JPH07251371A - 薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置 - Google Patents
薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置Info
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- JPH07251371A JPH07251371A JP4558694A JP4558694A JPH07251371A JP H07251371 A JPH07251371 A JP H07251371A JP 4558694 A JP4558694 A JP 4558694A JP 4558694 A JP4558694 A JP 4558694A JP H07251371 A JPH07251371 A JP H07251371A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な繰り返し作業などを要することなく所
定の膜厚に被研磨膜を仕上げることができ、研磨作業を
効率良く行える薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨
装置を提供する。 【構成】 基板２上の被研磨膜３を研磨して薄膜を形
成する際、被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッ
ド５から被研磨面がはみ出す位置３０等において測定用
の光を照射しその反射光または透過光の干渉等を検知す
る方法等によって、研磨中の被研磨膜の膜厚を測定しな
がら研磨を行う。基板２を支持するワークプレート４
と、研磨パッド５を有する定盤１とを備え、被研磨面は
研磨パッドに対向して当接することにより研磨パッド上
の研磨面で研磨され、被研磨面の少なくとも一部は研磨
パッドからはみ出しており、該はみ出し位置３０におい
て被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置され
る。
定の膜厚に被研磨膜を仕上げることができ、研磨作業を
効率良く行える薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨
装置を提供する。 【構成】 基板２上の被研磨膜３を研磨して薄膜を形
成する際、被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッ
ド５から被研磨面がはみ出す位置３０等において測定用
の光を照射しその反射光または透過光の干渉等を検知す
る方法等によって、研磨中の被研磨膜の膜厚を測定しな
がら研磨を行う。基板２を支持するワークプレート４
と、研磨パッド５を有する定盤１とを備え、被研磨面は
研磨パッドに対向して当接することにより研磨パッド上
の研磨面で研磨され、被研磨面の少なくとも一部は研磨
パッドからはみ出しており、該はみ出し位置３０におい
て被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置され
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜形成用研磨方法及
び薄膜形成用研磨装置に関する。本発明は、各種の分野
における膜厚形成用研磨について利用でき、例えば、電
子材料（半導体装置等）製造の分野において、各種薄膜
を形成する場合に利用することができる。
び薄膜形成用研磨装置に関する。本発明は、各種の分野
における膜厚形成用研磨について利用でき、例えば、電
子材料（半導体装置等）製造の分野において、各種薄膜
を形成する場合に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、研磨により薄膜を形成すると
き、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎｏｎ Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ）層等の薄膜を研磨する場合には、従来の技術で
は、予め研磨しようとする薄膜の厚さを測定しておき、
研磨レートから逆算して時間を設定し、一定の時間研磨
して、所定の膜厚を得るようにしている。よって従来技
術にあっては、所定膜厚を正確に得るため、上記一定時
間の研磨後、研磨をストップし、厚さを確認して、厚い
場合は更に研磨を行い、前記の作業を繰り返すようにし
ている。
き、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎｏｎ Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ）層等の薄膜を研磨する場合には、従来の技術で
は、予め研磨しようとする薄膜の厚さを測定しておき、
研磨レートから逆算して時間を設定し、一定の時間研磨
して、所定の膜厚を得るようにしている。よって従来技
術にあっては、所定膜厚を正確に得るため、上記一定時
間の研磨後、研磨をストップし、厚さを確認して、厚い
場合は更に研磨を行い、前記の作業を繰り返すようにし
ている。
【０００３】この方法の場合、実際に研磨している薄膜
の厚さは不明であり、勘と時間による制御しかできな
い。この結果、オーバー研磨を起こしたり、あるいは研
磨不足で再研磨を何回も繰り返す必要が出たりする。よ
って、作業性の非能率化、また厚さ不良や厚さのバラツ
キを起こすという問題がある。
の厚さは不明であり、勘と時間による制御しかできな
い。この結果、オーバー研磨を起こしたり、あるいは研
磨不足で再研磨を何回も繰り返す必要が出たりする。よ
って、作業性の非能率化、また厚さ不良や厚さのバラツ
キを起こすという問題がある。
【０００４】以上のような背景で、薄膜形成用の研磨技
術においては、所定の厚さに仕上げることや、効率良く
研磨作業をなし得る技術が求められているわけである
が、これを満足する技術はまだ提案されていないのが実
情である。
術においては、所定の厚さに仕上げることや、効率良く
研磨作業をなし得る技術が求められているわけである
が、これを満足する技術はまだ提案されていないのが実
情である。
【０００５】この問題について、従来技術を示す図４及
び図５を用いて更に詳述すると、次のとおりである。
び図５を用いて更に詳述すると、次のとおりである。
【０００６】図４及び図５は、従来法の基本的構成を示
す図である。図４中、１は研磨定盤、２は半導体基板、
３は基板２上の被研磨薄膜、４は基板２を支持するワー
クプレート、５は研磨定盤１上の研磨パッドを示してい
る。
す図である。図４中、１は研磨定盤、２は半導体基板、
３は基板２上の被研磨薄膜、４は基板２を支持するワー
クプレート、５は研磨定盤１上の研磨パッドを示してい
る。
【０００７】研磨方法は、図４に示すように、研磨定盤
１及びワークプレート４は互いに回転しながら、ワーク
プレート４に支持された基板２の被研磨薄膜３を、研磨
定盤１上の研磨面に当接させて、この被研磨薄膜３の研
磨を行う。それと同時に、図５に示すように、ワークプ
レート４は符号Ａで示す矢印の如く揺動しながら研磨が
行われる。図４中、６１は研磨ノズル、６２は研磨ノズ
ルから導かれた研磨砥粒、６３は研磨砥粒を導くポン
プ、６４は研磨砥粒タンクを各々模式的に示すものであ
る。
１及びワークプレート４は互いに回転しながら、ワーク
プレート４に支持された基板２の被研磨薄膜３を、研磨
定盤１上の研磨面に当接させて、この被研磨薄膜３の研
磨を行う。それと同時に、図５に示すように、ワークプ
レート４は符号Ａで示す矢印の如く揺動しながら研磨が
行われる。図４中、６１は研磨ノズル、６２は研磨ノズ
ルから導かれた研磨砥粒、６３は研磨砥粒を導くポン
プ、６４は研磨砥粒タンクを各々模式的に示すものであ
る。
【０００８】従来法では、被研磨面は研磨パッド５の研
磨面内に包含されており（図５参照）、研磨定盤１の下
側から被研磨膜をセンサー等で測定することは不可能で
ある。よって薄膜厚さの確認は、研磨前の厚さから研磨
レートから逆算して一定時間研磨した後に、研磨を一旦
止めて基板上の薄膜の厚さを測定する方法が採用された
わけである。
磨面内に包含されており（図５参照）、研磨定盤１の下
側から被研磨膜をセンサー等で測定することは不可能で
ある。よって薄膜厚さの確認は、研磨前の厚さから研磨
レートから逆算して一定時間研磨した後に、研磨を一旦
止めて基板上の薄膜の厚さを測定する方法が採用された
わけである。
【０００９】このため従来技術にあっては、前述したよ
うな、オーバー研磨を起こして厚さ不良を起こしたり、
研磨不足で再研磨が必要になるというような問題が避け
られなかったのである。
うな、オーバー研磨を起こして厚さ不良を起こしたり、
研磨不足で再研磨が必要になるというような問題が避け
られなかったのである。
【００１０】以上のような背景で、薄膜形成用の研磨技
術においては、所定の厚さに仕上げることや、効率良く
研磨作業をなし得る技術が求められているわけである
が、これを満足する技術はまだ提案されていない。
術においては、所定の厚さに仕上げることや、効率良く
研磨作業をなし得る技術が求められているわけである
が、これを満足する技術はまだ提案されていない。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
して、複雑な繰り返し作業などを要することなく所定の
膜厚に被研磨膜を仕上げることができ、研磨作業を効率
良く行える薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置
を提供することを目的とする。
して、複雑な繰り返し作業などを要することなく所定の
膜厚に被研磨膜を仕上げることができ、研磨作業を効率
良く行える薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置
を提供することを目的とする。
【００１２】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、基板上の被研磨膜を研磨して薄膜を形成する薄膜形
成用研磨方法であって、研磨中の被研磨膜の膜厚を測定
しながら研磨を行うことを特徴とする薄膜形成用研磨方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
は、基板上の被研磨膜を研磨して薄膜を形成する薄膜形
成用研磨方法であって、研磨中の被研磨膜の膜厚を測定
しながら研磨を行うことを特徴とする薄膜形成用研磨方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１３】本出願の請求項２の発明は、膜厚の被測定
位置が、被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッド
から被研磨面がはみ出す位置であることを特徴とする請
求項１に記載の薄膜形成用研磨方法であって、これによ
り上記目的を達成するものである。
位置が、被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッド
から被研磨面がはみ出す位置であることを特徴とする請
求項１に記載の薄膜形成用研磨方法であって、これによ
り上記目的を達成するものである。
【００１４】本出願の請求項３の発明は、膜厚の測定方
法が、被研磨面の膜厚測定位置に測定用の光を照射しそ
の反射光または透過光を検知して膜厚を測定する方法で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形
成用研磨方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
法が、被研磨面の膜厚測定位置に測定用の光を照射しそ
の反射光または透過光を検知して膜厚を測定する方法で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形
成用研磨方法であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【００１５】本出願の請求項４の発明は、被研磨膜の上
面及び下面からの反射光または透過光の互いの干渉に基
づいて膜厚を測定することを特徴とする請求項３に記載
の薄膜形成用研磨方法であって、これにより上記目的を
達成するものである。
面及び下面からの反射光または透過光の互いの干渉に基
づいて膜厚を測定することを特徴とする請求項３に記載
の薄膜形成用研磨方法であって、これにより上記目的を
達成するものである。
【００１６】本出願の請求項５の発明は、膜厚測定用の
光は、ガラスファイバーにより誘導することを特徴とす
る請求項３または４に記載の薄膜形成用研磨方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
光は、ガラスファイバーにより誘導することを特徴とす
る請求項３または４に記載の薄膜形成用研磨方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【００１７】本出願の請求項６の発明は、ガラスファイ
バーの先端はレンズ状にして、光を集中させることを特
徴とする請求項５に記載の薄膜形成用研磨方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
バーの先端はレンズ状にして、光を集中させることを特
徴とする請求項５に記載の薄膜形成用研磨方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【００１８】本出願の請求項７の発明は、基板上の被研
磨膜を研磨して薄膜を形成する薄膜形成用研磨装置であ
って、基板を支持するワークプレートと、研磨パッドを
有する定盤とを備え、被研磨面は研磨パッドに対向して
当接することにより研磨パッド上の研磨面で研磨される
構成になっているとともに、被研磨面の少なくとも一部
は研磨パッドからはみ出しており、該はみ出し位置にお
いて被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置され
ていることを特徴とする薄膜形成用研磨装置であって、
これにより上記目的を達成するものである。
磨膜を研磨して薄膜を形成する薄膜形成用研磨装置であ
って、基板を支持するワークプレートと、研磨パッドを
有する定盤とを備え、被研磨面は研磨パッドに対向して
当接することにより研磨パッド上の研磨面で研磨される
構成になっているとともに、被研磨面の少なくとも一部
は研磨パッドからはみ出しており、該はみ出し位置にお
いて被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置され
ていることを特徴とする薄膜形成用研磨装置であって、
これにより上記目的を達成するものである。
【００１９】本出願の請求項８の発明は、膜厚測定手段
が、被研磨面の膜厚測定位置に測定用の光を照射しその
反射光または透過光を検知して膜厚を測定するものであ
ることを特徴とする請求項７に記載の薄膜形成用研磨装
置であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
が、被研磨面の膜厚測定位置に測定用の光を照射しその
反射光または透過光を検知して膜厚を測定するものであ
ることを特徴とする請求項７に記載の薄膜形成用研磨装
置であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００２０】本出願の請求項９の発明は、膜厚測定手段
が、被研磨膜の上面及び下面からの反射光または透過光
の互いの干渉に基づいて膜厚を測定するものであること
を特徴とする請求項８に記載の薄膜形成用研磨装置であ
って、これにより上記目的を達成するものである。
が、被研磨膜の上面及び下面からの反射光または透過光
の互いの干渉に基づいて膜厚を測定するものであること
を特徴とする請求項８に記載の薄膜形成用研磨装置であ
って、これにより上記目的を達成するものである。
【００２１】本出願の請求項１０の発明は、膜厚測定用
の光は、ガラスファイバーにより誘導され、ガラスファ
イバーの先端が前記研磨パッドからはみ出す被研磨面に
対向していることを特徴とする請求項８または９に記載
の薄膜形成用研磨装置であって、これにより上記目的を
達成するものである。
の光は、ガラスファイバーにより誘導され、ガラスファ
イバーの先端が前記研磨パッドからはみ出す被研磨面に
対向していることを特徴とする請求項８または９に記載
の薄膜形成用研磨装置であって、これにより上記目的を
達成するものである。
【００２２】本出願の請求項１１の発明は、ガラスファ
イバーの先端はレンズ状であり、光を集中させる構造と
なっていることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜形
成用研磨装置であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
イバーの先端はレンズ状であり、光を集中させる構造と
なっていることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜形
成用研磨装置であって、これにより上記目的を達成する
ものである。
【００２３】
【作用】本発明の薄膜形成用研磨方法によれば、基板上
の被研磨膜を研磨して薄膜を形成する際、研磨中の被研
磨膜の膜厚を測定しながら研磨を行うので、適正な所定
膜厚において研磨を止めることができ、よって複雑な繰
り返し作業などを要することなく研磨作業を効率良く所
定の膜厚に被研磨膜を仕上げることができる。
の被研磨膜を研磨して薄膜を形成する際、研磨中の被研
磨膜の膜厚を測定しながら研磨を行うので、適正な所定
膜厚において研磨を止めることができ、よって複雑な繰
り返し作業などを要することなく研磨作業を効率良く所
定の膜厚に被研磨膜を仕上げることができる。
【００２４】本発明の薄膜形成用研磨装置は、基板上の
被研磨膜を研磨して薄膜を形成するものであって、基板
を支持するワークプレートと、研磨パッドを有する定盤
とを備え、被研磨面は研磨パッドに対向して当接するこ
とにより研磨パッド上の研磨面で研磨される構成になっ
ているとともに、被研磨面の少なくとも一部は研磨パッ
ドからはみ出しており、該はみ出し位置において被研磨
膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置されている構成
となっているので、研磨パッドからはみ出した当該はみ
出し部においては被研磨膜の膜厚を測定でき、よって測
定手段の設置が容易であるため、確実な測定に基づいて
所定膜厚の研磨を達成することが可能ならしめられる。
被研磨膜を研磨して薄膜を形成するものであって、基板
を支持するワークプレートと、研磨パッドを有する定盤
とを備え、被研磨面は研磨パッドに対向して当接するこ
とにより研磨パッド上の研磨面で研磨される構成になっ
ているとともに、被研磨面の少なくとも一部は研磨パッ
ドからはみ出しており、該はみ出し位置において被研磨
膜の膜厚を測定する膜厚測定手段が設置されている構成
となっているので、研磨パッドからはみ出した当該はみ
出し部においては被研磨膜の膜厚を測定でき、よって測
定手段の設置が容易であるため、確実な測定に基づいて
所定膜厚の研磨を達成することが可能ならしめられる。
【００２５】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は図示
の実施例により限定を受けるものではない。
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は図示
の実施例により限定を受けるものではない。
【００２６】実施例１ この実施例は、本発明を、半導体装置製造の際のＳＯＩ
層形成用の薄膜研磨に適用したものである。
層形成用の薄膜研磨に適用したものである。
【００２７】本実施例の薄膜形成用研磨装置は、図１に
示すように、基板２（ここでは半導体基板）上の被研磨
膜を研磨して薄膜を形成するものであって、基板２を支
持するワークプレート４と、研磨パッド５を有する定盤
１とを備え、被研磨面（被研磨膜３の外面）は研磨パッ
ド５に対向して当接することにより研磨パッド５上の研
磨面で研磨される構成になっているとともに、被研磨面
の少なくとも一部は研磨パッドからはみ出しており（は
み出し部を符号３０で示す）、該はみ出し位置において
被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段（ここではガラ
スファイバー７及び膜厚測定制御部８）が設置されてい
るものである。
示すように、基板２（ここでは半導体基板）上の被研磨
膜を研磨して薄膜を形成するものであって、基板２を支
持するワークプレート４と、研磨パッド５を有する定盤
１とを備え、被研磨面（被研磨膜３の外面）は研磨パッ
ド５に対向して当接することにより研磨パッド５上の研
磨面で研磨される構成になっているとともに、被研磨面
の少なくとも一部は研磨パッドからはみ出しており（は
み出し部を符号３０で示す）、該はみ出し位置において
被研磨膜の膜厚を測定する膜厚測定手段（ここではガラ
スファイバー７及び膜厚測定制御部８）が設置されてい
るものである。
【００２８】本実施例においては、基板２上の被研磨膜
３を研磨して薄膜を形成する際、研磨中の被研磨膜３の
膜厚を測定しながら研磨を行う。
３を研磨して薄膜を形成する際、研磨中の被研磨膜３の
膜厚を測定しながら研磨を行う。
【００２９】この場合の膜厚３の膜厚の被測定位置は、
被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッド５から被
研磨面がはみ出すはみ出し部３０における位置である。
被研磨面に対向してこれと当接する研磨パッド５から被
研磨面がはみ出すはみ出し部３０における位置である。
【００３０】膜厚の測定は、被研磨面の膜厚測定位置に
測定用の光を照射しその反射光または透過光を検知して
膜厚を測定する方法により、行う。
測定用の光を照射しその反射光または透過光を検知して
膜厚を測定する方法により、行う。
【００３１】特に、被研磨膜の上面及び下面からの反射
光または透過光の互いの干渉に基づいて、薄膜の膜厚を
測定する。
光または透過光の互いの干渉に基づいて、薄膜の膜厚を
測定する。
【００３２】本実施例において、薄膜３の膜厚測定用の
光は、ガラスファイバー７により誘導され、ガラスファ
イバー７の先端は、前記研磨パッド５からはみ出す被研
磨面（はみ出し部３０）に対向している。
光は、ガラスファイバー７により誘導され、ガラスファ
イバー７の先端は、前記研磨パッド５からはみ出す被研
磨面（はみ出し部３０）に対向している。
【００３３】本実施例のガラスファイバー７の先端はレ
ンズ状であり、光を集中させる構造となっている。
ンズ状であり、光を集中させる構造となっている。
【００３４】更に詳しくは、本実施例における研磨動作
は、図４及び図５に示す従来法と同じであるが、ワーク
プレート４の揺動（図４参照）が研磨定盤１からはみ出
すことにより、定盤１の外側に取り付けられたガラスフ
ァイバー７を用いて、はみ出したウェハ（基板２）外周
部分の測定を行うことが可能となる。即ちこれにより、
ワークプレートにセットされたウェハの下側（薄膜層
側）から測定用の光を当て屈折率利用して厚さを測るこ
とが可能となる。
は、図４及び図５に示す従来法と同じであるが、ワーク
プレート４の揺動（図４参照）が研磨定盤１からはみ出
すことにより、定盤１の外側に取り付けられたガラスフ
ァイバー７を用いて、はみ出したウェハ（基板２）外周
部分の測定を行うことが可能となる。即ちこれにより、
ワークプレートにセットされたウェハの下側（薄膜層
側）から測定用の光を当て屈折率利用して厚さを測るこ
とが可能となる。
【００３５】ワークプレート４の揺動を定盤１からはみ
出させたことによる研磨への影響は無い。研磨を途中で
止めること無く、一定の厚さに薄膜が成った時研磨を止
めることで研磨は終了する。
出させたことによる研磨への影響は無い。研磨を途中で
止めること無く、一定の厚さに薄膜が成った時研磨を止
めることで研磨は終了する。
【００３６】本実施例では、所定の厚さで研磨を終わら
せることができるため、ウェハ（基板２）間の厚さバラ
ツキを少なくすることができる。
せることができるため、ウェハ（基板２）間の厚さバラ
ツキを少なくすることができる。
【００３７】更に図２に示すように、基板２（ウェハ）
周辺に厚さ測定用のパターン９を設けることにより、安
定した膜厚の測定が可能となる。測定用のパターン幅
は、通常１〜５ｍｍ位必要となる。
周辺に厚さ測定用のパターン９を設けることにより、安
定した膜厚の測定が可能となる。測定用のパターン幅
は、通常１〜５ｍｍ位必要となる。
【００３８】本実施例では、膜厚測定のためにガラスフ
ァイバーを用いて、次の原理による光利用の膜厚測定を
行った。
ァイバーを用いて、次の原理による光利用の膜厚測定を
行った。
【００３９】即ち、シャボン玉や水面に拡がった油の薄
膜は、光があたるときれいに着色して見えるが、これは
薄膜の上面及び下面からの反射光（または透過光）が互
いに干渉するために生じる現象で、着色した薄膜の色は
干渉色と称される。この干渉色は、例えば厚さが光の波
長程度の薄い透明膜において観察され、膜の屈折率や厚
さが変われば、干渉色も変化する。よって干渉色を測光
することにより、薄膜の厚さを測定することが可能なの
であって、本実施例ではの原理を応用した。
膜は、光があたるときれいに着色して見えるが、これは
薄膜の上面及び下面からの反射光（または透過光）が互
いに干渉するために生じる現象で、着色した薄膜の色は
干渉色と称される。この干渉色は、例えば厚さが光の波
長程度の薄い透明膜において観察され、膜の屈折率や厚
さが変われば、干渉色も変化する。よって干渉色を測光
することにより、薄膜の厚さを測定することが可能なの
であって、本実施例ではの原理を応用した。
【００４０】図３（ａ）に示すような単層膜（薄膜３）
に光が垂直に入射する場合、入射光の振幅を１とし、基
板、薄膜とも吸収がないとすると、単純に１回の反射だ
けを考えると、反射光の強度Ｒc は次式で表される。
に光が垂直に入射する場合、入射光の振幅を１とし、基
板、薄膜とも吸収がないとすると、単純に１回の反射だ
けを考えると、反射光の強度Ｒc は次式で表される。
【００４１】 ｒ1 ＝（１−ｎ1 ）／（１＋ｎ1 ）・・・（１） ｒ2 ＝（１−ｎB ）／（１＋ｎB ）・・・（２） Ｒc ＝ｒ1 2 ＋ｒ2 2 ＋２・ｒ1 ・ｒ2 ・ｃｏｓδ1 ・・・（３） ここで、 ｎ1 ：膜の屈折率 ｄ1 ：膜厚 ｎB ：基板の屈折率 ｒ1 ：膜の上面（空気と膜の界面）で反射する光の振幅
反射率 ｒ2 ：膜の下面（膜と基板の界面）で反射する光の振幅
反射率 δ1 ：膜の上面で反射する光と膜の下面で反射する光と
の位相差 δ1 ＝４πｎ1 ｄ1 ／λ λ：光の波長
反射率 ｒ2 ：膜の下面（膜と基板の界面）で反射する光の振幅
反射率 δ1 ：膜の上面で反射する光と膜の下面で反射する光と
の位相差 δ1 ＝４πｎ1 ｄ1 ／λ λ：光の波長
【００４２】よって上記式（３）により、膜厚が算出で
き、これを膜厚測定制御部８にて算出し、制御する。な
お図３（ｂ）（ｃ）に、反射光の位相差の発生を模式的
に示した。
き、これを膜厚測定制御部８にて算出し、制御する。な
お図３（ｂ）（ｃ）に、反射光の位相差の発生を模式的
に示した。
【００４３】本実施例では、測定用の光はガラスファイ
バーにより誘導するため検出部の取付けが容易となり、
研磨しながら測定することが容易な構造で可能となっ
た。また光による測定のため、基板（ウェハ）に接触す
ることなく厚さが測定できる。ガラスファイバーの先端
は測定面積を一定するためにレンズ状にし、光を集中さ
せ測定誤差が少ないようにした。
バーにより誘導するため検出部の取付けが容易となり、
研磨しながら測定することが容易な構造で可能となっ
た。また光による測定のため、基板（ウェハ）に接触す
ることなく厚さが測定できる。ガラスファイバーの先端
は測定面積を一定するためにレンズ状にし、光を集中さ
せ測定誤差が少ないようにした。
【００４４】本実施例では、上記のように、研磨上がり
の薄膜厚さの確認において研磨途中で止めることなく連
続して薄膜の厚さを測定するとともに、ガラスファイバ
ーを使用して光によって膜厚を測ることにより、下記の
利点が得られた。
の薄膜厚さの確認において研磨途中で止めることなく連
続して薄膜の厚さを測定するとともに、ガラスファイバ
ーを使用して光によって膜厚を測ることにより、下記の
利点が得られた。
【００４５】（１）研磨を止めることなく連続して薄膜
の厚さが測れる。 （２）ウェハ間の厚さバラツキが少ない薄膜が得られ
る。 （３）研磨途中で厚さ確認の必要がないため作業能率が
よい。 （４）厚さ検出部分がガラスファイバーのため取付け部
分の制約を受けない。 （５）測定が容易となり自動化も容易となる。 （６）測定用パターンを設ける（図２参照）ことによ
り、更に安定した測定ができる。
の厚さが測れる。 （２）ウェハ間の厚さバラツキが少ない薄膜が得られ
る。 （３）研磨途中で厚さ確認の必要がないため作業能率が
よい。 （４）厚さ検出部分がガラスファイバーのため取付け部
分の制約を受けない。 （５）測定が容易となり自動化も容易となる。 （６）測定用パターンを設ける（図２参照）ことによ
り、更に安定した測定ができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、複雑な繰り返し作業な
どを要することなく所定の膜厚に被研磨膜を仕上げるこ
とができ、研磨作業を効率良く行える薄膜形成用研磨方
法及び薄膜形成用研磨装置を提供することができた。
どを要することなく所定の膜厚に被研磨膜を仕上げるこ
とができ、研磨作業を効率良く行える薄膜形成用研磨方
法及び薄膜形成用研磨装置を提供することができた。
【図１】実施例１の薄膜形成用研磨装置の構成図であ
る。
る。
【図２】実施例１の薄膜形成用研磨装置の改良例を示す
構成図である。
構成図である。
【図３】光利用の膜厚測定の原理を説明する図である。
【図４】従来の薄膜形成用研磨装置を示す。
【図５】従来の薄膜形成用研磨装置を示す。
１ 定盤 ２ 半導体基板 ３ 被研磨膜（薄膜） ４ ワークプレート ５ 研磨パッド ６ 研磨ノズル ７ ガラスファイバー（膜厚測定手段） ８ 膜厚測定制御部（膜厚測定手段） ９ 膜厚測定用パターン
Claims (11)
- 【請求項１】基板上の被研磨膜を研磨して薄膜を形成す
る薄膜形成用研磨方法であって、 研磨中の被研磨膜の膜厚を測定しながら研磨を行うこと
を特徴とする薄膜形成用研磨方法。 - 【請求項２】膜厚の被測定位置が、被研磨面に対向して
これと当接する研磨パッドから被研磨面がはみ出す位置
であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成用研
磨方法。 - 【請求項３】膜厚の測定方法が、被研磨面の膜厚測定位
置に測定用の光を照射しその反射光または透過光を検知
して膜厚を測定する方法であることを特徴とする請求項
１または２に記載の薄膜形成用研磨方法。 - 【請求項４】被研磨膜の上面及び下面からの反射光また
は透過光の互いの干渉に基づいて膜厚を測定することを
特徴とする請求項３に記載の薄膜形成用研磨方法。 - 【請求項５】膜厚測定用の光は、ガラスファイバーによ
り誘導することを特徴とする請求項３または４に記載の
薄膜形成用研磨方法。 - 【請求項６】ガラスファイバーの先端はレンズ状にし
て、光を集中させることを特徴とする請求項５に記載の
薄膜形成用研磨方法。 - 【請求項７】基板上の被研磨膜を研磨して薄膜を形成す
る薄膜形成用研磨装置であって、 基板を支持するワークプレートと、研磨パッドを有する
定盤とを備え、 被研磨面は研磨パッドに対向して当接することにより研
磨パッド上の研磨面で研磨される構成になっているとと
もに、 被研磨面の少なくとも一部は研磨パッドからはみ出して
おり、 該はみ出し位置ににおいて被研磨膜の膜厚を測定する膜
厚測定手段が設置されていることを特徴とする薄膜形成
用研磨装置。 - 【請求項８】膜厚測定手段が、被研磨面の薄膜測定位置
に測定用の光を照射しその反射光または透過光を検知し
て膜厚を測定するものであることを特徴とする請求項７
に記載の薄膜形成用研磨装置。 - 【請求項９】膜厚測定手段が、被研磨膜の上面及び下面
からの反射光または透過光の互いの干渉に基づいて膜厚
を測定するものであることを特徴とする請求項８に記載
の薄膜形成用研磨装置。 - 【請求項１０】膜厚測定用の光は、ガラスファイバーに
より誘導され、ガラスファイバーの先端が前記研磨パッ
ドからはみ出す被研磨面に対向していることを特徴とす
る請求項８または９に記載の薄膜形成用研磨装置。 - 【請求項１１】ガラスファイバーの先端はレンズ状であ
り、光を集中させる構造となっていることを特徴とする
請求項１０に記載の薄膜形成用研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4558694A JPH07251371A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4558694A JPH07251371A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07251371A true JPH07251371A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=12723458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4558694A Pending JPH07251371A (ja) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | 薄膜形成用研磨方法及び薄膜形成用研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07251371A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011600A1 (fr) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Hitachi, Ltd. | Procede de faconnage de tranches de semi-conducteur |
| US6093088A (en) * | 1998-06-30 | 2000-07-25 | Nec Corporation | Surface polishing machine |
| US6593238B1 (en) | 2000-11-27 | 2003-07-15 | Motorola, Inc. | Method for determining an endpoint and semiconductor wafer |
| CN106141900A (zh) * | 2015-04-16 | 2016-11-23 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法 |
-
1994
- 1994-03-16 JP JP4558694A patent/JPH07251371A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998011600A1 (fr) * | 1996-09-13 | 1998-03-19 | Hitachi, Ltd. | Procede de faconnage de tranches de semi-conducteur |
| US6093088A (en) * | 1998-06-30 | 2000-07-25 | Nec Corporation | Surface polishing machine |
| US6593238B1 (en) | 2000-11-27 | 2003-07-15 | Motorola, Inc. | Method for determining an endpoint and semiconductor wafer |
| CN106141900A (zh) * | 2015-04-16 | 2016-11-23 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种高效率研磨抛光GaN晶片的方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040420 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040616 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050118 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050215 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050309 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20050428 |