專利名稱：：加工終點檢測方法、研磨方法及研磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及加工終點檢測方法，計算基板等加工對象物的被加工面的特性值，并檢測加工終點(研磨停止、研磨條件的變更、蝕刻停止、成膜停止等)的定時。另外，本發(fā)明涉及研磨方法及研磨裝置，對半導體晶片等的基板進行研磨并使其平坦化。
背景技術(shù)：
：由于與近年來的半導體器件的高集成度相伴的布線的精細化以及多層化的要求，要求基板的表面的平坦度。因此，正在進行通過化學機械研磨(CMP)來除去基板的表面的凹凸而使其表面平坦化的工作。在上述化學機械研磨中，在進行了規(guī)定時間的研磨之后需要在希望的位置上結(jié)束研磨。例如，有希望在Cu或AL等金屬布線的上部殘留Si02等絕緣層(由于在其后的工序中在絕緣層之上進一步形成金屬等的層，這樣的絕緣層被稱為層間膜。)的情況。這樣的情況下，如果超過需要地進行研磨，則下層的金屬膜露出至表面，所以需要結(jié)束研磨以使層間膜殘留規(guī)定的膜厚量。另外，存在以下情況即，在基板上預(yù)先形成規(guī)定的圖案的布線用的溝，在其中填充了Cu(銅)或其合金之后，通過化學機械研磨(CMP)除去表面的不需要部分。通過CMP處理研磨Cu層時，需要僅殘留在布線用溝的內(nèi)部形成的Cu層，而從基板上選擇性地除去Cu層。SP，尋求在布線用的溝以外的位置上，除去Cu層直到(包含SiC^等的)絕緣膜露出。在該情況下，如果過量研磨，將布線用的溝內(nèi)的Cu層與絕緣膜一起研磨，則電路電阻上升，不得不丟棄整塊基板，造成很大損失。反之，如果研磨不充分，Cu層在絕緣膜上殘留，則電路的分離不良，發(fā)生短路，其結(jié)果，需要重新研磨，制造成本增高。為此，已知以下研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置，使用光學式傳感器測定反射光強度，基于測定的反射光強度檢測CMP處理的加工終點。g卩，設(shè)置具備發(fā)光元件和受光元件的光學式傳感器，從該光學式傳感器向基板的被研磨面照射光。然后，檢測被研磨面上的光的反射強度的變化，檢測CMP處理的加工終點。在此，作為在上述CMP處理中測定光學特性的方法，已知以下的內(nèi)容。(1)將半導體激光器或發(fā)光二極管(LED)等單色光源照射至被研磨面，并檢測其反射強度的變化。(2)將白色光照射至被研磨面，并將其分光(比)反射強度與預(yù)先記錄的研磨終點的分光(比)反射強度進行比較。最近，還開發(fā)了以下研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置，推定基板的初始膜厚，將激光照射至基板上，對反射的反射光的反射強度的測定值的時間變化以正弦波的模型函數(shù)進行近似來計算膜厚。另外，還提出了以下方法，通過在將光照射在基板上得到的光譜數(shù)據(jù)上乘以加權(quán)函數(shù)來積分，從而計算基板的特性值，并根據(jù)該特性值的時間變化檢測研磨終點(例如，參照日本特開2004-154928號公報)。但是，在現(xiàn)有方法中，難以捕捉作為表示研磨終點的指標的特征點(反射強度或特性值的特征變化點)，難以檢測正確的研磨終點。例如，在使用單色光源的情況下，對于光源波長，膜厚與反射強度信號的關(guān)系是唯一確定的，并不限于在應(yīng)該進行終點檢測的膜厚上一定出現(xiàn)特征點。另外，對其進行修正也是困難的。另一方面，在使用白色光等的多波長的情況下，能夠任意選擇波長，所以可以做出在希望的膜厚上的反射強度的特征點。但是，要選擇對被研磨物的構(gòu)造最合適的波長，需要實驗糾錯，所以存在以下問題在選擇上需要大量時間，或難以確認最合適的波長。作為進行上述CMP的研磨裝置，己知能夠獨立調(diào)整頂環(huán)(topring)內(nèi)的多個室的壓力的裝置。在該研磨裝置中，例如由傳感器測定與基板上的膜厚相關(guān)聯(lián)的物理量，并基于該物理量生成監(jiān)控信號。在基板的研磨前，預(yù)先準備表示監(jiān)控信號與時間的關(guān)系的基準信號，在研磨中，調(diào)節(jié)頂環(huán)的按壓力，以使基板上的各個計測點上的監(jiān)控信號收斂至基準信號。由此，在基板面內(nèi)實現(xiàn)均勻的殘留膜厚(例如，參照WO2005/123335)。近年來，隨著半導體器件的高速化、高集成化，在一個半導體芯片內(nèi)載入存儲器部或運算部等各項功能而進行CPU的高功能化。在這樣的半導體芯片內(nèi)，圖案的密度和構(gòu)造不同的區(qū)域混雜存在。另外，芯片尺寸逐年變大，CCD器件中還存在膜尺寸(flimsize)24X36mm的尺寸。在半導體制造中，為了在一塊基板內(nèi)形成多個這樣的芯片，在基板的表面內(nèi)圖案的密度和構(gòu)造不同的區(qū)域分散存在。進而，為了評價器件的完成，還有在基板的一部分上存在與器件的圖案構(gòu)造大為不同的電特性評價用的圖案的情況。在研磨這樣的基板時進行將光照射至基板的表面并通過光學式傳感器檢測其反射光，從而監(jiān)控基板表面的膜厚變化。但是，來自基板表面的反射光的強度不僅受到基于研磨的膜厚變化、而且受到器件圖案或構(gòu)造的影響而復雜地變化。即，在研磨中，研磨臺與頂環(huán)一起旋轉(zhuǎn)，所以在研磨臺上搭載的光學式傳感器掃描基板表面時，每次傳感器都通過基板上的圖案的密度或構(gòu)造不同的區(qū)域。因此，反射光的強度受到器件圖案或構(gòu)造的影響而變化，這成為很大的噪聲而與表示膜厚變化的信號重疊。這種情況下，即使施加用于對信號進行平滑化的處理，由于噪聲大，所以也無法正確地監(jiān)控膜厚變化，對研磨終點檢測精度或用于得到均勻的膜厚的研磨控制帶來影響。研磨對象物是銅膜的情況下，為了測定膜厚多使用渦電流式傳感器。該銅膜一般通過電鍍來形成。進行鍍銅的電鍍裝置一般具有在基板的周緣部等間隔配置的陰極(cathode)電極，通過密封部件保持被供給至基板的表面的電鍍液，并且在陰極電極與電鍍液中的陽極(anode)電極之間施加電壓，將銅鍍在基板的表面上。使用這樣的電鍍裝置的情況下，由于陰極電極的接觸電阻或密封部件的密封性的不均勻，在基板的周緣部，在周向上產(chǎn)生膜厚的不均勻。其結(jié)果，在研磨時，在某個時間，傳感器僅掃描膜厚較厚的部位或較薄的部位，無法把握平均的膜厚。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做成的，其第一目的在于，提供一種能夠12簡便地得到在目標膜厚上具有極大值或極小值等特征變化點的特性值的加工終點檢測方法及加工裝置，并實現(xiàn)高精度的加工終點檢測。另外，本發(fā)明的第二目的在于，提供一種研磨方法及研磨裝置，能夠減輕傳感器的輸出信號由于圖案的密度或構(gòu)造不同的區(qū)域所受的影響、或由于在成膜工序中產(chǎn)生的周向的膜厚的不均勻所受的影響，并實現(xiàn)高精度的研磨終點檢測及膜厚均勻性。為了達到上述第一目的，本發(fā)明的一個方式是一種加工終點檢測方法，根據(jù)使用反射光的分光波形計算的被加工面的特性值，檢測加工終點，該反射光通過在被加工物的被加工面上照射光而得到，其特征在于，通過使用基準被加工物、或模擬計算，生成表示加工終點上的反射強度與波長的關(guān)系的分光波形，基于上述分光波形，選擇反射強度成為極大值及極小值的波長，根據(jù)上述選擇的波長的反射強度，計算被加工面的特性值，將被加工物的加工終點上的特性值的時間變化的特征點設(shè)定為加工終點，在被加工物的加工中檢測上述特征點從而檢測被加工物的加工終點。其中，作為加工的具體例，可以舉出具有膜的基板的研磨、或向基板上的成膜。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，求出上述基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，以上述平均反射強度去除上述基準被加工物的加工終點上的反射強度，從而生成基準分光波形，基于上述基準分光波形進行對成為極大值及極小值的波長的上述選擇。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，定義加權(quán)函數(shù)，該加權(quán)函數(shù)具有以上述選擇的成為極大值的波長為中心的權(quán)重，在將光照射至被加工物的被加工面而得到的反射光的反射強度上，乘以上述加權(quán)函數(shù)進行積分，從而計算對于上述被加工面的特性值，檢測上述特性值的時間變化的特性點，從而檢測被加工物的加工終點。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，使上述選擇的波長向前后的波長偏移。本發(fā)明的其他方式是一種加工終點檢測方法，根據(jù)使用反射光的分光波形計算的對于被加工面的特性值，檢測加工終點，該反射光通過在被加工物的被加工面上照射包括多波長的光而得到，其特征在于，通過使用基準被加工物、或模擬計算，求出加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，對基準分光波形進行監(jiān)控從而檢測被加工物的加工終點，上述基準分光波形是以上述基準被加工物的平均反射強度去除反射光的分光波形的反射強度而得到的，上述反射光是在被加工物的加工中照射包括多波長的光而得到的。本發(fā)明的其他方式是一種加工裝置，其特征在于，具有光源，將光照射在被加工物的被加工面上；受光部，接收來自上述被加工面的光；分光器單元，對在上述受光部中接收的光進行分光，并轉(zhuǎn)換為電信息；以及運算部，對來自上述分光器單元的電信息進行運算；上述運算部求出基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，以上述平均反射強度去除上述基準被加工物的加工終點的反射強度，從而生成基準分光波形，選擇該基準分光波形成為極大值及極小值的波長，根據(jù)上述選擇的波長的反射強度，計算上述基準被加工物的被加工面的特性值，將被加工物的加工終點上的特性值的時間變化的特征點設(shè)定為加工終點，在加工中檢測上述特征點從而檢測被加工物的加工終點。本發(fā)明的其他方式是一種加工裝置，其特征在于，具有光源，將包括多波長的光照射在被加工物的被加工面上；受光部，接收來自上述被加工面的光；分光器單元，對在上述受光部中接收的光進行分光，并轉(zhuǎn)換為電信息；以及運算部，對來自上述分光器單元的電信息進行運算；上述運算部求出基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，對基準分光波形進行監(jiān)控從而檢測被加工物的加工終點，上述基準分光波形是以上述基準被加工物的平均反射強度去除反射光的分光波形的反射強度而得到的，上述反射光是在被加工物的加工中照射包括多波長的光而得到的。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到在研磨終點等加工終點上具有特征變化點、而且SN比優(yōu)良的特性值，所以可以高精度地檢測加工終點。為了達到上述第二目的，本發(fā)明的一個方式是一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)、將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物、通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器在被研磨物的表面劃過的軌跡在上述被研磨物的表面的全周上大致均等分布。14本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使上述規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器的軌跡在被研磨物的表面旋轉(zhuǎn)大致0.5XN次(N為自然數(shù))。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，上述規(guī)定的測定時間是對從上述傳感器得到的監(jiān)控信號進行移動平均處理時的移動平均時間。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，檢測研磨終點。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，一邊由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，一邊進行研磨以使該被研磨物的表面的膜厚均勻。本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于，規(guī)定的測定時間是上述研磨臺旋轉(zhuǎn)以下次數(shù)的時間，上述次數(shù)是從4到16XV(V表示上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度)的自然數(shù)中選擇的次數(shù)。本發(fā)明的其他方式是一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)、將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物、通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使在上述研磨臺旋轉(zhuǎn)由第一自然數(shù)表示的規(guī)定的次數(shù)期間，上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)等于與上述第一自然數(shù)互質(zhì)的第二自然數(shù)的次數(shù)，上述第一自然數(shù)為4以上，16秒期間上述研磨臺旋轉(zhuǎn)的次數(shù)以下。本發(fā)明的其他方式是一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)、將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物、通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序，上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度滿足由nV/m—l《R《nV/m+l或mR/n-l《V《mR/n+l表示的關(guān)系式。其中，V是上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，是表示研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；R是上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度，是表示研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；m是規(guī)定的自然數(shù)，而且是上述傳感器在被研磨物的表面跨過全周并在周向上以均等的方向、朝向掃描所需的上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；n是與m互質(zhì)的自然數(shù)。本發(fā)明的其他方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持15被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面按壓由上述頂環(huán)保持的被研磨物；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器在被研磨物的表面劃過的軌跡在上述被研磨物的表面的全周上大致均等分布。本發(fā)明的其他方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面按壓由上述頂環(huán)保持的被研磨物；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使在上述研磨臺旋轉(zhuǎn)由第一自然數(shù)表示的規(guī)定的次數(shù)期間，上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)等于與上述第一自然數(shù)互質(zhì)的第二自然數(shù)的次數(shù)，上述第一自然數(shù)-為4以上，16秒期間上述研磨臺旋轉(zhuǎn)的次數(shù)以下。本發(fā)明的其他方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度滿足由nV/m—l《R《nV/m+l或m'R/n—l《V《m'R/n+l表示的關(guān)系式。本發(fā)明的其他方式是一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；以及監(jiān)控裝置，對來自上述傳感器的信號進行運算；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使上述傳感器掃描被研磨物的表面的軌跡每次不同；上述監(jiān)控裝置以經(jīng)過被研磨物的表面一周的多個上述軌跡為一組，進行對該一組軌跡的信號值進行平均化的運算。根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)整研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度和頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度，從而在規(guī)定的測定時間內(nèi)傳感器能夠不偏向于被研磨物的表面的局部區(qū)域，而均等地掃描幾乎整個面。其結(jié)果，可以抑制噪聲的影響并捕捉到平均的膜厚，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的研磨終點監(jiān)測及膜厚均勻性。1圖1是表示進行本發(fā)明的一個實施方式中的研磨終點檢測方法的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示圖1所示的研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置中使用脈沖點燈光源時的分光器單元內(nèi)的受光元件的動作的示意圖。圖3是表示圖1所示的研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置中使用連續(xù)點燈光源時的分光器單元內(nèi)的受光元件的動作的示意圖。圖4是用于說明圖1所示的研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置的采樣的定時的俯視圖。圖5是表示在金屬布線上形成有氧化膜的樣品基板的剖面圖。圖6是表示分光波形及基準分光波形的曲線圖。圖7是用于說明特性值的計算和波長的選擇的處理的流程圖。圖8是表示特性值的時間變化的曲線圖。圖9是表示加權(quán)函數(shù)的曲線圖。圖10是表示使選擇的2個波長在長波長側(cè)偏移10nm、在短波長側(cè)偏移10nm時的特征點的變化的圖。圖11是表示本發(fā)明的其他實施方式涉及的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。圖12是表示圖11所示的頂環(huán)的剖面的示意圖。圖13是表示研磨臺與基板的關(guān)系的俯視圖。圖14是表示傳感器掃描基板上的軌跡的圖。圖15是表示在圖14所示的基板上的計測點之中選擇由監(jiān)控裝置進行監(jiān)控的計測點的一例的俯視圖。圖16是表示反射強度的曲線圖。圖17是表示將研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70min—i、頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為71min—1時的基板W上的傳感器50的軌跡的圖。圖18是表示在圖17所示的條件下得到的特性值的信號波形的曲線圖。圖19是表示將研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70min、頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為77min—、在移動平均時間內(nèi)傳感器50劃過的基板上的軌跡的圖。圖20是表示在圖19所示的條件下得到的特性值的信號波形的曲線圖。圖21是表示在與圖19相同的條件下研磨臺旋轉(zhuǎn)10次期間的基板上的傳感器軌跡的圖。圖22是表示在研磨前后，在周向上測定在直徑300mm的基板上形成的銅的膜厚的一例的曲線圖。圖23是表示將研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為60rnin—、頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為31min—1時的基板面上的傳感器軌跡的圖。圖24是表示將在基板的徑向上分布的各區(qū)域C1、C2、C3、C4上膜厚變得均勻作為目標，在研磨中操作頂環(huán)的4個壓力室的壓力的結(jié)果的一例的曲線圖。圖25是表示將研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)為60min—、頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)為36mirTi時的基板面上的傳感器軌跡的圖。圖26是表示在圖25所示的條件下研磨時的頂環(huán)的各壓力室的壓力的變化的曲線圖。圖27是表示滿足式(9)的頂環(huán)與研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度比R/V的例子的表。具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示進行本發(fā)明的實施方式涉及的研磨終點檢測方法的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，研磨裝置具有研磨臺12，在上表面上貼設(shè)有研磨布10;頂環(huán)14，保持作為研磨對象物的基板W，并將其按壓在研磨布10的上表面。研磨布10的上表面構(gòu)成與作為研磨對象物的基板w滑動接觸的研磨面。其中，也可以構(gòu)成為將由樹脂等粘結(jié)劑固定細微砥粒(包括Ce(^等)的固定砥粒板的上表面作為研磨面。研磨臺12連接至配置在其下方的電動機(未圖示)，能夠如箭頭所示繞其軸心旋轉(zhuǎn)。另外，在研磨臺12的上方設(shè)置有研磨液供給噴嘴16,從該研磨液供給噴嘴16向研磨布10上供給研磨液Q。頂環(huán)14連接至頂環(huán)軸18，通過該頂環(huán)軸18連接至電動機及升降氣18缸(cylinder)(未圖示)。由此，頂環(huán)14如箭頭所示可升降并且能夠繞頂環(huán)軸18旋轉(zhuǎn)。在該頂環(huán)14的下表面，作為研磨對象物的基板W通過真空等被吸附、保持。通過這樣的結(jié)構(gòu)，頂環(huán)14能夠一邊自轉(zhuǎn)，一邊對在其下表面保持的基板W以對研磨布IO任意的壓力進行按壓。在上述結(jié)構(gòu)的研磨裝置中，在頂環(huán)14的下表面保持的基板W被按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺12的上表面的研磨布10上。這時，從研磨液供給噴嘴16向研磨布10上供給研磨液Q。由此，在基板W的被研磨面(下表面)與研磨布10之間存在研磨液Q的狀態(tài)下進行研磨。在研磨臺12的內(nèi)部，埋設(shè)有在研磨中監(jiān)視基板W的研磨狀態(tài)的研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20。該研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20實時且連續(xù)地監(jiān)視研磨中的基板W的被研磨面的研磨情況(殘留的膜的厚度或狀態(tài)等)。另外，在研磨布10上，安裝有用于使來自研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20的光透射的透光部22。該透光部22由透射率高的材質(zhì)形成，例如由無發(fā)泡聚氨酯等形成?；蛘?，也可以在研磨布10上設(shè)置貫通孔，在該貫通孔被基板W閉塞的空間從下方流入透明液體，從而形成透光部22。透光部22只要是通過在頂環(huán)14上保持的基板W的被研磨面的位置，就可以配置在研磨臺12的任意的位置上，優(yōu)選配置在通過基板W的中心的位置上。研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20如圖l所示，具備光源30;發(fā)光光纖32，作為將來自光源30的光照射至基板W的被研磨面上的發(fā)光部；受光光纖34，作為接收來自被研磨面的反射光的受光部；分光器單元36，在內(nèi)部具有分光器和多個受光元件，該分光器對由受光光纖34接收的光進行分光；該多個受光元件將由該分光器進行了分光的光變換為電信息，并進行積蓄；控制部40，進行光源30的點燈及關(guān)燈或分光器單元36內(nèi)的受光元件的讀取開始的定時等的控制；以及電源42，向控制部40供給電力。其中，對于光源30及分光器單元36，通過控制部40供給電力。發(fā)光光纖32的發(fā)光端和受光光纖34的受光端構(gòu)成為對于基板W的被研磨面大致垂直。另外，發(fā)光光纖32及受光光纖34考慮到交換研磨布10時的操作性和基于受光光纖34的受光量，配置為不突出至研磨臺12的表面的上方。另外，作為分光器單元36內(nèi)的受光元件，例如可以使用512元件的光電二極管陣列。分光器單元36通過線纜44連接至控制部40。來自分光器單元36內(nèi)的受光元件的信息通過線纜44發(fā)送至控制部40，并基于該信息生成反射光的光譜數(shù)據(jù)。即，本實施方式中的控制部40構(gòu)成光譜數(shù)據(jù)生成部，該光譜數(shù)據(jù)生成部讀取在受光元件上積蓄的電信息并生成反射光的光譜數(shù)據(jù)。來自控制部40的線纜46，通過研磨臺12內(nèi)，例如連接至由個人計算機構(gòu)成的運算部48。由控制部40的光譜數(shù)據(jù)生成部生成的光譜數(shù)據(jù)經(jīng)由線纜46發(fā)送至運算部48。在運算部48中，基于從控制部40接收的光譜數(shù)據(jù)，計算作為被研磨面的研磨狀態(tài)的指標的特性值。另外，運算部48還具有以下功能g卩，從控制研磨裝置的控制器(未圖示)接收與研磨條件有關(guān)的信息的功能，和基于計算出的特性值的時間變化來決定研磨終點(研磨停止或研磨條件的變更)的定時、并對研磨裝置的控制器進行指示的功能。另外，如圖1所示，在研磨臺12的外周部的下表面安裝有接近傳感器50，與該接近傳感器50對應(yīng)在研磨臺12的外側(cè)設(shè)置有擋塊(dog，r夕')52。接近傳感器50在研磨臺12每旋轉(zhuǎn)1次時檢測擋塊52，能夠檢測研磨臺12的旋轉(zhuǎn)角度。作為光源30，使用照射以白色光為首的具有波長頻帶的光。例如可以使用氙氣燈等脈沖點燈光源作為光源30。使用脈沖點燈光源作為光源30時，在研磨中各計測點上，光源30通過觸發(fā)信號而脈沖點燈。另外，也可以使用鴇絲燈作為光源30，至少在發(fā)光光纖32的發(fā)光端和受光光纖34的受光端與基板W的被研磨面相對的期間，使其連續(xù)地點燈。來自光源30的光從發(fā)光光纖32的發(fā)光端通過透光部22照射至基板W的被研磨面。該光在基板W的被研磨面上反射，并通過透光部22由研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置的受光光纖34接收。由受光光纖34接收的光被發(fā)送至分光器單元36內(nèi)的分光器，并在此被分光成多個波長成分。被分光成多個波長成分的光被照射至與各個波長對應(yīng)的受光元件，根據(jù)照射的光的光量，在受光元件中積蓄電荷。在各受光元件中積蓄的電信息在規(guī)定的定時上被讀取(釋放)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。該數(shù)字信號被發(fā)送至控制部40的光譜數(shù)據(jù)生成部，并在此生成與各計測點對應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)。接著，說明分光器單元36內(nèi)的受光元件的工作。圖2及圖3是表示20分光器單元36內(nèi)存在N個受光元件60-1至60-N時的各受光元件的工作的示意圖。圖2表示使用脈沖點燈光源的情況，圖3表示使用連續(xù)點燈光源的情況。在圖2及圖3中，橫軸表示時間，與各受光元件對應(yīng)的曲線圖的上升部分表示在受光元件中積蓄電信息，而下降部分表示受光元件的電信息被讀取(釋放)。在圖2中，黑圈(參)表示脈沖點燈電源點燈的時刻。在一次采樣中，各受光元件60-1至60-N依次切換進行讀取(釋放)。如上所述，在各受光元件60-l至60-N中，反復積蓄所對應(yīng)的波長成分的光的光量作為電信息，并具有相位差地以采樣周期T進行讀取(釋放)。該采樣周期T在各受光元件60-1至60-N中積蓄充分的光量作為電信息、并且在實際時間內(nèi)能夠充分處理從各受光元件60-1至60-N讀取的數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)，設(shè)定得較小。使用512元件的光電二極管陣列作為受光元件時，采樣周期T為10毫秒級。在圖2及圖3中，從第一個受光元件60-1的讀取開始到最后的受光元件60-N的讀取為止的時間為S。在此，S<T。在圖2的情況下，將脈沖點燈光源點燈的時刻(圖2中由參標記表示)作為采樣時刻，在圖3的情況下，將從進行第一個受光元件60-1的讀取、新的積蓄開始起，到進行最后的受光元件60-N的讀取為止的時間的一半的時刻(圖3中由X標記表示)，作為代表所對應(yīng)的計測區(qū)域的采樣時刻。另外，在該采樣時刻上，與透光部22相對的基板W上的點稱為采樣點。在圖2中，在光源30瞬間地點燈的期間(數(shù)微秒左右)，所有的受光元件60-1至60-N都積蓄光。在將從最后的受光元件60-N進行讀取(釋放)開始到使光源30點燈為止的時間設(shè)為Q時，如果接著在第一個受光元件60-1進行讀取(釋放)之前使光源30點燈，則0〈Q〈T-S。Q可以取在該不等式所示的范圍內(nèi)的任意的值，但以下設(shè)為Q二(T-S)/2進行說明。進行第一個受光元件60-1的讀取并幵始接下來的積蓄，是在比采樣時刻早S+Q即(T+S)/2的定時。另外，在圖3中，進行第一個受光元件60-l的讀取，也是在比采樣時刻早(T+S)/2的定時。其中，在圖3所示的連續(xù)點燈光源的情況下，由于受光元件60-1至60-N的積蓄開始、讀取的時刻根據(jù)元件而不同，所以實際的計測區(qū)域隨著波長成分而多少不同。接著，說明對基于研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20的采樣的定時進行決定的方法。首先，說明對使用脈沖點燈光源時的采樣的定時進行決定的方法。圖4是21用于說明基于研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20的采樣的定時的圖。研磨臺12每旋轉(zhuǎn)1次，設(shè)置在研磨臺12的外周部的接近傳感器50都檢測作為接近傳感器動作的基準位置的擋塊52。g卩，如圖4所示，在從對研磨臺12的旋轉(zhuǎn)中心CT和基板W的中心C;進行連結(jié)的線LH(以下，稱為基板中心線)開始向研磨臺12的反旋轉(zhuǎn)方向定義旋轉(zhuǎn)角度的情況下，在旋轉(zhuǎn)角度e上接近傳感器50檢測到擋塊52。其中，基板W的中心G例如通過進行頂環(huán)14的位置控制來確定。在此，如圖4所示，若將研磨臺12的中心Ct與透光部22的中心(^之間的水平距離設(shè)為L，將研磨臺12的中心Ct與基板W的中心G之間的水平距離設(shè)為M，將從基板W的被研磨面中除去邊緣截斷部的、基板W的被計測面的半徑設(shè)為R，將透光部22掃描該被計測面的角度設(shè)為2a，則根據(jù)余弦定理，以下的式(1)成立，能夠求出角度a。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>-…(l)在本實施方式中，調(diào)整采樣的定時，以使透光部22通過的基板中央線Lw上的點P必然成為采樣點。若使從基板中央線LH開始在一側(cè)存在的采樣點的個數(shù)為n(整數(shù))，則透光部22掃描基板W的被計測面期間的全部采樣點的個數(shù)，包括基板中央線Lh上的采祥點P而成為2n+l。如果在基板W的外側(cè)配置為頂環(huán)14的外周部遮蔽背景光，則用于使透光部22在最初的采樣時刻存在于基板W的被計測面內(nèi)的條件，以"t作為研磨臺12的角速度，能夠通過以下的不等式(2)來表示。因此，根據(jù)該不等式(2)，能夠求出滿足該條件的整數(shù)n。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>式(2)在此，如果使透光部22與接近傳感器50相對于研磨臺12的中心CT位于同一角度，則在研磨臺12旋轉(zhuǎn)1次時，從接近傳感器50檢測到擋塊52開始、到第一次采樣中第一個受光元件60-1的積蓄開始為止的時間ts，即采樣開始時刻ts，能夠通過以下的式(3)求出。式(3)在此，為了在透光部22位于基板W的被研磨面的外側(cè)期間可靠地清除在受光元件上積蓄的光量，也可以放棄讀取第一次采樣。這時的采樣開始時刻ts能夠通過以下的式(4)求出。研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20根據(jù)這樣求出的采樣開始時刻ts開始采樣。艮P，控制部40控制分光器單元36內(nèi)的受光元件的工作定時，以使從接近傳感器50檢測到擋塊52開始經(jīng)過ts之后，開始光源30的脈沖點燈，其后在每個采樣周期T上重復采樣。由此，通過控制部40的光譜數(shù)據(jù)生成部生成各.采樣點上的反射光譜數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送至運算部48。在運算部48中，基于該光譜數(shù)據(jù)求出對基板W的被研磨面的特性值。在本實施方式中，由于使透光部22通過的基板中央線LH上的點P必然成為采樣點，所以能夠在研磨臺12每旋轉(zhuǎn)一次時都重復測定研磨對象物表面上的規(guī)定的半徑位置的特性值。另外，如果將采樣周期設(shè)為一定，則在研磨對象物的表面上，研磨臺12的每次旋轉(zhuǎn)的各測定點的半徑位置成為一定。因此，與測定不特定的位置的特性值的情況相比，在把握基板W上的殘留膜的情況上更加有效。特別是，在構(gòu)成為透光部22通過基板W的中心Cw的情況下，在研磨臺12每旋轉(zhuǎn)一次時，使基板W的中心Cw成為定點并必然測定，從而能夠更加正確地把握基板W上的殘留膜情況的時間變化。另一方面，在連續(xù)點燈光源的情況下，如上所述，由于連續(xù)進行受光元件的積蓄，而且開始時刻隨著受光元件而不同，所以n的求法與脈沖點燈光源的情況不同。即，在第一個受光元件60-1的積蓄開始的時刻，透光部22需要存在于基板W的被計測面內(nèi)。因此，與n相關(guān)的不等式成為以下式(4)這樣。即，式(5)…(5)根據(jù)該不等式(5)，能夠求出n(整數(shù))，并基于上述式(3)或式(4)求出采樣開始時刻ts。然后，研磨狀態(tài)監(jiān)視裝置20與脈沖點燈光源的情況相同，基于求出的采樣開始時刻ts開始采樣，根據(jù)各采樣點上的光譜數(shù)據(jù)求出對基板W的被研磨面的特性值。其中，在上述例子中，將脈沖點燈光源的點燈的定時、透光部22與接近傳感器50的位置關(guān)系設(shè)定為一定的條件來進行說明，但解除這些條件也同樣能夠求出n和ts。接著，說明根據(jù)各采樣點上的光譜數(shù)據(jù)檢測研磨終點的方法。圖5是表示具有在金屬布線上形成的氧化膜的基板(基準被研磨物)的剖面圖。在本例中，將對金屬布線70上的氧化膜80研磨了大致800nm(104秒)時的反射強度作為采樣數(shù)據(jù)取得。在圖5中，目標研磨終點為94秒時刻，在該時刻上的分光波形由圖6中的符號100表示。符號100a及100b表示與94秒時刻不同的其他研磨時刻上的分光波形。分光波形100、100a、100b的形狀的差異表示研磨時間的差異(即，膜厚的差異)。但是，由于器件圖案或基底膜的材質(zhì)等的影響，分光波型的基本形狀大為歪斜，所以可知難以明確認定基于膜厚變化的反射強度變化的特征。因此，為了排除分光波型的基本形狀的歪斜，制作由研磨時間內(nèi)的各波長的反射強度的平均值去除基準被研磨物的目標膜厚(研磨終點)上的分光波形IOO而算出的基準分光波形。g卩，按每個波長求出研磨時間內(nèi)(在本例中為0-104秒)的平均反射強度，將由分光波形100表示的反射強度，用與各波長對應(yīng)的平均反射強度來除，從而求出基準分光波形。在圖6中，右側(cè)的縱軸表示基準分光波形的大小，基準分光波形200、200a、200b分別對應(yīng)于分光波形IOO、100a、100b。根據(jù)圖6可知，若與基準化前的分光波形進行比較，基于膜厚的不同的基準分光波形的形狀的差異變得明確，24極大點與極小點也清晰地顯現(xiàn)。因此，基于目標膜厚上的基準分光波形200，選擇成為極大值及極小值的波長，根據(jù)這些波長上的反射強度的組合，計算作為膜厚的指標的特性值。其中，在本實施方式中，在各波長上將反射強度用平均反射強度來除，但在各波長上，從反射強度中減去平均反射強度也能夠得到同樣的結(jié)果。另外，在分光波形不歪斜的情況下，也可以不求出基準分光波形而根據(jù)分光波形決定極大極小點。在此，對于特性值的計算和波長的選擇，參照圖7的流程圖進行說明。首先，進行研磨直到圖5所示的、具有圖案布線的基板(基準被研磨物)成為目標膜厚，并測定膜厚。接著，根據(jù)被研磨的基板的基準分光波形，選擇成為極大值及極小值的2個波長。然后，根據(jù)選擇的2個波長上的反射強度，求出特性值。根據(jù)需要，也可以將應(yīng)該選擇的波長向長波長側(cè)或短波長側(cè)進行偏移來對特性值進行微調(diào)整(關(guān)于這一點留待后述)。接著，研磨具有與基準被研磨物同樣結(jié)構(gòu)的基板，確認在膜厚成為目標膜厚時上述特性值是否顯示出特征點，即，確認能否通過監(jiān)視上述特性值的時間變化檢測出目標膜厚。在能夠檢測出目標膜厚的情況下，將上述特征點設(shè)定為研磨終點，上述特征點用于其它基板的研磨終點檢測。這些處理通過運算部48進行。對于求出特性值的過程，舉出具體例進行說明。如圖6所示，選擇基準分光波形200成為極大值的波長540nm及成為極小值的波長576nm,根據(jù)下式求出特性值X(t)。式(6)在此，P表示反射強度，t表示研磨時間。將該特性值應(yīng)用于接下來研磨的基板、或任意塊數(shù)之后的基板的研磨時。其中，在此說明了根據(jù)基準被研磨物的基準分光波形來計算特性值的過程，但作為其它實施例，也可以將基準被研磨物的研磨時間內(nèi)的各波長的反射強度的平均值應(yīng)用于接下來、或任意塊數(shù)之后研磨的基板的研磨時。即，也可以對根據(jù)當前研磨中的基板得到的分光波形的反射強度，用基準被研磨物的各波長的反射強度的平均值來除，得到基準分光波形，對該基準分光波形如上所述地進行監(jiān)控，從而檢測研磨終點。如上所述，由于基準分光波形的形狀的差異很明確，所以可以進行高精度的研磨終點檢測。圖8是表示根據(jù)上述式(6)求出的特性值的時間變化的曲線圖。正如預(yù)計，根據(jù)圖8可知，在94秒時刻出現(xiàn)特性值的極大值。因此，預(yù)先將該極大值出現(xiàn)的特征點設(shè)定為研磨終點，并在檢測到該特征點時結(jié)束研磨。其中，在檢測到特征點之后，也可以過研磨規(guī)定時間。在此，如圖8所示，初始的20秒鐘是在研磨初始的消除階差的過程中，所以在特征值上噪聲較多，存在細小的極值。因此，作為研磨終點檢測順序，也可以采用這樣的步驟即，例如從研磨開始后25秒開始特性值的監(jiān)控，在本例中，將第5個極大值作為研磨終點。作為求取特性值的極值波長，選擇成為最大極大值及最小極小值的波長時，特性值的變化幅度變大，SN比也優(yōu)良的情況較多。但是，根據(jù)器件構(gòu)造，也存在選擇成為最大極大值及最小極小值的波長不一定是最好的情況。因此，優(yōu)選從多個極值波長中選擇幾個的組合，以各自的組合來觀察特性值的波形，選擇在目標膜厚上特征點明確出現(xiàn)的極值波長。在上述例子中，提取2個極值波長來求出特性值，但特性值也可以從得到的n個極值波長之中，提取任意個數(shù)來進行組合。例如，存在Pk/pi、(pj+…+pj+q)/(Pi+…+Pi+p)等。在上述例子中，說明了基于選擇的極值波長上的反射強度的時間變化來求出特性值的例子，但如日本特開2004-154928號公報(日本專利申請2003-321639)中公開的，也可以在分光波形上乘以具有以極值波長作為中心的權(quán)重的加權(quán)函數(shù)來求出特性值。作為加權(quán)函數(shù)的形狀，例如可以使用正態(tài)分布等。關(guān)于利用這樣的加權(quán)函數(shù)的方法，以下進行說明。首先，基于研磨終點上的基準分光波形200，選擇顯示極大值的波長入=540nm。接著，如圖9所示，定義以該波長為中心具有權(quán)重的加權(quán)函數(shù)w(入)。然后，將在來自被研磨面的反射光的反射強度的測定值P(入)上乘以加權(quán)函數(shù)w(A)來進行積算的結(jié)果，即進行積分而作為標量的結(jié)果作為特性值X。g卩，通過以下的式(7)定義特性值X。式(7)26在該情況下，也可以定義多個加權(quán)函數(shù)Wi(A)(i=l、2、…)，例如，通過以下的式(8)來定義特性值Xi。式(8)根據(jù)這樣的方法，在膜厚成為目標厚度時，即研磨終點時，特性值顯示極大值或極小值等特征變化點(特征點)。因此，在研磨中監(jiān)視特性值，并檢測該特性值的時間變化的特征點，從而能夠檢測研磨終點(研磨停止或研磨條件的變更)。另外，根據(jù)該方法，即使在某個波長上反射強度的測定值中混入外部干擾，但由于進行了積分運算，所以與直接監(jiān)視目標厚度上的反射強度相比，能夠減輕其影響。本實施方式中的研磨終點檢測方法與上述的日本特開2004-154928號公報中公開的方法相比，具有以下優(yōu)點。即，日本特開2004-154928號公報的方法中，在提取在目標膜厚(研磨終點)上特性值顯示特征變化的加權(quán)函數(shù)是通過重復試驗糾錯，需要大量的時間。另外，根據(jù)加權(quán)函數(shù)，存在SN比(信號/噪聲比)不佳、無法檢測穩(wěn)定的研磨終點的情況。進而，即使被研磨的膜質(zhì)、膜厚相同，器件圖案的不同、基底膜的種類、器件構(gòu)造的不同也對反射光的分光波形造成影響，所以需要對不同種類的每個基板都定義最佳的加權(quán)函數(shù)，作為結(jié)果降低了生產(chǎn)性。根據(jù)本實施方式，通過用平均反射強度來除反射強度，從而能夠得到具有特征極值的基準分光波形，所以能夠容易地得到最佳的加權(quán)函數(shù)。在此，如果因器件圖案引起的噪聲水平較高，則存在不但使用基準化前的分光波形、就連使用進行了基準化的分光波形來求出的特性值的特征點從目標殘留膜厚(目標研磨結(jié)束時間)偏離的情況。這時，通過使計算特性值吋選擇的分光波形的極值波長偏移，能夠使特性值的極值時間前后移動。因此，重新選擇在研磨終點上顯示特征點的最佳的波長即可。其中已知如果使選擇的2個波長向長波長側(cè)偏移，則特性值的特征點出現(xiàn)的時間向研磨時間短的一方(膜厚大的一方)移動，如果向短波長側(cè)偏移，則向研磨時間長的一方(膜厚小的一方)移動。圖10表示使選擇的2個波長向長波長側(cè)偏移10nm、而向短波長側(cè)偏移lOnm時的特征點的變化。在這樣的方法中，如果求出大致成為研磨終點的波長，那么通過選擇波長的微調(diào)整，易于使特性值的特征點對準研磨終點。在根據(jù)基準化前的分光波形在基于膜厚變化的反射強度的變化上捕捉特征點的情況下，也可以根據(jù)基準化前的分光波形成為極值的波長來求出特性值。另外，在器件的構(gòu)造簡單，通過模擬計算能夠以實用中沒有問題的精度得到規(guī)定膜厚的分光波形的情況下，也可以使用根據(jù)模擬計算得到的分光波形。如上所述，根據(jù)本實施方式，能夠求出在研磨終點上具有特征變化點、而且與基板的器件圖案對應(yīng)的SN比優(yōu)良的特性值，所以可以高精度地檢測研磨終點。其中，本實施方式不僅適用于研磨方法及研磨裝置，而且還適用于將膜蝕刻至目標膜厚的方法及裝置、或到目標膜厚為止形成膜的方法及裝置。接著，詳細說明本發(fā)明的其他實施方式。圖11是表示進行本發(fā)明的其他實施方式涉及的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖11所示，研磨裝置具有研磨臺112，在上表面上貼設(shè)有研磨墊110;頂環(huán)114，保持作為研磨對象物的基板W,并將其按壓在研磨墊110的上表面。研磨墊110的上表面構(gòu)成與作為研磨對象物的基板w滑動接觸的研磨面。研磨臺112連接至配置在其下方的電動機.(未圖示)，能夠如箭頭所示繞其軸心旋轉(zhuǎn)。另外，在研磨臺112的上方設(shè)置有未圖示的研磨液供給噴嘴，從該研磨液供給噴嘴向研磨墊110上供給研磨液。頂環(huán)114連接至頂環(huán)軸118，通過該頂環(huán)軸118連接至電動機及升降氣缸(cylinder)(未圖示)。由此，頂環(huán)114可升降并且能夠繞頂環(huán)軸118旋轉(zhuǎn)。在該頂環(huán)114的下表面，作為研磨對象物的基板W通過真空等被吸附、保持。在上述結(jié)構(gòu)中，在頂環(huán)114的下表面保持的基板被按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺112的上表面的研磨墊110上。這時，從研磨液供給噴嘴向研磨墊110上供給研磨液，在基板的被研磨面(下表面)與研磨墊110之間存在研磨液的狀態(tài)下研磨基板。圖12是表示圖11所示的頂環(huán)的剖面的示意圖。如圖12所示，頂環(huán)114具備頂環(huán)主體131，大致為圓盤狀，通過萬向接頭部130連接至頂環(huán)軸118的下端；以及固定環(huán)132，配置于頂環(huán)主體131的下部。頂環(huán)主體131由金屬或陶瓷等強度及剛性較高的材料形成。另外，固定環(huán)132由剛性高的樹脂材料或陶瓷等形成。其中，也可以將固定環(huán)132與頂環(huán)主體131—體形成。在頂環(huán)主體131及固定環(huán)132的內(nèi)側(cè)形成的空間內(nèi)容納著彈性襯墊133，與基板W抵接；環(huán)狀的加壓片34，由彈性膜構(gòu)成；以及大致圓盤狀的夾盤135，保持彈性襯墊133。彈性襯墊133的上周端部由夾盤135保持，在彈性襯墊133與夾盤135之間，設(shè)有4個壓力室(氣囊)P1、P2、P3、P4。對這些壓力室P1、P2、P3、P4，分別經(jīng)由流路137、138、139、140供給加壓空氣等加壓流體，或者抽真空。中央的壓力室P1為圓形，其他壓力室P2、P3、P4為環(huán)狀。這些壓力室P1、P2、P3、P4排列在同心上。壓力室P1、P2、P3、P4的內(nèi)部壓力可以由未圖示的壓力調(diào)整部相互獨立地改變，由此，能夠大致獨立地調(diào)整對基板W的4個區(qū)域，即中央部Cl、內(nèi)側(cè)中間部C2、外側(cè)中間部C3以及周緣部C4的按壓力(正確地說，多少受到壓力室對于相鄰的區(qū)域等其他區(qū)域的影響)。另外，通過升降頂環(huán)114的整體，從而能夠以規(guī)定的按壓力將固定環(huán)132按壓在研磨襯墊110上。在夾盤135與頂環(huán)主體131之間形成壓力室P5，對該壓力室P5經(jīng)由流路141供給加壓流體，或抽真空。由此，夾盤135及彈性襯墊133整體能夠在上下方向上運動。其中，在基板W的周緣部設(shè)有固定環(huán)132，以使在研磨中基板W不從頂環(huán)114飛出。如圖11所示，在研磨臺112的內(nèi)部，埋設(shè)有監(jiān)視(檢測)基板W的膜的狀態(tài)的傳感器150。該傳感器150連接至監(jiān)控裝置153，該監(jiān)控裝置153連接至CMP控制器154。作為上述傳感器150可以使用光學式傳感器或渦電流傳感器。傳感器150的輸出信號發(fā)送至監(jiān)控裝置153，由該監(jiān)控裝置153，對傳感器150的輸出信號(傳感信號)施以必要的變換、處理(運算處理)，生成監(jiān)控信號。該監(jiān)控信號(及傳感信號)的值雖然不表示膜厚本身，但監(jiān)控信號的值根據(jù)膜厚而變化。監(jiān)控裝置153也作為基于監(jiān)控信號操作各壓力室P1、P2、P3、P4的內(nèi)部壓力的控制部以及檢測研磨終點的終點檢測部工作。即，在監(jiān)控裝置153中，基于監(jiān)控信號決定頂環(huán)114按壓基板W的力，并將該按壓力發(fā)送至CMP控制器154。CMP控制器154對未圖示的壓力調(diào)整部發(fā)出指令，使其變更頂環(huán)114對基板W的按壓力。其中，可以將監(jiān)控裝置153和控制部作為分別的裝置，也可以將監(jiān)控裝置153和CMP控制器154—體化而作為一個控制裝置。圖13是表示研磨臺112與基板W的關(guān)系的俯視圖。如圖13所示，傳感器150設(shè)置在通過由頂環(huán)114保持的研磨中的基板W的中心C^的位置上。符號C^是研磨臺112的旋轉(zhuǎn)中心。例如，傳感器150在通過基板W的下方的期間，能夠在通過軌跡(掃描線)上連續(xù)地對應(yīng)于基板W的Cu層等導電性膜的膜厚或膜厚的變化檢測出增加或減少的量。圖14是表示傳感器150在基板W上掃描的軌跡的圖。即，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)l周，傳感器150都對基板W的表面(被研磨面)進行掃描，若研磨臺112旋轉(zhuǎn)，則傳感器150大致畫出通過基板W的中心Cw(頂環(huán)軸118的中心)的軌跡而對基板W的被研磨面上進行掃描。頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度通常不同，所以基板W的表面上的傳感器150的軌跡如圖14所示，隨著研磨臺112的旋轉(zhuǎn)變化為掃描線S、、SL2、SL3、……。在這種情況下，也如上所述，傳感器150配置在通過基板W的中心Cw的位置上，所以傳感器150畫出的軌跡每次都通過基板W的中心Cw。這樣，在本實施方式中，調(diào)整基于傳感器150的計測的定時，使通過傳感器150每次都一定計測基板W的中心Cw。另外，已知基板W的研磨速度的分布(profile)是關(guān)于通過基板W'的中心Cw與表面垂直的軸成為大致軸對稱。因此，如圖14所示，用MPWm-n表示第m條掃描線SL上的第n個計測點時，通過跟蹤對各掃描線上的第mn個計測點MP，、MP，、……、MP的監(jiān)控信號，從而能夠監(jiān)控第n個l-n2-nm-n計測點的半徑位置上的基板W的膜厚的推移。其中，在圖14中，為了簡化，將l次掃描中的計測點的數(shù)目設(shè)為15。但是，計測點的個數(shù)并不限定于此，可以根據(jù)計測的周期及研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為各種值。在使用渦電流傳感器作為傳感器150的情況下，通常在一條掃描線上有100個以上的計測點。若像這樣增加計測點，則由于30任何一個計測點對基板W的中心Cw大致一致，所以也可以不進行對上述基板w的中心c^的計測定時的調(diào)整。圖15是表示在圖14所示的基板W上的計測點之中選擇由監(jiān)控裝置153進行監(jiān)控的計測點的一例的俯視圖。在圖15所示的例子中，進行與按壓力獨立操作的各區(qū)域C1、C2、C3、C4的中心附近和邊界線附近對應(yīng)的位置的計測點MP，、MP,、MPq、MP4、MP,、MPR、MPR、MPin、m-1m-2m-3m-4m-5m-6m-8m匿10MP、MP，,、MP一MP14、MP，，的監(jiān)控。在此，也可以與圖14所m-11m-12m-13m-14m-15示的例子不同，計測點MP，與MP(.+1)之間存在其他計測點。其中，監(jiān)m-1m-l+l控的計測點的選擇并不限于圖15所示的例子，能夠?qū)⒒錡的被研磨面上在控制中應(yīng)該注意的點選擇為應(yīng)該監(jiān)控的計測點，也可以選擇掃描線上的全部計測點。監(jiān)控裝置153對選擇的計測點上的傳感器150的輸出信號(傳感信號)進行規(guī)定的運算處理，生成監(jiān)控信號。進而，監(jiān)控裝置153基于被生成的監(jiān)控信號和后述基準信號，分別計算與基板W的各區(qū)域Cl、C2、C3、C4對應(yīng)的、頂環(huán)114內(nèi)的壓力室Pl、P2、P3、P4的壓力。艮口，監(jiān)控裝置153將對于如上所述選擇的計測點所獲取的監(jiān)控信號與預(yù)先設(shè)定的基準信號進行比較，計算用于使各監(jiān)控信號收斂至基準信號的壓力室Pl、P2、P3、P4的最適當?shù)膲毫χ?。這樣，計算出的壓力值從監(jiān)控裝置153發(fā)送至CMP控制器154，CMP控制器154改變壓力室P1、P2、P3、P4的壓力。像這樣，調(diào)整對基板W的各區(qū)域C1、C2、C3、C4的按壓力。在此，為了排除噪聲的影響而使數(shù)據(jù)平滑，也可以使用將對于附近的計測點的監(jiān)控信號進行了平均的數(shù)據(jù)。或者，也可以將基板W的表面按照離開中心C^的半徑以同心圓狀分割為多個區(qū)域，求出對各區(qū)域內(nèi)的計測點的監(jiān)控信號的平均值或代表值，將該平均值或代表值用作控制用的新的監(jiān)控信號。在此，如果在研磨中的各時刻求出各計測點離開C^的距離并判斷屬于哪個區(qū)域，那么在傳感器配置為在研磨臺112的半徑方向排列多個的情況下，或在研磨中頂環(huán)114以頂環(huán)驅(qū)動軸118為中心搖動的情況下，都能夠有效地進行對應(yīng)。接著，在使用光學式傳感器作為傳感器150的情況下，根據(jù)日本特開2004-154928號公報的記載，說明根據(jù)在各計測點上得到的反射強度檢測研磨終點的方法。在被研磨膜是氧化膜這樣的透光性的薄膜的情況下，如果考慮厚度均勻、沒有外部干擾的理想的狀態(tài)，則由于被研磨膜的干涉，各波長的相對反射率的時間變化大致成為圖16所示。將被研磨膜的折射率設(shè)為n、膜厚設(shè)為d、光的波長(真空中)設(shè)為A時，相對于時間變化1個周期量的膜厚差為A(^A/2n。因此，如果膜厚隨著研磨時間線形減少，則相對反射率如圖16所示，成為極大值及極小值周期性出現(xiàn)的時間變化。在此，實線表示波長A=500nm的情況，虛線表示A=700nm的情況。關(guān)于通過包括對光譜數(shù)據(jù)的波長成分乘以加權(quán)函數(shù)的乘法計算在內(nèi)的運算而求出的特性值，也對應(yīng)于研磨時間、即膜厚的減少，值同樣地反復增減。另外，在圖案膜的情況下，雖然有在波形上出現(xiàn)噪聲或歪斜的情況，但特性值也同樣地增減。在監(jiān)控中，檢測這樣得到的特性值時間變化的極大值及/或極小值，而表現(xiàn)研磨進行情況。如果預(yù)先在極值檢測時刻上停止研磨并進行膜厚測定作為參考，那么能夠?qū)⒀心ミM行情況與被研磨膜的膜厚進行關(guān)聯(lián)。在研磨終點(研磨停止點或研磨條件變更點)的撿測中，檢測希望的膜厚緊前的極值(特征點之一)，并過研磨以下時間量，該時間量是對應(yīng)于極值的膜厚與希望的膜厚的差量所相當?shù)臅r間量。另外，也可以在傳感器150每掃描1次基板W的表面，對各計測點上測定的反射強度進行平均，并根據(jù)平均了的值計算上述特性值。在對反射強度數(shù)據(jù)施加了上述一系列的處理來計算特性值的情況下，優(yōu)選在反射強度數(shù)據(jù)的處理的適當?shù)碾A段上進行移動平均處理。例如，可以對得到的反射強度數(shù)據(jù)進行移動平均處理之后施加一系列的處理來求出特性值，或者也可以對計算出的特性值進行移動平均處理。其中，所謂移動平均處理，指的是使某個規(guī)定時間區(qū)間移動并對該時間區(qū)間(移動平均時間)內(nèi)得到的時間序列數(shù)據(jù)進行平均的處理。接著，說明傳感器150掃描基板的表面時的軌跡(掃描線)。在研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度與頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度相同的情況下，已知理論上在基板上的所有點上相對速度相同，而且設(shè)置于研磨臺的傳感器每次都掃描基板的同一位置。但是，作為現(xiàn)實，存在無法使研磨臺與頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度3嚴格相同的情況，以及若設(shè)為相同的旋轉(zhuǎn)速度，則研磨臺與頂環(huán)同步，由于研磨襯墊上的溝等的影響，局部上研磨過少的情況。因此，大多有意地使研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度與頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度稍稍改變。圖17是表示將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70mirT1、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為71min—1時的基板W上的傳感器150的軌跡的圖。在該條件下，例如若使移動平均時間為5秒，則在此期間傳感器150能夠在基板W上掃描6次，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)1次，傳感器軌跡僅旋轉(zhuǎn)S.14度。其結(jié)果，如圖17所示，僅得到基板W上的一小部分的信息，無法正確地把握與本來的膜厚變化對應(yīng)的反射強度的變化。圖18是表示在圖17所示的條件下得到的特性值的信號波形的曲線圖。一般的，根據(jù)反射強度求出的特性值由于光的干涉，對應(yīng)于膜厚變化呈正弦曲線形狀變化。但是，將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70min—、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為71min—、移動平均時間設(shè)為5秒(移動平均點數(shù)為6點)時，如圖18所示，可知在特性值的信號波形之上出現(xiàn)隨機噪聲。如上所述，通常檢測特性值的極大值或極小值并作為研磨終點，但由于噪聲而無法清晰地捕捉極值，或者顯示極值的時間與本來的研磨終點時間偏離而無法迸行正確的研磨終點檢測。因此，在本發(fā)明中，調(diào)整頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比，以使在規(guī)定的時間內(nèi)(例如，移動平均時間內(nèi))傳感器150在基板W上劃出的軌跡在基板W的表面的全周上大致均勻分布。圖19是表示將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70mirT1、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為77min—\移動平均時間(在本例中為5秒)內(nèi)傳感器150劃出的基板上的軌跡的圖。如圖19所示，在該條件下，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)1次，傳感器150的軌跡旋轉(zhuǎn)36度，所以每掃描5次，傳感器軌跡在基板W上旋轉(zhuǎn)半周。如果還考慮傳感器軌跡的彎曲，那么通過在移動平均時間內(nèi)傳感器150對基板W掃描6次，從而傳感器150幾乎均勻地掃描基板W上整個面，圖案密度或構(gòu)造不同的區(qū)域的影響在每次移動平均時間內(nèi)大致成為相同程度是值得期待的。圖20是表示在圖19所示的條件下得到的特性值的信號波形的曲線圖。根據(jù)圖20可知，與圖18相比特性值的信號波形上的噪聲較少。進而，如果將移動平均時間設(shè)為成倍的10秒，或?qū)⒀心ヅ_112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為3370min—、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為84min—、則移動平均時間內(nèi)傳感器軌跡大致旋轉(zhuǎn)1周，所以能夠進一步提高研磨終點檢測的精度。一般地，如果對時間序列數(shù)據(jù)施加移動平均處理，那么處理后的數(shù)據(jù)相對于實際的數(shù)據(jù)延遲移動平均時間的大致一半的時間而取得。另外，已知如果大幅改變頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比，則基板W上的頂環(huán)114與研磨臺112的相對速度的分布發(fā)生變化，由此基板W的膜厚分布發(fā)生變化。因此，需要考慮與CMP處理對應(yīng)的延遲時間的允許范圍、以及膜厚分布的變化的程度，來決定移動平均時間、研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度。通常，頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比的稍許變化對研磨分布幾乎不造成影響，所以僅通過頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比的調(diào)整，易于使傳感器150大致均勻地掃描基板W的表面。在上述例子中，表示了頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度快的情況，但在頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度慢的情況(例如，研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度為70min、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度為63min—0下，僅是傳感器軌跡向逆方向旋轉(zhuǎn)，而在使規(guī)定的時間內(nèi)傳感器150在基板W的表面上劃過的軌跡跨基板W的表面的全周分布這一點上，與上述例子相同。另外，在上述例子中，描述了頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比接近于1的情況，但在旋轉(zhuǎn)速度比接近于0.5或1.5、2等(0.5的倍數(shù))的情況下也是同樣的。艮卩，在頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比為0.5的情況下，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)1次，傳感器軌跡旋轉(zhuǎn)180度，從基板W觀察，傳感器150每旋轉(zhuǎn)1次從逆方向在同一軌跡上移動。因此，如果使頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比從0.5稍稍偏離(例如，將頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為36min—、研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為70rnin—O，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)一次，傳感器軌跡旋轉(zhuǎn)(180+a)度，那么能夠使傳感器軌跡看上去偏離a度。因此，設(shè)定ct(即，設(shè)定頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比)以使移動平均時間內(nèi)傳感器軌跡在基板W的表面上旋轉(zhuǎn)大致0.5次、或大致N次、或大致0.5+N次(換言之，0.5的倍數(shù)，即0.5XN次(N是自然數(shù)))即可。使移動平均時間內(nèi)傳感器150在基板W的表面劃過的軌跡在全周上大致均等地分布，這使得還考慮移動平均時間的調(diào)整時在較大范圍上可以進行旋轉(zhuǎn)速度比的選擇。因此，也能夠?qū)?yīng)于因為研磨液(漿料)的特性等而需要較大地改變頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度比的研磨處理。另外，一般的，除了頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度為研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度的正好一半的情況之外，傳感器150在基板W上劃出的軌跡如圖19那樣彎曲。因此，即使使規(guī)定時間內(nèi)(例如移動平均時間內(nèi))傳感器150在基板W上劃出的軌跡跨基板W的全周分布，傳感器軌跡也不一定在嚴格的含義下在周向均勻地分布。為了使傳感器軌跡在基板W的周向上嚴格地均勻分布，需要使每個規(guī)定時間內(nèi)傳感器軌跡在基板W的圓周上旋轉(zhuǎn)正好N次(N為自然數(shù))。在這期間，傳感器150跨基板W的表面的全周在周向上以均勻的方向、朝向進行掃描。為了將其實現(xiàn)，例如可以決定研磨臺112和頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度，以使研磨臺112在旋轉(zhuǎn)規(guī)定的次數(shù)(自然數(shù))期間，頂環(huán)114正好旋轉(zhuǎn)與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)次數(shù)不同的次數(shù)(自然數(shù))。在該情況下，雖然如上所述傳感器軌跡也發(fā)生彎曲，傳感器軌跡在周向上不能認為是等間隔分布，但如果分別將2條傳感器軌跡成對地考慮，則傳感器軌跡能夠看作是在任意的半徑位置上在周向均勻分布。圖21是表示這種情況的例子，是表示在與圖19相同的條件下研磨臺112旋轉(zhuǎn)10次期間的基板W上的傳感器軌跡的圖。如上，傳感器150能夠取得與上述例子相比更加平均地反映了基板W的整個面的各種構(gòu)造的數(shù)據(jù)。作為將這樣的想法進行了具體化的例子，接著，說明被研磨物是銅膜，使用渦電流傳感器作為傳感器150的情況的實施方式。在本實施方式中，使用傳感器150監(jiān)控基板的表面狀態(tài)，進行實時控制來調(diào)整基板對研磨面的按壓分布，以使基板徑向的膜厚均勻。其中，在使用上述光學式傳感器的實施方式中，能夠?qū)σ淮螔呙璧玫降娜繑?shù)據(jù)進行平均化來處理，但在本實施方式中，不進行這樣的平均化處理。即，表示傳感器150掃描基板W的表面期間所得到的膜厚的數(shù)據(jù)，被與分布在基板W的徑向上的各區(qū)域Cl、C2、C3、C4(參照圖15)對應(yīng)地進行分配，使用各區(qū)域上的數(shù)據(jù)來決定與該區(qū)域?qū)?yīng)的壓力室的壓力。這時，也可以對于隨著研磨臺112旋轉(zhuǎn)而得到的數(shù)據(jù)，在每個區(qū)域上進行移動平均處理。圖22是表示在研磨前后，在周向上測定在直徑300mm的基板上形成的銅的膜厚的一例的曲線圖。根據(jù)圖22可知，在基板的中間部(半徑r=116mm)上，膜厚大致均勻，但在基板的周緣部(r=146mm)上，在周向上識別出不能忽視的等級的膜厚的不均勻。如上所述，這是因為存在基板的周緣部上等間隔配置的陰極電極(陰極)上的接觸電阻的不均勻，或用于保持電鍍液的密封部件的密封性的不均勻等。這樣的接觸電阻或密封性的不均勻是因為電鍍裝置的部件的個體差異或安裝誤差、部件的老化等。另外，電鍍裝置內(nèi)搭載有多個單元(電鍍槽)，在分別的單元內(nèi)進行電鍍時，根據(jù)各自的單元，周向的膜厚的不均勻發(fā)生差異。進而，在部件更換前后，膜厚的不均勻的傾向也發(fā)生變化。圖23是表示將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為60min—、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為31mini時的基板面上的傳感器軌跡的圖。該圖23所示的例子在傳感器軌跡漸漸旋轉(zhuǎn)這一點上與圖17的例子相同，但研磨臺112旋轉(zhuǎn)1次(旋轉(zhuǎn)360°)期間頂環(huán)114旋轉(zhuǎn)186°，所以傳感器軌跡如果不考慮掃描的朝向，那么30秒時在基板W的表面上劃過半周并返回原來的位置。因此，如果設(shè)移動平均點數(shù)為5點，這期間傳感器150在基板W的周緣部僅連續(xù)掃描膜厚大的部分或小的部分，產(chǎn)生對膜厚的過大評價或過小評價。圖24是表示將在基板W的徑向上分布的各區(qū)域Cl、C2、C3、C4上膜厚變得均勻作為目標，在上述旋轉(zhuǎn)速度條件下，在研磨中操作頂環(huán)114的4個壓力室(氣囊)Pl、P2、P3、P4的壓力的結(jié)果的一例的曲線圖。根據(jù)圖24可知，受到基板W的周緣部上的膜厚的周向的不均勻的影響，以大致30秒的周期，越外側(cè)的壓力室，壓力變動越大。圖25是表示為了避免這樣的問題，將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)為60min—、頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)為36min—工時的基板面上的傳感器軌跡的圖。在該例中，根據(jù)圖25可知，研磨臺112每旋轉(zhuǎn)5次，傳感器軌跡可以看作是在基板W的表面上向逆時針方向旋轉(zhuǎn)2周，在此期間，傳感器150對基板W的表面跨全周在周向上以均等的方向、朝向進行掃描。圖26是表示在圖25所示的條件下研磨時的頂環(huán)114的各壓力室Pl、P2、P3、P4的壓力的變化的曲線圖。在該例中，將移動平均時間設(shè)為4秒，對于從某時刻開始到4秒前為止的間隔1秒的5點的數(shù)據(jù)、即研磨臺112旋轉(zhuǎn)5次期間所取得的數(shù)據(jù)，進行移動平均處理。如圖26所示，未發(fā)現(xiàn)如圖24所見到的30秒左右的周期的壓力變化，推測傳感器150能夠把握基板的周向上平均的膜厚。在此，說明用于使傳感器150以等間隔的角度均等地掃描基板W的表面上的、研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度與頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系?，F(xiàn)在，如果使在研磨臺112旋轉(zhuǎn)規(guī)定的次數(shù)m(自然數(shù))期間，傳感器150對基板W的表面上跨全周在周向上以均等的方向、朝向進行掃描，那么這時的研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度V與頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度R的關(guān)系由下式表示。R/V=n/m艮卩m*R/V=n(9)在此，R表示頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度；V表示研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度；m表示規(guī)定的研磨臺旋轉(zhuǎn)次數(shù)(自然數(shù))；n表示在研磨臺旋轉(zhuǎn)m次期間，頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的次數(shù)(自然數(shù))?，F(xiàn)在，如果使研磨臺旋轉(zhuǎn)m次時，傳感器對基板W的表面均等地掃描l周，那么m與n是互質(zhì)的自然數(shù)。作為上式(9)的根據(jù)的想法如下所述。研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次期間，頂環(huán)114旋轉(zhuǎn)m.R/V。在這期間，如果使傳感器150對基板W的表面上跨全周在周向上以均等的方向、朝向進行掃描，則頂環(huán)114必須正好旋轉(zhuǎn)n次(式(9))。其中，將在研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次(頂環(huán)114為n次)之前不發(fā)生這樣的情況作為條件。換言之，m與n是互質(zhì)的自然數(shù)。在此，如果從其他角度來看待式(9)，則也可以用下式來表示研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度V與頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度R的關(guān)系。I(V—R)/VI.m-n，即，式(10)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage37</formula>其中，n'是自然數(shù)，表示直到基板的表面上旋轉(zhuǎn)的傳感器軌跡返回初始方向為止的傳感器軌跡的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。這時，如果V〉R，那么m'R/V-m—n，，其中n，-l、2、…、m—1;如果V〈R，那么mR/V=m+n'，其中n'-l、2、…。因此，如果在V>R時將m—n'替換為n，在V<R時將m+n'替換為n，那么式(10)與式(9)等價。g卩，基板表面上的傳感器軌跡的旋轉(zhuǎn)次數(shù)n'成為研磨臺112的旋轉(zhuǎn)次數(shù)m與頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)次數(shù)n的差。在此，為了根據(jù)研磨中的膜厚的變化來實時控制各壓力室P1、P2、P3、P4的壓力，需要把握距離決定壓力的時刻盡可能近的時刻的膜表面的狀態(tài)?；谶@一理由，優(yōu)選上述m在某種程度上較小。例如，如果想要把握距離壓力決定時刻最長也為16秒以內(nèi)的膜的表面狀態(tài)，那么需要使m/V《16秒。另一方面，為了與周向的膜厚的不均勻、圖案密度、構(gòu)造的不同無關(guān)地把握膜的平均表面狀態(tài)，需要使m在某種程度上加大。如果由與至少4根掃描線對應(yīng)的8個計測值來代表周向的膜厚的不均勻，那么m》4。因此，考慮實時控制和膜厚的不均勻，旋轉(zhuǎn)次數(shù)m優(yōu)選設(shè)定為4《m《16XV。圖27是表示滿足式(9)的頂環(huán)與研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度比R/V的例子的表。在實際中，還考慮研磨裝置的研磨性能，從該表中選擇適當?shù)男D(zhuǎn)速度比，決定頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度。由于電鍍裝置的單元(電鍍槽)的構(gòu)造等，在基板的周緣部的膜厚變化上看出M周期的空間周期性的情況下，頂環(huán)114與研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度的關(guān)系如下表示。式(11)R/V=n/(m.M)n=l,2，3，...(11)在此，如果在研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次時開始，掃描線對基板W上在周向存在不均勻的膜厚的各值均勻地進行掃描，則m與n為互質(zhì)的自然數(shù)?；谏鲜?9)、(10)、(11)將研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為研磨裝置的設(shè)定單位(例如lmin—4的整數(shù)倍時，存在頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度不為上述設(shè)定單位的整數(shù)倍的情況。在這種情況下，將與由上述式求出的值接近的整數(shù)設(shè)定為頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度即可。另外，基于上述式來決定研磨臺112及頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度時，在研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次期間，研磨襯墊16的同一部位對基板W的表面上的同一部位研磨1次，存在受到研磨襯墊16上的溝等的影響、基板W的研磨在局部不充分的情況。在這種情況下，在由上式求得的研磨臺112或頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度上加上或減去研磨裝置的設(shè)定單位(例如lmin—"的旋轉(zhuǎn)速度即可。例如，頂環(huán)114及研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度可以基于上式(9)，在由下式表示的范圍內(nèi)進行設(shè)定。式(12)nV/m—l《R《nV/m+l(12)另外，式(13)mR/n—1《V《mR/n+1(13)其中，V是研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度，是表示研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)，R是頂環(huán)114的旋轉(zhuǎn)速度，是表示研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)。雖然說使傳感器150對基板W的表面上跨全周在周向上以均等的方向、朝向進行掃描，但在實用中，不需要在研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次期間，頂環(huán)114正好旋轉(zhuǎn)n次。在研磨臺112旋轉(zhuǎn)m次時，如果發(fā)現(xiàn)頂環(huán)114在±0.2旋轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)偏離，則可以在下式表示的范圍內(nèi)設(shè)定研磨臺112的旋轉(zhuǎn)速度V。式(14)mR/(n+0.2)《V《mR/"(n—O.2)(14)其中，上述方法不限于研磨的實時控制，當然也可以適用于僅進行研磨終點檢測或膜厚的監(jiān)控的情況。以膜厚的均勻性作為目的的研磨控制中，大多數(shù)情況，基板的周緣部的膜厚受到重視。但是，在僅進行研磨終點檢測或單純的膜厚的監(jiān)控的情況下，不一定需要監(jiān)控基板的周緣部，也可以僅監(jiān)控基板的中心部及/或其附近的膜厚。在基板的中心部及其周邊，即使是傳感器軌跡旋轉(zhuǎn)180度的狀態(tài)，也能夠取得幾乎同一部位的表面狀態(tài)，所以在僅進行研磨終點檢測或膜厚的監(jiān)控的情況下，在上述式(9)中，可以將n替換為n/2。gp，這時的旋轉(zhuǎn)速度由下式表示。式(15)RZV=n/(2m)(15)在以上例子中，作為抑制監(jiān)控信號的噪聲成分的平滑化方法，舉了移動平均法作為例子進行說明，但只要是能夠?qū)ΡO(jiān)控信號中產(chǎn)生的相當于旋39轉(zhuǎn)次數(shù)m的周期的噪聲成分在實質(zhì)上進行平滑化的方法，并不限定于移動平均，例如也可以是無限脈沖響應(yīng)型的數(shù)字濾波器。進而，在基于監(jiān)控信號進行實時控制的情況下，如果與旋轉(zhuǎn)次數(shù)m不同步地適當?shù)卦O(shè)定控制周期(具體而言，根據(jù)膜厚的變化使壓力室的壓力變化的周期)，那么也可以不進行移動平均處理等平滑化處理而進行良好的控制。如上所述，本發(fā)明在對半導體晶片等的基板的表面上形成的膜通過化學機械研磨(CMP)進行平坦化時，能夠適用于表示從光學式或渦電流式傳感器等In-situ類型的傳感器輸出的研磨狀態(tài)的監(jiān)控信號的處理。光學式傳感器一般用于透射光的硅氧化膜類的研磨。另一方面，在金屬等導體膜研磨中，使用渦電流式傳感器。但是，在金屬中如果膜厚為數(shù)十nm以下，則光發(fā)生透射，所以也可以使用光學式傳感器。另外，本發(fā)明也可以適用于使用上述監(jiān)控信號進行研磨以使被研磨膜的研磨后的膜厚均勻的情況。工業(yè)可利用性本發(fā)明可以適用于計算基板等加工對象物的被加工面的特性值、并檢測加工終點的定時的加工終點檢測方法及裝置。權(quán)利要求1、一種加工終點檢測方法，根據(jù)使用反射光的分光波形算出的被加工面的特性值，檢測加工終點，該反射光通過在被加工物的被加工面上照射光而得到，其特征在于，通過使用基準被加工物、或模擬計算，生成表示加工終點上的反射強度與波長的關(guān)系的分光波形；基于上述分光波形，選擇反射強度成為極大值及極小值的波長；根據(jù)上述選擇的波長的反射強度，計算被加工面的特性值；將被加工物的加工終點上的特性值的時間變化的特征點設(shè)定為加工終點；在被加工物的加工中檢測上述特征點從而檢測被加工物的加工終點。2、如權(quán)利要求1所述的加工終點檢測方法，其特征在于，求出上述基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度；用上述平均反射強度去除上述基準被加工物的加工終點上的反射強度，從而生成基準分光波形；基于上述基準分光波形選擇成為極大值及極小值的波長。3、如權(quán)利要求1所述的加工終點檢測方法，其特征在于，定義加權(quán)函數(shù)，該加權(quán)函數(shù)具有以上述選擇的成為極大值的波長為中心的權(quán)重；在將光照射至被加工物的被加工面而得到的反射光的反射強度上，乘以上述加權(quán)函數(shù)進行積分，從而計算上述被加工面的特性值；檢測上述特性值的時間變化的特性點，從而檢測被加工物的加工終點。4、如權(quán)利要求1所述的加工終點檢測方法，其特征在于，使上述選擇的波長向前后的波長偏移。5、一種加工終點檢測方法，根據(jù)使用反射光的分光波形算出的被加工面的特性值，檢測加工終點，該反射光通過在被加工物的被加工面上照射包括多波長的光而得到，其特征在于，通過使用基準被加工物、或模擬計算，求出加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度；對基準分光波形進行監(jiān)控從而檢測被加工物的加工終點，上述基準分光波形是用上述基準被加工物的平均反射強度去除反射光的分光波形的反射強度而得到的，上述反射光是在被加工物的加工中照射包括多波長的光而得到的。6、一種加工裝置，其特征在于，具有光源，將光照射在被加工物的被加工面上；受光部，接收來自上述被加工面的光；分光器單元，對在上述受光部中接收的光進行分光，并轉(zhuǎn)換為電信息；以及運算部，對來自上述分光器單元的電信息進行運算；上述運算部求出基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，用上述平均反射強度去除上述基準被加工物的加工終點的反射強度，從而生成基準分光波形，選擇該基準分光波形成為極大值及極小值的波長，根據(jù)上述選擇的波長的反射強度，計算上述基準被加工物的被加工面的特性值，將被加工物的加工終點的特性值的時間變化的特征點設(shè)定為加工終點，在加工中檢測上述特征點從而檢測被加工物的加工終點。7、如權(quán)利要求6所述的加工裝置，其特征在于，使上述選擇的波長向前后的波長偏移。8、如權(quán)利要求6所述的加工裝置，其特征在于，上述運算部定義加權(quán)函數(shù)，該加權(quán)函數(shù)具有以上述選擇的成為極大值的波長為中心的權(quán)重，在將光照射至被加工物的被加工面而得到的反射光的反射強度上，乘以上述加權(quán)函數(shù)進行積分，從而計算上述被加工面的特性值，檢測上述特性值的時間變化的特性點，從而檢測被加工物的加工終點。9、一種加工裝置，其特征在于，具有光源，將包括多波長的光照射在被加工物的被加工面上；受光部，接收來自上述被加工面的光；分光器單元，對在上述受光部中接收的光進行分光，并轉(zhuǎn)換為電信息；以及運算部，對來自上述分光器單元的電信息進行運算；上述運算部求出基準被加工物的加工時間內(nèi)的各波長的平均反射強度，對基準分光波形進行監(jiān)控從而檢測被加工物的加工終點，上述基準分光波形是用上述基準被加工物的平均反射強度去除反射光的分光波形的反射強度而得到的，上述反射光是在被加工物的加工中照射包括多波長的光而得到的。10、一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)，將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物，通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器在被研磨物的表面劃過的軌跡跨上述被研磨物的表面的全周大致均勻分布。11、如權(quán)利要求10記載的研磨方法，其特征在于，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使上述規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器的軌跡在被研磨物的表面旋轉(zhuǎn)大致0.5XN次，其中N為自然數(shù)。12、如權(quán)利要求10記載的研磨方法，其特征在于，上述規(guī)定的測定時間是對從上述傳感器得到的監(jiān)控信號進行移動平均處理時的移動平均時間。13、如權(quán)利要求10記載的研磨方法，其特征在于，由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，并檢測研磨終點。14、如權(quán)利要求10記載的研磨方法，其特征在于，一邊由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，一邊進行研磨以使該被研磨物的表面的膜厚均勻。15、如權(quán)利要求10記載的研磨方法，其特征在于，規(guī)定的測定時間是上述研磨臺旋轉(zhuǎn)以下次數(shù)的時間，上述次數(shù)是從4到16XV的自然數(shù)中選擇的次數(shù)，其中V表示上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度。16、一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)，將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物，通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使在上述研磨臺旋轉(zhuǎn)由第一自然數(shù)表示的規(guī)定的次數(shù)期間，上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)與和上述第一自然數(shù)互質(zhì)的第二自然數(shù)相等的次數(shù)，上述第一自然數(shù)為4以上，在16秒期間上述研磨臺旋轉(zhuǎn)的次數(shù)以下。17、如權(quán)利要求16記載的研磨方法，其特征在于，由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，并檢測研磨終點。18、如權(quán)利要求16記載的研磨方法，其特征在于，一邊由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，一邊進行研磨以使該被研磨物的表面的膜厚均勻。19、一種研磨方法，其特征在于，包括由頂環(huán)保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)，將被研磨物按壓在旋轉(zhuǎn)的研磨臺上的研磨面上并研磨該被研磨物，通過設(shè)置于上述研磨臺的傳感器監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)的工序；上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度滿足由nV/m—1《R《nV/m+l或mR/n—l《V《mR/n+1表示的關(guān)系式；其中，V是表示上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度、且為研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；R是表示上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度、且為研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；m是規(guī)定的自然數(shù)，而且是為了上述傳感器在被研磨物的表面跨全周并在周向上以均等的方向、朝向進行掃描而所需要的上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；n是與m互質(zhì)的自然數(shù)。20、如權(quán)利要求19記載的研磨方法，其特征在于，由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，并檢測研磨終點。21、如權(quán)利要求19記載的研磨方法，其特征在于，一邊由上述傳感器監(jiān)控被研磨物的表面狀態(tài)，一邊進行研磨以使該被研磨物的表面的膜厚均勻。22、一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器在被研磨物的表面劃過的軌跡在上述被研磨物的表面的全周上大致均等分布。23、如權(quán)利要求22記載的研磨裝置，其特征在于，設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使上述規(guī)定的測定時間內(nèi)上述傳感器的軌跡在被研磨物的表面旋轉(zhuǎn)大致0.5XN次，其中N為自然數(shù)。24、如權(quán)利要求22記載的研磨裝置，其特征在于，上述規(guī)定的測定時間是對從上述傳感器得到的監(jiān)控信號進行移動平均處理時的移動平均時間。25、如權(quán)利要求22記載的研磨裝置，其特征在于，還具有終點檢測部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，檢測研磨終點。26、如權(quán)利要求22記載的研磨裝置，其特征在于，還具有控制部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，決定對于被研磨物的上述研磨面的按壓力，該對于被研磨物的上述研磨面的按壓力用于對該被研磨物的表面均勻地進行研磨。27、如權(quán)利要求22記載的研磨裝置，其特征在于，規(guī)定的測定時間是上述研磨臺旋轉(zhuǎn)以下次數(shù)的時間，上述次數(shù)是從4到16XV的自然數(shù)中選擇的次數(shù)，其中V表示上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度。28、一種研磨裝置，其特征在于，包括-頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使在上述研磨臺旋轉(zhuǎn)由第一自然數(shù)表示的規(guī)定的次數(shù)期間，上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)與和上述第一自然數(shù)互質(zhì)的第二自然數(shù)相等的次數(shù)；上述第一自然數(shù)為4以上，在16秒期間上述研磨臺旋轉(zhuǎn)的次數(shù)以下。29、如權(quán)利要求28記載的研磨裝置，其特征在于，還具有終點檢測部，基于由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，檢測研磨終占o^t3,、"、、O30、如權(quán)利要求28記載的研磨裝置，其特征在于，還具有控制部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，決定對于被研磨物的上述研磨面的按壓力，該對于被研磨物的上述研磨面的按壓力用于對該被研磨物的表面均勻地進行研磨。31、一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；以及傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度滿足由nV/m—l《R《nV/m+l或mR/n—l《V《mR/n+l表示的關(guān)系式；其中，V是表示上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度、且為研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；R是表示上述頂環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度、且為研磨裝置允許的設(shè)定單位的倍數(shù)的自然數(shù)；m是規(guī)定的自然數(shù)，而且是為了上述傳感器在被研磨物的表面跨過全周并在周向上以均等的方向、朝向進行掃描而所需要的上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；n是與m互質(zhì)的自然數(shù)。32、如權(quán)利要求31記載的研磨裝置，其特征在于，還具有終點檢測部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，檢測研磨終點。33、如權(quán)利要求31記載的研磨裝置，其特征在于，還具有控制部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，決定對于被研磨物的上述研磨面的按壓力，該對于被研磨物的上述研磨面的按壓力用于對該被研磨物的表面均勻地進行研磨。34、一種研磨裝置，其特征在于，包括頂環(huán)，保持被研磨物并且使該被研磨物旋轉(zhuǎn)；研磨臺，能夠旋轉(zhuǎn)，具有研磨面，該研磨面被由上述頂環(huán)保持的被研磨物按壓；傳感器，設(shè)置于上述研磨臺，監(jiān)控研磨中的被研磨物的表面狀態(tài)；以及監(jiān)控裝置，對來自上述傳感器的信號進行運算；設(shè)定上述頂環(huán)和上述研磨臺的旋轉(zhuǎn)速度，以使上述傳感器掃描被研磨物的表面的軌跡每次不同；上述監(jiān)控裝置以經(jīng)過被研磨物的表面一周的多個上述軌跡為一組，對該一組軌跡的信號值進行平均化的運算。35、如權(quán)利要求34記載的研磨裝置，其特征在于，還具有終點檢測部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，檢測研磨終點。36、如權(quán)利要求34記載的研磨裝置，其特征在于，還具有-控制部，根據(jù)由上述傳感器得到的被研磨物的表面狀態(tài)，決定對于被研磨物的上述研磨面的按壓力，該對于被研磨物的上述研磨面的按壓力用于對該被研磨物的表面均勻地進行研磨。全文摘要本發(fā)明涉及計算基板等加工對象物的被加工面的特性值，并檢測加工終點(研磨停止、研磨條件的變更等)的定時的方法。該方法通過使用基準被加工物、或模擬計算，生成表示加工終點上的反射強度與波長的關(guān)系的分光波形；基于上述分光波形，選擇反射強度成為極大值及極小值的波長；根據(jù)上述選擇的波長上的反射強度，計算對于被加工面的特性值；將加工終點上的特性值的時間變化的特征點設(shè)定為加工終點；在加工對象物的加工中檢測上述特征點從而檢測被加工物的加工終點。文檔編號B24B37/013GK101523565SQ200780037289公開日2009年9月2日申請日期2007年10月5日優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日發(fā)明者三谷隆一郎,中井俊輔,丸山浩二,大田真朗,小林洋一,清水展,重田厚申請人:株式會社荏原制作所;株式會社東芝