[发明专利]研磨方法及研磨装置

说明书

提供一种基板的研磨方法及研磨装置，其能够降低来自晶片等基板的反射光的光谱的波动的影响，决定正确的膜厚。研磨装置包括：将基板按压于进行旋转的研磨台上的研磨垫而对该基板的表面进行研磨，每当所述研磨台旋转一圈，生成来自所述基板的表面的反射光的光谱，编制由沿研磨时间排列的多个光谱构成的三维数据，根据所述三维数据决定所述基板的膜厚的工序。

技术领域

本发明涉及一种对晶片等的基板进行研磨的研磨方法及研磨装置，尤其涉及根据包括来自基板的反射光的光学信息决定膜厚的技术。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在硅晶片上将各种材料反复形成为膜状，而形成层叠构造。为了形成此层叠构造，使最上层的表面平坦的技术很重要。作为这样的平坦化的一个技术手段，使用化学机械研磨(CMP)。

化学机械研磨(CMP)通过研磨装置执行。这种研磨装置，一般情况具备支承研磨垫的研磨台、保持基板(例如，具有膜的晶片)的研磨头以及将研磨液(例如浆料)向研磨垫上供给的研磨液供给喷嘴。当对基板进行研磨时，一面从研磨液供给喷嘴将研磨液向研磨垫上供给，一面通过研磨头将基板的表面按压到研磨垫。通过使研磨头和研磨台分别旋转而使基板与研磨垫相对移动，从而对形成基板的表面的膜进行研磨。

为了测定绝缘膜、硅层等的非金属膜的厚度，研磨装置一般情况具备光学式膜厚测定装置。此光学式膜厚测定装置被构成为，通过将光源发出的光导向基板的表面，对来自基板的反射光的光谱进行解析，从而决定基板的膜厚。

图22是说明根据反射光的光谱决定膜厚的现有的方法的一例的图。光学式膜厚测定装置，在基板的研磨中用分光器测定来自基板的反射光的强度，生成反射光的光谱。光谱以表示反射光的强度与反射光的波长的关系的曲线图来表示。光学式膜厚测定装置将反射光的光谱与多个参照光谱进行比较，决定与反射光的光谱的形状最接近的一个参照光谱。具体来说，光学式膜厚测定装置将反射光的光谱与各参照光谱之差算出，决定算出的差为最小的参照光谱。并且，光学式膜厚测定装置决定与所决定的参照光谱相关联的膜厚。

将取得各参照光谱时的膜厚预先与该各参照光谱相关联。即，各参照光谱是在不同的膜厚时取得的，多个参照光谱对应多个不同的膜厚。因此，通过对反射光的光谱确定形状最接近的参照光谱，可以决定研磨中的基板的当前的膜厚。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5－128256号公报

专利文献2：日本特开平5－342310号公报

专利文献3：日本特开2006－254226号公报

发明要解决的课题

但是，在基板的研磨中得到的光谱，因种种原因容易产生波动。例如，由于干扰(浆料、电噪音、光学噪音等)、图形构造的不同，膜的基底构造的不同等，在研磨中得到的反射光的光谱有时会发生较大变化。为此，根据光谱决定的膜厚有时会与实际的膜厚大为不同。

发明内容

于是，本发明提供一种基板的研磨方法及研磨装置，其能够降低来自晶片等的基板的反射光的光谱的波动的影响，决定正确的膜厚。

用于解决课题的技术手段

在一个形态中，提供一种研磨方法，将基板按压于进行旋转的研磨台上的研磨垫而对该基板的表面进行研磨，每当所述研磨台旋转一圈，生成来自所述基板的表面的反射光的光谱，编制由沿研磨时间排列的多个光谱构成的三维数据，根据所述三维数据决定所述基板的膜厚。

在一个形态中，决定所述基板的膜厚的工序包括：将所述三维数据与参照数据比较，决定与所述三维数据最一致的所述参照数据内的数据区域的位置，决定与决定了的所述位置相关联的膜厚的工序，所述参照数据由沿研磨时间排列的多个参照光谱构成。