TW201742159A - 研磨方法及研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種在基板之研磨中取得形成於基板上之膜的正確厚度，可依據取得之膜的厚度正確決定基板之研磨終點的研磨方法。本方法係在基板之研磨中接收從該基板反射之光，從該反射光生成分光波形，對分光波形進行傅里葉變換處理，以決定基板之膜的厚度及對應之頻率成分的強度，在頻率成分之強度比指定之臨限值高情況下，認定所決定之膜的厚度為可靠性高之測定值，在決定之頻率成分的強度低於或等於指定之臨限值情況下，認定所決定之膜的厚度為可靠性低之測定值，依據可靠性高之測定值到達指定的目標值之時刻，決定基板之研磨終點，並依據不良資料率使上述指定之臨限值變化。

Description

研磨方法及研磨裝置
本發明係關於一種研磨在表面形成有膜之基板的方法及裝置，特別是關於可依據來自基板之反射光所含的光學資訊檢測基板之研磨終點的研磨方法及研磨裝置。
半導體元件之製造過程中包含研磨二氧化矽(SiO2)等絕緣膜的工序、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：Through Silicon Via)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。
晶圓之研磨在構成其表面之膜(絕緣膜、金屬膜、矽層等)的厚度到達指定之目標值時結束。晶圓研磨中使用CMP(化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing))裝置。第一圖係顯示CMP裝置之示意圖。CMP裝置具備將研磨墊100安裝於上面之研磨台101、保持晶圓W之頂環(top ring)110、在研磨墊100上供給研磨液(漿液)之漿液供給機構115、及測定晶圓W之膜厚的膜厚測定器120。膜厚測定器120埋設於研磨台101內。
頂環110及研磨台101如箭頭所示地旋轉，在該狀態下，頂環110將晶圓W按壓於研磨墊100。從漿液供給機構115供給研磨液於研磨墊100上，晶圓W在研磨液存在下藉由與研磨墊100滑動接觸而被研磨。晶圓W的 研磨中，膜厚測定器120與研磨台101一起旋轉，並如箭頭A所示，穿越晶圓W之表面來測定膜厚。而後，當膜厚到達指定之目標值時，結束晶圓W之研磨。
光學式膜厚測定器係使用於上述CMP裝置之膜厚測定器120的一個例子。該光學式膜厚測定器係在晶圓表面照射光，藉由分析來自晶圓之反射光，而決定形成於晶圓表面之膜厚度。
但是，裝入CMP裝置之膜厚測定器如第一圖所示，因為係在其本身移動下測定膜之厚度，所以膜之厚度有變動而造成測定失敗。且因為係研磨台每旋轉1次即切削膜，所以無法在相同條件下，再度計測在相同位置之厚度。
本發明係為了解決上述之過去問題者，目的為提供一種於基板之研磨中取得形成於基板上之膜(絕緣膜、金屬膜、矽層等)的正確厚度，可依據獲得之膜厚度正確決定基板的研磨終點之研磨方法及研磨裝置。
為了達成上述目的，本發明一種態樣之研磨方法，係研磨在表面形成有膜之基板的方法，其特徵為：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，在前述基板上照射光，接收從前述基板反射之光，對各波長測定前述反射之光之強度，測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處 理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比前述指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，並依據前述不良資料率使前述指定之臨限值變化。
本發明其他態樣之研磨方法，係研磨在表面形成有膜之基板的方法，其特徵為包含以下工序：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，在前述基板上照射光，接收從前述基板反射之光，對各波長測定前述反射之光之強度，測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點；從前述基板開始研磨起，在前述不良資料率低於指定的基準值之前，不決定前述基板之研磨終點。
本發明另外態樣之研磨方法，係研磨在表面形成有膜之基板的方法，其特徵為包含以下工序：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，在前述基板上照射光，接收從前述基板反射之光，對各波長測定前述反射之光之強度，測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點；在前述基板之研磨中，於前述不良資料率上昇並已到達指定之上限值的情況下，輸出警告信號。
本發明另外態樣之研磨方法，係研磨在表面形成有包含第一膜及第二膜之多層構造體的基板之方法，其特徵為：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，在前述基板上照射光，接收從前述基板反射之光，對各波長測定前述反射之光之強度，測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述第一膜之厚度、對應於該第一膜之厚度的前述頻率成分之強度、前述第二膜之厚度、及對應於該第二膜之厚度的前述頻率 成分之強度，在對應於前述第一膜之厚度的前述頻率成分之強度、與對應於前述第二膜之厚度的前述頻率成分之強度之差比指定之設定值大的情況下，認定前述決定之第一膜的厚度為可靠性高之測定值，依據前述可靠性高之測定值到達指定的目標值之時刻，決定前述基板之研磨終點。
本發明另外態樣之研磨裝置，係研磨在表面形成有膜之基板的裝置，其特徵為具備：研磨台，其係可旋轉地支撐研磨具；頂環，其係將前述基板按壓於前述旋轉之研磨台上的前述研磨具；照射部，其係在保持於前述頂環之前述基板上照射光；受光部，其係接收從前述基板反射之光；分光器，其係對各波長測定前述反射之光之強度；及研磨監視部，其係從藉由前述分光器所取得之光強度資料決定前述膜之厚度；前述研磨監視部係由以下構成：將測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比前述指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，並依據前述不良資料率使前述指定之臨限值變化。
本發明另外態樣之研磨裝置，係研磨在表面形成有膜之基板的裝置，其特徵為具備：研磨台，其係可旋轉地支撐研磨具；頂環，其係 將前述基板按壓於前述旋轉之研磨台上的前述研磨具；照射部，其係在保持於前述頂環之前述基板上照射光；受光部，其係接收從前述基板反射之光；分光器，其係對各波長測定前述反射之光之強度；及研磨監視部，其係從藉由前述分光器所取得之光強度資料決定前述膜之厚度；前述研磨監視部係由以下構成：將測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比前述指定之臨限值低或相同情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點，從前述基板開始研磨起，在前述不良資料率低於指定的基準值之前，不決定前述基板之研磨終點。
本發明另外態樣之研磨裝置，係研磨在表面形成有膜之基板的裝置，其特徵為具備：研磨台，其係可旋轉地支撐研磨具；頂環，其係將前述基板按壓於前述旋轉之研磨台上的前述研磨具；照射部，其係在保持於前述頂環之前述基板上照射光；受光部，其係接收從前述基板反射之光；分光器，其係對各波長測定前述反射之光之強度；及研磨監視部，其係從藉由前述分光器所取得之光強度資料決定前述膜之厚度；前述研磨監視部係由以下構成：將測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對 反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比前述指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，算出表示可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低的測定值數之總和的比率之不良資料率，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點，在前述基板之研磨中，於前述不良資料率上昇並已到達指定之上限值的情況下，輸出警告信號。
本發明另外態樣之研磨裝置，係研磨在表面形成有包含第一膜及第二膜之多層構造體的基板之裝置，其特徵為具備：研磨台，其係可旋轉地支撐研磨具；頂環，其係將前述基板按壓於前述旋轉之研磨台上的前述研磨具；照射部，其係在保持於前述頂環之前述基板上照射光；受光部，其係接收從前述基板反射之光；分光器，其係對各波長測定前述反射之光之強度；及研磨監視部，其係從藉由前述分光器所取得之光強度資料決定前述第一膜之厚度；前述研磨監視部將測出之前述光強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述第一膜之厚度、對應於該第一膜之厚度的前述頻率成分之強度、前述第二膜之厚度、及對應於該第二膜之厚度的前述頻率成分之強度，在對應於前述第一膜之厚度的前述頻率成分之強度、與對應於前述第二膜之厚度的前述頻 率成分之強度之差比指定之設定值大的情況下，認定前述決定之第一膜的厚度為可靠性高之測定值，依據前述可靠性高之測定值到達指定的目標值之時刻，決定前述基板之研磨終點。
本發明另外態樣之研磨方法，係研磨在表面形成有膜之基板的方法，其特徵為：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，在前述基板上照射光，從前述基板反射之光的強度算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，從前述分光波形決定前述膜之厚度，並依據前述相對反射率決定前述所決定之膜厚度的可靠性高與否。
採用本發明可獲得以下之效果。
(1)依據頻率成分之強度與指定之臨限值的比較，來取得正確反映膜厚度之測定值，亦即可靠性高之測定值。因此，可從獲得之測定值檢測正確的研磨終點。
(2)藉由依據可靠性低之測定值數對過去取得之可靠性高的測定值數與可靠性低之測定值數的總和之比率(以下稱不良資料率)，使上述指定之臨限值變化，而取得可靠性更高之測定值。因此，可從獲得之測定值檢測正確的研磨終點。
(3)研磨表面粗糙之基板時，在研磨初期階段膜厚測定值容易變動，而不良資料率提高。若採用本發明，係在不良資料率低於指定之基準值後執行研磨終點檢測。因此，可檢測正確之研磨終點。
(4)於基板之研磨中，由於在不良資料率上昇已到達指定之上限值情 況下輸出警告信號，因此可防止研磨終點之異常檢測。
11‧‧‧照射部
12‧‧‧受光部(光纖)
13‧‧‧分光器
15A‧‧‧第一處理部
15B‧‧‧第二處理部
16‧‧‧動作控制器
20‧‧‧研磨台
22‧‧‧研磨墊
22a‧‧‧研磨面
24‧‧‧頂環
25‧‧‧研磨液供給機構
28‧‧‧頂環軸桿
30A‧‧‧第一孔
30B‧‧‧第二孔
31‧‧‧通孔
32‧‧‧旋轉接頭
33‧‧‧液體供給路徑
34‧‧‧液體排出路徑
35‧‧‧液體供給源
40‧‧‧光源
41‧‧‧光纖
45‧‧‧透明窗
100‧‧‧研磨墊
101‧‧‧研磨台
110‧‧‧頂環
115‧‧‧漿液供給機構
120‧‧‧膜厚測定器
W‧‧‧晶圓
第一圖係顯示CMP裝置之示意圖。
第二圖係用於說明光學式研磨終點檢測方法的原理之示意圖。
第三圖係顯示晶圓與研磨台之位置關係的俯視圖。
第四圖係顯示藉由第一處理部所生成之分光波形圖。
第五圖係顯示藉由第一處理部所生成之頻譜圖。
第六圖係顯示在研磨台旋轉1次之中進行5次測定之例圖。
第七圖係顯示研磨形成了背面照射(BSI：Back Side Illumination)型影像感測器之晶圓時取得的測定資料表。
第八圖係顯示研磨形成了背面照射(BSI)型影像感測器之晶圓時取得的分光波形圖。
第九圖係顯示從第八圖所示之分光波形所生成的頻譜圖。
第十圖係顯示研磨晶圓時之不良資料率的變化一例圖。
第十一圖係顯示研磨晶圓時之不良資料率的變化其他例圖。
第十二圖係顯示矽層之厚度與研磨時間的關係圖。
第十三圖係顯示研磨前與研磨後之研磨輪廓圖。
第十四圖係顯示使用關於頻率成分之強度的指定臨限值，作為區分測定值之基準的例圖。
第十五圖係顯示使用關於頻率成分之強度的指定臨限值、與關於矽層之厚度的指定範圍，作為區分測定值之基準的例圖。
第十六圖係顯示在矽貫穿電極(TSV)之製造中實施的矽層研磨時所 取得之分光波形圖。
第十七圖係顯示從第十六圖所示之分光波形所生成的頻譜圖。
第十八圖係用於說明判斷可靠性高之測定值與可靠性低之測定值的其他方法圖。
第十九圖係用於說明第十八圖所示之判斷方法的變形例圖。
第二十圖係用於說明判斷可靠性高之測定值與可靠性低之測定值的另外方法圖。
第二十一圖係顯示晶圓之多層構造的示意圖。
第二十二圖係示意顯示研磨裝置之剖面圖。
第二十三圖係顯示第二十二圖所示之研磨裝置的變形例之剖面圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。
第二圖係用於說明光學式研磨終點檢測方法的原理之示意圖，第三圖係顯示晶圓與研磨台之位置關係的俯視圖。如第二圖所示，晶圓W具有基底層、與形成於其上之膜。晶圓W保持於頂環(第二圖及第三圖中無圖示)上，並如第三圖之箭頭所示，在晶圓W之中心周圍旋轉。晶圓W之表面藉由頂環而按壓於旋轉之研磨台20上的研磨墊22，晶圓W之膜藉由與研磨墊22滑動接觸而研磨。研磨墊22係具有用於研磨晶圓W之研磨面的研磨具。研磨具亦可使用磨石(固定磨粒)。
照射部11及受光部12設置於研磨台20內，並與晶圓W之表面相對而配置。照射部11具備發出光之光源(無圖示)，並導光於晶圓W的表面。研磨台20每旋轉1次，在包含晶圓W中心之複數個區域照射光。
受光部12接收從晶圓W反射之光。受光部12上連接有分光器13，分光器13按波長分解反射之光，且對各波長測定反射之光之強度。分光器13上連接有第一處理部15A。該第一處理部15A讀取藉由分光器13所取得之光強度資料，而生成反射之光之強度分布。更具體而言，第一處理部15A生成表示各波長之光強度的分光波形。該分光波形作為顯示光波長與強度之關係的線圖(波形)來表示。
照射於晶圓W之光被媒介(第二圖之例係水)與膜之界面、以及膜與下層之界面反射，被此等界面反射之光彼此干涉。該光干涉之方式依膜之厚度(亦即光程長)而變化。因而，從晶圓W返回之光生成的分光波形按膜之厚度而變化。第一處理部15A對分光波形進行FFT(Fast Fourier Transform：高速傅里葉變換)處理而分析分光波形，並從其分析結果決定現在之膜厚度。研磨之膜係矽層，且如第二圖所示媒介係水時，為了防止光被水吸收，宜使用波長為1100nm以下之光。
第一處理部15A連接於第二處理部15B，藉由第一處理部15A所決定之膜厚度的測定值傳送至第二處理部15B。第二處理部15B將膜之厚度與指定之目標值比較，決定膜之厚度是否到達目標值。膜之厚度到達目標值時，第二處理部15B判斷為膜之研磨到達其終點，並傳送研磨終點檢測信號至研磨裝置(CMP裝置)之動作控制器16。動作控制器16接收該研磨終點檢測信號而結束晶圓W之研磨動作。該實施形態係藉由第一處理部15A與第二處理部15B構成研磨監視部。第一處理部15A與第二處理部15B亦可作為1個處理部來設置。
以下，更詳細說明第一處理部15A。第四圖係顯示藉由第一 處理部15A所生成之分光波形圖。第四圖中，橫軸表示從晶圓反射之光的波長，縱軸表示從反射之光的強度導出之相對反射率。該相對反射率係表示光之反射強度的1個指標，具體而言，係光之強度與指定的基準強度之比。各波長中，藉由將光之強度(實測強度)除以指定之基準強度，而從實測強度除去裝置之光學系統或光源固有之強度的變動等不需要之要素，藉此可獲得僅反映膜之厚度資訊的分光波形。第四圖之例中，所研磨的膜係矽層，且照射於晶圓之光係使用紅外線。
基準強度係就各波長預先取得之強度，且各波長中算出相對反射率。具體而言，係藉由將各波長之光強度(實測強度)除以對應之基準強度而求出相對反射率。基準強度例如可為在水存在下研磨尚未形成膜之矽晶圓(裸晶圓)時獲得的光強度。實際之研磨係從實測強度減去黑位準(在遮斷光之條件下獲得的背景強度)而求出修正實測強度，進一步從基準強度減去上述黑位準而求出修正基準強度，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)。
此處，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)係在晶圓不存在狀態下取得之波長λ的背景強度(黑位準)。
第一處理部15A對獲得之分光波形進行高速傅里葉變換(或傅里葉變換)處理來分析分光波形。更具體而言，第一處理部15A抽出分光波形中包含之頻率成分與其強度，使用指定之關係公式將獲得之頻率成分 變換成膜之厚度，而後，生成顯示膜厚度與頻率成分之強度的關係之頻譜。上述之指定關係公式係將頻率成分作為變數之表示膜厚度的一次函數，且可從實測結果等求出。
第五圖係顯示藉由第一處理部15A所生成之頻譜圖。第五圖中，縱軸表示分光波形中包含之頻率成分的強度，橫軸表示膜之厚度。從第五圖瞭解，當厚度t1時強度值最大。換言之，該頻譜顯示膜之厚度係t1。如此從頻譜之峰值決定膜之厚度。
膜厚度之測定宜在研磨台20旋轉1次之中進行複數次。1次之測定時間取決於晶圓W之曝光時間，亦即取決於晶圓W被光照射之時間。因此，在研磨台20旋轉1次之中實施的測定次數，係藉由曝光時間、研磨台20之旋轉速度及頂環之旋轉速度來決定。第六圖係顯示研磨台20與頂環之旋轉速度大致相同時，研磨台20旋轉1次之中進行5次測定的例圖。如第六圖所示，照射部11及受光部12之前端通過晶圓W之中心穿越，在其間進行5次測定。因此，每當研磨台20旋轉1次時，獲得顯示膜厚度之5個測定值。此等測定值從第一處理部15A傳送至第二處理部15B，第二處理部15B依據膜厚度之測定值決定研磨終點。
如上述，研磨台20係旋轉1次而獲得複數個測定值，不過此等測定值中，有些並未正確表示膜之厚度。取得此種可靠性低之測定值的原因為膜表面存在比較大之階差時，因為測定1次而取得包含該階差之區域厚度，或是因為反射之光量基於某種理由而變少等。
第七圖係顯示研磨形成了背面照射(BSI)型影像感測器之晶圓時取得的測定資料表。第七圖所示之例，研磨之膜係矽層。通常背面 照射型影像感測器之製造工序係研磨厚度未達約10μm之矽層。從第七圖瞭解，研磨台20旋轉1次之中，取得顯示矽層之厚度的5個測定值、以及顯示分別對應於此等測定值之頻率成分的強度之5個值。
但是，強度低之測定值往往與其他測定值相差懸殊。換言之，頻率成分之強度低的測定值並未正確表示實際矽層之厚度。因此，頻率成分之強度比指定臨限值低的測定值從測定資料排除，而藉由第二處理部15B取得僅包含可靠性高之測定值的監視資料。第七圖所示之記號○顯示伴隨臨限值以上強度之測定值，記號×顯示伴隨強度比臨限值低之測定值。第七圖中，監視資料係由附加記號○之測定值構成。
每次獲得測定值時，對應於其測定值之頻率成分的強度與臨限值比較。而後，若強度高於臨限值，則藉由第二處理部15B認定其測定值(附加記號○之測定值)為可靠性高之測定值。並將該可靠性高之測定值加入監視資料，使用於監視矽層之厚度。反之，若強度低於臨限值，則其測定值(附加記號×之測定值)不包含於監視資料中。因此，監視資料僅由可靠性高之測定值構成。
第八圖係顯示研磨形成了背面照射(BSI)型影像感測器之晶圓時取得的分光波形圖。第八圖所示之2個分光波形s1、s2，係研磨台20旋轉1次之中在晶圓上的不同區域所取得者。從第八圖瞭解，分光波形s1包含比較清楚之正弦波，而另一方分光波形s2不含清楚之正弦波。此如上述，係因形成於矽層表面之階差，或是反射之光量不足造成的。
第九圖係顯示從第八圖所示之分光波形所生成的頻譜圖。第九圖之縱軸表示分光波形中包含之頻率成分的強度，橫軸表示從頻率成分 變換之矽層厚度。頻率成分之強度表示構成分光波形之正弦波的大小，且與正弦波之振幅概略成正比。第九圖所示之頻譜f1對應於第八圖之分光波形s1，第九圖所示之頻譜f2對應於第八圖之分光波形s2。
從第九圖瞭解，頻譜f1之峰值顯示矽層之厚度係3.5μm。亦即，頻譜f1顯示矽層之厚度係3.5μm。另外，頻譜f2之峰值顯示矽層之厚度係1μm。因此，從頻譜f2獲得之矽層厚度的測定值係1μm。但是該測定值1μm與從頻譜f1獲得之測定值3.5μm相差懸殊。
從第八圖及第九圖瞭解，分光波形上出現清楚之正弦波情況下，頻譜之峰值顯示的強度高。所謂分光波形上出現清楚之正弦波，係指第二圖所示之光彼此的干涉不受矽層厚度變動之影響而進行。因此，此種分光波形可說是含有正確之矽層厚度的資訊。因此，第二處理部15B依據頻譜之峰值顯示的強度，從測定資料排除不正確之測定值，而生成僅由正確之測定值構成的監視資料。更具體而言，第二處理部15B僅將頻譜之峰值顯示的強度高於指定臨限值之測定值加入監視資料中。
臨限值可如以下決定。研磨1片晶圓而取得測定資料，對其取得之測定資料設定假設臨限值，低於假設臨限值之測定值的總數係測定資料之例如20%以下時，採用其假設臨限值作為臨限值。
第九圖所示之例係臨限值設定為1.2。頻譜f1之峰值顯示的強度約為1.8。因此，從頻譜f1之峰值獲得的測定值3.5μm認定為可靠性高之測定值，並用作監視資料。另外，頻譜f2之峰值顯示的強度約0.9。因此，從頻譜f2之峰值獲得的測定值1μm不用作監視資料。如此，測定值依據其對應之頻率成分的強度而區分成可靠性高之測定值與可靠性低之測定值。
第二處理部15B從第一處理部15A接收測定資料，並從該測定資料生成上述監視資料。監視資料如上述，僅包含認定為可靠性高之測定值。第二處理部15B監視監視資料中包含之測定值，並從該測定值到達指定之目標值的時刻決定研磨終點。為了更正確決定研磨終點，宜算出獲得的可靠性高之測定值的移動平均值。此時係將移動平均值到達指定目標值之時刻判斷為研磨終點。此外，為了更正確決定研磨終點，宜求出研磨台20旋轉1次之中所取得的複數個可靠性高之測定值的平均值。進一步宜求出平均值之移動平均值。
臨限值宜依據過去取得之複數個測定值來決定。更具體而言，亦可從過去取得之複數個測定值算出表示可靠性低之測定值的佔有率之不良資料率，以該不良資料率在指定之值以下的方式來決定臨限值。不良資料率係可靠性低之測定值數對過去取得之測定值總數的比例(比率)。例如第七圖中，過去取得之測定值係研磨台20旋轉5次之中所取得的測定值，其總數係25。該25個測定值中包含的可靠性低之測定值(以記號×表示)的數量為8。因此，本例中之不良資料率決定為32%(=8/25×100)。本例係研磨台20每旋轉1次即更新測定值，並將最近5次旋轉中取得之測定值使用於算出不良資料率。
過去取得之複數個測定值的例，可舉出就現在研磨中之晶圓已取得的測定值、就先前研磨之另外晶圓所取得的測定值、及另外研磨裝置在過去所取得之測定值等。
不良資料率取決於臨限值而變化。亦即，提高設定臨限值時不良資料率增加，降低設定臨限值時不良資料率下降。臨限值以不良資料 率為指定之值以下的方式決定。例如，宜以不良資料率為20%以下之方式設定臨限值。
上述之例的臨限值係預設之固定值，不過亦可依據不良資料率之變化而使臨限值變化。例如，不良資料率上昇時，亦可更提高設定臨限值。由於不良資料率之上昇係指測定值全體之可靠性降低，因此，藉由提高臨限值可更嚴格管理測定值。反之，不良資料率下降時，亦可更提高設定臨限值。由於不良資料率之下降係指測定值全體之可靠性提高，因此藉由提高臨限值，可確保可靠性高之測定值數，並更提高測定值之可靠性。
為了使臨限值按不良資料率而變化之一例，為第二處理部15B使用以下公式使臨限值變化。
臨限值=初始臨限值+不良資料率×α
此處，α係預定之係數，且具有正或負之符號。初始臨限值係預設之臨限值。係數α具有正符號時，當不良資料率上昇時，臨限值上昇。另外，係數α具有負的符號時，當不良資料率下降時，臨限值上昇。係數α具有正符號或負符號，係依據晶圓之表面狀態、配線圖案、膜厚等因素來決定。
如此，藉由按照不良資料率之上昇或下降而使臨限值上昇，可提高測定值之可靠性，結果可使研磨終點之檢測精度提高。此種臨限值之更新宜依據從過去之研磨所獲得的測定值定期進行。例如，亦可每當研磨台20旋轉指定次數，或每當研磨指定片數之晶圓時，算出不良資料率，並從獲得之不良資料率算出新的臨限值。
研磨條件若一定，晶圓從開始研磨至研磨結束，其不良資料率概略一定。但是，因晶圓之表面狀態或膜厚等，在研磨之初始階段及/ 或最後階段會發生不良資料率升高。例如，研磨表面粗糙之晶圓時，在研磨之初始階段，膜厚之測定值容易大幅變動。因而，如第十圖所示，在研磨初始階段會發生不良資料率升高。其他例係當晶圓之研磨接近其終點時，膜厚比可測定膜厚之範圍下降，或是下層露出。此時如第十一圖所示，在研磨之最後階段膜厚測定精度下降，結果發生不良資料率上昇。如此當不良資料率升高時，使用於研磨終點檢測之測定值數減少，結果造成研磨終點之檢測精度下降。
因此，如第十圖及第十一圖所示，為了提高研磨終點檢測精度，宜設置不良資料率之基準值及/或上限值，第十圖所示之例係從開始研磨晶圓至不良資料率低於指定的基準值，第二處理部15B不進行研磨終點檢測。隨著晶圓表面趨於平坦，不良資料率下降，如第十圖所示，在某個時刻不良資料率低於基準值。從該時刻開始晶圓之研磨終點檢測。
第十一圖之例係開始研磨後，不良資料率上昇而到達指定之上限值時，第二處理部15B輸出警告信號。此時，第二處理部15B亦可使晶圓之研磨停止。亦可僅設基準值或上限值之任何一方，或是亦可設置兩者。
第十二圖係顯示研磨對象之矽層的厚度與研磨時間之關係圖。第十二圖中，圖形a顯示研磨台20旋轉1次之中取得的複數個測定值之平均值的時間變化，圖形b顯示上述平均值之移動平均值的時間變化。移動平均值係最新複數個之(例如最新3個之)平均值的平均值。測定值之平均值(圖形a)或其移動平均值(圖形b)到達預設之目標值的時刻即為研磨終點。第二處理部15B依據測定值之平均值(圖形a)或其移動平均值(圖形b)到達預設之目標值的時刻，來決定晶圓之研磨終點(亦即矽層之研磨 終點)。從第十二圖瞭解，圖形b比圖形a平滑化。因此，為了檢測更正確之研磨終點，宜算出圖形b所示之移動平均值，並加以監視。
第十三圖係顯示研磨前與研磨後之研磨輪廓圖。縱軸表示矽層之厚度，橫軸表示晶圓半徑方向之位置。第十三圖所示者係矽層之測定值。從第十三圖瞭解，晶圓中心部之測定值的變動比較小。換言之，可以說在晶圓中心部取得之測定值的可靠性高。因此，宜僅使用在晶圓中心部取得之測定值來檢測研磨終點。但是，本發明不限定於本例，亦可使用在晶圓中心部以外區域取得的測定值。例如，亦可僅使用在晶圓周緣部取得之測定值來檢測研磨終點。再者，亦可使用在預先選擇之複數個區域(例如第六圖所示之晶圓的中心部與周緣部)取得的測定值。
第七圖及第九圖之例，係依據頻率成分之強度而將測定值區分為可靠性高者與可靠性低者，不過亦可依據測定值本身來區分其測定值。具體而言，若獲得之測定值在指定之範圍內，則認定其測定值為可靠性高之測定值。例如第十四圖所示，已知研磨之矽層的厚度約為3μm~4μm時，若獲得之測定值在2.0μm~4.0μm的範圍內(第十四圖以斜線表示)，則可判斷其測定值係可靠性高之測定值。另一方面，若獲得之測定值超出2.0μm~4.0μm的範圍，則可判斷其測定值係可靠性低之測定值。如此，在研磨之矽層厚度為已知情況下，可使用其已知厚度之範圍作為測定值的可靠性之判斷基準。
再者，亦可使用對頻率成分之強度的指定臨限值、與對矽層厚度之指定範圍兩者來區分獲得之測定值。第十五圖係顯示使用關於頻率成分之強度的指定臨限值、與關於矽層之厚度的指定範圍，作為區分測定 值之基準的例圖。本例就頻率成分之強度的臨限值係1，就矽層之厚度的臨限值設定在2.0μm~4.0μm之範圍。頻率成分之強度大於或等於1，且矽層之厚度在2.0μm~4.0μm之範圍內時，亦即，頻譜之峰值在第十五圖之網狀線表示的範圍內時，藉由第二處理部15B判斷為其測定值之可靠性高，而加入監視資料中。另外，頻譜之峰值超出第十五圖之網狀線表示的範圍時，判斷其測定值之可靠性低，而不納入監視資料中。
第八圖所示之2個分光波形，其全體向右斜上方傾斜。此種分光波形之全體斜度作為雜訊而出現於頻譜中，妨礙矽層厚度之正確測定。因此，為了獲得不含雜訊之頻譜，亦可進行如下之雜訊除去處理。亦即，準備基準矽晶圓(裸矽晶圓)，對該基準矽晶圓照射紅外線，藉由算出從該基準矽晶圓反射之紅外線的各波長之相對反射率而取得基準分光波形，對該基準分光波形實施高速傅里葉變換處理而預先取得基準頻譜，藉由將晶圓W研磨中獲得之如第九圖所示的頻譜除以上述基準頻譜，而獲得不含雜訊之頻譜。更具體而言，藉由將研磨中獲得之頻譜上各矽層厚度的頻率成分強度除以基準頻譜上對應之頻率成分的強度，來修正頻譜。矽層之厚度及對應的頻率成分強度宜依據該修正後之頻譜來決定。
第十六圖係顯示在矽貫穿電極(TSV)之製造中實施的矽層研磨時所取得之分光波形圖，第十七圖係顯示從第十六圖所示之分光波形所生成的頻譜圖。第十六圖所示之分光波形s3、s4、s5分別對應於第十七圖所示之頻譜f3、f4、f5。由於第十六圖所示之分光波形及第十七圖所示之頻譜，係與第四圖所示之分光波形及第五圖所示之頻譜同樣地生成，因此省略其重複之說明。
矽貫穿電極(TSV)之製造時，研磨之矽層的厚度約為20μm~50μm。即使此種情況，仍可使用頻率成分強度之指定臨限值及/或矽層厚度之指定範圍作為區分測定值的基準。本發明之研磨終點檢測技術，可適用於研磨厚度未達10μm之矽層的BSI處理、及研磨厚度約20μm~50μm之矽層的TSV處理兩者。
研磨矽層時，照射部11宜具有發出紅外線之光源。該情況下，照射部11宜具有切換從該照射部11發出之紅外線量的功能。再者，紅外線之量宜按照研磨之矽層的狀態而改變。矽層狀態之具體例可舉出矽層之厚度、矽層表面之平坦度(面內均勻性)、存在於矽層之下的膜厚度、材質、配線圖案密度。例如研磨如BSI處理之薄矽層時，宜減少從照射部11發出之紅外線量，研磨如TSV處理之厚矽層時，宜增多從照射部11發出之紅外線量。
第十八圖係用於說明判斷可靠性高之測定值與可靠性低之測定值的其他方法圖。第十八圖所示之2個頻譜f6、f7的各峰值顯示之強度比較高。因而，例如臨限值係0.065時，從頻譜f6、f7獲得之矽層厚度的測定值皆可判斷為可靠性高。但是，頻譜f7之峰值形狀比頻譜f6較不明確。一般而言，具有峰值形狀明確的頻譜顯示可靠性高之測定值，峰值形狀不明確的頻譜顯示可靠性低之測定值的趨勢。
因此，本方法係取代頻譜在峰值之強度，而使用在指定觀測厚度之頻率成分的強度，來判斷測定值之可靠性。亦即，在指定觀測厚度之頻率成分的強度比指定之臨限值低時，認定頻譜峰值顯示之矽層厚度的測定值為可靠性高。相對而言，在指定觀測厚度之頻率成分的強度高於或 等於上述指定之臨限值時，認定頻譜峰值顯示之矽層厚度的測定值為可靠性低。
第十八圖所示之例係將觀測厚度設定為2μm，臨限值設定為0.065。頻譜f6在觀測厚度2μm之頻率成分的強度a1比臨限值0.065低。因此，從頻譜f6獲得之測定值判斷為可靠性高。相對而言，頻譜f7在觀測厚度2μm之頻率成分的強度b1比臨限值0.065高。因此從頻譜f7獲得之測定值判斷為可靠性低。觀測厚度亦可有複數個。此種情況下，係比較在各觀測厚度之強度與上述臨限值，並與上述同樣地判斷測定值之可靠性。
本方法亦可除了使用頻譜在峰值之強度外，更使用在指定之觀測厚度的頻率成分強度來判斷測定值的可靠性。亦即，當頻譜之峰值顯示的強度比指定之臨限值高，且在指定觀測厚度之頻率成分的強度比上述指定之臨限值低的情況下，認定頻譜峰值顯示之矽層厚度的測定值為可靠性高。相對而言，當頻譜峰值顯示之強度低於或等於指定的臨限值，及/或在指定之觀測厚度的頻率成分之強度高於或等於上述指定的臨限值情況下，認定頻譜峰值顯示之矽層厚度的測定值為可靠性低。如此，可藉由組合使用峰值之強度的可靠性判斷與使用在指定觀測厚度之強度的可靠性判斷，更正確地判斷測定值。
第十九圖係用於說明第十八圖所示之判斷方法的變形例圖。本方法係將頻譜在峰值之強度與在指定觀測厚度之頻率成分的強度之差(絕對值)與指定之設定值比較。若上述差比設定值大，則從其頻譜峰值決定之矽層厚度的測定值判斷為可靠性高。相對而言，若上述差低於或等於設定值，則從其頻譜峰值決定之矽層厚度的測定值判斷為可靠性低。
第十九圖所示之例中，上述差之設定值設定為0.005。頻譜f6在峰值之強度與在觀測厚度2μm之頻率成分的強度之差a2比設定值0.005大。因此，從頻譜f6之峰值決定的矽層厚度之測定值判斷為可靠性高。另外，頻譜f7在峰值之強度與在觀測厚度2μm之頻率成分的強度之差b2比設定值0.005小。因此，從頻譜f7之峰值決定的矽層厚度之測定值判斷為可靠性低。本例中觀測厚度亦可有複數個。
本方法亦可組合依據頻譜在峰值之強度的可靠性判斷與依據上述差之可靠性判斷。亦即，頻譜之峰值顯示的強度比指定之臨限值高，且上述差比指定之設定值大時，頻譜之峰值顯示的矽層厚度之測定值認定為可靠性高。相對而言，頻譜之峰值顯示的強度低於或等於指定之臨限值，及/或上述差低於或等於指定之設定值時，頻譜之峰值顯示的矽層厚度之測定值認定為可靠性低。
第二十圖係用於說明判斷可靠性高之測定值與可靠性低之測定值的另外方法圖。通常晶圓如第二十一圖所示地具有多層構造。第二十一圖所示之例係在基礎層(例如矽層)上形成有第二膜，並在其上形成有第一膜。研磨之對象物係在最上層的第一膜。第一膜及第二膜由使光透過之材料構成時(例如第一膜為矽層，第二膜為二氧化矽(SiO2)等之絕緣膜)，光在第一膜之表面、第一膜與第二膜之界面、及第二膜與基礎層之界面反射。因此，來自晶圓之反射光包含第一膜與第二膜之厚度資訊。因而如第二十圖所示，從反射光生成之頻譜上出現顯示第一膜之厚度的峰值、及顯示第二膜之厚度的峰值。
本實施形態之上述指定的觀測厚度係選擇第二膜之厚度。該 第二膜之厚度從頻譜上出現之峰值的位置來決定。第一膜厚度之測定值的可靠性係依據藉由顯示第一膜厚度之峰值而特定的頻率成分之強度c1、與藉由顯示第二膜之厚度而特定的頻率成分之強度c2之差dY(=c1-c2)來判斷。具體而言，差dY比指定之設定值大時，第一膜厚度之測定值判斷為可靠性高。
之前的實施形態，指定之觀測厚度係固定值，而本實施形態之觀測厚度可依顯示第二膜厚度之峰值的位置而改變。本實施形態由於使用頻率成分的強度之差，亦即使用相對性強度，因此具有測定值之可靠性判斷不易受到外部干擾之影響的優點。例如，來自照射部11之光的照度變化時，雖然頻譜全體變化，不過頻率成分的強度之差不易變化。因此，可更正確地進行測定值的可靠性判斷，結果可使研磨終點檢測之精度提高。
為了使第一膜厚度之測定值的可靠性判斷精度提高，宜將藉由顯示第一膜厚度之峰值而特定的頻率成分之強度c1比指定之第一下限值Y1大，且藉由顯示第二膜厚度之峰值而特定的頻率成分之強度c2比指定之第二下限值Y2大作為條件，第二處理部15B將差dY與上述設定值比較。例如，頻率成分之強度c1比指定之第一下限值Y1大，頻率成分之強度c2比指定之第二下限值Y2大，且強度c1與強度c2之差dY比指定之設定值大時，第一膜之厚度的測定值判斷為可靠性高。第一下限值Y1與第二下限值Y2亦可為相同值。如此，藉由判斷頻率成分之強度本身是否比下限值大，可更正確進行測定值之可靠性判斷，結果可使研磨終點檢測之精度提高。另外，第二十圖之表示膜厚的橫軸為表現使用矽之折射率的矽膜厚換算值。換言之，由於第二膜為絕緣膜，因此第二十圖所示之第二膜厚度的值表示換算 成矽膜厚之厚度。
第二十二圖係示意顯示可執行上述研磨終點檢測方法之研磨裝置的剖面圖。如第二十二圖所示，研磨裝置具備支撐研磨墊22之研磨台20、保持晶圓W而按壓於研磨墊22之頂環24、及供給研磨液(漿液)至研磨墊22之研磨液供給機構25。研磨台20連結於配置在其下方之馬達(無圖示)，且可在軸心周圍旋轉。研磨墊22固定於研磨台20之上面。
研磨墊22之上面22a構成研磨晶圓W之研磨面。頂環24經由頂環軸桿(top ring shaft)28連結於馬達及昇降汽缸(無圖示)。藉此，頂環24可昇降，且可在頂環軸桿28周圍旋轉。在該頂環24之下面藉由真空吸著等保持晶圓W。
保持於頂環24下面之晶圓W藉由頂環24而旋轉，並藉由頂環24按壓於旋轉之研磨台20上的研磨墊22之研磨面22a。從研磨液供給機構25供給研磨液至研磨墊22之研磨面22a，在晶圓W表面與研磨墊22之間存在研磨液的狀態下，研磨晶圓W之表面。使晶圓W與研磨墊22滑動接觸之相對移動機構藉由研磨台20及頂環24而構成。
研磨台20中形成有在其上面開口之第一孔30A及第二孔30B。又，研磨墊22中，在對應於此等孔30A、30B之位置形成有通孔31。孔30A,、30B與通孔31連通，通孔31在研磨面22a開口。第一孔30A經由液體供給路徑33及旋轉接頭32連結於液體供給源35，第二孔30B連結於液體排出路徑34。
晶圓W研磨中，從液體供給源35將透明液體之水(宜為純水)經由液體供給路徑33供給至第一孔30A及通孔31，填滿晶圓W之下面與光纖 12、41前端之間的空間。水進一步流入第二孔30B，並通過液體排出路徑34而排出。研磨液與水一起排出，藉此確保光程。在液體供給路徑33中設有與研磨台20之旋轉同步工作的閥門(無圖示)。該閥門係以晶圓W不位於通孔31上時停止水之流動，或是減少水之流量的方式動作。本實施形態中，藉由液體供給源35及液體供給路徑33構成水供給機構。
研磨裝置具有按照上述方法監視研磨進度，且檢測研磨終點之研磨監視裝置。該研磨監視裝置亦發揮研磨終點檢測裝置之功能。研磨監視裝置具備：將光照射於晶圓W之被研磨面的照射部11；作為接收從晶圓W返回之反射光的受光部之光纖12；按波長分解從晶圓W反射之光，在整個指定之波長範圍測定光之強度的分光器13；從藉由分光器13取得之光強度資料決定膜厚度的第一處理部15A；及監視從第一處理部15A獲得之膜厚度，且決定晶圓W之研磨終點(膜之研磨終點)的第二處理部15B。第一處理部15A與第二處理部15B亦可作為1個處理部來設置。
照射部11具備光源40、及連接於光源40之光纖41。光纖41係將藉由光源40發出之光引導至晶圓W表面的光傳送部。光纖41及光纖12之前端位於第一孔30A內，且位於晶圓W之被研磨面的附近。光纖41及光纖12之各前端在保持於頂環24之晶圓W中心相對而配置，如第三圖及第六圖所示，每當研磨台20旋轉時，光可照射於包含晶圓W中心之複數個區域。研磨之膜係矽層時，宜使用比較容易通過水中之波長1100nm以下的光。
光源40係使用發光二極體(LED)、鹵素燈、氙燈等。光纖41與光纖12彼此並聯配置。光纖41及光纖12之各前端對晶圓W表面大致垂直地配置，光纖41可大致垂直地照射光至晶圓W的表面。
晶圓W研磨中，從照射部11照射光至晶圓W，並藉由光纖12接收從晶圓W反射之光。在照射光期間，於孔30A、30B及通孔31中供給水，藉此，以水填滿光纖41及光纖12之各前端與晶圓W表面之間的空間。分光器13在整個指定之波長範圍測定反射之光強度，並將獲得之光強度資料傳送至第一處理部15A。第一處理部15A對上述之分光波形進行FFT(高速傅里葉變換)處理，來決定膜之厚度，第二處理部15B依據從第一處理部15A獲得之膜厚度決定研磨終點。
第二十三圖係顯示第二十二圖所示之研磨裝置的變形例之剖面圖。第二十三圖所示之例並未設置液體供給路徑、液體排出路徑、液體供給源。而代之以在研磨墊22上形成有透明窗45。照射部11之光纖41通過該透明窗45，照射光至研磨墊22上之晶圓W的表面，作為受光部之光纖12通過透明窗45接收從晶圓W反射的光。其他構成與第二十二圖所示之研磨裝置同樣。
上述實施形態使用之晶圓(基板)的例子，可舉出將單層或多層絕緣膜形成於表面之晶圓、製造背面照射(BSI)型影像感測器或矽貫穿電極(TSV)時使用的晶圓。研磨之膜係矽層時，照射於晶圓之光適合使用紅外線。矽層亦可係矽晶圓本身。再者，本發明亦可適用於矽晶圓本身之研磨(研削)。例如，本發明可適用於矽晶圓之背面研削。研磨(研削)矽晶圓之裝置可使用磨石作為研磨具來取代研磨墊22。
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。上述實施形態之各種變形例，只要是熟悉本技術之業者當然可形成，且本發明之技術性構想亦可適用於其他實施 形態。因此，本發明不限定於記載之實施形態，而應為按照申請專利範圍所定義之技術性構想的最廣範圍。
11‧‧‧照射部
12‧‧‧受光部(光纖)
13‧‧‧分光器
15A‧‧‧第一處理部
15B‧‧‧第二處理部
16‧‧‧動作控制器
W‧‧‧晶圓

Claims (9)

  1. 一種研磨方法，係研磨在表面形成有膜之基板的方法，其特徵為：將基板按壓於旋轉之研磨台上的研磨具來研磨前述基板，於前述基板之研磨中，將光照射於前述基板，接收從前述基板反射之光，對各波長測定前述反射之光之強度，前述反射之光具有1100nm以下之波長，測出之前述光之強度除以指定之基準強度而算出相對反射率，生成顯示前述相對反射率與前述光之波長之關係的分光波形，對前述分光波形進行傅里葉變換處理，以決定前述膜之厚度及對應的頻率成分之強度，依據前述決定之膜厚度到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨方法，其中，在前述決定之頻率成分的強度比指定之臨限值高的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性高的測定值，在前述決定之頻率成分的強度比前述指定之臨限值低或相同的情況下，認定前述決定之膜厚度為可靠性低的測定值，依據前述可靠性高之測定值到達指定之目標值的時刻，決定前述基板之研磨終點。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之研磨方法，其中，算出不良資料率，並依據前述不良資料率使前述指定之臨限值變化，前述不良資料率表示 可靠性低的測定值之數量對過去取得之可靠性高的測定值之數量與可靠性低的測定值之數量之總和的比率。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之研磨方法，其中，隨前述不良資料率上昇，而使前述指定之臨限值上昇。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之研磨方法，其中，隨前述不良資料率下降，而使前述指定之臨限值上昇。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之研磨方法，其中，從前述基板開始研磨起，在前述不良資料率低於指定的基準值之前，不決定前述基板之研磨終點。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之研磨方法，其中，在前述基板之研磨中，於前述不良資料率上昇並已到達指定之上限值的情況下，輸出警告信號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之研磨方法，其中，在前述基板之研磨中，於前述不良資料率上昇並已到達前述指定之上限值的情況下，使前述基板之研磨停止。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之研磨方法，其中，前述膜係由絕緣膜、金屬膜或矽層所構成。
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