[發明專利]研磨墊的表面性狀測定方法和裝置

有效

• 申請號: 201510973911.7
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105738320B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 松尾尚典;望月宣宏;鈴木惠友;田尻貴寬;卡瓊路魯安帕納特
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所;國立大學法人九州工業大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01B11/30;B24B53/017
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 梅高強;張麗穎

提供一種研磨墊的表面性狀測定方法和裝置，通過使激光以多個入射角向研磨墊入射，從而能夠對反映出CMP性能的研磨墊的表面性狀進行測定。在研磨墊(2)的表面性狀測定方法中，通過對研磨墊(2)的表面照射激光，接受由研磨墊表面反射的光并進行傅里葉轉換，從而求出研磨墊(2)的表面性狀，其中，使激光以多個角度向研磨墊(2)入射。

技術領域

本發明涉及一種研磨墊的表面性狀測定方法和裝置，對在半導體晶片等基板的研磨中使用的研磨墊的表面形狀和表面狀態等表面性狀進行測定。

背景技術

近年來，伴隨著半導體器件的高集成化/高密度化，電路的配線逐漸微細化，多層配線的層數也增加。由于要實現電路的微細化并且實現多層配線，需要沿襲下側的層的表面凹凸而使階差變得更大，因此隨著配線層數的增加，薄膜形成時的相對于階差形狀的膜覆蓋性(階梯覆蓋)惡化。因此，要想進行多層配線，必須改善該階梯覆蓋，通過適當的過程進行平坦化處理。并且，由于焦點深度隨著光刻的微細化而變淺，因此需要對半導體器件表面進行平坦化處理，以將半導體器件的表面的凹凸階差控制在焦點深度以下。

因此，在半導體器件的制造工序中，半導體器件表面的平坦化技術變得越來越重要。該平坦化技術中的最重要的技術是化學性機械研磨(CMP(Chemical MechanicalPolishing))。在該化學性機械研磨中，使用研磨裝置將包含二氧化硅(SiO2)或二氧化鈰(CeO2)等磨粒的研磨液供給到研磨墊并且使半導體晶片等基板與研磨墊滑動接觸而進行研磨。

進行上述CMP的研磨裝置具有：研磨臺，該研磨臺具有研磨墊；以及被稱為載體或者頂環等的基板保持裝置，該基板保持裝置用于保持半導體晶片(基板)。使用這樣的研磨裝置進行如下的動作：通過基板保持裝置保持基板，并且以規定的壓力將該基板按壓到研磨墊，對基板上的絕緣膜或金屬膜進行研磨。

如果進行基板的研磨，則磨?；蜓心バ几街谘心|的表面，并且研磨墊的表面形狀或狀態發生變化而使研磨性能逐漸劣化。因此，隨著重復進行基板的研磨，研磨速度降低，并且會產生研磨不均。因此，為了將劣化了的研磨墊的表面形狀或狀態翻新，使用修整器來進行研磨墊的修整(調節)。

在CMP(化學性機械研磨)中提出了如下技術：研磨墊的表面形狀或狀態給研磨性能帶來的影響較大，通過各種測定方法來測定研磨墊的表面形狀、狀態。

例如，在專利文獻1中公開了如下方法：將光束照射到研磨墊而測定研磨墊的表面粗糙度。

并且，在專利文獻2中公開了如下方法：對研磨墊照射激光，根據從研磨墊反射并散射的散射光得到空間波長光譜，從而測定研磨墊的表面性狀。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平9-119822號公報

專利文獻2：日本特開2014-172153號公報

發明要解決的課題

包含上述專利文獻1和2，在測定研磨墊表面的表面粗糙度或表面性狀等的現有技術文獻中，均未涉及使激光等光束以多個入射角入射到研磨墊的技術。

本發明人們發現如下的課題：重復進行將激光照射到研磨墊而評價研磨墊的表面性狀的實驗，并且推進實驗結果的分析，其結果為，當未使用多個入射角來測定研磨墊表面性狀時，存在無法捕捉真實反映出CMP性能的研磨墊表面的性狀的情況。

發明內容

本發明是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于，提供一種研磨墊的表面性狀測定方法和裝置，通過以多個入射角使激光入射到研磨墊，從而能夠測定反映出CMP性能的研磨墊的表面性狀。

并且，本發明的目的在于，提供一種CMP裝置，根據研磨墊的表面性狀的測定結果來設定運轉條件，進行研磨或修整。

用于解決課題的手段