CN1322374A - 抛光体、抛光设备、抛光设备调节方法、抛光膜厚度或抛光终点测量方法及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

透明窗板(31)装配在制造于抛光垫(21)中的孔中。透明窗板(31)的上部与用作抛光垫(21)的抛光表面的上部之间存在距离a。抛光时,支撑晶片的抛光头借助于加压机构压到抛光垫上,抛光垫(21)和透明窗板(31)被压缩。然而,所说距离a在一基准值之上保持恒定。透明窗板(31)的上部从抛光体(21)的上部凹下,因此,在修整期间,透明窗板(31)的表面不会被划伤,所以可以延长抛光垫的寿命。

Description

抛光体、抛光设备、抛光设备调节方法、 抛光膜厚度或抛光终点测量方法 及半导体器件的制造方法
本发明涉及适用于制造例如ULSI器件等半导体器件的方法中半导体器件抛光的抛光体、抛光设备、抛光设备调节方法、抛光膜厚度或抛光终点测量方法，还涉及半导体器件的制造方法。
随着半导体集成电路变得越来越细和集成度越来越高，半导体制造工艺中涉及的各工艺变得越来越多和越来越复杂。结果，半导体器件的表面不总是平坦的。半导体器件表面上存在台阶差，会导致布线的台阶断裂，和电阻的局部增大等，进而会引起布线中断和电容下降。另外，在绝缘膜中，这种台阶差还会引起耐压下降及漏电。
同时，随着半导体集成电路变得越来越细和集成度越来越高，光刻用半导体曝光设备中的光源波长变得越来越短，半导体曝光设备中所用投影透镜的数值孔径或所谓的NA变得越来越大。结果，这种半导体曝光设备所用投影透镜的焦深变得越来越浅。为了与逐渐变浅的焦深相适应，希望半导体器件的表面比到目前为止可以实现的平面化程度更高。
具体说，例如图1所示的平面化技术在半导体(制造)工艺变得很重要。半导体器件14及由SiO2构成的层间绝缘膜12和由A1构成的金属膜13形成在硅晶片11的表面上。图1(a)示出了半导体器件表面上的层间绝缘膜12的平面化的例子。图1(b)示出了通过抛光半导体器件表面上的金属膜13形成所谓镶嵌结构的例子。
化学机械抛光或化学机械平面化(此后称之为“CMP”)技术已广泛用作平面化这种半导体器件表面的方法。一般说，CMP技术是可以用于平面化硅晶片整个表面的唯一方法。
CMP技术是在硅晶片镜面抛光法的基础研制的方法。图2是用于CMP的抛光(平面化)设备的示意结构图。该抛光设备由抛光部件15、抛光支撑部件(此后在某些情况下称为“抛光头”)16和抛光剂供应部件18构成。另外，作为抛光对象的硅晶片17固定于抛光头16上，抛光剂供应部件18提供抛光剂(浆料)19。抛光部件15通过将抛光体(此后在某些情况下称之为“抛光垫”)21固定到台板20的表面上形成。
硅晶片17由抛光头16支撑，以便在旋转的同时发生振荡，并以特定的压力压到抛光部件15的抛光体21上。抛光部件15也旋转，以便在抛光部件15和硅晶片17间产生相对运动。这种情况下，抛光剂19从抛光剂供应部件18供应到抛光体21的表面。在抛光部件15和硅晶片17做相对运动的同时，抛光剂19在抛光体21的表面上扩散，并进入抛光体21和硅晶片17间的空间中，从而抛光硅晶片17的抛光表面。具体说，抛光部件15和硅晶片17间相对运动引起的机械抛光和抛光剂19的化学作用间的协同作用，可以实现良好的抛光效果。
硅晶片的抛光量和上述抛光条件间的关系由称作普林斯顿分子式的经验分子给出，由式(1)表示如下。
R＝k×P×V          (1)
这里R是硅晶片的抛光量，P是硅晶片压到抛光体上的单位面积的压力，V是抛光部件和硅晶片间的相对运动引起的相对线性速度，k是比例常数。
一般说，CMP抛光的终点根据抛光几十个假片样品，并进行了清洗工艺后，利用椭圆仪等得到的膜厚测量值计算的抛光速率，利用普林斯顿分子式，通过时间控制确定。然而，在CMP中，由于抛光体的温度分布和抛光剂供应条件的局部差异，抛光速率发生偏差。另外，由于抛光体的表面状况偏差，抛光速率随处理过的晶片数而下降，由于各抛光体间的差异造成了抛光速率不同。因此，很难利用时间控制法通过进行一定抛光量来确定抛光终点。
另外，时间控制法需要利用多达几十个假片样品的抛光工作，以确定抛光速率。因此，该抛光工作会引起成本提高，因此，不能稳定半导体器件制造工艺和降低制造成本。
为此，提出了在测量运动力矩或振动等的同时现场确定抛光终点的方法，代替于通过时间控制确定终点的方法。这种方法某种程度上在作为抛光对象的材料改变的CMP情况下有效(例如布线材料的CMP或有停止层的CMP)。然而，在具有复杂图形的硅晶片的情况下，作为抛光对象的材料几乎没有偏差，因此存在很难确定终点的情况。另外，在层间绝缘膜的CMP情况下，需要控制内布线电容，因此，需要控制残留膜厚度而不是控制抛光终点。利用通过现场测量运动力矩或振荡等确定终点的方法，很难测量膜厚。
近来，光测量尤其是根据分光镜反射的测量现场监测终点和现场测量膜厚，看起来是解决上述问题的有效方法。例如，美国专利5433651中介绍了这种测量的一个例子。关于用于这种现场测量的构成，一种普通的方法是用于测量的开口部分22形成在图2所示的台板20和抛光体21中，利用抛光态测量装置23观察抛光对象的表面，所说抛光态测量装置23通过该开口部分22测量抛光态。尽管图2中未示出，但一般是在抛光体21上安装透明窗等，以封闭该开口部分。通过安装这种窗口，可以使测量光从抛光态测量装置33穿过该窗口，同时可以防止抛光剂19通过开口部分22泄漏到抛光态测量装置23。在没有安装该窗体的情况下，浆料和用于清洗的水等从该区泄漏，结果需要复杂机构，所以该设备变复杂。
过去还采用由泡沫聚氨酯构成的所谓泡沫抛光垫作抛光体21。然而，在泡沫聚氨酯抛光垫的情况下，抛光剂会引起堵塞，因而抛光特性不稳定。因此，在泡沫聚氨酯抛光垫的情况下，一般利用金刚研磨砂轮进行抛光垫表面的修整，以使抛光稳定。修整是一种去除堵塞(抛光垫表面)的抛光剂，同时切掉泡沫聚氨酯抛光垫的表面，从而产生新的抛光垫表面的处理。另外，近来，还开始采用不需要修整处理的非泡沫抛光体。
在用于测量的窗口形成于抛光垫中，以便进行上述光学测量时，由于抛光体一般不透明，需要在形成窗口的区域安装不同于抛光体材料的透明材料。由于这种材料的机械特性一般不同于抛光体的材料，所以存在着这种材料会引起抛光速率差异、抛光不均匀和划伤的严重危险。另外，还会产生以下问题：由于窗口被划伤，所以在上述修整期间切掉抛光体(抛光垫)的同时，窗体会变为不透明，无法进行现场测量。
另外，由于抛光期间抛光剂释放到抛光体上，必须通过抛光剂进行观察。由于作为分散体的抛光剂会引起测量光的衰减，较好是在进行高精度测量时，处于测量光路径中的抛光剂的量小。具体说，如果抛光体表面和抛光对象侧上的窗口表面间存在台阶差，则抛光剂会累积于开口部分中，引起测量光的衰减，所以较好是不存在这种台阶差。
另外，为了减少用于测量抛光态的光强度的损失，希望从硅晶片侧看的窗口的相对表面上形成抗反射膜。然而，在抗反射膜形成于由软材料制造的窗口上时，由于窗口的弯曲，会在抗反射膜中形成龟裂。另外，由于窗口的玻璃转变温度低，所以，在温度改变时，窗口膨胀或收缩，进而会在抗反射膜中形成龟裂。因此，在窗口由软材料制造时，问题是形成抗反射膜是困难的。
另外，当在开口部分中设置例如聚氨酯、尼龙或软丙烯酸树脂等不会划伤硅晶片的软透明材料时，在由于台板的旋转，当开口部分在硅晶片之下移动时，加于窗口上的压力会波动，所以所安装的窗口会形变，进而引起光失真。这种失真的结果是窗口作为一个透镜，所以存在抛光终点和膜厚测量不稳定的问题。
另外，当在窗口与抛光对象间的抛光剂的没有恒定厚度时，测量抛光膜厚度或抛光终点的情况下，会发生错误测量的问题。
本发明的第一目的是解决上述问题，提供(a)一种用于能够利用光测量抛光态的抛光设备的抛光体，即(i)不会引起抛光不稳定的抛光体，(ii)具有不需要复杂机械结构的测量窗的抛光体，(iii)不存在例如修整期间划伤等问题的抛光体，(iv)不会引起现场抛光终点监测不稳定的抛光体，还提供(b)使用这种抛光体的抛光设备。
另外，本发明的第一目的还包括提供(a)一种能够利用光测量抛光状态的抛光设备，其中不存在抛光体的划伤或测量不稳定等问题，还提供(b)抛光设备调节方法及抛光终点确定方法，其中在抛光膜的厚度或抛光终点的测量方面不存在错误测量。
本发明的第二目的是提供一种半导体器件制造方法，其中由于采用上述抛光设备、抛光设备调节方法和抛光终点确定方法，可以降低抛光工艺的成本，并可以以良好的精度监测抛光态，所以可以使工艺更有效，因此可以以比常规半导体器件制造方法更低的成本制造半导体器件。
为实现上述第一目的而采用的本申请的第一发明是一种用于抛光设备的抛光体，(a)该抛光体设备装备有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过在上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该抛光设备抛光上述抛光对象，该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体上，所说开口部分用于使光学测量上述抛光对象的正被抛光表面的测量光通过，(b)至少对测量光来说透明的窗板安装在上述开口部分中，(c)调节卸载状态时上述抛光体的最外表面(即与抛光对象接触的表面)与上述最外表面侧上的上述窗板的表面间的间隙，使该间隙大于加上抛光负载时发生的上述抛光体抛光体的压缩变形量(权利要求1)。
本发明中，调节卸载态时上述抛光体的最外表面和上述最外表面侧上的上述窗板的表面(此后在某些情况下称作(窗板的)上表面)间的间隙，以便在施加抛光负载时，该间隙大于上述抛光体的压缩变形量。因此，即便上述抛光体在施加抛光负载时由于压缩变形而收缩，抛光体的最外表面将比窗板的最外表面更接近抛光对象，因此，甚至在施加抛光负载时，窗板将不接触抛光对象，因而可以防止窗板的划伤。
用于实现上述第一目的的本申请的第二发明是用于抛光设备的抛光体，(a)该抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头，(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体上，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板装在上述开口部分中，(c)上述窗板通过层叠两个或多个由透明材料构成的板构成(权利要求2)。
本发明中，设置在开口部分中的窗板通过层叠两个或多个由透明材料构成的板构成。因此，在一个窗口中，由于位于抛光对象侧上的透明材料的压缩弹性模量(硬度)和其它透明材料的压缩弹性模量(硬度)改变，会引起位于抛光对象侧上的表面的压缩弹性模量(硬度)和位于抛光对象相反侧的表面上的压缩弹性模量(硬度)不同。因此，各窗口材料的压缩弹性模量(硬度)可设定为理想值，以便作为整体的每个窗口的压缩弹性模量(硬度)也设定在理想值。另外，本发明还可应用于权利要求1所要求的发明。
用于实现上述第一目的的本申请的第三发明是根据权利要求2的发明，其特征还在于，上述窗板都由两个层叠在一起的透明材料板构成，这些透明材料板中，位于上述抛光对象侧上的透明材料板的压缩弹性模量设定为比位于上述抛光对象相反侧上的透明材料板的压缩弹性模量小(权利要求3)。
结果，位于抛光对象相反侧上的透明材料板由具有大压缩弹性模量的材料(即，硬材料)构成。因此，可以避免窗口的变形，所以不存在由于窗口的变形造成的抛光终点探测不稳定或膜厚测量的不稳定。
用于实现上述第一目的的本申请的第四发明是根据权利要求2或3的发明，其特征还在于，上述透明材料中，上述抛光对象侧上的透明材料的压缩弹性模量为2.9×107Pa≤e≤1.47×109Pa，与抛光体的压缩弹性模量基本相同(权利要求4)。
结果，由于抛光对象侧上的透明材料的弹性模量与抛光体的压缩弹性模量基本相同，所以在抛光期间所加负载引起窗口材料变形时，可以避免由于从抛光体突出的窗口材料造成的抛光对象的划伤，及与抛光对象的接触。另外，还可以避免不均匀的抛光。
用于实现上述第一目的的本申请的第五发明是用于抛光设备的抛光体，(a)所说抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头，及(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体上，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板装在上述开口部分中，(c)上述抛光对象侧上的上述窗板的表面，相对于上述抛光体的表面凹下，凹下的量按步进方式或连续方式改变(权利要求5)。
在这种抛光体中，窗板相对于抛光体表面的凹下量变化，因此，即便由于抛光体变形而进行修整或抛光在窗板表面形成伤伤，划伤的程度也仅限于一定区域。因此，在产生这种划伤的情况下，通过选择无划伤区，并利用该区观察抛光对象的抛光表面，可以实施对抛光态的现场测量，所以可以降低抛光体或窗板的替换频率。结果可以降低抛光成本。
另外，由于抛光剂进入对应于开口部分中抛光体的表面部分和窗板的表面部分的各部分之间的区域，所以测量光被吸收相应量，希望上述凹下量尽可能小。然而，如果该凹下量设为浅值，则由于上述理由窗口容易被划伤。本发明解决了这种折衷问题。具体说，这种折衷问题是如下解决的，即，利用其凹下量尽可能小的开口部分进行现场测量，在上述窗口被划伤的情况下，利用凹下量深的区域中未划伤部分进行现场测量。
为实现上述第一目的的本申请的第六发明是根据权利要求5的发明，其特征还在于，抛光体具有多个上述开口部分，上述凹下量按步进方式变化，使得该凹下量在上述每个开口部分中都不相同(权利要求6)。
结果，在利用测量抛光态的上述装置观察抛光对象的抛光态时，即便由于修整或抛光凹下量小的开口部分中的窗口被划伤，对凹下量大的开口部分中的窗口没有划伤。因此，由于上述理由，可以首先利用凹下量小的开口部分进行抛光态的现场测量，然后在这些窗口被划伤时，将利用测量该抛光态的上述装置对抛光对象抛光态的观察，转换到初始态时凹下量不同，所以窗口未被划伤的开口部分中的窗体。
用于实现上述第一目的的本申请的第七发明是根据权利要求5的发明，其特征还在于，上述凹下量按步进式变化，使得在同一开口部分中两个或多个部分之间该凹下量不同。
结果，在利用测量抛光态的上述装置观察抛光对象的抛光态期间，窗板的用于测量的那部分(多数情况下是凹下量小的部分)被划伤时，抛光态的现场测量可以通过如下步骤完成，即，将利用测量该抛光态的上述装置对抛光对象抛光态的观察，转换到初始态时凹下量不同，所以窗口未被划伤的开口部分中的窗体。
用于实现本发明第一目的的本申请的第八发明是根据权利要求5的发明，其特征还在于，上述窗板是平行平板形透明板，上述窗板相对于上述抛光体的表面倾斜安装，使得上述凹下量连续变化(权利要求8)。
结果，在利用测量抛光态的上述装置观察抛光件的抛光态期间，窗板的用于测量的那部分(多数情况下是凹下量小的部分)被划伤，抛光态的现场测量可以通过如下步骤完成，即，将利用测量该抛光态的上述装置对抛光对象抛光态的观察，转换到初始态时凹下量不同，所以窗口未被划伤的开口部分中的窗体。
用于实现上述第一目的的本申请的第九发明是一种用于抛光设备的抛光体，(a)所说抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体上，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板装在上述开口部分中，(c)上述抛光对象侧上的上述窗板的表面，相对于上述抛光体的表面凹下，(d)上述窗板由板材料构成，所说板材料由可以剥离的多片透明材料构成(权利要求9)。
在本发明中，在当利用测量抛光态的上述装置观察抛光对象的抛光态时，用于测量的窗板表面被划伤时，可以通过剥离划伤的板材料，从而在窗板的表面上露出底层板材料，来完成抛光态现场测量。
用于实现上述第一目的的本申请的第十发明是根据权利要求1-9的发明，其特征还在于，上述抛光体最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的最小间隙G为0微米＜G≤400微米(权利要求10)。
在考虑普通抛光剂时，如果抛光体的上述最外表面和上述最外表面上的窗板的表面间的间隙G(凹下量)超过400微米，测量光会被进入该间隙(孔)的抛光剂吸收，所以会难以测量抛光对象的抛光表面。因此，希望在测量光通过的位置，该间隙为400微米以下。在该间隙深度随一个开口部分中或两个不同开口部分间位置而变化时，只要抛光体的最外表面和该抛光体的最外表面侧上的窗板表面间的小最间隙值G在上述范围内，便可以利用间隙在该范围内的部分进行测量。另外，由于凹下量至少大于零，所以避免了窗板与抛光对象间的接触。
用于实现上述第一目的的本申请的第十一发明是根据权利要求1-9的发明，其特征还在于，上述抛光体的最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的最小间隙值G为10＜G≤200微米(权利要求11)。
如上所述，希望抛光体最外表面与该最外表面侧上窗板的表面间的最小间隙值G为400微米以下。然而，在本发明中，根据更希望的范围，该间隙G限为200微米以下。另外，根据希望的范围，该间隙G限于10微米以上，以防止窗体从抛光体表面飞出。
用于实现上述第一目的的本申请的第十二发明是根据权利要求1-9中任一项的发明，其特征还在于，上述抛光体最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的间隙G(在一个开口部分中或两不同开口部分间，间隙G不同时，最大值G)为0微米＜G≤抛光体厚度的90％，上述窗板的厚度t(在单个开口部分中或不同开口部分间，该厚度不同时的(厚度t的)最小值)为t≥抛光体厚度的10％(权利要求12)。
结果，可以避免窗口与抛光对象间的接触，所以不会划伤抛光对象或窗口。另外，由于凹下部分的深度不太深，所以可以防止由于进入该凹部的浆料引起的测量光衰减而无法进行稳定测量的问题。另外，由于该窗口的厚度不太薄，所以可以避免窗口的变形，所以不会存在由于窗口的变形造成的抛光终点探测不稳定或膜厚测量不稳定。
用于实现上述第一目的的本申请的第十三发明是根据权利要求1-12中任一项的发明，其特征还在于，至少位于抛光对象侧上的上述窗板表面涂有硬涂层(权利要求13)。
无论抛光体的最外表面和上述最外表面侧上窗板的表面间的间隙是否由所考虑的抛光期间的负载设定，以便窗板不与晶片或抛光头的定位环接触，窗板很少由于抛光期间的不规律振动而与晶片或抛光头的定位环发生不希望的接触。因此，为防止这种情况的发生，希望至少窗板的位于晶片侧上的表面涂有硬涂层。
用于实现上述第一目的的本申请的第十四发明是根据权利要求1-13中任一项的发明，其特征还在于，上述窗体对测量光的透射率为22％以上(权利要求14)。
在利用测量光现场测量抛光态或决定抛光终点时，测量光穿过窗板和窗板上的浆料，然后被抛光对象反射，所以测量光再次穿过浆料和窗体，之后利用探测器探测光。考虑到一般情况下被窗板上存在的浆料吸收的光的最大值，如果窗体的透射率不是22％以上，不返回探测器的发射光量将为1％以上，这样一来测量便会变得不稳定。因此，希望窗体相对于测量光的透射率设定为22％以上。
用于实现上述第一目的的本申请的第十五发明是一种抛光体，其特征在于，一种用于抛光设备的抛光体，(a)所说抛光设备装有(i)支撑抛光对象的抛光头，和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象，上述抛光体由至少使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过的透明材料构成(权利要求15)。
本发明中，抛光体自身由对测量光透明的材料构成，因此，不需要在抛光体中形成允许测量光通过的开口部分。因此，不存在由于流到开口部分中的抛光剂造成的测量光吸收，所以可以利用其光弱相应量的光源进行测量。
用于实现上述第一目的的本申请的第十六发明是一种(抛光设备)，其特征在于，(a)该抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头，(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象，上述抛光体是根据权利要求1-15中任一项的抛光体(权利要求16)。
在本发明中，采用根据权利要求1-15中任一项的抛光体，因此，可有表现出各抛光体的功能和效果，所以可以实现本发明的目的。
用于实现本发明的上述第一目的的本申请的第十七发明是根据权利要求16的抛光设备，其特征还在于，该设备具有具有以下功能，(i)测量光通过上述窗板和上述开口部分，从光投射装置指向抛光对象，(ii)该光被抛光对象反射，(iii)再穿过上述开口部分和上述窗板的返回光由光接收装置接收，抛光操作期间所接收的光强为投射光强度的1％以上(权利要求17)。
结果，由于返回到光接收装置的光的强度没下降，所以可以利用被光接收装置探测的光信号，稳定且高精度地探测抛光的厚度或抛光终点。另外，为了进行更稳定的测量，希望抛光操作期间接收的光的强度为投射光强度的5％以上。
用于实现上述第一目的的本申请的第十八发明是根据权利要求16或17的抛光设备，其特征还在于，上述窗板由抛光性质与上述抛光体的抛光性质类似的树脂构成(权利要求18)。
结果，甚至在窗板与抛光对象(硅晶片等)接触时，也可以防止窗板对抛光对象的被抛光面造成的划伤和不均匀的抛光。
用于实现上述第一目的的本申请的第十九发明是一种用于调节抛光设备中抛光体的最外表面(即与抛光对象接触的表面)与在上述最外表面侧上的上述窗板的表面之间的间隙的方法，(a)所说抛光设备是根据权利要求16-18中任一项的抛光设备，(b)该抛光设备具有以下功能，(i)测量光通过上述窗板和上述开口部分，从光投射器件导向抛光对象，(ii)该光被抛光对象反射，(iii)再穿过上述开口部分和上述窗板的返回光由光接收装置接收，上述(抛光设备调节)方法的特征在于，该方法包括根据由上述光接收装置测量的信号，调节上述抛光体的最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板的表面间的间隙的步骤(权利要求19)。
在上述抛光体的最外表面侧上的上述窗板的表面与上述抛光体的最外表面间的间隙太宽时，进入由抛光体所形成的凹下部分和该抛光体的最外表面侧上的窗板的抛光剂所引起的光损失过大，所以该终点探测装置只接收极弱的信号，因此，对抛光膜厚度或抛光终点的很好测量成为可能。另一方面，在上述间隙太窄时，最外表面侧上的窗板表面与抛光剂层间的相互影响产生的信号，会加到终点探测装置的信号；结果，对抛光膜厚度或抛光终点的很好测量类似地成为可能。
在本发明中，调节抛光体的最外表面(即，与抛光对象接触的表面)与该最外表面侧上的窗板表面间的间隙，以便可以利用终点探测装置测量，在观察光接收装置的信号的同时，实现对抛光膜厚度或抛光终点的很好测量的信号；因此，不存在上述问题。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十发明是一种测量抛光膜厚度或抛光终点的方法，其中利用权利要求16-19中任一项的抛光设备进行抛光，并利用光接收装置接收的光信号测量抛光膜的厚度或抛光终点，该方法的特征在于，在上述测量装置所测信号等于以前测量且存储在存储器中的信号时，用于测量抛光膜的厚度或抛光终点的测量装置测得的信号，不用于抛光膜的厚度或抛光终点的测量(权利要求20)。
存在这样一些情况，其中窗口和抛光对象间的抛光剂的厚度在抛光期间不是恒定的，所以在测量光膜厚度或抛光终点时会得到不合适的信号。不合适信号的例子包括：在抛光剂引起的损失过大时得到的极弱信号，窗板上开口部分中存在的抛光剂层的影响产生的信号加于其上的信号。
本发明中，调节期间得到的这些不合适信号等作为预测量信号存储在存储器件中。抛光期间，测量装置所测信号与上述存储在存储器件中的上述信号比较，在所测信号等于任何所存储信号时，测量装置所测得的信号不用于抛光膜的厚度或抛光终点的测量。因此，甚至在窗口与抛光对象间的抛光剂的厚度不恒定，因而测量会变得不稳定时，也可以避免抛光膜厚度或抛光终点测量中的错误测量。
用于实现上述第一目的的本申请的第二十一发明是一种抛光设备，(a)该抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)安装在台板上的抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过在上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该抛光设备抛光上述抛光对象，该抛光设备的特征在于，(a)所说抛光设备具有(i)形成于上述台板上的一个或多个开口部分，(ii)形成于上述抛光体上的一个或多个开口部分，(iii)设置成阻挡形成于上述抛光体中的至少部分上述开口部分的窗口；(iv)用于通过上述窗口光学观察上述抛光对象的被抛光表面来测量抛光态的装置，(v)在上述抛光对象的表面上移动上述窗口的位置的移动装置，(b)形成在上述抛光体中的上述开口部分和形成在上述台板上的上述开口部分都是重叠的，使得上述窗口可以通过上述移动装置设置在上述台板上(权利要求21)。
该发明中，在利用通过上述窗口光学观察抛光对象的被抛光表面来测量抛光态的装置，观察抛光对象的抛光态时，控制抛光对象侧上窗口表面与抛光对象的被抛光表面间的间隙，使抛光对象侧上的窗口表面不会由于修整或抛光而被划伤，从而可以得到稳定的探测信号。因此，可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。结果可以降低抛光成本。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十二发明是根据权利要求21的发明，其特征在于，该设备还配有探测上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的装置，探测上述抛光体的磨损情况的装置，或既探测上述间隙又探测上述磨损情况的装置(权利要求22)。
结果，可以探测上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙，以便可以通过上述移动装置，在合适位置设置窗口。因此，不存在对窗口或抛光对象的划伤，可以得到稳定的探测信号，所以可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。因此可以降低抛光成本。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十三发明是根据权利要求22的发明，其特征在于，该设备还配有控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的控制装置(权利要求23)。
该发明中，可以通过控制装置控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙。因此，不存在对窗口或抛光对象的划伤，可以得到稳定的探测信号，所以可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。因此可以降低抛光成本。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十四发明是根据权利要求23的发明，其特征还在于，该设备具有根据抛光条件、抛光时间、修整条件和修整时间预测上述抛光体的磨损量，并控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的功能(权利要求24)。
该发明中，不存在由于修整或抛光造成的窗口或抛光对象的划伤，可以得到稳定的探测信号，所以可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。因此可以降低抛光成本。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十五发明是根据权利要求23的发明，其特征还在于，该设备还具有控制上述移动装置，从而保持上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙为恒定值的功能(权利要求25)。
该发明中，不存在由于修整或抛光造成的窗口或抛光对象的划伤，可以得到稳定的探测信号，所以可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。因此可以降低抛光成本。
用于实现上述第一目的的本发明的第二十六发明是根据权利要求23的发明，其特征还在于，该设备具有与上述台板的旋转同步地控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的功能。(权利要求26)。
该发明中，不存在由于修整或抛光造成的窗口或抛光对象的划伤，可以得到稳定的探测信号，所以可以实施抛光态的现场测量，并可以减小抛光体或窗口的替换频率。因此可以降低抛光成本。
用于实现上述第二目的的手段是一种半导体器件制造方法，制造工艺中包括采用权利要求16-26中的至少一个设备或方法(权利要求27)。
该发明中，在晶片抛光工艺中，可以稳定地探测抛光态和抛光终点，因此，可以制造精确的晶片。另外，由于不易划伤用于探测抛光态和抛光终点的光通过的窗口，所以可以降低抛光体的替换频率，因而可以提高产出率，降低成本。同时，也不易划伤晶片，所以可以提高晶片成品率。
图1示出了用于半导体工艺中的平面化技术的例子；图的左侧示出了平面化前的状态，图的右侧示出了平面化后的状态。
图2是用于CMP的抛光(平面化)设备的示意结构图。
图3是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第一实例的示图。
图4是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第二实例的示图。
图5是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第三实例的示图。
图6是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第四实例的示图。
图7是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第五实例的示图。
图8是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第六实例的示图。
图9是用于展示构成本发明的实施例的抛光垫(抛光体)的第一实例的示图。
图10是展示图9所示抛光垫的V形槽的示图。
图11是展示抛光期间观察到的残留膜厚度的例子的曲线图。
图12是抛光期间在某一时间现场测得的硅晶片表面的反射谱图。
图13是展示具有由两层结构构成的窗板的本发明抛光体的结构的一个实施例的示图。
图14是现场测得的硅晶片表面的反射谱图。
图15是展示制造本发明的抛光体的工艺实例的示图。
图16是抛光期间观察到的反射谱图的一个例子。
图17是构成本发明的工作配置的抛光设备的台板中的一个开口部分附近区的剖面图。
图18是展示根据该工作配置构成的抛光设备的抛光体附近区域的轮廓的示图。
图19是抛光期间某一时间现场测得的硅晶片表面的反射谱图。
图20是示出半导体器件制造工艺的流程图。
本发明的优选工作配置
下面结合附图介绍各工作配置，从而更详细地介绍本发明。然而，这里就工作配置和实施例介绍本发明，不应认为这种介绍是对本发明的限制。
首先介绍实现本发明第一目的的本发明工作配置和实施例的各实例。
(工作配置1-1)
图3是用于展示构成本发明工作配置的抛光垫(抛光体)的第一实例的示图。以后的各图中，与先前图中所示构件相同的构件用相同的符号表示，可以省略对这种构件的介绍。图3中，21表示抛光垫，31表示透明窗板。
透明窗板31装在抛光垫21中钻出的孔中。这里，在透明窗板31的上表面和构成抛光垫21的工作面的最外表面间留有隙a。抛光期间，如图2所示，支撑晶片17的抛光头16利用负载施加机构(图中未示出)在抛光垫上施加负载，从而压缩抛光垫21和透明窗板31。这种情况下，希望间隙a尽可能是恒定的，并保持等于或大于标准值的尺寸。
特别不希望用由泡沫尿烷构成的软抛光垫作上述抛光垫。理由如下：由泡沫尿烷构成的广泛应用的软抛光垫一般表现为在抛光期间加负载时抛光垫的压缩变形量大。因此，不仅需要设定卸载/非压缩态时的间隙a为较大值，而且负载/抛光期间，响应于晶片或抛光头的定位环的不规律振动等动力发生的弯曲量大，所以还需要防止发生最大弯曲时，与窗板上表面接触的晶片的被抛光面或抛光头的定位环引起的划伤。因此，抛光的负载/压缩期间的间隙a必须设定为较大值，浆料进入透明窗板31上该间隙a产生的空间，以使测量光一定能穿过该浆料。于是，测量光的透射率下降。
从上述观点出发，希望采用硬抛光垫，其中压缩变形量象该抛光垫一样小。原因如下：这种情况下，由于对于抛光负载来说，压缩变形量小，卸载/非压缩态时的间隙a可以保持在较小值；另外，由于甚至在加负载时，抛光期间响应于晶片或抛光头的定位环的不规律振动等动力发生的弯曲量小，如果抛光的负载/压缩期间的间隙a可以减小，测量光的透射率增大，这正是抛光态的高精度稳定测量所希望的。
窗板的厚度必须根据抛光垫的厚度变化。窗板31对测量光和存在于窗板31表面上的凹部中的浆料的透射率，取决于负载/压缩态时的间隙a、浆料的浓度及窗板的厚度和材料。
为了能够高精度稳定测量抛光态，希望窗板31的透射率为22％以上。希望在负载/压缩态下，窗板31和存在于窗板上的凹部中的浆料对测量光的组合透射率为10％以上(就往返透射率来说为1％以上)。然而，在光源的强度强时，或传感器的灵敏度高时，甚至在透射率低于10％时，也可测量。
如果选择透明材料作窗板材料，则对测量光的上述透射率基本上取决于进入在窗板31上形成的凹部的浆料的浓度，及负载/压缩态时浆料层的厚度。
可能的间隙a值取决于浆料的浓度；然而，在普通浆料浓度情况下，希望该间隙为0-400微米。将该间隙设定为大于零的值的原因是，防止修整期间窗板31与抛光对象或金刚研磨砂轮接触。将该值设定为400微米以下的原因是，避免由于浆料引起的测量光衰减。另外，同样的原因，更希望间隙a设定为10-200微米。在由泡沫尿烷构成的软抛光垫的情况下，该间隙a的值一般较大，在非泡沫硬抛光垫时该值较小。
另外，不管上述间隙a是否由所考虑的抛光期间的负载决定，以便窗板不与晶片或抛光头的定位环接触，窗板都应几乎不发生由于抛光期间的不规律振动而与晶片或抛光头的定位环的不希望接触。因此，为了防止这种事情的发生，希望窗板的至少位于晶片侧的表面上应涂有硬涂层。例如，在丙稀酸树脂时，希望采用利用硅有机树脂(硅酮树脂)涂敷硬涂层的方法。
希望在抛光垫自身对测量光不透明时采用上述抛光垫。无需说，在抛光垫材料对测量光透明时的情况下，不必采用这种测量窗部件。
在本工作配置的抛光垫的情况下，图3所示配置的抛光垫可固定到图2所示抛光设备的台板20上，在以引起抛光垫流变到(flowinto)台板(铝板等构成)上的方式固定到台板20上后照样使用之或使用之。或者，可将背衬了一层或多层其它不同合适材料的抛光垫固定到台板20上，并使用之。
于是，在图2所示的抛光设备中，由于固定到台板20上的抛光垫21的上述希望的功能的缘故，在抛光期间，可利用(上述)抛光态测量装置23，很好地测量抛光态。
另外，关于抛光态测量装置23发射的测量光24的强度与穿过窗板31、穿过形成于窗板31上的凹部中的抛光剂、被抛光对象17的被抛光表面反射、再次穿过上述凹部中的抛光剂和窗板31、并返回到抛光态测量装置23的光的强度间的关系，希望返回到抛光态测量装置23的光的强度与从抛光态测量装置23发射的光24的强度之比为1％以上，更希望该比为5％以上。以此方式，返回到抛光态测量装置23的光的强度不会下降，于是便可以利用抛光态测量装置23，完成抛光态的高精度稳定测量。
(工作配置1-2)
图4是用于展示构成本发明的工作配置的抛光垫(抛光体)的第二实例的示图。图4(a)是平面图，图4(b)是图4(a)中的线A-O所示部分的剖面图，图4(c)是图4(a)中的线B-O所示部分的剖面图，图4(d)是图4(a)中的线C-O所示部分的剖面图。图4中，31a-31c表示窗板，32a-32c表示开口部分。
在本工作配置中，抛光体21有三个开口部分32a、32b、32c。另外，窗板31a设置在开口部分32a中，窗板31b设置在开口部分32b中，窗板31a设置在开口部分32c中。图1(b)、(c)和(d)中，抛光体21上侧的表面是抛光体21的(上)表面，窗板31a-31c上侧的表面是窗板的位于抛光对象侧上的表面。
各窗板31a-31c的表面相对于抛光体21的表面凹下，每个开口部分32a-32c的各凹下量不同。结果，每个开口部分32a-32c的凹下量按步进方式变化。在本工作配置的抛光体21中，抛光对象侧上的窗板31a-31c的表面相对于抛光体21的表面的凹下量设定为在开口部分32a的窗板31a的情况下最小，在开口部分32c的窗板32c的情况下最大。开口部分32b的窗口部件31b的凹下基本介于开口部分31a的凹下量和开口部分32c的凹下量之间。
将这种抛光体21固定到图2所示抛光设备上来使用。抛光体21利用双面胶带或粘合剂粘结到台板20上。另外，图2中省略了窗体和设于抛光体中的各开口部分。形成于台板20中的开口部分22和形成于抛光体21中的开口部分32a-32c是重叠的。
在抛光开始后的初始态，其中抛光对象侧上的窗口表面相对于抛光体表面的凹下量最小的开口部分32a，用于观察被抛光表面的状态。以此方式，利用穿过安装在开口部分32a中的窗板31a的光(从抛光态测量装置23发射，并被硅晶片(抛光对象17)反射后，返回抛光态测量装置23的光)观察被抛光表面的状态。
位置探测传感器(图中未示出)安装在台板20上，在台板20旋转使台板20的特定位置到达位置探测传感器时，位置探测传感器输出触发信号。从台板20的位置探测传感器输出触发信号的位置，到开口部分32a到达抛光态测量装置23上一点的位置旋转所需要的时间间隔，由台板20的rpm确定。
因此，可以预先计算或测量上述时间间隔，并可以在位置探测传感器产生的触发信号的输出后该时间间隔过去后，启动抛光态测量装置23。结果，总能在开口部分32a探测抛光终点或测量膜厚。
每次完成硅晶片的抛光后，修整抛光体。该修整采用金刚研磨砂轮。修整后，下一个要抛光的硅晶片固定到抛光头16上，进行抛光。于是交替重复抛光和修整工艺。
每次修整后，磨掉抛光体21的表面，所以开口部分32a中的窗板31a上相对于抛光体21表面的凹下量越变越小。在凹下量变到零时，修整开始引起抛光对象侧上的窗板31a的表面的划伤。另外，在发生窗口的这种划伤时，窗口区中光的散射等增多，所以抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度下降。
因此，要进行转换，利用起始态时具有第二小凹下量的开口部分32b进行抛光终点探测或膜厚测量。利用开口部分32b进行抛光终点探测或膜厚测量的这种转换，可以通过将从安装在台板20上的位置探测传感器的触发信号输出到抛光态测量装置的启动的时间间隔，变为合适的时间间隔，并在开口部分32b到达抛光态测量装置23上的某点时启动抛光态测量装置23实现。
然后，重复该抛光和修整工艺，在开口32b中抛光对象侧上的窗板31b的表面的凹下量也为零时，修整开始引起抛光对象侧上的窗板31b表面的划伤，进行另一转换，利用在起始态具有最大凹下量的开口32c，进行抛光终点探测或膜厚测量。可以按与从开口部分32a到开口部分32b的上述转换相同的方式，实施从开口部分32b到开口部分32c的抛光终点探测或膜厚测量转换。因此，由于安装在用于探测抛光终点和测量膜厚的开口部分中的窗口的表面(抛光对象侧上)，在修整期间相对于抛光体表面凹下，因此在修整期间，不存在窗口的划伤问题。
另外，也可以通过安装一个在抛光态测量装置23所接收的光量下降到低于一预定值时转换到下一开口部分的控制装置，进行开口部分的转换。
另外，在本工作配置中，台板20有三个开口部分，抛光体21也有三个开口部分，其中将安装窗口。然而，这些开口部分的数量可以是两个，或四个或更多。这些情况下，相应于开口部分的数量，抛光态的观察可以转换数次。
在安装了本工作配置的抛光体的抛光设备中，对于每个开口部分来说具有不同凹下量的多个窗口设置在抛光体21中，因此，即使某一窗口因修整被划伤，使该窗口变为不透明，也可以通过转换抛光终点探测或膜厚测量所用的窗口到另一开口部分的窗口，完成抛光终点探测或膜厚测量。结果，可以在比常规(抛光体)情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低，进而可以降低抛光成本。
(工作配置1-3)
图5是构成本发明工作配置的抛光垫(抛光体)的第三实例的示图，图5(a)是平面图，图5(b)是图5(a)中线D-E所示部分的剖面图。图5中，32表示开口部分，33a至33b表示各窗板31的各个部件。
本工作配置的抛光体21有一个开口部分32。设置于该开口部分32中的窗板31具有台阶形式的剖面，以便在抛光对象侧上的窗板31的表面相对于抛光体21表面的凹下量在三个开口部位33a、33b和33c中各不相同。抛光对象侧上的窗板31的表面相对于抛光体21的表面的凹下量在部位33a最小，在部位33c最大。在部位33b，该凹下量基本上介于部位33a和33c之间。结果，抛光对象侧上的窗板31的表面的凹下量按步进形式变化。
在用聚合物树脂作窗板31的材料时，可以通过使树脂在液态流到具有台阶差的模具中，然后固化树脂，制造在表面上具有台阶差的窗板31。
将这种抛光体固定到图2所示的抛光设备上使用。这种情况下，设置形成于台板20中的开口部分22，使之叠于在抛光体21中形成的开口部分32上。
在抛光刚开始的初始态，采用其中抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体的表面的凹下量最小的部位33a，观察被抛光表面的抛光态。于是，利用穿过窗板31的部位33a的光(从抛光态测量装置23发射，并被硅晶片17的被抛光表面反射后，返回抛光态测量装置23的光)观察被抛光表面的状态。按与工作配置1-2中介绍的抛光设备相同的方式，在台板20上安装位置探测传感器(图中未示出)。从台板20的位置探测传感器输出触发信号的位置，到安装在该开口部分的窗板31a的部位33a到达抛光态测量装置23上一点的位置旋转所需要的时间间隔，由台板20的rpm确定。与工作配置1一2中一样，可以预先计算或测量上述时间间隔，并可以在位置探测传感器产生的触发信号的输出后该时间间隔过去后，启动抛光态测量装置23。
在该工作配置中，与工作配置1-2中一样，重复抛光工艺和修整工艺。每次修整后，磨掉抛光体21的表面，所以开口部分32中窗板31的部位33a中相对于抛光体21表面的凹下量越变越小。在凹下量变到零时，修整开始引起窗板31的部位33a的划伤。于是，部位33a中光的散射等增多，所以抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度下降。
因此，要进行转换，利用起始态时具有第二小凹下量的窗板31的部位33b进行抛光终点探测或膜厚测量。利用窗板31的部分33b进行抛光终点探测或膜厚测量的这种转换，可以通过将从安装在台板20上的位置探测传感器的触发信号输出到抛光态测量装置的启动的时间间隔变为合适的时间间隔，并在窗板31的部位33b到达抛光态测量装置23上的某点时启动抛光态测量装置23完成。
然后，重复该抛光和修整工艺，在窗板31的部位33b的凹下量也为零时，修整开始引起抛光对象侧上的窗板31的部位33b的划伤，进行另一转换，利用在起始态具有窗板31的任何部位中的最大凹下量的部位33c，进行抛光终点探测或膜厚测量。由于安装在用于探测抛光终点和测量膜厚的开口部分的窗口的各部位的表面(抛光对象侧上)，在修整期间相对于抛光体表面凹下，因此在修整期间，不存在这些部位的划伤问题。
另外，在本工作配置中，抛光体21具有在其开口部分中其表面分三个台阶的台阶形窗板31。然而，台阶数也可以是2或4或更多。这些情况下，相应于开口部分的数量，抛光态的观察可以转换数次。
在采用本工作配置的抛光体的抛光设备中，具有台阶形表面的窗口安装在抛光体中，因此，即便窗口的一部分由于修整被划伤，使窗口的该部分变为不透明，也可以通过转换抛光终点探测或膜测量所用的窗口部分，完成抛光终点探测或膜膜测量。结果，可以在比常规(抛光体)情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低，可以降低抛光成本。
在该工作配置的抛光设备中，与工作配置1-2一样，还可以通过安装一个在抛光态测量装置23所接收的光量下降到低于一预定值时，转换到下一开口部分的控制装置，进行开口部分的转换。
(工作配置1-4)
图6是用于展示构成本发明工作配置的抛光垫的第四实例的示图。图6(a)是平面图，图6(b)是图6中的线F-G所示部分的剖面图。图6中，34a-34d是窗板31的表面上的几个点。
本工作配置中的抛光体21具有一个开口部分。安装在开口部分中的平行平板窗板31设计为分段(section)倾斜，从抛光体表面起的凹下量沿图6(a)所示F-G方向变化。结果，抛光对象侧上窗板31的表面的凹下量按连续方式变化。当在窗板31的表面上标明四个位置34a、34b、34c、34d的情况下，抛光对象侧上窗口的表面相对于抛光体表面的凹下量在区34a最小，在区34b第二小，在区34c第三小，在区34d最大。
这种抛光体21用作图2所示抛光设备的抛光体。这种情况下，(设备设置成)台板20上的开口部分22叠于抛光体21中的开口部分32上。
在抛光刚开始的初始态，采用其中抛光对象侧上窗口41的表面相对于抛光体的表面的凹下量最小的区域34a，观察被抛光表面的抛光态。于是，利用穿过窗板31的区域34a的光(从抛光态测量装置23发射，并被硅晶片17反射后，返回抛光态测量装置23的光)观察被抛光表面的状态。按与工作配置1-2中介绍的抛光设备相同的方式，在台板32上安装位置探测传感器(图中未示出)。从台板20的位置探测传感器输出触发信号的位置，到安装在该开口部分中的窗口32上的区域34a达到抛光态测量装置23上一点的位置旋转所需要的时间间隔，由台板20的rpm确定。因此，与工作配置1-2中一样，可以预先计算或测量上述时间间隔，并可以在位置探测传感器产生的触发信号的输出后该时间间隔过去后，启动抛光态测量装置23。
另外，象工作配置1-2一样，重复抛光工艺和修整工艺。
每次修整后，磨掉抛光体21的表面，所以该开口部分中窗板31的区域34a中相对于抛光体21表面的凹下量越变越小。在凹下量变到零时，修整开始引起窗板31上区域34a的划伤。于是，区域34a中光的散射等增多，所以抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度下降。因此，要进行转换，利用起始态时具有第二小凹下量的窗板31上区域34b进行抛光终点探测或膜厚测量。利用窗板31上的区域34b进行抛光终点探测或膜厚测量的这种转换，可以通过将从安装在台板20上的位置探测传感器的触发信号输出到抛光态测量装置的启动的时间间隔，变为合适的时间间隔，并在窗板31上的区域34b到达抛光态测量装置23上的某点时启动抛光态测量装置23完成。
然后，重复该抛光和修整工艺，在窗板31上的区域34b的凹下量也为零时，修整开始引起抛光对象侧上的窗板31的区域34b的划伤，进行另一转换，利用凹下量第三小的的区域34c，进行抛光终点探测或膜厚测量。再重复抛光和修整工艺，在窗板31上的区域34c的凹下量也达到零时，再进行转换，利用凹下量最小的窗板31上的区域34d，实施抛光终点探测或膜厚测量。于是，由于安装在用于探测抛光终点和测量膜厚的窗口的(上述)各区域的表面(抛光对象侧上)，在修整期间相对于抛光体表面凹下，因此在修整期间，不存在窗口的划伤问题。
另外，在本工作配置中，在窗口的四个位置间进行转换；然而，该转换所涉及的位置也可以是两个或三个位置或更多位置。这些情况下，相应于开口部分的数量，抛光态的观察可以转换数次。
在采用该抛光体的抛光设备中，平行平板形窗口安装在抛光体中，使该窗口的表面倾斜，因此，即便窗口上一区域由于修整布被划伤，使该区域变为不透明，也可以通过转换抛光态测量装置23的观察量所用的窗口区域，完成抛光终点探测或膜膜测量。结果，可以在比常规(抛光体)情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低，可以降低抛光成本。
在该工作配置的抛光设备中，与工作配置1-2一样，还可以通过安装一个在抛光态测量装置23所接收的光量下降到低于一预定值时转换到下一开口部分的控制装置，进行窗板31上区域的转换。
(工作配置1-5)
图7是用于展示构成本发明工作配置的抛光垫的第五实例的示图。图7(a)是平面图，图7(b)是图7(a)中的线H-I所示部分的剖面图。图7中，35a-35d是透明材料片。
本工作配置中的抛光体21具有一个开口部分32。安装在开口部分32中的平行平板窗板31为四个透明材料片35a-35d层叠的结构，其中粘结强度应允许各片剥离。透明材料片35a-35d借助于粘合剂或双面带等粘合，粘合强度设计为允许各片剥离。通过从上部起一次剥离一片透明材料片35a-35d，抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21表面的凹下量按步进方式变化。
这种抛光体用作图2所示抛光设备的抛光体。这种情况下，该设备设置成台板20上的开口部分22叠于抛光体21中的开口部分32上。
在抛光刚开始的初始态，采用具有叠置的四个透明材料片35a-35d的窗口，观察被抛光表面的抛光态。于是，利用穿过叠置有四个透明材料片35a-35d的窗口的光(从抛光态测量装置23发射，并被硅晶片17反射后，返回抛光态测量装置23的光)观察被抛光表面的状态。在台板20旋转时，利用台板20上和抛光体21上形成的开口部分进行抛光终点探测或膜厚测量的机制和方法与工作配置1-2中的相同，因此，这里省略对它们的介绍。
另外，象工作配置1-2一样，重复抛光工艺和修整工艺。每次修整后，磨掉抛光体21的表面，所以开口部分中窗板31的透明材料片35a的表面(抛光对象侧上)相对于抛光体21表面的凹下量减小，在凹下量变到零时，修整开始引起透明材料片35a表面划伤。于是，透明材料片35a中光的散射等增多，所以抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度下降。因此，从叠置窗板31上剥离透明材料片35a，然后用透明材料片35b作窗口的最上表面进行抛光终点探测或膜厚测量。于是所得窗板31的表面是窗板31的从抛光体21表面凹下的表面，未被划伤，所以可以按正常方式进行抛光终点的探测或膜厚测量。另外，在本工作配置的抛光设备中，采用同一开口部分的窗板31上的相同位置进行抛光终点的探测或膜厚测量，所以不需要象工作配置1-2至1-4的抛光设备那样变换用于抛光终点探测或膜厚测量的位置。
然后，重复该抛光和修整工艺，在窗板31的透明材料片35b表面的凹下量也为零时，修整开始引起透明材料片35b划伤，从窗板31上剥离透明材料片35b，从而然后利用透明材料片35b进行抛光终点探测或膜厚测量。然后，再重复抛光工艺和修整工艺，当抛光对象侧上窗板31的透明材料片35c表面的凹下量也达到零时，修整开始引起透明材料片35c划伤，从窗板31上剥离透明材料片35c，从而然后利用透明材料片35d进行抛光终点探测或膜厚测量。于是，由于安装在各开口部分中、用于探测抛光终点和测量膜厚的窗口部分的表面(抛光对象侧上)，在修整期间相对于抛光体表面凹下，因此在修整期间，不存在该部分划伤的问题。
另外，为了确定剥离窗板部件35a、35b、35c和35d的时序，还可以安装一个在抛光态测量装置23所接收的光量下降到低于一预定值时输出表示剥离时序的信号。
另外，本工作配置中，采用其中窗板31中叠置了四个透明材料片35a-35d的窗口，然而，也可以采用其中叠置两片或三片或更多片透明材料的窗口。这些情况下，相应于所用透明材料片数，抛光态的观察可以转换数次。
另外，当抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21的表面的凹下量超过400微米时，累积于凹下部分的抛光剂的量变得过多，该抛光剂会用作散射体，所以抛光态探测装置23所发射的光24会衰减，引起抛光终点探测精度和膜厚测量精度的下降。因此，希望窗板31的来自抛光态测量装置23的光穿过的部分(即用于抛光终点探测或膜厚测量的部分)的凹下量d为0微米＜d≤400微米。因此，除最下层透明材料片35d外，希望剥离的透明材料片35a-35c的厚度t1为0微米＜t1≤400微米。
于是，在采用本工作配置的抛光体的抛光设备中，层叠了透明材料片的窗口安装在抛光体中，因此，即使由于修整抛光对象侧上窗口的表面被划伤，该表面变得不透光，也可以通过剥离构成层叠窗板的最上层的透明材料片，实施抛光终点探测或膜厚测量。结果，与常规(抛光体)相比，可以在更长时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低，可以降低抛光成本。
在上述工作配置1-1至1-5中，希望抛光垫(抛光体)的材料由选自环氧树脂、丙烯酸树脂、ABC树脂、氯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、氟树脂和聚氨酯树脂中的一种或几种构成。
也可以采用例如玻璃、石英玻璃、丙烯酸、聚氨酯、环氧、PET、氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯或硅橡胶等透明材料作窗板材料。另外，希望该透明材料的抛光性质(抛光速率和硬度等)可与抛光体的抛光性质相比。以此方式，即便窗口与构成抛光对象的硅晶片接触，也不发生由于窗口造成硅晶片的被抛光面的不均匀抛光或划伤。
(工作配置1-6)
图8是用于展示构成本发明工作配置的抛光垫的第六实例的示图。图8(a)是平面图，图8(b)是图8(a)中的线A-B所示部分的剖面图。图8中，36表示上透明材料片，37表示下透明材料片。
本工作配置中，窗板31中叠置有两个透明材料片，即上透明材料片37和下透明材料片37，该窗板31安装在形成于抛光体(抛光垫)21中的开口部分32中。上透明材料片36是位于抛光对象侧上的透明材料片，下透明材料片37是位于抛光对象相反侧的透明材料片。
可以采用例如聚氨酯、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、环氧等作上透明材料片36。
可以用玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、环氧等作下透明材料片37。
可以用选自环氧树脂、丙烯酸树脂、ABC树脂、氯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、氟树脂和聚氨酯树脂中的一种或几种作抛光垫(抛光体)21。
在本工作配置中，两片透明材料叠置于窗板中，然而，叠置的透明材料片数也可以是三片或更多。
希望作为位于抛光对象侧上的透明材料片的上透明材料片36的压缩弹性模量，小于作为位于抛光对象相反侧上的透明材料片的下透明材料片37的压缩弹性模量。于是由于窗口的下抛光材料片37硬，几乎不变形，所以不存在由于窗口的变形造成的抛光终点探测或膜厚测量不稳定的问题。
另外，由于窗板的下抛光材料片37硬，可以在下抛光材料片37的表面37a上，形成抗反射膜。形成这种抗反射膜的结果是，使穿过该窗口的光且用于测量抛光态的光中被窗口表面的反射减少，所以该光的强度的衰减减少，因此，不存在抛光终点探测或膜厚测量精度下降的问题。因此希望在作为从抛光对象起窗口的相反侧上的表面的下抛光材料片37的表面37A上形成抗反射膜。
希望作为位于抛光对象侧上的透明材料片的上透明材料片36的压缩弹性模量，基本上与抛光体21的压缩弹性模量相同。普通抛光体的压缩弹性模量为2.9×107Pa-1.47×109Pa。因此，希望作为位于抛光对象侧上的透明材料片的上透明材料片36的弹性模量为2.9×107Pa≤e≤1.47×109Pa。于是，在窗口与抛光对象接触时，不存在对抛光对象的划伤。
希望抛光对象侧上窗板31的表面相对于与构成抛光对象的硅晶片17接触的抛光体21的表面凹下。以此方式，可以避免硅晶片与窗板31间的接触，所以不存在对硅晶片的划伤或对窗板31表面的划伤。作为消除窗表面划伤的结果，不会增大抛光态测量装置23发射的光24的衰减；因此，抛光终点探测的精度或膜厚测量的精度不会下降。
另外，在上述工作配置1-1至1-5中，还可以在窗板31的下表面上形成上述抗反射膜。
在上述工作配置1-2至1-6中，凹下区中累积的抛光剂会过多。在抛光对象侧上窗口的表面相对于抛光体表面的凹下量超过400微米时，这些情况下，抛光剂构成散射体，引起从抛光态测量装置23发射的光衰减，所以抛光终点探测的精度和膜厚测量精度会下降。因此，希望窗口的来自抛光态测量装置23的光穿过的部分(即，用于抛光终点探测或膜厚测量的部分)的凹下量d为0微米＜d≤400微米。另外，更希望(凹下量d)为10微米＜d≤200微米。
另外，上述所有工作配置中，如果窗板厚度小于抛光体厚度的10％，则窗口变得太薄，存在窗口将变形的危险。如果窗口变形，窗口变得光学失真，则该窗口会由于失真而起透镜的作用，结果，会发生抛光终点探测或膜厚测量不稳定的问题。因此，希望上述凹下量不大于抛光体厚度的90％，所以窗口最薄部分的厚度为抛光体厚度的10％以下。这样一来，便不存在由于窗口失真造成的抛光终点探测或膜厚测量不稳定的问题。
在上述工作配置1-1至1-6中，窗板31直接安装在各抛光体21的开口部分32中。然而，窗口不必直接安装在抛光体21中。例如，也可以直接或通过夹具将窗口安装在台板20中，从而封闭抛光体21中开口部分的至少某些部分。
另外，在工作配置1-2至1-6中，形成于各抛光体21中的开口部分31的孔的形状为台阶形，然而，这些开口部分也可以是直线形通孔。
另外，在上述工作配置1-1至1-6中，希望窗板31的透射率为22％以上。以此方式，用于通过窗板31测量抛光态的光，其强度的衰减减小，所以不会使抛光终点探测或膜厚测量的精度下降。
另外，在上述工作配置1-1至1-6中，希望抛光态测量装置23发射的光24的强度，和(i)从抛光态测量装置23发射，(ii)穿过窗板31，(iii)穿过窗板31和硅晶片14间的抛光剂19，(iv)被硅晶片17的被抛光面反射，(v)再穿过窗板31和硅晶片17间的抛光剂19，并(vi)再穿过穿板31，及(vii)返回到抛光态测量装置23的光的强度为抛光态测量装置23发射光的强度的1％以上。以此方式，返回到抛光态测量装置的光的强度不会下降，因此不存在由于抛光态测量装置引起的抛光终点探测或膜厚测量的精度下降。
另外，在上述工作配置1-1至1-6中，进行抛光体的修整，然而，在抛光体采用非泡沫材料时，存在可以不修整的情况。甚至在采用这种不需要修整的抛光体时，抛光体的表面也会在抛光对象被抛光时被研磨掉。因此，利用上述工作配置1-1至1-6，可以减小窗口或抛光体的替换频率，所以可以降低抛光成本。
(实施例1-1)
图9是用于展示构成本发明一个实施例的抛光垫(抛光体)的第一实例的示图。
关于所用材料，以重量比2.6∶3.9∶1混合并搅拌环氧主剂Epicote828和Epicote 871(都由Yuka Shell Epoxy K.K制造)和二氨二苯基甲烷固化剂，使该混合物流到直径为800mm的铝板上，铝板上有带孔作为观察窗部件的模具。通过在150℃进行加热，固化该混合物，由此形成抛光垫(抛光体)21。
然后，通过切割，在上述环氧树脂表面上，形成间距为0.5mm、深度为0.3mm的螺旋V形槽(V形的角度：60度)和间距为15mm、宽度为2mm且深度为0.5mm的格形槽。图10示出了该抛光垫21中的V形槽37(V形角度：60度)的剖面图。
该抛光垫21的树脂部分的厚度为2mm，在负载为10kgf/cm2(9.8×105Pa)时，压缩变形量为2微米。
选用丙烯酸材料作窗板31的材料，通过用在众所周知的环氧硅烷的部分共水解产物中分散胶态硅砂制备的硬涂层液，涂敷该丙烯酸材料，然后加热固化该液体，形成厚约1微米的硬涂层。如图9所示，窗板31插在并固定在模制的抛光垫的孔部分中，以便窗板31的硬涂敷侧面向抛光垫的最上层，使负载/压缩态下间隙a为100微米。在浆料充满形成于窗板31上的开口部分32时，窗板31和浆料对测量光的透射率为89％。
将该抛光垫21粘结到台板20的表面上，构成抛光部件15。使用图2所示类型的抛光设备，在其上形成有厚1微米热氧化膜的六英寸硅晶片支撑于抛光头16上，在以下条件下进行抛光：
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：20rpm
负载：460g/cm2(4.5×104Pa)
振动宽度：30mm
振动速率：15次/分钟
抛光时间：3分钟
所用浆料：稀释2倍的SS25
浆料流量：200ml/分钟。
如图11所示，抛光期间，通过用于观察的窗板，现场测量残留膜厚度，从而观察100nm/分钟的抛光速率。重复测量的结果是可以保证该测量的稳定性。
另外，该测量窗没有引起例如抛光不均匀或划伤等有害作用。
(实施例1-2)
制造图4所示类型的抛光体。这里，采用制造的双层抛光体(此后称为IC1000/SUBA400)，其中抛光体21的下层由Rodel Co.制造的SUB400构成，下层由Rodel Co.制造的IC1000构成。
由聚氨酯构成的窗板31a、31b和31c分别安装成，从抛光体表面起，抛光对象侧上的窗口的表面的凹下量情况如下：在开口部分32a时为0.15mm，在开口部分32b时为0.3mm，在开口部分32c时为0.45mm。
将该抛光体用于图2所示抛光设备，在以下条件下，抛光在其上形成有厚1微米热氧化膜的六英寸硅晶片。利用开口部分32a中窗板31a，通过抛光态测量装置23，现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下平均抛光速率为430nm/分钟。完成了抛光后，利用磨料颗料尺寸为#100的金刚研磨砂轮修整1分钟。
每次用其上形成有1微米厚的热氧化膜的新六英寸硅晶片，重复上述抛光工艺和修整工艺。图12是展示抛光期间某一时间现场测量的硅晶片表面的反射谱图。在图12的曲线图所示的曲线中，曲线(a)表示得到的反射谱。在图12所示的曲线图中，横轴表示波长，纵轴表示所测反射谱与标准反射谱的强度比，所说标准反射谱是在以下情况下得到的，即，在用离子交换水代替抛光剂的状态下，在抛光体的窗口部位上安装有其上形成有铝膜的硅晶片。取返回到抛光态测量装置23的光的反射谱作为上述标准反射谱。可以利用模拟法，利用合适的波长，现场测量硅晶片上的残留热氧化膜的厚度。
然而，抛光了第120片硅晶片后的修整开始划伤窗口，抛光了第150片硅晶片后得到的反射谱由图12中的曲线(b)表示，所以现场测量产生的误差几率变大。
然后，转换到起始态凹下量为0.3mm的开口部分32b中的窗板31b后，进行现场测量，发现象以前一样，无错误现场测量是可能的。
另外，在抛光了第260片硅晶片后，进行修整处理，开口部分32b的窗板31b中发生划伤，抛光了第280片硅晶片后，由于窗板31b的透射率下降，测量变难。
在转换到起始态凹下量为0.45mm的开口部分32c中的窗板31c后，再进行现场测量，发现象以前一样，现场测量是可能的。最后，在开口部分32c中的窗板31c的情况下，直到第450片硅晶片的抛光工艺和修整工艺，现场测量都是可能的。
(实施例1-3)
制造图5所示类型的抛光体。用Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400抛光体，作为抛光体，在该抛光体21中某位置形成有开口部分32。由聚氨酯构成的窗板31安装在该开口部分32中。(该窗板31)设置成使抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21的表面的凹下量，在窗板31的各部分33a、33b和33c中，分别为0.15mm、0.3mm和0.45mm。
然后，上述抛光体21安装在图2所示类型的抛光设备的台板上。在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片，利用窗板31的部分33a，通过抛光态测量装置23，现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下平均抛光速率为430nm/分钟。完成了抛光后，利用磨料颗料尺寸为#100的金刚研磨砂轮修整1分钟。
每次用其上形成有1微米厚的热氧化膜的新六英寸硅晶片，重复上述抛光工艺和修整工艺，抛光了第120片硅晶片后的修整开始划伤窗板31的部分33a，抛光了第150片(硅晶片)后，由于窗板31的部分33a的透射率下降，现场测量产生误差的几率开始增大。
然后，转换到起始态凹下量为0.3mm的部分33a后，进行现场测量，发现象以前一样，无错误现场测量是可能的。
另外，在抛光了第260片硅晶片后，进行修整处理，窗板31的33b部分开始发生划伤，抛光了第280片硅晶片后，由于窗板31的33b部分的透射率下降，现场测量产生误差的几率增大。
在转换到起始态凹下量为0.45mm的窗板31的33c部分后，再进行现场测量，发现象以前一样，现场测量是可能的。
最后，在窗板31的33c部分的情况下，直到第450片硅晶片的抛光工艺和修整工艺，现场测量都是可能的。
(实施例1-4)
制造图6所示类型的抛光体。用Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400抛光体，作为抛光体21，在该抛光体中某位置形成有开口部分。
如图6所示倾斜地安装由聚氨酯构成的窗板31。该窗板31设置成使抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21的表面的凹下量，最小为0.1mm(在区34a)，最大为0.5mm(在区34d)。
利用该抛光体作为图2所示类型的抛光设备中的抛光体，在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片。利用窗板31上的区34a，通过抛光态测量装置23，现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下平均抛光速率为430nm/分钟。完成了抛光后，利用磨料颗料尺寸为#100的金刚研磨砂轮修整1分钟。
当每次用其上形成有1微米厚的热氧化膜的新六英寸硅晶片，重复上述抛光工艺和修整工艺时，由于抛光了第50片硅晶片后的修整，窗板31上区34a的透射率下降，抛光了第70片硅晶片后，由于透射率下降，现场测量产生误差的几率开始增大。
然后，转换到能够得到可与开始抛光时的透射率可比的透射率的34b区后，进行现场测量，发现象以前一样，无错误现场测量是可能的。
另外，在抛光了第110片硅晶片后，进行修整处理，透射率下降，抛光了第140片硅晶片后，由于透射率下降，现场测量产生误差的几率增大。
在转换到可以得到可与抛光开始时得到的透射率相比的透射率的区34c后，再进行现场测量，发现象以前一样，现场测量是可能的。
重复上述操作，直到第650片硅晶片的抛光工艺和修整工艺，现场测量最终都是可能的。
(实施例1-5)
制造图13所示类型的抛光体。利用UV粘合剂，将由聚氨酯构成的、大小为20mm×50mm、厚0.6mm的上透明材料片37，固定到其上形成抗反射膜的下透明材料片37(大小相同，厚为0.5mm)的上表面上，于是形成双层窗。这种情况下，窗31作为一个整体大小为20mm×50mm，厚为1.15mm。抗反射膜形成在构成下透明材料片37的丙烯酸片的表面37a上。
在Rodel Co.制造的IC1000抛光体(21a)上形成20mm×50mm的开口部分，在SUBA400子抛光体(21b)上形成10mm×40mm的开口部分。通过层叠上述抛光体，使各开口部分的中心对准，从而形成双层抛光体21。IC1000抛光体的压缩弹性模量为7.5×107Pa，SUBA400子抛光体的压缩弹性模量为9.6×106Pa，丙烯酸的压缩弹性模量为0.29×1010Pa，聚氨酯的压缩弹性模量为7.5×107Pa。
然后，利用厚0.1mm的双面胶带，通过键合在抛光体21的开口部分中，安装先前制造的窗口。这种情况下，窗口表面相对于抛光体表面的凹下量为10微米以下。
将该抛光体固定到图2所示类型的抛光设备上，在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片。现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
抛光台板rpm：50rpm
负载(抛光对象压到抛光体上的压力)：2.4×104Pa
振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下的平均抛光速率为430nm/分钟。此时，不存在由于窗口引起的硅晶片划伤或不均匀抛光。图14是现场测量的硅晶片表面的反射谱图。在图14所示曲线图中，曲线(a)是本实施例的反射谱。
在图14所示的曲线图中，横轴表示波长，纵轴表示所测反射谱与标准反射谱的强度比，所说标准反射谱是在以下情况下得到的，即，在用离子交换水代替抛光剂的状态下，在抛光体的窗口部件上安装有其上形成有铝膜的硅晶片。取返回到抛光态测量装置23的光的反射谱作为上述标准反射谱。可以利用模拟法，利用合适的波长，现场测量抛光态(即，硅晶片上的残留热氧化膜的厚度)。
(实施例1-6)
按图15所示工艺制造抛光体。
制备其上形成抗反射膜42的石英玻璃基板41，其大小为20mm×50mm，厚1mm(图15(a))。在该石英玻璃基板41的外围缠绕耐热带43，于是形成具有石英玻璃底面的容器(图15(b))。按重量比4∶6混合Epicote 828和Epicote 871(Yuka Shell Epoxy K.K制造的)，并在该混合物中混合与环氧等量的溶解p，p′-二苯氨基甲烷(作固化剂)形成树脂44，将树脂44浇到上述容器中，并加热固化(图15(c))。然后，利用刀片49等平行于石英玻璃切掉环氧树脂48(图6(d))后，通过抛光将环氧树脂44加工成镜面，于是形成由(上)抗反射膜/石英玻璃/环氧树脂(按从下到上的顺序)构成的窗45(图15(e))。这种情况下，窗厚1.6mm。
制备具有开口部分46的铝板47(图15(f))，在开口部分上和铝板47的外围粘结耐热带43(图15(g))。然后浇铸与制造窗45所用组分相同的环氧树脂44(形成树脂层)，厚4mm，加热固化该树脂(图15(h))。然后，为了将加工过的环氧树脂50形成抛光体，去掉外围部分上的耐热带，通过机械切割，在抛光体表面上形成特定的沟槽图形(图15(i))。
然后，在开口部分中形成台阶形孔，其大小调节为使上述窗口的表面与抛光体的表面处于同样高度(图15(j))，利用双面胶带将窗固定就位(图15(k))。这种情况下，窗表面相对于抛光体的表面的凹下量小于10微米，所以窗的表面和抛光体的表面构成大致相同的表面。
该实施例中，具有开口部分46的铝板用作铝板，然而，也可以采用没有开口部分的铝板，并在按图15(j)所示工艺在抛光体中形成开口部件的同时，在铝板中形成开口部分。
该实施例中，用石英玻璃作下透明材料，用环氧树脂作上透明材料。环氧树脂的压缩弹性模量为1.47×109Pa，石英玻璃的压缩弹性模量为7.31×1010Pa。
将这样制得的抛光体固定于图2所示类型的抛光设备上，在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片。现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
抛光台板rpm：50rpm
负载(抛光对象压到抛光体上的压力)：2.4×104Pa
振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下的平均抛光速率为210nm/分钟。另外，不存在由于窗口引起的硅晶片划伤或不均匀抛光。而且，现场测量得到的硅晶片表面的反射谱是图14中的曲线(b)。可以利用模拟法，利用合适的波长，现场测量抛光态(即，硅晶片上的残留热氧化膜的厚度)。
(比较例1-1)
用Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400抛光体，作为抛光体，在该抛光体中某位置形成有开口部分。由聚氨酯构成的窗板安装在抛光体的开口部分中，以便抛光对象上的窗表面相对于抛光体的表面的凹下量为10微米以下。
将该抛光体安装在图2所示类型的抛光设备，并在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片。现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟。
这种情况下平均抛光速率为430nm/分钟。
在完成了抛光后，利用磨料颗料尺寸为#100的金刚研磨砂轮修整1分钟时，抛光对象侧上的窗口表面被划伤，变得不透明。这种情况下，穿过该窗口的透射率光总量为修整前(即，抛光对象侧上窗口表面未被划伤时)透射光总量的1％以下。
在与上述相同的抛光条件下，抛光又一个硅晶片，然而，无法现场测量硅晶片上的残留膜厚。
(比较例1-2)
用Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400抛光体作为抛光体，在该抛光体中某位置形成有开口部分。由丙烯酸树脂构成的窗板安装在抛光体的开口部分中，以便抛光对象上的窗口表面相对于抛光体的表面的凹下量为0.1mm。
将该抛光体安装在图2所示类型的抛光设备，并在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片150片。现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
修整条件：对每个被抛光的硅晶片来说，利用磨料颗料尺寸为#100的金刚研磨砂轮，1分钟
结果，在抛光了17片(硅晶片)后，发生窗口划伤。在继续抛光时，在抛光了53片(晶片)后，硅晶片反射的光量被衰减，所以难以进行现场测量。在检查窗口时，发现由于修整造成的划伤，窗口变成类云母玻璃。抛光前和后，测量抛光体的厚度，表明抛光体由于抛光和修整磨损0.05m。
(比较例1-3)
按与实施例1-6中相同的方式，将大小为20×50mm、厚2mm的丙烯酸窗口，固定到按与实施例1-6相同的方式制造的抛光体的开口部分中，使窗的表面与抛光体的表面处于同样高度。这种情况下，窗口表面相对于抛光体表面的凹下量为10微米以下。
将该抛光体固定到图2所示类型的抛光设备上，并在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片150片。现场测量硅晶片上的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
抛光台板rpm：50rpm
负载(抛光对象压到抛光体上的压力)：2.4×104Pa
振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
与实施例1-5和1-6一样，通过现场测量得到硅晶片表面的反射谱，可以现场测量抛光态(即硅晶片表面上热氧化膜的残留膜厚)。然而，抛光划伤了硅晶片。
(比较例1-4)
按与实施例1-6中相同的方式，将大小为20×50mm、厚2mm的聚氨酯窗口，固定到按与实施例1-6相同的方式制造的抛光体的开口部分中，使窗口的表面与抛光体的表面处于同样高度。
将该抛光体固定到图2所示类型的抛光设备上，并在以下条件下抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的六英寸硅晶片150片。利用开口部分现场测量硅晶片上的残留膜(其上的氧化膜)厚。
抛光头rpm：50rpm
抛光台板rpm：50rpm
负载(抛光对象压到抛光体上的压力)：2.4×104Pa
振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
这种情况下，不存在窗口引起的硅晶片的划伤或不均匀抛光问题。图16是这种情况下得到的反射谱图。聚氨酯窗变形的结果是，所测量反射谱的形状失真，所以该反射谱与测量模拟不一致，因此，难以进行膜厚测量。
(工作配置1-7)
下面介绍图2所示上述抛光设备中抛光垫21的最外表面(即与抛光对象接触的表面)与抛光体21的最外表面侧上的窗板31的表面间的间隙的调节方法，该方法将介绍本发明一种工作配置的一个实例。根据反射光谱特性(反射谱)测量抛光膜厚或抛光终点的装置用作抛光态测量装置23。在抛光态测量装置23的信号处理装置中，比较利用抛光态测量装置23测得的反射谱与模拟得到的反射谱，以便测量抛光膜的厚度或抛光终点。
在抛光垫21的最外表面与抛光体21的最外表面侧上的窗板31的表面间的间隙太大时，存在于在窗板31上抛光体21中形成的凹下部分中的抛光剂引起的光损失过大。结果，在抛光态测量装置23中，只可以得到非常弱的信号，所以无法很好地测量抛光膜厚度或抛光终点。另一方面，在抛光体21的最外表面与抛光体21的最外表面侧上的窗板31的表面间的间隙太小时，存在于上述凹部中的抛光剂层的影响产生的信号会附加到抛光态测量装置23的信号上，也无法很好地测量抛光膜厚度或抛光终点。
然而，在本工作配置中，在监测抛光态测量装置23测得的信号的同时，调节抛光体21的最外表面(即与抛光对象接触的表面)与抛光体21的最外表面侧上的窗板31的表面间的间隙，以便抛光态测量装置23能够测量具有能够很好测量抛光膜厚或抛光态的强度的信号。因此，在抛光工艺中，抛光态测量装置23可以很好地测量抛光膜厚或抛光点。
(工作配置1-8)
下面结合图2介绍构成本发明工作配置的抛光膜厚或抛光终点测量方法。这里，用根据反射光谱特性(反射谱)测量抛光膜厚或抛光终点的装置用作抛光态测量装置23。
可能存在以下情况，其中抛光期间窗板31和抛光对象间的抛光剂层的厚度不恒定，所以在抛光膜厚或抛光终点测量时，得到不合适信号，术语“不合适信号”是指，例如，在抛光剂引起的损失如上所述过大时得到的极弱信号，或包括存在于形成在窗板31上的凹部的抛光剂的影响产生的信号的信号。
在本工作配置中，如下处理该问题：具体说，将利用构成本发明的上述工作配置的调节方法调节期间得到的不合适信号，存储在存储器件(中未示出)中，作预先测得的信号；然后，在抛光期间，本工作配置包括以下步骤，即，比较抛光态测量装置23所测信号与存储在存储器件中的上述信号，如果这些信号相同，则抛光态测量装置所测信号不用于抛光膜厚或抛光终点的测量。于是，甚至在窗板与抛光对象间抛光剂层的厚度不恒定，测量不稳定时，在抛光膜厚或抛光终点测量中，也不存在错误测量。
(工作配置1-9)
图17是构成本发明工作配置的抛光设备的台板中开口部分附近区域的剖面图。图17中，51表示由电操作台构成的移动装置，52表示窗支撑柱，53表示O环，54表示间隙传感器，55表示计算机，56表示工作台控制器，57表示电机。
支撑窗板31的窗支撑柱52固定到移动装置51上，通过将窗板31安装到窗支撑柱52的上端形成的可移动窗口安装到台板20的开口部分22中。于是，窗板31通过窗支撑柱52和移动装置51安装在台板20中。可用压电工作台代替电操作台作移动装置51。窗支撑柱52是管形部件，该管的中空部分构成用于抛光终点探测或膜厚测量的光路径。为防止抛光剂的进入，台板20中的开口部分22与窗支撑柱52间的间隙由油脂(图中未示出)或O形环或两者密封。
窗支撑柱52和窗板31可借助于移动装置51，在图17所示垂直方向移动，所以抛光对象侧上窗板表面的位置可以移动。
观察抛光表面的状态的装置23和探测窗板31的表面与构成抛光对象的硅晶片的被抛光面间的间隙的间隙传感器54安装在台板20之下。抛光对象侧上窗板31的表面与抛光对象的被抛光表面间的间隙，与抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21表面凹下的量相同。利用抛光态测量装置23进行抛光终点探测或膜厚测量。利用自动聚焦原理的传感器、利用干涉原理的传感器或发光、接收反射光并输出控制信号以便所接收光的量保持恒定的传感器等可用作间隙传感器54。
电操作台的电机57根据间隙传感器54的测量结果，通过计算机55(构成控制装置)和工作台控制器56被驱动，以便控制抛光对象侧上窗板31的表面与硅晶片的被抛光表面间的间隙(图中未示出)。另外，设定并由计算机55控制根据来自间隙传感器54的信号对窗板31的表面与硅晶片(图未示出)的被抛光表面间的间隙的控制，以便总使上述间隙保持恒定。
每次完成一个硅晶片的抛光后，进行修整。修整期间，控制窗板31的表面位置，使该位置固定在上述抛光期间被控制的表面的位置。修整后，将然后要抛光的硅晶片固定到抛光头16上，进行抛光。这样交替重复抛光工艺和修整工艺。
另外，在该工作配置中，窗板54的位置利用探测抛光对象侧上窗板31的表面与构成抛光对象的硅晶片的被抛光表面间的间隙的间隙传感器控制，然而，也可以代替上述间隙传感器54，安装探测抛光体21的磨损情况的装置。这种情况下，可以控制移动装置51，使抛光对象侧上窗板31的表面向下移动相当于抛光体21的磨损量的量，如图17所示。
可以用接触针式位移计或光位移计等作探测抛光体21的磨损情况的装置。另外，可利用间隙传感器54和探测抛光体的磨损情况的装置，控制窗板31的位置。
于是，在本工作配置的抛光设备中，由移动装置51控制抛光对象侧上窗板31的表面位置，以便抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21的表面凹下，由此保持窗板31的表面与作为抛光对象的硅晶片的被抛光表面间的间隙恒定，在修整期间也要保持该状态。因此，由于抛光对象侧上窗板的表面未由于修整而被划伤，所以在所有时间内，总可以实施抛光终点的探测或膜厚的测量。结果，可以在比常规(抛光体)情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低，可以降低抛光成本。
另外，在本工作配置的抛光设备中，由计算机55设定和实施对窗板31的表面与硅晶片的被抛光表面间的间隙的控制，以便总使上述间隙保持恒定值。然而，按与该控制方法不同的方法，也可以通过利用上述计算机55，根据抛光条件、抛光时间、修整条件和修整时间，预测抛光体的磨损量，从而控制窗板的表面与硅晶片的被抛光表面间的间隙。
在以上给出的各工作配置的介绍中，假设每次在一个硅晶片的抛光完成后进行修整，然而，无需要说，这些工作配置可应用于每次在合适数量(包括两个或多个)的硅晶片抛光完成后进行抛光体的修整。
(工作配置1-10)
本工作配置的抛光设备的基本结构与工作配置1-9相同(图17)，然而，在台板20上还安装一位置传感器。仅在硅晶片定位于台板的开口部分22上时(或仅在没有硅晶片定位于台板中的开口部分上时)，该位置传感输出信号。来自该位置传感器的上述信号被输入到计算机55。另外，实施与台板20的旋转同步的动态控制，使窗板31移动，从而在除开口部分22上的位置外的位置有硅晶片时，抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21的表面的凹下量增大到，大于在硅晶片定位于开口部分22上时，窗板31的表面与硅晶片间的间隙。
于是，由于将窗的凹下量控制为，在抛光期间测量抛光终点或膜厚时只有小凹下量，在所有其它时间有大凹下量，在两抛光操作期间不需要进行抛光体21的修整；代之以用于修整的金刚研磨砂轮等，可以与抛光头一起设置在抛光体21上，可以在抛光的同时(即现场)进行修整。
于是，在本工作配置的抛光设备中，由于抛光对象侧上窗板31的表面位置受移动装置51的控制，在用于修整的金刚研磨砂轮经过抛光体21的开口部分时，抛光对象侧上窗板31的表面相对于抛光体21表面的凹下量增大；因此，即使在抛光的同时进行修整，也不会划伤抛光对象侧上窗板的表面，所以无论什么时间总可以实施抛光终点探测或膜厚测量。
结果，可以在比常规(抛光体)情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低；另外，不需要实施修整的(额外)时间，所以可以缩短多个抛光对象抛光需要的总时间，因此，可以降低抛光成本。
所以，在上述工作配置1-9和1-10中，(由于上述原因)希望控制窗的位置，使在测量光穿过的位置，抛光对象侧上窗板表面相对于抛光体表面的凹下量d为0微米＜d≤400微米。
另外，在这些工作配置中，希望用上述类型的材料作窗材料。
(工作配置1-11)
图18示出了本工作配置的抛光设备的抛光体附近区域的轮廓。图18(a)是开口部分附近区域的剖面图，图18(b)是展示抛光对象达到开口部分上一点时，开口部分附近区域情况的剖面图。图18中，58表示窗固定管，59表示透明橡胶窗，60表示玻璃窗，61表示气压控制装置。
将透明橡胶窗59固定于窗固定管58的上端，将玻璃窗60固定于下端。另外，用于给窗固定管58内加压和去压的气压控制装置61与窗固定管58相连。通过粘结到台板20上，安装其中形成有与透明橡胶窗59大小一样的开口部分的抛光体21。透明橡胶窗59通过用作移动装置的窗固定管58安装在台板20上。
在窗固定管58内的压力为减压(普通压力)时，窗固定管58设置在台板20的开口部分22中，在使抛光对象侧上的透明橡胶窗59的表面相对于抛光体21的表面凹下的位置。然后，当窗固定管58内压力被压力控制装置61增大时，固定于窗固定管58的上端的透明橡胶窗59向上膨胀。
在透明橡胶窗59向上膨胀时，该窗口趋于从抛光体21的表面向上稍微突起；然而，当硅晶片17存在于开口部分22上时，抛光对象侧上透明橡胶窗59的表面牢固地粘结在硅晶片59的被抛光表面上，如图18(b)所示。
于是，通过利用气压控制装置61，调节窗固定管58内的压力，可以引起透明橡胶窗59膨胀，所以该装置用作使抛光对象侧上的透明橡胶窗59的表面向上向下移动的移动装置，如图18所示。
台板20上安装有位置传感器，这种情况下所用的位置传感器是仅在硅晶片17定位于台板的开口部分22上时(或仅在没有硅晶片定位于台板的开口部分上时)，输出信号的传感器，来自该位置传感器的上述信号被输入到计算机55。另外，实施与台板20的旋转同步的动态控制，以便在硅晶片17定位于开口部分22上时，窗固定管58内的压力减大，从而在该晶片定位于任何其它位置时，窗固定管58内的压力减小到普通压力，该控制的结果是，在硅晶片17处于开口部分22上时，抛光对象侧透明橡胶窗59的表面与硅晶片17的表面接触，并在晶片处于其它任何位置时，抛光对象侧上透明橡胶窗59的表面相对于抛光体21凹下。
抛光态测量装置23安装在台板20之下，可以按与工作配置1-9相同的方式，进行抛光终点探测和膜厚测量。
透明橡胶窗59的表面位置被如上所述控制的结果是，不需要在抛光操作之间，修整抛光体21，代之以可以进行现场修整。
另外，该工件配置设置成使抛光对象侧上透明橡胶窗59的表面，在抛光终点探测或膜厚测量期间，接触硅晶片17；然而，这种接触并非绝对必需。
在本工作配置中，由于上述原因，希望透明橡胶窗59的来自抛光态测量装置23的光从中穿过的部分(即，用于抛光终点探测和膜厚测量的部分)的凹下量d为0微米＜d≤400微米，尤其希望该凹下量为10微米＜d≤200微米，
于是，在本工作配置的抛光设备中，通过控制窗固定管58内的压力，控制抛光对象侧上窗口的表面位置，从而在用于修整的金刚研磨砂轮经过抛光体的开口部分上时，使抛光对象侧上的窗表面相对于抛光体表面的凹下量增大。因此，即使在抛光抛光对象的同时进行修整，也可以无论何时都能实施抛光态终点探测或膜厚测量。结果，可以在比常规抛光体情况更长的时间周期内，在抛光期间使用同一抛光体，所以抛光体或窗口的替换频率降低；另外，由于不需要实施修整的额外时间，所以可以缩短多个抛光对象抛光需要的总时间。因此，可以降低抛光成本。
在上述所有工作配置中，希望采用能够根据反射光谱特性(即反射谱)探测抛光终点和测量膜厚的装置，作为安装在台板20之下的抛光态测量装置23。通过在计算机(图中未示出)比较抛光态测量装置23测得的反射谱与模拟得到的参考谱，完成膜厚计算或抛光终点探测。另外，还可以采用根据特殊波长下反射率的改变探测抛光终点或测量膜厚的装置，或通过用CCD摄像机等成像被抛光表面，并对这样得的图像进行图像处理等，控制抛光终点或测量膜厚的装置，作为抛光态测量装置23，代替根据反射光谱特性(反射谱)探测抛光终点和测量膜厚的上述装置。
(实施例1-7)
制造具有如图17所示结构的抛光设备。窗支撑柱52固定于具有10mm冲程的移动装置(电操作台)51上，并在该窗支撑柱52的上端安装丙烯酸窗板31。
在台板20之下安装抛光态测量装置23和间隙传感器54。可以用自动聚焦机构的传感器作间隙传感器54。
然后，在台板20上，安装其中形成有与窗板31一样大小的开口部分的抛光体21(Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400)。设定利用来自间隙传感器54的信号对窗板31的间隙的控制，使抛光对象侧上窗板31的表面与硅晶片的被抛光表面间的间隙被恒定控制在0.2mm。
然后，在以下条件下，连续抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的150片六英寸硅晶片，并利用抛光态测量装置23，现场测量硅晶片的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
在完成了抛光后，利用磨料颗粒尺寸为#100的金刚研磨砂轮修整1分钟。
结果，对抛光前后抛光体厚度的测量发现，由于抛光和修整，抛光体21磨损0.17mm。然而，窗板31没有被划伤。
图19是在抛光期间某一时间测量得到的硅晶片表面的反射谱图。图19的曲线图中，横轴表示波长，纵轴表示所测反射谱与标准反射谱的强度比，所说标准反射谱是在以下情况下得到的，即，在用离子交换水代替抛光剂的状态下，在抛光体的窗口部件上安装有其上形成有铝膜的硅晶片。取返回到抛光态测量装置23的光的反射谱作为上述标准反射谱。在抛光了所有150片硅晶片后，在从开始抛光过去相同时间的某一时间，得到由例如图19中的曲线(a)表示的反射谱，所以可以很好地实施现场测量。
(实施例1-8)
利用与实施例1-7(图17)相同的设备，利用工作配置2-4进行抛光。进行控制，以便在窗板31定位于硅晶片之下时，使抛光对象侧上窗口表面与上述抛光工作的被抛光表面间的间隙为0.1mm，在(窗板31)定位其它位置时，使抛光对象侧上窗口表面与上述抛光工作的被抛光表面间的间隙为0.5mm。
然后，在以下条件下，连续抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的150片六英寸硅晶片，并利用抛光态测量装置23，现场测量硅晶片的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
修整条件：利用磨料颗粒尺寸为#100的金刚研磨砂轮对每个抛光的硅晶片修整1分钟
结果，对抛光前后抛光体厚度的测量发现，由于抛光和修整，抛光体21磨损0.15mm。然而，窗板31没有被划伤。另外，在抛光所有150片硅晶片期间，在从开始抛光过去相同时间的某一时间，得到由例如图19中的曲线(b)表示的反射谱，所以可以很好地实施现场测量。
(实施例1-9)
制造如图18所示结构的抛光设备。将厚0.2mm的透明橡胶窗59固定于窗固定管58的上端，玻璃窗60固定于下端。
在台板20上，粘结其中形成有与透明橡胶窗59一样尺寸的开口部分的抛光体21(Rodel Co.制造的IC1000/SUBA400)，然后，在台板20的开口部分22中安装窗固定管58，使减压(普通压力)条件下，从抛光对象侧上透明橡胶窗59的表面到抛光体20的表面的间隙为0.6mm。
设定该设备，以便在硅晶片17处于开口部分22上时，使窗固定管58内的压力增大，于是引起抛光对象侧上透明橡胶窗59的表面牢固粘附到硅晶片17的被抛光表面上。
然后，在以下条件下，连续抛光其上形成有1微米厚的热氧化膜的150片六英寸硅晶片，并利用抛光态测量装置23，现场测量硅晶片的残留膜厚。
抛光头rpm：50rpm
台板rpm：50rpm
加于抛光头上的负载：2.4×104Pa
抛光头的振动：无
抛光时间：90秒
所用抛光剂：由Cabot Co.制造且用离子交换水稀释了2倍的SS25
抛光剂流量：200ml/分钟
修整条件：利用磨料颗粒尺寸为#100的金刚研磨砂轮对两个抛光的硅晶片修整1分钟
结果，对抛光前后抛光体厚度的测量发现，由于抛光和修整，抛光体21磨损0.16mm。然而，窗72没有被划伤。另外，在抛光所有150片硅晶片期间，在从开始抛光过去相同时间的某一时间，得到由例如图19中的曲线(c)表示的反射谱，所以可以很好地实施现场测量。
下面介绍采用涉及本发明的工作配置实现本发明第二目的的实例。
(工作配置2-1)
图20是展示本发明制造半导体器件的方法的流程图。在开始该半导体器件制造方法时，首先在步骤S200选择从以下将介绍的步骤S201到S204的合适加工条件。然后根据该选择从步骤S201到204进行加工。
步骤S201是氧化工艺，氧化硅晶片的表面。步骤202是CVD工艺，通过CVD等，在硅晶片表面上形成绝缘膜。步骤S203是电极形成工艺，通过例如真空蒸发等工艺，在硅晶片表面上形成电极。步骤S204是离子注入工艺，在硅晶片中注入离子。
CVD工艺或电极形成工艺后，加工前进到步骤S205。步骤S205是CMP工艺。在该CMP工艺中，利用本发明的抛光设备，抛光半导体器件表面上的金属膜，从而使层间绝缘膜平滑或形成镶嵌。
在CMP工艺或氧化工艺后，加工前进到步骤S206。步骤S206是光刻工艺。在该光刻工艺中，硅晶片上涂有抗蚀剂，利用曝光设备进行曝光，并对曝光的晶片进行显影，在硅晶片形成了电路图形。另外，下一步S207是腐蚀工艺，通过腐蚀去掉除被显影的抗蚀剂图像外的部分，然后，剥离抗蚀剂，从而去掉完成腐蚀后不需要的抗蚀剂。
然后，在步骤S208，判断是否完成了全部必需工艺。如果没有完成，则返回到步骤S200，重复先前的步骤，在硅晶片上形成电路图形。如果步骤S208的判断是完成了所有工艺，则流程结束。
由于在本发明的半导体器件制造方法中的CMP工艺中，采用了本发明的抛光设备和抛光方法，所以可以提高CMP工艺中抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度，所以可以提高CMP工艺的成品率。结果，可以以比常规半导体器件制造方法低的成本，制造半导体器件。
另外，本发明的抛光设备还可用于除上述半导体器件制造工艺外的半导体器件制造工艺的CMP工艺。
如上所述，本发明可用作半导体制造工艺中的CMP工艺所用的设备和方法。所以可以提高CMP工艺中抛光终点探测的精度和膜厚测量的精度，所以可以提高CMP工艺的成品率。因此，可以以比常规半导体器件制造方法低的成本，制造半导体器件。
另外，在本发明的介绍中，如图1所示，作为实例介绍了图形形成于其上的晶片的抛光。然而，无需说，本发明也可应用于例如使裸硅晶片光滑等抛光之类。

Claims (27)

1、一种用于抛光设备的抛光体，(a)该抛光设备装备有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过引起上述抛光体和上述抛光对象之间的相对运动，该抛光设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体中，所说开口部分用于使光学测量上述抛光对象的正被抛光表面的测量光通过，(b)至少对测量光来说是透明的窗板安装在上述开口部分中，(c)调节卸载状态时即与抛光对象接触的上述抛光体的最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板的表面间的间隙，使该间隙大于加上抛光负载时发生的上述抛光体的压缩变形量。
2、一种用于抛光设备的抛光体，(a)该抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体中，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板安装在上述开口部分中，(c)上述窗板通过层叠两个或多个由透明材料构成的板构成。
3、根据权利要求2所述的抛光体，其特征还在于，上述窗板都由两个层叠在一起的透明材料板构成，这些透明材料板中，位于上述抛光对象侧上的透明材料板的压缩弹性模量设定为比位于上述抛光对象相反侧上的透明材料板的压缩弹性模量小。
4、根据权利要求2或3所述的抛光体，其特征还在于，上述透明材料中，上述抛光对象侧的透明材料的压缩弹性模量为2.9×107Pa≤e≤1.47×109Pa，与抛光体的压缩弹性模量基本相同。
5、一种用于抛光设备的抛光体，(a)所说抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体中，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板安装在上述开口部分中，(c)上述抛光对象侧上的上述窗板的表面，相对于上述抛光体的表面凹下，凹下的量按步进方式或连续方式改变。
6、根据权利要求5所述的抛光体，其特征还在于，抛光体具有多个上述开口部分，上述凹下量按步进方式变化，使得该凹下量在上述每个开口部分中都不相同。
7、根据权利要求5所述的抛光体，其特征还在于，上述凹下量按步进式变化，使得在同一开口部分内的两个或多个部分中该凹下量不同。
8、根据权利要求5所述的抛光体，其特征还在于，上述窗板是平行平板形透明板，上述窗板相对于上述抛光体的表面倾斜安装，使得上述凹下量连续变化。
9、一种用于抛光设备的抛光体，(a)所说抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象；该抛光体的特征在于，(a)一个或多个开口部分形成于上述抛光体中，用于使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过，(b)至少对测量光透明的窗板装在上述开口部分中，(c)上述抛光对象侧上的上述窗板安的表面，相对于上述抛光体的表面凹下，(d)上述窗板由板材料构成，所说板材料由可以剥离的多片透明材料构成。
10、根据权利要求1-9中任一项所述的抛光体，其特征还在于，上述抛光体最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的最小间隙G为0微米＜G≤400微米。
11、根据权利要求1-9中任一项所述的抛光体，其特征还在于，上述抛光体的最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的最小间隙值G为10微米＜G≤200微米。
12、根据权利要求1-9中任一项所述的抛光体，其特征还在于，上述抛光体最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板表面间的间隙G，在一个开口部分中或两不同开口部分之间间隙G不同时指G的最大值，为0微米＜G≤抛光体厚度的90％，上述窗板的厚度t，在单个开口部分中或两不同开口部分间该厚度t不同时指厚度t的最小值，为t≥抛光体厚度的10％。
13、根据权利要求1-12中任一项所述的抛光体，其特征还在于，至少位于抛光对象侧上的上述窗板表面涂有硬涂层。
14、根据权利要求1-13中任一项所述的抛光体，其特征还在于，上述窗体对测量光的透射率为22％以上。
15、一种用于抛光设备的抛光体，其特征在于，(a)所说抛光设备装有(i)支撑抛光对象的抛光头，和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象，上述抛光体由至少使光学测量上述抛光对象的被抛光面的测量光通过的透明材料构成。
16、一种抛光设备，其特征在于，(a)该抛光设备装配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象间时，通过使上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该设备抛光上述抛光对象，上述抛光体是根据权利要求1-15中任一项的抛光体。
17、根据权利要求16所述的抛光设备，其特征还在于，(i)测量光通过上述窗板和上述开口部分，从光投射装置导向抛光对象，(ii)该光被抛光对象反射，(iii)再穿过上述开口部分和上述窗板的返回光由光接收装置接收，抛光操作期间所接收的光强为投射光强度的1％以上。
18、根据权利要求16或17所述的抛光设备，其特征还在于，上述窗板由抛光性质与上述抛光体的抛光性质类似的树脂构成。
19、一种用于调节抛光设备中抛光体的最外表面即与抛光对象接触的表面与在上述最外表面侧上的上述窗板的表面之间间隙的方法，(a)所说抛光设备是根据权利要求16-18中任一项的抛光设备，(b)该抛光设备中，(i)测量光通过上述窗板和上述开口部分，从光投射装置导向抛光对象，(ii)该光被抛光对象反射，(iii)再穿过上述开口部分和上述窗板的返回光由光接收装置接收，上述抛光设备调节方法的特征在于，该方法包括根据由上述光接收装置测量的信号，调节上述抛光体的最外表面与上述最外表面侧上的上述窗板的表面间的间隙的步骤。
20、一种测量抛光膜的厚度或抛光终点的方法，其中利用权利要求16-19中任一项的抛光设备进行抛光，并利用光接收装置接收的光信号测量抛光膜的厚度或抛光终点，该方法的特征在于，在上述测量装置所测信号等于以前测量且存储在存储器中的信号时，用于测量抛光膜的厚度或抛光终点的测量装置测得的信号，不用于抛光膜的厚度或抛光终点的测量。
21、一种抛光设备，(a)该抛光设备配有(i)支撑抛光对象的抛光头和(ii)安装在台板上的抛光体，(b)在抛光剂处于上述抛光体和上述抛光对象之间的状态下，通过在上述抛光体和上述抛光对象间产生相对运动，该抛光设备抛光上述抛光对象；该抛光设备的特征在于，(a)所说抛光设备具有(i)形成于上述台板中的一个或多个开口部分，(ii)形成于上述抛光体中的一个或多个开口部分，(iii)设置成阻挡形成于上述抛光体中的至少部分上述开口部分的窗口；(iv)用于通过上述窗口光学观察上述抛光对象的被抛光表面来测量抛光态的装置，(v)在上述抛光对象的表面上移动上述窗口位置的移动装置，(b)形成在上述抛光体中的上述开口部分和形成在上述台板中的上述开口部分是重叠的，使得上述窗口可以通过上述移动装置设置在上述台板上。
22、根据权利要求21所述的抛光设备，其特征在于，该设备还配有探测上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的装置，探测上述抛光体磨损状态的装置，或既探测上述间隙又探测上述磨损情况状态的装置。
23、根据权利要求22所述的抛光设备，其特征在于，该设备还配有控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙的控制装置。
24、根据权利要求23所述的抛光设备，其特征还在于，该设备根据抛光条件、抛光时间、修整条件和修整时间预测上述抛光体的磨损量，并控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙。
25、根据权利要求23所述的抛光设备，其特征还在于，该设备还控制上述移动装置，从而保持上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙为恒定值。
26、根据权利要求23所述的抛光设备，其特征还在于，该设备与上述台板的旋转同步地控制上述抛光对象侧上的上述窗口表面与上述抛光对象的被抛光表面间的间隙。
27、一种半导体器件的制造方法，包括制造工艺中采用包括权利要求16-26中的至少一项所述的设备或方法。
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