[发明专利]研磨垫的表面粗糙度测定方法和测定装置，及CMP方法

说明书

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，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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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(SiO2)、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1)、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，本发明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。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明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，本发明的目的在于，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