CN118254100A - 基板研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板研磨装置。在光学式表面监视系统中，除去或者缓和由基板与研磨台之间的相对速度的差异导致的测定精度的影响。基板研磨装置具有：研磨台；用于使所述研磨台旋转的电机；构成为保持基板的基板保持头；光源；以及配置于研磨台的内部的光学头。光学头具备投光口和受光口，该投光口被配置为将来自所述光源的光朝向保持于基板保持头的基板投射，该受光口被配置为接受从保持于所述基板保持头的基板反射的光。基板研磨装置还具有：用于检测由所述受光口接受到的光的光检测器；用于控制光被取入所述光检测器的曝光时间的快门；以及用于基于基板的研磨条件来控制所述快门的动作以变更所述曝光时间的控制装置。

Description

基板研磨装置

技术领域

本申请涉及基板研磨装置。

背景技术

在半导体器件的制造中，为了使基板的表面平坦化而使用化学机械研磨(CMP)装置。在多数情况下，用于半导体器件的制造的基板为圆板形状。一般地，CMP装置具备：支承研磨垫的研磨台、将基板向研磨垫按压的基板保持头、以及将浆料供给到研磨垫上的浆料供给喷嘴。一边使研磨台旋转，一边向研磨台上的研磨垫供给浆料，基板保持头将基板向研磨垫按压。在CMP装置中，通过在浆料的存在下一边将基板向研磨垫按压一边使基板相对移动而研磨基板。通过浆料的化学作用与浆料中包含的磨粒的机械作用的组合而将基板的表面平坦化。

基板的研磨在构成基板的表面的膜(绝缘膜、金属膜、硅层等)的厚度达到规定的目标值时结束。CMP装置为了测定绝缘膜、硅层等非金属膜的厚度，有时具备光学式表面监视系统。该光学式表面监视系统构成为，通过将从光源发出的光引导到基板的表面，利用分光器测定来自基板的反射光的强度，对反射光的光谱进行解析，由此检测基板的表面状态(例如，测定基板的膜厚、或者检测构成基板的表面的膜的除去)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2020-142303号公报

专利文献2：日本特开2017-220683号公报

发明要解决的技术问题

光源有时使用氙闪光灯。该氙闪光灯是具有数微秒级的点亮时间的脉冲点亮光源。氙闪光灯能够产生约200nm～1100nm的多波长的光。

氙闪光灯具有能够以较短的点亮时间得到大光量的优点，但按照每个脉冲，光量存在偏差。在使用氙闪光灯进行某些测定的情况下，为了抑制每个脉冲的光量的偏差的影响，有时对同一测定部位照射多次脉冲光而进行多次测定，对测定值进行合计或者计算平均值。然而，在作为CMP装置的光学式表面监视系统的光源，使用氙闪光灯的情况下，基板以及配置有光源的研磨台都旋转，因此很难对基板的同一测定部位照射多次脉冲光。另外，即使能够对基板的同一测定部位照射多次脉冲光，也会在对同一测定部位照射多次脉冲光的期间进行基板的研磨，基板的表面的状态发生变化。

因此，作为CMP装置的光学式表面监视系统的光源，在进行想要抑制发光偏差的处理的情况下，采用光量稳定的始终点亮的连续发光光源(或者CW光源：Continuous Wave光源，也称为连续波光源)成为一个对策。在使用CW光源的情况下，为了测定基板上的规定的部位的表面状态，需要切出CW光的一部分。为了切出CW光的一部分而使用快门，但一般地，利用快门切出的时间宽度比氙闪光灯的点亮时间长。

在CMP装置中，在基板的研磨中，配置有光学式表面监视系统的研磨台始终旋转，因此在恒定时间内曝光的基板的区域根据研磨台与基板的测定部位的相对速度而发生变化。因此，基板的测定区域的面积根据基板的测定部位的相对速度而发生变化，因此基板表面的测定精度发生变化。

在光学式表面监视系统中使用CW光源以及快门的情况下，与使用氙闪光灯这样的脉冲光源的情况相比曝光时间变长，因此容易受到由上述的基板与研磨台之间的相对速度的差异导致的影响。

发明内容

因此，本申请的一个目的在于，在光学式表面监视系统中，除去或者缓和由上述的基板与研磨台之间的相对速度的差异导致的测定精度的影响。

用于解决技术问题的技术手段

根据一个实施方式，提供一种基板研磨装置，该基板研磨装置具有：研磨台；电机，该电机用于使所述研磨台旋转；基板保持头，该基板保持头构成为保持基板；光源；以及光学头，该光学头配置于研磨台的内部。光学头具备投光口和受光口，该投光口被配置为将来自所述光源的光朝向保持于基板保持头的基板投射，该受光口被配置为接受从保持于所述基板保持头的基板反射的光。基板研磨装置还具有：光检测器，该光检测器用于检测由所述受光口接受到的光；快门，该快门用于控制光被取入所述光检测器的曝光时间；以及控制装置，该控制装置用于基于基板的研磨条件来控制所述快门的动作以变更所述曝光时间。

附图说明

图1是表示基板研磨装置的一个实施方式的示意图。

图2是表示图1所示的基板研磨装置的详细结构的一个实施方式的截面图。

图3是示意性地表示在研磨台以及基板保持头停止的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板上的测定区域(照射区域)的图。

图4是示意性地表示在研磨台以相对低的速度旋转，基板保持头停止的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域(照射区域)的图。

图5是示意性地表示在研磨台以相对高的速度旋转，基板保持头停止的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板上的测定区域(照射区域)的图。

图6是示意性地表示在研磨台的半径方向上配置有多个光学传感器头，研磨台旋转，基板保持头停止的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域(测定区域)的图。

图7是示意性地表示在研磨台以及基板保持头旋转的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板上的测定区域(照射区域)的图。

图8是示意性地表示在研磨台旋转，基板保持头一边摆动一边旋转的状态下，研磨台与保持于基板保持头的基板的位置关系的图，是表示某恒定的曝光时间中的基板上的测定区域(照射区域)的图。

符号说明

1基板保持头

2研磨垫

3研磨台

5浆料供给喷嘴

7光学传感器头

9控制装置

11旋转编码器

13臂

14旋转编码器

15支柱

25触发传感器

40光学性表面监视系统

44CW光源

47分光器

48光检测器

100测定区域

31a投光口

32a受光口

W基板

具体实施方式

以下，与附图一同对本发明的基板研磨装置的实施方式进行说明。在附图中，对相同或者类似的要素标注相同或者类似的参照符号，在各实施方式的说明中有时省略与相同或者类似的要素相关的重复的说明。另外，各实施方式所示的特征只要不相互矛盾，也能够应用于其他的实施方式。

图1是表示基板研磨装置的一个实施方式的示意图。如图1所示，基板研磨装置具备：支承研磨垫2的研磨台3、用于保持基板W的基板保持头1、使研磨台3旋转的工作台电机6、以及用于向研磨垫2上供给浆料的浆料供给喷嘴5。

基板保持头1与头轴10连结，基板保持头1能够与头轴10一同在箭头所示的方向上旋转。如图1所示，头轴10安装于臂13。臂13构成为能够以支柱15为中心旋转。基板研磨装置具备检测臂13的旋转角度的旋转编码器14。旋转编码器14与使臂13回旋的未图示的电机连结。

研磨台3与工作台电机6连结，工作台电机6构成为使研磨台3以及研磨垫2在箭头所示的方向上旋转。基板研磨装置具备检测研磨台3的旋转角度的旋转编码器11。旋转编码器11与工作台电机6连结。

像如下那样研磨基板W。一边使研磨台3以及基板保持头1在图1的箭头所示的方向上旋转，一边从浆料供给喷嘴5向研磨台3上的研磨垫2的研磨面2a供给浆料。一边通过基板保持头1使基板W旋转，一边在研磨垫2上存在浆料的状态下将基板W向研磨垫2的研磨面2a按压。并且，在基板的研磨中，也可以使臂13回旋，而使基板保持头1在研磨垫2上摆动。通过浆料的化学作用与浆料中包含的磨粒的机械作用而研磨基板W的表面。

基板研磨装置具备检测基板W的表面状态的光学性表面监视系统40。光学性表面监视系统40具备光学传感器头7、CW光源44、分光器47、触发传感器25、控制装置9。光学传感器头7、CW光源44以及分光器47安装于研磨台3，与研磨台3以及研磨垫2一同一体旋转。光学传感器头7的位置是每当研磨台3以及研磨垫2旋转一周时横穿研磨垫2上的基板W的表面的位置。在其他的实施方式中，也可以代替CW光源44，使用氙闪光灯这样的脉冲光源。

图2是表示图1所示的基板研磨装置的详细结构的一个实施方式的截面图。头轴10经由带等连结单元17与基板保持头电机18连结而旋转。通过该头轴10的旋转，而使基板保持头1在箭头所示的方向上旋转。

分光器47具备光检测器48。在一个实施方式中，光检测器48是CCD或者CMOS等图像传感器。光学传感器头7与CW光源44以及光检测器48光学连结。CW光源44以及光检测器48与控制装置9电连接。

光学性表面监视系统40还具备：投光用光纤线缆31，该投光用光纤线缆31将从CW光源44发出的光引导到基板W的表面；以及受光用光纤线缆32，该受光用光纤线缆32接受来自基板W的反射光，将反射光送至分光器47。投光用光纤线缆31的顶端构成朝向保持于基板保持头1的基板投射光的投光口31a。受光用光纤线缆32的顶端构成接受从保持于基板保持头1的基板反射的光的受光口32a。投光口31a以及受光口32a以朝向保持于基板保持头1的基板的方式位于研磨台3内。

投光用光纤线缆31的顶端即投光口31a以及受光用光纤线缆32的顶端即受光口32a构成将光引导到基板W的表面，并且接受来自基板W的反射光的光学传感器头7。投光用光纤线缆31的另一端与CW光源44连接，受光用光纤线缆32的另一端与分光器47连接。分光器47构成为，按照波长对来自基板W的反射光进行分解，遍及规定的波长范围测定反射光的强度。

从CW光源44发出的光穿过投光用光纤线缆31被送至光学传感器头7，从投光口31a朝向基板W射出。来自基板W的反射光由受光口32a接受，穿过受光用光纤线缆32被送至分光器47。分光器47按照其波长对反射光进行分解，测定各波长下的反射光的强度。分光器47将反射光的强度的测定数据送至控制装置9。

控制装置9根据反射光的强度的测定数据生成反射光的光谱。该光谱表示反射光的强度与波长的关系，光谱的形状按照基板W的膜厚而变化。控制装置9根据反射光的光谱决定基板W的膜厚。在根据反射光的光谱决定基板W的膜厚的方法中，使用公知的技术。例如，针对反射光的光谱执行傅立叶变换，根据所得到的频谱决定膜厚。

在基板的研磨中，每当研磨台3旋转一周时，光学传感器头7一边横穿研磨垫2上的基板W的表面，一边向基板W上的测定点照射光，并接受来自基板W的反射光。控制装置9根据反射光的强度的测定数据决定基板W的膜厚，基于膜厚来控制基板W的研磨动作。例如，控制装置9决定基板W的膜厚达到目标膜厚的时刻即研磨终点。

作为一个实施方式，控制装置9能够由具备输入输出装置、运算装置、存储装置等的一般的计算机构成。此外，控制装置9也可以配置在研磨台3的内部，与研磨台3一同旋转，另外，也可以配置在研磨台3的外部，不与研磨台3一同旋转。

在一个实施方式中，基板研磨装置具备操作PC29。操作PC构成研磨装置的用户接口，用户能够指定研磨台3的旋转速度等研磨条件等。操作PC29能够由具备输入输出装置、运算装置、存储装置等的一般的计算机构成。控制装置9以及操作PC29的功能能够相互交换，基板研磨装置内的动作的控制、计算处理也可以由控制装置9以及操作PC29中的任一方进行。

在一个实施方式中，控制装置9也可以根据反射光的光谱的变化来检测除去了构成基板W的表面的膜的状态。在该情况下，控制装置9决定除去了构成基板W的表面的膜的时刻即研磨终点。控制装置9也可以不根据反射光的光谱来决定基板W的膜厚。

研磨台3具有在其上表面开口的第一孔50A以及第二孔50B。另外，在研磨垫2上，在与这些孔50A、50B对应的位置形成有通孔51。孔50A、50B与通孔51连通，通孔51在研磨面2a开口。第一孔50A与液体供给线路53连结，第二孔50B与排液线路54连结。由投光用光纤线缆31的顶端以及受光用光纤线缆32的顶端构成的光学传感器头7配置于第一孔50A，并且位于通孔51的下方。

在一个实施方式中，作为CW光源44，能够使用卤素光源、等离子体光源、氘光源等。投光用光纤线缆31是将由CW光源44发出的光引导到基板W的表面的光传送部。投光口31a以及受光口32a位于第一孔50A内，位于基板W的被研磨面的附近。由投光用光纤线缆31以及受光用光纤线缆32的各顶端即投光口31a以及受光口32a构成的光学传感器头7朝向保持于基板保持头1的基板W而配置。每当研磨台3旋转时向基板W照射光。在本实施方式中，也可以仅设置一个光学传感器头7，但也可以设置多个光学传感器头7。

在基板W的研磨中，每当研磨台3旋转一周时，光学传感器头7横穿基板W而移动。在光学传感器头7位于基板W的下方的期间，CW光源44始终发出光。光穿过投光用光纤线缆31被引导到基板W的表面(被研磨面)，来自基板W的反射光穿过受光用光纤线缆32而由分光器47接受，被取入到光检测器48。光检测器48遍及规定的波长范围而测定各波长下的反射光的强度，将所得到的测定数据送至控制装置9。该测定数据是按照基板W的膜厚而变化的膜厚信号。控制装置9根据测定数据生成表示每个波长的光的强度的反射光的光谱，进一步根据反射光的光谱决定基板W的膜厚。

在基板W的研磨中，纯水作为冲洗液经由液体供给线路53向第一孔50A供给，进一步穿过第一孔50A向通孔51供给。纯水充满基板W的表面(被研磨面)与光学传感器头7之间的空间。纯水流入第二孔50B，穿过排液线路54而排出。在第一孔50A以及通孔51内流动的纯水防止浆料浸入第一孔50A，由此确保光路。

液体供给线路53以及排液线路54与旋转接头19连接，进一步在研磨台3内延伸。液体供给线路53的一端与第一孔50A连接。液体供给线路53的另一端与未图示的纯水供给源连接。纯水穿过液体供给线路53向第一孔50A供给，进一步穿过第一孔50A向通孔51供给。

排液线路54的一端与第二孔50B连接。供给到通孔51的纯水流过第二孔50B，进一步穿过排液线路54排出到基板研磨装置外。在液体供给线路53安装有开闭阀68。开闭阀68是电磁阀或者电动阀。开闭阀68与控制装置9电连接。在基板W的研磨中，控制装置9与研磨台3的旋转同步地使开闭阀68周期性地开闭。具体而言，在基板W不位于通孔51上时，控制装置9关闭开闭阀68，在基板W位于通孔51上时，控制装置9打开开闭阀68。

在上述的实施方式中，是用纯水充满基板W的表面(被研磨面)与光学传感器头7之间的空间的所谓的水封式的例子。作为其他的实施方式，也可以不是通过水封式来确保光学传感器头7的光路，而是将具有透明窗的研磨垫粘贴于研磨台的方式。关于使用透明窗的方式，例如在日本特开2017-220683号公报(专利文献2)中公开。

旋转编码器11、14与控制装置9电连接，旋转编码器11、14的输出信号(即，研磨台3的旋转角度的检测值、基板保持头1的位置)被送至控制装置9。控制装置9能够根据旋转编码器11、14的输出信号、即研磨台3的旋转角度以及基板保持头1的位置，决定光学传感器头7相对于基板保持头1的相对位置，基于光学传感器头7的相对位置，控制光检测器48的光检测定时。另外，像后述那样，控制装置9能够基于从旋转编码器11得到的研磨台3的旋转速度来控制曝光时间。

如图1、2所示，基板研磨装置具备触发传感器25。如图2所示，触发传感器25安装于研磨台3，能够与研磨台3一同旋转。另外，如图2所示，基板研磨装置在研磨台3的外侧配置有感应块27。触发传感器25构成为，每当研磨台3旋转一周时检测到感应块27，生成触发信号。触发信号被送至控制装置9。在一个实施方式中，能够基于从触发传感器25生成的触发信号，控制光检测器48的光检测定时。

在基板W的研磨中，控制装置9对光检测器48发出指令而控制光检测器48的光检测动作。即，在光学传感器头7位于基板W的下方时，控制装置9向光检测器48发送光检测触发信号。光检测器48若接受光检测触发信号，则开始反射光的取入，若停止光检测触发信号的发送，则停止反射光的取入。

在本说明书中，将光检测器48取入反射光的动作的每一次的时间称为曝光时间。在曝光时间的期间，光检测器48持续取入反射光(持续检测反射光)。光检测器48具有电子快门功能。即，光检测器48若接受光检测触发信号，则电子快门打开，若停止光检测触发信号的发送，则电子快门关闭。从电子快门打开的时刻到电子快门关闭的时刻为止的时间为曝光时间。在本实施方式中，快门是光检测器48所具备的电子快门功能，但作为其他的实施方式，快门也可以是配置于光检测器48或者分光器47的前方的机械式快门。另外，作为一个实施方式，也可以使用机械式快门和电子快门功能双方。在使用机械式快门的情况下，也能够构成为通过控制装置9来控制动作。在使用机械式快门的情况下也是，光检测器48接受反射光，取入反射光的期间为曝光时间。曝光时间可以说是快门打开的打开时间。

以下，对一个实施方式的曝光时间的控制进行说明。图3是示意性地表示在研磨台3以及基板保持头1停止的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(照射区域)。如上所述，在研磨台3配置有光学传感器头7，从投光用光纤线缆31的投光口31a朝向基板W照射光。如图3所示，在研磨台3以及基板保持头1停止的状态下，从投光口31a照射的基板W上的测定区域100最小，是恒定的。

图4是示意性地表示在研磨台3以相对低的速度旋转，基板保持头1停止的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(照射区域)。在图4所示的条件下，研磨台3旋转，因此光学传感器头7也旋转，在恒定的曝光时间的期间照射光在基板W上移动，因此与图3的情况相比，测定区域100较大。

图5是示意性地表示在研磨台3以相对高的速度旋转，基板保持头1停止的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(照射区域)。在图5所示的条件下，研磨台3以高速度旋转，因此与图4的情况相比，测定区域100进一步变大。

像以上那样，在曝光时间恒定的情况下，测定区域100的面积根据研磨台3的旋转速度而变化。因此，光学性表面监视系统40中的基板W的表面状态的测定精度由于研磨台3的旋转速度而受到影响。

因此，在一个实施方式中，控制装置9根据研磨台3的旋转速度来变更曝光时间，以使得与研磨台3的旋转速度无关而实质上成为恒定的面积的测定区域100。此外，测定区域的面积也可以不完全恒定，只要变更曝光时间以使得曝光时间恒定的情况下的测定区域的面积的变动较小即可。

在一个实施方式中，首先，定义成为基准的研磨台3的旋转速度(TTstd)下的基准曝光时间(ExpTstd)。曝光时间内的光学传感器头7的移动距离与研磨台3的旋转速度成比例。因此，测定区域100的面积与曝光时间内的光学传感器头7的移动距离、即研磨台3的旋转速度成比例。在研磨台3以任意的旋转速度(TT)旋转时，与研磨台3以基准旋转速度(TTstd)旋转时光学传感器头7的移动距离相同的曝光时间(ExpT(TT))为ExpT(TT)＝ExpTstd×(TTstd/TT)。换言之，可以说使用研磨台3的旋转速度来校正基准曝光时间。

研磨基板W时的研磨台3的旋转速度(TT)能够使用由基板研磨装置的用户决定的旋转速度。如图2所示，基板研磨装置具备操作PC29。操作PC构成研磨装置的用户接口，用户能够指定研磨台3的旋转速度(TT)等研磨条件等。另外，在一个实施方式中，基板研磨装置具备旋转编码器11，因此能够测定研磨中的研磨台3的旋转速度，因此也能够利用测定出的研磨台3的旋转速度。另外，在一个实施方式中，也可以从触发传感器25发出触发信号的定时测定研磨台3的旋转速度。此外，在本说明书中，研磨条件不仅包含用户指定的条件，还包含实际上在基板研磨装置中实现的条件。例如，研磨条件不仅包含用户指定的研磨台3的旋转速度(TT)，还包含在基板研磨装置中测定出的研磨台3的旋转速度。

图6是示意性地表示在研磨台3的半径方向上配置有多个光学传感器头7，研磨台3旋转，基板保持头1停止的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(测定区域)。

如图6所示，即使研磨台3处于恒定的旋转速度，曝光时间内的光学传感器头7的移动距离也根据光学传感器头7的半径方向位置而发生变化。因此，在一个实施方式中，根据光学传感器头7的半径方向位置而变更曝光时间。

在研磨台3的恒定的旋转速度下，光学传感器头7的移动距离与半径方向位置成比例。因此，即使光学传感器头7处于任意的半径方向位置，也以成为相同的移动距离的方式决定曝光时间。相对于针对成为基准的光学传感器头7的位置(r0)的基准曝光时间(ExpTstd)，由配置于任意的半径方向位置(r)的光学传感器头7进行的测定的曝光时间(ExpT(r))为ExpT(r)＝ExpTstd×(r0/r)。换言之，可以说使用光学传感器头7的半径方向位置来校正基准曝光时间。

图6是基板研磨装置具备多个光学传感器头7的情况下的例子，但在一个光学传感器头7能够在半径方向上移动的情况下，也同样能够进行曝光时间的校正。

在一个实施方式中，也可以仅采用基于上述的研磨台3的旋转速度进行的曝光时间的校正、以及基于研磨台3的半径方向位置进行的曝光时间的校正中的一方，也可以采用两者。

上述的曝光时间的校正是在研磨中基板保持头1不旋转的情况、或者即使基板保持头1旋转也不考虑的情况，但在一个实施方式中，也可以考虑基板保持头1的旋转来校正曝光时间。

图7是示意性地表示在研磨台3以及基板保持头1旋转的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(照射区域)。在图7所示的条件下，不仅是研磨台3，基板保持头1也旋转，因此测定区域100的大小根据基板W上的光学传感器头7的半径方向位置而发生变化。因此，在一个实施方式中，在研磨台3以及基板保持头1旋转的状态下，也进行曝光时间的校正以成为恒定的测定区域100的大小。

配置于旋转的研磨台3的光学传感器头7的位置能够由基板研磨装置的设计信息、研磨台3的旋转速度、以及触发传感器25反应之后的时间决定。基板W的中心与基板保持头1的旋转中心相等，是由设计信息决定的值。由光学传感器头7测定的基板W上的半径方向位置能够根据光学传感器头7在研磨台3上的半径方向位置、以及与基板保持头1的中心相距的距离求出。通过基于研磨台3的旋转的移动距离成分Ltt(x1,y1)与基于基板保持头1的旋转的移动距离成分Ltr(x2,y2)的合成，任意的光学传感器头7在某曝光时间中在基板W上的移动距离L为

若将成为基准的研磨台3的旋转速度(TTstd)下的测定区域100的移动距离设为L0，则任意的基板W上的半径位置r处的曝光时间ExpT(r)能够决定为ExpT(r)＝ExpTstd×(L/L0)。

如上所述，在一个实施方式中，在基板的研磨中，也可以使臂13回旋，而使基板保持头1在研磨垫2上摆动。图8是示意性地表示在研磨台3旋转，基板保持头1一边摆动一边旋转的状态下，研磨台3与保持于基板保持头1的基板W的位置关系的图，表示某恒定的曝光时间中的基板W上的测定区域100(照射区域)。在基板的研磨中使基板保持头1在研磨垫2上摆动的情况下，基板W的中心在曝光时间的期间移动。因此，也可以考虑由臂13产生的基板保持头1的摆动来校正曝光时间。此外，由臂13产生的基板保持头1的摆动速度能够由控制装置9控制。

在使基板保持头1摆动的情况下，测定区域100根据研磨台3的旋转方向与基板保持头1的摆动方向的关系而变化。在基板保持头1的摆动方向与研磨台3的旋转方向为同一方向的情况下，曝光时间中的光学传感器头7的相对的移动距离减少，测定区域100变小，因此校正为曝光时间变长。相反，在基板保持头1的摆动方向与研磨台3的旋转方向为相反方向的情况下，曝光时间中的光学传感器头7的相对的移动距离变大，测定区域100变大，因此校正为曝光时间变短。

如上所述，根据本发明，在使用光学性表面监视系统来监视基板的表面状态的情况下，能够考虑曝光时间中的光的照射区域的移动来校正曝光时间以使测定区域100恒定。因此，通过测定区域100的面积发生变化，能够除去或缓和测定精度的影响。特别是，在作为光学性表面监视系统的光源，使用曝光时间容易变长的CW光源的情况下，更有效。

此外，在上述的实施方式的说明中，对校正曝光时间以使测定区域100成为恒定的面积的情况进行说明，但也可以通过校正而使测定区域100不成为完全恒定的面积。这是因为，只要与完全不校正的情况相比，校正为各种研磨条件下的测定区域100的面积的变化变小，则通过测定区域100的面积发生变化，能够缓和测定精度的影响。

以上，对几个本发明的实施方式进行了说明，但上述的发明的实施方式用于使本发明的理解变得容易，并不限定本发明。当然，本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更、改进，并且在本发明中包含其等价物。另外，在能够解决上述的技术问题的至少一部分的范围、或者实现效果的至少一部分的范围中，能够进行发明要保护的范围以及说明书中记载的各结构要素的任意的组合、或者省略。

根据上述的实施方式，至少掌握以下的技术思想。

[技术方案1]根据技术方案1，提供一种基板研磨装置，该基板研磨装置具有：研磨台；电机，该电机用于使所述研磨台旋转；基板保持头，该基板保持头构成为保持基板；光源；光学头，该光学头配置于研磨台的内部，具备投光口和受光口，该投光口被配置为将来自所述光源的光朝向保持于基板保持头的基板投射，该受光口被配置为接受从保持于所述基板保持头的基板反射的光；光检测器，该光检测器用于检测由所述受光口接受到的光；快门，该快门用于控制光被取入所述光检测器的曝光时间；以及控制装置，该控制装置用于基于基板的研磨条件来控制所述快门的动作以变更所述曝光时间。

[技术方案2]根据技术方案2，在技术方案1的基板研磨装置中，所述控制装置决定所述曝光时间，以使得基板被从所述投光口投射到基板上的光照射的面积实质上恒定。

[技术方案3]根据技术方案3，在技术方案1或者技术方案2的基板研磨装置中，基于所述研磨台的旋转速度来决定所述曝光时间。

[技术方案4]根据技术方案4，在技术方案1至技术方案3中的任一个技术方案的基板研磨装置中，基于从所述研磨台的旋转中心到所述光学头为止的距离来决定所述曝光时间。

[技术方案5]根据技术方案5，在技术方案1至技术方案4中的任一个技术方案的基板研磨装置中，具有第二电机，该第二电机用于使所述基板保持头旋转，基于所述基板保持头的旋转速度来决定所述曝光时间。

[技术方案6]根据技术方案6，在技术方案1至技术方案5中的任一个技术方案的基板研磨装置中，具有臂，该臂用于使所述基板保持头在与所述研磨台的平面平行的方向上移动，基于所述基板保持头的由所述臂引起的平行移动速度来决定所述曝光时间。

[技术方案7]根据技术方案7，在技术方案1的基板研磨装置中，具有：第二电机，该第二电机用于使所述基板保持头旋转；以及平行移动机构，该平行移动机构用于使所述基板保持头在与所述研磨台的平面平行的方向上移动，基于(1)所述研磨台的旋转速度、(2)从所述研磨台的旋转中心到所述光学头为止的距离、(3)所述基板保持头的旋转速度、以及(4)所述基板保持头的由所述平行移动机构引起的平行移动速度，来决定所述曝光时间。

[技术方案8]根据技术方案8，在技术方案1至技术方案7中的任一个技术方案的基板研磨装置中，上述光源是连续发光光源。

Claims (8)

1.一种基板研磨装置，其特征在于，具有：

研磨台；

电机，该电机用于使所述研磨台旋转；

基板保持头，该基板保持头构成为保持基板；

光源；

光学头，该光学头配置于研磨台的内部，具备投光口和受光口，该投光口被配置为将来自所述光源的光朝向保持于基板保持头的基板投射，该受光口被配置为接受从保持于所述基板保持头的基板反射的光；

光检测器，该光检测器用于检测由所述受光口接受到的光；

快门，该快门用于控制光被取入所述光检测器的曝光时间；以及

控制装置，该控制装置用于基于基板的研磨条件来控制所述快门的动作以变更所述曝光时间。

2.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，

所述控制装置决定所述曝光时间，以使得基板被从所述投光口投射到基板上的光照射的面积实质上恒定。

3.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，

基于所述研磨台的旋转速度来决定所述曝光时间。

4.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，

基于从所述研磨台的旋转中心到所述光学头为止的距离来决定所述曝光时间。

5.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，

具有第二电机，该第二电机用于使所述基板保持头旋转，

基于所述基板保持头的旋转速度来决定所述曝光时间。

6.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，

具有臂，该臂用于使所述基板保持头在与所述研磨台的平面平行的方向上移动，

基于所述基板保持头的由所述臂引起的平行移动速度来决定所述曝光时间。

7.根据权利要求1所述的基板研磨装置，其特征在于，具有：

第二电机，该第二电机用于使所述基板保持头旋转；以及

平行移动机构，该平行移动机构用于使所述基板保持头在与所述研磨台的平面平行的方向上移动，

基于(1)所述研磨台的旋转速度、(2)从所述研磨台的旋转中心到所述光学头为止的距离、(3)所述基板保持头的旋转速度、以及(4)所述基板保持头的由所述平行移动机构引起的平行移动速度，来决定所述曝光时间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的基板研磨装置，其特征在于，

所述光源是连续发光光源。