JP7709281B2 - 研磨装置、研磨方法、および基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨装置、研磨方法、および基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法に関する。

半導体デバイスの製造工程における技術として、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）が知られている。ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、ウェハを保持するための研磨ヘッドと、を備えている。

このような研磨装置を用いてウェハの研磨を行う場合には、研磨ヘッドによりウェハを保持しつつ、このウェハを研磨パッドの研磨面に対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨テーブルと研磨ヘッドとを相対運動させることによりウェハが研磨面に摺接し、ウェハの表面が研磨される。

さらに、ウェハの膜厚に応じた信号を膜厚センサによって検出し、ウェハの膜厚分布を取得することが行われている。ウェハの膜厚分布に基づいて、研磨の終点を決定したり、研磨ヘッドに同心円状に設けた複数のエアバックの圧力を制御することが行われている。膜厚センサは、研磨テーブルとともに回転し、ウェハを保持する研磨ヘッドも回転する。したがって、ウェハの表面上を横切る膜厚センサの移動経路は、研磨テーブルが１回転するたびに異なる。通常、ウェハの膜厚分布は、円周上の異なる測定点から得られた信号を基に、円周方向においては平均化された値として計算されている。

特開２０１７－０６４８０１号公報

近年は、必要とされる膜厚の均一性の度合いが高まっている。そのため、成膜装置の特性などによるウェハの初期膜厚の円周方向のばらつきや研磨によって生じる円周方向の研磨量のばらつきをより考慮した研磨工程の管理や制御が必要になってきている（例えば、ウェハの膜が厚い箇所を積極的に研磨して、またはウェハの膜が薄い箇所以外の箇所を積極的に研磨して、ウェハの膜厚分布の均一性を高めることが有効である）。

そこで、本発明は、正確な膜厚分布情報を取得することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
本発明は、正確な膜厚分布の可視化情報を出力する方法を提供することを目的とする。

一態様では、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、前記研磨テーブルに埋め込まれた、基板の膜厚に応じた複数の信号を出力する複数の膜厚センサと、前記複数の膜厚センサから取得した前記複数の信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定する制御装置と、を備える研磨装置が提供される。前記研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記複数の膜厚センサは、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置されており、前記制御装置は、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記ノッチ位置を基準位置とした膜厚分布の可視化情報を出力する。

一態様では、前記複数の膜厚センサのそれぞれは、ＰＳＤセンサを備えている。
一態様では、前記制御装置は、前記複数の膜厚センサのそれぞれから取得した複数の信号をメディアンフィルタ処理するメディアンフィルタ部を備えており、前記メディアンフィルタ部は、前記複数の膜厚センサのそれぞれから取得した前記複数の信号をメディアンフィルタ処理して、前記複数の信号からノイズを除去する。
一態様では、前記研磨装置は、前記研磨パッドの摩耗量に応じた信号を出力する摩耗量検出装置を備えており、前記制御装置は、前記摩耗量検出装置から取得した前記信号に基づいて、前記研磨パッドの摩耗量を測定し、前記測定された研磨パッドの摩耗量に基づいて、前記膜厚情報を補正する。

一態様では、前記研磨装置は、前記制御装置に接続されたディスプレイ装置を備えており、前記制御装置は、前記膜厚分布の可視化情報を前記ディスプレイ装置に出力する。

一態様では、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付けるための複数の押圧要素を有する研磨ヘッドと、前記複数の押圧要素の押圧力を個別に制御可能な押圧力制御部と、前記研磨テーブルに埋め込まれた、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を出力する複数の膜厚センサと、前記複数の膜厚センサから取得した前記信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定する制御装置と、を備える研磨装置が提供される。前記複数の押圧要素は、少なくとも前記研磨ヘッドの周方向に沿って配置されており、前記研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記複数の膜厚センサは、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置されており、前記制御装置は、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。

一態様では、前記研磨装置は、前記研磨ヘッドの回転角度を検出する回転角度検出器を備えており、前記制御装置は、前記回転角度検出器から取得した前記研磨ヘッドの回転角度と前記測定した膜厚情報に基づいて、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。
一態様では、前記制御装置は、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定し、前記研磨ヘッドの回転角度と前記ノッチ位置との関係から、前記基板上の特定位置を決定して、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。
一態様では、前記制御装置は、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板上の特定位置を特定し、前記研磨ヘッドの回転角度と前記基板上の特定位置との関係に基づいて、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。

一態様では、基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法が提供される。この方法は、研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置された複数の膜厚センサから、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を取得し、前記取得した前記複数の信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定し、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記ノッチ位置を基準位置とした前記膜厚分布の可視化情報を出力する。

一態様では、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を、複数のＰＳＤセンサから取得する。
一態様では、前記取得した複数の信号をメディアンフィルタ処理して、前記複数の信号からノイズを除去する。
一態様では、前記研磨パッドの摩耗量に応じた信号を、摩耗量検出装置から取得し、前記取得した前記信号に基づいて、前記研磨パッドの摩耗量を測定し、前記測定された研磨パッドの摩耗量に基づいて、前記基板の膜厚分布情報を補正する。

一態様では、前記膜厚分布の可視化情報をディスプレイ装置に出力する。

一態様では、研磨パッド上において、基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置された複数の膜厚センサから、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を取得し、前記取得した前記複数の信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定し、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付けるための、少なくとも研磨ヘッドの周方向に沿って配置された複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、研磨方法が提供される。

一態様では、前記研磨ヘッドの回転角度を検出する回転角度検出器によって前記研磨ヘッドの回転角度を取得し、前記回転角度検出器から取得した前記研磨ヘッドの回転角度と前記測定した膜厚情報に基づいて、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。
一態様では、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定し、前記研磨ヘッドの回転角度と前記ノッチ位置との関係から、前記基板上の特定位置を決定して、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。
一態様では、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板上の特定位置を特定し、前記研磨ヘッドの回転角度と前記基板上の特定位置との関係に基づいて、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する。

本発明によれば、複数の膜厚センサを設けることにより、制御装置は、ウェハのノッチ位置を含む正確な膜厚分布情報を取得することができる。

研磨装置の一実施形態を示す模式図である。 研磨ヘッドの概略断面図である。 ヘッド本体の下面に連結された弾性膜を示す模式図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）は、ウェハの最も外側の端部から３ｍｍ内側の位置でのウェハの周方向に沿った膜厚分布の例を示す図である。 研磨面の上方から見た位置関係を示した図である。 研磨パッドに埋め込まれた複数の膜厚センサを示す図である。 ディスプレイ装置に出力された膜厚分布の可視化情報を示す図である。 メディアンフィルタ処理を説明するための図である。 膜厚分布の可視化情報を出力するステップを含むフローチャートを示す図である。 ウェハ上の特定位置と、ノッチの位置と、研磨ヘッドの回転角度と、の関係を示す図である。 研磨パッドの摩耗量に基づいて、膜厚情報を補正する実施形態を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、基板の一例であるウェハＷを保持して回転させる研磨ヘッド（基板保持装置）１と、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３と、研磨パッド２に研磨液（スラリー）を供給する研磨液供給ノズル５と、これら研磨装置の構成要素の動作を制御する制御装置９と、を備えている。

研磨ヘッド１および研磨テーブル３は、同じ方向に回転し、この状態で研磨ヘッド１は、ウェハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。研磨液供給ノズル５からは研磨液が研磨パッド２上に供給され、ウェハＷは、研磨液の存在下で研磨パッド２との摺接により研磨される。

研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ１３に連結されており、そのテーブル軸３ａの周りに回転可能になっている。研磨テーブル３の上面には研磨パッド２が貼付されており、研磨パッド２の上面がウェハＷを研磨する研磨面２ａを構成している。テーブルモータ１３により研磨テーブル３を回転させることにより、研磨面２ａは研磨ヘッド１に対して相対的に移動する。したがって、テーブルモータ１３は、研磨面２ａを水平方向に移動させる研磨面移動機構を構成する。

研磨ヘッド１は、研磨ヘッドシャフト１１に接続されており、この研磨ヘッドシャフト１１は、上下動機構２７によりヘッドアーム１６に対して上下動するようになっている。この研磨ヘッドシャフト１１の上下動により、ヘッドアーム１６に対して研磨ヘッド１の全体を昇降させ位置決めするようになっている。

制御装置９は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。制御装置９は、プログラムが格納された記憶装置９ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する処理装置９ｂと、を備えている。処理装置９ｂは、記憶装置９ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。

ヘッドアーム１６には、ブリッジ２８に対向する研磨ヘッド高さセンサ３９が設けられている。この研磨ヘッド高さセンサ３９は、制御装置９に電気的に接続されている。研磨ヘッド高さセンサ３９は、研磨ヘッド１と一体に上下動するブリッジ２８の位置から研磨ヘッド１の高さに応じた物理量を検出し、この高さに対応する信号を出力する。制御装置９は、研磨ヘッド高さセンサ３９から送られる信号に基づいて、研磨ヘッド１の高さを測定する。

研磨ヘッド１は、その下面にウェハＷを保持できるようになっている。下面にウェハＷを保持した研磨ヘッド１は、ヘッドアーム１６の旋回によりウェハＷの受渡位置から研磨テーブル３の上方位置に移動される。研磨ヘッド１および研磨テーブル３をそれぞれ回転させ、研磨テーブル３の上方に設けられた研磨液供給ノズル５から研磨パッド２上に研磨液を供給する。そして、研磨ヘッド１によりウェハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押圧し、研磨液の存在下でウェハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに摺接させる。ウェハＷの表面は研磨液の化学成分による化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用とにより研磨される。

図１に示すように、研磨装置は、研磨パッド２の研磨面２ａをドレッシングするドレッシングユニット５０を備えている。ドレッシングユニット５０は、研磨面２ａに摺接されるドレッサ５１と、ドレッサ５１が連結されるドレッサシャフト５２と、ドレッサシャフト５２を回転自在に支持する揺動アーム５５と、を備えている。

ドレッシングユニット５０は、ドレッサ５１の変位を検出する変位センサ５６を備えている。変位センサ５６は、揺動アーム５５の上面に設けられている。ドレッサシャフト５２には、ターゲットプレート５７が固定されている。したがって、ターゲットプレート５７は、ドレッサ５１の上下動に伴って、上下動する。変位センサ５６は、ターゲットプレート５７を貫通して配置されており、ターゲットプレート５７（すなわち、ドレッサ５１）の変位を検出する。なお、変位センサ５６としては、リニアスケール、レーザ式センサ、超音波センサ、もしくは渦電流式センサなどのあらゆるタイプのセンサが用いられる。

変位センサ５６は、研磨パッド２の摩耗量に応じた信号を出力する摩耗量検出装置である。制御装置９は、変位センサ５６に電気的に接続されており、変位センサ５６から取得した信号に基づいて、研磨パッド２の摩耗量を測定するように構成されている。

研磨パッド２の摩耗量は、次のようにして測定される。まず、ドレッサ５１を下降させて、ドレッサ５１を初期の研磨パッド２の研磨面２ａに接触させる。この状態で、変位センサ５６は、ドレッサ５１の初期位置を検出し、制御装置９は、ドレッサ５１によって検出された初期位置を、制御装置９の記憶装置９ａに記憶する。その後、ウェハＷの研磨が終了した後、再び、ドレッサ５１を研磨パッド２の研磨面２ａに接触させる。この状態で、変位センサ５６は、ドレッサ５１の現在位置を検出する。ドレッサ５１の下降位置は、研磨パッド２の摩耗量に応じて、下方に変位するため、制御装置９は、ドレッサ５１の初期位置と研磨後のドレッサ５１の現在位置との差分を算出することにより、研磨パッド２の摩耗量を測定することができる。

次いで、研磨ヘッド１の詳細について図面を参照しつつ説明する。図２は、研磨ヘッドの概略断面図である。図２に示すように、研磨ヘッド１は、ウェハＷを研磨面２ａに対して押圧するヘッド本体１０２と、ウェハＷを囲むように配置されたリテーナリング１０３と、を備えている。リテーナリング１０３は、ヘッド本体１０２とは独立して上下動可能に構成されている。

研磨ヘッド１は、ウェハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けるための複数の押圧要素を有している。押圧要素の一例として、研磨ヘッド１に設けられた加圧機構、または研磨ヘッド１に設けられた圧電素子が挙げられる。本実施形態では、押圧要素は、研磨ヘッド１に設けられた加圧機構である。以下、加圧機構の詳細について説明する。

図３は、ヘッド本体の下面に連結された弾性膜を示す模式図である。図２および図３に示すように、ヘッド本体１０２の下面１０２ａには、ウェハＷの裏面に当接する弾性膜１１０が連結されている。弾性膜１１０は、複数の壁１１４を備えている。複数の壁１１４は、少なくとも、研磨ヘッド１の周方向に沿って配置されている。図３に示す実施形態では、複数の壁１１４は、研磨ヘッド１の半径方向および周方向に沿って配置されている。リテーナリング１０３は、弾性膜１１０を囲むように配置されている。これらの壁１１４により、研磨ヘッド１の半径方向および周方向に沿って配置された複数の圧力室１１６が形成されている。押圧要素としての加圧機構は、弾性膜１１０に形成された圧力室１１６を有しており、流体供給源（図１参照）は、圧力室１１６に流体を供給することによって、圧力室１１６を加圧する。

押圧要素が圧電素子である場合、研磨ヘッド１は、弾性膜１１０の代わりに、ヘッド本体１０２の下面１０２ａに装着された複数の圧電素子を備えている。これら複数の圧電素子は、圧力室１１６と同様に、研磨ヘッド１の半径方向および周方向に沿って配置されている。

研磨装置は、複数の押圧要素の押圧力を個別に制御可能な押圧力制御部を備えている。本実施形態では、押圧力制御部は、圧力室１１６内の圧力を個別に調整する圧力調整装置１６５である。これらの圧力室１１６はロータリージョイント１８２を経由して圧力調整装置（すなわち、圧力レギュレータ）１６５に接続されており、圧力調整装置１６５から各圧力室１１６に延びる流体ライン１７３を通って流体（例えば、空気）が供給されるようになっている。圧力調整装置１６５は、制御装置９に接続されており、これら圧力室１１６内の圧力を独立に調整できるようになっている。

圧力調整装置１６５は、圧力室１１６内に負圧を形成することも可能となっている。各圧力室１１６は大気開放機構（図示しない）にも接続されており、圧力室１１６を大気開放することも可能である。

図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）は、ウェハの最も外側の端部から３ｍｍ内側の位置でのウェハの周方向に沿った膜厚分布の例を示す図である。より具体的には、図４（ａ）はウェハ研磨前の初期膜厚分布を示し、図４（ｂ）は従来の研磨装置で研磨される場合のウェハの膜厚分布を示し、図４（ｃ）は本実施形態の研磨装置で研磨される場合のウェハの膜厚分布を例示的に示している。

図４（ａ）～図４（ｃ）におけるウェハ角度０度の位置は、ウェハの周方向の角度（または向き）を特定できる特徴的な箇所の位置に設定される。図４（ａ）～図４（ｃ）に示す例では、ウェハ角度０度の位置は、ウェハの周縁部に形成されたノッチの位置である。

図４（ａ）に示される例では、研磨前の初期膜厚分布は、ウェハ角度１８０度にピーク位置があり、あるピーク幅、ピーク高さを持つ膜厚のばらつきを示している。このような初期膜厚分布が生じる原因としては、成膜装置の特性や、多層配線を形成するための様々なプロセスの影響などが考えられる。

従来の研磨装置で図４（ａ）の初期膜厚分布を持つウェハを研磨した場合には、周方向にほぼ一様に研磨が進行するために、図４（ｂ）に示されるように、研磨されたウェハには研磨前とほぼ同様の膜厚分布が残ってしまう。このような膜厚分布のばらつきは次の露光工程で焦点が合わない原因となったりして、半導体製造の歩留まりを低下させてしまうこととなる。

図４（ｃ）に示されるように、本実施形態の研磨装置により図４（ａ）の初期膜厚分布を持つウェハを研磨した場合には、ピーク位置での研磨レートを選択的に速くすることにより、周方向の膜厚ばらつきを初期膜厚分布に比べて低減することが可能となる。

ウェハの周方向における研磨レート分布を制御することによってウェハの周方向の膜厚分布のばらつきを改善する実施形態について説明する。図５は、研磨面の上方から見た位置関係を示した図である。ウェハＷの中心ＣＰと研磨面２ａの中心ＣＴを結んだ線を想像線ＶＬと定義すると、研磨面２ａは、その回転方向に関して想像線ＶＬの上流側と、想像線ＶＬの下流側とに分けることができる。想像線ＶＬの上流側および想像線ＶＬの下流側は、言い換えれば、研磨面２ａの移動方向に関してウェハＷの上流側および下流側である。

図５に示す円Ｓは、ウェハＷの中心ＣＰを通る研磨面２ａの回転軌跡を表している。円Ｓのウェハ中心ＣＰでの接線Ｔとウェハ円との２つの交点のうち、上流側の交点を研磨ヘッド角度０度とし、下流側の交点を研磨ヘッド角度１８０度とする。想像線ＶＬとウェハ円との２つの交点のうち研磨面中心側の交点を研磨ヘッド角度２７０度、研磨面外周側の交点を研磨ヘッド角度９０度とする。ウェハ円は、ウェハＷの最も外側の端部を表す円である。なお、研磨ヘッド角度は、ウェハの研磨前の研磨ヘッド１の位置、より具体的には、ウェハを保持した研磨ヘッド１が研磨パッド２の上方に配置されたときの研磨ヘッド１の位置における初期の回転角度である。研磨ヘッド１の回転角度は、研磨ヘッドモータ１８に取り付けられたロータリエンコーダ４１（図１参照）によって検出される。ロータリエンコーダ４１は研磨ヘッド１の回転角度を検出する回転角度検出器である。

ウェハの円周方向の膜厚のばらつきの管理、あるいは研磨圧力の制御を行うためには、ウェハ上の特定位置の膜厚を把握することが必要となる。ウェハ角度の基準位置（本実施形態では、ノッチ位置）を基準としたウェハ上の膜厚分布を求めることが必要となる。研磨中にウェハ面内の膜厚分布を求めるためには、研磨中にウェハのノッチ位置を把握しておく必要がある。

仮に、ウェハの研磨ヘッド１に対する向きが、研磨開始から研磨終了まで変わらない、つまり、ウェハが研磨ヘッド１に対して円周方向にずれないと仮定すると、研磨開始時点の研磨ヘッド１に対するウェハの取付角度を常に一定しておき、ロータリエンコーダ４１（図１参照）による研磨ヘッド１の角度を把握することにより、研磨ヘッド１の回転角度と膜厚センサ６０（後述する）の位置関係から膜厚センサ６０のウェハ上の走査軌跡を計算することにより、ウェハ上の特定位置の膜厚を測定することが可能となる。

しかしながら、研磨パッド２とウェハの摩擦力により、研磨ヘッド１内でウェハが円周方向にずれる可能性がある。また、そもそも研磨開始時点の研磨ヘッドに対するウェハの取付角度を常に一定にしておくことが困難な場合もある。また、従来のように研磨テーブル３に１つのみ、限られた範囲の膜厚を測定する膜厚センサを設けただけでは、研磨テーブル３が１回転する間に得られるウェハ上の測定点は円弧状のセンサの通過軌跡上に限られ、研磨膜厚のリアルタイムでの測定には不十分である。

膜厚分布の均一性を高めるためには、ウェハの研磨中において、正確な膜厚分布情報を取得することが重要である。さらに、正確な膜厚分布情報を取得するためには、ウェハ角度の基準位置（本実施形態では、ノッチ位置）を精度よく特定することが重要である。そこで、研磨装置は、ウェハの研磨中において、正確な膜厚分布情報を取得して、ウェハの膜厚分布の均一性を高めるように構成されている。本実施形態では、ウェハの周方向の角度の基準位置はノッチの位置である。以下、このような構成を有する研磨装置について、図面を参照して、説明する。

図６は、研磨パッドに埋め込まれた複数の膜厚センサを示す図である。図６に示すように、研磨装置は、ウェハＷの膜厚に応じた複数の物理量を検出し、ウェハＷの膜厚に応じた複数の信号を出力する複数の膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇを備えている。以下、本明細書において、膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇを区別せずに、単に膜厚センサ６０と呼ぶことがある。

図６において、円Ｓは、ウェハＷの中心ＣＰを通る研磨面２ａ（すなわち、膜厚センサ６０Ｄ）の回転軌跡を表している。円Ｓ１は、研磨パッド２の中心側におけるウェハＷの周縁部を通る研磨面２ａ（すなわち、膜厚センサ６０Ａ）の回転軌跡を表している。円Ｓ２は、研磨パッド２の外周側におけるウェハＷの周縁部を通る研磨面２ａ（すなわち、膜厚センサ６０Ｇ）の回転軌跡を表している。ウェハＷの周縁部は、ノッチＮｔが形成され、かつウェハ円を形成するウェハＷの最も外側の端部である。

円Ｓ１は、研磨パッド２の中心ＣＴを中心とし、ウェハＷの周縁部に対して研磨パッド２の中心側で接する仮想の内側縁部である。円Ｓ２は、ウェハＷの周縁部に対して研磨パッド２の外周側で接する仮想の外側縁部である。言い換えると、研磨パッド２の研磨面２ａのうち、ウェハＷの周縁部に接触する領域の内側縁部が円Ｓ１であり、外側縁部が円Ｓ２である。内側縁部は、研磨パッド２上において、ウェハＷの周縁部が接触（通過）する内側の領域と定義される。外側縁部は、研磨パッド２上において、ウェハＷの周縁部が接触（通過）する外側の領域と定義される。

図６に示すように、複数の膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇは、内側縁部から外側縁部にわたって配置されている。膜厚センサ６０Ａは、研磨テーブル３が１回転するたびに、研磨パッド２の中心側におけるウェハＷの周縁部を横切り、膜厚センサ６０Ｇは、研磨テーブル３が１回転するたびに、研磨パッド２の外周側におけるウェハＷの周縁部を横切る。

図６に示す実施形態では、膜厚センサ６０Ａと膜厚センサ６０Ｇとの間には、複数（より具体的には、５つ）の膜厚センサ６０Ｂ～６０Ｆが配置されている。しかしながら、膜厚センサ６０Ａと膜厚センサ６０Ｇとの間に配置される膜厚センサ６０の数は、本実施形態には限定されない。円Ｓ１と円Ｓ２に挟まれた領域に渡って膜厚分布を測定できる少なくとも１つの膜厚センサ６０が配置されてもよい。より正確な膜厚分布情報を取得するためには、膜厚センサ６０Ａと膜厚センサ６０Ｇとの間には、複数の（多くの）膜厚センサ６０が配置されることが好ましい。

膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇのそれぞれは、ウェハＷの膜厚に従って変化する膜厚に応じた物理量を検出するように構成されている。膜厚センサ６０の一例として、光学式センサまたは渦電流センサが挙げられる。膜厚センサ６０として、好ましくは、光学式センサ、より好ましくは、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）センサが挙げられる。ＰＳＤセンサの一例として、シャープ社製のＧＰ２Ｙ０Ａ２１ＹＫが挙げられる。

膜厚センサ６０が渦電流センサを備えている場合、渦電流センサは、そのセンサコイルがウェハＷの導電性膜内に磁束を通過させて渦電流を発生させることにより、ウェハＷの膜厚に応じた渦電流を検出し、渦電流信号を出力する。

膜厚センサ６０がＰＳＤセンサを備えている場合、ＰＳＤセンサは、三角測量方式に基づいて、ウェハＷの膜厚に応じた電圧信号を検出する。より具体的には、ＰＳＤセンサは、光をウェハＷに放出し、ウェハＷから反射した光の角度に対応する電圧を検出する。光の反射角度は、ＰＳＤセンサからウェハＷまでの距離に応じて異なり、反射角度に対応する電圧の大きさも異なる。したがって、ＰＳＤセンサは、ウェハＷに放出された光の反射角度に基づいて、ウェハＷの膜厚に応じた電圧を検出し、電圧信号を出力する。

図６に示すように、制御装置９は、これら膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇのそれぞれに電気的に接続されている。制御装置９は、膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇから取得した複数の信号に基づいて、ウェハＷの膜厚情報を測定するように構成されている。制御装置９の記憶装置９ａは、その内部に膜厚センサから取得した信号とウェハＷの膜厚との相関関係を示すデータを記憶しており、処理装置９ｂは、記憶装置９ａに格納されたデータに基づいて、ウェハＷの膜厚情報を測定する。

一実施形態では、ＰＳＤセンサとしての膜厚センサ６０は、まず、膜厚が知られている基準となる基準ウェハＷの膜厚に応じた電圧を検出し、電圧信号を制御装置９に送る。制御装置９の記憶装置９ａは、基準ウェハＷの膜厚に対する出力電圧のデータ（膜厚データ）を予め記憶している。

その後、膜厚センサ６０は、研磨中において、研磨対象のウェハＷの膜厚に応じた電圧を検出し、電圧信号を制御装置９に送る。制御装置９の処理装置９ｂは、基準ウェハＷの膜厚に応じた電圧値を基準として、研磨対象のウェハＷの膜厚に応じた電圧値との差分を算出する。記憶装置９ａは、この差分と、膜厚センサ６０とウェハＷとの間の距離と、の相関関係を示すデータ（距離データ）を記憶している。したがって、処理装置９ｂは、膜厚データおよび距離データに基づいて、研磨対象のウェハＷの膜厚を決定する。

膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇは、研磨テーブル３内に配置されており、研磨テーブル３の半径方向に沿って、この順に、配置されている。膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇの距離は、ウェハＷの直径よりも大きいことが望ましい。したがって、研磨テーブル３が１回転するたびに、膜厚センサ６０は、ウェハＷの全域における膜厚に応じた電圧を検出する。膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇは、言い換えると、研磨パッド２上のウェハＷが通過する領域に対応する研磨テーブル３上の内側縁部から外側縁部にかけて渡るように配置されている。研磨テーブル３の半径方向に沿って配置されていなくてもよい。また、膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇに代わりに、ウェハＷの全域における膜厚を測定可能な連続した測定領域を有する１つの膜厚センサを用いることもできる。

研磨テーブル３の回転によって、膜厚センサ６０Ａは、その回転軌跡（図６の円Ｓ１参照）に沿って移動し、回転軌跡上におけるウェハＷの周縁部の膜厚に応じた電圧を検出する。言い換えれば、ウェハＷの周縁部における任意の特定点が研磨ヘッド１の回転によって、研磨パッド２の中心ＣＴに最も近い位置（すなわち、ウェハＷのウェハ円と円Ｓ１との交点の位置）に移動したときに、膜厚センサ６０Ａは、その特定点における電圧を検出する。電圧を検出した膜厚センサ６０Ａは、電圧信号を制御装置９に出力する。

研磨テーブル３の回転によって、膜厚センサ６０Ｄは、その回転軌跡（図６の円Ｓ参照）に沿って移動し、ウェハＷの中心ＣＰを含む回転軌跡上の特定点における電圧を検出し、電圧信号を制御装置９に出力する。

研磨テーブル３の回転によって、膜厚センサ６０Ｇは、その回転軌跡（図６の円Ｓ２参照）に沿って移動し、回転軌跡上におけるウェハＷの周縁部の膜厚に応じた電圧を検出する。言い換えれば、ウェハＷの周縁部における任意の特定点が研磨ヘッド１の回転によって、研磨パッド２の中心ＣＴから最も遠い位置（すなわち、ウェハＷのウェハ円と円Ｓ２との交点の位置）に移動したときに、膜厚センサ６０Ｇは、その特定点における電圧を検出する。電圧を検出した膜厚センサ６０Ｇは、電圧信号を制御装置９に出力する。

図６に示すように、ウェハＷのノッチＮｔは、ウェハＷの周縁部に形成されている。したがって、膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇのうちの少なくとも１つは、研磨テーブル３が１回転するたびに、確実にウェハＷのノッチＮｔを検出することができる。特に、膜厚センサ６０がＰＳＤセンサである場合、ＰＳＤセンサは、それ自身から測定対象物までの距離の変化を検出するように構成されているため、制御装置９は、ウェハＷのノッチＮｔの位置を確実に特定することができる。ＰＳＤセンサを用いることにより、制御装置９は、光のスポット径でウェハＷ上の小さな領域における膜厚を測定することができる。したがって、制御装置９は、より詳細な膜厚情報を測定することができる。

さらに、制御装置９は、測定した膜厚情報に基づいて、ウェハＷのノッチ位置を特定しつつ、ウェハＷの膜厚分布情報を解析して、ノッチ位置を基準位置とした膜厚分布の可視化情報を出力するように構成されている。制御装置９は、研磨中のノッチＮｔの位置（すなわち、ノッチＮｔの角度あるいはウェハＷの角度）を求めることにより、研磨中に膜厚センサ６０に基づいて測定された位置をノッチＮｔの基準としたウェハ上の基準位置として計算する。

制御装置９は、膜厚センサ６０に基づいて測定された膜厚と、ノッチＮｔを基準としたウェハ上の測定点を対応させる。膜厚センサ６０Ａ～６０Ｇを用いることにより、制御装置９は、ウェハＷ内の全領域の膜厚分布を、ウェハＷが１回転するごとに測定することができる。ただし、膜厚分布は、研磨テーブル３が数回転する間の測定値の平均を計算してもよい。これにより、膜厚測定の精度を高めることができる。

本実施形態によれば、複数の膜厚センサ６０を設けることにより、制御装置９は、ウェハＷのノッチＮｔの位置を含む正確な膜厚分布情報を取得することができる。結果として、制御装置９は、ウェハＷの膜厚のマッピング化を実行することができ、ノッチ位置を基準位置とした正確な膜厚分布の可視化情報を出力することができる。

図７は、ディスプレイ装置に出力された膜厚分布の可視化情報を示す図である。図７では、膜厚分布の可視化情報の一例が描かれている。制御装置９は、膜厚分布の可視化情報を映し出すディスプレイ装置７０（図６参照）に電気的に接続されている。

制御装置９の処理装置９ｂは、膜厚センサ６０から取得した信号と、記憶装置９ａに格納されたデータと、を比較して、ウェハＷの膜厚情報を測定し、かつウェハＷのノッチＮｔの位置を特定する。さらに、処理装置９ｂは、これらウェハＷの膜厚情報およびノッチＮｔの位置から膜厚分布情報を取得し、この膜厚分布情報を解析して、膜厚分布の可視化情報を取得する。図７に示すように、膜厚分布の可視化情報では、ウェハＷの表面は、複数の領域に仮想的に分割されており、分割された領域ごとに、相対的な膜厚の厚さが可視化されている。

制御装置９は、図７に示すようなウェハＷの膜厚分布の可視化情報をディスプレイ装置７０に出力し、ディスプレイ装置７０は、この可視化情報を映し出す。したがって、作業者は、ディスプレイ装置７０を通じて、ウェハＷの膜厚を把握することができる。

膜厚センサ６０は、ウェハＷの研磨中において、ウェハＷを通過するたびに、ウェハＷの膜厚に応じた物理量を検出し、ウェハＷの膜厚に応じた信号を制御装置９に送る。したがって、制御装置９は、ウェハＷの研磨中において、常時、取得した膜厚分布情報を解析して、ディスプレイ装置７０に出力される膜厚分布の可視化情報を更新し続ける。結果として、作業者は、ウェハＷの研磨中において、常に変化するウェハＷの膜厚をリアルタイムで把握することができる。

図１および図６に示すように、制御装置９は、複数の膜厚センサ６０のそれぞれから取得した信号をメディアンフィルタ処理するメディアンフィルタ部９ｃを備えてもよい。メディアンフィルタ部９ｃは、複数の膜厚センサ６０のそれぞれから取得した複数の信号をメディアンフィルタ処理して、複数の信号からノイズを除去する。

図８は、メディアンフィルタ処理を説明するための図である。図８に示す実施形態では、任意の数値に基づいて、メディアンフィルタ処理について説明する。メディアンフィルタ処理は、設定した複数の数値のうちの中間値をデータとして取り出して、突発的なデータのばらつきを抑制するノイズ除去処理である。図８では、単一の膜厚センサ６０によって、１１個の測定データが検出されている。例えば、１回目～５回目までの測定データの測定値について、メディアンフィルタ部９ｃがメディアンフィルタ処理すると、５．５，４．５，５．０，７．５，４．９の数値のうち、中間値である５．０が測定値として採用される。

膜厚センサ６０として、ＰＳＤセンサが採用される場合、ＰＳＤセンサのような反射型の測距センサでは、ノイズが比較的発生しやすい。特に、配線が形成されたウェハＷでは、配線高さが異なる領域でノイズが発生する可能性がある。メディアンフィルタ部９ｃは、測定値のノイズを除去することができるため、特に、膜厚センサ６０としてＰＳＤセンサを採用した場合、メディアンフィルタ部９ｃは、その機能を効果的に発揮することができる。

図９は、膜厚分布の可視化情報を出力するステップを含むフローチャートを示す図である。図９は、膜厚センサ６０としてＰＳＤセンサが採用される場合におけるフローチャートを示している。図９のステップＳ１０１に示すように、制御装置９は、膜厚センサ６０によって検出された基準ウェハＷの膜厚に応じた信号（基準膜厚信号）を取得する。制御装置９の記憶装置９ａは、基準ウェハＷの膜厚に関する膜厚データを記憶している。

制御装置９は、研磨対象のウェハＷの研磨を開始し（ステップＳ１０２参照）、膜厚センサ６０によって検出された研磨対象のウェハＷの膜厚に応じた信号（対象膜厚信号）を取得する（ステップＳ１０３参照）。制御装置９は、ステップＳ１０１によって取得した基準膜厚信号と、ステップＳ１０３によって取得した対象膜厚信号と、記憶装置９ａに格納された膜厚データと、に基づいて、現在の研磨対象のウェハＷの膜厚情報を測定する（ステップＳ１０４参照）。

制御装置９は、ステップＳ１０４で測定した膜厚情報に基づいて、ノッチ位置を特定し、かつ研磨対象のウェハＷの膜厚分布情報を取得および解析して（ステップＳ１０５参照）、ノッチ位置を基準位置とした膜厚分布の可視化情報を出力する（ステップＳ１０６参照）。

図９のステップＳ２０１に示すように、制御装置９は、ウェハＷの膜厚分布情報を解析して、押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、ウェハＷ上の特定位置の押圧力を制御してもよい。ウェハＷの膜厚分布の均一性を高めるために、制御装置９は、研磨ヘッド１の回転角度を検出する回転角度検出器としてのロータリエンコーダ４１（図１参照）から取得した研磨ヘッド１の回転角度と、膜厚センサ６０から取得した信号と、に基づいて測定した膜厚情報に基づいて、押圧力制御部（本実施形態では、圧力調整装置１６５）を操作する。制御装置９は、この操作により、押圧要素の押圧力（本実施形態では、圧力室１１６に供給される流体の圧力）を個別に制御して、ウェハＷの膜が厚い箇所を積極的に研磨し、またはウェハＷの膜が薄い箇所以外の箇所を積極的に研磨する。

ウェハＷ上の特定位置の押圧力を制御するために、本実施形態では研磨ヘッドの少なくとも周方向に沿って分割された圧力室１１６内の圧力を個別に制御しているが、研磨ヘッドの実施形態はこれに限定されない。ウェハＷの周方向の異なる領域に異なる研磨圧力を付与することができる押圧要素を有する研磨ヘッドであれば、任意のものを使用することができる。

図１０は、ウェハ上の特定位置と、ノッチの位置と、研磨ヘッドの回転角度と、の関係を示す図である。研磨装置に備えられた膜厚測定器（図示しない）あるいは研磨装置とは別の膜厚測定器（図示しない）によって、ウェハＷの膜厚を測定することにより、ウェハＷ上の特定位置ＦＴ（膜厚が特に厚い箇所または膜厚が特に薄い箇所）を予め特定してもよい。この場合、制御装置９は、特定位置ＦＴとノッチＮｔの位置との関係を決定し、この関係を記憶装置９ａ内に記憶している。

ウェハＷ上の特定位置ＦＴが予め特定されている場合、制御装置９は、ロータリエンコーダ４１から送られる信号および膜厚センサ６０から送られる信号に基づいて、研磨ヘッド１の回転角度とノッチＮｔの位置との関係を決定する。特定位置ＦＴとノッチＮｔの位置との関係は、記憶装置９ａに記憶されているため、制御装置９は、研磨ヘッド１の回転角度とノッチＮｔの位置との関係から、回転角度に対する特定位置ＦＴの角度（およびウエハ中心からの距離）を特定し、特定位置ＦＴに対応する研磨ヘッドにおける押圧要素を制御して、特定位置ＦＴに対する押圧力を制御する。ここで、回転角度は、基準方向ＲＡの固定座標系に対する角度である。基準方向ＲＡは、研磨ヘッド１の回転角度を決定するために、研磨ヘッド１に対して固定して定められる方向である。

次に、制御装置９が膜厚センサ６０によって検出された信号に基づいて、ウェハＷ上の特定位置ＦＴを特定する場合について説明する。膜厚センサ６０から得られる膜厚情報のうち他の測定点よりも膜厚の高い（または低い）測定点（膜厚特異点）が存在した場合、膜厚センサ６０のウェハＷ上の走査軌跡と研磨ヘッド１の回転角度に基づいて、ウェハＷ上の特定位置ＦＴに対応する研磨ヘッド１における押圧要素を特定して、押圧力を制御することができる。

より望ましくは、上述と同様に、研磨ヘッド１の回転角度をロータリエンコーダ４１から送られる信号から取得し、ノッチＮｔの位置を膜厚センサ６０から送られる信号から測定する。膜厚センサ６０の走査軌跡上の膜厚特異点の位置とノッチＮｔの位置との関係、および研磨ヘッド１の回転角度とノッチＮｔの位置の関係から、ウェハＷ上の特定位置ＦＴに対応する研磨ヘッド１における押圧要素を特定する。その理由は、膜厚センサ６０が膜厚に応じた信号を取得してから膜厚を計算し、特定の押圧要素の押圧力を制御するまで、時間遅れが存在し、その間にウェハＷが研磨ヘッド１内でずれてしまう可能性があるためである。また、より高い精度で膜厚を測定するには、ウェハＷが数回転する間に得られる膜厚を平均することが望ましく、その場合、さらに時間遅れが大きくなることから、ノッチＮｔの位置を特定した上で、研磨ヘッド１における押圧要素の位置を特定することが望ましい。本実施形態によれば、たとえ研摩中にウェハＷが研磨ヘッド１に対してずれた場合であっても、ウェハＷ上の特定位置ＦＴに対応する研磨ヘッド１における押圧要素の圧力を調整して、膜厚ばらつきを改善することが可能である。

制御装置９は、図９のステップＳ２０１を実行した後、所定の研磨時間が到達し、または膜厚センサ６０から終点検出信号を受けることにより、（ステップＳ２０２の「ＹＥＳ」参照）、ウェハＷの研磨を終了する（ステップＳ２０３参照）。所定の研磨時間が到達していない、または制御装置９が膜厚センサ６０からの終点検出信号を受けていない場合（ステップＳ２０２の「ＮＯ」参照）、ステップＳ１０３に示す工程が繰り返される。

図１１は、研磨パッドの摩耗量に基づいて、膜厚情報を補正する実施形態を説明するための図である。図１１に示す実施形態では、膜厚センサ６０は、ＰＳＤセンサである。制御装置９は、研磨パッド２の摩耗量に基づいて、膜厚情報を補正してもよい。ドレッサ５１が研磨パッド２の研磨面２ａに摺接されると、研磨パッド２は摩耗し、結果として、膜厚センサ６０とウェハＷとの間の距離が変化する（図１１参照）。このような研磨パッド２の摩耗量は、ウェハＷの膜厚情報の測定に影響を及ぼすため、制御装置９の処理装置９ｂは、研磨パッド２の摩耗量に基づいて、ウェハＷの膜厚情報を補正してもよい。

ウェハＷの膜厚情報は、例えば、次のように補正される。摩耗量の異なる（すなわち、厚さの異なる）複数の研磨パッド２と、膜厚が知られている基準ウェハＷと、を用意する。まず、制御装置９は、摩耗量がゼロである（すなわち、摩耗していない）初期の研磨パッド２の研磨面２ａに基準ウェハＷを押し付けて、このときの膜厚センサ６０の出力する信号（初期時の信号）を取得する。その後、制御装置９は、摩耗量の異なる研磨パッド２の研磨面２ａに基準ウェハＷを押し付けて、このときの膜厚センサ６０の出力する信号（摩耗後の信号）を取得する。なお、測定される基準ウェハＷの膜厚はすべて同一である。

このようにして、制御装置９は、初期時の信号と摩耗後の信号との差分を算出し、この差分を補正量として、研磨パッド２の摩耗量と補正量とを関連付ける。この関連付けられた補正データは、記憶装置９ａに記憶される。

ウェハＷの研磨終了後（ステップＳ２０３参照）、ドレッシングユニット５０は、ドレッサ５１によって研磨パッド２の研磨面２ａをドレッシングし、制御装置９は、研磨パッド２の厚さを測定して、研磨パッド２の摩耗量を測定（算出）する（ステップＳ３０１参照）。制御装置９は、記憶装置９ａに記憶されている補正データに基づいて、次の研磨対象のウェハＷの膜厚情報を補正する。このような補正により、制御装置９は、より正確な膜厚情報を取得することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 研磨ヘッド
２ 研磨パッド
２ａ 研磨面
３ 研磨テーブル
３ａ テーブル軸
５ 研磨液供給ノズル
９ 制御装置
９ａ 記憶装置
９ｂ 処理装置
９ｃ メディアンフィルタ部
１１ 研磨ヘッドシャフト
１３ テーブルモータ
１６ ヘッドアーム
１８ 研磨ヘッドモータ
２７ 上下動機構
２８ ブリッジ
３９ 研磨ヘッド高さセンサ
４１ ロータリエンコーダ
５０ ドレッシングユニット
５１ ドレッサ
５２ ドレッサシャフト
５５ 揺動アーム
５６ 変位センサ
５７ ターゲットプレート
６０Ａ～６０Ｇ 膜厚センサ
７０ ディスプレイ装置
１０２ ヘッド本体
１０２ａ 下面
１０３ リテーナリング
１１０ 弾性膜
１１４ 壁
１１６ 圧力室
１６５ 圧力調整装置
１８２ ロータリージョイント

Claims (22)

1. 研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
   前記研磨テーブルに埋め込まれた、基板の膜厚に応じた複数の信号を出力する複数の膜厚センサと、
   前記複数の膜厚センサから取得した前記複数の信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定する制御装置と、を備え、
   前記研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記複数の膜厚センサは、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置されており、
   前記制御装置は、
   前記研磨テーブルが一回転するたびに、前記複数の膜厚センサによって検出された特定時刻の信号について、特定の膜厚センサが、他の膜厚センサによって検出された信号とは異なる、前記基板のノッチ位置に相当する信号を検出し、
   前記複数の膜厚センサから取得した、前記基板までの距離の変化を示す信号と、前記信号と前記基板の膜厚との相関関係を示すデータと、を比較して、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記ノッチ位置を基準位置とした膜厚分布の可視化情報を出力する、研磨装置。
2. 前記複数の膜厚センサのそれぞれは、ＰＳＤセンサを備えている、請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記制御装置は、前記複数の膜厚センサのそれぞれから取得した複数の信号をメディアンフィルタ処理するメディアンフィルタ部を備えており、
   前記メディアンフィルタ部は、前記複数の膜厚センサのそれぞれから取得した前記複数の信号をメディアンフィルタ処理して、前記複数の信号からノイズを除去する、請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
4. 前記研磨装置は、前記研磨パッドの摩耗量に応じた信号を出力する摩耗量検出装置を備えており、
   前記制御装置は、
   前記摩耗量検出装置から取得した前記信号に基づいて、前記研磨パッドの摩耗量を測定し、
   前記測定された研磨パッドの摩耗量に基づいて、前記膜厚情報を補正する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の研磨装置。
5. 前記研磨装置は、前記制御装置に接続されたディスプレイ装置を備えており、
   前記制御装置は、前記膜厚分布の可視化情報を前記ディスプレイ装置に出力する、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の研磨装置。
6. 前記制御装置は、基準となる基板の膜厚に対する膜厚データと、前記基準となる基板の膜厚に応じた基準膜厚信号と、研磨対象となる前記基板の膜厚に応じた対象膜厚信号と、に基づいて、前記膜厚情報を測定する、請求項１に記載の研磨装置。
7. 研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
   基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付けるための複数の押圧要素を有する研磨ヘッドと、
   前記複数の押圧要素の押圧力を個別に制御可能な押圧力制御部と、
   前記研磨テーブルに埋め込まれた、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を出力する複数の膜厚センサと、
   前記複数の膜厚センサから取得した前記信号に基づいて、前記基板の膜厚情報を測定する制御装置と、を備え、
   前記複数の押圧要素は、少なくとも前記研磨ヘッドの周方向に沿って配置されており、
   前記研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記複数の膜厚センサは、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置されており、
   前記制御装置は、
   前記研磨テーブルが一回転するたびに、前記複数の膜厚センサによって検出された特定時刻の信号について、特定の膜厚センサが、他の膜厚センサによって検出された信号とは異なる、前記基板のノッチ位置に相当する信号を検出し、
   前記複数の膜厚センサから取得した、前記基板までの距離の変化を示す信号と、前記信号と前記基板の膜厚との相関関係を示すデータと、を比較して、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、研磨装置。
8. 前記研磨装置は、前記研磨ヘッドの回転角度を検出する回転角度検出器を備えており、
   前記制御装置は、前記回転角度検出器から取得した前記研磨ヘッドの回転角度と前記測定した膜厚情報に基づいて、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項７に記載の研磨装置。
9. 前記制御装置は、
   前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定し、
   前記研磨ヘッドの回転角度と前記ノッチ位置との関係から、前記基板上の特定位置を決定して、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項８に記載の研磨装置。
10. 前記制御装置は、
    前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板上の特定位置を特定し、
    前記研磨ヘッドの回転角度と前記基板上の特定位置との関係に基づいて、前記押圧力制御部を介して特定の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項８に記載の研磨装置。
11. 前記制御装置は、基準となる基板の膜厚に対する膜厚データと、前記基準となる基板の膜厚に応じた基準膜厚信号と、研磨対象となる前記基板の膜厚に応じた対象膜厚信号と、に基づいて、前記膜厚情報を測定するように構成されている、請求項７に記載の研磨装置。
12. 基板の膜厚分布の可視化情報を出力する方法であって、
    研磨パッド上において、前記基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置された複数の膜厚センサから、制御装置によって、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を取得し、
    前記取得した前記複数の信号に基づいて、前記制御装置によって、前記基板の膜厚情報を測定し、
    研磨テーブルが一回転するたびに、前記複数の膜厚センサによって検出された特定時刻の信号について、特定の膜厚センサが、他の膜厚センサによって検出された信号とは異なる、前記基板のノッチ位置に相当する信号を検出し、
    前記複数の膜厚センサから取得した、前記基板までの距離の変化を示す信号と、前記信号と前記基板の膜厚との相関関係を示すデータと、を比較して、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記制御装置によって、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記ノッチ位置を基準位置とした前記膜厚分布の可視化情報を出力する、方法。
13. 前記基板の膜厚に応じた複数の信号を、複数のＰＳＤセンサから取得する、請求項１２に記載の方法。
14. 前記取得した複数の信号をメディアンフィルタ処理して、前記複数の信号からノイズを除去する、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
15. 前記研磨パッドの摩耗量に応じた信号を、摩耗量検出装置から取得し、
    前記取得した前記信号に基づいて、前記研磨パッドの摩耗量を測定し、
    前記測定された研磨パッドの摩耗量に基づいて、前記基板の膜厚分布情報を補正する、請求項１２～請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記膜厚分布の可視化情報をディスプレイ装置に出力する、請求項１２～請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 基準となる基板の膜厚に対する膜厚データと、前記基準となる基板の膜厚に応じた基準膜厚信号と、研磨対象となる前記基板の膜厚に応じた対象膜厚信号と、に基づいて、前記制御装置によって、前記膜厚情報を測定する、請求項１２に記載の方法。
18. 研磨パッド上において、基板の周縁部が接触する内側の領域を内側縁部と定義し、前記基板の周縁部が接触する外側の領域を外側縁部と定義した場合、前記内側縁部から前記外側縁部にわたって配置された複数の膜厚センサから、制御装置によって、前記基板の膜厚に応じた複数の信号を取得し、
    前記取得した前記複数の信号に基づいて、前記制御装置によって、前記基板の膜厚情報を測定し、
    研磨テーブルが一回転するたびに、前記複数の膜厚センサによって検出された特定時刻の信号について、特定の膜厚センサが、他の膜厚センサによって検出された信号とは異なる、前記基板のノッチ位置に相当する信号を検出し、
    前記複数の膜厚センサから取得した、前記基板までの距離の変化を示す信号と、前記信号と前記基板の膜厚との相関関係を示すデータと、を比較して、前記測定した膜厚情報に基づいて、前記制御装置によって、前記基板のノッチ位置を特定しつつ、前記基板の膜厚分布情報を解析して、前記基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付けるための、少なくとも研磨ヘッドの周方向に沿って配置された複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、研磨方法。
19. 前記研磨ヘッドの回転角度を検出する回転角度検出器によって前記研磨ヘッドの回転角度を取得し、
    前記回転角度検出器から取得した前記研磨ヘッドの回転角度と前記測定した膜厚情報に基づいて、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項１８に記載の研磨方法。
20. 前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板のノッチ位置を特定し、
    前記研磨ヘッドの回転角度と前記ノッチ位置との関係から、前記基板上の特定位置を決定して、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項１９に記載の研磨方法。
21. 前記測定した膜厚情報に基づいて、前記基板上の特定位置を特定し、
    前記研磨ヘッドの回転角度と前記基板上の特定位置との関係に基づいて、前記複数の押圧要素を制御することにより、前記基板上の特定位置の押圧力を制御する、請求項１９に記載の研磨方法。
22. 基準となる基板の膜厚に対する膜厚データと、前記基準となる基板の膜厚に応じた基準膜厚信号と、研磨対象となる前記基板の膜厚に応じた対象膜厚信号と、に基づいて、前記制御装置によって、前記膜厚情報を測定する、請求項１８に記載の研磨方法。