TWI677404B - 研磨裝置 - Google Patents

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TWI677404B
TWI677404B TW105117169A TW105117169A TWI677404B TW I677404 B TWI677404 B TW I677404B TW 105117169 A TW105117169 A TW 105117169A TW 105117169 A TW105117169 A TW 105117169A TW I677404 B TWI677404 B TW I677404B
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金馬利文
Toshifumi Kimba
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日商荏原製作所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種不使用光纖之光程切換器，而使用複數個光感測器可測定晶圓膜厚之研磨裝置，該研磨裝置具備：具有配置於研磨台3中之不同位置的複數個前端34a、34b之投光光纖34；按照波長分解來自晶圓W之反射光，測定各波長之反射光強度的分光器26；具有配置於研磨台3中之不同位置的複數個前端50a、50b之受光光纖50；及生成顯示反射光之強度與波長的關係之分光波形的處理部27。處理部27依據分光波形決定膜厚。

Description

研磨裝置
本發明係關於一種研磨表面形成有膜之晶圓的研磨裝置，特別是關於藉由分析來自晶圓之反射光中包含的光學資訊，可檢測晶圓之膜厚的研磨裝置。
半導體元件之製程中包含：研磨二氧化矽(SiO2)等絕緣膜之工序；及研磨銅、鎢等金屬膜之工序等各種工序。背面照射型CMOS感測器及矽貫穿電極(TSV)之製造工序，除了絕緣膜及金屬膜的研磨工序之外，還包含研磨矽層(矽晶圓)之工序。晶圓之研磨於構成其表面之膜(絕緣膜、金屬膜、矽層等)的厚度達到指定之目標值時結束。
晶圓之研磨係使用研磨裝置進行。第十三圖係顯示研磨裝置之一例的示意圖。一般而言，研磨裝置具備：支撐研磨墊201而可旋轉之研磨台202；在研磨台202上之研磨墊201上按壓晶圓W之研磨頭205；在研磨墊201上供給研磨液(漿液)之研磨液供給噴嘴206；及測定晶圓W之膜厚的膜厚測定裝置210。
第十三圖所示之膜厚測定裝置210係光學式膜厚測定裝置。該膜厚測定裝置210具備：發出光之光源212；連接於光源212之投光光纖215；在研磨台202中之不同位置配置有前端的第一光纖216及第二光纖217；將第一光纖216及第二光纖217中之任何一方選擇性地連接於投光光纖 215的第一光程切換器220；測定來自晶圓W之反射光強度的分光器222；連接於分光器222之受光光纖224；在研磨台202中之不同位置配置有前端的第三光纖227及第四光纖228；及將第三光纖227及第四光纖228中任何一方選擇性地連接於受光光纖224的第二光程切換器230。
第一光纖216之前端及第三光纖227之前端構成第一光感測器234，第二光纖217之前端及第四光纖228之前端構成第二光感測器235。此等第一光感測器234及第二光感測器235配置於研磨台202中之不同位置，研磨台202旋轉之同時，第一光感測器234及第二光感測器235交互穿過晶圓W。第一光感測器234及第二光感測器235導光於晶圓W上，並接收來自晶圓W之反射光。反射光通過第三光纖227或第四光纖228傳達至受光光纖224，進一步通過受光光纖224而傳達至分光器222。分光器222按照波長分解反射光，測定反射光之各波長強度。處理部240連接於分光器222，從反射光強度之測定值生成分光波形(光譜)而從分光波形決定晶圓W之膜厚。
第十四圖係顯示第一光程切換器220之示意圖。第一光程切換器220具備使第一光纖216及第二光纖217之端部移動的壓電致動器244。藉由該壓電致動器244使第一光纖216及第二光纖217之端部移動，第一光纖216及第二光纖217中之一方連接於投光光纖215。第二光程切換器230亦具有相同構成，不過無圖示。
第一光程切換器220及第二光程切換器230在第一光感測器234穿過晶圓W中，將第一光纖216及第三光纖227分別連接於投光光纖215及受光光纖224，在第二光感測器235穿過晶圓W中，將第二光纖217及第四光纖228分別連接於投光光纖215及受光光纖224。如此，由於在研磨台202 旋轉一周中，第一光程切換器220及第二光程切換器230工作，因此，分光器222可分別處理第一光感測器234及第二光感測器235所接收之反射光。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開2012-138442號公報
[專利文獻2]日本特表2014-504041號公報
但是，由於第一光程切換器220及第二光程切換器230係機械性切換裝置，因此長期持續使用時會發生性能降低，當第一光程切換器220或第二光程切換器230發生性能降低時，從第一光感測器234及第二光感測器235導入分光器222之反射光強度改變，導致處理部240決定之膜厚變動。
本發明係鑑於上述情形者，目的為提供一種不使用光纖之光程切換器，而使用複數個光感測器可以測定晶圓之膜厚的研磨裝置。
為了達成上述目的，本發明一種態樣之研磨裝置的特徵為具備：研磨台，其係支撐研磨墊；研磨頭，其係將晶圓按壓於前述研磨墊；光源，其係發出光；投光光纖，其係具有配置於前述研磨台中之不同位置的複數個前端；分光器，其係按照波長分解來自晶圓之反射光，並測定各波長之反射光強度；受光光纖，其係具有配置於前述研磨台中之前述不同位置的複數個前端；及處理部，其係生成顯示前述反射光之強度與波長的關係之分光波形；前述投光光纖連接於前述光源，將從前述光源發出之光 引導於晶圓表面，前述受光光纖連接於前述分光器，將來自晶圓之反射光引導至前述分光器，前述處理部依據前述分光波形決定膜厚。
本發明適合態樣之特徵為：前述投光光纖具有：投光主幹光纖，其係連接於前述光源；及第一投光分歧光纖及第二投光分歧光纖，其係從前述投光主幹光纖分歧；前述受光光纖具有：受光主幹光纖，其係連接於前述分光器；及第一受光分歧光纖及第二受光分歧光纖，其係從前述受光主幹光纖分歧。
本發明適合態樣之特徵為：前述投光光纖之前端及前述受光光纖之前端導光於晶圓上，構成接收來自晶圓之反射光的第一光感測器及第二光感測器，前述第二光感測器對前述研磨台之中心配置於前述第一光感測器之相反側。
本發明適合態樣之特徵為：進一步具備校正用光源，其係發出具有特定波長之光，前述校正用光源以校正用光纖而連接於前述分光器。
本發明適合態樣之特徵為：前述光源由第一光源及第二光源構成。
本發明適合態樣之特徵為：前述第一光源及前述第二光源發出相同波長範圍之光。
本發明適合態樣之特徵為：前述第一光源及前述第二光源發出不同波長範圍之光。
本發明適合態樣之特徵為：前述分光器由第一分光器及第二分光器構成。
本發明適合態樣之特徵為：前述第一分光器及前述第二分光器係以在不同波長範圍測定反射光之強度的方式構成。
本發明適合態樣之特徵為：前述處理部對前述分光波形進行傅里葉變換處理，生成顯示膜厚與頻率成分強度之關係的頻率光譜，決定比臨限值大之頻率成分強度的峰值，並決定對應於該峰值之膜厚。
來自晶圓之反射光僅在投光光纖及受光光纖之前端存在於晶圓下方時才引導於分光器。換言之，投光光纖及受光光纖之前端不在晶圓下方時，引導於分光器之光強度極低。亦即，來自晶圓之反射光以外的光不使用於決定膜厚。因此，不設光程切換器而可決定膜厚。
1‧‧‧研磨墊
1a‧‧‧研磨面
1b、1c‧‧‧通孔
3‧‧‧研磨台
3a‧‧‧台軸
5‧‧‧研磨頭
10‧‧‧研磨液供給噴嘴
12‧‧‧研磨控制部
16‧‧‧研磨頭軸桿
19‧‧‧台馬達
25‧‧‧光學式膜厚測定器(膜厚 測定裝置)
26‧‧‧分光器
26A‧‧‧第一分光器
26B‧‧‧第二分光器
27‧‧‧處理部
30‧‧‧光源
30A‧‧‧第一光源
30B‧‧‧第二光源
31‧‧‧捆束具
32‧‧‧股線光纖
34‧‧‧投光光纖
34a、34b‧‧‧前端
35‧‧‧投光主幹光纖
35a、35b‧‧‧輸入端子線
36‧‧‧第一投光分歧光纖
37‧‧‧第二投光分歧光纖
50‧‧‧受光光纖
50a、50b‧‧‧前端
51‧‧‧捆束具
52‧‧‧股線光纖
55‧‧‧受光主幹光纖
55a‧‧‧輸出端子線
55b‧‧‧輸出端子線
56‧‧‧第一受光分歧光纖
57‧‧‧第二受光分歧光纖
60‧‧‧校正用光源
61‧‧‧第一光感測器
62‧‧‧第二光感測器
63‧‧‧校正用光纖
201‧‧‧研磨墊
202‧‧‧研磨台
205‧‧‧研磨頭
206‧‧‧研磨液供給噴嘴
210‧‧‧膜厚測定裝置
212‧‧‧光源
215‧‧‧投光光纖
216‧‧‧第一光纖
217‧‧‧第二光纖
220‧‧‧第一光程切換器
222‧‧‧分光器
224‧‧‧受光光纖
227‧‧‧第三光纖
228‧‧‧第四光纖
230‧‧‧第二光程切換器
234‧‧‧第一光感測器
235‧‧‧第二光感測器
240‧‧‧處理部
244‧‧‧壓電致動器
t1‧‧‧膜厚
W‧‧‧晶圓
第一圖係顯示本發明一種實施形態之研磨裝置的圖。
第二圖係顯示研磨墊及研磨台之俯視圖。
第三圖係顯示連接於光源之投光光纖的放大圖。
第四圖係顯示連接於分光器之受光光纖的放大圖。
第五圖係用於說明光學式膜厚測定器之原理的示意圖。
第六圖係顯示分光波形之一例的圖形。
第七圖係顯示對第六圖所示之分光波形進行傅里葉變換處理而獲得的頻率光譜圖形。
第八圖係顯示投光光纖之前端及受光光纖之前端不在晶圓下方時生成的頻率光譜圖形。
第九圖係顯示具備第一光源與第二光源之實施形態的示意圖。
第十圖係顯示除了光源之外，進一步具備發出具有特定波長之光的校正用光源之實施形態的示意圖。
第十一圖係顯示具備第一分光器與第二分光器之實施形態的示意圖。
第十二圖係顯示設有：第一光源及第二光源、第一分光器及第二分光器之實施形態的示意圖。
第十三圖係顯示研磨裝置之一例的示意圖。
第十四圖係顯示第十三圖所示之第一光程切換器的示意圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。第一圖係顯示本發明一種實施形態之研磨裝置的圖。如第一圖所示，研磨裝置具備：支撐研磨墊1之研磨台3；保持晶圓W並將晶圓W按壓於研磨台3上的研磨墊1之研磨頭5；用於在研磨墊1上供給研磨液(例如漿液)之研磨液供給噴嘴10；及控制晶圓W之研磨的研磨控制部12。
研磨台3經由台軸3a而連接於配置在其下方的台馬達19，研磨台3藉由該台馬達19可在箭頭指示之方向旋轉。在該研磨台3之上面貼合有研磨墊1，研磨墊1之上面構成研磨晶圓W之研磨面1a。研磨頭5連結於研磨頭軸桿16之下端。研磨頭5係以可藉由真空吸引而在其下面保持晶圓W的方式構成。研磨頭軸桿16藉由無圖示之上下運動機構而可上下運動。
晶圓W之研磨進行如下。使研磨頭5及研磨台3分別在箭頭指示之方向旋轉，從研磨液供給噴嘴10供給研磨液(漿液)至研磨墊1上。在該狀態下，研磨頭5將晶圓W按壓於研磨墊1之研磨面1a。晶圓W表面藉由研磨液中包含之研磨粒的機械性作用與研磨液的化學性作用而研磨。
研磨裝置具備測定晶圓W膜厚之光學式膜厚測定器(膜厚測定裝置)25。該光學式膜厚測定器25具備：發出光之光源30；具有配置於 研磨台3中之不同位置的複數個前端34a、34b之投光光纖34；按照波長分解來自晶圓W之反射光，並測定各波長之反射光強度的分光器26；具有配置於研磨台3中之前述不同位置的複數個前端50a、50b之受光光纖50；及生成顯示反射光強度與波長之關係的分光波形之處理部27。處理部27連接於研磨控制部12。
投光光纖34連接於光源30，並以使從光源30發出之光引導於晶圓W表面的方式配置。受光光纖50連接於分光器26，並以將來自晶圓W之反射光引導至分光器26的方式配置。投光光纖34之一方前端34a與受光光纖50的一方前端50a彼此鄰接，此等前端34a、50a構成第一光感測器61。投光光纖34之另一方前端34b與受光光纖50的另一方前端50b彼此鄰接，此等前端34b、50b構成第二光感測器62。研磨墊1具有位於第一光感測器61及第二光感測器62上方之通孔1b、1c，第一光感測器61及第二光感測器62可通過此等通孔1b、1c而導光於研磨墊1上的晶圓W，並接收來自晶圓W之反射光。
第二圖係顯示研磨墊1及研磨台3之俯視圖。第一光感測器61及第二光感測器62位於從研磨台3中心起不同之距離，且在研磨台3之周方向彼此分離配置。第二圖所示之實施形態係第二光感測器62對研磨台3之中心配置於第一光感測器61的相反側。第一光感測器61及第二光感測器62在研磨台3每旋轉一周描繪不同軌跡而交互穿過晶圓W。具體而言，第一光感測器61穿過晶圓W之中心，第二光感測器62僅穿過晶圓W之邊緣部。第一光感測器61及第二光感測器62交互導光於晶圓W，並接收來自晶圓W之反射光。
第三圖係顯示連接於光源30之投光光纖34的放大圖。投光光纖34由捆束具31所捆束之多條股線光纖32而構成。投光光纖34具有：連接於光源30之投光主幹光纖35；以及從投光主幹光纖35分歧之第一投光分歧光纖36及第二投光分歧光纖37。
第四圖係顯示連接於分光器26之受光光纖50的放大圖。受光光纖50亦同樣地由捆束具51所捆束之多條股線光纖52而構成。受光光纖50具有：連接於分光器26之受光主幹光纖55；以及從受光主幹光纖55分歧之第一受光分歧光纖56及第二受光分歧光纖57。
投光光纖34之前端34a、34b由第一投光分歧光纖36及第二投光分歧光纖37之前端構成，此等前端34a、34b如上述位於研磨台3中。受光光纖50之前端50a、50b由第一受光分歧光纖56及第二受光分歧光纖57之前端構成，此等前端50a、50b亦位於研磨台3中。
第三圖及第四圖所示之實施形態係1條主幹光纖分歧成2條分歧光纖，不過，亦可藉由新增股線光纖，而分歧成3條以上之分歧光纖。再者，可藉由新增股線光纖而輕易地增大光纖直徑。此種由多條股線光纖構成之光纖具備容易彎曲，且不易折斷之優點。
晶圓W研磨中，從投光光纖34照射光至晶圓W，並藉由受光光纖50接收來自晶圓W之反射光。分光器26按照波長分解反射光，在整個指定之波長範圍測定各波長的反射光強度，並將獲得之光強度資料傳送至處理部27。該光強度資料係反映晶圓W之膜厚的光學信號，並由反射光之強度及對應的波長構成。處理部27從光強度資料生成表示各波長之光強度的分光波形。
第五圖係用於說明光學式膜厚測定器25之原理的示意圖。第五圖所示之例係晶圓W具有：下層膜；以及形成於其上之上層膜。上層膜例如係矽層或絕緣膜等容許光透過之膜。照射於晶圓W之光以媒介(第五圖之例係水)與上層膜之界面、及上層膜與下層膜之界面反射，被此等界面反射之光波彼此干擾。該光波干擾之方法依上層膜之厚度(亦即光程長)而變化。因而，從來自晶圓W之反射光生成的分光波形隨上層膜之厚度而變化。
分光器26按照波長分解反射光，各波長測定反射光強度。處理部27從分光器26獲得之反射光強度資料(光學信號)生成分光波形。該分光波形作為顯示光波長與強度之關係的線圖形來表示。光強度亦可作為後述之相對反射率等的相對值來表示。
第六圖係顯示分光波形之一例的圖形。第六圖中，縱軸表示顯示來自晶圓W之反射光強度的相對反射率，橫軸表示反射光之波長。所謂相對反射率係顯示反射光強度之指標值，且係光強度與指定的基準強度之比。各波長中藉由光強度(實測強度)除以指定的基準強度，可從實測強度除去裝置之光學系統或光源固有強度的偏差等不需要之雜訊。
基準強度係各波長預先取得之強度，且各波長算出相對反射率。具體而言，藉由將各波長之光強度(實測強度)除以對應的基準強度而求出相對反射率。基準強度例如藉由直接測定從膜厚感測器發出之光強度，或是從膜厚感測器照射光至鏡上，藉由測定來自鏡之反射光強度而獲得。或是，基準強度亦可作為在水存在下水研磨尚未形成膜之矽晶圓(裸晶圓)時獲得的光強度。實際研磨係從實測強度減去暗位準(在遮蔽光條 件下獲得之背景強度)求出修正實測強度，再從基準強度減去上述暗位準求出修正基準強度，而後，藉由將修正實測強度除以修正基準強度而求出相對反射率。具體而言，可使用以下公式求出相對反射率R(λ)。
Figure TWI677404B_D0001
其中，λ係波長，E(λ)係從晶圓反射之波長λ的光強度，B(λ)係波長λ之基準強度，D(λ)係在遮斷光條件下所取得之波長λ的背景強度(暗位準)。
處理部27對分光波形進行傅里葉變換處理(例如，高速傅里葉變換處理)而生成頻率光譜，並從頻率光譜決定晶圓W之膜厚。第七圖係顯示對第六圖所示之分光波形進行傅里葉變換處理而獲得的頻率光譜圖形。第七圖中，縱軸表示分光波形中包含之頻率成分的強度，橫軸表示膜厚。頻率成分之強度相當於作為正弦波而表示的頻率成分之振幅。分光波形中包含之頻率成分使用指定之關係公式變換成膜厚，生成顯示如第七圖所示之膜厚與頻率成分強度的關係之頻率光譜。上述指定之關係公式係將頻率成分作為變數來表示膜厚的一次函數，且可從膜厚之實測結果或光學性膜厚測定模擬等求出。
第七圖所示之圖形中，頻率成分強度之峰值在膜厚t1出現。換言之，膜厚t1時頻率成分之強度最大。亦即，該頻率光譜顯示膜厚係t1。如此，處理部27決定對應於頻率成分強度之峰值的膜厚。
處理部27將膜厚t1作為膜厚測定值而輸出至研磨控制部12。研磨控制部12依據從處理部27送來之膜厚t1控制研磨動作(例如，研磨 結束動作)。例如，研磨控制部12於膜厚t1達到預設之目標值時結束晶圓W的研磨。
本實施形態之膜厚測定裝置25與第十三圖所示之膜厚測定裝置210不同，不具用於將數條分歧光纖選擇性連接於主幹光纖的光程切換器。亦即，投光主幹光纖35始終連接於第一投光分歧光纖36及第二投光分歧光纖37。同樣地，受光主幹光纖55始終連接於第一受光分歧光纖56及第二受光分歧光纖57。
第二光感測器62對研磨台3之中心配置於第一光感測器61的相反側。因此，晶圓W研磨中，於研磨台3每旋轉一周，第一光感測器61及第二光感測器62交互穿過晶圓W。分光器26通過受光光纖50之第一受光分歧光纖56及第二受光分歧光纖57隨時接收光。但是，投光光纖34及受光光纖50之前端34a、34b、50a、50b不在晶圓W下方時，分光器26接收之光強度極低。因此，處理部27為了區別來自晶圓W之反射光與其他光，而如第七圖所示，在處理部27中預先記憶頻率成分強度之臨限值。
投光光纖34及受光光纖50之前端34a、34b、50a、50b不在晶圓W下方時，入射於分光器26之光強度低。此時，頻率光譜中包含之整個頻率成分的強度降低。第八圖係顯示投光光纖34之前端及受光光纖50的前端不在晶圓W下方時所生成之頻率光譜圖形。如第八圖所示，整個頻率成分之強度的臨限值亦低。因此，該頻率光譜不使用於決定膜厚。
反之，如第七圖所示，從來自晶圓W之反射光所生成的頻率光譜包含比臨限值大之頻率成分的強度，且頻率成分強度之峰值比臨限值大。因此，該頻率光譜使用於決定膜厚。
如此，處理部27藉由將頻率光譜中包含之頻率成分強度與臨限值比較，即可區別來自晶圓W之反射光與其他光。再者，由於第一光感測器61及第二光感測器62交互穿過晶圓W，因此，第一光感測器61及第二光感測器62接收的反射光不重疊。因此，不需要設置光程切換器。上述實施形態之膜厚測定除了在晶圓W研磨中之外，亦可在晶圓W研磨前及/或研磨後進行。
第九圖係顯示具備第一光源30A與第二光源30B之實施形態的示意圖。如第九圖所示，本實施形態之光源30由第一光源30A與第二光源30B構成。投光光纖34連接於第一光源30A與第二光源30B兩者。亦即，投光主幹光纖35具有2個輸入端子線35a、35b，此等輸入端子線35a、35b分別連接於第一光源30A與第二光源30B。
第一光源30A與第二光源30B亦可為具有不同構成之光源。例如，第一光源30A由鹵素燈構成，第二光源30B由發光二極體構成。鹵素燈發出之光的波長範圍廣(例如，300nm~1300nm)，且壽命短(約2000小時)，而發光二極體發出之光的波長範圍窄(例如900nm~1000nm)，且壽命長(約10000小時)。本實施形態可依據晶圓W之膜種類適當選擇第一光源30A或第二光源30B的其中一個。亦可使用氙燈、重氫燈、雷射等其他類型的光源。
第一光源30A與第二光源30B亦可係具有發出相同波長範圍之光的相同構成之光源。例如，第一光源30A及第二光源30B兩者亦可使用鹵素燈。鹵素燈之壽命比較短，約為2000小時。本實施形態於第一光源30A之光量降低時，藉由切換成第二光源30B，可延長膜厚測定裝置25之使用壽 命。再者，當第二光源30B之光量亦降低時，將第一光源30A及第二光源30B兩者更換成新品。本實施形態由於可藉由一次更換作業實現兩倍壽命，因此可縮短使研磨裝置運轉停止之時間。
第十圖係顯示除光源30之外，進一步具備發出具有特定波長之光的校正用光源60之實施形態示意圖。校正用光源60以校正用光纖63連接於分光器26。校正用光纖63亦可由受光光纖50之一部分構成。亦即，校正用光纖63亦可由從受光主幹光纖55分歧之第三受光分歧光纖而構成。
校正用光源60可使用強烈發出特定波長光之放電系統的光源，例如可使用氙燈。從校正用光源60發出之光藉由分光器26分解，並藉由處理部27生成分光波形。由於校正用光源60之光具有特定波長，因此生成分光波形作為亮線光譜。校正用光源60之光的波長為已知。因此，係以亮線光譜中包含之亮線波長與校正用光源60之光的波長一致之方式來校正分光器26。
為了使膜厚測定裝置正確測定膜厚，須定期或不定期調整分光器。過去之校正方法係在研磨墊上設置校正用光源，對第一光感測器或第二光感測器2照射光，以分光器測定光之強度者。但是，此種過去之校正方法不僅需要使研磨裝置停止運轉，還可能污染研磨墊之研磨面。由於本實施形態係將校正用光源60設置於研磨台3，並連接於分光器26，因此不停止研磨裝置運轉即可實施分光器26之校正。例如，亦可在晶圓W研磨工序中進行分光器26之校正。
第十一圖係顯示具備第一分光器26A與第二分光器26B之實施形態的示意圖。如第十一圖所示，本實施形態之分光器26由第一分光器 26A與第二分光器26B構成。受光光纖50連接於第一分光器26A與第二分光器26B兩者。亦即受光主幹光纖55具有2個輸出端子線55a、55b，此等輸出端子線55a、55b分別連接於第一分光器26A與第二分光器26B。第一分光器26A及第二分光器26B兩者連接於處理部27。
第一分光器26A及第二分光器26B以在不同波長範圍測定反射光之強度的方式構成。例如，第一分光器26A可測定之波長範圍係400nm~800nm，第二分光器26B可測定之波長範圍係800nm~1100nm。光源30係使用鹵素燈(發光波長範圍300nm~1300nm)。處理部27從第一分光器26A及第二分光器26B送來之光強度資料(包含反射光之強度與對應的波長之光學信號)生成分光波形，進一步對分光波形進行傅里葉變換而生成頻率光譜。具備2個分光器26A、26B之光學式膜厚測定器25比可在400nm~1100nm之波長範圍測定之1個分光器可提高解析度。
第一分光器26A及第二分光器26B亦可具有不同構成。例如，亦可第二分光器26B由光二極體構成。此時，處理部27從第一分光器26A送來之光強度資料(包含反射光之強度與對應的波長之光學信號)生成分光波形，進一步對分光波形例如進行傅里葉變換而生成頻率光譜。
由光二極體構成之第二分光器26B使用於檢測水之存在。光源30係使用鹵素燈(發光波長範圍300nm~1300nm)。一般而言，光二極體可測定在900nm~1600nm之波長範圍的光強度。晶圓W與光纖34、50的前端之間有水存在時，1000nm附近波長之反射光的強度降低。處理部27可依據在1000nm附近波長之反射光強度降低來檢測有水存在。
上述之實施形態可適當組合。例如第十二圖所示，亦可設置 第一光源30A及第二光源30B、與第一分光器26A及第二分光器26B。更具體而言，亦可使用鹵素燈作為第一光源30A，使用發光二極體作為第二光源30B，使用光二極體作為第二分光器26B。
上述實施形態係以具有本發明所屬之技術領域的一般知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉本技術之業者當然可形成上述實施形態的各種變形例，本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明不限定於所記載之實施形態，而係按照藉由申請專利範圍所定義之技術性思想作最廣範圍解釋者。

Claims (7)

  1. 一種研磨裝置，係測定晶圓之膜厚同時研磨晶圓的研磨裝置，其特徵在於：其具備：研磨台，其係支撐研磨墊；研磨頭，其係將晶圓按壓於前述研磨墊；光源，其係發出光；投光光纖，其係具有配置於前述研磨台中之不同位置的複數個前端，該投光光纖具有：投光主幹光纖，其係連接於前述光源；及第一投光分歧光纖及第二投光分歧光纖，其係從前述投光主幹光纖分歧；第一分光器及第二分光器，其係按照波長分解來自晶圓之反射光，並測定各波長之反射光強度；受光光纖，其係具有配置於前述研磨台中之前述不同位置的複數個前端，該受光光纖具有：受光主幹光纖，其係連接於前述第一分光器及前述第二分光器；及第一受光分歧光纖及第二受光分歧光纖，其係從前述受光主幹光纖分歧；以及處理部，其係生成顯示前述反射光之強度與波長的關係之分光波形；前述投光光纖連接於前述光源，將從前述光源發出之光引導於晶圓表面，前述受光光纖連接於前述第一分光器及前述第二分光器，將來自晶圓之反射光引導至前述第一分光器及前述第二分光器，前述投光光纖之前述複數個前端及前述受光光纖之前述複數個前端導光於晶圓上，構成接收來自晶圓之反射光的第一光感測器及第二光感測器，第一光感測器及第二光感測器各自連接於前述第一分光器及前述第二分光器兩者，前述第一分光器及前述第二分光器係以在不同波長範圍測定反射光之強度的方式構成，前述處理部依據前述分光波形決定膜厚。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述第二光感測器對前述研磨台之中心配置於前述第一光感測器之相反側。
  3. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中進一步具備校正用光源，其係發出具有特定波長之光，前述校正用光源以校正用光纖而連接於前述第一分光器及前述第二分光器至少其中之一方。
  4. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述光源由第一光源及第二光源構成。
  5. 如申請專利範圍第4項之研磨裝置，其中前述第一光源及前述第二光源發出相同波長範圍之光。
  6. 如申請專利範圍第4項之研磨裝置，其中前述第一光源及前述第二光源發出不同波長範圍之光。
  7. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述處理部對前述分光波形進行傅里葉變換處理，生成顯示膜厚與頻率成分強度之關係的頻率光譜，決定比臨限值大之頻率成分強度的峰值，並決定對應於該峰值之膜厚。
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