するための図である。

図 4は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 2の例を説明するための図である。

図 5は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 3の例を説明するための図である。

図 6は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 4の例を説明するための図である。

図 7は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 5の例を説明するための図である。

図 8は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 6の例を説明するための図である。

図 9は、発明の実施例である研磨パッド（研磨体）の第 1の例を説明するための図である。

図 1 0は、図 9における研磨パッドの V溝の形状を示す図である。図 1 1は研磨中に観測された残り膜厚の変化の例を示す図である。図 1 2は、研磨中のある瞬間に in-situ で計測したシリコンウェハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフを示す図である。

図 1 3は、 2層構造からなる窓板を有する研磨体の実施例の構造を示す図である。

図 1 4は、 in-situで計測したシリコンウェハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフである。

図 1 5は、研磨体を製造する工程の例を示す図である。

図 1 6は、研磨中に観測された反射分光スぺクトルのグラフの例を示す図である。

図 1 7は、本発明の実施の形態である研磨装置の定盤の開口部付近の断面図である。

図 1 8は、本実施の形態による研磨装置の研磨体付近の概要を示す図である。図 1 9は、研磨中のある瞬間に in-situ で計測したシリコンウェハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフである。

図 2 0は、半導体デバイス製造プロセスを示すフローチヤ一トである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に沿ってこれを説明するが、本説明はあくまでも実施の形態の例及び実施例を示すものであり、発明の内容を限定するように解釈すベきものではない。まず、本発明の第 1の目的を達成するための発明の実施の形態の例、及び実施例について説明する。

[実施形態 1一 1 ]

図 3は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 1の例を説明するための図である。以下の図において、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。図 3において、 2 1は研磨パッド、 3 1は透明窓板である。

透明窓板 3 1は、研磨パッド 2 1 に孔が穿たれた後にその孔に嵌め込まれている。ここで、透明窓板 3 1の上面と研磨パッド 2 1の加工面である最表面との間には間隔 aが取られている。研磨に際して、図 2に示すようにゥヱハ 1 7を保持した研磨へッド 1 6が研磨パッド上に加重機構（図示されず）により加重され、研磨パッド 2 1 と透明窓板 3 1は圧縮される。この際、間隔 aはなるべく一定で、且つ、基準値以上の寸法が保たれていることが好ましい。

研磨パッドとしては、発泡ウレタン製の軟質研磨パッドは余り好ましくない。その理由は、一般に多用されている発泡ウレタン製の軟質研磨パッドは、研磨時の加重による研磨パッドの圧縮変形量が大きいことから、非加重 ·非圧縮時の間隔 aを大きくしなければならないのみならず、加重 ·研磨時のウェハまたは研磨へッドのリテーナリングの不規則な振動等の動的な力に対する橈み量が大きいため、最大に橈んだときにおいてもウェハの被研磨面または研磨へッドのリテーナリングが窓板の上面に接触して傷が付くことを防がなければならないからである。そのため、研磨の加重 ·圧縮時における間隔 aを比較的大きく取る必要があり、透明窓板 3 1上の、この間隔 aが作る空間にスラリーが入り込み、測定光はこのスラリ一中を透過しなければならないので、測定光の光透過率が低減するからである。

以上の観点から、研磨パッドとしては圧縮変形量の小さな硬質研磨パッドが好ましい。研磨の加重に対する圧縮変形量が小さいため非加重 · 非圧縮時の間隔 aを小さく保てるのみならず、研磨の加重時においても研磨時のゥェハまたは研磨へッドのリテーナリングの不規則な振動等の動的な力に対する橈み量が小さいため、加重 ·圧縮時の間隔 aを小さくできるからである。加重 ·圧縮時の間隔 aを狭くできれば測定光に対する透過率が増大し、研磨状態の高精度且つ安定な測定のために好ましい。窓板の厚さは研磨パッドの厚さに応じて変える必要がある。測定光に対する窓板 3 1 とその上の凹部に存在するスラリーに対する光透過率は、加重 ·圧縮時の間隔 a及びスラリー濃度及び窓板の厚さ '材質に依存する。

研磨状態の高精度且つ安定な測定のために、窓板 3 1の透過率は、 2 2 %以上であることが好ましい。測定光の、窓板 3 1 とその上の凹部に存在するスラリ一の両方に対する透過率は加重 ·圧縮時に 1 0 %以上（住復透過率で 1 %以上）であることが好ましいが、光源の強度が強い場合または、センサーの感度が高い場合は 1 0 %未満であっても測定は可能である。測定光に対する該透過率は、窓板材が透明材料から選ばれれば、加重 · 圧縮時に窓板 3 1の上部に形成された凹部に入り込んだスラリーの濃度とスラリ一層の厚みに実質的に依存する。

許容される間隔 aの値は、スラリー濃度に依存するが、一般的なスラリーの濃度にたいしては、 0より大きく 400〃m以下であることが好ましい。 0より大きくするのは、窓板 3 1が研磨対象物やドレッシングの際のダイヤモンド砥石に接触しないようにするためであり、 400 m以下とするのは、スラリーによる測定光の減衰を避けるためである。なお、同じ理由で、間隔 aは、 1 0〜200〃mとすることが一層好ましい。この間隔 aの値は、一般に、発泡ウレタン製の軟質研磨パッドに対して大きく、非発泡性の硬質研磨パッドに対して小さい。

更に、上記間隔 aは研磨時の加重を考慮してウェハまたは研磨へッドのリテ一ナリングに接触しないように決められているにもかかわらず、稀には研磨時の不規則な振動のため、窓板がウェハまたは研磨へッドのリテーナリングに突発的に接触して傷が付くことがあるため、これを防ぐために窓板の少なくともゥェハ側の表面にハードコ一ティングすることが好ましい。例えば、アクリル樹脂の場合には、シリコン系の有機樹脂でハードコーティングする方法が好ましく行われる。

以上説明した研磨パッドは、研磨パッドの材料自体が測定光に対して不透明な場合に好ましく適用できる。研磨パッドの材料が測定光に対して透明な研磨パッドに対してはこの測定窓部が不要となることは勿論である。

本実施形態の研磨パッドは、図 3で示された形態のものをそのままの形で図 2の研磨装置の定盤 2 0に固定して用いてもよいし、アルミプレ一卜のような定盤に流し込んだ形で定盤 2 0に固定して用いてもよいし、他の適当な異なる材料の 1層以上の材料で裏打ちしたものを定盤 2 0に固定して用いてもよい。

以上のように図 2の研磨装置は、定盤 2 0に固定された研磨パッド 2 1の上記のような好ましい機能により、研磨中に、研磨状態測定装置 2 3が研磨状態を好ましく測定することができる。

さらに、研磨状態測定装置 2 3から出射する測定光 2 4の強度、及び窓板 3 1 を通過し、窓板 3 1 とその上に形成される凹部中の研磨剤を通過し、研磨対象物 1 7の被研磨面で反射し、前記凹部中の研磨剤と窓板 3 1 とを再び通過し、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の強度の関係は、研磨状態測定装置 2 3から出射する測定光 2 4の強度に対する、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の強度の比が 1 %以上であることが好ましく、 5 %以上であることがさらに好ましい。これにより、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の強度が低下しないため、研磨状態測定装置 2 3による研磨状態の高精度且つ安定な測定ができる。

ί実施形態 1一 2 ]

図 4は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 2の例を説明するための図である。図 4 ( a ) は平面図であり、図 4 ( b ) は図 4 ( a ) の A— 0部分の断面図であり、図 4 ( c ) は図 4 ( a ) の B— 0部分の断面図であり、図 4 ( d ) は図 4 ( a ) の C— 0部分の断面図である。図 4において 3 1 a〜 3 1 cは窓板、 3 2 a〜 3 2 cは開口部である。

本実施の形態では、研磨体 2 1が 3つの開口部 3 2 a、 3 2 b、 3 2 cを有する。そして、開口部 3 2 aには窓板 3 1 aが、開口部 3 2 bには窓板 3 1 bが、開口部 3 2 cには窓板 3 1 cが、それそれ設置されている。図 1 ( b )、 ( c ), ( d ) において図中の研磨体 2 1の上側の面が研磨体 2 1の表面であり、図中の窓板 3 1 a〜 3 1 cの上側の面が窓板の研磨対象物側の表面である。各窓板 3 1 a〜 3 1 cの表面は、研磨体 2 1の表面に対して凹んでいて、各凹み量は開口部 3 2 a〜 3 2 c毎に異なっている。これにより、開口部 3 2 a〜 3 2 c毎の凹み量は、段階的に変化している。本実施の形態による研磨体 2 1では、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1 a〜 3 1 cの研磨対象物側の表面の凹み量は、開口部 3 2 aの窓板 3 1 aで最も小さく、開口部 3 2 cの窓板 3 1 cで最も大きい。開口部 3 2 bの窓板 3 l bの凹み量は、開口部 3 1 aの凹み量と開口部 3 2 cの凹み量のほぼ中間の長さとなっている。

このような研磨体 2 1 を図 2 に示した研磨装置に取り付けて使用する。研磨体 2 1は両面テープもしくは接着剤により定盤 2 0に貼り付けられている。また、図 2では研磨体 2 1に設置されている窓体と開口部を省略している。定盤 2 0に形成されている開口部 2 2 と研磨体 2 1に形成されている開口部 3 2 a〜 3 2 cは重なっている。

研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量が最も短い開口部 3 2 aの部分が研磨面の状態の観察に用いられる。これにより、研磨状態測定装置 2 3から出射して、シリコンウェハ（研磨対象物） 1 7の研磨面で反射して、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光のうち、開口部 3 2 aに設置されている窓板 3 1 aを通過する光により研磨面の状態が観察される。

定盤 2 0には位置検出センサ（不図示）が設置されている。定盤 2 0 が回転し定盤 2 0の特定の位置が位置検出センサの位置に来たら、位置検出センサはトリガー信号を出力する。定盤 2 0が回転して位置検出センサがトリガ一信号を出力する定盤 2 0の位置から研磨状態測定装置 2 3の上に開口部 3 2 aが到達するまでの時間間隔は、定盤 2 0の回転数により決まっている。

よって、その時間間隔を予め計算、もしくは測定しておき、位置検出センサがトリガー信号を出力してからその時間間隔が経過したら研磨状態測定装置 2 3を動作させればよい。これにより、常に開口部 3 2 aで研磨終点の検出もしくは膜厚測定を行うことができる。

1枚のシリコンウェハを研磨し終える度に、研磨体のドレッシングが行われる。ドレッシングにはダイヤモンド砥石等が用いられる。ドレツシング後、次に研磨されるシリコンウェハが研磨へッド 1 6に取り付けられ、研磨が行われる。このように研磨工程、ドレッシング工程が交互に繰り返される。

ドレッシングの度に研磨体 2 1の表面は削られ、研磨体 2 1の表面に対する開口部 3 2 aの窓板 3 l aの上の凹み量は小さくなつていき、凹み量が 0になるとドレッシングにより窓板 3 1 aの研磨対象物側の表面に傷が付くようになる。そして、窓に傷が付くようになると窓の部分での光の散乱等が増加するため、研磨終点の検出の精度や膜厚測定の精度が低下する。

そこで、研磨終点の検出や膜厚測定を初期状態で 2番目に凹み量が小さかった開口部 3 2 bで行うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定を開口部 3 2 bで行うように切り替えるには、定盤 2 0に設置されている位置検出センサが卜リガ一信号を出力してから研磨状態測定装置 2 3を動作させるまでの時間間隔を適当な時間間隔に変更し、研磨状態測定装置 2 3の上に開口部 3 2 bが来たとき研磨状態測定装置 2 3を動作させるようにすればよい。

そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰り返して、開口部 3 2 bの窓板 3 1 bの研磨対象物側の表面の凹み量も 0になり、ドレツシングにより窓 3 1 bの研磨対象物側の表面に傷が付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測定を、初期状態で最も窓の凹み量が大きかった開口部 3 2 cで行うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定の開口部 3 2 bから 3 2 cへの切り替えは前述の開口部 3 2 aから 3 2 bへ切り替えと同様に行えばよい。このように、ドレッシング時には研磨終点の検出や膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して凹んでいるため、ドレッシング時にその窓に傷が付くことがない。

なお、研磨状態測定装置 2 3での受光量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さくなつたときに、次の開口部に切り替えるような制御装置を設けて開口部の切り替えを行ってもよい。

また、本実施の形態では、定盤 2 0は 3つの開口部を有していて、研磨体 2 1は窓が設置されている 3つの開口部を有しているが、これらの開口部の数は、 2つでも良いし、 4つ以上でもよい。その場合、これらの開口部の数に対応した回数、研磨状態の親察を切り替えることができる o

本実施の形態である研磨体が設置されている研磨装置では、開口部毎に凹み量の異なる複数の窓が研磨体 2 1に設置されているので、ドレツシングにより窓が傷つき光学的に不透明となっても、研磨終点の検出や膜厚測定に用いる窓を他の開口部の窓に切り替えることにより、研磨終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。【実施形態 1 一 3】

図 5は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 3の例を説明するための図である。図 5 ( a ) は平面図であり、図 5 ( b ) は図 5 ( a ) の D— E部分の断面図である。図 5において、 3 2は開口部、 3 3 a〜 3 3 bは、窓板 3 1の各部分である。

本実施形態における研磨体 2 1は、 1つの開口部 3 2を有している。その開口部 3 2に設置されている窓板 3 1は、断面が階段状になっていて、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量が 3つの部分 3 3 a、 3 3 b、 3 3 cで異なっている。研磨体 2 1 ©表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量は、 3 3 aの部分が最も小さく、 3 3 cの部分が最も大きく、 3 3 bの部分は、 3 3 aの部分と 3 3 cの部分のほぽ中間の大きさとなっている。これにより、窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量は、段階的に変化している。

窓板 3 1の材料に高分子樹脂を用いる場合、表面に階段状の段差を有する窓板 3 1は、段差を有する型に溶解状態の樹脂を流し込み硬化させることにより作製される。

このような研磨体を図 2に示した研磨装置に取り付けて使用する。 S の際、定盤 2 0に形成されている開口部 2 2は、研磨体 2 1に形成されている開口部 3 2 と重なるようにする。

研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量が最も小さい 3 3 aの部分が研磨面の状態の親察に用いられる。これにより、研磨状態測定装置 2 3から出射して、シリコンウェハ 1 7の研磨面で反射して、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光のうち、窓板 3 1の 3 3 aの部分を通過する光により研磨面の状態が観察される。定盤 2 0には第 1 — 2の実施の形態に示した研磨装置と同様に位置検出センサ（不図示）が設置されている。定盤 2 0が回転して位置検出センサがトリガー信号を出力する定盤 2 0の位置から研磨状態測定装置 2 3の上に開口部に設置されている窓板 3 1のうちの 3 3 aの部分に到達するまでの時間間隔は、定盤 2 0の回転数により決まっている。よって、第 1一 2の実施の形態と同様に、その時間間隔を予め計算、もしくは測定しておき、位置検出センサがトリガー信号を出力してからその時間間隔が経過したら研磨状態測定装置 2 3を動作させればよい。この実施の形態においても、第 1 — 2の実施の形態と同様に、研磨ェ程、ドレッシング工程が繰り返される。ドレッシングの度に研磨体 2 1 の表面は削られ、研磨体 2 1の表面に対する開口部 3 2の窓板 3 1のうちの 3 3 aの部分の凹み量は短くなつていき、凹み量が 0になるとドレッシングにより窓板 3 1のうちの 3 3 aの部分に傷が付くようになる。すると、 3 3 aの部分での光の散乱等が増加するため、研磨終点の検出の精度や膜厚測定の精度が低下する。

そこで、研磨終点の検出や膜厚測定を、窓板 3 1のうち初期状態で 2 番目に凹み量が短かった 3 3 bの部分で行うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定を窓板 3 1のうちの 3 3 bの部分で行うように切り替えるには、定盤 2 0に設置されている位置検出センサがトリガー信号を出力してから研磨状態測定装置 2 3を動作させるまでの時間間隔を適当な時間間隔に変更し、研磨状態測定装置 2 3の上に窓板 3 1のうちの 3 3 bの部分が来たとき研磨状態測定装置 2 3を動作させるようにすればよい。

そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰り返して、窓板 3 1のうちの 3 3 bの部分の凹み量も 0になり、ドレッシングにより窓板 3 1のうちの 3 3 bの部分に傷が付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測定を、窓板 3 1のうち初期状態で最も凹み量が大きかった 3 3 cの部分に切り替える。このように、ドレッシング時には研磨終点の検出や膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓の部分の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して凹んでいるため、ドレッシング時にその部分に傷が付くことがない。

なお、本実施の形態では、研磨体 2 1は開口部に表面が 3段の段差を有する階段状の窓板 3 1 を有しているが、段差の数は 2段でもよいし、 4段以上でもよい。その場合、これらの段差の数に対応した回数、研磨状態の観察を切り替えることができる。

このような実施の形態である研磨体を用いている研磨装置では、研磨体に表面が階段状になっている窓が設けられているので、ドレッシングにより窓の一部分が傷つき光学的に不透明となっても、研磨状態測定装置 2 3で観察する窓の部分を切り替えることにより、研磨終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。

この実施の形態に置ける研磨装置において、第 1一 2の実施の形態のように、研磨状態測定装置 2 3での受光量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さくなったときに、次の開口部に切り替えるような制御装置を設けて窓板 3 1の部分の切り替えを行ってもよい。

【実施形態 1一 4]

図 6は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 4の例を説明するための図である。図 6 ( a) は平面図であり、図 6 ( b ) は図 6 (a) の F— G部分の断面図である。図 6において、 34 a〜34 d は、窓板 3 1上の表面上の点である。

本実施の形態による研磨体 2 1は、 1つの開口部を有している。その開口部に設置されている平行平板の窓板 3 1は、断面が斜めになるように配置されていて、研磨体の表面からの凹み量が図 6 ( a) の F— G方向に異なっている。これにより、窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量は、連続的に変化している。研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量は、窓板 3 1の表面の 4力所 34 a、 3 4 b、 34 c、 34 dを指定した場合、 .34 aの部分が最も小さく、 34 bの部分が 2 番目に小さく、 34 cの部分が 3番目に小さく、 34 dの部分が最も大きくなつている。このような研磨体 2 1を、図 2に示すような研磨装置の研磨体として使用する。この場合も、定盤 2 0の開口部 2 2は、研磨体 2 1の開口部 3 2と重なるようにする。

研磨の開始直後は初期状態で研磨体の表面に対する窓 41の研磨対象物側の表面の凹み量が最も小さい 3 4 aの部分が研磨面の状態の観察に用いられる。これにより、研磨状態測定装置 2 3から出射して、シリコンウェハ 1 7の研磨面で反射して、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光のうち、窓板 3 1の 3 4 aの部分を通過する光により研磨面の状態が観察される。定盤 3 2には第 1 — 2の実施の形態による研摩装置と同様に位置検出センサ（不図示）が設置されている。定盤 2 0が回転して位置検出センサがトリガー信号を出力する定盤 2 0の位置から研磨状態測定装置 2 3の上に開口部に設置されている窓 3 2のうちの 3 4 aの部分に到達するまでの時間間隔は、定盤 2 0の回転数により決まっている。よって、第 1一 2の実施の形態と同様に、その時間間隔を予め計算、もしくは測定しておき、位置検出センサがトリガー信号を出力してからその時間が絰過したら、研磨状態測定装置 2 3を動作させればよい。

そして、第 1— 2の実施の形態と同様に、研磨工程、ドレッシングェ程が繰り返される。

ドレッシングの度に研磨体 2 1の表面は削られ、研磨体 2 1の表面に対する開口部の窓板 3 1のうちの 3 4 aの部分の凹み量は小さくなつていき、凹み量が 0になるとドレッシングにより窓板 3 1のうちの 3 4 a の部分に傷が付くようになる。すると、研磨終点の検出の精度や膜厚測定の精度が低下する。そこで、研磨終点の検出や膜厚測定を 2番目に凹み量が小さい窓板 3 1のうちの 3 4 bの部分で行うように切り替える。研磨終点の検出や膜厚測定を窓板 3 1のうちの 3 4 bの部分で行うように切り替えるには、定盤 2 0に設置されている位置検出センサがトリガ一信号を出力してから研磨状態測定装置 2 3を動作させるまでの時間間隔を適当な時間間隔に変更し、研磨状態測定装置 2 3の上に窓板 3 1のうちの 3 4 bの部分が来たとき研磨状態測定装置 2 3を動作させるようにすればよい。

そして、研磨工程、ドレッシング工程を繰り返して、窓板 3 1のうちの 3 4 bの部分の凹み量も 0になり、ドレッシングにより窓板 3 1のうちの 3 4 bの部分に傷が付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測定を、窓板 3 1のうち 3番目に凹み量が小さかった 3 4 cの部分に切り替える。さらに研磨工程、ドレッシング工程を繰り返して、窓板 3 1のうちの 3 4 cの部分の凹み量も 0になり、ドレッシングにより窓板 3 1のうちの 3 4 cの部分に傷が付くようになったら、今度は、研磨終点の検出や膜厚測定を、窓板 3 1のうち最も凹み量が大きかった 3 4 dの部分に切り替える。このように、ドレッシング時には研磨終点の検出や膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓の部分の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して凹んでいるため、ドレッシング時にその部分に傷が付くことがない。

また、本実施の形態では窓の 4力所で切り替えを行っているが、切り替えを行う部分は 2力所もしくは 3力所でもよいし、 4力所以上でもよい。その場合、これらの測定する部分の数に対応した回数、研磨状態の観察を切り替えることができる。

このような研磨体を用いている研磨装置では、研磨体に平行平板状の窓がその表面が斜めになるように設置されているのでドレツシングにより窓の一部分が傷つき光学的に不透明となっても、研磨状態測定装置 2 3で親察する窓の部分を切り替えることにより、研磨終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。

この実施の形態に置ける研磨装置において、第 1一 2の実施の形態のように、研磨状態測定装置 2 3での受光量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さくなつたときに、次の開口部に切り替えるような制御装置を設けて窓板 3 1の部分の切り替えを行ってもよい。

[実施形態 1— 5Γ

図 7は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 5の例を説明するための図である。図 7 ( a) は平面図であり、図 7 ( b ) は図 7 (a) の H— I部分の断面図である。図 7において、 3 5 a〜 3 5 dは、透明材料（板）である。

本実施の形態による研磨体 2 1は、 1つの開口部 3 2を有している。その開口部 3 2に設置されている平行平板状の窓板 3 1は、 4枚の透明材料 3 5 a〜 3 5 dが剥離可能な程度の接着力で積層されている構造になっている。透明材料 3 5 a〜 3 5 dは剥離可能な程度の接着力を有する接着剤もしくは両面テープ等で接着されている。透明材料 3 5 a〜 3 5 dを上部から 1枚ずつ剥離することにより研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の凹み量が段階的に変化する。

このような研磨体 2 1を、図 2に示すような研磨装置の研磨体として使用する。この場合も、定盤 2 0の開口部 2 2は、研磨体 2 1の開口部 32と重なるようにする。

研磨の開始直後は初期状態で 4枚の透明材料 3 5 a〜 3 5 dが積層されている窓が研磨面の状態の観察に用いられる。これにより、研磨状態測定装置 2 3から出射して、シリコンウエノヽ 1 7の研磨面で反射して、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光のうち、 4枚の透明材料 3 5 a〜3 5 d が積層されている窓を通過する光により研磨面の状態が親察される。定盤 2 0の回転に伴い定盤 20および研磨体 2 1に形成されている開口部を利用して、研磨終点の検出や膜厚測定を行う機構、方法は、第 1— 2 の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

そして、第 1— 2の実施の形態と同様に、研磨工程、ドレッシングェ程が繰り返される。ドレッシングの度に研磨体の表面は削られ、研磨体 2 1の表面に対する開口部の窓板 3 1のうちの透明材料 3 5 aの研磨対象物側の表面の凹み量は短くなつていき、凹み量が 0になるとドレッシングにより透明材料 3 5 aの表面に傷が付くようになる。すると、透明材料 3 5 aでの光の散乱等が増加するため、終点検出の精度や膜厚測定の精度が低下する。そこで、積層されている窓板 3 1から、透明材料 3 5 aの部分を剥離し、透明材料 3 5 bが窓の最上面になるようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行うようにする。これにより、窓板 3 1の表面は、研磨体 2 1の表面より凹み、かつ、傷が付いていない窓板 3 1の表面が得られ、正常に研磨終点の検出もしくは膜厚測定を行うことが可能になる。なお、本実施の形態による研摩装置では研磨終点の検出もしくは膜厚測定に同じ開口部の窓板 3 1の同じ位置を使用できるので、第 1一 2〜第 1一 4の実施の形態による研磨装置のように研磨終点の検出や膜厚測定に用いる窓の位置を切り替えなくてよい。

そして、研磨工程、ドレツシング工程を繰り返して、窓板 3 1の透明材料 3 5 bの研磨対象物側の表面の凹み量も 0になり、ドレッシングにより透朋材料 3 5 bの部分に傷が付くようになったら、今度は、窓板 3 1から、透明材料 3 5 bの部分を剥離し、透明材料 3 5 bが窓の最上面になるようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行うようにする。さらに研磨工程、ドレッシング工程を繰り返して、窓板 3 1の透明材料 3 5 c の研磨対象物側の表面の凹み量も 0になり、ドレツシングにより透明材料 3 5 cの部分に傷が付くようになったら、今度は、窓板 3 1から、透明材料 3 5 cの部分を剥離し、透明材料 3 5 dが窓板 3 1の最上面になるようにして研磨終点の検出や膜厚測定を行うようにする。このように、ドレツシング時には研磨終点の検出や膜厚測定に用いている開口部に設置されている窓の部分の研磨対象物側の表面は、研磨体の表面に対して凹んでいるため、ドレッシング時にその部分に傷が付くことがない。なお、窓の部分 3 5 a、 3 5 b、 3 5 cを剥離するタイミングを知るために、研磨状態測定装置 2 3での受光量があらかじめ定めておいた設定値よりも小さくなつたときに、剥離するタイミングを知らせる信号を出力するような制御装置を設けてもよい。

また、窓板 3 1には 4枚の透明材料 3 5 a〜 3 5 dが積層された窓を用いているが、 2枚、 3枚もしくは 5枚以上の透明材料が積層されている窓を用いてもよい。その場合、これらの透明材料の数に対応した回数、研磨状態の観察を切り替えることができる。

また、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量が 400〃mを越える場合は、凹み部分に溜まる研磨剤の量が多くなり、研磨剤が散乱体となり、研磨状態測定装置 2 3から出射する光 2 4 を減衰させるので、研磨終点の検出の精度および膜厚測定の精度が低下してしまう。このため、窓板 3 1の、研磨状態測定装置 2 3からの光が通過する部分（研磨終点の検出や膜厚測定に用いている部分）の凹み量 dは 0 z m < d≤400 z mであることが好ましい。これにより、最下部の透明材料 3 5 dを除く、剥離する透明材料 3 5 a ~ 3 5 cのそれそれの厚さ tlは、 0 z mく tl ^ 400〃mであることが好ましい。

このように本実施の形態である研磨体を用いている研磨装置では、研磨体に透明材料が積層されている窓が設けられているのでドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面が傷つき光学的に不透明となっても、積層されている窓の最上層の透明材料を剥離することにより、研磨終点の検出や膜厚測定が可能になる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。以上の第 1 一 1から第 1 — 5の実施の形態では、研磨パッド（研磨体）の材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、 A B C樹脂、塩化ビニル樹脂、ボリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂の群から選ばれた一つ以上の材料が好ましい。

窓板材としては、ガラス、石英ガラス、アクリル、ポリウレタン、ェポキシ、 P E T、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、もしくはシリコーンゴム等の透明材料が用いられる。また、これらの透明材料の研磨速度、硬度等の研磨特性は、研磨体の研磨特性と同等であることが好ましい。これにより、窓と研磨対象物であるシリコンウェハとが接触する場合でも、窓によりシリコンウェハの研磨面に傷が付いたり、研磨が不均一になることがないという効果がある。

【実施形態 1 一 6】

図 8は、本発明の実施形態である研磨パッド（研磨体）の第 6の例を説明するための図である。図 8 ( a ) は平面図であり、図 8 ( b ) は図 8 ( a ) の A— B部分の断面図である。図 8において 3 6は上部透明材料（板）、 3 7は下部透明材料（板）である。

この実施の形態においては、上部透明材料 3 6、下部透明材料 3 7の 2枚の透明材料が積層されている窓板 3 1が、研磨体（研磨パッド） 2 1に設けられた開口部 3 2に設置されている。上部透明材料 3 6は研磨対象物側の透明材料であり、下部透明材料 3 7は研磨対象物側の反対側の透明材料である。

上部透明材料 3 6 としては、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネ —卜、ボリスチレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラ一卜、ポリエステル、もしくはエポキシ等の透明材料が用いられる。下部透明材料 3 7 としては、ガラス、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフ夕ラート、ポリエステル、もしくはエポキシ等の透明材料が用いられる。

研磨パッド（研磨体） 2 1の材料としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、 A B C樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂の群から選ばれた一つ以上の材料が好ましい。

本実施の形態では、窓は 2枚の透明材料が積層されているが、積層される透明材料の枚数は 3枚以上であつてもよい。

研磨対象物側の透明材料である上部透明材料 3 6の圧縮弾性率は、研磨対象物側の反対側の透明材料である下部研磨材料 3 7の圧縮弾性率より小さいことが好ましい。これにより、窓の下部研磨材料 3 7は、硬いため、変形することがなく、窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくなるという効果がある。

さらに、窓の下部研磨材料 3 7が硬いことにより、下部研磨材料 3 7 の表面 3 7 aに反射防止膜を形成することができる。反射防止膜が形成されていることにより、窓を通過する研磨状態を測定するための光が窓の表面で反射することが少なくなり、光の強度の減衰が少なくなるので、研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下しなくなるという効果がある。よって、窓の研磨対象物側の反対側の表面である下部研磨材料 3 7 の表面 3 7 aに反射防止膜が形成されていることが好ましい。

研磨対象物側の透明材料である上部透明材料 3 6の圧縮弾性率は、研磨体 2 1の圧縮弾性率と同程度であることが好ましい。一般的な研磨体の圧縮弾性率は、 2.9x l0 ⁷ Pa以上、 1.47x l0⁹ Pa以下である。このため、研磨対象物側の透明材料である上部透明材料 3 6の圧縮弾性率 eは、 2.9x l0⁷ Pa ^ e≤ 1.47x l0 ⁹ Paであることが好ましい。これにより、窓が研磨対象物と接触する際に研磨対象物を傷つけることがなくなるという交カ果がある。

研磨対象物であるシリコンゥヱハ 1 7が接触する研磨体 2 1の表面に対して、窓板 3 1の研磨対象物側の表面が凹んでいることが好ましい。これにより、シリコンウェハと窓板 3 1が接触することがなくなるため、シリコンウェハが傷つくことや窓板 3 1の表面が傷つくことがなくなる。このように窓の表面が傷つくことがなくなることにより、研磨状態測定装置 2 3から出射する光 2 4の減衰が増えないため、研磨終点の検出精度および膜厚の測定精度が低下することがなくなるという効果がある。

なお、前記反射防止膜は、前記第 1一 1から第 1一 5の実施の形態の窓板 3 1の下面に設けることもできる。

以上の第 1一 2から第 1一 6の実施形態においても、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量が 400〃mを越える場合は、凹み部分に溜まる研磨剤の量が多くなる。そして、研磨剤が散乱体となり研磨状態測定装置 2 3から出射する光 2 4を減衰させるので、研磨終点の検出の精度および膜厚測定の精度が低下してしまう。このため、窓のうちの研磨状態測定装置 2 3からの光が通過する部分（研磨終点の検出や膜厚測定に用いている部分）の凹み量 dは 0 m < d≤400 >u inであることが好ましい。また、 1 0 m < d≤200 mであることがより好ましい。また、前記いずれの実施の形態においても、窓板の厚さが研磨体の厚さの 10 %未満になると、窓の厚さが薄くなるため、窓が変形する恐れがある。窓が変形を起こし光学的に歪むと、その歪みにより窓がレンズ等としての機能を有するようになるため、研磨終点の検出や膜厚の測定が不安定になるという問題がある。このため、窓のうちの最も薄い部分の窓の厚さが研磨体の厚さの 10 %以上の厚さとなるように、前記凹み量は、研磨体の厚さの 90 %以下の大きさであることが好ましい。これにより、窓の変形による研磨終点の検出の不安定さや膜厚の測定の不安定さが生じなくなるという効果がある。

以上の第 1— 1から第 1一 6の実施の形態では、窓板 3 1が研磨体 2 1の開口部 3 2に直接設置されているが、窓は研磨体 2 1に直接設置されていなくてもよい。例えば、窓は研磨体 2 1の開口部の少なくとも一部を塞ぐように直接又は治具を介して定盤 2 0に設置されていてもよい。

また、第 1一 2から第 1 - 6の実施の形態では、研磨体 2 1に設けられている開口部 3 1の穴の形状は、階段状になっているが、これらの開口部は、直線状の貫通穴でもよい。

また、以上の第 1一 1から第 1一 6の実施の形態において、窓板 3 1 の透過率は 22 %以上であることが好ましい。これにより、窓板 3 1を通過する研磨状態を測定するための光の強度の減衰が少なくなるので、研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下しなくなるという効果がある < さらに、以上の第 1— 1から第 1一 6の実施の形態において、研磨状態測定装置 2 3から出射する光 2 4の強度、および研磨状態を測定する装置 2 3から出射し、窓板 3 1 を通過し、窓板 3 1 とシリコンウェハ 1 4の間の研磨剤 1 9を通過し、シリコンウェハ 1 7の研磨面で反射し、窓板 3 1 とシリコンウエノヽ 1 7の間の研磨剤 1 9を再び通過し、窓板 3 1を再び通過し、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の強度は、研磨状態測定装置 2 3から出射する光 2 4の強度の 1 %以上であることが好ましい, これにより、研磨状態を測定する装置へ戻る光の強度が低下しないため、研磨状態を測定する装置による研磨終点の検出精度や膜厚の測定精度が低下しなくなるという効果がある。

また、以上の第 1— 1から第 1一 6の実施の形態において、研磨体のドレッシングを行っているが、研磨体に無発泡性の材質を用いたときは、ドレッシングが不要な場合がある。そのようなドレツシング不要な研磨体を用いる場合でも、研磨対象物の研磨に伴い、研磨体表面が削れるので、第 1— 1から第 1— 6の実施の形態を採用することにより、窓や研磨体を交換する頻度が低減し、研磨に要する費用を低減させることができるという効果がある。

[実施例 1一 1 ]

図 9は、本発明の実施例である研磨パッド（研磨体）の第 1の例を説明するための図である。

エポキシ主剤ェピコ一ト 8 2 8、ェビコ一ト 8 7 1 (共に油化シェルェポキシ社製）と硬化剤ジアミノジフェニルメ夕ンを重量比 2.6： 3.9： 1で混合、攪拌し、観測用窓部としての孔部分の型を有する 0 800m mのァルミプレート上にこれを流し込み、 150°Cで 8時間硬化させて成型し、研磨パッド（研磨体） 2 1 を形成した。

次いで、切削加工で、上記エポキシ樹脂表面にビツチ 0.5mm、深さ 0.3mmの螺旋状 V溝（V角度 60° )と、ビツチ 15mm、幅 2mm、深さ 0.5mm 格子状角溝を形成した。この研磨パッド 2 1の V溝 3 7 (V角度 60 ° )の断面を図 1 0に示す。

この研磨パッド 2 1の樹脂部の厚みは 2 mmであり、圧縮変形量は 1 O kgf/cm² ( 9.8 10⁵ P a ) の荷重に対して 2 mであった。

.窓板 3 1材としてァクリル材を選び、公知のエポキシシランの部分共加水分解物にコ口ィダルシリ力を分散させたハードコーティング液を塗布し、加熱硬化して厚さ約 1〃mのハードコートを形成した。図 9に示すように、この窓板 3 1のハードコート側を研磨パッドの最上層側に向け、間隔 aが加重 ' 圧縮時に 100〃mになるように、成型された研磨パッドの孔部にはめ込み固定した。スラリ一（Cabot社 SS25を 2倍希釈）が窓板 3 1の上方に形成された開口部 3 2に充たされた時の測定光に対する窓板 3 1 とスラリーの両方に対する透過率は 89%であった。

この研磨パッド 2 1を、定盤 2 0の上に貼り付けて研磨部材 1 5を構成し、図 2に示すような研磨装置に用い、研磨へッド 1 6に熱酸化膜が 1 m形成された 6ィンチシリコンウェハを保持して、以下の条件で研磨を行つに。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 20rpm

荷重： 460gZcm ² ( 4.5 X 10⁴ Pa)

摇動幅： 30mm

揺動速度： 15ストローク/分

研磨時間： 3分

使用スラリ一 SS25を 2倍に希釈

スラリ一流量： 200ml/分

研磨中に図 1 1に示すように観測用の窓板を通して残り膜厚を光学的にその場測定することにより lOOninZ分の研磨速度が観察され、繰り返し測定の結果、測定の安定性が確認された。

また、測定窓による研磨の不均一や傷の発生の悪影響はなかった。

[実施例 1— 2 ]

図 4に示すような研磨体を製造した。研磨体 2 1の下の層が Rodel社の SUBA400、上の層が Rodel社の IC IOOOからなる 2層の研磨体（以下、

IC 1000/SUBA400と称す）を用いた。

研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面までの凹み量が、開口部 3

2 aでは 0.15mm、開口部 3 2 bでは 0.3mm、開口部 3 2 cでは 0.45mm となるように、ポリウレタンよりなる窓板 3 1 a、 3 1 b、 3 1 cをそれそれ配置した。この研磨体を図 2に示す研磨装置に使用し、熱酸化膜が l / m形成された 6インチシリコンウェハの研磨を、以下の条件で行い、開口部 3 2 a の窓板 3 1 aを用いて研磨状態測定装置 2 3によりシリコンウェハの残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分。

この時の平均研磨速度は 430nm/minであった。研磨終了後、砥粒サィズ #100のダイヤモンド砥石で 1分間ドレッシングを行った。

毎回、熱酸化膜が 1 m形成された新しい 6インチシリコンウェハを用いて上記の研磨工程およびドレッシング工程を繰り返した。図 1 2は研磨中のある瞬間に in-situで計測したシリコンゥェハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフであり、図 1 2のグラフの曲線のうち曲線（ a ) が得られた反射分光スぺクトルである。図 1 2のグラフにおいて、横軸は波長であり、縦軸は研磨剤の代わりにイオン交換水を介在させた状態で、アルミが成膜されたシリコンウェハを研磨体の窓の部分の上に配置した時の、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の反射分光スぺクトルを基準反射分光スぺクトルとし、その基準反射分光スぺクトルに対する計測した反射分光スぺクトルの強度比である。シミュレーションによる波形フイツティングからシリコンゥェハ上の熱酸化膜の残留膜厚の in-situ計測が可能であった。

しかし、 120枚目のシリコンゥェハの研磨後のドレツシングで窓に傷が生じ始め、 150枚目のシリコンゥェハの研磨で取得分反射スべクトルが図 1 2の曲線（ b ) のようになり、 in-situ計測にエラーが生じる確率が高くなつた。

そして、初期状態の凹み量が 0.3mmであった開口部 3 2 bの窓板 3 1 bに切り換え in-situ計測を行ったところ、それまでと同様にエラーなしでの in -situ計測が可能であった。

さらに、 260枚目のシリコンゥェハの研磨後のドレッシング処理を行つたところで開口部 3 2 bの窓板 3 1 bに傷が生じ、 280枚目のシリコンウェハの研磨で窓板 3 1 bの透過率の低下により測定が困難となつた。

再び、初期状態の凹み量 0.45mmの開口部 3 2 cの窓板 3 1 cに切り換え in-situ計測を行ったところ、それまでと同様に in-situ計測が可能であった。最終的に開口部 3 2 cの窓板 3 1 cでは 450枚目のシリコンゥェハの研磨工程およびドレッシング工程まで in-situ計測が可能であつた。

[実施例 1一 3 ]

図 5に示すような研磨体を製造した。研磨体として Rodel社の研磨体 IC 1000./SUBA400を用い、その研磨体 2 1に開口部 3 2を 1力所設けた。閧ロ部 3 2にポリウレタンよりなる窓板 3 1を設置した。研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面までの凹み量は、 3 3 a、 3 3 b、 3 3 cの各部分において、それそれ 0. 15mm、 0.3mm、 0.45mm となるようにした。

この後、図 2に示すような研磨装置の定盤に上記研磨体 2 1を設置した。熱酸化膜が l m形成された 6インチシリコンウェハの研磨を、以下の条件で行い、窓板 3 1の 3 3 aの部分を用いて研磨状態測定装置 2 3 によりシリコンウェハ上の残留膜厚を in-situ計測した。研磨へッド回転数： 50i'pm

定盤回転数： 50rpm

研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分。

毎回、熱酸化膜が 1 m形成された新しい 6インチシリコンゥヱハを用いて上記の研磨工程およびドレッシング工程を繰り返したところ、 120枚目のシリコンウェハの研磨後のドレッシングで窓板 3 1の 3 3 a の部分に傷が生じ始め、 150枚目の研磨で窓板 3 1の 3 3 aの部分の透過率の低下により in-situ計測にエラーが生じる確率が高くなつた。

そこで、初期状態の凹み量が 0.3mmの 3 3 aの部分に切り換え in-situ 計測を行ったところ、それまでと同様にエラ一なしでの in-situ計測が可能であった。

さらに、 260枚目のシリコンウェハの研磨後のドレッシング処理を行つたところで窓板 3 1の 3 3 bの部分に傷が生じ始め、 280枚目のシリコンゥヱハの研磨で窓板 3 1の 3 3 bの部分の透過率の低下により in- situ計測にエラーが生じる確率が高くなつた。

再び、初期状態の凹み量が 0.45mmであった窓板 3 1の 3 3 cの部分に切り換え in-situ計測を行ったところ、それまでと同様にエラ一なしでの in -situ計測が可能であった。

最終的に窓板 3 1の 3 3 cの部分では、 450枚目のシリコンウェハの研磨処理まで in-situ計測が可能であった。 [実施例 1一 4 ]

図 6に示すような研磨体を製作した。研磨体 2 1 として Rodel社の研磨体 IC 1000/SUBA400を用い、その研磨体に開口部を 1力所設けた。図 6に示すように斜めにポリウレタンよりなる窓板 3 1を配置した。研磨体 2 1の表面から窓板 3 1の研磨対象物側の表面までの凹み量が、最小 0.1mm ( 3 4 aの部分）、最大 0.5mm ( 3 4 dの部分）となるようにした。

この研磨体を図 2に示すような研磨装置の研磨体として用い、熱酸化膜が 1 / m形成された 6インチシリコンウェハの研磨を、以下の条件で行い、窓板 3 1の 3 4 aの部分を用いて研磨状態観察装置 2 3によりシリコンウェハ上の残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分

この時の平均研磨速度は SOnmZminであった。研磨終了後、砥粒サィズ #100のダイヤモンド砥石で 1分間ドレッシングを行った。

毎回、熱酸化膜が 1 / m形成された新しい 6インチシリコンウェハを用いて上記の研磨工程およびドレッシング工程を繰り返したところ、 50 枚目のシリコンゥェハの研磨後のドレツシングから窓板 3 1の 3 4 aの部分の透過率の低下が生じ、 70枚目のシリコンウェハの研磨で透過率の低下により in-situ計測にエラ一が生じる確率が高くなつた。

そして、研磨の初期と同等の透過率が得られる 3 4 bの部分に切り換えて in-situ計測を行ったところ、それまでと同様に in-situ計測が可能であった。

さらに、 110枚目のシリコンウェハの研磨後のドレッシングを行ったところから透過率低下が生じ、 140枚目のシリコンウェハので透過率低下により in-situ計測にエラ一が生じる確率が高くなつた。

再び、初期と同等の透過率が得られる窓板 3 1の 3 4 cの部分に切り換え in-situ計測を行ったところ、それまでと同様にエラーなしでの in- situ計測が可能であった。

以上の操作を繰り返し、最終的に 650枚目のシリコンゥェハの研磨処理まで in-situ計測が可能であった。

【実施例 1一 5】

図 1 3に示すような研磨体を製造した。反射防止膜が形成されたサイズ 20mmx50mm、厚さ 0.5mmのァクリル板からなる下部透明材料 3 7の上に、同サイズで厚さ 0.6mmのポリウレタンからなる上部透明材料 3 7 を UV接着剤で固定し、 2層窓を作製した。この時、窓板 3 1全体の形状はサイズ 20mm <50mm、厚さ 1.15mmである。反射防止膜を、下部透明材料 3 7であるァクリル板の表面 3 7 aに形成した。

Rodel社の研磨体 IC1000 (符号 2 1 a ) に 20mmx50mmの開口部、およびサブ研磨体 SUBA400 (符号 2 1 b ) に 10mmx40mmの開口部を設け、各開口部の中心が一致するように積層し、 2層の研磨体 2 1を形成した。研磨体 IC1000の圧縮弾性率は、 7.5xl0⁷Pa、サブ研磨体 SUBA400 の圧縮弾性率は、 9.6xl0⁶Paであり、ァクリルの圧縮弾性率は、 0.29x10 ¹ °Pa, ポリウレタンの圧縮弾性率は、 7.5xl0⁷Paである。

次いで、先に作製した窓を研磨体 2 1の開口部に厚さ 0.1mmの両面テープを用いて貼り付けることにより設置した。この時の研磨体の表面に対する窓の表面の凹み量は、 10〃m以下である。この研磨体を図 2に示すような研磨装置に取り付け、厚さ 1 z mの熱酸化膜が形成された 6ィンチシリコンゥヱハの研磨を、以下の条件で行い、シリコンウェハ上の酸化膜の残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッドの回転数： 50rpm

研磨定盤の回転数： 50rpm

荷重（研磨対象物が研磨体に押し付けられる圧力）： 2.4x l0⁴ Pa 揺動：なし、研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分

この時の平均研磨速度は、 430nm/minであった。このとき、窓によるシリコンゥェハへの傷ゃ不均一な研磨は、生じなかった。図 1 4は in- situで計測したシリコンゥヱハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフであり、図 1 4のグラフの曲線のうち曲線（ a ) が本実施例の反射分光スぺクトルである。

図 1 4のグラフにおいて、横軸は波長であり、縦軸は研磨剤の代わりにイオン交換水を介在させた状態で、アルミが成膜されたシリコンゥェハを研磨体の窓の部分の上に配置した時の、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の反射分光スぺクトルを基準反射分光スぺクトルとし、その基準反射分光スぺクトルに対する計測した反射分光スぺクトルの強度比である。シミュレーションによる波形フィヅティングから研磨状況（シリコンウェハ上の熱酸化膜の残留膜厚）の計測が可能である。

[実施例 1一 6】

図 1 5に示すような工程により研磨体を製造した。

反射防止膜 4 2が形成されたサイズ 20mmx50mm、厚さ 1 mmの石英ガラス板 4 1 を準備し（図 1 5 ( a ) )、石英ガラス板 4 1の周辺に耐熱テープ 4 3を巻き、底面を石英ガラスとする容器を作製する（図 1 5 ( b))。油化シェルエポキシ社製ェビコ一ト 828とェビコ一ト 871を重量比で 4:： 6で混合し、これとエポキシ等量の p-p'メチレンジァ二リンを硬化剤として溶解混合した樹脂 4 4を、上記の容器に流し込み加熱硬化する（図 1 5 ( c ))。次いでエポキシ樹脂 4 8を石英ガラスに対して平行にバイト 4 9等で切削した後（図 6 (d))、エポキシ樹脂 4 4を研磨で鏡面加工し、下から順番に反射防止膜/石英ガラス/エポキシ樹脂からなる窓 4 5を得る（図 1 5 ( e ))。この時の、窓の厚さは 1.6mmである。開口部 4 6を有するアルミプレート 4 7を準備し、アルミプレート 4 7の開口部、周辺に耐熱テープ 4 3を貼り（図 1 5 ( g))、窓 4 5の作製時と同じ成分のエポキシ樹脂 4 4を厚さ 4 mmとなるよう流し込み、加熱硬化する（図 1 5 ( h))。この後、加工したエポキシ樹脂 5 0を研磨体とするため、周辺の耐熱テープを取り、機械切削により研磨体の表面に所定の溝パターンを形成する（図 1 5 ( i ))。

次いで、上記窓の表面が、研磨体の表面と同じ高さとなるようサイズに合わせて、開口部に階段状の穴を開け（図 1 5 ( j ))、両面テープで窓を固定する（図 1 5 (k))。この時の研磨体の表面に対する窓表面の凹み量は、 10/ m以下であり、窓の表面と研磨体の表面は、ほぼ同一の面になっている。

実施例ではアルミプレートとしては開口部 4 6を有するアルミプレー卜が用いられているが、開口部を有しないアルミプレートを用い、図 1 5 ( j ) の工程で研磨体に開口部を設けるのと同時にアルミプレートに開口部を設けてもよい。

実施例では、石英ガラスが下部透明材料、エポキシ樹脂が上部透明材料となっている。エポキシ樹脂の圧縮弾性率は、 1.47xl0⁹Pa、石英ガラスの圧縮弾性率は、 7.31X10¹ °Paである。

このようにして製造された研磨体を、図 2に示すような研磨装置に取り付け、厚さの熱酸化膜が形成された 6インチシリコンゥェハの研磨を、以下の条件で行い、シリコンウェハ上の酸化膜の残留膜厚を in- situ計測した。

研磨へッドの回転数： 50rpm

研磨定盤の回転数： 50rpm

荷重（研磨対象物が研磨体に押し付けられる圧力）： 2.4x l0⁴ Pa 揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分。

この時の平均研磨速度は 2 l0nm/minであった。また、窓によるシリコンゥ：ハへの傷ゃ不均一な研磨は生じなかった。また、 in-situ計測で得られたシリコンウェハ表面からの反射分光スぺクトルは図 1 4の曲線 ( b ) であり、シミュレーションによる波形フィッティングから研磨状況（シリコンゥヱハ上の熱酸化膜の残留膜厚）の計測が可能であった。

[比較例 1一 1】

研磨体として Rodel社の研磨体 IC 1000ZSUBA400を用い、その研磨体に開口部を 1力所設けた。研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面までの凹み量が 10 z m 以下となるようにポリウレタンよりなる窓を研磨体の開口部に設置した。

この研磨体を図 2に示すような研磨装置に設置し、熱酸化膜が l m 形成された 6インチシリコンウェハを以下の条件で研磨し、シリコンゥェハの残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へヅド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨へヅドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa 研磨へッドの揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をィオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分。

この時の平均研磨速度は dSOnmZminであった。

研磨終了後、砥粒サイズ # 100のダイャモンド砥石で 1分間ドレヅシングを行ったところ、窓の研磨対象物側の表面に傷が付き不透明となった。この時の窓を透過する光の全透過光量は、ドレッシング前（窓の研磨対象物側の表面に傷が付いていないとき）の全透過光量に対して 1 %以下であった。

上記と同じ研磨条件で 2枚目の研磨を行ったが、シリコンウェハ上の残留膜厚を in-situ計測は不可能であった。

[比較例 1 — 2 ]

研磨体として Rodel社の研磨体 IC 1000/SUBA400を用い、その研磨体に開口部を 1力所設けた。研磨体の表面から窓の研磨対象物側の表面までの凹み量が 0.1mm となるようにアクリルよりなる窓を研磨体の開口部に設置した。

この研磨体を図 2に示すような研磨装置に設置し、熱酸化膜が 1 X m 形成された 6インチシリコンウェハを、以下の条件で連続 150枚研磨し、シリコンウェハの残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨ヘッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの摇動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をィオン交換水で 2倍に希釈研磨剤流量： 200ml/分

ドレツシング条件：砥粒サイズ # 100のダイャモンド砥石でシリコンゥェハを 1枚研磨する毎に 1分間

その結果、研磨枚数 1 7枚で窓に傷が発生した。更に研磨を続けたところ、 53 枚目でシリコンウェハからの反射光量が減衰し、 in-situ 計測が困難となった。窓を確認したところ、ドレッシングによる傷で曇ガラスの様になつていた。研磨前後の研磨体の厚さの測定から、研磨とドレッシングにより研磨体は 0.05m磨耗していた。

[比較例 1一 3】

反射防止膜を施したサイズ 20mmx50mm、厚さ 2 mmのァクリルの窓を、実施例 1一 6と同様に作製した研磨体の開口部に、窓の表面と研磨体表面が同じ高さとなるように実施例 1一 6 と同様に固定した。この時の研磨体の表面に対する窓の表面の凹みは、 lO m以下であった。この研磨体を図 2に示すような研磨装置に取り付け、厚さ l > mの熱酸化膜が形成された 6インチシリコンウェハの研磨を、以下の条件で行い、シリコンウェハ上の酸化膜の残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッドの回転数： 50rpm

研磨定盤の回転数： 50rpm

荷重（研磨対象物が研磨体に押し付けられる圧力）： 2.4 X 10⁴ Pa 摇動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分

実施例 1一 5、 1一 6 と同様に in-situ 計測でシリコンウェハの表面からの反射分光スぺクトルが得られ、 in-situで研磨状況（シリコンゥェハ上熱酸化膜の残留膜厚）の計測は可能であつたが、研磨によりシリコンウェハに傷が発生した。

[比較例 1 — 4 ]

サイズ 20mmx50mm、厚さ 2 mmのポリウレタンの窓を、実施例 1一 6と同様に作製した研磨体の開口部に、窓の表面と研磨体の表面が同じ高さとなるように実施例 1— 6 と同様に固定した。

この研磨体を図 2に示したような研磨装置に取り付け、厚さ 1 mの熱酸化膜が形成された 6インチシリコンウェハの研磨を、以下の条件で行い、開口部を用いてシリコンウェハの残留膜厚を in-situ計測した。研磨へッドの回転数： 50rpm

研磨定盤の回転数： 50rpm

荷重（研磨対象物が研磨体に押し付けられる圧力）： 2.4 X 10⁴ Pa 揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分

このとき、窓によるシリコンウェハへの傷ゃ不均一な研磨は生じなかつた。図 1 6は、このときの反射分光スぺクトルのグラフであり、ポリウレタンの窓の変形により、計測される反射分光スぺクトルの形状が変形したため、計測シミユレ一ションと一致せず膜厚測定が困難であった。〖実施形態 1一 7】

本発明の実施形態の 1例である、前記図 2に示す研磨装置における研磨パッド 2 1の最表面（研磨対象物と接触する面）と窓扳 3 1の研磨パッド 2 1の最表面側の面との間隔の調整方法について説明する。研磨状態測定装置 2 3 としては反射分光特性（反射分光スぺクトル）から研磨膜厚又は研磨終点を測定する装置を用いる。研磨状態測定装置 2 3で測定された反射分光スぺクトルは、研磨状態測定装置 2 3の信号処理装置において、シミュレーション等で得られた参照スぺクトルと比較され、研磨膜厚又は研磨終点が測定される。

窓板 3 1の研磨体 2 1の最表面側の面との間隔が広すぎる場合、窓板 3 1の上の研磨体 2 1に形成される凹部に存在する研磨剤による光の損失が多すぎるため、研磨状態測定装置 2 3において微弱な信号しか得られないので、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができない。一方、窓板 3 1の研磨体 2 1の最表面側の面との間隔が狭すぎる場合、前記凹部に存在する研磨剤の層の干渉による信号が研磨状態測定装置 2 3の信号に加わるため、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができない。

これに対し、本実施の形態においては、研磨状態測定装置 2 3で測定した信号を見ながら、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができるだけの強さの信号が研磨状態測定装置 2 3で測定できるように、研磨体 2 1の最表面（研磨対象物と接触する面）と窓板 3 1の最表面側の面との間隔を調整する。よって、研磨工程において、研磨状態測定装置 2 3は、研磨膜厚又は研磨終点を良好に測定することができる。

【実施形態 1— 8】

次に本発明の実施形態である研磨膜厚又は研磨終点の測定方法について図 2を参照して説明する。研磨状態測定装置 2 3としては反射分光特性（反射分光スぺクトル）から研磨膜厚又は研磨終点を測定する装置を用いる。

研磨中に窓板 3 1 と研磨対象物との間の研磨剤の厚さが一定せずに、研磨膜厚又は研磨終点の測定において不適当な信号が得られることがある。不適当な信号とは、例えば、前述のような研磨剤による損失が多すぎる場合の微弱な信号、及び窓板 3 1の上部に形成される凹部に存在する研磨剤の層の干渉による信号が加わった信号である。これに対し、本実施の形態においては、本発明の実施形態の調整方法の調整時等に得られた不適当な信号等を予め測定した信号として記憶装置（不図示）に記憶させておき、研磨中に、研磨状態測定装置 2 3で測定した信号と記憶装置に記憶されている前記信号とを比較し、これらが等しい時に、研磨状態測定装置 2 3で測定した信号を研磨膜厚又は研磨終点検出に用いない段階を有する。これにより、窓と研磨対象物との間の研磨剤の厚さが一定せず不安定になるような場合でも、研磨膜厚又は研磨終点の測定において、測定を誤ることがなくなる。

ί実施形態 1一 9】

図 1 7は本発明の実施の形態である研磨装置の定盤の開口部付近の断面図である。図 1 7において、 5 1は電動ステージからなる移動装置、 5 2は窓支持台、 5 3は 0リング、 5 4は間隔検知装置、 5 5はコンビユー夕一、 5 6はステージコントローラー、 5 7はモーターである。移動装置 5 1に窓板 3 1を支える窓支持台 5 2が取り付けられ、窓支持台 5 2の上端に窓板 3 1を設置した可動窓が、定盤 2 0の開口部 2 2 に配置されている。このように、窓板 3 1は窓支持台 5 2および移動装置 5 1を介して定盤 2 0に設置されている。移動装置 5 1 としては電動ステージの他にビエゾステージ等が用いられる。窓支持台 5 2はパイプ状になっており、パイプの中空部分が研磨終点の検出や膜厚測定等のための光路となっている。研磨剤の浸入を防ぐため、定盤 2 0の開口部 2 2と窓支持台 5 2 との隙間は、グリス（不図示）又は 0 リング 5 3の少なくとも一方でシールされている。

移動装置 5 1により窓支持台 5 2および窓板 3 1が図 1 7中の上下方向に移動することにより、窓板 3 1の研磨体対象物側の表面の位置が移動させられる。

定盤 2 0の下に、研磨面の状態を観察する装置 2 3および窓板 3 1の表面と研磨対象物であるシリコンゥェハの研磨面との間隔を検知する間隔検知装置 5 4が配置されている。窓板 3 1の研磨対象物側の表面と研磨対象物の研磨面との間隔は、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量と同じである。研磨面状態親察装置 2 3により研磨終点の検出や膜厚測定が行われる。間隔検知装置 5 4としてはォ ―トフォーカスの原理を利用したセンサ、干渉の原理を利用したセンサ、又は光を照射し反射光を受光してその受光量が一定になるように制御するための信号を出力するセンサ等が使用される。

間隔検知装置 5 4の測定結果より制御装置であるコンピューター 5 5、ステージコントローラ一 5 6を介して電動ステージのモーター 5 7を駆動し、窓板 3 1の研磨対象物側の表面と研磨対象物であるシリコンゥェハ（不図示）の研磨面との間隔が制御される。そして、間隔検知装置 5 4からの信号による窓板 3 1の表面とシリコンウェハ（不図示）の研磨面との間隔の制御は、前記間隔が常に一定になるようにコンピューター 5 5で設定されて行われる。

1枚のシリコンウェハを研磨し終える度に、ドレッシングが行われる。ドレッシング中も窓板 3 1の表面の位置は、前述した研磨時に制御されていた位置に固定されるように制御される。ドレッシング後、次に研磨されるシリコンウェハが研磨へッド 1 6に取り付けられ、研磨が行われる。このように研磨工程、ドレッシング工程が交互に繰り返される。なお、この実施の形態においては、窓板 3 1の研磨対象物側の表面と研磨対象物であるシリコンウェハの研磨面との間隔検知装置 5 4を用いて窓板 5 4の位置の制御を行っているが、間隔検知装置 5 4の代わりに研磨体 2 1の磨耗状態を検知する装置を設置してもよい。その場合は、研磨体 2 1の摩耗量分だけ、窓板 3 1の研磨対象物側の表面を図 1 7中の下方向へ移動させるように移動装置 5 1 を制御すればよい。研磨体 2 1の磨耗状態を検知する装置としては触針式の変位計、光学式の変位計等が用いられる。また、間隔検知装置 5 4および研磨体の磨耗状態を検知する装置の両方を用いて、窓板 3 1の位置の制御を行っても良い。

このように本実施の形態による研磨装置では、移動装置 5 1により窓板 3 1の研磨対象物側の表面の位置が制御されていることにより、窓板 3 1の表面と研磨対象物であるシリコンゥェハの研磨面との間に一定の間隔を有するように研磨体 2 1の表面に対して窓板 3 1の研磨対象物側の表面が凹んでいて、その状態がドレヅシングの際にも保たれている。よって、ドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面が傷つくことがないので、研磨終点の検出や膜厚測定を常に行うことができる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなるため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。

また、本実施の形態による研摩装置では、窓板 3 1の表面とシリコンウェハの研磨面との間隔の制御は、前記間隔が常に一定になるようにコンビューター 5 5で設定されて行われるとしたが、この制御方法とは異なり、コンビユー夕一 5 5により、研磨条件、研磨時間、ドレッシング条件およびドレッシング時間から研磨体の磨耗量を予測して、窓の表面とシリコンウェハの研磨面との間隔を制御しても良い。

以上の各実施の形態の説明においては、 1枚のシリコンウェハの研磨が終了する度に研磨体のドレッシングを行うとしているが、これらの実施の形態は、 2枚以上の適当な枚数のシリコンウェハの研磨が終了する度に研磨体のドレッシングを行なう場合にも適用可能なことは言うまでもない。

[実施形態 1— 1 0 ] 本実施の形態における研磨装置の基本構成は、第 1一 9の実施の形態における構成（図 1 7 ) と同じであるが、さらに定盤 2 0に位置センサが設置されていて、その位置センサは、シリコンウェハが定盤の開口部 2 2の上にある時のみ（もしくはシリコンゥェハが定盤の開口部の上にない時のみ）に信号を出力するものを用い、前記位置センサからの前記信号をコンビュ一夕一 5 5に取り込むようになつている。そして、シリコンウェハが開口部 2 2の上に位置しているときの窓板 3 1の表面とシリコンウェハとの間隔に対して、それ以外の位置にシリコンウェハがあるときは、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量がより大きくなるように窓扳 3 1を移動させるように定盤 2 0の回転に同期した動的な制御を行う。

上述したように、研磨中に研磨終点もしくは膜厚を測定する時のみ窓の凹み量が小さく、それ以外の時は凹み量が大きくなるように制御されているので、研磨体 2 1のドレッシングを研磨と研磨との間に行う必要がなく、研磨体 2 1の上に研磨へッドと一緒にドレッシング用のダイヤモンド砥石等を設置して、研磨と同時にドレッシングを行うこと（in- situ (その場）ドレッシング）が可能である。

このように、本実施の形態による研摩装置では、移動装置 5 1により窓板 3 1の研磨対象物側の表面の位置が制御されていることにより、ドレッシング用のダイヤモンド砥石が研磨体 2 1の開口部の上を通過するときに、研磨体 2 1の表面に対する窓板 3 1の研磨対象物側の表面の凹み量を大きくしているので、研磨対象物の研磨を行いながらドレツシングを行っても、ドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面に傷つくことがなく、研磨終点の検出や膜厚測定を常に行うことができる。

これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなり、さらにドレツシングを行うための時間をとる必要がないので複数の研磨対象物の研磨に要する全時間が短縮するため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。

以上の第 1一 9、第 1 — 1 0の実施の形態においても、前述のように、測定光が通過する位置における、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量 dは、前述のような理由により 0 / m < d≤400^ mとなるように窓の位置が制御されることが好ましい。

また、これらの実施の形態においても、窓材としては、前述のような材料を用いることが好ましい。

【実施形態 1一 1 1】

図 1 8は本実施の形態による研磨装置の研磨体付近の概要を示す図である。図 1 8 ( a ) は、開口部付近の断面図であり、図 1 8 ( b ) は研磨対象物が開口部の上に来たときの開口部付近の様子を示す断面図である。図 1 8において 5 8は窓固定筒、 5 9は透明ゴム窓、 6 0はガラス窓、 6 1は空圧制御装置である。

窓固定筒 5 8の上端には透明ゴム窓 5 9が、下端にはガラス窓 6 0が取り付けられている。さらに、窓固定筒 5 8には窓固定筒 5 8内を加圧 /減圧するため空圧制御装置 6 1が接続されている。透明ゴム窓 5 9のサイズに合わせて開口部を設けた研磨体 2 1が定盤 2 0に貼り付けられることにより設置されている。透明ゴム窓 5 9は、移動装置としての機能を有する窓固定筒 5 8を介して定盤 2 0に設置されている。

窓固定筒 5 8は、窓固定筒 5 8内の圧力が減圧（常圧）時には、研磨体 2 1の表面に対して透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面が凹むような位置とされて、定盤 2 0の開口部 2 2に設置されている。そして、空圧制御装置 6 1 により窓固定筒 5 8内の圧力を加圧すると、窓固定筒 5 8の上端に取り付けられている透明ゴム窓 5 9が上方向に膨らむ。透明ゴム窓 5 9が上方向に膨らむと研磨体 2 1の表面からわずかに上に飛び出すようになるが、シリコンウェハ 1 7が開口部 2 2の上にあるときは、図 1 8 ( b ) に示すように透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面は、シリコンウェハ 5 9の研磨面に密着する。

このように、空圧制御装置 6 1により窓固定筒 5 8内の圧力を調整することにより、透明ゴム窓 5 9を膨らませて、透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面を図 1 8中の上下方向に移動させる移動装置として機能する o

定盤 2 0に位置センサが設置されていて、その位置センサはシリコンウェハ 1 7が定盤の開口部 2 2の上にある時のみ（もしくはシリコンゥェハが定盤の開口部の上にない時のみ）に信号を出力するものを用い、前記位置センサからの前記信号をコンビユー夕一 5 5に取り込む。そして、シリコンウェハ 1 7が開口部 2 2の上に位置しているときは窓固定筒 5 8内の圧力は加圧、それ以外の位置にあるときは窓固定筒 5 8内の圧力は減圧（常圧）となるように定盤 2 0の回転に同期した動的な制御を行う。このような制御により、シリコンウェハ 1 7が開口部 2 2の上に位置しているとき、透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面は、シリコンウェハ 1 7の表面に接触し、それ以外の位置にあるとき、透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面は、研磨体 2 1の表面に対して凹むようになる。

定盤 2 0の下に、研磨面状態観察装置 2 3が配置されていて、研磨終点の検出および膜厚測定は、第 1一 9の実施の形態と同様に行われる。上記のように透明ゴム窓 5 9の表面の位置を制御することにより、研磨体 2 1のドレッシングを研磨と研磨との間に行う必要がなく in-situ (その場）ドレッシングが可能である。

なお、透明ゴムの窓 5 9の研磨対象物側の表面は研磨終点の検出もしくは膜厚測定をする時にシリコンウェハ 1 7 と接触するようになっているが、必ずしも接触しなくてもよい。

本実施の形態においても、前述の理由により、透明ゴム窓 5 9の研磨状態測定装置 2 3からの光が通過する部分（研磨終点の検出や膜厚測定に用いている部分）の凹み量 dは、測定中において 0〃m < d≤400〃m であることが好ましく、 10 m < d≤200 m であることが特に好ましい。

このように、本実施の形態による研摩装置では、窓固定筒 5 8内の圧力が制御されて窓の研磨対象物側の表面の位置が制御されていることにより、ドレッシング用のダイヤモンド砥石が研磨体の開口部の上を通過するときに、研磨体の表面に対する窓の研磨対象物側の表面の凹み量が長くなつている。このため、研磨対象物の研磨を行いながらドレツシングを行っても、ドレッシングにより窓の研磨対象物側の表面に傷つくことがなく、研磨終点の検出や膜厚測定を常に行うことができる。これにより、従来に比べて同じ研磨体を長期間、研磨に使用でき、研磨体もしくは窓の交換頻度が少なくなり、さらにドレツシングを行うための時間をとる必要がないので多数の研磨対象物の研磨に要する全時間が短縮するため、研磨にかかる費用を低減させることができるという効果がある。以上説明したいずれの実施の形態においても、定盤 2 0の下に設置されている研磨状態測定装置 2 3 としては反射分光特性（反射分光スべクトル）から研磨終点の検出および膜厚測定をする装置を用いることが好ましい。研磨状態測定装置 2 3で計測された反射分光スぺクトルを、コンビュー夕一（不図示）においてシミュレーション等で得られた参照スぺクトルと比較し、膜厚の算出もしくは研磨終点の検出がされる。なお、研磨状態測定装置 2 3としては、前述した反射分光特性（反射分光スぺクトル）から研磨終点の検出および膜厚測定をする装置の代わりに特定の波長での反射率の変化から研磨終点の検出もしくは膜厚測定をする装置、または研磨面を C C Dカメラ等で撮影して撮影した画像を画像処理することにより研磨終点の検出もしくは膜厚測定をする装置等を用いてもよい。

【実施例 1一 7 ]

図 1 7に示すような構成を有する研磨装置を製造した。ストローク 10mmの移動装置（電動ステージ） 5 1に窓支持台 5 2を取り付け、その上端にァクリルの窓板 3 1を配置した。

定盤 2 0の下に、研磨状態測定装置 2 3および間隔検知装置 5 4を配置した。間隔検知装置 5 4としてオートフォーカス機構を利用したセンサを用いた。

次いで、窓板 3 1のサイズに合わせ開口部を設けた研磨体 2 1 ( Rodel 社の IC 1000/SUBA400 ) を定盤 2 0に設置した。間隔検知装置 5 4からの信号による窓板 3 1の間隔の制御は、窓板 3 1の研磨対象物側の表面とシリコンゥヱハの研磨面との間隔が常に 0.2mm に制御されるように設定した。

この後、熱酸化膜が 1 m形成された 6インチシリコンウェハを、以下の条件で 1枚ずつ連続 150枚研磨し、研磨状態測定装置 2 3によりシリコンウェハの残留膜厚を in-situ計測した。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの揺動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25 をィオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml_/ /分研磨終了後、砥粒サイズ #100のダイヤモンド砥石で 1分間ドレツシングを行った。

その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定から、研磨とドレッシングにより研磨体 2 1は 0.17mm磨耗したが、窓板 3 1には傷が発生しなかつた。

図 1 9は研磨中のある瞬間に in-situ で計測したシリコンウェハ表面からの反射分光スぺクトルのグラフである。図 1 9のグラフにおいて、横軸は波長であり、縦軸は研磨剤の代わりにイオン交換水を介在させた状態で、アルミが成膜されたシリコンウェハを研磨体の窓の部分の上に配置した時の、研磨状態測定装置 2 3へ戻る光の反射分光スペクトルを基準反射分光スぺクトルとし、その基準反射分光スぺクトルに対する計測した反射分光スぺクトルの強度比である。 150枚のシリコンウェハの研磨のすべてにおいて、研磨開始から同じ時間が経過したある瞬間で図 1 9の曲線（ a ) に示す様な反射分光スぺクトルが得られ、良好な in- situ計測が行われた。

[実施例 1 — 8 ]

実施例 1 — 7と同じ装置（図 1 7 ) を用い、実施形態第 2— 4の方法を用いて研磨を行った。窓板 3 1がシリコンウェハの下に位置しているときは窓の研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が 0.1mm, それ以外の位置にあるときは窓の研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が 0.5mm となるように制御を行った。

研磨へッド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm 研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ P a

研磨へッドの摇動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分

ドレヅシング条件：砥粒サイズ # 100のダイヤモンド砥石でシリコンゥェハを 1枚研磨する毎に 1分間

その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定から、研磨とドレッシングにより研磨体は 0.15mm磨耗したが、窓板 3 1には傷が発生しなかった。また、 150枚のシリコンウェハの研磨のすべてにおいて、研磨開始から同じ時間が経過したある瞬間で図 1 9の曲線（b ) に示す様な反射分光スぺクトルが得られ、良好な in-situ計測が行われた。

[実施例 1一 9 ]

図 1 8に示すような構成を有する研磨装置を製造した。窓固定筒 5 8 の上端には厚さ 0.2mm の透明ゴムの窓 5 9を取り付け、下端にはガラスの窓 6 0を取り付けた。

透明ゴム窓 5 9のサイズに合わせ開口部を設けた研磨体 2 1 ( Rodel 社の IC 1000/SUBA400) を定盤 2 0に貼り付け、次いで、減圧（常圧）時の透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面から研磨体 2 0の表面までの間隔が 0.6mm となるように、窓固定筒 5 8を定盤 2 0の開口部 2 2に配置した。

シリコンウェハ 1 7が開口部 2 2の上にあるときは、窓固定筒 5 8内の圧力を加圧し、透明ゴム窓 5 9の研磨対象物側の表面はシリコンゥェハ 1 7の研磨面に密着するように設定した。

研磨へヅド回転数： 50rpm

定盤回転数： 50rpm

研磨へッドへの荷重： 2.4x l0⁴ Pa

研磨へッドの摇動：なし

研磨時間： 90秒

使用研磨剤： Cabot社製 SS25をイオン交換水で 2倍に希釈

研磨剤流量： 200ml/分、ドレッシング条件：砥粒サイズ #100のダイャモンド砥石でシリコンウェハを 1枚研磨する毎に 1分間

その結果、研磨前後の研磨体の厚さの測定から、研磨とドレッシングにより研磨体は 0.16mm磨耗したが、窓 72 には傷が発生しなかった。また、 150枚のシリコンウェハのすべての研磨において、研磨開始から同じ時間が経過したある瞬間で図 1 9の曲線（ c ) に示す様な反射分光スぺクトルが得られ、良好な in-situ計測が行われた。以下、本発明の第 2の目的を達成するための発明に関する実施の形態の例を説明する。

[実施形態 2— 1】

図 2 0は、半導体デバイス製造プロセスを示すフローチヤ一トである。半導体デバイス製造プロセスをス夕一卜して、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。

ステップ S201 はシリコンウェハの表面を酸化させる酸化工程である, ステップ S202 は C V D等によりシリコンウェハ表面に絶縁膜を形成する C V D工程である。ステップ S203 はシリコンゥェハ上に電極を蒸着等の工程で形成する電極形成工程であ。ステップ S204 はシリコンゥェハにィオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。

C V D工程もしくは電極形成工程の後で、ステップ S205 に進む。ステツプ S205 は C M P工程である。 C M P工程では本発明に係る研摩装置により、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。

C M P工程もしくは酸化工程の後でステヅプ S206 に進む。ステップ S206 はフォトリソ工程である。フォトリソ工程では、シリコンウェハへのレジス卜の塗布、露光装置を用いた露光によるシリコンウェハへの回路パターンの焼き付け、露光したシリコンウェ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ツチングにより削り、その後レジスト剥離が行われ、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ツチング工程である。

次にステツプ 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、シリコンウェ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。

本発明に係る半導体デバイス製造方法では、 C M P工程において本発明に係る装置や方法を用いているため、 C M P工程での研磨終点の検出精度または膜厚の測定精度が向上することにより、 C M P工程での歩留まりが向上する。これにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コス卜で半導体デバイスを製造することができるという効果がある。なお、上記の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 C M P工程に本発明に係る研摩装置を用いてもよい。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明は、半導体製造プロセス中における C M P工程用の装置、方法として使用でき、それにより、 C M P工程での研磨終点の検出精度または膜厚の測定精度が向上することにより、 C M P 工程での歩留まりが向上する。よって、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コス卜で半導体デバイスを製造することができる。

なお、本発明の説明においては、図 1に示すような、パターンが形成されたウェハの研磨を例として説明したが、本発明は、ペアシリコン基板の平坦化のための研磨等、他の目的にも用いられることは言うまでもない。

Claims

請求の範囲

1 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、非加重時における前記研磨体の最表面（研磨対象物と接触する面）と前記窓板の前記最表面側の面との間隔が研磨荷重時における前記研磨体の圧縮変形量よりも大きく調整されていることを特徴とする研磨体。

2 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、当該窓板は、 2枚以上の透明材料からなる板が積層されて構成されていることを特徴とする研磨体。

3 . 請求の範囲第 2項に記載の研磨体であって、前記窓板は積層された 2枚の透明材料板からなり、当該透明材料板のうちの前記研磨対象物側の透明材料板の圧縮弾性率は、前記研磨対象物側の反対側の透明材料板の圧縮弾性率より小さくされていることを特徴とする研磨体。

4 . 請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の研磨体であって、前記透明材料のうちの前記研磨対象物側の透明材料の圧縮弾性率 eは、 2.9x l0⁷ Pa ≤e≤1.47x l0 ⁹ Paであり、且つ、研磨体の圧縮弾性率とほぼ同じであることを特徴とする研磨体。

5 . 研磨対象物を保持する研磨ヘッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、前記研磨体の表面に対して前記窓板の前記研磨対象物側の表面が凹んでいて、当該凹み量が段階的もしくは連続的に変化していることを特徴とする研磨体。

6 .請求の範囲第 5項に記載の研磨体であって、前記開口部を複数有し、前記凹み量が前記開口部毎に異なることにより前記凹み量が段階的に変化していることを特徴とする研磨体。

7 . 請求の範囲第 5項に記載の研磨体であって、前記凹み量が同一の開口部内の 2以上の部分で異なることにより前記凹み量が段階的に変化していることを特徴とする研磨体。

8 . 請求の範囲第 5項に記載の研磨体であって、前記窓板が平行平板状の透明板であり、前記窓板は前記研磨体の表面に対して斜めに設置されていることにより前記凹み量が連続的に変化するようにされていることを特徴とする研磨体。

9 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる研磨体であって、前記研磨体には、前記研磨対象物の被研磨面を光学的に測定する測定光を通すための 1以上の開口部が設けられ、当該開口部には、少なくとも測定光に対して透明な窓板が嵌め込まれており、前記研磨体の表面に対して前記窓板の前記研磨対象物側の表面が凹んでいて、前記窓板は、剥離可能な複数枚の透明材料からなる板材から構成されていることを特徴とする研磨体。

1 0 .請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の研磨体であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔の最小値 G が、 0 i m< G≤400〃mであることを特徴とする研磨体。

1 1 .請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の研磨体であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔の最小値 G が、 10〃m < G≤200 z mであることを特徴とする研磨体。

1 2 .請求の範囲第 1項から第 9項のいずれかに記載の研磨体であって、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔 G ( 1つの開口部内、又は異なる開口部間で間隔 Gが異なる場合はその最大値）が、 0>um< G≤ (研磨体の厚さの 90 % ) であり、かつ、前記窓板の厚さ（ 1 つの開口部内、又は異なる開口部間で厚さが異なる場合はその最小値） tは、 t （研磨体の厚さの 10 % ) であることを特徴とする研磨体。

1 3 . 請求の範囲第 1項から第 1 2項のいずれかに記載の研磨体であつて、前記窓板の少なくとも研磨対象物側の表面がハードコーティングされていることを特徴とする研磨体。

1 4 . 請求の範囲第 1項から第 1 3項に記載の研磨体であって、前記窓体の測定光に対する透過率が 2 2 %以上であることを特徴とする研磨体 ₍ 1 5 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に用いられる前記研磨体において、前記研磨体が、前記研磨対象物の研磨面を光学的に測定する光を通すために少なくとも測定光に対して透明な材料から成ることを特徴とする研磨体。

1 6 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置において、前記研磨体が、請求の範囲第 1項から第 1 5項のうちいずれか 1項に記載の研磨体であることを特徴とする研磨装置。

1 7 . 請求の範囲第 1 6項に記載の研磨装置であって、投光器より前記窓板と前記開口部を通過して、研磨対象物に測定光を照射し、研磨対象物で反射され、再び前記開口部と前記窓板を通過して戻った光を受光器で受光する機能を有するものにおいて、研磨作業中に受光される光の強度が投光される光の強度の 1 %以上であることを特徴とする研磨装置。

1 8 . 請求の範囲第 1 6項又は第 1 7項に記載の研磨装置であって、前記窓板が、前記研磨体の研磨特性と同等の研磨特性を有する樹脂であることを特徴とする研磨装置。

1 9 . 請求の範囲第 1 6項から第 1 8項のうちいずれか 1項に記載の研磨装置であって、投光器より前記窓板と前記開口部を通過して、研磨対象物に測定光を照射し、研磨対象物で反射され、再び前記開口部と前記窓板を通過して戻った光を受光器で受光する機能を有するものにおいて、研磨体の最表面（研磨対象物と接触する面）と前記窓板の前記最表面側の面との間隔を調整する方法であって、前記受光器で測定した信号に基づいて、前記研磨体の最表面と前記窓板の前記最表面側の面との間隔を調整する段階を有することを特徴とする研磨装置の調整方法。

2 0 . 請求の範囲第 1 6項から第 1 9項のうちいずれか 1項に記載の研磨装置を用いて研磨を行い、受光器で受光した光信号を用いて研磨膜厚又は研磨終点を測定する方法であって、研摩膜厚又は研摩終了点を測定する測定手段で測定した信号と予め測定し記憶されている信号とが等しい時に前記測定手段で測定した信号を研磨膜厚又は研磨終点の測定に用いないことを特徴とする研磨膜厚又は研磨終点の測定方法。

2 1 . 研磨対象物を保持する研磨へッドと定盤上に設置されている研磨体とを具え、前記研磨体と前記研磨対象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を相対移動させることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置であって、前記定盤に形成された 1以上の開口部と、前記研磨体に形成された 1以上の開口部と、前記研磨体に形成された該開口部の少なくとも一部分を塞ぐように設置されている窓と、当該窓を介して前記研磨対象物の研磨面を光学的に親察して研磨状態を測定する装置と、前記窓の前記研磨対象物側の表面の位置を移動させる移動装置とを有し、前記研磨体に形成された前記開口部と前記定盤に形成された前記開口部とは、重なっていて、前記窓は前記移動装置を介して前記定盤に設置されていることを特徴とする研磨装置。

2 2 . 請求の範囲第 2 1項に記載の研磨装置であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を検知する装置、 . 前記研磨体の磨耗状態を検知する装置、もしくは前記両方を検知する装置をさらに有することを特徴とする研磨装置。

2 3 . 請求の範囲第 2 2項に記載の研磨装置であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御する制御装置をさらに有することを特徴とする研磨装置。

2 4 . 請求の範囲第 2 3項に記載の研磨装置であって、研磨条件、研磨時間、ドレツシング条件およびドレツシング時間から前記研磨体の磨耗量を予測して、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を制御する機能を有することを特徴とする研磨装置。

2 5 . 請求の範囲第 2 3項に記載の研磨装置であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔が一定になるように前記移動装置を制御する機能を有することを特徴とする研磨装置。

2 6 . 請求の範囲第 2 3項に記載の研磨装置であって、前記窓の前記研磨対象物側の表面と前記研磨対象物の研磨面との間隔を前記定盤の回転に同期して制御する機能を有することを特徴とする研磨装置。 2 7 . 請求の範囲第 1 6項から請求の範囲第 2 6項に記載の装置又は方法のうち少なくとも一つの装置又は方法を用いることをその製造工程中に含んでなる半導体デバイスの製造方法。