專利名稱：研磨方法及研磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面形成有硅層的基板的研磨方法以及研磨裝置，特別是涉及能夠根據(jù)來自基板的反射光中包含的光學(xué)信息檢測出基板的研磨終點的研磨方法以及研磨裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的制造工藝中包含對SiO2等絕緣膜進行研磨的工序、以及對銅、鎢等的金屬膜進行研磨的工序等各種工序。背面照射型CMOS傳感器的制造工序中，除了對絕緣膜和金屬膜等進行的研磨工序外，也包含研磨硅層(硅晶片)的工序。背面照射型CMOS傳感器是利用背面照射(BS1:Backside illumination)技術(shù)的圖像傳感器,其受光面由娃層形成。娃貫通電極(TSV:Through-silicon via)的制造工序中也包含研磨娃層的工序。娃貫通電極是形成于貫通硅層的孔中的銅等金屬所構(gòu)成的電極。硅層的研磨在其厚度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值時結(jié)束。硅層的研磨中使用CMP(ChemicalMechanical Polishing ;化學(xué)機械拋光)裝置。圖1是表示CMP裝置的示意圖。CMP裝置具備上表面安裝有研磨墊100的研磨臺101、支承晶片W的頂環(huán)110、向研磨墊100提供研磨液(漿液)的漿液供給機構(gòu)115、以及測定晶片W的膜厚的膜厚測定器120。膜厚測定器120埋設(shè)在研磨臺101內(nèi)。頂環(huán)110和研磨臺101如箭頭所示旋轉(zhuǎn)，頂環(huán)110以這樣的狀態(tài)將晶片W按在研磨墊110上。漿液供給機構(gòu)115向研磨墊110上提供研磨液，晶片W在存在研磨液的情況下通過與研磨墊Iio的滑動接觸而被研磨。晶片W的研磨過程中，膜厚測定器120與研磨臺101-起旋轉(zhuǎn)，一邊橫越晶片W的表面一邊進行膜厚測定。而且在膜厚達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值時，結(jié)束對晶片W的研磨。光學(xué)式膜厚測定器是使用于上述CMP裝置的膜厚測定器120的一個例子。這種光學(xué)式膜厚測定器將光線引向晶片表面，對來自于晶片的反射光進行分析，以確定晶片表面上形成的膜的厚度。硅(Si)與SiO2等絕緣材料相比，其折射率大，而且具有可見光不容易透過的性質(zhì)。因此，測定硅層的厚度時不采用可見光，而采用透射性能好的紅外線。使用紅外線的膜厚測定器可測定硅層的厚度。但是，組裝于CMP裝置中的膜厚測定器，如圖1所示，其本身一邊移動一邊測定硅層的厚度，因此存在硅層厚度波動導(dǎo)致測定失敗的情況。特別是用上述BSI制造工藝或TSV制造工藝研磨的硅層，由于其表面的平坦度低，容易造成測定失敗。為了避免這樣的測定失敗，也考慮縮短每I次測定的時間，但是在這樣的情況下，反射的紅外線量減少，信噪比(S/N)降低，因而難以正確測定。而且，研磨臺每旋轉(zhuǎn)I周硅層就被切削，因此在同一條件下，對相同的位置上的厚度進行再測定是不可能的。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 154928號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開平10 - 125634號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述存在問題而作出的，其目的在于，提供能夠在基板(例如晶片)的研磨過程中得到硅層(或基板上形成的膜)的正確厚度，根據(jù)得到的硅層的厚度正確確定基板研磨的終點的研磨方法和研磨裝置。解決問題的手段為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一形態(tài)是對具有硅層的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于，將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨過程中對所述基板照射紅外線，接收從所述基板反射的紅外線，對每一波長測定所述反射的紅外線的強度，將測定到的所述紅外線的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述紅外線的波長的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形進行傅里葉變換處理，確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度，根據(jù)所述確定的硅層厚度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。本發(fā)明的另一形態(tài)，是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于，包含以下工序?qū)⒒灏磯涸谛D(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨過程中，向所述基板照射光，接收從所述基板反射的光，對每一波長測定所述反射的光的強度，將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度，在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的膜的厚度處于規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點，所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的頻率成分的強度的頻數(shù)分布來確定。本發(fā)明是另一形態(tài)是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于，將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨過程中，對所述基板照射光線，接收從所述基板反射的光，對每一波長測定所述反射的光的強度，將測定到的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，以確定所述膜的厚度，在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度比規(guī)定的閾值低的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。本發(fā)明的另一形態(tài)，是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于，將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨過程中，對所述基板照射光，接收從所述基板反射的光，對每一波長測定所述反射的光的強度，將測定到的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，以確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的所述頻率成分的強度，在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度與所述確定的頻率成分的強度的差值的絕對值比規(guī)定的閾值大的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻確定所述基板的研磨終點。本發(fā)明的另一形態(tài)，是一種對具有硅層的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺；將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)；對被保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射紅外線的照射部；接收從所述基板反射的紅外線的受光部；對每一波長測定所述反射的紅外線的強度的分光器；以及根據(jù)利用所述分光器取得的紅外線強度數(shù)據(jù)來確定所述硅層的厚度的研磨監(jiān)視部，所述研磨監(jiān)視部進行如下操作將測定到的所述紅外線的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述紅外線的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度，根據(jù)所述確定的硅層的厚度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。本發(fā)明的另一形態(tài)是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺；將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)；對被保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射光的照射部；接收從所述基板反射的光的受光部；對每一波長測定所述反射的光的強度的分光器；以及根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)確定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部，所述研磨監(jiān)視部構(gòu)成為將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度，在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的膜的厚度處于規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點，所述規(guī)定的閾值基于根據(jù)過去取得的多個測定值作成的所述頻率成分的強度的頻數(shù)分布來確定。本發(fā)明的另一形態(tài)，是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺；將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)；對保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射光的照射部；接收從所述基板反射的光的受光部；對每一波長測定所述反射的光的強度的分光器；以及根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)來確定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部，所述研磨監(jiān)視部進行如下的操作將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，確定所述膜的厚度，在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度比規(guī)定的閾值低的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。本發(fā)明的另一形態(tài)是一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺；將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)；對所述頂環(huán)支承的所述基板照射光的照射部；接收從所述基板反射的光的受光部；對每一波長測定所述反射光的強度的分光器；以及根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)確定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部，所述研磨監(jiān)視部進行如下的操作將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率，生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的所述頻率成分的強度，在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度與所述對應(yīng)的頻率成分的強度的差值的絕對值比規(guī)定的閾值大的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。發(fā)明效果如果采用本發(fā)明，則能夠取得正確反映硅層(或基板上形成的膜)的厚度的測定值、即可靠性高的測定值。從而，能夠根據(jù)得到的測定值檢測出正確的研磨終點。


圖1是表示CMP裝置的示意圖。圖2是說明光學(xué)式研磨終點檢測方法的原理用的示意圖。圖3是表示晶片與研磨臺之間的位置關(guān)系的俯視圖。圖4是表示由第I處理部生成的光譜波形的圖。圖5是表示由第I處理部生成的頻譜的圖。圖6是表示在研磨臺旋轉(zhuǎn)I周期間進行5次測定的例子的圖。圖7是表示對形成有背面照射(BSI)型圖像傳感器的晶片進行研磨時取得的測定數(shù)據(jù)的表。
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圖8是表示對形成有背面照射(BSI)型圖像傳感器的晶片進行研磨時取得的光譜波形的圖。圖9是表示從圖8所示的光譜波形生成的頻譜的圖。圖10是表示硅層的厚度與研磨時間之間的關(guān)系的圖。圖11是表示研磨前和研磨后的研磨輪廓的圖。圖12是表示采用關(guān)于頻率成分的強度的規(guī)定的閾值作為測定值的選擇基準(zhǔn)的例子的圖。圖13是表示采用關(guān)于頻率成分的強度的規(guī)定的閾值、以及關(guān)于硅層的厚度的規(guī)定的范圍作為測定值的選擇基準(zhǔn)的例子的圖。圖14是表示制造硅貫通電極(TSV)的過程中實施的硅層的研磨時取得的光譜波形的圖。圖15是表示從圖14所示的光譜波形生成的頻譜的圖。圖16是表示頻率成分的強度的頻數(shù)分布的直方圖。圖17是表示從圖16所示的直方圖生成的累積折線圖的圖。圖18是判別可靠性高的測定值與可靠性低的測定值的另一方法的說明圖。圖19是圖18所示的判別方法的變形例的說明圖。圖20是示意性地示出研磨裝置的剖面圖。圖21是表示圖20所示的研磨裝置的變形例的剖面圖。符號說明11照射部
12受光部(光纖)13分光器15A，15B處理部(研磨監(jiān)視部)16動作控制器20研磨臺22研磨墊(研磨工具O)24頂環(huán)25研磨液供給機構(gòu)28頂環(huán)軸30A>30B 孔31通孔32旋轉(zhuǎn)接頭33液體供給路34液體排出路35液體供給源40光源41光纖45透明窗。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。 圖2是說明光學(xué)式研磨終點檢測方法的原理用的示意圖，圖3是表示晶片與研磨臺的位置關(guān)系的俯視圖。晶片(基板)W是使用于背面照射(BSI)型圖像傳感器或硅貫通電極(TSV)的制造的晶片。如圖2所示，晶片W具有基礎(chǔ)層(例如集成電路)和形成于其上的娃層。晶片W由頂環(huán)(圖2及圖3中未圖不)支承，如圖3的箭頭所不，圍繞晶片W的中心旋轉(zhuǎn)。晶片W的表面被頂環(huán)按在旋轉(zhuǎn)的研磨臺20上的研磨墊22上，晶片W的硅層通過與研磨墊22的滑動接觸而被研磨。研磨墊22是具有用于研磨晶片W的研磨面的研磨工具。照射部11及受光部12設(shè)置于研磨臺20內(nèi)，與晶片W的表面相對配置。照射部11具備發(fā)生紅外線的LED (未圖示)，將紅外線導(dǎo)至晶片W的表面。研磨臺20每旋轉(zhuǎn)I周，就對晶片W的包含中心的多個區(qū)域照射紅外線。受光部12接收從晶片W反射的紅外線。受光部12上連接著分光器13，分光器13將反射的紅外線按波長分解，對每一波長測定反射的紅外線的強度。分光器13上連接著第I處理部15A。該第I處理部15A讀入分光器13所取得的紅外線強度數(shù)據(jù)，生成反射的紅外線的強度分布。更具體地說，第I處理部15A生成表示每一波長的紅外線的強度的光譜波形。該光譜波形表示為示出紅外線的波長與強度的關(guān)系的曲線(波形)。照射于晶片W的紅外線被介質(zhì)(在圖2的例子中是水)與硅層之間的界面、硅層與其下層的界面反射，由這些界面所反射的紅外線相互干涉。這種紅外線的干渉方式因硅層的厚度(即光路長度)而變化。因此，根據(jù)從晶片W返回的紅外線生成的光譜波形隨硅層的厚度變化。第I處理部15A對光譜波形進行FFT (高速傅里葉變換)處理，對光譜波形進行解析，根據(jù)該解析結(jié)果確定當(dāng)前的硅層的厚度。如圖2所示，介質(zhì)為水的情況下，為了防止紅外線被水吸收，紅外線最好采用波長800nm IOOOnm的近紅外線。800nm 900nm的近紅外線對薄娃層(厚度2 μ m以下)適合。第I處理部15A與第2處理部15B連接，由第I處理部15A確定的硅層厚度的測定值被送往第2處理部15B。第2處理部15B將硅層的厚度與規(guī)定的目標(biāo)值作比較，確定硅層的厚度是否達(dá)到目標(biāo)值。硅層的厚度達(dá)到目標(biāo)值時，第2處理部15B就判定硅層的研磨達(dá)到其終點，就向研磨裝置(CMP裝置)的動作控制器16發(fā)送研磨終點檢測信號。動作控制器16接收到該研磨終點檢測信號后就使研磨晶片W的研磨動作結(jié)束。在本實施形態(tài)中，由第I處理部15A與第2處理部15B構(gòu)成研磨監(jiān)視部。第I處理部15A與第2處理部15B也可以作為一個處理部設(shè)置。下面對第I處理部15A進行更詳細(xì)的說明。圖4是表示第I處理部15A所生成的光譜波形的圖。圖4中，橫軸表示從晶片反射的紅外線的波長，縱軸表示從所反射的紅外線的強度導(dǎo)出的相對反射率。該相對反射率是表示紅外線的反射強度的一個指標(biāo)，具體地說，是紅外線的強度與規(guī)定的基準(zhǔn)強度之比。對于各波長，紅外線的強度(實測強度)除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以將裝置的光學(xué)系統(tǒng)、光源固有的強度波動等不需要的因素從實測強度中去除，這樣可以得到只反映硅層的厚度信息的光譜波形。規(guī)定的基準(zhǔn)強度可以采用例如未形成膜的硅晶片(裸晶片)在存在水的條件下研磨時得到的紅外線強度。實際研磨中，從實測強度減去黑電平(在遮住了光線的條件下得到的背景強度)求出修正的實測強度，再從基準(zhǔn)強度中減去上述黑電平求出修正的基準(zhǔn)強度，然后將修正的實測強度除以修正的基準(zhǔn)強度，求出相對反射率。具體地說，相對反射率R ( λ )可用下式求得。數(shù)1
權(quán)利要求
1.一種對具有硅層的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于， 將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨， 在所述基板的研磨過程中對所述基板照射紅外線， 接收從所述基板反射的紅外線， 對每一波長測定所述反射的紅外線的強度， 將測定到的所述紅外線的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述紅外線的波長的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形進行傅里葉變換處理，確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度， 根據(jù)所述確定的硅層厚度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于，還包含在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的硅層的厚度在規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的硅層厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值的工序，根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 在所述研磨臺旋轉(zhuǎn)I周的期間內(nèi)多次反復(fù)進行從對所述基板實施的紅外線照射到所述可靠性高的測定值的認(rèn)定為止的工序，以取得多個可靠性高的測定值， 計算出所述多個可靠性高的測定值的平均值， 根據(jù)所述平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研磨方法，其特征在于， 計算所述平均值的移動平均值， 根據(jù)所述移動平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 多次反復(fù)進行從對所述基板實施的紅外線照射到所述可靠性高的測定值的認(rèn)定為止的工序，以取得多個可靠性高的測定值， 計算所述多個可靠性高的測定值的移動平均值， 根據(jù)所述移動平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述紅外線被照射于所述基板的中心部， 所述可靠性高的測定值是所述基板的中心部的所述硅層的厚度的測定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述紅外線被照射至所述基板的多個區(qū)域， 所述可靠性高的測定值是從所述多個區(qū)域預(yù)先選出的至少一個區(qū)域中的所述硅層的厚度的測定值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的多個可靠性高的測定值而變動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，以確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度的工序包含以下工序: 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得表示所述硅層的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系的頻譜， 通過對基準(zhǔn)硅晶片照射紅外線，計算從該基準(zhǔn)硅晶片反射的紅外線的每一波長的相對反射率，來取得基準(zhǔn)光譜波形， 對所述基準(zhǔn)光譜波形實施傅里葉變換處理，取得基準(zhǔn)頻譜， 通過將所述頻譜上的各硅層厚度的頻率成分的強度除以所述基準(zhǔn)頻譜上的對應(yīng)的頻率成分的強度，來對所述頻譜進行修正， 根據(jù)所述修正過的頻譜來確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 使向所述基板照射的所述紅外線的量根據(jù)被研磨的所述硅層的狀態(tài)而改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述硅層是構(gòu)成背面照射型圖像傳感器的受光面的硅層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述硅層是硅貫通電極的硅層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述紅外線是波長為800nm IOOOnm的近紅外線。
14.一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于，包含以下工序: 將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨， 在所述基板的研磨過程中，向所述基板照射光， 接收從所述基板反射的光， 對每一波長測定所述反射的光的強度， 將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度， 在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的膜的厚度處于規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點， 所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的頻率成分的強度的頻數(shù)分布來確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值是所述頻數(shù)分布所示的所述頻率成分的強度的加權(quán)平均值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值是屬于在所述頻數(shù)分布中被兩極分化了的可靠性高的組的頻率成分的強度的加權(quán)平均值與屬于可靠性低的組的頻率成分的強度的加權(quán)平均值之間的中間值。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的測定值中可靠性高的測定值所占的比例來確定。
18.—種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于， 將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨過程中，對所述基板照射光線， 接收從所述基板反射的光， 對每一波長測定所述反射的光的強度， 將測定到的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，以確定所述膜的厚度， 在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度比規(guī)定的閾值低的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
19.一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨方法，其特征在于， 將基板按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨工具上以對所述基板進行研磨， 在所述基板的研磨過程中，對所述基板照射光， 接收從所述基板反射的光， 對每一波長測定所述反射的光的強度， 將測定到的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，以確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的所述頻率成分的強度， 在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度與所述確定的頻率成分的強度的差值的絕對值比規(guī)定的閾值大的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻確定所述基板的研磨終點。
20.一種對具有硅層的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備: 支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺； 將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)； 對被保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射紅外線的照射部； 接收從所述基板反射的紅外線的受光部； 對每一波長測定所述反射的紅外線的強度的分光器；以及 根據(jù)利用所述分光器取得的紅外線強度數(shù)據(jù)來確定所述硅層的厚度的研磨監(jiān)視部， 所述研磨監(jiān)視部進行如下操作: 將測定到的所述紅外線的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率 與所述紅外線的波長之間的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度， 根據(jù)所述確定的硅層的厚度達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于，所述研磨監(jiān)視部在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的硅層厚度在規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的硅層厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，并根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于， 在所述研磨臺旋轉(zhuǎn)I周的期間內(nèi)多次反復(fù)進行從對所述基板實施的紅外線照射到所述可靠性高的測定值的認(rèn)定為止的工序，以取得多個可靠性高的測定值， 所述研磨監(jiān)視部計算出所述多個可靠性高的測定值的平均值，根據(jù)所述平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的研磨裝置，其特征在于， 所述研磨監(jiān)視部計算出所述平均值的移動平均值，根據(jù)所述移動平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于， 多次反復(fù)進行從對所述基板實施的紅外線照射到所述可靠性高的測定值的認(rèn)定為止的工序，以取得多個可靠性高的測定值， 所述研磨監(jiān)視部計算所述多個可靠性高的測定值的移動平均值，根據(jù)所述移動平均值達(dá)到所述規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于， 所述紅外線被照射至所述基板的中心部， 所述可靠性高的測定值是所述基板的中心部的所述硅層的厚度的測定值。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于， 所述紅外線被照射至所 述基板的多個區(qū)域， 所述可靠性高的測定值是從所述多個區(qū)域預(yù)先選出的至少一個區(qū)域的所述硅層的厚度的測定值。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的多個可靠性高的測定值而變動。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于， 所述研磨監(jiān)視部進行如下的操作: 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得表示所述硅層的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系的頻譜， 通過對基準(zhǔn)硅晶片照射紅外線，計算從該基準(zhǔn)硅晶片反射的紅外線的每一波長的相對反射率，來取得基準(zhǔn)光譜波形， 對所述基準(zhǔn)光譜波形實施傅里葉變換處理，以取得基準(zhǔn)頻譜， 通過將所述頻譜上的各硅層厚度的頻率成分的強度除以所述基準(zhǔn)頻譜上的對應(yīng)的頻率成分的強度，來對所述頻譜進行修正， 根據(jù)所述修正過的頻譜確定所述硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于， 所述照射部形成為能夠使向所述基板照射的所述紅外線的量根據(jù)被研磨的所述硅層的狀態(tài)而改變的結(jié)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于， 所述硅層是構(gòu)成背面照射型圖像傳感器的受光面的硅層。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于， 所述硅層是硅貫通電極的硅層。
32.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于， 所述紅外線是波長為800nm IOOOnm的近紅外線。
33.根據(jù)權(quán)利要求20所述的研磨裝置，其特征在于，還具備水供給機構(gòu)， 所述水供給機構(gòu)對被按壓在所述研磨工具上的所述基板與所述照射部和所述受光部的頂端之間的空間供水。
34.一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備: 支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺； 將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)； 對被保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射光的照射部； 接收從所述基板反射的光的受光部； 對每一波長測定所述反射的光的強度的分光器；以及 根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)確定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部， 所述研磨監(jiān)視部構(gòu)成為: 將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅 里葉變換處理，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度， 在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高，以及/或者所述確定的膜的厚度處于規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點，所述規(guī)定的閾值基于根據(jù)過去取得的多個測定值作成的所述頻率成分的強度的頻數(shù)分布來確定。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的研磨裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值是所述頻數(shù)分布中所示的所述頻率成分的強度的加權(quán)平均值。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的研磨裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值是屬于在所述頻數(shù)分布中被兩極分化了的可靠性高的組的頻率成分的強度的加權(quán)平均值與屬于可靠性低的組的頻率成分的強度的加權(quán)平均值之間的中間值。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的研磨裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的閾值根據(jù)過去取得的測定值中可靠性高的測定值所占的比例來確定。
38.一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備: 支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺； 將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)； 對保持在所述頂環(huán)上的所述基板照射光的照射部； 接收從所述基板反射的光的受光部； 對每一波長測定所述反射的光的強度的分光器；以及 根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)來確定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部， 所述研磨監(jiān)視部進行如下的操作: 將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，確定所述膜的厚度， 在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度比規(guī)定的閾值低的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
39.一種對表面上形成有膜的基板進行研磨的研磨裝置，其特征在于，具備: 支承研磨工具的能旋轉(zhuǎn)的研磨臺； 將所述基板按壓在所述旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的所述研磨工具上的頂環(huán)； 對所述頂環(huán)支承的所述基板照射光的照射部； 接收從所述基板反射的光的受光部； 對每一波長測定所述反射光的強度的分光器；以及 根據(jù)所述分光器取得的光強度數(shù)據(jù)確 定所述膜的厚度的研磨監(jiān)視部， 所述研磨監(jiān)視部進行如下的操作: 將測定出的所述光的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度以計算出相對反射率， 生成表示所述相對反射率與所述光的波長之間的關(guān)系的光譜波形， 對所述光譜波形實施傅里葉變換處理，取得所述膜的厚度與頻率成分的強度之間的關(guān)系，確定所述膜的厚度以及對應(yīng)的所述頻率成分的強度， 在規(guī)定的觀測厚度的所述頻率成分的強度與所述對應(yīng)的頻率成分的強度的差值的絕對值比規(guī)定的閾值大的情況下，將所述確定的膜的厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值， 根據(jù)所述可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定所述基板的研磨終點。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠在基板的研磨過程中獲取硅層的正確厚度，根據(jù)得到的硅層的厚度正確確定基板的研磨終點的研磨方法以及研磨裝置。本研磨方法將從基板反射的紅外線的強度除以規(guī)定的基準(zhǔn)強度，以計算出相對反射率，生成表示相對反射率與紅外線的波長之間的關(guān)系的光譜波形，對光譜波形實施傅里葉變換處理，確定硅層的厚度以及對應(yīng)的頻率成分的強度，在所述確定的頻率成分的強度比規(guī)定的閾值高的情況下，將所述確定的硅層厚度認(rèn)定為可靠性高的測定值，根據(jù)該可靠性高的測定值達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)值的時刻，確定基板的研磨終點。
文檔編號B24B37/013GK103072072SQ201210419599
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者金馬利文 申請人:株式會社荏原制作所