CN105738320B - 研磨垫的表面性状测定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种研磨垫的表面性状测定方法和装置，通过使激光以多个入射角向研磨垫入射，从而能够对反映出CMP性能的研磨垫的表面性状进行测定。在研磨垫(2)的表面性状测定方法中，通过对研磨垫(2)的表面照射激光，接受由研磨垫表面反射的光并进行傅里叶转换，从而求出研磨垫(2)的表面性状，其中，使激光以多个角度向研磨垫(2)入射。

Description

研磨垫的表面性状测定方法和装置
技术领域
本发明涉及一种研磨垫的表面性状测定方法和装置，对在半导体晶片等基板的研磨中使用的研磨垫的表面形状和表面状态等表面性状进行测定。
背景技术
近年来，伴随着半导体器件的高集成化/高密度化，电路的配线逐渐微细化，多层配线的层数也增加。由于要实现电路的微细化并且实现多层配线，需要沿袭下侧的层的表面凹凸而使阶差变得更大，因此随着配线层数的增加，薄膜形成时的相对于阶差形状的膜覆盖性(阶梯覆盖)恶化。因此，要想进行多层配线，必须改善该阶梯覆盖，通过适当的过程进行平坦化处理。并且，由于焦点深度随着光刻的微细化而变浅，因此需要对半导体器件表面进行平坦化处理，以将半导体器件的表面的凹凸阶差控制在焦点深度以下。
因此，在半导体器件的制造工序中，半导体器件表面的平坦化技术变得越来越重要。该平坦化技术中的最重要的技术是化学性机械研磨(CMP(Chemical MechanicalPolishing))。在该化学性机械研磨中，使用研磨装置将包含二氧化硅(SiO2)或二氧化铈(CeO2)等磨粒的研磨液供给到研磨垫并且使半导体晶片等基板与研磨垫滑动接触而进行研磨。
进行上述CMP的研磨装置具有：研磨台，该研磨台具有研磨垫；以及被称为载体或者顶环等的基板保持装置，该基板保持装置用于保持半导体晶片(基板)。使用这样的研磨装置进行如下的动作：通过基板保持装置保持基板，并且以规定的压力将该基板按压到研磨垫，对基板上的绝缘膜或金属膜进行研磨。
如果进行基板的研磨，则磨粒或研磨屑附着于研磨垫的表面，并且研磨垫的表面形状或状态发生变化而使研磨性能逐渐劣化。因此，随着重复进行基板的研磨，研磨速度降低，并且会产生研磨不均。因此，为了将劣化了的研磨垫的表面形状或状态翻新，使用修整器来进行研磨垫的修整(调节)。
在CMP(化学性机械研磨)中提出了如下技术：研磨垫的表面形状或状态给研磨性能带来的影响较大，通过各种测定方法来测定研磨垫的表面形状、状态。
例如，在专利文献1中公开了如下方法：将光束照射到研磨垫而测定研磨垫的表面粗糙度。
并且，在专利文献2中公开了如下方法：对研磨垫照射激光，根据从研磨垫反射并散射的散射光得到空间波长光谱，从而测定研磨垫的表面性状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-119822号公报
专利文献2：日本特开2014-172153号公报
发明要解决的课题
包含上述专利文献1和2，在测定研磨垫表面的表面粗糙度或表面性状等的现有技术文献中，均未涉及使激光等光束以多个入射角入射到研磨垫的技术。
本发明人们发现如下的课题：重复进行将激光照射到研磨垫而评价研磨垫的表面性状的实验，并且推进实验结果的分析，其结果为，当未使用多个入射角来测定研磨垫表面性状时，存在无法捕捉真实反映出CMP性能的研磨垫表面的性状的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种研磨垫的表面性状测定方法和装置，通过以多个入射角使激光入射到研磨垫，从而能够测定反映出CMP性能的研磨垫的表面性状。
并且，本发明的目的在于，提供一种CMP装置，根据研磨垫的表面性状的测定结果来设定运转条件，进行研磨或修整。
用于解决课题的手段
为了达成上述的目的，本发明的研磨垫的表面性状测定方法，向研磨垫的表面照射激光，接受由研磨垫表面反射的光并进行傅里叶转换，从而求出研磨垫的表面性状，在该研磨垫的表面性状测定方法中，使激光以多个角度向研磨垫入射。
根据本发明，利用多个入射角得到研磨垫的表面性状，从而与利用单一的入射角得到研磨垫的表面性状的情况相比，能够得到更有力地反映出CMP性能(与CMP性能相关性较强)的研磨垫的表面性状。
由于在研磨垫的表面上存在微细的凹凸，因此在以高入射角(接近相对于研磨垫面平行的角度)入射激光的情况下，激光虽然到达凸部，但因凸部所产生的影子的影响而难以到达凹部。在该情况下，通过采用低入射角(接近相对于研磨垫面垂直的角度)，从而使激光也到达凹部，能够得到关于凹部的信息。然而，在该情况下，来自研磨垫的极表面的衍射光较弱。即，利用单一的入射角难以得到凹部的信息，或者来自极表面的衍射光较弱，因而得到期望的垫表面信息可能是很困难的。与此相对，通过导入在本发明中提出的多入射角的激光照射，从而能够不丢失信息地得到期望的信息。
根据本发明优选的方式，从比布鲁斯特角大的角度范围中选择所述激光的多个入射角，所述布鲁斯特角是与作为测定对象的研磨垫材料相对应的角度。
根据本发明，如果入射角比布鲁斯特角小，则反射率较低，存在无法得到充分的反射光量的情况，因此在本发明中优选使入射角大于布鲁斯特角。
根据本发明的优选的方式，根据作为测定对象的研磨垫材料、研磨垫表面的修整条件、进行研磨垫的修整的修整器部件的种类选择所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，通过使设置于光源与研磨垫之间的反射镜的角度和/或位置发生变化而调整所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，通过使设置在光源与研磨垫之间的不同位置的反射镜反射所述激光而决定所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，通过使光源移动而调整所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，通过在不同的位置设置多个光源而调整所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，利用设置在光源与研磨垫之间的分光器调整所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，通过改变进行投光的光纤相对于研磨垫表面的角度而调整所述激光的多个入射角。
根据本发明优选的方式，将利用所述激光的多个入射角得到的研磨垫表面性状中的、并不是利用所有的入射角而是利用一部分的入射角得到的垫表面性状作为该研磨垫的代表性表面性状。
本发明的研磨垫的表面性状测定装置具有：光学系统，该光学系统能够相对于研磨垫以至少两个角度入射激光；以及运算处理装置，该运算处理装置对由所述光学系统得到的来自研磨垫的反射光进行傅里叶转换而求出研磨垫的表面性状。
根据本发明优选的方式，在所述光学系统中，光源、投光部、反射镜、受光部中的至少一个可动。
根据本发明优选的方式，在所述光学系统中，光源、投光部、反射镜、受光部中的至少一种为多个。
根据本发明优选的方式，所述光学系统的受光部包含CCD元件或者CMOS元件。
根据本发明优选的方式，所述光学系统的投光部是光纤。
本发明的CMP装置具有：上述研磨垫的表面性状测定装置；载体，该载体保持作为研磨对象物的基板并将该基板按压到所述研磨垫；研磨台，该研磨台保持所述研磨垫，并使所述研磨垫旋转；以及修整器，所述修整器进行所述研磨垫的修整。
发明效果
本发明实现以下列举的效果。
(1)利用多个入射角得到研磨垫的表面性状，从而与利用单一的入射角得到研磨垫的表面性状的情况相比，能够得到更有力地反映出CMP性能(与CMP性能相关性较强)的研磨垫的表面性状。
(2)根据本发明，由于能够实时掌握研磨垫的表面性状，因此能够进行以下的CMP的稳定运用。
1)由于能够不浪费研磨垫和修整器而直到寿命的最后用尽研磨垫和修整器，因此能够抑制耗材成本。
2)对于因某种修整异常导致的研磨垫的表面性状的非正常状态，能够立即检测并警报，因此能够将因CMP性能不良导致的半导体器件的制造不良抑制在最小限度。
3)根据研磨垫的表面性状的变化而变更修整条件，从而能够始终将研磨垫的表面性状维持在确保CMP性能所需要的状态。
附图说明
图1是表示实施本发明的研磨垫的表面性状测定方法的研磨装置的整体结构的示意图。
图2是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第1方式的示意性主视图。
图3是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第2方式的示意性主视图。
图4是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第3方式的示意性主视图。
图5是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第4方式的示意性主视图。
图6是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第5方式的示意性主视图。
图7是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第6方式的示意性主视图。
图8是表示图1所示的研磨垫的表面性状测定装置的第7方式的示意性主视图。
图9是表示根据作为代表性研磨垫材料的聚氨酯和空气的折射率求出的入射光的入射角与反射率的关系的曲线图。
图10是表示垫表面性状与CMP性能的相关系数的曲线图，该垫表面性状是使入射角相对于通常的CMP用研磨垫发生变化的情况下的每个入射角的根据反射率得到的垫表面性状。
图11是表示对于作为修整条件使修整时的修整负荷发生变化的情况和使修整器的种类发生变化的情况，在激光相对于研磨垫的入射角为60度和80度时，比较根据反射率得到的垫表面性状与CMP性能之间的相关系数的结果的曲线图。
符号说明
1 研磨台
1a 台轴
2 研磨垫
2a 研磨面
3 研磨液供给喷嘴
10 载体
11 轴
12 载体臂
20 修整装置
21 修整器臂
22 修整器
22a 修整部件
30 表面性状测定装置
31 光源
31-1 第1光源
31-2 第2光源
32 受光部
32-1 第1受光部
32-2 第2受光部
32a 受光面
33 反射镜
33-1 第1反射镜
33-2 第2反射镜
35 分光器
36-1 第1光纤
36-2 第2光纤
40 运算处理装置
具体实施方式
以下，参照图1至图11详细地说明本发明的研磨垫的表面性状测定方法和装置的实施方式。另外，在图1至图11中，对相同或者相当的结构要素标注相同的标号而省略重复的说明。
图1是表示实施本发明的研磨垫的表面性状测定方法的研磨装置的整体结构的示意图。如图1所示，研磨装置具有：研磨台1；以及载体10，该载体10保持作为研磨对象物的半导体晶片等基板W并将基板W按压到研磨台上的研磨垫。研磨台1经由台轴1a与配置在其下方的研磨台旋转电动机(未图示)连结，能够绕台轴1a旋转。在研磨台1的上表面上粘贴有研磨垫2，研磨垫2的表面构成研磨基板W的研磨面2a。研磨垫2使用陶氏化学公司(DowChemical Company)产的SUBA800、IC1000、IC1000/SUBA400(二层布)等。SUBA800是利用聚氨酯树脂固定纤维的无纺布。IC1000是硬质的发泡聚氨酯，是在其表面上具有多个微细的孔(气孔)的垫，也被称为多孔垫。在研磨台1的上方设置有研磨液供给喷嘴(未图示)，通过研磨液供给喷嘴对研磨台1上的研磨垫2供给研磨液(浆料)。
载体10与轴11连接，轴11相对于载体臂12上下移动。借助轴11的上下移动使载体10的整体相对于载体臂12上下移动而进行定位。轴11借助电动机(未图示)的驱动而旋转，载体10绕轴11的轴心旋转。
如图1所示，载体10能够在其下表面保持半导体晶片等基板W。载体臂12构成为能够回转，在下表面保持基板W的载体10能够借助载体臂12的回转而从基板的接受位置向研磨台1的上方移动。载体10在下表面保持基板W并将基板W按压到研磨垫2的表面(研磨面)。此时，使研磨台1和载体10分别旋转，从设置于研磨台1的上方的研磨液供给喷嘴向研磨垫2上供给研磨液(浆料)。研磨液使用作为磨粒包含二氧化硅(SiO2)或二氧化铈(CeO2)的研磨液。这样，将研磨液供给到研磨垫2上，并且将基板W按压到研磨垫2并使基板W与研磨垫2相对移动而研磨基板上的绝缘膜或金属膜等。作为绝缘膜可列举SiO2。作为金属膜可列举Cu膜、W膜、Ta膜、Ti膜。
如图1所示，研磨装置具有对研磨垫2进行修整的修整装置20。修整装置20具有修整器臂21以及旋转自如地安装于修整器臂21的修整器22。修整器22的下部由修整部件22a构成，修整部件22a具有圆形的修整面，硬质的粒子通过电附着等固定于修整面。作为该硬质的粒子可列举金刚石粒子或陶瓷粒子等。在修整器臂21内内装有未图示的电动机，借助该电动机使修整器22旋转。修整器臂21与未图示的升降机构连结，修整器臂21借助该升降机构下降而使修整部件22a按压研磨垫2的研磨面2a。研磨台1、载体10、修整装置20等各装置类与控制装置(未图示)连接，借助控制装置来控制研磨台1的旋转速度、载体10的旋转速度和研磨压力、修整装置20的修整器22的负荷和摆动速度等。
如图1所示，研磨装置具有对研磨垫2的表面形状或表面状态等表面性状进行测定的研磨垫的表面性状测定装置30。研磨垫的表面性状测定装置30具有：光源31，该光源31对研磨垫2照射激光；以及受光部32，该受光部32接受由研磨垫2的表面反射的反射光。在图1所示的实施方式中，从光源31射出的激光经由反射镜33照射到研磨垫2。
受光部32由CCD元件或者CMOS元件构成，配置在研磨垫2的上方。受光部32与运算处理装置40连接。运算处理装置40具有运算功能，该运算功能通过特定的运算方法将由受光部接受到的反射光的强度分布(光谱)转换成与CMP性能相关的数值。并且，运算处理装置40具有显示功能，该显示功能显示反射光强度分布和与CMP性能相关的数值。运算处理装置40也可以组装到CMP的控制装置中。来自运算处理装置40的信号被输入到CMP的控制装置。
图2是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第1方式的示意性主视图。在图2所示的表面性状测定装置30中，光源31固定，反射镜33与受光部32成为能够上下移动的可动式。如图2所示，反射镜33构成为在实线所示的下降位置与双点划线所示的上升位置之间可动。并且，受光部32构成为在实线所示的下降位置与双点划线所示的上升位置之间可动。
在像图2所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，在使反射镜33和受光部32都位于实线所示的下降位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫。由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。
并且，在使反射镜33和受光部32都处于由双点划线所示的上升位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫。由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。
这样，通过使反射镜33和受光部32为可动式，从而能够使从固定的光源(投光部)31射出的激光相对于研磨垫2以多个入射角入射。
图3是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第2方式的示意性主视图。在图3所示的研磨垫的表面性状测定装置30中，反射镜33和受光部32固定，光源31为能够摆动的可动式。如图3所示，光源31构成为能够在实线所示的垂直方向位置与双点划线所示的倾斜位置之间摆动。并且，设置有位于上方位置的第1受光部32-1和位于下方位置的第2受光部32-2这两个受光部。
在如图3所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，在使光源31位于实线所示的垂直方向位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被位于上方位置的第1受光部32-1接受。
并且，在使光源31摆动而位于双点划线所示的倾斜位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被位于下方位置的第2受光部32-2接受。
这样，通过使光源(投光部)31摆动而能够变更从光源(投光部)31射出的激光的角度，能够经由固定的反射镜33使激光相对于研磨垫2以多个入射角入射。
图4是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第3方式的示意性主视图。在图4所示的研磨垫的表面性状测定装置30中，反射镜33和受光部32固定，光源31为能够摆动的可动式。如图4所示，光源31构成为能够在实线所示的垂直方向位置与双点划线所示的倾斜位置之间摆动。受光部32的接受反射光的受光面32a被设定为比图2或图3所示的受光部的受光面大，即使来自研磨垫2的反射光的反射角不同也能够接受反射光。
在如图4所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，在使光源31位于实线所示的垂直方向位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。
并且，在使光源31摆动而处于双点划线所示的倾斜位置的情况下，从光源31射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。
这样，通过使光源(投光部)31摆动而能够变更从光源(投光部)31射出的激光的角度，能够经由固定的反射镜33使激光相对于研磨垫2以多个入射角入射。并且，受光部32具有较大的受光面32a，以便能够接受反射角不同的所有的反射光，固定的(不可动的)受光部32可以是一个。
图5是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第4方式的示意性主视图。在图5所示的表面性状测定装置30中，反射镜和受光部分别设置有多个。如图5所示，设置有位于下方位置的第1反射镜33-1和位于上方位置的第2反射镜33-2这两个反射镜。并且，设置有位于下方位置的第1受光部32-1和位于上方位置的第2受光部32-2这两个受光部。
在如图5所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，从光源31射出的激光由第1反射镜33-1反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被第1受光部32-1接受。并且，从光源31射出的激光由第2反射镜33-2反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被第2受光部32-2接受。另外，反射与入射角B对应的光的反射镜33-2是光能够透过的材料。在该情况下，实际上，由于透射与入射角B对应的反射镜33-2而到达与入射角A对应的反射镜33-1的光被前者的反射镜33-2折射，因此后者的反射镜33-1必须设定为考虑到该情况的材料、角度、位置。在图5中，为了将图示简化而未以考虑到折射的光路进行图示。
图6是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第5方式的示意性主视图。在图6所示的研磨垫的表面性状测定装置30中，光源和受光部分别设置多个。如图6所示，设置有位于垂直方向位置的第1光源31-1和位于倾斜位置的第2光源31-2这两个光源。并且，设置有位于上方位置的第1受光部32-1和位于下方位置的第2受光部32-2这两个受光部。
在如图6所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，从第1光源31-1射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被配置于上方的第1受光部32-1接受。并且，从位于倾斜位置的第2光源31-2射出的激光由反射镜33反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2。由研磨垫2的表面反射的反射光被配置于下方的第2受光部32-2接受。
这样，通过设置多个光源31-1、31-2和多个受光部32-1、32-2，从而能够使激光相对于研磨垫2以多个入射角入射。以与各入射角对应的方式，分别选定受光部32-1、32-2的大小、位置、角度。
图7是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第6方式的示意性主视图。在图7所示的研磨垫的表面性状测定装置30中，在光源31的正下方设置分光器35，反射镜和受光部分别设置有多个。如图7所示，使用分光器35将来自1个光源31的激光分支。设置有位于下方位置的第1反射镜33-1和位于上方位置的第2反射镜33-2这两个反射镜。并且，设置有位于下方位置的第1受光部32-1和位于上方位置的第2受光部32-2这两个受光部。
在如图7所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，从光源31射出的激光被分光器35分支而成为两个激光，一方的激光由第1反射镜33-1反射而变更光路，按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2，由研磨垫的表面反射的反射光被第1受光部32-1接受。另一方的激光由第2反射镜33-2反射而变更光路，按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2，由研磨垫2的表面反射的反射光被第2受光部32-2接受。
这样，使用分光器35将来自一个光源31的激光分支并由两个反射镜33-1、33-2反射到不同的角度，由此利用一个光源实现两个入射角。
图8是表示研磨垫的表面性状测定装置30的第7方式的示意性主视图。在图8所示的研磨垫的表面性状测定装置30中，设置与光源31连结的多个光纤(投光部)。如图8所示，光源31连结有两根光纤36-1、36-2，通过改变2根光纤36-1、36-2的相对于研磨垫表面的角度，从而能够使激光以多个入射角入射到研磨垫2。
在如图8所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30中，对于从光源31射出的激光，通过第1光纤36-1引导激光，从第1光纤36-1射出的激光按照入射角＝A的方式入射到研磨垫2，由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。从第2光纤36-2射出的激光按照入射角＝B的方式入射到研磨垫2，由研磨垫2的表面反射的反射光被受光部32接受。
这样，使用形状能够自由变更的光纤(投光部)36-1、36-2，能够使激光相对于研磨垫2以多个入射角入射。并且，受光部32具有较大的受光面32a，以便接受反射角不同的所有的反射光，固定的(不可动的)受光部32可以是一个。另外，也可以与图6同样地设置多个受光部。
使用图2至图8所示那样构成的研磨垫的表面性状测定装置30，使激光以多个入射角入射到研磨垫2的表面，利用受光部接受分别与多个入射角对应的来自垫表面的多个反射光，通过运算处理装置40分别对接受到的多个反射光进行傅里叶转换而求出垫表面的空间波长光谱，评价垫表面性状。
作为垫表面性状主要评价表面粗糙度的成分。具体而言，在取得空间波长光谱后，首先对某波长区域(区域1)的信号强度进行积分，接着选定在被认为特别赋予研磨性能的区域1的范围内且比区域1窄的特定波长区域(区域2)，在进一步对区域2的信号强度进行积分后，将两者的信号强度的比率设为评价指标。将该指标定义为波长结构比，评价垫表面性状。
此时，优选将激光的入射角设定为比与研磨垫材料相对应的布鲁斯特角大(后述说明)。并且，更优选根据垫的种类、针对垫的修整条件、修整部件(修整器)的种类来选定最佳的入射角(后述说明)。通过使光源或投光部、形成光路的反射镜、受光部可动而调整入射角。并且，有时根据目的，将与多个各反射角对应地得到的研磨垫表面性状中的、并不是利用所有入射角而是利用一部分的入射角得到的研磨垫表面性状设为该垫的代表性表面性状。
根据图2至图8所示的实施方式可以知晓，本发明提供搭载了光学系统和研磨垫的表面性状测定装置的CMP装置，该光学系统能够使激光相对于研磨垫以多个入射角入射，该研磨垫的表面性状测定装置通过对由所述光学系统得到的来自研磨垫的反射光进行傅里叶转换而求出空间波长光谱。该CMP装置将构成光学系统的光源、投光部、反射镜、受光部中的至少一个保持为能够移动，或者将其中的至少一个设置成多个，从而能够相对于研磨垫以多个入射角照射激光。受光部使用CCD元件或者CMOS元件。投光部也可以使用形状能够自由变更的光纤，使得入射角的变更变得容易。
接着，对于求出了激光相对于研磨垫的入射角与CMP性能的关系的实验结果，参照图9至图11进行说明。
图9是表示根据作为代表性研磨垫材料的聚氨酯和空气的折射率求出的入射光的入射角与反射率之间的关系的曲线图。根据图9可以知晓，如果入射角比布鲁斯特角小，则反射率较低，存在无法得到充分的反射光量的情况，因此优选使入射角比布鲁斯特角大。在该情况下，由于p波的反射率为零的布鲁斯特角大约为56.3度，因此大于布鲁斯特角的入射角为56.3度以上。
图10是表示垫表面性状与CMP性能的相关系数的曲线图，该垫表面性状是使入射角相对于通常的CMP用研磨垫发生变化的情况下的每个入射角的根据反射率得到的垫表面性状。得到的相关系数越高，表示所得到的垫表面性状与CMP性能的关联性越强。如图10所示，由于在某条件下，在激光相对于研磨垫的入射角为60度和80度时，反射率与CMP性能的相关系数较高，因此在该条件下，在设定多个入射角的情况下，优选选择60度和80度的入射角。
图11是表示对于作为修整条件使修整时的修整负荷发生变化的情况和使修整器的种类发生变化的情况，在激光相对于研磨垫的入射角为60度和80度时，比较根据反射率得到的垫表面性状与CMP性能之间的相关系数的结果的曲线图。根据图11可以知晓，在使修整负荷发生变化的情况下，入射角为60度时相关系数较高，能够得到更好地反映出CMP性能的垫表面性状，在使修整器种类发生变化的情况下，入射角为80度时相关系数较高，能够得到更好地反映出CMP性能的垫表面性状。因此，在该垫中，考虑两者(修整条件和修整器种类)的影响，优选选择60度和80度的入射角。即，图11表示依据修整条件和修整部件(修整器)的种类选择最佳的激光入射角的有效性。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在其技术思想的范围内，当然可以以各种不同的方式来实施。

Claims (15)

1.一种研磨垫的表面性状测定方法，求出研磨垫的表面性状，其特征在于，
使光源摆动，从而以多个角度向研磨垫入射激光，
接受分别与所述多个角度对应的来自所述研磨垫的表面的多个反射光，该多个反射光的反射角不同，
分别对所述多个反射光进行傅里叶转换，从而求出所述研磨垫的多个表面性状。
2.根据权利要求1所述的研磨垫的表面性状测定方法，其特征在于，
从比布鲁斯特角大的角度范围中选择所述激光的多个入射角，所述布鲁斯特角是与作为测定对象的研磨垫材料相对应的角度。
3.根据权利要求1所述的研磨垫的表面性状测定方法，其特征在于，
根据作为测定对象的研磨垫材料、研磨垫表面的修整条件、进行研磨垫的修整的修整器部件的种类选择所述激光的多个入射角。
4.根据权利要求1所述的研磨垫的表面性状测定方法，其特征在于，
将利用所述激光的多个入射角得到的研磨垫表面性状中的、并不是利用所有的入射角而是利用一部分的入射角得到的垫表面性状作为该研磨垫的代表性表面性状。
5.一种测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，
具有：光学系统，该光学系统能够相对于研磨垫以至少两个角度入射激光；以及运算处理装置，该运算处理装置分别对由所述光学系统得到的来自研磨垫的多个反射光进行傅里叶转换而求出研磨垫的多个表面性状；
其中，所述光学系统包括：
光源，所述光源射出所述激光；
第一反射镜，所述第一反射镜反射从所述光源射出的所述激光，并且以第一角度向所述研磨垫入射反射的激光；以及
第二反射镜，所述第二反射镜被设置在高于所述第一反射镜的位置处，并且反射从所述光源射出的所述激光且以第二角度向所述研磨垫入射反射的激光。
6.根据权利要求5所述的测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，
所述光学系统进一步包括受光部，所述受光部包含CCD元件或者CMOS元件。
7.一种CMP装置，其特征在于，具有：
权利要求5所述的测定研磨垫的表面性状的装置；
载体，该载体保持作为研磨对象物的基板并将该基板按压到所述研磨垫；
研磨台，该研磨台保持所述研磨垫，并使所述研磨垫旋转；以及
修整器，所述修整器进行所述研磨垫的修整。
8.根据权利要求5所述的测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，
从所述光源射出的所述激光透过所述第一反射镜且被所述第一反射镜折射，并且使折射光向所述第二反射镜入射。
9.根据权利要求5所述的测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，
所述光学系统进一步包括分光器，所述分光器被设置在所述第一反射镜和所述光源之间，所述分光器将从所述光源射出的所述激光分支。
10.一种研磨垫的表面性状测定方法，求出研磨垫的表面性状，其特征在于，
使反射镜移动，从而以多个角度向研磨垫入射激光，所述反射镜反射从光源射出的激光，并且进一步向所述研磨垫入射反射的激光，
接受分别与所述多个角度对应的来自所述研磨垫的表面的多个反射光，该多个反射光的反射角不同，
分别对所述多个反射光进行傅里叶转换，从而求出所述研磨垫的多个表面性状。
11.根据权利要求10所述的研磨垫的表面性状测定方法，其特征在于，
从比布鲁斯特角大的角度范围中选择所述激光的多个入射角，所述布鲁斯特角是与作为测定对象的研磨垫材料相对应的角度。
12.根据权利要求10所述的研磨垫的表面性状测定方法，其特征在于，
根据作为测定对象的研磨垫材料、研磨垫表面的修整条件、进行研磨垫的修整的修整器部件的种类选择所述激光的多个入射角。
13.一种测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，包括：
光学系统，该光学系统能够相对于研磨垫以至少两个角度入射激光；以及
运算处理装置，该运算处理装置分别对由所述光学系统得到的来自研磨垫的多个反射光进行傅里叶转换而求出研磨垫的多个表面性状；
其中，所述光学系统包括：
第一光源，所述第一光源射出所述激光；
第二光源，所述第二光源被设置在与所述第一光源不同的位置，并且射出所述激光；以及
反射镜，所述反射镜反射从所述第一光源射出的所述激光且以第一角度向所述研磨垫入射反射的激光，并且反射从所述第二光源射出的所述激光且以第二角度向所述研磨垫入射反射的激光。
14.根据权利要求13所述的测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，
所述光学系统进一步包括受光部，所述受光部包含CCD元件或者CMOS元件。
15.一种测定研磨垫的表面性状的装置，其特征在于，包括：
光学系统，该光学系统能够相对于研磨垫以至少两个角度入射激光；以及
运算处理装置，该运算处理装置分别对由所述光学系统得到的来自研磨垫的多个反射光进行傅里叶转换而求出研磨垫的多个表面性状；
其中，所述光学系统包括：
光源，所述光源射出所述激光；
第一光纤，所述第一光纤被连结至所述光源，并且以第一角度向所述研磨垫入射从所述光源射出的所述激光；以及
第二光纤，所述第二光纤被连结至所述光源，并且以第二角度向所述研磨垫入射从所述光源射出的所述激光。
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