TWI657894B - 研磨方法及研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種依據來自晶圓等基板之反射光所含的光學資訊測定膜厚，而且研磨該基板之研磨方法及研磨裝置者。研磨方法準備分別包含對應於不同膜厚之複數個參考光譜的複數個光譜群，在基板上照射光，而且接收來自該基板之反射光，從反射光生成抽樣光譜，選擇抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，來研磨基板而且生成測定光譜，並從選出之光譜群選擇基板研磨中所生成之測定光譜中形狀最接近的參考光譜，而取得對應於選出之參考光譜的膜厚。

Description

研磨方法及研磨裝置
本發明係關於一種依據來自晶圓等基板之反射光所含的光學資訊測定膜厚，而且研磨該基板之研磨方法及研磨裝置者。
半導體元件之製造程序中，為了研磨晶圓表面而廣泛使用研磨裝置，更詳細而言，係使用CMP(化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing))裝置。一般而言，CMP裝置具備用於測定研磨中之晶圓膜厚的膜厚測定器。CMP裝置係以研磨晶圓而且測定膜厚，並依據膜厚之測定值檢測晶圓的研磨終點，或是控制晶圓面內之殘留膜厚的分布之方式構成。CMP裝置中作為測定對象之膜厚係最上層之被研磨膜的厚度，且本說明書中只要無特別限制，「膜厚」係指「被研磨膜之厚度」者。
膜厚測定器之一例習知有光學式膜厚測定器。該光學式膜厚測定器係以在晶圓表面照射光，接收來自晶圓之反射光，從反射光之光譜決定晶圓膜厚的方式構成。反射光之光譜隨晶圓之膜厚而變化。因此，光學系膜厚測定器可依據光譜決定膜厚。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特表2008-503356號公報
[專利文獻2]國際公開第2008/032753號文件
但是，關於被研磨膜，即使在相同膜厚條件下，因膜之基底層的構造變動，反射光之光譜也會發生變化。例如，反射光之光譜會隨形成於基底層之凹部深度及寬度而變化。第十九圖係顯示晶圓表面構造之剖面圖。構成晶圓露出面之膜100(例如二氧化矽(SiO2)膜)形成於基底層101(例如矽層)上。基底層101中形成有凹部103，凹部103被膜100之一部分填滿。符號t1表示膜100之厚度，符號t2表示凹部103之深度，符號d2表示凹部103之寬度，符號d1表示基底層101之凹部103以外的部分寬度。
第二十圖係顯示隨凹部103之深度t2而變化的反射光之光譜圖。第二十圖之縱軸表示光之反射率(矽晶圓於水研磨時對反射光之相對反射率)，橫軸表示光之波長。第二十圖所示之光譜係從寬度d2對膜100的厚度t1及寬度d1之比不變，在使凹部103之深度t2逐漸變化的條件下實施之光反射模擬而獲得者。從第二十圖瞭解，即使膜100之厚度t1相同，反射光之光譜仍會隨凹部103之深度t2變化而偏移。
第二十一圖係顯示隨凹部103之寬度d2而變化的反射光之光譜圖。第二十一圖所示之光譜係從膜100之厚度t1及凹部103的深度t2不變，使凹部103之寬度d2(更具體而言，即寬度d2對寬度d1之比)逐漸變化條件下所實施的光反射模擬而獲得者。從第二十一圖瞭解，即使膜100之厚度t1相同，反射光之光譜仍會隨凹部103之寬度d2變化而偏移。
實際之晶圓中當然還堆疊有幾層膜及配線，在製造過程各階 段之研磨中，往往會要求控制被研磨膜(下層有凹凸情況下，形成於凸部上的膜)之厚度。本說明書中，包括在被研磨膜下側之各層而稱為基底層。
本發明之目的為提供一種排除基底層構造變動之影響，可測定正確膜厚之研磨方法及研磨裝置。
本發明一種態樣之研磨方法的特徵為：準備分別包含對應於不同膜厚之複數個參考光譜的複數個光譜群，在基板上照射光，而且接收來自該基板之反射光，從前述反射光生成用於選擇光譜群之抽樣光譜，選擇前述抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，來研磨前述基板而且生成用於取得膜厚之測定光譜，並從前述選出之光譜群選擇前述基板研磨中所生成之前述測定光譜中形狀最接近的參考光譜，而取得對應於前述選出之參考光譜的膜厚。
本發明其他態樣之研磨方法的特徵為：研磨參考基板而取得 包含複數個參考光譜之至少1個光譜群，以前述參考基板之研磨率視為一定的方式修正前述複數個參考光譜，取得對應於不同膜厚之複數個修正參考光譜，在基板上照射光，而且接收來自該基板之反射光，研磨前述基板而且生成用於取得膜厚之測定光譜，從前述至少1個光譜群選擇前述基板研磨中所生成之前述測定光譜中形狀最接近的修正參考光譜，而取得對應於前述選出之修正參考光譜的膜厚。
本發明其他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，其係在前述研磨墊上按壓基板來研磨前述基板；記憶裝置，其係記憶有分別包含對應於不同膜厚之複數個參考光譜的複數個光 譜群；及光學式膜厚測定器，其係取得前述基板之膜厚；前述光學式膜厚測定器在基板上照射光而且接收來自該基板之反射光，從前述反射光生成用於選擇光譜群之抽樣光譜，選擇前述抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，研磨前述基板而且生成用於取得膜厚之測定光譜，從前述選出之光譜群選擇前述基板研磨中所生成之前述測定光譜中形狀最接近的參考光譜，而取得對應於前述選出之參考光譜的膜厚。
採用本發明時，藉由選擇抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，可排除基底層構造差異之影響。結果，關於被研磨膜可取得更正確之膜厚。
1‧‧‧研磨墊
1a‧‧‧研磨面
3‧‧‧研磨台
3a‧‧‧台軸
5‧‧‧研磨頭
6‧‧‧載體
7‧‧‧彈性膜
7a‧‧‧分隔壁
8‧‧‧扣環
9‧‧‧彈性膜
10‧‧‧研磨液供給噴嘴
12‧‧‧研磨控制部
16‧‧‧研磨頭軸桿
17‧‧‧連結手段
18‧‧‧研磨頭馬達
19‧‧‧台馬達
20‧‧‧上下運動機構
25‧‧‧光學式膜厚測定器
31‧‧‧膜厚感測器
32‧‧‧處理部
42‧‧‧投光部
43‧‧‧受光部(光纖)
44‧‧‧分光器
47‧‧‧光源
48‧‧‧光纖
50A‧‧‧第一孔
50B‧‧‧第二孔
51‧‧‧通孔
53‧‧‧液體供給路徑
54‧‧‧液體排出路徑
55‧‧‧液體供給源
58‧‧‧記憶裝置
60‧‧‧資料伺服器
61‧‧‧光譜群資料庫
62‧‧‧光譜群選擇履歷資料庫
70‧‧‧研磨裝置
100‧‧‧膜
101‧‧‧基底層
103‧‧‧凹部
D1、D2、D3、D4、D5‧‧‧壓力室
G1、G2、G3、G4、G5‧‧‧流體管線
U1、U2、U3、U4、U5‧‧‧真空管線
W‧‧‧晶圓
W1~W3‧‧‧晶圓
W4‧‧‧參考晶圓
第一圖係顯示本發明之實施形態的研磨裝置圖。
第二圖係顯示研磨頭之詳細構造剖面圖。
第三圖係顯示具備光學式膜厚測定器之研磨裝置的示意剖面圖。
第四圖係用於說明光學式膜厚測定器之原理的示意圖。
第五圖係顯示晶圓與研磨台之位置關係的俯視圖。
第六圖係顯示藉由處理部所生成之光譜圖。
第七圖係說明從獲得之測定光譜與複數個參考光譜的比較決定膜厚之程序圖。
第八圖係顯示參考光譜之膜厚與研磨時間的關係曲線圖。
第九圖係顯示抽樣光譜與參考光譜之圖。
第十圖係說明從複數個光譜群選擇1個光譜群之工序的示意圖。
第十一圖係顯示研磨1片晶圓時研磨台在各旋轉中決定膜厚流程之一例的流程圖。
第十二圖係顯示用於管理光譜群之資料庫系統的構成圖。
第十三圖係顯示就1片標的晶圓，使用複數個光譜群所估計之研磨中的膜厚輪廓圖。
第十四圖係用於說明以參考晶圓研磨中之研磨率視為一定的方式，修正對應之參考光譜的工序之圖。
第十五圖係顯示修正參考光譜之效果圖。
第十六圖係顯示用於求出第十四圖所示之估計線的一種方法之曲線圖。
第十七圖係說明為了獲得估計線之另外方法的曲線圖。
第十八圖係顯示關於第十三圖所示之標的晶圓與光譜群，藉由利用光譜變化量之方法修正參考光譜所獲得的膜厚輪廓圖。
第十九圖係顯示晶圓之表面構造的剖面圖。
第二十圖係顯示隨形成於基底層之凹部深度而變化的反射光之光譜圖。
第二十一圖係顯示隨形成於基底層之凹部寬度而變化的反射光之光譜圖。
以下，參考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：安裝了具有研磨面1a之研磨墊1的研磨台3；保持基板之一例的晶圓W，且將晶圓W 按壓於研磨台3上之研磨墊1而研磨用的研磨頭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而連結於配置在其下方之台馬達19，研磨台3藉由該台馬達19可在箭頭顯示之方向旋轉。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構成可藉由真空吸引而在其下面保持晶圓W。研磨頭軸桿16可藉由無圖示之上下運動機構而上下運動。
晶圓W之研磨進行如下。使研磨頭5及研磨台3分別在箭頭顯示之方向旋轉，並從研磨液供給噴嘴10在研磨墊1上供給研磨液(漿液)。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。
第二圖係顯示研磨頭5之詳細構造剖面圖。研磨頭5具備：圓板狀之載體6；在載體6之下形成複數個壓力室D1、D2、D3、D4之圓形柔軟的彈性膜7；及以包圍晶圓W之方式配置，而按壓研磨墊1之扣環8。壓力室D1、D2、D3、D4形成於彈性膜7與載體6的下面之間。
彈性膜7具有複數個環狀之分隔壁7a，壓力室D1、D2、D3、D4藉由此等分隔壁7a而彼此隔離。中央之壓力室D1係圓形，其他壓力室D2、D3、D4係環狀。此等壓力室D1、D2、D3、D4排列成同心圓狀。研磨頭5亦可僅具備1個壓力室，或是亦可具備5個以上之壓力室。
壓力室D1、D2、D3、D4連結有流體管線G1、G2、G3、G4，壓力調整後之加壓流體(例如加壓空氣等之加壓氣體)可通過流體管線G1、 G2、G3、G4而供給至壓力室D1、D2、D3、D4中。流體管線G1、G2、G3、G4上連接有真空管線U1、U2、U3、U4，藉由真空管線U1、U2、U3、U4可在壓力室D1、D2、D3、D4中形成負壓。壓力室D1、D2、D3、D4之內部壓力可彼此獨立地變化，藉此，可對晶圓W對應之4個區域，亦即對中央部、內側中間部、外側中間部、及周緣部獨立調整研磨壓力。
在扣環8與載體6之間配置有環狀的彈性膜9。該彈性膜9內部形成有環狀的壓力室D5。該壓力室D5連接有流體管線G5，壓力調整後之加壓流體(例如加壓空氣)可通過流體管線G5而供給至壓力室D5中。又，流體管線G5上連接有真空管線U5，藉由真空管線U5可在壓力室D5中形成負壓。整個扣環8可隨壓力室D5中之壓力變化而上下方向運動。壓力室D5中之壓力施加於扣環8，扣環8與彈性膜7獨立可直接按壓研磨墊1地構成。晶圓W研磨中，扣環8在晶圓W周圍按壓研磨墊1，而且彈性膜7對研磨墊1按壓晶圓W。
載體6固定於頭軸桿16之下端，頭軸桿16連結於上下運動機構20。該上下運動機構20係以使頭軸桿16及研磨頭5上昇及下降，進一步使研磨頭5位於指定高度之方式構成。發揮該研磨頭定位機構功能之上下運動機構20為使用伺服馬達與滾珠螺桿機構之組合。
上下運動機構20使研磨頭5位於指定高度，在該狀態下於壓力室D1~D5中供給加壓流體。彈性膜7接受壓力室D1~D4中之壓力，將晶圓W對研磨墊1按壓，扣環8接受壓力室D5中之壓力而按壓研磨墊1。在該狀態下研磨晶圓W。
研磨裝置具備取得晶圓W之膜厚的光學式膜厚測定器25。該 光學式膜厚測定器25具備：取得隨晶圓W膜厚而變化之光學信號的膜厚感測器31；及從光學信號決定膜厚之處理部32。膜厚感測器31配置於研磨台3內部，處理部32連接於研磨控制部12。膜厚感測器31如符號A所示地與研磨台3一體旋轉，而取得保持於研磨頭5之晶圓W的光學信號。膜厚感測器31連接於處理部32，藉由膜厚感測器31取得之光學信號可傳送至處理部32。
第三圖係顯示具備光學式膜厚測定器25之研磨裝置的示意剖面圖。研磨頭軸桿16可經由皮帶等連結手段17連結於研磨頭馬達18而旋轉。研磨頭5藉由該研磨頭軸桿16之旋轉而在箭頭顯示之方向旋轉。
如上述，光學式膜厚測定器25具備膜厚感測器31與處理部32。膜厚感測器31係以在晶圓W表面照射光，接收來自晶圓W之反射光，並按照波長分解其反射光之方式構成。膜厚感測器31具備：將光照射於晶圓W之被研磨面的投光部42；作為接收從晶圓W返回之反射光的受光部之光纖43；及按照波長分解來自晶圓W之反射光，在整個指定之波長範圍測定反射光強度之分光器44。
在研磨台3中形成有在其上面開口之第一孔50A及第二孔50B。又，研磨墊1中，在對應於此等孔50A、50B之位置形成有通孔51。孔50A、50B與通孔51連通，通孔51在研磨面1a開口。第一孔50A經由液體供給路徑53及旋轉接頭(無圖示)而連結於液體供給源55，第二孔50B連結於液體排出路徑54。
投光部42具備：發出多波長之光的光源47；及連接於光源47之光纖48。光纖48係將藉由光源47所發出之光引導至晶圓W表面的光傳送部。光纖48及光纖43之前端位於第一孔50A中，且位於晶圓W之被研磨面附 近。光纖48及光纖43之各前端朝向保持於研磨頭5之晶圓W而配置。每當研磨台3旋轉時，在晶圓W之複數個區域照射光。光纖48及光纖43之各前端宜以通過保持於研磨頭5之晶圓W中心的方式配置。
晶圓W的研磨中，作為透明液體之水(宜為純水)從液體供給源55經由液體供給路徑53而供給至第一孔50A，填滿晶圓W之下面與光纖48、43前端之間的空間。水進一步流入第二孔50B，並通過液體排出路徑54排出。研磨液與水一起排出，藉此確保光程。液體供給路徑53中設有與研磨台3之旋轉同步工作的閥門(無圖示)。該閥門係以當晶圓W不在通孔51上之位置時停止水流動，或是減少水流量之方式動作。
光纖48與光纖43彼此橫向配置。光纖48及光纖43之各前端對晶圓W表面垂直配置，光纖48可對晶圓W表面垂直照射光。
晶圓W的研磨中，從投光部42照射光於晶圓W，並藉由光纖(受光部)43接收來自晶圓W之反射光。分光器44在整個指定波長範圍測定各波長之反射光強度，並將獲得之光強度資料傳送至處理部32。該光強度資料係反映晶圓W膜厚之光學信號，且由反射光之強度及對應的波長構成。處理部32從光強度資料生成表示各波長光之強度的光譜，進一步從光譜決定晶圓W之膜厚。
第四圖係用於說明光學式膜厚測定器25之原理的示意圖。第五圖係顯示晶圓W與研磨台3之位置關係的俯視圖。第四圖所示之例，係晶圓W具有：下層膜；及形成於其上之上層膜。上層膜例如係矽層或絕緣膜。投光部42及受光部43與晶圓W表面相對而配置。投光部42每當研磨台3旋轉1次時，在包含晶圓W中心之複數個區域照射光。
照射於晶圓W之光在媒介(第四圖之例係水)與上層膜的界面、及上層膜與下層膜之界面反射，在此等界面反射之光波彼此干擾。該光波干擾之方式依上層膜之厚度(亦即光程長)而變化。因而，從來自晶圓W之反射光而生成的光譜隨上層膜之厚度而變化。分光器44按照波長分解反射光，並各波長測定反射光強度。處理部32從得自分光器44之反射光的強度資料(光學信號)生成光譜。以下，將從來自研磨之晶圓W的反射光所生成之光譜稱為測定光譜。該測定光譜作為顯示光波長與強度之關係的曲線圖(亦即分光波形)來表示。光強度亦可作為反射率或相對反射率等之相對值來表示。
第六圖係顯示藉由處理部32所生成之測定光譜的圖。第六圖中，橫軸表示從晶圓反射之光的波長，縱軸表示從反射之光強度導出的相對反射率。所謂相對反射率係表示光之反射強度的1個指標，具體而言，係光強度與指定的基準強度之比。各波長中藉由將光強度(實測強度)除以指定的基準強度，而從實測強度除去裝置之光學系統及光源固有的強度變動等不需要的雜訊，藉此，可獲得僅反映膜之厚度資訊的測定光譜。
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。基準強度例如可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黑位準(在遮蔽光條件下獲得之背景強度)來求出修正實測強度，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來求出相對反射率。具體而言，相對反射率R(λ)可使用以下 公式求出。
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)係在遮蔽光狀態下取得之波長λ的背景強度(黑位準)。
處理部32係以從測定光譜與複數個參考光譜之比較來決定膜厚的方式構成。光學式膜厚測定器25連接於儲存有複數個參考光譜之第一圖及第三圖所示的記憶裝置58。第七圖係說明從測定光譜與複數個參考光譜之比較而決定膜厚的程序圖。處理部32藉由比較研磨中所生成之測定光譜與複數個參考光譜，決定測定光譜中形狀最接近之參考光譜，而取得與該決定之參考光譜相關連的膜厚。測定光譜中形狀最接近之參考光譜，係參考光譜與測定光譜間之相對反射率的差為最小的光譜。
複數個參考光譜係藉由研磨與研磨對象之晶圓(以下，有時稱為標的晶圓或標的基板)相同，或是具有同等初期膜厚之參考晶圓而預先取得者，各參考光譜可與取得其參考光譜時之膜厚相關連。亦即，各參考光譜係不同膜厚時取得者，且複數個參考光譜對應於複數個不同膜厚。因此，藉由特定測定光譜中形狀最接近之參考光譜，可估計現在之膜厚。
說明取得複數個參考光譜之工序的一例。首先，準備與標的晶圓相同，或具有同等膜厚之參考晶圓。將參考晶圓搬送至無圖示之膜厚測定器，藉由膜厚測定器測定參考晶圓之初期膜厚。其次，將參考晶圓搬送至第一圖所示之研磨裝置，將作為研磨液之漿液供給於研磨墊1而且研磨 參考晶圓。參考晶圓的研磨中，如上述，係在參考晶圓表面照射光，取得來自參考晶圓之反射光的光譜(亦即參考光譜)。參考光譜係研磨台3每次旋轉時取得。因此，在參考晶圓研磨中取得複數個參考光譜。參考晶圓研磨結束後，將參考晶圓再度搬送至上述膜厚測定器，測定研磨後之參考晶圓的膜厚(亦即最後膜厚)。
第八圖係顯示參考晶圓之膜厚與研磨時間的關係曲線圖。參考晶圓之研磨率一定時，如第八圖所示，膜厚隨研磨時間而直線性減少。換言之，膜厚可使用包含變數為研磨時間之一次函數來表示。研磨率可藉由將初期膜厚Tini與最後膜厚Tfin之差除以到達最後膜厚Tfin之研磨時間t而算出。
如上述，由於參考光譜係以研磨台3每旋轉一次為週期而取得，因此，取得各個參考光譜時之研磨時間可從研磨台3之旋轉速度算出。或是，當然可以更精密地測定從開始研磨時刻至取得各參考光譜之時間。進一步可從取得各參考光譜之研磨時間算出對應於各參考光譜的膜厚。如此，取得對應於不同膜厚之複數個參考光譜。各參考光譜可與對應之膜厚相關連(可相結合)。因此，處理部32藉由在晶圓研磨中特定測定光譜中形狀最接近之參考光譜，可從與該參考光譜相關連之膜厚決定現在的膜厚。
已知須研磨之晶圓(標的晶圓)的剖面構造時，亦可藉由光反射之模擬來取得參考光譜。該模擬係將標的晶圓之構造建立在電腦上，藉由使膜厚逐漸減少，而且模擬在標的晶圓上照射光時獲得之光譜來執行。如此，亦可從電腦上之模擬取得對應於不同膜厚之複數個參考光譜。
反射光之光譜隨膜厚而變化。因此，若膜厚不變化則光譜亦 不變化。但是，如第二十圖及第二十一圖所示，即使膜厚相同，光譜仍會藉由膜之基底層的構造差異而改變。基底層之構造在晶圓表面內的各區域不同，又，有時晶圓之間也不同。此種基底層之構造差異會妨礙正確之膜厚測定。
為了排除因此種基底層構造差異對光譜變化之影響，處理部32係使用分別包含對應於不同膜厚之複數個參考光譜的複數個光譜群來決定膜厚。處理部32連接於記憶有複數個光譜群之記憶裝置58。此等不同光譜群中包含之參考光譜，係從參考晶圓上不同區域反射之光所生成的參考光譜、使用複數個參考晶圓所取得的參考光譜、或是藉由光反射模擬所取得之參考光譜。
說明取得複數個光譜群之工序的一例。本例係使用1片與標的晶圓相同、或具有同等膜厚之參考晶圓。參考晶圓之膜厚亦可比標的晶圓之膜厚大。又，若在研磨初期允許不正確求出膜厚時，則參考晶圓之膜厚亦可比標的晶圓之膜厚稍小。研磨參考晶圓，而且在定義於該參考晶圓上之複數個區域照射光，從此等複數個區域所反射之光生成複數個參考光譜，藉由將所生成之複數個參考光譜按照複數個區域分類，而取得複數個光譜群。基底層之構造與參考晶圓之各區域稍有不同。因此，取得反映基底層之構造差異的複數個光譜群。
說明取得複數個光譜群之工序的其他例。本例係使用與標的晶圓相同，或具有同等膜厚之複數個參考晶圓。複數個參考晶圓之膜厚亦可比標的晶圓之膜厚大。又，若在研磨初期允許不正確求出膜厚時，則參考晶圓之膜厚亦可比標的晶圓之膜厚稍小。從複數個參考晶圓選擇1個參考 晶圓，研磨該選出之參考晶圓，而且在該參考晶圓上照射光，從參考晶圓所反射之光生成複數個參考光譜而取得1個以上的光譜群，逐片改變選擇之參考晶圓，藉由反覆進行上述在參考晶圓上照射光之工序及上述取得1個以上光譜群之工序，直至研磨全部的參考晶圓，而取得複數個光譜群。基底層之構造與各參考晶圓稍有不同。因此，取得反映基底層之構造差異的複數個光譜群。基底層之構造不僅在晶圓之間，即使在晶圓面內也不同情況下，當然係在各參考晶圓之複數個區域取得光譜群。
研磨標的晶圓中，如上述在標的晶圓上照射光。處理部32從標的晶圓返回之反射光生成光譜，選擇包含該生成之光譜中形狀最接近之參考光譜的光譜群。以下，將使用於光譜群之選擇的光譜稱為抽樣光譜。抽樣光譜與測定光譜相同，係從研磨之晶圓W所反射的光生成之光譜。抽樣光譜與參考光譜間之形狀的對比，依據抽樣光譜與參考光譜之偏差來執行。更具體而言，處理部32係使用以下公式算出2個光譜間之偏差。
此處，λ係光之波長，λ1、λ2係決定作為監視對象之光譜波長範圍的下限值及上限值，Rc係構成抽樣光譜之相對反射率，Rp係構成參考光譜之相對反射率。另外，研磨中考慮在原位測定膜厚之反射光強度的變動及雜訊影響，亦可實施Rc或Rp除以平均波長等的正規化處理、與附近測定區域之平均、與過去數個步驟之測定值的平均時間等之前處理。
第九圖係顯示抽樣光譜與參考光譜之圖。上述公式(2)係算 出抽樣光譜與參考光譜之偏差的公式，且該偏差相當於藉由此等2個光譜而包圍的區域(第九圖以陰影顯示)。處理部32使用上述公式(2)決定與抽樣光譜偏差最小之參考光譜，亦即決定抽樣光譜中形狀最接近之參考光譜。再者，處理部32從複數個光譜群選擇上述決定之參考光譜所屬的光譜群。
第十圖係說明從複數個光譜群選擇1個光譜群之工序的示意圖。記憶裝置58(參考第一圖及第三圖)中預先記憶有如第十圖所示之複數個光譜群。各光譜群中包含對應於被研磨膜之不同膜厚的複數個參考光譜。處理部32從標的晶圓反射之光生成抽樣光譜，決定(選擇)該抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的1個光譜群。
複數個光譜群在基底層構造不同之條件下取得。因此，因基底層構造差異造成各光譜群之參考光譜不同。藉由選擇抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，可排除基底層構造差異之影響。結果，處理部32可取得更正確之膜厚。
取得光譜群之晶圓面上的複數個區域(以下稱參考區域)，例如可舉出以複數個半徑範圍所定義的複數個參考區域。原因之一係藉由研磨前之成膜工序或研磨特性，往往基底層之厚度在晶圓面內會大致以軸對稱狀變動。又，另外原因可舉出以在指定之短時間膜厚感測器31對晶圓面在其周方向均等地掃描後返回原來位置的方式，設定研磨台3與研磨頭5之旋轉速度時，藉由將在該指定之短時間所獲得的光譜資料加以平均，可降低在晶圓周方向基底層構造變動之影響。例如，若研磨台3之旋轉速度為90rpm，研磨頭5之旋轉速度為99rpm時，當研磨台3旋轉10次時，研磨頭旋轉11次，膜厚感測器31返回晶圓面上之原來位置。因此，藉由將研磨台3旋 轉10次時之光譜資料加以平均，可大幅降低基底層之構造在晶圓面內的影響。
參考晶圓之基底層的構造，特別是基底層之膜厚，可使用獨立之膜厚測定器或組裝於研磨裝置之聯機(In-line)的膜厚測定器，於研磨前或研磨後在參考晶圓靜止狀態下測定。因此，宜依據所測定之1片以上參考晶圓的基底層膜厚分布，以整個基底層膜厚在從膜厚最小值至膜厚最大值之範圍內儘可能均等分布的方式，就各個參考晶圓選擇參考區域。複數個光譜群係在選出之複數個參考區域分別取得。
事前無法取得關於此種基底層構造之資訊情況下，宜以在各參考晶圓面內儘可能均等分布之方式來決定參考區域。再者，更宜排除參考光譜之形狀接近的光譜群，事前專注於光譜群數量。判定參考光譜間之形狀的類似性時，可利用上述公式(2)。參考光譜中存在藉由基底層之構造而決定的極大點及極小點情況下，亦可著眼於該極大點或極小點的波長，以全部波長在從波長最小值至波長最大值之範圍內儘可能均等分布的方式，來選擇各參考晶圓之參考區域。
選擇光譜群之工序亦可在研磨標的晶圓時執行，亦可在研磨標的晶圓之前執行。研磨標的晶圓時選擇光譜群時，宜使用在預設研磨時間內所生成之抽樣光譜。例如，開始研磨起經過指定時間所生成之抽樣光譜與複數個光譜群中之複數個參考光譜比較，選擇抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群。
在研磨標的晶圓之前選擇光譜群時，宜使用水研磨標的晶圓時所生成的抽樣光譜。水研磨係在研磨墊上供給純水以取代漿液，而且使 標的晶圓滑動接觸於研磨墊之工序。在標的晶圓與研磨墊之間存在純水狀態下水研磨標的晶圓。與漿液不同，由於純水不含研磨粒，且不具蝕刻晶圓之膜的作用，因此水研磨實質上不進行標的晶圓之研磨。
或是，使用獨立之膜厚測定器或聯機之膜厚測定器決定光譜群情況下，亦可以組裝於研磨裝置之聯機的膜厚測定器測定標的晶圓之基底層構造及/或膜厚，並選擇對應之光譜群。此時，宜每次在研磨1片標的晶圓時進行其標的晶圓之基底層測定。不過，1批中基底層之構造視為均勻情況下，亦可各批進行1片標的晶圓之測定。藉由在成膜工序使用之成膜室的變動等，例如基底層之構造以奇數片與偶數片而變化情況下，亦可對於從奇數群與偶數群分別選出之1片標的晶圓進行膜厚測定。
一旦選擇光譜群後，處理部32在標的晶圓之研磨中生成測定光譜，並從上述選出之光譜群選擇該生成之測定光譜中形狀最接近的參考光譜。更具體而言，處理部32係使用上述公式(2)來決定測定光譜中形狀最接近之參考光譜，亦即決定與測定光譜之偏差最小的參考光譜，而取得與決定之參考光譜相關連的膜厚。處理部32依據該決定之膜厚監視標的晶圓之研磨，決定膜厚比指定目標值減少之時刻的研磨終點。處理部32將研磨終點檢測信號傳送至研磨控制部12，研磨控制部12接收該研磨終點檢測信號而結束標的晶圓之研磨。又，處理部32在標的晶圓研磨中之各時刻，依據對標的晶圓之面內各區域決定的膜厚，決定用於獲得指定之殘留膜厚分布的操作量，例如決定壓力室D1~D5之壓力指令值。處理部32將此等壓力指令值傳送至研磨控制部12，研磨控制部12依據所傳送之指令值更新壓力。
隨著標的晶圓之研磨進行，因標的晶圓之溫度及表面形狀的 變化等因素，會造成測定光譜大幅變化。例如，在標的晶圓之研磨初期，會在其表面形成凹凸(或階差)。藉由研磨除去此種凹凸時，測定光譜會大幅變化。在凹凸殘留階段，依凹凸狀態，測定光譜比較不穩定，且在晶圓間或晶圓面內變動，相對的，在藉由研磨除去凹凸之階段，往往可獲得穩定之測定光譜。
因此，處理部32亦可在標的晶圓研磨中再度生成抽樣光譜，再度選擇該生成之抽樣光譜中包含形狀最接近的參考光譜之光譜群。由於標的晶圓研磨中所生成之抽樣光譜與測定光譜實質相同，因此，亦可使用測定光譜作為抽樣光譜。再度選擇光譜群後，處理部32從上述再度選出之光譜群選擇測定光譜中形狀最接近的參考光譜。如此，藉由再度選擇光譜群，可在特別是在加工性能上具有重要意義的研磨後半段取得更正確之膜厚。
亦可預先選擇在靠近須監視標的晶圓膜厚之區域的區域所取得之複數個光譜群。例如，更精密控制標的晶圓周緣部之膜厚時，宜從全部光譜群預先選擇在參考晶圓周緣部所取得的複數個光譜群，從此等預先選出之複數個光譜群選擇抽樣光譜中包含形狀最接近的參考光譜之1個光譜群。如上述，基底層之構造在晶圓面內各區域往往不同。又，取決於研磨裝置或膜厚感測器31之構成，在晶圓面內之同一個區域，膜厚感測器31在同一方向掃描晶圓面之同一位置的機會多。若併用上述研磨台3與研磨頭5之旋轉速度的設定及光譜資料的平均運算，可減輕測定區域內之配線圖案的影響。因此，藉由預先選擇在靠近須監視之區域的區域所取得的一些光譜群，可有效測定正確之膜厚。
如上述，參考光譜係藉由使用參考晶圓或模擬而預先取得。在如此取得之參考光譜中，也存在複數個光譜群間形狀彼此接近者。因此，為了縮短與參考光譜之比較時間，如上述，宜預先排除任何包含形狀接近之參考光譜的光譜群，而作為一個光譜群。如此，處理部32可以更短時間比較抽樣光譜與參考光譜。
第十一圖著眼於光譜之選擇而顯示研磨1片晶圓時在研磨台3各次旋轉中膜厚決定的流程之一例。在以下說明中有時將依據測定光譜(及抽樣光譜)與參考光譜之比較而決定標的晶圓膜厚者，稱為估計膜厚。此因，本實施形態之標的晶圓的膜厚係藉由計算而從參考晶圓之初期膜厚實測值、最後膜厚實測值及研磨時間相關的資訊求出。
步驟1係在標的晶圓之各測定點，當研磨台3旋轉1次時取得反射光之抽樣光譜。在步驟2，處理部32於標的晶圓開始研磨以後，判斷研磨台3是否已旋轉指定次數NM。依研磨台3現在之旋轉次數與指定次數NM的大小關係，其後之膜厚估計流程不同。晶圓即使一般規格(製品、層等)相同，仍存在一定程度之初期膜厚(研磨前之膜厚)的變動。指定次數NM係以標的晶圓之初期膜厚即使在最大變動範圍，藉由研磨標的晶圓，其膜厚仍可充分降低參考晶圓之初期膜厚的方式設定。此因，依據與參考光譜之比較的膜厚估計中，僅可在對應於參考光譜之膜厚的範圍內決定標的晶圓的膜厚。
指定次數NM過大時，關於全部光譜群(全部參考區域候補)係長時間實施後述之步驟3，處理部32之計算負荷增加，而可能造成處理部32之反應性惡化。在此種情況下，考慮晶圓面各區域之基底層厚度及光學 常數並非在研磨中變化者，而將次數NM設定在適當數。基於光譜之移動平均等的理由，在研磨初期階段之某個旋轉次數中無法求出抽樣光譜情況下，亦可在NM中加上其旋轉次數。
在步驟2判斷為研磨台3之現在旋轉次數低於指定次數NM時，在步驟3，處理部32計算屬於全部光譜群(全部參考區域候補)之參考光譜與抽樣光譜的偏差。該步驟3中，參考晶圓開始研磨以後到達指定之台旋轉次數NR所取得的全部光譜群之參考光譜為計算偏差的對象。指定之台旋轉次數NR係以標的晶圓之初期膜厚即使在最小變動範圍，對應於參考光譜之膜厚候補的一部分仍可充分降低標的晶圓之初期膜厚的方式設定。再者，亦考慮該計算負荷及標的晶圓之NM旋轉中的膜厚變化量，台旋轉次數NR宜設定成適當之數值。基於光譜之移動平均等的理由，在研磨初期階段的某個旋轉次數中無法獲得參考光譜情況下，最初獲得之NR旋轉部分的參考光譜為計算偏差的對象。
步驟4中，處理部32關於標的晶圓之各測定點，從步驟3所求出之偏差中選擇最小者(最小偏差)，再選擇對應於選出之最小偏差的參考光譜所屬的光譜群，從對選出之光譜群研磨前後的測定膜厚與研磨時間、及對最小偏差之參考光譜的研磨時間(從開始研磨起之經過時間)估計標的晶圓之膜厚。而後，處理部32記憶選出之光譜群(參考區域候補)。再者，處理部32亦可記憶最小偏差。
步驟5、6中，當研磨台3之現在旋轉次數等於指定次數NM時，就標的晶圓之各測定點，依據過去各台旋轉次數中步驟4的選擇結果，決定1個最佳光譜群(最佳參考區域)。其方法例如為， 1)將步驟4所求出之最小偏差的頻率為最大之光譜群(參考區域候補)作為最佳光譜群(最佳參考區域)；或是2)將步驟4所求出之最小偏差中，對應於最小者之光譜群(參考區域候補)作為最佳光譜群(最佳參考區域)。
研磨台3之現在旋轉次數比NM大時，在步驟7中，於標的晶圓各測定點所取得之測定光譜，與屬於步驟6所決定之最佳光譜群的參考光譜比較，來計算光譜偏差。須比較之參考光譜的旋轉次數範圍並非研磨初期之NR旋轉，而係考慮膜厚隨研磨進行之變化而決定者，亦可係全部旋轉範圍(全部膜厚範圍)。
步驟8中，關於標的晶圓之各測定點，處理部32求出對步驟7所計算之光譜偏差為最小的參考光譜之研磨時間(從開始研磨起之經過時間)，來計算膜厚。步驟9中，處理部32依據指定之研磨時間或研磨終點檢測等判斷是否應結束研磨，不應結束研磨情況下，再度執行步驟1。另外，計算資源有餘裕情況下，亦可在步驟2~3設定旋轉次數NM、NR充分大。此時，在研磨中的全部時間反覆進行步驟1~5、9。
第十二圖係顯示用於管理上述光譜群之資料庫系統的構成圖。資料伺服器60中建構有光譜群資料庫61。該光譜群資料庫61中儲存各光譜群之識別資訊、屬於各個光譜群之參考光譜、及相關之膜厚資訊。資料伺服器60經由網路連接於1台以上的研磨裝置70，而共用光譜群資料庫61。各研磨裝置70所取得之參考光譜與研磨前後的膜厚資訊，如第十二圖之一點鏈線所示傳送至資料伺服器60，並登錄於光譜群資料庫61中。研磨同一規格(同一製品、同一層)之晶圓的研磨裝置70宜共用一個光譜群資 料庫61。
以各研磨裝置70研磨標的晶圓而求出膜厚時，如第十二圖之實線所示，研磨前從光譜群資料庫61自動下載指定之光譜群。須下載之光譜群例如作為研磨選單之一部分來指定。各研磨裝置70之後如上述，關於各測定點進行光譜群之選擇與膜厚的算出。同時，各研磨裝置70將關於實際選出之光譜群的資訊保存於記憶區域。
各研磨裝置70中研磨結束時，如第十二圖之虛線所示，選出之光譜群資訊自動傳送至資料伺服器60，並登錄於光譜群選擇履歷資料庫62作為履歷資訊。光譜群選擇履歷資料庫62與光譜群資料庫61將光譜群識別號碼作為共通鍵而有機性結合。或是，光譜群選擇履歷資料庫62亦可與光譜群資料庫61一體建構。
資料伺服器60依據關於光譜群選擇之履歷資訊，從資料庫61上刪除於指定期間選擇無結果或選擇頻率極小之光譜群。又，資料伺服器60依據選出之頻率，對各光譜群附加等級，調整選擇難易度。再者，研磨標的晶圓時，在某一個測定點，無法選擇公式(2)所示之偏差充分小的最佳光譜群時，亦可與聯機膜厚測定器等所測定之研磨前後的膜厚資訊一併，將該晶圓之該測定點的資料作為新的光譜群而登錄於資料庫61中。如此，可實現具有學習功能、無用之資訊少、且有效的資料庫系統。
第十三圖係顯示就1片標的晶圓，使用複數個光譜群所估計之研磨中的膜厚輪廓圖。第十三圖之膜厚輪廓係每約10秒標註者。在從依據實際研磨所取得之複數個光譜群選擇適當者來求出膜厚的方法中，通常，在標的晶圓面內某一個測定點，光譜群亦即參考晶圓或參考區域變化。 第十三圖係使用於估計膜厚之光譜群在半徑位置約50mm之位置，且在光譜群A(在參考晶圓之中心區域取得)與光譜群B(在參考晶圓之半徑位置約100mm的區域取得)之間切換，因而在膜厚輪廓上產生階差。
產生階差之原因，係因假設使用於建構各光譜群之參考晶圓的研磨率在研磨中一定，且膜厚直線狀減少。實際研磨時，研磨率在晶圓面內各區域嚴格而言並非一定，且區域間之研磨率增減情況不同。第十三圖所示之例，因為參考晶圓與標的晶圓研磨前後之膜厚分別相等，所以研磨初階段與研磨終階段幾乎看不出階差。但是，在研磨中階段，在半徑位置約50mm之位置，因光譜群之切換而在膜厚輪廓上產生階差。膜厚輪廓有階差時，特別是在控制殘留膜厚之分布(輪廓)時可能使控制性能惡化。
因此，處理部32在參考晶圓之面內各參考區域，以參考晶圓研磨中之研磨率視為一定的方式修正對應之參考光譜。第十四圖係用於說明此種參考光譜之修正圖。關於各光譜群，第十四圖之一點鏈線係顯示假設參考晶圓研磨中之研磨率一定時膜厚依時間變化的假設線。如該假設線所示，假設研磨率一定時之膜厚，隨研磨時間而從符號○所示之初期膜厚(研磨前之測定膜厚)直線狀變化成最後膜厚(研磨後之測定膜厚)。初期膜厚及最後膜厚以獨立或聯機之膜厚測定器測定。另外，實線所示之曲線係顯示參考晶圓之膜厚依時間變化的估計線，且反映研磨率之變化。該估計線通過同樣以符號○顯示之初期膜厚與最後膜厚。關於估計線之求出方法於後述。
研磨台3旋轉次數N時之參考光譜修正如下。首先，求出旋轉次數N時之假設線上A點的膜厚。其次，在估計線上求出膜厚與A點相等 之B點。通常，B點係在相鄰之旋轉次數N1與N2(=N1+1)之間。因此，從對應於旋轉次數N1與旋轉次數N2之參考光譜插補，求出相當於B點之光譜，將其作為在旋轉次數N之修正參考光譜。關於研磨台3之各旋轉數反覆進行同樣之操作時，所求出之一連串修正參考光譜可視為對應之參考晶圓的參考區域之研磨率在研磨時間中一定時的參考光譜。
其次，就如此求出之修正參考光譜的效果，使用第十五圖作說明。θ1表示在某個時刻之標的晶圓的膜厚。不修正參考光譜時，對應於膜厚θ1之光譜相當於(等於或接近)在估計線上B點之參考光譜。通常，由於參考晶圓在研磨中其膜厚係直線狀變化，亦即假設研磨率為一定，因此算出之標的晶圓的膜厚係θ2，與實際之膜厚θ1不同。反之，如上述修正參考光譜時，對應於膜厚θ1之光譜相當於在假設線上D點之修正參考光譜。因此，算出之膜厚係θ1，而瞭解正確求出標的晶圓之膜厚。
第十六圖係顯示用於求出上述估計線之一種方法的曲線圖。橫軸表示研磨時間，縱軸表示膜厚。除了參考晶圓W4之外，還在不同之設定時間研磨同一規格之複數片晶圓(晶圓W1~W3)，並以獨立或聯機之膜厚測定器測定研磨前後的膜厚。晶圓W1~W3之初期膜厚(研磨前之測定膜厚)等於參考晶圓W4者時，初期膜厚以縱軸上之符號○表示。也在曲線圖上標註晶圓W1~W3之最後膜厚(研磨後之測定膜厚，圖中以符號●表示)及參考晶圓W4之最後膜厚(圖中以符號○表示)。而後，藉由插補參考晶圓W4之初期膜厚、晶圓W1~W3之最後膜厚、及參考晶圓W4的最後膜厚間之膜厚，可獲得上述估計線。晶圓W1~W3之初期膜厚與參考晶圓W4之初期膜厚不同情況下，藉由對晶圓W1~W3之最後膜厚加上與參考晶圓W4 之初期膜厚的偏差，可進行同樣操作。
第十七圖係說明為了獲得估計線之另外方法的曲線圖。參考晶圓研磨中來自各區域之反射光的光譜隨膜厚減少而變化。乘上每個短時間△t之相對反射率的變化△S而獲得之值，與研磨量亦即與膜厚之減少量近似一致。
此處，Rp(λ,t)係在波長λ、時間t之相對反射率，且亦可實施公式(2)同樣之前處理。S(t)係將光譜對總研磨時間T之變化量設為1時在時間t之光譜的相對變化量，θpre、θpost係以獨立或聯機之膜厚測定器所測定的研磨前後之膜厚，亦即係初期膜厚及最後膜厚。θ(t)相當於上述之估計線。
第十八圖係顯示關於第十三圖所示之標的晶圓與光譜群，藉由利用上述光譜變化量之方法修正參考光譜來估計膜厚輪廓的結果圖。從第十八圖瞭解，在第十三圖所見之光譜群邊界的階差消除，而獲得可信賴之膜厚輪廓。
適用之光譜群為1個時，不產生上述膜厚輪廓之階差，所獲得之膜厚輪廓相對正確。又，若參考晶圓研磨後之膜厚與標的晶圓研磨後的膜厚相等，則用於決定研磨終點之膜厚絕對值也應正確。但是，即使此時，藉由研磨率視為一定之方式修正參考光譜，仍可使膜厚估計精度提高。
上述估計膜厚輪廓之階差亦可利用研磨中之測定光譜的極端點(頂點或低點)之波長變化來改善。一般而言，模式(Pattern)晶圓中，極端點之波長未必隨被研磨膜之膜厚減少而直線狀變化，以定量值表示研磨率之變化困難。但是，以某個參考晶圓之一個光譜群為基準作選擇，使用其極端點之波長在研磨中掃描的曲線作為假設線，藉由進行第十四圖說明之操作，即使在參考區域間研磨率之增減情況不同，仍可降低對膜厚估計之影響。
以上係說明反射光之光譜不僅被研磨膜之膜厚，也因基底層之構造而變化的情況。但是，即使被研磨膜之膜厚相同，仍有其他因素造成反射光之光譜改變。例如被研磨膜包含金屬配線時，光譜也會因配線圖案或配線密度而變化。此種情況下，與上述同樣地，藉由準備對應於配線圖案或配線密度之差異的複數個光譜群，與標的晶圓之各抽樣光譜比較，選擇最佳光譜群，可求出正確膜厚。特別是使用CANON閃光燈等脈衝點燈光源時，由於可縮小1次測定時之測定區域，各測定區域中包含之配線圖案及配線密度一致的頻率增大，因此容易求出更正確之膜厚。
上述實施形態係以具有本發明所屬之技術領域中一般知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉該技術之業者當然可實施上述實施形態之各種變形例，且本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明不限定於記載之實施形態，而應按照藉由申請專利範圍所定義之技術性思想作最廣泛之解釋者。
【產業上之可利用性】
本發明可利用於依據來自晶圓等基板之反射光中包含的光 學資訊測定膜厚，而且研磨該基板之研磨方法及研磨裝置。

Claims (14)

  1. 一種研磨方法，其特徵為：準備分別包含對應於不同膜厚之複數個參考光譜的複數個光譜群，在基板上照射光，而且接收來自該基板之反射光，從前述反射光生成用於選擇光譜群之抽樣光譜，選擇前述抽樣光譜中包含形狀最接近之參考光譜的光譜群，來研磨前述基板而且生成用於取得膜厚之測定光譜，並從前述選出之光譜群選擇前述基板研磨中所生成之前述測定光譜中形狀最接近的參考光譜，而取得對應於前述選出之參考光譜的膜厚之工序包含，前述複數個光譜群儲存於資料庫中，前述資料庫包含關於前述複數個光譜群之選擇的履歷資訊，基於前述履歷資訊，從前述資料庫刪除於指定期間選擇無結果之光譜群，與聯機膜厚測定器所測定之研磨前後的膜厚資訊一併，將新的光譜群登錄於前述資料庫中。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中選擇前述光譜群之工序，係選擇包含與前述抽樣光譜之偏差為最小的參考光譜之光譜群的工序。
  3. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中選擇前述光譜群之工序係在研磨前述基板時執行。
  4. 如申請專利範圍第3項之研磨方法，其中選擇前述光譜群之工序係使用預設之研磨時間內所生成的前述抽樣光譜來執行。
  5. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中選擇前述光譜群之工序係在研磨前述基板前執行。
  6. 如申請專利範圍第5項之研磨方法，其中選擇前述光譜群之工序係在前述基板與研磨墊之間存在純水狀態下，水研磨前述基板時執行。
  7. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中進一步包含於前述基板研磨中再度生成抽樣光譜，再度選擇前述再度生成之抽樣光譜中包含形狀最接近的參考光譜之光譜群的工序，從前述再度選出之光譜群選擇前述基板研磨中所生成的測定光譜中形狀最接近之參考光譜。
  8. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中前述複數個光譜群係藉由研磨具有與前述基板膜厚相同或比其大之膜厚的參考基板，而且在該參考基板所定義之複數個區域照射光，從前述複數個區域反射之光生成複數個參考光譜，將前述複數個參考光譜按照前述複數個區域分類而取得。
  9. 如申請專利範圍第8項之研磨方法，其中預先選擇在靠近須監視前述基板膜厚之區域的區域所取得之複數個光譜群。
  10. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中前述複數個光譜群係藉由從具有與前述基板之膜厚相同或比其大的膜厚之複數個參考基板選擇1個參考基板，研磨前述選出之參考基板，而且在該參考基板上照射光，從前述參考基板反射之光生成複數個參考光譜而取得1個以上光譜群，逐片改變選擇之參考基板，而且反覆進行在前述參考基板上照射光之工序及取得1個以上光譜群之工序而取得。
  11. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中分別包含於前述複數個光譜群之前述複數個參考光譜係藉由光反射之模擬而取得的光譜。
  12. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中進一步包含預先排除前述複數個光譜群中，包含形狀彼此接近之參考光譜的光譜群之工序。
  13. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中前述資料庫係複數個研磨裝置所共通的資料庫。
  14. 一種研磨方法，其特徵為：研磨參考基板而取得包含複數個參考光譜之至少1個光譜群，以前述參考基板之研磨率視為一定的方式修正前述複數個參考光譜，取得對應於不同膜厚之複數個修正參考光譜，在基板上照射光，而且接收來自該基板之反射光，研磨前述基板而且生成用於取得膜厚之測定光譜，從前述至少1個光譜群選擇前述基板研磨中所生成之前述測定光譜中形狀最接近的修正參考光譜，而取得對應於前述選出之修正參考光譜的膜厚。
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