研磨垫的表面粗糙度测定方法和测定装置，及CMP方法制造方法及图纸

一种研磨垫(2)的表面粗糙度测定方法，其由如下工序构成：使用激光显微镜(30)获得研磨垫表面图像的图像获得工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的区域选择工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。采用本发明专利技术，可测定与研磨性能显示较强的相关性的研磨垫的表面粗糙度指标。

【技术实现步骤摘要】
研磨垫的表面粗糙度测定方法和测定装置，及CMP方法
本专利技术涉及一种对研磨半导体晶片等基板用的研磨垫的表面粗糙度进行测定的研磨垫的表面粗糙度测定方法和测定装置，以及一种CMP方法。
技术介绍
近年来，随着半导体器件的高集成化.高密度化，电路的配线也越来越细微化，多层配线的层数也增加。若欲获得电路的细微化并实现多层配线，则由于沿袭下侧的层表面凹凸而使阶梯差变大，故随着配线层数增加，相对于薄膜形成中的阶梯形状的膜被覆性(阶梯覆盖率)就变差。因此，为了进行多层配线，必须改善这种阶梯覆盖率，且在应有的过程中进行平坦化处理。另外，由于焦点深度随着光刻的细微化而变浅，因此，必须对半导体器件表面进行平坦化处理以使半导体器件的表面凹凸阶梯被抑制在焦点深度以下。 因此，在半导体器件的制造工序中，半导体器件表面的平坦化技术越来越重要。该平坦化技术中最重要的技术是化学机械研磨(CMP (Chemical Mechanical Polishing))。该化学机械研磨是，使用研磨装置将含有二氧化硅(S12)、二氧化铈(CeO2)等磨料颗粒的研磨液供给到研磨垫并使半导体晶片等基板与研磨垫滑动接触而进行研磨。 上述的CMP处理是,使用具有研磨台和基板保持装置的研磨装置，研磨台具有研磨垫，基板保持装置被称为滑架或顶环等，用于保持半导体晶片(基板)，利用基板保持装置对基板进行保持，同时以规定的压力将基板按压到研磨垫上对基板上的绝缘膜和金属膜进行研磨。 当对基板进行研磨时，在研磨垫的表面附着有磨料颗粒或研磨屑，另外，研磨垫的表面形状和状态产生变化而使研磨性能逐渐劣化。因此，随着基板研磨的反复进行，研磨速度下降，并产生不均匀研磨。因此，为了恢复劣化后的研磨垫的表面形状和状态，用修整器对研磨垫进行修整(整形)。 专利文献1:日本专利特开2005-260185号公报 专利文献2:日本专利特开2005-333121号公报 专利文献3:美国专利公开第2005-0239380号公报 如上所述，在CMP处理中虽然对研磨垫进行修整(整形)，但该修整条件主要取决于经验法则，未采用对研磨垫的表面进行定量评价后作成最佳修整条件的修整方法。 另外，研磨垫的表面粗糙度的测定方法，虽然使用激光显微镜来求出算术平均粗糙度(Ra)和均方根粗糙度(Rq)为代表的表面粗糙度指标，但与CMP研磨性能缺乏相关性。 例如，在日本专利特开2005-260185号公报(专利文献I)、特开2005-333121号公布(专利文献2)、美国专利公开第2005-0239380号公报(专利文献3)中，虽然规定了研磨垫的一部分表面粗糙度，但未明示表面粗糙度的测定方法，本【专利技术者】们进行了确认后明白，若不对测定手法花功夫，则不能获得与研磨性能相关性强的表面粗糙度指标。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 本专利技术是鉴于上述问题而做成的，其目的在于，提供一种研磨垫的表面粗糙度测定方法和测定装置，可测定表示与研磨性能之间较强相关性的研磨垫的表面粗糙度指标。 另外，本专利技术的目的在于，提供一种CMP方法，可基于研磨垫的表面粗糙度测定方法中所获得的表面粗糙度指标而进行CMP处理。 用于解决课题的手段 为了实现上述目的，本专利技术的第I方式是一种研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特点是，由如下工序构成:使用激光显微镜获得研磨垫表面图像的图像获得工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的区域选择工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。 采用本专利技术，算出研磨垫的表面粗糙度的区域选择，是从激光显微镜所获得的图像面内选择高度高的区域。作为选择的基准之一，从研磨垫表面的截面形状通过数值运算而自动求出平均高度，将高度比该平均高度高的区域选择为算出区域。由于认为研磨垫表面中最表面的表面粗糙度影响研磨性能，因此，可仅将进一步限定的区域选择为算出对象区域。一旦表面粗糙度算出区域被选择，则仅从这些算出区域求出表面粗糙度。 本专利技术的较佳方式其特点是，在所述区域选择工序中，选择500 μ Hi2以下的面积的区域。 根据本【专利技术者】们的实验可知，选择区域的面积越小，表面粗糙度与研磨性能的相关性就越强(参照图4)，因此，本专利技术以相关系数3 0.8左右作为标准，将选择面积设作成500 μ τα 以下。 本专利技术的较佳方式其特点是，在所述图像获得工序中获得的图像的面积是100000 μ τα 以下。 根据本【专利技术者】们的实验可知，获得图像的面积越小，表面粗糙度与研磨性能的相关性就越强(参照图5)，因此，本专利技术将获得图像面积作成100000 μ m2以下。 本专利技术的较佳方式其特点是，在所述区域选择工序中，从获得的图像内仅选择多个高度比平均高度高的区域。 本专利技术的较佳方式其特点是，在所述算出表面粗糙度的工序中，对在多个部位的算出区域分别得到的表面粗糙度进行平均而求出表面粗糙度。 本专利技术的较佳方式其特点是，算出的所述表面粗糙度是如下中的至少一种:算术平均粗糙度Ra ;均方根粗糙度Rq ;粗糙度曲线的最大谷深Ry ;粗糙度曲线的最大峰高Rp ；以及最大高度粗糙度Rz。 本专利技术的较佳方式其特点是，算出的所述表面粗糙度是如下中的至少一种:算术平均粗糙度Ra ；以及均方根粗糙度Rq。 本专利技术的较佳方式其特点是，在所述区域选择工序中，从属于整体高度的前30%以内的高度的区域中选择。 本专利技术的第2方式是一种CMP方法，其特点是，基于由研磨垫的表面粗糙度测定方法测定的研磨垫的表面粗糙度来预测CMP的研磨性能，所述研磨垫的表面粗糙度测定方法由如下工序构成:使用激光显微镜获得研磨垫表面图像的工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。 由本专利技术的方法得到的研磨垫的表面粗糙度，由于可确认与研磨速度具有相关关系，因此，可从研磨垫的表面粗糙度预估研磨性能。即，可算出研磨垫的表面粗糙度来预测研磨速度。 本专利技术的较佳方式其特点是，基于预测的研磨性能，调整研磨条件、修整条件中的至少一个。 本专利技术的较佳方式其特点是，基于预测的研磨性能，预测研磨垫、修整器中的至少一个的寿命。 本专利技术的较佳方式其特点是，基于预测的研磨性能，调整研磨条件，以调整后的研磨条件对基板进行研磨。 本专利技术的第3方式是一种CMP方法，其特点是，将研磨垫表面的修整条件选择为，使由研磨垫的表面粗糙度测定方法测定的研磨垫的表面粗糙度成为预先设定的表面粗糙度，所述研磨垫的表面粗糙度测定方法包括:使用激光显微镜获得研磨垫表面图像的工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。 本专利技术的较佳方式其特点是，所述修整条件是修整器的类型、修整时的载荷、修整时的转速中的至少一个被选择为条件。 本专利技术的第4方式是一种研磨垫的表面粗糙度测定装置，其特点是，获得研磨垫表面图像，从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域，仅从选择的区域算出表面粗糙度。 专利技术的效果 采用本专利技术，可测定与研磨性能显示较强的相关性的研磨垫的表面粗糙度。另外，可从测定的表面粗糙度预估研磨速度等的研磨性能。 另外，采用本专利技术，可提供一种CMP方法，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，由如下工序构成：使用激光显微镜获得研磨垫表面图像的图像获得工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的区域选择工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。

【技术特征摘要】
2013.08.22 JP 2013-1722181.一种研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，由如下工序构成: 使用激光显微镜获得研磨垫表面图像的图像获得工序；从获得的图像内仅选择高度比平均高度高的区域的区域选择工序；以及仅从选择的区域算出表面粗糙度的工序。2.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，在所述区域选择工序中，选择500 μ HI2以下的面积的区域。3.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，在所述图像获得工序中获得的图像的面积是100000 μ HI2以下。4.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，在所述区域选择工序中，从获得的图像内仅选择多个高度比平均高度高的区域。5.如权利要求4所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，在所述算出表面粗糙度的工序中，对在多个部位的算出区域分别得到的表面粗糙度进行平均而求出表面粗糙度。6.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，算出的所述表面粗糙度是如下中的至少一种:算术平均粗糙度Ra ;均方根粗糙度Rq ;粗糙度曲线的最大谷深Ry ;粗糙度曲线的最大峰高Rp ;以及最大高度粗糙度Rz。7.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，其特征在于，算出的所述表面粗糙度是如下中的至少一种:算术平均粗糙度Ra ;以及均方根粗糙度Rq。8.如权利要求1所述的研磨垫的表面粗糙度测定方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：松尾尚典，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP