CN104275642A - 研磨装置及研磨状态监视方法 - Google Patents

Abstract

一种研磨装置，具有：对处于静止状态的基板的膜厚进行测量的在线型膜厚测量器(80)；以及具有配置在研磨台(30A)内的膜厚传感器(40)的原位分光式膜厚监视器(39)。原位分光式膜厚监视器(39)，从研磨基板前由在线型膜厚测量器(80)取得的初期膜厚中，减去研磨基板前由原位分光式膜厚监视器(39)取得的初期膜厚，由此确定补正值，对研磨基板中取得的膜厚加上补正值，由此取得监视膜厚，基于监视膜厚而监视基板的研磨进度。采用本发明，研磨装置能实现高精度的精加工性能。

Description

研磨装置及研磨状态监视方法

技术领域

本发明涉及一种对晶片等基板进行研磨的研磨装置、以及对基板的研磨状态进行监视的方法。

背景技术

在对半导体晶片等基板进行研磨的研磨装置中，主要以监视绝缘层(透明层)的研磨的进行状态并检测出研磨终点为目的，而使用原位(in situ)分光式膜厚监视器。在这种原位分光式膜厚监视器中，安装在研磨台上的光源及分光光度计分别与投光用光纤和受光用光纤连接。这些光纤的顶端，作为投光受光部，设置在研磨台每旋转一周就对晶片表面进行一次扫描的位置。若将投光受光部设在通过晶片中心的位置上，则投光受光部在研磨台旋转一周的期间就对晶片面上的大约接近直径的线(曲线)进行扫描。

近年来，随着半导体器件的精细化，对研磨的精加工性能的要求也变高，对原位分光式膜厚监视器的要求精度也变得极其严格。但是，由于原位分光式膜厚监视器不是获得膜厚绝对值的结构，故其膜厚测量值，与基于基准晶片的膜厚进行校正的在线型(或独立型)膜厚测量器测量出的膜厚测量值有稍微偏差。

另外，原位分光式膜厚监视器，由于安装在研磨台内，故其校正不一定容易。即，对研磨台内的分光式膜厚监视器进行校正的操作是繁杂的，另外，设置用于自动校正的装置的空间受到限制。此外，原位分光式膜厚监视器的结构要素自身也有时随时间变化。此外，晶片面上的测量点及其分布不同于在线型膜厚测量器。从这种背景看，有这样的问题：原位分光式膜厚监视器的膜厚测量值与在线型膜厚测量器的膜厚测量器不一定一致。另外，还有这样的问题：当晶片间研磨对象的膜下层的膜厚不同时，每个晶片的研磨终点的检测结果受其影响而有所相同。

此外，晶片的膜厚沿晶片周向会有波动。这种沿晶片周向的膜厚的波动，会对晶片整体的膜厚的测量产生不好的影响。

为了减少膜厚的波动的影响，提出了一种对研磨台和顶环的转速进行适当调节的方法(参照日本专利特开2010-240837号公报)。采用该方法，膜厚传感器能对晶片整个面进行扫描，且获得平均的膜厚。但是，要获得平均的膜厚，必须取得研磨台多周旋转的膜厚数据。因此，膜厚监视有可能产生时间延迟，研磨速率的变化引起的研磨过量或研磨不足。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供一种解决上述那种问题，能实现高精度的精加工性能的研磨装置及研磨状态监视方法。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的一形态是一种研磨装置，其特点是，具有：对研磨垫进行支承的研磨台；将基板按压到所述研磨垫上的顶环；在线型膜厚测量器，该在线型膜厚测量器对处于静止状态的基板的膜厚进行测量；以及原位分光式膜厚监视器，该原位分光式膜厚监视器具有配置在所述研磨台内的膜厚传感器，所述原位分光式膜厚监视器，从研磨所述基板前由所述在线型膜厚测量器测量出的初期膜厚中，减去研磨所述基板前由所述原位分光式膜厚监视器测量出的初期膜厚，由此确定补正值，对在所述基板的研磨中测量出的膜厚加上所述补正值，由此取得监视膜厚，基于所述监视膜厚而监视所述基板的研磨进度。

本发明的另一形态是一种研磨状态监视方法，其特点是，由在线型膜厚测量器对处于静止状态的基板的初期膜厚进行测量，由原位分光式膜厚监视器对支承于研磨台的研磨垫上的所述基板的初期膜厚进行测量，从由所述在线型膜厚测量器测量出的所述初期膜厚中，减去由所述原位分光式膜厚监视器测量出的所述初期膜厚，由此确定补正值，一边将研磨液供给到所述研磨垫上，一边将所述基板按压到所述研磨垫上而对该基板进行研磨，对在所述基板的研磨中由所述原位分光式膜厚监视器测量出的膜厚加上所述补正值，由此取得监视膜厚，基于所述监视膜厚而监视所述基板的研磨进度。

本发明的又一形态是一种研磨装置，其特点是，具有：对研磨垫进行支承的研磨台；将基板按压到所述研磨垫上的顶环；以及原位分光式膜厚监视器，所述原位分光式膜厚监视器具有配置在所述研磨台内的膜厚传感器，所述原位分光式膜厚监视器将光照射在基板上，生成来自该基板的反射光的光谱，用所述光谱来确定所述基板的旋转角度，并根据所述光谱来确定膜厚。

本发明的又一形态是一种研磨状态监视方法，其特点是，将基板按压到研磨垫上，将光照射到所述研磨垫上的所述基板上，生成来自所述基板的反射光的光谱，用所述光谱来确定所述基板的旋转角度，根据所述光谱确定膜厚，基于所述膜厚而监视所述基板的研磨进度。

发明的效果

采用本发明，原位分光式膜厚监视器的测量值由补正值补正，故能正确地监视研磨状态，能实现高精度的精加工性能。

采用本发明，不会产生时间延迟，能够不受沿晶片面内周向的膜厚的波动的影响地获得平均的监视膜厚。此外，能获得与研磨前后的膜厚控制点一致的测量位置的监视膜厚。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的研磨装置的示图。

图2是模式表示第1研磨单元的立体图。

图3是表示具有原位分光式膜厚监视器的第1研磨单元的模式剖视图。

图4是用于说明原位分光式膜厚监视器的原理的模式图。

图5是表示晶片与研磨台的位置关系的俯视图。

图6是表示由处理部生成的光谱的示图。

图7是说明从所得到的光谱与多个参照光谱的比较中确定当前膜厚的处理的示图。

图8是表示在线型膜厚测量器的模式图。

图9是表示在线型膜厚测量器的膜厚测量头的详细结构的模式图。

图10是表示在研磨前后用在线型膜厚测量器测量膜厚的测量点的一例子的示图。

图11是表示原位分光式膜厚监视器的膜厚传感器在晶片面上画出的扫描轨迹的一例子的示图。

图12是晶片的剖视图。

图13是将在研磨台旋转60周期间在晶片的某径向位置的测量点所得到的光谱重叠画出的曲线图。

图14是表示膜厚传感器的顶端部沿晶片的划线移动的样子的示图。

图15是对利用由原位分光式膜厚监视器得到的光谱而检测划线，并求出晶片的旋转角度的方法的一例子进行说明的示图。

图16是表示研磨台旋转一周期间的测量点的示图。

图17是表示当原位分光式膜厚监视器检测出划线时的四个测量点的示图。

图18是表示研磨台的转速为60min^-1、顶环的转速为61min^-1时的膜厚传感器的扫描轨迹的示图。

图19是表示研磨前后的沿晶片周向的膜厚分布的曲线图。

图20是表示本发明的实施方式的流程图。

图21(a)、图21(b)、图21(c)是表示用于求出晶片旋转角的其它方法的示图。

具体实施方式

下面，参照说明书附图来对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式的研磨装置的示图。如图1所示，该研磨装置具有大致矩形的壳体1，壳体1的内部由隔板1a、1b划分为装载/卸载部2、研磨部3和清洗部4。研磨装置具有对晶片处理动作进行控制的动作控制部5。

装载/卸载部2具有前装载部20，在该前装载部20上载置有对许多晶片(基板)进行存放的晶片盒。在该装载/卸载部2上，沿前装载部120并排敷设有行进机构21，在该行进机构21上设置有能沿晶片盒的排列方向移动的两台输送机械手臂(装料器)22。输送机械手臂22能够通过在行进机构21上移动而对搭载在前装载部20上的晶片盒进行存取。

研磨部3是研磨晶片的区域，具有第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C和第4研磨单元3D。如图1所示，第1研磨单元3A具有：第1研磨台30A，该第1研磨台30A安装有具有研磨面的研磨垫10；第1顶环31A，该第1顶环31A用于对晶片进行保持并一边将晶片按压到研磨台30A的研磨垫10上一边进行研磨；第1研磨液供给机构32A，该第1研磨液供给机构32A用于将研磨液(例如浆料)或修整液(例如纯水)供给到研磨垫10上；用于对研磨垫10的研磨面进行修整的第1修整工具33A；以及第1喷雾器34A，该第1喷雾器34A将液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)作成雾状并喷射到研磨面上。

同样，第2研磨单元3B具有：安装有研磨垫10的第2研磨台30B；第2顶环31B；第2研磨液供给机构32B；第2修整工具33B；以及第2喷雾器34B，第3研磨单元3C具有：安装有研磨垫10的第3研磨台30C；第3顶环31C；第3研磨液供给机构32C；第3修整工具33C；以及第3喷雾器34C；第4研磨单元3D具有：安装有研磨垫10的第4研磨台30D；第4顶环31D；第4研磨液供给机构32D；第4修整工具33D；以及第4喷雾器34D。

由于第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C及第4研磨单元3D具有互相相同的结构，因此，下面参照图2来对第1研磨单元31A进行说明。图2是模式表示第1研磨单元31A的立体图。另外，在图2中，省略了修整工具33A及喷雾器34A。

研磨台30A通过台轴30a而与配置在其下方的台用电动机19连接，研磨台30A通过该台用电动机19而向箭头所示的方向旋转。在该研磨台30A的上表面上贴附有研磨垫10，研磨垫10的上表面构成对晶片W进行研磨的研磨面10a。顶环31A与顶环旋转轴16的下端连接。顶环31A构成为，能够通过真空吸附将晶片W保持在其下表面上。顶环旋转轴16通过未图示的上下移动机构而上下移动。

第1研磨单元31A具有用于对晶片W的膜厚进行监视的原位分光式膜厚监视器39。该原位分光式膜厚监视器39具有：取得膜厚信号的膜厚传感器40，所述膜厚信号随晶片的膜厚变化；以及根据膜厚信号来确定膜厚的处理部45。膜厚传感器40配置在研磨台30A的内部。膜厚传感器40如记号A所示那样与研磨台30A一体地旋转，取得由顶环31A保持的晶片W的膜厚信号。膜厚传感器40与处理部45连接，由膜厚传感器40取得的膜厚信号被送向处理部45。

接着，对原位分光式膜厚监视器39进行说明。图3是表示具有原位分光式膜厚监视器39的第1研磨单元3A的模式剖视图。另外，研磨单元3B～3D也具有与图3所示的第1研磨单元3A相同的结构，因此省略其重复的说明。

顶环旋转轴16通过传动带等连接构件17而与顶环用电动机18连接，从而旋转。利用该顶环旋转轴16的旋转，顶环31A就向箭头所示的方向旋转。

如上所述，原位分光式膜厚监视器39具有：膜厚传感器40和处理部45。膜厚传感器40将光照到晶片W的表面上，接受来自晶片W的反射光，根据波长对该反射光进行分解。膜厚传感器40具有：将光照射到晶片W的被研磨面上的投光部42；作为接受从晶片W返回来的反射光的受光部的光纤43；以及分光光度计(分光器)44，该分光光度计(分光器)44根据波长对来自晶片W的反射光进行分解，并在规定的波长范围测量反射光的强度。

在研磨台30A上，形成有在其上表面开口的第1孔50A及第2孔50B。另外，研磨垫10在与这些孔50A、50B对应的位置形成有通孔51。孔50A、50B与通孔51连通，通孔51开口在研磨面10a上。第1孔50A通过液体供给道53及转动式接头(未图示)与液体供给源55连接，第2孔50B与液体排出道54连接。

投光部42具有：发出多波长的光的光源47、以及与光源47连接的光纤48。光纤48是将由光源47发出的光引导到晶片W表面的光传送部。光纤48及光纤43的顶端位于第1孔50A内，并位于晶片W的被研磨面的附近。光纤48及光纤43的各顶端，与由顶环31A保持的晶片W相对配置。研磨台30A每旋转一周，光就照射到晶片W的多个区域。光纤48及光纤43的各顶端最好与由顶环31A保持的晶片W的中心相对配置。

研磨晶片W中，作为透明的液体的水(最好是纯水)从液体供给源55通过液体供给道53而被供给到第1孔50A内，充满晶片W下表面与光纤48、43顶端之间的空间。水再流入第2孔50B，通过液体排出道54排出。研磨液与水一起被排出，由此确保光路。液体供给道53上设有与研磨台30A的旋转同步动作的阀(未图示)。当晶片W不位于通孔51上时，该阀阻止水的流动，或者减少水的流量。

光纤48与光纤43互相并排配置。光纤48及光纤43的各顶端相对晶片W的表面而垂直配置，光纤48将光垂直地照射到晶片W的表面上。

在晶片W的研磨中，光从投光部42照射到晶片W上，由光纤(受光部)43接受来自晶片W的反射光。分光光度计44在规定的波长范围对反射光的各波长的强度进行测量，并将所得到的光强度数据送向处理部45。这种光强度数据是反映了晶片W的膜厚的膜厚信号，且根据膜厚而变化。处理部45根据光强度生成表示每个波长的光强度的光谱，再根据光谱来确定晶片W的膜厚。

图4是用于说明原位分光式膜厚监视器39的原理的模式图，图5是表示晶片W与研磨台30A的位置关系的俯视图。在图4所示的例子中，晶片W具有：下层膜、以及形成在该下层膜上的上层膜。投光部42及受光部43与晶片W的表面相对配置。研磨台30A每旋转一周，投光部42就将光照射到包含晶片W中心在内的多个区域一次。

照射到晶片W上的光，在介质(图4例子中为水)与上层膜的界面上、以及上层膜与下层膜的界面上反射，在这些界面上反射的光的波互相干涉。该光波干涉的方式对应于上层膜的厚度(即光路长度)而变化。因此，根据来自晶片W的反射光生成的光谱随着上层膜的厚度而变化。分光光度计44根据波长而对反射光进行分解，测量每个波长的反射光的强度。处理部45根据由分光光度计44得到的反射光的强度数据(膜厚信号)生成光谱。该光谱是表示光的波长与强度的关系的线图(即分光波形)。光强度也可表示为反射率或相对反射率等的相对值。

图6是表示由处理部45生成的光谱的示图。在图6中，横轴表示反射光的波长，纵轴表示根据反射光的强度导出的相对反射率。所谓相对反射率，是表示反射光的强度的一个指标，具体来说，是反射光的强度与规定基准强度之比。基准强度是对每个波长预先取得的。在各波长中将反射光的强度(实测强度)除以所对应的基准强度，由此从实测强度中去除装置的光学系统和光源固有强度的波动等不需要的要素，由此可获得仅反映晶片W的膜厚信息的光谱。

规定基准强度，例如可以是在水的存在下对未形成有膜的硅片(裸硅)进行研磨时所得到的反射光的强度。在实际研磨中，从实测强度中减去暗电平(在将光遮断的条件下所得到的背景强度)来求出补正实测强度，再从基准强度减去上述暗电平来求出补正基准强度，然后，将补正实测强度除以补正基准强度，由此求出相对反射率。具体来说，相对反射率R(λ)可用下式(1)求出。

$R\left(\mathrm{\λ}\right)=\frac{E\left(\mathrm{\λ}\right)-D\left(\mathrm{\λ}\right)}{B\left(\mathrm{\λ}\right)-D\left(\mathrm{\λ}\right)}---\left(1\right)$

此处，λ是波长，E(λ)是来自晶片的波长为λ的反射光的强度，B(λ)是波长λ的基准强度，D(λ)是波长λ的暗电平(在将光遮断的条件下测量的光的强度)。

图7是说明从所得到的光谱与多个参照光谱的比较中确定当前膜厚的处理的示图。处理部45通过对研磨中生成的光谱与多个参照光谱进行比较，从而确定最接近于所生成的光谱的参照光谱，将与该被确定的参照光谱对应的膜厚确定为当前的膜厚。多个参照光谱，是通过对与研磨对象的晶片相同的晶片进行研磨而预先取得的，各参照光谱与取得该参照光谱时的膜厚对应。即，各参照光谱是不同膜厚时所取得的，多个参照光谱对应于多个不同膜厚。因此，通过确定最接近于当前光谱的参照光谱，从而可推定当前的膜厚。

如下地进行晶片W的研磨。使顶环31A及研磨台30A分别向箭头所示的方向旋转，将研磨液(浆料)从研磨液供给机构32A供给到研磨垫10上。在该状态下，在下表面保持有晶片W的顶环31A将晶片W按压到研磨垫10的研磨面10a上。晶片W的表面通过研磨液所含的磨粒的机械作用与研磨液的化学作用而得到研磨。研磨结束后，通过修整工具33A进行研磨面10a的修整(调节)，再将高压流体从喷雾器34A供给到研磨面10a上，从而去除残留于研磨面10a的研磨屑和磨粒等。

返回图1，第1线性传送装置6与第1研磨单元3A及第2研磨单元3B相邻配置。该第1线性传送装置6是在四个输送位置(第1输送位置TP1、第2输送位置TP2、第3输送位置TP3和第4输送位置TP4)之间对晶片进行输送的机构。另外，第2线性传送装置7与第3研磨单元3C及第4研磨单元3D相邻配置。该第2线性传送装置7是在三个输送位置(第5输送位置TP5、第6输送位置TP6和第7输送位置TP7)之间对晶片进行输送的机构。

通过第1线性传送装置6将晶片输送到研磨单元3A、3B。第1研磨单元3A的顶环31A利用其摆动动作而在研磨台30A的上方位置与第2输送位置TP2之间移动。因此，在第2输送位置TP2进行晶片向顶环31A的交接。同样，第2研磨单元3B的顶环31B在研磨台30B的上方位置与第3输送位置TP3之间移动，在第3输送位置TP3进行晶片向顶环31B的交接。第3研磨单元3C的顶环31C在研磨台30C的上方位置与第6输送位置TP6之间移动，在第6输送位置TP6进行晶片向顶环31C的交接。第4研磨单元3D的顶环31D在研磨台31D的上方位置与第7输送位置TP7之间移动，在第7输送位置TP7进行晶片向顶环31D的交接。

与第1输送位置TP1相邻地配置有用于从输送机械手臂22接受晶片的升降器11。晶片通过该升降器11而从输送机械手臂22被交接到第1线性传送装置6。在隔板1a上设有闸门(未图示)，该闸门位于升降器11与输送用自动装置22之间，在输送晶片时闸门打开，将晶片从输送机械手臂22交接到升降器11。

在第1线性传送装置6、第2线性传送装置7和清洗部4之间配置有摆动式传送装置12。由摆动式传送装置12进行从第1线性传送装置6向第2线性传送装置7的晶片的输送。晶片由第2线性传送装置7输送到第3研磨装置3C及/或第4研磨装置3D。

在线型膜厚测量器80与输送机械手臂22相邻设置。晶片在研磨前及/或研磨后，由输送机械手臂22输送到在线型膜厚测量器80，在此测量晶片的膜厚。

接着，参照图8对在线型膜厚测量器80进行说明。图8是表示在线型膜厚测量器80的模式图。在线型膜厚测量器80具有：将晶片W水平放置的基板载物台87；以及对晶片W的膜厚进行测量的膜厚测量头84。

基板载物台87，具有：沿晶片W的周缘部的环状部件，或沿晶片W的周缘部排列的多个支承部件，以可对晶片W的周缘部进行支承。晶片W在其作为测量对象的膜朝上的状态下由上述的输送机械手臂22放置在基板载物台87上。

在支承于基板载物台87的晶片W的上方，设有对晶片W周向的朝向进行检测的定向检测器85。该定向检测器85通过对形成于晶片W周缘部的凹槽或被称为定向平面的缺口进行检测，从而检测出晶片W的朝向。基板载物台87具有使晶片W绕其中心旋转的基板旋转机构(未图示)，可自由调整由定向检测器85检测出的晶片W的朝向(周向的位置)。一边通过基板载物台87使晶片W旋转，一边通过定向检测器85对晶片W的朝向进行检测，通过基板载物台87使晶片W旋转直至晶片W朝向规定的方向。

在膜厚测量中，在晶片W朝向规定方向的状态下，晶片W静止在该基板载物台87上。当晶片W的周缘部放置在基板载物台87上时，晶片W就成为水平状态。膜厚测量头84配置在基板载物台87上的晶片W的上方。膜厚测量头84将光垂直照到晶片W表面上，接受来自晶片W的反射光，生成反射光的光谱，基于该光谱来确定晶片W的膜厚。

膜厚测量头84与头移动机构92连接，膜厚测量头84能够在与晶片W的表面平行的水平面内自由移动。头移动机构92构成为，也可使膜厚测量头84向上下方向移动。膜厚测量头84通过头移动机构92能够在晶片W的多个测量点对膜厚进行测量。膜厚测量中，晶片W为静止状态，且被水平放置，因此，相对于对旋转的晶片的膜厚进行测量的原位分光式膜厚监视器39而言，膜厚测量头84能以更高的精度对膜厚进行测量。

图9是表示在线型膜厚测量器80的膜厚测量头84详细结构的模式图。如图9所示，膜厚测量头84具有：发出多波长的光的光源100；将来自光源100的光集中的聚光透镜101；将通过聚光透镜101的光朝向晶片W的分光镜103；使来自分光镜103的光集中在晶片W上的成像透镜105；以及对来自晶片W的反射光的强度进行测量的分光光度计110。在分光光度计110与分光镜103之间配置有中继透镜117。

分光光度计110构成为，根据波长对反射光进行分解，在规定的波长范围对各波长的反射光的强度进行测量。膜厚测量头84还具有处理部120，该处理部120根据由分光光度计110得到的反射光的强度数据(膜厚信号)生成光谱，基于光谱来确定膜厚。光谱表示各波长的反射光的强度。由在线型膜厚测量器80得到的膜厚的测量值，被送向原位分光式膜厚监视器39的处理部45。

返回图1，在摆动式传送装置12的侧方，配置有晶片的临时放置台72，该晶片的临时放置台72设置在未图示的框架上。该临时放置台72如图1所示，与第1线性传送装置6相邻配置，并位于第1线性传送装置6与清洗部4之间。摆动式传送装置12在第4输送位置TP4、第5输送位置TP5和临时放置台72之间移动。在上述的实施例中，当在各研磨单元3A～3D之间交接晶片时，晶片脱离顶环，通过线性传送装置6、7而被输送到其它的研磨单元，但研磨单元间的晶片的交接机构并不限于上述例子，例如也可在保持晶片的状态下，通过顶环直接移动到其它研磨单元上来输送晶片。

放置在临时放置台72上的晶片，由清洗部4的第1输送机械手臂77输送到清洗部4。如图1所示，清洗部4具有：一次清洗机73及二次清洗机74，该一次清洗机73及二次清洗机74用清洗液对研磨后的晶片进行清洗；以及干燥机75，该干燥机75对清洗后的晶片进行干燥。第1输送机械手臂77将晶片从临时放置台72输送到一周清洗机73，再从一次清洗机73输送到二次清洗机74。在二次清洗机74与干燥机75之间配置有第2输送机械手臂78。该第2输送机械手臂78将晶片从二次清洗机74输送到干燥机75。

干燥后的晶片，由输送机械手臂22从干燥机75中取出，并被送回到晶片盒内。如此，对晶片进行包含研磨、清洗、干燥及膜厚测量的一系列的处理。

图10是表示在研磨前后用在线型膜厚测量器80测量膜厚的测量点的一例子。基本上来说，测量点分布成，可用有限的测量点数来获得晶片整个面的平均或代表性的膜厚。

图11表示原位分光式膜厚监视器39的膜厚传感器40在晶片面上画出的扫描轨迹的一例子。在该例子中，研磨台30A的转速是60min^-1，顶环31A的转速为66min^-1，膜厚传感器40在研磨台30A旋转十周的期间在晶片面上沿周向均匀扫描并返回到原来的位置。于是，在该期间膜厚传感器40对晶片整个面进行测量。或者，在研磨台30A旋转五周的期间，膜厚传感器40在晶片面上沿周向扫描半周，考虑到晶片中心前后的测量点，也可认为在研磨台30A旋转五周的期间膜厚传感器40近似地对晶片整个面进行测量。因此，通过对在研磨台30A旋转十周或旋转五周的期间所取得的膜厚值予以平均，从而可获得不受晶片面周向的膜厚分布影响的平均的膜厚值。

但是，从图11可知，在该场合的测量点大多集中存在于晶片中心部。因此，在中心部的膜厚大的场合，所得到的平均膜厚值就大于实际的膜厚，在中心部的膜厚小的场合，所得到的平均膜厚值就小于实际的膜厚。

因此，在研磨晶片前，用在线型膜厚测量器80取得图10所示的多个测量点的光谱而确定各个测量点的晶片的膜厚，并取得这些膜厚的平均的膜厚TL0。在测量点是形成在划线上的测量区域(也称为测量垫)的场合，一边理论计算参照光谱、一边与测量光谱比较而进行曲线拟合，由此求出各层的膜厚。

另外，关于研磨中的图11所示的测量点，在研磨初期，例如根据研磨台30A旋转五周或旋转十周期间所取得的光谱来确定膜厚，基于研磨速率及研磨时间而算出研磨前的膜厚TS0。在该场合，既可求出在研磨初期的多个测量点得到的多个光谱的平均光谱，根据该平均光谱确定膜厚，基于各测量点的测量时间(研磨时间)的平均值与研磨速率，而将上述确定出膜厚换算成膜厚TS0，也可根据各个测量点得到的多个光谱确定所对应的多个膜厚，基于测量时间(研磨时间)与研磨速率而将所得到的多个膜厚换算成研磨前的多个推定膜厚，并算出这些多个推定膜厚的平均的膜厚TS0。或者，也可在使用浆料对晶片进行研磨之前，设置短时间的水研磨的步骤，在不进行研磨、且晶片面各部分的膜厚不变化的状态下求出研磨前的膜厚TS0。这种水研磨，是代替浆料而一边将纯水供给到研磨垫上一边对晶片进行研磨的工序，这种水研磨中，实质上不进行晶片的研磨。

在原位膜厚监视的场合，各测量点(测量区域)存在于图形上的各种位置。因此，难以通过比较由理论计算确定的参照光谱与测量光谱来求出膜厚。因此，如图7所示，也可将测量光谱，与预先对同一规格(相同的面膜、相同的层)的晶片进行研磨而得到的参照光谱相比较。具体来说，将研磨对象的晶片与相同规格(相同的面膜、相同的层)的晶片予以研磨，预先取得与不同膜厚对应的多个参照光谱。然后，将研磨中晶片的各时刻的光谱(测量光谱)与参照光谱进行比较，确定两者之差最小的与参照光谱对应动膜厚。这里，作为两个光谱的差值，可以取各波长的光强度的绝对值差的总和或各波长的光强度的平方差的总和。与各参照光谱对应的各膜厚，可测量研磨前后的膜厚，在假定研磨速率为一定时的前提下通过比例分配来求出。

接着，处理部45求出在线型膜厚测量器80测出的研磨前晶片的膜厚TL0与原位分光式膜厚监视器39测出的研磨前膜厚TS0的差值ΔT。

ΔT＝TL0-TS0    (2)

以后，处理部45对研磨中各时刻的由原位分光式膜厚监视器39得到的膜厚TS用下面的补正式补正来确定监视膜厚T。

T＝TS+ΔT       (3)

另外，最好是，各时刻的膜厚TS也如图11所示，是在视为反映了晶片全周的膜厚的条件下由膜厚传感器40测量的多个膜厚值的平均数。

一般，在前述那样的旋转式的研磨装置的场合，即使进行研磨，晶片面周向的膜厚分布也几乎不变。另外，在许多场合，研磨条件(研磨压力等)被调整为使研磨量一定而不受晶片面上的半径位置影响。因此，研磨中的晶片面上的膜厚外形大致一定，且也可对晶片面的膜厚传感器40的扫描轨迹上的全部测量点求出一种补正量ΔT。在该场合，也可通过研磨中而获得与在线型膜厚测量器80匹配的监视膜厚。另外，即使原位分光式膜厚监视器39相对在线型膜厚测量器80产生偏差或经过时间变化，或者在晶片间产生下层的厚度或光学常数产生误差，也可如上述那样通过补正膜厚来获得研磨中可信赖的监视膜厚。

在研磨量因晶片的半径位置而改变的场合，例如在研磨后的膜厚不受初期的膜厚分布影响而通过外形控制而控制成径向为一定的场合，只要根据半径位置而将原位分光式膜厚监视器39的测量点分组，对各个组求出研磨前的膜厚TS0即可。此时，在线型膜厚测量器80的膜厚TL0，也根据需要而根据相对各测量点的膜厚值来实施插补等处理，然后作为与各个组对应的平均值而求出多个。

如果一个批次内，初期的膜厚外形或下层的膜厚及光学常数实质上是一定的，则在线型膜厚测量器80的初期的膜厚TL0的测量对最先的一枚的晶片进行即可。相反，在一个批次内，在晶片间初期的外形或下层有波动的场合，必须一枚一枚地对晶片测量研磨前的膜厚TL0。通常，所谓一个批次内的晶片，是收纳于一个晶片盒内的多个晶片。

一般，在晶片的研磨中，需要对最上层的膜的厚度进行监视。在最上层的膜的下面有不同膜或配线等的场合，则如图12的记号T所示，重要的是，要监视从最上层的膜表面至该膜与存在其下方的不同材料的边界的厚度。因此，在线型膜厚测量器80进行的研磨前的膜厚测量是对这种层结构的最上层的膜进行的，另外，在原位分光式膜厚监视器39的膜厚的计算中，也计算相当于该区域的最上层的膜厚。

在图11所示的例子中，膜厚传感器40在研磨台30A旋转十周、或旋转五周的期间在晶片面上沿周向均匀扫描。因此，通过对研磨台30A旋转十周或旋转五周期间所取得的膜厚值进行平均，从而可获得不受晶片面周向的膜厚分布影响的平均的膜厚值。

但是，要获得平均的膜厚，必须取得与研磨台旋转周数相应的膜厚数据并对膜厚数据实施移动平均等的平均化的处理。因此，算出的膜厚有可能产生时间延迟，因研磨速率的变化而构成研磨过量或研磨不足的状态。

因此，本发明通过求出研磨中的晶片的旋转角，从而正确地捕捉晶片面内的周向的膜厚分布且没有时间延迟地监视研磨的进行状态。研磨装置中通常没有使研磨台30A与顶环31A的旋转角同步、时时刻刻测量旋转角的机构。因此，下面说明的方法是，从由原位分光式膜厚监视器39取得的光谱中抽取有特征的光谱，对抽取的光谱与晶片面上的位置信息进行关联。

在图形晶片中，在许多场合，具有在划线上有形成单层的氧化膜的区域。从该区域反射的光的光谱，与形成有图形的区域所得到的光谱有很大的不同。图13是将在研磨台30旋转60周期间处于晶片的某径向位置的测量点所得到的光谱重叠画出的曲线图。在本例子中，原位分光式膜厚监视器39的光源是卤素灯，并连续地照射晶片表面。曲线图的纵轴是相对反射率，作为式(1)的基准强度B(λ)，使用来自裸硅的反射光的强度。曲线图的横轴表示反射光的波长。

在图13中，用粗的实线及粗的虚线表示的光谱，具有与单层氧化膜的光谱相同的形状和大小，相反，用细的点线表示的其它光谱具有不同的形状和大小。与单层氧化膜的光谱相当的光谱(用粗的实线及粗的虚线表示)如图14所示，可以理解为是当膜厚传感器40的顶端部沿如虚线椭圆所示那样的划线移动时取得的，其它的光谱是当膜厚传感器40的顶端部在芯片内移动、或与划线交叉移动时取得的。在图13中，例如，只要设定波长450nm以上的相对反射率的最大值为90％以上那种条件，就可区别出单层氧化膜的光谱与其它光谱并对其进行检测。

参照图15对利用由原位分光式膜厚监视器39得到的光谱来检测划线、求出晶片的旋转角的方法的一例进行说明。如图15所示，将以晶片W的中心O_W为原点的固定坐标系定义为固定坐标系xy，将以晶片W的中心O_W为原点且与晶片一起旋转的旋转坐标系定义为XY旋转坐标系。晶片W绕其中心O_W逆时针旋转，研磨台30A绕其中心O_T逆时针旋转。下面陈述的旋转角表示与x轴正方向的角度。

当将研磨垫10的研磨面上的点P(膜厚传感器40的顶端部)的基准时刻0(可任意设定)、以及某时刻t中的旋转角分别设为θ_T0、θ_T、将点P的角速度设为ω_T时，则xy固定坐标系上的P(x，y)表示为下述那样。

θ_T＝θ_T0+ω_Tt   (4)

x＝Lcosθ_T-L    (5)

y＝Lsinθ_T      (6)

其中，L是研磨台30A的中心O_T与晶片的中心O_W之间的距离。

XY旋转坐标系与晶片W一起旋转，在晶片W的中心具有原点O_W，且在晶片W上的芯片正交的两条边的方向具有X轴和Y轴。当将基准时刻及时刻t中的晶片W的旋转角分别设为θ_W0、θ_W、将晶片W的角速度设为ω_W时，则点P(膜厚传感器40的顶端部)在晶片面上的轨迹用坐标X、Y表示为下述那样。

θ_W＝θ_W0+ω_Wt             (7)

X＝Lcos(θ_T-θ_W)-Lcosθ_W   (8)

Y＝Lsin(θ_T-θ_W)+Lsinθ_W   (9)

X²+Y²＝2L²(1-cosθ_T)        (10)

由式(8)、式(9)，可得到下式。

dX/dt＝-L(ω_T-ω_W)sin(θ_T-θ_W)+Lω_Wsinθ_W

＝(A cosθ_T+B)sinθ_W-Asinθ_Tcosθ_W

＝C sin(θ_W+φ)                       (11)

dY/dt＝L(ω_T-ω_W)cos(θ_T-θ_W)+Lω_Wcosθ_W

＝(A cosθ_T+B)cosθ_W+Asinθ_Tsinθ_W

＝C sin(θ_W+ψ)                       (12)

而A＝L(ω_T-ω_W)                      (13)

B＝Lω_W                              (14)

$C=\sqrt{A^2+B^2+2\mathrm{AB}\cos {\mathrm{\θ}}_T}---\left(15\right)$

cosφ＝(A cosθ_T+B)/C                 (16)

sinφ＝-A sinθ_T/C                    (17)

sinψ＝cosφ，cosψ＝-sinφ            (18)

由式(18)得到：

ψ＝φ+π/2               (19)

在检测出与划线上的单层氧化膜相当的光谱的场合，由于dX/dt＝0或dY/dt＝0，因此，此时刻的晶片的旋转角θ_W由式(11)、(12)、(19)表示为下述那样。

θ_W＝-φ+nπ/2  (n＝0，1，2，或3)           (20)

此处，角度φ由式(16)及式(17)决定。n若是0或2，则点P在晶片面上沿X轴移动，n若是1或3，则点P沿Y轴移动。另外，若研磨中的研磨台30A与顶环31A的角速度ω_T、ω_W是一定的，则式(20)所示的θ_W就是仅将n和θ_T设为独立变数的函数。

晶片研磨中，测量时间被调整成，分光光度计(分光器)44的计测周期S为一定，研磨台30A每旋转一周，膜厚传感器40就对晶片中心进行测量一次(参照日本专利特开2004-154928号公报)。另外，研磨台30A旋转一周的期间的测量点k，如图16所示那样以晶片中心的测量点为0而按测量时间顺序被编号。

k＝…-2，-1,0,1,2，…

此时，测量点k的旋转角θ_T如下那样决定。

θ_T＝kSω_T               (21)

其中，S是分光光度计44的计测周期。

由此，根据原位分光式膜厚监视器39对划线进行检测时的测量点的编号可以由式(21)确定单一的点P的旋转角。因此，可以由式(20)求出晶片的四个旋转角θ_W。此外，由式(8)～(9)，来求出晶片面上的四个测量点的坐标值(X，Y)。

图17上，将如此计算出的四个测量点的坐标值用黑圆●及白圆○表示。内侧的虚线圆是由式(10)确定的圆，格子状的线表示晶片面上的划线。通过将该坐标值与晶片面上的划线的配置对照，从而可确定该时刻的测量点的坐标值。在图17中，用黑圆●表示的第2象限的点，是膜厚传感器40的顶端部沿Y方向的划线移动时的测量点位置。

在图17中，第1象限或第3象限的用白圆○表示的点位于X方向的划线上，其限定于芯片的尺寸与配置为特别的场合。另外，通常，晶片中心不在划线交叉的格子点上，相对于晶片中心对称的第4象限的点不存在Y方向划线上。因此，在大多数场合，检测出划线时的测量点的坐标值可以被单一确定(单值)。

此时，式(20)的整数n及旋转角θ_W同时被单一确定。此外，根据式(7)，基准时刻的晶片旋转角θ_W0被单一确定。当基准时刻的晶片旋转角θ_W0被确定时，则由式(7)可求出现时刻以后的任意时刻的晶片旋转角θ_W。并且，可利用式(8)及式(9)将由式(5)、式(6)及式(21)表示的测量点P(x，y)变换成晶片面上的坐标值(X，Y)。

图17所示的晶片面上的膜厚传感器40的扫描轨迹，是研磨台30A的转速、顶环31A的转速分别为60min^-1、66min^-1时的场合的扫描轨迹。在膜厚传感器40这样在短时间内在晶片面内进行均匀扫描的场合，可通过原位分光式膜厚监视器39在短时间内(例如研磨台30A旋转五周或旋转十周的期间)获得晶片整个面的膜厚测量值。因此，在研磨速率稳定的场合，可基于研磨速率而将该时间范围内的各测量点(区域)的膜厚值换算成一个时刻(例如对该时间范围内的最后的光谱进行测量的时刻)的膜厚值。由此，可对晶片面整体的最小膜厚设置阈值来确定研磨终点，或设置若规定比例的膜厚值低于阈值就结束研磨等要求更细的条件来进行研磨终点检测。此外，若利用插补方式求出与在线型膜厚促动器80的测量点相当的膜厚值，则可获得与研磨前后的膜厚控制点完全一致的位置的监视膜厚。

然而，即使在为了在较短时间的期间内使膜厚传感器40对晶片沿周向进行均匀扫描，例如图17所示那样研磨台30A的转速为60min^-1、顶环31A的转速为66min^-1的场合，晶片面上的膜厚传感器40的扫描轨迹，也可随晶片上的径向位置(离开晶片中心的距离)和研磨台30A的旋转而可获得各种的方向。

但是，当例如研磨台30A旋转十周时，晶片面上的测量点就返回到原来位置，晶片面上的测量点的轨迹就稀疏。因此，在芯片尺寸较大的场合，有可能由于基准时刻的顶环31A的旋转角而无法检测到划线。在这种场合，如图18所示，只要将研磨台30A的转速与顶环31A的转速设定成稍许不同而使膜厚传感器40的扫描轨迹稍微产生变化，就能更可靠地检测出划线。图18表示研磨台30A的转速为60min^-1、顶环31A的转速为61min^-1时的膜厚传感器40在晶片面上的扫描轨迹。

此外，也可在使用浆料研磨晶片之前设置水研磨的步骤，对划线进行检测。水研磨是代替浆料而一边将纯水供给到研磨垫10上一边对晶片进行研磨的工序，这种水研磨，实质上不进行晶片的研磨。

另外，还取决于研磨台30A的转速和划线的宽度，但最好，将膜厚的计测周期缩短到例如3毫米秒等的一定程度，并将一个测量点(一次的测量区域)的长度抑制在几毫米程度。

以上，例示了以膜厚传感器40在晶片面上沿划线进行扫描时的光谱为基础对晶片的旋转角进行检测的方法，但一般这种事情在研磨中不限于一周，在晶片面内不限于一个部位。另一方面还可以想到晶片在顶环31A内旋转方向上稍许偏移，在晶片与顶环31A之间会产生旋转角的差。因此，研磨中继续进行检测划线，求出晶片面上的测量点的坐标及晶片的旋转角并计算基准时刻所对应的晶片的旋转角。对于基准时刻所对应的晶片旋转角，逐次更新过去的检测出划线时所得到的数值。

在研磨中某时刻，若求出基准时刻所对应的晶片的旋转角θ_W0，则如前所述，求出该时刻以后的时刻的晶片的旋转角θ_W，从而可计算出此时测量点的晶片面上的坐标值(X，Y)。

图19是表示研磨前后的沿晶片周向的膜厚分布的曲线图。从图19可知，在研磨中晶片面周向的膜厚分布大致是一定的。因此，若假设周向的膜厚分布为一定，则通过如前所述地求出测量点的晶片面上的坐标值(X，Y)，从而可用由原位分光式膜厚监视器39求出的膜厚值和研磨前由在线型膜厚测量器80求出的膜厚分布，而在研磨中推定出晶片的某径向位置中的、晶片面周向的膜厚分布。因此，能够没有时间延迟地算出该径向位置的基板周向的膜厚的平均值。另外，若对大致沿径向排列在晶片面上的全部测量点求出膜厚，分别对各个测量点推定周向的膜厚分布，则每当研磨台30A旋转一周，就可推定晶片整个面的膜厚分布。由此，可对晶片面整体的最小膜厚设置阈值而确定研磨终点，或设置若规定比例的膜厚值低于阈值就结束研磨等要求更细的条件来进行研磨终点检测。此外，若利用插补方式求出与在线型膜厚促动器80的测量点相当的膜厚值，则可获得与研磨前后的膜厚控制点完全一致的位置的监视膜厚。

由于芯片的尺寸、划线的宽度、划线上的单层氧化膜的占有率等，也能够想到无法检测划线的可能性。也可当经过规定时间后无法检测划线时，发出警告，或作为异常而停止研磨。以上流程的概略表示在图20中。

另外，在仅适用原位分光式膜厚监视器39的场合，也可通过算出膜厚传感器40的扫描轨迹沿大致晶片面一周的期间所取得的平均的膜厚值，从而能够实质上去除周向的膜厚的波动。但是，在该方法中，由于膜厚传感器40的扫描时间，平均膜厚值的取得会产生时间延迟。因此，通过并用在线型膜厚促动器80的数据而可消除时间延迟，可即时地检测出研磨终点。这在对晶片面的径向膜厚分布进行实际时间控制的场合也相同，求出不受周向膜厚误差影响的周向平均膜厚，可进行无时间延迟的即时控制。

另外，检测划线并求出晶片的旋转角的方法，不限定于检测上述单层氧化膜。只要能特征性地判别晶片面上反射光的光谱即可。例如，也可是划线上的非图形的层叠膜。

图21(a)至图21(c)是表示用于求出晶片的旋转角θ_W的其他方法的示图。图21(c)是，对于图21(a)所示的角度θ，将研磨前由在线型膜厚测量器80测量的晶片外周部的膜厚根据晶片的测量点的膜厚值进行插补，并用曲线表示。在本例子中，在晶片面上的X轴正方向膜厚最大，X轴负方向最小。

相反，图21(b)是表示研磨台30A、顶环31A的转速分别为60min^-1、66min^-1时的晶片面上原位分光式膜厚监视器39的膜厚传感器40扫描轨迹的示图。膜厚传感器40按No.1～No.10所示的位置及顺序向晶片面内突入。此时，用白圆○表示突入晶片面后第1点的测量点。另外，研磨开始后旋转十周的膜厚值用图21(c)的白圆表示，在本例子中，由于随着时间的经过，轨迹在面内顺时针旋转且角度减小，因此，膜厚值按与测量时相反的顺序将No.10对照θ＝0来表示。该膜厚值，也可根据各测量点的研磨开始后的经过时间和设想研磨速率换算为研磨前的数值。

现在，用原位分光式膜厚监视器39测量膜厚时的晶片的旋转角是未知的，在图21(c)中，用实线所示的在线型膜厚测量器80测量的膜厚值，与用白圆○所示的原位分光式膜厚监视器39测量的膜厚值具有角度偏差。因此，使原位分光式膜厚监视器39测量的膜厚值沿横轴(θ轴)平行移动，求出与在线型膜厚测量器80测量的膜厚值最接近的点。具体来说，求出No.1～No.10的膜厚值与在线型膜厚测量器80的膜厚值之间的平方差总和或绝对值差总和最小的点。当将此时的沿横轴的移动量设为Δθ时，则Δθ表示晶片相对轨迹No.10上的最初测量点的旋转角θ_W。即，晶片的旋转角θ_W等于膜厚值的移动量Δθ(在本例子中为负值)(θ_W＝Δθ)。

此处，着眼于晶片外周部的膜厚，并以原位分光式监视器膜厚传感器40的轨迹No.1～No.10的最初测量点为例进行了说明，但进行比较的膜厚测量点(径向位置)当然不限定于此。另外，例示了将研磨初期的周向的膜厚分布与在线性膜厚测量器80的研磨前膜厚进行比较而求出晶片的旋转角的例子，但考虑到图19所示那样研磨中的周向膜厚分布大致为一定，因此，不限定于研磨初期，在研磨中的任意时刻都可求出晶片的旋转角。此时，若将原位分光式膜厚监视器39及在线型膜厚测量器80两方所得到的周向膜厚分布分别除以平均值而予以标准化，并整理出平均厚度，则可期待求出更正确的旋转角。

在该方法的场合，必须对研磨台30A与顶环31A的转速比进行调节，以使膜厚传感器40的扫描轨迹在短时间内在晶片上绕一周。另外，在前述的对划线进行检测的方法中，膜厚传感器40直至最初沿划线扫描的期间无法获得顶环31A的旋转角，而在本方法中，可从研磨初期持续获得旋转角度。当然，也可一并使用该方法和前述的方法。

至此，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，在其技术思想的范围内，当然可用各种不同的形态来实施。

Claims (12)

1.一种研磨装置，其特征在于，具有：

对研磨垫进行支承的研磨台；

将基板按压到所述研磨垫上的顶环；

在线型膜厚测量器，该在线型膜厚测量器对处于静止状态的基板的膜厚进行测量；以及

原位分光式膜厚监视器，该原位分光式膜厚监视器具有配置在所述研磨台内的膜厚传感器，

所述原位分光式膜厚监视器，

从研磨所述基板前由所述在线型膜厚测量器测量出的初期膜厚中，减去研磨所述基板前由所述原位分光式膜厚监视器测量出的初期膜厚，由此确定补正值，

对在所述基板的研磨中测量出的膜厚加上所述补正值，由此取得监视膜厚，

基于所述监视膜厚而监视所述基板的研磨进度。

2.一种研磨状态监视方法，其特征在于，

由在线型膜厚测量器对处于静止状态的基板的初期膜厚进行测量，

由原位分光式膜厚监视器对支承于研磨台的研磨垫上的所述基板的初期膜厚进行测量，

从由所述在线型膜厚测量器测量出的所述初期膜厚中，减去由所述原位分光式膜厚监视器测量出的所述初期膜厚，由此确定补正值，

一边将研磨液供给到所述研磨垫上，一边将所述基板按压到所述研磨垫上而对该基板进行研磨，

对在所述基板的研磨中由所述原位分光式膜厚监视器测量出的膜厚加上所述补正值，由此取得监视膜厚，

基于所述监视膜厚而监视所述基板的研磨进度。

3.如权利要求2所述的研磨状态监视方法，其特征在于，被测量所述初期膜厚的基板，是一个批次内的最初的基板。

4.如权利要求2所述的研磨状态监视方法，其特征在于，在一个批次内的各基板的研磨前，测量所述各基板的所述初期膜厚。

5.一种研磨装置，其特征在于，具有：

对研磨垫进行支承的研磨台；

将基板按压到所述研磨垫上的顶环；以及

原位分光式膜厚监视器，所述原位分光式膜厚监视器具有配置在所述研磨台内的膜厚传感器，

所述原位分光式膜厚监视器将光照射在基板上，生成来自该基板的反射光的光谱，用所述光谱来确定所述基板的旋转角度，并根据所述光谱来确定膜厚。

6.如权利要求5所述的研磨装置，其特征在于，所述原位分光式膜厚监视器具有连续照明光源，抽取所述光谱中来自所述基板的划线的反射光的光谱，用所述抽取的光谱来确定所述基板的旋转角度。

7.如权利要求5所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨装置还具有在线型膜厚测量器，该在线型膜厚测量器对处于静止状态的所述基板的膜厚进行测量，

所述原位分光式膜厚监视器，取得沿所述基板的周向的膜厚分布，将所述膜厚分布与由所述在线型膜厚测量器取得的沿所述基板的周向的膜厚分布予以比较，由此确定所述基板的旋转角度。

8.如权利要求5所述的研磨装置，其特征在于，所述原位分光式膜厚监视器，在研磨中的各时刻，在所述基板的径向的规定位置沿基板周向取得多个膜厚，并算出该多个膜厚的平均值。

9.一种研磨状态监视方法，其特征在于，

将基板按压到研磨垫上，

将光照射到所述研磨垫上的所述基板上，

生成来自所述基板的反射光的光谱，

用所述光谱来确定所述基板的旋转角度，

根据所述光谱确定膜厚，

基于所述膜厚而监视所述基板的研磨进度。

10.如权利要求9所述的研磨状态监视方法，其特征在于，

所述光连续地照射到所述基板上，

抽取所述光谱中来自所述基板的划线的反射光的光谱，

用所述抽取的光谱来确定所述基板的旋转角度。

11.如权利要求9所述的研磨状态监视方法，其特征在于，

在所述基板的研磨前，对处于静止状态的所述基板的膜厚进行测量，取得沿该基板的周向的第1膜厚分布，

在所述基板的研磨中，基于由所述光谱确定的膜厚，而取得沿所述基板的周向的第2膜厚分布，

通过将所述第2膜厚分布与所述第1膜厚分布进行比较，从而确定所述基板的旋转角度。

12.如权利要求9所述的研磨状态监视方法，其特征在在，在研磨中的各时刻，在所述基板的径向的规定位置沿基板周向取得多个膜厚，并算出该多个膜厚的平均值。