膜厚测定装置、研磨装置以及膜厚测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供膜厚测定装置、研磨装置以及膜厚测定方法，即使在膜的膜厚较厚的情况下，也能够抑制来自布线图案的反射光的光量不足。膜厚测定装置(30)应用于对具有包含多个布线图案的膜(202)的基板(200)的膜进行研磨的研磨装置(10)，其中，该膜厚测定装置具备：投光器(43)，该投光器在研磨装置对膜进行研磨期间，投射入射光(L1)；聚光器(44)，该聚光器使从投光器投射的入射光聚集而成为规定的光斑尺寸(D)之后，向膜投射；以及受光器(45)，该受光器接收从膜反射的反射光(L2)，规定的光斑尺寸与构成多个布线图案的各个布线图案的最小宽度相比较小。相比较小。相比较小。

【技术实现步骤摘要】
膜厚测定装置、研磨装置以及膜厚测定方法


[0001]本专利技术涉及膜厚测定装置、研磨装置以及膜厚测定方法。本申请基于在2020年5月14日申请的日本专利申请号第2020
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085008号而主张优先权。包含日本专利申请号第2020
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085008号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部的公开内容通过参照而作为整体编入本申请。

技术介绍

[0002]以往，为了使形成于基板的无机绝缘膜平坦化，例如进行化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)(例如，参照专利文献1～3)。这样的研磨所使用的研磨装置具备：保持研磨垫并且旋转的研磨台、以及一边保持基板并且将基板的膜向研磨垫按压一边旋转的基板保持部件。而且，在该研磨装置中，研磨台和基板保持部件在浆料的存在下旋转，从而研磨膜。
[0003]另外，以往，已知有在研磨装置对膜进行研磨期间，光学性地测定与无机绝缘膜的膜厚相关的数据的膜厚测定装置(例如，参照专利文献1～3)。具体而言，这样的膜厚测定装置在由研磨装置进行的研磨期间朝向无机绝缘膜投射入射光，基于从该无机绝缘膜反射的反射光的强度而测定与膜厚相关的数据。而且，该研磨装置一边通过膜厚测定装置来测定与无机绝缘膜的膜厚相关的数据一边进行研磨，在膜厚成为规定的值时判断为达到研磨终点，结束研磨。
[0004]另外，以往，作为形成于基板的膜，公知有包含多个布线图案的膜(例如参照专利文献4)。另外，作为包含这样的布线图案的膜，公知有由有机化合物构成的膜(即，有机绝缘膜)。而且，这样的有机绝缘膜的平坦化也进行CMP(例如参照专利文献5)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2010
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23210号公报
[0008]专利文献2：日本特开2001
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235311号公报
[0009]专利文献3：日本特开平10
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229060号公报
[0010]专利文献4：日本特开2001
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21317号公报
[0011]专利文献5：日本专利第6606309号公报
[0012]专利技术要解决的技术问题
[0013]然而，有机绝缘膜的膜厚与无机绝缘膜的膜厚进行比较多数情况下较厚。因此，在将无机绝缘膜所使用的现有的膜厚测定技术直接应用于有机绝缘膜的情况下，来自布线图案的反射光的光量有可能不足。在该情况下，有可能很难在研磨期间取得与膜厚相关的数据。

技术实现思路

[0014]本专利技术是鉴于上述的情况而完成的，目的之一在于，提供如下的技术：即使在膜的
膜厚较厚的情况下，也能够抑制来自布线图案的反射光的光量不足。
[0015]用于解决技术问题的技术手段
[0016](方式1)
[0017]为了实现上述目的，本专利技术的一个方式的膜厚测定装置应用于对基板的膜进行研磨的研磨装置，所述基板所具有的所述膜包含多个布线图案，其中，所述研磨装置具备研磨台，该研磨台保持研磨垫，所述膜被按压于所述研磨垫，所述膜厚测定装置具备：投光器，该投光器在所述研磨装置对所述膜进行研磨期间，投射入射光；聚光器，该聚光器使从所述投光器投射的所述入射光聚集而成为规定的光斑尺寸之后，向所述膜投射；以及受光器，该受光器接收从所述膜反射的反射光，所述规定的光斑尺寸与作为构成所述多个布线图案的各个所述布线图案的宽度中的最小的值的最小宽度相比较小。
[0018]根据该方式，由于入射光的光斑尺寸比布线图案的最小宽度小，因此能够增多投射到布线图案的入射光的光量。由此，即使在膜的膜厚较厚的情况下，也能够抑制来自布线图案的反射光的光量不足。
[0019](方式2)
[0020]在上述方式1中，也可以是，所述膜是由有机化合物构成的有机绝缘膜。根据该方式，能够抑制来自有机绝缘膜的布线图案的反射光的光量不足。
[0021](方式3)
[0022]在上述方式1或者2中，也可以是，所述投光器、所述聚光器和所述受光器配置于所述研磨台，在所述研磨垫的一部分配置有能够供所述入射光和所述反射光透过的透光部件。根据该方式，能够简化应用了膜厚测定装置的研磨装置的结构。由此，能够实现研磨装置的制造成本的削减。
[0023](方式4)
[0024]在上述方式3中，也可以是，所述膜厚测定装置具备筒状的夹具，该夹具将具有所述投光器、所述聚光器和所述受光器的传感器头安装于所述研磨台，所述夹具以使所述入射光和所述反射光通过所述夹具的内部的方式与所述研磨台连接。根据该方式，能够容易地将从传感器头到基板的距离保持恒定。由此，能够容易使从聚光器到基板的距离与焦距一致。
[0025](方式5)
[0026]在上述方式1～4中任一方式中，也可以是，所述聚光器由透镜构成。根据该方式，能够通过简单的结构而将入射光聚集。
[0027](方式6)
[0028]在上述方式1～5中任一方式中，也可以是，所述入射光具有红外区域的波长，并且是激光。根据该方式，能够增多投射到布线图案的入射光的光量。由此，能够增多来自布线图案的反射光的光量。
[0029](方式7)
[0030]在上述方式1～6中任一方式中，也可以是，将所述入射光的所述光斑尺寸设为D、将所述入射光的光斑面积设为S、将所述膜的研磨期间的所述投光器或者所述聚光器的圆周速度设为ω、将作为构成所述多个布线图案的各个所述布线图案的面积中的最小的值的最小面积设为Smin、将所述入射光的曝光时间设为t，在该情况下，将所述入射光的曝光时
间t设定为满足以下的公式(1)：
[0031](S+D
×
ω
×
t)≤(α
×
Smin)
···
(1)，
[0032]其中，α为从0＜α≤2的范围中选择的值，D的单位为μm，S的单位为μm2，ω的单位为μm/sec，Smin的单位为μm2，t的单位为sec。
[0033]根据该方式，能够将入射光投射到布线图案以外的部分的时间限制在适当的范围内。由此，能够有效地抑制来自布线图案的反射光的光量不足。
[0034](方式8)
[0035]为了实现上述目的，本专利技术的一个方式的膜厚测定装置应用于对基板的膜进行研磨的研磨装置，所述基板所具有的所述膜包含多个布线图案，其中，所述研磨装置具备研磨台，该研磨台保持研磨垫，所述膜被按压于所述研磨垫，所述膜厚测定装置具备：投光器，该投光器在所述研磨装置对所述膜进行研磨期间，投射入射光；聚光器，该聚光器使从所述投光器投射的所述入射光聚集而成为规定的光斑尺寸之后，向所述膜投射；以及受光器，该受光器接收从所述膜反射的反射光，将所述入射光的所述光斑尺寸设为D、将所述入射光的光斑面积设为S、将所述膜的研磨期间的所述投光器或者所述聚光器的圆周速度设为ω、将构成所述多个布线图案的各个所述布线图案的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜厚测定装置，应用于对基板的膜进行研磨的研磨装置，所述基板所具有的所述膜包含多个布线图案，其特征在于，所述研磨装置具备研磨台，该研磨台保持研磨垫，所述膜被按压于所述研磨垫，所述膜厚测定装置具备：投光器，该投光器在所述研磨装置对所述膜进行研磨期间，投射入射光；聚光器，该聚光器使从所述投光器投射的所述入射光聚集而成为规定的光斑尺寸之后，向所述膜投射；以及受光器，该受光器接收从所述膜反射的反射光，所述规定的光斑尺寸与作为构成所述多个布线图案的各个所述布线图案的宽度中的最小值的最小宽度相比较小。2.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，所述膜是由有机化合物构成的有机绝缘膜。3.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，所述投光器、所述聚光器和所述受光器配置于所述研磨台，在所述研磨垫的一部分配置有能够供所述入射光和所述反射光透过的透光部件。4.根据权利要求3所述的膜厚测定装置，其特征在于，具备筒状的夹具，该夹具将具有所述投光器、所述聚光器和所述受光器的传感器头安装于所述研磨台，所述夹具以使所述入射光和所述反射光通过所述夹具的内部的方式与所述研磨台连接。5.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，所述聚光器由透镜构成。6.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，所述入射光具有红外区域的波长，并且是激光。7.根据权利要求1所述的膜厚测定装置，其特征在于，将所述入射光的所述光斑尺寸设为D、将所述入射光的光斑面积设为S、将所述膜的研磨期间的所述投光器或者所述聚光器的圆周速度设为ω、将作为构成所述多个布线图案的各个所述布线图案的面积中的最小值的最小面积设为Smin、将所述入射光的曝光时间设为t，在该情况下，将所述入射光的曝光时间t设定为满足以下的公式(1)：(S+D
×
ω
×
t)≤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐鸟博俊，石井游，金马利文，木下将毅，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：