TW520433B - Monitoring device, method of monitoring, polishing device, and method of manufacturing semiconductor wafer - Google Patents

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TW090101375A
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Yasushi Ohuchi
Yoshikazu Sugiyama
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Nikon Corp
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Description

520433 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔技術領域〕 本發明係關於基板，特別是在半導體製程，在半導體 兀件所形成的半導體晶圓之硏磨中，監視硏磨狀態用之監 視裝置、監視方法、具有該監視裝置之硏磨裝置、以及半 導體晶圓之製造方法。 〔習知技術〕 隨著半導體積體電路高積體化的發展，製造該積體電 路的半導體製程技術愈來愈微細化，正從次半微米（<0·5 Vm)衝進1/4微米（0·25//ιη)的時代。因此，光微影成 像的曝光製程之曝光裝置的數値孔徑愈來愈大（高ΝΑ比 )，隨之而來，曝光裝置的聚焦深度愈來愈淺。又，更趨 於電子元件結構之3次元化及電極配線之多層構造化及複 雜化。 近年’對應該趨勢的重要技術中，用於半導體製程的 層間絕緣膜之全面平坦化技術“ CMP法“（Chemical Mechanical Polishing、Chemical Mechanical Planarization) 正受到注目。採用CMP法的基板硏磨裝置如第h圖（圖 內編號爲1)所示，將安裝於基板保持部102上的基板107 (半導體晶圓）邊壓在固定於硏磨台104的拋光墊103上 ，邊使彼此間作相對運動，藉由硏磨劑供給機構106供給 的硏磨劑（硏漿）105之化學及機械硏磨作用，將基板表 面全面硏磨。 該基板硏磨裝置要求最重要的性能之一是硏磨的剩餘 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規^7^10X 297公釐） '：~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •A#—.
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 Α7 Β7 五、發明説明（/) 膜厚的測定及製程終了點的檢知。該測定精度的高低對該 裝置所製造的半導體元件甚至積體電路的品質有很大的影 響。 但，目前習知基板硏磨裝置都是從既有裝置改良而來 ，且尙未滿足所要求高度化的加工精度。特別是就各生產 批量間之剩餘膜厚的穩定性而言，藉由設定加工時間的管 理方法上，影響單位時間內的硏磨量（硏磨率）的原因， 例如拋光墊堵塞、硏磨加工壓力、硏磨劑的供給量，及基 板周圍的溫度環境等種種變化的要因尙不能對應。 又’以專用的測定裝置（橢圓計等）測定加工後的剩 餘膜厚’再將該膜厚回饋至基板硏磨裝置來控制剩餘膜厚 的方法也有’但，該方法爲了測定，除了要暫時停止硏磨 作業之缺點外’即使每次測定能取得硏磨完畢的基板剩餘 膜厚正確値，但因爲是間歇性測定，故某條件的前述變動 要因下之製程終了點無法正確檢知。因此無法達成取得剩 餘月吴厚目標値之目的，結果不能忽視各生產批量間剩餘膜 厚的穩定性。 所以’以前靠時間管理來檢出硏磨終了點的方法之外 ，也有硏磨加工中同時檢出硏磨終了點的方法，其中有人 提出利用硏磨台驅動馬達的轉矩變化量來檢測的方法。這 是利用在硏磨終了點，基板的被硏磨面材質改變時硏顏 力也變化的fe測方法。該方法上，硏磨阻力的變化藉由監 視馬達轉矩取得，從馬達轉矩的變化檢測出硏磨終了θ點。 但，利用馬達轉矩變化的檢出法在硏磨終了點時材質 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5
520433 A7 B7 五、發明説明（3 ) 發生變化的情況有效（例如，硏磨氧化膜過程中，硏磨至 母材矽露出時等情況），但欲將同一材質的膜表面高精度 (士lOOnm以下程度）平坦化時，該檢出法無法達到該精度 ，又因在硏磨終了點馬達轉矩變化不明顯，結果實際上該 方法在硏磨終了點不能適用。 因此’最近不是以轉矩變化檢出硏磨終了點，而是以 光學式檢出硏磨終了點的方法正在積極開發當中。 一種以光學式檢出硏磨終了點技術的有力的例子如圖 12所示。圖12中，硏磨裝置1將安裝於基板保持部1〇2 之基板（半導體晶圓）107 —邊壓在固定於硏磨台1〇4的 拋光墊103上，一邊靠基板的旋轉運動1〇〇及拋光墊的旋 轉運動101給予相對運動，藉由硏磨劑供給機構1〇6注入 硏磨劑（硏漿）105的化學及機械硏磨作用將基板表面全 面硏磨。 本技術以如下的方法檢知製程終了點：透過開於拋光 墊103及硏磨台104的透明窗11〇，將自監視裝置1〇9射 出的檢測光向半導體晶圓107照射，然後具監視裝置之光 檢出裝置接收自半導體晶圓107回來的反射光。 但’就該終點檢出方法而言，以前僅限於原理說明， 具體的光學系統等構成要素的配置並未明確地表示。例如 ，類似圖12所示技術的技術記載於日本的特開平9一 36072號公報。但該公報並未記載光學式感測器的構成。 又，如圖12所知，監視裝置1〇9必須固定於可旋轉 的硏磨台104上。監視裝置因具有光源或光檢測器，故監 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公I ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 A7 B7 五、發明說明（t) 視裝置旋轉時，必須在硏磨台104的下方空出相當大的空 間容納該裝置。适成爲CMP硏磨裝置設計上一大限制條件 〇 對於昂貴的無塵室內使用的CMP硏磨裝置，一般特 別強調裝置的小型化及輕量化。但，增加容納空間，不僅 減少設計的自由度並且成爲CMP硏磨裝置小型化及輕量化 的障礙。 〔解決課題之方法〕 本發明的目的是提供監視裝置及監視方法解決前述問 題，且對實際上任何材料的基板亦能以光學的方法進行高 精度剩餘膜厚的測定及製程終了點的檢知。 本發明的另一目的是提供具有該監視裝置的小型'輕 量且能高精度硏磨之硏磨裝置。 本發明更進一步的目的是提供採該硏磨裝置用以高精 度硏磨製造半導體晶圓的方法。 爲達成上述目的之第1發明爲一種監視裝置，係具備 硏磨體部及用以保持基板之基板保持部，該硏磨體部具有 可旋轉之硏磨體，該硏磨體具有加工面；在可旋轉的該加 工面及該基板的被硏磨面之間介入硏磨劑，藉由使二者之 間作相對運動而硏磨該被硏磨面之際，以向該被硏磨面照 射檢測光而得的反射信號光來監視硏磨狀態，其特徵在於 具有： 不旋轉的光源，用以發射前述檢測光； 7 @張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱) """""""' " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) iJfm 訂i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 A7 _ B7____ 五、發明説明（< ) 不旋轉的光檢測器，用以接收前述反射信號光；及 回歸光學部，當使前述檢測光入射於前述硏磨體部旋 轉軸上的既定位置時，自該既定位置出射前述反射信號光 ，其組裝於前述硏磨體部且能和前述硏磨體一起旋轉。 此處，所謂硏磨體部係指不僅具有硏磨體或硏磨台或 軸，還具有旋轉機構等之全套機構的意思。 爲達成前述目的之第2發明爲前述第1發明’其特徵 在於：前述回歸光學部具有光結合透鏡及折射率n〇的第2 光纖，而前述監視裝置具有不旋轉的第1光纖。 爲達成前述目的之第3發明爲前述第1發明，其特徵 在於：前述監視裝置具有不旋轉之第1反射鏡；前述回歸 光學部具有第2反射鏡及第3反射鏡。 爲達成前述目的之第4發明爲前述第1發明至第3發 明，其特徵在於：前述回歸光學部具有折射率⑴的透明窗 ，該透明窗使前述檢測光通往前述被硏磨面，同時使前述 反射信號光反向通過。 爲達成前述目的之第5發明爲前述第4發明，其特徵 在於：將前述第2光纖的端部和前述透明窗，藉由其折射 率和η〇的差爲士 17%以下且和η!的差爲±17%以下之接著 劑接合。 爲達成前述目的之第6發明爲前述第4發明，其特徵 在於：將前述第2光纖的端部和前述透明窗，藉由其折射 率和nQ的差爲±17%以下之接著劑接合，並於前述透明窗 的至少接合部分，爲減低前述接著劑和前述透明窗的界面 8 度適用中國國^^準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 玉、發明説明（V) 反射而形成反射防止膜。 爲達成前述目的之第7發明爲前述第4發明，其特徵 在於：前述回歸光學部，在前述透明窗和前述第2光纖的 端面之間具備凸倍率的光學系統，以將自前述第2光纖的 前述端面出射的檢測光照射於前述被硏磨面，並將反射信 號光會聚至前述第2光纖的前述端面。 爲達成前述目的之第8發明爲前述第4發明，其特徵 在於：前述回歸光學部，在前述透明窗及前述第3反射鏡 之間具備凸倍率的光學系統，以將自前述第3反射鏡出射 的檢測光照射於前述被硏磨面，並將反射信號光傳向（ relay)前述第3反射鏡。 爲達成前述目的之第9發明爲前述第7發明，其特徵 在於：前述光學系統中，將最靠前述第2光纖的前述端面 側的折射率η2的透鏡和前述第2光纖的前述端面，藉由其 折射率和η〇的差爲±17%以下且和η2的差爲±17%以下之 接著劑接合。 爲達成前述目的之第10發明爲前述第7發明，其特徵 在於：前述光學系統中，將最靠前述第2光纖的前述端面 側的折射率η2的透鏡和前述第2光纖的前述端面，藉由其 折射率和nG的差爲±17%以下之接著劑接合，並於前述折 射率h的透鏡的至少接合部分，爲減低前述接著劑和前述 折射率n2的透鏡的界面反射而形成反射防止膜。 爲達成前述目的之第11發明爲前述第7發明至前述第 10發明’其特徵在於：前述光學系統在相對前述被硏磨面 9 ^^張尺度適用_中國國家標準（〇奶）八4規格（210'乂 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（q ) 的光學共軛位置具有光圈。 爲達成前述目的之第12發明爲前述第2發明、前述第 4發明至前述第7發明、前述第9發明至前述第11發明， 其特徵在於：令前述第1或第2光纖之至少一個端面的法 線方向相對於前述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 爲達成前述目的之第13發明爲前述第2發明、前述第 4發明至前述第7發明、前述第9發明至前述第12發明， 其特徵在於：前述第1或第2光纖之至少一方是具有由液 體構成芯部的光纖。 爲達成前述目的之第Η發明爲一種監視方法，其係在 可旋轉的加工面和基板的被硏磨面之間介入硏磨劑，藉由 使二者間作相對運動而硏磨前述被硏磨面之際，以向前述 被硏磨面照射檢測光而得的反射信號光來監視硏磨狀態， 其特徵在於具有： 自不旋轉光源發射檢測光的階段； 將前述檢測光入射和前述加工面一起旋轉的回歸光學 部的階段；及 藉由不旋轉的光檢測器接收自前述回歸光學部射出白勺 反射信號光的階段。 爲達成前述目的之第15發明爲具有第1發明至前述第 13發明之監視裝置的硏磨裝置。 爲達成前述目的之第16發明爲半導體晶圓之製造方法 ，其特徵在於具有用第I5發明之硏磨裝置硏磨基板表面之 階段，而該基板是形成有半導體元件的半導體晶圓。 10 1紙張尺度適用中國國家標率（（：奶）八4規格（21〇><297公釐） ^-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
520433 A7 B7 五、發明説明（g ) 本發明的監視裝置中，僅有小型（Compact)的回歸 光學部（即對物部），設於硏磨裝置可旋轉的硏磨體側， 而比較佔空間的光源或光檢測器或分束器或分光器（分光 法的場合）（即測量部），因設於不旋轉的位置，故具有 該監視裝置的硏磨裝置之設計自由度增加，且能謀求小型 輕量化，又能高精度監視硏磨狀態。 又，藉由本發明之監視方法，不僅高精度監視硏磨狀 態，且能謀求硏磨裝置之設計自由度提高及小型（ Compact)化。又，本發明之硏磨裝置不僅小型（Compact )且能高精度監視硏磨狀態。 又，藉由本發明之硏磨方法，因將硏磨狀態高精度監 視，故有可能大幅提高被硏磨的半導體元件等基板的品質 及良率。 〔圖式之簡單說明〕 〔圖1〕本發明之第1實施例之監視裝置及硏磨裝置 的槪要圖。 〔圖2〕本發明之第2實施例之監視裝置及硏磨裝置 的槪要圖。 〔圖3〕本發明之第3、第4實施例之監視裝置及硏磨 裝置的槪要圖。 句 〔圖4〕本發明之第5實施例之監視裝置及硏磨裝置 的槪要圖。 ^ 〔圖5〕本發明之第5實施例之具有於監視裝置的凸 11 本紙張尺度適用中國( CNS ) A4規格（210X 297公釐） ' ' ~^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 A7 ___ B7 _ 五、發明說明（” 〜--- 倍率之光學系統附近槪要圖。 〔圖6〕本發明之第6、第7實施例之具有監視裝置上 的凸倍率之光學系統附近槪要圖。 〔圖7〕本發明之第8實施例之具有監視裝置上的凸 倍率之光學系統附近槪要圖。 〔圖8〕本發明之第9實施例之監視裝置及硏磨裝置 的槪要圖。 〔圖9〕本發明之第10實施例之監視裝置及硏磨裝置 的槪要圖。 ^ 〔圖10〕光纖之楔形端部放大圖。 〔圖11〕CMP硏磨裝置槪要圖。 〔圖12〕表示習知的監視裝置及硏磨裝置之關係槪要 圖。 ^ 〔發明之較佳實施形態〕 以下，爲了更詳細述說本發明，故根據附圖就本發明 之貫施例認爲最好的部分加以說明，但該內容並不能限定 本發明的範圍。 (第1實施例） 圖1是本發明之裝有監視裝置的硏磨裝置之槪要圖。 圖1中，21是監視裝置，由發射檢測光之光源24、分束器 25、接收反射信號光之光檢測器26、第1光結合透鏡63、 第1光纖62、旋轉接頭35及第2光纖61所構成。旋轉接 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--------- 12 520433 A7 B7 五、發明説明（） 、頭35，由第2光結合透鏡64、軸承36、及固定第2光纖 61的第1端面之固定座所構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將第1光纖62之第2端面側的端部’插入滾柱軸承 36之內輪，並固定於內輪。爲了射出檢測光並入射反射信 號光，將該第2端面側端面的固定位置調整至和旋轉軸U 上的既定位置一致。又，第2光纖61之第1端面側的端部 固定於固定座。軸承36之外輪固定於旋轉接頭35之筐體 部，而旋轉接頭之筐體部固定於軸34之內面。該構造使第 2光纖61能和硏磨台31 —起旋轉而第1光纖62能固定不 旋轉。 此處，第2光結合透鏡64及第2光纖61構成回歸光 學部，該回歸光學部對應需要又具有透明窗23、再加上被 硏磨面44 一起形成回歸光學系統。所謂回歸光學系統係指 若使檢測光入射該回歸光學系統內之既定位置後，則將使 前述反射信_光自該既定位置反向射出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1光結合透鏡63，係將檢測光收集並且入射第1光 纖62之第1端面，同時將自第1光纖62之第1端面射出 之反射信號光入射分束器25。此處，第1光結合透鏡63 爲消除光傳送的損失，希望和第1光纖62模匹配（mode matching)。第1光纖62及第2光纖61，傳送從各自的第 1端面入射之檢測光，並從第2端面射出檢測光，同時傳 送自第2端面入射之反射信號光，並自第1端面射出反射 信號光。又，第2光結合透鏡64，係將自第1光纖62之 第2端面射出之檢測光入射，並聚光入射至第2光纖61第 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520433 A7 B7 五、發明説明（丨丨） 1端面，同時將自第2光纖61之第1端面射出之反射信號 光入射，並聚光入射至第1光纖62之第2端面。此處’第 2光結合透鏡64，係爲消除光傳送之損失，希望和第1光 纖62及第2光纖61模匹配（mode matching )。 自第2光纖61之第2端面射出之檢測光，係透過透明 窗23照射於基板42之被硏磨面，而自被硏磨面反射回來 之反射信號光，係返回透過透明窗23，並入射第2光纖61 之第2端面。 如此，即使硏磨裝置之硏磨台旋轉時進行監視，亦能 使第1光纖62不旋轉，結果，佔空間之光源24、分束器 25、光檢測器26、及第1光結合透鏡63能設置於不旋轉 的位置。這意味著因減少設置場所的限制而使硏磨裝置的 小型化變得極爲容易。 其次說明該圖1之硏磨裝置全體之構成。圖1中，31 爲硏磨台；32爲固定於硏磨台之硏磨體；34爲硏磨台31 沿該軸線旋轉之軸部；42爲基板；33爲固定基板42之基 板保持部；43爲硏磨劑供給機構。 硏磨，係將基板42之被硏磨面以加壓機構（未圖示） 加壓並壓在硏磨體32之加工面上，再一邊以硏磨劑供給機 構43注入硏磨劑41，一邊旋轉基板保持部33 (僅圖示沿 旋轉軸12之旋轉方向），且將硏磨台31以旋轉機構（未 圖示）旋轉（僅圖示沿旋轉軸Π之旋轉方向），來硏磨基 板42之被硏磨面。 希望硏磨體32具有透明窗23。該透明窗23具有使檢 14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520433 A7 B7 五、發明説明（〖X) 測光及反射光穿透過硏磨體之功能，亦具有防止硏磨劑漏 出之功能。爲減少檢測光及反射光通過該透明窗23之界面 時發生之反射損失，希望在該透明窗至少一邊之界面，加 上反射防止膜。 關於監視裝置，自光源24發出之檢測光，先通過分束 器25，經過第1光結合透鏡63 '第1光纖62，再從既定 位置之端面向第2光結合透鏡64射出。 又，此處，分束器25及第1光結合透鏡63間設光圈 4，藉由光圏4的開口大小調整入射第1光纖62之檢測光 的最大入射角度，同時也能調整照射基板42之被硏磨面的 照射點大小。 來自被硏磨面之反射信號光，以和檢測光完全相反的 方向通過前述之路徑，並藉由第2光結合透鏡64，入射第 1光纖62之具既定位置的第2端面，並通過第1光纖62。 之後’通過弟1光結合透鏡63 ’被分束器反射，並入射光 檢測器26當做信號被檢出。藉由該反射信號光的變化監視 被硏磨面之硏磨狀態。 此處，因透明窗23沿旋轉軸11旋轉，故檢測光照射 基板42之被硏磨面，然後取得反射信號之時爲透明窗23 在被硏磨面下方旋轉而來的時候。 本監視裝置因具有旋轉接頭，而得以設置於硏磨裝置 之旋轉部，故具很高之泛用性。 (第2實施例） 內含監視裝置的硏磨裝置槪要圖如圖2所示。因該研: 15 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 520433 A7 _B7 五、發明説明（γ 3 ) 磨裝置本身和圖1相同，故相同構成要素的部分以同符號 加註，並省略該動作的說明。 圖2中，21是監視裝置，具有發出檢測光之光源24 ; 分束器25 ;接收反射信號光之光檢測器26 ;第1反射鏡27 ;第2反射鏡28 ;及第3反射鏡29。該第1反射鏡27之 檢測光之反射位置要調整至不僅和反射信號光的入射位置 一致，也和旋轉軸11 一致。 此處，第2反射鏡28和第3反射鏡29構成回歸光學 部。該回歸光學部對應需要具有透明窗23並加上被硏磨面 44 一起而構成回歸光學系統。 第1反射鏡27將自分束器25射出之檢測光向第2反 射鏡28射出，同時，將自第2反射鏡28射出之反射信號 光射向分束器25。第2反射鏡28將自第1反射鏡27射出 之檢測光射向第3反射鏡，同時，將自第3反射鏡29反射 回來之反射信號光射向第1反射鏡27。自第3反射鏡29 射出之檢測光通過透明窗23，照射至基板42之被硏磨面 ，自該處反射回來之反射信號光再度反向通過透明窗23入 射第3反射鏡，再射向第2反射鏡28並在該處反射。接著 通過第1反射鏡27，並藉由分束器25反射’並入射光檢 測器26當做信號被檢出。藉由該反射信號光之變化監視被 硏磨面之硏磨狀態。 因此，和前述第1實施例一樣’即使於硏磨裝置之硏 磨台加工中進行監視，亦得設置第1反射鏡27、光源24、 分束器25及光檢測器26於不旋轉位置，因此’極有利於 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 A7 _B7_____ 五、發明説明（χΐγ) 硏磨裝置之小型化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 將第2反射鏡28裝入軸34之內部，並使該反射鏡和 軸34 —起旋轉。可旋轉之第2反射鏡28 —面旋轉，一面 接收在不旋轉之第1反射鏡27反射而來之檢測光，並將檢 測光射向以和第2反射鏡28同角速度旋轉之第3反射鏡 29。又，同樣地，可旋轉之第2反射鏡28 —面旋轉，一面 接收自以和第2反射鏡28同角速度旋轉之第3反射鏡29 射出之反射信號光，並將反射信號光射向不旋轉之第1反 射鏡27 〇 關於監視，自光源24發出之檢測光透過分束器25， 經由設於既定位置之第1反射鏡27、第2反射鏡28、第3 反射鏡29及透明窗23，射向基板42之被硏磨面。來自該 被硏磨面之反射信號光以和檢測光行進的相反方向通過前 述路徑，並在設於既定位置之第1反射鏡27反射，在分束 器25反射，再入射光檢測器而被檢出。靠著該反射信號光 的變化，得以監視被硏磨面之硏磨狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處，因透明窗23沿旋轉軸11和第2反射鏡28及 第3反射鏡29 —起旋轉，故檢測光照射基板42之被硏磨 面’而後取得反射信號之時爲透明窗23在被硏磨面下方旋 轉而來的時候。 (桌3實施例） 和第1實施例之相異點在於本實施例用接著劑將第2 光纖61之端面接合於透明窗23。 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) a4規格（210Χ 297公釐） 520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（〆） 如圖1的槪要圖所示之第1實施例中’將自第2光纖 61射出的檢測光直接照射於基板42的被硏磨面’再使該 反射信號光入射第2光纖61之端面。但，自第2光纖射出 之檢測光是發散光，且因透明窗和光纖端面之間有相當大 的間隙而無法忽略，造成反射信號光因光發散而損失很大 ，結果入射於第2光纖61之光量減少。 本實施例所提對策爲將第2光纖61之端面用接著劑接 合於透明窗23。即，當第2光纖端面的折射率爲nQ ’而透 明窗23的折射率爲時，採用折射率在n〇±17%的範圍 內且在^±17%之範圍內的接著劑70將第2光纖61的端 面和透明窗23接合。該實施例之槪要如圖3所示。 如此一來，不僅使第2光纖61之端面靠近基板42的 被硏磨面，同時，亦得以減少發生於透明窗23界面及第2 光纖61端面的反射損失。爲了減少發生於光纖端面的反射 損失，可考慮在第2光纖61的端面上形成反射防止膜。但 ，光纖的端面呈非常細長的形狀，故使用一般真空蒸鍍法 來形成反射防止膜有困難，且製造成本高。又，即使減少 了發生於光纖端面的反射損失，透明窗表面的反射損失的 問題仍舊存在。另外，本實施例採用接著劑的方法亦有利 於降低成本。 相異折射率η及折射率η’的透明物體的界面上，其反 射率 R，一般爲 R={(n-n，)/(n+n，）}2，如 η=1·5，則和 η，= 1·0 的空氣間之界面上，其反射率約爲。但，若該界面的折 射率之差變小，則界面上之反射率變小。現在，採用折射 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
520433 A7 B7 五、發明説明（沙） 率和n〇的差有±17%以下且折射率和η!的差有±17%以下 之接著劑，將光纖61的端面和透明窗23接合的情形，不 僅在光纖及接著劑間的界面並且在接著劑及透明窗23間的 界面反射率能減少至約1%以下。其結果能增加反射信號光 (第4實施例） 本實施例僅有一點和第3實施不同，係爲了減少接著 劑及透明窗的界面上之反射而於透明窗23之表面施加反射 防止膜。 第3實施例中，令第2光纖的端面之折射率爲n〇，而 透明窗23之折射率爲η!時，採用折射率在n〇i：17%範圍內 且在ηθΠ。/。的範圍內之接著劑70，將第2光纖61的端面 及透明窗23接合。但，依nQ及ηι的値，有時找不到滿足 ηθΠ%的折射率條件之適當接著劑。遇該情形時，於透明 窗23表面形成反射防止膜，以減少接著劑及透明窗間的界 面之反射。本實施例於圖3所示之第3實施例的透明窗23 的表面設有反射防止膜。 藉此，能增加接著劑選擇之自由度，且和接著劑間的 兩個界面之反射率能充分地降低，其結果能增加反射信號 光。 (第5實施例） 本實施例之全體槪要圖如圖4所示，而光學窗附近的 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 A7 B7 五、發明説明“1) 光學系統顯示於圖5。本實施例和第1實施例僅有一點不 同，係於第2光纖的端面及透明窗之間配置具有凸倍率之 光學系統22。光學系統22有時亦由多數的透鏡所構成， 但，本圖上僅代表性地顯示1個透鏡。 如第3、4實施例，可將第2光纖61的端面、透明窗 23的表面上之反射損失降低，但如第3實施例的說明’因 自第2光纖射出的檢測光是發散光，且透明窗23具有不能 忽略的厚度，故檢測光及反射信號光行進過其間時光發散 ，只有部份的光能入射第2光纖61的端面。 圖5中，前述具有凸倍率的光學系統22將第2光纖 61的端面位置設計於對於基板42的被硏磨面再次成爲光 學上共軛的位置。也就是說，自第2光纖61的端面放射的 檢測光，藉由具有凸倍率的光學系統22折射，照射在被硏 磨面，被反射的信號光再度藉由具有凸倍率的光學系統22 反方向折射的結果，和射出時的端面形狀等倍的像將成像 於第2光纖61的端面位置上。 又，希望在前述具有凸倍率的光學系統22上，對第2 光纖61的入射及出射做模匹配，以使光沒有損失。如此一 來’理論上能將在被硏磨面反射的信號光全部取入第2光 纖61 ’故能增加反射信號光。 (第6實施例） 本實施例之光學窗附近的光學系統槪要顯示於圖6。 本實施例和第5實施例僅有一點不同，係將光學系統22中 20 "^^尺度適用t® ^^準（CNS ) A4規格（2丨〇>< 297公董1 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
520433 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明) 最靠第2光纖的端面側的透鏡220和第2光纖的端面以接 著劑70接合。光學系統22雖然也有由多數的透鏡構成的 場合，但，該場合在圖6也是以單一透鏡代表。此處也是 和第3實施例同樣要求折射率條件，令第2光纖的端面折 射率爲nQ而透鏡220的折射率爲η2時，希望採用折射率具 有在η〇±17%的範圍內且在η2±17%的範圍內之接著劑70 ，將第2光纖61的端面及透鏡220接合。 如此一來，能降低第2光纖61端面上的界面反射及透 鏡220接合面側的界面上之光反射，因此能增加反射信號 光。 (第7實施例） 本實施例和第6實施例僅一點不同，係於透鏡220的 表面施加爲了減少接著劑和透鏡220間的界面反射之反射 防止膜。即是，圖6係將反射防止膜（未圖示）施加於透 鏡220的表面。 第6實施例中，令第2光纖的端面之折射率爲W，且 透鏡220之折射率爲112時，採用折射率具有在n〇±17%範 圍內且在n2±17%的範圍內之接著劑70 ’將第2光纖61的 端面及透鏡220接合。但，依nG及n2的値’有時找不到滿 足η2±17%的折射率條件之適當接著劑。該情形時，於透鏡 220的表面形成反射防止膜，以減少接著劑70及透鏡220 的界面之反射。 藉此，能增加接著劑選擇之自由度，且和接著劑間的 21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 、1Τ
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（J) 兩個界面之反射率能充分地降低，其結果能增加反射信號 光。 (第8實施例） 本實施例的光學系統22附近的樣子如圖7所示。本實 施例和第5實施例僅一點不同，係將光學系統22進一步發 展。圖7中，光學系統22具有前群光學系統221及後群光 學系統222，又具有光圈14。光圏14在前群光學系統221 中，並設於和基板42的被硏磨面光學上共軛的位置。 光自第2光纖61射出的方向有時因光纖彎曲等原因而 將改變。於是第5實施例監視裝置的場合，光的照射位置 偏移等原因便造成測定的誤差。設於光學系統22中的光圏 14是爲了調整來自第2光纖61的光束而設。所以，使光 圏14的開口部的大小比自光纖61射出的光束稍微小。 如此一來，自第2光纖61射出的檢測光光束之方向即 使稍微有變化，也能使通過前述光圈14的光束之方向及大 小安定，所以能將射向基板42被硏磨面的檢測光之照射位 置及照射範圍保持一定。又，藉由改變前述光圈的尺寸或 形狀，能調整射向被硏磨面照射點的尺寸或形狀，因而能 適應測定對象的半導體元件圖案。又，如設置了前述光圈 14，則沒有如圖1、圖3、圖4所示之光圈4也可以。 又，希望組合本實施例及第6或第7實施例使用。 如按照本實施例，將在被硏磨面反射的信號光全部藉 由光學系統22接收並取入第2光纖61，則不僅能增加反 22 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
( CNS ) A4W ( 210 X 297^¾ ) ~ ' 520433 A7 B7 五、發明説明（/°) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 射信號光，而且因能將射向基板42被硏磨面的檢測光之照 射位置及尺寸一直保持一定，故能進行精度良好的測定， 又，藉由光圏Η尺寸的調整能對應多種半導體元件的圖案 (第9實施例） 本實施例之槪要圖如圖8所示。本實施例和第2實施 例僅有一點不同，係於第3反射鏡29及透明窗23之間配 置具有凸倍率的光學系統22。光學系統22也有由多數的 透鏡構成的，但，本圖中單以四角方塊代表。第2實施例 中’自光源發出的檢測光到達基板42的被硏磨面之前有時 發散，且有時不能以所需的照射點大小照射被硏磨面，故 藉由具有該凸倍率的光學系統22,會聚成所需大小的照射 點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，因應所需，於第1反射鏡及第2反射鏡之間，或 於第2反射鏡及第3反射鏡之間，也可另外設中繼光學系 統。如此一來，能將含有比較佔設置空間之分束器25、光 源24、分光器之光學系統（檢出分光反射信號的場合）及 光檢測器自硏磨裝置分離設置。然後，於硏磨裝置側設置 具有光纖或反射鏡或透鏡等的小型（Compact)的回歸光 學部即可，其目的爲向被硏磨面安定地傳達、照射檢測光 ’且安定地接收反射信號光，並安定地傳達至旋轉軸上既 定的位置。因此，如將本監視裝置用於硏磨裝置，硏磨裝 置不必大型化且能高精度地監視硏磨狀態。又，裝入本監 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520433 A7 B7 五、發明説明（Μ ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 視裝置之硏磨裝置小型且重量輕，且能高精度地監視硏磨 狀態。如將該硏磨裝置用於形成有半導體元件的半導體晶 圓硏磨時，便能得受到硏磨狀態高精度監視下的半導體晶 圓。 (第10實施例） 第1、第3、第4、第5、第6、第7及第8實施例中 ，在光纖之端面發生了光反射的問題。例如第1實施例， 有時在第1光纖的第1端面及第2端面，以及在第2光纖 的第1端面及第2端面，被反射的檢測光向和基板42相反 方向傳送而成雜訊光（Flare光）入射光檢測器。 如令第1、第2光纖芯部的折射率爲1.45而外部的折 射率爲1.00，則各端面的反射率約爲3.4%。起因於散亂損 失或其他光學系統在傳送途中的損失，或某種類晶圓之低 反射率特性，有時導致檢測光或反射信號光的強度大大地 減弱，故最終入射光檢測器26的反射信號光強度比檢測光 傳過光纖的階段時之強度大大地減弱。因此，4%的反射率 不能忽略。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因前述雜訊光使信號的S/N比降低，有時導致剩餘膜 厚的測定或硏磨終了點的檢知等硏磨狀態之測定精度惡化 〇 本實施例是爲解決以上問題而進行的，且是第1、第3 、第4、第5、第6、第7及第8實施例之變形例。和這些 實施例的不同在於光纖端面的方向。第1實施例中’並未 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520433 A7 B7 i、發明説明（//) 規定相對於光纖光軸方向之光纖端面方向。本實施例中， 我們令光纖端面的法線方向非平行於光纖的光軸方向。特 別是未被接合時，希望使該端面的法線方向非平行於光纖 的軸方向。 圖9及圖10表示本實施型態的一例的槪要圖。圖9僅 有一點和圖1所示之實施例相異，係表示第1實施例之圖 1的第2光纖61的端部65呈楔形，在端部65的第2光纖 的軸非平行於基板的法線。 圖10爲圖9之第2光纖61的端部65的放大圖。61 是第2光纖，71是該光纖的軸，檢測光和反射信號光沿該 軸傳送。72是檢測光的傳送方向，75是反射信號光的傳送 方向。76表示自第2光纖61射出的射出檢測光及向第2 光纖入射的反射信號光之光軸。73是射出檢測光的傳送方 向，74是反射信號光的傳送方向。77是第2端面80的法 線，78是端面的傾角（楔角），係光纖的軸71和第2端 面80的法線所成的角度。 芯部折射率爲1.45的石英時，令傾角78爲8度。該 角度亦因和檢測光向第2端面80入射的入射角相同，故有 時亦稱爲入射角，又，因和反射信號光經第2端面的折射 角亦相同，故有時亦稱爲折射角。81相當於射出檢測光射 出時的折射角，爲11.6度。又，82是檢測光在第2端面 80反射時的反射角，和入射角78相同，而83是反射檢測 光的方向。 檢測光抵達第2光纖之前的說明因和第1實施例的情 25 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 520433 Μ Β7____ 五、發明説明（/)) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 形相同故省略之。沿第2光纖61的軸71並往方向72傳送 的檢測光，係入射第2端面80，並以折射角81折射射出 ，同時檢測光的一部份以反射角82反射。被折射的檢測光 往方向73傳送，並入射基板42的被硏磨面。 因方向73和被硏磨面的法線方向調整爲平行，故來自 該處的反射信號光沿光軸76往方向74傳送，在第2端面 80以入射角81、折射角78入射第2光纖，並沿軸71往方 向75傳送。又，被反射向方向83的反射檢測光相對於光 纖的軸71傾斜有16度之大，故不形成前述第2光纖61的 傳送模式，而在傳過第2光纖61中被放射而消失。反射信 號光之後的行進因和第1實施例相同，故省略說明之。如 此一來，反射信號光入射光檢測器26當做信號被檢出。藉 由該反射信號光的變化來監視被硏磨面的硏磨狀態。 本實施例中，因第2光纖的第2端面80上檢測光的反 射光不會入射光檢測器26，而能提高反射信號光的S/N比 ，能使剩餘膜厚的測定或硏磨終了點的檢知等硏磨狀態的 測定精度比第1實施例還高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以上的說明中，爲簡單起見，當做第1實施例的變形 例僅說明第2光纖61的第2端面80非垂直於軸的情況。 非垂直的端面指的是，其他端面的第2光纖61的第1端面 、第1光纖62的第1端面或第2端面，任一個非垂直亦成 立；這些端面中二個以上爲非垂直亦成立；全部的端面爲 非垂直亦成立。 一般非垂直端面的個數越多，越能提高信號的S/N比 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） "" 520433 A7 B7 五、發明説明（/^) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，且越能提高剩餘膜厚的測定或硏磨終了點的檢知等硏磨 狀態的測定精度。令哪個端面爲非垂直又令幾個端面爲非 垂直，則要在使各端面爲非垂直後的雜訊光降低效果及所 需的測定精度及追加成本之間斟酌後決定。又，本實施例 能將使光纖端面相對於光纖的軸爲非垂直之類似方法應用 於第1實施例以外的第3、第4、第5、第6、第7及第8 實施例。 以上的說明中，藉由使光纖的端面非垂直於光纖的軸 而減少了雜訊光，但，當做第10實施例的變形例而言，特 別是使端面不爲非垂直於光纖的軸，而於各端面施加反射 防止膜亦能得類似效果。該例的一部分已經在前述實施例 說明過了。該場合時因反射防止膜的殘留反射光而不能將 雜訊光完全除去，故效果不及使端部成楔形的場合，但在 光學零件的配置等限制情形下要因應實際狀況施加反射防 止膜。 (第Π實施例） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例僅有一點和第1、第3、第4、第5、第6、 第7、第8及第10實施例不同，係使用具有由液體構成芯 部的光纖61、62。本實施例所使用的光纖，係在具可撓性 透明樹脂等所構成的圓筒狀護面金屬中，將比護面金屬（ dad metal)還高的高折射率芯部材液體注入而成，並極富 可撓性.。又，芯部部分佔光纖截面積的面積比比捆許多根 細光纖而成的束型光纖（bundle fiber)還大，故具有比束 27 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) ~ 520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（/4) 型光纖還高的穿透率。 還有’因對護面金屬材及芯部材之材料選定自由度高 ’故比束型光纖更能加大護面金屬材及芯部材間的折射率 差，其結果比束型光纖更能大幅地獲得高να。希望參考 PUNEUMU (曰文音譯）（股）公司製的liquid LIGHT GUIDE作爲本實施例的光纖。 本實施例中，光纖的可撓性極局，小曲率半徑的彎曲 也不斷，故裝入硏磨體部時的自由度高，其結果能謀求監 視裝置或硏磨裝置的小型（Compact)化。又，因光纖之 光穿透率高，故以低放射光強度的小型（Compact)的光 源能得相同反射信號光，進而能謀求監視裝置的小型（ Compact)化。又，因光纖具有高NA故能容易實現高效率 的光結合，且對光學系統設計的自由度高。 第1〜第11實施例中，將監視裝置的構成要素分爲旋 轉構件和不旋轉構件說明，但，不用說僅不旋轉構件亦構 成本發明之監視裝置。此時’其他的旋轉構件則構成硏磨 裝置。 又，和以上說明的第1〜第11實施例相通的是，爲了 監視硏磨狀態進行剩餘膜厚的測定或製程終了點的檢知。 又’就反射信號光而言，希望檢知分光反射信號光，爲此 ’將分光器（未圖示）配置於光檢測器26前。將該分光測 量的結果藉由未圖示的A/D轉換器等送往未圖示的信號處 理部’因此能算出膜厚。具體上，爲了高精度檢出分光反 射信號的變化，希望利用由光反射信號演算而得的參數或 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
520433 A7 _ B7 五、發明說明（▲) 用分光反射特性信號的參考値及分光反射特性的測定値間 的相互相關函數等進行比較。 又監視裝置爲了對應被硏磨面的圖案尺寸來控制圖案 干涉的程度，希望使光源24具有用於控制空間相干長度（ Space coherence length)的光圏。又，爲從反射光中除去1 次以上的繞射成分，且僅將〇次光當做分光反射信號檢出 ，希望將光圈配置於光檢測器26前。關於前述空間相干長 度的控制技術及〇次光抽出技術明白表示於特開2000 -40680號公報、特開2000 - 241126號公報、特開2000 -186917號公報及特開2000- 186918號公報。又爲了避免 有害外光進入光程（例如光程52、光學系統22、測量部等 )而對測定有不好影響，希望以內部去色且漆上吸光塗料 等的管等覆蓋本發明之監視裝置。 如此本監視裝置中，其光學系統分爲靜止部分及固定 於旋轉硏磨台31及軸34的旋轉部份，而靜止部分及旋轉 部分以光結合連結。此處，光結合，係指自光學系統的靜 止部分射出的光無光損失地傳至旋轉部分，而自旋轉部分 射出的光無光損失地傳至靜止部分。 如此，將含比較佔設置空間的分束器25 ;光源24 ; 含有分光器之光學系統（檢出分光反射信號的場合）；及 光檢測器，能和硏磨裝置分離設置。又只要設置小型（ Compact)的回歸光學系統於硏磨裝置側即可，其中該回 歸光學系統係具有光纖或反射鏡或透鏡等，而該光纖係將 檢測光穩定地傳達、照射被硏磨面，且將反射信號光穩定 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剔衣 ^0433 A7 B7 五、發明説明（1) 地接收’穩定地傳達至旋轉軸上既定的位置。因此如將本 I視裝置用於硏磨裝置，不必使硏磨裝置大型化又能高精 度監視硏磨狀態。又藉由本監視方法，不必使硏磨裝置大 组化便能高精度監視硏磨狀態。進而裝入本監視裝置的硏 磨裝置小型且重量輕，又能高精度監視硏磨狀態。如將前 述硏磨裝置用於形成有半導體元件的半導體晶圓硏磨時， 便能得受到硏磨狀態高精度監視下的半導體晶圓。 本發明係關於監視裝置及監視方法，主要是Cmp硏 磨&置，其特徵在能用於監視硏磨狀況。關於本發明之硏 磨裝置適用於硏磨具有半導體電路的晶圓。關於本發明之 半導體晶圓製造方法適用於能以較高良率製造半導體晶圓 (请先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 訂
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X：Z97公釐） 520433 A7 _____B7___ 五、發明說明（） 43硏磨劑供給機構 44被硏磨面 61第2光纖 62第1光纖 63第1光結合透鏡 64第2光結合透鏡 65端部 70接著劑 71光纖的軸 72檢測光的傳送方向 73檢測光的傳送方向73 74反射信號光之傳送方向 75反射信號光之傳送方向 76光軸 77第2端面之法線 78端面的傾角(楔角)或檢測光之入射角(反射信號光之 折射角） 79彎曲角 80第2端面 81檢測光之折射角(反射信號光之入射角） 82檢測光之反射角 83檢測光之反射光之行進方向 100顯示硏磨頭之旋轉 101顯示硏磨台之旋轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · — I 1 ----訂 ------- 520433 A7 _B7___ 五、發明說明（） 102基板保持部 103拋光墊 104硏磨台 105硏磨劑 106硏磨劑供給機構 107基板(半導體晶圓） 108檢測光及反射信號光 109監視裝置 110透明窗 220光學系統22中最靠第2光纖的端面側的透鏡 221前群光學系統 222後群光學系統 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---I--I I 訂· ----

Claims (1)

  1. 520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第4項之監視裝置，其中，前述第 2光纖的端部和前述透明窗藉由折射率和nQ的差爲±17% 以下的接著劑接合，並於前述透明窗的至少接合部分，爲 減低前述接著劑和前述透明窗的界面反射而形成反射防止 膜。 7. 如申請專利範圍第4項之監視裝置，其中，前述回 歸光學部，在前述透明窗和前述第2光纖的端面之間具備 凸倍率的光學系統，以將自前述第2光纖的前述端面出射 的檢測光照射於前述被硏磨面，並將反射信號光會聚至前 述第2光纖的前述端面。 8. 如申請專利範圍第4項之監視裝置，其中，前述回 歸光學部，在前述透明窗及前述第3反射鏡之間具備有凸 倍率的光學系統，以將自前述第3反射鏡射出的檢測光向 前述被硏磨面照射，並將反射信號光傳向（relay)前述第 3反射鏡。 9. 如申請專利範圍第7項之監視裝置，其中，前述光 學系統中，將最靠前述第2光纖的前述端面側的折射率n2 的透鏡和前述第2光纖的前述端面，藉由折射率和no的差 爲土 17%以下且和η2的差爲±17%以下之接著劑接合。 10. 如申請專利範圍第7項之監視裝置，其中，前述 光學系統中，將最靠前述第2光纖的前述端面側的折射率 η2的透鏡和前述第2光纖的前述端面，藉由折射率和η〇的 差爲±17%以下之接著劑接合，並於前述折射率η2的透鏡 的至少接合部分，爲減低前述接著劑和前述折射率η2的透 2 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ΜΨ. 訂
    520433 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 鏡的界面反射而形成反射防止膜。 11.如申請專利範圍第7項之監視裝置，其中，前述 光學系統在相對前述被硏磨面的光學共軛位置具有光圏。 I2·如申請專利範圍第8項之監視裝置，其中，前述 光學系統在相對前述被硏磨面的光學共轭位置具有光圈。 13.如申請專利範圍第9項之監視裝置，其中，前述 光學系統在相對前述被硏磨面的光學共軛位置具有光圈。 14·如申請專利範圍第ίο項之監視裝置，其中，前述 光學系統在相對前述被硏磨面的光學共軛位置具有光圏。 I5.如申請專利範圍第2項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 16·如申請專利範圍第4項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2.光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 17·如申請專利範圍第5項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 18.如申請專利範圍第6項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 19·如申請專利範圍第7項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr. 經 濟 部 智 慧 財 產 X 消 費 合 作 社 印 製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 520433 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ' A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 20. 如申請專利範圍第9項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 21. 如申請專利範圍第10項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 22. 如申請專利範圍第11項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 23. 如申請專利範圍第12項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 24. 如申請專利範圍第13項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2.光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 25. 如申請專利範圍第14項之監視裝置，其中，令前 述第1或第2光纖之至少一個端面的法線方向，相對於前 述第1或第2光纖之光軸方向爲非平行。 26. 如申請專利範圍第2項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 27. 如申請專利範圍第4項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ·!. 、1T
    520433 ' A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 28.如申請專利範圍第5項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 .29.如申請專利範圍第6項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 30. 如申請專利範圍第7項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 31. 如申請專利範圍第9項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 32. 如申請專利範圍第10項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。.. 33. 如申請專利範圍第11項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 34. 如申請專利範圍第12項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 35. 如申請專利範圍第13項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 520433 ' A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 36. 如申請專利範圍第14項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 37. 如申請專利範圍第15項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 38. 如申請專利範圍第16項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 39. 如申請專利範圍第17項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 40. 如申請專利範圍第18項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 41. 如申請專利範圍第19項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 42. 如申請專利範圍第20項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 43. 如申請專利範圍第21項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 6 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520433 ' A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 44.如申請專利範圍第22項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 45·如申請專利範圍第23項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 46.如申請專利範圍第24項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 47_如申請專利範圍第25項之監視裝置，其中，前述 第1或第2光纖之至少一方，是具有液體所構成之芯部的 光纖。 48. —種監視方法，係在可旋轉的加工面和基板的被 硏磨面之間介入硏磨劑，藉由使二者間作相對運動而硏磨 前述被硏磨面之際，以向前述被硏磨面照射檢測光而得的 反射信號光來監視硏磨狀態，其特徵在於具有： 自不旋轉光源發射檢測光的階段； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將則述檢測光入射和則述加工面一起旋轉的回歸光學 部的階段；及 藉由不旋轉的光檢測器接收自前述回歸光學部射出的 反射信號光的階段。 49· 一種硏磨裝置，其特徵在於具備有申請專利範圍 第1項至第47項中任一項之監視裝置。 50· —種半導體晶圓之製造方法，其特徵在於具有使 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ297公董） 520433 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 用申請專利範圍第49項之硏磨裝置硏磨基板表面的階段， 而該基板係半導體元件所形成的半導體晶圓。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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