专利名称：研磨方法及研磨装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面形成有硅层的基板的研磨方法以及研磨装置，特别是涉及能够根据来自基板的反射光中包含的光学信息检测出基板的研磨终点的研磨方法以及研磨装置。
背景技术：
半导体器件的制造工艺中包含对SiO2等绝缘膜进行研磨的工序、以及对铜、钨等的金属膜进行研磨的工序等各种工序。背面照射型CMOS传感器的制造工序中，除了对绝缘膜和金属膜等进行的研磨工序外，也包含研磨硅层(硅晶片)的工序。背面照射型CMOS传感器是利用背面照射(BS1:Backside illumination)技术的图像传感器,其受光面由娃层形成。娃贯通电极(TSV:Through-silicon via)的制造工序中也包含研磨娃层的工序。娃贯通电极是形成于贯通硅层的孔中的铜等金属所构成的电极。硅层的研磨在其厚度达到规定的目标值时结束。硅层的研磨中使用CMP(ChemicalMechanical Polishing ;化学机械抛光)装置。图1是表示CMP装置的示意图。CMP装置具备上表面安装有研磨垫100的研磨台101、支承晶片W的顶环110、向研磨垫100提供研磨液(浆液)的浆液供给机构115、以及测定晶片W的膜厚的膜厚测定器120。膜厚测定器120埋设在研磨台101内。顶环110和研磨台101如箭头所示旋转，顶环110以这样的状态将晶片W按在研磨垫110上。浆液供给机构115向研磨垫110上提供研磨液，晶片W在存在研磨液的情况下通过与研磨垫Iio的滑动接触而被研磨。晶片W的研磨过程中，膜厚测定器120与研磨台101-起旋转，一边横越晶片W的表面一边进行膜厚测定。而且在膜厚达到规定的目标值时，结束对晶片W的研磨。光学式膜厚测定器是使用于上述CMP装置的膜厚测定器120的一个例子。这种光学式膜厚测定器将光线引向晶片表面，对来自于晶片的反射光进行分析，以确定晶片表面上形成的膜的厚度。硅(Si)与SiO2等绝缘材料相比，其折射率大，而且具有可见光不容易透过的性质。因此，测定硅层的厚度时不采用可见光，而采用透射性能好的红外线。使用红外线的膜厚测定器可测定硅层的厚度。但是，组装于CMP装置中的膜厚测定器，如图1所示，其本身一边移动一边测定硅层的厚度，因此存在硅层厚度波动导致测定失败的情况。特别是用上述BSI制造工艺或TSV制造工艺研磨的硅层，由于其表面的平坦度低，容易造成测定失败。为了避免这样的测定失败，也考虑缩短每I次测定的时间，但是在这样的情况下，反射的红外线量减少，信噪比(S/N)降低，因而难以正确测定。而且，研磨台每旋转I周硅层就被切削，因此在同一条件下，对相同的位置上的厚度进行再测定是不可能的。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004 - 154928号公报专利文献2 :日本特开平10 - 125634号公报
发明内容
本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供能够在基板(例如晶片)的研磨过程中得到硅层(或基板上形成的膜)的正确厚度，根据得到的硅层的厚度正确确定基板研磨的终点的研磨方法和研磨装置。解决问题的手段为了实现上述目的，本发明的一形态是对具有硅层的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于，将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中对所述基板照射红外线，接收从所述基板反射的红外线，对每一波长测定所述反射的红外线的强度，将测定到的所述红外线的强度除以规定的基准强度，以计算相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述红外线的波长的关系的光谱波形，对所述光谱波形进行傅里叶变换处理，确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度，根据所述确定的硅层厚度达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。本发明的另一形态，是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于，包含以下工序将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，向所述基板照射光，接收从所述基板反射的光，对每一波长测定所述反射的光的强度，将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，确定所述膜的厚度以及对应的频率成分的强度，在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的膜的厚度处于规定的范围内的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点，所述规定的阈值根据过去取得的频率成分的强度的频数分布来确定。本发明是另一形态是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于，将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，对所述基板照射光线，接收从所述基板反射的光，对每一波长测定所述反射的光的强度，将测定到的所述光的强度除以规定的基准强度，以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，以确定所述膜的厚度，在规定的观测厚度的所述频率成分的强度比规定的阈值低的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。本发明的另一形态，是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于，将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，对所述基板照射光，接收从所述基板反射的光，对每一波长测定所述反射的光的强度，将测定到的所述光的强度除以规定的基准强度，计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，以确定所述膜的厚度以及对应的所述频率成分的强度，在规定的观测厚度的所述频率成分的强度与所述确定的频率成分的强度的差值的绝对值比规定的阈值大的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻确定所述基板的研磨终点。本发明的另一形态，是一种对具有硅层的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备支承研磨工具的能旋转的研磨台；将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环；对被保持在所述顶环上的所述基板照射红外线的照射部；接收从所述基板反射的红外线的受光部；对每一波长测定所述反射的红外线的强度的分光器；以及根据利用所述分光器取得的红外线强度数据来确定所述硅层的厚度的研磨监视部，所述研磨监视部进行如下操作将测定到的所述红外线的强度除以规定的基准强度，以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述红外线的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度，根据所述确定的硅层的厚度达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。本发明的另一形态是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备支承研磨工具的能旋转的研磨台；将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环；对被保持在所述顶环上的所述基板照射光的照射部；接收从所述基板反射的光的受光部；对每一波长测定所述反射的光的强度的分光器；以及根据所述分光器取得的光强度数据确定所述膜的厚度的研磨监视部，所述研磨监视部构成为将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，确定所述膜的厚度以及对应的频率成分的强度，在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的膜的厚度处于规定的范围内的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点，所述规定的阈值基于根据过去取得的多个测定值作成的所述频率成分的强度的频数分布来确定。本发明的另一形态，是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备支承研磨工具的能旋转的研磨台；将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环；对保持在所述顶环上的所述基板照射光的照射部；接收从所述基板反射的光的受光部；对每一波长测定所述反射的光的强度的分光器；以及根据所述分光器取得的光强度数据来确定所述膜的厚度的研磨监视部，所述研磨监视部进行如下的操作将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，确定所述膜的厚度，在规定的观测厚度的所述频率成分的强度比规定的阈值低的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。本发明的另一形态是一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备支承研磨工具的能旋转的研磨台；将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环；对所述顶环支承的所述基板照射光的照射部；接收从所述基板反射的光的受光部；对每一波长测定所述反射光的强度的分光器；以及根据所述分光器取得的光强度数据确定所述膜的厚度的研磨监视部，所述研磨监视部进行如下的操作将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率，生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，确定所述膜的厚度以及对应的所述频率成分的强度，在规定的观测厚度的所述频率成分的强度与所述对应的频率成分的强度的差值的绝对值比规定的阈值大的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值，根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。发明效果如果采用本发明，则能够取得正确反映硅层(或基板上形成的膜)的厚度的测定值、即可靠性高的测定值。从而，能够根据得到的测定值检测出正确的研磨终点。
图1是表示CMP装置的示意图。图2是说明光学式研磨终点检测方法的原理用的示意图。图3是表示晶片与研磨台之间的位置关系的俯视图。图4是表示由第I处理部生成的光谱波形的图。图5是表示由第I处理部生成的频谱的图。图6是表示在研磨台旋转I周期间进行5次测定的例子的图。图7是表示对形成有背面照射(BSI)型图像传感器的晶片进行研磨时取得的测定数据的表。
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图8是表示对形成有背面照射(BSI)型图像传感器的晶片进行研磨时取得的光谱波形的图。图9是表示从图8所示的光谱波形生成的频谱的图。图10是表示硅层的厚度与研磨时间之间的关系的图。图11是表示研磨前和研磨后的研磨轮廓的图。图12是表示采用关于频率成分的强度的规定的阈值作为测定值的选择基准的例子的图。图13是表示采用关于频率成分的强度的规定的阈值、以及关于硅层的厚度的规定的范围作为测定值的选择基准的例子的图。图14是表示制造硅贯通电极(TSV)的过程中实施的硅层的研磨时取得的光谱波形的图。图15是表示从图14所示的光谱波形生成的频谱的图。图16是表示频率成分的强度的频数分布的直方图。图17是表示从图16所示的直方图生成的累积折线图的图。图18是判别可靠性高的测定值与可靠性低的测定值的另一方法的说明图。图19是图18所示的判别方法的变形例的说明图。图20是示意性地示出研磨装置的剖面图。图21是表示图20所示的研磨装置的变形例的剖面图。符号说明11照射部
12受光部(光纤)13分光器15A，15B处理部(研磨监视部)16动作控制器20研磨台22研磨垫(研磨工具O)24顶环25研磨液供给机构28顶环轴30A>30B 孔31通孔32旋转接头33液体供给路34液体排出路35液体供给源40光源41光纤45透明窗。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。 图2是说明光学式研磨终点检测方法的原理用的示意图，图3是表示晶片与研磨台的位置关系的俯视图。晶片(基板)W是使用于背面照射(BSI)型图像传感器或硅贯通电极(TSV)的制造的晶片。如图2所示，晶片W具有基础层(例如集成电路)和形成于其上的娃层。晶片W由顶环(图2及图3中未图不)支承，如图3的箭头所不，围绕晶片W的中心旋转。晶片W的表面被顶环按在旋转的研磨台20上的研磨垫22上，晶片W的硅层通过与研磨垫22的滑动接触而被研磨。研磨垫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设置于研磨台20内，与晶片W的表面相对配置。照射部11具备发生红外线的LED (未图示)，将红外线导至晶片W的表面。研磨台20每旋转I周，就对晶片W的包含中心的多个区域照射红外线。受光部12接收从晶片W反射的红外线。受光部12上连接着分光器13，分光器13将反射的红外线按波长分解，对每一波长测定反射的红外线的强度。分光器13上连接着第I处理部15A。该第I处理部15A读入分光器13所取得的红外线强度数据，生成反射的红外线的强度分布。更具体地说，第I处理部15A生成表示每一波长的红外线的强度的光谱波形。该光谱波形表示为示出红外线的波长与强度的关系的曲线(波形)。照射于晶片W的红外线被介质(在图2的例子中是水)与硅层之间的界面、硅层与其下层的界面反射，由这些界面所反射的红外线相互干涉。这种红外线的干渉方式因硅层的厚度(即光路长度)而变化。因此，根据从晶片W返回的红外线生成的光谱波形随硅层的厚度变化。第I处理部15A对光谱波形进行FFT (高速傅里叶变换)处理，对光谱波形进行解析，根据该解析结果确定当前的硅层的厚度。如图2所示，介质为水的情况下，为了防止红外线被水吸收，红外线最好采用波长800nm IOOOnm的近红外线。800nm 900nm的近红外线对薄娃层(厚度2 μ m以下)适合。第I处理部15A与第2处理部15B连接，由第I处理部15A确定的硅层厚度的测定值被送往第2处理部15B。第2处理部15B将硅层的厚度与规定的目标值作比较，确定硅层的厚度是否达到目标值。硅层的厚度达到目标值时，第2处理部15B就判定硅层的研磨达到其终点，就向研磨装置(CMP装置)的动作控制器16发送研磨终点检测信号。动作控制器16接收到该研磨终点检测信号后就使研磨晶片W的研磨动作结束。在本实施形态中，由第I处理部15A与第2处理部15B构成研磨监视部。第I处理部15A与第2处理部15B也可以作为一个处理部设置。下面对第I处理部15A进行更详细的说明。图4是表示第I处理部15A所生成的光谱波形的图。图4中，横轴表示从晶片反射的红外线的波长，纵轴表示从所反射的红外线的强度导出的相对反射率。该相对反射率是表示红外线的反射强度的一个指标，具体地说，是红外线的强度与规定的基准强度之比。对于各波长，红外线的强度(实测强度)除以规定的基准强度，以将装置的光学系统、光源固有的强度波动等不需要的因素从实测强度中去除，这样可以得到只反映硅层的厚度信息的光谱波形。规定的基准强度可以采用例如未形成膜的硅晶片(裸晶片)在存在水的条件下研磨时得到的红外线强度。实际研磨中，从实测强度减去黑电平(在遮住了光线的条件下得到的背景强度)求出修正的实测强度，再从基准强度中减去上述黑电平求出修正的基准强度，然后将修正的实测强度除以修正的基准强度，求出相对反射率。具体地说，相对反射率R ( λ )可用下式求得。数1
权利要求
1.一种对具有硅层的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于， 将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨， 在所述基板的研磨过程中对所述基板照射红外线， 接收从所述基板反射的红外线， 对每一波长测定所述反射的红外线的强度， 将测定到的所述红外线的强度除以规定的基准强度，以计算相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述红外线的波长的关系的光谱波形， 对所述光谱波形进行傅里叶变换处理，确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度， 根据所述确定的硅层厚度达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，还包含在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的硅层的厚度在规定的范围内的情况下，将所述确定的硅层厚度认定为可靠性高的测定值的工序，根据所述可靠性高的测定值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
3.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 在所述研磨台旋转I周的期间内多次反复进行从对所述基板实施的红外线照射到所述可靠性高的测定值的认定为止的工序，以取得多个可靠性高的测定值， 计算出所述多个可靠性高的测定值的平均值， 根据所述平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
4.根据权利要求3所述的研磨方法，其特征在于， 计算所述平均值的移动平均值， 根据所述移动平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
5.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 多次反复进行从对所述基板实施的红外线照射到所述可靠性高的测定值的认定为止的工序，以取得多个可靠性高的测定值， 计算所述多个可靠性高的测定值的移动平均值， 根据所述移动平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
6.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述红外线被照射于所述基板的中心部， 所述可靠性高的测定值是所述基板的中心部的所述硅层的厚度的测定值。
7.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述红外线被照射至所述基板的多个区域， 所述可靠性高的测定值是从所述多个区域预先选出的至少一个区域中的所述硅层的厚度的测定值。
8.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于， 所述规定的阈值根据过去取得的多个可靠性高的测定值而变动。
9.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，以确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度的工序包含以下工序: 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得表示所述硅层的厚度与频率成分的强度之间的关系的频谱， 通过对基准硅晶片照射红外线，计算从该基准硅晶片反射的红外线的每一波长的相对反射率，来取得基准光谱波形， 对所述基准光谱波形实施傅里叶变换处理，取得基准频谱， 通过将所述频谱上的各硅层厚度的频率成分的强度除以所述基准频谱上的对应的频率成分的强度，来对所述频谱进行修正， 根据所述修正过的频谱来确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度。
10.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 使向所述基板照射的所述红外线的量根据被研磨的所述硅层的状态而改变。
11.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述硅层是构成背面照射型图像传感器的受光面的硅层。
12.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述硅层是硅贯通电极的硅层。
13.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于， 所述红外线是波长为800nm IOOOnm的近红外线。
14.一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于，包含以下工序: 将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨， 在所述基板的研磨过程中，向所述基板照射光， 接收从所述基板反射的光， 对每一波长测定所述反射的光的强度， 将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，确定所述膜的厚度以及对应的频率成分的强度， 在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的膜的厚度处于规定的范围内的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点， 所述规定的阈值根据过去取得的频率成分的强度的频数分布来确定。
15.根据权利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述规定的阈值是所述频数分布所示的所述频率成分的强度的加权平均值。
16.根据权利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述规定的阈值是属于在所述频数分布中被两极分化了的可靠性高的组的频率成分的强度的加权平均值与属于可靠性低的组的频率成分的强度的加权平均值之间的中间值。
17.根据权利要求14所述的研磨方法，其特征在于， 所述规定的阈值根据过去取得的测定值中可靠性高的测定值所占的比例来确定。
18.—种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于， 将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨，在所述基板的研磨过程中，对所述基板照射光线， 接收从所述基板反射的光， 对每一波长测定所述反射的光的强度， 将测定到的所述光的强度除以规定的基准强度，以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，以确定所述膜的厚度， 在规定的观测厚度的所述频率成分的强度比规定的阈值低的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
19.一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨方法，其特征在于， 将基板按压在旋转的研磨台上的研磨工具上以对所述基板进行研磨， 在所述基板的研磨过程中，对所述基板照射光， 接收从所述基板反射的光， 对每一波长测定所述反射的光的强度， 将测定到的所述光的强度除以规定的基准强度，计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，以确定所述膜的厚度以及对应的所述频率成分的强度， 在规定的观测厚度的所述频率成分的强度与所述确定的频率成分的强度的差值的绝对值比规定的阈值大的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻确定所述基板的研磨终点。
20.一种对具有硅层的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备: 支承研磨工具的能旋转的研磨台； 将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环； 对被保持在所述顶环上的所述基板照射红外线的照射部； 接收从所述基板反射的红外线的受光部； 对每一波长测定所述反射的红外线的强度的分光器；以及 根据利用所述分光器取得的红外线强度数据来确定所述硅层的厚度的研磨监视部， 所述研磨监视部进行如下操作: 将测定到的所述红外线的强度除以规定的基准强度，以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率 与所述红外线的波长之间的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度， 根据所述确定的硅层的厚度达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
21.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨监视部在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的硅层厚度在规定的范围内的情况下，将所述确定的硅层厚度认定为可靠性高的测定值，并根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
22.根据权利要求21所述的研磨装置，其特征在于， 在所述研磨台旋转I周的期间内多次反复进行从对所述基板实施的红外线照射到所述可靠性高的测定值的认定为止的工序，以取得多个可靠性高的测定值， 所述研磨监视部计算出所述多个可靠性高的测定值的平均值，根据所述平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
23.根据权利要求22所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨监视部计算出所述平均值的移动平均值，根据所述移动平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
24.根据权利要求21所述的研磨装置，其特征在于， 多次反复进行从对所述基板实施的红外线照射到所述可靠性高的测定值的认定为止的工序，以取得多个可靠性高的测定值， 所述研磨监视部计算所述多个可靠性高的测定值的移动平均值，根据所述移动平均值达到所述规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
25.根据权利要求21所述的研磨装置，其特征在于， 所述红外线被照射至所述基板的中心部， 所述可靠性高的测定值是所述基板的中心部的所述硅层的厚度的测定值。
26.根据权利要求21所述的研磨装置，其特征在于， 所述红外线被照射至所 述基板的多个区域， 所述可靠性高的测定值是从所述多个区域预先选出的至少一个区域的所述硅层的厚度的测定值。
27.根据权利要求21所述的研磨装置，其特征在于， 所述规定的阈值根据过去取得的多个可靠性高的测定值而变动。
28.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨监视部进行如下的操作: 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得表示所述硅层的厚度与频率成分的强度之间的关系的频谱， 通过对基准硅晶片照射红外线，计算从该基准硅晶片反射的红外线的每一波长的相对反射率，来取得基准光谱波形， 对所述基准光谱波形实施傅里叶变换处理，以取得基准频谱， 通过将所述频谱上的各硅层厚度的频率成分的强度除以所述基准频谱上的对应的频率成分的强度，来对所述频谱进行修正， 根据所述修正过的频谱确定所述硅层的厚度以及对应的频率成分的强度。
29.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于， 所述照射部形成为能够使向所述基板照射的所述红外线的量根据被研磨的所述硅层的状态而改变的结构。
30.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于， 所述硅层是构成背面照射型图像传感器的受光面的硅层。
31.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于， 所述硅层是硅贯通电极的硅层。
32.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于， 所述红外线是波长为800nm IOOOnm的近红外线。
33.根据权利要求20所述的研磨装置，其特征在于，还具备水供给机构， 所述水供给机构对被按压在所述研磨工具上的所述基板与所述照射部和所述受光部的顶端之间的空间供水。
34.一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备: 支承研磨工具的能旋转的研磨台； 将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环； 对被保持在所述顶环上的所述基板照射光的照射部； 接收从所述基板反射的光的受光部； 对每一波长测定所述反射的光的强度的分光器；以及 根据所述分光器取得的光强度数据确定所述膜的厚度的研磨监视部， 所述研磨监视部构成为: 将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅 里叶变换处理，确定所述膜的厚度以及对应的频率成分的强度， 在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高，以及/或者所述确定的膜的厚度处于规定的范围内的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点，所述规定的阈值基于根据过去取得的多个测定值作成的所述频率成分的强度的频数分布来确定。
35.根据权利要求34所述的研磨装置，其特征在于， 所述规定的阈值是所述频数分布中所示的所述频率成分的强度的加权平均值。
36.根据权利要求34所述的研磨装置，其特征在于， 所述规定的阈值是属于在所述频数分布中被两极分化了的可靠性高的组的频率成分的强度的加权平均值与属于可靠性低的组的频率成分的强度的加权平均值之间的中间值。
37.根据权利要求34所述的研磨装置，其特征在于， 所述规定的阈值根据过去取得的测定值中可靠性高的测定值所占的比例来确定。
38.一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备: 支承研磨工具的能旋转的研磨台； 将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环； 对保持在所述顶环上的所述基板照射光的照射部； 接收从所述基板反射的光的受光部； 对每一波长测定所述反射的光的强度的分光器；以及 根据所述分光器取得的光强度数据来确定所述膜的厚度的研磨监视部， 所述研磨监视部进行如下的操作: 将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形，对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，确定所述膜的厚度， 在规定的观测厚度的所述频率成分的强度比规定的阈值低的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
39.一种对表面上形成有膜的基板进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备: 支承研磨工具的能旋转的研磨台； 将所述基板按压在所述旋转的研磨台上的所述研磨工具上的顶环； 对所述顶环支承的所述基板照射光的照射部； 接收从所述基板反射的光的受光部； 对每一波长测定所述反射光的强度的分光器；以及 根据所述分光器取得的光强度数据确 定所述膜的厚度的研磨监视部， 所述研磨监视部进行如下的操作: 将测定出的所述光的强度除以规定的基准强度以计算出相对反射率， 生成表示所述相对反射率与所述光的波长之间的关系的光谱波形， 对所述光谱波形实施傅里叶变换处理，取得所述膜的厚度与频率成分的强度之间的关系，确定所述膜的厚度以及对应的所述频率成分的强度， 在规定的观测厚度的所述频率成分的强度与所述对应的频率成分的强度的差值的绝对值比规定的阈值大的情况下，将所述确定的膜的厚度认定为可靠性高的测定值， 根据所述可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定所述基板的研磨终点。
全文摘要
本发明提供能够在基板的研磨过程中获取硅层的正确厚度，根据得到的硅层的厚度正确确定基板的研磨终点的研磨方法以及研磨装置。本研磨方法将从基板反射的红外线的强度除以规定的基准强度，以计算出相对反射率，生成表示相对反射率与红外线的波长之间的关系的光谱波形，对光谱波形实施傅里叶变换处理，确定硅层的厚度以及对应的频率成分的强度，在所述确定的频率成分的强度比规定的阈值高的情况下，将所述确定的硅层厚度认定为可靠性高的测定值，根据该可靠性高的测定值达到规定的目标值的时刻，确定基板的研磨终点。
文档编号B24B37/013GK103072072SQ201210419599
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者金马利文 申请人:株式会社荏原制作所