CN110663103B - 基板研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于使具有凹凸的基板平坦化。本发明提供一种对基板进行化学机械性研磨的方法，该方法具有：使用处理液来研磨基板的步骤；及变更有助于基板的研磨的所述处理液的有效成分浓度的步骤。

Description

基板研磨方法
技术领域
本发明关于基板研磨装置及基板研磨方法。
背景技术
近年来，为了对处理对象物(例如半导体基板等基板，或是形成于基板表面的各种薄膜)进行各种处理，而使用处理装置。作为处理装置的一例，可举例如用以对处理对象物进行研磨处理等的化学机械研磨(CMP：ChemicalMechanical Polishing)装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-235901号公报
发明内容
目前在半导体装置的制造中，对于各步骤要求的精度已达到数nm的等级，即使CMP也不例外。又，随着半导体集成电路的形成的高集成化、微细化、多层化的发展也越来越快速。形成实现微细化的多层配线构造的情况中，即使配线表面仅具有些微的高低差亦不可轻视，形成于表面的凹凸会引起各种缺陷。于是，半导体装置的制造过程的研磨中，要求数nm等级的平坦化，并以原子层等级要求基板研磨的控制性。
[解决问题的技术手段]
[方式1]根据方式1，提供一种基板研磨方法，对基板进行化学机械性研磨，该基板研磨方法的特征在于，包含如下步骤：使用处理液来研磨基板的步骤；及变更有助于基板的研磨的所述处理液的有效成分的浓度的步骤。
[方式2]根据方式2，在方式1的方法中，所述处理液的有效成分具有下述至少一者：(1)使基板的被研磨层氧化的成分、(2)使基板的被研磨层溶解的成分、及(3)使基板的被研磨层剥离的成分。
[方式3]根据方式3，在方式1或方式2的方法中，还具有测定基板的被研磨层的厚度的步骤，根据测定出的基板的被研磨层的厚度，变更所述处理液的有效成分的浓度。
[方式4]根据方式4，在方式1或方式2的方法中，还具有测定所述处理液的pH的步骤，根据测定出的处理液的pH，变更所述处理液的有效成分的浓度。
[方式5]根据方式5，在方式1或方式2的方法中，所述处理液包含磨粒，所述基板研磨方法具有测定所述处理液中的磨粒浓度的步骤，根据测定出的磨粒浓度，变更所述处理液的有效成分的浓度。
[方式6]根据方式6，在方式1至方式5中任一方式的方法中，通过以纯水稀释所述处理液，从而变更所述处理液的有效成分的浓度。
[方式7]根据方式7，在方式1、2及4中任一方式的方法中，所述处理液具有氧化性成分，通过添加用于抑制所述处理液的氧化作用的还原剂，从而实际有效地变更该处理液的氧化性成分的浓度。
[方式8]根据方式8，在方式1、2及4中任一方式的方法中，所述处理液具有酸作为溶解性成分，通过在所述处理液中添加碱剂，从而变更溶解性成分浓度。
[方式9]根据方式9，在方式1、2及4中任一方式的方法中，所述处理液具有碱作为溶解性成分，通过在所述处理液中添加酸，从而变更溶解性成分浓度。
[方式10]根据方式10，提供一种基板研磨方法，对基板进行化学机械性研磨，该基板研磨方法的特征在于，具有如下步骤：使用处理液来研磨基板的步骤；及在基板的研磨中变更处理液的温度的步骤。
[方式11]根据方式11，在方式10的方法中，还具有测定基板的被研磨层的厚度的步骤，根据测定出的基板的被研磨层的厚度，变更所述处理液的温度。
[方式12]根据方式12，提供一种基板研磨方法，对同一种类的多个基板进行化学机械性研磨，该基板研磨方法的特征在于，具有如下步骤：使用第一处理液来研磨第一基板的步骤；及使用第二处理液来研磨第二基板的步骤，在所述第二处理液中，有助于基板的研磨的处理液的有效成分的浓度与所述第一处理液的浓度不同。
[方式13]根据方式13，提供一种基板的金属层的去除方法，用于去除形成于基板的金属层，其特征在于，具有如下步骤：通过间歇性对基板的金属层供给氧化剂及/或错合物形成剂，从而在所述金属层的表面形成脆弱反应层；及在处理液的存在下，将垫按压于所述脆弱反应层，从而研磨并去除所述脆弱反应层。
[方式14]根据方式14，在方式13的方法中，还具有在纯水的存在下将垫按压于基板来研磨基板的步骤。
[方式15]根据方式15，在方式13或方式14的方法中，具有如下步骤：在基板与垫尚未接触的状态下，将氧化剂及/或错合物形成剂供给至垫上后，使基板与垫接触。
[方式16]根据方式16，在方式13或方式14的方法中，具有从垫侧往基板侧间歇性供给氧化剂及/或错合物形成剂的步骤。
[方式17]根据方式17，在方式16的方法中，具有如下步骤：从垫侧往基板侧供给包含氧化剂及/或错合物形成剂的第一处理液；及从垫的上方往垫供给包含成分与所述第一处理液不同的第二处理液。
[方式18]根据方式18，在方式17的方法中，所述处理液包含还原剂。
[方式19]根据方式19，提供一种基板的金属层的去除方法，用于去除形成于基板的金属层的方法，其特征在于，包含如下步骤：对基板的金属层供给电解液的步骤；通过电解液对基板的金属层供给电流的步骤；及将垫按压于基板来研磨基板的步骤。
[方式20]根据方式20，在方式13至方式19中任一方式的方法中，具有如下步骤：在金属层的去除中，改变氧化剂及/或错合物形成剂的供给量。
[方式21]根据方式21，在方式19的方法中，具有如下步骤：在基板的研磨中，改变供给至基板的电流大小。
[方式22]根据方式22，在方式13至方式21中的任一方式中，具有如下步骤：在金属层的去除中，改变将垫按压于基板的时间。
[方式23]根据方式23，在方式13至方式21中的任一方式中，金属层包含具有铝、钨、铜、钌及钴的群组中的至少一者。
[方式24]根据方式24，提供一种基板的二氧化硅层的去除方法，用于去除形成于基板的二氧化硅层，该去除方法的特征在于，包含如下步骤：对二氧化硅层供给吸附性界面活性剂，在二氧化硅层的表面形成保护层；在处理液存在下，将垫按压于所述保护层，研磨所述保护层，从而去除二氧化硅层；及间歇性地对垫供给用于促进磨粒向垫的吸附的添加剂。
附图说明
图1是概略表示一实施方式的基板研磨装置的立体图。
图2是概略表示一实施方式的基板研磨装置的侧视图。
图3是概略表示一实施方式的基板研磨装置的侧视图。
图4A是概略表示一实施方式的基板研磨装置的俯视图。
图4B是从图4A中所示的箭头4B的方向观察的反应液槽及保持基板的顶环的侧视图。
图5A是概略表示一实施方式的基板研磨装置的俯视图。
图5B是从图5A中所示的箭头5B的方向观察的电解液槽及保持基板的顶环的侧视图。
图6是一实施方式的研磨方法的概略流程图。
图7是一实施方式的将形成于基板表面的金属层去除的方法的概略流程图。
图8是表示以一实施方式的基板的研磨进行平坦化的例子。
图9是表示以一实施方式的基板的研磨进行平坦化的例子。
图10是表示以一实施方式的基板的研磨进行平坦化的例子。
图11是表示使用CMP的铜配线埋入中进行平坦化步骤的例子的图。
具体实施方式
以下与图一起说明本发明的基板研磨装置及基板研磨方法的实施方式。图中，对于相同或类似的元件，赋予相同或类似的参照符号，在各实施方式的说明中，有时省略与相同或类似元件相关的重复说明。又，各实施方式中所示的特征，只要不互相矛盾，则亦可应用于其他实施方式。
图1是概略表示一实施方式的基板研磨装置300的立体图。基板研磨装置300具备研磨工作台320及顶环330。研磨工作台320由图中未表示的驱动源驱动而旋转。研磨工作台320上贴附有研磨垫310。顶环330保持基板并将其按压于研磨垫310。顶环330由图中未表示的驱动源驱动而旋转。基板被保持于顶环330而被按压于研磨垫310，由此被研磨。
基板研磨装置300具备处理液供给喷嘴340，用以对研磨垫310供给处理液或是修整液。处理液为例如包含磨粒的浆液。修整液为例如纯水。作为一实施方式，处理液供给喷嘴340构成可在与研磨垫310的面平行的方向上移动的方式。因此，在基板的研磨中，可对研磨垫310上的任意位置供给处理液。例如，在基板WF的研磨中，可使处理液供给喷嘴340与保持基板WF的顶环330的移动同步移动。
又，基板研磨装置300具备修整器350，用以进行研磨垫310的修正。又，基板研磨装置300具备喷雾器360，用以将液体或液体与气体的混合流体往研磨垫310喷射。液体为例如纯水。气体为例如氮气。修整器350及喷雾器360可采用任意构造。又，亦可不具有喷雾器360。
顶环330被顶环轴332支承。顶环330构成为：通过图中未表示的驱动部，如箭头AB所示，可绕着顶环轴332的轴心旋转。又，顶环轴332构成为：可由图中未表示的驱动部在与研磨垫310的面垂直的方向上使顶环330移动。再者，顶环轴332与可摆动的手臂400(参照图4A)连接。通过可摆动的手臂400，顶环330可在与研磨垫310的面平行的方向(例如半径方向)上移动。
研磨工作台320被工作台轴322支承。研磨工作台320通过图中未表示的驱动部，如箭头AC所示，绕着工作台轴322的轴心旋转。研磨工作台320上贴附有研磨垫310。研磨垫310可使用任意材质，其可因应研磨对象、即基板WF的材质以及所要求的研磨条件选择。又，一实施方式中，研磨工作台320亦可具备用以冷却研磨垫310的冷却机构。通过控制研磨垫310的温度，可控制研磨垫310的刚性。例如，通过冷却研磨垫310以增加刚性，可提高研磨垫310对于研磨对象的基板WF表面凹凸的选择性。作为冷却机构，例如，可在研磨工作台320上设置帕耳帖元件，又，亦可在研磨工作台320内设置使冷却流体通过的流体通路，而使温度经控制的冷却流体通过研磨工作台320内的流体通路。又，作为研磨垫310的冷却机构，亦可为具有“与该研磨垫310的表面接触的垫接触构件”及“将温度经调整的液体供给至垫接触构件内的液体供给系统”的冷却机构。此处，作为液体，使用温水及冷水，通过分别控制其供给至垫接触构件的量，亦可将垫接触构件至研磨垫310控制于规定温度。此外，关于以这些手法控制研磨垫310的温度，可在基板研磨装置300中另外设置温度量测器，例如辐射温度计，通过将此量测器所测定的温度信号反馈给冷却机构，可将研磨垫310表面控制于规定温度。
基板WF通过真空吸附而被保持于顶环330的与研磨垫310相对的面。研磨时，从处理液供给喷嘴340对研磨垫310的研磨面供给处理液。又，研磨时，研磨工作台320及顶环330被驱动而旋转。基板WF被顶环330按压于研磨垫310的研磨面，由此被研磨。
一实施方式中，基板研磨装置300可具备终点检测机构，其用以检测基板WF的研磨终点。终点检测机构，包含习知的终点检测机构，可采用任意的装置。例如，可使用涡电流传感器、光学式传感器、光纤传感器等。涡电流感测器、光学式传感器、光纤传感器，例如，可设于研磨工作台320或顶环330。又，作为终点检测机构，可测定基板研磨装置300的驱动机构的力矩变化以检测研磨的终点。在以研磨垫310研磨基板WF时，在基板WF上进行研磨的层结束研磨而出现下方的层时，研磨垫310与基板WF表面间的滑动磨擦有所变化。检测此变化作为力矩变化，由此可检测基板WF的研磨终点。例如，通过测定可摆动的手臂400的摆动力矩的变化、以及顶环轴332的旋转力矩的变化，可检测研磨终点。
一实施方式中，基板研磨装置300具备控制装置900，基板研磨装置300的动作由控制装置900控制。控制装置900可由具备储存装置、输出入装置、存储器、CPU等硬件的一般通用计算机及专用计算机等构成。控制装置900可由1个硬件构成，亦可由多个硬件构成。
图2是概略表示一实施方式的基板研磨装置300的侧视图。如图2中所示，处理液供给喷嘴340与处理液供给线500A连接。如图2中所示，处理液供给线500A具备多个液体源502(第一液体源502A～第N液体源502N)。液体源502可保存作为处理液的处理液、纯水、各种调整剂等。液体源502的数量为任意。多个液体源502通过图中未表示的各种阀与混合器504连接。混合器504中，可将从多个液体源502供给的液体混合。例如，可将其浓度为基准的处理液保存于第一液体源502A，将纯水保存于第二液体源502B。通过将来自第一液体源的处理液与来自第二液体源502B的纯水混合，可将处理液稀释至预期浓度。又，作为液体源502，可使其保存用以调整“磨粒浓度不同的处理液、pH的调整剂、氧化剂、还原剂、酸性成分、碱性成分、电解液、错合物形成剂、界面活性剂”等处理液的液体；在混合器504中，可调整具备预期成分的处理液。作为一实施方式，混合器504亦可具备温度计及温度调整机构。通过具备温度计及温度调整机构，可从处理液供给喷嘴340将预期温度的处理液供给至研磨垫310上。此外，温度计及温度调整机构亦可与混合器504分开设置。
作为一实施方式，如图2中所示，处理液供给线500A在混合器504的下游侧具备传感器506。传感器506用以检测由混合器504调整的处理液的各种成分的浓度等。例如，传感器506可为pH计、氧化还原电位计、测定处理液中的磨粒浓度的粒子传感器等。此外，作为一实施方式，传感器506亦可设于混合器504。通过在混合器504中设置传感器506，可调整来自各液体源502的供给量而在混合器504内得到预期浓度的处理液。
图3是概略表示一实施方式的基板研磨装置300的侧视图。图3所示的实施方式中，基板研磨装置300具备处理液供给线500B。图3的实施方式中，处理液供给线500B具备多个液体源502、混合器504、传感器506，关于此点与图2的实施方式相同。然而，图3中所示的实施方式构成为：处理液流经通过工作台轴322及研磨工作台320的管路，而供给至研磨垫310表面。具体而言，管路从传感器506延伸至工作台轴322及研磨工作台320。管路在研磨工作台320内分支，分支的各管路在研磨工作台320的表面划定出口开口342a、342b～342n。出口开口342a～342n的位置及数量为任意。又，分支的各管路上设置有图中未表示的电磁阀等，而构成可从任意的出口开口342a～342n供给处理液的方式。又，在与出口开口342a～342n对应的位置，于研磨垫310上形成有贯通孔312a～312n，处理液可通过研磨工作台320的出口开口342a～342n及研磨垫310的贯通孔312a～312n供给至研磨垫310表面。例如，在基板WF的研磨中，通过从存在基板WF的位置中的出口开口342a～342n及贯通孔312a～312n供给处理液，可有效率地将处理液供给至基板WF与研磨垫310的接触面。此外，作为一实施方式，基板研磨装置300可兼具图2中所示的处理液供给线500A及图3中所示的处理液供给线500B。此情况中，可使通过处理液供给线500A所供给的处理液与通过处理液供给线500B所供给的处理液的种类及规定的成分的浓度不同。此外，图2、3中，为了使图示更为清楚，省略了研磨工作台320、顶环330、处理液供给喷嘴340及处理液供给线500A、500B以外的构成，但可追加例如图1中所示的修整器350、喷雾器360等的构成，或是其他任意构成。
图4A是概略表示一实施方式的基板研磨装置300的俯视图。图示的基板研磨装置300与图1中所示的基板研磨装置300相同，具备贴附有研磨垫310的研磨工作台320、保持基板WF的顶环330、用以使顶环330摆动的手臂400。图4A中所示的基板研磨装置300更具备用以保存反应液的反应液槽600。图4B是从图4B中所示的箭头4B方向观察的反应液槽600及保持基板WF的顶环330的侧视图。此外，图4A及图4B中所示的基板研磨装置300中，反应液槽600虽为1个，但如后所述，基板研磨装置300亦可构成具备多个反应液槽600的方式。如图4B中所示，反应液保存于反应液槽600中。反应液槽600具有温度控制功能，而构成可使反应液维持在规定温度。如图4A中所示，手臂400使顶环330摆动，而使基板WF从研磨垫310退避，使基板WF移动至反应液槽600的位置(如图4A中虚线所示)，可使基板WF与反应液接触(图4B)。反应液可为包含在基板WF的被研磨面表面形成脆弱反应层的氧化剂、错合剂等的液体。例如，基板WF的被研磨面包含氧化膜的情况，反应液可为包含KOH等碱剂。又，基板WF的被研磨面含钨的情况，反应液可为包含碘酸钾或过氧化氢等氧化剂等。又，基板WF的被研磨面包含铜的情况，反应液可包含如过氧化氢或过硫酸铵等的氧化剂与BTA或各种螯合剂(2-喹啉甲酸等)的用以在表面形成不溶性错合物的错合物形成剂等。一般半导体装置形成步骤中的平坦化步骤，混入有多种上述去除对象的材料，通过同时研磨这些多个材料，可实现平坦化。因此，亦可在一反应液内含有上述反应液成分。又，在于一溶液中同时含有而导致反应液成分劣化的情况，亦可设置多个反应液槽600，使各反应液成分保存于各反应液槽600。此情况中，可通过使各反应溶液槽600与基板WF接触而形成反应层。又，在多种上述材料存在于基板WF的被研磨面的状态下进行基板WF的平坦化的情况中，有时必须使各材料的去除速度具有差值。此时，可使反应层对于各材料的形成量(反应层的厚度)具有差值，并使以后述研磨去除步骤所去除的量具有差值。作为使反应层的形成量具有差值的方法，亦能够以上述成分的浓度进行控制。又，亦可通过含有用以抑制反应层的形成反应的抑制剂，使反应层的形成量具有差值。作为这样的抑制剂，可列举例如：如界面活性剂通过吸附于去除对象材料而抑制反应层的形成的类型，或是例如，如与氧化剂相对的还原剂使反应成分本身中和、抵消的类型。又，基本上，大多以化学反应形成反应层，因此亦可通过控制例如反应液的温度，使反应层对于各材料的形成量具有差值。又，若为具备多个反应液槽600的构成，则亦可通过使各反应液槽600的液温具有差值，而使反应层的形成量具有差值。更进一步，配置多个反应液槽600的情况，亦可通过控制各反应液槽600中基板WF与反应液的接触时间，使反应层形成量具有差值。此外，一般的半导体装置形成步骤中的平坦化步骤，去除对象材料本身在其形成步骤中大多具有高低差，因此在平坦化中必须同时去除该高低差。此时，通过在反应层形成前后形成后述保护层，可促进平坦化效率。此情况中，例如更设置包含用以形成保护膜的药液的其他液槽，在基板研磨装置300中，使顶环330在反应液槽600与用以形成保护的液槽之间适当移动，由此可对基板WF形成保护层。如此，在基板WF表面形成脆弱反应层后，可将基板WF按压于研磨垫310进行研磨，以去除脆弱的反应层。反复进行“使基板WF接触反应液的步骤”与“将形成于基板WF表面的反应层研磨去除的步骤”，可达成预期的研磨。
图5A是概略表示一实施方式的基板研磨装置300的俯视图。图示的基板研磨装置300与图1中所示的基板研磨装置300相同，具备贴附有研磨垫310的研磨工作台320、保持基板WF的顶环330、用以使顶环330摆动的手臂400。图5A中所示的基板研磨装置300，更具备用以保存电解液的电解液槽650。图5B是从图5A中所示的箭头5B的方向观察的电解液槽650及保持基板WF的顶环330的侧视图。电解液槽650中保存电解液。电解液槽650具有温度控制功能，其构成可将电解液维持于规定温度。如图5A所示，手臂400使顶环330摆动，使基板WF从研磨垫310退避，而使基板WF移动至电解液槽650的位置(如图5A的虚线所示)，而可使基板WF与电解液接触(图5B)。电解液可为包含电解质及错合剂等的液体，该电解质用以给予基板WF的被研磨面的表面电性作用。例如，基板WF的被研磨面包含铜的情况，电解液中，作为支持电解质，例如像硫酸钾这样的无机系的中性盐或有机盐，作为pH调整剂则为各种无机酸·无机碱及其盐，例如在碱侧可列举KOH。又，作为错合物形成剂，可包含例如BTA或螯合剂(2-喹啉甲酸等)。又，以电解反应形成反应层的情况，作为副反应，亦可能产生电解蚀刻，故亦可导入用以防止该电解蚀刻的蚀刻抑制剂。作为抑制剂，具有所谓的腐蚀抑制剂，其可为例如“含氮杂环化合物，其与成为加工对象的铜等金属形成化合物，而在金属表面形成保护膜，由此作为抑制金属的腐蚀的化合物”这种为人所知。
如图5B中所示，电解液槽650，其底部配置有相对电极652。相对电极652与电源654的负极端子连接。图5B中所示的实施方式中的基板研磨装置300具备与电源654的正极端子连接的供电销656。供电销656可与基板WF表面的导电层(金属层)接触。因此，通过电解液槽650内的电解液给予基板WF的表面的导电层电流，可在导电层表面形成脆弱的反应层以及因电解氧化而形成的氧化层。此外，针对氧化层，亦可在电解液中导入错合物形成剂，而最终形成反应层。通过控制给予基板WF的导电层的电荷量，可控制所形成的反应层。作为一实施方式，以库仑计测定给予基板WF的导电层的电荷量，由此可控制电荷量。基板WF表面形成脆弱的氧化层及错合物等所构成的反应层后，可以将基板WF按压于研磨垫310以进行研磨，由此去除脆弱的反应层。反复进行“使基板WF接触电解层而给予基板WF表面电流的步骤”及“研磨去除形成于基板WF表面的反应层的步骤”，可达成预期的研磨。
以下说明本发明的研磨方法的实施方式。一实施方式中，对基板WF进行化学机械性的研磨(CMP)。例如，在半导体装置的制造过程中，为了使基板WF平坦化，一般进行CMP。半导体装置的制造步骤中，对于平坦化的要求越来越高，例如，期望实现数纳米等级的平坦性。以下说明的研磨方法，可使用上述基板研磨装置300进行。
图6是一实施方式的研磨方法的概略流程图。一实施方式的研磨方法中，以过去进行的一般CMP的研磨条件进行基板WF的研磨。研磨条件为例如，所使用的处理液的种类及浓度、基板WF及研磨垫310的旋转数、基板WF与研磨垫310的按压力、研磨时间等。在这种一般的CMP研磨中，以一方面确保基板WF的研磨造成的平坦性、一方面迅速进行研磨的方式选择研磨条件。一实施方式中，若通过一般研磨条件进行CMP，而研磨至接近研磨目标后，为了更精细地使基板WF平坦化，而变更研磨条件。更具体而言，可降低有助于基板WF的研磨的处理液的有效成分浓度。作为处理液的有效成分，可列举：(1)使基板的被研磨层氧化的成分、(2)使基板的被研磨层溶解的成分及(3)使基板的被研磨层剥离的成分。处理液的有效成分浓度的变更，可通过上述的处理液供给线500A及处理液供给线500B的构成实现。例如，多个液体源502中，保存作为基准的处理液、纯水、用以调整各种成分的液体等，以混合器504将各种成分的预期量混合，由此可变更处理液浓度。作为一例，通过将成为基准的处理液与纯水混合，可稀释处理液中的所有成分。例如，基板WF的被研磨层包含氧化膜的情况，通过提高pH，可使氧化膜的SiO2硅醇化而使其脆弱化，因此亦可降低碱剂浓度。基板WF的被研磨层包含铜或钨的金属的情况，在使这些金属氧化的后，进行错合物化等可使其脆弱化，因此亦可降低氧化剂浓度。又，任一情况中，最终皆可通过胶质二氧化硅等的磨粒，以吸附等的作用使形成于基板WF表面的脆弱层剥离，故亦可降低磨粒浓度。
一实施方式的研磨方法中，测定基板的被研磨层的厚度。通过测定基板的被研磨层的厚度，例如，可检测得知上述一般CMP中研磨接近至研磨目标的状态，又，亦可检测得知基板已研磨至最终的研磨目标。作为一实施方式，亦可一边测定基板的被研磨层厚度，一边阶段性地变更处理液的有效成分浓度。基板的被研磨层厚度的测定，可使用上述涡电流传感器等的各种终点检测机构。
一实施方式的研磨方法中，在研磨基板时，测定处理液的pH。CMP中，处理液的pH对于研磨速度有所影响。因此，一边监控处理液的pH，一边根据所测定的pH变更处理液的有效成分，由此可调整研磨速度。又，例如，使用过氧化氢作为氧化剂的情况，因为碱侧的一方进行氧化反应，故可通过变更pH调整氧化剂的作用。因此，通过监控处理液的pH，可调整有助于研磨反应的各成分的效果。
一实施方式的研磨方法中，在研磨基板时，处理液包含磨粒，并测定处理液中的磨粒浓度。CMP中，处理液中的磨粒浓度对于研磨速度有所影响。因此，一边监控处理液中的磨粒浓度，一边根据所测定的磨粒浓度变更处理液的有效成分，由此可调整研磨速度。例如，为了实现原子层等级的研磨，在较薄地形成欲研磨的反应层的情况，若研磨空间中存在必要以上的磨粒，可能在基板表面产生机械性损伤、刮伤。为了避免这样的刮伤，磨粒浓度的监控是有效的。
一实施方式的研磨方法中，处理液包含使基板的被研磨层氧化的氧化性成分。接着，通过添加用以抑制处理液中的氧化作用的还原剂，可更有效地变更处理液的氧化性成分的浓度。例如，在用以形成铜配线的镶嵌制程中的研磨的情况，在研磨去除铜层后，研磨去除屏障层。接着，进行原子层等级的平坦化的情况，考虑使用从相当于前步骤中用于屏障层的研磨的处理液去除氧化剂者以进行研磨。然而，铜不仅是因为残留的过氧化氢等的氧化剂，亦因为处理液中的溶存氧而进行某种程度的氧化，故可通过一边以氧化还原电位计监测电位一边添加亚硫酸盐等的还原剂，以控制氧化反应。
一实施方式的研磨方法中，处理液包含酸作为溶解性成分。接着，通过在处理液中添加碱剂，可变更处理液中的溶解性成分的浓度。例如，基板WF的被研磨层含钨的情况，为了使研磨速度足够，有时使用氧化力强的碘酸钾作为氧化剂。碘酸在低pH中发挥高氧化力。因此，在进行原子层等级的平坦化时，对于一般CMP中使用的处理液添加KOH等碱剂以提高pH，由此可降低至预期的研磨速度。
一实施方式的研磨方法中，处理液包含碱作为溶解性成分。接着，通过在处理液中添加酸可变更处理液中的溶解性成分的浓度。例如，基板WF的被研磨层含氧化膜的情况，通过提升pH可使氧化膜的SiO2硅醇化而使其脆弱化，因此通过降低碱剂浓度，可降低研磨速度。
一实施方式的研磨方法中，在基板的研磨中变更处理液的温度。处理液的温度对于CMP的研磨速度有所影响。因此，通过在基板的研磨中变更处理液的温度，可调整研磨速度。一实施方式的研磨方法中，可根据基板的被研磨层的厚度变更处理液的温度。
上述的实施方式所进行的研磨方法是研磨1个基板的情况下的方法，但亦可应用于连续研磨多个基板的情况。例如，研磨第一基板时使用第一处理液，研磨第二基板时使用第二处理液。此时，第一处理液与第二处理液，可为有效成分浓度不同。接着，有效成分的浓度的变更，可因应各基板的研磨结果进行变更。例如，可检查研磨后的基板表面的层的厚度及平坦性，根据该检査结果以及研磨基板时所使用的处理液的成分浓度等，变更后续基板的研磨处理的处理液。
一实施方式的研磨方法中，可去除形成于基板表面的金属层。图7是一实施方式的去除形成于基板表面的金属层的方法的概略流程图。一实施方式的方法中，通过间歇性对基板表面的金属层供给氧化剂及/或错合物形成剂，而在金属层表面形成脆弱的反应层。氧化剂及/或错合物形成剂的供给，可使用上述处理液供给线500A，从处理液供给喷嘴340供给至研磨垫310及基板WF表面。或是亦可使用上述处理液供给线500B，从研磨垫310的下方往基板WF供给氧化剂及/或错合物形成剂。亦可并用处理液供给线500A及处理液供给线500B两者。再者，作为一实施方式，为了在金属层的表面形成脆弱反应层，使图4A、图4B中皆有说明的反应液槽600保存氧化剂及/或错合物形成剂，如图4B中所示，亦可使基板WF接触反应液槽600内的反应液。又，在基板的处理中亦可变更氧化剂及/或错合物形成剂的供给量。例如，亦可在基板的处理中阶段性增加氧化剂的供给。为了实现数纳米程度的研磨去除，期望以原子层等级的厚度极薄地形成反应层。因此，用以形成反应层的氧化剂及/或错合物形成剂非常稀薄，例如为10μmol/L的药液等。又，从抑制药液渗透至基板WF内部的观点来看，氧化剂、错合物形成剂期望为分子量大。又，较佳是致密地形成反应层。又，亦可在反应层形成于基板WF的金属层的前洗净基板WF的表面。这是因为，基板WF的表面有时会形成自然氧化膜或非预期的膜，而必须将这些去除。或是为了去除形成于基板WF表面的自然氧化膜，亦可使用还原剂。
如上所述，在基板WF表面的金属层上形成脆弱的反应层后，在包含磨粒的处理液的存在下，将研磨垫310按压于反应层，研磨反应层以将其去除。此时，亦可如上述实施方式变更处理液的有效成分的浓度。反复进行“在基板WF表面形成反应层的步骤”与“研磨去除反应层的步骤”，可达成预期的研磨。此实施方式中，通过间歇性供给氧化剂及/或错合物形成剂，可间歇性地形成反应层，而精密地控制研磨速度。此外，此研磨去除中，理想的情况是仅去除反应层，故不需要如一般CMP的研磨速度，而是期望例如10nm/min以下的研磨速度。因为亦需要同时平坦化，必须比一般的CMP更精密地控制研磨垫与基板WF的接触，较佳是研磨垫对于基板WF的去除对象材料表面凹凸的接触压力的选择性高。例如，作为研磨条件，较佳是研磨压力小，较佳为1psi以下，更佳为0.1psi以下。又，亦可为通过调整修整条件等以使研磨垫表面平滑化，以及通过以研磨垫310的冷却机构冷却研磨垫表面等以增加研磨垫310表面的刚性的方法。又，亦可使用如固定磨粒的刚性高的研磨垫。
一实施方式的方法中，在研磨去除上述的反应层后，仅于纯水的存在下，将研磨垫310按压于基板WF的表面，由此可研磨基板。此实施方式中，可防止在以研磨垫310去除基板WF上的脆弱反应层后，处理液中的磨粒对于反应层下方的金属层造成伤害。
一实施方式的方法中，在基板WF与研磨垫310不接触的状态下，对研磨垫310上供给氧化剂及/或错合物形成剂。若为基板WF与研磨垫310接触的状态，可将氧化剂及/或错合物形成剂均匀地供给至研磨垫310乃至基板WF上。于是，本实施方式中，在基板WF与研磨垫310尚未接触的状态下，预先对研磨垫310上供给氧化剂及/或错合物形成剂，由此可均匀地供给氧化剂及/或错合物形成剂。更具体而言，可在将顶环330从研磨垫310拉起的状态下，使用处理液供给线500A或处理液供给线500B，将氧化剂及/或错合物形成剂供给至研磨垫310。此外，亦可在将氧化剂及/或错合物形成剂供给至研磨垫310时，使研磨工作台320旋转。通过研磨工作台320的旋转所造成的离心力，可在短时间内将氧化剂及/或错合物形成剂均匀地供给至研磨垫310表面。
一实施方式的方法中，可从研磨垫310上方供给研磨基板时的处理液的部分成分，从研磨垫310的下方供给处理液的部分成分。具体而言，可使上述从处理液供给线500A供给的处理液与从处理液供给线500B供给的处理液的成分不同。例如，研磨基板WF表面的金属膜的情况中，金属的氧化控制步骤的速度。因此，为了以原子层等级研磨，仅供给其必须的极少量氧化剂。此外，一般CMP装置中的处理液供给方法、即从垫上方供给所有处理液成分的方法中，因为一开始基板WF的边缘部首先与新鲜处理液接触，若氧化剂量少，仅选择性地使边缘部氧化，而无法对基板WF中央部的金属膜进行研磨。又，氧化膜的研磨中，以磨粒剥离脆弱层大多控制研磨反应的速度。此情况中，通过减少磨粒量，实现原子层等级的研磨。此情况中，从垫上方供给所有处理液成分的方法中，因为一开始基板WF的边缘部首先与新鲜处理液接触，有效的磨粒被边缘部的研磨所消耗，导致无法对基板WF中央部的金属膜进行研磨。因此，作为一例，从研磨垫310的下方供给控制研磨反应速度的成分，而如以往一般从研磨垫310上方供给其他成分是有效的。
一实施方式的用以去除形成于基板WF表面的金属层的方法中，对基板的金属层供给电解液。接着，通过电解液对基板WF的金属层供给电流，由此可在金属层的表面形成脆弱的反应层及以电解氧化所形成的氧化层。此外，关于氧化层，亦可通过在电解液中导入错合物形成剂，最终形成反应层。此时，可通过电流大小及供给时间，控制形成的反应层的厚度。又，通过控制给予基板WF的导电层的电荷量，可控制所形成的反应层。作为一实施方式，通过库伦计测定给予基板WF的导电层的电荷量，由此可控制电荷量。为了实现预期的反应层厚度，亦可变更供给至基板的电流的大小及供给时间。本实施方式的方法，例如，可通过图5A、图5B中皆有说明的构成实现。本实施方式中，以电性作用在金属层上形成反应层后，将研磨垫310按压至基板WF的表面，研磨去除反应层。此外，此研磨去除中，理想的情况是仅去除反应层，故不需要如一般CMP的研磨速度，期望为例如10nm/min以下的研磨速度。因为需要同时进行平坦化，必须比一般CMP更精密地控制研磨垫与基板WF的接触，较佳是研磨垫对于基板WF的去除对象材料表面凹凸的接触压力的选择性高。例如，作为研磨条件，较佳为研磨压力小，较佳为1psi以下，更佳为0.1psi以下。又，亦可为通过调整修整条件等以进行研磨垫表面的平滑化，及通过以研磨垫310的冷却机构冷却研磨垫310表面等以增加研磨垫310表面的刚性的方法。又，亦可使用如固定磨粒的高刚性的研磨垫。更进一步，作为处理液，虽亦可使用适当调整上述磨粒等有效成分，但在反应层够脆弱的情况中，可仅在纯水的存在下，将研磨垫310按压于基板WF的表面，研磨去除反应层。由此，可防止对于反应层下方的金属层造成损伤。
根据一实施方式的方法，提供一种用以去除形成于基板的二氧化硅层的方法。该方法中，对二氧化硅层供给吸附性界面活性剂，在二氧化硅层的表面形成保护层。作为一实施方式，可使用上述的处理液供给线500A及处理液供给线500B至少其中之一供给吸附性界面活性剂。本实施方式的方法中，在形成保护层后，于处理液存在下，将研磨垫310按压至形成于基板WF上的保护层以研磨保护层，由此研磨去除二氧化硅层。此时，可对垫供给用以促进磨粒吸附于研磨垫310的添加剂。例如，通过在处理液中添加2－吡啶甲酸，可增加作为磨粒的二氧化铈每单位面积对于研磨垫310的吸附量，此已为人所知。因此，通过在处理液中添加这样的添加剂，可控制基板的研磨速度。
上述基板的研磨方法的任一实施方式中，处理液的种类、各种成分的浓度、供给量、基板WF与研磨垫310的间的按压力、接触时间、顶环330及研磨工作台320的旋转速度等皆可任意变更。这些处理条件，可在1个基板的处理中变更，亦可在处理多个基板时，针对每一个欲处理的基板进行变更。又，作为研磨对象基板可为任意。作为被研磨的金属层，例如，可为包含铝、钨、铜、钌、钴、钛、钽及这些任意的合金乃至化合物中的至少任一者。又，作为被研磨的绝缘层，可为包含二氧化硅层、氮化硅层、低介电层、高介电层中的至少一者。
以下说明使用上述实施方式的基板研磨方法研磨基板的例子。图8表示一实施方式的以基板研磨进行平坦化的例子。图8的(a)是从侧面观察形成于基板表面的去除对象层的初期状态的图。此处，去除对象层可为包含如二氧化硅层、氮化硅层、低介电层、高介电层的绝缘层，或包含铝、钨、铜、钌、钴、钛、钽及这些的合金乃至化合物中的至少1者。此例中，基板WF的去除对象层，具备凸部100及凹部102。作为一例，凸部100为纳米等级的尺寸。图8是表示将去除对象层的凸部100去除以得到图8的(d)中所示的平坦基板的方法。图8的例子中，于基板WF的表面形成脆弱的反应层104(图8的(b))。反应层形成于基板WF的凸部100及凹部102这两者。反应层104较佳是以数
Figure GDA0003987782780000141
等级的原子层单位的厚度形成。反应层104的形成可使用上述任意的装置及方法进行。接着，通过具有高低差选择性的去除技术来去除形成于凸部100上的反应层104(图8的(c))。例如，可使用上述基板研磨装置300及触媒基准蚀刻(CARE：catalyst-referred etching)法去除反应层104。通过反复进行反应层104的形成及反应层104的去除，可去除基板WF的凸部100，得到平坦的基板WF(图8的(d))。此处，作为反应层104，在去除对象层为氧化层的情况中，例如，通过提高pH而使基板WF的SiO2硅醇化而形成的脆弱化层；在去除对象层为钨或铜的金属层的情况，是以氧化剂及/或错合物形成剂所形成的金属氧化物层或错合物层。基板研磨装置300中的反应层104的研磨去除中，理想的情况是仅去除凸部100上的反应层104，故不需要一般CMP的研磨速度，期望为例如10nm/min以下的研磨速度。因为必须同时进行平坦化，因此必须比一般CMP更精密地控制研磨垫310与基板WF的接触。因此，较佳是研磨垫310相对于基板WF的去除对象材料表面凹凸的接触压力的选择性高。例如，作为研磨条件，较佳为研磨压力小，较佳为1psi以下，更佳为0.1psi以下较佳。又，亦可为通过调整修整条件等以进行研磨垫310表面的平滑化，以及冷却研磨垫310表面以增加研磨垫310表面的刚性。又，研磨处理液，在去除基板WF上的脆弱反应层104后，从防止处理液中的磨粒对于反应层104的下层(未反应层)造成损伤的观点来看，较佳是例如仅包含磨粒成分，为了缩小去除单位，磨粒尺寸较佳是在一般CMP中的磨粒尺寸以下，具体而言小于20nm以下。又，磨粒浓度较佳是小至不损及研磨量的基板WF平面均匀性的等级。更进一步，因为磨粒对于表面的吸附及磨粒本身的凝集与pH有关，故亦可通过pH调整剂适当调整。此外，上述虽为以磨粒研磨去除反应层104的例子，但反应层104够脆弱的情况，亦可仅在纯水的存在下，将研磨垫310按压于基板WF的表面以研磨基板。
图9是表示一实施方式的以基板研磨进行平坦化的例子。图9的例子中，与图8的例子相同，表示将具备凸部100及凹部102的基板平坦化的例子。图9的(a)是从侧面观察形成于基板表面的去除对象层的初期状态的图。作为一例，凸部100为纳米等级的尺寸。图9的例子中，首先，于基板WF的整个表面形成保护层106(图9的(b))。保护层106期望其“研磨速度对于研磨压力的依存性”小于反应层104。在形成保护层106后，将凸部100上的保护层106研磨去除(图9的(c))。例如，使用上述的基板研磨装置300及研磨方法，可将保护层106研磨去除。将凸部100上的保护层106去除后，形成反应层104(图9的(d))。此时，凸部100露出，凹部102被保护层106覆盖，故反应层104形成于凸部100。关于反应层104，较佳是以数
Figure GDA0003987782780000151
等级的原子层单位的厚度形成。反应层104的形成可使用上述任意的装置及方法进行。形成反应层104后，仅去除反应层104(图9的(e))。反应层104的去除，可使用上述基板研磨装置300及触媒基准蚀刻(CARE)法去除反应层104。又，保护层106若具有抗蚀刻性，则亦可通过蚀刻去除反应层104。通过反复进行上述的反应层104的形成及反应层104的去除，去除基板WF的凸部100，可得到平坦的基板WF(图9的(f))。图9的例子中，使用保护层106。例如，若以CMP等直接研磨具备图9的(a)中所示的凸部100及凹部102的基板，则不仅凸部100，有时凹部102亦同时被研磨。因此，图9的例子中，为了避免凹部102被研磨，使用保护层106选择性地去除凸部100。此处，关于反应层104，与图8的例子相同。又，保护层106，因为凹凸差特别小，即使在凹凸部的研磨压力差小的情况，亦必须有助于抑制凹部102的研磨速度，故要求(1)研磨速度对于研磨压力的依存性高，(2)小于反应层的研磨速度。作为例子，所谓的腐蚀抑制剂或光阻、SOG等为候补；作为腐蚀抑制剂，可列举：选自苯并三唑及其衍生物或吲哚、2-乙基咪唑、苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑、3-胺基-1,2,4-三唑、3-胺基-5甲基-4H-1,2,4-三唑、5-胺基-1H-四唑、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑钠、2-甲基苯并噻唑、(2-苯并噻唑基硫基)乙酸、3-(2-苯并噻唑基硫基)丙酸、2-巯基-2-噻唑啉、2-巯基苯并唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、5-甲基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、砒啶、吩嗪、吖啶、1-羟基砒啶-2-硫酮、2-胺基砒啶、2-胺基嘧啶、三硫聚氰酸、2-二丁基胺基-4,6-二巯基-s-三嗪、2-苯胺基-4,6-二巯基-s-三嗪、6-胺嘌呤、6-硫基鸟嘌呤及这些组合所构成的群组的1种以上。作为保护层106的形成方法，可通过针对光阻及SOG在其他腔室中以旋转涂布等成膜。关于腐蚀抑制剂，如图4A及图4B中所说明，亦可在与反应液槽600分开设置的用以形成保护膜形成的液槽中，使其与基板WF接触而形成。又，作为形成保护层106的其他方法，虽亦可与图2及图3所示的形成反应层的方法相同，但从防止与反应层成分污染的观点来看，以与研磨去除反应层104不同的研磨工作台实施保护层106的研磨去除较为确实。又，基板研磨装置300中的反应层104的研磨去除中，理想的情况是仅去除反应层104，故不需要一般CMP的研磨速度，期望为例如10nm/min以下的研磨速度。因为必须同时进行平坦化，因此必须比一般CMP更精密地控制研磨垫310与基板WF的接触，较佳是研磨垫310相对于基板WF的去除对象材料表面凹凸的接触压力的选择性高。例如，作为研磨条件，较佳为研磨压力小者，较佳为1psi以下，更佳为0.1psi以下。又，亦可为通过调整修整条件等以进行研磨垫310表面的平滑化，以及以冷却研磨垫310表面等以增加研磨垫310表面的刚性。又，研磨处理液，在去除基板WF上的脆弱反应层104后，从防止处理液中的磨粒对于反应层104的下层(未反应层)造成损伤的观点来看，较佳是例如仅包含磨粒成分，为了缩小去除单位，磨粒成分较佳是小于20nm以下。又，磨粒浓度较佳是小至不损及研磨量的基板Wf平面均匀性的等级。更进一步，因为磨粒对于表面的吸附及磨粒本身的凝集与pH有关，故亦可通过pH调整剂适当调整。此外，上述虽为以磨粒研磨去除反应层104的例子，但反应层104够脆弱的情况，亦可仅在纯水的存在下，将研磨垫310按压于基板WF的表面以研磨基板。
图10是表示一实施方式的基板的研磨所进行的平坦化的例子。图10的例子中，与图8的例子相同，是表示使具备凸部100及凹部102的基板平坦化的例子。图10的(a)是从侧面观察形成于基板表面的去除对象层的初期状态的图。作为一例，凸部100为纳米等级的尺寸。图10的例子中，首先于基板WF的整个表面形成牺牲层108(图10的(b))。牺牲层108能够以与作为去除对象的凸部100相同的手法，形成反应层104，较佳是以与作为去除对象的凸部100相同的去除速度所得。形成牺牲层108后，在牺牲层108的整个表面上形成反应层104(图10的(c))。反应层104较佳是形成数
Figure GDA0003987782780000161
等级的原子层单位的厚度。反应层104的形成可使用上述任意装置及方法进行。形成反应层104后，仅去除反应层104(图10的(d))。反应层104的去除，可使用上述的基板研磨装置300及触媒基准蚀刻(CARE)法去除反应层104。通过反复进行上述的反应层104的形成及反应层104的去除，可去除基板WF的凸部100而得到平坦的基板WF(图10的(e))。图10的例子中使用牺牲层108。例如，若以CMP等直接研磨具备图10的(a)中所示的凸部100及凹部102的基板，则不仅凸部100，有时研磨凹部102亦同时被研磨。因此，图10的例子中，为了避免凹部102被研磨而使用牺牲层108，配合凸部100与牺牲层108的研磨速度的选择性进行平坦化。此处，关于反应层104，与图8的例子相同。关于牺牲层108，在如图10的构造的去除对象层的情况中，期望能够以与去除对象层相同手段形成反应层104，以及可得到与去除对象层相同的研磨速度的反应层。亦可仅与去除对象层相同手段形成反应层104。亦可以仅得到与去除对象层相同的研磨速度的反应层。然而，例如，以CMP难以使宽幅的凸形状平坦化(高低差消除率低)的凸形状的消除中，例如，通过使牺牲层的研磨速度小于等于去除对象层，可积极地消除凸形状。作为牺牲层108的例子，可列举光阻等的有机系材料及SOG等，这些能够以旋转涂布等成膜。即使以其他腔室进行CVD等其他成膜方法，只要满足上述要求的材料，则可用作牺牲层108。又，亦可使用去除对象层中所包含的材料作为牺牲层108。又，如后述图11的铜配线的平坦化的例子所示，存在多种去除对象材料的情况，亦能够以全面被覆的方式形成牺牲层108，但例如，亦能够以仅对于铜配线进行无电镀覆等的手法，仅对特定去除对象材料形成牺牲层108。此处，关于牺牲层108形成的时机，表示于铜配线的平坦化的例子中。图11是以CMP进行铜配线埋入中的平坦化步骤的例子。通常为了埋入配线，首先去除以电镀形成的铜层110中的多余部分(图11的(a)至图11的(c)的步骤)，更进一步，再去除下层的屏障金属112(目的是防止铜层110扩散至绝缘层114中)，最后在配线部仅剩下铜(图11的(c)至图11的(d)的步骤)。此处，电镀后的铜层110表面，发生因为形成于下层的配线沟的宽度及电镀条件所引起的凹凸，若仅以一般的CMP，因为这种凹凸形状的尺寸，难以完全消除凹凸，结果发生铜配线过度研磨、即所谓的凹陷，以及绝缘层过度研磨、即所谓的冲蚀(Erosion)(参照图11的(d))，乃至配线高度不均。牺牲层108是为了降低此凹凸形状的影响所形成，作为其形成时机，可列举：图11中所示的(a)研磨前(铜层形成后)、(b)铜层研磨的中途阶段(去除屏障金属上的铜层之前)、(c)去除屏障金属上的铜层后。从形成及去除原子等级的反应层所进行的平坦化的观点来看，认为较佳是在(b)或(c)的时机形成牺牲层108。例如，通过在(b)的时机形成牺牲层108，可抑制因铜层110的凸部的平坦化所造成的凹陷，又，在(c)的时机形成牺牲层108，可在后续去除屏障金属112时，抑制凹陷部的铜的研磨速度，亦即凹陷的进行。此处，关于牺牲层108，在(b)或(c)的时机亦可为不同。例如，(b)的时机，通过使牺牲层108的研磨速度低于铜层110，可积极的消除凸形状。又，(c)的时机，在(b)抑制凹陷发生的状态的情况，则期望牺牲层108、铜层110及绝缘层114的研磨速度相同。此外，基板研磨装置300中的反应层104的研磨去除中，理想的情况是仅去除反应层104，故不需要一般CMP的研磨速度，期望为例如10nm/min以下的研磨速度。因为必须同时进行平坦化，因此需要比一般CMP更精密地控制研磨垫310与基板WF的接触，较佳是研磨垫310相对于基板WF的去除对象材料表面凹凸的接触压力的选择性高。例如，作为研磨条件，较佳为研磨压力小，较佳为1psi以下，更佳为0.1psi以下较佳。又，亦可为调整修整条件等以进行研磨垫310表面的平滑化，以及通过冷却研磨垫310表面等以增加研磨垫310表面的刚性。又，研磨处理液，在去除基板WF上的脆弱反应层104后，从防止处理液中的磨粒对于反应层104的下层(未反应层)造成损伤的观点来看，较佳是例如仅包含磨粒成分，为了缩小去除单位，磨粒尺寸较佳是小于20nm以下。又，磨粒浓度较佳是小至不损及研磨量的基板WF平面均匀性的等级。更进一步，因为磨粒对于表面的吸附及磨粒本身的凝集与pH有关，故亦可通过pH调整剂适当调整。此外，上述虽为以磨粒研磨去除反应层104的例子，但反应层104够脆弱的情况，亦可仅在纯水的存在下，将研磨垫310按压于基板WF的表面以研磨基板。
以上通过几个例子说明本发明的实施方式，但上述发明的实施方式是用以使本发明容易理解，并未限定本发明。本发明只要不脱离其主旨，则可进行变更、改良，同时，本发明当然包含其均等物。又，可解决上述问题的至少一部分的范围，或是可发挥效果的至少一部分的范围中，可任意组合或省略权利要求及说明书所记载的各构成元件。
符号说明
100 凸部
102 凹部
104 反应层
106 保护层
108 牺牲层
300 基板研磨装置
310 研磨垫
320 研磨工作台
330 顶环
340 处理液供给喷嘴
400 手臂
502 液体源
504 混合器
506 传感器
600 反应液槽
650 电解液槽
652 相对电极
654 电源
656 供电销
900 控制装置
312a 贯通孔
342a 出口开口
500A 处理液供给线
500B 处理液供给线
WF 基板

Claims (7)

1.一种基板研磨方法，对基板进行化学机械性研磨，该基板研磨方法的特征在于，包含如下步骤：
使用处理液来研磨基板的步骤；
变更有助于基板的研磨的所述处理液的有效成分的浓度的步骤；及
测定基板的被研磨层的厚度的步骤，
所述处理液的有效成分具有下述至少一者：(1)使基板的被研磨层氧化的成分、(2)使基板的被研磨层溶解的成分、及(3)使基板的被研磨层剥离的成分，
根据测定出的基板的被研磨层的厚度，变更所述处理液的有效成分的浓度。
2.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
还具有测定所述处理液的pH的步骤，根据测定出的处理液的pH，变更所述处理液的有效成分的浓度。
3.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述处理液包含磨粒，
所述基板研磨方法具有测定所述处理液中的磨粒浓度的步骤，根据测定出的磨粒浓度，变更所述处理液的有效成分的浓度。
4.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
通过以纯水稀释所述处理液，从而变更所述处理液的有效成分的浓度。
5.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述处理液具有氧化性成分，
通过添加用于抑制所述处理液的氧化作用的还原剂，从而实际有效地变更该处理液的氧化性成分的浓度。
6.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述处理液具有酸作为溶解性成分，
通过在所述处理液中添加碱剂，从而变更溶解性成分浓度。
7.如权利要求1所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述处理液具有碱作为溶解性成分，
通过在所述处理液中添加酸，从而变更溶解性成分浓度。
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