本发明专利技术提供一种能够正确地监视研磨的进展、还能够检测正确的研磨终点的方法。本方法在基板的研磨中对基板照射光，受光来自基板的反射光，对各波长测量反射光的强度，由强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的波谱，计算出每规定时间的波谱的变化量，将波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出波谱累积变化量，基于波谱累积变化量监视基板的研磨的进展。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及监视半导体晶片等基板的研磨的进展的方法，特别涉及基于由来自基板的反射光得到的波谱的变化监视研磨的进展、决定研磨终点的方法。此外，本专利技术涉及执行这样的研磨监视方法的研磨监视装置。进而，本专利技术涉及利用这样的研磨监视方法的基板的研磨方法及研磨装置。
技术介绍
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，形成.层叠构造。为了形成该层叠构造，使最上层的表面变得平坦的技术变得重要。作为这样的平坦化的一种方法，广泛地使用化学机械研磨(CMP)。化学机械研磨(CMP)由研磨装置进行。这种研磨装置一般具备支承研磨垫板的研磨工作台、保持基板(具有膜的晶片)的顶圈(卜7 7I > ^ )、和将研磨液供给到研磨垫板上的研磨液供给机构。在研磨基板时，一边从研磨液供给机构将研磨液供给到研磨垫板上，一边通过顶圈将基板的表面推压在研磨垫板上。进而，通过使顶圈和研磨工作台分别旋转而使基板与研磨垫板相对移动，对形成基板的表面的膜进行研磨。研磨装置通常具备研磨终点检测装置。作为研磨终点检测装置的一例，有对基板的表面照射光、基于从基板反射来的光的波谱决定研磨终点的光学式研磨终点检测装置。 例如，在专利文献1所公开的方法中，对反射光的强度实施用来除去噪声成分的规定的处理而生成特性值，根据该特性值的时间性变化的特征点(极大点或极小点)决定研磨终点。波谱(spectrum)是以波长的顺序排列的光的强度的排列，表示各波长下的光的强度。由波谱生成的特性值如图1所示，随着研磨时间而周期性地变化，极大点和极小点交替地出现。这是因光波的干涉带来的现象。即，照射在基板上的光被介质与膜的界面、和膜与处于该膜之下的层的界面反射，由这些界面反射的光的波相互地干涉。该光波的干涉的方式根据膜的厚度(即光路长)而变化。因此，从基板返回的反射光的强度与膜的厚度一起周期性地变化。光的强度也可以表示为反射率或相对反射率等的相对值。上述光学式研磨终点检测装置如图1所示，在研磨中计数特性值的时间变化的特征点(极大点或极小点)的数量，根据该特征点的数量监视研磨的进展。并且，在从特征点的数量达到规定值的时刻起经过了规定时间的时刻结束研磨。除此以外，还有将在研磨中得到的波谱与预先准备的基准波谱比较来决定研磨终点的方法(例如专利文献幻。在该方法中，将研磨中的各时刻的波谱与基准波谱比较，将两波谱间的差满足目标差的条件的时刻作为研磨终点。基准波谱通过研磨与作为研磨对象的基板相同种类的试样基板而预先准备。将在试样基板的研磨中得到的包括基准波谱的多个波谱与相关于研磨时间或研磨工作台的旋转速度的索引值建立关联而作为库存储。这样，通过将在别的基板的研磨中得到的波谱与库内的波谱进行比较，能够将研磨中的各时刻的基板的研磨状态用索引值表示。这样，索引值可以称作相对或间接地表示基板的膜厚的指标。但是，在实际的基板中，具有不同的配线图案的配线层及不同种类的绝缘膜多重重叠而形成多层配线构造，光学传感器通过上层的绝缘膜的没有配线的部分也检测来自下层的绝缘膜的光。因此，如果在基板间在下层的绝缘膜的厚度及光学常数中存在离差，则波谱受到影响。结果，在上述方法中，不能正确地测量上层膜(被研磨膜)的厚度，难以正确地监视研磨的进展。还有检测到的研磨终点在基板间不同的问题。日本特开2004_巧4拟8号公报日本特表2009-505847号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述以往的问题而做出的，其目的是提供一种能够正确地监视研磨的进展、还有能够检测正确的研磨终点的方法及装置。此外，本专利技术的目的是提供一种使用这样的研磨监视方法的基板的研磨方法及研磨装置。为了达到上述目的，本专利技术的一技术方案，是一种监视具有膜的基板的研磨的方法，其特征在于，在基板的研磨中对上述基板照射光；受光来自上述基板的反射光；对各波长测量上述反射光的强度；由上述强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的波谱； 计算每规定时间的上述波谱的变化量；将上述波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出波谱累积变化量；基于上述波谱累积变化量监视上述基板的研磨的进展。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述波谱的变化量是在两个不同的时刻生成的两个波谱的相对变化的大小。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述相对变化的大小是规定的波长范围中的上述两个波谱间的上述强度的差分的平方平均平方根。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述相对变化的大小是规定的波长范围中的上述两个波谱间的上述强度的差分的绝对值的平均。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述波谱的变化量是通过将上述相对变化的大小用上述两个时刻间的时间间隔除而得到的波谱变化速度。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述波谱的变化量具有正或负的符号。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述波谱是表示波长、与将各波长下的强度用规定的波长范围下的强度的平均值除而得到的标准化的强度之间的关系的波谱。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述基板是在具有相同构造的第1基板之后被研磨的第2基板；上述方法还包括以下的工序在上述第1基板的研磨中对上述第1基板照射光；受光来自上述第1基板的反射光；对各波长测量上述反射光的强度；由上述强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的基准波谱；计算出每规定时间的上述基准波谱的变化量；将上述基准波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出基准波谱累积变化量；基于上述基准波谱累积变化量、上述第1基板的初始膜厚和上述第1基板的最终膜厚，将关于上述第2基板的上述波谱累积变化量变换为上述第2基板的膜的除去量。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，还包括以下的工序取得上述第2基板的初始膜厚；通过从上述第2基板的初始膜厚减去上述除去量，将上述除去量变换为上述第2 基板的膜的厚度。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述基板的研磨是用于调节形成在上述基板的金属配线的高度的研磨。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，上述基板具有上述膜、形成在上述膜之上的隔离层和形成在上述膜内的上述金属配线；基于上述波谱变化量决定上述隔离层的除去时刻。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，在上述基板的表面上形成有台阶；上述波谱累积变化量的计算从上述台阶被除去了的时刻开始。本专利技术的优选的技术方案的特征在于，基于上述波谱累积变化量决定上述基板的研磨终点。本专利技术的另一技术方案是一种研磨具有膜的基板的方法，其特征在于，使上述基板与研磨垫板滑动接触而研磨该基板；在基板的研磨中对上述基板照射光；受光来自上述基板的反射光；对各波长测量上述反射光的强度；根据上述强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的波谱；计算出每规定时间的上述波谱的变化量；将上述波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出波谱累积变化量；基于上述波谱累积变化量监视上述基板的研磨的进展。本专利技术的另一技术方案是一种研磨监视装置，其特征在于，具备投光部，在基板的研磨中对上述基板照射光；受光部，受光来自上述基板的反射光；分光器，对各波长测量上述反射光的强度；以及处理装置，处理上述分光器的测量数据；上述处理装置进行下述处理由上述强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的波谱；计算出每规定时间的上述波谱的变化量；将上述波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出波谱累积变化量；基于上述波谱累积变化量监视上述基板本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种研磨监视方法，监视具有膜的基板的研磨，其特征在于，在基板的研磨中对上述基板照射光；受光来自上述基板的反射光；按各波长测量上述反射光的强度；由上述强度的测量值生成表示强度与波长之间的关系的波谱；计算出每规定时间的上述波谱的变化量；将上述波谱的变化量沿着研磨时间累积而计算出波谱累积变化量；基于上述波谱累积变化量监视上述基板的研磨的进展。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：小林洋一，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP
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